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专题七 水溶液中的离子平衡(含答案解析)


专题七

水溶液中的离子平衡

(时间:40 分钟

满分:70 分)

小题限时满分练
一、选择题(本题包括 7 小题,每小题 4 分,满分 28 分,限时 15 分钟;每小题 只有一个选项符合题意) 1.(仿 2013 上海高考,11)下列离子方程式中,属于水解反应的是 A.HCOOH+

OH-===HCOO-+H2O B.CO2+H2O??HCO3-+H+ C.CO32-+H2O??HCO3-+OH- D.HS-+H2O??S2-+H3O+ 答案 C 2.(仿 2013 天津高考,5)下列叙述正确的是 ( )。 ( )。

A.在常温下,无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液中,c(H+)· c(OH-) =1×10-14 B.c(H+)=1×10-7 mol·L-1 的溶液一定是中性溶液 C.0.2 mol·L-1 CH3COOH 溶液中的 c(H+)是 0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液中 的 c(H+)的 2 倍 D.任何浓度的溶液都可以用 pH 来表示其酸碱性的强弱 解析 B 项,温度不确定 c(H )=1×10
+ -7

mol〃L 1 的溶液不一定为中性;C


项中 0.2 mol· L-1 CH3COOH 溶液中的 CH3COOH 电离程度比 0.1 mol· L-1 CH3COOH 溶液中的 CH3COOH 电离程度小,所以,0.2 mol〃L-1 CH3COOH 溶液中的 c(H+)小于 0.1 mol〃L-1 CH3COOH 溶液中的 c(H+)的 2 倍;当 c(H+) 或 c(OH-)大于 1 mol· L-1 时,用 pH 表示溶液的酸碱性就不简便了,所以,当 c(H+)或 c(OH-)大于 1 mol〃L-1 时,一般不用 pH 表示溶液的酸碱性,而是直

接用 c(H+)或 c(OH-)来表示。 答案 A 3.(仿 2013 上海高考,19)部分弱酸的电离平衡常数如下表: 弱酸 电离平衡 常数(25℃) HCOOH Ki=1.77×10
-4

HCN Ki=4.9×10
-10

H2CO3 Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11 ( )。

下列选项正确的是 A.2CN-+H2O+CO2===2HCN+CO32- B.2HCOOH+CO32-===2HCOO-+H2O+CO2↑ C.等浓度的 HCOONa 和 NaCN 溶液的 pH 前者大于后者 D.中和等浓度的 HCOOH 和 HCN 消耗 NaOH 的量前者等于后者

解析 根据电离常数可知酸性 HCOOH>H2CO3>HCN>HCO3-,A 错误,B 正确;等浓度时,NaCN 的水解程度大于 HCOONa 的水解程度,因此 NaCN 溶液的 pH 大于 HCOONa 溶液的 pH, C 错误; 等浓度的 HCOONa 溶液和 NaCN 溶液,各自的体积未知,消耗的 NaOH 的量也就不确定,D 错误。 答案 B 4.(仿 2011 新课标全国高考,10)用水稀释 0.1 mol· L-1 氨水时,溶液中随水量的 增加而减小的是 A.c(OH-)/c(NH3·H2O) B.c(NH3·H2O)/c(OH-) C.n(OH-)和 c(H+) D.c(H+)和 c(OH-)的乘积 解析 加水促进 NH3〃H2O 的电离,使 n(NH3〃H2O)减小,n(OH-)增大, c(OH )减小,但 c(H ) 和 c(OH )的乘积即 KW 不变,则 c(H )增大。因此 c(NH3〃H2O)/c(OH-)=n(NH3〃H2O)/n(OH-)减小。 答案 B 5.(仿 2012 海南高考,8)下列有关问题,与盐类的水解有关的是 ①NH4Cl 与 ZnCl2 溶液可作焊接金属中的除锈剂 两种溶液可作泡沫灭火剂 ( )。
- + - +

(

)。

②用 NaHCO3 与 Al2(SO4)3 ④实验室盛

③草木灰与铵态氮肥不能混合施用

放 Na2CO3 溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞 Al(OH)3 固体 A.①②③ C.①④⑤ 答案 D B.②③④

