高考化学二轮专题限时集训09《水溶液中的离子平衡》（含详解）

这是一份高考化学二轮专题限时集训09《水溶液中的离子平衡》（含详解），共11页。试卷主要包含了下列说法正确的是，下列有关说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

专题限时集训(九)　水溶液中的离子平衡
(对应学生用书第129页)
(限时：40分钟)
1．(2017·湖北荆门部分重点高中联考)下列说法正确的是(　　)
【97184119】
A．CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中的值减小
B．25 ℃时，用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH＝7，V(醋酸) C．25 ℃时，氨水加水稀释后，溶液中c(OH－)·c(H＋)变大
D．氨水中加入少量NH4Cl晶体，溶液中c(OH－)和c(NH)均增大
A　[CH3COOH溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，则电离平衡常数Ka(CH3COOH)＝，则有＝；加水稀释时，溶液中c(H＋)减小，由于温度不变，则Ka(CH3COOH)不变，从而推知的值减小，A正确。当浓度相等的醋酸与NaOH溶液等体积混合时，二者恰好完全反应时生成CH3COONa，由于CH3COO－发生水解而使溶液显碱性，若溶液的pH＝7，应满足条件V(醋酸)>V(NaOH)，B错误。25 ℃时，氨水溶液加水稀释，NH3·H2O的电离程度增大，但由于温度不变，则Kw＝c(OH－)·c(H＋)不变，C错误。氨水中存在电离平衡：NH3·H2ONH＋OH－，加入少量NH4Cl晶体，溶液中c(NH)增大，平衡逆向移动，c(OH－)减小，D错误。]
2．pC类似pH，是指极稀溶液中，溶质物质的量浓度的常用负对数值。如某溶液溶质的物质的量浓度为1×10－3 mol·L－1，则该溶液中溶质的pC＝－lg(1×10－3)＝3。下列表达正确的是(　　) 【97184120】
A．中性溶液中，pC(H＋)＋pC(OH－)＝14
B．pC(H＋)＝5的H2S溶液中，c(H＋)＝c(HS－)＝1×10－5 mol·L－1
C．pC(OH－)＝a的氨水，稀释10倍后，其pC(OH－)＝b，则a＝b－1
D．pC(OH－)＝3的NaOH溶液，稀释100倍，其pC(OH－)＝5
D　[只有常温下才有pC(H＋)＋pC(OH－)＝14，温度未知，故二者之和不一定等于14，A错误；多元弱酸分步电离，H2S溶液中c(H＋)>c(HS－)，B错误；氨水是弱碱，稀释10n倍，pC(OH－)增大值小于n个单位，则a≠b－1，C错误；NaOH溶液稀释102倍，则pC(OH－)增大2个单位，D正确。]
3．室温下，将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液，向溶液中加入下列物质，有关结论正确的是(　　)
选项
加入的物质
结论
A
50 mL 1 mol·L－1 H2SO4
反应结束后，c(Na＋)＝c(SO)
B
0.05 mol CaO
溶液中增大
C
50 mL H2O
由水电离出的c(H＋)·c(OH－)不变
D
0.1 mol NaHSO4固体
反应完全后，溶液pH减小，c(Na＋)不变
B　[将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液，n(Na＋)＝2n(Na2CO3)＝0.10 mol，在50 mL 1 mol·L－1 H2SO4溶液中n(SO)＝0.05 L×1 mol·L－1＝0.05 mol，二者的物质的量不等，由于溶液的体积相同，因此反应结束后，
c(Na＋)>c(SO)，A错误；加入0.05 mol CaO，发生反应：CaO＋Na2CO3＋H2O===2NaOH＋CaCO3↓，由于二者的物质的量相等，因此恰好完全反应，反应后的溶液是NaOH溶液，在反应前Na2CO3的溶液中，CO发生水解反应产生OH－、HCO使溶液呈碱性，但盐水解程度是微弱的，水解的碱性很弱，因此反应后溶液中增大，B正确；加入50 mL H2O，溶液体积变大，CO＋H2OHCO＋OH－平衡右移，但c(OH－)减小，Na2CO3溶液中H＋、OH－均由H2O电离，故由水电离出的c(H＋)·c(OH－)减小，C错误；加入0.1 mol NaHSO4固体，发生反应：2H＋＋CO===H2O＋CO2↑，反应后的溶液为Na2SO4，是强酸强碱盐，溶液显中性，后应前的Na2CO3是强碱弱酸盐，溶液显碱性，因此反应完全后，溶液pH减小，由于反应后溶液中
