专题二第4讲电化学原理课后作业
1．(2010年西安八校高三模拟考试)现有常温下100 mL 0.1 mol•L－1的某一元酸HX的溶液，下列事实能说明该酸为强电解质的是( )
A．加入足量镁粉后，生成标准状况下的氢气112 mL
B．能与50 mL 0.2 mol•L－1的NaOH溶液恰好完全反应
C．用如图装置做导电性实验，发现灯泡较亮
D．用pH计测得该溶液的pH＝1.0
解析：选D。不论HX是强电解质还是弱电解质，A、B结果一样；导电能力和离子浓度、离子所带电荷数有关，而与电解质强弱无直接关系；c(H＋)＝c(HX)说明HX完全电离，HX是强电解质。
2．(2010年辽宁省大连市高三第一次模拟考试)要求设计实验证明，某种盐的水解是吸热的，下列回答正确的是( )
A．将硝酸铵晶体溶于水，若水温下降，说明硝酸铵水解是吸热的
B．在盐酸中加入相同浓度的氨水，若混合液温度下降，说明盐类水解是吸热的
C．在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体，若溶液温度下降，说明盐类水解是吸热的
D．在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若红色加深，说明盐类水解是吸热的
解析：选D。某些晶体溶于水温度降低，则A、C两项不能说明盐类水解吸热。B项中发生了中和反应且两溶液进行了混合，不能说明温度下降是什么原因引起的。若醋酸钠溶液水解是吸热的，则其溶液加热后会促进水解，碱性增强，所以D项正确。
3．(2009年高考北京卷)有4种混合溶液，分别由等体积0.1 mol/L的2种溶液混合而成：①CH3COONa与HCl；②CH3COONa与NaOH；③CH3COONa与NaCl；④CH3COONa与NaHCO3。下列各项排序正确的是( )
A．pH：②>③>④>①
B．c(CH3COO－)：②>④>③>①
C．溶液中c(H＋)：①>③>②>④
D．c(CH3COOH)：①>④>③>②
解析：选B。本题主要考查的知识点为电离平衡和盐类的水解。电离平衡和水解平衡除了遵循勒夏特列原理之外，还有自身的特点。本题解题的关键在于对CH3COO－水解平衡移动的影响因素。由CH3COO－＋H2O CH3COOH＋OH－可知，溶液碱性增强，平衡向逆方向移动，平衡被抑制，否则平衡被促进。显然外界环境酸性①>③>④>②，即CH3COO－水解程度①>③>④>②。各选项正确排列如下：A选项为②>④>③>①，B选项为②>④>③>①，C选项为①>③>④>②，D选项为①>③>④>②。
4．(2009年高考上海卷)根据下表提供的数据，判断在等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中，各种粒子浓度关系正确的是( )
化学式 电离常数
HClO K＝3×10－8
H2CO3 K1＝4.3×10－7
K2＝5.6×10－11
A.c(HCO－3)>c(ClO－)>c(OH－)
B．c(ClO－)>c(HCO－3)>c(H＋)
C．c(HClO)＋c(ClO－)＝c(HCO－3)＋c(H2CO3)
D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO－3)＋c(ClO－)＋c(OH－)
解析：选A。由题中信息可知H2CO3的电离常数大于HClO的电离常数，故在等浓度的NaClO与NaHCO3混合液中c(HCO－3)>c(ClO－)>c(OH－)；利用“物料守恒”知，c(HClO)＋c(ClO－)＝c(H2CO3)＋c(HCO－3)＋c(CO2－3)；由“电荷守恒”知，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO－3)＋c(ClO－)＋c(OH－)＋2c(CO2－3)。
5．(2010年高考安徽卷)将0.01 mol下列物质分别加入100 mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)( )
①Na2O2 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl
A．①>②>③>④ B．①>②>④>③
C．①＝②>③>④ D．①＝②>③＝④
解析：选C。根据化学反应方程式或者原子守恒可知，0.01 mol的Na2O2和Na2O分别与H2O反应都生成0.02 mol NaOH，因此①、②中阴离子浓度相等，又由于Na2CO3溶液中CO2－3发生水解：CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－，故阴离子的物质的量增大，大于0.01 mol，而④中Cl－的物质的量不变，为0.01 mol，因此四种溶液中阴离子浓度的大小顺序是：①＝②>③>④。
6．(2010年高考大纲全国卷Ⅰ)下列叙述正确的是( )
A．某醋酸溶液的pH＝a，将此溶液稀释1倍后，溶液的pH＝b，则a>b
B．在滴有酚酞溶液的氨水中，加入NH4Cl至溶液恰好无色，则此时溶液的pH<7
C. 1.0×10－3mol/L盐酸的pH＝3.0,1.0×10－8mol/L盐酸的pH＝8.0
