高考化學大二輪復習 第1部分 知識整合 專題2 基本理論 第9講 水溶液中的離子平衡

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第9講水溶液中的離子平衡限時50分鐘，滿分70分一、選擇題(包括7個小題，每小題5分，共35分)1(2016上海高考)能證明乙酸是弱酸的實驗事實是ACH3COOH溶液與Zn反應放出H2B0.1 molL1 CH3COONa溶液的pH大于7CCH3COOH溶液與Na2CO3反應生成CO2D0.1 molL1 CH3COOH溶液可使紫色石蕊變紅解析A只能證明乙酸具有酸性，不能證明其酸性強弱，錯誤；B.該鹽水溶液顯堿性，由于NaOH是強堿，故可以證明乙酸是弱酸，正確；C.可以證明乙酸的酸性比碳酸強，但是不能證明其酸性強弱，錯誤；D.可以證明乙酸具有酸性，但是不能證明其酸性強弱，錯誤。答案B2(2015廣東高考)一定溫度下，水溶液中H和OH的濃度變化曲線如圖，下列說法正確的是A升高溫度，可能引起有c向b的變化B該溫度下，水的離子積常數(shù)為1.01013C該溫度下，加入FeCl3可能引起由b向a的變化D該溫度下，稀釋溶液可能引起由c向d的變化解析Ac點溶液中c(OH)c(H)，溶液呈堿性，升溫，溶液中c(OH)不可能減小。B.由b點對應c(H)與c(OH)可知，KW=c(H)c(OH)=1.01071.0107=1.01014。C.FeCl3溶液水解顯酸性，溶液中c(H)增大，因一定溫度下水的離子積是常數(shù)，故溶液中c(OH)減小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的變化。D.c點溶液呈堿性，稀釋時c(OH)減小，同時c(H)應增大，故稀釋溶液時不可能引起由c向d的轉化。答案C3(2015山東高考)室溫下向10 mL 0.1 molL1NaOH溶液中加入0.1 molL1的一元酸HA溶液pH的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是Aa點所示溶液中c(Na)c(A)c(H)c(HA) Ba、b兩點所示溶液中水的電離程度相同CpH=7時，c(Na)=c(A)c(HA)Db點所示溶液中c(A)c(HA)解析A、a點NaOH與HA恰好完全反應，溶液的pH為8.7，呈堿性，說明HA為弱酸，NaA發(fā)生水解反應，c(Na)c(A)c(HA)c(H)，錯誤；B、a點NaA發(fā)生水解反應，促進了水的電離，所以a點水的電離程度大于b點，錯誤；C、根據(jù)電荷守恒，c(H)c(Na)=c(OH)c(A)，pH=7，則c(H)=c(OH)，則c(Na)=c(A)，錯誤；D、b點HA過量，溶液呈酸性，HA的電離程度大于NaA的水解程度，所以c(A)c(HA)，正確。答案D4某些鹽能溶解沉淀，利用下表三種試劑進行實驗，相關分析不正確的是編號分散質Mg(OH)2HClNH4Cl備注懸濁液1 molL11 molL1A.向中加入酚酞，溶液顯紅色說明物質的“不溶性”是相對的B分別向少量Mg(OH)2沉淀中加入適量等體積的，沉淀均能快速徹底溶解C混合后發(fā)生反應：Mg(OH)2(s)2NHMg22NH3H2OD向中加入，c(OH)減小，Mg(OH)2溶解平衡正向移動解析使酚酞顯紅色的溶液呈堿性，說明Mg(OH)2在水中有一定的溶解，電離使溶液呈堿性，A項正確；Mg(OH)2與NH4Cl溶液反應速率較小，沉淀不能快速徹底溶解，B項錯誤；NH結合Mg(OH)2懸濁液中的OH，促進Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移動，促使Mg(OH)2沉淀溶解，C項正確；鹽酸能夠與Mg(OH)2發(fā)生中和反應，促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移動，D項正確。答案B5(2016浙江高考)苯甲酸鈉(，縮寫為NaA)可用作飲料的防腐劑。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力顯著高于A。