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第3章水溶液中的离子平衡 单元检测及试题解析


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第 3 章单元综合检测及解析
(时间:90 分钟,满分 100 分) 一、选择题(本题包括 16 小题,每小题 3 分,共 48 分) 1.关于强弱电解质及非电解质的组合完全正确的是( A 强电解质 弱电解质 非电解质 NaCl HF Cl2 B H2SO4 BaSO4 CO2 C NaOH CaCO3 C2H5OH

) D HNO3 CH3COOH SO2

解析:在 A 组中 Cl2 是单质,不在电解质与非电解质等化合物之列。B 组中 BaSO4 虽难 溶,但溶解的部分完全电离,是强电解质。NaOH、CaCO3、HNO3 都是强电解质,HClO、CH3COOH 都是弱电解质,CO2、C2H5OH、SO2 都是非电解质。 答案:D 2.下列关于电解质电离的叙述中,正确的是( )

①碳酸钙在水中的溶解度很小,其溶液的导电性很弱,所以碳酸钙是弱电解质 ②碳酸钙在水中的溶解度虽小,但溶解的部分全部电离,所以碳酸钙是强电解质 ③氨气的水溶液导电性很好,所以它是强电解质 ④水难电离,纯水几乎不导电,所以水是弱电解质 A.② B.① C.①③ D.②④

解析:中学阶段所接触到的盐,绝大多数属于强电解质,在这些盐中有的易溶、有的 可溶、有的微溶、有的难溶。电解质的强弱与它们在水中溶解度的大小无关。氨气的水溶 液能导电,是由于 NH3 和 H2O 反应生成了 NH3· H2O, NH3· H2O 电离出 NH4 、OH ,而 NH3 本身不能 电离,所以 NH3 属于非电解质,像这样的物质还有 CO2、SO3 等。 答案:D 3. (2011· 四川高考)25℃时, 在等体积的①pH=0 的 H2SO4 溶液、 ②0.05 mol/L 的 Ba(OH)2 溶液、③pH=10 的 Na2S 溶液、④pH=5 的 NH4NO3 溶液中,发生电离的水的物质的量之比是 ( ) A.1∶10∶10 ∶10 C.1∶20∶10 ∶10
10 10 9 + -

B.1∶5∶5×10 ∶5×10 D.1∶10∶10 ∶10
4 9

9

8

9

解析:本题考查酸、碱、盐对水电离的影响及 Kw 与溶液中 c(H )、c(OH )之间的换算。 ①pH=0 的 H2SO4 溶液中 c(H )=1 mol/L, c(OH )=10 则由 H2O 电离出的 c(H )=10 c(H )=10
+ -13 + -14 + - -14





mol/L, H2SO4 溶液抑制 H2O 的电离,


mol/L;②0.05 mol/L 的 Ba(OH)2 溶液中 c(OH )=0.1 mol/L,

mol/L,Ba(OH)2 溶液抑制 H2O 的电离,则由 H2O 电离出的

c(H+)=10-13 mol/L;③pH=10 的 Na2S 溶液促进 H2O 的电离,由 H2O 电离出的 c(H


)=10

-4

mol/L; ④pH=5 的 NH4NO3 溶液促进 H2O 的电离, 由 H2O 电离出的 c(H )=10



-5

mol/L。

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4 种溶液中电离的 H2O 的物质的量等于 H2O 电离产生的 H 的物质的量,其比为:10
13 + -14

∶10



∶10 ∶10 =1∶10∶10 ∶10 。 答案:A 4.(2011· 安徽高考)室温下,将 1.000 mol· L 盐酸滴
-1

-4

-5

10

9

入 20.00 mL 1.000 mol· L 氨水中,溶液 pH 和温度随加 入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是 ( ) A.a 点由水电离出的 c(H )=1.0×10
+ - + -14

