2020版高考化学二轮复习专题强化训练8水溶液中的离子平衡含解析
专题强化训练(八)
能力练(20分钟)
一、选择题
1．(2019·合肥调研性检测)下列图示与对应的叙述相符的是( )
A．图甲表示某吸热反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应的能量变化
B．图乙表示常温下，0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1 mol·L－1 醋酸溶液的滴定曲线
C．图丙表示某可逆反应的反应速率随时间的变化关系，t0时刻改变的条件是使用了催化剂
D．图丁表示一定质量冰醋酸加水稀释过程中，溶液导电能力变化曲线，且醋酸电离程度：a
c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)
C．升高温度，溶液①中c(H＋)增大，pH减小
D．溶液②中存在：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(B－)
[解析] 溶液①中HA与NaOH恰好完全反应，得到NaA溶液，pH＝8.6，说明NaA为强碱弱酸盐，则HA为弱酸，溶液②中HB与NaOH反应，HB过量，剩余HB的浓度为 mol·L－1＝0.01 mol·L－1，pH＝2，说明HB为强酸，A项错误；溶液①中的溶质为NaA，NaA为强碱弱酸盐，离子浓度关系：c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)，B项错误；升高温度，促进溶液①中NaA水解，c(OH－)增大，c(H＋)减小，pH增大，C项错误；根据电荷守恒，溶液②中c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(B－)，D项正确。
[答案] D
3．(2019·东北名校联考)25℃时，PbR(R2－为SO或CO)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知Ksp(PbCO3)pH(NaCN)>pH(CH3COONa)
B．a mol·L－1 HCN溶液与b mol·L－1 NaOH溶液等体积混合，所得溶液中c(Na＋)>c(CN－)，则a一定小于b
C．向冰醋酸中逐滴加水，则溶液的导电性和pH均先增大后减小
D．NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中，一定有2c(Na＋)＝3[c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)]
[解析] 由电离平衡常数可知酸性：CH3COOH>HCN>HCO，根据越弱越水解可知盐类水解能力：Na2CO3>NaCN>CH3COONa，同浓度时则各溶液pH关系：pH(Na2CO3)>pH(NaCN)
>pH(CH3COONa)，A项正确；a mol·L－1 HCN溶液与b mol·L－1 NaOH溶液等体积混合，所得溶液中c(Na＋)>c(CN－)，由电荷守恒得c(OH－)>c(H＋)，溶液呈碱性，则溶液中溶质可能是NaCN或NaCN和极少量HCN或NaCN和NaOH，故a、b关系不确定，B项错误；加水稀释冰醋酸，能促进CH3COOH电离，离子浓度先增大，增大到一定程度时再加水，离子浓度反而减小，即溶液的导电性先增大后减小，溶液的pH先减小后增大，C项错误；只有Na2CO3溶液和NaHCO3溶液等物质的量混合时，才存在2c(Na＋)＝3[c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)]，D项错误。
[答案] A
5．(2019·深圳调研)298 K时，向20 mL、c mol·L－1 NaOH溶液中滴加0.2 mol·L－1 HCOOH溶液，水电离的c水(H＋)与HCOOH溶液体积的关系如图所示。
下列推断正确的是( )
A．上述NaOH溶液的浓度为0.1 mol·L－1
B．M点对应的溶液中有c(Na＋)＝c(HCOO－)>c(H＋)＝c(OH－)
C．T点对应的溶液中有c(Na＋)＝2c(HCOOH)＋2c(HCOO－)
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D．若298 K时，V[HCOOH(aq)]＝20 mL时对应溶液中－lgc水(H＋)＝5.7，则Ka(HCOOH)的数量级为10－4
[解析] 从图像可看出，加入20 mL 0.2 mol·L－1 HCOOH溶液时，水的电离程度最大，此时NaOH与HCOOH恰好完全反应，则c(NaOH)＝＝0.2 mol·L－1，A项错误；M点对应溶液的溶质是NaOH与HCOONa，溶液呈碱性，溶液中c(H＋)c[X(OH)＋]
D．在X(OH)NO3水溶液中，c[X(OH)2]＋c(OH－)＝c(X2＋)＋c(H＋)
[解析] A项，选取图中左侧交点处数据进行计算，此时，pH＝6.2，c[X(OH)＋]＝c(X2＋)，所以Kb2＝＝c(OH－)＝10－(14－6.2)＝10－7.8≈1.58×10－8，正确。B项，X(OH)NO3的水溶液中X的主要存在形式为X(OH)＋，由图示知X(OH)＋占主导位置时，pH在7到8之间，溶液显碱性，正确。C项，X2＋的水解程度比X(OH)＋的电离程度大，所以c(X2＋)”“<”或“＝”)c(OH－)。
②常温下，若清液中c(Cr3＋)≤1.5 mg·L－1，则达到国家排放标准。试判断当清液的pH＝5时，是否符合排放标准：
