高二化学水溶液中的离子平衡练习题1.docx

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高二化学水溶液中的离子平衡练习题1

水溶液中的离子平衡

知识点要记住:

1、三个强弱

1)电解质的强弱2)溶液导电性强弱3)溶液酸(碱)性强弱

2、两个平衡状态:

电离平衡水解平衡

3、三大守恒:

电荷守恒、物料守恒、质子守恒

4、水的电离和溶液的pH

5、应用

6、正价与负价的总和是0。

比如钠离子和硫酸根离子在一起,钠离子是正一价,硫酸根离子是负2价,加起来要等于0,所以钠离子必须要有2个,所以硫酸钠的分子式是Na2SO4,离子就是2个Na+和1个SO42-。

1.(2011·菏泽模拟)下列操作中,能使电离平衡H2O

H++OH-向右移动且溶液呈酸性的是(  )

A.向水中加入NaHSO4溶液

B.向水中加入Al2(SO4)3溶液

C.向水中加入Na2CO3溶液

D.将水加热到100℃,使pH=6

解析:

加入NaHSO4溶液显酸性,但抑制水的电离,不正确;加入Al2(SO4)3溶液中Al3+水解促进水的电离,同时水解使溶液显酸性,B正确;加入Na2CO3溶液中CO

水解显碱性;将水加热促进其电离,氢离子浓度增加,但水依然是中性的。

答案:

B

2.(2011·海南高考)

用0.1026mol·L-1的盐酸滴定25.00mL未知浓度的氢氧化钠溶液,滴定达终点时,滴定管中的液面如右图所示,正确的读数是(  )

A.22.30mL       B.22.35mL

C.23.65mLD.23.70mL

解析:

图中液面在22~23mL之间,分刻度有10个,因而每刻度是0.10mL,液体的凹面读数约为22.35mL。

答案:

B

3.某温度下,CO2饱和溶液的浓度是0.03mol·L-1,其中

的CO2转变为H2CO3,而H2CO3仅有0.1%发生如下电离:

H2CO3

H++HCO

,则溶液的pH约为(  )

A.3B.4

C.5D.6

解析:

c(H+)=0.03mol/L×

×0.1%=10-5mol/L,故pH=5。

答案:

C

4.(2011·湖南模拟)一定温度下,在氢氧化钙的悬浊液中,存在如下溶解平衡关系:

Ca(OH)2(s)

Ca2+(aq)+2OH-(aq)。

向此悬浊液中加入少量的氧化钙粉末,下列叙述正确的是(  )

A.溶液中Ca2+数减少B.溶液中c(Ca2+)减小

C.溶液中c(OH-)增大D.pH减小

解析:

向氢氧化钙的悬浊液中加入少量的氧化钙粉末:

CaO+H2O===Ca(OH)2,溶剂水的量减少,溶解的Ca(OH)2也随之减少,则溶液中Ca2+数减少,A正确;由于温度不变,Ca(OH)2的溶解度不变,则该温度下的c(Ca2+)不变,c(OH-)不变,pH也不变,B、C、D错误。

答案:

A

5.(2011·诸城二模)现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液,甲为0.1mol·L-1的NaOH溶液,乙为0.1mol·L-1的HCl溶液,丙为0.1mol·L-1的CH3COOH溶液,试回答下列问题:

(1)甲溶液的pH=________;

(2)丙溶液中存在电离平衡为________________________________________________

__________________________________________________________________(用电离平

衡方程式表示);

(3)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH-)的大小关系为________;

(4)某同学用甲溶液分别滴定20.00mL乙溶液和20.00mL丙溶液,得到如图所示两条滴定曲线,请完成有关问题:

①甲溶液滴定丙溶液的曲线是________(填“图1”或“图2”);

②a=________mL。

解析:

(1)c(OH-)=0.1mol·L-1,

则c(H+)=10-13mol·L-1,pH=13.

(2)CH3COOH溶液中存在CH3COOH和水的电离平衡。

(3)酸、碱对水的电离具有抑制作用,c(H+)或c(OH-)越大,水的电离程度越小,反之越大。

(4)氢氧化钠溶液滴定盐酸恰好中和时,pH=7;氢氧化钠溶液滴定醋酸恰好中和时,生成醋酸钠溶液,pH>7。

对照题中图示,图2符合题意。

a的数值是通过滴定管读数所确定的,因此读数应小数点后保留两位。

答案:

(1)13

(2)CH3COOH

CH3COO-+H+,

H2O

OH-+H+

(3)丙>甲=乙

(4)①图2 ②20.00

(限时45分钟,满分100分)

一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)

1.(2011·新课标全国卷)将浓度为0.1mol·L-1HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是(  )

A.c(H+)B.Ka(HF)

C.

D.

