2014届高考化学(新课标)二轮复习钻石卷——高考专题训练水溶液中的离子平衡(含13年高考真题、模拟)

水溶液中的离子平衡
时间：45分钟 分值：100分
一、选择题(每小题5分，共50分)
1．(2013·佛山期末)下列叙述中正确的是( )
A ．物质的溶解过程，实质上就是其电离过程
B ．三氧化硫的水溶液能导电，所以三氧化硫是电解质
C ．1 L 0.1 mol·L －1的H 2SO 4溶液中含有0.2 mol H ＋
D ．1 L 0.1 mol·L －1的H 2SO 3溶液中含有0.2 mol H ＋
解析 非电解质溶解时不存在电离的过程，A 错误；三氧化硫本身不能电离出离子，SO 3是非电解质，B 错误；H 2SO 4是强电解质，能完全电离，而H 2SO 3是弱电解质，只能部分电离，C 正确，D 错误。

答案 C
2．(2013·新课标卷)室温时，M(OH)2(s)M 2＋(aq)＋2OH －(aq) K sp ＝a 。

c (M 2＋)＝b mol·L －1时，溶液的pH 等于( )
A.12lg ⎝ ⎛⎭
⎪⎫b a B.12lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫a b C ．14＋12lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫a b D ．14＋12lg ⎝ ⎛⎭
⎪⎫b a 解析 根据M(OH)2的K sp ＝c (M 2＋)·c 2(OH －)，则溶液中c (OH －)＝ K sp c (M 2＋)＝a b ，则pH ＝－lg c (H ＋)＝－lg(10－14÷a b )＝－(14－12
lg a b )＝14＋12
lg a b 。

答案 C
3．(2013·江苏卷)下列有关说法正确的是( )
A ．反应NH 3(g)＋HCl(g)===NH 4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH <0
B．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极
C．CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中c(CH3COOH)
c(CH3COO－)
的值减小
D．Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体，CO2－3水解程度减小，溶液的pH减小
解析A项反应的ΔS<0，在室温下反应能自发进行，根据ΔH－TΔS<0，则该反应的ΔH<0，A项正确；电解法精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，B项错误；醋酸溶液加水稀释时，电离程度增大，n(H＋)
增大，但c(H＋)减小，根据K＝c(CH3COO－)
c(CH3COOH)，得
c(CH3COOH)
c(CH3COO－)
＝
c(H＋)
K，
稀释过程中K不变，则c(CH3COOH)
c(CH3COO－)
减小，C项正确；Na2CO3溶液中
加入Ca(OH)2固体，溶液中c(CO2－3)减小，水解平衡逆向移动，水解程度减小，但溶液的pH增大，D项错误。

答案AC
4．(2013·天津卷)下列有关电解质溶液的说法正确的是()
A．在蒸馏水中滴加浓H2SO4，K W不变
B．CaCO3难溶于稀硫酸，也难溶于醋酸
C．在Na2S稀溶液中，c(H＋)＝c(OH－)－2c(H2S)－c(HS－)
D．NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同
解析浓硫酸溶于水会放出大量的热，使水的温度升高，所以K W 增大，A项错误；碳酸钙既可以和硫酸反应，也可以和醋酸反应，只不过在和硫酸反应时，生成的硫酸钙覆盖在碳酸钙表面，阻止了反应的进行，B项错误；根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(S2－)＋c(OH－)＋c(HS－)和物料守恒c(Na＋)＝2c(S2－)＋2c(H2S)＋2c(HS－)可得：c(H＋)
＝c(OH－)－2c(H2S)－c(HS－)，C项正确；氯化钠为强酸强碱盐，不影响水的电离，而醋酸铵是弱酸弱碱盐，促进水的电离，故两溶液中水的电离程度不同，D项错误。