-1

mol· L

-1

B.b 点:c(NH4 )+c(NH3· H2O)=c(Cl ) C.c 点:c(Cl )=c(NH4 ) D.d 点后,溶液温度略下降的主要原因是 NH3· H2O 电离吸热 解析:本题考查电解质溶液中的离子浓度关系,意在考查学生对化学图像的分析能力 及对酸碱中和滴定和混合溶液中离子浓度关系的掌握情况。a 点即是 1.000 mol· L 的氨水, NH3· H2O 是弱电解质,未完全电离,c(OH )<1 mol· L ,水电离出的 c(H )>1.0×10
-1 - -1 + -14 -1 - +

mol· L

,A 项错误;b 点处,加入盐酸的体积未知,不能进行比较,B 项错误;c 点溶液显中性,
- + - - + + -

即 c(OH )=c(H ),结合电荷守恒关系:c(OH )+c(Cl )=c(H )+c(NH4 ),有 c(Cl )=

c(NH+ 4 ),C 项正确;d 点后,溶液温度下降是由于加入的冷溶液与原溶液发生热传递,D 项
错误。 答案:C 5.下列事实能说明亚硝酸是弱电解质的是( ①25 ℃时亚硝酸钠溶液的 pH 大于 7 ②用 HNO2 溶液做导电试验,灯泡很暗 ③HNO2 溶液不与 Na2SO4 溶液反应 ④0.1 mol· L HNO2 溶液的 pH=2.1 A.①②③ B.②③④ C.①④
- 2 -1

)

D.①②④

解析:25° C 时 NaNO2 溶液 pH>7,说明 NO 水解,则 HNO2 为弱酸,①符合。②溶液导电 性差,有可能是 HNO2 的浓度小,不能说明 HNO2 是弱电解质。HNO2 不与 Na2SO4 反应,只能说 明 HNO2 的酸性小于 H2SO4,不能说明 HNO2 是弱酸。④说明 HNO2 未完全电离,则 HNO2 是弱电解 质。 答案:C 6.在一支 25 mL 的酸式滴定管中加入 0.1 mol/L 的 HCl 溶液,其液面恰好在 5 mL 刻 度处,若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中,然后用 0.1 mol/L 的 NaOH 溶液进行中和,则所 需 NaOH 溶液的体积( A.大于 20 mL ) B.小于 20 mL C.等于 20 mL D.等于 5 mL

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解析:若要正确解答本题,必须准确了解滴定管的刻度特征, 如图所示:滴定管最下部无刻度线,若刻度线处及尖嘴底部均充满 溶液, 把溶液全部放入烧杯中, 其体积大于 20 mL, 用等浓度的 NaOH 溶液中和,所需 NaOH 溶液的体积应大于 20 mL。应注意:滴定管的 量程小于滴定管的最大实际容量。 答案:A 7.从植物花汁中提取的一种有机物 HIn,可做酸碱指示剂,在水溶液中存在电离平衡: HIn(红色) H +In (黄色),对上述平衡解释不 正确的是( .
+ -

)

A.升高温度平衡向正方向移动 B.加入盐酸后平衡向逆方向移动,溶液显红色 C.加入 NaOH 溶液后平衡向正方向移动,溶液显黄色 D.加入 NaHSO4 溶液后平衡向正方向移动,溶液显黄色 解析:电离吸热,升温,电离平衡正向移动,A 对;加入盐酸,则平衡逆向移动,溶液 显红色,B 对;加入 NaOH,与 H 反应,电离平衡正向移动,溶液显黄色,C 对,加入 NaHSO4 溶液,NaHSO4===Na +H +SO4 ,电离平衡逆向移动,D 错。 答案:D 8.[双选题]下列有关 AgCl 沉淀的溶解平衡的说法中,正确的是( A.AgCl 沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等 B.AgCl 难溶于水,溶液中没有 Ag 和 Cl C.升高温度,AgCl 沉淀的溶解度增大 D.在有 AgCl 沉淀生成的溶液中加入 NaCl 固体,AgCl 沉淀溶解的量不变 解析:在 AgCl 沉淀的溶解平衡中,v 溶解=v 沉淀,故 A 对;难溶电解质的溶解度不可能 为 0,故 B 错;一般升高温度促进难溶电解质溶解,但 Ca(OH)2 等特例除外,故 C 对;加入 NaCl 固体,c(Cl )增大,溶解平衡左移,AgCl 溶解的量减少,故 D 错。 答案:AC 9.25℃时,0.1 mol/L 稀醋酸加水稀释,如图中的纵坐标 可以是( )
- + - + + 2- +

