2020届二轮复习水溶液中的离子平衡作业（全国通用） 8页

水溶液中的离子平衡 1．已知温度 T 时水的离子积常数为 Kw，该温度下，将浓度为 a mol·L－1 的一元酸 HA 与 b mol·L－1 的一元碱 BOH 等体积混合，可判定该溶液呈中性的 依据是( ) A．a＝b B．混合溶液的 pH＝7 C．混合溶液中，c(H＋)＝ Kw mol·L－1 D．混合溶液中，c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－) 答案 C 解析 a＝b 只能说明酸碱恰好完全反应，生成盐和水，由于酸碱强弱未知， 不能说明溶液呈中性，A 错误；题给温度未指明是 25 ℃，所以 pH＝7 并不能说 明溶液呈中性，B 错误；由于混合溶液中 c(H＋)＝ Kw，结合 Kw＝c(H＋)·c(OH－)， 可推断出 c(H＋)＝c(OH－)，所以溶液一定呈中性，C 正确；电荷守恒表达式是正 确的，无论溶液是否呈中性都满足此式，D 错误。 2．25 ℃时，用 0.100 mol/L 的 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 0.100 mol/L 的 HA 溶液，溶液的 pH 与所加 NaOH 溶液体积(V)的关系如图所示。下列说法不正确的 是( ) A．V1<20 B．Ka(HA)的数量级为 10－5 C．M 点溶液加少量水稀释，c(H＋)/c(A－)增大 D．N 点后，随着 NaOH 溶液的加入，溶液中水的电离程度逐渐增大 答案 D 解析 如图所示，0.100 mol/L 的 HA 溶液的 pH＝2.8，说明 HA 为弱酸，当 HA 与 NaOH 恰好反应完时，所得到的溶液 pH>7，当滴定到 pH＝7 时，表明消 耗的 V(NaOH)<20 mL，A 正确；Ka(HA)＝c（H＋）·c（A－） c（HA） ＝10－2.8×10－2.8 0.1－10－2.8 ≈ 10－5.6 0.1 ＝10－4.6＝100.4×10－5，B 正确；M 点溶液存在两个电离：HA H＋＋A－， H2O H＋＋OH－，加水稀释时，c(H＋)减小的程度比 c(A－)减小的程度小， c（H＋） c（A－） 增大，C 正确；N 点后，加入 NaOH 溶液生成 NaA 的过程中，水的电离 程度是逐渐增大的，恰好变为 NaA 溶液后，继续滴加 NaOH 溶液，水的电离程 度是逐渐减小的，D 错误。 3．室温下，下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是( ) A．0.1 mol/L Na2CO3 溶液，加水稀释，c（HCO－ 3 ） c（CO2－ 3 ） 减小 B．pH＝7 的氨水与氯化氨的混合溶液中：c(Cl－)>c(NH＋ 4 ) C．0.1 mol/L 的硫酸铝溶液中：c(SO2－ 4 )>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－) D．pH＝2 的醋酸溶液和 pH＝12 的 NaOH 溶液等体积混合：c(Na ＋ )＝ c(CH3COO－)＋c(CH3COOH) 答案 C 解析 Na2CO3 溶液中存在碳酸根离子的水解平衡，CO2－ 3 ＋H2O HCO－ 3 ＋ OH－，c（HCO－ 3 ） c（CO2－ 3 ） ＝ Kh c（OH－），加水稀释，溶液的碱性减弱，但水解平衡常数(Kh) 不变，因此c（HCO－ 3 ） c（CO2－ 3 ） 增大，A 错误；氨水与氯化铵的混合溶液存在电荷守恒： c(OH－)＋c(Cl－)＝c(NH＋ 4 )＋c(H＋)，室温下，混合液 pH＝7，则 c(OH－)＝c(H＋)， 故 c(Cl－)＝c(NH＋ 4 )，B 错误，硫酸铝溶液中铝离子水解，溶液显酸性，则 c(SO2－ 4 ) ＞c(Al3＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，C 正确；醋酸的浓度大于氢氧化钠的浓度，等体积 混合后醋酸过量，c(Na＋)＜c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，D 错误。 4．