專題檢測(八)水溶液中的離子平衡

第1頁 共9頁專題檢測（八） 水溶液中的離子平衡1.(2017

內(nèi)·蒙古赤峰模擬

)pH＝2的A、B兩種酸溶液各

1mL，分別加水稀釋到 1L(其pH與溶液體積 V的關(guān)系如圖所示 )，下列說法正確的是( )a＝5時，A是強酸，B是弱酸②若A、B都是弱酸，則5＞a＞2③稀釋后，A酸溶液的酸性比B酸溶液強④A、B兩種酸溶液的物質(zhì)的量濃度一定相等A．①②B．③④C．①③D．②④解析：選A①由圖可知，若a＝5，A完全電離，則A是強酸，B的pH變化小，則B為弱酸，故正確；②若A和B都是弱酸，加水稀釋時促進弱酸電離，所以溶液中pH為5＞a＞2，故正確；③由圖可知，B的pH小，c(H＋)大，則B酸溶液的酸性強，故錯誤；④因A、B酸的強弱不同，對于一元強酸來說c(酸)＝c(H＋)，對于一元弱酸，c(酸)＞c(H＋)，則A、B兩種酸溶液的物質(zhì)的量濃度不一定相等，故錯誤。2．已知下表為 25℃時某些弱酸的電離常數(shù)。依據(jù)所給信息判斷，下列說法不正確的是()CH3COOHHClOH2CO3－5－8Ka1＝4.4×10－7Ka＝1.8×10Ka＝3.0×10Ka2＝4.7×10－11A．等濃度溶液酸性強弱為CH3COOH>H2CO3>HClOB．向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的離子方程式為2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋CO32－C．相同濃度的CH3COONa和NaClO的混合溶液中，各離子濃度的大小關(guān)系為c(Na＋－－－＋)>c(CH3COO )>c(ClO )>c(OH )>c(H)－8D．在該溫度下，CH3COONa的水解常數(shù)為1018解析：選BA項，通過電離常數(shù)Ka判斷，Ka越大酸的電離程度越大，故酸性CH3COOH>H2CO3>HClO；B項，通過電離常數(shù)Ka判斷酸性H2CO3>HClO>HCO3－，故ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO3－，不能生成碳酸根離子；C項，由于鹽的水解程度與對應(yīng)酸的酸性強弱有關(guān)， CH3COOH 的Ka比HClO 的Ka大，越弱越水解，故次氯酸根離子的水解程度大于醋酸根離子，故有 c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(ClO－)>c(OH－)>c(H＋)；D項，－14由于醋酸的電離常數(shù)和醋酸根離子的水解常數(shù)的乘積等于 KW，則有Kh＝KW＝1×10－5＝Ka1.8×10第2頁 共9頁8。18＋－11－1的4種溶液：3．(2017石·家莊模擬)現(xiàn)有常溫下水電離出的c(H)均為1×10mol·L①HCl溶液；②CH3COOH溶液；③NaOH溶液；④氨水。有關(guān)上述溶液的比較中，正確的是( )A．向等體積溶液中分別加水稀釋 100倍后，溶液的 pH：③>④>②>①B．等體積的①、②、③溶液分別與足量鋁粉反應(yīng)，生成 H2的量①最小C．②、③溶液等體積混合后，溶液顯堿性D．①、④溶液混合若pH＝7，則消耗溶液的體積：④>①解析：選B常溫下水電離出的c(H＋－－1，則溶質(zhì)抑制了水的電離，)均為1×1011mol·L該溶液為酸溶液或堿溶液，①③為一元強酸或強堿，則二者濃度為0.001mol·L－1；②④為弱電解質(zhì)，在溶液中只能部分電離，則其濃度大于0.001mol·L－1。由于加水稀釋100倍后，弱電解質(zhì)電離程度增大，溶液中弱酸電離出的氫離子、弱堿電離出的氫氧根離子的物質(zhì)的量增大，所以強電解質(zhì)溶液的pH變化為2，弱電解質(zhì)溶液的pH變化小于2，故稀釋后溶液的pH大小為：④＞③＞①＞②，故A錯誤；鋁足量時，2mol氯化氫生成1mol氫氣，2mol氫氧化鈉生成3mol氫氣，①③的濃度相等，所以③生成的氫氣大于①；②的濃度大于①，所以生成的氫氣大于①，即等體積、鋁足量時①生成的氫氣最少，故B正確；②、③溶液等體積混合后，由于醋酸濃度大于氫氧化鈉濃度，所以混合液中醋酸過量，反應(yīng)后的溶液顯示酸性，故 C錯誤；①、④溶液混合若 pH＝7，由于氨水的濃度大于氯化氫溶液，則消耗氯化氫溶液的體積應(yīng)該加大，即消耗溶液的體積：④＜①，故D錯誤。