)

y

A.溶液的 pH B.醋酸的电离平衡常数 C.溶液的导电能力 D.醋酸的电离程度 解析:0.1 mol/L 稀醋酸加水稀释,电离程度增大,n(H )增大,但 c(H )减小,因此 pH 增大,A、D 错误;电离平衡常数只与温度有关,因此稀释时电离平衡常数不变,B 错误; 加水稀释时溶液中离子浓度减小,溶液的导电能力降低,C 正确。
+ +

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答案:C 10.已知 PbI2 的 Ksp=7.0×10 ,将 7.5×10 mol/L 的 KI 与一定浓度的 Pb(NO3)2 溶液 按 2∶1 体积混合,则生成 PbI2 沉淀所需 Pb(NO3)2 溶液的最小浓度为( A.8.4×10 C.4.2×10
-4 -9 -3

)

B.5.6×10 D.2.8×10

-4

-4

-4

解析:设生成 PbI2 沉淀所需 Pb(NO3)2 溶液的最小浓度为 c,由于 KI 溶液和 Pb(NO3)2 溶

c 2 -3 2 -9 -4 液按 2∶1 的体积比混合,即 ×( ×7.5×10 ) =7.0×10 ,解得 c=8.4×10 mol/L。 3 3
答案:A 11.用 1.0 mol/L 的 NaOH 溶液中和某浓度的 H2SO4 溶液,其水 溶液的 pH 和所用 NaOH 溶液的体积关系变化如图所示,则原 H2SO4 溶液的物质的量浓度和完全反应后溶液的大致体积是( A.1.0 mol/L,20 mL C.0.5 mol/L,80 mL B.0.5 mol/L,40 mL D.1.0 mol/L,80 mL


)

解析:滴定前稀 H2SO4 的 pH=0,c(H )=1 mol/L,则 c(H2SO4)=0.5 mol/L,当 pH=7 时 V(NaOH)=40 mL,通过计算硫酸溶液体积为 40 mL。 答案:C 12.将 AgCl 与 AgBr 的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓 AgNO3 溶液,发生的反应为 ( ) A.只有 AgBr 沉淀生成 B.AgCl 和 AgBr 沉淀等量生成 C.AgCl 和 AgBr 沉淀都有,但以 AgCl 沉淀为主 D.AgCl 和 AgBr 沉淀都有,但以 AgBr 沉淀为主 解析:由于浓 AgNO3 溶液是足量的,Cl 和 Br 都会与过量的 Ag 结合成沉淀,但 AgBr 的溶解度相对更小,混合液中 c(Cl )远大于 c(Br ),所以以 AgCl 沉淀为主。 答案:C 13.由一价离子组成的四种盐(AC、BD、AD、BC)溶液的浓度为 1 mol· L 的溶液,在室 温下前两种溶液的 pH=7,第三种溶液 pH>7,最后一种溶液 pH<7,则( A 碱性 酸性 AOH>BOH HC>HD B AOH<BOH HC>HD C AOH>BOH HC<HD ) D AOH<BOH HC<HD
-1 - - - - +

解析:由 AD 溶液的 pH>7,可知 AOH 的电离程度大于 HD。由 BC 溶液的 pH<7,可知 BOH 的电离程度小于 HC。同理由 AC、BD 溶液的 pH=7,可知 AOH 与 HC、BOH 与 HD 的电离程度

