人教版高中化学选修四第三章 水溶液中的离子平衡.docx

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化学人教选修 4 第三章 水溶液中的离子平衡
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(时间：60分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。

每小题只有一个正确选项)
1．有关常温下pH 均为3的醋酸和硫酸的说法正确的是( )
A ．两种溶液中，由水电离出的氢离子浓度均为1×10
－11 mol ·L －1
B ．分别加水稀释100倍后，两种溶液的pH 仍相同
C ．醋酸中的c (CH 3COO －)和硫酸中的c (SO 2－4)相等
D ．分别加入足量锌片，两种溶液生成H 2的体积相同
2．将浓度为0.1 mol ·L －1 HF 溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是( )
A ．c (H ＋)
B ．K a (HF)
C ．c (F －)c (H ＋)
D ．c (H ＋)c (HF)
3．已知某酸H 2B 在水溶液中存在下列关系：
①H 2B H ＋＋HB －，②HB －H ＋＋B 2－。

关于该酸对应的酸式盐NaHB 的溶液，下列说法中一定正确的是( )
A ．NaH
B 属于弱电解质
B ．溶液中的离子浓度c (Na ＋)＞c (HB －)＞c (H ＋)＞c (OH －)
C ．c (Na ＋)＝c (HB －)＋c (B 2－)＋c (H 2B)
D ．NaHB 和NaOH 溶液反应的离子方程式为H ＋＋OH －===H 2O
4．常温下，下列溶液中的微粒浓度关系正确的是( )
A ．新制氯水中加入固体NaOH ：c (Na ＋)＝c (Cl －)＋c (ClO －)＋c (OH －)
B ．pH ＝8.3的NaHCO 3溶液：c (Na ＋)＞c (HCO －3)＞c (CO 2－3)＞c (H 2CO 3)
C ．pH ＝11的氨水与pH ＝3的盐酸等体积混合：c (Cl －)＝c (NH ＋4)＞c (OH －)＝c (H ＋)
D ．0.2 mol ·L －1 CH 3COOH 溶液与0.1 mol ·L －1 NaOH 溶液等体积混合：2c (H ＋)－2c (OH －)＝c (CH 3COO －
)－c (CH 3COOH)
5．室温下，将1.000 mol ·L －1盐酸滴入20.00 mL 1.000 mol ·L －1氨水中，溶液pH 和
温度随加入盐酸体积变化曲线如下图所示。

下列有关说法正确的是( )
A．a点由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－14 mol·L－1
B．b点：c(NH＋4)＋c(NH3·H2O)＝c(Cl－)
C．c点：c(Cl－)＝c(NH＋4)
D．d点后，溶液温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热
6．在由水电离出的c(OH－)＝1×10－13mol·L－1的溶液中，能大量共存的离子组是( ) A．Fe2＋Na＋NO－3Cl－
B．Ba2＋Na＋NO－3Cl－
C．SO2－4SO2－3NH＋4Na＋
D．Mg2＋Na＋Br－ClO－
7．温度相同，浓度均为0.2 mol·L－1的①(NH4)2SO4，②NaNO3，③NH4HSO4，④NH4NO3，⑤CH3COONa溶液，它们的pH由小到大的排列顺序是( )
A．③①④②⑤ B．①③⑤④②
C．③②①⑤④ D．⑤②④①③
8．下列说法正确的是( )
A．常温下，将pH＝3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后，溶液的pH＝4
B．为确定某酸H2A是强酸还是弱酸，可测NaHA溶液的pH。

若pH＞7，则H2A是弱酸；若pH＜7，则H2A是强酸
C．用0.200 0 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合液(混合液中两种酸的浓度均约为0.1 mol·L－1)，至中性时，溶液中的酸未被完全中和
D．相同温度下，将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水、②0.1 mol·L－1盐酸、③0.1 mol·L－1氯化镁溶液、④0.1 mol·L－1硝酸银溶液中，Ag＋浓度：①＞④＝②＞③
二、非选择题(本题共4小题，共52分)
9．(10分)下图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01 mol·L－1CH3COONa溶液，并分别放置在盛有水的烧杯中，然后向烧杯①中加入生石灰，向烧杯③中加入NH4NO3晶体，烧杯②中不加任何物质。

