专题18 水溶液中的离子平衡综合应用三年高考化学试题分项版解析附解析.docx

1、专题18 水溶液中的离子平衡综合应用三年高考化学试题分项版解析附解析专题18 水溶液中的离子平衡综合应用-三年高考（2015-2017）化学试题分项版解析1【2017新课标1卷】（14分）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：（5）若“滤液”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ （列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为。【答案】（5）Fe3+恰好沉淀完全时，c()=molL1=1.31017

2、molL1，c3(Mg2+)c2()(0.01)3(1.31017)2=1.71040Ksp Mg3(PO4)2，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。2【2017新课标1卷】（14分）近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_（填标号）。A氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以B氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C0.10 molL1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D氢硫酸的还原性强于亚硫酸【答案】（1）D【解析】（1）A根据复分解反

3、应的规律：强酸+弱酸盐=强酸盐+弱酸，可知酸性H2SO3H2CO3H2S，A错误；B亚硫酸、氢硫酸都是二元弱酸，由于溶液中离子浓度越大，溶液的导电性就越强，所以等浓度的亚硫酸的导电性比氢硫酸的强，可以证明酸性：H2SO3 H2S，B错误；C等浓度的二元弱酸，酸电离产生的c(H+)越大，溶液的酸性越强，则其pH就越小。所以亚硫酸溶液的pH比等浓度的氢硫酸的小，可以证明酸性：H2SO3 H2S，C错误；D物质的还原性大小与微粒中元素的化合价及微粒结构有关，与其电离产生氢离子的浓度大小无关，因此不能证明二者的酸性强弱，D正确。答案选D。3【2017天津卷】（14分）H2S和SO2会对环境和人体健康带

4、来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列方法中的问题。方法2：用氨水除去SO2（5）已知25，NH3H2O的Kb=1.8105，H2SO3的Ka1=1.3102，Ka2=6.2108。若氨水的浓度为2.0 molL1，溶液中的c(OH)=_ molL1。将SO2通入该氨水中，当c(OH)降至1.0107 molL1时，溶液中的c()/c()=_。【答案】（5）6.0103 0.624【2016新课标1卷】元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O72(橙红色)、CrO42(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答

5、下列问题：（3）在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl，利用Ag+与CrO42生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl恰好沉淀完全(浓度等于1.0105 molL1)时，溶液中c(Ag+)为_ molL1，此时溶液中c(CrO42)等于_ molL1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.01012和2.01010)。【答案】（3）2.010-5 ；510-3；【解析】（3）当溶液中Cl完全沉淀时，即c(Cl-)=1.0105 molL1，根据溶度积常数Ksp(AgCl)=2.01010，可得溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=

6、2.01010(1.0105 molL1)=2.010-5 molL1；则此时溶液中c(CrO42)=Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)=2.01012(2.010-5 molL1)=510-3molL1；5【2016新课标2卷】联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，联氨第一步电离反应的平衡常数值为_(已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7107；KW=1.010-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为。【答案】（4）8.710-7 N2H6(HSO4)26【2016上海卷】随着科

7、学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。完成下列填空：（3）碳酸：H2CO3，Ki1=4.310-7，Ki2=5.610-11草酸：H2C2O4，Ki1=5.910-2，Ki2=6.410-50.1 mol/L Na2CO3溶液的pH_0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。（选填“大于”、“小于”或“等于”）等浓度的草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是_。若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_。（选填编号）aH+HC2O4-HCO3-CO32- BHCO3-HC2O4-C2O42-CO32-cH+HC2O4-C

8、2O42-CO32- DH2CO3 HCO3-HC2O4-CO32-（4）人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H+ HCO3- H2CO3，当有少量酸性或碱性物质进入血液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象。_【答案】（3）大于；草酸；ac （4）当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变。（合理即给分）【解析】（3）根据电离常数可知草酸的酸性强于碳酸，则碳酸钠的水解程度大于草酸钠，所以0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol/L Na2C2O

9、4溶液的pH。草酸的酸性强于碳酸，则等浓度草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是草酸。a草酸的两级电离常数均大于碳酸的，所以草酸的两级的电离程度均大于碳酸的，因此溶液中H+HC2O4-C2O42-HCO3-CO32-，a正确；b根据a中分析可知b错误；c根据a中分析可知c正确；d根据a中分析可知d错误，答案选ac。（4）根据平衡可知当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液中的pH基本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变。7【2015北京卷】（14分）研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。（1）溶于

10、海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO3-占95%，写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式： 。（2）在海洋循环中，通过下图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式： 。同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O，用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整： + （CH2O）x+x18O2+xH2O（3）海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础，测量溶解无机碳，可采用如下方法：气提、吸收CO2，用N2从酸化后的还说中吹出CO2并用碱液吸收（装置示意图如下），将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为N

11、aHCO3，再用xmol/LHCl溶液滴定，消耗ymlHCl溶液，海水中溶解无机碳的浓度= mol/L。【答案】（1）CO2+H2OH2CO3，H2CO3HCO3+H+ （2）Ca2+ 2HCO3CaCO3+ CO2+H2O xCO2 2x H218O（3） xy/z（3）注意酸化的试剂要用硫酸，一定不能用盐酸，HCl会挥发出来影响后续的滴定。该滴定过程转化的关系式为：CO2 HCO3 HCl1 1n（CO2） x mol/Ly10-3L解得：n（CO2）=xy10-3mol 所以：c（CO2）=xy/z mol/L8【2015福建卷】（15分）研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。（2）2

12、5，在0.10molL-1H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S2-)关系如图（忽略溶液体积的变化、H2S的挥发）。pH=13时，溶液中的c(H2S)+c(HS-)= molL-1.某溶液含0.020 molL-1Mn2+、0.10 molL-1H2S，当溶液pH= 时，Mn2+开始沉淀。已知：Ksp(MnS)=2.810-13（3）25，两种酸的电离平衡常数如右表。Ka1Ka2H2SO31.310-26.310-4H2CO34.210-75.610-11HSO3-的电离平衡常数表达式K= 。0.10 molL-1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序

13、为 。H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为 。【答案】（2）0.043；5。（3）；c(Na+)c(SO32-)c(OH-)c(HSO3-)c(H+)；H2SO3+HCO3-=HSO3-+CO2+H2O。电离程度越大，电离平衡常数就越大。所以根据表格数据可知H2SO3的二级电离平衡常数大于H2CO3的一级电离平衡常数，故H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要是复分解反应的规律：强酸与弱酸的盐发生反应制取弱酸。其离子方程式为H2SO3+HCO3-HSO3-+CO2+H2O。【考点定位】考查元素原子结构示意图的书写、物质性质的化学方程式书写、盐的水解平衡、弱电解质电离平衡、沉

14、淀溶解平衡的知识在离子浓度大小比较的应用。9【2015新课标1卷】（15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：（2）上述浓缩液中含有I-、Cl-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中为：_，已知Ksp（AgCl）=1.810-10，Ksp（AgI）=8.510-17。【答案】（2）4.710-7；10【2015新课标2卷】（14分）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉，MnO2，ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：溶解度/（g/100g水）化合物Zn（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列问题：（4）用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至pH为 时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于110-5mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至pH为_时，锌开始沉淀（假定Zn2浓度为0.1mol/L