2019届二轮复习水溶液中的离子平衡作业(全国通用)
水溶液中的离子平衡
(考试时间:50分钟,满分100分)
一、单项选择题:本题包括7小题,每小题6分,共42分。
1.下列说法不正确的是( )
A.常温下,在0.1 mol·L-1的HNO3溶液中,由水电离出的c(H+)<
B.浓度为0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液:c(H2CO3)>c(CO)
C.25 ℃时,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同
D.冰醋酸中逐滴加水,溶液的导电性、醋酸的电离程度、pH均先增大后减小
【答案】:D
【解析】:在0.1 mol·L-1的HNO3溶液中,由水电离出的c(H+)为10-13mol·L-1<,A正确;浓度为0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液水解大于电离,c(H2CO3)>c(CO),B正确;温度不变,AgCl固体的溶度积不变,C正确;冰醋酸中逐滴加水,溶液的导电性均先增大后减小;醋酸的电离程度增大,溶液的pH减小,D错误。
2.室温下向10 mL pH=3的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是 ( )
A.溶液中导电粒子的数目减少
B.溶液中不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.再加入10 mL pH=11的NaOH溶液,混合液pH=7
【答案】:B
【解析】:加水稀释,平衡向正向移动,导电粒子的数目增加,但其浓度小了,A错;温度不变,B项中表达式中上下同乘以c(H+),则表达式变为Ka/KW,B正确;醋酸的电离程度越大,c(H+)不一定增大,比如加水稀释,C错;从表面上看,加入氢氧化钠溶液,刚好中和,其实醋酸是弱酸,部分电离与氢氧化钠“刚好中和”,醋酸的起始浓度远大于它电离出的c(H+),故醋酸过量,中和后显酸性,D错。
3.下列溶液或浊液中,关于离子浓度的说法正确的是 ( )
A.一定浓度的氨水加水稀释的过程中,c(NH)/c(NH3·H2O)的比值减小
B.浓度均为0.1 mol·L-1的Na2CO3、NaHCO3混合溶液中:c(CO)>c(HCO),且2c(Na+)
=3c(H2CO3)+3c(HCO)+3c(CO)
C.常温下0.4 mol/L HB溶液和0.2 mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液的pH=3,则溶液中微粒浓度存在下面关系:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
D.假设HClO的电离平衡常数为Ka,碳酸的电离平衡常数分别记为:Ka1和Ka2,已知:Ka1>Ka>Ka2,则发生反应:2NaClO+CO2(少量)+H2O===Na2CO3+2HClO
【答案】:C
【解析】:考查了离子浓度的大小比较、弱电解质的电离的相关知识。A.加水稀释促进一水合氨电离,所以n(NH)增大、n(NH3·H2O)减小,则c(NH)/c(NH3·H2O)增大,A错误;B.混合溶液中,CO的水解程度远远大于HCO,所以c(CO)
c(Na+)=0.1 mol/L,因此c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-),C正确;D.HClO的酸性比HCO强,所以NaClO+CO2(少量)+H2O===NaHCO3+HClO,D错误。
4.已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中存在以下平衡:
HSO+H2O?H2SO3+OH- ①
HSOH++SO ②
向0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是( )
A.加入少量金属Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c(HSO)增大
B.加入少量Na2SO3固体,则c(H+)+c(Na+)===c(HSO)+c(OH-)+c(SO)
C.加入少量NaOH溶液,、的值均增大
D.加入氨水至中性,则2c(Na+)=c(SO)>c(H+)=c(OH-)
【答案】:C
【解析】:本题考查外界条件对电离平衡的影响。加入金属钠,钠与溶液中的H+反应,促进了②平衡右移,生成的NaOH使①平衡左移,但溶液中c(HSO)减小,A错;根据电荷守恒式可知B错;加入少量的NaOH溶液后,平衡①左移,平衡②右移,故增大,溶液的碱性增强,变大,C正确;根据电荷守恒式,当溶液呈中性时有c(Na+)=2c(SO)>c(H+)=c(OH-),D错。
5.向10 mL含等浓度的I-和Cl-的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的AgNO3溶液,沉淀的质量与加入AgNO3溶液体积的关系如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.该实验可以证明AgI比AgCl更难溶
