2020届一轮复习人教版水溶液中的离子平衡作业

2020届一轮复习人教版水溶液中的离子平衡作业

水溶液中的离子平衡 ‎1．常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是(　　)‎ A．Ka2(H2X)的数量级为10－6‎ B．曲线N表示pH与lg的变化关系 C．NaHX溶液中c(H＋)>c(OH－)‎ D．当混合溶液呈中性时，c(Na＋)>c(HX－)>c(X2－)>c(OH－)＝c(H＋)‎ 答案　 D 解析　己二酸为二元弱酸，当横坐标为0.0时对应M、N两线的pH分别约为5.4和4.4，由第一步电离远远大于第二步电离可知第一步电离时己二酸pH更小，所以N为第一步电离，即曲线N表示pH与lg 的变化关系，B正确；由上述分析可知曲线M为己二酸的第二步电离，则当lg ＝0.0时，Ka2(H2X)＝＝c(H＋)≈10－5.4＝100.6×10－6，A正确；NaHX溶液中，＜1，则lg＜0，此时溶液pH＜5.4，溶液呈酸性，所以c(H＋)＞c(OH－)，C正确；由以上分析可知，HX－‎ 的电离程度大于其水解程度，故当溶液呈中性时，c(Na2X)＞c(NaHX)，溶液中各离子浓度大小关系为c(Na＋)＞c(X2－)＞c(HX－)＞c(OH－)＝c(H＋)，D错误。‎ ‎2．在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是(　　)‎ A．Ksp(CuCl)的数量级为10－7‎ B．除Cl－反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl C．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好 D．2Cu＋===Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全 答案　 C 解析　当－lg＝0时，lg约为－7，即c(Cl－)＝1 mol·L－1，c(Cu＋)＝10－7 mol·L－1，因此Ksp(CuCl)的数量级为10－7，A正确；分析生成物CuCl的化合价可知，Cl元素的化合价没有发生变化，Cu元素由0价和＋2价均变为＋1价，因此参加该反应的微粒为Cu、Cu2＋和Cl－，生成物为CuCl，则反应的离子方程式为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl，B正确；铜为固体，只要满足反应用量，Cu的量对除Cl－效果无影响，C错误；2Cu＋===Cu2＋＋Cu的平衡常数K＝，可取图像中的c(Cu＋)＝c(Cu2＋)＝1×10－6 mol·L－1代入平衡常数的表达式中计算，即K＝‎ ＝1×106 L·mol－1>105，因此平衡常数很大，反应趋于完全，D正确。‎ ‎3．(双选)常温下，Ka(HCOOH)＝1.77×10－4，Ka(CH3COOH)＝1.75×10－5，Kb(NH3·H2O)＝1.76×10－5，下列说法正确的是(　　)‎ A．浓度均为0.1 mol·L－1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和：前者大于后者 B．用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点，消耗NaOH溶液的体积相等 C．0.2 mol·L－1 HCOOH与0.1 mol·L－1 NaOH等体积混合后的溶液中：c(HCOO－)＋c(OH－)＝c(HCOOH)＋c(H＋)‎ D．0.2 mol·L－1 CH3COONa与0.1 mol·L－1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7)：c(CH3COO－)>c(Cl－)>c(CH3COOH)>c(H＋)‎ 答案　 AD 解析　相同浓度的HCOONa和NH4Cl溶液，水解程度NH大于HCOO－，根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOO－)＋c(OH－)，c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，可比较c(Na＋)＋c(H＋)和c(Cl－)＋c(OH－)，c(Na＋)＝c(Cl－)，又根据NH和HCOO－的水解程度得HCOONa中的c(H＋)大于NH4Cl溶液中c(OH－)，所以阳离子浓度之和，前者大于后者，A正确；用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液，因为CH3COOH的酸性弱于HCOOH，CH3COOH消耗NaOH溶液的体积比HCOOH的大，B错误；根据电荷守恒c(HCOO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，c(Na＋)>c(HCOOH)，C错误；反应后溶液相当于相同浓度的CH3COOH、CH3COONa、NaCl溶液的混合物，溶液显酸性，c(CH3COO－)>0.05 mol·L－1，c(CH3COOH)<0.05 mol·L－1，c(Cl－)＝0.05 mol·L－1，c(CH3COO－)＞c(Cl－)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)，D正确。‎ ‎4．室温下，用相同浓度的NaOH溶液，分别滴定浓度均为0.1 mol·L－1‎ 的三种酸(HA、HB和HD)溶液，滴定曲线如图所示，下列判断错误的是(　　)‎ A．