2020高考化学大二轮复习第1部分知识整合专题2基本理论第9讲水溶液中的离子平衡

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第9讲 水溶液中的离子平衡

[限时50分钟，满分70分]

一、选择题(包括7个小题，每小题5分，共35分)1．(2016·上海高考)能证明乙酸是弱酸的实验事实是

A．CH3COOH溶液与Zn反应放出H2

－1

B．0.1 mol·L CH3COONa溶液的pH大于7

C．CH3COOH溶液与Na2CO3反应生成CO2

－1

D．0.1 mol·L CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红

解析 A．只能证明乙酸具有酸性，不能证明其酸性强弱，错误；B.该盐水溶液显碱性，由于NaOH是强碱，故可以证明乙酸是弱酸，正确；C.可以证明乙酸的酸性比碳酸强，但是不能证明其酸性强弱，错误；

D.可以证明乙酸具有酸性，但是不能证明其酸性强弱，错误。

＋

－

答案 B

2．(2015·广东高考)一定温度下，水溶液中H和OH的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是

－

＋

A．升高温度，可能引起有c向b的变化

－13

B．该温度下，水的离子积常数为1.0×10

C．该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化

－

解析 A．c点溶液中c(OH)＞c(H)，溶液呈碱性，升温，溶液中c(OH)不可能减小。B.由b点对应

c(H＋)与c(OH－)可知，KW=c(H＋)·c(OH－)=1.0×10－7×1.0×10－7=1.0×10－14。C.FeCl3溶液水解显酸性，溶

液中c(H)增大，因一定温度下水的离子积是常数，故溶液中c(OH)减小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的变化。D.c点溶液呈碱性，稀释时c(OH)减小，同时c(H)应增大，故稀释溶液时不可能引起由c

－

＋

＋

－

－1

－1

向d的转化。答案 C

3．(2015·山东高考)室温下向10 mL 0.1 mol·LNaOH溶液中加入0.1 mol·L的一元酸HA溶液pH

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的变化曲线如图所示。下列说法正确的是

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A．a点所示溶液中c(Na)>c(A)>c(H)>c(HA)

＋－＋

B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同

C．pH=7时，c(Na)=c(A)＋c(HA)

＋－

＋

－

＋

D．b点所示溶液中c(A)>c(HA)

－

解析 A、a点NaOH与HA恰好完全反应，溶液的pH为8.7，呈碱性，说明HA为弱酸，NaA发生水解反应，c(Na)>c(A)>c(HA)>c(H)，错误；B、a点NaA发生水解反应，促进了水的电离，所以a点水的电离程度大于b点，错误；C、根据电荷守恒，c(H)＋c(Na)=c(OH)＋c(A)，pH=7，则c(H)=c(OH)，则c(Na

＋

＋

＋

－

－

＋

－

)=c(A)，错误；D、b点HA过量，溶液呈酸性，HA的电离程度大于NaA的水解程度，所以c(A)>c(HA)，

－－

正确。

答案 D

4．某些盐能溶解沉淀，利用下表三种试剂进行实验，相关分析不正确的是编号 ①Mg(OH)2悬浊液 ②HCl－1 ③NH4Cl－1分散质备注1 mol·L1 mol·LA.向①中加入酚酞，溶液显红色说明物质的“不溶性”是相对的

B．分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积的②③，沉淀均能快速彻底溶解

C．①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH＋4

2＋

＋2NH3·H2O

D．向①中加入②，c(OH)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动

－

解析 使酚酞显红色的溶液呈碱性，说明Mg(OH)2在水中有一定的溶解，电离使溶液呈碱性，A项正确；Mg(OH)2与NH4Cl溶液反应速率较小，沉淀不能快速彻底溶解，B项错误；NH4＋结合Mg(OH)2悬浊液中的OH，促进Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，促使Mg(OH)2沉淀溶解，C项正确；盐酸能够与Mg(OH)2发生中和反

