高中化学水的电离试题

部分弱酸的电离平衡常数如下表：

弱酸	H2CO3	H2SO3	HClO
电离平衡常数 （25℃）	K1=4.30×10^-7 K2=5.61×10^-11	K1=1.54×10^-2 K2=1.02×10^-7	K=2.95×10^-8

下列说法不正确的是（     ）
A．NaHSO₃溶液中的离子浓度大小为：c(Na⁺)>c(HSO₃^-)>c(H⁺)>c(SO₃^2-)>c(OH^-)
B．相同温度时三种溶液的pH关系：Na₂CO₃>NaClO>Na₂SO₃
C．ClO^-+CO₂+H₂O=HClO+HCO₃^-
D．2ClO^-+SO₂+H₂O=2HClO+SO₃^2-

室温下，pH相关2的两种一元碱溶液A和B，分别加水稀释时，溶液的pH变化如图所示，下列说法正确的是（  ）

A．取等体积M点的A、B两种碱液加入同浓度的硫酸溶液至恰好完全反应时，所消耗酸溶液的体积相同
B．用醋酸中和A溶液至恰好完全反应时，溶液的pH不一定大于7
C．稀释前两溶液中H⁺浓度的大小关系：A=10B
D．稀释前，A溶液中由水电离出的OH^-的浓度大于10^-7mol/L

过氧化氢的水溶液称为双氧水，常用作消毒剂、杀菌、漂白及工业生产原料等。
某实验小组取一定量的过氧化氢溶液，测定H₂O₂的含量，并探究H₂O₂的某些性质、应用。
Ⅰ．测定市售过氧化氢溶液中H₂O₂的质量分数
（1）量取10.00mL密度为ρ g/mL的市售过氧化氢溶液，应选用仪器是_______（填序号）；
A．10mL量筒   B．酸式滴定管      C．碱式滴定管       D．50mL烧杯
（2）将上述溶液稀释至250mL，操作中用到的玻璃仪器是：烧杯、玻璃棒、_________（填名称）；
（3）取25.00mL（2）中稀溶液至锥形瓶中，加适量稀硫酸酸化，用c mol/L KMnO₄标准液滴定，
①完成反应的离子方程式：____MnO₄^-+___H₂O₂+___H⁺→___Mn²⁺+___H₂O+___；
②该小组一共进行了四次测定实验，实验结果记录如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次	第四次
消耗KMnO4溶液体积/mL	25.00	25.02	20.00	24.98

根据所给数据，计算原过氧化氢溶液中H₂O₂质量分数____________________________。
（4）下列操作会导致测定结果偏高的是_____________。
A．滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定的气泡消失
B．将H₂O₂溶液稀释成250．00mL溶液时，定容俯视刻度线
C．终点时，滴入一滴KMnO₄溶液，溶液呈红色，向红色溶液返滴一滴H₂O2溶液仍呈红色
Ⅱ.探究H₂O₂的性质
（5）上述测定原理，H₂O₂体现__________性；
（6）若要验证H₂O₂不稳定性，操作是____________________________。
Ⅲ.探究H₂O₂的应用
（7）为研究工业生产流程中双氧水的用量、调节的pH、反应时间三个关键生产条件对产品质量的影响，需要进行七组实验，若实验序号1是该流程的理论最佳生产条件，请在下表中填入实验序号为5、6、7的三组实验条件。

实验序号	1	2	3	4	5	6	7
双氧水（mL）	0.5	0.4	0.6	0.5
pH	11	11	11	10
反应时间	3	3	3	3

 

金属铁是应用广泛，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
（1）要确定铁的某氯化物FeCl_x的化学式，可利用离子交换和滴定的方法。实验中称取3.25g的FeCl_x样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH^-的阴离子交换柱，使Cl^-和OH^-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH^-用1.0 mol·L^-1的盐酸中和滴定，正好中和时消耗盐酸60.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeCl_x中x的值：                   （列出计算过程）。
（2）现有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl) = 1∶2.8，则该样品中FeCl₃的物质的量分数为                                            。
（3）把SO₂气体通入FeCl₃溶液中，发生反应的离子方程式为                        。
（4）高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl₃和KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为                                      ；与MnO₂—Zn电池类似，K₂FeO₄—Zn也可以组成碱性电池，其中Zn极的电极反应式为                         ，K₂FeO₄的电极反应式为                                         。

室温下，向20.00 mL 1.000 mol·L^－1氨水中滴入1.000 mol·L^－1盐酸，溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如右图所示。下列有关说法错误的是(  )

A．室温下，a点的氨水电离常数为

B．将此氨水稀释，溶液的导电能力减弱

C．c点时消耗盐酸体积V(HCl)<20 mL

D．a、d两点的溶液，水的离子积Kw(a)>Kw(d)

已知水在25 ℃和95 ℃时，其电离平衡曲线如图所示。

（1）95 ℃时水的电离平衡曲线应为         (填“A”或“B”)，理由是             。
（2）曲线A所对应的温度下，pH＝2的HCl溶液和pH＝12的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用α₁、α₂表示，则α₁______α₂(填“大于”、“小于”、“等于”或“无法确定”，下同)，若将二者等体积混合，则混合溶液的pH      7。
（3）在曲线B所对应的温度下，将0.02 mol·L^－1的Ba(OH)₂溶液与等物质的量浓度的NaHSO₄溶液等体积混合，所得混合液的pH＝        。

