电离平衡经典题目

电离平衡限训一1.本世纪是生命科学研究的昌盛时期，科学家研究发现，进入生物体内的氧分子，可接受1个电子转变为超氧阴离子自由基（O－2），进而引发产生一系列自由基。

一切需氧生物在其机体内均有一套完整的活性氧系统（抗氧化酶和抗氧化剂），能将活性氧转变为活性较低的物质，机体因此受到保护。

人们利用羟胺（NH2OH）氧化的方法可以检测其生物系统中O－2含量，原理是O－2与羟胺反应生成NO－2和一种过氧化物。

NO－2在对氨基苯磺酸和α—萘胺作用下，生成粉红的偶氮染料，该染料在λ＝530nm处有显著吸收，且其吸收值与c(NO－2)成正比，从而可计算出样品中的O－2含量。

某实验室用以上方法处理后测得溶液中c(NO－2) ＝×10-3 mol∙L-1。

（1）请根据测定原理写出有关反应的离子方程式：____________________；（2）计算该样品中c(O－2) ＝_________________________________；（3）如用羟胺氧化法测定O2- 时，将其生成的过氧化物作为检测物，若选用氧化还原法进行定量分析（KMnO4或K2Cr2O7，任选一种即可）①请写出其测定原理的反应方程式：_____________________________；②测定所用的主要玻璃仪器为__________________，通过观察________________的现象可确定测定反应是否进行完全。

（4）NO－2既有氧化性，又有还原性。

NaNO2大量进入血液时，能将血红蛋白中的Fe2+氧化成Fe3+，正常的血红蛋白转化为高价铁血红蛋白，失去携氧功能，引起中毒，甚至死亡。

下列各组试剂不能检验NO－2的是A .FeCl2 KSCN B. KMnO4 H2SO4C .AgNO3 HNO3D .KI淀粉（5）某研究性学习小组，为研究光化学烟雾消长规律，在一烟雾实验箱中，测得烟雾的主要成分为RH(烃)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2)，各种物质的相对浓度随时间的消失，记录于下图，根据图中数据，下列推论，最不合理的是A．NO的消失的速率比RH快B．NO生成NO2C．RH及NO2可以生成PAN及O3D．O3生成PAN 2.连二次硝酸（H2N2O2）是一种二元酸，可用于制N2O气体．（1）连二次硝酸中氮元素的化合价为．（2）常温下，用∙L﹣1的溶液NaOH滴定∙L﹣1H2N2O2溶液，测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示．①写出H2N2O2在水溶液中的电离方程式：．②c点时溶液中各离子浓度由大到小的顺序为．③b点时溶液中c（H2N2O2）（填“＞”“＜”或“=”，下同）c（N2O22﹣）．④a点时溶液中c（Na+）c（HN2O2﹣）+C（N2O22﹣）．（3）硝酸银溶液和连二次硝酸钠溶液混合，可以得到黄色的连二次硝酸银沉淀，向该分散系中滴加硫酸钠溶液，当白色沉淀和黄色沉淀共存时，分散系中= ．[已知K sp（Ag2N2O2）=×10﹣9，K sp（Ag2SO4）=×10﹣5]．具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小．请回答下列问题：（1）FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，钢铁除了与H+作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）（2）为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3，其离子方程式为若酸性FeCl2废液中c（Fe2+）=×10﹣2mol∙L﹣1，c（Fe3+）=×10﹣3mol∙L﹣1，c（Cl﹣）=×10﹣2mol∙L﹣1，则该溶液的pH约为．（3）通过控制条件，水解产物聚合，生成聚合氯化铁，离子方程式为：xFe3++yH2O⇌Fe x（OH）y（3x﹣y）++yH+欲使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁，可采用的方法是（填字母代号）．a．降温 b．加水稀释 c．加入NH4Cl d．加入NaHCO3请结合平衡移动原理解释采用这种方法的原因：．（4）84消毒液不能用于消毒钢铁（含Fe、C）制品，易发生电化学腐蚀，可使钢铁制品表面生成红褐色沉淀．84消毒液的主要成分可用氯气与氢氧化钠溶液反应得到，其离子方程式为．若所得溶液pH＞12，则下列说法不合理的是（填字母序号）．a．84消毒液具有强氧化性消毒液中加醋酸可增强其漂白效果消毒液中离子浓度关系c（Na+）=c（ClO﹣）+c（Cl﹣）消毒液浸泡衣物，置于空气中漂白效果会更好．4.雾霾天气对环境影响很大．其中SO2是造成空气污染的主要原因，利用钠碱循环法可除去SO2．（1）室温下，吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO32─）：n（HSO3─）变化关系如下表：n（SO32─）：n（HSO3─）91：91：11：91pHc（H+）/mol∙L─1×10─9×10─8×10─7①由表判断NaHSO3溶液显性，从原理的角度解释其原因．②在NaHSO3溶液中离子浓度关系不正确的是（填序号）．A．c（Na+）=2c（SO32─）+c（HSO3─）B．c（Na+）＞c（HSO3─）＞c（H+）＞c（SO32─）＞c（OH─）C．c（H2SO3）+c（H+）=c（SO32─）+c（OH─）D．c（Na+）+c（H+）=2c（SO32﹣）+c（HSO3─）+c（OH─）③计算室温下HSO3─H++SO32─的电离平衡常数K= （保留2位有效数字）．（2）NaHSO3溶液在不同的温度下均可被过量的KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，将浓度均为∙L﹣1的NaHSO3溶液（含少量淀粉）和 KIO3（过量）酸性溶液混合，记录溶液变蓝时间，实验结果如图．①由图可知，溶液变蓝的时间随温度的变化趋势是．40℃之后，淀粉用作该实验的指示剂（填“适宜”或“不适宜”），原因是：．②b点和c点对应的反应速率的大小关系是ν （b）ν （c）（填“＞”、“＜”或“﹦”）．5.水是重要的自然资源，与人类的发展密切相关。

