2019届一轮复习苏教版溶液中的离子反应专题提升学案 25页

溶液中的离子反应 专题提升 原理小综合题分析 关于化学反应原理小综合题，江苏高考一般有两种考查形式，一是文字叙述型，如2017、2015、2014等年份，二是图像型，如2016、2011等年份。重点考查内容有①判断放热、吸热反应(图)；②热方程式的书写；③燃烧热和中和热的概念、判断ΔH的大小；④金属的腐蚀和防护；⑤原电池的概念、电极的判断、电极方程式的书写；⑥应用化学平衡原理解释电离平衡、沉淀溶解平衡、盐类水解平衡；⑦氯碱工业、电镀、电解精炼等；⑧化学反应方向的判断等。另外需要重视化学反应原理与元素化合物内容整合的复习，例如：氯气与水的反应，氢氧化铁胶体的生成，碳酸钠等盐的水解，明矾的净水，醋酸和氨水的电离，合成氨反应等。对于图像型问题，需要培养化学反应热效应、酸碱中和滴定、溶解度曲线、平衡转化率等角度的理解能力。而电化学部分更多结合氯碱工业中电解饱和食盐水，电解熔融氯化钠、氧化铝、电解精炼铜、电镀工业，铜和铁的腐蚀，铜锌原电池，锰锌干电池，氢氧燃料电池等。‎ 近几年江苏高考关于原理小综合题的考查如下：‎ 年份 选项 考查点 ‎2017‎ 反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0‎ 化学反应方向的判断 地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀 金属的防护 常温下，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，pH＝10的含Mg2＋溶液中，c(Mg2＋)≤5.6×10－4 mol·L－1‎ Ksp的应用 常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成‎11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023‎ 氧化还原反应 ‎2016‎ 化学反应热效应图像 化学反应速率图像 电离平衡图像 酸碱中和滴定曲线 ‎2015‎ 若H2O2分解产生1 mol O2，理论上转移的电子数约为4×6.02×1023‎ 氧化还原反应 室温下，pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，溶液pH>7‎ 溶液的酸碱性 钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 金属的防护 一定条件下反应N2＋3H22NH3达到平衡时，3v正(H2)＝2v逆(NH3)‎ 平衡标志的判断 ‎2014‎ 若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀 金属的防护 ‎2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0‎ 化学反应方向的判断 加热0.1 mol/L Na2CO3溶液，CO的水解程度和溶液的pH均增大 水解平衡的移动 对于乙酸与乙醇的酯化反应(ΔH ‎＜0)，加入少量浓硫酸并加热，该反应的反应速率和平衡常数均增大 化学反应速率和平衡的移动 ‎2013‎ 反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0‎ 化学反应方向的判断 电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极 电解精炼铜 CH3COOH 溶液加水稀释后，溶液中的值减小 电离平衡和电离平衡常数的应用 Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2 固体，CO水解程度减小，溶液的pH 减小 水解平衡的应用 ‎　文字叙述型 ‎[例1]　下列有关说法正确的是(　　)‎ A．常温下，用蒸馏水不断稀释醋酸，溶液中c(CH3COO－)/c(CH3COOH)的值变大 B．2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)的ΔH<0，则该反应一定能自发进行 C．合成氨反应需使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动 D．对于Ca(OH)2的沉淀溶解平衡，升高温度，Ca(OH)2的溶解速率增大，Ksp增大 解析　A项，加水稀释促进醋酸的电离，则c(CH3COO－)/c(CH3COOH)＝n(CH3COO－)/n(CH3COOH)的值变大，正确；B项，由于该反应为气体分子总数减少的反应，熵减ΔS<0，且ΔH<0，故该反应不一定能自发进行，错误；C项，催化剂不能改变平衡状态，错误；D项，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，Ksp减小，错误。‎ 答案　A ‎[例2]　下列有关说法正确的是(　　)‎ A．普通锌锰干电池中的MnO2在工作时起催化作用 B．