新高考化学二轮复习专题突破练十　水溶液中的离子平衡(B) （含解析）

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专题突破练十　水溶液中的离子平衡(B)
一、选择题
1.(2021北京高三检测)关于室温下pH相同、体积相同的氨水与氢氧化钠两种稀溶液,下列叙述正确的是 (　　)
A.氨水中的c(N)与NaOH溶液中的c(Na+)相同
B.温度均升高20 ℃(不考虑挥发),两溶液的pH均不变
C.加水稀释相同的倍数后,两种溶液的pH仍相同
D.与等物质的量浓度的盐酸反应,恰好中和时所消耗的盐酸的体积相同
2.(2021广东韶关模拟)已知H2S是二元弱酸,将a mol·L-1 NaHS(显碱性)与b mol·L-1 NaOH两种稀溶液等体积混合,所得溶液中粒子间的物质的量浓度关系正确的是(　　)
A.a=b时,c(Na+)+c(H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
B.a=b时,c(Na+)>c(S2-)>c(HS- )>c(OH-)
C.a=2b时,c(S2-)>c(HS- )>c(OH-)>c(H+)
D.a=4b时,4c(Na+)=5c(S2-)+5c(HS-)+5c(H2S)
3.(2021湖北宜昌联考)实验测得等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的pH随温度变化如图所示。下列说法错误的是(　　)


A.NaHCO3和Na2CO3水解均是吸热反应
B.M点之前,升温pH减小,主要原因是升温促进水的电离
C.N点时NaHCO3已经完全分解
D.若将N点溶液恢复到25 ℃,pH>8.62
4.(双选)(2021山东临沂模拟)室温下,体积均为20 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的HX溶液、HY溶液中分别滴加同浓度的NaOH溶液,反应后溶液中水电离的c水(H+)的负对数[-lg c水(H+)]与滴加氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是 (　　)

A.室温时,电离常数Ka(HX)=10-5
B.a、b、c三点溶液均显中性
C.b、d两点溶液的离子总浓度不同
D.c点溶液中c(X-)+c(HX)=0.1 mol·L-1
5.(2021福建泉州检测)向100 mL 5.0 mol·L-1的NaOH溶液中通入H2S气体,含硫粒子在不同pH溶液中的分布系数(δ)如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.曲线M表示pH与HS-的变化关系
B.S2-+H+HS-的平衡常数数量级为1014
C.HS-的电离程度大于水解程度
D.配制Na2S溶液时可将Na2S固体直接溶于水
6.(2021辽宁联考)某硫酸盐在水中的沉淀溶解平衡图像如下(M2+代表+2价金属离子)。下列说法正确的是(　　)

A.363 K时,该硫酸盐的溶度积Ksp的数量级为10-3
B.温度一定时溶度积Ksp随c(S)的增大而减小
C.313 K下的该盐饱和溶液升温到363 K时有固体析出
D.283 K下的该盐饱和溶液升温到313 K时有固体析出
7.(双选)(2021河北邯郸联考)化学中常用AG表示溶液的酸度[AG=lg ]。室温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的某一元碱MOH溶液中滴加未知浓度的稀硫酸,混合溶液的温度与酸度AG随加入稀硫酸体积的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.室温下MOH的电离常数Kb=1.0×10-5
B.当AG=0时,溶液中存在c(S)>c(M+)>c(H+)=c(OH-)
C.a点对应的溶液中:c(M+)+c(MOH)=8c(S)
D.b、c、d三点对应的溶液中,水的电离程度大小关系:c>b=d
二、非选择题
8.(2021湖南模拟节选)(1)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(N)　　　　(填“>”“<”或“=”)c(HC);反应N+HC+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=　　　　。(已知常温下NH3·H2O的电离常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离常数=4×10-7,=4×10-11) 
(2)已知Ksp[Mg(OH)2]=2×1,在某MgSO4溶液里c(Mg2+)=0.002 mol·L-1,如果生成Mg(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于　　　;在0.20 L的0.002 mol·L-1 MgSO4溶液中加入等体积的0.10 mol·L-1的氨水,电离常数Kb(NH3·H2O)=2×10-5,试计算　　　　　　(填“有”或“无”)Mg(OH)2沉淀生成。 
(3)CuCl悬浊液中加入Na2S,发生的反应为2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq),该反应的平衡常数K=　　　　　　　　[已知Ksp(CuCl)=1.2×10-6,Ksp(Cu2S)=2.5×10-43]。 
(4)已知常温下H2SO3的电离常数:=1.0×10-1.9,=1.0×10-7.2,计算0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液的pH为　　　　　　　　(忽略S的二级水解)。 
9.(2021江西联考)乙二酸(H2C2O4)俗称草酸,在实验研究和化学工业中应用广泛。
(1)室温下,测得0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液pH=1.3,写出草酸的电离方程式: 　。 
(2)草酸溶液中各粒子的物质的量分数随溶液pH变化关系如下图所示:

①向草酸溶液中滴加KOH溶液至pH=2.5时发生的主要反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
②0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,下列粒子浓度关系正确的是　　　　(填字母)。 
a.c(K+)+c(H+)=c(HC2)+c(C2)+c(OH-)
b.c(K+)>c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4)
c.c(K+)=c(HC2)+c(C2)+c(H2C2O4)
(3)工业上利用硫酸亚铁与草酸反应制备草酸亚铁晶体,其离子方程式为Fe2++H2C2O4+xH2OFeC2O4·xH2O↓+2H+。
①制备时需添加氨水以提高FeC2O4·xH2O的产率,从化学平衡移动原理角度解释原因:  　。 
②测定草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)的x值,实验如下:
称取0.540 0 g草酸亚铁晶体溶于一定浓度的硫酸中,用酸性KMnO4溶液滴定。到达滴定终点时,消耗0.100 0 mol·L-1的酸性KMnO4溶液18.00 mL。
已知:滴定过程中铁、碳元素分别被氧化为Fe3+、CO2,锰元素被还原为Mn2+,则FeC2O4·xH2O中x=　　　　(FeC2O4的摩尔质量是144 g·mol-1)。 



参考答案

专题突破练十　水溶液中的离子平衡(B)
1.A　解析 pH相同的氨水与氢氧化钠两种稀溶液,NH3·H2ON+OH-,NaOHNa++OH-,pH相同,氢氧根离子浓度相同,c(N)、c(Na+)相同,A项正确。温度升高20 ℃,促进NH3·H2ON+OH-正向移动,氢氧根离子浓度增大,pH增大,升高温度KW增大,NaOH溶液pH减小,B项错误。pH相同的氨水与氢氧化钠两种稀溶液,加水稀释相同的倍数后,促进NH3·H2O的电离,而氢氧化钠的电离不变,故氨水中c(OH-)大于氢氧化钠溶液,所以两种溶液的pH不相同,C项错误。pH相同、体积相同的氨水与氢氧化钠两种稀溶液,NH3·H2O为弱电解质,氨水中溶质的浓度大于氢氧化钠溶液,与等物质的量浓度的盐酸反应,氨水消耗的盐酸的体积比氢氧化钠溶液消耗的盐酸体积大,D项错误。
2.D　解析 当a=b时,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-),A项错误。当a=b时,等物质的量的NaHS和NaOH混合,根据化学式中出现的离子浓度大于化学式中未出现的离子浓度故Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-),B项错误。当a=2b时,有等物质的量的Na2S和NaHS,溶液显碱性,根据化学式中出现的离子浓度大于化学式中未出现的离子浓度可知: c(HS- )>c(S2-)>c(OH-)>c(H+),C项错误。当a=4b时,溶液中含3份NaHS、1份Na2S,根据元素质量守恒有:4c(Na+)=5c(S2-)+5c(HS-)+5c(H2S),D项正确。
3.C　解析 盐类的水解可看作中和反应的逆反应,中和反应放热,则盐类的水解是吸热反应,A项正确。升高温度,NaHCO3的水解程度增大,使溶液pH增大,同时温度升高,KW增大,使溶液的pH减小,M点之前NaHCO3溶液的pH减小,说明温度升高,促进水的电离起主导作用,B项正确。M点到N点,溶液的pH增大,是由于NaHCO3分解生成Na2CO3,Na2CO3水解使溶液的碱性增大,但不能判断NaHCO3是否完全分解,C项错误。N点溶液中Na2CO3含量大,Na2CO3的水解程度大于NaHCO3,故N点溶液恢复到25 ℃,溶液的pH>8.62,D项正确。
