高考化学大二轮复习 第1部分 知识整合 专题2 基本理论 第9讲 水溶液中的离子平衡

第9讲水溶液中的离子平衡限时50分钟，满分70分一、选择题(包括7个小题，每小题5分，共35分)1(2016上海高考)能证明乙酸是弱酸的实验事实是ACH3COOH溶液与Zn反应放出H2B0.1 molL1 CH3COONa溶液的pH大于7CCH3COOH溶液与Na2CO3反应生成CO2D0.1 molL1 CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红解析A只能证明乙酸具有酸性，不能证明其酸性强弱，错误；B.该盐水溶液显碱性，由于NaOH是强碱，故可以证明乙酸是弱酸，正确；C.可以证明乙酸的酸性比碳酸强，但是不能证明其酸性强弱，错误；D.可以证明乙酸具有酸性，但是不能证明其酸性强弱，错误。答案B2(2015广东高考)一定温度下，水溶液中H和OH的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是A升高温度，可能引起有c向b的变化B该温度下，水的离子积常数为1.01013C该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化D该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化解析Ac点溶液中c(OH)c(H)，溶液呈碱性，升温，溶液中c(OH)不可能减小。B.由b点对应c(H)与c(OH)可知，KW=c(H)c(OH)=1.01071.0107=1.01014。C.FeCl3溶液水解显酸性，溶液中c(H)增大，因一定温度下水的离子积是常数，故溶液中c(OH)减小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的变化。D.c点溶液呈碱性，稀释时c(OH)减小，同时c(H)应增大，故稀释溶液时不可能引起由c向d的转化。答案C3(2015山东高考)室温下向10 mL 0.1 molL1NaOH溶液中加入0.1 molL1的一元酸HA溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是Aa点所示溶液中c(Na)c(A)c(H)c(HA) Ba、b两点所示溶液中水的电离程度相同CpH=7时，c(Na)=c(A)c(HA)Db点所示溶液中c(A)c(HA)解析A、a点NaOH与HA恰好完全反应，溶液的pH为8.7，呈碱性，说明HA为弱酸，NaA发生水解反应，c(Na)c(A)c(HA)c(H)，错误；B、a点NaA发生水解反应，促进了水的电离，所以a点水的电离程度大于b点，错误；C、根据电荷守恒，c(H)c(Na)=c(OH)c(A)，pH=7，则c(H)=c(OH)，则c(Na)=c(A)，错误；D、b点HA过量，溶液呈酸性，HA的电离程度大于NaA的水解程度，所以c(A)c(HA)，正确。答案D4某些盐能溶解沉淀，利用下表三种试剂进行实验，相关分析不正确的是编号分散质Mg(OH)2HClNH4Cl备注悬浊液1 molL11 molL1A.向中加入酚酞，溶液显红色说明物质的“不溶性”是相对的B分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积的，沉淀均能快速彻底溶解C混合后发生反应：Mg(OH)2(s)2NHMg22NH3H2OD向中加入，c(OH)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动解析使酚酞显红色的溶液呈碱性，说明Mg(OH)2在水中有一定的溶解，电离使溶液呈碱性，A项正确；Mg(OH)2与NH4Cl溶液反应速率较小，沉淀不能快速彻底溶解，B项错误；NH结合Mg(OH)2悬浊液中的OH，促进Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，促使Mg(OH)2沉淀溶解，C项正确；盐酸能够与Mg(OH)2发生中和反应，促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，D项正确。答案B5(2016浙江高考)苯甲酸钠(，缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A。已知25 时，HA的Ka=6.25105，H2CO3的Ka1=4.17107，Ka2=4.901011。在生产碳酸饮料的过程中，除了添加NaA外，还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是(温度为25 ，不考虑饮料中其他成分)A相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料的抑菌能力较低B提高CO2充气压力，饮料中c(A)不变C当pH为5.0时，饮料中=0.16D碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为：c(H)=c(HCO)c(CO)c(OH)c(HA)解析A根据题意，苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A，相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料的抑菌能力较高，A项错误；B.提高CO2充气压力，根据强酸制弱酸原理CO2H2OA=HAHCO，饮料中c(A)减小，B项错误；C.当pH为5.0时，饮料中=c(H)Ka=1056.25105=0.16，C项正确；D.碳酸饮料中加入的各成分含量未知，无法比较各种粒子的浓度关系，D项错误。答案C6. 在T 时，铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中不正确的是AT 时，在Y点和Z点，Ag2CrO4的Ksp相等B向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点CT 时，Ag2CrO4的Ksp为1108D图中a=104解析一种物质的Ksp只与温度有关，A正确；向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4后，沉淀溶解平衡向左移动，导致c(Ag)减小，而图像中由Y点变成X点的过程中，c2(Ag)保持不变，B正确；T 时，Ag2CrO4的Ksp=c(CrO)c(Ag)=(1105)(1103)2=11011，C错误；温度不变，Ksp=c(CrO)c2(Ag)=(1105)(1103)2=a25104，解得a=104，D正确。