人教版高中化学选择性必修第一册第3章水溶液中的离子反应与平衡学业质量标准检测含解析

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第三章　学业质量标准检测
(90分钟，100分)
一、单选题(本题包含10个小题，每小题2分，共20分)
1．常温下，将1 mL pH＝2的一元酸HA溶液加水稀释至100 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是(　B　)

A．加热HA溶液时，溶液酸性增强
B．若1 mol·L－1HA溶液与1 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合，所得溶液中c(Na＋)>c(A－)，则2c(OH－)>c(H＋)
解析：若HA为强酸，加热时溶液酸性不变，A项错误；中和后所得溶液为NaA，溶液中c(Na＋)＞c(A－)，说明溶液显碱性，NaA为强碱弱酸盐，则2＜a＜4，B项正确；某浓度的NaA溶液，pH＝d，其中水电离出的c(OH－)＝10d－14mol·L－1，C项错误；HA溶液与NaOH恰好反应生成NaA溶液，不知道a的数值，无法判断HA是强酸还是弱酸，NaA不一定显碱性，D项错误。
2．下列说法正确的是(　A　)
A．古人很早就注意到了峥嵘突兀的钟乳石，“石穴中水，所滴者皆为钟乳”，此过程涉及沉淀溶解平衡
B．pH＝4的醋酸溶液，稀释10倍后pH＝5
C．用pH相等的盐酸、醋酸分别中和等体积等浓度的NaOH溶液，消耗两种酸的体积大小关系是：V(盐酸)c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)
C．物质的量浓度相同的NH4Cl和NH4HSO4两种溶液中，c(NH)前者小于后者
D．常温下，某溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－5 mol·L－1，则此溶液可能是盐酸
解析：A项，两种盐溶液中离子种类相同，阳离子为Na＋、H＋，阴离子为CO、HCO、OH－，故A错误；B项，二者恰好完全反应生成CH3COONa，溶液呈碱性，c(OH－)>c(H＋)，故B错误；C项，NH4HSO4电离产生的H＋抑制NH的水解，c(NH)前者小于后者，故C正确；D项，溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－5mol·L－1，促进水的电离，而盐酸抑制水的电离，故D错误。
4．加热下列物质的稀溶液，可能使离子总数减小的是(不考虑溶液的挥发)(　D　)
A．Fe2(SO4)3　　 B．CH3COOH
C．NaOH　　 D．Ca(HCO3)2
解析：A项，考虑Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，升温该平衡正向移动，离子总数增大；B项，考虑CH3COOH的电离，升温该电离平衡正向移动，离子总数增大；C项，考虑水的电离，升温水的电离平衡正向移动，离子总数增大；D项，Ca(HCO3)2受热促进HCO电离：HCOH＋＋CO，由于Ca2＋＋CO===CaCO3↓，而使溶液中离子总数减小。
5．下列能说明0.1 mol·L－1的NaHA溶液一定呈酸性的是(　B　)
A．某温度下，测得溶液的pHV(HY)，则下列说法正确的是(　D　)
A．HX可能是强酸
B．HX的酸性强于HY的酸性
C．HY一定是强酸
D．反应开始时二者生成H2的速率相等
解析：同体积的pH＝3的两种一元酸HX和HY溶液，与足量的镁粉反应，前者生成氢气的体积大，说明HX浓度大，电离程度小，酸性较弱，但不能说明HY为强酸。由于两种酸的pH相同，c(H＋)相同，所以反应开始时二者生成H2的速率相等。
8．测定0.1 mol·L－1Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH，数据如下。
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
实验过程中，取①④时刻的溶液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验，④产生白色沉淀多。下列说法不正确的是(　C　)
A．Na2SO3溶液中存在水解平衡：SO＋H2OHSO＋OH－
B．④的pH与①不同，是由于SO浓度减小造成的
C．①→③的过程中，温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D．①与④的Kw值相等
解析：亚硫酸钠是强碱弱酸盐，存在水解平衡：SO＋H2OHSO＋OH－，A项正确；①与④的温度相同，但pH不同，主要是由于亚硫酸钠被氧化为硫酸钠，从而导致溶液的碱性减弱，pH减小，B项正确；①→③的过程中，温度升高使水解平衡正向移动，而SO浓度逐渐减小，使水解平衡逆向移动，故温度和浓度对水解平衡移动方向的影响不一致，C项错误；①与④的温度相同，故Kw值相等，D项正确。