已知25 時，HA的Ka=6.25105，H2CO3的Ka1=4.17107，Ka2=4.901011。在生產碳酸飲料的過程中，除了添加NaA外，還需加壓充入CO2氣體。下列說法正確的是(溫度為25 ，不考慮飲料中其他成分)A相比于未充CO2的飲料，碳酸飲料的抑菌能力較低B提高CO2充氣壓力，飲料中c(A)不變C當pH為5.0時，飲料中=0.16D碳酸飲料中各種粒子的濃度關系為：c(H)=c(HCO)c(CO)c(OH)c(HA)解析A根據(jù)題意，苯甲酸(HA)的抑菌能力顯著高于A，相比于未充CO2的飲料，碳酸飲料的抑菌能力較高，A項錯誤；B.提高CO2充氣壓力，根據(jù)強酸制弱酸原理CO2H2OA=HAHCO，飲料中c(A)減小，B項錯誤；C.當pH為5.0時，飲料中=c(H)Ka=1056.25105=0.16，C項正確；D.碳酸飲料中加入的各成分含量未知，無法比較各種粒子的濃度關系，D項錯誤。答案C6. 在T 時，鉻酸銀(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法中不正確的是AT 時，在Y點和Z點，Ag2CrO4的Ksp相等B向飽和Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4不能使溶液由Y點變?yōu)閄點CT 時，Ag2CrO4的Ksp為1108D圖中a=104解析一種物質的Ksp只與溫度有關，A正確；向飽和Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4后，沉淀溶解平衡向左移動，導致c(Ag)減小，而圖像中由Y點變成X點的過程中，c2(Ag)保持不變，B正確；T 時，Ag2CrO4的Ksp=c(CrO)c(Ag)=(1105)(1103)2=11011，C錯誤；溫度不變，Ksp=c(CrO)c2(Ag)=(1105)(1103)2=a25104，解得a=104，D正確。答案C7(2016四川高考)向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中緩慢通入CO2，隨n(CO2)增大，先后發(fā)生三個不同的反應，當0.01 moln(CO2)0.015 mol時發(fā)生的反應是2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3。下列對應關系正確的是選項n(CO2)/mol溶液中離子的物質的量濃度A0c(Na)c(AlO)c(OH)B0.01c(Na)c(AlO)c(OH)c(CO)C0.015c(Na)c(HCO)c(CO)c(OH)D0.03c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)解析A當n(CO2)=0時，根據(jù)電荷守恒，c(H)c(Na) =c(AlO)c(OH)，所以c(Na)c(AlO)c(OH)，錯誤；B.當n(CO2)=0.01 mol時，溶液中溶質為NaAlO2和Na2CO3，因為碳酸酸性強于氫氧化鋁，所以偏鋁酸根離子水解程度比碳酸根離子強，溶液中離子濃度應為c(Na)c(CO)c(AlO)c(OH)，錯誤；C.當n(CO2)=0.015 mol時，溶液中溶質為Na2CO3，溶液中離子濃度應為c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)，錯誤；D.當n(CO2)=0.03 mol時，溶液中溶質為NaHCO3，溶液中離子濃度應為c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)，正確。答案D二、非選擇題(包括4個小題，共35分)8(8分)(2016湛江模擬)弱電解質的電離平衡、鹽類的水解平衡和難溶物的溶解平衡均屬于化學平衡。.已知H2A在水中存在以下平衡：H2A=HHA，HAHA2。(1)常溫下NaHA溶液的pH_(填序號)，原因是_。