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文档介绍
2019届二轮复习水溶液中的离子平衡作业(全国通用)(2)
水溶液中的离子平衡 一、单选题(每小题只有一个正确答案) 1.40 ℃时水的离子积Kw=2.9×10-14,则在40 ℃时,c(H+)=1×10-7mol·L-1的溶液( ) A. 呈酸性 B. 呈碱性 C. 呈中性 D. 无法判断 2.有关盐类水解的说法不正确的是( ) A. 盐类的水解过程破坏了纯水的电离平衡 B. 盐类的水解是酸碱中和反应的逆过程 C. 盐类水解的结果使溶液不一定呈中性 D. Na2CO3水解的实质是Na+与H2O电离出的OH-结合生成了NaOH 3.下列有关叙述中正确的是( ) A. 滴定管下端连有橡皮管的为酸式滴定管 B. 在滴定时,左手操作锥形瓶,右手操作滴定管开关 C. 滴定前应首先排除尖嘴部分的气泡 D. 滴定前将滴定管中的液面必须调节到0刻度 4.如图所示与对应的叙述一致的是( ) A.在新型催化剂作用下利用太阳能使水分解的能量变化曲线 B.KNO3溶解度曲线,a点所示溶液为50 ℃时的不饱和溶液 C.常温下pH=2的HCl溶液加水稀释倍数与pH的变化关系 D.10 mL 0.01 mol·L-1KMnO4酸性溶液与过量的0.1 mol·L-1H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+)随时间的变化(Mn2+对该反应有催化作用) 5.25 ℃时将10 mL pH=11的氨水加水稀释至100 mL,下列判断正确的是( ) A. 稀释后溶液的pH=10 B. 氨水的电离度增大,溶液中所有离子的浓度均减小 C. 稀释过程中增大 D. pH=11氨水的浓度为0.001 mol·L-1 6.用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是( ) A. 酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸 B. 锥形瓶用蒸馏水洗净后,直接加入一定体积的未知浓度的NaOH溶液 C. 滴定时,没有逐出滴定管下口的气泡 D. 该实验中,某同学将消耗已知浓度的盐酸的体积记录为23.6 mL 7.下列电离方程式错误的是( ) A. (NH4)2SO4溶于水:(NH4)2SO4===2+ B. H2SO4溶于水:H2SO42H++ C. HF溶于水:HFH++F- D. NaHCO3溶于水:NaHCO3===Na++、H++ 8.已知298 K时下列物质的溶度积(单位略)。 下列说法正确的是( ) A. 等体积、浓度均为0.02 mol·L-1的CH3COONa和AgNO3溶液混合能产生沉淀 B. 向含有浓度均为0.01 mol·L-1的和Cl-的溶液中慢慢滴入AgNO3溶液时,先沉淀 C. 在CH3COOAg悬浊液中加入盐酸时发生反应的离子方程式为CH3COOAg+H++Cl-CH3COOH+AgCl D. 298 K时,上述四种饱和溶液的物质的量浓度:c(CH3COOAg)>c(AgCl)>c(Ag2CrO4)>c(Ag2S) 9.下列物质的水溶液在空气中小心加热蒸干至质量不再减少为止,能得到较纯净的原溶质的是( ) ①CuSO4 ②FeSO4 ③K2CO3 ④Ca(HCO3)2 ⑤NH4HCO3 ⑥KMnO4 ⑦FeCl3 A. 全部都可以 B. 仅③ C. 仅①③⑥ D. 仅①③ 10.氢氟酸是弱酸,电离方程式为HFH++F-,达到电离平衡的标志是( ) A.c(H+)=c(F-) B.v(电离)=v(形成分子) C. 溶液显酸性 D. 单位时间内,电离的HF分子数与生成的F-数相等 11.某二元酸H2A在水中发生电离:H2A===H++HA-,HA-H++A2-.下列叙述中不正确的是( ) A. 在NaHA溶液中c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-) B. 在Na2A溶液中c(Na+)=2c(A2-)+2c(HA-)+2c(H2A) C. 在Na2A溶液中c(OH-)=c(HA-)+c(H+) D. 在H2A溶液中c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-) 12.室温下,某溶液中水电离出的H+和OH-的物质的量浓度乘积为1×10-26,该溶液中一定不能大量存在的是( ) A. Cl- B. HCO C. Na+ D. Ba2+ 13.纯水在25 ℃和80 ℃时的氢离子浓度相比,前者比后者( ) A. 大 B. 相等 C. 小 D. 不能肯定 14.关于相同物质的量浓度的NaHS溶液和Na2S溶液,所含离子种类( ) A. 相同 B. 前者多于后者 C. 前者小于后者 D. 