2024年高考化学二轮复习专题九水溶液中的离子平衡强化练含解析

PAGE10-专题强化练(九)1．(2024·浙江卷)下列说法不正确的是()A．2.0×10－7mol·L－1的盐酸中c(H＋)＝2.0×10－7mol·L－1B．将KCl溶液从常温加热至80℃，溶液的pH变小但仍保持中性C．常温下，NaCN溶液呈碱性，说明HCN是弱电解质D．常温下，pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体，溶液pH增大解析：A项，盐酸的物质量浓度为2.0×10－7mol·L－1，完全电离，接近中性，溶剂水电离出的氢离子浓度的数量级与溶质HCl电离的氢离子浓度相差不大，则计算中氢离子浓度时，不能忽视水中的氢离子浓度，其数值应大于2.0×10－7mol·L－1，错误；B项，KCl溶液为中性溶液，常温下pH＝7，加热到80℃时，水的离子积KW增大，对应溶液的氢离子浓度随温度上升会增大，pH会减小，但溶液溶质仍为KCl，则仍呈中性，正确；C项，NaCN溶液显碱性，说明该溶质为弱酸强碱盐，即CN－对应的酸HCN为弱电解质，正确；D项，醋酸在溶液中会发生电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，向溶液中加入醋酸钠固体，依据同离子效应可知，该平衡会向生成弱电解质的方向(逆向)移动，使溶液中的氢离子浓度减小，pH增大，正确。答案：A2．(2024·深圳第一次调研)常温下，向1mol·L－1NH4Cl溶液中加入足量的镁条，该体系pH随时间改变的曲线如图所示。试验视察到b点起先溶液中有白色沉淀生成，已知Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11。下列说法错误的是()A．常温下，NH4Cl的水解平衡常数数量级为10－10B．体系中，水的电离程度大小关系为a>c>bC．b点时，溶液中c(Mg2＋)＝0.18mol·L－1D．a点溶液中，c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)<c(Cl－)＋c(OH－)解析：A项，常温下，氯化铵的水解平衡式为NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋，则Kh＝eq\f(c（NH3·H2O）c（H＋）,c（NHeq\o\al(＋,4)）)，由于氨＝5，c(NH3·H2O)≈c(H＋)＝10－5mol·L－1，c(NHeq\o\al(＋,4))＝1mol·L－1，则Kh＝eq\f(c（NH3·H2O）c（H＋）,c（NHeq\o\al(＋,4)）)＝10－10，水解平衡常数数量级为10－10，正确；B项，氯化铵的水解平衡式为NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋，加入镁单质时，消耗了氢离子，使平衡正向移动，促进铵根离子的水解，即促进了水的电离，故水的电离程度大小关系为c＞b＞a，错误；C－1，－1，＝c(Cl－)＋c(OH－)，故c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)<c(Cl－)＋c(OH－)，正确。答案：B3．(2024·郑州其次次质检)25℃时，用0.1mol·L－1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L－1某二元弱酸H2A(Ka1＝1.1×10－3，Ka2＝3.9×10－6)溶液，滴定过程中溶液的pH改变曲线如图所示。下列说法正确的是()A．a点的pH大于2B．b点溶液中c(H2A)>c(A2－)C．c点溶液中c(HA－)＋2c(H2A)＝c(OH－)－c(H＋)D．d点溶液中c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)解析：A项，a点发生H2A的电离且Ka1＞Ka2，又Ka1＝eq\f(c（HA－）×c（H＋）,c（H2A）)＝1.1×10－3，则c2(H＋)＝1.1×10－3×0.1，解得c(H＋)≈1.05×10－2，故pH小于2，错误；B项，b点酸、碱恰好完＝c(HA－)＋c(OH－)＋2c(A2－)，物料守恒：c(Na＋)＝c(HA－)＋c(A2－)＋c(H2A)，得到：c(H2A)＋c(H＋)＝c(A2－)＋c(OH－)，则c(H2A)＜c(A2－)，错误；C项，c点为Na2A，溶液显碱性，溶液中电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HA－)＋c(OH－)＋2c(A2－)，物料守恒c(Na＋)＝2c(HA－)＋2c(A2－)＋2c(H2A)，得到：c(HA－)＋2c(H2A)＝c(OH－)－c(H＋)，正确；D项，d点为Na2A和NaOH的混合物，溶液显碱性，溶液中电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HA－)＋c(OH－)＋2c(A2－)，错误。答案：C4．(2024·江淮十校联考)工业上常用(NH4)2SO3溶液汲取废气中的SO2，室温下测得溶液中lgYeq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Y＝\f(c（HSOeq\o\al(－,3)）,c（H2SO3）)或\f(c（SOeq\o\al(2－,3)）,c（HSOeq\o\al(－,3)）)))与pH的改变关系如图所示。则下列说法肯定错误的是()A．通入少量SO2的过程中，直线Ⅱ中的N点向M点移动B．α1＝α2肯定等于45°C．当对应溶液的pH处于1.81<pH<6.91时，溶液中的微粒浓度肯定存在c(HSOeq\o\al(－,3))>c(SOeq\o\al(2－,3))>c(H2SO3)D．