高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 第1部分 知識(shí)整合 專題2 基本理論 第9講 水溶液中的離子平衡
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第9講 水溶液中的離子平衡 [限時(shí)50分鐘,滿分70分] 一、選擇題(包括7個(gè)小題,每小題5分,共35分) 1.(2016上海高考)能證明乙酸是弱酸的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是 A.CH3COOH溶液與Zn反應(yīng)放出H2 B.0.1 molL-1 CH3COONa溶液的pH大于7 C.CH3COOH溶液與Na2CO3反應(yīng)生成CO2 D.0.1 molL-1 CH3COOH溶液可使紫色石蕊變紅 解析 A.只能證明乙酸具有酸性,不能證明其酸性強(qiáng)弱,錯(cuò)誤;B.該鹽水溶液顯堿性,由于NaOH是強(qiáng)堿,故可以證明乙酸是弱酸,正確;C.可以證明乙酸的酸性比碳酸強(qiáng),但是不能證明其酸性強(qiáng)弱,錯(cuò)誤;D.可以證明乙酸具有酸性,但是不能證明其酸性強(qiáng)弱,錯(cuò)誤。 答案 B 2.(2015廣東高考)一定溫度下,水溶液中H+和OH-的濃度變化曲線如圖,下列說(shuō)法正確的是 A.升高溫度,可能引起有c向b的變化 B.該溫度下,水的離子積常數(shù)為1.010-13 C.該溫度下,加入FeCl3可能引起由b向a的變化 D.該溫度下,稀釋溶液可能引起由c向d的變化 解析 A.c點(diǎn)溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈堿性,升溫,溶液中c(OH-)不可能減小。B.由b點(diǎn)對(duì)應(yīng)c(H+)與c(OH-)可知,KW=c(H+)c(OH-)=1.010-71.010-7=1.010-14。C.FeCl3溶液水解顯酸性,溶液中c(H+)增大,因一定溫度下水的離子積是常數(shù),故溶液中c(OH-)減小,因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的變化。D.c點(diǎn)溶液呈堿性,稀釋時(shí)c(OH-)減小,同時(shí)c(H+)應(yīng)增大,故稀釋溶液時(shí)不可能引起由c向d的轉(zhuǎn)化。 答案 C 3.(2015山東高考)室溫下向10 mL 0.1 molL-1NaOH溶液中加入0.1 molL-1的一元酸HA溶液pH的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 A.a(chǎn)點(diǎn)所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA) B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)所示溶液中水的電離程度相同 C.pH=7時(shí),c(Na+)=c(A-)+c(HA) D.b點(diǎn)所示溶液中c(A-)>c(HA) 解析 A、a點(diǎn)NaOH與HA恰好完全反應(yīng),溶液的pH為8.7,呈堿性,說(shuō)明HA為弱酸,NaA發(fā)生水解反應(yīng),c(Na+)>c(A-)>c(HA)>c(H+),錯(cuò)誤;B、a點(diǎn)NaA發(fā)生水解反應(yīng),促進(jìn)了水的電離,所以a點(diǎn)水的電離程度大于b點(diǎn),錯(cuò)誤;C、根據(jù)電荷守恒,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),pH=7,則c(H+)=c(OH-),則c(Na+)=c(A-),錯(cuò)誤;D、b點(diǎn)HA過(guò)量,溶液呈酸性,HA的電離程度大于NaA的水解程度,所以c(A-)>c(HA),正確。 答案 D 4.某些鹽能溶解沉淀,利用下表三種試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),相關(guān)分析不正確的是 編號(hào) ① ② ③ 分散質(zhì) Mg(OH)2 HCl NH4Cl 備注 懸濁液 1 molL-1 1 molL-1 A.向①中加入酚酞,溶液顯紅色說(shuō)明物質(zhì)的“不溶性”是相對(duì)的 B.分別向少量Mg(OH)2沉淀中加入適量等體積的②③,沉淀均能快速?gòu)氐兹芙? C.①③混合后發(fā)生反應(yīng):Mg(OH)2(s)+2NHMg2++2NH3H2O D.向①中加入②,c(OH-)減小,Mg(OH)2溶解平衡正向移動(dòng) 解析 使酚酞顯紅色的溶液呈堿性,說(shuō)明Mg(OH)2在水中有一定的溶解,電離使溶液呈堿性,A項(xiàng)正確;Mg(OH)2與NH4Cl溶液反應(yīng)速率較小,沉淀不能快速?gòu)氐兹芙?,B項(xiàng)錯(cuò)誤;NH結(jié)合Mg(OH)2懸濁液中的OH-,促進(jìn)Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移動(dòng),促使Mg(OH)2沉淀溶解,C項(xiàng)正確;鹽酸能夠與Mg(OH)2發(fā)生中和反應(yīng),促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移動(dòng),D項(xiàng)正確。 