无法判断 15.25 ℃时,下列四种溶液中,由水电离生成的氢离子浓度之比①∶②∶③∶④是( ) ①1 mol·L-1的盐酸 ②0.1 mol·L-1的盐酸 ③0.01 mol·L-1的NaOH溶液 ④1 mol·L-1的NaOH溶液 A. 1∶10∶100∶1 B. 1∶10-1∶10-12∶10-14 C. 14∶13∶12∶14 D. 14∶13∶2∶1 二、填空题 16.在25 ℃时,1 mol·L-1的 ①(NH4)2SO4;②CH3COONH4;③NH4HSO4;④NH4Cl的溶液中,c()由大到小的顺序为________。 17.化学方程式是化学用语中重要的部分,它包括电离方程式、化学反应方程式、水解方程式等,准确、规范书写各种方程式是学好化学的保证。请按要求写出下列方程式。 (1)NaHCO3在水中的电离方程式: ________________________________________________________________________。 (2)实验室制取NH3的化学反应方程式: ________________________________________________________________________。 (3)用离子方程式表示Al2(SO4)3溶液显酸性的原因: ________________________________________________________________________。 18.(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。①在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质可采用的是________。 A.KMnO4B.H2O2 C.氯水 D.HNO3 ②然后再加入适当物质调整溶液至pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,调整溶液pH可选用下列中的________。 A.NaOH B.NH3·H2O C.CuO D.Cu(OH)2 (2)甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于 1.0×10-5mol·L-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________,Fe3+完全沉淀[即c(Fe3+)≤1.0×10-5mol·L-1]时溶液的pH为________,通过计算确定上述方案____________(填“可行”或“不可行”)。 19.常温下向1 L、0.2 mol·L-1NaOH溶液中通入4.48 L(标准状况)的SO2(忽略混合后溶液体积的变化),若测得溶液的pH<7,则溶液中c()________(填“>”、“<”、或“=”)c(H2SO3),有关该溶液中离子浓度关系的判断正确的是________(填字母编号)。 A.c()+c(OH-)+c()=c(Na+)+c(H+) B.c(H2SO3)+c()+c()=0.2 mol·L-1 C.c(H2SO3)+c(H+)=c()+c(OH-) D.c(Na+)>c(H+)>c()>c(OH-) 20.向ZnSO4溶液中滴加饱和H2S溶液,没有沉淀生成,继续滴加一定量的氨水后,生成ZnS沉淀。用电离平衡原理解释上述现象:__________________。 三、实验题 21.现有HCl和CaCl2的混合溶液,向其中逐渐滴入过量的某物质X,溶液的pH随滴入X的量的变化关系如图所示,X可能是________(填“纯碱”或“烧碱”);当pH>7时,溶液中的溶质是________;写出溶液pH=7的过程中发生的化学方程式:________________。 22.为了证明NH3·H2O是弱电解质,甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验。0.010 mol·L-1氨水、0.1 mol·L-1NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞溶液、pH试纸、蒸馏水。 ①甲用pH试纸测出0.010 mol·L-1氨水的pH为10,则认定NH3·H2O是弱电解质,你认为这一方法________(填“正确”或“不正确”),并说明理由:_____________________ ________________________________________________________________________。 ②乙取出10 mL 0.010 mol·L-1氨水,用pH试纸测其pH=a,然后用蒸馏水稀释至1 000 mL,再用pH试纸测其pH=b,若要确认NH3·H2O是弱电解质,则a、b值应满足的关系是________。 ③丙取出10 mL 0.010 mol·L-1氨水,滴入2滴酚酞溶液,显粉红色,再加入少量NH4Cl晶体,颜色变______(填“深”或“浅”)。