高考化学二轮复习 专题能力训练10 水溶液中的离子平衡（含解析）-人教版高三化学试题

专题能力训练十水溶液中的离子平衡(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有1个选项符合题意)1.下列有关电解质溶液的说法不正确的是()A.向Na2CO3溶液中通入NH3,c(B.将0.1mol·L-1的K2C2O4溶液从25℃升温至35℃,c(C.向0.1mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,c(D.向0.1mol·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,c(答案:D解析:在一定条件下,Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-,溶液中通入NH3,抑制CO32-的水解,c(CO32-)增大,c(Na+)不变,所以c(Na+)c(CO32-)减小,A正确;K2C2O4溶液因草酸根离子水解而显示碱性,升高温度,草酸根离子的水解程度增加,草酸根离子浓度减小,钾离子浓度不变,所以c(K2.向20mL0.5mol·L-1的CH3COOH溶液中逐滴加入等物质的量浓度的烧碱溶液,测定混合溶液的温度变化如图所示。下列关于混合溶液的相关说法中错误的是()A.CH3COOH的电离平衡常数:B点>A点B.由水电离出的c(OH-):B点>C点C.从A点到B点,混合溶液中可能存在:c(CH3COO-)=c(Na+)D.从B点到C点,混合溶液中一直存在:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)答案:D解析:中和反应是放热反应,在B点时恰好完全反应,B点为CH3COONa溶液,溶液显碱性,水的电离程度最大,溶液温度最高时CH3COOH的电离平衡常数最大,A、B选项正确;从A点到B点混合溶液可能显中性,依据电荷守恒可知C选项正确;在C点时为等浓度的CH3COONa、NaOH混合溶液,c(OH-)>c(CH3COO-),D选项错误。3.(2019天津第二十中学高三模拟)下列四种溶液:①pH=2的CH3COOH溶液;②pH=2的HCl溶液;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液。相同条件下,有关上述溶液的比较中,正确的是()A.由水电离的c(H+):①=②>③=④B.将②、③两种溶液混合后,若pH=7,则消耗溶液的体积:③>②C.等体积的①、②溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的速率:①>②D.向等体积的四种溶液中分别加入100mL水后,溶液的pH:③>④>①>②答案:C解析:酸溶液和碱溶液都抑制水的电离,酸溶液中的OH-、碱溶液的H+是水电离的,所以四种溶液中水电离的c(H+)相等,都是10-12mol·L-1,A项错误;②pH=12的HCl溶液中HCl的浓度为0.01mol·L-1,而③pH=12的氨水中氨水浓度大于0.01mol·L-1,等体积的两溶液混合,氨水过量,若溶液显示中性,则盐酸的体积大于氨水的体积,即②>③,B项错误;①pH=2的CH3COOH溶液中CH3COOH浓度大于0.01mol·L-1,而②pH=2的HCl溶液中HCl的浓度为0.01mol·L-1,等体积的两溶液中CH3COOH的物质的量大于HCl的物质的量,与铝反应时,随着反应的进行,CH3COOH不断电离,CH3COOH溶液中H+浓度会大于HCl溶液中H+浓度,所以CH3COOH溶液生成的H2的速率大,C项正确;碱溶液的pH一定大于酸溶液的pH,③、④的pH大于①、②的;③pH=12的氨水为弱碱溶液,稀释过程中弱碱的电离程度增大,溶液中OH-的物质的量大于④,稀释后溶液的pH③>④;而①pH=2的CH3COOH溶液稀释后溶液中c(H+)大于②,溶液的pH①<②,所以分别向等体积的四种溶液中加水稀释至100mL后,溶液的pH:③>④>②>①,故D错误。4.(2019河北唐山一中第一学期期中)常温下,向20mL0.2mol·L-1H2A溶液中滴加0.2mol·L-1NaOH溶液。微粒的物质的量的变化如图所示。下列说法正确的是()A.当V(NaOH溶液)=20mL时,溶液中离子浓度关系:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)B.当V(NaOH溶液)=30mL时,则有:2c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)=c(A2-)+2c(OH-)C.向上述加入20mLNaOH溶液后所得溶液中再加入水的过程中,pH减小D.若A、B两点对应溶液的pH分别为a、b,则H2A2H++A2-的K=10-a-b答案:D解析:当V(NaOH溶液)=20mL时,发生反应为NaOH+H2ANaHA+H2O,溶液中溶质主要为NaHA,HA-的电离程度大于水解程度,溶液显酸性,结合水的电离平衡可知,c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),A项错误;当V(NaOH溶液)=30mL时,溶液中溶质为Na2A和NaHA且物质的量之比为1∶1;根据溶液中电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-),根据物料守恒可得:2c(Na+)=3c(A2-)+3c(HA-)+3c(H2A),所以溶液中存在以下关系:2c(H+)+c(HA-)+3c(H2A)=c(A2-)+2c(OH-),B项错误;两者恰好反应生成NaHA,加水稀释促进HA-电离和水解,因为HA-的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,加水稀释导致H+个数增大,但H+物质的量的增大程度小于溶液体积的增大程度,所以溶液中c(H+)减小,溶液的pH增大,C项错误;A点时,溶液中c(H2A)=c(HA-),H2A第一步电离的电离常数为K1=c(HA-)×c(H+)c(H2A)=10-a;B点时,溶液中c(A2-)=c(HA-),H2A第二步电离的电离常数为K2=c(A2-)×c(H+)c(HA-)5.