专题08 水溶液中的离子反应与平衡(测试)-2024年高考化学二轮复习讲练测（新教材新高考）

这是一份专题08 水溶液中的离子反应与平衡(测试)-2024年高考化学二轮复习讲练测（新教材新高考），共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的)
1．(2023·浙江省宁波市高三下学期高考模拟)常温下，Ka1(HCOOH)=1.77×10-4，Ka2(HCOOH)=1.75×10-5，Ka(NH3·H2O )=1.76×10-5，下列说法不正确的是( )
A．浓度均为0.1 ml/L的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和：前者>后者
B．用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积、pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点，消耗NaOH溶液的体积：前者Ka2，所以a点时，Kw> Ka1(H2CO3)·Ka2(H2CO3)，故C正确；D项，NaHCO3受热易分解，bc段pH迅速增大，c(H+)迅速减小，可能原因是HCO3-发生了分解：2HCO3−(aq)CO32-(aq) + CO2(g)＋H2O(l)，溶液中HCO3-浓度减小，HCO3-的电离平衡HCO3−H++CO32-逆向移动，c(H+)迅速减小，故D正确；故选B。
12．(2024·浙江杭州市高三一模)当 25℃时，向 10mL 某浓度新制氯水中滴入0.1 ml∙L−1的 NaOH溶液，滴定曲线如图所示。已知次氯酸的电离常数为 ，下列说法正确的是( )
A．甲到乙发生的离子反应为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
B．乙到丁的过程中，水的电离程度一直增大
C．丙点溶液中： c(Na+)＞c(ClO-)＞c(Cl-)＞c(H＋)
D．氯水中存在平衡：Cl2(aq)＋H2O(l)H+(aq)+ Cl-(aq)+HClO (aq)该反应的平衡常数K约为10-5
【答案】D
【解析】从图中可以看出，用NaOH溶液滴定氯水，滴定过程中有两个突变点，则从甲到乙，主要发生H+与OH-的反应；从乙到pH=10的点，主要发生HClO与OH-的反应。A项，甲到乙发生的非氧化还原反应主要为：H++OH-=H2O，A错误；B项，甲到丙的过程中，氯气与水反应的产物不断与NaOH发生反应，水的电离程度一直增大；从丙到丁的过程中，溶液中c(NaOH)不断增大，对水电离的抑制作用不断增大，水的电离程度不断减小，B错误；C项，丙点溶液中，=2.5×10-8，此时c(H+)=10-8ml/L，则c(ClO-)=2.5c(HClO)，c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO)，c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)，所以c(Na+)＞c(ClO-)＞c(Cl-)＞c(H＋)，C正确；D项，氯水中存在平衡：Cl2(aq)＋H2O(l)H+(aq)+ Cl-(aq)+HClO (aq)，pH=10时，Cl2与NaOH刚好完全反应，由Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，可求出c(Cl2)=0.05ml/L，根据起点pH>2，有c(H+)=c(Cl-)=c(HClO)，c(Cl2)=0.05-c(H+)，其平衡常数，数量级比10-5更小，D错误；故选C。
13．(2024·江苏徐州高三期中)燃煤烟气脱硫的方法有多种，方法之一是常温下用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成NH4HSO4。已知H2SO3的电离常数Ka1(H2SO3)=1.5×10-2，Ka2(H2SO3)=1.0×10-7 ，NH3·H2O的电离常数Kb(NH3·H2O)=1.8×10-7。下列说法正确的是
A．NH4HSO3溶液中：c(HSO3-)＞c(NH4+)
B．NH4HSO3溶液中：c(NH4＋)+c(H＋)= c(OH―)+c(SO32-)+c(HSO3-)
C．若溶液中时，溶液的pH=4
D．向NH4HSO3溶液中通入空气发生反应的离子方程式：2SO32-+O2=2SO42-
【答案】C
【解析】A项，NH4HSO3溶液中，NH4HSO3= NH4++HSO3-，由于HSO3-电离常数Ka2=1.0×10-7，NH4+的水解常数Ksp(CuS)，D正确；故选A。
15．(2024·浙江省百校高三起点联考)通过传感器测定冰醋酸被水稀释后的电导率及pH，根据变化曲线图判断下列说法正确的是( )
A．离子总浓度越大，溶液电导率越大
B．b点后，溶液继续稀释，所有离子浓度均减小
