2024苏教版新教材高中化学选择性必修1
本专题复习提升
易混易错练
易错点1 对溶液酸碱性或pH分析错误
1.(2020北京师范大学附属中学期末)常温下用0.1 mol/L NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/L盐酸,恰好中和后不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的体积以0.05 mL计),再往锥形瓶中加蒸馏水至反应液的总体积为50 mL,此时混合溶液的pH约为( )
A.4 B.7.2 C.10 D.11.3
2.实验室中某烧碱样品可能含有杂质,称取该烧碱样品4.0 g配成1 L溶液,取出20.00 mL置于锥形瓶中,以甲基橙为指示剂,用0.10 mol·L-1 HCl标准溶液滴定,恰好完全中和时消耗标准盐酸19.00 mL,若烧碱中只含有一种杂质,则不可能是( )
A.NaCl B.Ca(OH)2
C.Na2CO3 D.NaHCO3
3.(2021江苏南通期中)在不同温度下的水溶液中,c(H+)和c(OH-)的关系如图所示。
(1)A点水的离子积为 ,C点水的离子积为 ,将纯水由25 ℃升高温度至100 ℃时水的离子积 (填“增大”“减小”或“不变”),各离子浓度由 点(填“A”“B”“C”或“D”,下同)变为 点。
(2)100 ℃时,若向B点溶液中滴少量稀硫酸,离子浓度将由B点移向 点(填“C”或“D”)。
(3)25 ℃时,0.001 mol·L-1的盐酸pH= ;25 ℃时,0.001 mol·L-1的氢氧化钠溶液pH= ;若将二者温度都升高至100 ℃, (填“盐酸”“氢氧化钠溶液”或“盐酸和氢氧化钠溶液”)的pH会改变。
易错点2 对图像信息分析不到位
4.(2020北京师范大学附属中学期末)常温下,向1 L pH=10的NaOH溶液中持续通入CO2。通入的CO2的体积(V)与溶液中水电离出的OH-浓度(c)的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.a点溶液:水电离出的c(OH-)=1×10-4 mol/L
B.b点溶液:c(OH-)=c(H+)
C.c点溶液:c(Na+)=2c(C)+2c(HC)+2c(H2CO3)
D.d点溶液:c(Na+)>2c(C)+c(HC)
5.(2022北京朝阳期中)25 ℃时,在20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,pH变化曲线如下图所示:
下列说法不正确的是( )
A.若用10 mL H2O代替10 mL NaOH溶液,所得溶液pH小于a点
B.b点溶液中微粒浓度:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
C.a点→c点的过程中n(CH3COO-)持续增大
D.若向a点对应的溶液中滴加1滴0.1 mol·L-1 NaOH溶液或1滴 0.1 mol·L-1醋酸溶液,pH变化均不大
6.某温度下,分别向20 mL浓度均为x mol·L-1的NaCl和Na2CrO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 AgNO3溶液,滴加过程中-lgc(Cl-)和-lgc(Cr)与AgNO3溶液的体积关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.x=0.1
B.曲线Ⅰ代表NaCl溶液
C.Ksp(Ag2CrO4)为4×10-12
D.y=9
易错点3 对电离平衡常数、沉淀溶解平衡原理及溶度积常数运用不灵活
7.(2021江西宜春联考)常温下,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5,Ka(CH3COOH)= 1.75×10-5,Ka(HCN)=6.2×10-10,Ka(HF)=6.31×10-4。对常温下的下列溶液的说法正确的是 ( )
A.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HF溶液和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
B.0.2 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
C.0.2 mol·L-1HCN溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后的溶液中:c(CN-)+c(OH-)
8.已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.8×10-13。现将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,加入足量浓AgNO3溶液,充分反应后,下列说法正确的是( )
A.只有AgBr沉淀
B.AgCl和AgBr沉淀等量生成
C.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgCl沉淀为主