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相同。故有电离程度:HC=AOH>HD=BOH,即 HC 的酸性大于 HD,AOH 的碱性大于 BOH。 答案:A 14.[双选题]下列溶液常温下能跟镁反应生成 H2 的是( A.NaOH(aq) C.NH4Cl(aq) B.NaHCO3(aq) D.NaHSO3(aq) )

解析:酸性溶液才能跟镁反应生成 H2,首先排除 A。NaHCO3 溶液显碱性,B 也被排除。 NH4Cl 水解,溶液显酸性可与 Mg 反应放出 H2;NaHSO3 溶液中存在着 HSO3 的电离和水解,电 离大于水解,溶液显酸性,可与 Mg 作用产生 H2。 答案:CD 15.已知 25℃时一些难溶物质的溶度积常数如下: 化学式 溶度积 Zn(OH)2 5×10
-17 -

ZnS 2.5×10
-22

AgCl 1.8×10
-10

Ag2S 6.3×10
-50

MgCO3 6.8×10
-6

Mg(OH)2 1.8×10
-11

根据上表数据,判断下列化学方程式不 正确的是( . A.2AgCl+Na2S===2NaCl+Ag2S B.MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑

)

C.ZnS+2H2O===Zn(OH)2+H2S↑ D.Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O 解析:根据溶度积常数可知,溶解度:ZnS<Zn(OH)2,由于发生复分解反应时生成溶解 度更小的物质,故 C 不正确。 答案:C 16.(2012· 济南模拟)对下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系表述正确的是( A.0.1 mol/L 的(NH4)2SO4 溶液中:
- + + - c(SO2 4 )>c(NH4 )>c(H )>c(OH )

)

B.0.1 mol/L 的 NaHCO3 溶液中:
2- c(Na+)=c(HCO- 3 )+c(H2CO3)+2c(CO3 )

C.将 0.2 mol/L NaA 溶液和 0.1 mol/L 盐酸等体积混合所得碱性溶液中:

c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(Cl-)
D.在 25℃100 mL NH4Cl 溶液中:

c(Cl-)=c(NH+ H2O) 4 )+c(NH3·
解析:A 项,c(NH4 )>c(SO4 );B 项,根据物料守恒,c(Na )=c(HCO3 )+c(CO3 )+
+ 2- + - 2-

c(H2CO3);C 项,根据电荷守恒,推知 c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(Cl-)+c(OH-);D 项,根
据物料守恒,推知 c(Cl )=c(NH4 )+c(NH3· H2O)。 答案:D 二、非选择题(本题包括 6 小题,共 52 分)
- +

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17.(8 分)已知室温时,0.1 mol/L 某一元酸 HA 在水中有 0.1%发生电离,回答下列问 题: (1)该溶液中 c(H )=________。 (2)HA 的电离平衡常数 K=________; (3)升高温度时,K________(填“增大”,“减小”或“不变”)。 (4)由 HA 电离出的 c(H )约为水电离出的 c(H )的________倍。 解析:(1)HA 电离出的
+ + +

