2022届高考化学(课标版)一轮复习专题突破练：第8讲 水溶液中的离

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)

1.2017年6月30日,世界地理标志大会在江苏扬州召开,“镇江香醋”作为镇江地理标志产品的代表,在大会上亮相,受到了海内外嘉宾的关注。“镇江香醋”的主要成分是乙酸。下列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

B.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH大于7

C.CH3COOH溶液与Na2CO3反应生成CO2

D.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红

2.(2017河南中原名校联考)在25 ℃时,关于0.1 mol·L-1CH3COONa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(CH3COO-)减小

C.该溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)

D.与0.1 mol·L-1硝酸等体积混合后:c(Na+)=c(N)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)

3.(2017山东齐鲁名校联考)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①②③

分散质Mg(OH)2HCl NH4Cl

备注悬浊液 1 mol·L-1 1 mol·L-1

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 Mg2++2NH3·H2O

D.向①中加入②,c(OH-)减小,Mg(OH)2溶解平衡正向移动

4.(2017江苏化学,14)(双选)常温

下,K a(HCOOH)=1.77×10-4,K a(CH3COOH)=1.75×10-5,K b(NH3·H2O)=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NH4Cl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CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等

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

D.0.2 mol·L-1CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)

5.(2017湖南长郡中学模拟)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。下列说法不正确的是()

A.T℃时,在Y点和Z点,Ag2CrO4的K sp相等

B.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点

C.T℃时,Ag2CrO4的K sp为1×10-8

D.图中a=×10-4

6.(2017黑龙江六校协作体二模)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Na2SO3溶液中:c(Na+)=2c(S)+c(HS)+c(OH-)

C.pH=6的CH3COOH溶液和pH=6的NH4Cl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 2C2O4溶液中:2c(Na+)=c(C2)+c(HC2)+c(H2C2O4)

7.(2017四川平顶山模拟)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

选项n(CO2)/mol溶液中离子的物质的量浓度

A0c(Na+)>c(Al)+c(OH-)

B0.01c(Na+)>c(Al)>c(OH-)>c(C)

C0.015c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)

D0.03c(Na+)>c(HC)>c(OH-)>c(H+)

8.(2017甘肃兰州三模)-1的下列溶液的pH如下表所示:

溶质NaF NaClO Na2CO3

pH7.59.711.6

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)

二、非选择题(包括4个小题,共52分)

9.(2017海南“七校联盟”第二次联考)(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(N2)。(填“>”“<”或“=”,下同)

③a点时溶液中c(Na+)c(HN2)+c(N2)。

(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 sp(Ag2SO4)=1.4×10-5]

10.(2017广东湛江模拟)(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H2A在水中存在以下平衡:H2A H++HA-,HA-H++A2-。

(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-1KOH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(A2-)

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

D.c(Na+)+c(K+)=0.05 mol·L-1

(3)已知常温下H2A的钙盐(CaA)的饱和溶液中存在以下平衡:CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq)ΔH>0。若要使该溶液中Ca2+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Cr2的废水毒性较大,某工厂废水中含5.0×10-3 mol·L-1的Cr2。为了使废水的排放达标,进行如下处理:

Cr2Cr3+、Fe3+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(Fe3+)=2.0×10-13mol·L-1,则残留的Cr3+的浓度为。(已知:K sp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,K sp[Cr(OH)3]=6.0×10-31)

11.(2017天津和平区一模)(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。

12-1:溶质CH3COONa NaHCO3Na2CO3NaClO NaCN C6H5ONa

pH8.89.711.610.311.111.3

(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。

①HCN②HClO③C6H5OH④CH3COOH

⑤H2CO3

(3)根据表中数据,下列反应不能成立的是(填字母)。

A.CH3COOH+Na2CO3NaHCO3+CH3COONa

B.CH3COOH+NaCN CH3COONa+HCN

C.CO2+H2O+2NaClO Na2CO3+2HClO

D.CO2+H2O+2C6H5ONa Na2CO3+2C6H5OH

(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(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr)=1.9×10-12,现用0.001 mol·L-1 AgNO3溶液滴定0.001 mol·L-1 KCl和0.001 mol·L-1 K2CrO4的混合溶液,通过计算回答Cl-和Cr中哪种离子先沉淀?

第8讲水溶液中的离子平衡

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

2.A解析,故其值不变,A正确。加入少量NaOH固

体抑制了CH3COO-的水解,因此c(CH3COO-)增大,B错误。CH3COO-水解,溶液显碱性,故c(H+)c(H+)>c(CH 3COO-)>c(OH-),D错误。

3.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NH4Cl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.AD解析A项,HCOONa完全电离出Na+,NH4Cl电离出的N要发生水解,故正确;B项,CH3COOH的电离平衡常数小,即酸性弱,故等体积pH均为3的HCOOH 与CH3COOH溶液分别与等浓度的NaOH溶液反应时,CH3COOH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-)>c(HCOOH)+c(H+),C项错误;反应后溶液为CH3COONa、CH3COOH和NaCl物质的量之比为1∶1∶1的混合溶液,物料守恒有:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Cl-),又因溶液pH<7,则CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,即c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH),因CH3COOH的电离和CH3COO-的水解均很微

弱,故c(H+)

5.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,Ag2CrO4的K sp=c(Cr)·c2(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=a2×5×10-4,解得a=×10-4,D正确。

6.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 2SO3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CH3COOH溶液中由水电离出的c(H+)水=c(OH-)水=mol·L-1=1×10-8 mol·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(HC2)+2c(H2C2O4),D错误。

7.D解析当n(CO 2)=0时,根据电荷守恒,c(H+)+c(Na+)=c(Al)+c(OH-),所以

c(Na+)c(C)>c(Al)>c(OH-),B错误。当n(CO 2)=0.015 mol时,溶液中溶质为Na2CO3,溶液中离子浓度应为c(Na+)>c(C)>c(OH-)>c(HC),C错误。当n(CO 2)=0.03 mol时,溶液中溶质为NaHCO 3,溶液中离子浓度应为c(Na+)>c(HC)>c(OH-)>c(H+),D正确。

8.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(Na+)>c(H+)>c(OH-),C错误。根据物料守恒:2c(HC)+2c(H 2CO3)+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(H 2CO3),D正确。

9.答案(1)+1价

(2)①H 2N2O2H++HN2②>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H 2N2O2为弱酸,则其电离方程式为H2N2O2H++HN2。②b

点时溶液中的溶质为NaHN 2O2,溶液呈碱性,说明HN2的水解程度大于其电离

程度,H2N2O2为水解产物,N2为电离产物,故c(H2N2O2)>c(N2)。③a点时溶液

中,根据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=2c(N 2)+c(HN2)+c(OH-),而a点时溶液的

pH=7,则c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=2c(N 2)+c(HN2),所以

c(Na+)>c(N 2)+c(HN2)。(3)当白色沉淀和黄色沉淀共存时,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 2N2O2(s)2Ag+(aq)+N2(aq)、Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+S(aq),溶液中

=3.0×10-4。

10.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+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O

(2)3.0×10-6 mol·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 mol·L-1的NaHA溶液中c(H+)小于0.1 mol·L-1,加入0.1 mol·L-1KOH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+)=3.0×10-6 mol·L-1。

11.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.答案(1)C

(2)④③

(3)CD

(4)Cl 2+HC CO2↑+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;Ag2CrO4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

解析(1)根据“越弱越水解”,知酸性强弱顺序为CH 3COOH>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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