－

应，促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，D项正确。

答案 B

5．(2016·浙江高考)苯甲酸钠(

－

，缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸

－5

－7

－

(HA)的抑菌能力显著高于A。已知25 ℃时，HA的Ka=6.25×10，H2CO3的Ka1=4.17×10，Ka2=4.90×10

11

。在生产碳酸饮料的过程中，除了添加NaA外，还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是(温度为25 ℃，

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＋

不考虑饮料中其他成分)

A．相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料的抑菌能力较低

B．提高CO2充气压力，饮料中c(A)不变C．当pH为5.0时，饮料中

c(HA)

=0.16c(A－)

－

－

D．碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为：c(H)=c(HCO－3)＋c(CO23－)＋c(OH)－c(HA)

－

解析 A．根据题意，苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A，相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料的抑菌能力较高，A项错误；B.提高CO2充气压力，根据强酸制弱酸原理CO2＋H2O＋A===HA＋HCO3－，饮料中c(A)减c(HA)＋－5－5

小，B项错误；C.当pH为5.0时，饮料中=c(H)÷Ka=10÷6.25×10=0.16，C项正确；D.碳酸饮

c(A－)

－

－

料中加入的各成分含量未知，无法比较各种粒子的浓度关系，D项错误。

答案 C

6. 在T ℃时，铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中不正确的是

A．T ℃时，在Y点和Z点，Ag2CrO4的Ksp相等

B．向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点

C．T ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10

－8

＋

2

＋

D．图中a=2×10

－4

解析 一种物质的Ksp只与温度有关，A正确；向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4后，沉淀溶解平衡向左移动，导致c(Ag)减小，而图像中由Y点变成X点的过程中，c(Ag)保持不变，B正确；T ℃时，Ag2CrO4的Ksp=c(CrO24－)·c(Ag)=(1×10)×(1×10)=1×10

＋

－5

－32

－11

，C错误；温度不变，Ksp=c(CrO24－)·c(Ag

2

－4

－4

2

＋

)=(1×10)×(1×10)=a×5×10，解得a=2×10，D正确。

－5－32

答案 C

7．(2016·四川高考)向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中缓慢通入CO2，随n(CO2)增大，先后发生三个不同的反应，当0.01 mol＜n(CO2)≤0.015 mol时发生的反应是2NaAlO2＋CO2＋

选项A B 3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3。下列对应关系正确的是溶液中离子的物质的量浓度 n(CO2)/mol0 0.01 －c(Na＋)＞c(AlO－2)＋c(OH) －c(Na＋)＞c(AlO－2)＞c(OH)＞c(CO23－) 最新教育教学资料精选

最新教育教学资料精选 C D 0.015 0.03 －c(Na＋)＞c(HCO－3)＞c(CO23－)＞c(OH) －＋c(Na＋)＞c(HCO－3)＞c(OH)＞c(H) 解析 A．当n(CO2)=0时，根据电荷守恒，c(H)＋c(Na) ==c(AlO－2)＋c(OH)，所以c(Na)＜c(AlO2－)＋c(OH)，错误；B.当n(CO2)=0.01 mol时，溶液中溶质为NaAlO2和Na2CO3，因为碳酸酸性强于氢氧化铝，所以偏铝酸根离子水解程度比碳酸根离子强，溶液中离子浓度应为c(Na)＞c(CO23－)＞c(AlO－2)＞c(OH

－

＋

－

＋＋－＋)，错误；C.当n(CO2)=0.015 mol时，溶液中溶质为Na2CO3，溶液中离子浓度应为c(Na)＞c(CO23－)＞c(OH)＞c(HCO－3)，错误；D.当n(CO2)=0.03 mol时，溶液中溶质为NaHCO3，溶液中离子浓度应为c(Na)＞c(HCO－3)

－

＋

＋

＋

－

＞c(OH)＞c(H)，正确。

答案 D

二、非选择题(包括4个小题，共35分)

8．(8分)(2016·湛江模拟)弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。

Ⅰ.已知H2A在水中存在以下平衡：H2A===H＋HA，HA

＋

－

－

＋

＋A。

2－

(1)常温下NaHA溶液的pH________(填序号)，原因是________________。 A．大于7 B．小于7 C．等于7 D．无法确定

(2)某温度下，若向0.1 mol·L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol·L KOH溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的体积变化)。此时该混合溶液中的下列关系一定正确的是________。