C．a点醋酸水溶液未达到电离平衡状态
D．实验曲线说明传感器测量值取决于带电微粒种类、浓度、温度等因素
【答案】D
【解析】冰醋酸本身不电离，不加水时液体不导电，冰醋酸谁稀释的过程中，刚开始醋酸分子不断电离，离子浓度越来越大，当加水到b点后，以稀释的作用为主，溶液中的醋酸根和氢离子浓度不断减小。A项，由曲线变化趋势可知，溶液的电导率与溶液中的离子浓度和离子所带电荷、温度等均有关，故A错误；B项，b点后，溶液继续稀释，醋酸根和氢离子离子浓度均减小，氢氧根浓度增大，故B错误；C项，加水稀释过程中，a点、b点都达到了平衡状态，故C错误；D项，结合加水过程中的微粒种类、离子浓度、温度等变化，说明传感器测量值取决于带电微粒种类、浓度、温度等因素，故D正确。故选D。
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16．(12分)生活中常用到酸和碱，根据所学知识，回答下列问题(以下所有溶液均处于常温下)：
(1)现有0.01ml/L的CH3COOH和0.01ml/L的NH3·H2O两种溶液。[已知：电离度，，]
①NH3·H2O的电离方程式为___________。
②0.01ml/L的CH3COOH的电离度约为___________%。
③0.01ml/L的NH3·H2O的pH=___________。
④若上述酸和碱等体积充分混合，混合后所得溶液的pH___________(填“＞”、“＜”或“=”)7，此时溶液中各离子浓度由大到小的顺序为___________。
(2)甲酸钠(HCOONa)属于___________(填“强”或“弱”)电解质，HCOONa溶液呈碱性的原因是___________(用离子方程式表示)。0.01ml/L的HCOONa溶液中c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=c(Na+)=___________ml/L。
【答案】(1)NH3·H2ONH4++OH- 4 10.6 = c(CH3COOH)= c(NH4+)＞c(OH-)=c(H+)
(2)强 HCCO-+H2OHCOOH+OH- 0.01
【解析】(1)①NH3·H2O-的电离方程式为NH3·H2ONH4++OH-。②已知：

则可得=1.6×10-5，x=4×10-4，电离度=4%。③
则可得=1.6×10-5，x=4×10-4，c(OH-)=4×10-4ml/L，所以pH=10.6。
④因为醋酸和氨水的电离常数相同，故等浓度等体积的醋酸和氨水混合后溶液显中性，故pH=7，根据电荷守恒可以推知，离子浓度大小为c(CH3COOH)= c(NH4+)＞c(OH-)=c(H+)。(2)甲酸钠(HCOONa)属于强电解质，甲酸根水解显碱性，故HCOONa溶液呈碱性的原因是HCCO-+H2OHCOOH+OH-。根据电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+ c(Na+)，故c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=c(Na+)=0.01ml/L。
17．(13分)10℃时加热NaHCO3饱和溶液，测得该溶液的pH发生如下变化：
根据上述数据：甲同学认为，该溶液的pH升高的原因是HCO3－的水解程度增大，故碱性增强，该反应的离子方程式为____________________________。乙同学认为，溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解，生成了Na2CO3，并推断Na2CO3的水解程度_______(填“大于”或“小于”)NaHCO3。丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为：
(1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X，若产生沉淀，则____(填“甲”或“乙”判断正确。试剂X是_____________(填序号)。
A．Ba(OH)2溶液 B．BaCl2溶液 C．NaOH溶液 D．澄清的石灰水
(2)将加热后的溶液冷却到10℃，若溶液的pH_____(填“高于”、“低于”或“等于”)8.3，则_____(填“甲”或“乙”)判断正确。
(3)查阅资料，发现NaHCO3的分解温度为150℃，丙断言_____(填“甲”或“乙”)判断是错误的，理由是_____________________________________________________。
【答案】HCO3-+H2OH2CO3+OH- 大于
(1)乙 B (2)等于 甲
(3)乙 常压下加热NaHCO3的水溶液，溶液的温度达不到150℃
