高二化學水溶液中的離子平衡練習題(有參考答案)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學習網(wǎng)
水溶液中的離子平衡
1.(2014?菏澤模擬)下列操作中,能使電離平衡H2O H++OH-向右移動且溶液呈酸性的是(  )
A.向水中加入NaHSO4溶液
B.向水中加入Al2(SO4)3溶液
C.向水中加入Na2CO3溶液
D.將水加熱到100℃,使pH=6
解析:加入NaHSO4溶液顯酸性,但抑制水的電離,不正確;加入Al2(SO4)3溶液中Al3+水解促進水的電離,同時水解使溶液顯酸性,B正確;加入Na2CO3溶液中CO2-3水解顯堿性;將水加熱促進其電離,氫離子濃度增加,但水依然是中性的。
答案:B
2.(2014?海南高考)用0.1026 mol?L-1的鹽酸滴定25.00 mL未知濃度的氫氧化鈉溶液,滴定達終點時,滴定管中的液面如右圖所示,正確的讀數(shù)是(  )
A.22.30 mL       B.22.35 mL
C.23.65 mL D.23.70 mL
解析:圖中液面在22~23 mL之間,分刻度有10個,因而每刻度是0.10 mL,液體的凹面讀數(shù)約為22.35 mL。
答案:B
3.某溫度下,CO2飽和溶液的濃度是0.03 mol?L-1,其中13的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2CO3,而H2CO3僅有0.1%發(fā)生如下電離:H2CO3 H++HCO-3,則溶液的pH約為(  )
A.3 B.4
C.5 D.6
解析:c(H+)=0.03 mol/L×13×0.1%=10-5mol/L,故pH=5。
答案:C
4.(2014?湖南模擬)一定溫度下,在氫氧化鈣的懸濁液中,存在如下溶解平衡關(guān)系:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)。向此懸濁液中加入少量的氧化鈣粉末,下列敘述正確的是(  )
A.溶液中Ca2+數(shù)減少 B.溶液中c(Ca2+)減小
C.溶液中c(OH-)增大 D.pH減小
解析:向氫氧化鈣的懸濁液中加入少量的氧化鈣粉末:CaO+H2O===Ca(OH)2,溶劑水的量減少,溶解的Ca(OH)2也隨之減少,則溶液中Ca2+數(shù)減少,A正確;由于溫度不變,Ca(OH)2的溶解度不變,則該溫度下的c(Ca2+)不變,c(OH-)不變,pH也不變,B、C、D錯誤。
答案:A
5.(2014?諸城二模)現(xiàn)有常溫條件下甲、乙、丙三種溶液,甲為0.1 mol?L-1的NaOH溶液,乙為0.1 mol?L-1的HCl溶液,丙為0.1 mol?L-1的CH3COOH溶液,試回答下列問題:
(1)甲溶液的pH=________;
(2)丙溶液中存在電離平衡為________________________________________________
__________________________________________________________________(用電離平
衡方程式表示);
(3)甲、乙、丙三種溶液中由水電離出的c(OH-)的大小關(guān)系為________;
(4)某同學用甲溶液分別滴定20.00 mL乙溶液和20.00 mL丙溶液,得到如圖所示兩條滴定曲線,請完成有關(guān)問題:
①甲溶液滴定丙溶液的曲線是________(填“圖1”或“圖2”);
②a=________ mL。
解析:(1)c(OH-)=0.1 mol?L-1,
則c(H+)=10-13 mol?L-1,pH=13.
(2)CH3COOH溶液中存在CH3COOH和水的電離平衡。
(3)酸、堿對水的電離具有抑制作用,c(H+)或c(OH-)越大,水的電離程度越小,反之越大。
(4)氫氧化鈉溶液滴定鹽酸恰好中和時,pH=7;氫氧化鈉溶液滴定醋酸恰好中和時,生成醋酸鈉溶液,pH>7。對照題中圖示,圖2符合題意。a的數(shù)值是通過滴定管讀數(shù)所確定的,因此讀數(shù)應小數(shù)點后保留兩位。
答案:(1)13
(2)CH3COOH CH3COO-+H+,
H2O OH-+H+
(3)丙>甲=乙
(4)①圖2、20.00
(限時45分鐘,滿分100分)
一、選擇題(本題包括7小題,每小題6分,共42分)
1.(2014?新課標全國卷)將濃度為 0.1 mol?L-1HF溶液加水不斷稀釋,下列各量始終保持增大的是(  )
A.c(H+) B.Ka(HF)
C.c?F-?c?H+? D.c?H+?c?HF?