___________________________________________(要有计算过程和必要的文字叙述)。
[解析] (1)同一个化学反应中，速率之比等于化学计量数之比，则v(Cr2O)消耗＝v(H＋)生成；达到平衡时，v(H＋)消耗＝v(H＋)生成，故v(Cr2O)消耗＝v(H＋)消耗。(2)①I－具有还原性，在空气中长时间放置，过量的I－可被空气中的氧气氧化。②I2遇淀粉显蓝色，当达到滴定终点时，I2全部转化为I－，溶液蓝色褪去，故滴定终点时的现象为滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液，溶液蓝色刚好褪去，且半分钟内不恢复原色。K2Cr2O7与KI反应的离子方程式为Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O，I2与Na2S2O3反应的离子方程式为I2＋2S2O===S4O＋2I－，从而可得关系式：Cr2O～3I2～6S2O。则25.00 mL所配溶液中n(Cr2O)＝×cV×10－3 mol，故产品的纯度为×100%＝×100%。(3)①H2SO3H＋＋HSO，Ka1＝，HSO＋H2OH2SO3＋OH－，Kh＝＝＝＝＝6.7×10－13。由于Ka2＝1.0×10－7>Kh＝6.7×10－13，则NaHSO3溶液显酸性，该溶液中c(H＋)>c(OH－)。②常温下，清液pH＝5时，c(OH－)＝10－9 mol·L－1，c(Cr3＋)＝＝＝6.3×10－4(mol·L－1)，Cr3＋的浓度为＝32.76 mg·L－1>1.5 mg·L－1，故不符合排放标准。
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[答案] (1)
(2)①防止时间过长I－被O2氧化 ②滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液，溶液蓝色刚好褪去，且半分钟内不恢复原色 ×100%
(3)①6.7×10－13或6.7×10－13 mol·L－1 >
②清液pH＝5时，c(OH－)＝10－9 mol·L－1，c(Cr3＋)＝＝＝6.3×10－4(mol·L－1)，Cr3＋的浓度为
＝32.76 mg·L－1>1.5 mg·L－1，故不符合排放标准
拔高练(25分钟)
一、选择题
1．(2019·河南郑州第一次模拟)常温下，将NaOH溶液滴加到HA溶液中，测得混合溶液的pH与p变化关系如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A．pH＝5时，c(A－)0，>1，c(A－)>c(HA)，A错误；m点时，pH＝4.76，p＝0，即c(A－)＝c(HA)，Ka(HA)＝＝c(H＋)＝10－4.76＝100.24×10－5，故其数量级为10－5，B正确；m点对应溶液显酸性，c(OH－)c(Na＋)，又知m点对应溶液中p＝0，则c(A－)＝c(HA)，所以[c(A－)＋c(HA)]>c(Na＋)，则m点时加入NaOH的物质的量小于原HA溶液中HA的物质的量的
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，则m点对应溶液中溶质HA的物质的量大于NaA，C错误；根据电荷守恒得c(A－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)，故r点对应溶液中c(A－)－c(Na＋)＝c(H＋)－c(OH－)＝10－6－10－8＝9.9×10－7(mol/L)，D错误。
[答案] B
2．(2019·南充市第一次适应性考试)常温下，下列条件下的溶液pH＝7的是( )
A．等体积等物质的量浓度的强酸和强碱溶液混合
B．向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液至SO恰好完全沉淀
C．向KHC2O4溶液中滴加KOH溶液至c(H＋)＝ mol·L－1
D．c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)的NaHCO3和Na2CO3的混合溶液
[解析] 若是等体积等物质的量浓度的二元强酸(如H2SO4)与一元强碱(如NaOH)溶液混合，反应后H＋浓度大于OH－浓度，溶液为酸性，常温下pH<7，A项错误；KAl(SO4)2＋2Ba(OH)2===2BaSO4↓＋KAlO2＋2H2O，偏铝酸钾溶液呈碱性，常温下pH>7，B项错误；由c(H＋)＝ mol·L－1推知，c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，常温下pH＝7，C项正确；根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)，若c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)，则c(H＋)＝c(OH－)＋c(CO)>c(OH－)，溶液为酸性，常温下pH<7，D项错误。
[答案] C
3.(2019·四川四市联考)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。常温下向H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液，混合溶液中lg X[X表示或]随pH的变化关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A．直线Ⅰ中X表示的是
