(部编本人教版)最新高考化学二轮复习 专题二 化学基本理论 第8讲

(部编本人教版)最新高考化学二轮复习 专题二 化学基本理论 第8讲 水溶液中的离子平衡学案【必做练习】

1 第8讲 水溶液中的离子平衡

一、选择题(本题包括8个小题,每小题6分,共48分)

1.将n mol·L -1氨水滴入10 mL 1.0 mol·L -1

盐酸中,溶液pH 和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是(

)

A.n =1.0

B.水的电离程度:B>C>A>D

C.C 点:c (N )=c (Cl -)=1.0 mol·L -1

D.25 ℃时,NH 4Cl 的水解常数(K h )=(n -1)×10-7

答案D

解析根据图知,二者完全反应时氨水体积小于10 mL,则氨水浓度大于1.0 mol·L -1,即n >1.0,A 错误。A 点溶液中没有滴加氨水,溶质为HCl,B 点溶液温度最高,说明二者恰好完全反应生成氯化铵,所以溶质为NH 4Cl,C 点溶液中溶质为NH 4Cl 和NH 3·H 2O,D 点溶液中溶质为NH 4Cl 和NH 3·H 2O,且c (NH 4Cl)<c (NH 3·H 2O),A 点、D 点抑制水电离,且A 点抑制水电离程度大于D ;B 、C 点促进水电离,但B 点促进水电离程度大于C ;所以水电离程度大小顺序是B>C>D>A ,B 错误。C 点溶液呈中性,则c (N )=c (Cl -),因为溶液体积是盐酸的二倍,所以c (Cl -)是原来的一半,为0.5 mol·L -1,C 错误。C

点溶液呈中性,c (H +)=c (OH -)=1.0×10-7 mol·L -1,则c (N )=c (Cl -),c (Cl -)是原来的一半,则C 点

c (N )=c (Cl -)=0.5 mol·L -1

,C 点溶液中c (NH 3·H 2O)=0.5n mol·L -1-0.5 mol·L -1,水解平衡常数K h ==(n -1)×10-7,D 正确。

2.在25 ℃时,关于0.1 mol·L -1 CH 3COONa 溶液的说法正确的是( )

A.加水稀释后,溶液中

不变 B.加入少量NaOH 固体,c (CH 3COO -)减小

C.该溶液中c (Na +)>c (CH 3COO -)>c (H +)>c (OH -)

D.与0.1 mol·L -1硝酸等体积混合后:c (Na +)=c (N )>c (CH 3COO -)>c (H +)>c (OH -

)

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2 答案A 解析

,故其值不变,A 正确。加入少量NaOH 固体抑制了CH 3COO -的水解,因此c (CH 3COO -)增大,B 错误。CH 3COO -水解,溶液显碱性,故c (H +)<c (OH -),C 错误。发生反应后生成硝酸钠和醋酸溶液,此时溶液显酸性,则c (Na +)=c (N )>c (H +)>c (CH 3COO -)>c (OH -

),D 错误。 3.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( )

A.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)+2N

Mg 2++2NH 3·H 2O D.向①中加入②,c (OH -)减小,Mg(OH)2溶解平衡正向移动

答案B

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 正确。Mg(OH)2与NH 4Cl 溶液反应速率较小,沉淀不能快速彻底溶解,B 错误。N

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 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 正确。

4.(2017江苏化学,14)(双选)常温下,K a (HCOOH)=1.77×10-4,K a (CH 3COOH)=1.75×10

-5,K b (NH 3·H 2O)=1.76×10-5,下列说法正确的是( )

A.浓度均为0.1 mol·L -1的HCOONa 和NH 4Cl 溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者

B.用相同浓度的NaOH 溶液分别滴定等体积pH 均为3的HCOOH 和CH 3COOH 溶液至终点,消耗NaOH 溶液的体积相等

C.0.2 mol·L -1 HCOOH 与0.1 mol·L -1 NaOH 等体积混合后的溶液中:c (HCOO -)+c (OH -)=c (HCOOH)+c (H +)

D.0.2 mol·L -1 CH 3COONa 与0.1 mol·L -1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c (CH 3COO -)>c (Cl -)>c (CH 3COOH)>c (H +)