答案C7(2016四川高考)向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中缓慢通入CO2，随n(CO2)增大，先后发生三个不同的反应，当0.01 moln(CO2)0.015 mol时发生的反应是2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3。下列对应关系正确的是选项n(CO2)/mol溶液中离子的物质的量浓度A0c(Na)c(AlO)c(OH)B0.01c(Na)c(AlO)c(OH)c(CO)C0.015c(Na)c(HCO)c(CO)c(OH)D0.03c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)解析A当n(CO2)=0时，根据电荷守恒，c(H)c(Na) =c(AlO)c(OH)，所以c(Na)c(AlO)c(OH)，错误；B.当n(CO2)=0.01 mol时，溶液中溶质为NaAlO2和Na2CO3，因为碳酸酸性强于氢氧化铝，所以偏铝酸根离子水解程度比碳酸根离子强，溶液中离子浓度应为c(Na)c(CO)c(AlO)c(OH)，错误；C.当n(CO2)=0.015 mol时，溶液中溶质为Na2CO3，溶液中离子浓度应为c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)，错误；D.当n(CO2)=0.03 mol时，溶液中溶质为NaHCO3，溶液中离子浓度应为c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)，正确。答案D二、非选择题(包括4个小题，共35分)8(8分)(2016湛江模拟)弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。.已知H2A在水中存在以下平衡：H2A=HHA，HAHA2。(1)常温下NaHA溶液的pH_(填序号)，原因是_。A大于7B小于7C等于7 D无法确定(2)某温度下，若向0.1 molL1的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 molL1 KOH溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的体积变化)。此时该混合溶液中的下列关系一定正确的是_。Ac(H)c(OH)=1.01014Bc(Na)c(K)=c(HA)2c(A2)Cc(Na)c(K)Dc(Na)c(K)=0.05 molL1(3)已知常温下H2A的钙盐(CaA)的饱和溶液中存在以下平衡：CaA(s)Ca2(aq)A2(aq)H0。若要使该溶液中Ca2浓度变小，可采取的措施有_。A升高温度 B降低温度C加入NH4Cl晶体 D加入Na2A固体.含有Cr2O的废水毒性较大，某工厂废水中含5.0103 molL1的Cr2O。为了使废水的排放达标，进行如下处理：Cr2OCr3、Fe3Cr(OH)3、Fe(OH)3(1)该废水中加入绿矾和H，发生反应的离子方程式为_。(2)若处理后的废水中残留的c(Fe3)=2.01013 molL1，则残留的Cr3的浓度为_。(已知：KspFe(OH)3=4.01038，KspCr(OH)3=6.01031)解析H2A在水中的一级电离进行完全，则HA不水解只电离，故NaHA溶液呈酸性。HA在水中部分电离，0.1 molL1的NaHA溶液中c(H)小于0.1 molL1，加入0.1 molL1KOH溶液至溶液呈中性时消耗的KOH溶液体积小于NaHA溶液体积，则混合溶液中c(Na)c(K)；由电荷守恒知，c(Na)c(K)c(H)=c(HA)2c(A2)c(OH)，且c(H)=c(OH)，则c(Na)c(K)=c(HA)2c(A2)；水的离子积与温度有关；混合液中c(Na)0.05 molL1；降温、增大c(A2)都能使平衡CaA(s)Ca2(aq)A2(aq)左移。废水中加入绿矾和H，根据流程图，可知发生的是氧化还原反应，配平即可。c(Cr3)/c(Fe3)=c(Cr3)c3(OH)/c(Fe3)c3(OH)=KspCr(OH)3/KspFe(OH)3=1.5107，故c(Cr3)=3.0106 molL1。答案.(1)BNaHA只能发生电离，不能发生水解(2)BC(3)BD.(1)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O(2)3.0106 molL19(9分)(2015天津高考)FeCl3 在溶液中分三步水解：Fe3H2OFe(OH)2HK1Fe(OH)2H2OFe(OH)HK2Fe(OH)H2OFe(OH)3HK3(1)以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是_。(2)通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：xFe3yH2OFex(OH)yH欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)_。a降温 b加水稀释c加入NH4Cl d加入NaHCO3(3)室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是_。(4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁以Fe(mgL1)表示的最佳范围约为_ mgL1。解析(1)铁离子的水解分为三步，且水解程度逐渐减弱，所以水解平衡常数逐渐减小，则K1K2K3；(2)使平衡正向移动，因水解为吸热反应，所以降温，平衡逆向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移动；加入氯化铵，氯化铵溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，所以氢离子浓度降低，平衡正向移动，所以答案选bd；(3)从反应的离子方程式中可知，氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成，所以关键步骤是调节溶液的pH； (4)由图像可知，聚合氯化铁的浓度在1820 mgL1时，去除率达到最大值，污水的浑浊度减小。