广东省2021版高考化学一轮复习单元质检卷八水溶液中的离子平衡含解析 人教版
单元质检卷八 水溶液中的离子平衡
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2019河南中原名校高三联考)下列叙述中正确的是( )
A.锅炉中沉积的CaSO4可用Na2CO3溶液浸泡后,再将不溶物用酸溶解去除
B.常温下,BeCl2溶液的pH<7,将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2
C.向纯水中加入盐酸或降温都能使水的离子积减小,电离平衡逆向移动
D.反应2A(g)+B(g)3C(s)+D(g)能自发进行,说明该反应的ΔH>0
2.(2019浙江台州一模)下列说法正确的是( )
A.用pH相同的氢氟酸和盐酸中和等体积等浓度的NaOH溶液,盐酸消耗的体积多
B.相同温度下,pH相等的氨水和NaOH溶液,n(OH-)相等
C.物质的量浓度相同的醋酸溶液和盐酸分别与镁反应,开始瞬间醋酸产生H2快
D.c(H+)=c(OH-)的溶液不一定呈中性
3.实验室可以用KMnO4标准溶液滴定草酸(H2C2O4)溶液,测定溶液中草酸的浓度。判断下列说法不正确的是( )
A.滴定中涉及反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
B.KMnO4标准溶液常用硫酸酸化,若用HNO3酸化,会使测定结果偏低
C.KMnO4标准溶液盛放在酸式滴定管中
D.该实验选择酚酞作指示剂,当待测液颜色由无色变为浅红色时即达到滴定终点
4.(2019湖南邵东县创新实验学校)下列有关电解质溶液的说法不正确的是( )
A.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中c(H+)c(CH3COOH)增大
B.将CH3COONa溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)减小
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中c(NH4+)c(Cl-)=1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3溶液,溶液中c(Cl-)c(Br-)变小
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5.(2019河北唐山一中高三期中)恒温条件下,欲使CH3COONa溶液中c(CH3COO-)c(Na+)的比值增大,可在溶液中加入下列物质①固体NaOH ②固体KOH ③固体NaHS ④固体CH3COONa ⑤冰醋酸 ⑥加水,其中正确的是( )
A.②③④⑤ B.②④⑤ C.②⑤⑥ D.①⑤⑥
6.(2019陕西城固第一中学高三月考)室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.Na2S溶液:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)
B.Na2C2O4溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)
C.Na2CO3溶液:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(OH-)
D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)
二、选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求)
7.(2019河南洛阳高三统考)下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.已知酸性HF>CH3COOH,物质的量浓度相等的NaF与CH3COOK溶液中:c(Na+)-c(F-)
c(H2X)>c(X2-)>c(H+)>c(OH-)
C.氯水中:c(Cl2)=2[c(ClO-)+c(Cl-)+c(HClO)]
D.25 ℃时,pH=8的CH3COONa溶液中,c(CH3COOH)约为10-6 mol·L-1
8.用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( )
A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10
B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
11
C.相同实验条件下,若改为0.040 0 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到a
D.相同实验条件下,若改为0.050 0 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动
9.常温下,向二元弱酸H2Y的溶液中滴加KOH溶液,所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.曲线M表示pH与lgc(HY-)c(H2Y)的变化关系
B.Ka2(H2Y)=10-4.3
C.d点溶液中:c(OH-)-c(H+)=2c(Y2-)+c(HY-)-c(K+)
D.交点e的溶液中:c(H2Y)=c(Y2-)>c(HY-)>c(H+)>c(OH-)
10.工业上常用还原沉淀法处理含铬废水(Cr2O72-和CrO42-),其流程为
CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3↓
(黄色) (橙色) (绿色)
已知:步骤③生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq)
Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32