(2019河北武邑中学期中)已知:H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8;H2CO3的Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11。现将标准状况下2.24L的CO2和2.24L的SO2分别通入两份150mL1mol·L-1NaOH溶液中,下列关于两溶液的比较的说法中正确的是()A.c(HCO3-)<c(CB.两溶液都能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.c(HCO3-)>c(HSD.c(CO32-)+c(HCO3-)=c(SO答案:C解析:根据题给信息可知n(CO2)=n(SO2)=0.1mol,n(NaOH)=0.15mol,则发生的反应分别为2CO2+3NaOHNa2CO3+NaHCO3+H2O,2SO2+3NaOHNa2SO3+NaHSO3+H2O。由Ka1(H2CO3)>Ka2(H2CO3)可知,等温等浓度下Na2CO3的水解程度大于NaHCO3的水解程度,则溶液中c(HCO3-)>c(CO32-),A项错误;Na2SO3和NaHSO3均有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而Na2CO3和NaHCO3则不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B项错误;由Ka2(H2SO3)>Ka2(H2CO3)可知,等温等浓度下HSO3-的电离程度大于HCO3-的电离程度,则溶液中c(HCO3-)>c(HSO3-),C项正确;由物料守恒可知,c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3),由Ka1(H2SO3)>Ka1(H2CO3)可知,等温等浓度下HSO3-的水解程度小于HCO3-的水解程度,则溶液中c(H26.(2019天津耀华中学高三模拟)常温下,向20mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液中滴加0.1mol·L-1的NaOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽视温度变化)。下列说法中错误的是()A.C点表示CH3COOH与NaOH恰好反应完全B.A点表示的溶液中由水电离出的c(H+)为1.0×10-11mol·L-1C.B点表示的溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)D.B、D点表示的溶液中c(答案:A解析:由中和反应CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O可知,CH3COOH和NaOH恰好反应完全时所得溶液为CH3COONa溶液,而该强碱弱酸盐溶液中存在水解平衡CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,溶液显碱性,而C点溶液显中性,所以C点不能表示CH3COOH与NaOH恰好反应完全,A项错误;A点表示滴定前的CH3COOH溶液,根据pH=3知溶液中c(H+)为10-3mol·L-1,则溶液中c(OH-)=KWc(H+)=1×10-1410-3mol·L-1=10-11mol·L-1,CH3COOH溶液中存在水的电离H2OH++OH-,该电离平衡受到CH3COOH的抑制作用,该溶液中的OH-全部由水电离产生,所以水电离出的H+浓度=水电离出的OH-浓度=10-11mol·L-1,B项正确;由图像可知B点对应的是CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,溶液显酸性,即c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),可得c(CH3COO-)>c(Na+),C项正确;7.25℃时,用Na2S沉淀Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+四种金属离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lgc(S2-)与lgc(M2+)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.Ksp(CuS)约为1×10-20B.向Cu2+浓度为10-5mol·L-1的废水中加入ZnS粉末,会有CuS沉淀析出C.向100mL浓度均为10-5mol·L-1Zn2+、Fe2+、Mn2+的混合溶液中逐滴加入10-4mol·L-1Na2S溶液,Zn2+先沉淀D.Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)答案:B解析:由图示可知,Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=1×10-10×1×10-25=1×10-35,A错误;由图像知,Ksp(CuS)<Ksp(MnS)<Ksp(FeS)<Ksp(ZnS),B正确,C错误;根据物料守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)],D错误。二、非选择题(共3小题,共58分)8.(18分)(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lg5.0≈0.7)