4.AC　解析 由图可知,b、d两点HX溶液、HY溶液分别与氢氧化钠溶液恰好完全反应,b点溶液中溶质为NaY、d点溶液中溶质为NaX,a点溶液中溶质为NaX、HX,c点溶液中溶质为NaX、NaOH,由a点和b点溶液呈中性可知,HY为强酸、HX为弱酸。0.1 mol·L-1的HX溶液中水电离出的氢离子浓度为10-11 mol·L-1,则溶液中的氢离子浓度为=1.0×10-3 mol·L-1,Ka(HX)==10-5,A项正确。c点溶液中溶质为NaX、NaOH,NaX为强碱弱酸盐,在溶液中水解呈碱性,则NaX和NaOH混合溶液呈碱性,B项错误。b点溶液中溶质为NaY,HY为强酸,由电荷守恒可知,溶液中c(Na+)=c(Y-),d点溶液中溶质为NaX,由电荷守恒可知,溶液中c(Na+)=c(X-)+c(OH-)-c(H+),两溶液中钠离子浓度相等,则c(X-)+c(OH-)>c(Y-),d点溶液中的离子总浓度大于b点溶液,C项正确。d点HX溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应,d点溶液中溶质为NaX,由元素质量守恒关系可知c(X-)+c(HX)=c(Na+)==0.05 mol·L-1,c点溶液体积大于40 mL,则溶液中c(X-)+c(HX)<0.05 mol·L-1,D项错误。
5.B　解析 在NaOH溶液中通入H2S气体,含硫粒子包括H2S、HS-、S2-,其中S2-水解,溶液显碱性,H2S电离而使溶液显酸性。曲线M上表示的粒子随着pH的增大,分布系数(δ)逐渐减小,因此曲线M表示pH与H2S的变化关系,A项错误。S2-+H+HS-的平衡常数K=,当c(S2-)= c(HS-)时,pH=14.1,c(H+)=10-14.1 mol·L-1,即K=1014.1,因此S2-+H+HS-的平衡常数数量级为1014,B项正确。当溶液中主要存在HS-时,溶液显碱性,说明HS-的电离程度小于水解程度,C项错误。Na2S能够水解,为了抑制水解,配制Na2S溶液时可将Na2S固体溶于一定浓度的氢氧化钠溶液中,再稀释,D项错误。
6.C　解析 363 K时,Ksp=c(M2+)·c(S)=10-1.70×10-1.50=10-3.20,即Ksp的数量级为10-4,A项错误。溶度积常数只与温度有关,与物质的浓度无关,B项错误。363 K时Ksp最小,313 K时Ksp最大,故313 K下的该盐饱和溶液升温到363 K时有固体析出,C项正确。温度由283 K升高到313 K,物质的溶解度增大,溶液由饱和溶液变为不饱和溶液,因此不会有固体析出,D项错误。
7.AC　解析 酸碱恰好发生中和反应时,反应放出的热量最多,温度最高,因此c点为酸碱恰好完全反应的点,消耗硫酸的体积为20 mL;根据2MOH~H2SO4可知:c(H2SO4)=
=0.05 mol·L-1。当AG=lg=-8时,溶液溶质为MOH,=10-8,结合KW=c(H+)·c(OH-)=10-14可知,c(OH-)=10-3 mol·L-1,根据Kb==10-5,A项正确。根据电荷守恒:2c(S)+c(OH-)=c(M+)+c(H+),当AG=0时,AG=lg=0,则c(OH-)=c(H+),2c(S)=c(M+),溶液中存在:c(M+)>c(S) >c(H+)=c(OH-),B项错误。a点时,消耗硫酸5 mL,根据2MOH~H2SO4可知,消耗MOH的物质的量为2×0.05×5×10-3 mol,剩余MOH的物质的量为20.00×10-3×0.100 0 mol-2×0.05×5×10-3 mol=1.5×10-3 mol,生成M2SO4的物质的量为0.05×5×10-3 mol,即混合液中n(MOH)∶n(M2SO4)=1.5∶0.25=6∶1;根据元素质量守恒可知,c(M+)+c(MOH)=8c(S),C项正确。c点为酸碱恰好完全反应的点,生成了强酸弱碱盐,此时水解程度最大,从c点以后,硫酸过量,酸抑制水的电离,硫酸属于强酸,对水的电离平衡抑制程度大,因此水的电离程度:c>b>d,D项错误。