D.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgBr沉淀为主
9.常温下几种阳离子浓度与溶液pH的关系如图所示。据图判断下列说法正确的是( )
A.Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10-15
B.Fe3+、Cu2+、Fe2+浓度均为0.01 mol·L-1的混合溶液中加入足量H2O2溶液后,调节pH=3.2时可将Fe3+、Fe2+全部除去,而Cu2+不会产生沉淀
C.Mg(OH)2饱和溶液中c(Mg2+)=1.0×10-4 mol·L-1
D.a点可表示Fe(OH)3的不饱和溶液,Cu(OH)2的饱和溶液
思想方法练
应用守恒思想分析溶液中粒子浓度的大小关系
方法概述
熟练运用“三大守恒”解决溶液中粒子浓度的大小关系:
(1)物料守恒:电解质溶液中,由于某些离子的水解或电离,离子种类增多,但原子总数是守恒的。
(2)电荷守恒:在电解质溶液中,阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等,即溶液呈电中性。
(3)质子守恒:电解质溶液中,分子或离子得、失质子(H+)的物质的量应相等。
1.(2021江苏常熟阶段性抽测改编)常温下,H2A是一种易溶于水的二元酸,将NaOH溶液滴入等物质的量浓度的H2A溶液中,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数(δ)随溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.常温下,H2A的一级电离平衡常数Ka1=10-6.27
B.当V(NaOH溶液)∶V(H2A溶液)=1∶1时,c(H+)-c(OH-)= 2c(A2-)-c(H2A)
C.当pH=6.27时,c(A2-)=c(HA-)>c(H+)>c(OH-)
D.当溶液呈中性时,c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)
2.(2022江苏泰州中学月度检测)常温下,用200 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液吸收SO2与N2的混合气体,所得溶液pH与吸收气体体积的关系如图所示,已知Ka1(H2SO3)=1.2×10-2,Ka2(H2SO3)=5.6×10-8。下列说法正确的是( )
A.吸收3 L气体时溶液中主要溶质为NaHSO3
B.溶液pH=7时2c(S)>c(HS)
C.X点呈酸性的原因是HS的水解程度大于其电离程度
D.曲线上任意点均存在:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS)+c(S)
3.(2021安徽太和第一中学期中)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。常温下,向H2C2O4溶液中逐滴加入NaOH溶液,混合溶液中lgX[X为或]与pH的变化关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.曲线Ⅰ表示lg与pH的变化关系
B.pH=1.22的溶液中:2c(C2)+c(HC2)>c(Na+)
C.1.22
D.pH=4.19的溶液中:c(Na+)<3c(HC2)
4.(2022江苏海安实验中学月考)苹果酸(简写为H2A)是二元弱酸,Ka1=10-3.4、Ka2=10-5.1。20 ℃时,向0.100 mol/L的Na2A溶液中缓慢通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)。下列指定溶液中微粒关系正确的是( )
A.测得0.100 mol/L Na2A溶液的pH为8.6,此时溶液中存在:c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)
B.通入HCl后的溶液中:c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
C.在c(Cl-)=0.100 mol/L的溶液中:c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
D.溶液pH从3.4变为2时,发生的主要反应为A2-+H+ HA-
5.(2021江苏盐城期中)25 ℃时,用1.00 mol·L-1 NaOH溶液调节0.10 L某二元弱酸H2A的pH,溶液中H2A、HA-及A2-的物质的量浓度变化如图所示。
下列说法错误的是( )
A.H2A的Ka1=1×10-4
B.溶液在X点和Z点时水的电离程度相同
C.在Y点时,c(Na+)>3c(A2-)
D.NaHA溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
6.(2021湖北部分重点中学期中)研究发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管的功能。常温时,H2S在水中的电离常数Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.0×10-15。按要求回答下列问题。
