专题检测(八)水溶液中的离子平衡

第1页 共9页专题检测（八） 水溶液中的离子平衡1.(2017

内·蒙古赤峰模拟

)pH＝2的A、B两种酸溶液各

1mL，分别加水稀释到 1L(其pH与溶液体积 V的关系如图所示 )，下列说法正确的是( )a＝5时，A是强酸，B是弱酸②若A、B都是弱酸，则5＞a＞2③稀释后，A酸溶液的酸性比B酸溶液强④A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等A．①②B．③④C．①③D．②④解析：选A①由图可知，若a＝5，A完全电离，则A是强酸，B的pH变化小，则B为弱酸，故正确；②若A和B都是弱酸，加水稀释时促进弱酸电离，所以溶液中pH为5＞a＞2，故正确；③由图可知，B的pH小，c(H＋)大，则B酸溶液的酸性强，故错误；④因A、B酸的强弱不同，对于一元强酸来说c(酸)＝c(H＋)，对于一元弱酸，c(酸)＞c(H＋)，则A、B两种酸溶液的物质的量浓度不一定相等，故错误。2．已知下表为 25℃时某些弱酸的电离常数。依据所给信息判断，下列说法不正确的是()CH3COOHHClOH2CO3－5－8Ka1＝4.4×10－7Ka＝1.8×10Ka＝3.0×10Ka2＝4.7×10－11A．等浓度溶液酸性强弱为CH3COOH>H2CO3>HClOB．向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋CO32－C．相同浓度的CH3COONa和NaClO的混合溶液中，各离子浓度的大小关系为c(Na＋－－－＋)>c(CH3COO )>c(ClO )>c(OH )>c(H)－8D．在该温度下，CH3COONa的水解常数为1018解析：选BA项，通过电离常数Ka判断，Ka越大酸的电离程度越大，故酸性CH3COOH>H2CO3>HClO；B项，通过电离常数Ka判断酸性H2CO3>HClO>HCO3－，故ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO3－，不能生成碳酸根离子；C项，由于盐的水解程度与对应酸的酸性强弱有关， CH3COOH 的Ka比HClO 的Ka大，越弱越水解，故次氯酸根离子的水解程度大于醋酸根离子，故有 c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(ClO－)>c(OH－)>c(H＋)；D项，－14由于醋酸的电离常数和醋酸根离子的水解常数的乘积等于 KW，则有Kh＝KW＝1×10－5＝Ka1.8×10第2页 共9页8。18＋－11－1的4种溶液：3．(2017石·家庄模拟)现有常温下水电离出的c(H)均为1×10mol·L①HCl溶液；②CH3COOH溶液；③NaOH溶液；④氨水。有关上述溶液的比较中，正确的是( )A．向等体积溶液中分别加水稀释 100倍后，溶液的 pH：③>④>②>①B．等体积的①、②、③溶液分别与足量铝粉反应，生成 H2的量①最小C．②、③溶液等体积混合后，溶液显碱性D．①、④溶液混合若pH＝7，则消耗溶液的体积：④>①解析：选B常温下水电离出的c(H＋－－1，则溶质抑制了水的电离，)均为1×1011mol·L该溶液为酸溶液或碱溶液，①③为一元强酸或强碱，则二者浓度为0.001mol·L－1；②④为弱电解质，在溶液中只能部分电离，则其浓度大于0.001mol·L－1。由于加水稀释100倍后，弱电解质电离程度增大，溶液中弱酸电离出的氢离子、弱碱电离出的氢氧根离子的物质的量增大，所以强电解质溶液的pH变化为2，弱电解质溶液的pH变化小于2，故稀释后溶液的pH大小为：④＞③＞①＞②，故A错误；铝足量时，2mol氯化氢生成1mol氢气，2mol氢氧化钠生成3mol氢气，①③的浓度相等，所以③生成的氢气大于①；②的浓度大于①，所以生成的氢气大于①，即等体积、铝足量时①生成的氢气最少，故B正确；②、③溶液等体积混合后，由于醋酸浓度大于氢氧化钠浓度，所以混合液中醋酸过量，反应后的溶液显示酸性，故 C错误；①、④溶液混合若 pH＝7，由于氨水的浓度大于氯化氢溶液，则消耗氯化氢溶液的体积应该加大，即消耗溶液的体积：④＜①，故D错误。4．室温下，将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化)，实验数据如下表：－1反应后溶实验编号起始浓度/(mol·L)c(HA)c(KOH)液的pH①0.10.19②x0.27下列判断不正确的是()A．实验①反应后的溶液中：＋－－＋c(K)>c(A)>c(OH)>c(H)B．实验①反应后的溶液中：c(OH－＋－KW－9mol·L－1)＝c(K)－c(A)＝1×10C．实验②反应后的溶液中：－)＋c(HA)>0.1mol－1c(AL·D．