【解析】根据上述数据：甲同学认为，该溶液的pH升高的原因是HCO3－的水解程度增大，故碱性增强，该反应的离子方程式为HCO3-+H2OH2CO3+OH-。乙同学认为，溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解，生成了Na2CO3，并推断Na2CO3的水解程度大于NaHCO3。(1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂BaCl2溶液，若产生白色沉淀(碳酸钡)，则乙判断正确。试剂X是BaCl2溶液。(2)将加热后的溶液冷却到10℃，若溶液的pH等于8.3，则甲判断正确。(3)查阅资料，发现NaHCO3的分解温度为150℃，丙断言甲和乙判断是错误的，理由是常压下加热NaHCO3的水溶液，溶液的温度达不到150℃。
18．(15分) (2024·江苏南通·高三统考期中)制备锂离子电池的正极材料的前体FePO4的一种流程如下：
资料：i．磷灰石的主要成分是Ca5(PO4)3F
ii．Ca(H2PO4)2可溶于水，CaSO4·2H2O微溶于水
iii．Ksp(FePO4)=1.3×10-22
(1)酸浸制粗H3PO4
用H3PO4溶液、H2SO4溶液浸取磷灰石生成HF、CaSO4·2H2O和H3PO4。
①加入H3PO4溶液、H2SO4溶液的顺序为 。
②写出该反应的化学方程式： 。
③“酸浸”时能否要浓盐酸代替硫酸？ (判断并说明理由)。
(2)纯化制备H3PO4
已知纯磷酸(熔点为42℃，沸点261℃)，高于100℃时会脱水生成焦磷酸。则由85%的粗磷酸纯化制纯磷酸的实验操作为 。
(3)制备FePO4
①已知25℃时H3PO4电离平衡常数Ka1=6.9×10-3，Ka2=6.2×10-8，Ka3=4.8×10-13，则Na2HPO4水解平衡常数为 (保留2位有效数字)。
②已知：制备FePO4反应原理为Fe2(SO4)3+ 2 NaH2PO4=2FePO4↓+2Na2SO4+ H2SO4，不同pH对磷酸铁沉淀的影响如图所示。请补充以酸性FeSO4 (含少量)的溶液制备较纯净的FePO4的实验方案：取一定量FeSO4溶液， ，固体干燥，得到FePO4。(须使用的试剂：NaOH溶液、1ml·L-1H2SO4溶液、1ml·L-1 NaH2PO4溶液、3%H2O2溶液、FePO4溶液)
【答案】(1)先加入H3PO4溶液，再加入H2SO4溶液
Ca5(PO4)3F+5H2SO4+2H2O=5CaSO4·2H2O+HF+3H3PO4
氯化钙易溶于水，硫酸钙微溶于水，无法得到CaSO4·2H2O
(2)减压蒸馏除水、结晶除杂
(3) 1.61×10-7 加入足量的3%双氧水溶液，充分反应，使FeSO4溶液全部被氧化为Fe2(SO4)3溶液，边搅拌边将1 ml·L-1Na2HPO4溶液缓慢加入到Fe2(SO4)3溶液中，至溶液的pH约为2.5，过滤，洗涤至最后一次洗涤液加入BaCl2溶液无沉淀出现
【解析】由题给流程可知：磷灰石用磷酸溶液和硫酸溶液分步浸取、过滤制得粗磷酸，粗磷酸经纯化得到磷酸，向磷酸中加入硫酸亚铁溶液和过氧化氢溶液并调节溶液pH，充分反应、过滤得到磷酸铁。(1)①因为Ca(H2PO4)2可溶于水，CaSO4·2H2O微溶于水，磷灰石的主要成分是Ca5(PO4)3F，先加入H3PO4溶液转化为可溶于水的Ca(H2PO4)2，再加入H2SO4溶液进行反应，故答案为先加入H3PO4溶液，再加入H2SO4溶液；②用H3PO4溶液、H2SO4溶液浸取磷灰石生成HF、CaSO4·2H2O和H3PO4，反应的化学方程式为Ca5(PO4)3F+5H2SO4+2H2O=5CaSO4·2H2O+HF+3H3PO4：③“酸浸”时不能用浓盐酸代替硫酸，因为氯化钙易溶于水，硫酸钙微溶于水，无法得到CaSO4·2H2O；(2)过饱和溶液暂时处于亚稳态，当加入一些固体的晶体或晃动时可使此状态失去平衡，过多的溶质就会结晶，因此可向磷酸的过饱和溶液中加入磷酸晶种促进其结晶，由85%的粗磷酸纯化制纯磷酸的实验操作为减压蒸馏除水、结晶除杂；(3)①已知25℃时H3PO4电离平衡常数Ka1=6.9×10-3，Ka2=6.2×10-8，Ka3=4.8×10-13，Na2HPO4+H2ONaH2PO4+ NaOH，则Na2HPO4水解平衡常数为；②由题意可知，需先将亚铁离子氧化为铁离子，再加入磷酸一氢钠调节pH为2.5使沉淀率最高，因此补充实验方案为：加入足量的3%双氧水溶液，充分反应，使FeSO4溶液全部被氧化为Fe2(SO4)3溶液，边搅拌边将1 ml·L-1Na2HPO4溶液缓慢加入到Fe2(SO4)3溶液中，至溶液的pH约为2.5，过滤，洗涤至最后一次洗涤液加入BaCl2溶液无沉淀出现。
19．(15分) (2024·江苏泰州·高三泰州中学校考阶段练习)食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用表示)。的应用与其电离平衡密切相关。时，的Ka2=1.75×10-5=10-4.76。
(1)某小组研究下电离平衡的影响因素。