三种酸的电离常数关系：KHA>KHB>KHD B．滴定至P点时，溶液中：c(B－)>c(Na＋)>c(HB)>c(H＋)>c(OH－)‎ C．pH＝7时，三种溶液中：c(A－)＝c(B－)＝c(D－)‎ D．当中和百分数达100%时，将三种溶液混合后：c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＝c(OH－)－c(H＋)‎ 答案　 C 解析　浓度均为0.1 mol·L－1的HA、HB和HD三种酸溶液的pH不同，pH越小，则酸的电离常数越大，A正确；滴定至P点时，所得溶液为等物质的量浓度的HB与NaB的混合溶液，溶液显酸性，说明HB的电离程度强于B－的水解程度，故c(B－)>c(Na＋)>c(HB)>c(H＋)>c(OH－)，B正确；pH＝7时，三种溶液中：c(A－)>c(B－)>c(D－)，C错误；根据质子守恒知D正确。‎ ‎5．(双选)H2C2O4为二元弱酸。20 ℃时，配制一组c(H2C2O4)＋c(HC2O)＋c(C2O)＝0.100 mol·L－1的H2C2O4和NaOH混合溶液，溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化曲线如图所示。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是(　　)‎ A．pH＝2.5的溶液中：c(H2C2O4)＋c(C2O)>c(HC2O)‎ B．c(Na＋)＝0.100 mol·L－1的溶液中：c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(OH－)＋c(C2O)‎ C．c(HC2O)＝c(C2O)的溶液中：c(Na＋)>0.100 mol·L－1＋c(HC2O)‎ D．pH＝7.0的溶液中：c(Na＋)>2c(C2O)‎ 答案　 BD 解析　由题图知pH＝2.5时，c(HC2O)>0.08 mol·L－1，则c(C2O)＋c(H2C2O4)<0.02 mol·L－1，A错误；当c(Na＋)＝0.100 mol·L－1时，溶液的溶质恰好为NaHC2O4，依据质子守恒知，B正确；依据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HC2O)＋2c(C2O)＋c(OH－)，又c(HC2O)＋c(C2O)＋c(H2C2O4)＝0.100 mol·L－1，c(HC2O)＝c(C2O)，故2c(C2O)＝0.100 mol·L－1－c(H2C2O4)，c(Na＋)＋c(H＋)＝0.100 mol·L－1－c(H2C2O4)＋c(HC2O)＋c(OH－)，c(Na＋)＝0.100 mol·L－1＋c(HC2O)－{c(H2C2O4＋[c(H＋)－c(OH－)]}，因为c(H2C2O4)>0，由题图知c(H＋)－c(OH－)>0，则c(Na＋)<0.100 mol·L－1＋c(HC2O)，C错误；由电荷守恒知，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HC2O)＋2c(C2O)＋c(OH－)，pH＝7.0时有：c(Na＋)＝c(HC2O)＋2c(C2O)，c(Na＋)>2c(C2O)，D正确。‎ ‎6．苯甲酸钠(，缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A－。已知25 ℃时，HA的Ka＝6.25×10－5，H2CO3的Ka1＝4.17×10－7，Ka2＝4.90×10－11。在生产碳酸饮料的过程中，除了添加NaA外，还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是(温度为25 ℃，不考虑饮料中其他成分)(　　)‎ A．相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料的抑菌能力较低 B．提高CO2充气压力，饮料中c(A－)不变 C．当pH为5.0时，饮料中＝0.16‎ D．碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为：c(H＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(OH－)－c(HA)‎ 答案　 C 解析　根据题中所给的电离平衡常数可知，酸性：HA>H2CO3>HCO。碳酸饮料因充有CO2而使HA的电离受到抑制，故相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料中HA的浓度较大，抑菌能力较强，A错误；提高CO2充气压力，CO2的溶解度增大，HA的电离平衡左移，c(A－)减小，B错误；因为HAH＋＋A－，Ka＝c(H＋)·c(A－)/c(HA)，故c(HA)/c(A－)＝c(H＋)/Ka＝10－5/(6.25×10－5)＝0.16，C正确；依据溶液中电荷守恒可知：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)＋c(A－)，结合物料守恒：c(Na＋)＝c(A－)＋c(HA)，所以，c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)－c(HA)，D错误。‎ ‎7．室温下向10 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L－1的一元酸HA，溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．