题目内容

【题目】常温下,向浓度为0.1 mol·L-1、体积为V L的氨水中逐滴加入一定浓度的盐酸,用pH计测溶液的pH随盐酸的加入量而降低的滴定曲线,d点两种溶液恰好完全反应。根据图中信息回答下列问题:

(1)该温度时NH3·H2O的电离常数K=________。

(2)滴定过程中所用盐酸的pH=________。

(3)比较b、c、d三点时的溶液中,由水电离出的c(OH-)大小顺序为___________。(填字母)

(4)滴定时,由b点到c点的过程中,下列各选项中数值变大的是___(填字母,下同)。

A.c(H+)·c(OH-) B. c(H+)·c(NH3·H2O)/c(NH4+)

C. c(NH4+)·c(OH-)/c(NH3·H2O) D. c(H+)/c(OH-)

(5)根据以上滴定曲线判断下列说法正确的是________(溶液中N元素只存在NH4+和NH3·H2O两种形式)。

A.点b所示溶液中:c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)

B.点c所示溶液中:c(Cl-)=c(NH3·H2O)+c(NH4+)

C.点d所示溶液中:c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)

D.滴定过程中可能有:c(NH3·H2O)>c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)

(6)d点之后若继续加入盐酸至图像中的e点(不考虑NH4+水解的影响),则e点对应的横坐标为________。

【答案】10-5 1 d >c > b D D 11V/9

【解析】

常温下,向浓度为0.1 mol·L-1、体积为V L的氨水中逐滴加入一定浓度的盐酸,二者反应生成氯化铵,溶液的pH逐渐减小,恰好反应时铵根水解溶液显酸性,继续滴加盐酸时盐酸电离出的氢离子抑制水的电离,结合图像和问题分析解答。

(1)滴定前氨水中氢离子浓度是10-11mol/L,则根据水的离子积常数可知溶液中氢氧根的浓度是0.001mol/L,则该温度时NH3·H2O的电离常数K=。

(2)由图像可知d时加入盐酸的体积与氨水的体积相同,二者恰好反应,根据NH3·H2O~HCl可知滴定过程中所用盐酸的浓度是0.1mol/L,所以盐酸溶液的pH=1。

(3)在b点时,溶质为一水合氨和氯化铵,一水合氨的电离程度大于氯化铵的水解程度,溶液显碱性,对水的电离起抑制作用。在c点时,溶质为一水合氨和氯化铵,一水合氨的电离程度等于氯化铵的水解程度,溶液显中性,对水的电离平衡没有影响。在d点时溶质为氯化铵,铵根水解显酸性,对水的电离其促进作用,所以b、c、d三点时的溶液中,由水电离出的c(OH-)大小顺序为d>c>b。

(4)滴定时,由b点到c点的过程中,下列各选项中数值变大的是___(填字母,下同)。

A.温度不变,水的离子积常数不变,所以c(H+)·c(OH-)不变;

B. 温度不变,电离平衡常数及水的离子积常数不变,c(H+)·c(NH3·H2O)/c(NH4+)=c(H+)·c(NH3·H2O)·c(OH-)/c(NH4+)·c(OH-)=KW/Kb,温度不变,该比值不变;

C. c(NH4+)·c(OH-)/c(NH3·H2O)=Kb,温度不变,电离平衡常数不变;

D. 滴定时,由b点到c点的过程中,氢离子浓度不断增大,氢氧根离子的浓度不断减小,因此c(H+)/c(OH-)的比值增大;

答案选D。

(5)A.由图像可知点b反应后溶液是氯化铵与一水合氨物质的量之比为1:1的混合物,溶液显碱性,说明一水合氨的电离程度大于铵根的水解程度,由电荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)、物料守恒2c(Cl-)=c(NH3·H2O)+c(NH4+)可知所示溶液中:c(NH4+)+2c(H+)=2c(OH-)+c(NH3·H2O),A错误;

B.由图像可知点c所示溶液中pH=7,即c(H+)=c(OH-),由电荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)可知c(Cl-)=c(NH4+),因此溶液中c(Cl-)<c(NH3·H2O)+c(NH4+),B错误;

C.由图像可知d时加入盐酸的体积与氨水的体积相同,二者恰好反应生成氯化铵,铵根水解溶液显酸性,则点d所示溶液中:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),C错误;

D.当一水合氨较多,滴入的HCl较少时生成氯化铵少量,溶液中氨水浓度远大于氯化铵浓度,因此滴定过程中可能有:c(NH3·H2O)>c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),D正确;

答案选D。

(6)设盐酸的体积为xL,e点时溶液的pH=2,则0.1mol/L×xL-0.1mol/L×VL=0.01mol/L×(+V)L,解得x=11V/9。

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