（1）25℃时，水能按下列方式电离：H2O＋H2O H3O＋＋OH－ K1＝×10－14OH－＋H2O H3O＋＋O2－ K2＝×10－36水中c(O2－) ＝mol·L－1（填数值）。

2）水广泛应用于化学反应。

将干燥的碘粉与铝粉混合未见反应，滴加一滴水后升起紫色的碘蒸气，最后得到白色固体。

有关该实验的解释合理的是。

A．加水使碘和铝粉形成溶液 B．水作氧化剂C．碘粉与铝粉反应是放热反应 D．水作催化剂（3）铁酸铜（CuFe2O4）是很有前景的热化学循环分解水制氢的材料。

ⅰ.某课外小组制备铁酸铜（CuFe2O4）的流程如下：搅拌Ⅰ所得溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2的物质的量浓度分别为mol·L－1、mol·L－1。

①搅拌Ⅰ所得溶液中Fe元素的存在形式有Fe3＋和（填化学式）。

②搅拌Ⅱ要跟踪操作过程的pH变化。

在滴加KOH溶液至pH＝4的过程中（假设溶液体积不变），小组同学绘制溶液中c(Fe3＋)、c(Cu2＋)随pH变化的曲线如下图，其中正确的是（用“A”、“B”填空）。

（已知：K sp[Fe(OH)3]＝×10－39、K sp[Cu(OH)2]＝×10－20）③操作Ⅲ为、。

ⅱ.在热化学循环分解水制氢的过程中，铁酸铜（CuFe2O4）先要煅烧成氧缺位体（CuFe2O4－a），氧缺位值（a）越大，活性越高，制氢越容易。

④氧缺位体与水反应制氢的化学方程式为。

⑤课外小组将铁酸铜样品在N2的气氛中充分煅烧，得氧缺位体的质量为原质量的%，则氧缺位值（a）＝。

6.（一）（6分）下列叙述正确的是（）A．合成氨的“造气”阶段会产生废气B．电镀的酸性废液用碱中和后就可以排放C．电解制铝的过程中，作为阳极材料的无烟煤不会消耗D．使用煤炭转化的管道煤气比直接燃煤可减少环境污染（二）工业生产Na2S常用方法是无水芒硝(Na2SO4)一碳还原法，其流程示意图如下：（1）若煅烧阶段所得气体为等物质的量的CO和CO2。

