2019高考化学主题21水的电离和溶液的酸碱性（7）（含解析）.docx

主题21:水的电离和溶液的酸碱性李仕才B卷最新模拟滚动训练1.在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是()。A.无色溶液:Ca2+、H+、Cl-、HSO3-B.能使pH试纸呈红色的溶液:Na+、N、I-、NO3-C.FeCl2溶液:K+、Na+、S、AlO2-D.加水稀释时c(H+)c(OH-)明显增大的溶液中:Ba2+、Cl-、NO3-、Na+【解析】H+和HSO3-不能大量共存,发生反应H+HSO3-H2O+SO2,故A项错误;能使pH试纸显红色,说明此溶液显酸性,NO3-在酸性条件下具有强氧化性,能与I-发生氧化还原反应,因此不能大量共存,故B项错误; Fe2+和AlO2-发生双水解反应,因此不能大量共存,故C项错误;加水稀释时,c(H+)c(OH-)增大,说明此溶液显碱性,这些离子在碱液中能够大量共存,故D项正确。【答案】D2.短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,X的气态氢化物极易溶于Y的氢化物中,常温下,Z的单质能溶于W的最高价氧化物对应水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液。下列说法不正确的是()。A.原子半径的大小顺序为WQZXYB.元素X的气态氢化物与Q的单质可发生置换反应C.元素X与Y可以形成5种以上的化合物D.元素Q的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,X的气态氢化物极易溶于Y的氢化物中,联想NH3极易溶于水,可知X为氮元素,Y为氧元素;常温下,Z的单质能溶于W的最高价氧化物对应水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液,说明Z为铝元素,W为硫元素,因为铝在常温下能溶于稀硫酸,在浓硫酸中发生钝化;Q只能为氯元素。同周期元素自左而右原子半径逐渐减小,电子层数越多原子半径越大,故原子半径Z(Al)W(S)Q(Cl)X(N)Y(O),故A项错误;氯气能与氨气反应得到氮气和HCl,属于置换反应,故B项正确;N元素与O元素可以形成N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5,故C项正确;非金属性ClS,故Cl元素最高价氧化物对应水化物的酸性更强,故D项正确。【答案】A3.一种熔融碳酸盐燃料电池的原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()。A.反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为H2+2OH-2e-2H2OC.电池工作时,C向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e-2C【解析】A项,每消耗1 mol CH4,转移6 mol e-,错误;B项,电解质为熔融的碳酸盐,不含氢氧根离子,错误;C项,B极通入氧气,为正极,碳酸根离子向负极移动,错误;D项,电极B上氧气得到电子生成碳酸根离子,正确。【答案】D4.化学上常用AG表示溶液中的lg c(H+)c(OH-)。25 时,用0.100 molL-1的NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 molL-1HNO2溶液,AG与所加NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是()。A.D点溶液的pH=11.25B.B点溶液中存在 c(H+)-c(OH-)=c(NO2-)-c(HNO2)C.C点时,加入NaOH溶液的体积为20 mLD.25时,HNO2的电离常数Ka=1.010-5.5【解析】D点时lg c(H+)c(OH-)=-8.5,则c(H+)c(OH-)=1.010-8.5,因为Kw=1.010-14,所以c(H+)=1.010-11.25,pH=11.25,A项正确;B点溶液为等浓度的HNO2和NaNO2的混合溶液,电荷守恒式为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(NO2-),物料守恒式为2c(Na+)=c(NO2-)+c(HNO2),则2c(H+)-2c(OH-)=c(NO2-)-c(HNO2),B项错误;C点溶液的lg c(H+)c(OH-)=0,则c(H+)c(OH-)=1,HNO2的电离程度与NaNO2的水解程度相同,加入NaOH溶液的体积小于20 mL,C项错误;A点溶液lg c(H+)c(OH-)=8.5,则c(H+)c(OH-)=1.0108.5,Kw=1.010-14,c2(H+)=1.010-5.5,则HNO2的电离常数Ka=c(H+)路c(NO2-)c(HNO2)=c2(H+)0.100mol路L-1-c(H+)=,D项错误。【答案】A5.常温下,向20 mL 0.1 molL-1氨水中滴加盐酸,溶液中由水电离的氢离子浓度随加入盐酸体积的变化如图所示。则下列说法正确的是()。A.b、d两点为恰好完全反应点B.c点溶液中c(N)=c(Cl-)C.a、b之间的任意一点:c(Cl-)c(N),c(H+)c(OH-)D.常温下,0.1 molL-1氨水的电离常数Ka约为110-5【解析】如果氨水和盐酸恰好完全反应生成氯化铵,氯化铵为强酸弱碱盐,其溶液呈酸性,此时水的电离程度最大,为图中c点,故A项错误;根据图像可知,c点c(H+)10-7 molL-1,溶液呈酸性,结合电荷守恒得c(N)c(Cl-),故B项错误;a、b之间的任意一点,溶液都呈碱性,即c(H+)c(OH-),结合电荷守恒定律得c(Cl-)c(N),故C项错误;常温下,0.1 molL-1的氨水中c(H+)=10-11 molL-1,则c(OH-)=0.001 molL-1,Ka110-5,故D项正确。