高中化学第三章水溶液中的离子平衡水平测试含解析新人教版选修4
第三章 水平测试
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(本题包括16个小题，每小题仅有一个选项符合题意，每小题3分，共48分)1.下列各组物质全部是弱电解质的是( )
A.H2O、NH3·H2O、H3PO4、HF
B.Cu(OH)2、CH3COOH、C2H5OH、CH3COONa
C.H2SO3、Ba(OH)2、BaSO4
D.SO2、H2S、CO2
答案 A
解析 B项中，C2H5OH是非电解质，CH3COONa是强电解质；C项中，Ba(OH)2、BaSO4是强电解质；D项中SO2、CO2是非电解质。
2.盐MN溶于水存在如图所示的过程。下列有关说法中不正确的是( )
A.MN是强电解质
B.N－结合H＋的能力一定比OH－强
C.该过程使溶液中的c(OH－)>c(H＋)
D.溶液中存在c(HN)＝c(OH－)－c(H＋)
答案 B
解析 由图示看出，MN完全电离，MN是强电解质，A正确；图示只能说明HN为弱电解质，并不能说明结合H＋的能力N－比OH－强，B错误；由图知，N－与H＋结合生成HN，使水的电离平衡向右移动，c(OH－)>c(H＋)，C正确；根据质子守恒，c(OH－)＝c(HN)＋c(H＋)，即c(HN)＝c(OH－)－c(H＋)，D正确。
3.温度为25 ℃时，将0.23 g钠投入100 g水中充分反应，假设反应后溶液体积为100 mL，则该溶液的pH为( )
A.1 B．13 C．12 D．10
答案 B
解析 n(Na)＝＝0.01 mol，由2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，
得反应后溶液中n(NaOH)＝0.01 mol，则c(OH－)＝＝0.1 mol/L，
c(H＋)＝ mol/L＝10－13 mol/L，
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pH＝－lg 10－13＝13。
4.25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－，下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)减小
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw不变
C.向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)减小
D.将水加热，Kw增大，pH不变
答案 B
解析 A项，NH3·H2O是弱碱，加入氨水后c(OH－)增大，平衡逆向移动；B项，NaHSO4溶于水发生电离：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，c(H＋)增大，由于温度不变，故Kw不变；C项，向水中加入固体CH3COONa，CH3COO－结合H＋生成弱电解质，促进水的电离，使水的电离平衡正向移动，溶液呈碱性，c(H＋)减小；D项，升高温度，水的电离程度增大，Kw增大，pH减小。
5.下列事实不属于盐类水解应用的是( )
A.明矾、氯化铁晶体常用于净水
B.实验室通常在HCl气氛中加热MgCl2·6H2O制MgCl2
C.实验室配制FeCl3溶液时加入少量稀盐酸
D.实验室用Zn和稀H2SO4制氢气时加入少量CuSO4溶液
答案 D
解析 A项，因为明矾、氯化铁电离产生的Al3＋、Fe3＋发生水解反应：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋、Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋而用于吸附水中杂质；B项，加热时MgCl2发生水解，MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl，在HCl气氛中加热可抑制水解；C项，配制FeCl3溶液加入稀盐酸，是抑制Fe3＋水解；D项，制氢气加入CuSO4是形成原电池加快反应速率，不是水解反应。
6.下列说法正确的是( )
A.两难溶电解质作比较时，Ksp小的，溶解度一定小
B.欲使溶液中某离子沉淀完全，加入的沉淀剂应该是越多越好
C.所谓沉淀完全就是用沉淀剂将溶液中某一离子除净
D.欲使Ca2＋沉淀完全，选择Na2CO3作沉淀剂效果比Na2SO4好
答案 D
解析 结构类型不同的电解质Ksp小，溶解度不一定小，A错误；难溶电解质存在溶解平衡，应加入合适的沉淀剂使其溶度积最小，并不是越多越好，B错误；沉淀离子浓度小于1×10－5 mol/L即可认为被除净，C错误；Ksp(CaCO3)
c(NO)>c(Cl－)>c(I－)>c(Ag＋)
B.溶液中先产生的是AgI沉淀
C.AgCl的Ksp的数值为1.69×10－10
D.若在AgI悬浊液中滴加少量的KCl溶液，黄色沉淀不会转变成白色沉淀
答案 A
解析 Ksp(AgI)＝c(Ag＋)·c(I－)＝1.22×10－8×1.22×10－8≈1.49×10－16，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.30×10－5×1.30×10－5＝1.69×10－10，故C正确；由Ksp(AgI)c(I－)，故A不正确；在AgI悬浊液中滴加少量KCl溶液，AgI不会转化为AgCl，故D正确。
12.下列叙述正确的是( )
