高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題能力訓(xùn)練10 水溶液中的離子平衡（含解析）-人教版高三化學(xué)試題

專題能力訓(xùn)練十水溶液中的離子平衡(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共7小題,每小題6分,共42分。每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的說法不正確的是()A.向Na2CO3溶液中通入NH3,c(B.將0.1mol·L-1的K2C2O4溶液從25℃升溫至35℃,c(C.向0.1mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,c(D.向0.1mol·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,c(答案:D解析:在一定條件下,Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-,溶液中通入NH3,抑制CO32-的水解,c(CO32-)增大,c(Na+)不變,所以c(Na+)c(CO32-)減小,A正確;K2C2O4溶液因草酸根離子水解而顯示堿性,升高溫度,草酸根離子的水解程度增加,草酸根離子濃度減小,鉀離子濃度不變,所以c(K2.向20mL0.5mol·L-1的CH3COOH溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量濃度的燒堿溶液,測(cè)定混合溶液的溫度變化如圖所示。下列關(guān)于混合溶液的相關(guān)說法中錯(cuò)誤的是()A.CH3COOH的電離平衡常數(shù):B點(diǎn)>A點(diǎn)B.由水電離出的c(OH-):B點(diǎn)>C點(diǎn)C.從A點(diǎn)到B點(diǎn),混合溶液中可能存在:c(CH3COO-)=c(Na+)D.從B點(diǎn)到C點(diǎn),混合溶液中一直存在:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)答案:D解析:中和反應(yīng)是放熱反應(yīng),在B點(diǎn)時(shí)恰好完全反應(yīng),B點(diǎn)為CH3COONa溶液,溶液顯堿性,水的電離程度最大,溶液溫度最高時(shí)CH3COOH的電離平衡常數(shù)最大,A、B選項(xiàng)正確;從A點(diǎn)到B點(diǎn)混合溶液可能顯中性,依據(jù)電荷守恒可知C選項(xiàng)正確;在C點(diǎn)時(shí)為等濃度的CH3COONa、NaOH混合溶液,c(OH-)>c(CH3COO-),D選項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2019天津第二十中學(xué)高三模擬)下列四種溶液:①pH=2的CH3COOH溶液;②pH=2的HCl溶液;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液。相同條件下,有關(guān)上述溶液的比較中,正確的是()A.由水電離的c(H+):①=②>③=④B.將②、③兩種溶液混合后,若pH=7,則消耗溶液的體積:③>②C.等體積的①、②溶液分別與足量鋁粉反應(yīng),生成H2的速率:①>②D.向等體積的四種溶液中分別加入100mL水后,溶液的pH:③>④>①>②答案:C解析:酸溶液和堿溶液都抑制水的電離,酸溶液中的OH-、堿溶液的H+是水電離的,所以四種溶液中水電離的c(H+)相等,都是10-12mol·L-1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;②pH=12的HCl溶液中HCl的濃度為0.01mol·L-1,而③pH=12的氨水中氨水濃度大于0.01mol·L-1,等體積的兩溶液混合,氨水過量,若溶液顯示中性,則鹽酸的體積大于氨水的體積,即②>③,B項(xiàng)錯(cuò)誤;①pH=2的CH3COOH溶液中CH3COOH濃度大于0.01mol·L-1,而②pH=2的HCl溶液中HCl的濃度為0.01mol·L-1,等體積的兩溶液中CH3COOH的物質(zhì)的量大于HCl的物質(zhì)的量,與鋁反應(yīng)時(shí),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,CH3COOH不斷電離,CH3COOH溶液中H+濃度會(huì)大于HCl溶液中H+濃度,所以CH3COOH溶液生成的H2的速率大,C項(xiàng)正確;堿溶液的pH一定大于酸溶液的pH,③、④的pH大于①、②的;③pH=12的氨水為弱堿溶液,稀釋過程中弱堿的電離程度增大,溶液中OH-的物質(zhì)的量大于④,稀釋后溶液的pH③>④;而①pH=2的CH3COOH溶液稀釋后溶液中c(H+)大于②,溶液的pH①<②,所以分別向等體積的四種溶液中加水稀釋至100mL后,溶液的pH:③>④>②>①,故D錯(cuò)誤。