2024-2025学年高中化学专题三溶液中的离子反应3-3溶液中离子浓度大小的比较课时作业含解析苏教版选修4

PAGEPAGE9溶液中离子浓度大小的比较时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1．下列叙述正确的是(D)A．0.1mol·L－1CH3COONa溶液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)B．NH4Cl溶液加水稀释后，复原至原温度，pH和Kw均增大C．pH＝4的CH3COOH溶液和pH＝4的NH4Cl溶液中，c(H＋)不相等D．在NaHCO3溶液中：c(OH－)＋c(COeq\o\al(2－,3))＝c(H＋)＋c(H2CO3)解析：CH3COONa为强碱弱酸盐，水溶液显碱性，c(OH－)>c(H＋)，A错误；Kw只与温度有关，温度不变，Kw不变，B错误；pH＝4的CH3COOH和NH4Cl溶液中，c(H＋)＝1×10－4mol·L－1，C错误；依据质子守恒，D正确。2．下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是(B)A．常温下，将0.1mol·L－1NH4Cl溶液与0.05mol·L－1NaOH溶液等体积混合：c(Cl－)>c(Na＋)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(OH－)>c(H＋)B．在小苏打溶液中存在：c(HCOeq\o\al(－,3))＝c(Na＋)－c(COeq\o\al(2－,3))－c(H2CO3)C．向CH3COOH溶液中加入适量的NaOH，得到pH＝4的混合溶液：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)D．pH＝3的一元酸HX和pH＝11的一元碱MOH等体积混合：c(M＋)＝c(X－)>c(H＋)＝c(OH－)解析：NH4Cl溶液与NaOH溶液混合时发生反应：NH4Cl＋NaOH=NaCl＋NH3·H2O，NH4Cl有剩余且最终混合溶液中NH4Cl、NaCl和NH3·H2O的物质的量相等，Cl－的物质的量等于NHeq\o\al(＋,4)和NH3·H2O的物质的量之和，所以c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))，NH3·H2O的电离程度大于NHeq\o\al(＋,4)的水解程度，所以c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Na＋)，并且溶液显碱性，c(OH－)>c(H＋)，NH3·H2O的电离是微弱的，OH－浓度较小，所以c(Na＋)>c(OH－)，H＋浓度最小，故离子浓度大小依次为c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)，A错误。在NaHCO3溶液中，依据物料守恒有c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(COeq\o\al(2－,3))＋c(H2CO3)＝c(Na＋)，所以有c(HCOeq\o\al(－,3))＝c(Na＋)－c(COeq\o\al(2－,3))－c(H2CO3)，B正确。CH3COOH溶液中加入适量的NaOH，依据电荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，溶液pH＝4，则有c(H＋)>c(OH－)，所以c(Na＋)<c(CH3COO－)，C错误。若HX为强酸，MOH为强碱，则两者电离出的H＋和OH－的物质的量相等，溶液显中性，有c(M＋)＝c(X－)>c(H＋)＝c(OH－)；若一种为强电解质，另一种为弱电解质，则溶液不会显中性，c(H＋)不等于c(OH－)；若两者均为弱电解质，溶液也不肯定会显中性，D错误。3．下列溶液中，相关微粒浓度的关系正确的是(B)A．常温下，将pH＝2的盐酸和pH＝12的氨水等体积混合：c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)B．0.1mol·L－1Na2CO3溶液：c(Na＋)＝2c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(COeq\o\al(2－,3))＋2c(H2CO3)C．0.1mol·L－1NH4Cl溶液：c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)D．