⑤加热蒸干 AlCl3 溶液得到

D.①②③④⑤

6.(仿 2013 天津高考,4)用已知浓度的盐酸测定未知浓度的 NaOH 溶液的物质 的量浓度,进行酸碱中和滴定时,无论是酸往碱中滴还是碱往酸中滴,下列 操作都会使测定结果偏低的是(锥形瓶中溶液用滴定管量取) A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗 B.滴定过程中不慎有液体溅出 C.滴定前仰视读数,滴定后读数正确 D.碱式滴定管未用待测液润洗 解析 A 项造成标准盐酸浓度变小,所需体积增大,测定结果偏高;B 项使 消耗盐酸的体积增大,测定结果偏高;C 项造成体积小,如果是酸滴定未知 浓度的 NaOH 溶液造成测定结果偏低, 如果是未知浓度的 NaOH 溶液滴定酸, 则测定结果偏高。 答案 D 7.(仿 2013 山东高考,13)常温时,将 CH3COOH 溶液和 NaOH 溶液等体积混合 后,溶液呈中性。则下列各项正确的是 A.混合前:pH(CH3COOH)+pH(NaOH)=14 B.混合后:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-) C.混合前:c(CH3COOH)>c(NaOH) D.混合后:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) 解析 混合前,若 pH(CH3COOH)+pH(NaOH)=14,则,c(H )=c(OH ),
+ -

(

)。

(

)。

CH3COOH 为弱电解质,部分电离,c(CH3COOH)比 c(NaOH)大得多,混合后 不会呈中性而是呈酸性,故 A 不正确,C 正确;混合后溶液呈中性,则 c(H+) =c(OH-),根据电荷守恒,c(Na+)=c(CH3COO-),故 B、D 不正确。 答案 C

大题限时争分练

二、非选择题(本题包括 3 小题,共 42 分,限时 25 分钟) 8.(仿 2012 北京高考,25)(满分 12 分)现有浓度均为 0.1 mol·L-1 的下列溶液: ①硫酸、②醋酸溶液、③氢氧化钠溶液、④氯化铵溶液、⑤醋酸铵溶液、⑥ 硫酸铵溶液、⑦硫酸氢铵溶液、⑧氨水,请回答下列问题: (1)①、②、③、④四种溶液中由水电离出的 H+浓度由大到小的顺序是(填序 号)________。 (2)④、⑤、⑦、⑧四种溶液中 NH4+浓度由大到小的顺序是(填序号)________。 (3)将③和④等体积混合后,混合液中各离子浓度关系正确的是________。 A.c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(NH4+) B.c(Na+)=0.1 mol· L-1 C.c(Na+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-) D.c(H+)>c(OH-) 解析 (1)①、②、③抑制水的电离,①中 c(H+)=0.2 mol〃L-1,②中 c(H+) <0.1 mol· L-1,③中 c(OH-)=0.1 mol· L-1,④促进水的电离,故四种溶液中 由水电离出的 H+浓度由大到小的顺序是④②③①。(2)NH4HSO4 溶液中,H+ 抑制 NH4+水解, CH3COONH4 溶液中, CH3COO-促进 NH4+的水解, NH3〃 H2O 是弱电解质,电离产生极少的 NH4+,故四种溶液中 NH4+浓度由大到小的顺 序为⑦④⑤⑧。(3)NaOH 溶液和 NH4Cl 溶液等浓度等体积混合: NaOH+ NH4Cl===NaCl+NH3〃H2O,c(Na+)=c(Cl-)=0.05 mol· L-1,c(OH-)= c(NH4+)+c(H+),A 正确,B 错误。根据电荷守恒,C 错误。溶液显碱性 c(OH-)>c(H+),D 错误。 答案 (1)④②③① (2)⑦④⑤⑧ (3)A

9.(仿 2013 广西高考,12)(满分 13 分)下表是不同温度下水的离子积的数据: 温度/℃ 水的离子积 试回答以下问题: (1)若 25<t1<t2,则 a________1×10-14(填“>”、“<”或“=”),做此判 断的理由是_______________________________________________________。 (2)25 ℃时,某 Na2SO4 溶液中 c(SO42-)=5×10-4 mol·L-1,取该溶液 1 mL 25 1×10-14 t1 a t2 1×10-12