解析:

本题考查电离平衡,意在考查考生对电离平衡常数、电离的影响因素的掌握情况。

选项A,在0.1mol·L-1HF溶液中存在如下电离平衡:

HF

H++F-,加水稀释,平衡向右移动,但c(H+)减小;选项B,电离平衡常数与浓度无关,其数值在稀释过程中不变;选项C,加水后,平衡右移,n(F-)、n(H+)都增大,但由于水电离产生的n(H+)也增大,故C项比值减小;选项D,变形后得

,稀释过程中c(F-)逐渐减小,故其比值始终保持增大。

答案:

D

2.(2011·东城模拟)常温时,下列关于电解质溶液的叙述正确的是(  )

A.稀释pH=10的氨水,溶液中所有离子的浓度均降低

B.pH均为5的盐酸和氯化铵溶液中,水的电离程度相同

C.等浓度的碳酸钠与碳酸氢钠溶液相比,碳酸钠溶液的pH大

D.分别中和pH与体积均相同的硫酸和醋酸,硫酸消耗氢氧化钠的物质的量多

解析:

稀释氨水,溶液中的c(OH-)减小,c(H+)增大,A不正确;盐酸抑制水的电离,而氯化铵水解促进水的电离,B不正确;pH相同的硫酸和醋酸,醋酸的浓度比硫酸大得多,故等体积的两种酸,醋酸消耗氢氧化钠的物质的量多,D不正确。

答案:

C

3.(2011·长沙模拟)25℃时,弱酸的电离平衡常数如下表:

弱酸

CH3COOH

HCN

H2CO3

Ka

1.8×10-5

4.9×10-10

K1:

4.3×10-7K2:

5.6×10-11

下列有关说法正确的是(  )

A.等物质的量浓度的各溶液的pH关系为:

pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)

B.amol/LHCN与bmol/LNaOH溶液等体积混合后所得溶液中c(Na+)>c(CN-),则a一定小于b

C.往冰醋酸中逐滴加水,溶液导电能力先增大,后减小

D.NaHCO3和Na2CO3的混合液中:

c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO

)+c(CO

解析:

A项,酸越弱,其对应的盐的水解程度越大,溶液的pH越大,结合表格的数据可知pH大小关系为:

pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH(CH3COONa),故不正确;B项,若a=b,则两者恰好完全反应生成NaCN溶液,而CN-水解也能使溶液中c(Na+)>c(CN-),故不正确;D项,NaHCO3和Na2CO3的混合液中存在电荷守恒,则有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO

)+2c(CO

),故不正确。

答案:

C

4.(2011·重庆高考)对滴有酚酞试液的下列溶液,操作后颜色变深的是(  )

A.明矾溶液加热

B.CH3COONa溶液加热

C.氨水中加入少量NH4Cl固体

D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体

解析:

本题考查水解平衡和电离平衡等知识,溶液颜色变深的原因是溶液的碱性增强,抓住这一本质寻找答案。

A选项,明矾溶液中铝离子水解使溶液呈酸性,加热铝离子的水解程度增大,溶液的酸性增强,无颜色变化;B选项,醋酸钠溶液中醋酸根离子水解使溶液呈碱性,加热,醋酸根离子的水解程度增大,溶液的碱性增强,溶液的颜色加深;C选项,加入氯化铵固体,氨水的电离程度减弱,碱性减弱,溶液颜色变浅;D选项,溶液的酸碱性不变,溶液的颜色没有变化。

答案:

B

5.

已知在25℃条件下向10.00mL0.1mol·L-1HCOOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1NaOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。

下列说法中不正确的是(  )

A.a点表示的溶液中c(HCOO-)约为10-3mol·L-1

B.用25mL的酸式滴定管量取HCOOH溶液

C.c点NaOH溶液的体积小于10mL

D.在a、c间任一点,溶液中一定都有c(Na+)>c(HCOO-)>c(H+)>c(OH-)

解析:

a点pH=3,则c(H+)=10-3mol/L,而c(HCOO-)≈c(H+),A正确;量取甲酸应选择酸式滴定管,B正确;假设c点NaOH溶液的体积为10mL,则甲酸和NaOH恰好完全反应,所得HCOONa溶液显碱性,而图中c点显中性,则NaOH溶液的体积小于10mL,C正确;D项不符合电荷守恒,错误。

答案:

D

6.(2011·郑州模拟)常温下,将aL0.1mol·L-1的NaOH溶液与bL0.1mol·L-1的CH3COOH溶液混合,下列有关混合溶液的说法不正确的是(  )

A.ac(Na+)>c(H+)>c(OH-)

B.a>b时,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)

C.a=b时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)

D.无论a、b有何关系,均有c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)

解析:

ac(CH3COO-),B错误;a=b时,酸碱恰好完全反应,由质子守恒原理知C正确;由电荷守恒原理知D正确。

答案:

B

7.(2011·济南模拟)已知,常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.3×10-17,下列叙述中正确的是(  )

