专题能力训练5高中化学水溶液中的离子平衡

1专题能力训练5水溶液中的离子平衡(时间:45分钟满分:100分)专题能力训练第10页一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有1个选项符合题意)1.下列有关电解质溶液的说法不正确的是()A.向Na2CO3溶液中通入NH3,-减小B.将0.1mol·L-1的K2C2O4溶液从25℃升温至35℃,-增大C.向0.1mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,-=1D.向0.1mol·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,-增大答案:D解析:在一定条件下,Na2CO3溶液中存在水解平衡:C-+H2OHC-+OH-,溶液中通入NH3,抑制水解,c(C-)增大,c(Na+)不变,所以-减小,A正确;K2C2O4溶液中草酸根离子水解显示碱性,升高温度,水解程度增加,草酸根离子浓度减小,钾离子浓度不变,所以-增大,B正确;向0.1mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,此时溶液中的溶质是HF和NaF,根据电荷守恒,当c(H+)=c(OH-)时,c(Na+)=c(F-),二者比值是1,C正确;CH3COONa溶液中加入少量水,不会影响醋酸的电离平衡常数,故-不变,D错误。2.向20mL0.5mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入等物质的量浓度的烧碱溶液,测定混合溶液的温度变化如图所示。下列关于混合溶液的相关说法中错误的是()A.醋酸的电离平衡常数:B点A点B.由水电离出的c(OH-):B点C点C.从A点到B点,混合溶液中可能存在:c(CH3COO-)=c(Na+)D.从B点到C点,混合溶液中一直存在:c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)答案:D解析:中和反应是放热反应,在B点时恰好完全反应,B点为CH3COONa溶液,溶液显碱性,水的电离程度最大,溶液温度最高时醋酸的电离平衡常数最大,A、B选项正确;从A点到B点混合溶液可能显中性,依据电荷守恒可知C选项正确;在C点时为等浓度的CH3COONa、NaOH混合溶液,c(OH-)c(CH3COO-),D选项错误。3.(2019北京通州高三模拟)25℃时,CH3COOH、HCN、H2CO3的电离平衡常数如下:化学式CH3COOHHCNH2CO3K1.75×10-54.9×10-10K1=4.4×10-7K2=5.6×10-11下列说法正确的是()A.稀释CH3COOH溶液的过程中,n(CH3COO-)逐渐减小B.NaHCO3溶液中:c(H2CO3)c(C-)c(HC-)C.25℃时,相同物质的量浓度的NaCN溶液的碱性强于CH3COONa溶液D.向CH3COOH溶液或HCN溶液中加入Na2CO3溶液,均产生CO2答案:C24.室温下,将0.05molNa2CO3固体溶于水配成100mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是()选项加入的物质结论A50mL1mol·L-1H2SO4反应结束后,c(Na+)=c(S-)B0.05molCaO溶液中--增大C50mLH2O由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变D0.1molNaHSO4固体反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变答案:B解析:0.05molNa2CO3中n(Na+)=0.1mol,50mL1mol·L-1H2SO4中含n(S-)=0.05mol,故反应后c(Na+)=2c(S-),A项错误;0.05molCaO与H2O反应生成0.05molCa(OH)2,Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH,则溶液中--增大,B项正确;向Na2CO3溶液中加水,c(OH-)水减小,则c(H+)水也减小,则由水电离出的c(H+)水·c(OH-)水减小,C项错误;由于NaHSO4Na++H++S-,故向Na2CO3溶液中加入NaHSO4,c(Na+)变大,D项错误。5.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:实验编号HA溶液物质的量浓度/(mol·L-1)NaOH溶液物质的量浓度/(mol·L-1)混合溶液的pH①0.10.1pH=9②c0.2pH=7③0.20.1pH7下列判断不正确的是()A.HA的电离方程式为HAH++A-B.不考虑其他组的实验结果,c≥0.2C.③组实验中,混合溶液中c(A-)c(Na+)c(HA)c(H+)c(OH-)D.①组实验中,混合溶液中c(A-)=(0.1+10-9-10-5)mol·L-1答案:D解析:A项,由①一元酸与一元强碱等体积混合,溶液呈碱性,说明该酸为弱酸,所以HA的电离方程式正确;B项,不考虑其他组的实验结果,与氢氧化钠溶液等体积混合,溶液呈中性时,若酸为强酸则c=0.2,若酸为弱酸则酸应过量,c0.2,所以c≥0.2,正确;C项,③组中,溶液呈酸性,所得溶液为NaA和HA的混合液,酸的电离程度大于酸根离子的水解程度,所以离子浓度的大小关系是c(A-)c(Na+)c(HA)c(H+)c(OH-),正确;D项,根据物料守恒和质子守恒得c(A-)=(0.05+10-9-10-5)mol·L-1,错误,答案选D。6.已知:25℃时,苯酚的电离常数Ka=1.0×10-10,在水中的电离方程式为+H+。25℃时,用0.0100mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00mL0.0100mol·L-1的苯酚溶液,溶液的pH与所加NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.A点溶液中,苯酚的电离度约为0.01%B.B点溶液的pH7C.C点溶液中存在c()c(OH-)c(H+)3D.A点溶液加少量水稀释,溶液中减小答案:A7.25℃时,用Na2S沉淀Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+四种金属离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lgc(S2-)与lgc(M2+)关系如图所示。