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2019-2020年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 單元評(píng)估檢測(cè)(7)水溶液中的離子平衡(含解析)
一、選擇題(本題包括7小題,每小題6分,共42分)
1.一定溫度下,水存在H2OH++OH- ΔH=Q(Q>0)的平衡,下列敘述一定正確的是( )
A.向水中滴入少量稀鹽酸,平衡逆向移動(dòng),KW減小
B.將水加熱,KW增大,pH減小
C.向水中加入少量固體CH3COONa,平衡逆向移動(dòng),c(H+)降低
D.向水中加入少量固體硫酸鈉,c(H+)=10-7molL-1,KW不變
【解析】選B。A項(xiàng),KW只與溫度有關(guān);B項(xiàng)正確;C項(xiàng),加入CH3COONa,促進(jìn)水的電離,溶液呈堿性;D項(xiàng),該題沒(méi)有指明是常溫下,所以c(H+)不一定等于10-7molL-1。
2.(xx玉溪模擬)25℃時(shí),KW=1.010-14;100℃時(shí),KW=1.010-12,下列說(shuō)法正確的是( )
A.100℃時(shí),pH=12的NaOH溶液和pH=2的H2SO4恰好中和,所得溶液的pH=7
B.25℃時(shí),0.2 molL-1Ba(OH)2溶液和0.2 molL-1HCl等體積混合,所得溶液的pH=7
C.25℃時(shí),0.2 molL-1NaOH溶液與0.2 molL-1CH3COOH恰好中和,所得溶液的pH=7
D.25℃時(shí),pH=12的氨水和pH=2的H2SO4等體積混合,所得溶液的pH>7
【解析】選D。強(qiáng)酸強(qiáng)堿恰好中和后,應(yīng)呈中性,在100℃時(shí)pH=6,A不正確;氫氧化鋇是二元強(qiáng)堿,氫氧化鋇過(guò)量,溶液顯堿性,B不正確;醋酸是弱酸,C中恰好反應(yīng),生成醋酸鈉水解,溶液顯堿性,C不正確;氨水是弱堿,D中氨水過(guò)量,溶液顯堿性,D正確。
3.某一溫度下,體積和pH都相同的鹽酸和氯化銨溶液加水稀釋時(shí)的pH變化曲線如圖所示,下列判斷正確的是( )
A.a、c兩點(diǎn)溶液的導(dǎo)電能力相同
B.b點(diǎn)溶液中c(H+)+c(NH3H2O)=c(OH-)
C.用等濃度NaOH溶液和等體積b、c處溶液反應(yīng),消耗NaOH溶液體積Vb=Vc
D.a、b、c三點(diǎn)溶液中水的電離程度a>b>c
【解析】選D。鹽酸溶液中的氫離子主要是鹽酸電離出來(lái)的,鹽酸完全電離,體積和pH都相同的鹽酸和氯化銨溶液加水稀釋的過(guò)程中,鹽酸不能繼續(xù)電離,鹽酸溶液中氫離子濃度變化大;水解是微弱的,氯化銨溶液中銨根離子可繼續(xù)水解,溶液中的氫離子濃度變化小,所以含c點(diǎn)的pH變化曲線是鹽酸溶液的,含a、b點(diǎn)的pH變化曲線是氯化銨溶液的。a、c兩點(diǎn)溶液的離子濃度不一樣,所以導(dǎo)電能力不一樣,故A錯(cuò)誤;b點(diǎn)溶液中,根據(jù)質(zhì)子守恒,得出c(OH-)+c(NH3H2O)=c(H+),故B錯(cuò)誤;用等濃度NaOH溶液和等體積b、c處溶液反應(yīng),消耗NaOH溶液體積Vb>Vc,故C錯(cuò)誤;鹽酸電離出的氫離子抑制了水的電離,所以c點(diǎn)溶液中水的電離程度最?。凰獯龠M(jìn)水的電離,由于氯化銨溶液中的氫離子來(lái)自銨根離子水解生成的氫離子,氫離子濃度越大,說(shuō)明水解程度越大,水的電離程度越大,a點(diǎn)的pH小于b點(diǎn)的pH,說(shuō)明a點(diǎn)酸性大于b點(diǎn)酸性、a點(diǎn)氫離子濃度大于b點(diǎn)氫離子濃度,所以a、b兩點(diǎn)溶液中水的電離程度a>b,綜上所述a、b、c三點(diǎn)溶液中水的電離程度a>b>c,故D正確。
【易錯(cuò)提醒】鹽的水解會(huì)促進(jìn)水的電離,任何水溶液中水電離的c(H+)等于水電離的c(OH-),在pH=4的NH4Cl溶液中,c(H+)=10-4molL-1均來(lái)自水的電離,水電離的c(OH-)也是10-4molL-1,多數(shù)被N結(jié)合。
4.(xx泉州模擬)取0.2 molL-1HX溶液與0.2 molL-1NaOH溶液等體積混合(忽略混合后溶液體積的變化),測(cè)得混合溶液的pH=8(25℃),則下列說(shuō)法(或關(guān)系式)正確的是( )
A.混合溶液中由水電離出的c(OH-)=110-8molL-1
B.c(Na+)=c(X-)+c(HX)=0.2 molL-1
C.c(Na+)-c(X-)=9.910-7molL-1