(1)含酚酞的0.01 mol·L－1CH3COONa溶液显浅红色的原因为______________________。

(2)实验过程中发现烧瓶①中溶液红色变深，烧瓶③中溶液红色变浅，则下列叙述正确的是________。

A．水解反应为放热反应
B．水解反应为吸热反应
C．NH4NO3溶于水时放出热量
D．NH4NO3溶于水时吸收热量
(3)向0.01 mol·L－1 CH3COONa溶液中分别加入少量浓盐酸、NaOH固体、Na2CO3固体、FeSO4固体，使CH3COO－水解平衡移动的方向分别为________、__________、__________、__________(填“左”“右”或“不移动”)。

10．(16分)铁、铜单质及其化合物应用范围很广。

现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)，为制取纯净的CuCl2·2H2O，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行提纯：
已知Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见下表：
Fe3＋Fe2＋Cu2＋
氢氧化物开始沉淀时的pH 1.9 7.0 4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH 3.2 9.0 6.7
请回答下列问题：
(1)加入氧化剂的目的是__________________。

(2)最适合作氧化剂X的是__________。

A．K2Cr2O7 B．NaClO
C．H2O2 D．KMnO4
(3)加入的物质Y是__________。

(4)若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的？________(填“能”或“不能”)。

若不能，试解释原因____________________。

(5)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体？________(填“能”或“不能”)。

若能，不用回答；若不能，回答该如何操作？____________________。

(6)若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是__________________________________。

11．(10分)以下是25 ℃时几种难溶电解质的溶解度：
难溶电解质Mg(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3
溶解度/g 9×10－4 1.7×10－6 1.5×10－4 3.0×10－9在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子。

例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可。

请回答下列问题：
(1)上述三种除杂方案都能够达到很好的效果，Fe3＋、Fe2＋都被转化为________(填化学式)而除去。

(2)①中加入的试剂应该选择________为宜，其原因是___________________________。

(3)②中除去Fe3＋所发生的总反应的离子方程式为________________________________。

(4)下列与方案③相关的叙述中，正确的是____(填字母)。

A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质，不产生污染
B．将Fe2＋氧化为Fe3＋的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C．调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．Cu2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中
E．在pH＞4的溶液中Fe3＋一定不能大量存在
12．(2012·大纲全国，29)(16分)氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。

为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按下图所示步骤进行操作。

回答下列问题：
(1)起始滤液的pH__________7(填“大于”“小于”或“等于”)，其原因是______________；
(2)试剂Ⅰ的化学式为__________，①中发生反应的离子方程式为__________________；
(3)试剂Ⅱ的化学式为_________，②中加入试剂Ⅱ的目的是_____________________；
(4)试剂Ⅲ的名称是__________，③中发生反应的离子方程式为___________________；
(5)某同学称取提纯的产品0. 775 9 g，溶解后定容在100 mL容量瓶中，每次取25.00 mL溶液，用0.100 0 mol·L－1的硝酸银标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.62 mL，该产品的纯度为__________。

(列式并计算结果)
参考答案
1.答案：A 解析：酸溶液中氢氧根离子全部来自于水的电离，氢离子浓度相同的情况下，氢氧根离子浓度也相同，则由水电离出的氢离子浓度也相同。

2.答案：D 解析：HF 溶液加水稀释，平衡向右移动，所以c (H ＋)c (HF)
增大，D 项正确。

3.答案：C 解析：NaHB 属于强电解质，A 项错；由于HB －的电离程度和水解程度大小未知，所以NaHB 溶液的酸碱性不确定，B 项错；C 项表达的是物料守恒，正确；由于HB －只有部分电离，所以写离子方程式时不能拆写为H ＋，D 项错。

