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1、專題能力訓練5水溶液中的離子平衡(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(共7小題,每小題6分,共42分。每小題只有1個選項符合題意)1.下列有關電解質溶液的說法不正確的是()A.向Na2CO3溶液中通入NH3,c(Na+)c(CO32-)減小B.將0.1 molL-1的K2C2O4溶液從25 升溫至35 ,c(K+)c(C2O42-)增大C.向0.1 molL-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,c(Na+)c(F-)=1D.向0.1 molL-1的CH3COONa溶液中加入少量水,c(CH3COOH)c(CH3COO-)c(H+)增大答案:D解析:在一定條件下,Na2CO3溶液中存在水

2、解平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-,溶液中通入NH3,抑制水解,c(CO32-)增大,c(Na+)不變,所以c(Na+)c(CO32-)減小,A正確;K2C2O4溶液中草酸根離子水解顯示堿性,升高溫度,水解程度增加,草酸根離子濃度減小,鉀離子濃度不變,所以c(K+)c(C2O42-)增大,B正確;向0.1 molL-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,此時溶液中的溶質是HF和NaF,根據(jù)電荷守恒,當c(H+)=c(OH-)時,c(Na+)=c(F-),二者比值是1,C正確;CH3COONa溶液中加入少量水,不會影響醋酸的電離平衡常數(shù),故1Ka=c(CH3COOH)c(CH3COO-

3、)c(H+)不變,D錯誤。2.向20 mL 0.5 molL-1的醋酸溶液中逐滴加入等物質的量濃度的燒堿溶液,測定混合溶液的溫度變化如圖所示。下列關于混合溶液的相關說法中錯誤的是()A.醋酸的電離平衡常數(shù):B點A點B.由水電離出的c(OH-):B點C點C.從A點到B點,混合溶液中可能存在:c(CH3COO-)=c(Na+)D.從B點到C點,混合溶液中一直存在:c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)答案:D解析:中和反應是放熱反應,在B點時恰好完全反應,B點為CH3COONa溶液,溶液顯堿性,水的電離程度最大,溶液溫度最高時醋酸的電離平衡常數(shù)最大,A、B選項正確;從A點到B點混合

4、溶液可能顯中性,依據(jù)電荷守恒可知C選項正確;在C點時為等濃度的CH3COONa、NaOH混合溶液,c(OH-)c(CH3COO-),D選項錯誤。3.(2019北京通州高三模擬)25 時,CH3COOH、HCN、H2CO3的電離平衡常數(shù)如下:化學式CH3COOHHCNH2CO3K1.7510-54.910-10K1=4.410-7K2=5.610-11下列說法正確的是()A.稀釋CH3COOH溶液的過程中,n(CH3COO-)逐漸減小B.NaHCO3溶液中:c(H2CO3)c(CO32-)c(HCO3-)C.25 時,相同物質的量濃度的NaCN溶液的堿性強于CH3COONa溶液D.向CH3COO

5、H溶液或HCN溶液中加入Na2CO3溶液,均產(chǎn)生CO2答案:C4.室溫下,將0.05 mol Na2CO3固體溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物質,有關結論正確的是()選項加入的物質結論A50 mL 1 molL-1H2SO4反應結束后,c(Na+)=c(SO42-)B0.05 mol CaO溶液中c(OH-)c(HCO3-)增大C50 mL H2O由水電離出的c(H+)c(OH-)不變D0.1 mol NaHSO4固體反應完全后,溶液pH減小,c(Na+)不變答案:B解析:0.05 mol Na2CO3中n(Na+)=0.1 mol,50 mL 1 molL-1 H2SO4中含n

6、(SO42-)=0.05 mol,故反應后c(Na+)=2c(SO42-),A項錯誤;0.05 mol CaO與H2O反應生成0.05 mol Ca(OH)2,Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3+2NaOH,則溶液中c(OH-)c(HCO3-)增大,B項正確;向Na2CO3溶液中加水,c(OH-)水減小,則c(H+)水也減小,則由水電離出的c(H+)水c(OH-)水減小,C項錯誤;由于NaHSO4Na+H+SO42-,故向Na2CO3溶液中加入NaHSO4,c(Na+)變大,D項錯誤。5.常溫下,將某一元酸HA和NaOH溶液等體積混合,兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH如下表:實驗編號H