D.c(OH-)-c(HX)=c(H+)=110-6molL-1
【解析】選C。酸和堿恰好反應(yīng),但溶液顯堿性,說(shuō)明HX是弱酸,生成物NaX水解。A不正確,混合溶液中由水電離出的c(OH-)=110-6molL-1;B不正確,應(yīng)該是c(Na+)=c(X-)+c(HX)=0.1 molL-1;D不正確,應(yīng)該是c(OH-)-c(HX)=c(H+)=110-8molL-1,答案選C。
【加固訓(xùn)練】(xx成都模擬)醋酸鋇[(CH3COO)2BaH2O]是一種媒染劑,下列是有關(guān)0.1 molL-1醋酸鋇溶液中粒子濃度的比較,其中錯(cuò)誤的是( )
A.c(Ba2+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(H+)+2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH)
D.2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
【解析】選A。A項(xiàng),應(yīng)為c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+);B項(xiàng),符合電荷守恒;C項(xiàng)符合質(zhì)子守恒;D項(xiàng)符合物料守恒。
5.排放進(jìn)河流中的工業(yè)廢水中如果含有大量的Cu2+,會(huì)對(duì)河流水體造成污染,故必須要除去。已知25℃時(shí),CuS的溶度積常數(shù)(Ksp)為1.310-36。常溫時(shí),下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4這個(gè)反應(yīng)是不能發(fā)生的,因?yàn)椴荒苡扇跛嶂茝?qiáng)酸
B.將足量CuSO4溶解在0.1 molL-1H2S溶液中,Cu2+的最大濃度為1.310-35molL-1
C.除去工業(yè)廢水中的Cu2+可以選用Na2S作沉淀劑
D.Cu2+會(huì)對(duì)河流水體造成污染的本質(zhì)原因是水中鹽度太大,造成生物細(xì)胞脫水
【解析】選C。A項(xiàng),CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4這個(gè)反應(yīng)能發(fā)生;B項(xiàng),將足量CuSO4溶解在0.1 molL-1H2S溶液中,生成CuS沉淀,溶液為CuSO4溶液,Cu2+的濃度遠(yuǎn)大于1.310-35molL-1;C項(xiàng)正確;D項(xiàng)Cu2+會(huì)對(duì)河流水體造成污染的本質(zhì)原因是會(huì)使蛋白質(zhì)變性,讓生物失去活性。
6.現(xiàn)有0.4 molL-1HA溶液和0.2 molL-1NaOH溶液等體積混合組成的混合溶液。下列有關(guān)推斷正確的是( )
A.若該溶液中HA的電離能力大于A-的水解能力,則有c(Na+)>c(A-)>c(HA)> c(H+)>c(OH-)
B.若該溶液中A-的水解能力大于HA的電離能力,則有c(A-)>c(HA)>c(Na+)> c(OH-)>c(H+)
C.無(wú)論該溶液呈酸性還是堿性,都有c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
D.無(wú)論該溶液呈酸性還是堿性,都有c(Na+)=c(A-)+c(HA)
【解析】選C。依題意知,混合溶液中c(HA)=0.1 molL-1,c(NaA)=0.1 molL-1。A項(xiàng),若HA的電離能力大于A-的水解能力:HAH++A-(主要),A-+H2OHA+OH-(次要),則溶液呈酸性:c(H+)>c(OH-)。由電荷守恒知,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),c(Na+)
c(Na+)>c(HA)> c(H+)>c(OH-),A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),HAH++A-(次要),A-+H2OHA+OH-(主要),溶液呈堿性:c(OH-)>c(H+),根據(jù)電荷守恒知,c(Na+)>c(A-),由于弱酸根離子的水解程度一般都很小,所以有c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),由溶液組成知,溶液中只存在H+、Na+、A-、OH-四種離子,由電荷守恒知,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),C項(xiàng)正確;D項(xiàng),根據(jù)物料守恒:c(HA)+c(A-)=2c(Na+),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【方法規(guī)律】比較離子濃度大小時(shí)緊扣兩個(gè)“微弱”