Na＋的物质的量增多，因此c(Na＋)增大，D错误。]
4．(2017·河南百校联盟3月联盟)25 ℃时，有pH＝2的HX溶液和HY溶液各1 mL，分别加水稀释，溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) 【97184121】

A．a、c两点对应HX的电离平衡常数：K(c)>K(a)
B．a、b两点对应的溶液中：c(X－)>c(Y－)
C．等物质的量浓度的NaX和NaY的混合溶液中：c(HY)>c(HX)
D．分别向10 mL 0.1 mol/L HX溶液和10 mL 0.1 mol/L HY溶液中滴加同浓度的氢氧化钠溶液至pH＝7，消耗氢氧化钠溶液较少的是HX
C　[温度不变，HX的电离平衡常数也不变，故A错误；根据图示可知，溶液稀释时，HY溶液中离子浓度大于HX溶液中的离子浓度，所以a、b两点对应的溶液中：c(Y－)>c(X－)，故B错误；等物质的量浓度的NaX和NaY的混合溶液中，Y－水解程度大于X－，溶液中c(HY)>c(HX)，故C正确；分别向10 mL 0.1 mol/L HX溶液和10 mL 0.1 mol/L HY溶液中滴加同浓度的氢氧化钠溶液至恰好完全中和时，NaX和NaY溶液均显碱性，且NaY的碱性强，则欲使溶液pH＝7，则HY溶液中滴加的NaOH溶液要比HX溶液中少，故D错误。]
5．25 ℃时，用Na2S沉淀Cu2＋、Mn2＋、Fe2＋、Zn2＋四种金属离子(M2＋)，所需S2－最低浓度的对数值lg c(S2－)与lg c(M2＋) 的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．Ksp(CuS)约为1.0×10－20
B．向Cu2＋浓度为10－5 mol·L－1的废水中加入ZnS粉末，会有CuS沉淀析出
C．向100 mL浓度均为10－5 mol·L－1的Cu2＋、Mn2＋、Fe2＋、Zn2＋的混合溶液 中逐滴加入10－4 mol·L－1的Na2S溶液，Zn2＋先沉淀
D．Na2S溶液中：c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)＝2c(Na＋)
B　[根据CuS对应的点(－25，－10)计算，c(S2－)＝10－25 mol·L－1，c(Cu2＋)＝10－10 mol·L－1，故Ksp(CuS)＝c(S2－)·c(Cu2＋)＝10－25×10－10＝10－35，A项错误；图上的点越向右，说明c(S2－)越大，同理，图上的点越向上，说明c(M2＋)越大，故Ksp(CuS) 6．(2017·西安三模)下列有关说法正确的是(　　)
A．向20 mL 0.5 mol·L－1 FeBr2(aq)中通入224 mL Cl2(标准状况)发生反应的离
子方程式为2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－
B．25 ℃时，向2 mL 0.1 mol·L－1 Na2S溶液中滴入几滴0.1 mol·L－1 ZnSO4溶
液，有白色沉淀生成；再滴加几滴0.1 mol·L－1 CuSO4溶液，又有黑色沉
淀生成，可以得出结论：Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
C．向30 mL 0.5 mol·L－1 NaOH(aq)中通入224 mL CO2(标准状况)发生反应的
离子方程式为3OH－＋2CO2===CO＋HCO＋H2O
D．已知25 ℃时，CH3COOH的Ka＝1.8×10－5，HClO的Ka＝3.0×10－8，等
浓度的CH3COONa和NaClO溶液混合后，溶液中各离子浓度的大小关系
是：c(Na＋)>c(ClO－)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)
C　[溴化亚铁和氯气的物质的量之比是1∶1，反应的离子方程式为2Fe2＋＋