若1 mol Na2O2与足量水反应产生O2，理论上转移的电子数约为2×6.02×1023‎ C．室温下，体积、pH均相同的HA和HB两种酸分别与足量的锌反应，HA放出氢气多，说明酸性：HB>HA D．恒温恒压密闭容器中进行的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)；ΔH＝－a kJ·mol－1，平衡时向容器中再充入一定量NH3，重新达平衡时a值不变 ‎ 解析　A项，普通锌锰干电池中的MnO2在工作时起氧化剂作用，错误；B项，1 mol Na2O2与足量水反应产生O2，理论上转移的电子数约为6.02×1023，错误；C项，HA放出氢气多表示HA的物质的量多，其电离程度小，说明酸性大小为HB>HA，正确；D项，平衡时向容器中再充入一定量NH3，相当于增大压强，增大压强时，平衡向正反应方向移动，但反应的反应热不变，正确。‎ 答案　CD 变式1　下列有关说法正确的是(　　)‎ A．马口铁(镀锡铁皮)镀层破损后铁仍不易腐蚀 B．CH3Cl(g)＋Cl2(g)CH2Cl2(l)＋HCl(g)能自发进行，则该反应的ΔH>0‎ C．MnS悬浊液中滴加少量CuSO4溶液可生成CuS沉淀，则Ksp(CuS)c(NH)>c(OH－)>c(H＋)‎ B.0.1 mol/L的CH3COOH溶液：c(CH3COOH)>c(H＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)‎ C.pH＝4的FeCl3溶液：c(Cl－)>c(H＋)>c(Fe3＋)>c(OH－)‎ D.pH＝11的CH3COONa溶液：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)‎ 解析　NH4Cl发生水解使溶液呈酸性，c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－‎ ‎)，A项错误；弱酸CH3COOH的电离程度远大于水的微弱电离，c(CH3COOH)>‎ c(H＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)，B项正确；FeCl3发生水解使溶液呈酸性，c(Cl－)>‎ c(Fe3＋)>c(H＋)>c(OH－)，C项错误；CH3COONa溶液遵循电荷守恒，c(Na＋)＋‎ c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，D项错误。‎ 答案　B ‎9.已知lg 2＝0.301 0，Ksp[Mn(OH)2]＝2.0×10－13。实验室制氯气的废液中含 c(Mn2＋)＝0.1 mol·L－1，向该溶液中滴加稀氢氧化钠溶液至Mn2＋完全沉淀的最小pH等于(　　)‎ A.8.15‎‎ B.‎9.3 C.10.15 D.11.6‎ 解析　Mn2＋沉淀较为完全时的浓度为1×10－5 mol·L－1，已知Ksp＝c(Mn2＋)·‎ c2(OH－)，c(OH－)＝＝ mol·L－1＝×10－4 mol·L－1，‎ c(H＋)＝＝ mol·L－1＝×10－10 mol·L－1，所以pH＝－lg＝10＋lg 2＝10.15。C项正确。‎ 答案　C ‎10.(2018·江苏南京、盐城一模)下列说法错误的是(　　)‎ A.实验室配制FeCl3溶液时，需将FeCl3(s)溶解在较浓盐酸中，然后加水稀释 B.反应2CO＋2NO===N2＋2CO2在常温下能自发进行，则反应的ΔH>0，ΔS＜0‎ C.0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液加水稀释，c(H＋)/c(NH)的值增大 D.反应CH3COOCH3＋H2OCH3COOH＋CH3OH　ΔH＞0，达到平衡时，加入少量固体NaOH，则乙酸甲酯水解转化率增大 解析　FeCl3水解反应方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，在FeCl3中加入HCl可以抑制Fe3＋水解生成Fe(OH)3，A项正确；从反应方程式中气体物质的化学计量系数来看，物质的量在减小，即熵减小，但反应能自发，则该反应是放热反应，ΔH<0，B项错误；NH 的水解方程式为：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，Kb＝c(NH3·H2O)·c(H＋)/c(NH)，Kb仅与温度有关，稀释过程中，温度不变，则 Kb不变，但c(NH3·H2O)减小，故c(H＋)/c(NH)增大，C项正确； CH3COOCH3水解生成CH3COOH，加入NaOH固体，可以与CH3COOH反应，促使水解平衡正向移动，CH3COOCH3的水解转化率增大，D项正确。‎ 答案　B ‎11.