答案(1)K1K2K3(2)bd(3)调节溶液的pH (4)182010(9分)在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。(1)一定温度下，向1 L 0.1 molL1 CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体，则溶液中_(填“增大”“不变”或“减小”)；写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式_。(2)土壤的pH一般在49之间。土壤中Na2CO3含量较高时，pH可高达10.5，试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因_。加入石膏(CaSO42H2O)可以使土壤碱性降低，有关反应的化学方程式为_。(3)常温下在20 mL 0.1 molL1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 molL1HCl溶液40 mL，溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。回答下列问题：在同一溶液中，H2CO3、HCO、CO_(填“能”或“不能”)大量共存；当pH=7时，溶液中含碳元素的主要微粒为_，溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为_；已知在25 时，CO水解反应的平衡常数即水解常数Kh=2.0104molL1，当溶液中c(HCO)c(CO)=21时，溶液的pH=_。解析(1)K=，K仅受温度影响。由电荷守恒得c(CH3COO)c(OH)=c(H)c(Na)。(2)土壤呈碱性，是因CO水解显碱性所致。利用沉淀的转化与生成规律，CaSO4转化为更难溶的物质CaCO3：Na2CO3CaSO42H2O=CaCO3Na2SO42H2O。(3)通过观察图像求解问。中c(OH)=1.0104molL1，则c(H)=1.01010 molL1，pH=10。答案(1)不变c(CH3COO)c(OH)=c(H)c(Na)(2)COH2OHCOOHNa2CO3CaSO42H2OCaCO3Na2SO42H2O(3)不能HCO、H2CO3c(Na)c(Cl)c(HCO)c(H)=c(OH)1011(9分)在高中阶段化学学科中所涉及的平衡理论主要包括：化学平衡、电离平衡、水解平衡和难溶电解质溶解平衡四种，均符合勒夏特列原理，它们在工农业生产中都有广泛的应用。请回答下列问题：.工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素CO(NH2)2，反应的化学方程式为2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(l)H2O(l)(1)已知该反应的平衡常数K195 K165 ，则该反应的H_0(填“”“=”或“”)。(2)一定温度和压强下，若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)n(NH3)/n(CO2)=x，如图是氨碳比(x)与CO2平衡转化率()的关系。随着x增大的原因是_；B点处，NH3的体积分数为_%(保留小数点后一位)。(3)取一定量的NH3和CO2放在一个带活塞的密闭真空容器中在一定温度下反应达平衡，若在恒温、恒容下充入气体He，CO(NH2)2(l)的质量_(填“增加”“减小”或“不变”)。.(1)某温度下，纯水中c(H)=2.0107 molL1，该温度下，0.9 molL1 NaOH溶液与0.1 molL1 HCl溶液等体积混合(不考虑溶液体积变化)后，溶液的pH=_。(2)向100 mL 0.10 molL1 CH3COOH的溶液中加入0.010 mol CH3COONa固体，溶液pH增大，主要原因是(请用学过的平衡理论解释)_；已知该混合溶液中c(Na)c(CH3COO)，则c(CH3COOH)_c(CH3COO)(填“”“”或“=”)。.(1)如图为某温度下，PbS(s)、ZnS(s)、FeS(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，溶液的c(S2)、金属阳离子浓度变化情况。如果向三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是_(填化学式)。(2)向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb2、Fe2的溶液，振荡后，ZnS沉淀最终会转化为_(填化学式)沉淀。解析.(1)温度越高，K越小，则该反应是放热反应，H0。(2)增大氨气浓度，平衡正向移动，使CO2转化率增大；设投入的NH3和CO2分别为4、1，CO2的转化率是0.5，NH3的体积分数为(410.52)/(410.5210.5)100%=85.7%。 (3)恒温、恒容下，充入气体He，各成分气体浓度不变，平衡不移动，尿素的量不变。.(1)此时水的离子积是4.01014，剩余的c(OH)为=0.4(molL1)，c(H) =11013 molL1，即所得溶液的pH=13。(2)因醋酸溶液中有：CH3COOHCH3COOH，当加入CH3COONa固体时，c(CH3COO)增大，使CH3COOH电离平衡逆向移动，c(H)减小，导致pH增大。此时溶液呈酸性，说明CH3COOH的电离大于CH3COO的水解，故c(CH3COOH)c(CH3COO)。.(1)由图像可看出，三种物质的溶解度PbSZnSFeS，所以，三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是FeS。(2)该实验的最后ZnS转化为最难溶的 PbS。答案.(1)(2)增大氨气浓度，平衡正向移动，CO2转化率增大85.7(3)不变.(1)13(2)醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COOH，当加入CH3COONa固体时，c(CH3COO)增大，使CH3COOH电离平衡逆向移动， c(H)减小，故pH增大.(1)FeS(2)PbS