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第三章 水溶液中的离子平衡检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括18个小题,每小题3分,共54分)1下列关于电解质分类的组合中,完全正确的是()ABCD强电解质NaClH2SO4HClOHNO3弱电解质HFBaSO4CaCO3CH3COOH非电解质Cl2CS2C2H5OHSO2答案D2下列微粒对CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-水解平衡有影响的是()A.H3O+B.+17288C.NO3-D.Ba2+答案A310 mL浓度为1 molL-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是()A.H2SO4B.CH3COONaC.CuSO4D.Na2CO3解析H2SO4溶液加入盐酸中,相当于增大H+物质的量,生成氢气的量增大,A项错误;CH3COONa与盐酸反应生成弱电解质CH3COOH,H+的浓度减小,反应速率减慢,但可产生的H+总物质的量不变,所以不影响H2生成量,B项正确;Zn与CuSO4溶液反应,生成Cu,Zn和Cu构成原电池,反应速率加快,C项错误;Na2CO3溶液与盐酸反应,消耗了部分H+,所以H2生成量减少,D项错误。答案B4在某温度时,测得纯水中的c(H+)=2.010-7 molL-1,则c(OH-)为()A.2.010-7 molL-1B.0.110-7 molL-1C.1.010-142.010-7 molL-1D.无法确定答案A525 时,已知KspCu(OH)2=2.210-20,KspFe(OH)3=4.010-38,Cu2+和Fe3+完全生成氢氧化物沉淀时的pH分别为6.7和3.2。现在向pH=0、浓度均为0.04 molL-1的Cu2+、Fe3+溶液中加入某一固体,以中和H+调节pH(设溶液体积不变),该过程中Cu2+、Fe3+的浓度与pH关系正确的是()答案B6常温下,将一定浓度的盐酸和醋酸加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。判断下列说法中,正确的是()A.两溶液稀释前的浓度相同B.A、B、C三点溶液的pH由大到小顺序为ABCC.A点的KW值比B点的KW值大D.A点由水电离的c(H+)大于C点由水电离的c(H+)解析A项,醋酸是弱电解质不能完全电离,稀释前两者导电能力相同(氢离子浓度相同),则其浓度大于盐酸的浓度,错误;B项,B点的导电能力小于A点,即B点的氢离子浓度小于A点,则B点的pH大于A点,错误;C项,KW是温度的函数,温度不变KW不变,错误;D项,因为A点pH大于C点,所以A点由水电离出的c(OH-)大于C点由水电离出的c(OH-),即A点由水电离的c(H+)大于C点由水电离的c(H+)。答案D7下列反应不属于水解反应或水解方程式错误的是()HCl+H2OH3O+Cl-ZnCl2+2H2OZn(OH)2+2HClNa2CO3+2H2OH2CO3+2NaOHAl2(CO3)3+6H2O2Al(OH)3+3H2CO3A.B.C.D.解析不是水解反应,是HCl的电离。ZnCl2的水解是可逆的,应用“”。正确的写法是ZnCl2+2H2OZn(OH)2+2HCl或Zn2+2H2OZn(OH)2+2H+。多元弱酸根的水解是分步进行的,且以第一步为主,以后各步逐渐减弱,可分步写,也可只写第一步,不可将多步合为一步写,正确的写法是Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH,NaHCO3+H2OH2CO3+NaOH。因为Al2(CO3)3中阴、阳离子的水解相互促进,能进行到底,故正确写法应为Al2(CO3)3+3H2O2Al(OH)3+3CO2。答案D8下列叙述正确的是()A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度B.25 时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7C.25 时,0.1 molL-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱D.0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)解析稀醋酸中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,加入醋酸钠后溶液中醋酸根离子浓度增大,抑制醋酸的电离,A项错误;硝酸与氨水恰好反应生成NH4NO3,NH4+发生水解使溶液显酸性,B项错误;H2S是弱电解质,Na2S是强电解质,故同浓度的两溶液,Na2S溶液导电能力强,C项正确;由于Ksp(AgCl)Ksp(AgI),故混合溶液中氯离子和碘离子的浓度不同,D项错误。