高中化学第3章物质在水溶液中的行为第4节离子反应第2课时离子反应的应用作业1鲁科版选修4

第2课时 离子反应的应用
[基础达标]
1.Mg(OH)2在水中达到溶解平衡时，存在：Mg(OH)2(s) Mg 2＋(aq)＋2OH －(aq)，下列哪种情况，Mg(OH)2(s)的量减少( )
A ．加入MgCl 2溶液
B ．加入少量NaOH
C ．加入NH 4NO 3溶液
D ．加入K 2S 溶液
解析：选C 。

A 、B 项均可使平衡逆向移动，Mg(OH)2(s)的量增多；加入K 2S 溶液，S 2－水
解呈碱性，抑制Mg(OH)2固体溶解；加入NH 4NO 3，NH ＋4与OH －结合成NH 3·H 2O ，促进了Mg(OH)2(s)
溶解。

2.下列离子方程式正确的是( )
A ．钠与水反应：Na ＋2H 2O===Na ＋＋2OH －
＋H 2↑
B ．硅酸钠溶液与醋酸溶液混合：SiO 2－3＋2H ＋===H 2SiO 3↓
C ．0.01 mol/L NH 4Al(SO 4)2溶液与0.02 mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合：NH ＋4＋Al 3＋＋
2SO 2－4＋2Ba 2＋＋4OH －===2BaSO 4↓＋Al(OH)3↓＋NH 3·H 2O
D ．浓硝酸中加入过量铁粉并加热：Fe ＋3NO －3＋6H ＋=====△Fe 3＋＋3NO 2↑＋3H 2O 解析：选C 。

A 项电荷不守恒，错误；醋酸为弱电解质，不能拆成H ＋
，B 错误；过量Fe
粉反应时生成Fe 2＋，D 错误。

3.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A ．1.0 mol ·L －1 KNO 3溶液：H ＋、Fe 2＋、SCN －、SO 2－4
B ．pH ＝0的溶液：Al 3＋、Ag(NH 3)＋2、Cl －、SO 2－4
C ．[H ＋]/[OH －]＝10－10的溶液：K ＋、Ba 2＋、NO －3、Cl －
D ．[ClO －]＝1.0 mol·L －1的溶液：Na ＋、SO 2－3、S 2－、SO 2－4
解析：选C 。

A.发生反应：NO －3＋4H ＋＋3Fe 2＋===3Fe 3＋＋NO↑＋2H 2O ，Fe 3＋＋3SCN
－===Fe(SCN)3，故不能大量共存，错误。

B.pH ＝0的溶液是强酸性溶液，这时发生反应：Ag(NH 3)＋2
＋2H ＋===Ag ＋＋2NH ＋4；Cl －＋Ag ＋===AgCl ↓；2Ag ＋＋SO 2－4===Ag 2SO 4↓。

不能大量共存，错误。

C.在常温下，[H ＋]·[OH －]＝10－14，[H ＋]/[OH －]＝10－10解得[H ＋]＝10－13，即pH ＝13的溶液，
是碱性溶液，OH －与K ＋、Ba 2＋、NO －3、Cl －不能发生任何反应，能够大量共存，正确。

D.ClO
－有强氧化性，SO 2－3、S 2－有还原性，它们能够发生氧化还原反应，不能大量共存，错误。

4.下列说法正确的是( )
A ．有一澄清的碱性溶液，做离子鉴定时得出的结论是含有[Al(OH)4]－、Fe 3＋、HCO －3
B ．某固体加入热NaOH 溶液，生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则固体中一定含有NH ＋4
C ．固体NaOH 吸收了空气中的二氧化碳并溶于水后，则溶液中含较多的HCO －3
D ．某溶液中加入硝酸酸化的BaCl 2溶液出现白色沉淀，则该溶液中一定含有SO 2－4
解析：选B 。

A 项三种离子不能共存；C 项中氢氧化钠变质生成碳酸钠；D 项中加入硝酸
酸化的氯化钡溶液生成难溶于酸的沉淀，溶液中可能有SO 2－4、SO 2－3、HSO －3、Ag ＋中的至少一
种。