常温下，在一定体积pH＝12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2＋ 恰好完全沉淀时，溶液pH＝11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和，则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是(　　)‎ A.1∶9 B.1∶‎1 C.1∶2 D.1∶4‎ 解析　pH＝12的氢氧化钡溶液中c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1，c(OH－)＝ mol·L－1＝1×10－2 mol·L－1，c[Ba(OH)2]＝0.5×10－2 mol·L－1；反应后溶液pH＝11，c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1，c(OH－)＝ mol·L－1＝1×10－3 mol·L－1。设氢氧化钡溶液体积为V‎1 L，硫酸氢钠溶液的体积为V‎2 L，依题意知，n(Ba2＋)＝n(SO)，由Ba(OH)2＋NaHSO4BaSO4↓＋NaOH＋H2O知，生成的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)＝n[Ba(OH)2]＝0.5×10－2V1 mol，＝1×10－3 mol·‎ L－1，则V1∶V2＝1∶4，D项正确。 ‎ 答案　D ‎12.(2017·江苏南京、盐城二模)下图所示与对应叙述相符的是(　　)‎ A.图甲表示一定温度下FeS和CuS的沉淀溶解平衡曲线，则Ksp(FeS)>Ksp(CuS)‎ B.图乙表示pH＝2的甲酸与乙酸溶液稀释时的pH变化曲线，则酸性：甲酸<乙酸 C.图丙用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定25.00 mL盐酸的滴定曲线，则c(HCl)＝0.080 0 mol·L－1‎ D.图丁表示反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)平衡时NH3体积分数随起始n(N2)/n(H2)变化的曲线，则转化率：αA(H2)＝αB(H2)‎ 解析　A项，作一等量c(S2－)的线，对应的c(Fe2＋)>c(Cu2＋)，所以Ksp(FeS)>Ksp(CuS)，正确；B项，酸性越强的酸，稀释相同倍数时，pH变化大，则酸性：甲酸>乙酸，错误；C项，根据c(NaOH)·V(NaOH)＝c(HCl)·V(HCl)＝‎ ‎0.1 mol·L－1×‎0.02 L＝c(HCl)×‎0.025 L，c(HCl)＝0.080 0 mol·L－1，正确；D项，B点处的n(N2)/n(H2)比A点处大，所以B处H2的转化率高，错误。‎ 答案　AC ‎13.常温下，浓度均为0.10 mol·L－1、体积均为V0的HA和HB溶液，分别加水稀释至体积V，pH随lg的变化如图所示，下列叙述正确的是(　　)‎ A.该温度下HB的电离平衡常数约等于1.11×10－5‎ B.当lg＝3时，若两溶液同时升高温度，则减小 C.相同条件下NaA溶液的pH大于NaB溶液的pH D.溶液中水的电离程度：a＝c＞b 解析　根据图像可知，稀释100倍时HB的浓度变为0.001 mol·L－1，而此时溶液中c(H＋)为10－4 mol·L－1，即发生电离的HB是10－4 mol·L－1，该温度下HB的电离平衡常数K＝＝≈1.11×10－5，A项正确；当lg＝3时，HA溶液的pH＝4，HB溶液的pH＞4，HA是强酸，HB是弱酸，升高温度，对c(A－)无影响，而HB溶液中存在电离平衡，升高温度，电离正向移动，c(B－)浓度增大，增大，B项错误；‎ HA为强酸，HB为弱酸，NaB溶液显碱性，NaA溶液显中性，相同条件下NaA溶液的pH小于NaB溶液的pH，C项错误；酸电离出的c(H＋)越大，对水电离的抑制程度越大，根据图像可知，溶液中水的电离程度：a＝c＜b，D项错误。‎ 答案　A ‎14.‎ ‎(2017·南通模拟)‎25 ℃‎时，相同pH值的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释，溶液pH值随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.同浓度的NaA与NaB溶液中，c(A－)大于c(B－)‎ B.a点溶液的导电性大于b点溶液 C.a点的c(HA)大于b点的c(HB)‎ D.HA的酸性强于HB 解析　pH相同的酸，稀释相同倍数时，酸性强的酸的pH的变化大，酸性较弱的酸的pH的变化小，据此得出酸性：HA>HB，故D项正确；A项，根据“越弱越水解”的规律，可知A－的水解程度小于B－的水解程度，故同浓度的NaA与NaB溶液中，c(A－)大于c(B－)，正确；B项，在这两种酸溶液中，c(H＋)≈c(A－)，‎ c(H＋)≈c(B－)，而a点的c(H＋)小于b点的c(H＋)，故a点的c(A－)小于b点的 c(B－)，即a点的离子浓度小于b点的离子浓度，故a点的导电能力小于b点，错误；C项，在稀释前两种酸的pH相同，而两种酸的酸性：HA>HB，故在稀释前两种酸溶液的浓度：c(HA)c(NH)，B项错误；加入8 mL HCl时，NaHCO3中存在的电荷守恒为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋‎2c(CO)，由图知，此时pH<7，故有c(Na＋)CH3COOH> H2CO3> H2PO>HClO>HCO>HPO。