4．室溫下，將一元酸HA的溶液和KOH溶液等體積混合(忽略體積變化)，實驗數(shù)據(jù)如下表：－1反應(yīng)后溶實驗編號起始濃度/(mol·L)c(HA)c(KOH)液的pH①0.10.19②x0.27下列判斷不正確的是()A．實驗①反應(yīng)后的溶液中：＋－－＋c(K)>c(A)>c(OH)>c(H)B．實驗①反應(yīng)后的溶液中：c(OH－＋－KW－9mol·L－1)＝c(K)－c(A)＝1×10C．實驗②反應(yīng)后的溶液中：－)＋c(HA)>0.1mol－1c(AL·D．實驗②反應(yīng)后的溶液中：＋)＝c(A－－＋c(K)>c(OH)＝c(H)解析：選B一元酸與一元強堿KOH等體積等濃度混合后，溶液pH＝9，顯堿性，說明HA為一元弱酸， KA為強堿弱酸鹽， KA溶液中：c(K＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)，A項正第3頁共9頁確；實驗①反應(yīng)后的溶液中，根據(jù)電荷守恒得：c(K＋＋－－－)＋c(H)＝c(A)＋c(OH)，c(OH)＝c(K＋)＋c(H＋)－c(A－)，B項錯誤；實驗②反應(yīng)后溶液pH＝7，則加入的HA溶液中c(HA)>0.2－1－－1，C項正確；實驗②反應(yīng)后mol·L，根據(jù)物料守恒知，反應(yīng)后c(A)＋c(HA)>0.1mol·L的溶液中，根據(jù)電荷守恒得：c(K＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，又因為pH＝7，即c(H＋)＝c(OH－)，則c(K＋)＝c(A－)，D項正確。5．25℃時，20.00mL0.1mol－1－1L·HR溶液中滴加0.1molL·NaOH溶液，混合液的pH與所加入NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．E點對應(yīng)溶液的pH一定等于1B．F點對應(yīng)的V(NaOH溶液)一定為20.00mLC．F點對應(yīng)的溶液中一定存在：＋－＋－c(Na)＝c(R)>c(H)＝c(OH)D．在EF段內(nèi)某點對應(yīng)的溶液中一定存在c(OH－＋)＝c(H)＋c(HR)解析：選CHR可能是強酸，也可能是弱酸，若HR是弱酸，則E點對應(yīng)的溶液pH>1，A錯誤；若HR是弱酸，則F點對應(yīng)的氫氧化鈉溶液的體積大于20.00mL，B錯誤；F點溶液呈中性，根據(jù)電荷守恒和c(H＋)＝c(OH－)可知c(Na＋)＝c(R－)，NaR電離出的離子濃度遠大于水電離出的離子濃度，故C正確；若HR為強酸，則溶液中不可能存在HR分子，D錯誤。6．(2017北·京西城模擬)以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2＋、Pb2＋等金屬離子，通過添加過量難溶電解質(zhì)MnS，可使這些金屬離子形成硫化物沉淀，經(jīng)過濾除去包括MnS在內(nèi)的沉淀。根據(jù)上述實驗事實，下列說法中，不正確的是()A．溶解度MnS＜PbSB．MnS存在沉淀溶解平衡MnS(s)Mn2＋(aq)＋S2－(aq)C．Cu2＋轉(zhuǎn)化為沉淀的原理為MnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)D．沉淀轉(zhuǎn)化能用于除去溶液中的某些雜質(zhì)離子解析：選AA．根據(jù)題意，含有Cu2＋、Pb2＋等金屬離子的溶液中添加過量難溶電解質(zhì)MnS，可使這些金屬離子形成硫化物沉淀，說明溶解度PbS＜MnS，錯誤；B.MnS存在沉淀溶解平衡，平衡方程式為MnS(s)Mn2＋2－2＋轉(zhuǎn)化為沉淀的(aq)＋S(aq)，正確；C.Cu原理為MnS(s)Mn2＋(aq)＋S2－(aq)，與Cu2＋形成CuS后，平衡正向移動，促進MnS溶解，反應(yīng)方程式為 MnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)，正確；D.