答案C9下列溶液中各微粒的浓度关系不正确的是()A.0.1 molL-1 HCOOH溶液中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(H+)B.1 L 0.1 molL-1 CuSO4(NH4)2SO46H2O的溶液中:c(SO42-)c(NH4+)c(Cu2+)c(H+)c(OH-)C.0.1 molL-1 NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)+c(H2CO3)c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)D.等体积、等物质的量浓度的NaX和弱酸HX混合后的溶液中:c(Na+)c(HX)c(X-)c(H+)c(OH-)解析由溶液中电荷守恒可得,A项正确;溶液中NH4+发生水解,故c(SO42-)c(NH4+),且溶液呈酸性,B项正确;C项,由电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),故有c(Na+)+c(H+)+c(H2CO3)c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-);D项溶液若显酸性,则电离程度大于水解程度,应有c(X-)c(Na+)c(HX)。答案D10电解质溶液有许多奇妙之处,你只有深入思考,才能体会到它的乐趣。下列关于电解质溶液的叙述中正确的是()A.Na2CO3、NaHCO3两种盐溶液中,离子种类不相同B.常温下,1 molL-1的CH3COOH溶液与1 molL-1的NaOH溶液等体积混合后,所得混合液中:c(Na+)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)C.物质的量浓度相同的NH4Cl和NH4HSO4两种溶液中,c(NH4+)前者小于后者D.常温下,某溶液中由水电离出的c(H+)=10-5 molL-1,则此溶液可能是盐酸解析A项,两种盐溶液中都含有Na+、HCO3-、CO32-、OH-和H+,所以离子种类相同;B项,CH3COOH与NaOH恰好反应生成CH3COONa,溶液呈碱性;C项,NH4HSO4电离产生的H+抑制NH4+的水解,故c(NH4+)前者小于后者,C正确;D项,溶液中由水电离出的c(H+)=10-5 molL-110-7 molL-1,水的电离得到了促进,而盐酸抑制水的电离,D项错误。答案C11下列叙述正确的是()A.某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液的pH=b,则abB.在滴有酚酞的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH7C.常温下,1.010-3 molL-1盐酸的pH=3.0,1.010-8 molL-1盐酸的pH=8.0D.常温下,若1 mL pH=1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11解析A项,加水稀释,CH3COOH虽进一步电离,但pH仍增大,所以a7。C项,1.010-8 molL-1的盐酸pH应接近7。答案D12(2018湖南长沙模拟)用酒精灯加热下列溶液,蒸干后灼烧,所得固体质量最大的是()A.20 mL 2 molL-1 FeCl3溶液B.40 mL 1 molL-1 NaHCO3溶液C.20 mL 1 molL-1 Na2SO3溶液D.40 mL 2 molL-1 NH4HCO3溶液解析A.加热蒸干灼烧FeCl3溶液时,发生的反应为FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,所以得到的固体是Fe2O3,根据Fe原子守恒得m(Fe2O3)=2 molL-10.02 L12160 gmol-1=3.2 g;B.将40 mL 1 molL-1 NaHCO3溶液蒸干后灼烧得到的固体是Na2CO3,根据Na原子守恒得m(Na2CO3)=1 molL-10.04 L12106 gmol-1=2.12 g;C.亚硫酸钠不稳定易被氧气氧化生成硫酸钠,所以将20 mL 1 molL-1 Na2SO3溶液蒸干灼烧得到的固体是Na2SO4,根据Na原子守恒得m(Na2SO4)=1 molL-10.02 L126 gmol-1=2.52 g;D.碳酸氢铵不稳定,加热易分解生成二氧化碳、水和氨气,所以将40 mL 2 molL-1 NH4HCO3溶液蒸干灼烧得不到固体。通过以上分析知得到固体质量最大的是氯化铁溶液。答案A13以水为溶剂进行中和滴定的原理是H3O+OH-2H2O。已知液态SO2和纯水的导电性相近,液态SO2也能发生电离:2SO2SO32-+SO2+H0。下列叙述中错误的是()A.若以液态SO2为溶剂,用SOCl2滴定Na2SO3,该滴定反应可以表示为SO32-+SO2+2SO2B.液态SO2中有电离的存在,说明SO2在液态时转变为离子化合物C.在一定温度下,液态SO2中c(SO32-)与c(SO2+)的乘积是一个常数D.适当升高温度,液态SO2的导电能力增强解析SO2是共价化合物,与聚集状态无关。