实验②反应后的溶液中：＋)＝c(A－－＋c(K)>c(OH)＝c(H)解析：选B一元酸与一元强碱KOH等体积等浓度混合后，溶液pH＝9，显碱性，说明HA为一元弱酸， KA为强碱弱酸盐， KA溶液中：c(K＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)，A项正第3页共9页确；实验①反应后的溶液中，根据电荷守恒得：c(K＋＋－－－)＋c(H)＝c(A)＋c(OH)，c(OH)＝c(K＋)＋c(H＋)－c(A－)，B项错误；实验②反应后溶液pH＝7，则加入的HA溶液中c(HA)>0.2－1－－1，C项正确；实验②反应后mol·L，根据物料守恒知，反应后c(A)＋c(HA)>0.1mol·L的溶液中，根据电荷守恒得：c(K＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，又因为pH＝7，即c(H＋)＝c(OH－)，则c(K＋)＝c(A－)，D项正确。5．25℃时，20.00mL0.1mol－1－1L·HR溶液中滴加0.1molL·NaOH溶液，混合液的pH与所加入NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是()A．E点对应溶液的pH一定等于1B．F点对应的V(NaOH溶液)一定为20.00mLC．F点对应的溶液中一定存在：＋－＋－c(Na)＝c(R)>c(H)＝c(OH)D．在EF段内某点对应的溶液中一定存在c(OH－＋)＝c(H)＋c(HR)解析：选CHR可能是强酸，也可能是弱酸，若HR是弱酸，则E点对应的溶液pH>1，A错误；若HR是弱酸，则F点对应的氢氧化钠溶液的体积大于20.00mL，B错误；F点溶液呈中性，根据电荷守恒和c(H＋)＝c(OH－)可知c(Na＋)＝c(R－)，NaR电离出的离子浓度远大于水电离出的离子浓度，故C正确；若HR为强酸，则溶液中不可能存在HR分子，D错误。6．(2017北·京西城模拟)以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2＋、Pb2＋等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀。根据上述实验事实，下列说法中，不正确的是()A．溶解度MnS＜PbSB．MnS存在沉淀溶解平衡MnS(s)Mn2＋(aq)＋S2－(aq)C．Cu2＋转化为沉淀的原理为MnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)D．沉淀转化能用于除去溶液中的某些杂质离子解析：选AA．根据题意，含有Cu2＋、Pb2＋等金属离子的溶液中添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，说明溶解度PbS＜MnS，错误；B.MnS存在沉淀溶解平衡，平衡方程式为MnS(s)Mn2＋2－2＋转化为沉淀的(aq)＋S(aq)，正确；C.Cu原理为MnS(s)Mn2＋(aq)＋S2－(aq)，与Cu2＋形成CuS后，平衡正向移动，促进MnS溶解，反应方程式为 MnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)，正确；D.根据题意，可以利用沉淀转化的原理除去溶液中的某些杂质离子，正确。第4页 共9页7.(2017南·阳模拟)某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：p(Ba2＋2＋2－2－)＝－lgc(Ba)，p(SO4)＝－lgc(SO4)。下列说法正确的是()－24A．该温度下，Ksp(BaSO4)＝1.0×10B．a点的Ksp(BaSO4)小于b点的Ksp(BaSO4)C．d点表示的是该温度下BaSO4的不饱和溶液D．加入BaCl2可以使溶液由c点变到a点解析：选D＋－＋－由图像可知，p(Ksp)＝p[c(Ba2)·c(SO42)]＝p(Ba2)＋p(SO42)＝10，则Ksp＋－)＝10－＋)偏＝c(Ba2)·c(SO4210，A错误；处于同一温度下，Ksp相等，B错误；d点时p(Ba2小，则c(Ba2＋2＋)增大，再由Ksp＝c(Ba2＋2－)偏大，溶液过饱和，C错误；加入BaCl2，c(Ba)·c(SO4)可知，c(SO42－)变小，故可使溶液由c点变到a点，D正确。8．室温下，对于－－()c(ClO)＝0.1molL·1的Ca(ClO)2溶液，下列判断中正确的是－cOHA．加水稀释后，溶液中 － 增大cClO－－＋)B．溶液中c(ClO)＞c(HClO)＞c(OH)＞c(HC．溶液中c(Ca2＋＋－－)＋c(H)＝c(ClO)＋c(OH)D．若溶液的pH＝12，则ClO－的水解百分率为10%cHClO·cOH－－Kh解析：选A由＝Kh变形得cOH，因稀释过程中溶液中cClO－－＝cHClOcClO－c(HClO)减小，Kh不变，故cOH－增大，A项正确；由ClO－＋H2OHClO＋OH－及cClOH2OH＋＋OH－知，c(OH－)＞c(HClO)，B项错误；由电荷守恒知C项错误；当pH＝12时，发生水解的c(ClO－－1－的初始浓度约为－1，故其水解)接近0.01molL·，ClO0.11mol·L程度小于10%，D项错误。