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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第七講 水溶液中的離子平衡強化訓(xùn)練
1.(xx高考廣東卷)一定溫度下,水溶液中H+和OH-的濃度變化曲線如圖。下列說法正確的是( )
A.升高溫度,可能引起由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:選C。A.c點溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈堿性,升溫,溶液中c(OH-)不可能減小。B.由b點對應(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點溶液呈堿性,稀釋時c(OH-)減小,同時c(H+)應(yīng)增大,故稀釋溶液時不可能引起由c向d的變化。
2.已知H2B在溶液中的電離方程式:H2B===H++HB-,HB-H++B2-。下列敘述一定正確的是( )
A.Na2B溶液存在:c(Na+)=2c(HB-)+2c(B2-)+2c(H2B)
B.NaHB溶液一定顯酸性
C.HB-的水解方程式:HB-+H2O H2B+OH-
D.NaHB溶液與稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式是HB-+H+===H2B
解析:選B。該酸的第一步電離是完全電離,第二步電離是部分電離,所以NaHB不發(fā)生水解,僅發(fā)生電離,溶液呈酸性,而Na2B溶液僅發(fā)生一步水解,溶液中不存在H2B分子,A、C項錯誤,B項正確。NaHB溶液與稀鹽酸不反應(yīng),D項錯誤。
3.(xx高考福建卷)下列關(guān)于0.10 molL-1 NaHCO3溶液的說法正確的是( )
A.溶質(zhì)的電離方程式為NaHCO3===Na++H++CO
B.25 ℃時,加水稀釋后,n(H+)與n(OH-)的乘積變大
C.離子濃度關(guān)系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+c(CO)
D.溫度升高,c(HCO)增大
解析:選B。A.H2CO3為弱電解質(zhì),HCO在水溶液中電離程度很小,書寫電離方程式時,不能拆開,正確寫法為NaHCO3===Na++HCO。B.注意是H+和OH-的物質(zhì)的量的乘積,而不是物質(zhì)的量濃度的乘積。加水稀釋,n(H+)、n(OH-)均增大。C.根據(jù)電荷守恒的規(guī)律,應(yīng)在c(CO)前面乘以2。D.溫度升高,HCO的電離程度、水解程度都增大,所以c(HCO)減小。
4.(xx北京石景山一模)常溫下,將濃度均為0.1 mol/L的HA溶液和NaOH溶液等體積混合,混合溶液的pH=9,下列說法正確的是( )
A.該混合溶液中:c(A-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
B.該混合溶液中:c(HA)+c(A-)=0.1 mol/L
C.常溫下,0.1 mol/L HA溶液的pH=1
D.0.1 mol/L HA溶液中:c(HA)>c(A-)
解析:選D。根據(jù)題意可知HA與NaOH恰好完全反應(yīng),溶液呈堿性,則HA為弱酸,在生成的NaA溶液中,A-水解,c(A-)
1,C項錯誤;在0.1 mol/L HA溶液中HA只有極少部分電離,故c(HA)>c(A-),D項正確。
5.(xx河北衡水中學(xué)模擬)在T ℃時,鉻酸銀(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法不正確的是( )
A.T ℃時,Y點和Z點Ag2CrO4的Ksp相等
B.在飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y點變?yōu)閄點
C.T ℃時,Ag2CrO4的Ksp為110-8
D.圖中a的值為10-4
解析:選C。Ksp只與溫度有關(guān),故溫度不變,Y、Z兩點的Ksp相等,A項正確;在飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4,c(CrO)增大,c(Ag+)減小,所得溶液仍為飽和Ag2CrO4溶液,點仍在曲線上,B項正確;T ℃時Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)c(CrO)=(110-3)2110-5=110-11,C項錯誤;a點的值為=10-4,D項正確。
6.(xx山東實驗中學(xué)第四次診斷)常溫下,下列溶液的離子濃度關(guān)系式正確的是( )
A.pH=4的氯化銨溶液中:c(H+)=c(NH3H2O)=110-4 molL-1
B.pH=a的HCl溶液,稀釋10倍后,其pH=b,則a=b-1
C.pH=2的HF溶液與pH=12的NaOH溶液以體積比1∶1混合:c(Na+)=c(F-)>c(H+)=c(OH-)
