高考化学专题练习水溶液中的离子平衡.docx
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高考化学专题练习水溶液中的离子平衡
2021年高考化学专题练习：
水溶液中的离子平衡
1．25°C，在0.1mol•L-1的CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液，溶液中c（CH3COOH）、c（CH3COO-）与pH的关系如图所示。
下列叙述正确的是
A．曲线I表示混合溶液中c（CH3COO-）随pH变化关系
B．a点溶液的导电能力比b点的强
C．25℃时，CH3COOH的电离平衡常数为10-4.75
D．pH=5.5的溶液中：
c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（CH3COOH）
2．室温下，用0.10mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.10mol·L-1HA溶液，测得混合溶液的pH与lg
的关系如图所示。
下列叙述正确的是
A．HA为弱酸，Ka的数量级为10-3
B．b点时消耗NaOH溶液的体积大于20mL
C．溶液的导电能力：
b>a
D．b点溶液中：
c（Na+）=c（Aˉ）=（H+）=c（OHˉ）=10-7mol/L
3．
时，三种含铁元素的酸或酸根微粒在溶液中有如图所示变化关系，下列说法不正确的是（）
A．A、B两点对应溶液中水的电离程度：
A＞B
B．
在水中的电离程度大于水解程度
C．
的第一步水解平衡常数
D．C点溶液加适量水稀释，溶液中所有离子浓度均减小
4．常温下含碳各微粒H2CO3、
和
存在于CO2和NaOH溶液反应后的溶液中，其物质的量分数与溶液pH的关系如图所示，下列说法错误的是（）
A．pH＝10.25时，c（Na＋）＝c（
）＋c（
）
B．为获得尽可能纯的NaHCO3，宜控制溶液的pH为7～9之间
C．根据图中数据，可以计算得到H2CO3第一步电离的平衡常数K1（H2CO3）＝10－6.37
D．若是0.1molNaOH反应后所得的1L溶液，pH＝10时，溶液中存在以下关系：
c（Na＋）>c（
）>c（
）>c（OH－）>c（H＋）
5．下列有关电解质溶液的说法正确的是（）
A．向0.1mol•L－1CH3COOH溶液中加入少量水，溶液中c（H+）/c（CH3COOH）减小
B．将CH3COONa溶液从20℃升温至60℃，溶液中c（CH3COO-）/[c（CH3COOH）·c（OH-）]增大
C．向盐酸中加入氨水至中性，溶液中c（NH4+）/c（Cl-）>1
D．pH=4.5的番茄汁中c（H+）是pH=6.5的牛奶中c（H+）的100倍
6．下列说法正确的是
A．除去FeSO4溶液中的Fe3+，可向溶液中加入铜粉，通过反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+除去Fe3+
B．常温下，pH为5的NH4Cl溶液和pH为5的稀盐酸中，水的电离程度相同
C．由于存在水的电离，0.1mol•L-1的H2C2O4溶液中，c（H+）/c（C2O
）略大于2
D．向氨水中滴加等浓度的盐酸溶液，滴加过程中，c（NH
）先增大后减小
7．已知某二元酸H2A在溶液中存在如下电离：
H2A=H++HAˉ，HAˉ
H++A2ˉ，K=1.2×10-2。
设NA为阿伏加德罗常数值。
关于常温下0.01mol·L-1的H2A溶液，下列说法正确的是
A．
B．pH＜2
C．c（H+）=2c（H2A）+c（HAˉ）+c（OHˉ）D．1L溶液中的H+数目为0.02NA
8．常温下，向10mL0.2mol•L-1的MOH中逐滴加入0.2mol•L-1的CH3COOH溶液，溶液的导电能力如图1所示，溶液的pH变化如图2所示（已知：
常温时，NH3∙H2O和CH3COOH的电离常数均为1.8×10-5），下列说法正确的是