答案 C
5．(2013·福建卷)室温下，对于0.10 mol·L－1的氨水，下列判断正确的是()
A．与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
B．加水稀释后，溶液中c(NH＋4)·c(OH－)变大
C．用HNO3溶液完全中和后，溶液不显中性
D．其溶液的pH＝13
解析氨水是弱碱，书写离子方程式时不能拆写，应为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4，A项错误；加水稀释虽然能促进氨水的电离，但c(NH＋4)和c(OH－)都减小，即c(NH＋4)·c(OH－)减小，B项错误；用硝酸完全中和后，生成硝酸铵，硝酸铵为强酸弱碱盐，其水解显酸性，C项正确；因为氨水为弱碱，部分电离，所以0.1 mol·L－1的溶液中c(OH－)远远小于0.1 mol·L－1，D项错误。

答案 C
6．(2013·武昌一模)在一定条件下，Na2CO3溶液中存在CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－平衡。

下列说法不正确的是()
A．稀释溶液，c(HCO－3)·c(OH－)
c(CO2－3)
增大
B．通入CO2，溶液pH减小C．升高温度，平衡常数增大
D．加入NaOH固体，c(HCO－3)
c(CO2－3)
减小
解析 由平衡常数表达式可得K ＝c (HCO －3)·c (OH －)c (CO 2－3)
，K 只随温度的变化而变化，所以稀释后达平衡，此值不变；B 选项中通入CO 2，会使溶液中OH －浓度减小，所以溶液的pH 也减小；C 选项中升高温度平衡向吸热方向移动，而盐的水解吸热，所以平衡常数增大；D 中
加入OH －时抑制CO 2－3水解，所以CO 2－3浓度增大，而HCO －3浓度减小，
所以c (HCO －
3)c (CO 2－3)
减小。

答案 A
7．(2013·江南十校联考)下列对于25 ℃时pH 为12的氨水，叙述正确的是( )
A ．由水电离出的c (OH －)＝1.0×10－2 mol·L －1
B ．c (NH ＋4)＋c (NH 3·
H 2O)＝1.0×10－12 mol·L －1 C ．与等体积、pH ＝2的盐酸混合后所得的溶液中：c (NH ＋
4)>c (OH
－)>c (Cl －)>c (H ＋)
D ．加入一定量pH ＝2的醋酸溶液混合后所得的溶液中：
c (CH 3COO －)＋c (OH －)＝c (NH ＋
4)＋c (H ＋)
解析 pH 为12的氨水中水电离出的c (OH －)＝c (H ＋)＝1.0×10－12 mol·L －1，A 错；由于没有给出氨水的浓度，所以无法得到B 项的结论；与pH ＝2的盐酸混合后生成NH 4Cl ，NH 3·H 2O 过量，溶液显碱性，有
c (NH ＋4
)>c (Cl －)>c (OH －)>c (H ＋)，C 错。

答案 D
8．(2013·淮安一调)常温下，下列有关醋酸溶液的叙述中不正确的是( )
A ．pH ＝5.6的CH 3COOH 与CH 3COONa 混合溶液中：c (Na ＋)< c (CH 3COO －)
B．浓度均为0.1 mol·L－1的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合后：c(CH3COO－)－c(CH3COOH)＝2[c(H＋)－c(OH－)] C．将pH＝a的醋酸稀释为pH＝a＋1的过程中，c(CH3COOH)/c(H ＋)不变
D．等体积pH＝a的醋酸与pH＝b的NaOH溶液恰好中和时，a ＋b＝14
解析A项，pH＝5.6的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中存在电荷守恒式：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，而c(H ＋)>c(OH－)，则c(Na＋)<c(CH3COO－)；B项，浓度均为0.1 mol·L－1的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合后，溶液中存在电荷守恒式：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，物料守恒式：c(CH3COO －)＋c(CH3COOH)＝2c(Na＋)，整理两式可得c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝2[c(H＋)－c(OH－)]；C项，一定温度下，醋酸的电离平
衡常数K a＝c(CH3COO－)·c(H＋)
c(CH3COOH)
是一个定值，加水稀释的过程中，
c(CH3COO－)减小，则c(CH3COOH)/c(H＋)也减小；D项，等体积pH ＝a的醋酸与pH＝b的NaOH溶液恰好中和，则醋酸与NaOH浓度相同，即c(CH3COOH)＝10－(14－b)mol·L－1，由于醋酸是弱电解质，则c(CH3COOH)>c(H＋)，即10－(14－b)mol·L－1>10－a mol·L－1，得a＋b>14。