A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B.25 ℃时，等体积等浓度的硝酸与氨水混合后，溶液pH＝7
C.25 ℃时，0.1 mol·L－1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D.0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中，所得溶液中c(Cl－)＝c(I－)
答案 C
解析 CH3COOH在水溶液中存在如下平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，加入CH3COONa，增大了CH3COO－浓度，平衡逆向移动，CH3COOH电离程度减小，A项错误；二者完全反应后生成NH4NO3，NH水解导致溶液呈酸性，故反应后的溶液pH<7，B项错误；H2S溶液中，H2S不能完全电离，溶液中离子浓度小，导电能力弱，Na2S在溶液中完全电离，溶液中离子浓度大，导电能力强于同浓度的H2S溶液，C项正确；AgCl和AgI的Ksp不等，该溶液中c(Cl－)和c(I－)不可能相等，D项错误。
13.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变
B.CaCO3难溶于稀硫酸，也难溶于醋酸
C.在Na2S稀溶液中，c(H＋)＝c(OH－)－2c(H2S)－c(HS－)
D.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同
答案 C
解析 水的电离是吸热过程，升高温度促进水电离，浓硫酸在水中稀释放出热量，所以水的离子积常数变大，A错误；CaCO3与硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，阻止反应继续进行，而醋酸钙易溶于水，且酸性CH3COOH>H2CO3
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，所以碳酸钙难溶于稀硫酸，易溶于醋酸，B错误；根据质子守恒得c(H＋)＝c(OH－)－2c(H2S)－c(HS－)，C正确；氯化钠是强酸强碱盐，对水的电离无影响，醋酸铵是弱酸弱碱盐，促进水电离，D错误。
14. 如图是常温下向20.0 mL的盐酸中，逐滴加入0.10 mol·L－1 NaOH溶液时，溶液的pH随 NaOH溶液的体积V(mL)变化的曲线，根据图像所得的下列结论中正确的是( )
A.原盐酸的浓度为0.10 mol·L－1
B.x的值为2.0
C.pH＝12，V值为20.4
D.原盐酸的浓度为1.0 mol·L－1
答案 A
解析 当V(NaOH)＝0 mL时，盐酸溶液的pH＝1，因此c(HCl)＝0.10 mol·L－1，A正确，D错误；当反应后溶液pH＝7时，HCl与NaOH恰好完全反应，因此n(HCl)＝n(NaOH)，故V(NaOH)＝20.0 mL，B错误；当反应后溶液pH＝12时，＝1×10－2 mol·L－1，解得V(NaOH)≈24.4 mL，C错误。
15.室温下，将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化)，实验数据如下表：
实验编号
起始浓度/(mol·L－1)
反应后溶液的pH
c(HA)
c(KOH)
①
0.1
0.1
9
②
x
0.2
7
下列判断不正确的是( )
A.实验①反应后的溶液中：c(K＋)＞c(A－)＞c(OH－)＞c(H＋)
B.0.1 mol·L－1HA的溶液中由水电离出的c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1
C.实验②反应后的溶液中：c(A－)＋c(HA)＞0.1 mol·L－1
D.实验②反应后的溶液中：c(K＋)＝c(A－)＞c(OH－)＝c(H＋)
答案 B
解析 室温下，将等体积等浓度的HA和KOH混合(忽略体积变化)，溶液呈碱性，说明该盐是强碱弱酸盐，其溶液呈碱性，c(OH－)＞c(H＋)，水的电离较微弱，所以c(A－)＞c(OH－)，A正确；HA是弱酸，0.1 mol·L－1HA的溶液中H＋浓度小于0.1 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)大于1×10－13 mol·L－1，B错误；等物质的量的酸和碱恰好反应时，溶液呈碱性，要使等体积的酸和碱混合后溶液呈中性，则酸的浓度应大于碱，根据物料守恒得反应后的溶液中c(A－)＋c(HA)＞0.1 mol·L－1，故C正确；溶液中存在电荷守恒，即c(K＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH
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－)，溶液呈中性，即c(OH－)＝c(H＋)，则c(K＋)＝c(A－)，中性溶液中水的电离较微弱，所以c(A－)＞c(OH－)，故D正确。
16.下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.25 ℃时，pH＝7的NH4Cl和NH3·H2O的混合溶液中：c(H＋)＝c(OH－)＝c(NH)＝c(Cl－)
B.0.1 mol·L－1Na2S溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋c(H2S)