2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－，A错误；反应中Na2S过量，再滴加CuSO4一定产生CuS沉淀，不能说明二者溶度积常数相对大小，B错误；NaOH和CO2的物质的量之比是3∶2，所以反应的离子方程式为3OH－＋2CO2===CO＋HCO＋H2O，C正确；CH3COOH的酸性强于HClO，相同浓度时
CH3COO－的水解程度小于ClO－，则等浓度的CH3COONa和NaClO溶液混合后，溶液中各离子浓度的大小关系是：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(ClO－)>
c(OH－)>c(H＋)，D错误。]
7．(2017·广东惠州第三次调研)常温时，向一定量的硫酸铜溶液中滴加pH＝11的氨水，当Cu2＋完全沉淀时，消耗氨水的体积为V，下列说法正确的是(已知Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20)(　　)
【97184122】
A．若将氨水加水稀释，则稀释过程中，c(NH)/c(NH3·H2O)始终保持增大
B．滴加过程中，当溶液中c(Cu2＋)＝2.2×10－2 mol/L时，溶液的pH＝9
C．滴加过程中，当溶液的pH＝7时，溶液中2c(NH)＝c(SO)
D．若滴加pH＝11的NaOH溶液，Cu2＋完全沉淀时消耗溶液的体积小于V
A　[氨水中存在下列电离平衡：NH3·H2ONH＋OH－，加水稀释时，平衡右移，n(NH)不断增大，n(NH3·H2O)不断减小，则＝的值不断增大，A项正确；当c(Cu2＋)＝2.2×10－2 mol/L时，根据Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20有c(OH－)＝＝ mol/L＝1×10－9 mol/L，则c(H＋)＝1×10－5 mol/L，pH＝5，B项错误；当溶液pH＝7时，
c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒有c(H＋)＋2c(Cu2＋)＋c(NH)＝c(OH－)＋2c(SO)，即c(NH)＋2c(Cu2＋)＝2c(SO)，C项错误；pH＝11的NaOH溶液的浓度小于pH＝11的氨水的浓度，所以使Cu2＋完全沉淀时消耗NaOH溶液的体积大于V，D项错误。]
8．(2017·双流中学适应性考试)亚氯酸钠(NaClO2)在溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO、Cl－等，其中HClO2和ClO2都具有漂白作用。已知pOH＝－lg c(OH－)，经测定25 ℃时各组分含量随pOH变化情况如图所示(Cl－没有画出)，此温度下，下列分析正确的是(　　)

A．HClO2的电离平衡常数的数值Ka＝10－8
B．pOH＝11时，ClO部分转化成ClO2和Cl－离子的方程式为5ClO＋
2H2O===4ClO2＋Cl－＋4OH－
C．pH＝7时，溶液中含氯微粒的浓度大小为：c(HClO2)>c(ClO)>c(ClO2)>
c(Cl－)
D．同浓度的HClO2溶液和NaClO2溶液等体积混合，则混合溶液中有c(HClO2)
＋2c(H＋)＝c(ClO)＋2c(OH－)
D　[HClO2的电离平衡常数K＝，观察图像可以看出，当pOH＝8时，pH＝6，c(ClO)＝c(HClO2)，此时HClO2的电离平衡常数的数值Ka＝c(H＋)＝10－6，A错误；pOH＝11时，溶液显酸性，不能生成OH－，B错误；根据图知，pH＝7时，存在c(HClO2)c(HClO2)>c(ClO2)>c(Cl－)，C错误；根据电荷守恒得出：c(H＋)＋
c(Na＋)＝c(ClO)＋c(OH－)，依据物料守恒得出：2c(Na＋)＝c(ClO)＋c(HClO2)，二者消去Na＋：c(HClO2)＋2c(H＋)＝c(ClO)＋2c(OH－)，D正确。]
9．(2017·河南洛阳期中)常温下，向浓度为0.1 mol·L－1、体积为V L的氨水中逐滴加入一定浓度的盐酸，用pH计测溶液的pH随盐酸的加入量而降低的滴定曲线，d点两种溶液恰好完全反应。根据图中信息回答下列问题：
【97184123】

(1)该温度时NH3·H2O的电离平衡常数K＝________。
(2)比较b、c、d三点时的溶液中，由水电离出的c(OH－)大小顺序为________。
(3)滴定时，由b点到c点的过程中，下列各选项中数值保持不变的是________(填序号，下同)。
A．c(H＋)·c(OH－)
B.