(2)H2CO3>HClO>HCO，因此向NaClO溶液中通入少量的二氧化碳的离子方程式为CO2＋ClO－＋H2O===HClO＋HCO；设NaClO水解生成的c(OH－)＝x，　　　　　　‎ ClO－＋H2O HClO＋OH－‎ c(起始)/(mol·L－1) 1.2 0 0‎ c(转化)/(mol·L－1) x x x ‎ c(平衡)/(mol·L－1)1.2－x x x ‎ 水解常数Kh＝＝＝＝ Kh＝≈＝ 解得x＝2×10－7/2 mol/L c(H＋)＝＝＝×10－10.5 mol/L pH＝10.5－lg2－1＝10.5＋lg2＝10.5＋0.3＝10.8。‎ ‎(3) 　　　　　　　　CH3COOH CH3COO－＋H＋‎ ‎ c(起始)/(mol·L－1) 0.1 0 0‎ c(转化)/(mol·L－1) x x x ‎ c(平衡)/(mol·L－1) 0.1－x x x K＝x2/(0.1－x)≈x2/0.1＝1.96×10－5，x＝1.4×10－3 mol·L－1。‎ 答案　(1)H3PO4 　 HPO ‎(2)CO2＋ClO－＋H2O === HClO＋HCO　10.8‎ ‎(3)1.4×10－3‎ ‎18.软锰矿(主要成分为MnO2)可用于制备锰及其化合物。‎ ‎(1)早期冶炼金属锰的一种方法是先煅烧软锰矿生成Mn3O4，再利用铝热反应原理制得锰，该铝热反应的化学方程式为___________________________________。‎ ‎(2)现代冶炼金属锰的一种工艺流程如图所示：‎ 下表为t ℃时，有关物质的pKsp(注：pKsp＝－lg Ksp)。‎ 物质 Fe(OH)3‎ Cu(OH)2‎ Ca(OH)2‎ Mn(OH)2‎ pKsp ‎37.4‎ ‎19.32‎ ‎5.26‎ ‎12.7‎ 物质 CuS CaS MnS MnCO3‎ pKsp ‎35.2‎ ‎5.86‎ ‎12.6‎ ‎10.7‎ 软锰矿还原浸出的反应为12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4===12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O ‎①该反应中，还原剂为________。写出一种能提高还原浸出速率的措施：___________________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎②滤液1的pH________(填“＞”“＜”或“＝”)MnSO4浸出液的pH。‎ ‎③加入MnF2的主要目的是除去________(填“Ca2＋”“Fe3＋”或“Cu2＋”)。‎ ‎(3)由MnSO4制取MnCO3：往MnSO4溶液中加入过量NH4HCO3溶液，该反应的离子方程式为_________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________；‎ 若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液，还会产生Mn(OH)2，可能的原因有：MnCO3(s)＋2OH－(aq)Mn(OH)2(s)＋CO(aq)，t ℃时，计算该反应的平衡常数K＝________(填数值)。‎ 解析　(1)高温下，Al和Mn3O4发生铝热反应生成Mn，根据反应物、生成物及反应条件可知反应的化学方程式为8Al＋3Mn3O44Al2O3＋9Mn；‎ ‎(2)软锰矿还原浸出得到硫酸锰溶液，说明浸取液为稀硫酸，同时溶液中还含有Ca2＋、Fe3＋、Cu2＋ 等杂质，调节溶液的pH，Fe(OH)3 pKsp 为37.4与其他离子相比最大，调节pH可以将Fe(OH)3沉淀下来，向滤液中加入硫化铵，CuS的pKsp为35.2，可以将铜离子形成硫化物沉淀下来，再加入MnF2，形成CaF2沉淀，除去Ca2＋，最后对得到的含有锰离子的盐电解，可以得到金属锰。①软锰矿还原浸出的反应为12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4===12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O，该反应中，Mn元素化合价由＋4价变为＋2价、C元素化合价由0价变为＋4价，失电子化合价升高的反应物是还原剂，所以C6H12O6为还原剂；反应物接触面积越大、温度越高反应速率越快，所以能提高还原浸出速率的措施：升高反应温度或将软锰矿研细等。