4.(2019河北唐山一中第一學(xué)期期中)常溫下,向20mL0.2mol·L-1H2A溶液中滴加0.2mol·L-1NaOH溶液。微粒的物質(zhì)的量的變化如圖所示。下列說法正確的是()A.當(dāng)V(NaOH溶液)=20mL時(shí),溶液中離子濃度關(guān)系:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)B.當(dāng)V(NaOH溶液)=30mL時(shí),則有:2c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)=c(A2-)+2c(OH-)C.向上述加入20mLNaOH溶液后所得溶液中再加入水的過程中,pH減小D.若A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液的pH分別為a、b,則H2A2H++A2-的K=10-a-b答案:D解析:當(dāng)V(NaOH溶液)=20mL時(shí),發(fā)生反應(yīng)為NaOH+H2ANaHA+H2O,溶液中溶質(zhì)主要為NaHA,HA-的電離程度大于水解程度,溶液顯酸性,結(jié)合水的電離平衡可知,c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),A項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)V(NaOH溶液)=30mL時(shí),溶液中溶質(zhì)為Na2A和NaHA且物質(zhì)的量之比為1∶1;根據(jù)溶液中電荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-),根據(jù)物料守恒可得:2c(Na+)=3c(A2-)+3c(HA-)+3c(H2A),所以溶液中存在以下關(guān)系:2c(H+)+c(HA-)+3c(H2A)=c(A2-)+2c(OH-),B項(xiàng)錯(cuò)誤;兩者恰好反應(yīng)生成NaHA,加水稀釋促進(jìn)HA-電離和水解,因?yàn)镠A-的電離程度大于水解程度,溶液呈酸性,加水稀釋導(dǎo)致H+個(gè)數(shù)增大,但H+物質(zhì)的量的增大程度小于溶液體積的增大程度,所以溶液中c(H+)減小,溶液的pH增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;A點(diǎn)時(shí),溶液中c(H2A)=c(HA-),H2A第一步電離的電離常數(shù)為K1=c(HA-)×c(H+)c(H2A)=10-a;B點(diǎn)時(shí),溶液中c(A2-)=c(HA-),H2A第二步電離的電離常數(shù)為K2=c(A2-)×c(H+)c(HA-)5.(2019河北武邑中學(xué)期中)已知:H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8;H2CO3的Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11。現(xiàn)將標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L的CO2和2.24L的SO2分別通入兩份150mL1mol·L-1NaOH溶液中,下列關(guān)于兩溶液的比較的說法中正確的是()A.c(HCO3-)<c(CB.兩溶液都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.c(HCO3-)>c(HSD.c(CO32-)+c(HCO3-)=c(SO答案:C解析:根據(jù)題給信息可知n(CO2)=n(SO2)=0.1mol,n(NaOH)=0.15mol,則發(fā)生的反應(yīng)分別為2CO2+3NaOHNa2CO3+NaHCO3+H2O,2SO2+3NaOHNa2SO3+NaHSO3+H2O。