答案B14从植物花汁中提取的一种有机物HIn,可作酸碱指示剂,在水溶液中存在电离平衡:HIn(红色)H+In-(黄色),对上述平衡解释不正确的是()A.升高温度平衡正向移动B.加入盐酸后平衡逆向移动,溶液显红色C.加入NaOH溶液后平衡正向移动,溶液显黄色D.加入NaHSO4溶液后平衡正向移动,溶液显黄色解析弱电解质的电离过程吸热,升温,电离平衡正向移动,A对;加入盐酸,c(H+)增大则平衡逆向移动,溶液显红色,B对;加入NaOH,与H+反应,电离平衡正向移动,溶液显黄色,C对;加入NaHSO4溶液,NaHSO4Na+H+SO42-,c(H+)增大电离平衡逆向移动,D错误。答案D15下列叙述中不正确的是()A.一定浓度的醋酸钠溶液可使酚酞溶液变红,其原因是发生了如下反应:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,使得溶液中的c(OH-)c(H+)B.在常温下,10 mL 0.02 molL-1盐酸与10 mL 0.02 molL-1 Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20 mL,则溶液的pH=12C.在0.1 molL-1 NH4Cl溶液中:c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-)D.5 mL 1 molL-1 CH3COONa溶液与5 mL 1 molL-1盐酸混合液中:c(Cl-)c(Na+)c(H+)c(OH-)解析A项,CH3COONa溶液呈碱性正是因为CH3COO-水解,所以A项正确;B项,两溶液混合后c(OH-)=0.02molL-120.01 L-0.02 molL-10.01 L0.02 L=0.01 molL-1,故pH=12,B对;C项,依据电荷守恒判断,正确;D项中CH3COONa+HClCH3COOH+NaCl,溶液中c(Na+)=c(Cl-),故D错误。答案D16向体积为Va的0.05 molL-1 CH3COOH溶液中加入体积为Vb的0.05 molL-1 KOH溶液,下列关系错误的是()A.VaVb时:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)c(K+)B.Va=Vb时:c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)C.Vac(K+)c(OH-)c(H+)D.Va与Vb任意比时:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)解析Va=Vb,则溶质只有CH3COOK,据质子守恒知,B正确;若VaVb,则CH3COOH剩余,溶质为CH3COOH、CH3COOK,A正确;若Vac(CH3COO-),C错误;根据电荷守恒知,D正确。答案C17已知下表数据:物质Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp/25 8.010-162.210-204.010-38完全沉淀时的pH范围9.66.434对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法,不正确的是()A.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到红褐色沉淀B.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到白色沉淀C.向该混合溶液中加入适量H2O2,并调节pH到34后过滤,可获得纯净的CuSO4溶液D.在pH=5的溶液中Fe3+不能大量存在解析根据溶度积常数可知,逐滴加入NaOH溶液时,Fe3+最先沉淀,Fe2+最后沉淀,所以A项正确,B项不正确;由选项C的操作可知,溶液中Fe2+被氧化成Fe3+,调节pH可除去Fe3+,C正确;由表中数据知Fe3+在pH=4的环境中已沉淀完全,D正确。答案B18有三瓶体积相等,浓度都是1 molL-1的HCl溶液,将加热蒸发至体积减少一半,在中加入少量CH3COONa固体(加入后溶液仍呈强酸性),不作改变,然后以酚酞作指示剂,用NaOH溶液滴定上述三种溶液,所消耗的NaOH溶液的体积是()A.=B.C.=D.=解析滴定过程中消耗NaOH溶液的体积取决于溶液中可提供的H+的总量,加热蒸发时HCl挥发,导致n(H+)减小,使NaOH消耗量减少,而中加入CH3COONa固体,虽然醋酸根能与H+结合,但生成的醋酸仍与NaOH反应,不影响溶液中可提供的H+的总量,故消耗NaOH溶液体积与相同。答案C二、非选择题(本题包括6小题,共46分)19(7分)在室温下,下列五种溶液:0.1 molL-1 NH4Cl0.1 molL-1 CH3COONH40.1 molL-1 NH4HSO40.1 molL-1 NH3H2O和0.1 molL-1 NH4Cl混合液0.1 molL-1 NH3H2O请根据要求填写下列空白:(1)溶液呈(填“酸”“碱”或“中”)性,其原因是(用离子方程式表示)。