D．若1 mL pH＝1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合后，溶液的pH＝7，则NaOH溶液的pH＝11
解析：选D。A项，对酸溶液进行稀释，氢离子浓度降低，pH增大；B项，酚酞的变色范围为8.2～10.0，当溶液恰好无色时，溶液pH刚刚小于8.2即可显示无色；C项，当溶液中酸的氢离子浓度较大时，计算时忽略水电离出的氢离子，当加入的酸的氢离子浓度较小时，计算溶液pH时则不能忽略水电离出的氢离子，当盐酸的浓度为1.0×10－8mol/L时，通常情况下，此时水电离出的氢离子为1.0×10－6mol/L，此时溶液的pH<7；D项，盐酸和氢氧化钠溶液混合后溶液显中性，则需要n(H＋)＝n(OH－)，即c(H＋)•V(H＋)＝c(OH－)•V(OH－)，代入数据得c(OH－)＝1.0×10－3 mol/L，故氢氧化钠溶液的pH为11。
7．(2010年高考大纲全国卷Ⅱ)相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是( )
解析：选C。强酸完全电离，中强酸部分电离，随着反应的进行，中强酸要继续电离出H＋，所以溶液②产生氢气的体积多，在相同时间内，②的反应速率比①快。
8．(2010年高考四川卷)有关①100 mL 0.1 mol/L NaHCO3、②100 mL 0.1 mol/L Na2CO3两种溶液的叙述不正确的是( )
A．溶液中水电离出的H＋个数：②>①
B．溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②>①
C．①溶液中：c(CO2－3)>c(H2CO3)
D．②溶液中：c(HCO－3)>c(H2CO3)
解析：选C。根据题意可知，②中水解程度大于①，②中阴离子的物质的量浓度之和大于①，B正确。而水解时所需H＋由水电离产生，溶液中水电离出的H＋个数：②>①，A正确。
在0.1 mol/L的NaHCO3溶液中存在以下几个关系式：
c(Na＋)＝c(HCO－3)＋c(H2CO3)＋c(CO2－3)＝0.1 mol/L(物料守恒)
c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(HCO－3)＋2c(CO2－3)(电荷守恒)
H2O＋HCO－3 H2CO3＋OH－(同时存在HCO－3 H＋＋CO2－3)，其中水解大于电离，因此在①中c(CO2－3)<c(H2CO3)，C错误。
在0.1 mol/L的Na2CO3溶液中存在以下几个关系式：
c(Na＋)＝2c(HCO－3)＋2c(H2CO3)＋2c(CO2－3)＝0.2 mol/L(物料守恒)
c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO2－3)＋c(OH－)＋c(HCO－3)(电荷守恒)
H2O＋CO2－3 HCO－3＋OH－(主要)
HCO－3＋H2O H2CO3＋OH－(次要)
因此c(HCO－3)>c(H2CO3)，D正确。
9．(2010年高考上海卷)下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是( )
A．氨水与氯化铵的pH＝7的混合溶液中：[Cl－]>[NH＋4]
B. pH＝2的一元酸和pH＝12的一元强碱等体积混合：[OH－]＝[H＋]
C．0.1 mol•L－1的硫酸铵溶液中：[NH＋4]>[SO2－4]>[H＋]
D．0.1 mol•L－1的硫化钠溶液中：[OH－]＝[H＋]＋[HS－]＋[H2S]
解析：选C。据电荷守恒：[NH＋4]＋[H＋]＝[OH－]＋[Cl－]，因pH＝7，[H＋]＝[OH－]，故[Cl－]＝[NH＋4]，A错；B选项只有酸碱都是强酸、强碱才符合；Na2S溶液中的质子守恒关系为：[OH－]＝[H＋]＋[HS－]＋2[H2S]，故D错。
10．(2009年高考全国卷Ⅱ)现有等浓度的下列溶液：①醋酸
②苯酚 ③苯酚钠 ④碳酸 ⑤碳酸钠 ⑥碳酸氢钠。按溶液pH由小到大排列正确的是( )
A．④①②⑤⑥③ B．④①②⑥⑤③
C．①④②⑥③⑤ D．①④②③⑥⑤
解析：选C。①②④均属于酸，其中醋酸酸性最强，碳酸次之，苯酚最弱。③⑤⑥均属于强碱弱酸盐，根据越弱越水解的原理知，因酸性：H2CO3>苯酚>HCO－3，所以对应的盐的碱性：碳酸钠>苯酚钠>碳酸氢钠，pH顺序相反，故C项正确。
11．(2009年高考天津卷)下列叙述正确的是( )
A．0.1 mol•L－1C6H5ONa溶液中：c(Na＋)>c(C6H5O－)>c(H＋)>c(OH－)
B．Na2CO3溶液加水稀释后，恢复至原温度，pH和KW均减小
C．pH＝5的CH3COOH溶液和pH＝5的NH4Cl溶液中，c(H＋)不相等
D．在Na2S溶液中加入AgCl固体，溶液中c(S2－)下降
解析：选D。本题考查溶液中离子的水解平衡、电离平衡、沉淀溶解平衡及离子浓度大小比较的问题。0.1 mol•L－1C6H5ONa溶液中，因为C6H5O－水解，溶液显碱性，所以离子浓度大小为c(Na＋)>c(C6H5O－)>c(OH－)>c(H＋)，故A项错误；Na2CO3溶液加水稀释后，恢复至原温度，pH减小，KW只受温度的影响，所以不变，故B项错误；pH＝5的CH3COOH溶液和pH＝5的NH4Cl溶液中，c(H＋)都等于1.0×10－5mol•L－1，故C项错误；因为Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度，在Na2S溶液中加入AgCl固体，会生成黑色的Ag2S沉淀，使溶液中c(S2－)下降，故D项正确。