用0.2000 mol/L的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作可分为如下几步：
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管，注入0.2000 mol/L的标准NaOH溶液至“0”刻度线以上；②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体；③调节液面至“ 0”或“0”刻度线稍下，并记下读数；④量取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中，并加入3滴酚酞溶液；⑤用标准液滴定至终点，记下滴定管液面读数。⑥重复以上滴定操作2－3次。请回答：
（1）以上步骤有错误的是(填编号)________，该错误操作会导致测定结果_________ (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
（2）步骤④中，量取20.00 mL待测液应使用________(填仪器名称)，在锥形瓶装液前，留有少量蒸馏水，测定结果____________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
（3）步骤⑤滴定时眼睛应注视____________；判断到达滴定终点的依据是：________。
（4）以下是实验数据记录表

从表中可以看出，第1次滴定记录的NaOH溶液体积明显多于后两次的体积，其可能的原因是       

A．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡

B．锥形瓶用待测液润洗

C．NaOH标准液保存时间过长，有部分变质

D．滴定结束时，俯视计数

（5）根据表中记录数据，通过计算可得，该盐酸浓度为：____________mol/L

中学化学常见的滴定法包括中和滴定法、氧化还原滴定法等。
I.（1）探究小组甲用酸性KMnO₄溶液滴定某补血剂[主要成分硫酸亚铁晶体(FeSO₄•7H₂O)]中铁元素的含量。
①下列滴定装置中（夹持部分略去），最合理的是：          （填字母序号）。

②实验前，首先要准确配制一定物质的量浓度的酸性KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要              （填仪器名称）。
Ⅱ．探究小组乙测定NH₃•H₂O的浓度及电离平衡常数K_b
常温下，探究小组量取25.00mL氨水至锥形瓶中，用0.0500 mol•L^-1HCl滴定。用pH计采集数据, 溶液的pH随加入盐酸体积的变化曲线如图所示。

（2）如图:a＞7.0的理由是（用电离方程式表示）                。
（3）如图，当加入稀盐酸的体积为22.40mL时，此时溶液中c(Cl^—)       c(NH₄^＋)（填＜、＞或＝）。
当加入稀盐酸的体积至b点溶液中离子浓度大小关系为_________。
（4）结合图信息，计算氨水的浓度为     mol•L^-1；写出NH₃•H₂O电离平衡常数K_b的表达式，K_b=            。
（5）关于该滴定实验的说法中，正确的是         。

A．锥形瓶中有少量蒸馏水不影响测定结果

B．锥形瓶未用氨水进行润洗会导致测得氨水的浓度偏低

C．酸式滴定管未用盐酸润洗会导致测得氨水的浓度偏高

D．滴定终点时俯视读数会导致测得氨水的浓度偏高

实验题
I.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的离子方程式有                   ；
（2）实验室中现有Na₂SO₄、MgSO₄、FeSO₄、K₂SO₄等4种溶液，可与实验中CuSO₄溶液起相似作用的是       ；
（3）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

实验 混合溶液	A	B	C	D	E	F
4mol/LH2SO4/mL	30	V1	V2	V3	V4	V5
饱和CuSO4溶液/mL	0	0.5	2.5	5	V6	20
H2O/mL	V7	V8	V9	V10	10	0

①完成此实验设计，其中：V₁=       ，V₆=     ，V₉=    
②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO₄溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO₄溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因        。
Ⅱ、某兴趣组进行下列实验测定某稀硫酸的质量分数，选用酚酞做指示剂。
操作①：取5.00 mL稀H₂SO₄溶液(密度为1.00 g/mL)置于锥形瓶中加水稀释；
操作②：用0.1000 mol/LKOH标准溶液滴定；
操作③：用同样方法滴定，4次消耗KOH溶液的体积分别为20.00 mL、19.98 mL、20.02 mL、20.40 mL。
请回答下列问题：
（4）如何判定滴定终点：______________________________________________。
（5）在上述实验中，下列操作会造成测定结果偏高的有________(填序号)。
A．锥形瓶用待测液润洗
B．量取稀H₂SO₄溶液的滴定管用蒸馏水洗净，未用稀H₂SO₄溶液润洗
C．滴定速度过快，又未摇匀，停止滴定后发现红色褪去
D．滴定前读数时平视，滴定终点读数时仰视
（6）分析数据，计算稀H₂SO₄溶液中溶质的质量分数为_________ (保留三位有效数字)。