答案AD

解析A 项,HCOONa 完全电离出Na +,NH 4Cl 电离出的N 要发生水解,正确;B 项,CH 3COOH 的电离平衡常数小,即酸性弱,故等体积pH 均为3的HCOOH 与CH 3COOH 溶液分别与等浓度的NaOH 溶液反应时,CH 3COOH 消耗NaOH 的量较大,错误;C 项,混合后所得溶液为HCOOH 与HCOONa 物质的量之比为1∶1的混合溶液,且溶液中c (H +)>c (OH -),根据电荷守恒:c (HCOO -)+c (OH -)=c (Na +)+c (H +

),物料守恒:2c (Na +)=c (HCOOH)+c (HCOO -),则c (HCOO -)>c (Na +)>c (HCOOH),所以c (HCOO -)+c (OH -

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3 )>c (HCOOH)+c (H +

),错误;D 项,反应后溶液为CH 3COONa 、CH 3COOH 和NaCl 物质的量之比为1∶1∶1的混合溶液,物料守恒有:c (CH 3COO -)+c (CH 3COOH)=2c (Cl -),又因溶液pH<7,则CH 3COOH 的电离程度大于CH 3COO -的水解程度,即c (CH 3COO -)>c (Cl -)>c (CH 3COOH),因CH 3COOH 的电离和CH 3COO -的水解均很微弱,故c (H +)<c (CH 3COOH),正确。

5.在T ℃时,铬酸银(Ag 2CrO 4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是

(

)

A.T ℃时,在Y 点和Z 点,Ag 2CrO 4的K sp 相等

B.在饱和Ag 2CrO 4溶液中加入K 2CrO 4不能使溶液由Y 点变为X 点

C.T ℃时,Ag 2CrO 4的K sp 为1×10-8

D.图中a =

×10-4 答案C

解析一种物质的K sp 只与温度有关,A 正确。X 点的K sp 大于Y 点的K sp ,因此由Y 点变为X 点只能通过改变温度实现,B 正确。T ℃时,Ag 2CrO 4的K sp =c (Cr

)·c 2(Ag +)=(1×10-3)2×10-5=1×10-11,C 错误。温度不变,K sp 不变,K sp =1×10-11=a 2×5×10-4,解得a =

×10-4,D 正确。 6.常温下,下列有关溶液的叙述正确的是( )

A.浓度均为0.1 mol·L -1的硫酸氢铵溶液与氢氧化钠溶液等体积混

合:c (S )=c (Na +)>c (N

)>c (H +)>c (OH -) B.在Na 2SO 3溶液中:c (Na +)=2c (S )+c (HS )+c (OH -)

C.pH=6的CH 3COOH 溶液和pH=6的NH 4Cl 溶液,由水电离出的c (H +)均为1×10-8 mol·L -1

D.在0.1 mol·L -1 Na 2C 2O 4溶液中:2c (Na +)=c (C 2

)+c (HC 2)+c (H 2C 2O 4) 答案A

解析浓度均为0.1 mol·L -1的硫酸氢铵溶液与氢氧化钠溶液等体积混合,二者恰好反应生成硫酸钠、硫酸铵和水,硫酸铵水解导致溶液呈酸性,铵根离子水解,但程度较小,结合物料守恒得c (S )=c (Na +)>c (N

)>c (H +)>c (OH -),A 正确。在Na 2SO 3溶液中,根据电荷守恒可知:c (Na +)+c (H +)=2c (S

)+c (HS )+c (OH -),B 错误。pH=6的CH 3COOH 溶液中由水电离出的c (H +)水

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=c(OH-)水=mol·L-1=1×10-8mol·L-1,pH=6的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-6

mol·L-1,C错误。根据物料守恒得c(Na+)=2c(C 2)+2c(HC 2)+2c(H2C2O4),D错误。

7.(2018天津理综,4)由下列实验及现象推出的相应结论正确的是( )

S

答案B

解析Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应可产生蓝色沉淀,因此能说明原溶液中存在Fe2+,但不能说明Fe3+是否存在,A项错误;较强酸可以制备较弱酸,B项正确;悬浊液中含有Na2S,能与CuSO4溶液反应生成

CuS,不能证明K sp (CuS)<K sp(ZnS),C项错误;由于酸性条件下N具有氧化性,能将S氧化为S,因此D项错误。

8.已知常温下浓度为0.1 mol·L-1的下列溶液的pH如下表所示:

下列有关说法正确的是( )

A.根据上表得出三种酸电离平衡常数的大小关系为HF>HClO>H2CO3(一级电离平衡常数)