A．图l中N点时，加入CH3COOH溶液的体积为l0mL
B．MOH是一种弱碱，相同条件下其碱性弱于NH3•H2O的碱性
C．图2中b点时，加入CH3COOH溶液的体积为l0mL
D．若c点对应醋酸的体积是15mL，则此时溶液中：
c（CH3COOH）+c（CH3COO-）＜0.1mol•L-1
9．常温下，0.1mol·L-1的H2A溶液中各种微粒浓度的对数值（lgc）与pH的关系如图所示。
下列说法不正确的是
A．H2A是二元弱酸
B．HA-
H++A2-的电离平衡常数Ka=10-12
C．0.1mol·L-1的H2A溶液中：
c（H+）=c（HA-）+2c（A2-）+c（OH-）
D．pH=4.2时：
c（HA-）=c（A2-）>c（H+）>c（H2A）>c（OH-）
10．常温下，浓度均为0.10mol/L、体积均为V0的HA和HB溶液，分别加水稀释至体积V，pH随
的变化如图所示，下列叙述正确的是（）
A．该温度下HB的电离平衡常数约等于1.11×10－5
B．当
时，若两溶液同时升高温度，则
减小
C．相同条件下NaA溶液的pH大于NaB溶液的pH
D．溶液中水的电离程度：
a＝c＞b
11．已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似。
如图横坐标为溶液的pH，纵坐标为Zn2+或[Zn（OH）4]2-的物质的量浓度的对数。
25℃时，下列说法中不正确的是
A．往ZnCl2溶液中加入过量氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为Zn2++4OH-=[Zn（OH）4]2-
B．若要从某废液中完全沉淀Zn2+，通常可以调控该溶液的pH在8.0—12.0之间
C．pH=8.0与pH=12.0的两种废液中，Zn2+浓度之比为108
D．该温度时，Zn（OH）2的溶度积常数（Ksp）为1×l0-10
12．以菱镁矿（主要成分为MgCO3，含少量SiO2，Fe2O3和A12O3）为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：
已知浸出时产生的废渣中有SO2，Fe（OH）3和Al（OH）3。
下列说法错误的是
A．浸出镁的反应为
B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D．分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
13．实验室由炼钢污泥（简称铁泥，主要成份为铁的氧化物）制备软磁性材料α-Fe2O3。
其主要实验流程如下：
（1）酸浸：
用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。
若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有___________（填序号）。
A．适当升高酸浸温度
B．适当加快搅拌速度
C．适当缩短酸浸时间
（2）还原：
向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3+完全转化为Fe2+。
“还原”过程中除生成Fe2+外，还会生成___________（填化学式）；检验Fe3+是否还原完全的实验操作是______________。
（3）除杂：
向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2+转化为CaF2沉淀除去。
若溶液的pH偏低、将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是___________[
，
]。
（4）沉铁：
将提纯后的FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。