9．如图是Ca(OH)2在温度分别为T1、T2时的沉淀溶解平衡曲线[图中浓度单位为mol·L－1，温度为T1时Ca(OH)2的Ksp＝4×10－6，≈1.6]。下列说法正确的是(　C　)

A．温度：T1T2，故A错误；P点属于过饱和溶液，即悬浊液，因此分散质粒子直径大于100 nm，故B错误；根据Ksp＝c(Ca2＋)×c2(OH－)，4×10－6＝4a×(2a)2，解得a＝6.25×10－3，因此c(OH－)＝2×6.25×10－3 mol·L－1＝0.012 5 mol·L－1，故C正确；加水稀释，c(Ca2＋)和c(OH－)都减小，故D错误。
10．常温下，将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化)，实验数据如下表：
实验
编号
起始浓度/(mol·L－1)
反应后溶液的pH
c(HA)
c(KOH)
①
0.1
0.1
9
②
x
0.2
7
下列判断不正确的是(　B　)
A．实验①反应后的溶液中：c(K＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
B．实验①反应后的溶液中：c(OH－)＝c(K＋)－c(A－)＝mol·L－1
C．实验②反应后的溶液中：c(A－)＋c(HA)>0.1 mol·L－1
D．实验②反应后的溶液中：c(K＋)＝c(A－)>c(OH－)＝c(H＋)
解析：pH＝9，可知等体积等浓度混合后恰好生成KA，水解显碱性，则离子浓度c(K＋)＞c(A－)＞c(OH－)＞c(H＋)，A项正确；由电荷守恒可知，c(OH－)＋c(A－)＝c(K＋)＋c(H＋)，则c(OH－)－c(H＋)＝c(K＋)－c(A－)水解生成c(OH－)＝10－5mol·L－1，B项错误；pH＝7可知溶液为中性，则反应后溶质为HA和KA，HA的浓度大于0.1 mol·L－1，由物料守恒可知，c(A－)＋c(HA)＞0.1 mol·L－1，C项正确；溶液遵循电荷守恒，c(OH－)＋c(A－)＝c(K＋)＋c(H＋)，pH＝7可知，c(OH－)＝c(H＋)且显性离子大于隐性离子，c(K＋)＝c(A－)＞c(OH－)＝c(H＋)，D项正确。
二、不定项选择题(本题包含5小题，每小题4分，共20分，每小题有一个或2个选项符合题意)
11．下列有关电解质溶液的说法正确的是(　AB　)
A．将Ca(ClO)2、Na2SO3、FeCl3溶液蒸干均得不到原溶液
B．保存氯化亚铁溶液时，在溶液中放少量铁粉，以防止Fe2＋被氧化
C．室温下，向0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中加入少量水溶液显碱性的物质，CH3COOH的电离程度一定增大
D．NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同
12．化学平衡常数(K)、弱酸的电离平衡常数(Ka)、难溶物的溶度积常数(Ksp)是判断物质性质或变化的重要的平衡常数。下列关于这些常数的说法中，正确的是(　C　)
A．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等有关
B．当温度升高时，弱酸的电离平衡常数Ka变小
C．Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，由此可以判断AgCl(s)＋I－(aq)===AgI(s)＋Cl－(aq)能够发生
D．Ka(HCN)b，所以杀菌能力a＞b，A正确；通过上述分析可知，Ⅲ表示MA2－物质的量的变化，B错误；MA2－水解常数Kh＝＝＝≈5.88×10－10，C错误；当V＝30 mL时，溶液中生成等物质的量浓度的NaHMA、Na2MA，根据图可知溶液中c(HMA－)c(Na＋)>c(OH－)
C．a点对应的混合溶液中：c(Na＋)＝c(CH3COO－)
D．该温度下，CH3COOH的电离平衡常数Ka＝
解析：CH3COOH溶液与0.1 mol NaOH固体混合，CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O，形成CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，其中CH3COONa的水解促进水的电离，CH3COOH的电离抑制水的电离。