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H单元水溶液中的离子平衡
H1 弱电解质的电离20.F1 B3 H1 K1
[2013·江苏卷] 磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：
－1
2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g) ΔH1＝＋3359.26 kJ·mol
－1
CaO(s)＋SiO2(s)===CaSiO3(s) ΔH2＝－89.61 kJ·mol
2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)===6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g) ΔH3
－
则ΔH3＝______________kJ·mol1。
(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒，解毒原理可用下列化学方程式表示： 11P4＋60CuSO4＋96H2O===20Cu3P＋24H3PO4＋60H2SO4 60 mol CuSO4能氧化白磷的物质的量是__________。 (3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得，含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如下图所示。
图0
①为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制在________；pH＝8时，溶液中主要含磷物种浓度大小关系为____________。
②Na2HPO4溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl2溶液，溶液则显酸性，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
(4)磷的化合物三氯氧磷(PClOClCl)与季戊四醇(CHOH2CHOH2CCH2OHCH2OH)以物质的量之比2∶1反应时，可获得一种新型阻燃剂中间体X，并释放出一种酸性气体。季戊四醇与X的核磁共振氢谱如下图所示。
图0
①酸性气体是____________(填化学式)。 ②X的结构简式为________________。
20．[答案] (1)2821.6 (2)3 mol
(3)①4～5.5(介于此区间内的任意值或区间均可)
－－
c(HPO24)>c(H2PO4)
＋－＋
②3Ca2＋2HPO24===Ca3(PO4)2↓＋2H (4)①HCl
②POClOOCH2CCH2CH2OPOClOCH2 [解析] (1)依据盖斯定律，将“上式＋下式×6”，即得所求反应的ΔH＝＋3359.26 kJ·mol－1－－
＋(－89.61 kJ·mol1)×6＝2821.6 kJ·mol1。(2)P的化合价有升有降，Cu的化合价只降低。P从0价升到＋5价，1 mol P4共失去20 mol 电子，根据得失电子守恒有：n(P4)×20＝n(CuSO4)×1，所以60 mol CuSO4可以氧化3 mol P4。(3)①从图中不难看出，pH在4～5.5之
－－－
间时，H2PO4的含量最高。在pH＝8时，溶液中含有HPO24和H2PO4两种离子，且前者大于
＋－3－
后者。②足量的Ca2与HPO24部分电离出的PO4结合，生成难溶的Ca3(PO4)2沉淀，促进了
－
HPO24的电离，故溶液显酸性。(4)三氯氧磷与季戊四醇以2∶1反应，核磁共振氢谱中的峰由2组变成1组，显然应为四个羟基上的H原子被取代了，生成了HCl及POClOOCH2CCH2CH2OPOClOCH2。
11．G2 F4 H1 H3 [2013·江苏卷] 下列有关说法正确的是( )
A．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0 B．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极
c（CH3COOH）
C．CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中的值减小
－c（CH3COO）
D．Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体，CO23水解程度减小，溶液的pH减小
11．AC [解析] 根据该反应中各物质的聚集状态可知，该反应的ΔS＜0，因反应能自发进行，则该反应一定为放热反应，A项正确；在电解精炼铜中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，