①生成FeCO3沉淀的离子方程式为____________。
②设计以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：
__。
（FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe（OH）2开始沉淀的pH=6.5）。
14．某化学兴趣小组的同学利用酸碱滴定法测定某变质烧碱样品（含Na2CO3杂质）中NaOH的质量分数。
实验步骤如下：
（I）迅速地称取烧碱样品0.50g，溶解后配制成100mL溶液，备用。
（II）将0.1000mol·L−1HCl标准溶液装入酸式滴定管，调零，记录起始读数V0；用碱式滴定管取20.00mL样品溶液于锥形瓶中，滴加2滴酚酞；以HCl标准溶液滴定至第一终点，记录酸式滴定管的读数V1；然后再向锥形瓶内滴加2滴甲基橙，继续用HCl标准溶液滴定至第二终点，记录酸式滴定管的读数V2。
重复上述操作两次，记录数据如下：
实验序号
1
2
3
V0/mL
0.00
0.00
0.00
V1/mL
22.22
22.18
22.20
V2/mL
23.72
23.68
23.70
（1）步骤I中所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和__。
酸式滴定管用蒸馏水洗净后、装入标准溶液并调零之前，应进行的操作是__。
（2）溶液中的H2CO3、
、
的物质的量分数随pH的变化如图所示：
酚酞和甲基橙指示剂的变色pH范围及对应颜色见表。
酚酞
无色
pH<8.0
粉红
pH8.0~9.8
红
pH>9.8
甲基橙
红
pH<3.1
橙
pH3.1~4.4
黄
pH>4.4
①滴定至第一终点时，溶液中含碳微粒的主要存在形式为__。
②滴定至第一终点的过程中，发生反应的离子方程式为__。
③已知：
pKa1=−lgKa1，结合图像可知，H2CO3的pKa1约为__。
a.5.0b.6.4c.8.0d.10.3
（3）下列有关滴定的说法正确的是__。
a.滴定至第一终点时，溶液中c（H+）+c（Na+）=2c（
）+c（
）+c（OH−）
b.滴定至第一终点时，溶液中n（Cl−）+n（
）+n（
）+n（H2CO3）=n（Na+）
c.判断滴定至第二终点的现象是溶液由黄色变为橙色
d.记录酸式滴定管读数V1时，俯视标准液液面，会导致测得的NaOH质量分数偏低
（4）样品中NaOH的质量分数
（NaOH）=__%（计算结果保留小数点后1位）
15．为探究Na2SO3溶液和铬（VI）盐溶液的反应规律，某小组同学进行实验如下：
已知：
（橙色）+H2O⇌
（黄色）+2H+
（1）配制溶液
序号
操作
现象
i
配制饱和Na2SO3溶液，测溶液的pH
pH约为9
ii
配制0.05mol·L−1的K2Cr2O7溶液，把溶液平均分成两份，向两份溶液中分别滴加浓硫酸和浓KOH溶液，得到pH=2的溶液A和pH=8的溶液B
pH=2的溶液A呈橙色；pH=8的溶液B呈黄色
①用化学用语表示饱和Na2SO3溶液pH约为9的原因：
__。
（2）进行实验iii和iv：
序号
操作
现象
iii
向2mL溶液A中滴加3滴饱和Na2SO3溶液
溶液变绿色（含Cr3+）
iv
向2mL溶液B中滴加3滴饱和Na2SO3溶液
溶液没有明显变化
②用离子方程式解释iii中现象：
__。
（3）继续进行实验v：
序号
操作
现象
v
向2mL饱和Na2SO3溶液中滴加3滴溶液A
溶液变黄色
vi
向2mL蒸馏水中滴加3滴溶液A
溶液变浅橙色
③实验vi的目的是__。
④用化学平衡移动原理解释v中现象：
__。
⑤根据实验iii～v，可推测：
Na2SO3溶液和铬（VI）盐溶液的反应与溶液酸碱性有关，__。
⑥向实验v所得黄色溶液中滴加__，产生的现象证实了上述推测。