9．常温下，浓度均为0.1mol·L－1、体积均为V0的HX和HY溶液，分别加水稀释至＋体积V，AGAG＝cH随lgV的变化如图所示。下列叙述正确的是()－lgcOHV0A．相同条件下 NaX溶液的pH大于NaY溶液的pHB．水的电离程度： a<b<cC．d点所示溶液的 pH＝3第5页 共9页D．当lgV＝2时，若两溶液同时升高温度，则c(X－)/c(Y－)增大V0－1的HX溶液的AG＝12，则c(H＋－1解析：选C0.1mol·L)＝0.1molL·，HX完全电离，属于强酸，HY为弱酸，则相同条件下NaX溶液的pH小于NaY溶液的pH，A错误；氢离子浓度越大，水的电离程度越小，则水的电离程度：a＝b<c，B错误；HX属于强酸，lgV＝2，说明溶液的体积稀释为原来的100倍，所以c(H＋－)＝0.001molL·1，则d点所示V0溶液的pH＝3，C正确；HX完全电离，HY部分电离，当lgV＝2时，升高温度，对c(XV0－－－－)无影响，而HY的电离平衡正向移动，c(Y)增大，c(X)/c(Y)减小，D错误。10．向NaOH溶液中缓慢通入CO2气体，溶液中CO32－的物质的量与通入CO2的物质的量的关系如图。下列说法错误的是()A．水的电离程度： a＝b<cB．a、b两点溶液的 pH满足：pH(a)>pH(b)C．c点溶液满足：c(Na＋－－－＋)>c(CO32)>c(OH)>c(HCO3)>c(H)＋＋－2－－D．a、b、c三点溶液都满足：c(Na)＋c(H)＝c(HCO3)＋2c(CO3)＋c(OH)解析：选A向NaOH溶液中缓慢通入CO2气体，开始时反应为CO2＋2OH－2－===CO3＋H2O，CO32－的物质的量增大，c点时，NaOH全部转化成Na2CO3，再继续通入二氧化碳气体，发生反应CO2＋CO32－＋H2O===2HCO3－，故a点溶液为NaOH和Na2CO3的混合溶液且n(NaOH)＝2n(Na2CO3)，b点溶液为NaHCO3和Na2CO3的混合溶液。c点Na2CO3水解促进水的电离，b点NaHCO3和Na2CO3促进水的电离，但较c点程度弱，a点溶液中含NaOH，抑制水的电离，所以c点水的电离程度最大，水的电离程度：a<b<c，故A错误；a点溶液，n(NaOH)＝2n(Na2CO3)，b点溶液，n(NaHCO3)＝2n(Na2CO3)，溶液的pH满足：pH(a)>pH(b)，故B正确；c点溶液是碳酸钠溶液，2－水解使溶液显碱性，溶液中离子浓CO3度大小关系满足：＋2－－)>c(HCO－＋c(Na)>c(CO3)>c(OH3)>c(H)，故C正确；溶液中存在电荷守恒，c(Na＋＋－2－－)＋c(H)＝c(HCO3)＋2c(CO3)＋c(OH)，故D正确。11．(2017·水中学模拟衡)25℃时，将氨水与氯化铵溶液混合得到＋c(NH3·H2O)＋c(NH4)＝0.1mol·L－1的混合溶液。溶液中c(NH＋3·H2O)、c(NH4)与pH的关系如图所示。下列有关离子浓度关系叙述一定正确的是()第6页 共9页A．W点表示的溶液中＋＋－)c(NH4)＋c(H)＝c(OHB．pH＝10.5的溶液中：c(Cl－－－1)＋c(NH3·H2O)＋c(OH)<0.1molL·C．pH＝9.5＋－＋的溶液中：c(NH3·H2O)>c(NH4)>c(OH)>c(H)D．向W点所表示的1L溶液中加入0.05molNaOH固体(忽略溶液体积变化)：c(Cl－＋)>c(OH－＋＋)>c(Na)>c(NH4)>c(H)解析：选C根据电荷守恒思想，应是c(NH4＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，A错误；溶液中存在电荷守恒c(NH4＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，则c(Cl－)＋c(OH－)＋c(NH3·H2O)＝＋32＋－1，B错误；pH＝＋c(NH4)＋c(NHO)＋c(H)>0.1mol·L9.5说明溶液显碱性，NH4的水·H解小于＋)，因此溶液中：NH3·H2O的电离，根据图像，c(NH3·H2O)>c(NH4＋－＋＋c(NH3·H2O)>c(NH4)>c(OH)>c(H)，C正确；W点时，c(NH3·H2O)＝c(NH4)＝0.05molL·－1，加入0.05molNaOH固体，得到0.1mol的NH3·H2O和0.05molNaCl，c(Na＋)＝c(Cl－－＋－＋＋)，因此c(Cl)＝c(Na)>c(OH)>c(NH4)>c(H)，D错误。12．软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O，反应的化学方程式为MnO2＋SO2===MnSO4。(1)质量为17.40g纯净MnO2最多能氧化________L(标准状况)SO2。