C.
D.
(4)根据以上滴定曲线判断下列说法正确的是________(溶液中N元素只存在NH和NH3·H2O两种形式)。
A．点b所示溶液中：c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)
B．点c所示溶液中：c(Cl－)＝c(NH3·H2O)＋c(NH)
C．点d所示溶液中：c(Cl－)>c(H＋)>c(NH)>c(OH－)
D．滴定过程中可能有：c(NH3·H2O)>c(NH)>c(OH－)>c(Cl－)>c(H＋)
(5)滴定过程中所用盐酸的pH＝________，d点之后若继续加入盐酸至图像中的e点(此时不考虑NH水解的影响)，则e点对应的横坐标为________。
【解析】　(1)未加入盐酸前，0.1 mol·L－1氨水的pH＝11，则溶液中c(OH－)＝ mol·L－1＝0.001 mol·L－1；由于水的电离程度较小，可忽略水的电离，则溶液中c(NH)≈c(OH－)＝0.001 mol·L－1；NH3·H2O的电离程度较小，则c(NH3·H2O)≈0.1 mol·L－1，故该温度时NH3·H2O的电离平衡常数K＝＝＝10－5。
(2)b、c两点溶液中都含有NH3·H2O，抑制水的电离，且c(NH3·H2O)越大，对水的电离的抑制程度越大，d点氨水与盐酸恰好完全反应生成NH4Cl，NH发生水解而促进水的电离，故三点水电离出的c(OH－)大小顺序为d>c>b。
(3)滴定时，由b点到c点的过程中，c(H＋)·c(OH－)＝Kw，由于温度不变，则Kw不变，A正确；随着反应的进行， 溶液的碱性减弱，溶液中c(OH－)减小而c(H＋)增大，故的值增大，B错误；NH3·H2O的电离常数Kb＝，温度不变，则Kb不变，即保持不变，C正确；＝，温度不变，则Kw、Kb均不变，即不变，D正确。
(4)b点溶液为等浓度NH4Cl和NH3·H2O的混合液，溶液呈碱性，说明NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度，据电荷守恒可得c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，据物料守恒可得2c(Cl－)＝c(NH)＋c(NH3·H2O)，综合上述两式可得c(NH)＋2c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋2c(OH－)，A错误；c点溶液的pH＝7，则有c(H＋)＝c(OH－)，结合电荷守恒式可得c(NH)＝c(Cl－)>c(H＋)＝c(OH－)，B错误；d点盐酸与氨水恰好完全反应生成NH4Cl，NH发生水解而使溶液呈酸性，但其水解程度较小，故离子浓度关系为c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)，C错误；当加入盐酸的量较少时，氨水中c(NH3·H2O)较大，生成的NH4Cl较少，溶液中c(NH3·H2O)远大于c(NH4Cl)，可能出现c(NH3·H2O)>c(NH)>
c(OH－)>c(Cl－)>c(H＋)，D正确。
(5)由题图可知，d点盐酸与氨水恰好完全反应生成NH4Cl，由NH3·H2O～HCl可知，c(HCl)＝0.1 mol·L－1×＝0.1 mol·L－1，故滴定过程中所用盐酸的pH＝1。设e点加入盐酸的体积为x L，则剩余盐酸的量为n余(HCl)＝
0.1 mol·L－1×x L－0.1 mol·L－1×V L＝0.1(x－V) mol，此时溶液的pH＝2，则有0.1(x－V) mol＝10－2 mol·L－1×(x＋V)L，解得x＝。
【答案】　(1)10－5　(2)d>c>b　(3)ACD　(4)D　(5)1　
10．草酸钴用途广泛，可用于指示剂和催化剂的制备。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4·2H2O的工艺流程如下： 【97184124】

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋、Al3＋等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