直线Ⅱ中M、N点肯定存在c2(HSOeq\o\al(－,3))>c(SOeq\o\al(2－,3))·c(H2SO3)解析：A项，通入少量二氧化硫的过程中，溶液的酸性增加，直＝lgeq\f(c（HSOeq\o\al(－,3)）,c（H2SO3）)＋lgc(H＋)，lgeq\f(c（HSOeq\o\al(－,3)）,c（H2SO3）)＝lgKa1＋pH，同理可得lgeq\f(c（SOeq\o\al(2－,3)）,c（HSOeq\o\al(－,3)）)＝lgKa2＋pH，故α1＝α2肯定等于45°；C项，由图象可知，当对应溶液的pH处于1.81<pH<6.91时，lgeq\f(c（SOeq\o\al(2－,3)）,c（HSOeq\o\al(－,3)）)<0、lgeq\f(c（HSOeq\o\al(－,3)）,c（H2SO3）)>0，溶液中c(H2SO3)、c(SOeq\o\al(2－,3))的大小无法确定；D项，由于Ka1>Ka2，eq\f(c（HSOeq\o\al(－,3)）,c（H2SO3）)>eq\f(c（SOeq\o\al(2－,3)）,c（HSOeq\o\al(－,3)）)，则c2(HSOeq\o\al(－,3))>c(SOeq\o\al(2－,3))·c(H2SO3)；答案选C。答案：C5．(2024·湖北省七市州教科研协作5月联考)常温下，已知醋酸的电离常数为1.75×10－5，向20mL0.01mol·L－1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol·L－1的NaOH溶液，溶液中水电离的c(H＋)随加入NaOH溶液的体积改变如图所示。下列说法正确的是(已知eq\r(17.5)＝4.2)()A．b、d两点溶液的pH相同>c(OH－)＝0.005mol·L－1D．a点坐标为(0，2.4×10－11)解析：A项，CH3COOH溶液中加入NaOH发生CH3COOH＋NaOH=CH3COONa＋H2O，b点消耗NaOH的体积为10mL，NaOH和CH3COOH的物质的量浓度相等，则此时溶液中溶质为CH3COOH和CH3COONa，且两者物质的量相等，CH3COO－的水解常数为eq\f(KW,Ka)＝eq\f(10－14,1.75×10－5)＝eq\f(1,1.75)×10－9<1.75×10－5，CH3COOH的电离大于CH3COO－水解，即b点溶液显酸性，d点溶质为CH3COONa和NaOH，溶液显碱性，b、d两点pH不相同，错误；B项，依据A选项分析，b点溶液中溶质为CH3COOH和CH3COONa，且两者物质的量相等，CH3COOH的电离大于CH3COO－的水解，因此离子浓度大小依次是c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)，错误；C项，e点溶质为CH3COONa和NaOH，且两者物质的量相等，依据物料守恒，因此有c(Na＋)＝2[c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)]＝eq\f(40×10－3L×0.01mol·L－1,60×10－3L)，错误；D项，CH3COOH发生电离：CH3COOHCH3COO－＋H＋，电离平衡常数Ka＝eq\f(c（H＋）·c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)＝1.75×10－5，因此有c2(H＋)＝1.75×10－7，即c(H＋)＝4.2×10－4mol·L－1，依据水的离子积，则溶液中c(OH－)＝eq\f(KW,c（H＋）)＝eq\f(10－14,4.2×10－4)≈2.4×10－11，即水电离出的c(H＋)＝2.4×10－11mol·L－1，正确。答案：D6．(2024·汕头模拟)在某温度时，将nmol·L－1氨水滴入10mL1.0mol·L－1盐酸中，溶液pH和温度随加入氨水体积改变曲线如图所示。下列有关说法错误的是()A．c点存在守恒关系：c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)B．b点：c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(OH－)C．水的电离程度：b>c>a>dD．25℃时，NH4Cl水解平衡常数为(n－1)×10－7(用含n的代数式表示)解析：A项，c点溶液呈中性，所以c(H＋)＝c(OH－)，由电荷守恒分析c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，所以c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)，正确；B项，b点溶液为NH4Cl溶液，此溶液中离子浓度大小为c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(OH－)，正确；C项，b点溶液温度最高，说明此时两溶液恰好反应生成氯化铵，铵根离子水解促进了水的电离，则a、d两点都抑制了水的电离，则b点水的电离程度最大；由于d点混合液的pH不知，则无法推断a、d两点水的电离程度大小，错误；D项，依据图象可知，25℃时溶液的pH＝7，则：c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol·L－1，c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)＝0.5mol·L－1，依据物料守恒可知：＝eq\f(（0.5n－0.5）×10－7,0.5)＝(n－1)×10－7，正确。答案：C7．(2024·茂名其次次模拟)某些难溶性铅盐可用作涂料，如秦俑彩绘中运用的铅白(PbCO3)和黄金雨中黄色的PbI2。室温下，PbCO3和PbI2在不同的溶液中分别达到溶解平衡时－lgc(Pb2＋)与－lgc(COeq\o\al(2－,3))或－lgc(I－)的关系如图所示。下列说法错误的是()A．Ksp(PbCO3)的数量级为10－14B．相同条件下，水的电离程度p点大于q点C．L1对应的是－lgc(Pb2＋)与－lgc(I－)的关系改变D．