（4）继续探究溶液酸性增强对铬（VI）盐溶液氧化性的影响，该同学利用如图装置继续实验（已知电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大）。
a.K闭合时，电压为a。
b.向U型管左侧溶液中滴加3滴浓硫酸后，电压增大了b。
⑦上述实验说明：
__。
⑧有同学认为：
随溶液酸性增强，溶液中O2的氧化性增强也会使电压增大。
利用如图装置选择合适试剂进行实验，结果表明O2的存在不影响上述结论。
该实验方案是__，测得电压增大了d（d16．某实验小组同学对影响CuSO4溶液和浓氨水反应产物的因素进行了如下探究。
（查阅资料）
①Cu（OH）2（s）⇌Cu2++2OH-Ksp=2.2×10-20；
⇌Cu2++4NH3K=4.8×10-14
②Cu（NH3）4SO4·H2O是一种易溶于水、难溶于乙醇的深蓝色固体，加热分解有氨气放出。
Cu（NH3）4SO4·H2O在乙醇-水混合溶剂中的溶解度如下图所示。
（实验1）CuSO4溶液和浓氨水的反应。
序号
实验内容
实验现象
1-1
向2mL0.1mol/LCuSO4（pH=3.2）中逐滴加入2mL1mol/L氨水
立即出现浅蓝色沉淀，溶液变无色；随后沉淀逐渐溶解，溶液变为蓝色；最终得到澄清透明的深蓝色溶液A
1-2
向2mL1mol/L氨水中逐滴加入2mL0.1mol/LCuSO4（pH=3.2）
始终为澄清透明的深蓝色溶液B
（1）进一步实验证明，深蓝色溶液A、B中均含有
，相应的实验方案____（写出实验操作及现象）。
（实验2）探究影响CuSO4溶液和浓氨水反应产物的因素。
序号
实验内容
实验现象
2-1
向实验1-2所得深蓝色溶液B中继续加入2mL0.1mol/LCuSO4（pH=3.2）
有浅蓝色沉淀生成，溶液颜色变浅
2-2
向实验1-2所得深蓝色溶液B中继续加入1mol/LNaOH
有浅蓝色沉淀生成，上层清液接近无色
2-3
向2mL0.1mol/L氨水中逐滴加入2mL0.1mol/LCuSO4（pH=3.2）
有浅蓝色沉淀生成，上层清液接近无色
（2）依据实验2-1，甲同学认为Cu2+浓度是影响CuSO4溶液和浓氨水反应产物的因素之一。
乙同学认为实验2-1没有排除硫酸铜溶液呈酸性的干扰，并设计了如下对比实验：
序号
实验内容
实验现象
2-4
向实验1-2所得深蓝色溶液B中继续加入2mL试剂a
无明显现象
①用化学用语表示硫酸铜溶液呈酸性的原因：
___________________________。
②试剂a为___________________________。
（3）利用平衡移动原理对实验2-2的现象进行解释：
____________________________。
（4）实验2-3的目的是__________________________。
（5）综合上述实验可以推测，影响CuSO4溶液和浓氨水反应产物的因素有____________。
参考答案
1．C【解析】A．根据分析，曲线Ⅱ表示混合溶液中c（CH3COO-）随pH变化关系，故A错误；
B．a、b点均在曲线Ⅱ上，从a到b溶液的c（CH3COO-）浓度增大，c（CH3COOH）逐渐减小，溶液中离子的含量最多，导电能力增强，则a点溶液的导电能力比b点的若，故B错误；
C．25℃时，CH3COOH的电离平衡常数表达式为：
Ka=
，c点时，c（CH3COO-）=c（CH3COOH），溶液pH=4.75，即溶液中c（H+）=10-4.75mol/L，则Ka=c（H+）=10-4.75mol/L，故C正确；
D．由图像可知，pH=5.5的溶液中，c（CH3COO-）＞c（CH3COOH），溶液中存在电荷守恒：
c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），溶液显酸性，则c（H+）＞c（OH-），因此c（Na+）＜c（CH3COO-），故D错误；
答案选C。
2．C【解析】A．据图可知溶液pH为7时溶液中同时存在HA和Aˉ，说明NaA溶液显碱性，存在Aˉ的水解，所以HA为弱酸；根据a点可知当lg
