高中化学第三章水溶液中的离子平衡过关检测(含解析)新人教版选修4

第三章过关检测
(时间:45分钟满分:100分)
知识点分布表
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分。

每小题只有一个选项符合题意)
1.有关常温下pH均为3的醋酸溶液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
B.分别加水稀释100倍后,两种溶液的pH仍相同
C.醋酸溶液中的c(CH3COO-)和硫酸中的c(S)相等
D.分别加入足量锌片,两种溶液生成H2的体积相同
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,则由水电离出的氢氧根离子浓度也相同。

答案:A
2.将浓度为0.1 mol/L 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. D.
解析:HF溶液加水稀释,平衡向右移动,所以增大,D项正确。

答案:D
3.NaOH溶液滴定盐酸的实验中,不必用到的是( )
A.酚酞
B.圆底烧瓶
C.锥形瓶
D.碱式滴定管
解析:用已知浓度的氢氧化钠溶液来滴定未知浓度的盐酸时所需仪器:带滴定管夹的铁架台、碱式滴定管、烧杯、锥形瓶、漏斗(可用来向滴定管中加入液体),用不到圆底烧瓶。

滴定终点用指示剂酚酞来判断。

答案:B
4.下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.pH=1的NaHSO4溶液:c(H+)=c(S)+c(OH-)
B.含有AgCl和AgI固体的悬浊液:c(Ag+)>c(Cl-)=c(I-)
C.CO2的水溶液:c(H+)>c(HC)=2c(C)
D.含等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液:3c(Na+)=2[c(HC2)+c(C2)+c(H2C2O4)]
解析:A.由溶液中的电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=2c(S)+c(OH-),又因NaHSO4溶液中
c(Na+)=c(S),所以c(H+)=c(S)+c(OH-),A项正确;B.因K sp(AgCl)>K sp(AgI),所以含有AgCl和AgI固体的悬浊液中c(Cl-)>c(I-),B项错误;C.CO2的水溶液中存在电离平
衡:H2CO3H++HC、HC H++C,因第一步电离的程度远大于第二步电离的程度,故溶
液中c(HC)远大于2c(C),C项错误;D.根据物料守恒得:2c(Na+)=3[c(HC2)+c(C2)+c(H2C2O4)],故D项错误。

答案:A
5.已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10 mL浓度为0.1 mol/L的CH3COOH 溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中( )
A.水的电离程度始终增大
B.先增大再减小
C.c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和始终保持不变
D.当加入氨水的体积为10 mL时,c(N)=c(CH3COO-)
解析:A.醋酸电离:CH3COOH CH3COO-+H+,一水合氨电离:NH3·H2O N+OH-,H2O的电离:H2O H++OH-,所以开始滴加氨水时,水的电离程度增大(中和了醋酸电离出的H+),当二者恰好完全反应后,再滴加氨水,会抑制水的电离,使H2O的电离程度减小,A项错误;B.NH3·H2O
的电离平衡常数K b=,所以。

温度不变,K b不变,但随着氨水的不断滴加,c(OH-)逐渐增大,所以始终减小,B项错误;C.随着氨水的不断滴加,溶液的体积
增大,c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和逐渐减小,C项错误;D.当加入氨水的体积为10mL 时,CH3COOH和NH3·H2O恰好完全反应,因为二者的电离常数相等,所以CH3COONH4溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知c(N)=c(CH3COO-),D项正确。

答案:D
6.在由水电离出的c(OH-)=1×10-13 mol/L的溶液中,能大量共存的离子组是( )
A.Fe2+Na+N Cl-
B.Ba2+Na+N Cl-
C.S S N Na+
D.Mg2+Na+Br-ClO-
解析:由水电离出的c(OH-)=1×10-13mol/L,说明溶液可能为强酸或强碱溶液。