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到酸性混合溶液：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)解析：氨水过量，混合后溶液显碱性，则c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)，A项错误；依据物料守恒可知，B项正确；0.1mol·L－1NH4Cl溶液显酸性，则c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(OH－)，C项错误；混合后溶液显酸性，则c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)，D项错误。4．已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表：弱酸HCOOHHCNH2CO3电离平衡常数1.77×10－54.9×10－10Ka1＝4.3×10－7Ka2＝5.6×10－11下列选项正确的是(D)A．等物质的量浓度的各溶液pH关系：pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)>pH(HCOONa)B．2CN－＋H2O＋CO2=2HCN＋COeq\o\al(2－,3)C．等物质的量浓度的HCN溶液与NaOH溶液等体积混合后的溶液中：c(OH－)>c(H＋)，c(Na＋)<c(CN－)D．NaHCO3和Na2CO3混合液中，肯定有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(COeq\o\al(2－,3))解析：由电离常数的关系可知，酸性：HCOOH>H2CO3>HCN>HCOeq\o\al(－,3)，明显等浓度时Na2CO3的水解程度最大，其溶液的pH最大，则等物质的量浓度的各溶液pH关系为pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH(NaHCO3)>pH(HCOONa)，故A错误；氢氰酸的酸性强于碳酸氢根离子而弱于碳酸，所以应发生反应CN－＋H2O＋CO2=HCN＋HCOeq\o\al(－,3)，故B错误；等物质的量浓度的HCN溶液与NaOH溶液等体积混合后反应生成NaCN，CN－水解使溶液显碱性，所以c(OH－)>c(H＋)，c(Na＋)>c(CN－)，故C错误；NaHCO3和Na2CO3混合液中，依据电荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(COeq\o\al(2－,3))，故D正确。5.常温下，将Cl2缓慢通入水中至所得氯水饱和，然后向所得饱和氯水中滴加0.1mol·L－1的NaOH溶液，溶液pH改变的曲线如图所示。下列叙述正确的是(C)A．①点的溶液中：c(H＋)＝c(Cl－)＋c(HClO)＋c(OH－)B．②点的溶液中：c(H＋)>c(Cl－)>c(ClO－)>c(HClO)C．③点的溶液中：c(Na＋)＝2c(ClO－)＋c(HClO)D．④点的溶液中：c(Na＋)>c(ClO－)>c(Cl－)>c(HClO)解析：①点表示Cl2缓慢通入水中但所得氯水未达到饱和，由电荷守恒知，c(H＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)，A项错误；②点表示Cl2缓慢通入水中所得氯水刚好饱和，HClO是弱酸，部分电离，c(HClO)>c(ClO－)，则有c(H＋)>c(Cl－)>c(HClO)>c(ClO－)，B项错误；③点的溶液pH＝7，由电荷守恒知，c(H＋)＋c(Na＋)＝c(ClO－)＋c(Cl－)＋c(OH－)，则c(Na＋)＝c(ClO－)＋c(Cl－)，由于溶液中c(Cl－)＝c(ClO－)＋c(HClO)，所以c(Na＋)＝c(ClO－)＋c(Cl－)＝c(ClO－)＋c(ClO－)＋c(HClO)＝2c(ClO－)＋c(HClO)，C项正确；④点表示氯水与过量NaOH溶液反应，所得溶液的溶质为NaCl、NaClO、NaOH，ClO－部分水解，则c(Cl－)>c(ClO－)，D项错误。6．下列说法正确的是(B)A．常温下醋酸分子不行能存在于pH>7的碱性溶液中B．同浓度的溶液：①(NH4)2SO4②NH4HSO4③NH4Cl，c(NHeq\o\al(＋,4))的依次是：①>②>③C．0.1mol·L－1醋酸溶液加水稀释时，全部的离子浓度都减小D．0.1mol·L－1硫化钠溶液中粒子浓度的关系：c(Na＋)＝c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)解析：在CH3COONa溶液中由于CH3COO－的水解使pH>7，溶液中存在醋酸分子，A不正确；0.1mol·L－1醋酸稀释时，c(OH－)增大，C错误；依据物料守恒，c(Na＋)＝2[c(S2－)＋c(H2S)＋c(HS－)]，D错误。7．