解析:本題考查電離平衡,意在考查考生對電離平衡常數(shù)、電離的影響因素的掌握情況。選項A,在0.1 mol?L-1 HF 溶液中存在如下電離平衡:HF H++F-,加水稀釋,平衡向右移動,但c(H+)減小;選項B, 電離平衡常數(shù)與濃度無關(guān),其數(shù)值在稀釋過程中不變;選項C,加水后,平衡右移,n(F-)、n(H+)都增大,但由于水電離產(chǎn)生的n(H+)也增大,故C項比值減;選項D,變形后得Ka?HF?c?F-?,稀釋過程中c(F-)逐漸減小,故其比值始終保持增大。
答案:D
2.(2014?東城模擬)常溫時,下列關(guān)于電解質(zhì)溶液的敘述正確的是(  )
A.稀釋pH=10的氨水,溶液中所有離子的濃度均降低
B.pH均為5的鹽酸和氯化銨溶液中,水的電離程度相同
C.等濃度的碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液相比,碳酸鈉溶液的pH大
D.分別中和pH與體積均相同的硫酸和醋酸,硫酸消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量多
解析:稀釋氨水,溶液中的c(OH-)減小,c(H+)增大,A不正確;鹽酸抑制水的電離,而氯化銨水解促進水的電離,B不正確;pH相同的硫酸和醋酸,醋酸的濃度比硫酸大得多,故等體積的兩種酸,醋酸消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量多,D不正確。
答案:C
3.(2014?長沙模擬)25℃時,弱酸的電離平衡常數(shù)如下表:
弱酸CH3COOHHCNH2CO3
Ka1.8×10-54.9×10-10K1:4.3×10-7 K2:5.6×10-11
下列有關(guān)說法正確的是(  )
A.等物質(zhì)的量濃度的各溶液的pH關(guān)系為:
pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)
B.a(chǎn) mol/L HCN與b mol/L NaOH溶液等體積混合后所得溶液中c(Na+)>c(CN-),則a一定小于b
C.往冰醋酸中逐滴加水,溶液導電能力先增大,后減小
D.NaHCO3和Na2CO3的混合液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO-3)+c(CO2-3)
解析:A項,酸越弱,其對應的鹽的水解程度越大,溶液的pH越大,結(jié)合表格的數(shù)據(jù)可知pH大小關(guān)系為:pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH(CH3COONa),故不正確;B項,若a=b,則兩者恰好完全反應生成NaCN溶液,而CN-水解也能使溶液中c(Na+)>c(CN-),故不正確;D項,NaHCO3和Na2CO3的混合液中存在電荷守恒,則有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO-3)+2c(CO2-3),故不正確。
答案:C
4.(2014?重慶高考)對滴有酚酞試液的下列溶液,操作后顏色變深的是(  )
A.明礬溶液加熱
B.CH3COONa溶液加熱
C.氨水中加入少量NH4Cl固體
D.小蘇打溶液中加入少量NaCl固體
解析:本題考查水解平衡和電離平衡等知識,溶液顏色變深的原因是溶液的堿性增強,抓住這一本質(zhì)尋找答案。A選項,明礬溶液中鋁離子水解使溶液呈酸性,加熱鋁離子的水解程度增大,溶液的酸性增強,無顏色變化;B選項,醋酸鈉溶液中醋酸根離子水解使溶液呈堿性,加熱,醋酸根離子的水解程度增大,溶液的堿性增強,溶液的顏色加深;C選項,加入氯化銨固體,氨水的電離程度減弱,堿性減弱,溶液顏色變淺;D選項,溶液的酸堿性不變,溶液的顏色沒有變化。
答案:B
5.已知在25℃條件下向10.00 mL 0.1 mol?L-1 HCOOH溶液中逐滴加入0.1 mol?L-1 NaOH溶液,其pH變化曲線如圖所示(忽略溫度變化)。下列說法中不正確的是(  )
A.a(chǎn)點表示的溶液中c(HCOO-)約為10-3 mol?L-1
B.用25 mL的酸式滴定管量取HCOOH 溶液
C.c點NaOH溶液的體積小于10 mL
D.在a、c間任一點,溶液中一定都有c(Na+)>c(HCOO-)>c(H+)>c(OH-)
解析:a點pH=3,則c(H+)=10-3 mol/L,而c(HCOO-)≈c(H+),A正確;量取甲酸應選擇酸式滴定管,B正確;假設(shè)c點NaOH溶液的體積為10 mL,則甲酸和NaOH恰好完全反應,所得HCOONa溶液顯堿性,而圖中c點顯中性,則NaOH溶液的體積小于10 mL,C正確;D項不符合電荷守恒,錯誤。