若向该混合溶液中通入HCl，c点反应CH3COONa＋HCl===CH3COOH＋NaCl恰好完全发生，CH3COONa减少，CH3COOH增多；若向该混合溶液中加入NaOH固体，a点反应CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O，CH3COONa增多，CH3COOH减少，因此，水的电离程度：a>b>c，故A错误；CH3COOH溶液与0.1 mol NaOH固体混合，CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O，形成CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，b点溶液呈酸性，说明CH3COOH浓度远大于CH3COONa，c点CH3COONa与HCl反应完全，溶液呈酸性，此时溶液为CH3COOH和NaCl溶液，则c(CH3COOH)>c(Na＋)>c(OH－)，故B正确；a点溶液中电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，此时pH＝7，则c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)＝c(CH3COO－)，故C正确；该温度下pH＝7时，c(H＋)＝10－7 mol·L－1，c(CH3COO－)＝c(Na＋)＝0.2 mol·L－1，c(CH3COOH)＝(c－0.2)mol·L－1，则醋酸的电离平衡常数Ka＝＝＝，故D错误。
15．下列说法正确的是(　C　)
A．pH＝12的NaOH溶液中，c(H＋)＝10－12 mol·L－1，稀释为原体积的10倍后c(H＋)＝mol·L－1＝10－13mol·L－1
B．pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合后溶液因生成的CH3COONa水解，pH>7
C．pH＝3的HA酸溶液中c(H＋)＝10－3 mol·L－1，稀释为原体积的10倍后pH≤4
D．pH＝11和pH＝13的NaOH溶液等体积混合后，溶液中的c(H＋)＝mol·L－1
解析：NaOH溶液中的H＋是由水电离产生的，当稀释或混合时，由于混合液中NaOH浓度的变化，对H2O的电离的抑制作用会改变，水的电离平衡会发生移动，因而将其当成不变的值进行计算是错误的，即A、D错；B项中CH3COOH开始电离出的H＋即可将NaOH溶液中和完全，而绝大多数的CH3COOH最初是没电离的，即CH3COOH远远过量，因而混合液呈酸性，B错；C项中HA若为强酸，稀释10倍后pH＝4，若为弱酸，稀释10倍后pH__n(填“>”“＝”或“弱酸>强酸弱碱盐；物质的量浓度相同时碱性：强碱>强碱弱酸盐。所以这几种溶液pH由小到大的顺序为①②⑥⑤④③。
(2)醋酸中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，Ka＝；该温度下CH3COONa的水解平衡为CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，水解平衡常数Kh＝。Ka·Kh＝c(H＋)·c(OH－)＝Kw，所以Kh＝＝≈5.7×10－10。
(3)25 ℃时，pH＝3的醋酸，c(H＋)＝10－3mol·L－1，pH＝11的氢氧化钠溶液，c(H＋)＝10－11mol·L－1，则c(OH－)＝Kw÷c(H＋)＝10－14÷10－11＝10－3mol·L－1，两种溶液中的离子浓度相等。当等体积混合后，电离的部分恰好完全中和。但由于醋酸为弱酸，还有大量未电离的醋酸分子存在，会继续电离产生H＋和CH3COO－，所以溶液呈酸性。在溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)。
(4)由于溶液为等体积混合，所以溶液中c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝ mol·L－1。因为酸是弱酸，碱是强碱，若等物质的量混合，恰好生成CH3COONa，由于CH3COO－的水解而使溶液呈碱性，为了使溶液呈中性，酸必须稍微过量一些，来抵消醋酸根离子水解的碱性，所以m与n的大小关系是m>n。
(5)25 ℃时，将等体积、等物质的量浓度的醋酸与氨水混合后，溶液的pH＝7，说明醋酸与一水合氨的电离强弱程度相同，也就是电离常数相等。由于醋酸的电离常数为Ka＝1.75×10－5，所以NH3·H2O的电离常数Kb＝1.75×10－5。
17．(10分)根据下列化合物：①NaCl、②NaOH、③HCl、④NH4Cl、⑤CH3COONa、⑥CH3COOH、⑦NH3·H2O，回答下列问题。
(1)NH4Cl溶液显__酸__性，用离子方程式表示原因__NH＋H2ONH3·H2O＋H＋__，其溶液中离子浓度大小顺序为__c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)__。
(2)常温下，pH＝11的CH3COONa溶液中，水电离出来的c(OH－)＝__1×10－3 mol·L－1__，在pH＝3的CH3COOH溶液中，水电离出来的c(H＋)＝__1×10－11mol·L－1__。
(3)已知纯水中存在如下平衡：H2O＋H2O===H3O＋＋OH－　ΔH>0，现欲使平衡向右移动，且所得溶液显酸性，可选择的方法是__D__(填字母序号)。
A．向水中加入NaHSO4固体
B．向水中加Na2CO3固体
C．加热至100 ℃[其中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1]
D．向水中加入(NH4)2SO4固体