4.答案：D 解析：A 项，新制的氯水中，结合电荷守恒有：c (H ＋)＋c (Na ＋)＝c (Cl －)＋c (ClO －)＋c (OH －)，A 项错误；B 项，NaHCO 3===Na ＋＋HCO －3，HCO －3
H ＋＋CO 2－3、HCO －3＋H 2O H 2CO 3＋OH －，溶液pH ＝8.3，说明HCO －3的水解程度大于其电离程度，水解产生的
H 2CO 3多于电离产生的CO 2－3，错误；C 项，pH ＝11的氨水与pH ＝3的盐酸等体积混合，氨水
过量，溶液显碱性，错误；D 项，0.2 mol ·L －1 CH 3COOH 溶液与0.1 mol ·L －1 NaOH 溶液等体积混合，即CH 3COOH 与NaOH 以物质的量之比为2∶1混合，根据物料守恒：c (CH 3COO －)＋c (CH 3COOH)＝2c (Na ＋)，电荷守恒：c (H ＋)＋c (Na ＋)＝c (CH 3COO －)＋c (OH －)，两式叠加，可得D 项正确。

5.答案：C 解析：A 项，氨水中存在NH 3·H 2O
NH ＋4＋OH －的电离平衡，a 点溶液pH 在7～14之间，呈碱性，由水电离出的c (H ＋)＞1.0×10－14 mol ·L －1
，故错误；B 项是盐酸和氨水恰好反应时的物料守恒等式，但由图知b 点时氨水过量，没有恰好完全反应，故错误；C 项，因为c (Cl －)＋c (OH －)＝c (NH ＋4)＋c (H ＋)，当pH ＝7时，c (OH －)＝c (H ＋)，所以c (Cl －)＝c (NH ＋
4)，故正确；D 项，d 点后温度下降的原因是低温溶液的介入，此时反应已进行完全。

6.答案：B 解析：由水电离出的c (OH －)＝1×10
－13 mol ·L －1，说明溶液可能为强酸或强碱溶液。

Fe 2＋在强酸环境中与NO －3发生氧化还原反应，在强碱溶液中与OH －反应；SO 2－3、ClO －在强酸溶液中不能大量存在；NH ＋4、Mg 2＋
在强碱溶液中不能大量存在。

7.答案：A 解析：首先根据盐类水解规律将其按酸碱性分组，呈酸性的是①③④，呈中性的是②，呈碱性的是⑤。

在呈酸性的①③④中，NH 4HSO 4中的HSO －4电离出H ＋，其溶液的酸性最强，其pH 最小，(NH 4)2SO 4溶液中的NH ＋4浓度大于NH 4NO 3溶液中的NH ＋4浓度，其达到水解平衡时，(NH 4)2SO 4溶液中的H ＋浓度大于NH 4NO 3溶液中的H ＋浓度。

CH 3COONa 溶液呈碱性，pH 最大，综上所述，其pH 由小到大的排列顺序是③①④②⑤。

8.答案：C 解析：醋酸溶液中存在CH 3COOH CH 3COO －＋H ＋，加水稀释时，电离平衡向右移动，故将pH ＝3的醋酸溶液稀释10倍，其pH 小于4，但大于3，A 项不正确；若H 2A 是弱酸，则HA －在溶液中存在两个平衡：HA
－H ＋＋A 2－(电离平衡)，HA －＋H 2O H 2A ＋OH －(水解平衡)，电离程度和水解程度的相对大小决定了溶液的酸碱性，如
NaHCO 3溶液显碱性，NaHSO 3溶液显酸性，故B 项不正确；完全中和时，生成正盐NaCl 和CH 3COONa ，由于CH 3COO －的水解而使溶液显碱性，故溶液呈中性时酸未被完全中和，C 项正确；氯化银的溶度积常数表达式为K sp ＝c (Ag ＋)·c (Cl －)，c (Cl －)越大，c (Ag ＋)越小，故Ag ＋浓度大小顺序应为：④＞①＞②＞③，D 项不正确。