根據(jù)題意，可以利用沉淀轉(zhuǎn)化的原理除去溶液中的某些雜質(zhì)離子，正確。第4頁 共9頁7.(2017南·陽模擬)某溫度時，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知：p(Ba2＋2＋2－2－)＝－lgc(Ba)，p(SO4)＝－lgc(SO4)。下列說法正確的是()－24A．該溫度下，Ksp(BaSO4)＝1.0×10B．a(chǎn)點的Ksp(BaSO4)小于b點的Ksp(BaSO4)C．d點表示的是該溫度下BaSO4的不飽和溶液D．加入BaCl2可以使溶液由c點變到a點解析：選D＋－＋－由圖像可知，p(Ksp)＝p[c(Ba2)·c(SO42)]＝p(Ba2)＋p(SO42)＝10，則Ksp＋－)＝10－＋)偏＝c(Ba2)·c(SO4210，A錯誤；處于同一溫度下，Ksp相等，B錯誤；d點時p(Ba2小，則c(Ba2＋2＋)增大，再由Ksp＝c(Ba2＋2－)偏大，溶液過飽和，C錯誤；加入BaCl2，c(Ba)·c(SO4)可知，c(SO42－)變小，故可使溶液由c點變到a點，D正確。8．室溫下，對于－－()c(ClO)＝0.1molL·1的Ca(ClO)2溶液，下列判斷中正確的是－cOHA．加水稀釋后，溶液中 － 增大cClO－－＋)B．溶液中c(ClO)＞c(HClO)＞c(OH)＞c(HC．溶液中c(Ca2＋＋－－)＋c(H)＝c(ClO)＋c(OH)D．若溶液的pH＝12，則ClO－的水解百分率為10%cHClO·cOH－－Kh解析：選A由＝Kh變形得cOH，因稀釋過程中溶液中cClO－－＝cHClOcClO－c(HClO)減小，Kh不變，故cOH－增大，A項正確；由ClO－＋H2OHClO＋OH－及cClOH2OH＋＋OH－知，c(OH－)＞c(HClO)，B項錯誤；由電荷守恒知C項錯誤；當pH＝12時，發(fā)生水解的c(ClO－－1－的初始濃度約為－1，故其水解)接近0.01molL·，ClO0.11mol·L程度小于10%，D項錯誤。9．常溫下，濃度均為0.1mol·L－1、體積均為V0的HX和HY溶液，分別加水稀釋至＋體積V，AGAG＝cH隨lgV的變化如圖所示。下列敘述正確的是()－lgcOHV0A．相同條件下 NaX溶液的pH大于NaY溶液的pHB．水的電離程度： a<b<cC．d點所示溶液的 pH＝3第5頁 共9頁D．當lgV＝2時，若兩溶液同時升高溫度，則c(X－)/c(Y－)增大V0－1的HX溶液的AG＝12，則c(H＋－1解析：選C0.1mol·L)＝0.1molL·，HX完全電離，屬于強酸，HY為弱酸，則相同條件下NaX溶液的pH小于NaY溶液的pH，A錯誤；氫離子濃度越大，水的電離程度越小，則水的電離程度：a＝b<c，B錯誤；HX屬于強酸，lgV＝2，說明溶液的體積稀釋為原來的100倍，所以c(H＋－)＝0.001molL·1，則d點所示V0溶液的pH＝3，C正確；HX完全電離，HY部分電離，當lgV＝2時，升高溫度，對c(XV0－－－－)無影響，而HY的電離平衡正向移動，c(Y)增大，c(X)/c(Y)減小，D錯誤。10．向NaOH溶液中緩慢通入CO2氣體，溶液中CO32－的物質(zhì)的量與通入CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖。下列說法錯誤的是()A．水的電離程度： a＝b<cB．a(chǎn)、b兩點溶液的 pH滿足：pH(a)>pH(b)C．c點溶液滿足：c(Na＋－－－＋)>c(CO32)>c(OH)>c(HCO3)>c(H)＋＋－2－－D．a(chǎn)、b、c三點溶液都滿足：c(Na)＋c(H)＝c(HCO3)＋2c(CO3)＋c(OH)解析：選A向NaOH溶液中緩慢通入CO2氣體，開始時反應(yīng)為CO2＋2OH－2－===CO3＋H2O，CO32－的物質(zhì)的量增大，c點時，NaOH全部轉(zhuǎn)化成Na2CO3，再繼續(xù)通入二氧化碳氣體，發(fā)生反應(yīng)CO2＋CO32－＋H2O===2HCO3－，故a點溶液為NaOH和Na2CO3的混合溶液且n(NaOH)＝2n(Na2CO3)，b點溶液為NaHCO3和Na2CO3的混合溶液。