＋
B项错误；醋酸加水稀释过程中，c(H)减小，但电离常数不变，故C项中式子的比值将减小，
－－
C项正确；向Na2CO3溶液中加入Ca(OH)2后生成CaCO3沉淀，溶液中c(CO2c(OH)3)减小，增大，pH增大，D项错误。
8．B2 H1 H2 H3
－
[2013·福建卷] 室温下，对于0.10 mol·L1的氨水，下列判断正确的是( )
＋－
A．与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3＋3OH===Al(OH)3↓
＋－
B．加水稀释后，溶液中c(NH4)·c(OH)变大 C．用HNO3溶液完全中和后，溶液不显中性 D．其溶液的pH＝13
＋
8．C [解析] NH3〃H2O是弱碱，在离子方程式中化学式不能拆分，Al3＋
＋
3NH3〃H2O===Al(OH)3↓＋3 NH4，A项错误；加水稀释，促进NH3〃H2O电离，使NH3〃H2O
＋－＋－
NH4＋OH的电离平衡右移，但是NH3〃H2O、NH4、OH的浓度均减小，则溶液中
＋－
c(NH4)·c(OH)变小，B项错误；用HNO3完全中和氨水时得到硝酸铵溶液，即NH3〃H2O＋
－
HNO3===NH4NO3＋H2O，硝酸铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解导致中和后的溶液显弱酸性，
－－
C项正确；NH3〃H2O的电离是可逆反应，不可能完全电离出OH，则c(OH)小于0.10 mol·L
－1
，室温下KW＝1.0×10
＋
－14
1.0×10
，则氨水中c(H)>0.10
＋
－14
mol〃L1＝10
－
－13
mol〃L1，pH＝
－
－lgc(H)<13，D项错误。
12．H1 H3 H2 H6 [2013·广东卷] 50 ℃时，下列各溶液中，离子的物质的量浓度关系正确的是( )
＋－
A．pH＝4的醋酸中：c(H)＝4.0 mol·L1
＋－
B．饱和小苏打溶液中：c(Na)＝c(HCO3)
＋＋－－
C．饱和食盐水中：c(Na)＋c(H)＝c(Cl)＋c(OH)
－－－
D．pH＝12的纯碱溶液中：c(OH)＝1.0×102 mol·L1
＋－－
12．C [解析] pH＝4的醋酸中，c(H)＝104 mol〃L1，A项错误；饱和小苏打溶液中，
＋－－＋－－－
NaHCO3===Na＋HCO3，HCO3H＋CO23、HCO3＋H2OH2CO3＋OH，根据物
＋－－＋－
料守恒可知c(Na)＝c(HCO3)＋c(CO23)＋c(H2CO3)，则饱和小苏打溶液中c(Na)>c(HCO3)，
＋＋－－
B项错误；根据电荷守恒原理可知饱和食盐水中：c(Na)＋c(H)＝c(Cl)＋c(OH)，C项正
＋－－－
确；25 ℃时KW＝c(H)·c(OH)＝ 1014，升高温度，KW>1.0×1014，则pH＝12的纯碱溶液中c(H)＝10
＋
－12
KW－－－
mol/L，c(OH)＝>102 mol〃L1，D项错误。 ＋
c（H）
11．G5 H1 [2013·北京卷] 下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A.
将NO2球浸泡在冷水和热水中 B.
t/℃ KW/10
－1425 1.01 50 5.47 100 55.0 C.D.
c(氨水)/(mol·L1) －0.1 11.1 0.01 10.6 pH
11．C [解析] 右侧的烧瓶中气体颜色深，说明升高温度，化学平衡2NO2(g)N2O4(g)逆向移动，A项正确；升高温度，水的离子积常数增大，说明水的电离平衡向电离方向移动，B项正确； MnO2是H2O2分解的催化剂，向H2O2溶液中加入MnO2是为了加快H2O2分解的
＋－
速率，C项错误；氨水中存在电离平衡NH3〃H2ONH4＋OH，加水稀释，平衡向电离
－
方向移动，但c(OH)比原来小，D项正确。
H2 水的电离和溶液的酸碱性
8.B2 H1 H2 H3
－
[2013·福建卷] 室温下，对于0.10 mol·L1的氨水，下列判断正确的是( )
＋－
A．与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3＋3OH===Al(OH)3↓
＋－
B．加水稀释后，溶液中c(NH4)·c(OH)变大 C．用HNO3溶液完全中和后，溶液不显中性 D．其溶液的pH＝13
＋
8．C [解析] NH3〃H2O是弱碱，在离子方程式中化学式不能拆分，Al3＋
＋
3NH3〃H2O===Al(OH)3↓＋3 NH4，A项错误；加水稀释，促进NH3〃H2O电离，使NH3〃H2O
＋－＋－
NH4＋OH的电离平衡右移，但是NH3〃H2O、NH4、OH的浓度均减小，则溶液中
＋－