a点所示溶液中c(Na＋)>c(A－)>c(H＋)>c(HA)‎ B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同 C．pH＝7时，c(Na＋)＝c(A－)＋c(HA)‎ D．b点所示溶液中c(A－)>c(HA)‎ 答案　 D 解析　加入10 mL一元酸HA溶液时，恰好中和，但溶液的pH为8.7，说明HA为弱酸，a点表示NaA溶液，A－＋H2OHA＋OH－，存在A－的水解溶液显碱性，应有c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(HA)>c(H＋)，A错误；a点水的电离受到促进，b点为等物质的量浓度的NaA和HA的混合溶液，溶液呈酸性的原因是HA的电离程度大于A－的水解程度，故c(A－)>c(HA)，总的来看水的电离受到了抑制，B错误，D正确；由溶液中电荷守恒可知c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，溶液呈中性，即c(H＋)＝c(OH－)，则可知c(Na＋)＝c(A－)，C错误。‎ ‎8．室温下，将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液，向溶液中加入下列物质，有关结论正确的是(　　)‎ 答案　 B 解析　0.05 mol Na2CO3与50 mL 1 mol·L－1 H2SO4恰好完全反应生成Na2SO4，c(Na＋)＝2c(SO)，A错误；0.05 mol Na2CO3与0.05 mol CaO二者完全反应：Na2CO3＋CaO＋H2O===CaCO3↓＋2NaOH，原Na2CO3溶液中：CO＋H2OHCO＋OH－平衡逆向移动，使c(HCO)减小，溶液中c(OH－)增大，二者比值增大，B正确；在碳酸钠溶液中加水，CO的水解程度增大，但由水电离出的c(H＋)·c(OH－)将减小，C错误；在碳酸钠溶液中加入NaHSO4固体，溶液中c(Na＋)必然增大，D错误。‎ ‎9．下列曲线中，可以描述乙酸(甲，Ka＝1.8×10－5)和一氯乙酸(乙，Ka＝1.4×10－3)在水中的电离度与浓度关系的是(　　)‎ 答案　 B 解析　根据乙酸和一氯乙酸的电离常数可判断一氯乙酸酸性大于乙酸，即两酸浓度相同时，一氯乙酸电离度大于乙酸，且弱酸的浓度越大，其电离度越小，B正确。‎ ‎10．(1)为测定产品(无水MgBr2)的纯度，可用EDTA(简写为Y4－)标准溶液滴定，反应的离子方程式：Mg2＋＋Y4－===MgY2－‎ ‎①滴定前润洗滴定管的操作方法是 ‎________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎②测定前，先称取0.2500 g无水MgBr2产品，溶解后，用0.0500 mol·L－1的EDTA标准溶液滴定至终点，消耗EDTA标准溶液26.50 mL，则测得无水MgBr2产品的纯度是________(以质量分数表示)。‎ ‎(2)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2＋的含量，实验分两步进行。‎ 已知：2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O；‎ Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓。‎ 步骤Ⅰ：移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V0 mL。‎ 步骤Ⅱ：移取y mL BaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2＋完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1 mL。‎ 滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的________(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为________mol·L－1。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2＋浓度测量值将________(填“偏大”或“偏小”)。‎ ‎(3)若酸性FeCl2废液中c(Fe2＋)＝2.0×10－2 mol·L－1，c(Fe3＋)＝1.0×10－3 mol·L－1，c(Cl－)＝5.3×10－2 mol·L－1，则该溶液的pH约为________________。‎ ‎(4)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下：‎ 已知：滴定时反应的化学方程式为SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI ‎①按上述方案实验，消耗标准I2溶液25.00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为________g·L－1。‎ ‎②在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。