答案:D
6.(2014?鄭州模擬)常溫下,將a L 0.1 mol?L-1的NaOH溶液與b L 0.1 mol?L-1的CH3COOH溶液混合,下列有關(guān)混合溶液的說法不正確的是(  )
A.a(chǎn)c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B.a(chǎn)>b時,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C.a(chǎn)=b時,c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)
D.無論a、b有何關(guān)系,均有c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
解析:ac(CH3COO-),B錯誤;a=b時,酸堿恰好完全反應,由質(zhì)子守恒原理知C正確;由電荷守恒原理知D正確。
答案:B
7.(2014?濟南模擬)已知,常溫下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.3×10-17,下列敘述中正確的是(  )
A.常溫下,AgCl在飽和NaCl溶液中的Ksp比在純水中的Ksp小
B.向AgCl的懸濁液中加入KI溶液,沉淀由白色轉(zhuǎn)化為黃色
C.將0.001 mol?L-1的AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中,一定先產(chǎn)生AgI沉淀
D.向AgCl的飽和溶液中加入NaCl晶體,有AgCl析出且溶液中c(Ag+)=c(Cl-)
解析:在溶液中,Ksp只與溫度有關(guān),A錯誤;因AgI更難溶,故AgCl可轉(zhuǎn)化為AgI,B正確;當c(I-)很小而c(Cl-)較大時,AgCl會先沉淀出來,C錯誤;D中操作的結(jié)果是溶液中c(Cl-)>c(Ag+),D錯誤。
答案:B
二、非選擇題(本題包括4小題,共58分)
8.(12分)某化學學習小組為研究HA、HB和MOH的酸堿性的相對強弱,設(shè)計以下實驗:將pH=2的兩種酸溶液HA、HB和pH=12的MOH堿溶液各1 mL,分別加水稀釋到1 000 mL,其pH的變化與溶液體積的關(guān)系如圖,根據(jù)所給的數(shù)據(jù),請回答下列問題:
(1)HA為________酸,HB為________酸(選填“強”或“弱”)。
(2)若c=9,則稀釋后的三種溶液中,由水電離的氫離子濃度的大小順序為________(用酸、堿化學式表示)。
(3)將稀釋后的HA溶液和MOH溶液取等體積混合,則所得溶液中c(A-)與c(M+)的大小關(guān)系為c(A-)________(選填“大于”、“小于”或“等于”)c(M+)。
(4)若b+c=14,則MOH為________堿(選填“強”或“弱”)。將稀釋后的HB溶液和MOH溶液取等體積混合,所得混合溶液的pH________7(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
解析:(1)由圖可知:HA溶液的pH等于5,HB溶液的pH小于5,則HA是強酸,HB是弱酸。
(2)若c=9,則MOH為強堿,MOH溶液中c(OH-)和HA溶液中c(H+)相等,都小于HB溶液中c(H+),故三種溶液中,由水電離的氫離子濃度的大小順序為MOH=HA>HB。
(3)HA溶液和MOH溶液取等體積混合,則所得溶液pH=7,根據(jù)電荷守恒c(A-)=c(M+)。
(4)b小于5,b+c=14,則c大于9,MOH為弱堿,且和HB弱的程度相同,兩溶液混合后pH=7。
答案:(1)強 弱 (2)MOH=HA>HB
(3)等于 (4)弱 等于
9.(14分)描述弱電解質(zhì)電離情況可以用電離度和電離平衡常數(shù)表示,表1是常溫下幾種弱酸的電離平衡常數(shù)(Ka)和弱堿的電離平衡常數(shù)(Kb),表2是常溫下幾種難(微)溶物的溶度積常數(shù)(Ksp)。
酸或堿電離平衡常數(shù)(Ka或Kb)
CH3COOH1.8×10-5
HNO24.6×10-4
HCN5×10-10
HClO3×10-8
NH3?H2O1.8×10-5
表1
難(微)溶物溶度積常數(shù)(Ksp)
BaSO41×10-10
BaCO32.6×10-9
CaSO47×10-5
CaCO35×10-9
表2
請回答下列問題:
(1)表1所給的四種酸中,酸性最弱的是________(用化學式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的電離程度增大,而電離常數(shù)不變的操作是________(填序號)。