加水稀释至 10 mL,则稀释后溶液中 c(Na+)∶c(OH-)=________。 (3)在 t2 温度下测得某溶液 pH=7, 该溶液显________(填“酸” 、 “碱” 或 “中” ) 性,将此温度下 pH=11 的 NaOH 溶液 a L 与 pH=1 的 H2SO4 溶液 b L 混合, 若所得混合液 pH=2,则 a∶b=________。 2×5×10-4 mol〃L-1×1 mL 解析 (2)c(Na )= =1.0×10-4 mol〃 L-1, 而 25 ℃ 10 mL


时水电离出来的 c(OH-)=1.0×10-7 mol〃L-1,所以 c(Na+)∶c(OH-)=(1.0× 10-4)∶(1.0×10-7)=1 000∶1。(3)t2 温度下,pH=6 的溶液呈中性,则 pH=7 的 溶 液 显 碱 性 。 若 所 得 混 合 液 pH = 2 , 即 酸 过 量 , c(H 1×10-1 mol〃L-1×b L-


)=

1×10-12 mol〃L-1×a L 1×10-11 =1×10-2 mol〃 L-1, 则 a∶ (a+b) L

b=9∶11。 答案 (1)> 碱 9∶11 10.(仿 2013 北京高考,10)(满分 17 分)钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着 广泛的应用,它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在,BaSO4 和 SrSO4 都是难 溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将 BaSO4 和 SrSO4 转化成难溶弱酸盐。已 知: SrSO4(s)??Sr2+(aq)+SO42-(aq) Ksp=2.5×10-7 SrCO3(s)??Sr2+(aq)+CO32-(aq) Ksp=2.5×10-9 (1)将 SrSO4 转化成 SrCO3 的离子方程式为________________________,该反 应的平衡常数表达式为____________;该反应能发生的原因是____________ __________________________________________________________________ ______。(用沉淀溶解平衡的有关理论解释) (2)对于上述反应, 实验证明增大 CO32-的浓度或降低温度都有利于提高 SrSO4 的转化率。判断在下列两种情况下,平衡常数 K 的变化情况(填“增大” 、 “减 小”或“不变”): ①升高温度,平衡常数 K 将________; ②增大 CO32-的浓度,平衡常数 K 将________。 温度升高,水的电离程度增大,离子积增大 (2)1 000∶1 (3)

(3)已知,SrSO4 和 SrCO3 在酸中的溶解性与 BaSO4 和 BaCO3 类似,设计实验 证明上述过程中 SrSO4 是否完全转化成 SrCO3。 实验所用的试剂为________;实验现象及其相应结论为 _________________________________________________________________。 解析 (1)SrSO4 转化成 SrCO3 的离子反应为: SrSO4(s)+CO32-(aq)??SrCO3(s) + SO42 - (aq) , 根 据 沉 淀 转 化 的 原 理 , 该 反 应 能 够 发 生 , 是 因 为 Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)。(2)①降低温度有利于提高 SrSO4 的转化率,说明降温 平衡向正反应方向移动,因此升高温度,平衡向逆反应方向移动,故平衡常 数 K 减小。②平衡常数只与温度有关,增大 CO32-的浓度,平衡常数不变。 (3)根据提供的信息,可以推断 SrSO4 难溶于盐酸,而 SrCO3 可溶于盐酸,因 此向溶液中加入盐酸,若沉淀全部溶解,则 SrSO4 完全转化成 SrCO3,若沉淀 没有全部溶解,则 SrSO4 没有完全转化成 SrCO3,需要注意的是,不能选择稀 硫酸,因为 SrCO3 与稀硫酸反应生成 SrSO4。 答案 (1)SrSO4(s) + CO3
2-

(aq)??SrCO3(s) + SO4


2-

(aq)

c(SO42-) K= c(CO32-)
+ -

Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4),加入 CO32 后,平衡 SrSO4(s)??Sr2 (aq)+SO42 (aq) 正向移动,生成 SrCO3 (2)①减小 (3)盐酸 转化 ②不变 若沉淀完全溶解,则证明 SrSO4 完全转化成 SrCO3,否则,未完全


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