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2022年高考化学二轮复习专题突破练十水溶液中的离子平衡A含解析
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专题突破练十 水溶液中的离子平衡(A)
一、选择题
1.(2021天津模拟)对于0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,下列说法正确的是( )
A.加入NaOH固体,溶液pH减小
B.升高温度,溶液中c(OH-)增大
C.稀释溶液,溶液中c(H+)减少
D.c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)
2.(2021山东枣庄第三次质检)已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是下列有关三种酸的电离平衡常数(25 ℃),若已知下列反应可以发生:NaCN+HNO2HCN+NaNO2、NaCN+HFHCN+NaF、NaNO2+HFHNO2+NaF。由此可判断下列叙述不正确的是( )
A.K(HF)=7.2×10-4
B.K(HNO2)=4.6×10-4
C.根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序:HF>HCN>HNO2
D.K(HCN)c(CN-)
B.NaHB溶液呈酸性,可推知H2B在水中不能完全电离
C.往NH4Cl溶液中加入镁粉,可生成两种气体
D.Na2CO3溶液中通入CO2所得的中性溶液中:c(Na+)=2c(CO32-)
5.(2021湖北七市州教科协3月联考)下列关于电解质溶液的说法中错误的是( )
A.等浓度、等体积的HCOOH溶液与HCOONa溶液混合后pHc(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B.新制氯水中:c(ClO-)+c(HClO)=c(Cl-)
C.已知Ka(HF)>Ka1(H2S),则同浓度的NaHS和NaF溶液的pH:NaHS>NaF
D.Na2CO3与NaHCO3的混合溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+c(CO32-)
6.(双选)(2021山东烟台模拟)已知AG=lg c(H+)c(OH-)。25 ℃时,用0.100 mol·L-1的盐酸滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1某一元弱碱MOH溶液,AG与所加盐酸的体积(V)关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.Kb(MOH)约为10-5.5
B.a点时,由水电离出来的c水(H+)为1×10-10.75 mol·L-1
C.b点时,加入盐酸的体积大于20.00 mL
D.由b点到c点的过程中水的电离平衡逆向移动
7.(2021广东珠海模拟)常温下,往20 mL 0.10 mol·L-1 HA溶液中滴加0.10 mol·L-1 KOH溶液,所得混合溶液中水电离的H+浓度和所加的 KOH 溶液体积变化趋势如图所示,下列有关说法错误的是( )[注意:电离度=n(HA)电离n(HA)总×100%]
A.该酸的电离度约为1%
B.b点:溶液存在c(A-)>c(K+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
C.c点:溶液存在c(HA)+c(H+)=c(OH-)
D.d 点:pH=7
8.(双选)(2021吉林长春联考)已知H2RO3为二元弱酸。常温下,用0.10 mol·L-1 Na2RO3溶液吸收RO2气体,吸收液的pH与c(HRO3-)c(RO32-)的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是( )
A.常温下,Ka2(H2RO3)的数量级为10-8
B.常温下,中性溶液中c(HRO3-)c(RO32-)>c(OH-)>c(HRO3-)>c(H+)
D.G点时,2c(RO32-)+c(HRO3-)-c(Na+)=(1.0×10-6.2-1.0×10-7.8) mol·L-1
二、非选择题
9.(2021辽宁沈阳联考)0.010 mol·L-1 的二元酸H2A溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH变化如图所示。
(1)用离子方程式说明Na2A溶液显碱性的原因: ,该反应的平衡常数表达式K= ;溶液中c(Na+)+c(H+)= 。
(2)若升高温度,发现溶液的碱性增强,说明随温度升高,该反应的平衡常数K (填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)H2A分两步发生电离,对应的电离平衡常数分别为Ka1和Ka2。由图确定下列数据(保留整数位):
①-lgKa1= ;Ka2= 。
②将0.020 mol·L-1 Na2A溶液和0.010 mol·L-1盐酸等体积混合,所得溶液的pH约为 。
(4)0.010 mol·L-1的NaHA溶液中,HA-的水解常数Kh约为 ;该溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
10.(2021福建模拟节选)(1)工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧产生的温室气体CO2,其产物之一是NH4HCO3。已知常温下碳酸的电离常数Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.7×10-11,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5,则所得的NH4HCO3溶液中c(NH4+) (填“>”“c(HTeO3-)>c(OH-)>c(H2TeO3)>c(H+)
