高考化学深化复习命题热点提分专题11水溶液中的离子平衡 15页

专题 11 水溶液中的离子平衡 1．下列事实中，能说明 MOH 是弱碱的有( ) ①0.1 mol·L－1MOH 溶液可以使酚酞试液变红 ②0.1 mol·L－1 MCl 溶液呈酸性 ③0.1 mol·L－1 MOH 溶液的导电能力比 0.1 mol·L－1NaOH 溶液弱 ④等体积的 0.1 mol·L－1 MOH 溶液与 0.1 mol·L－1 HCl 溶液恰好完全反应 A．①②③ B．②③ C．②④ D．③④ 【答案】：B 2．下列各表述与示意图一致的是( ) A．图①表示 25 ℃时，用 0.1 mol·L－1 盐酸滴定 20 mL 0.1 mol·L－1NaOH 溶液，溶液的 pH 随加入盐酸体 积的变化 B．图②中曲线表示反应 N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH>0，正、逆反应速率随温度的变化 C．图③中曲线表示 10 mL 0.01 mol·L－1 醋酸的电离度α随加水量的变化 D．图④中曲线表示 AgCl 的溶度积 Ksp 随盐酸浓度 c(HCl)的变化 【解析】：强酸与强碱的滴定终点，pH 会发生较明显变化，有一个突变区间，A 错；随着温度升高，正、逆 反应速率都在增大，B 错；弱电解质的电离度随着加水量增加逐渐增大(越稀越电离)，C 正确；Ksp 不受反应 物浓度的影响，只受温度的影响，D 错。 【答案】：C 3．下列说法正确的是( ) A．水的离子积常数 Kw 只与温度有关，但外加酸、碱、盐一定会影响水的电离程度 B．Ksp 不仅与难溶电解质的性质和温度有关，还与溶液中相关离子的浓度有关 C．常温下，向 10 mL pH＝3 的 CH3COOH 溶液中加水稀释后，溶液中 c CH3COO－ c CH3COOH· c OH－ 的值减小 D．常温下，在 0.10 mol·L－1 的 NH3·H2O 溶液中加入少量 NH4Cl 晶体，能使溶液的 pH 减小， c NH＋ 4 c NH3·H2O 的 值增大 【答案】：D 4．25 ℃的条件下，稀硫酸和硫酸铵溶液中由水电离出的氢离子浓度分别如下表所示： 稀硫酸 (NH4)2SO4 溶液 由水电离出的氢离子浓度 1.0×10－a mol·L－ 1 1.0×10－b mol·L－1 下列说法正确的是( ) A．稀硫酸中水的离子积大于(NH4)2SO4 溶液中水的离子积 B．稀硫酸和硫酸铵溶液均抑制了水的电离 C．稀硫酸的 pH＝a D．稀硫酸与(NH4)2SO4 溶液的 pH 之和等于 14－a＋b 【解析】：温度相同，水的离子积是常数，A 项错误；酸抑制水的电离，强酸弱碱盐则促进水的电离，B 项 错误；稀硫酸中水电离的 H＋浓度与溶液中的 OH－浓度相同，故稀硫酸中 c(H＋)＝1.0×10－14 1.0×10－a ＝10a－14，pH＝14 －a，C 项错误；(NH4)2SO4 溶液中 H＋完全来自水的电离，溶液中 c(H＋)＝1.0×10－b，则 pH＝b，因此两种溶 液的 pH 之和为 14－a＋b，D 项正确。 【答案】：D 5.某温度下，向一定体积 0.1 mol·L－1 的醋酸溶液中逐滴加入等浓度的 NaOH 溶液，溶液中 pOH[pOH＝－ lgc(OH－)]与 pH 的变化关系如图所示，则( ) 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 【答案】：C 6．已知 H2CO3、CH3COOH 和 HCOOH 的电离常数分别为 4.3×10－7(Ka1)、1.8×10－5、1.7×10－4。等体积、浓度 均为 0.1 mol·L－1 的三种溶液：①CH3COOH 溶液 ②HCOOH 溶液 ③NaHCO3 溶液，将①、②分别与③混合。 下列说法正确的是( ) A．相同浓度的甲酸、乙酸和碳酸中酸性最强的是 CH3COOH B．实验测得产生的 CO2 气体体积(V)随时间(t)变化的曲线如图所示 C．上述三种溶液中由水电离的 c(OH－)大小：NaHCO3>CH3COOH>HCOOH D．