下列有关说法不正确的是( )
A.步骤①中当v正(CrO42-)=2v逆(Cr2O72-)时,说明反应:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O达到平衡状态
B.若向K2Cr2O7溶液中加NaOH浓溶液,溶液可由橙色变黄色
C.步骤②中,若要还原1 mol Cr2O72-,需要12 mol(NH4)2Fe(SO4)2
D.步骤③中,当将溶液的pH调节至5时,可认为废水中的铬元素已基本除尽[当溶液中c(Cr3+)≤10-5mol·L-1时,可视作该离子沉淀完全]
三、非选择题(本题共3小题,共40分)
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11.(2019山东济南外国语学校高三模拟)(10分)已知K、Ka、KW、Kh、Ksp分别表示化学平衡常数、弱酸的电离平衡常数、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)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(NH4+)=c(Cl-),则溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb= ;
(2)25 ℃,H2SO3的电离平衡方程式为H2SO3HSO3-+H+,其电离平衡常数Ka=1×10-2,则该温度下pH=3、c(HSO3-)=0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液中c(H2SO3)= ;
(3)高炉炼铁中发生的主要反应为FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH<0
①该反应的平衡常数表达式为K= ;
②已知1 100 ℃时,K=0.25,则平衡时CO的转化率为 ;
③在该温度下,若测得高炉中c(CO2)=0.020 mol·L-1,c(CO)=0.1 mol·L-1,则此时反应速率v(正) (填“>”“<”或“=”)v(逆)。
12.(2019广东佛山第一中学高三期中)(15分)Ⅰ.在0.1 mol·L-1的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液中存在如下平衡:
Cr2O72-+H2O2HCrO4-2CrO42-+2H+。
(1)重铬酸钾溶液呈 性,在强碱溶液中,铬元素的主要存在形式为 (填离子符号),向重铬酸钾溶液中加入适量稀硫酸,溶液中c(Cr2O72-)c(CrO42-)将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.已知某溶液中只存在OH-、H+、NH4+、Cl-四种离子,某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系。按要求填写下列空白:
①c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
②c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
③c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
④c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)
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(2)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是 ,上述四种离子浓度的大小顺序为 (选填序号)。
(3)若上述关系中③是正确的,则溶液中的溶质为 ;
(4)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(HCl) c(NH3·H2O)(填“大于”“小于”或“等于”)。
Ⅲ.重金属离子会对河流、海洋造成严重污染。某化工厂废水(pH=2.0,d≈1 g·mL-1)中含有Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度均约为0.01 mol·L-1。排放前拟用沉淀法除去这两种离子,查找有关数据如下:
难溶
电解质
AgI
AgOH
Ag2S
PbI2
Pb(OH)2
PbS
Ksp
8.3×
10-17
5.6×
10-8
6.3×
10-50
7.1×
10-9
1.2×
10-15
3.4×
10-28
(5)你认为往废水中投入 (填字母序号),沉淀效果最好。
A.NaOH B.Na2S
C.KI D.Ca(OH)2
(6)如果用生石灰处理上述废水,使溶液的pH=8.0,处理后的废水中c(Pb2+)= 。
13.(2019山东青岛二中高三期末)(15分)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下:
已知:①硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
②常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
11
阳离子
Fe3+
Mg2+
Al3+
Cr3+
沉淀完
全时的pH
3.7
11.1
5.4
(>8溶解)
9(>9
溶解)
(1)实验室用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制480 mL 2 mol·L-1的硫酸,需量取浓硫酸 mL;配制时所用玻璃仪器除量筒、胶头滴管、烧杯和玻璃棒外,还需 。
(2)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-,此反应的离子方程式为 。