完全沉淀的pH
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是__________________________________。
(2)将氯气通入到热的浓氢氧化钠溶液中可以制取NaClO3，该反应的离子方程式为______________________________________________________________
_________________________________________________________________；
实验需要制取10.65克NaClO3，需要的氯气由电解饱和食盐水生成，若不考虑反应过程中的损失，则同时生成的氢气的体积为________(标准状况下)。
(3)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。

滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是______________________________________；
使用萃取剂最适宜的pH是________(填选项序号)。
A．接近2.0　　B．接近3.0　　C．接近5.0
(4)“除钙、镁”是将溶液中Ca2＋与Mg2＋转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)＝7.35×10－11，Ksp(CaF2)＝1.05×10－10。当加入过量NaF后，所得滤液c(Mg2＋)/c(Ca2＋)＝________。
(5)为测定制得的无水草酸钴样品的纯度，现称取样品m g，先用适当试剂将其转化，得到纯净的草酸铵溶液，再用过量的稀硫酸酸化，用c mol/L高锰酸钾溶液滴定，当溶液由________________________________时(填颜色变化)，共用去高锰酸钾溶液V mL，计算草酸钴样品的纯度为________________。
(6)浓度均为0.1 mol/L的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO、CO、HSO、HCO浓度从大到小的顺序为________________。
已知：
电离常数
物质　　
Ka1
Ka2
H2SO3
1.54×10－2
1.02×10－7
H2CO3
4.3×10－7
5.6×10－11
【解析】　(1)对比水钴矿的成分和浸出液中含有的阳离子可知加入Na2SO3的目的是将Fe3＋还原为Fe2＋，将Co3＋还原为Co2＋。(2)氯气在加热条件下和浓氢氧化钠溶液反应生成NaClO3，反应的化学方程式为3Cl2＋6NaOH5NaCl＋NaClO3＋3H2O，据此可写出离子方程式。电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，因此建立的关系是：3H2～3Cl2～NaClO3，则生成的氢气的体积为×3×22.4 L·mol－1＝6.72 L。(3)根据流程图可知加入萃取剂的目的是除去Mn2＋。
(4)＝＝＝＝0.7。(5)草酸铵溶液中滴加高锰酸钾溶液，达到终点的标志为：溶液由无色变为浅红色(或粉红色)，且半分钟内不变色。根据离子方程式5C2O＋2MnO＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，得n(C2O)＝2.5×10－3×Vc mol，n(CoC2O4)＝n(C2O)＝2.5×10－3×Vc mol，纯度为
×100%＝×100%或%。(6)根据盐类水解的规律，越弱越水解，根据电离平衡常数得电离平衡常数大小为H2SO3>H2CO3>HSO>HCO，则酸根离子水解程度大小为CO>
SO>HCO>HSO，得出离子浓度大小顺序是：c(SO)>c(CO)> c(HCO)>c(HSO)。
【答案】　(1)将Co3＋、Fe3＋还原　(2)3Cl2＋6OH－ClO＋5Cl－＋3H2O　6.72 L　(3)除去Mn2＋　B
(4)0.7　(5)无色变为浅红色(或粉红色)，且半分钟内不变色　×100%或%　(6)c(SO)>c(CO)>c(HCO)>c(HSO)