提出假设：稀释溶液或改变浓度，电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为的和溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液；测定，记录数据。
①根据表中信息，数据：a= ，b= 。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知，稀释溶液，电离平衡正向移动；结合表中数据，给出判断理由： 。
③由实验Ⅱ~Ⅷ可知，增大浓度，电离平衡 (填“正”或“逆”)向移动。实验结论：假设成立。
(2)小组分析上表数据发现：随着的增加，的值逐渐接近的。
查阅资料获悉：一定条件下，按配制的溶液中，的值等于HAc的Ka。
对比数据发现，实验Ⅷ中pH=4.65与资料数据Ka2=10-4.76存在一定差异；推测可能由物质浓度准确程度不够引起，故先准确测定溶液的浓度再验证。
①移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用溶液滴定至 ，消耗体积为，则该HAc溶液的浓度为 。
②用上述溶液和溶液，配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液，测定pH，结果与资料数据相符。
(3)小组进一步提出：如果只有浓度均约为的和NaOH溶液，如何准确测定的Ka？小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
实验总结得到的结果与资料数据相符，方案可行。
【答案】(1) ①3.00 33.00 ②实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1 ③逆
(2)最后半滴NaOH溶液滴入后溶液由无色变为浅红色且30s内不褪色 0.1104
(3)向滴定后的混合液中加入20.00 mL HAc溶液
【解析】(1)①NaAc溶液和HAc溶液的浓度相同，实验Ⅶ的溶液中，，因此；由实验Ⅰ可知，溶液最终的体积为40.00 mL，则；②实验Ⅰ所得溶液的Ph=2.86，实验Ⅱ的溶液中为实验Ⅰ的，稀释过程中，若电离平衡不移动，则实验Ⅱ所得溶液的，但实际溶液的，说明稀释过程中，溶液中n(H＋)增大，即电离平衡正向移动；判断理由：实实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1；③在醋酸的电离平衡中增大产物的 ，平衡逆向移动；(2)滴定过程中发生反应：，醋酸滴定氢氧化钠，酚酞作指示剂，则滴定终点为：最后半滴NaOH溶液滴入后溶液由无色变为浅红色且30s内不褪色；滴定至终点时，，，解得；(3)向20.00mL的HAc溶液中加入V1mLNaOH溶液达到滴定终点，滴定终点的溶液中溶质为NaAc，当时，溶液中c(H+)的值等于HAc的Ka，因此可再向溶液中加入20.00mLHAc溶液，使溶液中n(NaAc)=n(HAc)；故答案为向滴定后的混合液中加入20.00 mL HAc溶液。
浓度/
0.0010
0.010
0.020
0.10
0.20
3.88
3.38
3.23
2.88
2.83
温度/℃
25
50
75
100
KW/×10-14
1.0
5.5
20.0
56.0
H2CO3
Ka1=4.5×10-7
H2S
Ka1=1.1×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka2=1.3×10-13
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强()
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度()
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测量0.1ml·L-1NaHSO3溶液的pH，测得pH约为5
2
向10mL0.1ml·L-1Na2CO3溶液中滴加几滴0.1ml·L-1NaHSO3溶液，无明显现象
3
向0.1ml·L-1NaHSO3溶液中加入等体积0.1ml·L-1Ba(OH)2溶液，溶液变浑浊
4
向10mL0.1ml·L-1NaHSO3溶液中加入等体积0.1ml·L-1氨水溶液，充分混合，溶液pH约为9
温度(℃)
10
20
30
加热煮沸后冷却到50℃
pH
8.3
8.4
8.5
8.8
序号
Ⅰ
40.00
0
2.86
Ⅱ
4.00
36.00
0
3.36
…
Ⅶ
4.00
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
4.65
Ⅰ
移取溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液V1 mL
Ⅱ
，测得溶液的pH为4.76