B.c(Na+)+c(H+)=c(HTeO3-)+c(TeO32-)+c(OH-)
C.c(Na+)=c(TeO32-)+c(HTeO3-)+c(H2TeO3)
D.c(H+)+c(H2TeO3)=c(OH-)+c(TeO32-)
(4)粗Se中Se的含量可以用如下方法测定:
①Se+2H2SO4(浓)2SO2↑+SeO2+2H2O
②SeO2+4KI+4HNO3Se+2I2+4KNO3+2H2O
③I2+2Na2S2O3Na2S4O6+2NaI
用淀粉溶液作指示剂,Na2S2O3标准溶液滴定反应②中生成的I2来测定Se的含量。
若从100 g铜的阳极泥中回收得到a g粗Se,每次准确称取0.01a g粗Se进行实验,重复三次实验,平均消耗0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液的体积为22.10 mL,滴定终点的现象是 ,
Se的回收率为 。(结果保留3位有效数字,回收率=实际硒的产量理论硒的产量×100%)
已知:铜的阳极泥化学成分(其他元素不考虑):
元素
Au
Ag
Cu
Se
Te
成分/%
0.9
12.08
23.4
8.0
3.1
参考答案
专题突破练十 水溶液中的离子平衡(A)
1.B 解析 加入NaOH固体,CO32-的水解平衡逆向移动,但溶液中c(OH-)较原来增大,故溶液pH增大,A项错误。升高温度,促使CO32-的水解平衡正向移动,c(OH-)较原来增大,B项正确。稀释溶液,CO32-的水解平衡正向移动,CO32-水解程度增大,但由于溶液体积增大程度更大,所以c(OH-)减小,由于温度不变,KW不变,则c(H+)增大,C项错误。Na2CO3溶液中,据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),D项错误。
2.C 解析 相同温度下,酸的电离常数越大,该酸的酸性越强,较强酸能和较弱酸的盐反应生成弱酸,根据反应推知酸的强弱顺序是HCNc(H+)>c(OH-),A项正确。新制氯水中含有的粒子为Cl2、ClO-、Cl-、HClO、H+、OH-,根据元素质量守恒有c(ClO-)+c(HClO)=c(Cl-),B项正确。已知Ka(HF)>Ka1(H2S),则Kh(HF)NaF,C项正确。Na2CO3与NaHCO3的混合溶液中存在着电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),D项错误。
6.CD 解析 由图可知,V(盐酸)=0时,AG=lgc(H+)c(OH-)=-7.5,结合KW求得c(OH-)=10-3.25mol·L-1,故电离常数Kb(MOH)=c(M+)·c(OH-)c(MOH)=10-3.25×10-3.250.100=10-5.5,A项正确。a点是MOH溶液,抑制水的电离,溶液中c水(H+)=c(H+)=1×10-1410-3.25mol·L-1=1×10-10.75mol·L-1,B项正确。恰好完全反应生成MCl时,M+水解使溶液呈酸性,b点溶液呈中性,故加入盐酸的体积小于20.00mL,C项错误。b点溶液中溶质为MOH和MCl,滴定终点在b~c之间,恰好中和时水的电离程度最大,故b→c过程中水的电离平衡先正向移动后逆向移动,D项错误。
7.D 解析 a点时为HA溶液,此时c水(H+)=10-11mol·L-1,则c水(OH-)=c水(H+),酸溶液中OH-全部来源于水,故c(OH-)=c水(OH-)=10-11mol·L-1,则c(H+)=KW10-11mol·L-1=10-14(mol·L-1)210-11mol·L-1=10-3mol·L-1,由于弱电解质电离很微弱,故c(HA)近似等于起始浓度,则电离度=10-30.1×100%=1%,A项正确。b点对应加入KOH10mL,即n(KOH)∶n(HA)=1∶2,故b点溶液组成为c(KA)∶c(HA)=1∶1,溶液中大量存在K+、A-、HA,由图示知,此时c水(H+)c(K+)>c(HA),H+、OH-微量存在,故浓度大小顺序为c(A-)>c(K+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-),B项正确。c点对应投料比n(KOH)∶n(HA)=1∶1,溶液组成为KA,由质子守恒得:c(HA)+c(H+)=c(OH-),C项正确。由C选项知c点组成为KA,由于A-水解,导致溶液显碱性,c点到d点继续加入KOH,故溶液碱性增强,不可能呈中性,D项错误。
8.BC 解析 用Na2RO3溶液吸收RO2气体,发生Na2RO3+RO2+H2O2NaHRO3,随着反应的进行,c(HRO3-)c(RO32-)逐渐增大,且pH降低。H2RO3的二级电离平衡常数Ka2=c(RO32-)·c(H+)c(HRO3-),电离平衡常数只受温度的影响,与物质的量浓度无关,可取c(HRO3-)c(RO32-)=1的点,即Ka2=c(H+)=10-7.2,数量级为10-8,A项正确。根据图像c(HRO3-)c(RO32-)=1时,溶液的pH=7.2;c(HRO3-)c(RO32-)>1时,存在某点pH为7,即c(HRO3-)>c(RO32-),B项错误。E点时,c(HRO3-)c(RO32-)=991c(OH-),C项错误。G点时根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=2c(RO32-)+c(HRO3-)+c(OH-),则有2c(RO32-)+c(HRO3-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=(1.0×10-6.2-1.0×10-7.8)mol·L-1,D项正确。