Fe2+在强酸环境中与N发生氧化还原反应,在强碱溶液中与OH-反应;S、ClO-在强酸溶液中不能大量存
在;N、Mg2+在强碱溶液中不能大量存在。

答案:B
7.温度相同,浓度均为0.2 mol/L的①(NH4)2SO4溶液,②NaNO3溶液,③NH4HSO4溶液,④NH4NO3溶液,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
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,NH4HSO4中的HS电离出H+,其溶液的酸性最强,其pH最
小,(NH4)2SO4溶液中的N浓度大于NH4NO3溶液中的N浓度,其达到水解平衡时,(NH4)2SO4溶液中的H+浓度大于NH4NO3溶液中的H+浓度。

CH3COONa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。

答案:A
8.室温下,向V mL pH=a的盐酸中滴加pH=b的NaOH溶液10V mL,所得溶液中c(Cl-)=c(Na+),则此时(a+b)的值为( )
A.15
B.14
C.13
D.不能确定
解析:所得溶液中c(Cl-)=c(Na+),说明盐酸与NaOH溶液恰好中和,故有等式V×10-a=10V×10b-14,即-a=b-14+1,a+b=13。

答案:C
9.常温下,0.2 mol/L的一元酸HA溶液与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如下图所示,下列说法正确的是( )
A.HA为强酸
B.该混合液pH=7
C.图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
解析:一元酸HA溶液与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,两者恰好完全反应,溶液中只有溶质NaA且浓度为0.1mol·L-1。

由图中A-浓度小于0.1mol·L-1,说明A-发生了水解,从而可知HA是弱酸,故A项错误。

A-水解使溶液显碱性,溶液的pH>7,故B项错误。

此外,溶液中除Na+外,其他离子浓度的大小关系为c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),C项错误。

由物料守恒知D项正确。

答案:D
10.电离常数(K a或K b)、溶度积常数(K sp)是判断物质性质的重要常数,下列关于这些常数的计
算或运用正确的是( )
A.某亚硫酸溶液pH=4.3,若忽略二级电离,则其一级电离平衡常数K1=1.0×10-8.60
B.K a(HCN)<K a(CH3COOH),说明同浓度时氢氰酸的酸性比醋酸强
C.K sp(AgI)<K sp(AgCl),向AgCl悬浊液中加入KI溶液会出现黄色沉淀
D.K sp(AgCl)<K sp(AgOH),说明AgO H和AgCl均不溶于稀硝酸
解析:A项缺少亚硫酸的浓度,无法计算其一级电离平衡常数;B项说明醋酸易电离,醋酸的酸性强;C项根据沉淀转化的本质,AgCl会转化为溶解度更小的AgI;D项只能说明AgOH和AgCl 在水中的溶解度大小,而AgOH易溶于稀硝酸。

答案:C
11.下列水溶液一定呈中性的是( )
A.c(N)=c(Cl-)的NH4Cl溶液
B.c(H+)=1.0×10-7 mol/L的溶液
C.pH=7的溶液
D.常温下将pH=3的酸与pH=11的碱等体积混合后的溶液
解析:水溶液的温度不一定是常温,所以pH=7或c(H+)=1.0×10-7mol/L时,溶液不一定呈中性;选项D中由于不知酸、碱的相对强弱,故无法判断溶液的酸碱性,NH4Cl溶液中存在电荷守恒:c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),若c(N)=c(Cl-),则c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,A项符合题意。

答案:A
12.已知25 ℃时,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 mol/L Na2SO4溶液,下列叙述正确的是( )
A.溶液中析出CaSO4固体沉淀,最终溶液中c(S)比原来的大
B.溶液中无沉淀析出,溶液中c(Ca2+)、c(S)都变小
C.溶液中析出CaSO4固体沉淀,溶液中c(Ca2+)、c(S)都变小
D.溶液中无沉淀析出,但最终溶液中c(S)比原来的大
解析:本题是一道考查沉淀溶解平衡的图像题。