c(H+)=0.1×0.1% mol/L=1×10-4 mol/L;
(2)电离平衡常数

K=

c?H+?· c?A-? 1×10-4×1×10-4 -7 = =1×10 ; c?HA? 0.1
+ -

(3)因 HA 的电离是吸热过程,升高温度 c(H )、c(A )均增大,则 K 增大; (4)c(H )HA=1×10
+ -4

mol/L,
-14

c(H+)水=c(OH-)=


1×10 -10 mol/L, -4 =1×10 1×10
6

所以 c(H )HA∶c(H )水=10 。 答案:(1)1.0×10
-4



mol/L

(2)1×10

-7

(3)增大 (4)10

6

18.(8 分)(1)常温下,有 A、B、C、D 四种无色溶液,它们分别是 CH3COONa 溶液、NH4Cl 溶液、盐酸和 NaNO3 溶液中的一种。已知 A、B 的水溶液中水的电离程度相同,A、C 溶液的 pH 相同。 则:B 是________溶液,C 是________。 (2)常温下若 B 溶液中 c(OH )与 C 溶液中 c(H )相同,B 溶液的 pH 用 pHb 表示,C 溶液 的 pH 用 pHc 表示,则 pHb+pHc=________(填某个数)。 解析:(1)CH3COONa 溶液中水的电离受到促进,溶液显碱性;NH4Cl 溶液中水的电离受 到促进,溶液显酸性;盐酸中水的电离受到抑制,溶液显酸性;NaNO3 溶液中水的电离不受 影响,溶液显中性。所以 A、B、C、D 分别为 NH4Cl、CH3COONa、盐酸、NaNO3。 (2)常温下若 CH3COONa 溶液中 c(OH )与盐酸溶液中的 c(H )相同, 则有 pHb=14-lgc(H
+ - + - +

),C 溶液 pHc=lgc(H ),则 pHb+pHc=14。 答案:(1)CH3COONa 盐酸 (2)14
-1



19.(8 分)现有常温下的 0.1 mol· L 纯碱溶液。 (1)你认为该溶液呈碱性的原因是(用离子方程式表示)________________________; 为证明你的上述观点,请设计一个简单的实验,简述实验过程_____________________ ________________________________________________________________________。 (2)甲同学认为该溶液中 Na2CO3 的水解是微弱的, 发生水解的 CO3 不超过其总量的 10%。 请设计实验证明该同学的观点是否正确______________________________________
2-

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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)纯碱是盐不是碱,其溶液呈碱性的原因是盐的水解。证明的出发点是:把产 生水解的离子消耗掉,看在无水解离子的情况下溶液是否发生变化。(2)离子是微观的,发 生水解的量是看不到的,但水解后的结果——溶液的酸碱性和酸碱度是可以测量的,所以 可用测溶液 pH 的方法来测定“水解度”。 答案:(1)CO3 +H2O
2-

HCO3 +OH





向纯碱溶液中滴加数滴酚酞试液后,溶液显红

色;然后逐滴加入氯化钙溶液直至过量,若溶液红色逐渐变浅直至消失,则说明上述观点 (2)用 pH 试纸(或 pH 计)测常温下 0.1 mol· L 纯碱溶液的 pH,若 pH<12,则该同学的 观点正确;若 pH>12,则该同学的观点不正确 20.(8 分)(2012· 河北二模)已知二元酸 H2A 在水中存在以下电离:H2A===H +HA ,HA H +A ,试回答下列问题: (1)NaHA 溶液呈________(填“酸”、 “碱”或“中”)性, 理由是___________________ ________________________________________________________________________。 (2)某温度下,向 10 mL、0.1 mol/L NaHA 溶液中加入 0.1 mol/L KOH 溶液 V mL 至中性, 此时溶液中以下关系一定正确的是________(填写字母)。 A.溶液 pH=7 B.水的离子积 Kw=c (OH ) C.V=10 D.c(K )<c(Na ) 解析:(1)由于 H2A 的第一步电离完全,所以在 NaHA 溶液中,HA 不能发生水解,只能 电离产生 H ,则 NaHA 溶液呈酸性。 (2)选项 A,该反应不一定是在 25℃下进行的,所以反应后溶液 pH=7 时,溶液不一定 呈中性。选项 B,Kw=c(H )· c(OH ),因 c(H )=c(OH ),故 Kw=c (OH )。选项 C,V=10 说明 NaHA 与 KOH 刚好完全反应,生成的 A 水解导致溶液呈碱性。选项 D,由于 A 水解导 致溶液呈碱性,而 NaHA 溶液呈酸性,要使溶液呈中性,则 NaHA 需过量,故
2- 2- + - + - 2 - + - + + 2 - + 2- + - - -1