②软锰矿还原浸出的反应为12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4===12MnSO4‎ ‎＋6CO2↑＋18H2O，溶液呈强酸性，还原浸出液中含有 Mn2＋、Ca2＋、Fe3＋、Cu2＋，此时未形成沉淀，Ksp 为溶度积常数，pKsp＝－lg Ksp，pKsp 越大，沉淀溶解平衡常数越小，所以滤液1的pH大于MnSO4浸出液的pH，才能形成氢氧化铁沉淀。③CaF2难溶于水，滤液2为Mn2＋、Ca2＋、NH、SO，加入MnF2的目的是形成CaF2沉淀，除去Ca2＋。‎ ‎(3)锰离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀、水和二氧化碳气体，离子方程式为Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋H2O＋CO2↑；由MnCO3(s)＋2OH－(aq)Mn(OH)2(s)＋CO(aq)可知，K＝＝＝＝100。‎ 答案　(1)8Al＋3Mn3O44Al2O3＋9Mn ‎(2)①C6H12O‎6　‎升高反应温度(或将软锰矿研细等其他合理答案)　②＞　③Ca2＋‎ ‎(3)Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋H2O＋CO2↑　100‎ ‎19.现有0.175 mol·L－1醋酸钠溶液500 mL(已知醋酸的电离常数Ka＝1.75×10－5)。‎ ‎(1)写出醋酸钠水解反应的化学方程式：__________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ ‎(2)下列图像能说明醋酸钠的水解反应达到平衡的是________。‎ A.溶液中c(Na＋)与反应时间t的关系 B.CH3COO－的水解速率与反应时间t的关系 C.溶液的pH与反应时间t的关系 D.Kw与反应时间t的关系 ‎(3)在醋酸钠溶液中加入下列少量物质，水解平衡向正反应方向移动的有________。‎ A.冰醋酸 B.纯碱固体 C.醋酸钙固体 D.氯化铵固体 ‎(4)欲配制0.175 mol·L－1醋酸钠溶液500 mL，可采用以下两种方案；‎ 方案一：用托盘天平称取________ g无水醋酸钠，溶于适量水中，配成500 mL溶液。‎ 方案二：用体积均为250 mL且浓度均为________ mol·L－1的醋酸与氢氧化钠两溶液混合而成(设混合后的体积等于混合前两者体积之和)。‎ ‎(5)在室温下，0.175 mol·L－1醋酸钠溶液的pH约为________[已知醋酸根离子水解反应的平衡常数Kh＝]。‎ 解析　(1)醋酸钠水解生成醋酸和氢氧化钠，化学方程式为CH3COONa＋H2OCH3COOH＋NaOH。‎ ‎(2)A项，钠离子不水解，所以浓度始终不变，错误；B项，醋酸根离子开始时水解速率最大，后逐渐减小，平衡时不再变化，正确；C项，随着水解的逐渐进行，pH逐渐增大，平衡时不再发生变化，正确；D项，Kw是温度常数，温度不变，Kw不变，错误。(3)A项，加入冰醋酸，溶液中醋酸浓度增大，平衡左移，错误；B项，加入纯碱固体，由于CO的水解会产生OH－，抑制CH3COO－的水解，平衡左移，错误；C项，加入醋酸钙固体，溶液的醋酸根离子浓度增大，平衡右移，正确；D项，加入氯化铵固体，铵根离子与水解生成的氢氧根离子结合成一水合氨，使溶液中氢氧根离子浓度减小，平衡右移，正确。(4)由m＝nM得醋酸钠的质量为‎7.175 g，由托盘天平的精确度知托盘天平称量的质量为‎7.2 g；醋酸与氢氧化钠溶液等浓度等体积混合，混合后的溶液浓度减半为0.175 mol·L－1，所以原来的浓度为0.35 mol·L－1。(5)醋酸根离子的水解反应的平衡常数Kh＝＝＝，则＝，得c(OH－)＝10－5 mol·L－1，pH＝9。‎ 答案　(1)CH3COONa＋H2OCH3COOH＋NaOH ‎(2)BC　(3)CD　(4)7.2　0.35　(5)9‎ ‎20.已知水的电离平衡曲线如图所示，试回答下列问题：‎ ‎(1)图中五点Kw 间的关系是________。‎ ‎(2)若从A点到D点，可采用的措施是________。‎ a.升温 b.加入少量的盐酸 c.加入少量的NH4Cl ‎(3)E对应的温度下，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为________。‎ ‎(4)B对应温度下，将pH＝11的苛性钠溶液V‎1 L与pH＝1的稀硫酸V‎2 L混合(设混合后溶液的体积等于原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH＝2，则V1∶V2＝________。‎ ‎(5)‎25 ℃‎时，体积为Va、pH＝a的某一元强酸溶液与体积为Vb、pH＝b的某一元强碱溶液混合均匀后，溶液的pH＝7，已知b＝‎2a，Va7得a>3.5；由混合后溶液的pH＝7得n(H＋)＝n(OH－)，即Va×1×10－a＝Vb×1×10b－14得＝1×‎10a＋b－14，由于Va