(1)H2S在水中的二级电离常数表达式Ka2= ;0.1 mol/L Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(2)常温下,向0.1 mol/L H2S溶液中通入HCl或加入NaOH固体,测得c(S2-)与溶液pH的关系如图(忽略溶液体积的变化及H2S的挥发)。
①当溶液中c(S2-)=1.4×10-19 mol/L时,溶液中c(OH-)= ,水电离产生的c(H+)= 。
②当pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= 。
(3)在工业废水处理中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去。常温下,向含有0.01 mol/L Mn2+的废水中通入H2S以调节废水的pH,当c(HS-)=2.0×10-4 mol/L时,Mn2+开始沉淀,此时废水的pH= 。[已知Ksp(MnS)=1.4×10-15]
答案全解全析
易混易错练
1.C 恰好中和后不慎多加了1滴NaOH溶液,则碱过量,溶液显碱性,加水稀释后溶液中c(OH-)==10-4 mol/L,则溶液中c(H+)=10-10 mol/L,pH=10,故答案为C。
易错警示
计算酸和碱混合后的pH时要先判断谁过量,若酸过量则直接计算溶液中氢离子的浓度,得到pH;若碱过量,要先计算溶液中的氢氧根离子浓度,再计算氢离子浓度。
2.B 19.00 mL 0.10 mol·L-1HCl标准溶液中含有HCl的物质的量为0.10 mol·L-1×0.019 00 L=0.001 9 mol,根据化学方程式:HCl+NaOH NaCl+H2O可知,20.00 mL NaOH溶液中含有0.001 9 mol NaOH,则1 L该溶液中含有NaOH的物质的量为0.001 9 mol×=0.095 mol,质量为40 g/mol×0.095 mol=3.8 g<4.0 g,说明含有的杂质在等质量时消耗HCl的物质的量小于NaOH(40 g NaOH消耗1 mol HCl)。氯化钠不与HCl反应,含有氯化钠时消耗的HCl减少,满足条件,A不选;37 g氢氧化钙消耗1 mol HCl,等质量时消耗的HCl较NaOH多,不满足条件,故B选;53 g Na2CO3消耗1 mol HCl,等质量时消耗的HCl较NaOH少,满足条件,C不选;84 g NaHCO3消耗1 mol HCl,等质量时消耗的HCl较NaOH少,满足条件,D不选。
易错警示
根据题干信息得出杂质对消耗氯化氢的量的影响为解答的关键。本题的易错点为A,要注意氯化钠与盐酸不反应,含有氯化钠的烧碱样品消耗的盐酸减少。
3.答案 (1)1×10-14 1×10-12 增大 A B
(2)D
(3)3 11 氢氧化钠溶液
解析 (1)水的离子积KW=c(H+)·c(OH-),则A点水的离子积为KW=10-7×10-7=1×10-14,B点水的离子积为KW=10-6×10-6=1×10-12;将纯水由25 ℃升高温度至100 ℃时水的离子积增大,纯水中c(H+)始终等于c(OH-),则氢离子、氢氧根离子浓度由A点变为B点。(2)向溶液中滴加稀硫酸会对水的电离起到抑制作用,氢离子浓度增大,氢氧根离子浓度减小,但是温度不变,水的离子积不变,会在该温度曲线的基础上向着下方移动,则离子浓度将由B点移向D点。(3)25 ℃时,KW=1×10-14,0.001 mol·L-1的盐酸pH=-lgc(H+)=-lg0.001=3; 0.001 mol·L-1的氢氧化钠溶液中c(OH-)=0.001 mol·L-1,c(H+)== mol·L-1=10-11 mol·L-1,则pH=-lgc(H+)=-lg10-11=11;若将二者温度都升高至100 ℃,KW=1×10-12,盐酸中氢离子浓度不变,pH不变,氢氧化钠溶液中c(H+)== mol·L-1=10-9 mol·L-1, pH变为9。
4.C a点溶液为NaOH溶液,水电离出的c(H+)=1×10-10 mol/L,水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,所以水电离出的c(OH-)=1×10-10 mol/L,A项错误;c点二氧化碳和NaOH完全反应生成Na2CO3,则b点溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH,溶液显碱性,所以c(OH-)>c(H+),B项错误;c点溶液中的溶质为Na2CO3,存在物料守恒c(Na+)=2c(C)+2c(HC)+2c(H2CO3),C项正确;d点溶液中水电离出的氢氧根离子浓度为10-7 mol/L,水的电离既不受到促进也不受到抑制,则此时溶液中的溶质应为NaHCO3和H2CO3,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),结合电荷守恒可得c(Na+)=2c(C)+c(HC),D项错误。
易错警示