下列说法正确的是()A.Ksp(CuS)约为1×10-20B.向Cu2+浓度为10-5mol·L-1的废水中加入ZnS粉末,会有CuS沉淀析出C.向100mL浓度均为10-5mol·L-1Zn2+、Fe2+、Mn2+的混合溶液中逐滴加入10-4mol·L-1Na2S溶液,Zn2+先沉淀D.Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)答案:B解析:由图示可知,Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=1×10-10×1×10-25=1×10-35,A错误;由图像知,Ksp(CuS)Ksp(MnS)Ksp(FeS)Ksp(ZnS),B正确,C错误;根据物料守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)],D错误。二、非选择题(共3小题,共58分)8.(20分)(1)一定温度下,草酸(H2C2O4)在水溶液中存在形式的分布与pH的关系如图1所示,写出pH从3升至5的过程中发生反应的离子方程式:。该温度时草酸的一级电离常数Ka1=。(已知lg5.0≈0.7)图1(2)常温下,向10mL0.1mol·L-1H2C2O4溶液中逐滴加入0.1mol·L-1KOH溶液,所得滴定曲线如图2所示。图2①B点对应的溶液中存在的平衡有:H2OH++OH-、和。②C点对应的溶液中的溶质是(填化学式)。③D点对应的溶液中粒子浓度关系正确的是(填字母)。A.c(OH-)=c(HC2-)+2c(H2C2O4)+c(H+)B.c(C2-)+c(HC2-)+c(OH-)=c(K+)+c(H+)C.c(K+)=c(C2-)+c(HC2-)+c(H2C2O4)4D.c(K+)c(C2-)c(OH-)c(HC2-)c(H+)答案:(1)HC2-+OH-C2-+H2O5.0×10-2(2)①HC2-H++C2-HC2-+H2OH2C2O4+OH-②KHC2O4、K2C2O4③AD解析:(1)根据图1可知,pH从3升至5的过程中,HC2-减少,C2-增多,所以发生的反应为HC2-+OH-C2-+H2O。由H2C2O4H++HC2-知Ka1=-,A点时,c(HC2-)=c(H2C2O4),pH=1.3,则Ka1=c(H+)=10-1.3=100.7×10-2≈5.0×10-2。(2)①B点对应的生成物是KHC2O4,既能水解也能电离。②加入KOH溶液10mL时(B点)生成KHC2O4,加入KOH溶液20mL时(D点)生成K2C2O4,C点对应的产物是KHC2O4和K2C2O4的混合物。③D点对应的生成物是K2C2O4,此时溶液显碱性。溶液中电荷守恒关系式是2c(C2-)+c(HC2-)+c(OH-)=c(K+)+c(H+),B错误;物料守恒关系式是c(K+)=2[c(C2-)+c(HC2-)+c(H2C2O4)],C错误;质子守恒关系式是c(OH-)=c(HC2-)+2c(H2C2O4)+c(H+),A正确;离子浓度大小关系是c(K+)c(C2-)c(OH-)c(HC2-)c(H+),D正确。9.(16分)工业上从含有Cr2-和Cr-的废水中回收铬的工艺流程如图所示:已知:①2Cr-(黄色)+2H+Cr2-(橙色)+H2O;②常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38;Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32;③当离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时,认为沉淀完全。请回答下列问题:(1)酸化后的溶液A显色。(2)配制FeSO4溶液时,除了加水外还需要加入的试剂是(填试剂名称)。(3)向溶液A中加入FeSO4溶液发生反应的离子方程式为。(4)沉淀C的化学式为,pH2的范围为。答案:(1)橙(2)硫酸和铁粉(3)Cr2-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O(4)Fe(OH)35解析:(1)加入酸,平衡2Cr-(黄色)+2H+Cr2-(橙色)+H2O向正反应方向移动,Cr-转化为Cr2-,溶液显橙色。(2)FeSO4为强酸弱碱盐,在溶液中容易水解,加入硫酸抑制其水解,同时Fe2+容易被氧化,加入铁粉防止生成Fe3+。(3)Cr2-具有氧化性,Fe2+具有还原性,在酸性条件下,两者之间发生氧化还原反应,生成Cr3+和Fe3+。(4)因为Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32,Fe3+先沉淀,沉淀C为Fe(OH)3。离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时,认为沉淀完全,要使Cr3+完全转化为Cr(OH)3沉淀,由Ksp[Cr(OH)3]=c3(OH-)·c(Cr3+)=1.0×10-32,c(Cr3+)=1.0×10-5mol·L-1,则c3(OH-)=--=1.0×10-27,c(OH-)=1.0×10-9mol·L-1,c(H+)=---=1.0×10-5(mol·L-1),pH=5,即pH5时,能使Cr3+完全沉淀。10.(22分)Ⅰ.已知:H2A的A2-可表示S2-、S-、S-、Si-或C-等离子。(1)常温下,向20mL0.2mol·L-1H2A溶液中滴加0.2mol·L-1NaOH溶液。有关微粒物质的量变化如图(其中Ⅰ代表H2A,Ⅱ代表HA-,Ⅲ代表A2-)。请根据图示填空:5①当V(NaOH)=20mL时,溶液中离子浓度大小关系:。②等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水(填“大”“小”或“相等”),欲使NaHA溶液呈中性,可以向其中加入。(2)若H2A为硫酸:t℃时,有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性,则该温度下水的离子积常数KW=。Ⅱ.已知:在25℃时H2OH++OH-KW=10-14CH3COOHH++CH3COO-Ka=1.8×10-5(3)醋酸钠水解的平衡常数Kh的表达式为,具体数值=,当升高温度时,Kh将(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)0.5mol·L-1醋酸钠溶液pH为m,其水解的程度(已水解的醋酸钠与原有醋酸钠的比值)为a;1mol·L-1醋酸钠溶液pH为n,水解的程度为b,则m(填“大于”“小于”或“等于”,下同)n,ab。Ⅲ.(