写出煅烧时发生的总反应方程式：（2）用碱液浸出产品比用热水更好，理由是。

（3）废水中汞常用硫化钠除去，汞的除去率与溶液pH和硫化钠实际用量与理论用量比值x的关系如图所示。

为使除汞达到最佳效果，应控制条件是。

（4）取Na2S(含少量NaOH)，加入到CuSO4溶液中，充分搅拌，若反应后溶液pH＝4，此时溶液中c(S2－)＝ mol·L－1。

[已知：CuS的K sp＝×10－36；Cu(OH)2的K sp＝×10－20(保留2位有效数字)]。

（5）纳米Cu2O常用电解法制备，制备过程用铜棒和石墨棒做电极，Cu(NO3)2做电解液。

电解生成Cu2O 应在；该电极pH将 (填“升高”“不变”或“降低”)，用电极方程式解释pH发生变化的原因。

7.(骐骥班)（1）25℃时，在L的氨水中逐滴加入同浓度的盐酸（不计两者的挥发性），回答下列问题：①当溶液pH＝7时，溶液中c（NH4＋）c（Cl－）（用“＜”、“＞”、“＝”填空，下同）；②当盐酸和氨水溶液恰好中和时，溶液中c（H＋）c（OH－）；（2）某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路。

某实验小组的同学对该厂生产的印刷电路后所得的废液进行了分析：取50mL废液，向其中加入足量的稀硝酸，生成；另取50mL废液，向其中加入足量的AgNO3溶液，析出沉淀。

请回答以下问题：①该厂原来使用的FeCl3溶液中溶质的物质的量浓度为____________(反应前后溶液的体积变化忽略不计)；②废液中各金属阳离子的物质的量浓度之比为C（Fe3+）：C（Fe2+）：C（Cu2+）=__________；③另取50mL废液，加入一定量铁屑，充分反应后有铜析出，则所得溶液中Fe2＋的物质的量范围是。