由Ka1(H2CO3)>Ka2(H2CO3)可知,等溫等濃度下Na2CO3的水解程度大于NaHCO3的水解程度,則溶液中c(HCO3-)>c(CO32-),A項(xiàng)錯(cuò)誤;Na2SO3和NaHSO3均有還原性,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,而Na2CO3和NaHCO3則不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由Ka2(H2SO3)>Ka2(H2CO3)可知,等溫等濃度下HSO3-的電離程度大于HCO3-的電離程度,則溶液中c(HCO3-)>c(HSO3-),C項(xiàng)正確;由物料守恒可知,c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3),由Ka1(H2SO3)>Ka1(H2CO3)可知,等溫等濃度下HSO3-的水解程度小于HCO3-的水解程度,則溶液中c(H26.(2019天津耀華中學(xué)高三模擬)常溫下,向20mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液中滴加0.1mol·L-1的NaOH溶液,其pH變化曲線如圖所示(忽視溫度變化)。下列說法中錯(cuò)誤的是()A.C點(diǎn)表示CH3COOH與NaOH恰好反應(yīng)完全B.A點(diǎn)表示的溶液中由水電離出的c(H+)為1.0×10-11mol·L-1C.B點(diǎn)表示的溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)D.B、D點(diǎn)表示的溶液中c(答案:A解析:由中和反應(yīng)CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O可知,CH3COOH和NaOH恰好反應(yīng)完全時(shí)所得溶液為CH3COONa溶液,而該強(qiáng)堿弱酸鹽溶液中存在水解平衡CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,溶液顯堿性,而C點(diǎn)溶液顯中性,所以C點(diǎn)不能表示CH3COOH與NaOH恰好反應(yīng)完全,A項(xiàng)錯(cuò)誤;A點(diǎn)表示滴定前的CH3COOH溶液,根據(jù)pH=3知溶液中c(H+)為10-3mol·L-1,則溶液中c(OH-)=KWc(H+)=1×10-1410-3mol·L-1=10-11mol·L-1,CH3COOH溶液中存在水的電離H2OH++OH-,該電離平衡受到CH3COOH的抑制作用,該溶液中的OH-全部由水電離產(chǎn)生,所以水電離出的H+濃度=水電離出的OH-濃度=10-11mol·L-1,B項(xiàng)正確;由圖像可知B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,溶液顯酸性,即c(H+)>c(OH-),根據(jù)電荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),可得c(CH3COO-)>c(Na+),C項(xiàng)正確;7.25℃時(shí),用Na2S沉淀Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+四種金屬離子(M2+),所需S2-最低濃度的對(duì)數(shù)值lgc(S2-)與lgc(M2+)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.Ksp(CuS)約為1×10-20B.向Cu2+濃度為10-5mol·L-1的廢水中加入ZnS粉末,會(huì)有CuS沉淀析出C.向100mL濃度均為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:由圖示可知,Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=1×10-10×1×10-25=1×10-35,A錯(cuò)誤;由圖像知,Ksp(CuS)<Ksp(MnS)<Ksp(FeS)<Ksp(ZnS),B正確,C錯(cuò)誤;根據(jù)物料守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)],D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共3小題,共58分)8.(18分)(1)一定溫度下,草酸(H2C2O4)在水溶液中存在形式的分布與pH的關(guān)系如圖1所示,寫出pH從3升至5的過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:。該溫度時(shí)草酸的一級(jí)電離常數(shù)Ka1=。(已知lg5.0≈0.7)