(2)比较溶液中c(NH4+)的大小关系是(填“”“”“”“”或“=”)c(NH4+)。解析(1)NH4Cl溶液中存在NH4+的水解平衡,NH4+H2ONH3H2O+H+,所以溶液呈酸性。(2)溶液中均存在NH4+H2ONH3H2O+H+,而中阴离子CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,这样NH4+与CH3COO-相互促进水解,而溶液中NH4HSO4电离出的H+抑制了NH4+的水解,所以c(NH4+)大小为。(3)根据原子守恒知溶液中,c(Cl-)=0.1 molL-1,c(NH3H2O)+c(NH4+)=0.1 molL-1+0.1 molL-1=0.2 molL-1。(4)由于CH3COO-水解生成OH-,NH4+水解生成H+,而溶液的pH=7,说明CH3COO-与NH4+的水解程度相同,溶液中二者浓度也相同。答案(1)酸NH4+H2ONH3H2O+H+(2)4的溶液中Fe3+一定不能大量存在解析中为了不引入杂质离子,应加入氨水使Fe3+沉淀,而不能用NaOH溶液。中根据溶解度数据可知Mg(OH)2易转化为Fe(OH)3,因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2除去Fe3+,然后将沉淀一并过滤。中利用高价阳离子Fe3+易水解的特点,据题意可知调节溶液的pH=4可使Fe3+沉淀完全,为了不引入杂质离子,可使用CuO、Cu(OH)2等。答案(1)氢氧化铁(2)氨水不会引入新的杂质(3)2Fe3+(aq)+3Mg(OH)2(s)3Mg2+(aq)+2Fe(OH)3(s)(4)ACDE23(6分)常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:HA物质的量浓度/(molL-1)NaOH物质的量浓度/(molL-1)混合溶液的pH0.10.1pH=9请回答:(1)实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=molL-1。(2)写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不能做近似计算)。c(Na+)-c(A-)= molL-1c(OH-)-c(HA)= molL-1解析(1)等体积、等浓度酸碱反应后混合溶液的pH=9,说明HA是弱酸,溶液中c(H+)=10-9 molL-1,根据A-+H2OHA+OH-可知水电离出的c(OH-)就是溶液中的c(OH-),则c(OH-)=KWc(H+)=10-5 molL-1。(2)反应后的混合溶液中含有Na+、A-、OH-、H+四种离子,根据电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)根据物料守恒可得c(Na+)=c(A-)+c(HA)将代入得质子守恒:c(H+)+c(HA)=c(OH-)则式变形得到c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=10-5 molL-1-10-9 molL-1;由质子守恒式可得:c(OH-)-c(HA)=c(H+)=10-9 molL-1。答案(1)10-5(2)10-5-10-910-924(10分)水的离子积常数KW与温度t()的关系如图所示:(1)若t1=25 ,则KW1=;若t2=100 时,KW2=10-12,则此时0.05 molL-1的Ba(OH)2溶液的pH=。(2)已知25 时,0.1 L 0.1 molL-1的NaA溶液的pH=10,则NaA溶液中所存在的平衡有。溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为。(3)25 时,将pH=11的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液pH=9,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为。解析(1)25 时,c(H+)=c(OH-)=110-7molL-1,KW1=110-14;由100 时,KW2=10-12,c(OH-)=0.05 molL-12=0.1 molL-1,c(H+)=110-120.10molL-1=110-11 molL-1,pH=11。(2)0.1 molL-1的NaA溶液pH=107,说明HA为弱酸,溶液中存在的平衡有:H2OH+OH-,A-+H2OHA+OH-;离子浓度大小顺序为c(Na+)c(A-)c(OH-)c(H+)。(3)设V(NaOH)=x,V(H2SO4)=y,则有c(OH-)过=10-3x-10-4yx+y=10-5,解得xy=19。答案(1)110-1411(2)H2OH+OH-,A-+H2OHA+OH-c(Na+)c(A-)c(OH-)c(H+)(3)19
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