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专题四 电解质溶液和电化学终-曾万学(11[1].27)

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2.将0.1mol下列物质置于1L水中,充分搅拌后,溶液中阴离子数最多的是 A. KCl B.Mg(OH)2 C.Na2CO3 D.MgSO4

提示: 若不考虑水的电离。A项中阴离子为0.1mol;B项中Mg(OH)2难溶于水,故电离出的OH远小于0.1mol;D项中

SO4为0.1mol;而在C项中CO3为0.1mol,投入水中后,CO3水解: CO3+H2O

2-2-2-2--

HCO3+OH,即水解后阴离子数增加,故选C。

--

答案:C

点拔:若为二元弱酸根水解,则阴离子数增加,若为一元弱酸根如Ac+H2O HAc+OH的水解则阴离子数不变。 3.25℃时,在浓度为1mol·L的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2的溶液中,测得c(NH4)分别为a、b、c(单位:

-1

+

--

mol·L)。下列判断正确的是 ( )

A.a = b = c B.a > b > c C.a > c > b D.c > a >b 提示:三种溶液中均存在水解平衡:NH4 + H2O NH3·H2O+H,对于(NH4)2CO3,因为

CO3+H2O HCO3 + OH ,生成的OH与NH4水解产生的H结合成水,从而促进NH4的水解;对于(NH4)2Fe(SO4)2,Fe + 2H2O Fe(OH)2 + 2H,c(H) 增大,抑制了NH4的水解,故答案为D。

答案:D

4.在蒸发皿中蒸干并灼烧(低于400?C)下列物质的溶液,可以得到该溶质的是 A.氯化铝 B.碳酸氢钠 C.硫酸镁 D.高锰酸钾

提示:AlCl3 + 3H2O Al(OH)3+3HCl,加热HCl挥发、平衡右移,灼烧时,Al(OH)3受热分解:

2Al(OH)3

+

+

+

2-

+

+

+

2+

+

+

-1

Al2O3 + 3H2O;NaHCO3受热分解,得到Na2CO3,KMnO4固体受热分解,故答案选C。

答案:C

点拔:水解程度虽然很弱,但当改变外界条件时,可以加大水解的程度,要注意蒸干和灼烧产物的差异。如AlCl3,蒸

干主要得Al(OH)3,灼烧则得Al2O3。

5.在一支25mL的酸式滴定管中盛入0.1 mol·LHCl溶液,其液面恰好在5mL的刻度处,若把滴定管中的溶液全部放

入烧杯中,然后以0.1 mol·LNaOH溶液进行中和,则所需NaOH溶液的体积为

A.大于20mL B.小于20mL C.等于20mL D.等于5mL 提示:滴定管尖嘴部分没有刻度,故实际装液大于20mol。消耗等浓度的NaOH的体积应大于20ml. 答案:A

点拔:在常见的量器中,滴定管0刻度在上,温度计在中部,天平在左边,量筒没有0刻度。

6.在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba恰好完全沉淀时,

溶液pH=1。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是

A.1∶9 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4

提示: 设Ba(OH)2的体积为V1.NaHSO4的体积为V2。由已知不难得出c(Ba(OH)2)=0.005mol/L,当Ba恰好反应时,消耗

的OH的物质的量n(OH)=n(H)=n(Ba)=n(SO4),由混合后pH=11有:

答案:D

7.常温下将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混合,不可能出现的结果是 A.pH>7,且c(OH)>c(Na)>c(H)>c(CH3COO) B.pH>7,且c(Na) + c(H) = c(OH) + c(CH3COO) C.pH>7,且c(CH3COO)>c(H)> c(Na)>c(OH) D.pH=7, 且c(CH3COO) >c(Na)>c(H)>c(OH)

提示:利用电荷守恒规律,无论混合后溶液性质如何,始终有C(Na)+(H)=C(OH)+C(CH3COO)等式存在,由此不难知道D

5

+

+

---+

+

--+

+

-+

+

---+

+

--

+

2+

2-

2+2+

-1

-1

0.01V1?0.005V1?10?3,则V1∶V2=1∶4。

V1?V2不可能。

答案:D

8.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应

为:

3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH

下列叙述不正确的是

A.放电时负极反应为:Zn-2e+2OH=Zn(OH)2 B.充电时阳极反应为: Fe(OH)3-3e+5OH=FeO4

--2-

--

C.放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被氧化 D.放电时正极附近溶液的碱性增强

提示:充电电池的特征是:放电时是原电池,充电时是电解池。放电时,Zn作负极。K2FeO4作正极,K2Fe2O4变为Fe(OH)3

被还原。故C不正确。

答案:C

点拔:原电池称正负极,电解池称阴阳极;放电时为原电池;充电时为电解池;负极氧化,正极还原;阳极氧化,阴极还原。

9.下列叙述正确的是

A.在冰醋酸的稀释过程中,溶液的导电性逐渐降低 B.在稀氨水中通入少量氨气后溶液中的离子浓度均增大

C.10mL0.02mol·LAgNO3溶液与10mL0.02mol·LHCl溶液溶液混合后,溶液的pH=2 D.10mL0.04mol·L溶液与10mL0.02mol·LNa2CO3溶液混合后,溶液的pH=7

