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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