B.加入V2 mL AgNO3溶液后,溶液中不含I-
C.V1=V2-V1
D.向最终的沉淀中加入Na2S溶液,沉淀变成黑色
【答案】:B
【解析】:I-和Cl-的浓度相同,滴加AgNO3最先生成黄色AgI沉淀,说明AgI的溶解度更小、更难溶,故A选项正确;C选项溶液中I-和Cl-的物质的量相等,消耗银离子物质的量相等,V1=V2-V1,正确;D选项,因为Ag2S的溶解度比AgI的小得多,所以发生沉淀的转化,生成溶解度更小的Ag2S黑色沉淀,正确。
6.25℃时,由弱酸(HA)及其盐(NaA)组成的混合溶液,起始浓度均为1 mol·L-1。下图为向该溶液中通入HCl气体或加入NaOH固体时,溶液pH随加入H+或OH-的物质的量而变化的曲线。下列说法中不正确的是( )
A.A、B、C三点所表示的溶液中水的电离程度依次增大
B.通入HCl,HA的电离常数减小,A-的水解程度增大
C.加入1 mol NaOH后,溶液中c(Na+)=c(A-)
D.未加HCl和NaOH时,溶液中c(A-)>c(Na+)>c(HA)
【答案】:B
【解析】:NaA促进水的电离、HA抑制水的电离。由B到A点是加入盐酸,发生反应:NaA+HCl===NaCl+HA,水的电离程度逐渐减小,由B到C,加入的是NaOH,发生反应:HA+NaOH===NaA+H2O,水的电离程度逐渐增大,A选项正确;B选项,电离常数不变,A-
的水解程度减小,错误;C选项,依据电荷守恒c(Na+)+c(H+)===c(A-)+c(OH-),溶液呈中性,正确;D选项,溶质为等物质的量的HA、NaA,溶液显酸性,说明HA的电离程度大于NaA的原水解程度,所以c(A-)大,c(HA)小,正确。
7.常温下,将0.1 mol BaSO4粉末置于盛有500 mL蒸馏水的烧杯中,然后烧杯中加入Na2CO3固体(忽视溶液体积的变化)并充分搅拌,加入Na2CO3固体的过程中,溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示,下列说法中正确的是( )
A.相同温度时,Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)
B.BaSO4在水中的溶解度、Ksp均比在BaCl2溶液中的大
C.反应BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq)的K2<K1
D.若使0.1 mol BaSO4全部转化为BaCO3,至少要加入2.6 mol Na2CO3
【答案】:D
【解析】:由图像知当c(CO)≤2.5×10-4 mol/L时,c(SO)=c(Ba2+)=1.0×10-5 mol/L,故Ksp(BaSO4)=1.0×10-10;当c(CO)>2.5×10-4 mol/L时,开始有BaCO3生成,故Ksp(BaCO3)=2.5×10-4×1.0×10-5=2.5×10-9,A项错误;Ksp只与温度有关,B项错误;K1===0.04,K2×K1=1,故K2>K1,C项错误;当0.1 mol BaSO4全部转化为BaCO3时,溶液中c(SO)=0.2 mol/L,K1===0.04,c(CO)=5 mol/L,即0.1 mol BaSO4转化完时溶液中还有2.5 mol CO,转化过程中还消耗了0.1 mol CO,故至少需要2.6 mol Na2CO3,D项正确。
二、非选择题:本题包括4小题,共58分。
8.(每空2分,共14分)在室温下,下列五种溶液:①0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液
②0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液 ③0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液 ④0.1 mol·L-1 NH3·H2O和0.1 mol·L-1 NH4Cl混合液 ⑤0.1 mol·L-1氨水
请根据要求填写下列空白:
(1)溶液①呈________(填“酸”、“碱”或“中”)性,其原因是
_______________________(用离子方程式表示)。
(2)溶液②③中c(NH)的大小关系是②___(填“>”、“<”或“=”)③。
(3)在溶液④中________(离子)的浓度为0.1 mol/L;NH3·H2O和________(离子)的浓度之和为0.2 mol/L。
(4)室温下,测得溶液②的pH=7,则说明CH3COO-的水解程度________(填“>”、“<”或“=”,下同)NH的水解程度,CH3COO-与NH浓度的大小关系是c(CH3COO-)________c(NH)。
(5)常温下,某水溶液M中存在的离子有Na+、A2-、HA-、H+、OH-,存在的分子有H2O、H2A。
①写出酸H2A的电离方程式:______________________________。
②若溶液M由10 mL 2 mol·L-1 NaHA溶液与10 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液混合而得,则溶液M的pH________(填“>”、“<”或“=”)7。