提示:在冰醋酸的稀释过程中,溶液的导电性先增(电离为主)后降(稀释为主),所以A错;B中NH4、OH离子浓度增大,但H离子浓度降低,故B错;D中HCl和Na2CO3 刚好完全反应,但生成的CO2要溶解于水,故pH<7;C中H未消耗,体积加倍,浓度减半,H浓度变为0.01mol/L,pH=2,故C正确。

答案:C

点拔:物质刚好完全反应不一定呈中性,还要看生成的产物对水溶液的影响。

10.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,若已知氧化性:Fe

A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni+2e=Ni B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe和Zn D.电解后,溶液中沉积的金属有Cu和Pt

提示:因为氧化性:FeFe>Ni>Cu。阳极先是Zn、Fe失去电子,后是Ni失电子,阴极始

2+

2+

2+

2+

2+

2+

2+

2+

2+

+

+

++

--1

-1

-1

-1

终是Ni得电子。Cu、Pt不放电,故D正确。阳极发生氧化反应,故A错,最初阶段阳极是Zn、Fe放电,阴极Ni得电子,故B、C均错。

答案:D

点拔:电解精炼铜是电解的主要应用之一,必须把它和电镀区别开来。 11.向0.1mol/L氨水中逐渐加入一定量的水,始终保持增大趋势的是 A. NH3·H2O浓度 B.OH浓度 C. NH4数目 D. NH4浓度

提示: NH3·H2O NH4+ OH,加水稀释,平衡右移,NH3·H2O的电离程度增大,故NH4 、OH的数目增大。NH3·H2O的数目减小,NH3·H2O浓度减小,而体积增大的幅度大于NH4和OH的数目增大的幅度,故NH4和OH的浓度均减小。

答案:C

6

+

+

+

+

+

+

-1

2+2+

点拔:酸稀释pH增大,碱稀释pH减小,利用结论讨论c(OH)或c(NH4)更为简捷。 12.下列液体的pH<7的是

A.纯碱溶液 B.食盐溶液 C.酒精溶液 D.明矾溶液 答案:D

13.在室温下等体积的酸和碱溶液混合后pH值一定小于7的是 ( ) A.pH=3的硝酸跟pH=11的氢氧化钠溶液 B.pH=3的盐酸跟pH=11的氨水 C.pH=3的硫酸跟pH=11的氢氧化钠溶液 D.pH=3的醋酸跟pH=11 的氢氧化钡溶液

提示:pH=3的盐酸、硝酸、醋酸,其c(H)虽然都为0.001mol/L,但醋酸为弱酸,还有相当多醋酸分子没电离,电此可知醋酸可提供的H物质的量比另外三种酸多许多。同时氨水为弱碱,虽然c(OH)与其他三种碱相同,但能提供的OH相对多

--+

-+

?得多。综合上述分析,A项与C项pH=7,B因氨水过量显碱性,D则因醋酸过量显酸性。

答案:D

点拔:pH之和为14的酸碱等体积混合,弱者过量显其性。 14.能正确表示下列反应的离子方程式的是 A.甲酸钠溶液和盐酸反应: HCOO + H = HCOOH

B.硫化钠的第一步水解: S + 2 H2O H2S + 2 OH C.醋酸钡溶液和硫酸反应: Ba + SO4 = BaSO4

D.氢氧化钙溶液和碳酸氢镁反应: Ca + OH + HCO3 = CaCO3↓ + H2O

提示:B中的S的第一步水解为S+H2O HS+ OH,C中CH3COOH和H要结合;D中Mg与OH可结合为Mg(OH)2沉淀。 答案: A

点拔: 多元弱酸根的水解分步书写,同时注意“ ” 、“ =”、“ ↑ ”、“ ↓ ”等符号的使用条件。

15.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westing-house)公司研制开发的,它以固体氧化锆-氧化钇为电解质,这种固

体电解质在高温下允许氧离子(O)在其间通过。该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下

2-

2-2--

-+

2+

- 2+

--2+

2-2---+

列判断正确的是

A.有O2放电的a极为电池的负极 B.有H2放电的b极为电池的正极

C.a极对应的电极反应为:O2 + 2H2O+4e = 4OH 高温 D.该电池的电极反应方程式为:2H2 +O2 2H2O

提示: 原电池中,被氧化的-极为负极,被还原的一极为正极,故A、B均错。a极O2放电后变为

O

2-

。即

1O2?e??O2?,故C错。 2答案: D

点拔: 固体电解质是一类新型的电解质,可以看作是非水溶液即熔融电解质,与水溶液中电解质的作用相似。 二、非选择题

16.绿矾(化学式为FeSO4·7H2O)是硫酸法生产钛白粉的主要副产物,每生产1t钛白粉,副产4.5~5.0t绿矾。目前全国每年约副产75万t绿矾,除极少数被用于制备新产品外,绝大部分作为废料弃去,对环境造成污染。因此开发综合利用绿矾的工艺,是一项很有意义的工作。某研究者提出如下图所示的绿色工艺流程。