圖1(2)常溫下,向10mL0.1mol·L-1H2C2O4溶液中逐滴加入0.1mol·L-1KOH溶液,所得滴定曲線如圖2所示。圖2①B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中存在的平衡有:H2OH++OH-、和。

②C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中的溶質(zhì)是(填化學(xué)式)。

③D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是(填字母)。

A.c(OH-)=c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)+c(HB.c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(K+C.c(K+)=c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2D.c(K+)>c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-答案:(1)HC2O4-+OH-C2O42-(2)①HC2O4-H++C2O42-HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-②KHC2O4、K2C2解析:(1)根據(jù)圖1可知,pH從3升至5的過程中,HC2O4-減少,C2O42-增多,所以發(fā)生的反應(yīng)為HC2O4-+OH-C2O42-+H2O。由H2C2O4H++HC2O4-知Ka1=c(H+)·c(HC2O4-)c(H2C2O4(2)①B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的生成物是KHC2O4,既能水解也能電離。②加入KOH溶液10mL時(shí)(B點(diǎn))生成KHC2O4,加入KOH溶液20mL時(shí)(D點(diǎn))生成K2C2O4,C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物是KHC2O4和K2C2O4的混合物。③D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的生成物是K2C2O4,此時(shí)溶液顯堿性。在D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中,電荷守恒關(guān)系式是2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(K+)+c(H+),B錯(cuò)誤;物料守恒關(guān)系式是c(K+)=2[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)],C錯(cuò)誤;質(zhì)子守恒關(guān)系式是c(OH-)=c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)+c(H+),A正確;離子濃度大小關(guān)系是c(K+)>c(C2O429.(20分)下表是25℃時(shí)某些弱酸的電離平衡常數(shù)。化學(xué)式CH3COOHHClOH2CO3H2C2O4KaKa=1.8×10-5Ka=3.0×10-8Ka1=4.1×10-7Ka2=5.6×10-11Ka1=5.9×10-2Ka2=6.4×10-5(1)H2C2O4與含等物質(zhì)的量的KOH溶液反應(yīng)后所得溶液呈酸性,該溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)椤?/p>

(2)向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c(CH3COOH)∶c(CH3COO-)=5∶9,此時(shí)溶液pH=。

(3)向碳酸鈉溶液中滴加少量氯水的離子方程式為。

(4)若0.1mol·L-1CH3COOH溶液與0.1mol·L-1NaOH溶液等體積混合(忽略混合后溶液體積的變化),測(cè)得混合溶液的pH=8,則c(Na+)-c(CH3COO-)=mol·L-1(填精確計(jì)算結(jié)果)。

(5)將CH3COOH溶液與大理石反應(yīng)所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L氣體全部通入2L1.5mol·L-1的NaOH溶液中充分反應(yīng),則溶液中所有離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序?yàn)?。答?(1)c(K+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-(2)5(3)2CO32-+Cl2+H2OCl-+ClO-(4)9.9×10-7(5)c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-解析:(1)H2C2O4與含等物質(zhì)的量的KOH的溶液反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)是KHC2O4,溶液呈酸性說明HC2O4-的電離程度大于水解程度,再結(jié)合氫離子來自HC2O4-的電離和水的電離,所以c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-),各離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(K+)>c(HC2O4-)>c(H+)>(2)根據(jù)CH3COOH的電離平衡常數(shù)c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)=1.8×10-5(3)鹽酸、次氯酸的酸性都比HCO3-的強(qiáng),根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的規(guī)律,向碳酸鈉溶液中滴加少量氯水生成氯化鈉、次氯酸鈉、碳酸氫鈉,反應(yīng)的離子方程式是2CO32-+Cl2+H2OCl-+ClO(4)溶液的pH=8,則c(H+)=1×10-8mol·L-1,c(OH-)=10-1410-8mol·L-1=10-6mol·L-1,根據(jù)電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),則c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(5)標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L二氧化碳?xì)怏w全部通入到2L1.5mol·L-1的NaOH溶液中充分反應(yīng),生成物質(zhì)的量濃度相等的碳酸鈉、碳酸氫鈉的混合溶液,CO32-的水解程度大于HCO3-的水解程度,所以c(HCO3-)>c(CO32-),溶液呈堿性,c(OH-)>c(H+),故離子的物質(zhì)的量濃度大小順序?yàn)閏(Na+)>c(HCO3-)>10.(20分)Ⅰ.已知:H2A的A2-可表示S2-、SO42-、SO32(1)常溫下,向20mL0.2mol·L-1H2A溶液中滴加0.2mol·L-1NaOH溶液。有關(guān)微粒物質(zhì)的量變化如圖(其中Ⅰ代表H2A,Ⅱ代表HA-,Ⅲ代表A2-)。請(qǐng)根據(jù)圖示填空:①當(dāng)V(NaOH溶液)=20mL時(shí),溶液中離子濃度大小關(guān)系:。

②等體積等濃度的NaOH溶液與H2A溶液混合后,其溶液中水的電離程度比純水(填“大”“小”或“相等”),欲使NaHA溶液呈中性,