新高考化学一轮复习酸碱中和滴定曲线大全专题09强碱滴定三元酸曲线练习.docx
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新高考化学一轮复习酸碱中和滴定曲线大全专题09强碱滴定三元酸曲线练习
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1.砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素。
常温下,H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与加NaOH溶液调节pH的关系如图所示(已知:
pKa=-lgKa),下列说法错误的是
A.Na2HAsO4溶液显碱性
B.H3AsO4溶液pKa2为2.2
C.m点对应溶液中由水电离出的c(OH-)为10-2.5mol·L-1
D.n点对应溶液中离子浓度关系为:
c(Na+)>c(HAsO42-)=c(H2AsO4-)>c(H+)=c(OH-)
【答案】B
【解析】分析:
A.根据Na2HAsO4溶液pH大于7判断;
B.根据H3AsO4的电离平衡常数计算;
C.m点对应溶液为HAsO42-和AsO43-的混合溶液,溶液显碱性,说明是盐的水解的原因;
D.n点对应溶液pH=7,溶液呈中性,据此解答。
详解:
A.根据图象分析可知,HAsO42-溶液pH大于7,溶液显碱性,A正确;
B.H3AsO4的Ka2=,pH=7时c(HAsO42-)=c(H2AsO4-),Ka2=c(H+)=10-7,pKa2=7,B错误;
C.m点对应溶液为HAsO42-和AsO43-的混合溶液,溶液显碱性,盐类水解促进水的电离,m点溶液的pH=11.5,则对应溶液中由水电离出的c(OH-)为10-2.5mol·L-1,C正确;
D.n点对应溶液pH=7,溶液中c(Na+)>c(HAsO42-)=c(H2AsO4-)>c(H+)=c(OH-),D正确;答案选B。
2.25℃时,向10mL0.1mol·L-1H3AsO4水溶液滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如下图,下列说法错误的是
A.H3AsO4H2AsO4-+H+的电离常数为10-2.2
B.b点所处溶液中:
c(Na+)=3c(H2AsO4-)+3c(AsO43-)
C.水的电离程度:
a>b>c
D.HAsO4-的水解程度大于电离程度
【答案】C
3.亚砷酸(H3AsO3)可用于治疗白血病,在溶液中存在多种微粒形态。
向1L0.1mol·L-1H3AsO3溶液中逐滴加入0.1mol·L-1KOH溶液,各种微粒物质的量分数与溶液的pH关系如下图所示。
下列说法正确的是()
A.H3AsO3的电离常数Ka1的数量级为10-9
B.pH在8.0~10.0时,反应的离子方程式:
H3AsO3+OH-=H2AsO3-+H2O
C.M点对应的溶液中:
c(H2AsO3-)+c(HAsO32-)+c(AsO33-)+c(H3AsO3)=0.1mol·L-1
D.pH=12时,溶液中:
c(H2AsO3-)+2c(HAsO32-)+3c(AsO33-)+c(H3AsO3)>c(H+)+c(K+)
【答案】B
4.常温下,某酸H3A水溶液中含A的各种粒子的分布分数(平衡时某种粒子的浓度占各粒子浓度之和的分数)与pH关系图如下所示,下列说法正确的是
A.NaH2A水溶液呈碱性
B.H3A溶液中存在:
c(H+)=c(OH-)+c(H2A-)+c(HA2-)+c(A3-)
C.向H3A溶液中加入一定量的NaOH溶液至pH=5时,
D.向H3A溶液中加入氨水使PH从5→9发生的主要离子反应是:
H2A-+OH-=HA2-+H2O
【答案】C
【解析】从图像可知H3A为弱酸,存在电离平衡,H3AH2A-+H+,Ka1=[c(H2A-).c(H+)]/c(H3A)=10-2.2;H2A-HA2-+H+;Ka2=[c(HA2-).c(H+)]/c(H2A-)=10-7,2,H2A-+H2OH3A+OH-水解常数为K=c(H3A).c(OH-)/c(H2A-),水的离子积常数为KW=c(H+)c(OH-)=10-14,所以K=c(H3A).KW/c(H2A-).c(H+)=KW/Ka1=10-11.8Ka2/K=[c(HA2-).c(H+)]/c(H2A-)=10-7.2/10-11.8=104.6>1,所以电离大于水解,所以NaH2A水溶液呈酸性,故A错误;B.HA2-A3-+H+;H2OH++OH-,根据电荷守恒c(H+)=c(OH-)+c(H2A-)+2c(HA2-)+3c(A3-),B错误;C.因为Ka1=[c(H2A-).c(H+)]/c(H3A)=10-2.2;Ka1=[c(HA2-).c(H+)]/c(H2A-)=10-7,2,Ka1.Ka1=[c(HA2-).C2(H+)]/c(H3A),(Ka1.Ka2)/C2(H+)=c(HA2-)/c(H3A),当溶液至pH=5时,c(H+)=10-5c(HA2-)/c(H3A)=(10-2.2.10-7,2)/10-10=10-0.6,故C正确;D.因为氨水为弱电解质,所以在离子反应方程式中不能拆,故D错误。
本题答案:
C。
5.亚砷酸(H3AsO3)可以用于治疗白血病,在溶液中存在多种微粒形态。