8.答案 (1)>　1.25×10-3
(2)10　有
(3)5.76×1030
(4)4.1
解析 (1)由于NH3·H2O的电离常数大于HC的电离常数,再根据盐类水解规律可得HC的水解程度更大,因此c(N)>c(HC);反应N+HC+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K==
=
=1.25×10-3。
(2)MgSO4溶液中c(Mg2+)=0.002 mol·L-1,沉淀平衡时c(OH-)= mol·L-1=10-4 mol·L-1,则c(H+)=10-10 mol·L-1,因此生成Mg(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于10;在0.20 L 0.002 mol·L-1 MgSO4溶液中加入等体积的0.10 mol·L-1的氨水,镁离子浓度变为0.001 mol·L-1,c(OH-)= mol·L-1=0.001 mol·L-1,c(Mg2+)·c2(OH-)=10-9>Ksp=2×10-11,有沉淀产生。
(3)反应2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq)的平衡常数K==5.76×1030。
(4)HSS+H+的电离常数为=
=1.0×10-7.2,c(S)≈c(H+),c(HS)=0.1 mol·L-1,则c2(H+)=1.0×10-7.2×c(HS)=1.0×10-7.2×0.1=10-8.2,c(H+)=10-4.1,故pH=-lg c(H+)=4.1。
9.答案 (1)H2C2O4HC2+H+,HC2C2+H+
(2)①H2C2O4+OH-HC2+H2O　②bc
(3)①NH3·H2O与生成的H+反应,使c(H+)减小,平衡向正反应方向移动,产生更多的FeC2O4·xH2O
②2
解析 (2)①由图可知,pH=2.5时,溶液中主要存在HC2,故草酸溶液中滴加KOH溶液至pH=2.5,反应生成KHC2O4,离子方程式为H2C2O4+OH-HC2+H2O。
②0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,据电荷守恒可得:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2)+2c(C2),a项错误。由图可知,KHC2O4溶液呈酸性,则HC2的水解程度小于其电离程度,则有c(C2)>c(H2C2O4),故溶液中:c(K+)>c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4),b项正确。KHC2O4溶液中存在HC2的水解和电离平衡,据物料守恒可得c(K+)=c(HC2)+c(C2)+c(H2C2O4),c项正确。
(3)②根据电子得失守恒可得,Mn与FeC2O4·xH2O的关系式为3Mn~5FeC2O4·xH2O,达到滴定终点时,消耗18.00 mL 0.100 0 mol·L-1 KMnO4溶液,则有n(FeC2O4·xH2O)=×0.100 0 mol·L-1×18.00×10-3 L=3×10-3 mol,草酸亚铁晶体的质量为0.540 0 g,则有M(FeC2O4·xH2O)==180 g·mol-1,又知M(FeC2O4)=144 g·mol-1,故FeC2O4·xH2O中x==2。