=2时pH=5.8，即
=102时c（H+）=10-5.8，Ka=
=10-3.8≈1.58×10-4，所以数量级为10-4，故A错误；
B．当NaOH溶液为20mL时，溶液中的溶质为NaA，由于HA为弱酸，所以溶液显碱性，所以当溶液pH=7时加入的NaOH溶液体积小于20mL，故B错误；
C．a点和b点溶液中均存在电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（Aˉ）+c（OHˉ），所以溶液中总离子浓度均为2[c（Aˉ）+c（OHˉ）]，b点c（Aˉ）和c（OHˉ）均更大，所以b点溶液中总离子浓度更大，离子所带电荷数相同，所以b点溶液导电能力更强，故C正确；
D．b点溶液中溶质为NaA和HA，存在电荷守恒：
c（Na+）+c（H+）=c（Aˉ）+c（OHˉ），溶液显中性，所以c（H+）=c（OHˉ），所以c（Na+）=c（Aˉ），弱电解质的电离和弱酸根的水解都是微弱的，所以c（Na+）=c（Aˉ）＞（H+）=c（OHˉ），故D错误；
综上所述答案为C。
3．D【解析】A．图中A、B点溶液均为酸性，主要存在
和
的电离平衡，A点
值大于B点，A点
大于B点，OH-几乎由水电离出，故水的电离程度A点大于B点，故A正确；
B．当
最大时溶液为酸性，故
在水中的电离大于水解，故B正确；
C．
的第一步水解反应为：
，
，C点
，pH=6.9，即
mol/L，
，故C正确；
D．
时，温度不变，水的离子积常数不变，
与
不可能同时减小，故D错误；
答案选D。
4．A【解析】A．pH=10.25时，溶质为碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸钠溶液中满足物料守恒：
，碳酸氢钠溶液中存在物料守恒：
，则混合液中
，故A说法错误；
B．根据图示可知，pH在7∼9之间，溶液中主要存在
，该pH范围内可获得较纯的NaHCO3，故B说法正确；
C．根据图象曲线可知，pH=6.37时，H2CO3和
的浓度相等，碳酸的第一步电离的平衡常数
，故C说法正确；
D．pH=10时的溶液为碱性，则c（OH−）>c（H+），溶质为碳酸钠和碳酸氢钠，c（Na+）离子浓度最大，结合图象曲线变化可知：
，OH-为
、
水解所得，水解程度微弱，因此离子浓度大小为：
，故D说法正确；
综上所述，说法错误的是A，故答案为：
A。
5．D【解析】A.向0.1mol•L－1CH3COOH溶液中加入少量水，醋酸电离平衡正向移动，溶液中
增大，故A错误；
B．将CH3COONa溶液从20℃升温至60℃，醋酸根离子水解平衡正向移动，溶液中c（CH3COO-）减小，c（CH3COOH）、c（OH-）均增大，所以
减小，故B错误；
C．向盐酸中加入氨水至中性，根据电荷守恒，溶液中c（NH4+）=c（Cl-），所以：
c（NH4+）：
c（Cl-）=1，故C错误；
D．pH=4.5的番茄汁中c（H+）=
，是pH=6.5的牛奶中c（H+）=
，pH=4.5的番茄汁中c（H+）是pH=6.5的牛奶中c（H+）的100倍，故D正确；
故选D。
6．D【解析】A．向溶液中加入铜粉，铜与Fe3+发生反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，会引入Cu2+杂质，不符合除杂原则，故A错误；
B．NH4Cl水解促进水的电离，稀盐酸中盐酸电离出的氢离子抑制水的电离，因此常温下，pH为5的NH4Cl溶液和pH为5的稀盐酸中，水的电离程度不相同，故B错误；
C．草酸为弱酸，以第一步电离为主，因此0.1mol•L-1的H2C2O4溶液中c（H+）/c（C2O
）远大于2，故C错误；
D．氨水中存在NH3·H2O
NH4+＋OH－，滴加等浓度的盐酸溶液，c（OH-）减小，平衡正向移动，c（NH
）增大，当二者恰好完全反应后继续滴加等浓度的盐酸溶液，溶液的体积增大，c（NH