(3)加入NaOH溶液使溶液呈碱性,既可以除去某些杂质离子,同时又可以将Cr2O72-转化为CrO42-,写出该反应的离子方程式 。
(4)钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaRMRn+nNa+,则利用钠离子交换树脂可除去滤液Ⅱ中的金属阳离子有 。
(5)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式: 。
(6)沉淀滴定法是测定粒子浓度的方法之一,为了测定某废水中SCN-的浓度,可用标准AgNO3溶液滴定待测液,已知:
银盐性质
AgCl
AgI
AgCN
Ag2CrO4
AgSCN
颜色
白
黄
白
砖红
白
Ksp
1.8×
10-10
8.3×
10-17
1.2×
10-16
3.5×
10-11
1.0×
10-12
滴定时可选为滴定指示剂的是 (选填编号),滴定终点现象是 。
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A.NaCl B.K2CrO4
C.KI D.NaCN
单元质检卷八 水溶液中的离子平衡
1.A 因为CaCO3的溶度积小于CaSO4的溶度积,容易发生沉淀的转化CaSO4(s)+Na2CO3CaCO3(s)+Na2SO4,生成了易溶于酸的CaCO3,可利用此原理除去水垢中的CaSO4,选项A正确;氯化铝水解显酸性,且水解生成盐酸易挥发,可知BeCl2溶液的pH<7,将该溶液蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO,选项B错误;加入盐酸,温度不变,所以水的离子积不变,选项C错误;某反应的ΔS<0,在一定条件下能自发进行,根据ΔG=ΔH-TΔS<0可知,ΔH应小于0,选项D错误。
2.A 氢氟酸为一元弱酸,盐酸为一元强酸。pH相同时,氢氟酸浓度大于盐酸,则中和等体积等浓度的NaOH溶液,盐酸消耗的体积多,故A正确;相同温度下,pH相等的氨水和NaOH溶液中c(OH-)相等,故B错误;醋酸为一元弱酸,盐酸为一元强酸。物质的量浓度相同的醋酸溶液和盐酸,醋酸中的氢离子浓度小于盐酸中氢离子浓度,则与镁反应时,开始瞬间盐酸产生H2快,故C错误;c(H+)=c(OH-)的溶液一定呈中性,故D错误。
3.D KMnO4中锰元素得到电子,H2C2O4中碳元素失去电子,由电子、电荷守恒可知,离子反应方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,故A项正确;硝酸具有强氧化性,也可与草酸反应,则消耗的高锰酸钾标准溶液体积减少,会使测定结果偏低,故B项正确;高锰酸钾具有强氧化性,可氧化腐蚀橡胶,则KMnO4标准溶液盛放在酸式滴定管中,故C项正确;高锰酸钾溶液为紫色,不需要外加指示剂,滴定终点时溶液由无色变为紫色,且半分钟内不变色,故D项错误。
4.D Ka=c(H+)×c(CH3COO-)c(CH3COOH),所以c(H+)c(CH3COOH)=Kac(CH3COO-),加水虽然促进电离,n(CH3COO-)增大,但c(CH3COO-)减小,Ka保持不变,则溶液中c(H+)c(CH3COOH)增大,故A项正确;20℃升温至30℃,促进CH3COO-水解,且Kh增大,则溶液中c(CH3COO-)c(CH3COOH)×c(OH-)=1Kh减小,故B项正确;向盐酸中加入氨水至中性,则c(H+)=c(OH-),由电荷守恒可知,溶液中c(NH4+)=c(Cl-),即c(NH4+)c(Cl-)
11
=1,故C项正确;向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3溶液,c(Ag+)相同,则c(Cl-)c(Br-)=Ksp(AgCl)Ksp(AgBr),Ksp只与温度有关,而温度不变,则溶液中c(Cl-)c(Br-)不变,故D项错误。
5.B CH3COONa溶液中存在CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,①加入固体NaOH使平衡左移,c(CH3COO-)将增大,但是c(Na+)增加得多,c(CH3COO-)c(Na+)的比值减小;②加入固体KOH使平衡左移,c(CH3COO-)将增多,c(Na+)不变,所以c(CH3COO-)c(Na+)的比值增大;③加入固体NaHS,c(CH3COO-)变化很小,c(Na+)明显增大,故c(CH3COO-)c(Na+)的比值减小;④加入固体CH3COONa,水解程度将减小,c(CH3COO-)c(Na+)的比值增大;⑤加入冰醋酸,使平衡左移,c(CH3COO-)将增多,c(Na+)不变,所以c(CH3COO-)c(Na+)的比值增大;⑥加水稀释,平衡右移,水解程度增大,c(CH3COO-)浓度减小的程度大,c(CH3COO-)c(Na+)的比值减小。
6.B Na2S溶液中的一级水解大于二级水解,则c(Na+)>c(OH-)>c(HS-)>c(H2S),故A项错误;Na2C2O4溶液中存在的质子守恒式为c(OH-)=c(H+)+c(HC2O4-)+2c(H2C2O4),故B项正确;Na2CO3溶液中存在的电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(OH-)+c(HCO3-),故C项错误;CH3COONa和CaCl2混合溶液存在的物料守恒式为c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)、2c(Ca2+)=c(Cl-),故D项错误。