D.pH相同的①NaOH、②NaClO兩種溶液中水的電離程度:①<②
解析:選D。氯化銨溶液中的電荷守恒為c(H+)+c(NH)=c(OH-)+c(Cl-),物料守恒為c(Cl-)=c(NH)+c(NH3H2O),二者結(jié)合可得:c(H+)=c(OH-)+c(NH3H2O),故A項錯誤;當a=6時,pH=6的HCl溶液稀釋10倍后,其pH<7,不會等于7,故B項錯誤;pH=2的HF溶液與pH=12的NaOH溶液以體積比1∶1混合后,HF過量,溶液顯酸性,則c(H+)>c(OH-),故C項錯誤;氫氧化鈉抑制了水的電離,次氯酸鈉溶液中次氯酸根離子水解促進了水的電離,則水的電離程度:①<②,故D項正確。
7.(xx河南鄭州質(zhì)檢)25 ℃時,用濃度為0.100 0 molL-1的NaOH溶液分別滴定20.00 mL濃度均為0.100 0 molL-1的三種酸HX、HY、HZ,滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A.在相同溫度下,同濃度的三種酸溶液的導(dǎo)電能力順序:HZc(Y-)>c(OH-)>c(H+)
D.HY與HZ混合,達到平衡時:c(H+)=+c(Z-)+c(OH-)
解析:選B。A項,在相同溫度下,同濃度的三種酸溶液的酸性:HXc(HCO)>c(OH-)>c(H+)>c(CO)
(3)增大
(4)小于 c(NH)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
(5)10-12 mol/L
9.(xx山東青島一模)工廠中用稀硫酸浸泡某礦石后的溶液中,除了含有大量硫酸外,還含有少量NH、Fe3+、AsO、Cl-。為除去雜質(zhì)離子,部分操作流程如下:
請回答問題:
(1)用稀硫酸浸泡礦石后的溶液中,硫酸的濃度為4.9 gL-1,則該溶液的pH約為________。
(2)NH在用稀硫酸浸泡某礦石后的溶液中以(NH4)2SO4和NH4Cl的形式存在。現(xiàn)有一份(NH4)2SO4溶液,一份NH4Cl溶液,(NH4)2SO4溶液中c(NH)恰好是NH4Cl溶液中c(NH)的2倍,則c[(NH4)2SO4]________c(NH4Cl)(填“<”、“=”或“>”)。
(3)隨著向廢液中投入生石灰(忽略溶液溫度的變化),溶液中c(NH3H2O)/c(OH-)的值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)投入生石灰調(diào)節(jié)pH=2~3時,大量沉淀的主要成分為CaSO42H2O[含有少量Fe(OH)3],提純CaSO42H2O的主要操作步驟:向沉淀中加入過量________,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、________。
(5)25 ℃時,H3AsO4的電離常數(shù)為K1=5.610-3,K2=1.710-7,K3=4.010-12。當溶液pH調(diào)節(jié)到8~9時,沉淀的主要成分為Ca3(AsO4)2。
①pH調(diào)節(jié)到8左右Ca3(AsO4)2才開始沉淀的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②Na3AsO4第一步水解的平衡常數(shù)數(shù)值為________。
③已知:AsO+2I-+2H+===AsO+I2+H2O,SO2+I2+2H2O===SO+2I-+4H+。上述兩個反應(yīng)中還原性最強的微粒是________。
解析:(1)硫酸的濃度為4.9 gL-1,則其物質(zhì)的量濃度為0.05 molL-1,則溶液中c(H+)=0.1 molL-1,故溶液的pH=1。(2)離子濃度越小,水解程度越大,題中(NH4)2SO4溶液中c(NH)恰好是NH4Cl溶液中c(NH)的2倍,所以c[(NH4)2SO4]I->AsO。
答案:(1)1 (2)< (3)減小 (4)稀硫酸 干燥
(5)①H3AsO4是弱酸,當溶液pH調(diào)節(jié)到8左右,c(AsO)增大,Ca3(AsO4)2開始沉淀?、?.510-3?、跾O2
10.(xx江西南昌高三調(diào)研)25 ℃時,某些弱酸的電離平衡常數(shù)如下:
化學(xué)式
CH3COOH
H2CO3
HClO
電離平衡
常數(shù)
1.810-5
K1=4.310-7
K2=5.610-11
3.010-8
回答下列問題:
(1)物質(zhì)的量濃度為0.1 molL-1的下列四種物質(zhì):
a.Na2CO3,b.NaClO,c.CH3COONa,d.NaHCO3,
pH由大到小的順序是________________________________________________________________________(填編號)。
(2)常溫下0.1 molL-1的CH3COOH溶液加水稀釋過程中,下列表達式的數(shù)據(jù)一定變小的是________。
A.c(H+) B.
C.c(H+)c(OH-) D.