解答本题的关键一是要明确二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液,不同阶段溶液中的溶质成分,二是要明确水电离出的氢氧根离子浓度两次为10-7 mol/L,哪一次溶液呈中性。
5.B 若用10 mL H2O代替10 mL NaOH溶液,则CH3COOH溶液中氢离子浓度下降幅度减小,所得溶液pH小于a点,A正确;b点时溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),b点溶液呈中性,c(H+)= c(OH-),则c(CH3COO-)=c(Na+),B错误;c点醋酸和NaOH完全反应,a点→c点的过程中,随着NaOH的增多,n(CH3COO-)持续增大,C正确;a点对应溶液中,溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,此时向a点对应的溶液中滴加1滴0.1 mol·L-1 NaOH溶液或1滴0.1 mol·L-1醋酸溶液,pH变化均不大,D正确。
易错警示
b点pH为7,这个关键信息若忽视,则此题无法作出正确选择。
6.D 未滴加AgNO3溶液时-lgc(Cl-)、-lgc(Cr)均为1,则NaCl和Na2CrO4溶液均为0.1 mol·L-1,即x=0.1,A正确;1 mol Cl-和Cr分别消耗1 mol和2 mol Ag+,由图像可知,滴加AgNO3溶液过程中,曲线Ⅰ突跃时加入的AgNO3溶液的体积为20 mL,则曲线Ⅰ代表NaCl溶液,B正确;b点时,-lgc(Cr)=4,则c(Cr)=10-4 mol·L-1,c(Ag+)=2× 10-4 mol·L-1,Ksp(Ag2CrO4)=c(Cr)·c2(Ag+)=4×10-12,C正确;a点时,Cl-恰好完全沉淀,-lgc(Cl-)=5,则c(Cl-)=10-5 mol·L-1,c(Ag+)= 10-5 mol·L-1,Ksp(AgCl)=c(Cl-)·c(Ag+)=10-10,c点加入40 mL AgNO3溶液,溶液中c(Ag+)== mol·L-1,c(Cl-)==3×10-9 mol·L-1,则y=-lgc(Cl-)=9-lg3≈8.52,D错误。
易错警示
出现负对数,易产生恐惧心理,将对数转化为浓度进行分析,或与pH类比进行分析。
7.C 由电离平衡常数知,HF的酸性比CH3COOH强,pH均为3的HF溶液和CH3COOH溶液,CH3COOH的物质的量浓度大,故相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HF溶液和CH3COOH溶液至终点,醋酸消耗NaOH溶液的体积大,A项错误;0.2 mol·L-1 CH3COONa溶液与 0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后,所得溶液为物质的量浓度相等的醋酸、醋酸钠和NaCl溶液,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,则醋酸钠的水解平衡常数Kh==
对KW、Ka、Kh之间的关系不熟悉,对相关公式不会进行相互推导。
8.C 由Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(AgBr)=7.8×10-13可知,将AgCl、AgBr两饱和溶液混合时,发生沉淀的转化,生成更多的AgBr沉淀,同时,溶液中n(Cl-)比原来AgCl饱和溶液中大,当加入足量的浓AgNO3溶液时,AgBr沉淀有所增多,但AgCl沉淀增加更多。
易错警示
因为溴化银更难溶,可能会直接误选溴化银沉淀更多。
9.B 当pH=5时,-lgc(Cu2+)=5,即溶液中c(Cu2+)=1.0×10-5 mol·L-1,则Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)×c2(OH-)=1.0×10-5×()2=1.0×10-23,A错误;混合溶液中加入足量H2O2溶液后,溶液中Fe2+全部被氧化为Fe3+,当溶液pH=3.2时,溶液中,-lgc(Fe3+)>5,即c(Fe3+)<1.0×10-5 mol·L-1,说明此时Fe3+沉淀完全,而0.01 mol·L-1 Cu2+开始沉淀的pH=-lg= -lg=3.5,故此时Cu2+不会产生沉淀,B正确;温度一定时Mg(OH)2饱和溶液中Ksp[Mg(OH)2]是定值,溶液中c(Mg2+)由c(OH-)决定,即溶液的pH不同,饱和溶液中c(Mg2+)也不同,不一定是1.0×10-4 mol·L-1,C错误;a点在Fe3+曲线上方,而在Cu2+曲线下方,则a点可表示Fe(OH)3的过饱和溶液,表示Cu(OH)2的不饱和溶液,D错误。
思想方法练