A.升高溫度
B.加水稀釋
C.加少量的CH3COONa固體
D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液呈________(選填“酸性”、“中性”或“堿性”),理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
溶液中各離子濃度大小關(guān)系是__________________________________________。
(3)物質(zhì)的量之比為1∶1的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,該溶液中離子濃度從大到小的排列為________________________。
(4)工業(yè)中常將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3后,再將其制成各種可溶性的鋇鹽(如BaCl2)。具體做法是用飽和的純堿溶液浸泡BaSO4粉末,并不斷補充純堿,最后BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3.現(xiàn)有足量的BaSO4懸濁液,在該懸濁液中加純堿粉末并不斷攪拌,為使SO2-4物質(zhì)的量濃度不小于0.01 mol?L-1,則溶液中CO2-3物質(zhì)的量濃度應≥________mol?L-1。
解析:電離平衡常數(shù)越小,酸的酸性越弱,因此HCN酸性最弱;電離平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),酸濃度越小,電離程度越大。由于醋酸與NH3?H2O的電離平衡常數(shù)相同,故NH+4、CH3COO-水解能力相同,CH3COONH4溶液呈中性,溶液中c(CH3COO-)=c(NH+4)>c(H+)=c(OH-)。NaCN和HCN混合溶液的pH>7,說明CN-的水解能力大于HCN的電離能力,故有c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
因c(SO2-4)不小于0.01 mol?L-1,
則c(Ba2+)而要使BaSO4轉(zhuǎn)為BaCO3,
則需使c(CO2-3)?c(Ba2+)≥Ksp(BaCO3),
而c(CO2-3)≥Ksp?BaCO3?c?Ba2+?=2.6×10-910-8 mol?L-1
=0.26 mol?L-1。
答案:(1)HCN B
(2)中性
水電離出的H+和OH-的濃度相等,CH3COONH4溶于水后,根據(jù)題表1中的電離平衡常數(shù),CH3COO-結(jié)合H+和NH+4結(jié)合OH-生成弱電解質(zhì)的程度一樣,導致水溶液中的H+和OH-濃度相等,溶液呈中性
c(NH+4)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+)
(3)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
(4)0.26
10.(18分)(2014?天津高考)工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O2-7和CrO2-4,它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害,必須進行處理。常用的處理方法有兩種。
方法1:還原沉淀法。
該法的工藝流程為:
CrO2-4??→H+①轉(zhuǎn)化Cr2O2-7??→Fe2+②還原Cr3+??→OH-③沉淀
Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡:
2CrO2-4(黃色)+2H+ Cr2O2-7(橙色)+H2O
(1)若平衡體系的 pH = 2,該溶液顯________色。
(2)能說明第①步反應達平衡狀態(tài)的是________。
A.Cr2O2-7和CrO2-4 的濃度相同
B.2v(Cr2O2-7)=v(CrO2-4)
C.溶液的顏色不變
(3)第②步中,還原 1 mol Cr2O2-7 離子,需要______mol的FeSO4?7H2O。
(4)第 ③步生成的Cr(OH)3 在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq)
常溫下,Cr(OH)3 的溶度積Ksp=c(Cr3+)?c3(OH-)=10-32,要使 c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH應調(diào)至________。