B．直线Ⅰ、Ⅱ的斜率均为1
C．c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4)对应溶液pH：1.22Ka2＝10－4.19，所以直线Ⅰ中x表示的是，直线Ⅱ中x表示的是
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，故A正确；pH＝0时，lg＝lgKa1＝－1.22，lg＝lgKa2＝－4.19，所以直线Ⅰ、Ⅱ的斜率均为1，故B正确；设pH＝a，c(H＋)＝10－a，＝＝10a－4.19，当c(C2O)c(H2C2O4)时，102a－5.41>1，即2a－5.41>0，解得a>2.705，所以c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4)，对应2.705B
B．向A点溶液中加少量的水：保持不变
C．C点：c(Na＋)>c(HA－)＋2c(A2－)
D．D点：2c(Na＋)＝c(HA－)＋c(H2A)＋c(A2－)
[解析] B点pH＝7，溶液呈中性，溶质为NaHA和H2A，基本不影响水的电离；C点恰好反应生成NaHA，溶液呈碱性，说明HA－的电离程度小于其水解程度，促进了水的电离，所以水的电离程度：C>B，故A正确；由于＝，温度不变，Kh不变，则该比值不变，故B正确；C点pH>7，c(OH－)>c(H＋)，根据电荷守恒c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－)＝c(H＋)＋c(Na＋)，可知：c(Na＋)>c(HA－)＋2c(A2－)，故C正确；D点加入20 mL等浓度的NaOH溶液，恰好反应生成Na2A，根据物料守恒可知：c(Na＋)＝2c(HA－)＋2c(H2A)＋2c(A2－)，故D错误。
[答案] D
5．(2019·四川绵阳诊断二)常温下，将AgNO3溶液分别滴加到浓度均为0.01 mol·L－1的NaBr、Na2SeO3溶液中，所得的沉淀溶解平衡曲线如图所示(Br－、SeO用Xn－
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表示，不考虑SeO的水解)。下列叙述正确的是( )
A．Ksp(Ag2SeO3)的数量级为10－10
B．d点对应的AgBr溶液为不饱和溶液
C．所用AgNO3溶液的浓度为10－3 mol·L－1
D．Ag2SeO3(s)＋2Br－(aq)2AgBr(s)＋SeO(aq)的平衡常数为109.6，反应趋于完全
[解析] 由题图可知，当c(Ag＋)＝10－5 mol·L－1时，c(SeO)＝10－5 mol·L－1，则Ksp(Ag2SeO3)＝c2(Ag＋)·c(SeO)＝(10－5)2×10－5＝10－15，A项错误；由题图可知，d点对应的AgBr溶液的Qc＝10－3×10－7.3＝10－10.3，Ksp(AgBr)＝10－5×10－7.3＝10－12.3，Qc>Ksp(AgBr)，则d点对应的溶液为AgBr的过饱和溶液，B项错误；由题图可知，加入的AgNO3溶液的浓度为10－2 mol·L－1，C项错误；Ag2SeO3(s)＋2Br－(aq)2AgBr(s)＋SeO(aq)的平衡常数K＝＝＝＝109.6，一般地说，K>105时，该反应进行得就基本完全了，故D项正确。
[答案] D
6．(2019·江西名校联考)下列曲线图与对应的叙述相符的是( )
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A．如图1所示，用0.1 mol·L－1 NaOH溶液分别滴定相同物质的量浓度、相同体积的盐酸和醋酸，其中实线表示的是滴定盐酸的曲线
B．某温度下FeS、CuS的沉淀溶解平衡曲线如图2所示，纵轴c(M2＋)代表Fe2＋或Cu2＋的浓度，横轴c(S2－)代表S2－的浓度。在物质的量浓度相等的Fe2＋和Cu2＋的溶液中滴加硫化钠溶液，首先沉淀的离子为Fe2＋
C．如图3所示，用0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液，当pH＝7时：c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(OH－)＝c(H＋)
D．据图4，若除去CuSO4溶液中的Fe3＋，可向溶液中加入适量CuO至pH在5.5左右
[解析] 用0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定醋酸时，随着加入氢氧化钠溶液的量的增加，醋酸会电离出一部分氢离子，所以对应的pH突跃要缓慢，A项错误；依据题图2分析可知，硫化铜的溶度积小于硫化亚铁，向同浓度Fe2＋和Cu2＋的溶液中滴加硫化钠溶液，先沉淀的离子是Cu2＋，B项错误；用0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液，反应后溶液pH＝7，根据电荷守恒，c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，c(H＋)＝c(OH－)，则c(CH3COO－)＝c(Na＋)，得c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(OH－)＝c(H＋)，C项正确；根据题图4可知Fe3＋完全沉淀的pH约为3.7，加入氧化铜可以调节溶液pH，当pH＝5.5时部分铜离子会沉淀，应调节溶液pH在4～5之间，D项错误。