A.常温下,AgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小

B.向AgCl的悬浊液中加入KI溶液,沉淀由白色转化为黄色

C.将0.001mol·L-1的AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中,一定先产生AgI沉淀

D.向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体,有AgCl析出且溶液中c(Ag+)=c(Cl-)

解析:

在溶液中,Ksp只与温度有关,A错误;因AgI更难溶,故AgCl可转化为AgI,B正确;当c(I-)很小而c(Cl-)较大时,AgCl会先沉淀出来,C错误;D中操作的结果是溶液中c(Cl-)>c(Ag+),D错误。

答案:

B

二、非选择题(本题包括4小题,共58分)

8.(12分)某化学学习小组为研究HA、HB和MOH的酸碱性的相对强弱,设计以下实验:

将pH=2的两种酸溶液HA、HB和pH=12的MOH碱溶液各1mL,分别加水稀释到1000mL,其pH的变化与溶液体积的关系如图,根据所给的数据,请回答下列问题:

(1)HA为________酸,HB为________酸(选填“强”或“弱”)。

(2)若c=9,则稀释后的三种溶液中,由水电离的氢离子浓度的大小顺序为________(用酸、碱化学式表示)。

(3)将稀释后的HA溶液和MOH溶液取等体积混合,则所得溶液中c(A-)与c(M+)的大小关系为c(A-)________(选填“大于”、“小于”或“等于”)c(M+)。

(4)若b+c=14,则MOH为________碱(选填“强”或“弱”)。

将稀释后的HB溶液和MOH溶液取等体积混合,所得混合溶液的pH________7(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

解析:

(1)由图可知:

HA溶液的pH等于5,HB溶液的pH小于5,则HA是强酸,HB是弱酸。

(2)若c=9,则MOH为强碱,MOH溶液中c(OH-)和HA溶液中c(H+)相等,都小于HB溶液中c(H+),故三种溶液中,由水电离的氢离子浓度的大小顺序为MOH=HA>HB。

(3)HA溶液和MOH溶液取等体积混合,则所得溶液pH=7,根据电荷守恒c(A-)=c(M+)。

(4)b小于5,b+c=14,则c大于9,MOH为弱碱,且和HB弱的程度相同,两溶液混合后pH=7。

答案:

(1)强 弱 

(2)MOH=HA>HB

(3)等于 (4)弱 等于

9.(14分)描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,表1是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb),表2是常温下几种难(微)溶物的溶度积常数(Ksp)。

酸或碱

电离平衡常数(Ka或Kb)

CH3COOH

1.8×10-5

HNO2

4.6×10-4

HCN

5×10-10

HClO

3×10-8

NH3·H2O

1.8×10-5

表1

难(微)溶物

溶度积常数(Ksp)

BaSO4

1×10-10

BaCO3

2.6×10-9

CaSO4

7×10-5

CaCO3

5×10-9

表2

请回答下列问题:

(1)表1所给的四种酸中,酸性最弱的是________(用化学式表示)。

下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离常数不变的操作是________(填序号)。

A.升高温度

B.加水稀释

C.加少量的CH3COONa固体

D.加少量冰醋酸

(2)CH3COONH4的水溶液呈________(选填“酸性”、“中性”或“碱性”),理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________,

溶液中各离子浓度大小关系是__________________________________________。

(3)物质的量之比为1∶1的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中离子浓度从大到小的排列为________________________。

(4)工业中常将BaSO4转化为BaCO3后,再将其制成各种可溶性的钡盐(如BaCl2)。

具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末,并不断补充纯碱,最后BaSO4转化为BaCO3.现有足量的BaSO4悬浊液,在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌,为使SO

物质的量浓度不小于0.01mol·L-1,则溶液中CO

物质的量浓度应≥________mol·L-1。

解析:

电离平衡常数越小,酸的酸性越弱,因此HCN酸性最弱;电离平衡常数只与温度有关,酸浓度越小,电离程度越大。

由于醋酸与NH3·H2O的电离平衡常数相同,故NH

、CH3COO-水解能力相同,CH3COONH4溶液呈中性,溶液中c(CH3COO-)=c(NH

)>c(H+)=c(OH-)。

NaCN和HCN混合溶液的pH>7,说明CN-的水解能力大于HCN的电离能力,故有c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。

因c(SO

)不小于0.01mol·L-1,

则c(Ba2+)<

=1×10-8mol·L-1,

而要使BaSO4转为BaCO3,

则需使c(CO

)·c(Ba2+)≥Ksp(BaCO3),

而c(CO

)≥

mol·L-1

=0.26mol·L-1。

答案:

(1)HCN B

(2)中性

水电离出的H+和OH-的浓度相等,CH3COONH4溶于水后,根据题表1中的电离平衡常数,CH3COO-结合H+和NH

结合OH-生成弱电解质的程度一样,导致水溶液中的H+和OH-浓度相等,溶液呈中性

c(NH

)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+)