方法2:電解法。
該法用 Fe 做電極電解含Cr2O2-7的酸性廢水,隨著電解的進行,在陰極附近溶液 pH 升高,產(chǎn)生 Cr(OH)3 沉淀。
(5)用Fe做電極的原因為______________________________________________。
(6)在陰極附近溶液 pH 升高的原因是(用電極反應解釋)________,溶液中同時生成的沉淀還有________。
解析:本題主要結(jié)合工業(yè)廢水的處理考查溶液中的平衡問題、氧化還原反應和電解原理的應用等知識,意在考查考生綜合運用化學理論知識解決實際問題的能力。(1)pH = 2 時,反應正向進行的速率較大,溶液呈橙色。(2)達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,混合物中各組分濃度保持不變,但不一定相等,溶液的顏色不再發(fā)生改變,即只有C正確。(3)根據(jù)反應前后 Cr 和 Fe 元素的化合價變化,可確定還原 1 mol Cr2O2-7需 6 mol FeSO4?7H2O。(4)當 c(Cr3+)= 10-5 mol/L時,根據(jù) Ksp 的表達式可求出 c(OH-)= 10-9 mol/L,則此時溶液 pH = 5 。(5)用鐵做陽極,反應中生成Fe2+,提供還原劑。(6)陰極 H+ 得電子生成 H2,隨著電解的進行,溶液的 pH逐漸增大,溶液中還會生成 Fe(OH)3 沉淀。
答案:(1)橙 (2)C (3)6 (4)5
(5)陽極反應為 Fe-2e-===Fe2+,提供還原劑Fe2+
(6)2H++2e-===H2↑ Fe(OH)3
11.(14分)(2014?哈爾濱三模)Ⅰ.實驗室有一瓶失去標簽的某白色固體X,已知其成分可能是碳酸或亞硫酸的鈉鹽或鉀鹽,且其成分單一,F(xiàn)某化學小組通過如下步驟來確定其成分:
(1)陽離子的確定:
實驗方法及現(xiàn)象:_________________________________________________________。
結(jié)論:此白色固體是鈉鹽。
(2)陰離子的確定:
①取少量白色固體于試管中,然后向試管中加入稀鹽酸,白色固體全部溶解,產(chǎn)生無色氣體,此氣體能使溴水褪色。
②要進一步確定其成分需補做如下實驗:取適量白色固體配成溶液,取少許溶液于試管中,加入BaCl2溶液,出現(xiàn)白色沉淀。
Ⅱ.確認其成分后,由于某些原因,此白色固體部分被空氣氧化,該化學小組想用已知濃度的酸性KMnO4溶液來確定變質(zhì)固體中X的含量,具體步驟如下:
步驟① 稱取樣品1.000 g。
步驟② 將樣品溶解后,完全轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶中,定容,充分搖勻。
步驟③ 移取25.00 mL樣品溶液于250 mL錐形瓶中,用0.01 mol?L-1 KMnO4標準溶液滴定至終點。
按上述操作方法再重復2次。
(1)寫出步驟③所發(fā)生反應的離子方程式___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在配制0.01 mol?L-1 KMnO4溶液時若仰視定容,則最終測得變質(zhì)固體中X的含量
________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
(3)滴定結(jié)果如下表所示:
滴定
次數(shù)待測溶液
的體積/mL標準溶液的體積
滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL
125.001.0221.03
225.002.0021.99
325.002.2020.20
則該變質(zhì)固體中X的質(zhì)量分數(shù)為_________________________________________。
解析:題中一個關(guān)鍵點是白色固體成分單一,由陽離子檢驗可知該鹽是鈉鹽,由實驗Ⅰ①、②可知該鹽是Na2SO3,Na2SO3易在空氣中被氧化生成Na2SO4.
配制0.01 mol?L-1 KMnO4溶液時若仰視定容,使c(KMnO4)減小,則在進行滴定操作時消耗V(KMnO4)會變大,導致Na2SO3含量偏大。
分析滴定數(shù)據(jù),第三組數(shù)據(jù)明顯偏小,滴定中誤差較大,計算時應舍去。
答案:Ⅰ.(1)取固體少許,進行焰色反應實驗,焰色為黃色
Ⅱ.(1)2MnO-4+5SO2-3+6H+===2Mn2++5SO2-4+3H2O (2)偏大 (3)63%


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