2023届高考化学二轮复习课后习题 专题能力训练6　水溶液中的离子平衡

专题能力训练6　水溶液中的离子平衡

一、选择题

1.下列说法正确的是(　　)。

A.向AgCl浊液中加入KBr溶液,沉淀颜色变为浅黄色,即可证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)

B.常温下向NaOH溶液中滴入HCOOH溶液至pH=5时:c(HCOO-)>c(Na+)

C.常温下等物质的量浓度的四种溶液:

①NH3·H2O;②NH4HSO4;

③(NH4)2CO3;④NH4Cl,c(N)的关系为②>④>③>①

D.等物质的量浓度的NaHCO3与Na2CO3混合溶液:3c(Na+)=2[c(C)+c(HC)+c(H2CO3)]

2.常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 mol·L-1的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如下图所示(不考虑C2的水解)。下列叙述正确的是              (　　)。

A.Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10-7

B.n点表示AgCl的不饱和溶液

C.向c(Cl-)=c(C2)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成Ag2C2O4沉淀

D.Ag2C2O4+2Cl-2AgCl+C2的平衡常数为109.04

3.(2022四川遂宁高三三诊)天然水体中的H2CO3与空气中的CO2保持平衡。某温度下,溶洞水体中lg c(X)(X为H2CO3、HC、C或Ca2+)与pH的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)。

A.③表示lg c(C)随pH变化的关系

B.该温度下,lg c(C)=-3时,溶液的pH=9.3

C.根据图像不能计算该温度下CaCO3的Ksp

D.该温度下,H2CO3的电离平衡常数Ka1的数量级为10-7

二、非选择题

4.(1)一定温度下,草酸(H2C2O4)在水溶液中存在形式的分布与pH的关系如图1所示,写出pH从3升至5的过程中发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。该温度时草酸的一级电离常数Ka1=　　　　　　　。(已知lg 5.0≈0.7) 

图1

(2)常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 KOH溶液,所得滴定曲线如图2所示。

图2

①B点对应的溶液中存在的平衡有:H2OH++OH-,　　　　　　　　　　　和                                                  　。 

②C点对应的溶液中的溶质是　　　　　　　　　　(填化学式)。 

③D点对应的溶液中粒子浓度关系正确的是　　　　　　(填字母)。 

A.c(OH-)=c(HC2)+c(H+)+2c(H2C2O4)

B.c(C2)+c(HC2)+c(OH-)=c(K+)+c(H+)

C.c(K+)=c(C2)+c(HC2)+c(H2C2O4)

D.c(K+)>c(C2)>c(OH-)>c(HC2)>c(H+)

5.Ⅰ.已知:H2A的A2-可表示S2-、S、S、Si或C等离子。

(1)常温下,向20 mL 0.2 mol·L-1 H2A溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。有关粒子物质的量变化如图(其中Ⅰ代表H2A,Ⅱ代表HA-,Ⅲ代表A2-)。请根据图示填空:

①当V(NaOH溶液)=20 mL时,溶液中离子浓度大小关系:                                                   　。 

②等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水　　　　(填“大”“小”或“相等”),欲使NaHA溶液呈中性,可以向其中加入　　　　。 

(2)若H2A为硫酸:t ℃时,有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性,则该温度下水的离子积常数KW=　　　。 

Ⅱ.已知:在25 ℃时　H2OH++OH-　KW=10-14

CH3COOHH++CH3COO-　Ka=1.8×10-5

(3)醋酸钠水解的平衡常数Kh的表达式为　　　　　　　　　　　　　　　　,具体数值=　　　　,当升高温度时,Kh将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 

(4)0.5 mol·L-1醋酸钠溶液pH为m,其水解的程度(已水解的醋酸钠与原有醋酸钠的比值)为a;1 mol·L-1醋酸钠溶液pH为n,水解的程度为b,则m　　　　(填“大于”“小于”或“等于”,下同)n,a　　　　b。 

Ⅲ.(5)25 ℃时,将a mol·L-1的氨水与b mol·L-1盐酸等体积混合,反应后溶液恰好显中性,则a　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)b。用a、b表示 

NH3·H2O的电离平衡常数为　                                                  。 

参考答案

专题能力训练6　水溶液中的离子平衡

1.B　解析 向AgCl浊液中加入KBr溶液,沉淀颜色变为浅黄色,则有AgBr生成,AgCl转变为AgBr,只要Qc(AgBr)>Ksp(AgBr)就有AgBr沉淀产生,若溴化钾浓度很大,即使Ksp(AgBr)>Ksp(AgCl)也可实现,故不可证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),A错误;常温下向NaOH溶液中滴入HCOOH溶液至pH=5时,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),又因为溶液呈电中性,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HCOO-),则有:c(HCOO-)>c(Na+),B正确;常温下等物质的量浓度的四种溶液:①NH3·H2O;②NH4HSO4;③(NH4)2CO3;④NH4Cl,①NH3·H2O是弱电解质,其余都是强电解质,因此c(N)最小的是①,根据能够电离出的N的个数可分为两类,③(NH4)2CO3是二元铵盐,虽然碳酸铵溶液中,碳酸根离子和铵根离子相互促进水解,但水解不彻底,铵根离子浓度较大,②NH4HSO4和④NH4Cl是一元铵盐,②NH4HSO4中电离产生的氢离子抑制铵根离子水解,故②NH4HSO4、④NH4Cl比较,c(N)较大的是②,则c(N)的关系为③>②>④>①,C错误;等物质的量浓度的NaHCO3与Na2CO3混合溶液,根据物料守恒可知:2c(Na+)=3[c(C)+c(HC)+c(H2CO3)],D错误。