7.AD HF、CH3COOH都是弱酸,所以NaF与CHCOOK都是强碱弱酸盐,由于酸性HF>CH3COOH,所以根据盐的水解规律可知,水解程度CH3COO->F-,n(NaF)=n(CH3COOK),水解程度越大,剩余离子的浓度就越小,所以c(K+)-c(CH3COO-)>c(Na+)-c(F-),选项A正确;0.1mol·L-1的NaHX溶液pH为4,说明阴离子HX-的电离程度大于其水解程度,即c(X2-)>c(H2X),所以离子浓度大小顺序为c(HX-)>c(X2-)>c(H2X)>c(H+)>c(OH-),选项B正确;氯气溶于水之后部分氯气与水发生反应Cl2+H2OHClO+H++Cl-,由于无法判断氯气与水反应的物质的量,选项C错误;25℃时,pH=8的CH3COONa溶液中醋酸根离子发生水解反应CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,由水电离出的c(OH-)=10-1410-8mol·L-1=10-6mol·L-1,则c(CH3COOH)=c(OH-)=10-6mol·L-1,选项D正确。
8.C 相同实验条件下,若改为0.0400mol·L-1Cl-,恰好反应时,0.0400mol·L-1×50.0mL=0.100mol·L-1·V,V
11
=20mL,故反应终点横坐标应为20,C项描述错误;相同实验条件下,若改为0.0500mol·L-1Br-,反应终点横坐标不变,由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),故反应终点纵坐标变大,故D项描述正确。
9.CD pH增大,表示溶液中碱性增强,则溶液中H2Y减少,HY-增多,所以lgc(HY-)c(H2Y)增大,则曲线M表示pH与lgc(HY-)c(H2Y)的变化关系,故A项正确;曲线N表示pH与lgc(HY-)c(Y2-)的变化关系,当pH=3时,lgc(HY-)c(Y2-)=1.3,则Ka2(H2Y)=c(Y2-)·c(H+)c(HY-)=10-3×10-1.3=10-4.3,故B项正确;溶液中存在电荷守恒c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HY-)+2c(Y2-),所以c(H+)-c(OH-)=2c(Y2-)+c(HY-)-c(K+),故C项错误;交点e表示lgc(HY-)c(Y2-)=lgc(HY-)c(H2Y),即c(Y2-)=c(H2Y),根据图像,此时lgc(HY-)c(H2Y)>1,所以c(HY-)>c(H2Y)=c(Y2-),故D项错误。
10.C C项,Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,若要还原1molCr2O72-,需要6mol(NH4)2Fe(SO4)2;D项,c(OH-)=310-3210-5mol·L-1=10-9mol·L-1,则c(H+)=10-1410-9mol·L-1=10-5mol·L-1,pH=5。
11.答案:(1)中 10-9a-0.01 (2)0.01 mol·L-1
(3)①c(CO2)c(CO) ②20% ③>
解析:所得混合溶液中c(NH4+)=c(Cl-),根据电荷守恒可得c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-),则c(H+)=c(OH-),溶液呈中性;溶液中存在平衡NH3·H2ONH4++OH-,c(Cl-)=0.01mol·L-1÷2=0.005mol·L-1,c(NH4+)=c(Cl-)=0.005mol·L-1,根据物料守恒c(NH3·H2O)=(0.5a-0.005)mol·L-1,溶液显中性,c(OH-)=1×10-7mol·L-1,则NH3·H2O的电离常数Kb=c(NH4+)·c(OH-)c(NH3·H2O)=5×10-3×10-7(0.5a-0.005)=1×10-9a-0.01。
(2)已知H2SO3HSO3-+H+,其电离平衡常数Ka=1×10-2,则该温度下pH=3、c(HSO3-)=0.1mol·L-1的NaHSO3溶液中,c(H2SO3)=c(H+)·c(HSO3-)Ka=0.001×0.10.01mol·L-1=0.01mol·L-1。
(3)①高炉炼铁中发生的主要反应为FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH<0,该反应的平衡常数表达式为K=c(CO2)c(CO);②已知1100℃时,K=0.25,假设开始时CO的物质的量浓度为1mol·L-1,平衡时CO2浓度为xmol·L-1,则平衡时CO的浓度为(1-x)mol·L-1,根据K=c(CO2)c(CO)=x1-x=0.25,解得x=0.
11
2,所以CO的平衡转化率为0.2mol·L-11mol·L-1×100%=20%;③在该温度下,若测得高炉中c(CO2)=0.020mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1,则Qc=c(CO2)c(CO)=0.0200.1=0.20<0.25,说明反应正向进行,未达到平衡,所以v(正)>v(逆)。
12.答案:Ⅰ.(1)酸 CrO42- 增大
Ⅱ.(2)NH4Cl ① (3)NH4Cl和NH3·H2O (4)小于
Ⅲ.(5)B (6)1.2×10-3 mol·L-1
解析:Ⅰ.(1)重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液中重铬酸根离子在水中存在平衡Cr2O72-+H2O2HCrO4-2CrO42-+2H+,导致溶液中的氢离子的浓度大于氢氧根离子的浓度,溶液呈酸性;在强碱溶液中,氢离子浓度减小,该平衡Cr2O72-+H2O2HCrO4-2CrO42-+2H+正向移动,所以在强碱溶液中,铬元素的主要存在形式为CrO42-;向重铬酸钾溶液中加入适量稀硫酸,氢离子的浓度增大,平衡逆向移动,溶液中c(Cr2O72-)c(CrO42-)值增大。
Ⅱ.(2)溶液中只存在OH-、H+、NH4+、Cl-四种离子,可能为NH4Cl溶液,因NH4+水解而使溶液显酸性,溶液中离子浓度大小顺序为c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),①正确。
(3)若题给关系中③是正确的,溶液呈碱性,且c(Cl-)
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