5.要证明某酸是弱酸，下列方法正确的是( )
A ．将串联一小灯泡的该酸溶液与串联一相同小灯泡的硫酸并联，接通电源后，若该溶液上的灯泡较暗，则说明该酸是弱酸
B．测定该酸的钠盐溶液常温下的pH，若pH＞7，则说明该酸是弱酸
C．用该酸的溶液与金属锌反应，产生气泡较慢，则说明该酸是弱酸
D．中和等体积等浓度的NaOH溶液消耗该酸的量大于硫酸，则说明该酸是弱酸
解析：选B。

A、C、D中均未说明该酸的浓度，无法判断酸的强弱。

B中酸形成的钠盐常温下pH＞7是碱性，说明该酸的钠盐是强碱弱酸盐，水解显碱性。

6.如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线，
下列叙述正确的是( )
A．盐酸的物质的量浓度为1 mol/L
B．P点时恰好完全中和，溶液呈中性
C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线
D．酚酞不能用做本实验的指示剂
解析：选B。

盐酸的物质的量浓度为1 mol/L时，pH应该等于0，A项错误；由图可知，盐酸与氢氧化钠溶液的浓度相等，都是0.1 mol/L，P点时盐酸与氢氧化钠溶液的体积相等，恰好完全中和，溶液呈中性，B项正确；曲线a对应的溶液起点的pH等于1，故曲线a是氢氧化钠溶液滴定盐酸的滴定曲线，C项错误；强酸和强碱的中和滴定，达到终点时溶液为中性，指示剂选择酚酞或甲基橙都可以，D项错误。

7.下列在指定溶液中的各组离子，能够大量共存的是( )
A．无色溶液中：HCO－3、Na＋、Cl－、OH－
B．pH＝11的溶液中：S2－、K＋、CO2－3、Cl－
C．pH＝1的溶液中：Fe2＋、NH＋4、Mg2＋、NO－3
D．水电离的[H＋]＝10－12 mol·L－1的溶液中：Fe3＋、SO2－4、K＋、SCN－
解析：选B。

A中HCO－3与OH－不能共存；C中Fe2＋与H＋、NO－3不能共存；D中Fe3＋与SCN －不能共存。

8.物质在水中可能存在电离平衡、盐的水解平衡和沉淀溶解平衡，它们都可看做化学平衡。

请根据所学的知识回答：
(1)A为0.1 mol·L－1的NH4Cl溶液，在该溶液中各种离子的浓度由大到小顺序为________________________________________________________________________。

(2)B为0.1 mol·L－1NaHCO3溶液，请分析NaHCO3溶液显碱性的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)C为FeCl3溶液，实验室中配制FeCl3溶液时常加入________以抑制其水解，若把B 与C溶液混合，将产生红褐色沉淀和无色气体，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)D为含有足量AgCl固体的饱和溶液，氯化银在水中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)
Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，在25 ℃时，氯化银的K
sp＝1.8×10
－10。

现将足量氯化银放入100 mL 0.2 mol·L－1 AgNO3溶液中，则氯离子的浓度为________mol·L－1。

解析：(1)NH4Cl溶液中NH＋4水解使溶液呈酸性；(2)NaHCO3溶液的电离程度小于其水解程度，故溶液显碱性；(3)抑制FeCl3水解常加入盐酸，Fe3＋与HCO－3可发生相互促进的水解
反应；(4)Ag＋浓度与溶液中的Cl－浓度有关，即[Ag＋][Cl－]＝K sp，[Cl－]＝K sp
[Ag＋]
＝9×10－10 mol·L－1。