12．(2009年高考浙江卷)已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp[MgF2]＝7.42×10－11。下列说法正确的是( )
A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol•L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol•L－1NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
解析：选B。A项中，Mg(OH)2的溶度积小，故其电离出的Mg2＋浓度要小一些，A项错误；B项中，NH＋4可以结合Mg(OH)2溶解电离出的OH－，从而促使Mg(OH)2的溶解平衡向正方向移动，c(Mg2＋)增大，B项正确；C项中，Ksp仅与温度有关，故C项错误；D项中，向Mg(OH)2悬浊液中加入NaF，若溶液中c(Mg2＋)•c2(F－)>7.42×10－11，也可能转化为MgF2沉淀，D项错误。
13．某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式：H2B===H＋＋HB－，
HB－ H＋＋B2－。回答下列问题：
(1)Na2B溶液显________(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。理由是________________________________________________________________________
(用离子方程式表示)。
(2)在0.1 mol•L－1的Na2B溶液中，下列粒子浓度关系式正确的是________。
A．c(B2－)＋c(HB－)＋c(H2B)＝0.1 mol•L－1
B．c(Na＋)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(HB－)
C．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HB－)＋2c(B2－)
D．c(Na＋)＝2c(B2－)＋2c(HB－)
(3)已知0.1 mol•L－1NaHB溶液的pH＝2，则0.1 mol•L－1H2B溶液中氢离子的物质的量浓度可能__________0.11 mol•L－1(填“<”、“>”或“＝”)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)0.1 mol•L－1NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
解析：第一级完全电离，第二级部分电离，则溶液中不存在H2B分子。Na2B溶液因水解而显碱性，该溶液中的物料守恒可表示成：c(Na＋)＝2c(B2－)＋2c(HB－)，电荷守恒表达式为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HB－)＋2c(B2－)。由NaHB溶液的pH＝2可知溶液中c(H＋)>c(OH－)。
答案：(1)碱性 B2－＋H2O HB－＋OH－ (2)CD
(3)< H2B第一步电离产生的H＋抑制了HB－的电离
(4)c(Na＋)>c(HB－)>c(H＋)>c(B2－)>c(OH－)
14．(2010年河南开封市高中毕业班第一次联考)有A、B、C、D四种强电解质，它们在水中电离时可产生下列离子：(每种物质只含一种阳离子和一种阴离子且互不重复)
阳离子 K＋、Na＋、Ba2＋、NH＋4
阴离子 CH3COO－、Cl－、OH－、SO2－4
已知：①A、C溶液的pH均大于7，B溶液的pH小于7，A、B溶液中水的电离程度相同；D溶液焰色反应显黄色。
②C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀，B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体，A溶液和D溶液混合时无明显现象。
(1)A的名称是________。
(2)写出C溶液和D溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)25 ℃时pH＝9的A溶液和pH＝9的C溶液中水的电离程度小的是________(填写A或C的化学式)。
(4)25 ℃时用惰性电极电解D的水溶液，一段时间后溶液的pH________7(填“>”、“<”或“＝”)。
(5)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合，反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)室温时在一定体积0.2 mol•L－1的C溶液中，加入一定体积的0.1 mol•L－1的盐酸时，混合溶液的pH＝13，若反应后溶液的体积等于C溶液与盐酸的体积之和，则C溶液与盐酸的体积比是________。