p点溶液中加入Na2CO3浓溶液，可得白色沉淀解析：由Ksp(PbCO3)＝c(Pb2＋)·c(COeq\o\al(2－,3))，可得lgc(Pb2＋)＝lg[Ksp(PbCO3)]－lgc(COeq\o\al(2－,3))；同理，lgc(Pb2＋)＝lg[Ksp(PbI2)]－2lgc(I2)，则图中L1对应的是－lg(Pb2＋)与－lgc(I－)的关系改变。A项，由上述分析可知图象L2对应的是－lgc(Pb2＋)与－lgc(COeq\o\al(2－,3))的关系改变，则Ksp(PbCO3)＝c(Pb2＋)c(COeq\o\al(2－,3))＝10－13.1数量级为10－14，正确；B项，相同条件下，p点和q点的铅离子浓度相同，p点为碘化铅的饱和溶液，q点为碳酸铅的饱和溶液，由于碘离子不水解，则COeq\o\al(2－,3)可以发生水解，其水解促进了水的电离，则水的电离程度p点小于q点，错误；C项，L1对应的是－lgc(Pb2＋)与－lgc(I－)的关系改变，正确；D＝10－8，Ksp(PbCO3)<Ksp(PbI2)，则p点溶液中加入Na2CO3浓溶液，可得白色沉淀，正确。答案：B8．(2024·茂名综合测试)常温下，在“H2SHS－S2－”的水溶液体系中，H2S、HS－、S2－三种微粒的物质的量分数随溶液pH改变(仅用H2S和NaOH调整pH)的关系如图所示。下列说法正确的是()A．Ka1(H2S)的数量级为10－6B．NaHS溶液中，c(Na＋)>c(HS－)>c(S2－)>c(H2S)C．当体系呈中性时，eq\f(c（HS－）,c（H2S）)>eq\f(c（Na＋）,c（HS－）＋2c（S2－）)D．加入Na2S沉降废水中的Cu2＋，废水的pH对沉降效果没有影响＝＝＝eq\f(10－14,10－6.9)＝10－7.1>Ka2(H2S)＝10－13，溶液呈碱性，说明HS－水解程度大于电离程度，则c(S2－)<c(H2S)，错误；C项，溶液呈中性时，c(H＋)＝＝c(HS－)＋2c(S2－)，所以eq\f(c（Na＋）,c（HS－）＋2c（S2－）)＝1，则eq\f(c（HS－）,c（H2S）)>＋，溶液中c(Cu2＋)减小，Cu2＋水解程度较小，则溶液的pH增大，错误。答案：C9．(2024·南宁其次次适应性测试)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其四周是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：化合物不同温度的溶解度/g0℃20℃40℃60℃80℃100℃NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10－1710－1710－39回答下列问题：(1)该电池的正极反应式为___________________________________________________________________________________，电池反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________。(2)维持电流强度为0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌________g(已知F＝96500C·mol－1)。(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过______________________________分别回收；滤渣的主要成分是MnO2、________和________，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为__________________，其原理是_________________________________________________________________。(4)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为________，加碱调整至pH为______时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；接着加碱至pH为________时，锌起先沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1mol·L－1)。若上述过程不加H2O2后果是____________________________________________________，缘由是_______________________________________________。解析：(1)该电池为酸性电池，正极发生还原反应，电极反应式为MnO2＋H＋＋e－=MnOOH；电池反应为Zn与MnO2在酸性条件下的反应，生成Zn2＋和MnOOH。(2)电池工作5min，电池中的总电荷量Q＝It＝0.5×5×60＝150(C)，则转移电子的物质的量为eq\f(150,96500)(mol)，1molZn失去2mol电子，则此过程消耗锌的质量m(Zn)＝65×eq\f(1,2)×eq\f(150,96500)＝0.05(g)。(3)从表格数据看出，相同温度下，ZnCl2的溶解度远远大于NH4Cl的，则可采纳加热浓缩、冷却结晶的方法分别二者。(4)在H2O2存在下，铁被氧化为Fe3＋；依据表格数据，Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝10－39，则c(OH－)＝eq\r(3,0.1)×＝c(Zn2＋)·c2(OH－)＝10－17，则c(OH－)＝10－8mol·L－1，所以限制pH为6时，Zn2＋起先沉淀；假如不加H2O2，Fe2＋不能被氧化，依据Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相同，在pH＝6时，两者将同时沉淀，则无法除去Zn2＋中的Fe2＋。