答案：(1)[Cl－]＞[NH＋4]＞[H＋]＞[OH－]
(2)HCO－3的水解程度大于电离程度，溶液中[OH－]＞[H＋]，故溶液显碱性
(3)氯化氢(或HCl) Fe3＋＋3HCO－3===Fe(OH)3↓＋3CO2↑
(4)9×10－10
[能力提升]
9.下列说法正确的是( )
A．相同温度下，1 mol·L－1醋酸溶液与0.5 mol·L－1醋酸溶液中，[H＋]之比是2∶1 B．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，使混合液的pH＝7，此时混合液中[Na＋]＝[CH3COO－] C．pH＝3的盐酸和醋酸加水使溶液体积分别扩大100倍，pH仍相同
D．0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液中[NH＋4]＋[H＋]＝[Cl－]
解析：选B。

对一定浓度的弱酸溶液加水稀释时，由于在稀释的过程中，又电离出H＋，稀释的倍数比[H＋]的倍数小。

依据电荷守恒，判定B正确，D项右边漏掉[OH－]是错误的。

10.下列电解质溶液的有关叙述正确的是( )
A．同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后，溶液的pH＝7
B．在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，[Ba2＋]增大
C．含1 mol KOH的溶液与1 mol CO2完全反应后，溶液中[K＋]＝[HCO－3]
D．在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH，可使[Na＋]＝[CH3COO－]
解析：选D。

因为强酸与强碱的元数未知，故同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后，溶液的pH不一定等于7。

如同浓度、同体积的硫酸与NaOH溶液或盐酸与Ba(OH)2溶液混合后溶液的pH不等于7，A错；BaSO 4溶液中存在沉淀溶解平衡：BaSO4(s) Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)，加入Na2SO4固体，溶液中SO2－4浓度增大，平衡向逆反应方向移动，故Ba2＋浓度减小，B错；1 mol KOH与1 mol CO2完全反应恰好生成KHCO3，因为KHCO3溶液中的HCO－3存在电离平衡和水解平衡，所以K＋浓度应大于HCO－3浓度，C错；CH3COONa溶液中CH3COO－水解使溶液显碱性，加入适量的CH3COOH时，CH3COOH可以电离出H＋，当CH3COOH的电离程度与CH3COO
－]＋[OH－]，因为－的水解程度相同时，溶液显中性，根据电荷守恒：[Na＋]＋[H＋]＝[CH
3COO
[H＋]＝[OH－]，故[Na＋]＝[CH3COO－]，D正确。

11.如图是常温下向20.0 mL的盐酸中，逐滴加入0.10 mol·L－1NaOH溶液时，溶液的pH随NaOH溶液的体积V(mL)变化的曲线，根据图像所得的下列结论中正确的是( )
A．原盐酸的浓度为0.10 mol·L－1
B．x的值为2.0
C．pH＝12，V值为20.4
D．原盐酸的浓度为1.0 mol·L－1
解析：选A。

当V(NaOH)＝0时，盐酸溶液的pH＝1，因此[HCl]＝0.10 mol·L－1；当反应后溶液pH ＝7时，HCl与NaOH恰好完全反应，因此n(HCl)＝n(NaOH)。

故x＝V(NaOH)＝20.0 mL；当反应后溶液pH ＝12时，
V（NaOH）×0.10 mol·L－1－20.0 mL×0.10 mol·L－1
V（NaOH）＋20.0 mL
＝1×10－2 mol·L－1，解得V(NaOH)≈24.4 mL。

12.阅读下列实验内容，根据题目要求回答问题。

某学生为测定未知浓度的硫酸溶液，实验如下：用1.00 mL待测硫酸配制100 mL稀硫酸溶液；以0.14 mol·L－1的NaOH溶液滴定上述稀硫酸25.00 mL，滴定终点时消耗NaOH溶液 15.00 mL。

(1)该学生用标准0.14 mol·L－1NaOH溶液滴定稀硫酸的实验操作如下：
A．用酸式滴式管取稀硫酸25.00 mL，注入锥形瓶中，加入指示剂
B．用待测液润洗酸式滴定管
C．用蒸馏水洗干净滴定管
D．取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后，将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上2～3 cm处，再把碱式滴定管固定好，调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下E．检查滴定管是否漏水
F．另取锥形瓶，再重复操作一次
G．把锥形瓶放在滴定管下面，瓶下垫一张白纸，边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点，记下滴定管液面所在刻度
①滴定操作的正确顺序是______________(用序号填写)；
②该滴定操作中应选用的指示剂是________；
③在G操作中如何确定终点？
________________________________________________________________________。