你认为证明氨水是弱碱的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ④请你根据所提供的试剂,再提出一个合理简便的方案证明NH3·H2O是弱电解质:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)25 ℃时,将amol·L-1氨水与0.01 mol·L-1盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-),则溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性。用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=________。 四、计算题 23.进行胃部透视时,常在检查之前服用“钡餐”,其主要成分是硫酸钡。已知25 ℃时,硫酸钡的溶度积常数Ksp=1.1×10-10。Ba2+是有毒的重金属离子,当人体中Ba2+浓度达到2×10-3mol·L-1时,就会对健康产生危害,若有人误将氯化钡当做食盐食用,请通过计算说明是否可以服用5%的硫酸钠溶液有效除去胃中的Ba2+。(提示:5%的硫酸钠溶液物质的量浓度约为0.36 mol·L-1) 24.AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001 mol·L-1NaCl和0.001 mol·L-1AgNO3溶液等体积混合,通过计算说明是否有AgCl沉淀生成? 答案解析 1.【答案】B 【解析】根据c(OH-)与c(H+)大小判断溶液酸碱性,不受任何限制;由c(H+)与10-7mol·L-1、pH与7大小推断溶液的酸碱性,只适用在常温下。40 ℃时只能用前一种方法判断溶液酸碱性。由Kw=c(H+)·c(OH-)得:c(OH-) =2.9×10-7mol·L-1>c(H+),溶液呈碱性, B正确。 2.【答案】D 【解析】盐类水解实质是弱离子结合水电离出的H+或OH-生成弱电解质的过程,破坏了纯水的电离平衡,A正确。盐类水解可看成是酸碱中和反应的逆反应,B正确。盐水解后,溶液的酸碱性由阴、阳离子水解程度的大小决定,若阳离子水解程度大,溶液显示酸性,如NH4Cl溶液;若阴离子水解程度大,溶液显示碱性,如NaAC溶液;若水解程度相同,溶液呈中性,如CH3COONH4溶液,C正确。Na2CO3水解的实质是结合水电离出的H+,促进水的电离,D错误。 3.【答案】C 【解析】滴定管下端连有橡皮管的为碱式滴定管,A错误;在滴定时左手旋转酸式滴定管的玻璃活塞,用灵活的右手不停地摇动锥形瓶,图示为,B错误;滴定前应排除尖嘴部分的气泡,否则影响待测液的体积,形成误差,C正确;滴定前将滴定管中的液面必须调节到0刻度或0刻度以下,D错误。 4.【答案】A 【解析】水的分解为吸热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量,加入催化剂降低反应的活化能,所需能量更低,A正确;曲线上的点和曲线上方的点是饱和溶液,曲线下方的低是不饱和溶液,B错误;酸无论怎样稀释也不可能变为碱,pH=2的HCl溶液加水稀释,pH不可能大于7,C错误;KMnO4酸性溶液与 H2C2O4溶液混合时生成的锰离子对反应有催化作用,锰离子浓度越大,催化效果越好,D正确。 5.【答案】C 【解析】NH3·H2O为弱电解质,稀释促进其电离,若体积增大10倍时pH变化小于1,即稀释后10<pH<11,A错误;稀释后溶液中c(OH-)减小,Kw不变,c(H+)增大,B错误;稀释促进NH3·H2O电离,导致溶液中n(NH)增大、n(NH3·H2O)减小,增大,C正确;NH3·H2O在水溶液中不完全电离,c(NH3·H2O)>c(OH-),即氨水的浓度大于0.001 mol·L-1,D错误。 6.【答案】B 【解析】酸式滴定管需用盐酸溶液润洗,否则滴定管壁残留的水会对盐酸稀释,造成实验误差,A错误;锥形瓶不用所盛装液体润洗,B正确;滴定管中的气泡如果在滴定结束时消失,气泡体积记录为液体体积,引起误差,所以必须把气泡逐出,C错误;滴定管是精量器,精确度为0.01 mL,计数时要保留到小数点后两位,D错误。 7.【答案】B 【解析】硫酸是强酸,属于强电解质,H2SO4=== 2H++,只有B错误。 8.【答案】C 9.【答案】D 【解析】若盐水解生成可挥发性性物质,蒸干其溶液时,水解可彻底进行,最终得到相对应的碱或氧化物;该物质不稳定时,灼烧还会引起分解。①CuSO4溶液:CuSO4+2H2OCu(OH)2+H2SO4,加热能促进水解,但硫酸难挥发,又与Cu(OH)2反应得到CuSO4,符合题意;②FeSO4中Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+,最终得到Fe2(SO4)3,不符合题意;③K2CO3+H2OKHCO3+KOH,加热促进了水解,但生成的KHCO3和KOH又继续发生反应生成K2CO3,逆反应始终存在,最终得到的固体为K2CO3,符合题意;④Ca(HCO3)2CaCO3+H2O+CO2↑,不符合题意;⑤NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑,不符合题意;⑥2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,不符合题意;⑦FeCl3溶液中:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,加热时HCl挥发使平衡右移,最终生成Fe(OH)3沉淀,不符合题意。