答案：(1)MnO2＋H＋＋e－=MnOOH2MnO2＋Zn＋2H＋=2MnOOH＋Zn2＋(注：式中Zn2＋可写为Zn(NH3)eq\o\al(2＋,4)，Zn(NH3)2Cl2等，H＋可写为NHeq\o\al(＋,4))(2)0.05(3)加热浓缩、冷却结晶碳粉MnOOH空气中加热碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2(4)Fe3＋2.76Zn2＋和Fe2＋分别不开Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近10．(2024·宁夏三校联考)毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质)，试验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下：请回答下列问题：(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是_____________________________________________________________________。试验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需运用下列仪器中的________(填字母)。a．烧杯b．容量瓶c．玻璃棒d．滴定管(2)①对比表格中数据可知，加入NH3·H2O调整pH＝8可除去________(填离子符号)，滤渣Ⅱ中含________(填化学式)。项目Ca2＋Mg2＋Fe3＋起先沉淀时的pH11.99.11.9完全沉淀时的pH13.911.13.2②加入H2C2O4时应避开过量，缘由是________________________________________________________________________。已知：Ksp(BaC2O4)＝1.6×10－7，Ksp(CaC2O4)＝2.3×10－9。(3)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2＋的含量，试验分两步进行。已知：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋=Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O、Ba2＋＋CrOeq\o\al(2－,4)=BaCrO4↓。步骤Ⅰ：移取xmL肯定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用bmol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V0mL。步骤Ⅱ：移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中，加入xmL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2＋完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用bmol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1mL。滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的_____(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为______mol·L－1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2＋浓度测量值将________(填“偏大”或“偏小”)。解析：(1)充分研磨的目的是增大反应物的接触面积，从而增大反应速率。配制肯定质量分数的溶液，可以算出所需37%的盐酸及水的体积，然后在烧杯中稀释，为加速溶解，要用玻璃棒进行搅拌。(2)依据流程图及表格中数据可知，加入NH3·H2O调整pH＝8时，只有Fe3＋完全沉淀而除去。加入NaOH，调pH＝12.5，对比表格中数据可知，此时Mg2＋完全沉淀，Ca2＋部分沉淀，所以滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2。依据Ksp(BaC2O4)＝1.6×10－7，H2C2O4过量时Ba2＋会转化为BaC2O4沉淀，从而使BaCl2·2H2O的产量削减。(3)“0”刻度位于滴定管的上方。由题意可得关系式BaCl2～CrOeq\o\al(2－,4)～H＋，则＝eq\f(b（V0－V1）,y)mol·L－1。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，则V1变小，Ba2＋浓度测量值将偏大。答案：(1)增大接触面积从而增大反应速率ac(2)Fe3＋Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品的产量削减(3)上方eq\f(b（V0－V1）,y)偏大11．(2024·广东省茂名中学综合测试)葡萄酒中抗氧化剂的残留量是以游离SO2的含量计算，我国国家标准(GB2760－2014)规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25g·L－1。某爱好小组设计试验方案对葡萄酒中SO2进行测定。Ⅰ.定性试验方案如下：(1)将SO2通入水中形成SO2­饱和H2SO3溶液体系，此体系中存在多个含硫元素的平衡，分别用平衡方程式表示为______________。(2)利用SO2的漂白性检测干白葡萄酒(液体为无色)中的SO2或H2SO3。设计如下试验：试验结论：干白葡萄酒不能使品红溶液褪色，缘由：_______________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.定量试验方案如下(部分装置和操作略)：(3)仪器A的名称是_________________________________。(4)A中加入100.0mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO2全部逸出并与B中H2O2