(1)弱電解質(zhì)(弱酸、弱堿、水)的電離是微弱的,且水的電離能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于弱酸和弱堿的電離能力。
(2)弱酸根離子或弱堿陽(yáng)離子的水解是微弱的。
7.(xx長(zhǎng)春模擬)已知HCN的電離常數(shù)K=6.210-10。用物質(zhì)的量都是0.1 mol的HCN和NaCN混合后配成1 L溶液,經(jīng)測(cè)定溶液呈堿性。則下列關(guān)系式正確的是( )
A.c(CN-)>c(Na+)
B.c(CN-)>c(HCN)
C.c(HCN)+c(CN-)=0.2 molL-1
D.c(CN-)+c(OH-)=0.1 molL-1
【解析】選C。A項(xiàng),根據(jù)溶液電中性的原則,溶液中存在c(CN-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),溶液呈堿性則有c(H+)c(CN-),故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),因c(Na+)=0.1 molL-1,依據(jù)物料守恒,c(CN-)+c(HCN)=2c(Na+),則c(CN-)+c(HCN)=0.2 molL-1,故C正確;D項(xiàng),c(CN-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),c(Na+)=0.1 molL-1,c(CN-)+c(OH-)>0.1 molL-1,故D錯(cuò)誤。
二、非選擇題(本題包括4小題,共58分)
8.(15分)(xx汕頭模擬)NaH2PO4、Na2HPO4可用于合成化工原料三聚磷酸鈉(Na5P3O10)。
(1)能說(shuō)明NaH2PO4溶液顯弱酸性的離子方程式為_(kāi)________________________。
(2)能說(shuō)明Na2HPO4溶液顯弱堿性的離子方程式為_(kāi)________________________。
(3)測(cè)定某三聚磷酸鈉試樣中Na5P3O10的含量可用間接滴定法,其流程如下:
樣品1.300 0 gH3PO4NaH2PO4配成100.00 mL溶液ANa2HPO4
①滴定時(shí)所用的指示劑X可為_(kāi)_______。
②NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)盛放在上圖所示的滴定管______(選填“甲”或“乙”)中。
③滴定實(shí)驗(yàn)記錄如下表(樣品中雜質(zhì)不與酸或堿反應(yīng))。
滴定
次數(shù)
待測(cè)溶液A的體積(mL)
0.100 0 molL-1NaOH溶液的體積
滴定前讀數(shù)(mL)
滴定后讀數(shù)(mL)
1
25.00
1.02
21.03
2
25.00
2.00
21.99
3
25.00
0.20
20.20
試計(jì)算樣品中Na5P3O10的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
【解析】(1)(2)H3PO4是三元中強(qiáng)酸,所形成的兩種酸式鹽,在水溶液中都能發(fā)生水解,但是同時(shí)也能發(fā)生電離,H2P的電離程度大于水解程度,即溶液顯示弱酸性;HP的水解程度大于電離程度,即溶液顯示弱堿性。
(3)①這是強(qiáng)堿滴定弱酸,當(dāng)生成Na2HPO4時(shí)溶液顯示堿性,故選擇在堿性范圍內(nèi)變色的指示劑即酚酞。②NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)盛放在堿式滴定管中。③三次使用的NaOH溶液的體積的平均值為20.00 mL,則n(NaOH)=20.00 mL10-3LmL-1
0.100 0 molL-1=0.002 mol,
根據(jù)關(guān)系式
Na5P3O10~3H3PO4~3NaH2PO4~3Na2HPO4~3NaOH
1 mol 3 mol
則n(Na5P3O10)=mol,原溶液中的Na5P3O10總量為4n(Na5P3O10),Na5P3O10的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=(4368)/1.300 0100%=75.5%。
答案:(1)H2PHP+H+
(2)HP+H2OH2P+OH-
(3)①酚酞?、谝摇、?5.5%