①与③混合后所得溶液中：c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝0.10 mol·L－1 【解析】：根据给出的电离常数可知酸性最强的是 HCOOH，A 项错误；由给出的电离常数可知，HCOOH 的酸性 比 CH3COOH 强，相同浓度时，HCOOH 溶液中 H＋浓度大，故甲酸与碳酸氢钠反应的速率比乙酸与碳酸氢钠反应 的速率快，B 项错误；HCO － 3 的水解程度大于其电离程度，故 NaHCO3 促进水的电离，酸电离出氢离子，抑制 水的电离，因酸性：CH3COOHCH3COOH>HCOOH，C 项正确；等体积、浓度均为 0.1 mol·L－1 的 CH3COOH 溶液和 NaHCO3 溶液 混合后，溶液体积加倍，故 c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝0.050 mol·L－1，D 项错误。 【答案】：C 7．25 ℃条件下，下列溶液中的粒子浓度关系正确的是( ) A．浓度相同的①CH3COONa 溶液、②NaClO 溶液、③NaCl 溶液中的 c(H＋)：②>①>③ B．NaHC2O4 溶液中，c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(C2O2－ 4 )＋c(HC2O－ 4 ) C．NaOH 溶液和 NH4Cl 溶液混合至溶液呈中性，则混合后的溶液中，c(Cl－)＝c(NH＋ 4 )＋c(Na＋) D．pH＝6 的 NaHSO3 溶液中：c(SO2－ 3 )－c(H2SO3)＝9.9×10－6 mol·L－1 【答案】：C 8．两种不同温度(T1 和 T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解需要吸 收热量。下列说法正确的是( ) A．温度大小：T1>T2 B．加入 BaCl2 固体，可使 b 点变到 c 点 C．c 点时，在 T1、T2 两个温度下均有固体析出 D．T1 下，a 点和 b 点的 Ksp 相等 【解析】：溶解吸热，则温度越高，溶度积越大，故 T1③>② C．将相同浓度的氨水与盐酸等体积混合，所得溶液中的离子浓度关系： c(NH＋ 4 )>c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－) D．将 a mol·L－1 CH3COOH 与 b mol·L－1 NaOH 溶液等体积混合，测得溶液 pH 为 7，则 a 与 b 的关系：a>b 【解析】 A 项，因为氨水存在 NH3·H2O 的电离平衡：NH3·H2O NH＋ 4 ＋OH－，稀释促进电离平衡的正向移 动，所以 a①>②；C 项，混合后的溶液为 NH4Cl 溶液，由于 NH ＋ 4 水 解：NH＋ 4 ＋H2O NH3·H2O＋H＋，所以 c(Cl－)>c(NH＋ 4 )>c(H＋)>c(OH－)；D 项，若 a＝b，则混合后为 CH3COONa 溶液，因 CH3COO－水解使溶液呈碱性，现在溶液呈中性，说明 CH3COOH 过量即：a>b，正确。 【答案】 D 12．下列图示与对应的叙述相符的是( ) A．图 1 表示同温度下，pH＝1 的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释时 pH 的变化曲线，其中曲线Ⅱ为盐酸，且 b 点溶液的导电性比 a 点强 B．图 2 中纯水仅升高温度，就可以从 a 点变到 c 点 C．图 2 中在 b 点对应温度下，将 pH＝2 的 H2SO4 与 pH＝10 的 NaOH 溶液等体积混合后，溶液显中性 D．用 0.010 0 mol/L 硝酸银标准溶液，滴定浓度均为 0.100 0 mol·L－1Cl－、Br－及 I－的混合溶液，由图 3 曲线，可确定首先沉淀的是 Cl－ 【答案】 C 13．某化学研究性学习小组对电解质溶液作如下的归纳总结(均在常温下)，其中正确的是( ) ①pH＝1 的强酸溶液加水稀释后，溶液中各离子浓度一定减小 ②pH＝2 的盐酸和 pH＝1 的盐酸，c(H＋)之比为 2∶1 ③pH 相等的四种溶液 a.CH3COONa、b.C6H5ONa、c.NaHCO3、d.NaOH，其溶质物质的量浓度由小到大的顺序为 dc(OH－)>c(CH3COO－)>c(H＋) D．滴定过程中可能出现：c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(Na＋)>c(OH－) 【答案】 D 15．