【答案】D6.25 时,将浓度均为0.1 molL-1,体积分别为Va和Vb的HA溶液与BOH溶液按不同体积比混合,保持Va+Vb=100 mL,Va、Vb与混合液pH的关系如图所示,下列说法正确的是()。A.Ka(HA)=110-6B.b点,c(B+)=c(A-)=c(OH-)=c(H+)C.c点时,c(A-)c(OH-)路c(HA)随温度升高而减小D.ac过程中水的电离程度始终增大【解析】根据图像可知,酸溶液的pH=3,则c(H+)0.1 molL-1,说明HA是弱酸;碱溶液的pH=11,c(OH-)c(OH-)=c(H+),B项错误;c(A-)c(OH-)路c(HA)=1Kh,水解平衡常数只与温度有关,升高温度促进水解,水解平衡常数增大,因此该比值随温度升高而减小,C项正确;酸或碱抑制水的电离,盐类水解促进水的电离,所以b点水电离出的c(H+)10-7 molL-1,而a、c两点水电离出的c(H+)c(H+)=c(OH-)C.N点水的电离程度大于K点水的电离程度D.NK之间曲线上任意一点都有c(M+)c(OH-)c(A-)c(H+)【解析】0.01 molL-1 HA溶液中pH=2,则 HA是强酸,N点时溶液呈中性,MOH的物质的量大于 HA的物质的量,说明 MOH是弱碱,A项正确;N点pH=7,则c(H+)=c(OH-),由电荷守恒可知,B项正确;N点溶液呈中性,K点溶液呈碱性,碱性溶液抑制水的电离,所以N点水的电离程度大于K点水的电离程度,C项正确; NK之间曲线上任意一点溶液为MA和 MOH的混合溶液,在N点起始阶段 c(A-)c(OH-),即c(A-)和c(OH-)的大小与 MOH的量有关,D项错误。【答案】D8.水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mgL-1,我国地表水环境质量标准规定,生活饮用水源的DO不能低于5 mgL-1。某化学小组同学用锰盐碘量法测定某河水的DO。.测定原理:用如图所示装置(夹持装置略),使溶解在水中的O2在碱性条件下将Mn2+氧化为MnO(OH)2:Mn2+O2+OH-MnO(OH)2(未配平);酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化生成I2:MnO(OH)2+2I-+4H+Mn2+I2+3H2O;用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2:2S2+I2S4+2I-。.测定步骤a.安装装置,检验气密性。充N2排尽空气后,停止充N2。b.向烧瓶中加入200 mL水样。c.向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI无氧溶液(过量),开启搅拌器,至测定原理反应完全。d.搅拌并向烧瓶中加入2 mL硫酸无氧溶液至反应完全,溶液为中性或弱酸性。e.从烧瓶中取出40.00 mL溶液,用0.01000 molL-1Na2S2O3溶液进行滴定,记录数据。f.重复步骤e的操作23次。g.处理数据(忽略氧气从水样中的溢出量和加入试剂后水样体积的变化)。回答下列问题:(1)配平测定原理反应的离子方程式,其化学计量数依次为。(2)配制以上无氧溶液时,除去所用溶剂水中溶解氧的简单操作为。(3)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器为。A.滴定管B.量筒C.注射器(4)步骤e需滴加23滴溶液作指示剂。(5)如图,可记录到某次滴定消耗Na2S2O3溶液mL。水样的DO= mgL-1(保留一位小数)。作为饮用水源,此次测得的DO是否达标?(填“是”或“否”)。(6)步骤d中加入适量的硫酸使溶液接近中性,其原因为若碱过量,则MnO(OH)2不能全部转化变为Mn2+;若酸过量,滴定过程中将发生的反应为(用离子方程式表示),从而造成误差。(7)误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是(填字母)。A.水洗后未用Na2S2O3标准溶液润洗滴定管B.盛待测液的锥形瓶中原有少量蒸馏水C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失D.初读数时仰视,末读数时俯视(8)用锰盐-碘量法测定水样中的DO时,若水样中存在微量的某些离子,就可能对测定结果有影响。下列离子对测定易造成干扰的是(填字母)。A.Cl-B.Na+C.S2-D.Fe3+【解析】(1)根据化合价升降守恒,反应中氧元素的化合价由0价变为-2价,锰元素的化合价由+2价变为+4价,电子转移总数为4,结合观察法,配平得2Mn2+O2+4OH-2MnO(OH)2。(2)溶液中氧气的溶解度不大,且随温度升高溶解度减小,所以配制以上无氧溶液时需要通过煮沸溶剂后再冷却的方法,把溶剂水中溶解的氧气赶出。(3)加入水样需要避免空气进入三颈烧瓶,橡皮塞处用注射器把水样注入,在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是注射器,滴定管和量筒无法达到加入水样的目的。(4)根据滴定原理,MnO(OH)2将I-氧化成I2,再用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,因此可以选用淀粉作指示剂。(5)根据图示,某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.20 mL。