A大于7B小于7C等于7 D無法確定(2)某溫度下，若向0.1 molL1的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 molL1 KOH溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的體積變化)。此時該混合溶液中的下列關系一定正確的是_。Ac(H)c(OH)=1.01014Bc(Na)c(K)=c(HA)2c(A2)Cc(Na)c(K)Dc(Na)c(K)=0.05 molL1(3)已知常溫下H2A的鈣鹽(CaA)的飽和溶液中存在以下平衡：CaA(s)Ca2(aq)A2(aq)H0。若要使該溶液中Ca2濃度變小，可采取的措施有_。A升高溫度 B降低溫度C加入NH4Cl晶體 D加入Na2A固體.含有Cr2O的廢水毒性較大，某工廠廢水中含5.0103 molL1的Cr2O。為了使廢水的排放達標，進行如下處理：Cr2OCr3、Fe3Cr(OH)3、Fe(OH)3(1)該廢水中加入綠礬和H，發(fā)生反應的離子方程式為_。(2)若處理后的廢水中殘留的c(Fe3)=2.01013 molL1，則殘留的Cr3的濃度為_。(已知：KspFe(OH)3=4.01038，KspCr(OH)3=6.01031)解析H2A在水中的一級電離進行完全，則HA不水解只電離，故NaHA溶液呈酸性。HA在水中部分電離，0.1 molL1的NaHA溶液中c(H)小于0.1 molL1，加入0.1 molL1KOH溶液至溶液呈中性時消耗的KOH溶液體積小于NaHA溶液體積，則混合溶液中c(Na)c(K)；由電荷守恒知，c(Na)c(K)c(H)=c(HA)2c(A2)c(OH)，且c(H)=c(OH)，則c(Na)c(K)=c(HA)2c(A2)；水的離子積與溫度有關；混合液中c(Na)0.05 molL1；降溫、增大c(A2)都能使平衡CaA(s)Ca2(aq)A2(aq)左移。廢水中加入綠礬和H，根據(jù)流程圖，可知發(fā)生的是氧化還原反應，配平即可。c(Cr3)/c(Fe3)=c(Cr3)c3(OH)/c(Fe3)c3(OH)=KspCr(OH)3/KspFe(OH)3=1.5107，故c(Cr3)=3.0106 molL1。答案.(1)BNaHA只能發(fā)生電離，不能發(fā)生水解(2)BC(3)BD.(1)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O(2)3.0106 molL19(9分)(2015天津高考)FeCl3 在溶液中分三步水解：Fe3H2OFe(OH)2HK1Fe(OH)2H2OFe(OH)HK2Fe(OH)H2OFe(OH)3HK3(1)以上水解反應的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是_。(2)通過控制條件，以上水解產物聚合，生成聚合氧化鐵，離子方程式為：xFe3yH2OFex(OH)yH欲使平衡正向移動可采用的方法是(填序號)_。a降溫 b加水稀釋c加入NH4Cl d加入NaHCO3(3)室溫下，使氯化鐵溶液轉化為高濃度聚合氯化鐵的關鍵條件是_。(4)天津某污水處理廠用氯化鐵凈化污水的結果如下圖所示。由圖中數(shù)據(jù)得出每升污水中投放聚合氯化鐵以Fe(mgL1)表示的最佳范圍約為_ mgL1。解析(1)鐵離子的水解分為三步，且水解程度逐漸減弱，所以水解平衡常數(shù)逐漸減小，則K1K2K3；(2)使平衡正向移動，因水解為吸熱反應，所以降溫，平衡逆向移動；加水稀釋，則水解平衡也正向移動；加入氯化銨，氯化銨溶液為酸性，氫離子濃度增大，平衡逆向移動；加入碳酸氫鈉，則消耗氫離子，所以氫離子濃度降低，平衡正向移動，所以答案選bd；(3)從反應的離子方程式中可知，氫離子的濃度影響高濃度聚合氯化鐵的生成，所以關鍵步驟是調節(jié)溶液的pH； (4)由圖像可知，聚合氯化鐵的濃度在1820 mgL1時，去除率達到最大值，污水的渾濁度減小。答案(1)K1K2K3(2)bd(3)調節(jié)溶液的pH (4)182010(9分)在含有弱電解質的溶液中，往往有多個化學平衡共存。