1.C 由题图可知H2A HA-+H+的电离平衡常数Ka1=10-3.30,Ka2=10-6.27,A项错误;V(NaOH溶液)∶V(H2A溶液)=1∶1,所得溶液中溶质为NaHA,溶液中存在物料守恒:c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A),电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),联立两式得c(H+)-c(OH-)= c(A2-)-c(H2A),B项错误;由题图可知pH=6.27时c(A2-)=c(HA-),此时溶液显酸性,溶液中离子浓度关系为c(A2-)=c(HA-)>c(H+)>c(OH-),C项正确;溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),溶液呈中性时c(H+)=c(OH-),故有c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-),D项错误。
方法指导
如何判断“三大守恒”:
2.B 0.1 mol·L-1 NaOH溶液吸收SO2,先后发生两个反应,即2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O和Na2SO3+H2O+SO2 2NaHSO3。由图中信息可知,当吸收3 L气体时,得到Na2SO3溶液;当吸收6 L气体时,得到NaHSO3溶液。当吸收3 L气体时得到Na2SO3溶液,溶液中主要溶质为Na2SO3,A错误;pH=7时,溶液呈中性,则c(H+)=1 10-7 mol·L-1,Ka2(H2SO3)= =5.6×10-8,则=0.56,因此,=1.12>1,则2c(S)> c(HS),B正确;X点为NaHSO3溶液,溶液呈酸性说明HS的电离程度大于其水解程度,C错误;曲线上除起点外,其他任意点均存在c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS)+2c(S),D错误。
3.C 二元弱酸草酸的Ka1=>Ka2=,当溶液的pH相同时,c(H+)相同,lgX:Ⅰ>Ⅱ,则Ⅰ表示lg与pH的变化关系,Ⅱ表示lg与pH的变化关系,A项正确。pH=1.22时,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HC2)+2c(C2)+c(OH-)可知,2c(C2)+c(HC2)>c(Na+),B项正确。lgX为增函数,pH=1.22时,曲线Ⅰ中,lgX=lg=0,c(HC2)=c(H2C2O4),曲线Ⅱ中,lgX=lg=-3,c(H2C2O4)=c(HC2)=103c(C2),c(H2C2O4)> c(C2);pH=4.19时,曲线Ⅰ中,lgX=lg=3,c(HC2)= 103c(H2C2O4),曲线Ⅱ中,lgX=lg=0,c(HC2)=c(C2)= 103c(H2C2O4),c(H2C2O4)
4.A Na2A是强碱弱酸盐,A2-水解生成少量HA-,此时溶液中存在:c(Na+)>c(A2-)>c(HA-),A正确;通入HCl后的溶液中,根据电荷守恒可得c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),B错误;溶液中始终存在物料守恒,c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A),C错误;溶液pH从3.4变为2,发生的主要反应为HA-+H+ H2A,D错误。
5.B A项,X点时,溶液pH=4,c(H+)=10-4 mol·L-1,此时c(HA-)=c(H2A),则Ka1==c(H+)=10-4,正确;B项,H2A溶液中酸电离产生H+,对水的电离起抑制作用,向H2A溶液中逐滴加入NaOH溶液,在恰好被完全中和前,水电离程度逐渐增大,X点时H2A仅部分被中和,在Z点恰好生成Na2A,所以水的电离程度:Z>X,错误;C项,Y点对应溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),由于此时溶液pH=8,则c(H+)
6.答案 (1) c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
(2)①1.0×10-13 mol/L 1.0×10-13 mol/L
②0.043 mol/L
(3)5
解析 (1)H2S在水中的电离方程式为H2S HS-+H+、HS- S2-+H+,所以二级电离常数表达式Ka2=;0.1 mol/L Na2S溶液中硫离子水解,溶液显碱性,离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。(2)①根据图像可知当溶液中c(S2-)=1.4×10-19 mol/L时溶液pH=1,则溶液中c(OH-)=1×10-13 mol/L,水电离产生的c(H+)等于溶液中氢氧根离子的浓度,为1.0× 10-13 mol/L;②当pH=13时溶液中c(S2-)=5.7×10-2 mol/L,根据硫原子守恒,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=0.1 mol/L-0.057 mol/L=0.043 mol/L。(3)Mn2+开始沉淀时溶液中c(S2-)= mol/L=1.4×10-13 mol/L,根据H2S的二级电离常数可知溶液中c(H+)== mol/L= 1×10-5 mol/L,所以pH=5。
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