(3)體積為10 mL pH=2的醋酸溶液與一元酸HX溶液分別加水稀釋至1 000 mL,稀釋過程pH變化如圖。則HX的電離平衡常數(shù)________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常數(shù),理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
稀釋后,HX溶液中水電離出來的c(H+)________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液中水電離出來的c(H+),理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)25 ℃時,CH3COOH與CH3COONa的混合溶液,若測得混合液pH=6,則溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=__________________(填準確數(shù)值)。
解析:(1)觀察電離平衡常數(shù)可知酸性為CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO,而這些酸失去氫離子后水解能力卻正好相反,所以得出pH大小順序為a>b>d>c。(2)醋酸是弱電解質(zhì),稀釋后電離程度增大,但CH3COOH、CH3COO-、H+濃度都是減小的,OH-濃度是增大的,且CH3COOH濃度減少最多,因此A項正確。(3)稀釋相同倍數(shù),HX溶液的pH變化比CH3COOH溶液的大,說明HX的酸性強,則其電離平衡常數(shù)大;HX酸性強于CH3COOH,稀釋后HX溶液中的c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),所以對水的電離的抑制能力減弱。(4)根據(jù)電荷守恒得 c(CH3COO-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=10-6 molL-1-10-8 molL-1=9.910-7 molL-1。
答案:(1)a>b>d>c (2)A (3)大于 稀釋相同倍數(shù),HX溶液的pH變化比CH3COOH溶液的大,說明HX的酸性強,則其電離平衡常數(shù)大 大于 HX酸性強于CH3COOH,稀釋后HX溶液中的c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),所以對水的電離的抑制能力減弱 (4)9.910-7 molL-1
11.(xx高考山東卷)毒重石的主要成分為BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)),實驗室利用毒重石制備BaCl22H2O的流程如下:
(1)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,目的是__________________________。實驗室用37%的鹽酸配制15%的鹽酸,除量筒外還需使用下列儀器中的________。
a.燒杯 b.容量瓶 c.玻璃棒 d.滴定管
(2)加入NH3H2O調(diào)pH=8可除去________(填離子符號),濾渣Ⅱ中含________________(填化學(xué)式)。加入H2C2O4時應(yīng)避免過量,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ca2+
Mg2+
Fe3+
開始沉淀時的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀時的pH
13.9
11.1
3.2
已知:Ksp(BaC2O4)=1.610-7,Ksp(CaC2O4)=2.310-9
(3)利用間接酸堿滴定法可測定Ba2+的含量,實驗分兩步進行。
已知:2CrO+2H+===Cr2O+H2O Ba2++CrO===BaCrO4↓
步驟Ⅰ:移取x mL一定濃度的Na2CrO4溶液于錐形瓶中,加入酸堿指示劑,用b molL-1鹽酸標準液滴定至終點,測得滴加鹽酸的體積為V0 mL。
步驟Ⅱ:移取y mL BaCl2溶液于錐形瓶中,加入x mL與步驟Ⅰ相同濃度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸堿指示劑,用b molL-1鹽酸標準液滴定至終點,測得滴加鹽酸的體積為V1 mL。
滴加鹽酸標準液時應(yīng)使用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的________(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的濃度為________molL-1。若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時有少量待測液濺出,Ba2+濃度測量值將________(填“偏大”或“偏小”)。
解析:(1)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,目的是增大與鹽酸的接觸面積,加快反應(yīng)速率。實驗室配制一定質(zhì)量分數(shù)的溶液時,需用到的儀器是量筒、燒杯和玻璃棒。(2)由流程圖和表中數(shù)據(jù)可知,pH=8時,可除去Fe3+;調(diào)節(jié)pH=12.5時,Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,故濾渣Ⅱ中含有Mg(OH)2和Ca(OH)2;加入H2C2O4的目的是除去溶液中剩余的Ca2+,使Ca2+(aq)+C2O(aq)===CaC2O4(s),當H2C2O4過量時,也可能使c(Ba2+)c(C2O)>Ksp(BaC2O4),而生成BaC2O4沉淀,導(dǎo)致產(chǎn)品BaCl22H2O的量減少。(3)由方程式2CrO+2H+===Cr2O+H2O知,步驟Ⅰ中加入的CrO的總物質(zhì)的量為b molL-1 L= mol。步驟Ⅱ中,加入BaCl2充分反應(yīng)后,剩余的CrO的物質(zhì)的量為b molL-1 L= mol,與Ba2+反應(yīng)的CrO的物質(zhì)的量為 mol- mol= mol,由方程式Ba2++CrO===BaCrO4↓得,n(Ba2+)=n(CrO),所以BaCl2溶液的濃度:c(BaCl2)== molL-1。若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時,有少量待測液濺出,造成V1的用量減小,所以的測量值將偏大。
答案:(1)增大接觸面積從而使反應(yīng)速率加快 ac
(2)Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4過量會導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,產(chǎn)品產(chǎn)量減少
(3)上方 偏大
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