用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2发生反应2S2+I2S4+2I-,以淀粉作指示剂,随硫代硫酸钠溶液的滴入,当滴入最后一滴时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复,说明反应达到终点,若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.20 mL,2Mn2+O2+4OH-2MnO(OH)2,MnO(OH)2+2I-+4H+Mn2+I2+3H2O,2S2+I2S4+2I-,得到定量关系为O22MnO(OH)22I24S214n0.0042 L0.01000 molL-1n=1.0510-5 mol,200 mL水样中含氧气1.0510-5 mol20040=5.2510-5 mol,氧气浓度=2.62510-4 molL-1,水中溶氧量(DO)=2.62510-4 molL-132 gmol-1=8.410-3 gL-1=8.4 mgL-15 mgL-1。生活饮用水源的DO不能低于5 mgL-1,则此水样符合标准。(6)硫代硫酸钠在酸性条件下发生歧化反应,生成的二氧化硫也能够被生成的碘氧化,同时空气中的氧气也能够将碘离子氧化,反应的离子方程式分别为2H+S2S+SO2+H2O;SO2+I2+2H2O4H+S+2I-;4H+4I-+O22I2+2H2O。(7)A项,水洗后未用Na2S2O3标准溶液润洗滴定管,使得标准溶液浓度偏小,消耗的标准溶液的体积偏大,根据c(待测)=,结果偏大,正确;B项,盛待测液的锥形瓶中原有少量蒸馏水对实验结果无影响,错误;C项,滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,导致标准溶液的体积偏大,结果偏大,正确;D项,初读数时仰视,末读数时俯视,导致溶液体积偏小,结果偏小,错误。(8)根据锰盐-碘量法测定原理,测定水样中的DO时,若水样中存在微量的S2-,能够被溶液中的碘单质氧化,含有Fe3+时,能够将碘离子氧化为碘单质,对实验结果均有影响。【答案】(1)2,1,4,2(2)将水煮沸后冷却(3)C(4)淀粉(5)4.208.4是(6)2H+S2S+SO2+H2OSO2+I2+2H2O4H+S+2I-4H+4I-+O22I2+2H2O(任写其中1个) (7)AC(8)CD9.CO2的转换在生产、生活中具有重要的应用。请回答下列问题:(1)CO2的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义,海洋是地球上碳元素最大的“吸收池”。溶于海水的CO2主要以四种无机碳形式存在,除CO2、H2CO3两种分子外,还有两种离子的化学式为、。在海洋碳循环中,可通过图1所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式:。(2)将CO2与金属钠组合设计成Na-CO2电池,很容易实现可逆的充、放电反应,该电池反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时,在正极得电子的物质为;充电时,阳极的电极反应式为。(3)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230 并有催化剂的条件下转化生成甲醇蒸气和水蒸气。图2表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。下列能判断该反应达到化学平衡状态的是(填字母)。A.容器中压强不变B.H2的体积分数不变C.c(H2)=3c(CH3OH)D.容器中密度不变E.2个CO键断裂的同时有6个HH键断裂(4)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如表三组数据:实验组温度/起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minCOH2OH2CO1650421.62.462900210.41.633900abcdt实验2条件下平衡常数K=。实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则的值(填具体值或取值范围)。实验4,若900 时,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1 mol,则此时v(正)(填“”或“=”)v(逆)。(5)已知在常温常压下:2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)H1=-1275.6 kJmol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g)H2=-566.0 kJmol-1H2O(g)H2O(l)H3=-44.0 kJmol-1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:。【解析】(1)溶于海水的CO2主要以四种无机碳形式存在,除CO2、H2CO3两种分子外,还有两种离子,分别为C和HCO3-。根据图1的转化方式分析,HCO3-通过钙化作用生成CaCO3,可知Ca2+与HCO3-在此反应中生成CaCO3,则反应的离子方程式为Ca2+2HCO3-CaCO3+CO2+H2O。(2)电池反应为4Na+3CO22Na2CO3+C,原电池中正极物质得电子,发生还原反应,则放电时,在正极得电子的物质为CO2,充电时为电解池,阳极物质失去电子,发生氧化反应,根据总反应式,应为C失去电子,变成CO2,则充电时,阳极的电极反应式为C-4e-+2C3CO2。(3)CO2和H2在230 并有催化剂的条件下转化生成甲醇蒸气和水蒸气,反应的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),反应为气体分子数减少的反应,增大压强有利于反应正向进行,根据能量变化图,反应物的总能量高于生成物的总能量,则反应为放热反应,降低温度有利于反应正向进行。反应在恒压装置中进行,整个反应过程中体系压强一直不变,不能根据压强判断化学反应是否达到平衡,A项不符