2020高考化学二轮课标通用专题能力训练5 水溶液中的离子平衡+Word版含解析

专题能力训练5水溶液中的离子平衡
(时间:45分钟满分:100分)
专题能力训练第10页
一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。

每小题只有1个选项符合题意)
1.下列有关电解质溶液的说法不正确的是()
A.向Na2CO3溶液中通入NH3,c(Na +)
c(CO32-)
减小
B.将0.1 mol·L-1的K2C2O4溶液从25 ℃升温至35 ℃,c(K +)
c(C2O42-)
增大
C.向0.1 mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,c(Na +)
c(F-)
=1
D.向0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,c(CH3COOH)
c(CH3COO-)·c(H+)
增大
答案:
D
解析:在一定条件下,Na2CO3溶液中存在水解平衡:C O32-+H2O HC O3-+OH-,溶液中通入NH3,
抑制水解,c(C O32-)增大,c(Na+)不变,所以c(Na +)
c(CO32-)
减小,A正确;K2C2O4溶液中草酸根离子水解显示
碱性,升高温度,水解程度增加,草酸根离子浓度减小,钾离子浓度不变,所以c(K +)
c(C2O42-)
增大,B正确;向0.1 mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,此时溶液中的溶质是HF和NaF,根据电荷守恒,当c(H+)=c(OH-)时,c(Na+)=c(F-),二者比值是1,C正确;CH3COONa溶液中加入少量水,不会影响
醋酸的电离平衡常数,故1
K a =c(CH3COOH)
c(CH3COO-)·c(H+)
不变,D错误。

2.向20 mL 0.5 mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入等物质的量浓度的烧碱溶液,测定混合溶液的温度变化如图所示。

下列关于混合溶液的相关说法中错误的是()
A.醋酸的电离平衡常数:B点>A点
B.由水电离出的c(OH-):B点>C点
C.从A点到B点,混合溶液中可能存在:c(CH3COO-)=c(Na+)
点到C点,混合溶液中一直存在:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
答案:D
解析:中和反应是放热反应,在B点时恰好完全反应,B点为CH3COONa溶液,溶液显碱性,水的电离程度最大,溶液温度最高时醋酸的电离平衡常数最大,A、B选项正确;从A点到B点混合溶液可能显中性,依据电荷守恒可知C选项正确;在C点时为等浓度的CH3COONa、NaOH混合溶液,c(OH-)>c(CH3COO-),D选项错误。

3.(2019:
化学式CH3COOH HCN H2CO3
K 1.75×10-5 4.9×10-10K1=4.4×10-7 K2=5.6×10-11
下列说法正确的是()
A.稀释CH3COOH溶液的过程中,n(CH3COO-)逐渐减小
B.NaHCO3溶液中:c(H2CO3)<c(C O32-)<c(HC O3-)
C.25 ℃时,相同物质的量浓度的NaCN溶液的碱性强于CH3COONa溶液
3
COOH溶液或HCN溶液中加入Na2CO3溶液,均产生CO2
4.室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是()
答案:B
解析:0.05 mol Na2CO3中n(Na+)=0.1 mol,50 mL 1 mol·L-1 H2SO4中含n(S O42-)=0.05 mol,故反应后c(Na+)=2c(S O42-),A项错误;0.05 mol CaO与H2O反应生成0.05 mol
Ca(OH)2,Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH,则溶液中c(OH -)
c(HCO3-)
增大,B项正确;向Na2CO3溶液中加水,c(OH-)水减小,则c(H+)水也减小,则由水电离出的c(H+)水·c(OH-)水减小,C项错误;由于NaHSO4Na++H++S O42-,故向Na2CO3溶液中加入NaHSO4,c(Na+)变大,D项错误。

5.常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH
下列判断不正确的是()
A.HA的电离方程式为HA H++A-
B.不考虑其他组的实验结果,c≥0.2
C.③组实验中,混合溶液中c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
,混合溶液中c(A-)=(0.1+10-9-10-5) mol·L-1
项,由①一元酸与一元强碱等体积混合,溶液呈碱性,说明该酸为弱酸,所以HA的电离方程式正确;B项,不考虑其他组的实验结果,与氢氧化钠溶液等体积混合,溶液呈中性时,若酸为强酸则c=0.2,若酸为弱酸则酸应过量,c>0.2,所以c≥0.2,正确;C项,③组中,溶液呈酸性,所得溶液为NaA和HA的混合液,酸的电离程度大于酸根离子的水解程度,所以离子浓度的大小关系是
c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-),正确;D项,根据物料守恒和质子守恒得c(A-)=(0.05+10-9-10-5) mol·L-1,错误,答案选D。