‎ 答案　 (1)①从滴定管上口加入少量待装液，倾斜着转动滴定管，使液体润湿内壁，然后从下部放出，重复2～3次　②97.5%‎ ‎(2)上方　　偏大 ‎(3)2‎ ‎(4)①0.16　②偏低 解析　(1)②n(EDTA)＝n(MgBr2)＝26.50 mL×0.0500 mol·L－1×10－3 L·mL－1＝0.001325 mol，‎ m(MgBr2)＝0.001325 mol×184 g·mol－1＝0.2438 g，纯度为×100%≈97.5%。‎ ‎(2)由关系式：CrO～H＋、CrO～Ba2＋可知，与Ba2＋结合生成BaCrO4沉淀的Na2CrO4的物质的量等于(V0－V1) mL盐酸中HCl的物质的量，故BaCl2溶液的浓度为。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，则步骤Ⅱ中测得滴加盐酸的体积偏小，导致Ba2＋浓度测量值偏大。‎ ‎(3)根据电荷守恒：‎ ‎2c(Fe2＋)＋3c(Fe3＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)‎ c(H＋)＝c(Cl－)－2c(Fe2＋)－3c(Fe3＋)＝5.3×10－2 mol·L－1－2×2.0×10－2 mol·L－1－3×1.0×10－3 mol·L－1＝1.0×10－2 mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝2。‎ ‎(4)①100.00 mL葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量n(SO2)＝n(I2)＝0.01000 mol·L－1×25.00×10－3 L＝2.5×10－4 mol，则1 L样品中抗氧化剂的残留量为2.5×10－4 mol×10×64 g·mol－1＝0.16 g。‎ ‎②若有部分HI被氧化，则实验过程中消耗标准I2溶液偏少，测定结果会偏低。‎ ‎11．(1)联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为________(已知：N2H4＋H＋N2H的K＝8.7×107；Kw＝1.0×10－14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为____________________。‎ ‎(2)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料。回答下列问题：‎ 氨的水溶液显弱碱性，其原因为__________________(用离子方程式表示)；0.1 mol·L－1的氨水中加入少量NH4Cl固体，溶液的pH________(填“升高”或“降低”)；若加入少量明矾，溶液中NH的浓度________(填“增大”或“减小”)。‎ ‎(3) 25 ℃，两种酸的电离平衡常数如表。‎ Ka1‎ Ka2‎ H2SO3‎ ‎1.3×10－2‎ ‎6.3×10－8‎ H2CO3‎ ‎4.2×10－7‎ ‎5.6×10－11‎ ‎①HSO的电离平衡常数表达式K＝________。‎ ‎②0.10 mol·L－1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________________________。‎ ‎③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为____________________________________。‎ ‎(4)①H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式______________________________。‎ ‎②NaH2PO2为________(填“正盐”或“酸式盐”)，其溶液显________(填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。‎ 答案　 (1)8.7×10－7　N2H6(HSO4)2‎ ‎(2)NH3·H2ONH＋OH－　降低　增大 ‎(3)① ‎②c(Na＋)>c(SO)>c(OH－)>c(HSO)>c(H＋)(或[Na＋]>[SO]>[OH－]>[HSO]>[H＋])‎ ‎③H2SO3＋HCO===HSO＋CO2↑＋H2O ‎(4)①H3PO2H＋＋H2PO ‎②正盐　弱碱性 解析　(1)N2H4的第一步电离的方程式为N2H4＋H2ON2H＋OH－，则电离常数Kb＝‎ ＝＝‎ ＝K·Kw＝8.7×107×1.0×10－14＝8.7×10－7。联氨是二元弱碱，其与硫酸形成的酸式盐为N2H6(HSO4)2。‎ ‎(2)氨气溶于水生成一水合氨，一水合氨为弱电解质，它部分电离产生NH和OH－，使溶液显碱性；若加入少量氯化铵固体，则铵根离子浓度增大，使一水合氨的电离平衡逆向移动，c(OH－)减小，pH降低；若加入少量明矾，因Al3＋与OH－反应，使一水合氨的电离平衡正向移动，则c(NH)增大。‎ ‎(3)①HSOH＋＋SO，其电离平衡常数表达式K＝ ‎。②Na2SO3溶液由于SO水解而呈碱性，离子浓度大小顺序为c(Na＋)>c(SO)>c(OH－)>c(HSO)>c(H＋)。③由于H2SO3的Ka2小于H2CO3的Ka1，则H2SO3溶液与NaHCO3溶液反应后H2SO3转化为HSO而不是SO，离子方程式为H2SO3＋HCO===HSO＋H2O＋CO2↑。‎ ‎(4)①因为H3PO2是一元中强酸，只有部分发生电离，电离方程式为H3PO2H＋＋H2PO。‎ ‎②根据H3PO2是一元中强酸，可以判断NaH2PO2是正盐，属于弱酸强碱盐，因H2PO水解而使溶液呈弱碱性。‎