(2)碱式滴定管用蒸馏水润洗后，未用标准液润洗导致滴定结果________(填“偏小”、“偏大”或“无影响”)。

(3)配制100 mL准确浓度的稀硫酸溶液，必须使用的主要仪器是________。

(4)如有1 mol·L－1和0.1 mol·L－1的NaOH溶液，应用________mol·L－1的NaOH溶液，原因是________________________________________________________________________。

(5)观察碱式滴定管读数时，若滴定前仰视，滴定后俯视，则结果会导致测得的稀硫酸溶液浓度测定值________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

解析：(1)中和滴定的步骤为检查―→洗涤―→润洗―→加液―→滴定，故顺序为ECDBAGF；指示剂可以使用酚酞；达到滴定终点时，滴入最后一滴，溶液由无色变为浅红色(或粉红色)，且半分钟内不退去。

(2)若滴定管没有用标准溶液润洗，相当于溶液被稀释，消耗的标准溶液体积偏大，从而使测定结果偏大。

(3)配制100 mL的溶液应选用100 mL的容量瓶。

(4)进行滴定时，所用标准溶液浓度越稀，误差就越小，故选用0.1 mol·L－1氢氧化钠溶液。

(5)当读数时，开始仰视，会使读数偏大，后来俯视，会使读数偏小，计算出的体积会偏小，从而使测定结果偏小。

答案：(1)ECDBAGF ②酚酞③滴入最后一滴NaOH溶液，溶液由无色变为浅红色(或粉红色)，且半分钟内不退去
(2)偏大(3)100 mL容量瓶
(4)0.1 溶液浓度越稀，误差就越小(5)偏小
13.下表1是常温下几种弱酸的电离常数(K a)，表2是常温下几种难(微)溶物的溶度积常数(K sp)。

表1
请回答下列问题：
(1)表1四种酸中，酸性最强的是________(用化学式表示)。

会使醋酸溶液中CH 3COOH 的电离程度增大，而电离常数不变的操作是________。

A ．升高温度
B ．加水稀释
C ．加少量的CH 3COONa 固体
D ．加少量冰醋酸
(2)常温下，相同物质的量浓度的表1中4种酸的钠盐pH 由大到小的顺序是________________________________________________________________________
(填钠盐的化学式)。

若将pH ＝3的CH 3COOH 溶液与pH ＝11的NaOH 溶液等体积混合，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是
________________________________________________________________________。

(3)①写出BaSO 4的溶度积常数表达式：K sp (BaSO 4)＝
________________。

②沉淀转化法制备BaCO 3，可用饱和Na 2CO 3溶液将BaSO 4转化为BaCO 3：BaSO 4(s)＋CO 2－3
(aq)===BaCO 3(s)＋SO 2－4(aq)。

现有足量的BaSO 4悬浊液，为使SO 2－4物质的量浓度达到0.1
mol·L －1以上，则溶液中CO 2－3物质的量浓度应＞________mol·L －1。

解析：(1)酸的电离常数越大，酸性越强；电离常数只与温度有关。

(2)酸越弱，其强碱盐的碱性越强；pH ＝3的CH 3COOH 溶液与pH ＝11的NaOH 溶液等体积
混合后，CH 3COOH 远远过量，溶液中的离子浓度大小顺序为[CH 3COO －]＞[Na ＋]＞[H ＋]＞[OH －]。

(3)为使SO 2－4物质的量浓度达到0.1 mol·L －1以上，[Ba 2＋]＜K sp (BaSO 4)/0.1 mol·L
－1＝1×10－9 mol ·L －1，[CO 2－3]＞K sp (BaCO 3)/1×10－9 mol ·L －1＝2.6 mol·L －1。