(3)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)

(4)0.26

10.(18分)(2011·天津高考)工业废水中常含有一定量的Cr2O

和CrO

,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。

常用的处理方法有两种。

方法1:

还原沉淀法。

该法的工艺流程为:

CrO

Cr2O

Cr3+

Cr(OH)3↓

其中第①步存在平衡:

2CrO

(黄色)+2H+

Cr2O

(橙色)+H2O

(1)若平衡体系的pH=2,该溶液显________色。

(2)能说明第①步反应达平衡状态的是________。

A.Cr2O

和CrO

的浓度相同

B.2v(Cr2O

)=v(CrO

C.溶液的颜色不变

(3)第②步中,还原1molCr2O

离子,需要______mol的FeSO4·7H2O。

(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:

Cr(OH)3(s)

Cr3+(aq)+3OH-(aq)

常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至________。

方法2:

电解法。

该法用Fe做电极电解含Cr2O

的酸性废水,随着电解的进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。

(5)用Fe做电极的原因为______________________________________________。

(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)________,溶液中同时生成的沉淀还有________。

解析:

本题主要结合工业废水的处理考查溶液中的平衡问题、氧化还原反应和电解原理的应用等知识,意在考查考生综合运用化学理论知识解决实际问题的能力。

(1)pH=2时,反应正向进行的速率较大,溶液呈橙色。

(2)达到平衡状态时,正逆反应速率相等,混合物中各组分浓度保持不变,但不一定相等,溶液的颜色不再发生改变,即只有C正确。

(3)根据反应前后Cr和Fe元素的化合价变化,可确定还原1molCr2O

需6molFeSO4·7H2O。

(4)当c(Cr3+)=10-5mol/L时,根据Ksp的表达式可求出c(OH-)=10-9mol/L,则此时溶液pH=5。

(5)用铁做阳极,反应中生成Fe2+,提供还原剂。

(6)阴极H+得电子生成H2,随着电解的进行,溶液的pH逐渐增大,溶液中还会生成Fe(OH)3沉淀。

答案:

(1)橙 

(2)C (3)6 (4)5

(5)阳极反应为Fe-2e-===Fe2+,提供还原剂Fe2+

(6)2H++2e-===H2↑ Fe(OH)3

11.(14分)(2011·哈尔滨三模)Ⅰ.实验室有一瓶失去标签的某白色固体X,已知其成分可能是碳酸或亚硫酸的钠盐或钾盐,且其成分单一。

现某化学小组通过如下步骤来确定其成分:

(1)阳离子的确定:

实验方法及现象:

_________________________________________________________。

结论:

此白色固体是钠盐。

(2)阴离子的确定:

①取少量白色固体于试管中,然后向试管中加入稀盐酸,白色固体全部溶解,产生无色气体,此气体能使溴水褪色。

②要进一步确定其成分需补做如下实验:

取适量白色固体配成溶液,取少许溶液于试管中,加入BaCl2溶液,出现白色沉淀。

Ⅱ.确认其成分后,由于某些原因,此白色固体部分被空气氧化,该化学小组想用已知浓度的酸性KMnO4溶液来确定变质固体中X的含量,具体步骤如下:

步骤① 称取样品1.000g。

步骤② 将样品溶解后,完全转移到250mL容量瓶中,定容,充分摇匀。

步骤③ 移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中,用0.01mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点。

按上述操作方法再重复2次。

(1)写出步骤③所发生反应的离子方程式___________________________________

________________________________________________________________________。

(2)在配制0.01mol·L-1KMnO4溶液时若仰视定容,则最终测得变质固体中X的含量

________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

(3)滴定结果如下表所示:

滴定

次数

待测溶液

的体积/mL

标准溶液的体积

滴定前刻度/mL

滴定后刻度/mL

1

25.00

1.02

21.03

2

25.00

2.00

21.99

3

25.00

2.20

20.20

则该变质固体中X的质量分数为_________________________________________。

解析:

题中一个关键点是白色固体成分单一,由阳离子检验可知该盐是钠盐,由实验Ⅰ①、②可知该盐是Na2SO3,Na2SO3易在空气中被氧化生成Na2SO4.

配制0.01mol·L-1KMnO4溶液时若仰视定容,使c(KMnO4)减小,则在进行滴定操作时消耗V(KMnO4)会变大,导致Na2SO3含量偏大。

分析滴定数据,第三组数据明显偏小,滴定中误差较大,计算时应舍去。

答案:

Ⅰ.

(1)取固体少许,进行焰色反应实验,焰色为黄色

Ⅱ.

(1)2MnO

+5SO

+6H+===2Mn2++5SO

+3H2O 

(2)偏大 (3)63%

 

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