电离平衡限训一答案1. ⑴ NH2OH ＋ 2O2-＋ H＋＝ NO2—＋ H2O2＋ H2O（2分）⑵ ×10-3mol·L—1（2分）⑶ 2MnO4-＋5H2O2＋6H＋＝2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O（2分）（或Cr2O72-＋3H2O2＋ 8H＋＝2Cr3＋＋3O2↑＋7H2O）酸式滴定管、锥形瓶（2分）锥形瓶中溶液的紫红色(或橙黄色)是否褪去（2分）(4)C（2分）(5)D（2分）2.（1）+1；（2）①H2N2O2⇌HN2O2﹣+H+；②c（Na+））＞c（N2O22﹣）＞c（OH﹣）＞c（HN2O2﹣）＞c（H+）；③＞；④＞；（3）×10﹣4．【解答】（1）H2N2O2分子中H的化合价为+1，O元素的化合价为﹣2，设N元素的化合价为x，根据总化合价之和为0可知：2x+（+1）×2+（﹣2）×2=0，解得：x=1，即N元素的化合价为+1，故答案为：+1；（2）①根据图象可知，氢氧化钠溶液体积为0时，L的H2N2O2溶液的pH=，说明H2N2O2为二元弱酸，二元弱酸只要以第一步电离为主，则其电离方程式为：H2N2O2⇌HN202﹣+H+，故答案为：H2N2O2⇌HN202﹣+H+；②c点滴入20mL相同浓度的NaOH溶液，反应后溶质为Na2N2O2，HN202﹣部分水解，溶液呈碱性，则：c（OH ﹣）＞c（H+），由于溶液中氢氧根离子还来自水的电离及HN202﹣的水解，则c（OH﹣）＞c（HN202﹣），溶液中离子浓度大小为：c（Na+））＞c（N2022﹣）＞c（OH﹣）＞c（HN202﹣）＞c（H+），故答案为：c（Na+））＞c（N2022﹣）＞c（OH﹣）＞c（HN202﹣）＞c（H+）；③c点溶质为NaHN202，溶液的pH＜，说明溶液显示碱性，则HN202﹣的水解程度大于其电离程度，所以c （H2N2O2）＞c（N2O22﹣），故答案为：＞；④根据图象可知，a点时溶液的pH=7，溶液呈中性，则c（OH﹣）=c（H+），根据电荷守恒可知c（Na+）=c （HN202﹣）+2c（N2O22﹣），所以c（Na+）＞c（HN202﹣）+2c（N2O22﹣），故答案为：＞；（3）当两种沉淀共存时，===×10﹣4，故答案为：×10﹣4．3.（1）2Fe3++Fe=3Fe2+；（2）ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O；2；（3）d；加碳酸氢钠，H++HCO3﹣═CO2+H2O 使H+浓度降低，平衡正向移动，生成聚合氯化铁；（4）Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+H2O；c；【解答】（1）钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子，离子方程式是：2Fe3++Fe=3Fe2+，故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+；（2）氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，则反应物中有氢离子参加，则生成物中有水生成，Cl元素的化合价从+5价降低到﹣1价，得到6个电子，而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价，失去1个电子，根据得失电子守恒，则氯酸根离子的系数为1，Fe2+的系数为6，则铁离子的系数也是6，氯离子的系数是1，根据电荷守恒，则氢离子的系数是6，水的系数是3，配平后离子方程式为：ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O；根据电荷守恒：c（Cl﹣）=2c（Fe2+）+3c（Fe3+）+c（H+）（酸性溶液中OH﹣浓度很小，在这里可以忽略不计），则c（H+）=c（Cl﹣）﹣2c（Fe2+）﹣3c（Fe3+）=×10﹣2mol∙L﹣1，则溶液pH=﹣×10﹣2=2，故答案为：ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O；2；（3）控制条件使平衡正向移动，使平衡正向移动，因为水解为吸热反应，所以降温，平衡逆向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移动，但平衡降低；加入氯化铵，氯化铵溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，所以氢离子浓度降低，平衡正向移动，故答案为：d；加碳酸氢钠，H++HCO3﹣═CO2+H2O 使H+浓度降低，平衡正向移动，生成聚合氯化铁；（4）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为：Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+H2O；漂白液的主要成分为氯化钠和次氯酸钠，其中主要成分为次氯酸钠．