7、A溶液物質的量濃度/(molL-1)NaOH溶液物質的量濃度/(molL-1)混合溶液的pH0.10.1pH=9c0.2pH=70.20.1pHc(Na+)c(HA)c(H+)c(OH-)D.組實驗中,混合溶液中c(A-)=(0.1+10-9-10-5) molL-1答案:D解析:A項,由一元酸與一元強堿等體積混合,溶液呈堿性,說明該酸為弱酸,所以HA的電離方程式正確;B項,不考慮其他組的實驗結果,與氫氧化鈉溶液等體積混合,溶液呈中性時,若酸為強酸則c=0.2,若酸為弱酸則酸應過量,c0.2,所以c0.2,正確;C項,組中,溶液呈酸性,所得溶液為NaA和HA的混合液,酸的電離程度大于酸根離子的

8、水解程度,所以離子濃度的大小關系是c(A-)c(Na+)c(HA)c(H+)c(OH-),正確;D項,根據(jù)物料守恒和質子守恒得c(A-)=(0.05+10-9-10-5) molL-1,錯誤,答案選D。6.已知:25 時,苯酚的電離常數(shù)Ka=1.010-10,在水中的電離方程式為+H+。25 時,用0.010 0 molL-1的NaOH溶液滴定20.00 mL 0.010 0 molL-1的苯酚溶液,溶液的pH與所加NaOH溶液的體積(V)的關系如圖所示。下列說法正確的是()A.A點溶液中,苯酚的電離度約為0.01%B.B點溶液的pHc(OH-)c(H+)D.A點溶液加少量水稀釋,溶液中減小答

9、案:A7.25 時,用Na2S沉淀Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+四種金屬離子(M2+),所需S2-最低濃度的對數(shù)值lgc(S2-)與lgc(M2+)關系如圖所示。下列說法正確的是()A.Ksp(CuS)約為110-20B.向Cu2+濃度為10-5 molL-1的廢水中加入ZnS粉末,會有CuS沉淀析出C.向100 mL濃度均為10-5 molL-1 Zn2+、Fe2+、Mn2+的混合溶液中逐滴加入10-4 molL-1 Na2S溶液,Zn2+先沉淀D.Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)答案:B解析:由圖示可知,Ksp(CuS)=c(Cu2+)c(S

10、2-)=110-10110-25=110-35,A錯誤;由圖像知,Ksp(CuS) Ksp(MnS)Ksp(FeS)c(C2O42-)c(OH-)c(HC2O4-)c(H+)答案:(1)HC2O4-+OH-C2O42-+H2O5.010-2(2)HC2O4-H+C2O42-HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-KHC2O4、K2C2O4AD解析:(1)根據(jù)圖1可知,pH從3升至5的過程中,HC2O4-減少,C2O42-增多,所以發(fā)生的反應為HC2O4-+OH-C2O42-+H2O。由H2C2O4H+HC2O4-知Ka1=c(H+)c(HC2O4-)c(H2C2O4),A點時,c(HC2O4-

11、)=c(H2C2O4),pH=1.3,則Ka1=c(H+)=10-1.3=100.710-25.010-2。(2)B點對應的生成物是KHC2O4,既能水解也能電離。加入KOH溶液10 mL時(B點)生成KHC2O4,加入KOH溶液20 mL時(D點)生成K2C2O4,C點對應的產(chǎn)物是KHC2O4和K2C2O4的混合物。D點對應的生成物是K2C2O4,此時溶液顯堿性。溶液中電荷守恒關系式是2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(K+)+c(H+),B錯誤;物料守恒關系式是c(K+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4),C錯誤;質子守恒關系式是c(OH

12、-)=c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)+c(H+),A正確;離子濃度大小關系是c(K+)c(C2O42-)c(OH-)c(HC2O4-)c(H+),D正確。9.(16分)工業(yè)上從含有Cr2O72-和CrO42-的廢水中回收鉻的工藝流程如圖所示:已知:2CrO42-(黃色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O;常溫下,KspFe(OH)3=4.010-38;KspCr(OH)3=1.010-32;當離子濃度小于1.010-5 molL-1時,認為沉淀完全。請回答下列問題:(1)酸化后的溶液A顯色。(2)配制FeSO4溶液時,除了加水外還需要加入的試劑是(填試劑名稱)。(3)向溶液A中加