【解析】:(1)NH4Cl为强酸弱碱盐,根据“谁弱谁水解,谁强显谁性”的原则,NH4Cl溶液显酸性。(2)CH3COONH4溶液中,醋酸根离子促进铵根离子的水解,而NH4HSO4溶液中NH4HSO4电离出来的氢离子抑制铵根离子的水解,所以后者中铵根离子浓度大。(3)因为氯离子在溶液中不变化,所以其浓度为0.1 mol/L;根据原子守恒可知,含N原子微粒的总物质的量浓度为0.2 mol/L,而N原子的存在形式为NH3·H2O和NH。(4)溶液②的pH=7,说明CH3COO-水解生成的OH-的物质的量等于NH水解生成的H+的物质的量,即二者水解程度相同;根据电荷守恒得:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),因为c(H+)=c(OH-),故c(CH3COO-)=c(NH)。(5)①由溶液中存在的微粒可知,H2A为二元弱酸,分步电离。②NaHA和NaOH恰好反应生成Na2A,溶液显碱性。
【答案】:(1)酸 NH+H2O?NH3·H2O+H+
(2)< (3)Cl- NH (4)= =
(5)①H2A?H++HA-,HA-?H++A2-
②>
9.(每空3分,共15分)已知Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp分别表示弱酸的电离平衡常数、弱碱的电离平衡常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。
(1)有关上述常数的说法正确的是________。
a.它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度
b.它们的大小都随温度的升高而增大
c.常温下,CH3COOH在水中的Ka大于在饱和CH3COONa溶液中的Ka
d.一定温度下,在CH3COONa溶液中,Kw=Ka·Kh
(2)25 ℃时,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合所得溶液中c(NH)=c(Cl-),则溶液显________性(填“酸”“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb=________。
(3)已知:25 ℃时,HA的Ka=1×10-6,则25 ℃时,浓度均为0.01 mol/L的HA与NaA等体积混合,则混合溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。
(4)已知常温下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分别为8.0×10-38、1.0×10-11,向浓度均为0.1 mol·L-1的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入碱液,要使Fe3+完全沉淀而Mg2+不沉淀,应该调节溶液的pH范围是________(已知lg 2≈0.3)。
【解析】:(2)根据c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)和c(NH)=c(Cl-)推知c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
Kb==。
(3)Kh(A-)===1×10-8<Ka,故HA电离程度大于A-的水解程度,溶液呈酸性。
(4)Fe3+完全沉淀时,c3(OH-)×1.0×10-5>8.0×10-38,c(OH-)>(8.0×10-33)=2×10-11,所以pH≥3.3,Mg2+不沉淀;c2(OH-)×0.1<1×10-11,c(OH-)<(1×10-10)=1×10-5,所以pH<9。故pH范围为3.3≤pH<9。
【答案】: (1)ad (2)中
(3)酸 (4)3.3≤pH<9
10.(每空2分,共14分)某校化学兴趣小组的同学对一份含有少量Na2SO4的NaOH样品中NaOH的含量进行测定。请回答下列问题:
(1)甲同学运用沉淀法测定样品中NaOH的含量。该同学选用的药品除样品外,还应有________;实验中应测定的数据有________________。
(2)乙同学运用滴定法测定样品中NaOH的含量。
①用分析天平准确称取该样品5.000 0 g,全部溶于水配制成1 000.00 mL溶液。用碱式滴定管量取20.00 mL
所配溶液放在锥形瓶中,滴加几滴指示剂,待测。滴定管在使用前除用蒸馏水洗涤外,还应________________________。
②用浓度为0.100 0 mol·L-1的HCl标准溶液进行滴定。开始滴定前的一步操作是____________________。
③滴定过程中用pH计测定锥形瓶中溶液的pH,临近滴定终点时测定pH应每滴一滴测一次。
④滴定过程中,锥形瓶中溶液的pH变化如下:
V(HCl)/mL
0.00
12.00
18.00
22.00
23.00
23.96
pH
13.1
12.6
12.2
11.7
11.4
9.9
V(HCl)/mL
24.00
24.04
25.00
26.00
30.00
pH
7.0
4.0
2.7
2.4
1.9
请在坐标图中绘制出上述中和滴定过程中pH的变化曲线:
⑤下表所示是几种酸碱指示剂的变色范围,根据你所作的中和滴定曲线分析,上述中和滴定中应选用的指示剂是________。
指示剂
变色范围(pH)
颜色
酸色
碱色
甲基橙
3.1~4.4
红
黄
石蕊
5.0~8.0
红
蓝
酚酞
8.2~10.0
无
红
⑥样品中,NaOH的质量分数为________。
【解析】:(1)利用沉淀法测定样品中NaOH的含量,选用能与NaOH生成沉淀但不和SO
生成沉淀的物质,为了使OH-尽可能沉淀完全,选用含Mg2+的可溶性盐(氢氧化镁溶解度小)。(2)⑤由于石蕊的变色范围较大,故一般不用其作中和滴定的指示剂,强酸滴定强碱时可以选用甲基橙或酚酞作指示剂。⑥w(NaOH)=×100%=96%。
【答案】:(1)MgCl2溶液(合理即可) 样品质量和加入足量MgCl2溶液后生成的沉淀质量(合理即可)
(2)①检漏、润洗 ②调节盛标准液的滴定管液面于“0”或“0”刻度以下
④如图所示:
⑤甲基橙或酚酞 ⑥96%
11.(除标注外,每空2分,共15分)重铬酸钾(K2Cr2O7)是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3)为原料生产。实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下,试结合下图回答问题:
(1)配平在反应器①中发生的主要反应:
______FeO·Cr2O3+______NaOH+______KClO3____Na2CrO4+______Fe2O3+______KCl+______H2O。
(2)在反应器①中,除了有Na2CrO4生成外,同时Fe2O3也转变成NaFeO2,杂质SiO2、Al2O3
也与纯碱反应转变为可溶性盐,写出二氧化硅与碳酸钠反应的化学方程式:_______________________________________________。
(3)NaFeO2能强烈水解,经操作②生成沉淀而除去,写出该反应的化学方程式:_______________________________________________。
(4)操作③调节pH=7~8,其目的是___________________________________________
_______________________________________________(请用简要的文字说明)。
(5)写出操作④的离子方程式:_______________________________________________。
(6)操作⑤获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加热浓缩、________、过滤、洗涤干燥。
(7)称取制得的K2Cr2O7晶体2.500 0 g配成250 mL溶液,取出25.00 mL于锥形瓶中,加入10 mL 2 mol/L H2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5 min,然后加入100 mL水,加入3 mL 淀粉指示剂,用0.120 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O===2I-+S4O)。
①判断达到滴定终点的依据是:_______________________________________________。
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00 mL,计算所得产品中的重铬酸钾的纯度(设整个过程中其他杂质不参与反应)_______________________________________________。
【解析】:本题考查了化工流程的有关知识,意在考查考生对信息的挖掘能力和知识的掌握能力以及运用能力。
(1)由化合价升降法,找出有化合价变化的元素,根据得失电子数相等确定有化合价变化的物质的系数,然后再根据元素守恒配平没有化合价变化的物质的系数。(3)由流程图可知,最终得到重铬酸钾,所以含Fe物质应被除掉,故NaFeO2水解方程式为:NaFeO2+2H2O===Fe(OH)3↓+NaOH。(4)操作③调节pH=7~8是为了除去SiO和AlO。(5)操作④是酸化Na2CrO4,将其转化为Na2Cr2O7,即2CrO+2H+===Cr2O+H2O。(7)消耗Na2S2O3的物质的量为0.120 0 mol·L-1×0.04 L=4.8×10-3 mol,Cr2O~2Cr3+~6I-~3I2~6S2O,则n(Cr2O)=8.0×10-4 mol,故产品中重铬酸钾的纯度为×100%=94.08%。
【答案】:(1)6 24 7 12 3 7 12
(2)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑(1分)
(3)NaFeO2+2H2O===Fe(OH)3↓+NaOH
(4)当pH调节到7~8时,可使硅酸钠和偏铝酸钠水解完全,从而除去SiO和AlO
(5)2CrO+2H+===Cr2O+H2O
(6)冷却结晶(1分)
(7) ①当滴入一滴Na2S2O3溶液时,锥形瓶中溶液由蓝色变为无色,且半分钟之内不变色 ②94.08%