已知：pAg＝－lg{c(Ag＋)}，Ksp(AgCl)＝1×10－12。如图是向 10 mL AgNO3 溶液中逐渐加入 0.1 mol·L －1 的 NaCl 溶液时，溶液的 pAg 随着加入 NaCl 溶液的体积(单位：mL)变化的图像(实线)。根据图像所得下列 结论正确的是[提示：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]( ) A．原 AgNO3 溶液的物质的量浓度为 0.1 mol·L－1 B．图中 x 点的坐标为(100，6) C．图中 x 点表示溶液中 Ag＋被恰好完全沉淀 D．把 0.1 mol·L－1 的 NaCl 换成 0.1 mol·L－1 NaI 则图像在终点后变为虚线部分 【答案】 B 16．按要求回答下列问题： (1)实验室中常用 NaOH 溶液来进行洗气和提纯，当用 100 mL 3 mol/L 的 NaOH 溶液吸收标准状况下 4.48 L CO2 时，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________。 (2)常温下向一定体积的 0.1 mol/L 醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是________(填字母，下同)。 A．溶液中导电粒子的数目减小 B．醋酸的电离程度增大，c(H＋)亦增大 C．溶液中 c（CH3COO－） c（CH3COOH）·c（OH－） 不变 D．当溶液极稀时，溶液中c（CH3COO－） c（H＋） 减小 (3)①常温下，将 V1 mL 0.15 mol/L 稀硫酸与 V2 mL 0.1 mol/L NaOH 溶液混合，所得溶液的 pH 为 1，则 V1∶ V2＝________(溶液体积变化忽略不计)。 ②常温下，将 V1 mL pH＝3 的 HA 溶液与 V2 mL pH＝11 的 NaOH 溶液混合，则下列说法正确的是________。 A．若反应后溶液呈中性，则 c(H＋)＋c(OH－)＝2×10－7 mol/L B．若 V1＝V2，反应后溶液 pH 一定等于 7 C．若反应后溶液呈酸性，则 V1 一定大于 V2 D．若反应后溶液呈碱性，则 V1 一定小于 V2 (4)常温下，几种离子开始沉淀时的 pH 如表所示： 离子 Fe2＋ Cu2＋ Mg2＋ pH 7.6 5.2 10.4 当 向 含相 同 浓 度 Cu2 ＋ 、 Mg2 ＋ 、Fe2 ＋ 的 溶 液中 滴 加 NaOH 溶 液 时， ________( 填 离 子符 号 ) 先 沉 淀， Ksp[Fe(OH)2]________Ksp[Mg(OH)2](填“>”、“＝”或“<”)。 【答案】 (1)c(Na＋)>c(HCO－ 3 )>c(CO2－ 3 )>c(OH－)>c(H＋) (2)CD (3)①1∶1 ②AD (4)Cu2＋ < 17．(1)为了证明一水合氨是弱碱，甲、乙、丙三位同学分别设计以下实验进行探究。 ①甲同学用 pH 试纸测得室温下 0.10 mol·L－1 氨水的 pH 为 10，则认定一水合氨是弱电解质，理由是 ___________________________________________________________________________。 ②乙同学取 10 mL 0.10 mol·L－1 氨水，用 pH 试纸测出其 pH 为 a，然后用蒸馏水稀释至 1 000 mL，再用 pH 试纸测出其 pH 为 b，若要确认一水合氨是弱电解质，则 a、b 应满足的关系是____________(用等式或不等 式表示)。 ③丙同学取出 10 mL 0.10 mol·L－1 氨水，滴入 2 滴酚酞试液，显粉红色，再加入 NH4Cl 晶体少量，观察到 的现象是____________________，则证明一水合氨是弱电解质。 (2)向 25 mL 0.10 mol·L－1 的盐酸中滴加氨水至过量，该过程中离子浓度大小关系可能正确的是________。 a．c(Cl－)＝c(NH＋ 4 )>c(H＋)＝c(OH－) b．c(Cl－)>c(NH＋ 4 )＝c(H＋)>c(OH－) c．c(NH＋ 4 )>c(OH－)>c(Cl－)>c(H＋) d．