a．84消毒液的主要成分为氯化钠和次氯酸钠，其中主要成分为次氯酸钠，具有强氧化性，故a正确；消毒液中加醋酸，可和次氯酸钠反应生成HClO，增强其漂白效果，故b正确；消毒液主要成分为氯化钠和次氯酸钠，根据电荷守恒可知离子浓度关系c（Na+）+c（H+）=c（ClO﹣）+c （Cl﹣）+c（OH﹣），而溶液显碱性，故有c（H+）＜c（OH﹣），则c（Na+）＞c（ClO﹣）+c（Cl﹣），故c错误；消毒液浸泡衣物，置于空气中后，NaClO会和空气中的二氧化碳反应生成HClO，漂白效果会更好，故d 正确．故答案为：Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+H2O；c；4.（1）①酸；在NaHSO3溶液中HSO3﹣存在HSO3﹣H++SO32﹣和HSO3﹣+H2O H2SO3+OH﹣两种平衡，HSO3﹣的电离程度大于其水解程度，故溶液呈酸性；②A；③×10﹣8；（2）①40℃之前，温度越高，溶液变蓝所需时间越短；40℃之后，温度越高，溶液变蓝所需时间越长；不适宜；温度高于40℃时，碘与淀粉的显色反应灵敏度降低（或淀粉会糊化）；②＜．【解答】（1）①由表格中的数据可知，HSO3﹣越多，酸性越强，则电离生成氢离子，电离方程式为HSO3﹣H++SO32﹣，在NaHSO3溶液中HSO3﹣存在HSO3﹣H++SO32﹣和HSO3﹣+H2O H2SO3+OH﹣两种平衡，HSO3﹣的电离程度大于其水解程度，故溶液呈酸性；故答案为：酸；在NaHSO3溶液中HSO3﹣存在HSO3﹣H++SO32﹣和HSO3﹣+H2O H2SO3+OH﹣两种平衡，HSO3﹣的电离程度大于其水解程度，故溶液呈酸性；②在NaHSO3溶液中，电离程度大于水解程度，溶液显酸性，A．由物料守恒可知，c（Na+）=c（SO32﹣）+c（HSO3﹣）+c（H2SO3），故A错误；B．在NaHSO3溶液中，电离程度大于水解程度，溶液显酸性，则离子浓度为c（Na+）＞c（HSO3﹣）＞c（H+）＞c（SO32﹣）＞c（OH﹣），故B正确；C．根据质子守恒，c（H2SO3）+c（H+）═c（SO32﹣）+c（OH﹣），故C正确；D．根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=2c（SO32﹣）+c（（HSO3﹣）+c（OH﹣），故D正确；故答案为：A；③根据HSO3﹣H++SO32﹣，可知Ka=，已知n（SO32﹣）：n（HSO3﹣）=1：1，c （H+）=×10﹣8，则Ka==×10﹣8；故答案为：×10﹣8；（2）①从图象中可以看出，40℃以前，温度越高，反应速度越快，40℃后温度越高，变色时间越长，反应越慢，而55℃，未变蓝，说明没有生成I2；温度太高，碘与淀粉的显色反应灵敏度降低（或淀粉会糊化），所以40℃之后，淀粉不能用作该实验的指示剂；故答案为：40℃之前，温度越高，溶液变蓝所需时间越短；40℃之后，温度越高，溶液变蓝所需时间越长；不适宜；温度高于40℃时，碘与淀粉的显色反应灵敏度降低（或淀粉会糊化）；②温度越高反应速率越快，c点的温度高，所以c点的反应速率大，即ν （b）＜ν （c）；故答案为：＜．【点评】本题考查了弱电解质的电离和盐的水解、化学反应速率的影响因素等，综合性较强，涉及到弱电解质的电离、离子浓度大小的比较、化学反应速率的影响因素等知识点，题目难度较大，需要注意的是比较溶液中各种离子浓度相对大小时要结合电荷守恒和物料守恒分析解答．答案及解析：5.（1）×10－36mol·L－1（2分）（2）C、D （2分）（3）① Fe(OH)3（1分）② B （2分）③洗涤、干燥（2分）④ CuFe2O4－a＋aH2O＝CuFe2O4＋aH2↑ （2分）⑤ （2分）6.【答案】（一）AD（二）(1)3Na2SO4＋8C3Na2S＋4CO2↑＋4CO↑(2)热水能促进Na2S水解，而稀碱可抑制Na2S水解(3)pH介于9～10之间，x＝12 (4)×10－36 mol/L(5)阴极降低 2Cu2＋＋2e－＋H2O===Cu2O↓＋2H＋制备硫化钠晶体的流程为：无水芒硝（Na2SO4）与碳在高温煅烧反应：3Na2SO4+8C==3Na2S+4CO2↑+4CO↑，由于硫离子水解，则用稀碱溶液浸泡煅烧产物得硫化钠溶液，通过精制获得硫化钠晶体。