答案：(1)HNO 2 B
(2)NaCN ＞NaClO ＞CH 3COONa ＞NaNO 2
[CH 3COO －]＞[Na ＋]＞[H ＋]＞[OH －]
(3)①[Ba 2＋]·[SO 2－4] ②2.6
14.(2012·高考浙江卷)已知：I 2＋2S 2O 2
－3===S 4O 2－6＋2I －。

相关物质的溶度积常数见下表：
(1)某酸性CuCl 2溶液中含有少量的FeCl 3，为得到纯净的CuCl 2·2H 2O 晶体，加入
________，调至pH ＝4，使溶液中的Fe 3＋转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的[Fe 3＋]＝
________。

过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl 2·2H 2O 晶体。

(2)在空气中直接加热CuCl 2·2H 2O 晶体得不到纯的无水CuCl 2，原因是________________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。

由CuCl 2·2H 2O 晶体得到纯的无水CuCl 2的合理方法是________________________________________________________________________。

(3)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl 2·2H 2O 晶体的试样(不含能与I －发生反
应的氧化性杂质)的纯度，过程如下：取0.36 g 试样溶于水，加入过量KI 固体，充分反应，
生成白色沉淀。

用0.100 0 mol·L －1 Na 2S 2O 3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na 2S 2O 3
标准溶液20.00 mL 。

①可选用____________做滴定指示剂，滴定终点的现象是
________________________________________________________________________。

②CuCl 2溶液与KI 反应的离子方程式为________________________________。

③该试样中CuCl 2·2H 2O 的质量百分数为________。

解析：(1)除去酸性CuCl 2溶液中的少量FeCl 3，可加入Cu(OH)2或Cu 2(OH)2CO 3调节溶液
的pH ，使Fe 3＋先转化为沉淀析出。

pH ＝4时，[H ＋]＝10－4mol ·L －1，则[OH －
]＝1×10－1410－4 mol ·L －1＝1×10
－10mol ·L －1，此时[Fe 3＋]＝K sp [Fe （OH ）3][OH －]3＝ 2.6×10－39（1×10－10）3 mol ·L －1＝2.6×10－9mol ·L －1。

(2)CuCl 2易发生水解反应，在空气中直接加热CuCl 2·2H 2O ，发生反应：2CuCl 2·2H 2O=====
△Cu(OH)2·CuCl 2＋2HCl ＋2H 2O 。

为防止CuCl 2水解，可将CuCl 2·2H 2O 在干燥的HCl 气流中加热，失去结晶水得到无水CuCl 2。

(3)①“间接碘量法”测定含有CuCl 2·2H 2O 晶体试样的纯度的基本原理是CuCl 2氧化I －生成I 2，用Na 2S 2O 3标准溶液滴定生成的I 2，而淀粉溶液遇I 2显蓝色，故可用淀粉溶液做指示剂，达到滴定终点时，溶液由蓝色变成无色，且半分钟内溶液不恢复原来的颜色。

②CuCl 2与KI 发生氧化还原反应，离子方程式为2Cu 2＋＋4I －===2CuI ↓＋I 2。

③由题给信息可得关系式：2Cu 2＋～I 2～2S 2O 2－3，则有
n (CuCl 2·2H 2O)＝n (Cu 2＋)＝n (S 2O 2－3)＝0.100 0 mol·L
－1×20.00×10－3L ＝2.000×10－3mol ，m (CuCl 2·2H 2O)＝2.000×10－3mol ×171 g ·mol －1＝0.342 g 。

试样中CuCl 2·2H 2O 的质
量分数为0.342 g 0.36 g
×100%＝95%。

答案：(1)Cu(OH)2[或Cu 2(OH)2CO 3]
2．6×10－9 mol ·L －1
(2)2CuCl 2·2H 2O=====△Cu(OH)2·CuCl 2＋2HCl ＋2H 2O[主要产物写成Cu(OH)2、Cu(OH)Cl 、
CuO 均可]
在干燥的HCl 气流中加热脱水
(3)①淀粉溶液 蓝色退去，放置一定时间后不恢复
②2Cu 2＋＋4I －===2CuI ↓＋I 2 ③95%。