9.(15分)(xx濟(jì)寧模擬)亞磷酸(H3PO3)是二元酸,H3PO3溶液存在電離平衡:H3PO3H++H2P。亞磷酸與足量NaOH溶液反應(yīng),生成Na2HPO3。
(1)寫(xiě)出亞磷酸與少量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式:____________________。
(2)某溫度下,0.100 0 molL-1的H3PO3溶液pH的讀數(shù)為1.6,即此時(shí)溶液中c(H+)=2.510-2molL-1,除OH-之外其他離子的濃度由小到大的順序是______________________,該溫度下H3PO3電離平衡的平衡常數(shù)K=________。(H3PO3第二步電離忽略不計(jì),結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性,所得溶液中c(Na+)________c(H2P)+2c(HP)(填“>”“<”或“=”)。
【解析】(1)根據(jù)信息“H3PO3溶液存在電離平衡”可知,少量NaOH溶液與亞磷酸反應(yīng)的離子方程式為H3PO3+OH-H2P+H2O。(2)由信息“亞磷酸與足量NaOH溶液反應(yīng),生成Na2HPO3”可知,亞磷酸不能發(fā)生三級(jí)電離,故溶液中不存在P,又因?yàn)槿芤褐械腍+來(lái)自亞磷酸的一級(jí)、二級(jí)電離及H2O的電離,故溶液中H+的濃度最大,一級(jí)電離大于二級(jí)電離,故溶液中H2P的濃度大于HP的濃度。要計(jì)算該溫度下H3PO3電離平衡的平衡常數(shù),首先要得出溶液中H3PO3、H+、H2P的濃度大小,采用下列三段式求解:
H3PO3 H+ + H2P
起始濃度(molL-1) 0.100 0 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(molL-1) 2.510-2 2.510-2 2.510-2
平衡濃度(molL-1) 7.510-2 2.510-2 2.510-2
故K===8.310-3。(3)由于溶液中的c(H+)=c(OH-),根據(jù)溶液中電荷守恒可知c(Na+)=c(H2P)+2c(HP)。
答案:(1)H3PO3+OH-H2P+H2O
(2)c(HP)”)。
(2)已知常溫下Cu(OH)2的Ksp=210-20。又知常溫下某CuSO4溶液里c(Cu2+)=
0.02 molL-1,如果要生成Cu(OH)2沉淀,則應(yīng)調(diào)整溶液pH大于______________;要使0.2 molL-1的CuSO4溶液中Cu2+沉淀較為完全(使Cu2+濃度降至原來(lái)的千分之一),則應(yīng)向溶液里加NaOH溶液,使溶液pH為_(kāi)_________。
(3)10℃時(shí)加熱NaHCO3飽和溶液,測(cè)得該溶液的pH發(fā)生如下變化:
溫度/℃
10
20
30
加熱煮沸后冷卻到50℃
pH
8.3
8.4
8.5
8.8
在分析該溶液pH增大的原因時(shí),甲同學(xué)認(rèn)為是升高溫度HC的水解程度增大所致;乙同學(xué)認(rèn)為是溶液中升高溫度NaHCO3受熱分解生成Na2CO3,C水解所致。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案給甲和乙兩位同學(xué)的說(shuō)法以評(píng)判(包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論)______________________________________________________。
【解析】(1)醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+平衡,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,平衡右移,所以醋酸溶液中c(H+)變化速率慢,所以B表示醋酸;pH由2升高到4時(shí),醋酸提供的H+的物質(zhì)的量多,消耗的Zn多;(2)依Ksp=c(Cu2+)c2(OH-)可知,c2(OH-)=,c(OH-)=10-9molL-1;(OH-)=(mol2L-2),c0(OH-)=10-8molL-1;(3)甲與乙的區(qū)別就是是否有C生成,本題就轉(zhuǎn)化為檢驗(yàn)溶液中是否有C。
答案:(1)B < (2)5 6
(3)向溶液中加入足量BaCl2(或CaCl2)溶液,如果無(wú)白色沉淀生成說(shuō)明甲正確,有白色沉淀生成說(shuō)明乙正確