向1L0.1mol·L-1H3AsO3溶液中逐滴加入KOH溶液,各种微粒物质的量分数与溶液的pH关系如下图所示。
下列说法正确的是()
A.H3AsO3的电离常数Ka1的数量级为10-9
B.pH在8.0~10.0时,反应的离子方程式:
H3AsO3+OH-=H2AsO3-+H2O
C.M点对应的溶液中:
c(H2AsO3-)+c(HAsO32-)+c(AsO33-)+c(H3AsO3)=0.1mol·L-1
D.pH=12时,溶液中:
c(H2AsO3-)+2c(HAsO32-)+3c(AsO33-)+c(H3AsO3)>c(H+)+c(K+)
【答案】B
【解析】A.由图中数据可知,pH=9.3时,c(H2AsO3-)=c(H3AsO3),故H3AsO3的电离常数Ka1=,故Ka1的数量级为10-10,A不正确;B.由图可知,pH在8.0~10.0时,H3AsO3的物质的量分数逐渐减小、H2AsO3-的物质的量分数逐渐增大,故反应的离子方程式为H3AsO3+OH-=H2AsO3-+H2O,B正确;C.根据物料守恒可知,M点对应的溶液中,n(H2AsO3-)+n(HAsO32-)+n(AsO33-)+n(H3AsO3)=0.1mol,由于不知道此时溶液的体积是多少(或不知道加入KOH溶液的体积),故无法计算其总浓度,C不正确;D.由电荷守恒可知,c(H2AsO3-)+2c(HAsO32-)+3c(AsO33-)+c(OH-)=c(H+)+c(K+),pH=12时,溶液显碱性,由图可知,此时H3AsO3主要转化为HAsO32-和HAsO32-,说明HAsO32-和HAsO32的电离作用小于HAsO32-和HAsO32的水解作用,HAsO32-和HAsO32水解都产生OH-,故c(OH-)>c(H3AsO3),因此,溶液中c(H2AsO3-)+2c(HAsO32-)+3c(AsO33-)+c(H3AsO3)<c(H+)+c(K+),D不正确。
本题选B。
6.25℃时,某浓度H3PO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,滴加过程中各种含磷微粒的物质的量分数δ随溶液pH的变化曲线如下图所示:
下列说法正确的是:
A.曲线1和曲线2分别表示8(H3PO4)和6(HPO42-)的变化
B.25℃时,H3PO4的电离常数K1=10-2.1
C.pH=7.2时,溶液中c(H2PO4ˉ)+c(HPO42-)+c(OHˉ)=c(Na+)+c(H+)
D.pH=12.3时,溶液中由水电离出的c(H+)=10-12.3mol/L
【答案】B
【解析】某浓度H3PO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,滴加过程中各种含磷微粒为H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-,根据pH的变化,则曲线1为H3PO4,曲线2为H2PO4-,曲线3为HPO42-,曲线4为PO43-,故A错误;B、H3PO4的电离常数K1=,25℃当pH为2.1时,=,故K1==10-2.1,故B正确;C、pH=7.2时,溶液中微粒为:
H2PO4-、HPO42-、OHˉ、Na+、H+,故电荷守恒为:
c(H2PO4ˉ)+2c(HPO42-)+c(OHˉ)=c(Na+)+c(H+),故C错误;D、pH=12.3时,溶液中含磷微粒有:
HPO42-、PO43-,此时c(H+)=12.3mol/L,但水电离出来的c(H+)>10-12.3mol/L,因为有一小部分在HPO42-中,故D错误;故选B。
7.室温下H3PO4溶液中各含磷元素的微粒分布与pH关系如图所示,下列叙述中不正确的是
A.lg[K1(H3PO4)]=-2.2
B.向Na3PO4溶液中滴加稀硫酸至溶液pH=8时,c(HPO42-)>c(H2PO4-)
C.想获得较纯的NaH2PO4溶液,可将溶液pH控制在4~5
D.向磷酸溶液中滴加NaOH溶液至中性:
c(Na+)=c(H2PO4-)+c(HPO42-)
【答案】D
8.柠檬酸(用HR表示)是一种高效除垢剂,现用一定浓度的柠檬酸溶液去除水垢,溶液中H3R、H2R-、HR2-、R3-的含量随pH的变化如图所示。
下列说法正确的是
A.H3R的第二步电离常数Ka2(H3R)的数量级为10-4
B.pH=6时,c(R3-)=c(HR2-)>c(H+)>c(OH-)
C.Na2HR溶液中HR2-的水解程度大于电离程度
D.pH=4时,c(H+)=c(H2R-)+2c(HR2-)+c(OH-)
【答案】B
【解析】A.据图可知,随pH的增大,H3R、H2R-、HR2-、R3-在图象中对应的曲线分别为a、b、c、d,H3R的第二步电离常数Ka2(H3R)=,由图可知,当c(HR2-)=c(H2R-)时,pH约为4.8,c(H+)=10-4.8mol/L,数量级应为10-5,故A错误;B.据图可知,pH=6时,c(R3-)=c(HR2-)>c(H+)>c(OH-),故B正确;C.HR2-大量存在的溶液pH约为5,溶液呈酸性,所以Na2HR溶液中HR2-的水解程度小于电离程度,故C错误;D.pH=4时,溶液中的阳离子除H+外还有Ca2+、Mg2+等,所以不符合电荷守恒,故D错误;答案选B。
9.通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L时,离子不存在。