产品B(气体) 绿矾的水溶液

适量A 反应① 产品C(沉淀) 产品D(水溶液) 7 潮湿空气中 反应② 降温结晶 E 灼烧 反应③ FF D的晶体 其中,A为碳酸的正盐,D为一种氮肥,F是一种红色颜料的主要成分,C物质为一种白色沉淀,它在隔绝空气时才易得到,接触空气易发生反应而改变颜色。请回答下列问题:

(1)写出B的电子式 ; (2)写出D的化学式 ;

(3)写出反应①的离子方程式 ; (4)写出反应②的化学方程式 ; (5)实验室配制和保存FeSO4溶液时,通常加入 。 答案:(1) (2)(NH4)2SO4 (3)Fe + CO3 + H2O = Fe(OH)2 ↓ + CO2 ↑

2+

2-

(4) 4Fe(OH)2+ O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 (5)Fe粉 H2SO4

+

-7

-1

-1

17.某温度下,纯水中的c(H)=2.0×10mol·L,则此时溶液的c(OH)为 mol·L;若温度不变,滴入稀硫酸使c(H)=5.0×10mol·L,则c(OH) mol·L。

提示: 纯水中由水电离出的H和由水电离出的OH浓度相等。故C(OH)为2.0×10mol/L。由Kω= c(H)·c(OH)知

为Kω为4.0×10,根据Kω的意义,知道溶液中的c(H),便可求出c(OH)。

答案:2.0×10 8.0×10

点拔:温度发生变化,Kω的值也发生变化,但Kω=c(H)·c(OH)表示的意义不变。

18.限使用下列试剂:酚酞、石蕊、稀氨水、氯化铵晶体、浓盐酸、熟石灰粉末、醋酸铵晶体和蒸馏水。根据:①弱碱

在水中存在电离平衡;②弱碱的阳离子会破坏水的电离平衡。分别选用上述试剂,设计两种实验证明NH3·H2O是弱碱,请简述实验方法及现象。

(1)应用根据①的实验方法及现象 。 (2)应用根据②的实验方法及现象 。

提示:此题是一道实验设计题目,要证明NH3·H2O是弱碱,可采用两种方法:一种方法是弱碱溶液中一定存在电离平衡,

只要说明氨水中存在电离平衡即可证明氨水是弱碱;另一种方法是弱碱阳离子会破坏水的电离平衡,只要证明NH4能破坏水的电离平衡即可说明氨水是弱碱。

答案:(1)取少量氨水,滴加酚酞试液,溶液呈红色,然后向其中加入CH3COONH4晶体,振荡,可看到红色变浅,说明

氨水中存在电离平衡,说明氨水为弱碱。

(2)取少量NH4Cl晶体溶于水,滴加石蕊试液溶液呈红色,表明NH4水解,破坏了水的电离平衡,说明氨水为弱碱 点拔: 在(1)中选用CH3COONH4中性盐作为试剂,通过碱性减弱,说明其原因是相同离子的作用使弱碱平衡移动,若

选用NH4Cl作试剂,因NH4Cl水解呈酸性,即便是溶液的碱性减弱,也不能证明弱碱电离平衡的移动。

19.某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是: H2A = H + HA HA H + A 回答下列问题:

(1)Na2A溶液显 (填“酸性”、“中性或碱性”),理由是(用离子方程式表示)

(2)若0.1mol/LNaHA溶液的pH?2,则0.1mol/LH2A溶液中氢离子的物质的量浓度可能是

-1

-1

+

+

2-

+

+

+

-7

-9

-14

+

+

-7

+

+

-6

-1

0.1mol/L(填“大于”、“等于”、“小于”)。理由是 。 (3)0.1mol/LNaHA溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是 。 提示: 由已知A

2-

-1

-1

要水解A+H2O HA + OH,故溶液呈碱性; 0.1mol/L的NaHA的pH=2,知其中的C(H)为

2-

+

+

+

0.01mol/L,0.1mol/l的H2A的第一步能电离出C(H)为0.1mol/L,第二步的电离受到第一步电离的抑制,电离出的C(H)小于0.01mol/L;由(2)知NaHApH=2呈酸性,故HA的电离程度大于它的水解程度,即C(H)>C(OH),且水电离还要产生H,故

-+

+

C(H)>C(A)>C(OH).

+2--

8

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