11.(16分)按要求回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)室中通常用NaOH溶液進(jìn)行洗氣和提純,當(dāng)用100 mL 3 molL-1的NaOH溶液吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L CO2時(shí),所得溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)開(kāi)_____________________________。
(2)常溫下,向一定體積的0.1 molL-1的醋酸溶液中加水稀釋后,下列說(shuō)法正確的是________。
A.溶液中導(dǎo)電粒子的數(shù)目減少
B.醋酸的電離程度增大,c(H+)亦增大
C.溶液中不變
D.溶液中減小
(3)常溫下將0.15 molL-1的稀硫酸V1mL與0.1 molL-1的NaOH溶液V2mL混合,所得溶液的pH為1,則V1∶V2=________(溶液體積的變化忽略不計(jì))。
(4)常溫下,濃度均為0.1 molL-1的下列五種溶液的pH如表所示:
溶質(zhì)
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
NaCN
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
11.1
①根據(jù)表中數(shù)據(jù),將濃度均為0.01 molL-1的下列四種酸的溶液分別稀釋100倍,pH變化最小的是________。
A.HCN B.HClO
C.H2CO3 D.CH3COOH
②根據(jù)以上數(shù)據(jù),判斷下列反應(yīng)可以成立的是___________。
A.CH3COOH+Na2CO3NaHCO3+CH3COONa
B.CH3COOH+NaCNCH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaClONa2CO3+2HClO
D.NaHCO3+HCNNaCN+H2O+CO2↑
(5)幾種離子開(kāi)始沉淀時(shí)的pH如下表:
離子
Fe2+
Cu2+
Mg2+
pH
7.6
5.2
10.4
當(dāng)向含相同濃度Cu2+、Mg2+和Fe2+的溶液中滴加NaOH溶液時(shí),____________(填離子符號(hào))先沉淀,Ksp[Fe(OH)2]________Ksp[Mg(OH)2](填“>”“=”或“<”)。
【解析】(1)根據(jù)元素守恒:2n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=0.1 L3 molL-1,n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=0.2 mol,解得n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=0.1 mol。由于C的水解程度較大,溶液呈堿性,故離子濃度的大小關(guān)系為c(Na+)>c(HC)> c(C)>c(OH-)>c(H+)。
(2)加水稀釋促進(jìn)醋酸的電離,溶液中導(dǎo)電粒子的數(shù)目增多,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于溶液體積的增大比H+數(shù)目的增大程度大,H+的濃度降低,B項(xiàng)錯(cuò)誤;分子、分母同乘以c(H+)得=,為常數(shù),C項(xiàng)正確;隨著溶液的稀釋?zhuān)胶釩H3COOHCH3COO-+H+正向移動(dòng),當(dāng)溶液極稀時(shí),水電離出的H+不可忽略,則將逐漸減小,D項(xiàng)正確。
(3)=0.1,解得V1∶V2=1∶1。
(4)從鹽溶液的pH可知,對(duì)應(yīng)酸的電離能力(酸性強(qiáng)弱):CH3COOH>H2CO3>HClO> HCN>HC。
①0.01 molL-1的溶液稀釋過(guò)程中,pH變化最小的其酸性最弱,即HCN溶液的pH變化最小,A項(xiàng)正確。
②根據(jù)“強(qiáng)酸制弱酸”原理可知A、B兩項(xiàng)正確。
(5)根據(jù)離子開(kāi)始沉淀時(shí)的pH可知,Cu2+最先沉淀,F(xiàn)e2+、Mg2+沉淀時(shí),溶液中OH-的濃度分別為10-6.4molL-1、10-3.6molL-1,兩種難溶物的結(jié)構(gòu)相似,故Fe(OH)2的溶度積比Mg(OH)2小。
答案:(1)c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+)
(2)C、D (3)1∶1
(4)①A?、贏、B (5)Cu2+ <
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