(4)若将等pH、等体积的②NaOH和⑦NH3·H2O分别加水稀释m倍、n倍，稀释后两种溶液的pH仍相等，则m__＜__(填“”或“＝”)n。
(5)①～⑦中7种溶液的物质的量浓度相同，则这7种溶液按pH由大到小的顺序为__②>⑦>⑤>①>④>⑥>③__。
解析：(1)NH4Cl为强酸弱碱盐，由于NH水解，其溶液呈酸性，故其溶液中离子浓度的大小关系：c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)。
(2)CH3COONa溶液中，由于醋酸根离子的水解促进了水的电离，故pH＝11的CH3COONa溶液中，水电离出来的c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1；在pH＝3的CH3COOH溶液中，水的电离受到抑制，故水电离出来的c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1。
(3)A项使溶液呈酸性，但电离平衡向左移动；B项虽使平衡向右移动，但溶液呈碱性；C项操作虽使平衡向右移动，但水仍然呈中性；D项中由于NH的水解，促进水的电离而使溶液呈酸性。
(4)由于NH3·H2O是弱电解质，存在电离平衡，故mc(SO)>c(NH)>c(OH－)＝c(H＋)__。
解析：(1)Al3＋水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性，即Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3吸附悬浮颗粒使其沉降。
(2)NH4Al(SO4)2与NH4HSO4中的NH均发生水解，NH4Al(SO4)2中Al3＋水解呈酸性抑制NH水解，HSO电离出H＋同样抑制NH水解，但HSO电离生成的H＋浓度比Al3＋水解生成的H＋浓度大，所以NH4HSO4中NH水解程度比NH4Al(SO4)2中的小。
(3)①NH4Al(SO4)2水解，溶液呈酸性，升高温度其水解程度增大，pH减小，符合的曲线为Ⅰ。②根据电荷守恒，可以求出2c(SO)－c(NH)－3c(Al3＋)＝c(H＋)－c(OH－)＝10－3 mol·L－1[c(OH－)太小，可忽略]。
(4)a、b、c、d四个点，根据反应量的关系，a点恰好消耗完HSO电离出的H＋，溶液中只有(NH4)2SO4与Na2SO4；b、c、d三点溶液均含有NH3·H2O，(NH4)2SO4可以促进水的电离，而NH3·H2O抑制水的电离，a点水的电离程度最大，b点溶液呈中性，即溶液含有(NH4)2SO4、NH3·H2O、Na2SO4三种成分，a点时c(Na＋)＝c(SO)，b点时c(Na＋)>c(SO)，由电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＋c(NH)＝2c(SO)＋c(OH－)，中性c(H＋)＝c(OH－)则c(Na＋)＋c(NH)＝2c(SO)，可以得出c(SO)>c(NH)，故c(Na＋)>c(SO)>c(NH)>c(OH－)＝c(H＋)。
19．(10分)白磷弹是手榴弹、炮弹、炸弹的一种，利用了白磷在空气中自燃的性质。某些非金属单质如白磷(P4)可以与强碱溶液发生反应，可以与过量的热NaOH溶液反应生成PH3气体和NaH2PO2(次磷酸钠)。
(1)已知NaH2PO2水溶液pH>7，次磷酸是__一__(填“一”“二”或“三”)元__弱__(填“强”或“弱”)酸。次磷酸的电离方程式为__H3PO2H2PO＋H＋__；NaH2PO2水溶液pH>7的原因：__H2PO＋H2OH3PO2＋OH－__。
(2)25 ℃时，向100 mL 0.01 mol·L－1的H3PO2溶液中，滴加等浓度的NaOH溶液至溶液呈中性，消耗NaOH溶液的体积__＜__(填“>”“＝”或“7，说明H2PO会发生水解，所以H3PO2是一元弱酸。
(2)根据题目信息，若滴加NaOH溶液后恰好中和溶液中的H3PO2生成NaH2PO2，需NaOH溶液的体积是100 mL，此时溶液PH>7。若使溶液呈中性，则滴加的NaOH溶液体积应小于100 mL，由于溶液最终呈中性，则c(H＋)＝c(OH－)，据电荷守恒知c(Na＋)＋c(H＋)＝c(H2PO)＋c(OH－)，所以溶液中离子浓度大小的顺序是c(Na＋)＝c(H2PO)>c(OH－)＝c(H＋)。
20．(16分)草酸是植物常具有的成分，具有广泛的用途。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101 ℃，易溶于水，受热易脱水、升华，170 ℃以上分解。常温下它的电离常数K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。回答下列问题：
(1)设计实验证明草酸为弱酸的方案及其现象均正确的是__C__。
A．室温下，取0.005 mol·L－1的H2C2O4溶液，测其pH＝2
B．室温下，取0.010 mol·L－1的NaHC2O4溶液，测其pH>7
C．室温下，取pH＝a(a