某酸性溶液中只有Na＋、CH3COO－、H＋、OH－四种离子，则下列描述正确的是(A)A．该溶液可能是由pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合而成的B．该溶液可能是由等物质的量浓度、等体积的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合而成的C．加入适量NaOH，溶液中离子浓度为c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)D．加入适量氨水，c(CH3COO－)肯定大于c(Na＋)、c(NHeq\o\al(＋,4))之和解析：pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合后，CH3COOH过量，溶液显酸性，故A有可能；B项中两溶液混合后生成CH3COONa水解显碱性，因而不行能；C选项不符合电荷守恒，故不行能；D项中加入适量氨水后的溶液中电荷守恒关系为：c(Na＋)＋c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)因为不知道此时溶液酸碱性状况，故不能推断c(H＋)与c(OH－)的相对大小，即不能推断c(CH3COO－)与c(Na＋)和c(NHeq\o\al(＋,4))之和的大小关系。8．常温下，将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽视反应引起的体积改变)，所得试验数据如下表：下列推断不正确的是(B)A．试验①反应后的溶液中：c(K＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)B．试验①反应后的溶液中：c(OH－)＝c(K＋)－c(A－)＝eq\f(Kw,1×10－9)mol·L－1C．试验②反应后的溶液中：c(A－)＋c(HA)>0.1mol·L－1D．试验②反应后的溶液中：c(K＋)＝c(A－)>c(OH－)＝c(H＋)解析：由试验①可知HA是一元弱酸，二者恰好完全反应后，由于A－水解使所得溶液呈碱性，故A项正确；由电荷守恒可知，c(OH－)＋c(A－)＝c(H＋)＋c(K＋)，故B项错误；由试验②反应后的溶液呈中性可知，酸过量，则x>0.2，反应后的溶液中c(A－)＋c(HA)>0.1mol·L－1，C项正确；在所得的中性溶液中，c(H＋)＝c(OH－)，再由电荷守恒可知，c(K＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，故c(K＋)＝c(A－)>c(OH－)＝c(H＋)，D项正确。9．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，下列有关说法正确的是(D)A．a点Kw＝1.0×10－14B．水的电离程度：b>c>a>dC．b点：c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)D．25℃时NH3·H2O的电离常数为eq\f(1,n－1)×10－7解析：a点时，温度低于25℃，所以Kw<1.0×10－14，故A错误；b点溶液温度最高，此处中和反应恰好进行完全，形成氯化铵溶液，氯化铵水解促进水的电离，a点为盐酸，c、d点氨水过量，酸、碱均抑制水的电离，且酸的c(H＋)或碱的c(OH－)越大，对于水的电离的抑制程度越大，由于不知d点混合液的pH，则无法比较a、d两点水的电离程度的大小，故B错误；b点溶质为氯化铵，氯化铵水解使溶液显酸性，则有：c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(OH－)，故C错误；25℃时c点溶液中，存在电荷守恒：c(Cl－)＋c(OH－)＝c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)，pH＝7，c(OH－)＝c(H＋)＝10－7mol·L－1，c(Cl－)＝c(NHeq\o\al(＋,4))＝0.5mol·L－1，c(NH3·H2O)＝eq\f(n－1,2)mol·L－1，NH3·H2O的电离常数为eq\f(cNH\o\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O)＝eq\f(1,n－1)×10－7，故D正确。10．已知HF和HCN都是一元弱酸，但Ka(HF)>Ka(HCN)。现有100mL0.1mol/L的NaF溶液和100mL0.1mol/L的NaCN溶液，下列有关这两种溶液的说法中不正确的是(B)A．溶液pH：NaF<NaCNB．溶液中弱酸分子浓度：c(HF)>c(HCN)C．NaF溶液中：c(HF)＝c(OH－)－c(H＋)D．