答案 B 5.(2016浙江高考)苯甲酸鈉(,縮寫為NaA)可用作飲料的防腐劑。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力顯著高于A-。已知25 ℃時(shí),HA的Ka=6.2510-5,H2CO3的Ka1=4.1710-7,Ka2=4.9010-11。在生產(chǎn)碳酸飲料的過(guò)程中,除了添加NaA外,還需加壓充入CO2氣體。下列說(shuō)法正確的是(溫度為25 ℃,不考慮飲料中其他成分) A.相比于未充CO2的飲料,碳酸飲料的抑菌能力較低 B.提高CO2充氣壓力,飲料中c(A-)不變 C.當(dāng)pH為5.0時(shí),飲料中=0.16 D.碳酸飲料中各種粒子的濃度關(guān)系為:c(H+)=c(HCO)+c(CO)+c(OH-)-c(HA) 解析 A.根據(jù)題意,苯甲酸(HA)的抑菌能力顯著高于A-,相比于未充CO2的飲料,碳酸飲料的抑菌能力較高,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.提高CO2充氣壓力,根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原理CO2+H2O+A-===HA+HCO,飲料中c(A-)減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.當(dāng)pH為5.0時(shí),飲料中=c(H+)Ka=10-56.2510-5=0.16,C項(xiàng)正確;D.碳酸飲料中加入的各成分含量未知,無(wú)法比較各種粒子的濃度關(guān)系,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 C 6. 在T ℃時(shí),鉻酸銀(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說(shuō)法中不正確的是 A.T ℃時(shí),在Y點(diǎn)和Z點(diǎn),Ag2CrO4的Ksp相等 B.向飽和Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4不能使溶液由Y點(diǎn)變?yōu)閄點(diǎn) C.T ℃時(shí),Ag2CrO4的Ksp為110-8 D.圖中a=10-4 解析 一種物質(zhì)的Ksp只與溫度有關(guān),A正確;向飽和Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4后,沉淀溶解平衡向左移動(dòng),導(dǎo)致c(Ag+)減小,而圖像中由Y點(diǎn)變成X點(diǎn)的過(guò)程中,c2(Ag+)保持不變,B正確;T ℃時(shí),Ag2CrO4的Ksp=c(CrO)c(Ag+)=(110-5)(110-3)2=110-11,C錯(cuò)誤;溫度不變,Ksp=c(CrO)c2(Ag+)=(110-5)(110-3)2=a2510-4,解得a=10-4,D正確。 答案 C 7.(2016四川高考)向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中緩慢通入CO2,隨n(CO2)增大,先后發(fā)生三個(gè)不同的反應(yīng),當(dāng)0.01 mol<n(CO2)≤0.015 mol時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是2NaAlO2+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+Na2CO3。下列對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是 選項(xiàng) n(CO2)/mol 溶液中離子的物質(zhì)的量濃度 A 0 c(Na+)>c(AlO)+c(OH-) B 0.01 c(Na+)>c(AlO)>c(OH-)>c(CO) C 0.015 c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-) D 0.03 c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+) 解析 A.當(dāng)n(CO2)=0時(shí),根據(jù)電荷守恒,c(H+)+c(Na+) ==c(AlO)+c(OH-),所以c(Na+)<c(AlO)+c(OH-),錯(cuò)誤;B.當(dāng)n(CO2)=0.01 mol時(shí),溶液中溶質(zhì)為NaAlO2和Na2CO3,因?yàn)樘妓崴嵝詮?qiáng)于氫氧化鋁,所以偏鋁酸根離子水解程度比碳酸根離子強(qiáng),溶液中離子濃度應(yīng)為c(Na+)>c(CO)>c(AlO)>c(OH-),錯(cuò)誤;C.當(dāng)n(CO2)=0.015 mol時(shí),溶液中溶質(zhì)為Na2CO3,溶液中離子濃度應(yīng)為c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO),錯(cuò)誤;D.