硫酸铵是常见的化肥，是强酸弱碱盐，室温下，可用酸碱滴定法测定其氮元素的含量，但由于NH₄^＋的酸性太弱（K_a=5.6×10^－10），直接用NaOH标准溶液滴定有困难，生产和实验室中广泛采用甲醛法测定铵盐中的含氮量。甲醛法是基于甲醛与一定量铵盐作用，生成酸（H^＋）和六次甲基四铵盐（K_a=7.1×10^－6）反应如下：4NH₄^＋+ 6HCHO＝(CH₂)₆N₄H^＋+ 6H₂O+ 3H^＋，生成物可用酚酞为指示剂，用NaOH标准溶液滴定[在室温下（25℃），通常K_a表示弱酸的电离平衡常数，K_b表示弱碱的电离平衡常数]。硫酸铵含氮量的测定步骤如下：
①准确称取1.800g (NH₄)₂SO₄于烧杯中。
②用适量蒸馏水溶解，然后定量地移至250mL容量瓶中，并用蒸馏水稀释至刻度，摇匀备用。
③用移液管移取试液25mL于锥形瓶中，加入8mL 1：1的甲醛溶液，再加入1～2滴酚酞指示剂摇匀，静置一分钟后，用0.100 mol/L NaOH标准溶液滴定至溶液呈浅红色持续半分钟不褪色，即为终点。
④记录读数，平行做2～3次，NaOH标准溶液滴定消耗的平均体积为27.00mL。
根据实验回答下列问题：
（1）硫酸铵水溶液呈酸性的原因是__________________________________。（用离子方程式说明）
（2）步骤①称取硫酸铵固体样品是否能使用托盘天平______________（填“是”或“否”）。
（3）步骤③加入的甲醛溶液使用前需要加入一定量的NaOH，原因是________________________。
（4）NH₄NO₃中氮的百分含量是否能用该方法测定______________（填“是”或“否”）。原因是
_________________________________。
（5）据题目给出的信息计算样品中氮的百分含量为_________________    ____。
（6）若室温下，C mol/L氨水的电离平衡常数为K_b，则该氨水的电离度a=_________    ____。（用C
和K_b表示），由此在恒定温度下，你能得出的结论为_________________    ____。

(12分) ClO₂气体是一种常用的消毒剂，我国从2000年起逐步用ClO₂代替氯气对饮用水进行消毒。但二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。
（1）欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备ClO₂，缺点主要是产率低，产品难以分离，还产生毒副产品。该反应的化学反应方程式为：               。科学家又研究出了一 种新的制备ClO₂的方法，利用硫酸酸化的草酸(H₂C₂O₄)溶液还原氯酸钠，化学反应方程式为            ，此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是                            。
（2）自来水厂用ClO₂处理后的水中，要求ClO₂的浓度在0.1～0.8 mg/L之间。碘量法可以检测水中ClO₂的浓度，步骤如下：
I．取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。
Ⅱ．加入一定量的Na₂ S₂ O₃溶液.（已知：2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-)
III．加硫酸调节水样pH至1～3。
操作时，不同pH环境中粒子种类如下图所示。

请回答：
①操作I中反应的离子方程式是                              。
②在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是                。
③若水样的体积为1．0 L，在操作Ⅱ时消耗了1．0×10^一3mol/L的Na₂S₂O₃溶液10 mL，则水样中ClO₂的浓度是                         mg/L。

25℃时，用0.1000mol·L^-1NaOH溶液滴定20mL0.1000mol·L^-1一元酸HA(pK_a=-lgKa=4.75)溶液，其滴定曲线如图所示。下列说法正确的是

A．当滴入40mLNaOH溶液时，溶液中：c(Na⁺)>c(A^-)>c(OH^-)>c(H⁺)
B．当溶液中c(H⁺)+c(OH^-)=2×10^-7时：c(Na⁺)>c(A^-)>c(OH^-)=c(H⁺)
C．当滴入NaOH溶液20mL时c(OH^-)>c(H⁺)+c(HA)
D．当滴定到pH=4.75时，c(A^-)=c(HA)

下列图示与对应的叙述相符的是

A．由图1所示曲线可知，化学催化比酶催化的效果好

B．在H2S溶液导电性实验中,由图2所示曲线可确定通入的气体X可能是SO2,不可能为Cl2

C．在其它条件不变时，2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)转化关系（图3）中，纵坐标表示O2的转化率

D．图4是用0.l000 mol/L的盐酸滴定20.00 mL 0.l000mol/LNa2CO3溶液的曲线，从a→b点反应的离子方程式为：CO3^2-^－＋2H^＋＝CO2↑＋H2O

室温下，将1.000 mol·L^－1盐酸滴入20.00 mL 1.000 mol·L^－1氨水中，溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是

A．a点由水电离出的c(H^＋)＝1.0×10^－14mol·L^－1

B．b点：c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(Cl^－)

C．c点：c(Cl^－)＝c(NH)

D．d点后，溶液温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热

（1）某温度下，纯水中的c(H⁺)＝2.0×10^—7mol/L，此时溶液的c(OH^—)＝        mol/L；若温度不变，滴入稀盐酸使c(H⁺)＝5.0×10^—4mol/L，则溶液中，由水电离产生的c(H^＋)＝        mol/L，此时温度        25℃（填“高于”、“低于”或“等于”）。
（2）某温度下的水溶液中，c(H⁺) = 10^x mol/L，c(OH^—) = 10^y mol/L，x和y的关系如图所示。计算：

①该温度下水的离子积为_____
②该温度下，0.01mol/L的NaOH溶液的pH为_______