NaCN溶液中：c(Na＋)＝c(CN－)＋c(HCN)解析：因为Ka(HF)>Ka(HCN)，所以水解程度：NaF<NaCN，溶液pH：NaF<NaCN，溶液中弱酸分子浓度：c(HF)<c(HCN)，故A正确，B不正确；NaF溶液中存在：H2OH＋＋OH－、F－＋H2OHF＋OH－，依据质子守恒有c(OH－)＝c(H＋)＋c(HF)，故C正确；NaCN溶液中：CN－＋H2OHCN＋OH－，存在物料守恒：c(Na＋)＝c(CN－)＋c(HCN)，故D正确。11．常温下，向20mL0.2mol/LH2A溶液中滴加0.2mol/LNaOH溶液。有关微粒的物质的量改变状况如图所示(其中Ⅰ代表H2A，Ⅱ代表HA－，Ⅲ代表A2－)。依据图示推断，当V(NaOH)＝20mL时，溶液中各粒子浓度的大小依次正确的是(B)A．c(Na＋)>c(HA－)>c(OH－)>c(H2A)>c(H＋)>c(A2－)B．c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(H2A)>c(OH－)C．c(Na＋)>c(H＋)>c(HA－)>c(A2－)>c(OH－)>c(H2A)D．c(Na＋)>c(OH－)>c(HA－)>c(H2A)>c(H＋)>c(A2－)解析：加入20mLNaOH溶液时，酸碱恰好反应生成NaHA，此时溶液中c(Na＋)最大，由图知c(HA－)仅次于c(Na＋)，因c(H2A)<c(A2－)，说明HA－的电离实力强于水解实力，故溶液呈酸性，有c(H＋)>c(A2－)>c(H2A)。12.常温下，用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L－1CH3COOH溶液所得滴定曲线如图。下列说法正确的是(D)A．点①所示溶液中：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(CH3COOH)＋c(H＋)B．点②所示溶液中：c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)C．点③所示溶液中：c(Na＋)>c(OH－)>c(CH3COO－)>c(H＋)D．滴定过程中可能出现：c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(Na＋)>c(OH－)解析：A项，点①反应后溶液是CH3COONa与CH3COOH物质的量之比为11的混合物，CH3COOH电离程度大于CH3COO－的水解程度，故c(Na＋)>c(CH3COOH)；由电荷守恒可知：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，所以c(CH3COO－)＋c(OH－)>c(CH3COOH)＋c(H＋)。B项，点②时，pH＝7，即c(H＋)＝c(OH－)，由电荷守恒知：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，故c(Na＋)＝c(CH3COO－)。C项，点③时，恰好完全反应生成CH3COONa，因CH3COO－水解，c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)。D项，当CH3COOH较多，生成CH3COONa少量时，可能出现此离子浓度关系。二、非选择题(52分)13．(12分)常温下，向100mL0.01mol·L－1的HA溶液中逐滴加入0.02mol·L－1的MOH溶液，图中所示曲线表示混合溶液的pH改变状况(体积改变忽视不计)。回答下列问题：(1)由图中信息可知HA为强酸(填“强”或“弱”)，理由是0.01_mol·L－1的HA溶液中c(H＋)＝0.01_mol·L－1。(2)常温下肯定浓度的MA稀溶液的pH＝a，则a<7(填“>”“<”或“＝”)，用离子方程式表示其缘由：M＋＋H2OMOH＋H＋，此时，溶液中由水电离出的c(OH－)＝1×10－a_mol·L－1。(3)请写出K点所对应的溶液中离子浓度的大小关系：c(M＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)。(4)K点对应的溶液中，c(M＋)＋c(MOH)＝2c(A－)(填“>”“<”或“＝”)；若此时溶液的pH＝10，则c(MOH)＋c(OH－)＝0.005mol·L－1。解析：(1)由图像可知0.01mol·L－1的HA溶液的pH＝2，说明HA完全电离，故其为强酸。(2)由图像可知向100mL0.01mol·L－1的HA溶液中滴加51mL0.02mol·L－1的MOH溶液，混合溶液的pH＝7，说明MOH是弱碱，故MA是强酸弱碱盐，M＋水解使溶液显酸性，溶液中的H＋全部是由水电离出的，故由水电离出的c(OH－)＝1×10－amol·L－1。