图1(2)常温下,向10mL0.1mol·L-1H2C2O4溶液中逐滴加入0.1mol·L-1KOH溶液,所得滴定曲线如图2所示。图2①B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(HC2O4-)+2c(H2C2O4)+c(HB.c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(K+C.c(K+)=c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2D.c(K+)>c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-答案:(1)HC2O4-+OH-C2O42-(2)①HC2O4-H++C2O42-HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-②KHC2O4、K2C2解析:(1)根据图1可知,pH从3升至5的过程中,HC2O4-减少,C2O42-增多,所以发生的反应为HC2O4-+OH-C2O42-+H2O。由H2C2O4H++HC2O4-知Ka1=c(H+)·c(HC2O4-)c(H2C2O4(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10mL时(B点)生成KHC2O4,加入KOH溶液20mL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。在D点对应的溶液中,电荷守恒关系式是2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(K+)+c(H+),B错误;物料守恒关系式是c(K+)=2[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)],C错误;质子守恒关系式是c(OH-)=c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)+c(H+),A正确;离子浓度大小关系是c(K+)>c(C2O429.(20分)下表是25℃时某些弱酸的电离平衡常数。化学式CH3COOHHClOH2CO3H2C2O4KaKa=1.8×10-5Ka=3.0×10-8Ka1=4.1×10-7Ka2=5.6×10-11Ka1=5.9×10-2Ka2=6.4×10-5(1)H2C2O4与含等物质的量的KOH溶液反应后所得溶液呈酸性,该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为。

(2)向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c(CH3COOH)∶c(CH3COO-)=5∶9,此时溶液pH=。

(3)向碳酸钠溶液中滴加少量氯水的离子方程式为。

(4)若0.1mol·L-1CH3COOH溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,则c(Na+)-c(CH3COO-)=mol·L-1(填精确计算结果)。

(5)将CH3COOH溶液与大理石反应所产生的标准状况下44.8L气体全部通入2L1.5mol·L-1的NaOH溶液中充分反应,则溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为。答案:(1)c(K+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-(2)5(3)2CO32-+Cl2+H2OCl-+ClO-(4)9.9×10-7(5)c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-解析:(1)H2C2O4与含等物质的量的KOH的溶液反应后所得溶液中溶质是KHC2O4,溶液呈酸性说明HC2O4-的电离程度大于水解程度,再结合氢离子来自HC2O4-的电离和水的电离,所以c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-),各离子浓度由大到小的顺序为c(K+)>c(HC2O4-)>c(H+)>(2)根据CH3COOH的电离平衡常数c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)=1.8×10-5(3)盐酸、次氯酸的酸性都比HCO3-的强,根据强酸制弱酸的规律,向碳酸钠溶液中滴加少量氯水生成氯化钠、次氯酸钠、碳酸氢钠,反应的离子方程式是2CO32-+Cl2+H2OCl-+ClO(4)溶液的pH=8,则c(H+)=1×10-8mol·L-1,c(OH-)=10-1410-8mol·L-1=10-6mol·L-1,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(5)标准状况下44.8L二氧化碳气体全部通入到2L1.5mol·L-1的NaOH溶液中充分反应,生成物质的量浓度相等的碳酸钠、碳酸氢钠的混合溶液,CO32-的水解程度大于HCO3-的水解程度,所以c(HCO3-)>c(CO32-),溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),故离子的物质的量浓度大小顺序为c(Na+)>c(HCO3-)>10.(20分)Ⅰ.已知:H2A的A2-可表示S2-、SO42-、SO32(1)常温下,向20mL0.2mol·L-1H2A溶液中滴加0.2mol·L-1NaOH溶液。有关微粒物质的量变化如图(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)=20mL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,