c(NH4)·c(OH)变小，B项错误；用HNO3完全中和氨水时得到硝酸铵溶液，即NH3〃H2O＋HNO3===NH4NO3＋H2O，硝酸铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解导致中和后的溶液显弱酸性，
－－
C项正确；NH3〃H2O的电离是可逆反应，不可能完全电离出OH，则c(OH)小于0.10 mol·L
－1
，室温下KW＝1.0×10
＋
－14
1.0×10
，则氨水中c(H)>0.10
＋
－14
mol〃L1＝10
－
－13
mol〃L1，pH＝
－
－lgc(H)<13，D项错误。
12．H1 H3 H2 H6 [2013·广东卷] 50 ℃时，下列各溶液中，离子的物质的量浓度关系正确的是( )
＋－
A．pH＝4的醋酸中：c(H)＝4.0 mol·L1
＋－
B．饱和小苏打溶液中：c(Na)＝c(HCO3)
＋＋－－
C．饱和食盐水中：c(Na)＋c(H)＝c(Cl)＋c(OH)
－－－
D．pH＝12的纯碱溶液中：c(OH)＝1.0×102 mol·L1
＋－－
12．C [解析] pH＝4的醋酸中，c(H)＝104 mol〃L1，A项错误；饱和小苏打溶液中，
＋－－＋－－－
NaHCO3===Na＋HCO3，HCO3H＋CO23、HCO3＋H2OH2CO3＋OH，根据物
＋－－＋－
料守恒可知c(Na)＝c(HCO3)＋c(CO23)＋c(H2CO3)，则饱和小苏打溶液中c(Na)>c(HCO3)，
＋＋－－
B项错误；根据电荷守恒原理可知饱和食盐水中：c(Na)＋c(H)＝c(Cl)＋c(OH)，C项正
＋－－－
确；25 ℃时KW＝c(H)·c(OH)＝ 1014，升高温度，KW>1.0×1014，则pH＝12的纯碱溶液中c(H)＝10
＋
－12
KW－－－
mol/L，c(OH)＝>102 mol〃L1，D项错误。 ＋
c（H）
13．H2 [2013·全国卷] 某单官能团有机化合物，只含碳、氢、氧三种元素，相对分子质量为58，完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O。它可能的结构共有(不考虑立体异构)( )
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种 13．B [解析] 根据燃烧产物CO2和H2O物质的量相等可知C、H原子个数之比为1∶2，分子式可设为(CH2)mOn，利用讨论法得出分子式为C3H6O((乙二醛C2H2O2含有2个官能团不符合题意)。其可能的结构为丙醛CH3CH2CHO、丙酮CH3COCH3、环丙醇CH2CHOHCH2、环醚CH2OCH—CH3、CH2CH2OCH2共5种。
12．H2 [2013·全国卷] 如图0表示水中c(H)和c(OH)的关系，下列判断错误的是( )
＋－
图0 A．两条曲线间任意点均有c(H)×c(OH)＝KW
＋－
B．M区域内任意点均有c(H) D．XZ线上任意点均有pH＝7 ＋－ 12．D [解析] 温度一定时，水的离子积是定值，A项正确；XZ线上，c(H)＝c(OH)， －＋ M区在XZ线上方，故c(OH)>c(H)，B项正确；图中，T2时KW大于T1时KW，故T2高于 ＋－ T1，C项正确；XZ线上，c(H)＝c(OH)，溶液呈中性，但不一定等于7，D项错误。 13．H2 H3 － [2013·山东卷] 某温度下，向一定体积0.1 mol·L1的醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH － 溶液，溶液中pOH(pOH＝－lg[OH])与pH的变化关系如图0所示，则( ) ＋ － 图0 A．M点所示溶液的导电能力强于Q点 －＋ B．N点所示溶液中c(CH3COO)＞c(Na) C．M点和N点所示溶液中水的电离程度相同 D．Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积 13．C [解析] Q点的pOH＝pH可说明该点溶液为中性，溶质为CH3COONa与少量CH3COOH，M点溶液为酸性，溶液中溶质为CH3COOH和少量CH3COONa，所以M点溶液中离子浓度小于Q点，故导电能力M点比Q点弱，A项错误；N点溶液中溶质为CH3COONa ＋－ 和NaOH，因此溶液中c(Na)＞c(CH3COO)，B项错误；M点与N点所示溶液中水的电离 － 均受到抑制，水的电离程度均为10b mol/L，C项正确；Q点溶液中溶质为CH3COONa与少量CH3COOH，再结合醋酸与NaOH溶液是等物质的量浓度，可推知Q点消耗NaOH溶液的体积小于醋酸的体积，D项错误。 10．F2 G2 H2 [2013·天津卷] 某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小