图为H3PO4(图中用H3A表示)在加入强酸或强碱溶液后,平衡时溶液中各微粒浓度的对数值(lgc)-pH图。
下列说法不正确的是()
A.H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-不能在同一溶液中大量共存
B.H3PO4电离平衡常数Ka2≈1×10-7
C.图中虚线M、N分别代表H+和OH-
D.pH=10时,溶液中存在关系:
c(HPO42-)>c(OH-)>c(PO43-)>c(H2PO4-)>c(H3PO4)>c(H+)
【答案】D
10.298K时,在H3PO4溶液中滴入NaOH溶液,溶液中H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示。
下列叙述错误的是
A.K(H3PO4)的数量级为10-8
B.Na2HPO4溶液中:
c(PO43-)C.pH=7时c(H2PO4-)>c(HPO42-)
D.NaH2PO4溶液显碱性
【答案】D
【解析】A、多元弱酸的电离是分步的,第一步电离为主,当pH=4时,c(H+)c(H2PO4-)=10-4mol/L,溶液中H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-的物质的量分数δ(X)=1.0,K(H3PO4)==10-8mol/L,数量级为10-8,选项A正确;B、HPO42-的水解和电离都是微弱的,故Na2HPO4溶液中c(PO43-)c(HPO42-),选项C正确;D、NaH2PO4溶液中H2PO4-电离大于水解,溶液显酸性,选项D错误。
答案选D。
11.砷及其化合物有着广泛的用途。
砷有两种常见的弱酸,砷酸(H3AsO4)和亚砷酸(H3AsO3)。
已知砷酸(H3AsO4)的pKa1、pKa2、pKa3依次为2.25、6.77、11.40(pKa=-lgKa)。
回答下列问题:
(1)已知:
As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)ΔHl
H2(g)+O2(g)=H2O
(1)ΔH2
As(s)+O2(g)=As2O5(s)ΔH3
则反应As2O5(g)+3H2O
(1)=2H3AsO4(s)ΔH=_________。
(2)写出砷酸(H3AsO4)的第二步电离方程式___________________________________。
(3)NaH2AsO4溶液呈______(填“酸性”、“中性”或“碱性”),试通过计算说明________________________。
(4)亚砷酸(H3AsO3)水溶液中存在多种微粒形态,各种微粒分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与溶液的pH关系如下图所示。
以酚酞为指示剂(变色范围pH8.2~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。
该过程中主要反应的离子方程式为__________________________。
(5)某化学兴趣小组同学欲探究可逆反应AsO33-+I2+2OH-AsO43-+2I-+H2O。
设计如下图I所示装置。
实验操作及现象:
按图I装置加入试剂并连接装置,电流由C2流入C1。
当电流变为零时,向图I装置左边烧杯中逐滴加入一定量2mol/L盐酸,发现又产生电流,实验中电流与时间的关系如图II所示。
①图II中AsO43-的逆反应速率:
a____b(填“>”、”<”或“=”)。
②写出图II中c点对应图I装置的正极反应式__________________________。
③能判断该反应达到平衡状态的是________________。
a.2v(I-)正=v(AsO33-)逆b.溶液的pH不再变化
c.电流表示数变为零d.溶液颜色不再变化
【答案】2ΔH1-3ΔH2-2ΔH3H2AsO4-H++HAsO42-酸性Ka3===10-11.75<10-6.77即Ka2>Ka3,溶液呈酸H3ASO3+OH-=H2AsO3-+H2O【解析】
(1)已知:
①As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)ΔHl
②H2(g)+O2(g)=H2O
(1)ΔH2
③As(s)+O2(g)=As2O5(s)ΔH3
根据盖斯定律,由①×2-②×3-③×2得反应As2O5(g)+3H2O
(1)=2H3AsO4(s)ΔH=2ΔH1-3ΔH2-2ΔH3;
(2)砷酸(H3AsO4)为多元弱酸,分步电离,第二步电离方程式为H2AsO4-H++HAsO42-;(3)NaH2AsO4溶液呈酸性,Ka3===10-11.75<10-6.77即Ka2>Ka3,溶液呈酸;(4)根据图中曲线变化,以酚酞为指示剂(变色范围pH8.2~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加,该过程主要为H3ASO3转化为H2AsO3-,则主要反应的离子方程式为H3ASO3+OH-=H2AsO3-+H2O;(5)①随着反应的进行,离子浓度减小,电流减小,正反应速率减小,逆反应速率增大,故图II中AsO43-的逆反应速率:
a