C.25 ℃时，pH＝2的HCOOH溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合：c(HCOO－)＋c(H＋)＜c(Na＋)＋c(OH－)
D.0.1 mol·L－1Na2CO3溶液与0.1 mol·L－1NaHCO3溶液等体积混合：3c(CO)＋3c(HCO)＋3c(H2CO3)＝2c(Na＋)
答案 D
解析 A项中的溶液显中性，结合电荷守恒式可知：c(NH)＝c(Cl－)＞c(H＋)＝c(OH－)，A项错误；Na2S溶液中的质子守恒式应为c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)，B项错误；C项中的HCOOH是弱电解质，反应后HCOOH过量，溶液显酸性：c(H＋)＞c(OH－)，又由电荷守恒式c(HCOO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)可得c(HCOO－)＞c(Na＋)，故c(HCOO－)＋c(H＋)＞c(Na＋)＋c(OH－)，C项错误；混合溶液中，c(Na＋)＝0.15 mol·L－1，c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)＝0.1 mol·L－1，故3c(CO)＋3c(HCO)＋3c(H2CO3)＝2c(Na＋)，D项正确。
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、非选择题(本题包括4个小题，共52分)
17.(13分)已知t ℃时，0.01 mol/L NaOH溶液的pH＝110.1 mol/L的HA溶液中＝109。请回答下列问题：(1)该温度下，水的离子积Kw＝________，HA是________(填“强”或“弱”)酸。(2)该温度下，将pH之和为13的NaOH溶液和HA溶液等体积混合后，所得溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性，理由是______________________________________________________。
(3)在室温下，蒸馏水稀释0.01 mol/L HA溶液时，下列呈减小趋势的是________。
A.
B.
C.溶液中c(H＋)和c(OH－)的乘积
D.溶液中c(A－)·c(HA)的值
E.水的电离程度
(4)室温下，取pH＝2的盐酸和HA溶液各100 mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如图所示：
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①图中表示HA溶液pH变化曲线的是________(填“A”或“B”)。
②设盐酸中加入Zn的质量为m1，HA溶液中加入Zn的质量为m2，则m1________m2(填“>”“<”或“＝”)。
答案 (1)1×10－13 弱(2)酸 混合前的酸中c(H＋)与碱中c(OH－)相同，而HA是弱酸，等体积混合后酸过量(3)BD (4)①B ②<
解析 (1)0.01 mol/L NaOH溶液的pH＝11，即c(H＋)＝10－11 mol/L，则Kw＝0.01×10－11＝1×10－13。0.1 mol/L的HA溶液中＝109，则c(H＋)＝10－2 mol/L，故HA为弱酸。
(2)pH之和为13的NaOH溶液和HA溶液等体积混合后，HA有剩余，酸过量，溶液显酸性。
(3)A项，加水稀释时n(H＋)的增加量大于n(A－)，增大；B项，K＝，＝，由于K不变，c(H＋)减小，则减小；C项，c(H＋)和c(OH－)的乘积为Kw，温度不变，Kw不变；D项，稀释时，c(A－)、c(HA)均减小，故c(A－)·c(HA)减小；E项，水的电离程度增大。
(4)①向HA溶液中加入Zn，HA电离程度增大，c(H＋)减小的慢，故曲线B对应的是HA。②pH由2变为4时，HA减小的物质的量大于HCl减小的物质的量，因此HA消耗的Zn质量较大。
18.(13分)乙二酸俗名草酸，下面是化学学习小组的同学对草酸晶体(H2C2O4·xH2O)进行的探究性学习的过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。该组同学的研究课题是：探究测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值。通过查阅资料，草酸易溶于水，水溶液可以用酸性KMnO4溶液进行滴定：2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O学习小组的同学设计了滴定的方法测定x值。
①称取1.260 g纯草酸晶体，将其制成100.00 mL水溶液为待测液。
②取25.00 mL待测液放入锥形瓶中，再加入适量的稀H2SO4。
③用浓度为0.1000 mol·L－1的酸性KMnO4标准溶液进行滴定，达到终点时消耗10.00 mL。
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(1)滴定时，将酸性KMnO4标准液装在如图中的________(填“甲”或“乙”)滴定管中。
(2)本实验滴定达到终点的标志是___________________________________。
(3)通过上述数据，求得x＝________。讨论：
①若滴定终点时俯视滴定管刻度，则由此测得的x值会________(填“偏大”“偏小”或“不变”，下同)。
②若滴定时所用的酸性KMnO4溶液因久置而导致浓度变小，则由此测得的x值会________。