[答案] C
7．(2019·湖南模拟)下列有关电解质溶液的说法不正确的是( )
A．向Na2CO3溶液中通入NH3，减小
B．将0.1 mol·L－1的K2C2O4溶液从25℃升温至35℃，增大
C．向0.1 mol·L－1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性，＝1
D．向0.1 mol·L－1的CH3COONa溶液中加入少量水，增大
[解析] 在一定条件下，Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO＋H2OHCO＋OH－，溶液中通入NH3，与水结合电离出OH－，抑制CO水解，所以减小，A项正确；K2C2O4溶液中C2O水解使溶液显碱性，升高温度，水解程度增加，C2O浓度减小，K＋浓度不变，所以增大，B项正确；向0.1 mol·L－1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性，此时溶液的溶质是HF和NaF的混合物，存在电荷守恒：c(F－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)，因c(H＋)＝c(OH－)，故Na＋和F－浓度相等，二者比值是1，C项正确；向CH3COONa溶液中加入少量水，不会影响醋酸的电离平衡常数，即不变，D项错误。
[答案] D
二、非选择题
8．(2019·沈阳质量监测)Ⅰ.H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各种微粒的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图所示。
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回答下列问题：
(1)以酚酞为指示剂(变色范围：pH 8.0～10.0)，将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为________________________。
(2)pH＝11时，H3AsO3水溶液中三种微粒浓度由大到小的顺序为_______________________________________。
(3)H3AsO4第一步电离方程式为________________。
(4)若pKa2＝－lgKa2，H3AsO4第二步电离的电离常数为Ka2，则pKa2＝________。
Ⅱ.用0.100 mol·L－1 AgNO3溶液滴定50.00 mL Cl－浓度为0.0500 mol·L－1的溶液的滴定曲线如图所示：
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(5)根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为________。
(6)相同实验条件下，若Cl－浓度改为0.0400 mol·L－1，则反应终点由c移到________(填“a”“b”或“d”)。
(7)已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)，相同实验条件下，若改为Br－浓度为0.0500 mol·L－1，则反应终点由c向________(填“a”“b”或“d”)移动。
[解析] Ⅰ.(1)以酚酞为指示剂，将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为浅红色时，溶液pH在8.0～10.0之间，结合图像可知溶液中H3AsO3减少而H2AsO增加，则该过程中主要反应的离子方程式为OH－＋H3AsO3===H2AsO＋H2O。(2)结合图像可知pH＝11时，H3AsO3水溶液中c(H2AsO)最大，c(H3AsO3)最小，各含砷微粒浓度关系为c(H2AsO)>c(HAsO)>c(H3AsO3)。(3)结合题图知，H3AsO4为多元弱酸，存在电离平衡，其第一步电离方程式为H3AsO4H2AsO＋H＋。(4)H3AsO4第二步电离方程式为H2AsOHAsO＋H＋，其电离常数Ka2＝，由图像可知当pH＝7.0时，c(H2AsO)＝c(HAsO)，则Ka2＝10－7.0，pKa2＝7.0。Ⅱ.(5)50.00 mL含0.0500 mol·L－1Cl－的溶液与25.00 mL0.100 mol·L－1 AgNO3溶液完全反应后，由题图得知c(Cl－)为10－4.75 mol·L－1，因为Cl－与Ag＋等量，即c(Ag＋)也为10－4.75 mol·L－1，则Ksp(AgCl)＝10－9.5＝100.5×10－10，则Ksp(AgCl)的数量级为10－10。(6)相同条件下，若Cl－浓度改为0.0400 mol·L－1，则需消耗20.00 mL 0.100 mol·L－1的AgNO3溶液，即反应终点由c移到b。(7)相同实验条件下，若改为Br－浓度为0.0500 mol·L－1，则消耗25.00 mL 0.100 mol·L－1的AgNO3溶液，又因为Ksp(AgBr)－lgc(Cl－)，即反应终点由c向d移动。
[答案] (1)OH－＋H3AsO3===H2AsO＋H2O
(2)c(H2AsO)>c(HAsO)>c(H3AsO3)
(3)H3AsO4H2AsO＋H＋ (4)7.0
(5)10－10 (6)b (7)d
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