答案CD
9．(2013·浙江卷)25 ℃时，用浓度为0.100 0 mol·L－1的NaOH溶液滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L－1的三种酸HX、HY、HZ，滴定曲线如图所示。

下列说法正确的是()
A．在相同温度下，同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序：HZ<HY<HX
B．根据滴定曲线，可得K a(HY)≈10－5
C．将上述HX、HY溶液等体积混合后，用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时：c(X－)>c(Y－)>c(OH－)>c(H＋)
D．HY与HZ混合，达到平衡时：c(H＋)＝K a(HY)·c(HY)
c(Y－)
＋c(Z－)
＋c(OH－)
解析A项，在相同温度下，同浓度的三种酸溶液的酸性：HX<HY<HZ，故导电能力：HX<HY<HZ，A项错误；B项，K a(HY)
＝c(H＋)·c(Y－)
c(HY)
≈10－5，B项正确；C项，反应后Y－的浓度应大于X－，
C项错误；分析可知，D项错误。

答案 B
10．(2013·江苏卷)一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

已知：pM＝－lg c(M)，p(CO2－3)＝－lg c(CO2－3)。

下列说法正确的是()
A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的K sp依次增大
B．a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2＋)＝c(CO2－3)
C．b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2＋)<c(CO2－3)
D．c点可表示MgCO3的不饱和溶液，且c(Mg2＋)<c(CO2－3)
解析pM、p(CO2－3)越大，则c(M)、c(CO2－3)越小，K sp越小，根据图示，可以判断MgCO3、CaCO3、MnCO3的K sp依次减小，A项错误；a点在MnCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为饱和溶液，且p(Mn2＋)＝p(CO2－3)，则c(Mn2＋)＝c(CO2－3)，B项正确；b点在CaCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为饱和溶液，p(Ca2＋)<p(CO2－3)，则c(Ca2＋)>c(CO2－3)，
C项错误；c点在MgCO3的沉淀溶解平衡曲线上方，c(Mg2＋)·c(CO2－3)<K sp(MgCO3)，为不饱和溶液，D项正确。

答案BD
二、填空题(共50分)
11．(6分)(2013·西城模拟)25 ℃时，下图烧杯中各盛有25 mL的溶液。

(1)甲溶液pH＝________。

(2)若将甲溶液全部倒入乙中，所得的混合溶液的pH________丙溶液的pH(填“>”、“<”或“＝”)。

(3)若将乙溶液全部倒入丙中，所得的混合溶液pH>7，所得溶液中离子浓度大小顺序是________________________________。

解析(1)根据pH的定义：pH＝－lg c(H＋)，盐酸为强酸，则pH ＝－lg c(H＋)＝－lg 0.100＝1。

(2)若将甲溶液全部倒入乙中，所得的混合溶液为NH4Cl溶液，但溶液的浓度小于0.100 mol/L，NH4Cl溶液水解呈酸性，溶液越稀，pH越大。

(3)混合后溶液中只含NH＋4、Cl－、H ＋、OH－四种离子，溶液pH>7，则c(OH－)>c(H＋)，再根据电荷守恒可知溶液中c(NH＋4)>c(Cl－)，即混合溶液中有c(NH＋4)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H ＋)。

答案(1)1(2)>(3)c(NH＋4)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)
12．(14分)(2013·辽宁师大附中月考)已知水在25 ℃和95 ℃时，
其电离平衡曲线如图所示。

(1)25 ℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”)，请说明理由____________，25 ℃时，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为________。

(2)95 ℃时，若100体积pH＝a的某强酸溶液与1体积pH＝b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则a与b之间应满足的关系是________。

(3)曲线A所对应的温度下，pH＝2的HCl溶液和pH＝11的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用α1、α2表示，则α1________α2(填“大于”、“小于”、“等于”或“无法确定”，下同)，若将二者等体积混合，则混合溶液的pH________7，判断的理由是__________________。

(4)在曲线B所对应的温度下，将0.02 mol/L的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合，所得混合液的pH＝________。