6.已知:25 ℃时,苯酚的电离常数K a=1.0×10-10,在水中的电离方程式为
+H+。

25 ℃时,用0.010 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL 0.010 0 mol·L-1的苯酚溶液,溶液的pH与所加NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。

下列说法正确的是()
A.A点溶液中,苯酚的电离度约为0.01%
B.B点溶液的pH<7
C.C点溶液中存在c()>c(OH-)>c(H+)
D.A点溶液加少量水稀释,溶液中减小
7.25 ℃时,用Na2S沉淀Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+四种金属离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lg c(S2-)与lg c(M2+)关系如图所示。

下列说法正确的是()
A.K sp(CuS)约为1×10-20
B.向Cu2+浓度为10-5 mol·L-1的废水中加入ZnS粉末,会有CuS沉淀析出
C.向100 mL浓度均为10-5 mol·L-1 Zn2+、Fe2+、Mn2+的混合溶液中逐滴加入10-4 mol·L-1 Na2S 溶液,Zn2+先沉淀
溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)
,K sp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=1×10-10×1×10-25=1×10-35,A错误;由图像知,K sp(CuS)< K sp(MnS)<K sp(FeS)<K sp(ZnS),B正确,C错误;根据物料守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)],D错误。

二、非选择题(共3小题,共58分)
8.(20分)(1)一定温度下,草酸(H2C2O4)在水溶液中存在形式的分布与pH的关系如图1所示,写出pH从3升至5的过程中发生反应的离子方程式:。

该温度时草酸的一级电离常数K a1=。

(已知lg 5.0≈0.7)
图1
(2)常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 KOH溶液,所得滴定曲线如图2所示。

图2
①B点对应的溶液中存在的平衡有:H2O H++OH-、
和。

②C点对应的溶液中的溶质是(填化学式)。

③D点对应的溶液中粒子浓度关系正确的是(填字母)。

A.c(OH-)=c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)+c(H+)
B.c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(K+)+c(H+)
C.c(K+)=c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)
+)>c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-)>c(H+)
答案:(1)HC2O4-+OH-C2O42-+H2O 5.0×10-2
2
O4-H++C2O42-HC2O4-+H2O H2C2O4+OH-②KHC2O4、K2C2O4③AD
解析:(1)根据图1可知,pH从3升至5的过程中,HC2O4-减少,C2O42-增多,所以发生的反应为
HC2O4-+OH-C2O42-+H2O。

由H2C2O4H++HC2O4-知K a1=c(H +)·c(HC
2O4
-)
c(H2C2O4)
,A点
时,c(HC2O4-)=c(H2C2O4),pH=1.3,则K a1=c(H+)=10-1.3=100.7×10-2≈5.0×10-2。

(2)①B点对应的生成物是KHC2O4,既能水解也能电离。

②加入KOH溶液10 mL时(B点)生成KHC2O4,加入KOH溶液20 mL时(D点)生成K2C2O4,C点对应的产物是KHC2O4和K2C2O4的混合物。

③D点对应的生成物是K2C2O4,此时溶液显碱性。

溶液中电荷守恒关系式是
2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(K+)+c(H+),B错误;物料守恒关系式是
c(K+)=2[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)],C错误;质子守恒关系式是
c(OH-)=c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)+c(H+),A正确;离子浓度大小关系是
c(K+)>c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-)>c(H+),D正确。

9.(16分)工业上从含有Cr2O72-和Cr O42-的废水中回收铬的工艺流程如图所示:
已知:①2Cr O 42-(黄色)+2H +Cr 2O 72-(橙色)+H 2O;
②常温下,K sp [Fe(OH)3]=4.0×10-38;K sp [Cr(OH)3]=1.0×10-32; ③当离子浓度小于1.0×10-5 mol·L -1时,认为沉淀完全。

请回答下列问题:
(1)酸化后的溶液A 显 色。

(2)配制FeSO 4溶液时,除了加水外还需要加入的试剂是 (填试剂名称)。

(3)向溶液A 中加入FeSO 4溶液发生反应的离子方程式为 。

C 的化学式为 ,pH 2的范围为 。

橙 (2)硫酸和铁粉
(3)Cr 2O 72-+6Fe 2++14H +
2Cr 3++6Fe 3++7H 2O 3 >5
解析:(1)加入酸,平衡2Cr O 42-(黄色)+2H +
Cr 2O 72-(橙色)+H 2O 向正反应方向移动,Cr O 42-转化为
Cr 2O 7,溶液显橙色。