9.答案 (1)A2-+H2OHA-+OH- c(HA-)·c(OH-)c(A2-)
c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)
(2)增大
(3)①6 1×10-10 ②10
(4)1×10-8 c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)>c(A2-)
解析 (1)由图可知,H2A溶液中含有H2A、HA-、A2-,则H2A是二元弱酸;Na2A溶液中A2-发生水解而使溶液呈碱性:A2-+H2OHA-+OH-。Na2A溶液呈电中性,据电荷守恒可得,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)。
(2)升高温度,溶液的碱性增强,则溶液中c(OH-)增大,说明升高温度,A2-的水解平衡正向移动,则水解平衡常数增大。
(3)①H2A分两步发生电离:H2AHA-+H+、HA-A2-+H+,则有Ka1=c(HA-)·c(H+)c(H2A),Ka2=
c(A2-)·c(H+)c(HA-);由图可知,H2A和HA-的物质的量分数均为0.5时,溶液的pH=6,则c(HA-)=c(H2A)时,c(H+)=1×10-6mol·L-1,则有Ka1=c(H+)=1×10-6,-lgKa1=6。HA-和A2-的物质的量分数均为0.5时,溶液pH=10,则c(HA-)=c(A2-)时,c(H+)=1×10-10mol·L-1,则有Ka2=c(H+)=1×10-10。
②0.020mol·L-1Na2A溶液和0.010mol·L-1盐酸等体积混合,两者发生反应,得到等浓度Na2A、NaHA和NaCl混合溶液,由图可知,溶液的pH=10。
(4)0.010mol·L-1的NaHA溶液中,存在水解平衡:HA-+H2OH2A+OH-,则水解常数Kh=c(H2A)·c(OH-)c(HA-)=KWKa1=1×10-141×10-6=1×10-8。NaHA溶液中存在HA-的电离平衡和水解平衡,由于Kh>Ka2,则HA-的水解程度大于其电离程度,NaHA溶液呈碱性,且HA-的水解程度较小,Na+不发生水解,故溶液中离子浓度大小:c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)>c(A2-)。
10.答案 (1)>
(2)①减小 1.6 mol·L-1 ②3∶1
(3)①10% ②CD
(4)当加入最后半滴Na2S2O3标准溶液时,溶液由蓝色变成无色且30 s内不恢复原来的颜色 54.6%
解析 (1)碳酸的Ka1=4.4×10-7,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5,则NH4HCO3溶液中HCO3-的水解程度大于NH4+的水解程度,故有c(NH4+)>c(HCO3-)。
(2)①烟气通入 1.0mol·L-1 的 Na2SO3溶液,生成NaHSO3,其水溶液显酸性,pH不断减小。发生反应SO2+Na2SO3+H2O2NaHSO3,此时溶液中c(SO32-)=0.2mol·L-1,据反应可知生成的c(HSO3-)=(1.0mol·L-1-0.2mol·L-1)×2=1.6mol·L-1。
②B点时溶液中溶质为(NH4)2SO3和NH4HSO3,据电荷守恒可得:c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)。由于溶液 pH=7,则有c(H+)=c(OH-),可得:c(NH4+)=c(HSO3-)+2c(SO32-),图中B点时c(HSO3-)=c(SO32-),从而可得:c(NH4+)=3c(HSO3-),故n(NH4+)∶n(HSO3-)=3∶1。
(3)①25℃时,亚碲酸(H2TeO3)的Ka1=1×10-3,Ka2=2×10-8,电离以第一步电离为主,H2TeO3H++HTeO3-,Ka1=c(H+)c(HTeO3-)c(H2TeO3)=c2(H+)0.1mol·L-1=10-3,c(H+)=10-2mol·L-1,故0.1mol·L-1H2TeO3的电离度α约为10-2mol·L-10.1mol·L-1×100%=10%。
②NaHTeO3的溶液中存在电离和水解平衡,水解平衡常数Kh2=c(OH-)c(H2TeO3)c(HTeO3-)=c(OH-)c(H2TeO3)c(H+)c(HTeO3-)c(H+)=KWKa1=10-1410-3=10-11c(HTeO3-)>c(H+)>c(OH-)>c(H2TeO3),A项错误。根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HTeO3-)+2c(TeO32-)+c(OH-),B项错误。根据元素质量守恒:c(Na+)=c(TeO32-)+c(HTeO3-)+c(H2TeO3),C项正确。根据质子守恒:c(H+)+c(H2TeO3)=c(OH-)+c(TeO32-),D项正确。
(4)用Na2S2O3溶液滴定反应②生成的I2,达到滴定终点时,I2被完全消耗,溶液由蓝色变成无色且30s 内不恢复原来的颜色。据测定反应可得关系式:Se~SeO2~2I2~4Na2S2O3,则有n(Se)=14n(Na2S2O3)=14×0.1000mol·L-1×22.10×10-3L=5.525×10-4mol,则0.01ag粗Se中含有Se为5.525×10-4mol×79g·mol-1=0.04365g,ag粗Se中含有Se的质量为0.04365g×ag0.01ag=4.365g。理论上100g铜的阳极泥中含有Se的质量为100g×8.0%=8.0g,故Se的回收率为4.365g8.0g×100%=54.6%。