综上,D正确。 10.【答案】B 【解析】在水中,离子化速率与分子化速率相等,溶液中各粒子浓度不再改变,弱电解质建立电离平衡。溶液呈电中性,任何条件下都有c(H+)=c(F-)+c(OH-),不可能出现c(H+)=c(F-),A错误;v(电离)=v(形成分子),表明达到电离平衡,B正确;氢氟酸在非平衡状态下也显示酸性,不能据此判断平衡状态,C错误;在任何时刻电离的HF分子数与生成的F-数都相等,不能据此判断平衡状态,D错误。 11.【答案】B 【解析】在NaHA溶液中:HA-只电离不水解,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-);因HA-电离,c(Na+)>c(HA-),则c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-),A正确;在Na2A溶液中,H2O+A2-HA-+OH-,虽然有HA-,但HA-只能电离不水解,溶液中不存在H2A,B错误;由n(Na)=2n(A)得物料守恒式c(Na+)=2c(A2-)+2c(HA-),结合电荷守恒式可得c(OH-)= c(H+)+c(HA-),C正确;在H2A溶液中,存在阳离子是H+,阴离子HA-、A2-、OH-,电荷守恒式为c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),D正确。 12.【答案】B 【解析】任何溶液中,水电离出的c(H+)与c(OH-)恒相等,水电离的c(H+)=10-13mol·L-1 。水电离产生的c(H+)=1×10-13mol·L-1<1×10-7mol·L-1,水电离被抑制,可能是酸的溶液(有大量H+),也可能是碱的溶液(有大量OH-)。既能和H+又能和OH-反应,HCO一定不能大量存在,B正确。A、B、D中离子既不和H+又不和OH-反应,一定能存在。 13.【答案】C 【解析】水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,80 ℃时的氢离子的浓度大,C正确。 14.【答案】A 【解析】NaHS溶液中:NaHS===Na++HS-,HS-+H2OH2S+OH-,HS-S2-+H+,H2OH++OH-;Na2S溶液中:Na2S===2Na++S2-;S2-+H2OHS-+OH-;HS-+H2OH2S+OH-;H2OH++OH-;NaHS溶液和Na2S溶液都含有Na+、S2-、HS-、OH-、H+,A正确。 15.【答案】A 【解析】无论什么溶液,水电离的c(H+)和水电离c(OH-)永远相等,则c(H+)水=c(OH-)水。在酸的溶液中,溶液中H+来自于水和酸的电离,溶液中OH-只来源于水电离,用溶液中 OH-衡量水的电离;在碱的溶液中,溶液中OH-来自于水和碱的电离,溶液中H+只来源于水电离,用溶液中H+衡量水的电离。 ①c(H+)溶液=1 mol·L-1,c(H+)水电离=c(OH-)溶液=10-14mol·L-1; ②c(H+)溶液=0.1 mol·L-1,c(H+)水电离=c(OH-)溶液=10-13mol·L-1; ③c(OH-)溶液=0.01 mol·L-1,c(H+)溶液=c(H+)水电离=10-12mol·L-1; ④c(OH-)溶液=1 mol·L-1,c(H+)溶液=c(H+)水电离=10-14mol·L-1。 即c(H+)水电离之比=10-14∶10-13∶10-12∶10-14=1∶10∶100∶1,A正确。 16.【答案】①③④② 【解析】四种铵盐溶液中,(NH4)2SO4组成与众不同,c()最大。在其余三种铵盐溶液中,+ H2ONH3·H2O +H+,CH3COONH4中CH3COO-的水解促进的水解, NH4HSO4电离出H+抑制水解,NH4Cl中Cl-对的水解无影响,c()大小顺序为③>④>②。 17.【答案】(1)NaHCO3===Na++HCO、HCOH++CO2-3 (2)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2 (3)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ 【解析】略 18.【答案】(1)①B ②CD (2)4 3 可行 【解析】(1)①四个选项中的物质均能将Fe2+氧化成Fe3+,但只有H2O2的还原产物为H2O,不引入新的杂质。 ②加入CuO或Cu(OH)2时既不引入新的杂质,同时能消耗Fe3+水解生成的H+,从而促进 Fe3+完全水解为Fe(OH)3沉淀而除去。 (2)Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-),则c(OH-)==1.0×10-10mol·L-1, 则c(H+)=1.0×10-4mol·L-1,pH=4。 Fe3+完全沉淀时:Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),则 c(OH-)==1.0×10-11mol·L-1,此时c(H+)=1×10-3mol·L-1,pH=3,因此上述方案可行。 19.【答案】> BC 【解析】反应后得0.2 mol·L-1的NaHSO3溶液, 存在NaHSO3===2Na++HSO3-; HSO3-SO32-+H+;HSO3-+H2OH2SO3+OH-; H2OH++OH-; 溶液显酸性,说明的电离程度大于水解程度,c()>c(H2SO3)。 在任何水溶液中,所有的阳离子带的正电荷总量与所有的阴离子所带的负电荷总量相等:①2c()+c(OH-)+c()=c(Na+)+c(H+),A错误;由n(Na)=n(S )得物料守恒②c(H2SO3)+c()+c()=0.2 mol·L-1,B正确;①与②联立可得:c(H2SO3)+c(H+)=c()+c(OH-),C正确;虽既电离又水解,但二者程度很小,c()>c(H+),D错误。 20.【答案】饱和H2S溶液中电离产生的S2-很少,因此没有沉淀;加入氨水后,促进了H2S的电离,S2-离子浓度增大,生成ZnS沉淀 【解析】增加离子浓度,可抑制电离;减小离子浓度,可促进电离。H2S是弱电解质,H2SHS-+H+,HS-H++S2-。饱和H2S溶液中c(S2-)很小,无ZnS沉淀产生;加入氨水后,NH3·H2O+OH-,OH-中和硫化氢溶液中的H+,促进H2S的电离,c(S2-)增大,从而产生沉淀。 21.【答案】纯碱 NaCl和Na2CO3 CaCl2+Na2CO3===2NaCl+CaCO3↓ 【解析】随X的加入溶液由酸性变为中性又变为碱性,说明X溶液呈碱性;图像中间一段溶液的pH没有发生变化,说明X能与氯化钙发生反应且不改变pH;当把氯化钙消耗完以后,再加X导致溶液变为碱性,X应为纯碱溶液。 A~B段发生:Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑; B~C段发生:CaCl2+Na2CO3===2NaCl+CaCO3↓; pH>7时纯碱过量时,溶液中的溶质是NaCl和Na2CO3。 22.【答案】(1)①正确 若是强电解质,则0.010 mol·L-1氨水中c(OH-)应为0.010 mol·L-1,pH=12 ②a-2<b<a ③浅 0.010 mol·L-1氨水(滴有酚酞溶液)中加入氯化铵晶体后c(NH)增大,使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2ONH+OH-逆向移动,从而使溶液的pH降低。可证明NH3·H2O是弱电解质 ④取一张pH试纸,用玻璃棒蘸取0.010 mol·L-1NH4Cl溶液,滴在pH试纸上,显色后跟标准比色卡比较测出pH,pH<7(方案合理即可) (2)中 【解析】(1)①若NH3·H2O是强电解质,则0.010 mol·L-1氨水中c(OH-)应为0.010 mol·L-1,pH=12。用pH试纸测出0.010 mol·L-1氨水的pH为10,说明NH3·H2O没有完全电离,应为弱电解质。 ②若NH3·H2O是强电解质,用蒸馏水稀释至1 000 mL,其pH=a-2。因为NH3·H2O是弱电解质,不能完全电离,a、b应满足a-2<b<a。 ③向0.010 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl晶体,有两种可能:一是氯化铵在水溶液中电离出的NH水解使溶液显酸性,加入氨水中使其pH降低;二是NH使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2ONH+OH-逆向移动,从而使溶液的pH降低,这两种可能均会使溶液颜色变浅,可证明NH3·H2O是弱电解质。 ④NH4Cl为强酸弱碱盐,只需检验NH4Cl溶液的酸碱性,其pH<7即可证明NH3·H2O是弱电解质。 (2)根据电荷守恒知c(H+)+c(NH)=c(Cl-)+c(OH-)、c(NH)=c(Cl-),则c(H+)=c(OH-),溶液为中性。根据混合后的溶液知,NH3·H2O的Kb===。 23.【答案】BaSO4(s)Ba2+(aq)+(aq), c(Ba2+)=mol·L-1=3.1×10-10mol·L-1<2×10-3mol·L-1,根据计算说明,可以有效除去Ba2+。 【解析】可根据溶度积常数的定义和化学平衡的基本计算方法进行计算。 24.【答案】两溶液等体积混合后,Ag+和Cl-浓度都减小到原浓度的。c(Ag+)=c(Cl-)= ×0.001 mol·L-1=0.000 5 mol·L-1,在混合溶液中,则c(Ag+)·c(Cl-)=(0.000 5)2=2.5×10-7>Ksp,有AgCl沉淀生成。查看更多