解析(1)25 ℃时，pH＝9的NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－5 mol/L，pH＝4的硫酸中c(H＋)＝1×10－4 mol/L，当二者恰好反应完时有1×10－5V(碱)＝1×10－4V(酸)，V(碱):V(酸)＝10:1。

(2)95 ℃时，K w＝1×10－12，pH＝a的强酸溶液中，c(H＋)＝1×10－a mol/L，pH＝b的强碱溶液中，c(OH－)＝10b－12mol/L,100×10－a＝1×10b－12,2－a＝b－12，a＋b＝14。

(3)由于盐酸中c(H＋)>碱BOH溶液中c(OH－)，结合水的电离方程式知二者对水电离程度的抑制能力前者较强，故α1小于α2。

若BOH 是强碱，等体积混合时酸过量，此时pH<7，若BOH是弱碱，则无法
确定碱与酸的物质的量的相对多少，故无法确定反应后溶液的pH。

(4)等体积混合时，溶液中Ba2＋反应完毕，但此时OH－消耗掉一半，故混合溶液中c(OH－)＝0.01 mol/L，c(H＋)＝1×10－10 mol/L，故pH＝10。

答案(1)A水电离需要吸热，温度越高K W越大10:1
(2)a＋b＝14
(3)小于无法确定若BOH是弱碱，无法确定酸碱的物质的量的相对多少
(4)10
13．(14分)(2013·南京联考)弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。

Ⅰ.已知H2A在水中存在以下平衡：H2A===H＋＋HA－，HA－H ＋＋A2－。

(1)常温下NaHA溶液的pH________(填序号)，原因是________。

A．大于7 B．小于7
C．等于7 D．无法确定
(2)某温度下，若向0.1 mol·L－1的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol·L －1 KOH溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的体积变化)。

此时该混合溶液中的下列关系一定正确的是________。

A．c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14
B．c(Na＋)＋c(K＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)
C．c(Na＋)>c(K＋)
D．c(Na＋)＋c(K＋)＝0.05 mol·L－1
(3)已知常温下H2A的钙盐(CaA)的饱和溶液中存在以下平衡：CaA(s)Ca2＋(aq)＋A2－(aq)ΔH>0。

若要使该溶液中Ca2＋浓度变小，可采取的措施有________。

A ．升高温度
B ．降低温度
C ．加入NH 4Cl 晶体
D ．加入Na 2A 固体
Ⅱ.含有Cr 2O 2－7的废水毒性较大，
某工厂废水中含5.0×10－3 mol·L －1的Cr 2O 2－7。

为了使废水的排放达标，进行如下处理：
Cr 2O 2－7――→绿矾
H ＋Cr 3＋、Fe 3＋――→石灰水
Cr(OH)3、Fe(OH)3 (1)该废水中加入绿矾和H ＋，发生反应的离子方程式为____________。

(2)若处理后的废水中残留的c (Fe 3＋)＝2.0×10－13 mol·L －1，则残留的Cr 3＋的浓度为________。

(已知：K sp [Fe(OH)3]＝4.0×10－38，K sp [Cr(OH)3]＝6.0×10－31)
解析 H 2A 在水中的一级电离进行完全，则HA －不水解只电离，故NaHA 溶液呈酸性。

HA －在水中部分电离，0.1 mol·L －1的NaHA 溶液中c (H ＋)小于0.1 mol·L －1，加入0.1 mol·L －1 KOH 溶液至溶液呈中性时消耗的KOH 溶液体积小于NaHA 溶液体积，则混合溶液中c (Na ＋)>c (K ＋)；由电荷守恒知，c (Na ＋)＋c (K ＋)＋c (H ＋)＝c (HA －)＋2c (A 2－)＋c (OH －)，且c (H ＋)＝c (OH －)，则c (Na ＋)＋c (K ＋)＝c (HA －)＋2c (A 2－)；水的离子积与温度有关；c (Na ＋)＋c (K ＋)＝0.1 mol·L －1。