c(OH－)>c(NH＋ 4 )>c(H＋)>c(Cl－) (3)常温下，0.10 mol·L－1 的 NH4Cl 溶液 pH 为 5，则一水合氨的电离常数 Kb＝________。 【答案】 (1)①如果一水合氨是强碱，0.10 mol·L－1 氨水的 pH 为 13，溶液的 pH＝10<13，所以一水合氨 是弱碱 ②(a－2) c(H＋)，则 c(OH－)与 c(CH3COO－)大小关系是________。 A．c(OH－)大于 c(CH3COO－) B．c(OH－)小于 c(CH3COO－) C．c(OH－)等于 c(CH3COO－) D．上述三种情况都可以 (4)在 D 点时，溶液中 c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)________(填“>”“<”或“＝”)2c(Na＋)。Ⅱ.t ℃时，某 稀硫酸溶液中 c(H＋)＝10－a mol·L－1，c(OH－)＝10－b mol·L－1，已知 a＋b＝13。 (5)该温度下水的离子积常数 Kw 的数值为________。 (6)该温度下(t ℃)，将 100 mL 0.1 mol·L－1 的稀 H2SO4 与 100 mL 0.4 mol·L－1 的 NaOH 溶液混合(溶液体 积变化忽略不计)，溶液的 pH＝________。 0．1 mol/L，溶液中 c(H＋)＝ Kw c（OH－） ＝1×10－12mol/L，即混合液的 pH＝12。 【答案】 (1)否 AB (2)C (3)D (4)＝ (5)1×10－13 (6)12 19．氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主 要成分为 MgCO3，含少量 FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下： (1)通入 O2 氧化时，发生反应的离子方程式为__________________________ __________________________________________________________________。 (2)滤渣 2 的成分是________(填化学式)。 (3)流程图中“操作步骤”为______________________、过滤等操作，得到 MgSO4·7H2O 晶体。对 MgSO4·7H2O 晶体直接加热________(填“能”或“不能”)得到无水 MgSO4 固体。 (4) 长 时 间 加 热 MgCO3 悬 浊 液 后 生 成 Mg(OH)2 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 __________________________________________________________________。 (5)已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的 pH 范围如表所示： pH <8.0 8.9～9.6 >9.6 颜色 黄色 绿色 蓝色 25 ℃时，向 Mg(OH)2 的饱和溶液中滴加 2 滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为__________[25 ℃时， Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12]。 【答案】 (1)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O (2)Fe(OH)3 (3)蒸发浓缩、冷却结晶 能 (4)MgCO3＋H2O=====△ Mg(OH)2＋CO2↑ (5)蓝色 20．常温下，将某一元酸 HA(甲、乙、丙、丁各组中的 HA 代表不同的一元酸)和 NaOH 溶液等体积混合，两 种溶液的物质的量浓度和混合溶液的 pH 如下表所示： 实验编号 HA 的物质的量 浓度/(mol·L－1) NaOH 的物质的量 浓度/(mol·L－1) 混合后溶 液的 pH 甲 0.10 0.10 pH＝a 乙 0.12 0.10 pH＝7 丙 0.20 0.10 pH>7 丁 0.10 0.10 pH＝10 (1)从甲组情况分析，如何判断 HA 是强酸还是弱酸？ ________________________________________________________________________。 (2)乙组混合溶液中 c(A－)和 c(Na＋)的大小关系是________。 a．前者大 B．后者大 c．二者相等 D．无法判断 (3)从丙组实验结果分析，该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________。 (4)分析丁组实验数据，写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式)： c(Na＋)－c(A－)＝________ mol·L－1。 【答案】：(1)a＝7 时，HA 是强酸；a>7 时，HA 是弱酸 (2)c (3)c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)> c(H＋) (4)10－4－10－10 21．盐酸常用于清除金属表面的铜锈、铁锈。某同学欲将除锈后的盐酸中的金属元素分步沉淀，查资料获 知常温下水溶液中各离子沉淀的 pH 范围： 离子 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH Fe3＋ 1.0 3.0 Fe2＋ 5.8 8.8 Cu2＋ 4.2 6.7 (1)若以离子浓度降至 1×10－5 mol·L－1 为沉淀完全，根据上表数据推算出 Ksp[Fe(OH)3]＝________。 (2)根据上述数据该同学设计了以下实验流程： 试剂 A 可能是________；试剂 B 的化学式是________________________；沉淀②的化学式是________。 【答案】：(1)1.0×10－38 (2)双氧水(或氯气或臭氧等) NaOH(或其他可溶性碱) Cu(OH)2 22．水是极弱的电解质，改变温度或加入某些电解质会影响水的电离。请回答下列问题： (1)纯水在 100 ℃时，pH＝6，该温度下 0.1 mol·L－1 的 NaOH 溶液的 pH＝________。 (2)25 ℃时，向水中加入少量碳酸钠固体，得到 pH 为 11 的溶液，其水解的离子方程式为 ____________________________，由水电离出的 c(OH－)＝________ mol·L－1。 (3)体积均为 100 mL、pH 均为 2 的盐酸与一元酸 HX，加水稀释过程中 pH 与溶液体积的关系如图所示，则 HX 是________(填“强酸”或“弱酸”)，理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知： 化学式 电离平衡常数(25 ℃) HCN K＝4.9×10－10 CH3COOH K＝1.8×10－5 H2CO3 K1＝4.3×10－7、K2＝5.6×10－11 ①25 ℃时，等浓度的 NaCN 溶液、Na2CO3 溶液和 CH3COONa 溶液，溶液的 pH 由大到小的顺序为________(填化 学式)。 ②25 ℃时，在 0.5 mol·L－1 的 CH3COOH 溶液中由 CH3COOH 电离出的 c(H＋)约是由水电离出的 c(H＋)的________ 倍。 【解析】：(1)根据题意可知，c(OH－)＝0.1 mol·L－1，该温度下，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－12，则 c(H＋)＝10 －11 mol·L－1，pH＝11。(2)碳酸根离子水解的离子方程式为 CO2－ 3 ＋H2O HCO－ 3 ＋OH－，pH＝11 说明 c(H＋)＝ 10－11 mol·L－1，c(OH－)＝10－14 10－11 mol·L－1＝10－3 mol·L－1，溶液中的 OH－全部是由水电离产生的。(4)①酸的 酸性越弱，其对应的盐的水解程度越大，碱性越强，pH 越大，由表知酸性：CH3COOH>HCN>HCO － 3 ，则 【答案】：(1)11 (2)CO2－ 3 ＋H2O HCO－ 3 ＋OH－ 10－3 (3)弱酸 稀释相同倍数，一元酸 HX 的 pH 变化量比 HCl 的小，说明 HX 存在电离平衡，故 HX 为弱酸 (4)①Na2CO3>NaCN>CH3COONa ②9×108