下列关于溶液的说法错误的是( ) ①NaHCO3 溶液加水稀释， c（Na＋） c（HCO－ 3 ） 增大 ②浓度均为 0.1 mol·L－1 的 Na2CO3、NaHCO3 混合溶液：2c(Na＋)＝3[c(CO2－ 3 ) ＋c(HCO－ 3 )] ③在 0.1 mol·L－1 氨水中滴加 0.1 mol·L－1 盐酸，恰好中和时溶液的 pH＝a， 则由水电离产生的 c(OH－)＝10－a mol·L－1 ④向 0.1 mol·L－1 Na2SO3 溶液中加入少量 NaOH 固体，c(Na＋)、c(SO2－ 3 )均增 大 ⑤Na2S 稀溶液中：c(H＋)＝c(OH－)＋c(H2S)＋c(HS－) A．②⑤ B．①③④ C．①③ D ． ③ ④ 答案 A 解析 加水稀释 NaHCO3 溶液，促进 HCO － 3 的水解，n(HCO－ 3 )减少，而 n(Na ＋)不变， c（Na＋） c（HCO－ 3 ） 增大，①正确；Na2CO3、NaHCO3 物质的量浓度相同，相 当于按物质的量 1∶1 混合，根据 Na 和 C 守恒，有 2c(Na＋)＝3[c(CO2－ 3 )＋c(HCO－ 3 ) ＋c(H2CO3)]，②不正确；0.1 mol·L－1 氨水中滴加 0.1 mol·L－1 盐酸，恰好中和生 成 NH4Cl，NH4Cl 溶液中由水电离产生的 c(OH－)与溶液中的 c(H＋)相等，c(OH－) 水＝c(H＋)＝10－a mol·L－1，③正确；加入少量 NaOH 固体，c(Na＋)增大，c(OH－) 增大，使 SO2－ 3 ＋H2O HSO－ 3 ＋OH－平衡逆向移动，c(SO2－ 3 )增大，④正确；根 据质子守恒，有 c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)，⑤不正确。 5．已知部分弱酸的电离平衡常数如下表： 弱酸 HCOOH HCN H2CO3 电离平衡常数(25 ℃) K＝1.77×10－4 K＝5.0×10－10 K1＝4.3×10－7 K2＝5.6×10－11 下列叙述错误的是( ) A．NaCN 溶液中通入少量 CO2 发生的离子反应为：CN－＋H2O＋CO2===HCN ＋HCO－ 3 B．等体积、等物质的量浓度的 HCOONa 和 NaCN 溶液中所含阴离子总数 前者大于后者 C．等物质的量浓度的 NaHCO3 和 Na2CO3 混合溶液中：c(Na ＋ )>c(OH －)>c(HCO－ 3 )>c(CO2－ 3 )>c(H＋) D．中和等体积、等 pH 的 HCOOH 溶液和 HCN 溶液消耗 NaOH 的物质的 量前者小于后者 答案 C 解析 向 NaCN 溶液中通入少量 CO2，因为酸性：H2CO3>HCN>HCO－ 3 ，故 反应生成 HCN 和碳酸氢钠，不能生成 CO2－ 3 ，反应的离子方程式为：CN－＋H2O ＋CO2===HCN＋HCO－ 3 ，A 正确；根据电荷守恒定律：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－) ＋c(CN－)和 c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCOO－)，由于甲酸的酸性大于 HCN， 所以等物质的量浓度的 HCOONa 和 NaCN 溶液，NaCN 溶液水解能力强，c(OH －)较大，c(H＋)相对较小，由于两溶液 c(Na＋)相等，所以 HCOONa 溶液中所含阴 离子总数大于 NaCN 溶液所含阴离子总数，B 正确；碳酸钠溶液中碳酸根离子水 解 能 力 大 于 碳 酸 氢 钠 溶 液 中 碳 酸 氢 根 离 子 水 解 能 力 ， 所 以 溶 液 中 c(HCO－ 3 )>c(CO2－ 3 )；由于溶液中的 c(OH－)主要是由 c(HCO－ 3 )和 c(CO2－ 3 )水解产生 的，所以 c(HCO－ 3 )>c(CO2－ 3 )>c(OH－)，C 错误；由于酸性 HCOOH 大于 HCN，所 以等体积、等 pH 的 HCOOH 溶液和 HCN 溶液，HCN 溶液的浓度较大，HCN 溶质的量较大，消耗 NaOH 的物质的量较多，即中和等体积、等 pH 的 HCOOH 溶液和 HCN 溶液消耗 NaOH 的物质的量前者小于后者，D 正确。 6．常温下，下列说法不正确的是( ) A．0.2 mol·L－1 的 NaHCO3 溶液中：c(Na＋)>c(HCO－ 3 )>c(OH－)>c(H＋) B．0.02 mol·L－1 的 NaOH 溶液与 0.04 mol·L－1 的 NaHC2O4 溶液等体积混合： 2c(OH－)＋c(C2O2－ 4 )＝c(HC2O－ 4 )＋2c(H＋) C．