答案 (1)甲
(2)当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液时，溶液由无色变为紫色，且半分钟内不褪色，即达滴定终点
(3)2 ①偏大 ②偏小
解析 (1)因为酸性KMnO4具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，故应用酸式滴定管盛装。
(2)可利用酸性KMnO4溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点，当达到滴定终点时，溶液将由无色变为紫色且半分钟内不褪色。
(3)由题给化学方程式及数据可知，1.260 g纯草酸晶体中含H2C2O4的物质的量为0.1000 mol·L－1×10.00 mL×10－3 L·mL－1××＝0.0100 mol，则1.260 g H2C2O4·xH2O中含H2O的物质的量为＝0.0200 mol，则x＝2。若滴定终点时俯视滴定管读数，则所得消耗酸性KMnO4溶液的体积偏小，由此所得n(H2C2O4)偏小，则n(H2O)偏大，x偏大；同理，若酸性KMnO4溶液变质浓度偏小，则消耗其体积偏大，所得x值偏小。
19.(13分)某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是H2B===H＋＋HB－；HB－H＋＋B2－。回答下列问题。
(1)在0.1 mol·L－1的Na2B溶液中，下列粒子浓度关系式正确的是________。
A.c(B2－)＋c(HB－)＋c(H2B)＝0.1 mol·L－1
B.c(OH－)＝c(H＋)＋c(HB－)
C.c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HB－)＋2c(B2－)
D.c(Na＋)＝2c(B2－)＋2c(HB－)
(2)常温下，已知0.1 mol·L－1NaHB溶液的pH＝2，则0.1 mol·L－1 H2B溶液中的氢离子的物质的量浓度可能________0.11 mol·L－1(填“<”“>”或“＝”)，理由是____________________________________________________________________。
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(3)0.1 mol·L－1 NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是_______________________________________________________________。
答案 (1)BCD
(2)< 0.1 mol·L－1 NaHB溶液的pH＝2，说明其中c(H＋)＝0.01 mol·L－1，主要是HB－电离产生的。在H2B溶液中，第一步电离产生的H＋抑制了第二步的电离，所以0.1 mol·L－1 H2B溶液中c(H＋)<0.11 mol·L－1
(3)c(Na＋)>c(HB－)>c(H＋)>c(B2－)>c(OH－)
解析 (1)HB－不水解，Na2B溶液中不存在H2B分子，B为质子守恒式，C为电荷守恒式，D为物料守恒式。
20.(13分)某温度时，Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示：
(1)a点表示Ag2SO4________(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)b点对应的Ksp________(填“<”“>”或“＝”)c点对应的Ksp。
(3)现将足量的Ag2SO4分别放入：a.40 mL 0.01 mol·L－1 K2SO4溶液b.10 mL蒸馏水c.10 mL 0.02 mol·L－1 H2SO4溶液则Ag2SO4的溶解度由大到小的排列顺序为________(填字母)。
(4)下列有关Ag2SO4的说法中正确的是________。A.含有大量SO的溶液中肯定不存在Ag＋B.Ag2SO4的溶度积常数Ksp＝1.6×10－5 (mol·L－1)3C.0.02 mol·L－1的AgNO3溶液与0.2 mol·L－1的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀
(5)往Ag2SO4固体中加入足量的Na2CrO4溶液，可观察到砖红色沉淀(Ag2CrO4为砖红色)，写出沉淀转化的离子方程式：_____________________________。
答案 (1)不饱和 (2)＝ (3)b>a>c (4)BC
(5)Ag2SO4＋CrOAg2CrO4＋SO
解析 (1)曲线上的点都是处于平衡状态，此时纵坐标与横坐标二次方的乘积等于Ksp，a点对应的纵坐标与横坐标二次方的乘积小于Ksp，没有达到饱和。(2)Ksp仅与温度有关。(3)SO对Ag2SO4的溶解起抑制作用，使溶解度减小，SO浓度越大，Ag2SO4的溶解度越小。(4)由Ag2SO4(s)2Ag＋(aq)＋SO(aq)知A错误；取图像中b点计算：Ksp＝c2(Ag＋)·c(SO)＝(2×10－2 mol·L－1)2×4×10－2 mol·L－1＝1.6×10－5 (mol·L－1)3，B正确；Qc＝c2(Ag＋)·c(SO)＝(1×10－2 mol·L－1)2×0.1 mol·L－1＝1×10－5(mol·L－1)3
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