c點Na2CO3水解促進水的電離，b點NaHCO3和Na2CO3促進水的電離，但較c點程度弱，a點溶液中含NaOH，抑制水的電離，所以c點水的電離程度最大，水的電離程度：a<b<c，故A錯誤；a點溶液，n(NaOH)＝2n(Na2CO3)，b點溶液，n(NaHCO3)＝2n(Na2CO3)，溶液的pH滿足：pH(a)>pH(b)，故B正確；c點溶液是碳酸鈉溶液，2－水解使溶液顯堿性，溶液中離子濃CO3度大小關(guān)系滿足：＋2－－)>c(HCO－＋c(Na)>c(CO3)>c(OH3)>c(H)，故C正確；溶液中存在電荷守恒，c(Na＋＋－2－－)＋c(H)＝c(HCO3)＋2c(CO3)＋c(OH)，故D正確。11．(2017·水中學(xué)模擬衡)25℃時，將氨水與氯化銨溶液混合得到＋c(NH3·H2O)＋c(NH4)＝0.1mol·L－1的混合溶液。溶液中c(NH＋3·H2O)、c(NH4)與pH的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)離子濃度關(guān)系敘述一定正確的是()第6頁 共9頁A．W點表示的溶液中＋＋－)c(NH4)＋c(H)＝c(OHB．pH＝10.5的溶液中：c(Cl－－－1)＋c(NH3·H2O)＋c(OH)<0.1molL·C．pH＝9.5＋－＋的溶液中：c(NH3·H2O)>c(NH4)>c(OH)>c(H)D．向W點所表示的1L溶液中加入0.05molNaOH固體(忽略溶液體積變化)：c(Cl－＋)>c(OH－＋＋)>c(Na)>c(NH4)>c(H)解析：選C根據(jù)電荷守恒思想，應(yīng)是c(NH4＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，A錯誤；溶液中存在電荷守恒c(NH4＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，則c(Cl－)＋c(OH－)＋c(NH3·H2O)＝＋32＋－1，B錯誤；pH＝＋c(NH4)＋c(NHO)＋c(H)>0.1mol·L9.5說明溶液顯堿性，NH4的水·H解小于＋)，因此溶液中：NH3·H2O的電離，根據(jù)圖像，c(NH3·H2O)>c(NH4＋－＋＋c(NH3·H2O)>c(NH4)>c(OH)>c(H)，C正確；W點時，c(NH3·H2O)＝c(NH4)＝0.05molL·－1，加入0.05molNaOH固體，得到0.1mol的NH3·H2O和0.05molNaCl，c(Na＋)＝c(Cl－－＋－＋＋)，因此c(Cl)＝c(Na)>c(OH)>c(NH4)>c(H)，D錯誤。12．軟錳礦(主要成分MnO2，雜質(zhì)金屬元素Fe、Al、Mg等)的水懸濁液與煙氣中SO2反應(yīng)可制備MnSO4·H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2＋SO2===MnSO4。(1)質(zhì)量為17.40g純凈MnO2最多能氧化________L(標準狀況)SO2。3＝×－333＝×－39開始沉10，K310，pH＝7.1時Mn(OH)2(2)已知：Ksp[Al(OH)]1sp[Fe(OH)]淀。室溫下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其濃度小于1×10－6mol·L－1)，需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為________。(3)下圖可以看出，從MnSO4和MgSO4混合溶液中結(jié)晶MnSO4·H2O晶體，需控制的結(jié)晶溫度范圍為____________________。(4)準確稱取0.1710gMnSO4·H2O樣品置于錐形瓶中，加入適量H3PO4和NH4NO3溶液，加熱使Mn＋＋，用c(Fe2＋－12全部氧化成Mn3)＝0.0500molL·的標準溶液滴定至終點(滴定過程中Mn3＋被還原為Mn2＋)，消耗Fe2＋溶液20.00mL。計算MnSO4·H2O樣品的純度。