(3)K点时100mL0.01mol·L－1的HA溶液与100mL0.02mol·L－1的MOH溶液混合，反应后的溶液为等物质的量浓度的MA和MOH的混合溶液，故c(M＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)。(4)K点所对应的溶液中，由物料守恒得，c(M＋)＋c(MOH)＝2c(A－)，由电荷守恒得，c(M＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，故c(MOH)＋c(OH－)＝c(A－)＋c(H＋)≈0.005mol·L－1。14．(12分)(1)常温下，0.2mol·L－1HCl溶液与0.2mol·L－1MOH溶液等体积混合(忽视混合后溶液体积的改变)，测得混合溶液的pH＝6，则①混合溶液中由水电离出的c(H＋)>(填“>”“<”或“＝”)HCl溶液中由水电离出的c(H＋)。②求出混合溶液中下列算式的精确计算结果(填详细数字)。c(Cl－)－c(M＋)＝9.9×10－7mol·L－1；c(H＋)－c(MOH)＝1.0×10－8mol·L－1。(2)常温下若将0.2mol·L－1MOH溶液与0.1mol·L－1HCl溶液等体积混合，测得混合溶液的pH<7，则说明在相同条件下，MOH的电离程度<(填“>”“<”或“＝”)MCl的水解程度。(3)常温下若将pH＝3的HR溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，测得混合溶液的pH≠7，则混合溶液的pH<7(填“>7”或“<7”或“无法确定”)。解析：(1)①由混合溶液的pH＝6知，反应生成的盐发生水解，促进了水的电离，而酸抑制水的电离。②c(H＋)＝10－6mol·L－1，c(OH－)＝10－8mol·L－1，由电荷守恒关系可得c(Cl－)－c(M＋)＝c(H＋)－c(OH－)＝10－6mol·L－1－10－8mol·L－1＝9.9×10－7mol·L－1。物料守恒：c(Cl－)＝c(M＋)＋c(MOH)，则c(H＋)－c(MOH)＝c(H＋)－[c(Cl－)－c(M＋)]＝10－6mol·L－1－9.9×10－7mol·L－1＝1.0×10－8mol·L－1。(2)反应所得溶液为等物质的量浓度的MOH和MCl的混合液，只有MCl的水解程度大于MOH的电离程度时，pH<7。(3)酸中已电离的c(H＋)和碱溶液中的c(OH－)相等，等体积混合后pH≠7，只可能是弱酸过量。15．(14分)某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是：H2B=H＋＋HB－；HB－H＋＋B2－。回答下列问题：(1)Na2B溶液显碱性(填“酸性”“中性”或“碱性”)。理由是B2－＋H2OHB－＋OH－(用离子方程式表示)。(2)在0.1mol·L－1的Na2B溶液中存在的粒子，其浓度关系式正确的是CD。A．c(B2－)＋c(HB－)＋c(H2B)＝0.1mol·L－1B．c(Na＋)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(HB－)C．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HB－)＋2c(B2－)D．c(Na＋)＝2c(B2－)＋2c(HB－)(3)已知0.1mol·L－1NaHB溶液的pH＝2，则0.1mol·L－1H2B溶液中的氢离子的物质的量浓度可能<0.11mol·L－1(填“<”“>”或“＝”)，理由是0.1mol·L－1NaHB溶液的pH＝2，说明其c(H＋)＝0.01mol·L－1，主要是HB－电离产生的。在H2B溶液中，第一步电离产生的H＋抑制了其次步的电离，所以0.1mol·L－1H2B溶液中c(H＋)<0.11mol·L－1。(4)0.1mol·L－1NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的依次是c(Na＋)>c(HB－)>c(H＋)>c(B2－)>c(OH－)。解析：(1)由H2B=H＋＋HB－(完全电离)，HB－H＋＋B2－(部分电离)，所以盐中B2－将水解而HB－不水解，故Na2B显碱性，B2－＋H2OHB－＋OH－。(2)在Na2B溶液中存在：Na2B=2Na＋＋B2－，B2－＋H2OHB－＋OH－，H2OH＋＋OH－。由物料守恒知c(Na＋)＝2c(B2－)＋2c(HB－)＝0.2mol·L－1。由电荷守恒知c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(B2－)＋c(OH－)＋c(HB－)。(3)在NaHB溶液中，NaHB=Na＋＋HB－，HB－H＋＋B2－，H2OH＋＋OH－。已知0.1mol·L－1NaHB溶液的pH＝2，其c(H＋)＝0.01mol·L－1，主要是HB－电离产生的。在H2B溶液中，第一步电离产生的H＋抑制了其次步的电离，所