3＝×－333＝×－39开始沉10，K310，pH＝7.1时Mn(OH)2(2)已知：Ksp[Al(OH)]1sp[Fe(OH)]淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度小于1×10－6mol·L－1)，需调节溶液pH范围为________。(3)下图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体，需控制的结晶温度范围为____________________。(4)准确称取0.1710gMnSO4·H2O样品置于锥形瓶中，加入适量H3PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn＋＋，用c(Fe2＋－12全部氧化成Mn3)＝0.0500molL·的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3＋被还原为Mn2＋)，消耗Fe2＋溶液20.00mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度。第7页 共9页(请给出计算过程)17.40gmol，由化学方程式MnO2＋SO2===MnSO4知，解析：(1)n(MnO2)＝－1＝0.287gmol·n(SO2)＝n(MnO2)＝0.2mol，标准状况下V(SO2)＝22.4Lmol·－1×0.2mol＝4.48L。33Ksp[FeOH3]33×10－393(2)Fe＋全部转化为Fe(OH)3时，c(OH－＝－6＝－)＝3＋3×10cFe1×1011－13＋全部转化为Al(OH)3时，c(OH－)＝3Ksp[AlOH3]＝31×10－33mol·L；AlcAl3＋－6＝1×101×10－9mol·L－1，故Al3＋＋OH－的最小浓度应为－9－1，即、Fe3完全沉淀时，溶液中1×10mol·LpH最小应为5.0，因为Mn(OH)2沉淀时的最小pH为7.1，故除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋，应调节溶液至5.0＜pH＜7.1。由图可知，60℃时，MgSO4·6H2O与MnSO4·H2O的溶解度相等，随着温度的不断升高，MgSO4·6H2O的溶解度逐渐增大，而MnSO4·H2O的溶解度逐渐减小，因此欲从混合溶液中结晶析出MnSO4·H2O，需控制温度在60℃以上。(4)Fe2＋的氧化产物为Fe3＋，由质量守恒定律和电子守恒可得：Mn2＋～Mn3＋～Fe2＋，因此，n(Mn2＋＋－1－3mol，则m(MnSO4·H2O)＝)＝n(Fe2)＝0.0500molL·×0.020L＝1.00×101.00×10－3mol×169g·mol－1＝0.169g，故MnSO4·H2O样品的纯度为0.169g0.1710g100%≈98.8%。答案：(1)4.48(2)5.0＜pH＜7.1(3)高于60℃(4)n(Fe2＋－1×20.00mL－1＝1.00×10－3)＝0.0500molL·1000mL·Lmoln(Mn2＋＋－3)＝n(Fe2)＝1.00×10mol－3mol×169gmol·－1m(MnSO4·H2O)＝1.00×10＝0.169g0.169g×100%≈98.8%MnSO4·H2O样品的纯度为0.1710g13．(2017江·苏高考)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合，搅拌使其充分反应，可获得一种砷的高效吸附剂X，吸附剂X中含有CO23－，其原因是________________。(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。第8页 共9页①以酚酞为指示剂(变色范围pH8.0～10.0)，将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为______________。②H3AsO4第一步电离方程式H34H24－＋H＋的电离常数为Ka1，则pKa1＝AsOAsO________(pKa1＝－lgKa1)。溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH＝7.1时，吸附剂X表面不带电荷；pH>7.1时带负电荷， pH越高，表面所带负电荷越多； pH<7.1时带正电荷， pH越低，表面所带正电荷越多。 pH不同时吸附剂 X对三价砷和五价砷的平衡吸附量 (吸附达平衡时单位质量吸附剂

X吸附砷的质量

)如图

3所示。①在pH7～9之间，吸附剂 X对五价砷的平衡吸附量随 pH升高而迅速下降，其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。②在pH4～7之间，吸附剂 X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱，这