2.D　解析 从图像看出,当c(C2)=10-2.46 mol·L-1时,c(Ag+)=10-4 mol·L-1,Ksp(Ag2C2O4)=10-2.46×(10-4)2=10-10.46,A错误;根据图像可知c(Ag+)=10-4 mol·L-1,c(Cl-)=10-5.75 mol·L-1,所以Ksp(AgCl)=10-4×10-5.75=10-9.75,n点中,c(Ag+)大于平衡时的浓度,Qc(AgCl)>Ksp(AgCl),n点表示AgCl的过饱和溶液,B错误;AgCl中c(Ag+)=,Ag2C2O4中c(Ag+)=,假设c(Cl-)=c(C2)=1 mol,则Ag2C2O4中c(Ag+)较大,所以向c(Cl-)=c(C2)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成AgCl沉淀,C错误;Ag2C2O4+2Cl-2AgCl+C2的平衡常数为=109.04,D正确。

3.C　解析 由碳酸的电离方程式H2CO3HC+H+、HCC+H+可知,随着pH逐渐增大,H+浓度逐渐减小,平衡右移,HC和C的浓度增大,由碳酸钙的沉淀溶解平衡可知,钙离子浓度减小,由图可知,pH较小时HC浓度大于C浓度,则①表示Ca2+,②表示HC,③表示C。由分析知,③表示lg c(C)随pH变化的关系,故A项正确;由图可知,pH=6.3时,H2CO3和HC浓度相等,所以Ka1=10-6.3,pH=10.3时,C和HC浓度相等,所以Ka2=10-10.3,Ka1·Ka2=,所以该温度下,lg c(C)=-3时,c2(H+)=

=10-18.6,解得c(H+)=10-9.3,溶液的pH=9.3,故B项正确;由分析知,①表示Ca2+,③表示C,经交点(8.5,-4.5),可计算该温度下CaCO3的Ksp=10-4.5×10-4.5=10-9,故C项错误;由分析可知该温度下Ka1=10-6.3,数量级为10-7,故D项正确。

4.答案 (1)HC2+OH-C2+H2O　5.0×10-2

(2)①HC2H++C2　HC2+H2OH2C2O4+OH-　②KHC2O4、K2C2O4　③AD

解析 (1)根据图1可知,pH从3升至5的过程中,HC2减少,C2增多,所以发生的反应为HC2+OH-C2+H2O。由H2C2O4H++HC2知Ka1=,A点时,c(HC2)=c(H2C2O4),pH=1.3,则Ka1=c(H+)=10-1.3=100.7×10-2=5.0×10-2。

(2)①B点对应的生成物是KHC2O4,既能水解也能电离。②加入KOH溶液10 mL时(B点)生成KHC2O4,加入KOH溶液20 mL时(D点)生成K2C2O4,C点对应的产物是KHC2O4和K2C2O4的混合物。③D点对应的生成物是K2C2O4,此时溶液显碱性。溶液中电荷守恒关系式是2c(C2)+c(HC2)+c(OH-)=c(K+)+c(H+),B错误;物料守恒关系式是c(K+)=2[c(C2)+c(HC2)+c(H2C2O4)],C错误;质子守恒关系式是c(OH-)=c(HC2)+2c(H2C2O4)+c(H+),A正确;离子浓度大小关系是c(K+)>c(C2)>c(OH-)>c(HC2)>c(H+),D正确。

5.答案 Ⅰ.(1)①c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)　②小　碱

(2)10-13

Ⅱ.(3)Kh=　

5.6×10-10　增大

(4)小于　大于

Ⅲ.(5)大于　

解析 Ⅰ.(1)混合溶液为NaHA,由图像可知c(H2A)<c(A2-),所以HA-电离程度大于水解程度,溶液显酸性,所以抑制水的电离;(2)1×10-2=。

Ⅱ.(4)水解程度随浓度的增大而减小,所以a大于b。

Ⅲ.(5)首先写出电离平衡常数表达式,然后依据电荷守恒可知溶液中c(N)=c(Cl-)= mol·L-1,依据物料守恒可知溶液中c(NH3·H2O)= mol·L-1-c(N)= mol·L-1,c(OH-)=10-7 mol·L-1,代入即可。