c(Na+)>c(K+)。
答案:(1)酸 HA 只电离不水解


(2)BD

21.(10 分)有三瓶 pH 均为 2 的盐酸、硫酸溶液、醋酸溶液: (1)设三种溶液的物质的量浓度依次为 c1、c2、c3,则其关系是________(用“>”、“<”或 “=”表示,下同)。 (2)取同体积的三种酸溶液分别加入足量的锌粉, 反应开始放出 H2 的速率依次为 a1、 a2、

a3 ,则其关系是 ________ ;反应过程中放出 H2 的速率依次为 b1 、 b2 、 b3 ,则其关系是
____________。

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(3)完全中和体积和物质的量浓度均相同的三份 NaOH 溶液时,需三种酸的体积依次为

V1、V2、V3,则其关系是________。
解析:(1)硫酸、HCl 均为强电解质,完全电离,H2SO4 是二元酸,所以 pH=2 的硫酸溶 1 + 液浓度应为盐酸浓度的 。CH3COOH 是弱电解质,未完全电离出 H ,所以 pH=2 的三种酸中, 2 CH3COOH 溶液的浓度最大。 (2)与 Zn 反应刚开始 c(H )相同,反应速率也相同。随反应进行,醋酸会进一步电离出 H ,所以反应过程中 CH3COOH 产生 H2 的速率快。 (3)CH3COOH 溶液浓度大,则中和碱的能力最强,需要体积最小。 答案:(1)c1=2c2<c3 (2)a1=a2=a3 (3)V1=V2>V3 22.(10 分)某自来水中含有 Ca 、Mg 、Na 、K 、HCO3 、SO4 、Cl ,长期烧煮上述 自来水会在锅炉内形成水垢。锅炉水垢不仅耗费燃料,而且有烧坏锅炉的危险,因此要定 期清除锅炉水垢。已知部分物质 20℃时的溶解度数据有: 物质 溶解度/ (g/100 g H2O) (1) 请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有 Mg(OH)2 的原因:____________________ ________________________________________________________________________。 (2)锅炉中的水垢所含有的 CaSO4 不能直接用酸除去,需要加入试剂 X,使其转化为易 溶于盐酸的物质 Y 而除去。试剂 X 是________(填序号)。 A.食醋 C.碳酸钠 B.氯化钡 D.碳酸氢钠 9.0×10
-4 2+ 2+ + + - 2- - + +

b3>b1=b2

Mg(OH)2

CaCO3

MgCO3

Ca(OH)2

CaSO4

MgSO4

1.5×10

-3

1.0×10

-2

1.7×10

-1

2.1×10

-1

26.7

CaSO4 能转化为物质 Y 的原因是(用文字叙述)______________________________ ________________________________________________________________________。 (2) 除含 CaSO4、Mg(OH)2 外,锅炉水垢中还可能含有的物质是(写化学式) ________________________________________________________________________。 解析: (1)锅炉水垢中含有 Mg(OH)2 的原因为 Mg(HCO3)2 +H2O Mg(OH)2+CO2↑。 MgCO3↓+H2O+CO2↑, MgCO3

(2)水垢中含有的 CaSO4 不溶于酸,因 CaCO3 的溶解度小于 CaSO4,可先将其转化为易溶 于盐酸的 CaCO3 而除去,所用试剂为碳酸钠。 (3)锅炉水垢中除含有 CaSO4、Mg(OH)2 之外,还可能含有 CaCO3、MgCO3 等物质。

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答案:(1)Mg(HCO3)2 MgCO3+H2O (2)C MgCO3↓+H2O+CO2↑, Mg(OH)2+CO2↑

碳酸钙的溶解度小于硫酸钙的溶解度

(3)CaCO3、MgCO3


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