）又减小，故D正确；
故选D。
7．B【解析】A．
，根据题意可知H2A第一步完全电离，第二步部分电离，所以0.01mol·L-1的H2A溶液中c（H+）＞0.01mol/L，K=1.2×10-2，所以
＜1.2，故A错误；
B．H2A第一步完全电离，第二步部分电离，所以0.01mol·L-1的H2A溶液中c（H+）＞0.01mol/L，则溶液的pH小于2，故B正确；
C．由于第一步完全电离，所以溶液中并不存在H2A，故C错误；
D．H2A第一步完全电离，第二步部分电离，所以0.01mol·L-1的H2A溶液中0.01mol/L＜c（H+）＜0.02mol/L，则1L该溶液中氢离子数目小于0.02NA，故D错误；
答案为B。
8．A【解析】根据图2可知，0.2mol•L-1的MOH的pH=12，说明MOH为弱碱，则MOH的电离平衡常数=
=
=5.2×10-4；向10mL0.2mol•L-1的MOH中逐滴加入0.2mol•L-1的CH3COOH溶液，随着醋酸的加入，溶液的导电能力逐渐增强，是因为反应生成了强电解质CH3COOM，当二者恰好完全反应时，溶液中CH3COOM浓度最大，溶液的导电能力最强，继续滴加醋酸溶液，溶液的体积增大，溶液的导电能力又逐渐减小，结合滴定曲线分析解答。
A．MOH为弱碱，向10mL0.2mol•L-1的MOH中逐滴加入0.2mol•L-1的CH3COOH溶液，随着醋酸的加入，溶液的导电能力逐渐增强，是因为反应生成了强电解质CH3COOM，当二者恰好完全反应时，溶液中CH3COOM浓度最大，溶液的导电能力最强，因此图l中N点时，加入CH3COOH溶液的体积为l0mL，故A正确；
B．根据上述计算，MOH的电离平衡常数=
=
=5.2×10-4＞1.8×10-5，即相同条件下其碱性比NH3•H2O的碱性强，故B错误；
C．常温时，NH3∙H2O和CH3COOH的电离常数均为1.8×10-5，说明醋酸铵溶液显中性；MOH的碱性比NH3•H2O的碱性强，与醋酸恰好中和时，溶液显碱性，而b点pH=7，因此b点不是滴定终点，而且b点加入CH3COOH溶液的体积大于l0mL，故C错误；
D．若c点对应醋酸的体积是15mL，此时溶液中含有醋酸和CH3COOM，根据物料守恒，c（CH3COOH）+c（CH3COO-）=
＞0.1mol•L-1，故D错误。
故选A。
9．B【解析】A.溶液中存在H2A、H+、HA-、A2-，说明H2A是二元弱酸，故A正确；B.HA-
H++A2-的电离平衡常数Ka=
=c（H＋）=10-4.2，故B不正确；C.0.1mol·L-1的H2A溶液中：
c（H+）=c（HA-）+2c（A2-）+c（OH-），故C正确；D.由图可知pH=4.2时：
c（HA-）=c（A2-）>c（H+）>c（H2A）>c（OH-），故D正确。
故选B。
10．A【解析】0.1mol/L的HA溶液的pH=1，说明HA完全电离，所以HA为强酸，0.1mol/L的HB溶液的pH＞2，说明HB在溶液中部分电离，所以HB是弱酸。
A．a点时，存在平衡：
HB⇌H++B-，稀释100倍后，HB溶液的pH=4，溶液中c（B-）≈c（H+）=10-4mol/L，则Ka=c（H+）c（B−）/c（HB）=10−4×10−4/（0.001−10−4）=1.11×10-5，A正确；
B．升高温度促进弱酸的电离，所以HB中B-浓度增大，强酸的酸根离子浓度不变，所以A-的浓度不变，因此c（B−）/c（A−）增大，B错误；
C．HA为强酸，NaA是强酸强碱盐不水解，溶液显中性，NaB为强碱弱酸盐，水解显碱性，所以相同条件下NaA溶液的pH小于NaB溶液的pH，C错误；
D．酸抑制水的电离，酸电离出的氢离子浓度越大，对水的抑制程度越大，氢离子浓度：
a=c＞b，所以溶液中水的电离程度：
a=c＜b，D
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