B.加热0.1 mol·L-1 NaClO溶液,其pH小于9.7

C.pH=2的HF溶液与pH=12的NaOH溶液以等体积混合,则有c(Na+)=c(F-)>c(H+)=c(OH-)

D.0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中,存在的关系:c(OH-)-c(H+)=c(HC)+2c(H2CO3)

答案D

解析pH=11.6是Na2CO3第一步水解,根据越弱越水解,同温同浓度下,HF>HClO>HC,A错误。盐类的水解是吸热反应,加热促进水解,pH大于9.7,B错误。NaF是强碱弱酸盐,则HF是弱酸;pH=2的HF

浓度大于pH=12的NaOH溶液浓度,二者等体积混合HF有剩余,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),结合电荷守恒得c(Na+)<c(F-),酸的电离程度较小,则溶液中离子浓度大小顺序是c(F-

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)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),C错误。根据物料守恒:2c (HC)+2c(H2CO3)+2c (C)=c(Na+),根据电荷守

恒得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c (HC)+2c (C),所以得c(OH-)-c(H+)=c (HC)+2c(H2CO3),D正确。

二、非选择题(包括4个小题,共52分)

9.(12分)连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元酸,可用于制N2O气体。

(1)连二次硝酸中氮元素的化合价为。

(2)常温下,用0.01 mol·L-1的NaOH溶液滴定10 mL 0.01 mol·L-1的H2N2O2溶液,测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。

①写出H2N2O2在水溶液中的电离方程式:。

②b点时溶液中c(H2N2O2)c(N 2)。(填“>”“<”或“=”,下同)

③a点时溶液中c(Na+)c(HN 2)+c(N 2)。

(3)硝酸银溶液和连二次硝酸钠溶液混合,可以得到黄色的连二次硝酸银沉淀,向该分散系中滴加硫

酸钠溶液,当白色沉淀和黄色沉淀共存时,分散系中=。[已知K sp(Ag2N2O2)=4.2×10-9,K

-5]

sp(Ag2SO4)=1.4×10

答案(1)+1价

(2)①H2N2O 2H++HN 2②> ③>

(3)3.0×10-4

解析(1)根据化合物中各元素化合价的代数和为0可求出H2N2O2中氮元素的化合价为+1价。(2)①由题图可以看出,未加入NaOH溶液时,0.01 mol·L-1 H2N2O2溶液的pH=4.3,这说明H2N2O2为弱酸,则其电离方程式为H2N2O 2H++HN 2。②b点时溶液中的溶质为NaHN2O2,溶液呈碱性,说明HN 2的水解程度大于其电离程度,H2N2O2为水解产物,N 2为电离产物,故c(H2N2O2)>c(N 2)。③a点时溶液中,根据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=2c(N 2)+c(HN 2)+c(OH-),而a点时溶液的pH=7,则c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=2c(N 2)+c(HN 2),所以c(Na+)>c(N 2)+c(HN 2)。(3)当白色沉淀和黄色沉淀共存

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6 时,溶液中连二次硝酸银和硫酸银均达到饱和,溶液中存在两个溶解平

衡:Ag 2N 2O 2(s)2Ag +(aq)+N 2(aq)、Ag 2SO 4(s)2Ag +(aq)+S (aq),

溶液中

=3.0×10-4。

10.(14分)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H 2A 在水中存在以下平衡:H 2A H ++HA -,HA -H ++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 -1的NaHA 溶液中逐滴滴加0.1 mol·L -1 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

B.c (Na +)+c (K +)=c (HA -)+2c (A 2-)

C.c (Na +)>c (K +)

D.c (Na +)+c (K +)=0.05 mol·L -1

(3)已知常温下H 2A 的钙盐(CaA)的饱和溶液中存在以下平衡:CaA(s)

Ca 2+(aq)+A 2-(aq) ΔH >0。若要使该溶液中Ca 2+浓度变小,可采取的措施有 。

A.升高温度

B.降低温度

C.加入NH 4Cl 晶体

D.加入Na 2A 固体

Ⅱ.含有Cr 2的废水毒性较大,某工厂废水中含5.0×10-3 mol·L -1的Cr 2。为了使废水的排放达标,进行如下处理:

Cr

2Cr 3+、Fe 3+Cr(OH)3、Fe(OH)3

(1)该废水中加入绿矾和H +,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 3+)=2.0×10-13 mol·L -1,则残留的Cr 3+的浓度为 。(已知:K sp [Fe(OH)3]=4.0×10-38,K sp [Cr(OH)3]=6.0×10-31)

答案Ⅰ.(1)B NaHA 只能发生电离,不能发生水解

(2)BC

(3)BD

Ⅱ.(1)Cr 2+6Fe 2++14H +2Cr 3++6Fe 3+

+7H 2O

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(2)3.0×10-6mol·L-1

解析Ⅰ.(1)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。(2)HA-在水中部分电离,0.1 mo l·L-1的NaHA溶液中c(H+)小于0.1 mol·L-1,加入0.1 mol·L-1 KOH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+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),且c(H+)=c(OH-),则c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-)。

水的离子积与温度有关;混合液中c(Na+)>0.05 mol·L-1。(3)降温、增大c(A2-)都能使平衡

CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq)左移。

Ⅱ.(1)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。

(2)=1.5×107,故c(Cr3+)=3.0×10-6mol·L-1。

11.(13分)FeCl3在溶液中分三步水解:

Fe3++H2O Fe(OH)2++H+K1

Fe(OH)2++H2O Fe(OH+H+K2

Fe(OH+H2O Fe(OH)3+H+K3

(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:

x Fe3++y H2O Fe x (OH+y H+

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-1)表示]的最佳范围约为mg·L-1。

答案(1)K1>K2>K3(2)BD (3)调节溶液的pH (4)18~20

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)因水解为吸热反应,所以降温,平衡逆向移动;加水稀释,水解平衡正向移动;加入氯化铵,氯化铵溶

液为酸性,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;加入碳酸氢钠,则消耗氢离子,所以氢离子浓度降低,平

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8 衡正向移动,所以答案选BD 。(3)从反应的离子方程式中可知,氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成,所以关键步骤是调节溶液的pH 。(4)由图像可知,聚合氯化铁的浓度在18~20 mg·L -1时,去除率达到最大值,污水的浑浊度减小。

12.(13分)常温下,浓度均为0.1 mol·L -1的下列六种溶液的pH 如表所示:

(1)上述盐溶液中的阴离子,结合质子能力最强的是 。

(2)根据表中数据,浓度均为0.01 mol·L -1的下列五种物质的溶液中,酸性最强的是 (填编号,下同);将各溶液分别稀释100倍,pH 变化最小的是 。

①HCN ②HClO ③C 6H 5OH ④CH 3COOH ⑤H 2CO 3

(3)根据表中数据,下列反应不能成立的是 (填字母)。

A.CH 3COOH+Na 2CO 3

NaHCO 3+CH 3COONa B.CH 3COOH+NaCN

CH 3COONa+HCN C.CO 2+H 2O+2NaClO Na 2CO 3+2HClO D.CO 2+H 2O+2C 6H 5ONa Na 2

CO 3+2C 6H 5OH

(4)要增大氯水中HClO 的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸氢钠溶液,反应的离子方程式为 。

(5)已知K sp (AgCl)=c (Ag +)·c (Cl -)=1.8×10-10,K sp (Ag 2CrO 4)=c 2(Ag +)·c (Cr

)=1.9×10-12,现用0.001 mol·L -1 AgNO 3溶液滴定0.001 mol·L -1 KCl 和0.001 mol·L -1 K 2CrO 4的混合溶液,通过计算

回答Cl -和Cr

中哪种离子先沉淀?

答案(1)C (2)④ ③

(3)CD

(4)Cl 2+HC CO 2↑+Cl -

+HClO (5)AgCl 开始沉淀所需Ag +浓度:c (Ag +)1= mol·L -1=1.8×10-7 mol·L -1

;Ag 2CrO 4开始沉淀所需Ag +浓度:c (Ag +)2=

mol·L -1≈4.36×10-5 mol·L -1,c (Ag +)1<c (Ag +)2,Cl -

先沉淀。

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解析(1)根据“越弱越水解”,知酸性强弱顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN>C6H5OH>HC,酸越弱,其

阴离子结合质子的能力越强。(2)酸性最强的是CH3COOH;酸性越弱,稀释相同倍数时pH变化越小,

故C6H5OH溶液的pH变化最小。(3)根据“强酸制弱酸”规律判断。(4)根据酸性强弱顺序知,碳酸

氢钠溶液只能与HCl反应,而不与HClO反应。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/755q.html