解析：(1)根据题中信息推断出各物质分别为：
A．CH3COOK，B.NH4Cl，C.Ba(OH)2，D.Na2SO4。
(3)CH3COOK水解促进水的电离，Ba(OH)2抑制水的电离，二者c(H＋)＝10－9mol•L－1，CH3COOK由水电离产生c(OH－)＝10－5 mol•L－1，Ba(OH)2溶液中水电离产生c(OH－)＝c(H＋)＝10－9mol•L－1，故Ba(OH)2中水电离程度小。
(4)用惰性电极电解Na2SO4溶液，实质是电解水。
(5)等体积、等物质的量浓度的NH4Cl和Ba(OH)2混合反应后溶液中溶质是BaCl2、Ba(OH)2、NH3•H2O，则c(OH－)>c(Ba2＋)＝c(Cl－)>c(NH＋4)>c(H＋)。
(6)设Ba(OH)2溶液和盐酸的体积分别是V1和V2，反应后pH＝13，说明Ba(OH)2过量。
pH＝13，则c(H＋)＝10－13mol•L－1，c(OH－)＝0.1 mol•L－1
0.2 mol•L－1×2×V1－0.1 mol•L－1×V2V1＋V2
＝0.1 mol•L－1
V1∶V2＝2∶3。
答案：(1)醋酸钾
(2)Ba(OH)2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaOH
(3)Ba(OH)2
(4)＝
(5)c(OH－)>c(Ba2＋)＝c(Cl－)>c(NH＋4)>c(H＋)或c(OH－)>c(Cl－)＝c(Ba2＋)>c(NH＋4)>c(H＋)
(6)2∶3
15．(2010年高考浙江卷)已知：①25 ℃时，弱电解质的电离平衡常数：Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5，Ka(HSCN)＝0.13，难溶电解质的溶度积常数：Ksp(CaF2)＝1.5×10－10。
②25 ℃时，2.0×10－3mol•L－1氢氟酸水溶液中，调节溶液pH(忽略体积变化)，得到c(HF)、c(F－)与溶液pH的变化关系，如下图所示：
请根据以上信息回答下列问题：
(1)25 ℃时，将20 mL 0.10 mol•L－1CH3COOH溶液和20 mL 0.10 mol•L－1HSCN溶液分别与20 mL 0.10 mol•L－1NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图如右所示：
反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是____________________，反应结束后所得两溶液中，c(CH3COO－)________c(SCN－)(填“>”、“<”或“＝”)。
(2)25 ℃时，HF电离平衡常数的数值Ka≈________，列式并说明得出该平衡常数的理由________________________________________________________________________。
(3)4.0×10－3mol•L－1HF溶液与4.0×10－4mol•L－1CaCl2溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0(忽略调节时混合液体积的变化)，通过列式计算说明是否有沉淀产生。
解析：(1)Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5<Ka(HSCN)＝0.13，所以相同浓度的CH3COOH溶液和HSCN中的c(H＋)，后者要大，与等浓度的NaHCO3反应，HSCN溶液产生CO2的速率要快。两者都恰好完全反应分别生成等浓度的CH3COONa溶液和NaSCN溶液，溶液中的阴离子都能水解，且CH3COO－水解程度大。
(2)Ka＝cH＋•cF－cHF，当c(F－)＝c(HF)时，Ka＝c(H＋)，查图中的交点处即为c(F－)＝c(HF)，故所对应的pH即为Ka的负对数，由图中数据可得Ka＝10－3.45或(3.5×10－4)。
(3)混合后，HF溶液的浓度为2.0×10－3 mol•L－1。由题给信息②可知，当pH＝4.0时，溶液中的c(F－)＝1.6×10－3mol•L－1，溶液中c(Ca2＋)＝2.0×10－4mol•L－1，c(Ca2＋)×c2(F－)＝5.1×10－10>Ksp(CaF2)，有沉淀产生。
答案：(1)HSCN的酸性比CH3COOH强，其溶液中c(H＋)较大，故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率较快 <
(2)10－3.45(或3.5×10－4) Ka＝cH＋•cF－cHF，当c(F－)＝c(HF)时，Ka＝c(H＋)，查图中的交点处即为c(F－)＝c(HF)，故所对应的pH即为Ka的负对数
(3)查图，当pH＝4.0时，溶液中的c(F－)＝1.6×10－3mol•L－1，溶液中c(Ca2＋)＝2.0×10－4mol•L－1，c(Ca2＋)×c2(F－)＝5.1×10－10>Ksp(CaF2)，有沉淀产生。