9.答案：(1)CH 3COO －＋H 2O
CH 3COOH ＋OH －，使溶液显碱性 (2)BD
(3)右 左 左 右
解析：(1)CH 3COONa 中CH 3COO －水解使溶液显碱性，酚酞试液遇碱显红色。

(2)生石灰与水剧烈反应且放出大量热，根据烧杯①中溶液红色变深，判断水解平衡向右移动，说明水解反应是吸热反应，同时烧杯③中溶液红色变浅，则NH 4NO 3溶于水时吸收热量。

(3)酸促进CH 3COO －的水解；碱抑制CH 3COO －的水解；与CH 3COO －带同种电荷，水解都呈碱性相互抑制；Fe 2＋水解呈酸性、CH 3COO －水解呈碱性，相互促进。

10.答案：(1)将Fe 2＋氧化成Fe 3＋，便于生成沉淀与Cu 2＋分离
(2)C
(3)CuO[Cu(OH)2、CuCO 3、Cu 2(OH)2CO 3也可以]
(4)不能 加碱使Fe 3＋沉淀的同时也能使Cu 2＋沉淀
(5)不能 应在HCl 气流中加热蒸发结晶
(6)碳酸钙溶解，产生气泡和红褐色沉淀
11.答案：(1)Fe(OH)3
(2)氨水 不会引入新的杂质
(3)2Fe 3＋＋3Mg(OH)2===3Mg 2＋＋2Fe(OH)3
(4)ACDE
解析：①中加入氨水，利用沉淀的生成，将Fe 3＋转化为Fe(OH)3沉淀；②中加入氢氧化镁，利用沉淀的转化，将Fe 3＋转化为Fe(OH)3沉淀；③中先加入H 2O 2，将Fe 2＋氧化成Fe 3＋，然后调节溶液pH ，使Fe 3＋转化为Fe(OH)3沉淀。

12.答案：(1)大于 强碱弱酸盐K 2CO 3水解，使体系呈碱性
(2)BaCl 2 Ba 2＋＋SO 2－4===BaSO 4↓、Ba 2＋＋CO 2－3===BaCO 3↓
(3)K 2CO 3 除去A 中的Ba 2＋
(4)盐酸 2H ＋＋CO 2－3===H 2O ＋CO 2↑ (5)25.62×10－3 L ×0.100 0 mol ·L －1×74.5 g ·mol －1×100.0 mL 25.00 mL 0.775 9 g
×100%≈98.40% 解析：(1)溶液中含有KCl 、K 2CO 3和K 2SO 4，CO 2－3水解，CO 2－3＋H 2O
HCO －3＋OH －使溶液显碱性。

欲除去CO 2－3和SO 2－
4可向溶液中加入足量BaCl 2溶液，过滤，得滤液A 含KCl 和少量BaCl 2，
向A 中加足量K 2CO 3溶液，以除去Ba 2＋
，过滤得滤液D ，D 溶液中含有KCl 和少量K 2CO 3，再向D 中加稍过量的盐酸，得溶液E ，蒸发结晶，得KCl 晶体。

(2)试剂Ⅰ为BaCl 2，①中离子方程式为：Ba 2＋＋SO 2－4===BaSO 4↓、Ba 2＋＋CO 2－3===BaCO 3↓。

(3)试剂Ⅱ为K 2CO 3，②中加入试剂Ⅱ的目的是除去①中引入的Ba 2＋，且引入的CO 2－3易除去。

(4)试剂Ⅲ为盐酸，③中离子反应为2H ＋＋CO 2－3===H 2O ＋CO 2↑。

(5)25.62×10－3 L ×0.100 0 mol ·L －1×74.5 g ·mol －1×100.0 mL 25.00 mL 0.775 9 g ×100%≈98.40%。