叠氮酸(HN3)与醋酸酸性相近，0.1 mol·L－1 NaN3 水溶液中离子浓度大 小顺序为：c(Na＋)>c(N－ 3 )>c(OH－)>c(H＋) D．向氨水中逐滴滴入盐酸至溶液的 pH＝7，则混合液中 c(NH＋ 4 )＝c(Cl－) 答案 B 解析 NaHCO3 溶液呈碱性，溶液中离子浓度关系为 c(Na＋)>c(HCO－ 3 )>c(OH －)>c(H＋)，A 正确；混合后得到等物质的量浓度的 Na2C2O4、NaHC2O4 的混合溶 液，根据电荷守恒得：c(OH－)＋ 2c(C2O2－ 4 )＋c(HC2O－ 4 )＝c(Na＋)＋c(H＋)，根据物 料守恒得：2c(Na＋)＝3[c(C2O2－ 4 )＋c(HC2O－ 4 )＋c(H2C2O4)]，消去 c(Na＋)，得：2c(OH －)－c(C2O2－ 4 )＝c(HC2O－ 4 )＋3c(H2C2O4)＋2c(H＋)，B 错误；NaN3 为强碱弱酸盐， N － 3 水解使溶液呈碱性，c(Na＋)>c(N－ 3 )>c(OH－)>c(H＋)，C 正确；根据电荷守恒得： c(NH＋ 4 )＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，pH＝7，则 c(OH－)＝c(H＋)，故 c(NH＋ 4 )＝c(Cl －)，D 正确。 7．在一隔热系统中，向 20.00 mL 0.01000 mol·L－1 的醋酸溶液中逐滴加入 0.01000 mol·L－1 的 NaOH 溶液，测得混合溶液的温度变化如下图所示。下列相关 说法错误的是( ) A．从 b 点到 c 点的溶液中：c（CH3COOH） c（CH3COO－） 逐渐减小 B．a 点对应溶液中存在：c(CH3COO－)－c(Na＋)＝c(H＋)－c(OH－) C．b 点和 c 点对应的溶液中，Kw 相同 D．b 点溶液中存在：c(OH－)＝c(CH3COOH)＋c(H＋) 答案 C 解析 b 点醋酸与氢氧化钠恰好反应生成醋酸钠，醋酸钠溶液中存在水解平 衡：CH3COO－＋H2O CH3COOH＋OH－，继续加入氢氧化钠，氢氧根离子浓 度增大，使水解平衡左移，则从 b 点到 c 点的溶液中：c（CH3COOH） c（CH3COO－） 逐渐减小， A 正确；a 点溶液中溶质为等浓度的醋酸和醋酸钠，据电荷守恒有 c(Na＋)＋c(H＋) ＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，即 c(CH3COO－)－c(Na＋)＝c(H＋)－c(OH－)，B 正确；b 点和 c 点对应的溶液温度不同，Kw 不相同，C 错误；b 点醋酸与氢氧化钠恰好反 应生成醋酸钠，醋酸钠溶液中存在质子守恒：c(OH－)＝c(CH3COOH)＋c(H＋)，D 正确。 8．已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似。如图横坐标为溶液的 pH， 纵坐标为 Zn2＋或[Zn(OH)4]2－的物质的量浓度的对数。25 ℃时，下列说法中不正 确的是( ) A．往 ZnCl2 溶液中加入过量氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为 Zn2＋＋4OH －===[Zn(OH)4]2－ B．若要从某废液中完全沉淀 Zn2＋，通常可以调控该溶液的 pH 在 8.0～12.0 之间 C．pH＝8.0 与 pH＝12.0 的两种废液中，Zn2＋浓度的比值为 108 D．该温度时，Zn(OH)2 的溶度积常数(Ksp)为 1×10－10 答案 D 解析 根据图像，往 ZnCl2 溶液中加入过量 NaOH 溶液，Zn2 ＋ 最终以 [Zn(OH)4]2－的形式存在，故离子方程式为：Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，A 正确； 控制溶液的 pH 在 8.0～12.0 之间时，可以将该废液中的 Zn2＋完全沉淀，B 正确； 由 a 点可知 pH＝7.0 即 c(OH－)＝10－7 mol·L－1 时，lg c(Zn2＋)＝－3.0，即 c(Zn2＋) ＝10－3 mol·L－1，则 Ksp[Zn(OH)2]＝c(Zn2＋)×c2(OH－)＝10－3×(10－7)2＝10－17，pH ＝8.0 即 c(OH－)＝10－6 mol·L－1 时，c(Zn2＋)＝Ksp[Zn（OH）2] c2（OH－） ＝ 10－17 （10－6）2 mol·L － 1 ＝10 － 5 mol· L － 1 ，pH ＝ 12.0 即 c(OH － )＝ 10 － 2 mol·L － 1 时 ， c(Zn2 ＋ )＝ Ksp[Zn（OH）2] c2（OH－） ＝ 10－17 （10－2）2 mol·L－1＝10－13 mol·L－1，故两种废液中 Zn2＋浓度 的比值为 10－5 10－13 ＝108，C 正确，D 错误。 