第7頁 共9頁(請給出計算過程)17.40gmol，由化學(xué)方程式MnO2＋SO2===MnSO4知，解析：(1)n(MnO2)＝－1＝0.287gmol·n(SO2)＝n(MnO2)＝0.2mol，標準狀況下V(SO2)＝22.4Lmol·－1×0.2mol＝4.48L。33Ksp[FeOH3]33×10－393(2)Fe＋全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3時，c(OH－＝－6＝－)＝3＋3×10cFe1×1011－13＋全部轉(zhuǎn)化為Al(OH)3時，c(OH－)＝3Ksp[AlOH3]＝31×10－33mol·L；AlcAl3＋－6＝1×101×10－9mol·L－1，故Al3＋＋OH－的最小濃度應(yīng)為－9－1，即、Fe3完全沉淀時，溶液中1×10mol·LpH最小應(yīng)為5.0，因為Mn(OH)2沉淀時的最小pH為7.1，故除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液至5.0＜pH＜7.1。由圖可知，60℃時，MgSO4·6H2O與MnSO4·H2O的溶解度相等，隨著溫度的不斷升高，MgSO4·6H2O的溶解度逐漸增大，而MnSO4·H2O的溶解度逐漸減小，因此欲從混合溶液中結(jié)晶析出MnSO4·H2O，需控制溫度在60℃以上。(4)Fe2＋的氧化產(chǎn)物為Fe3＋，由質(zhì)量守恒定律和電子守恒可得：Mn2＋～Mn3＋～Fe2＋，因此，n(Mn2＋＋－1－3mol，則m(MnSO4·H2O)＝)＝n(Fe2)＝0.0500molL·×0.020L＝1.00×101.00×10－3mol×169g·mol－1＝0.169g，故MnSO4·H2O樣品的純度為0.169g0.1710g100%≈98.8%。答案：(1)4.48(2)5.0＜pH＜7.1(3)高于60℃(4)n(Fe2＋－1×20.00mL－1＝1.00×10－3)＝0.0500molL·1000mL·Lmoln(Mn2＋＋－3)＝n(Fe2)＝1.00×10mol－3mol×169gmol·－1m(MnSO4·H2O)＝1.00×10＝0.169g0.169g×100%≈98.8%MnSO4·H2O樣品的純度為0.1710g13．(2017江·蘇高考)砷(As)是一些工廠和礦山廢水中的污染元素，使用吸附劑是去除水中砷的有效措施之一。將硫酸錳、硝酸釔與氫氧化鈉溶液按一定比例混合，攪拌使其充分反應(yīng)，可獲得一種砷的高效吸附劑X，吸附劑X中含有CO23－，其原因是________________。(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物種的分布分數(shù)(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數(shù))與pH的關(guān)系分別如圖1和圖2所示。第8頁 共9頁①以酚酞為指示劑(變色范圍pH8.0～10.0)，將NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，當溶液由無色變?yōu)闇\紅色時停止滴加。該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為______________。②H3AsO4第一步電離方程式H34H24－＋H＋的電離常數(shù)為Ka1，則pKa1＝AsOAsO________(pKa1＝－lgKa1)。溶液的pH對吸附劑X表面所帶電荷有影響。pH＝7.1時，吸附劑X表面不帶電荷；pH>7.1時帶負電荷， pH越高，表面所帶負電荷越多； pH<7.1時帶正電荷， pH越低，表面所帶正電荷越多。 pH不同時吸附劑 X對三價砷和五價砷的平衡吸附量 (吸附達平衡時單位質(zhì)量吸附劑

X吸附砷的質(zhì)量

)如圖

3所示。①在pH7～9之間，吸附劑 X對五價砷的平衡吸附量隨 pH升高而迅速下降，其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。②在pH4～7之間，吸附劑 X對水中三價砷的去除能力遠比五價砷的弱，這