由题意
知,K sp(CaSO4)=c(Ca2+)·c(S)=3.0×10-3×3.0×10-3=9×10-6,CaSO4饱和溶液中
c(Ca2+)=c(S)=3.0×10-3mol·L-1。

加入400mL0.01mol·L-1Na2SO4溶液
后,c(Ca2+)=mol·L-1=6×10-4mol·L-1,c(S)=mol·L-1=8.6×10
-3mol·L-1,Q
c(Ca2+)·c(S)=6×10-4×8.6×10-3=5.16×10-6<K sp,所以没有沉淀(CaSO4固
c=
体)析出,但溶液中c(S)变大了,c(Ca2+)变小了,故只有D项正确。

答案:D
二、非选择题(本题共3小题,共40分)
13.(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 CH3COONa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 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“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。

解析:(1)CH3COONa中CH3COO-水解使溶液显碱性,酚酞溶液可使碱性溶液显红色。

(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NH4NO3溶于水时吸收热量。

(3)酸促进
CH3COO-的水解;碱抑制CH3COO-的水解;C与CH3COO-带同种电荷,水解都使溶液呈碱性,相互
抑制;Fe2+水解使溶液呈酸性、CH3COO-水解使溶液呈碱性,相互促进。

答案:(1)CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,使溶液显碱性
(2)BD
(3)向右移动向左移动向左移动向右移动
14.(12分)物质在水中可能存在电离平衡、盐的水解平衡和沉淀的溶解平衡,它们都可看作化学平衡。

请根据所学的知识回答:
(1)A为0.1 mo l/L的(NH4)2SO4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 NaHCO3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溶液时常加入溶液以抑制其水解,若把B和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,AgCl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。

现将足量氯化银分别放入:①100 mL蒸馏水中;②100 mL 0.2 mol/L AgNO3溶液中;③100 mL 0.1 mol/L氯化铝溶液中;④100 mL 0.1 mol/L盐酸中,充分搅拌后,相同温度下c(Ag+)由大到小的顺序是
(填写序号);②中氯离子的浓度为 mol/L。

解析:(1)(NH4)2SO4溶液中N水解使溶液呈酸性。

(2)NaHCO3溶液中HC的电离程度小于其水解程度,故溶液显碱性。

(3)为抑制FeCl3水解常加入盐酸,Fe3+与HC可发生相互促进的水解。

(4)Ag+浓度与溶液中的Cl-浓度有关,即c(Ag+)·c(Cl-)=K sp。

答案:(1)c(N)>c(S)>c(H+)>c(OH-)
(2)HC的水解程度大于其电离程度,溶液中c(OH-)>c(H+),故溶液显碱性
(3)氯化氢(或HCl) Fe3++3HC Fe(OH)3↓+3CO2↑
(4)②>①>④>③9×10-10
15.(18分)水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。

要保护好河流,河水是重要的饮用水源,污染物通过饮用水可直接毒害人体。

也可通过食物链和灌溉农田间接危及健康。

请回答下列问题:
(1)纯水在100 ℃时,pH=6,该温度下 1 mol/L的NaOH溶液中,由水电离出的c(OH-)= mol/L。

(2)25 ℃时,向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体,得到pH为11的溶液,其水解方程式为,由水电离出的c(OH-)= mol/L。

(3)体积均为100 mL、pH均为2的CH3COOH溶液与一元酸HX溶液,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示,则HX的电离平衡常数(填“大于”“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数。

理由是。

(4)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。

已知:
①25 ℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为。

②向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式为。

(5)25 ℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=(填精确值) mol/L,=。

答案:(1)1×10-12
(2)C+H2O HC+OH-1×10-3
(3)小于稀释相同倍数,一元酸HX溶液的pH变化量比CH3COOH溶液的小,故HX酸性较弱,电离平衡常数较小
(4)①pH(Na2CO3溶液)>pH(NaCN溶液)>pH(CH3COONa溶液)②NaCN+H2O+CO2HCN+NaHCO3
(5)9.9×10-718。