(2)FeSO 4为强酸弱碱盐,在溶液中容易水解,加入硫酸抑制其水解,同时Fe 2+容易被氧化,加入铁粉防止生成Fe 3+。

(3)Cr 2O 72-具有氧化性,Fe 2+具有还原性,在酸性条件下,两者之间发生氧化还原反应,生成Cr 3+
和Fe 3+。

(4)因为K sp [Fe(OH)3]=4.0×10-38,K sp [Cr(OH)3]=1.0×10-32,Fe 3+先沉淀,沉淀C 为Fe(OH)3。

离子浓度小于1.0×10-5 mol·L -1时,认为沉淀完全,要使Cr 3+完全转化为Cr(OH)3沉淀,由K sp [Cr(OH)3]=c 3(OH -)·c (Cr 3+)=1.0×10-32,c (Cr 3+)=1.0×10-5 mol·L -1,则
c 3(OH -)=1.0×10-321.0×10
-5=1.0×
10-27,c (OH -)=1.0×10-9 mol·L -1,c (H +)=K W
c (OH -)
=
1.0×10-141.0×10
-9
=1.0×10-5(mol·L -1),pH=5,即pH>5时,能使Cr 3+完全沉淀。

10.(22分)Ⅰ.已知:H 2A 的A 2-可表示S 2-、S O 42-、S O 32-、Si O 32-或C O 32-等离子。

(1)常温下,向20 mL 0.2 mol·L -1 H 2A 溶液中滴加0.2 mol·L -1 NaOH 溶液。

有关微粒物质的量变化如图(其中Ⅰ代表H 2A,Ⅱ代表HA -,Ⅲ代表A 2-)。

请根据图示填空:
①当V (NaOH)=20 mL 时,溶液中离子浓度大小关系: 。

②等体积等浓度的NaOH 溶液与H 2A 溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水 (填“大”“小”或“相等”),欲使NaHA 溶液呈中性,可以向其中加入 。

(2)若H 2A 为硫酸:t ℃时,有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH 溶液等体积混合后溶液呈中性,则该温度下水的离子积常数K W = 。

Ⅱ.已知:在25 ℃时 H 2O H ++OH - K W =10-14 CH 3COOH H ++CH 3COO - K a =1.8×10-5
(3)醋酸钠水解的平衡常数K h 的表达式为 ,具体数值= ,当升高温度时,K h 将 (填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)0.5 mol·L -1醋酸钠溶液pH 为m ,其水解的程度(已水解的醋酸钠与原有醋酸钠的比值)为a ;1 mol·L -1醋酸钠溶液pH 为n ,水解的程度为b ,则m (填“大于”“小于”或“等于”,下同)n ,a b 。

Ⅲ.(5)25 ℃时,将a mol·L -1的氨水与b mol·L -1盐酸等体积混合,反应后溶液恰好显中性,则a ”“小于”或“等于”)b 。

用a 、b 表示NH 3·H 2O 的电离平衡常数为 。

.(1)①c (Na +)>c (HA -)>c (H +)>c (A 2-)>c (OH -) ②小 碱 (2)10-13
Ⅱ.(3)K h =c (CH 3COOH )·c (OH -)
c (CH 3COO -)
5.6×10-10 增大
(4)小于 大于 Ⅲ.(5)大于
b ·10-7
a -b
mol·L -1
.(1)混合溶液为NaHA,由图像可知c (H 2A)<c (A 2-),所以HA -电离程度大于水解程度,溶液显酸性,所以抑制水的电离;(2)1×10-2=
K W
10-11。

Ⅱ.(4)水解程度随浓度的增大而减小,所以a 大于b 。

Ⅲ.(5)首先写出电离平衡常数表达式
c (NH 4+)·c (OH -)3·H 2,然后依据电荷守恒可知溶液中c (N H 4+
)=c (Cl -)=b
mol·L -1,依据物料守恒可知溶液中
c (NH 3·H 2O)=a
2 mol·L -1-c (N H 4+
)=
a -
b 2
mol·L -1,c (OH -)=10-7 mol·L -1,代入即可。