9．一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是( ) A．pH＝5 的 H2S 溶液中，c(H＋)＝c(HS－)＝1×10－5 mol·L－1 B．pH＝a 的氨水，稀释 10 倍后，其 pH＝b，则 a＝b＋1 C．pH＝2 的 H2C2O4 溶液与 pH＝12 的 NaOH 溶液任意比例混合：c(Na＋)＋ c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O－ 4 ) D ． 已 知 酸 性 CH3COOH>H2CO3>HClO ， 则 pH 相 同 的 ①CH3COONa ②NaHCO3 ③NaClO 三种溶液的 c(Na＋)：①>②>③ 答案 D 解析 pH＝5 的 H2S 溶液中 H＋的浓度为 1×10－5 mol·L－1，但是 HS－的浓 度会小于 H＋的浓度，H＋来自于 H2S 的第一步电离、HS－的电离和水的电离，故 H＋的浓度大于 HS－的浓度，A 错误；弱碱不完全电离，弱碱稀释 10 倍时，pH 减小不到一个单位，a碳酸>次氯酸，根据越弱越水解的原则，pH 相同的三种 钠盐，浓度的大小关系为醋酸钠>碳酸氢钠>次氯酸钠，则钠离子的浓度为 ①>②>③，故 D 正确。 10．某温度时，卤化银(AgX，X＝Cl、Br、I)的 3 条溶解平衡曲线如图所示， AgCl、AgBr、AgI 的 Ksp 依次减小。已知 pAg＝－lg c(Ag＋)，pX＝－lg c(X－)， 利用 pX、pAg 的坐标系可表示出 AgX 的溶度积与溶液中 c(Ag＋)和 c(X－)的相互 关系。下列说法错误的是( ) A．A 线是 AgCl 的溶解平衡曲线 B．坐标点 p 形成的溶液是 AgCl 的不饱和溶液 C．m 点可以是在水中加入足量的 AgBr 形成的饱和溶液 D．n 点表示由过量的 KI 与 AgNO3 反应产生 AgI 沉淀 答案 D 解析 由题意可知，c(Ag＋)、c(X－)越大，pAg、pX 越小，由于 AgCl 的 Ksp 最大，故 A 线表示 AgCl 的溶解平衡曲线，A 正确；p 点位于 AgCl 的溶解平衡 曲线上方，其形成的溶液为 AgCl 的不饱和溶液，B 正确；B 线为 AgBr 的溶解 平衡曲线，m 点位于 AgBr 的溶解平衡曲线上，则 m 点溶液是 AgBr 的饱和溶液， C 正确；C 线表示 AgI 的溶解平衡曲线，n 点位于 AgI 的溶解平衡曲线上，n 点 表示 KI 与过量的 AgNO3 反应生成 AgI 沉淀，D 错误。 11．25 ℃时，往 HA 溶液中滴加 NaOH 溶液，溶液中 HA 和 A－二者中各自 所占的物质的量分数(α)随溶液 pH 变化的关系如图所示。下列说法正确的是 ( ) A．在 pH＝5 的溶液中，c(A－)＝c(HA)，c(OH－)＝c(H＋) B．pH＝7 的溶液中，α(HA)＝0，α(A－)＝1.0 C．25 ℃时，Ka(HA)＝1×10－5 D．pH＝5 时，溶液中水电离产生的 c(H＋)＝1×10－5 mol·L－1 答案 C 解析 25 ℃时，pH＝5 的溶液呈酸性，c(H＋)＞c(OH－)，A 错误；HA 溶液 中含 HA 分子，说明 HA 为弱酸，根据题意，pH＝7 的溶液应该为 HA 和 NaA 的混合液，α(HA)≠0，B 错误；25 ℃时，根据图像信息，pH＝5 时，c(HA)＝ c(A－)，Ka＝c（A－）·c（H＋） c（HA） ＝c(H＋)＝1×10－5，C 正确；pH＝5 时为 HA 和 NaA 的混合溶液，存在三个平衡：HA H ＋ ＋A － ，H2O H ＋ ＋OH － ，A － ＋ H2O HA＋OH－，可以看出溶液中 c(H＋)来自于水和 HA 的电离，而 c(OH－) 完全来自于水，则溶液中的水电离产生的 c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－9 mol·L－1，D 错误。