12.砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有,其原因是_______________________________。
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如题20图-1和题20图-2所示。
①以酚酞为指示剂(变色范围pH8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。
该过程中主要反应的离子方程式为__________________。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4-+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=______(pKa1=-lgKa1)。
(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。
pH=7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH>7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。
pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如题20图-3所示。
①在pH7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是______________。
②在pH4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为___________。
提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是_________________________________。
【答案】碱性溶液吸收了空气中的CO2OH-+H3AsO3H2AsO3-+H2O2.2在pH7~9之间,随pH升高H2AsO4-转变为HAsO42-,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加在pH4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4-和HAsO42-阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷
13.As和P属于同主族元素,自古就有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。
雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)早期都曾用作绘画颜料,又都因有抗病毒疗效而用来入药。
在一定条件下,雌黄和雄黄的转化关系如图所示。
(1)亚磷酸(H3PO3)与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3。
则亚磷酸为_______(填“一”“二”或“三”)元酸。
(2)反应I中,As2S3和Sn2+恰好完全反应时,其物质的量之比为______________。
(3)反应II中,若0.5molAs4S4参加反应,转移14mol电子,则物质a为_________(填化学式)。
(4)反应Ⅲ中的产物亚砷酸H3AsO3可以用于治疗白血病,其在溶液中存在多种微粒形态。
常温下,用NaOH溶液滴定H3AsO3时,各种微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示。
①pH由7调至10的过程中发生反应的离子方程式为__________________________。
②H3AsO3的一级电离平衡常数Ka1=______________________________。
【答案】二1:
1SO2H3AsO3+OH-=H2AsO3-+H2O10-9
【解析】
(1)根据亚磷酸(H3PO3)与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3,说明Na2HPO3为正盐,亚磷酸为二元酸,故答案为:
二;
(2)根据图像,As2S3和Sn2+在酸性溶液中反应生成H2S、Sn4+和As4S4,反应的方程式为2As2S3+2Sn2++4H+=2H2S↑+2Sn4++As4S4,As2S3和Sn2+恰好完全反应时,As2S3和Sn2+的物质的量之比为1:
1,故答案为:
1:
1;
(3)反应II中,若0.5molAs4S4参加反应,转移14mol电子,则1molAs4S4参加反应,转移28mol电子,S元素的化合价变化量为=6,因此S元素的化合价由-2价变成+4价,所以物质a为SO2,故答案为:
SO2;
(4)①根据图像,pH由7调至10时,H3AsO3转化为H2AsO3-,反应的离子方程式为H3AsO3+OH-=H2AsO3-+H2O,故答案为:
H3AsO3+OH-=H2AsO3-+H2O;
②根据图像,pH=9时,c(H3AsO3)=c(H2AsO3-),H3AsO3的一级电离方程式为H3AsO3H2AsO3-+H+,平衡常数Ka1==c(H+)=10-9,故答案为:
10-9。