A．c(H)·c(OH)=1.0×10

＋

＋

－

＋

－

－14

－1

－1

2－

B．c(Na)＋c(K)=c(HA)＋2c(A) C．c(Na)>c(K)

D．c(Na)＋c(K)=0.05 mol·L

(3)已知常温下H2A的钙盐(CaA)的饱和溶液中存在以下平衡：若要使该溶液中Ca浓度变小，可采取的措施有________。

A．升高温度 B．降低温度

C．加入NH4Cl晶体 D．加入Na2A固体

Ⅱ.含有Cr2O27－的废水毒性较大，某工厂废水中含5.0×10 mol·L的Cr2O27－。为了使废水的排放达标，进行如下处理：

绿矾石灰水

3＋3＋

Cr2O27－――→Cr、Fe―――→Cr(OH)3、Fe(OH)3

H＋(1)该废水中加入绿矾和

H

＋

－3

－1

2＋

2＋

＋

＋

－1

＋

＋

(aq)＋A(aq) ΔH>0。

2－

，发生反应的离子方程式为

___________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)若处理后的废水中残留的c(Fe)=2.0×10最新教育教学资料精选

3＋

－13

mol·L，则残留的Cr的浓度为____________。(已

－13＋

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－38－31

知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10)

解析 H2A在水中的一级电离进行完全，则HA不水解只电离，故NaHA溶液呈酸性。HA在水中部分电离，0.1 mol·L的NaHA溶液中c(H)小于0.1 mol·L，加入0.1 mol·LKOH溶液至溶液呈中性时消耗的KOH溶液体积小于NaHA溶液体积，则混合溶液中c(Na)>c(K)；由电荷守恒知，c(Na)＋c(K)＋c(H

＋

＋

＋

＋

＋

－1

＋

－1

－1

－

－

)=c(HA)＋2c(A)＋c(OH)，且c(H)=c(OH)，则c(Na)＋c(K)=c(HA)＋2c(A)；水的离子积与温

＋

－1

2－

2＋

－2－－＋－＋＋－2－

度有关；混合液中c(Na)>0.05 mol·L；降温、增大c(A)都能使平衡CaA(

＋

3＋

(aq)＋A(aq)

3＋

3

2－

左移。废水中加入绿矾和H，根据流程图，可知发生的是氧化还原反应，配平即可。c(Cr)/c(Fe)=[c(Cr

＋

3

－

3＋

3

－

－7

3＋

－6

－1

)·c(OH)]/[c(Fe)·c(OH)]=Ksp[Cr(OH)3]/Ksp[Fe(OH)3]=1.5×10，故c(Cr)=3.0×10 mol·L。 答案 Ⅰ.(1)B NaHA只能发生电离，不能发生水解 (2)BC (3)BD

Ⅱ.(1)Cr2O27－＋6Fe＋14H===2Cr＋6Fe＋7H2O (2)3.0×10 mol·L

9．(9分)(2015·天津高考)FeCl3 在溶液中分三步水解： Fe＋H2Fe(OH)＋H2Fe(OH)＋2＋H2

2＋

3＋

2＋

－6

－12＋

＋

3＋

3＋

＋HK1 ＋2＋HK2

3

＋

＋

＋HK3

＋

(1)以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是________________。 (2)通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：

xFe3＋＋yH2

x(OH)(3xy－y)＋＋yH

＋

欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)________。 a．降温 b．加水稀释 c．加入NH4Cl d．加入NaHCO3

(3)室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是____________________________________________________________________。

(4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L)表示]的最佳范围约为________ mg·L。

－1

－1

解析 (1)铁离子的水解分为三步，且水解程度逐渐减弱，所以水解平衡常数逐渐减小，则K1>K2>K3；(2)使平衡正向移动，因水解为吸热反应，所以降温，平衡逆向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移最新教育教学资料精选

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