當(dāng)n(CO2)=0.03 mol時(shí),溶液中溶質(zhì)為NaHCO3,溶液中離子濃度應(yīng)為c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+),正確。 答案 D 二、非選擇題(包括4個(gè)小題,共35分) 8.(8分)(2016湛江模擬)弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解平衡和難溶物的溶解平衡均屬于化學(xué)平衡。 Ⅰ.已知H2A在水中存在以下平衡:H2A===H++HA-,HA-H++A2-。 (1)常溫下NaHA溶液的pH________(填序號(hào)),原因是________________。 A.大于7 B.小于7 C.等于7 D.無(wú)法確定 (2)某溫度下,若向0.1 molL-1的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 molL-1 KOH溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的體積變化)。此時(shí)該混合溶液中的下列關(guān)系一定正確的是________。 A.c(H+)c(OH-)=1.010-14 B.c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-) C.c(Na+)>c(K+) D.c(Na+)+c(K+)=0.05 molL-1 (3)已知常溫下H2A的鈣鹽(CaA)的飽和溶液中存在以下平衡:CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq) ΔH>0。若要使該溶液中Ca2+濃度變小,可采取的措施有________。 A.升高溫度 B.降低溫度 C.加入NH4Cl晶體 D.加入Na2A固體 Ⅱ.含有Cr2O的廢水毒性較大,某工廠廢水中含5.010-3 molL-1的Cr2O。為了使廢水的排放達(dá)標(biāo),進(jìn)行如下處理: Cr2OCr3+、Fe3+Cr(OH)3、Fe(OH)3 (1)該廢水中加入綠礬和H+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)若處理后的廢水中殘留的c(Fe3+)=2.010-13 molL-1,則殘留的Cr3+的濃度為_(kāi)___________。(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.010-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.010-31) 解析 H2A在水中的一級(jí)電離進(jìn)行完全,則HA-不水解只電離,故NaHA溶液呈酸性。HA-在水中部分電離,0.1 molL-1的NaHA溶液中c(H+)小于0.1 molL-1,加入0.1 molL-1KOH溶液至溶液呈中性時(shí)消耗的KOH溶液體積小于NaHA溶液體積,則混合溶液中c(Na+)>c(K+);由電荷守恒知,c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),且c(H+)=c(OH-),則c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-);水的離子積與溫度有關(guān);混合液中c(Na+)>0.05 molL-1;降溫、增大c(A2-)都能使平衡CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq)左移。廢水中加入綠礬和H+,根據(jù)流程圖,可知發(fā)生的是氧化還原反應(yīng),配平即可。c(Cr3+)/c(Fe3+)=[c(Cr3+)c3(OH-)]/[c(Fe3+)c3(OH-)]=Ksp[Cr(OH)3]/Ksp[Fe(OH)3]=1.510-7,故c(Cr3+)=3.010-6 molL-1。 答案?、?(1)B NaHA只能發(fā)生電離,不能發(fā)生水解 (2)BC (3)BD Ⅱ.(1)Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O (2)3.010-6 molL-1 9.(9分)(2015天津高考)FeCl3 在溶液中分三步水解: Fe3++H2OFe(OH)2++H+ K1 Fe(OH)2++H2OFe(OH)+H+ K2 Fe(OH)+H2OFe(OH)3+H+ K3 (1)以上水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是________________。 (2)通過(guò)控制條件,以上水解產(chǎn)物聚合,生成聚合氧化鐵,離子方程式為: xFe3++yH2OFex(OH)+yH+ 欲使平衡正向移動(dòng)可采用的方法是(填序號(hào))________。 a.降溫 b.加水稀釋 c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3 (3)室溫下,使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是____________________________________________________________________。 (4)天津某污水處理廠用氯化鐵凈化污水的結(jié)果如下圖所示。由圖中數(shù)據(jù)得出每升污水中投放聚合氯化鐵[以Fe(mgL-1)表示]的最佳范圍約為_(kāi)_______ mgL-1。 解析 (1)鐵離子的水解分為三步,且水解程度逐漸減弱,所以水解平衡常數(shù)逐漸減小,則K1>K2>K3; (2)使平衡正向移動(dòng),因水解為吸熱反應(yīng),所以降溫,平衡逆向移動(dòng);加水稀釋,則水解平衡也正向移動(dòng);加入氯化銨,氯化銨溶液為酸性,氫離子濃度增大,平衡逆向移動(dòng);加入碳酸氫鈉,則消耗氫離子,所以氫離子濃度降低,平衡正向移動(dòng),所以答案選bd; (3)從反應(yīng)的離子方程式中可知,氫離子的濃度影響高濃度聚合氯化鐵的生成,所以關(guān)鍵步驟是調(diào)節(jié)溶液的pH; (4)由圖像可知,聚合氯化鐵的濃度在18~20 mgL-1時(shí),去除率達(dá)到最大值,污水的渾濁度減小。 答案 (1)K1>K2>K3 (2)bd (3)調(diào)節(jié)溶液的pH (4)18~20 10.(9分)在含有弱電解質(zhì)的溶液中,往往有多個(gè)化學(xué)平衡共存。 (1)一定溫度下,向1 L 0.1 molL-1 CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固體,則溶液中________(填“增大”“不變”或“減小”);寫出表示該混合溶液中所有離子濃度之間的一個(gè)等式_______________________。 (2)土壤的pH一般在4~9之間。土壤中Na2CO3含量較高時(shí),pH可高達(dá)10.5,試用離子方程式解釋土壤呈堿性的原因________________________________。 加入石膏(CaSO42H2O)可以使土壤堿性降低,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________________________________________。 (3)常溫下在20 mL 0.1 molL-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 molL-1HCl溶液40 mL,溶液中含碳元素的各種微粒(CO2因逸出未畫出)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(縱軸)隨溶液pH變化的部分情況如圖所示。 回答下列問(wèn)題: ①在同一溶液中,H2CO3、HCO、CO________(填“能”或“不能”)大量共存; ②當(dāng)pH=7時(shí),溶液中含碳元素的主要微粒為_(kāi)___________,溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系為_(kāi)___________; ③已知在25 ℃時(shí),CO水解反應(yīng)的平衡常數(shù)即水解常數(shù)Kh==2.010-4molL-1,當(dāng)溶液中c(HCO)∶c(CO)=2∶1時(shí),溶液的pH=________。 解析 (1)K=,K僅受溫度影響。由電荷守恒得c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)。 (2)土壤呈堿性,是因CO水解顯堿性所致。利用沉淀的轉(zhuǎn)化與生成規(guī)律,CaSO4轉(zhuǎn)化為更難溶的物質(zhì)CaCO3:Na2CO3+CaSO42H2O===CaCO3+Na2SO4+2H2O。 (3)通過(guò)觀察圖像求解①②問(wèn)。③中c(OH-)=1.010-4molL-1,則c(H+)=1.010-10 molL-1,pH=10。 答案 (1)不變 c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+) (2)CO+H2OHCO+OH- Na2CO3+CaSO42H2OCaCO3+Na2SO4+2H2O (3)①不能?、贖CO、H2CO3 c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO)>c(H+)=c(OH-)?、?0 11.(9分)在高中階段化學(xué)學(xué)科中所涉及的平衡理論主要包括:化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡和難溶電解質(zhì)溶解平衡四種,均符合勒夏特列原理,它們?cè)诠まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: Ⅰ.工業(yè)生產(chǎn)尿素的原理是以NH3和CO2為原料合成尿素[CO(NH2)2],反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l) (1)已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)K195 ℃- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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