13、入FeSO4溶液發(fā)生反應的離子方程式為。(4)沉淀C的化學式為,pH2的范圍為。答案:(1)橙(2)硫酸和鐵粉(3)Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O(4)Fe(OH)35解析:(1)加入酸,平衡2CrO42-(黃色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O向正反應方向移動,CrO42-轉化為Cr2O72-,溶液顯橙色。(2)FeSO4為強酸弱堿鹽,在溶液中容易水解,加入硫酸抑制其水解,同時Fe2+容易被氧化,加入鐵粉防止生成Fe3+。(3)Cr2O72-具有氧化性,Fe2+具有還原性,在酸性條件下,兩者之間發(fā)生氧化還原反應,生成Cr3+和Fe3+。(4)因為KspF

14、e(OH)3=4.010-38,KspCr(OH)3=1.010-32,Fe3+先沉淀,沉淀C為Fe(OH)3。離子濃度小于1.010-5 molL-1時,認為沉淀完全,要使Cr3+完全轉化為Cr(OH)3沉淀,由KspCr(OH)3=c3(OH-)c(Cr3+)=1.010-32,c(Cr3+)=1.010-5 molL-1,則c3(OH-)=1.010-321.010-5=1.010-27,c(OH-)=1.010-9 molL-1,c(H+)=KWc(OH-)=1.010-141.010-9=1.010-5(molL-1),pH=5,即pH5時,能使Cr3+完全沉淀。10.(22分).已

15、知:H2A的A2-可表示S2-、SO42-、SO32-、SiO32-或CO32-等離子。(1)常溫下,向20 mL 0.2 molL-1 H2A溶液中滴加0.2 molL-1 NaOH溶液。有關微粒物質的量變化如圖(其中代表H2A,代表HA-,代表A2-)。請根據(jù)圖示填空:當V(NaOH)=20 mL時,溶液中離子濃度大小關系:。等體積等濃度的NaOH溶液與H2A溶液混合后,其溶液中水的電離程度比純水(填“大”“小”或“相等”),欲使NaHA溶液呈中性,可以向其中加入。(2)若H2A為硫酸:t 時,有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等體積混合后溶液呈中性,則該溫度下水的離子積常數(shù)KW

16、=。.已知:在25 時H2OH+OH-KW=10-14CH3COOHH+CH3COO-Ka=1.810-5(3)醋酸鈉水解的平衡常數(shù)Kh的表達式為,具體數(shù)值=,當升高溫度時,Kh將(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)0.5 molL-1醋酸鈉溶液pH為m,其水解的程度(已水解的醋酸鈉與原有醋酸鈉的比值)為a;1 molL-1醋酸鈉溶液pH為n,水解的程度為b,則m(填“大于”“小于”或“等于”,下同)n,ab。.(5)25 時,將a molL-1的氨水與b molL-1鹽酸等體積混合,反應后溶液恰好顯中性,則a(填“大于”“小于”或“等于”)b。用a、b表示NH3H2O的電離平衡常數(shù)為。答

17、案:.(1)c(Na+)c(HA-)c(H+)c(A2-)c(OH-)小堿(2)10-13.(3)Kh=c(CH3COOH)c(OH-)c(CH3COO-)5.610-10增大 (4)小于大于.(5)大于b10-7a-b molL-1解析:.(1)混合溶液為NaHA,由圖像可知c(H2A)c(A2-),所以HA-電離程度大于水解程度,溶液顯酸性,所以抑制水的電離;(2)110-2=KW10-11。.(4)水解程度隨濃度的增大而減小,所以a大于b。.(5)首先寫出電離平衡常數(shù)表達式c(NH4+)c(OH-)c(NH3H2O),然后依據(jù)電荷守恒可知溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=b2 molL-1,依據(jù)物料守恒可知溶液中c(NH3H2O)=a2 molL-1-c(NH4+)=a-b2 molL-1,c(OH-)=10-7 molL-1,代入即可。