降温、增大c (A 2－)都能使平衡CaA(s)Ca 2＋(aq)＋A 2－(aq)左移。

废水中加入绿矾和H ＋，根据流程图，可知发生的是氧化还原反应，配平即可。

c (Cr 3＋)/c (Fe 3＋)＝[c (Cr 3＋)·c 3(OH －)]/[c (Fe 3＋)·c 3(OH －)]＝K sp [Cr(OH)3]/K sp [Fe(OH)3]＝1.5×107，故c (Cr 3＋)＝3.0×10－6 mol·L －1。

答案 Ⅰ.(1)B NaHA 只能发生电离，不能发生水解
(2)BC
(3)BD
Ⅱ.(1)Cr 2O 2－7＋6Fe 2＋＋14H ＋===2Cr 3＋＋6Fe 3＋＋7H 2O
(2)3.0×10－6 mol·L －1
14．(16分)(2013·山东卷)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS 2晶体，发生如下反应： TaS 2(s)＋2I 2(g)TaI 4(g)＋S 2(g) ΔH >0 (Ⅰ)
反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K ＝________，若K ＝1，向某恒容容器中加入1 mol I 2(g)和足量TaS 2(s)，I 2(g)的平衡转化率为________。

(2)如图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T 2的一端放入未提纯的TaS 2粉末和少量I 2(g)，一段时间后，在温度为T 1的一端得到了纯净TaS 2晶体，则温度T 1________T 2(填“>”“<”或“＝”)。

上述反应体系中循环使用的物质是________。

(3)利用I 2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。

做法是将钢样中的硫转化成H 2SO 3，然后用一定浓度的I 2溶液进行滴定，所用指示剂为________，滴定反应的离子方程式为_________________________________。

(4)25 ℃时，H 2SO 3
HSO －3＋H ＋的电离常数K a ＝1×10－2 mol·L －1，则该温度下NaHSO 3水解反应的平衡常数K b ＝________ mol·L －1，
若向NaHSO 3溶液中加入少量的I 2，则溶液中c (H 2SO 3)c (HSO －3)将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

解析 (1)在有气体参与的反应中，固体和液体的浓度不列入化学平衡常数表达式中。

设容器的容积是V L ，
TaS 2(s)＋2I 2(g)TaI 4(g)＋S 2(g)
起始浓度/mol·L －1 1/V 0 0
转化浓度/mol·L －1 2x x x
平衡浓度/mol·L －1 (1/V －2x ) x x
则K ＝c (TaI 4)·c (S 2)c 2(I 2)＝x 2(1V －2x )2
＝1，x ＝13V ，则I 2(g)的平衡转化率是2×
1
3V 1V ＝66.7%。

(2)根据平衡移动及物质的提纯，在温度T 1端得到纯净的TaS 2晶体，即温度T 1端与T 2端相比，T 1端平衡向左移动，则T 1<T 2。

生成物I 2(g)遇冷可在管壁上凝结成纯净的I 2(s)，从而循环利用。

(3)碘单质遇淀粉溶液变蓝色，当滴入最后一滴I 2溶液时溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，则说明达滴定终点。

由I 2～2e －～2I －，H 2SO 3～2e －～SO 2－4，根据得失电子数相等则有I 2～H 2SO 3，再结合原子守恒和电荷守恒配平。

(4)H 2SO 3的电离常数表达式为K a ＝c (HSO －3)·c (H ＋)c (H 2SO 3)
，NaHSO 3的水解反应的平衡常数K h ＝c (H 2SO 3)·c (OH －)c (HSO －3)＝c (H 2SO 3)·K W c (HSO －3)·
c (H ＋)＝K W K a ＝1×10－14
1×10
－2＝1×10－12。

加入I 2后HSO －3被氧化为H 2SO 4，c (H ＋)增大，c (OH －)减小，K h 不变，由K h ＝c (H 2SO 3)·c (OH －)c (HSO －3)得c (H 2SO 3)c (HSO －3)＝K h c (OH －)，所以该比值增大。

答案 (1)c (TaI 4)·c (S 2)c 2(I 2)
66.7% (2)< I 2 (3)淀粉 I 2＋H 2SO 3＋H 2O===4H ＋＋2I －＋SO 2－4
(4)1×10－12 增大。