(1)一定溫度下，向1 L 0.1 molL1 CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固體，則溶液中_(填“增大”“不變”或“減小”)；寫出表示該混合溶液中所有離子濃度之間的一個等式_。(2)土壤的pH一般在49之間。土壤中Na2CO3含量較高時，pH可高達10.5，試用離子方程式解釋土壤呈堿性的原因_。加入石膏(CaSO42H2O)可以使土壤堿性降低，有關反應的化學方程式為_。(3)常溫下在20 mL 0.1 molL1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 molL1HCl溶液40 mL，溶液中含碳元素的各種微粒(CO2因逸出未畫出)物質的量分數(shù)(縱軸)隨溶液pH變化的部分情況如圖所示。回答下列問題：在同一溶液中，H2CO3、HCO、CO_(填“能”或“不能”)大量共存；當pH=7時，溶液中含碳元素的主要微粒為_，溶液中各種離子的物質的量濃度的大小關系為_；已知在25 時，CO水解反應的平衡常數(shù)即水解常數(shù)Kh=2.0104molL1，當溶液中c(HCO)c(CO)=21時，溶液的pH=_。解析(1)K=，K僅受溫度影響。由電荷守恒得c(CH3COO)c(OH)=c(H)c(Na)。(2)土壤呈堿性，是因CO水解顯堿性所致。利用沉淀的轉化與生成規(guī)律，CaSO4轉化為更難溶的物質CaCO3：Na2CO3CaSO42H2O=CaCO3Na2SO42H2O。(3)通過觀察圖像求解問。中c(OH)=1.0104molL1，則c(H)=1.01010 molL1，pH=10。答案(1)不變c(CH3COO)c(OH)=c(H)c(Na)(2)COH2OHCOOHNa2CO3CaSO42H2OCaCO3Na2SO42H2O(3)不能HCO、H2CO3c(Na)c(Cl)c(HCO)c(H)=c(OH)1011(9分)在高中階段化學學科中所涉及的平衡理論主要包括：化學平衡、電離平衡、水解平衡和難溶電解質溶解平衡四種，均符合勒夏特列原理，它們在工農業(yè)生產中都有廣泛的應用。請回答下列問題：.工業(yè)生產尿素的原理是以NH3和CO2為原料合成尿素CO(NH2)2，反應的化學方程式為2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(l)H2O(l)(1)已知該反應的平衡常數(shù)K195 K165 ，則該反應的H_0(填“”“=”或“”)。(2)一定溫度和壓強下，若原料氣中的NH3和CO2的物質的量之比(氨碳比)n(NH3)/n(CO2)=x，如圖是氨碳比(x)與CO2平衡轉化率()的關系。隨著x增大的原因是_；B點處，NH3的體積分數(shù)為_%(保留小數(shù)點后一位)。(3)取一定量的NH3和CO2放在一個帶活塞的密閉真空容器中在一定溫度下反應達平衡，若在恒溫、恒容下充入氣體He，CO(NH2)2(l)的質量_(填“增加”“減小”或“不變”)。.(1)某溫度下，純水中c(H)=2.0107 molL1，該溫度下，0.9 molL1 NaOH溶液與0.1 molL1 HCl溶液等體積混合(不考慮溶液體積變化)后，溶液的pH=_。(2)向100 mL 0.10 molL1 CH3COOH的溶液中加入0.010 mol CH3COONa固體，溶液pH增大，主要原因是(請用學過的平衡理論解釋)_；已知該混合溶液中c(Na)c(CH3COO)，則c(CH3COOH)_c(CH3COO)(填“”“”或“=”)。.(1)如圖為某溫度下，PbS(s)、ZnS(s)、FeS(s)分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后，溶液的c(S2)、金屬陽離子濃度變化情況。如果向三種沉淀中加鹽酸，最先溶解的是_(填化學式)。(2)向新生成的ZnS濁液中滴入足量含相同濃度的Pb2、Fe2的溶液，振蕩后，ZnS沉淀最終會轉化為_(填化學式)沉淀。解析.(1)溫度越高，K越小，則該反應是放熱反應，H0。(2)增大氨氣濃度，平衡正向移動，使CO2轉化率增大；設投入的NH3和CO2分別為4、1，CO2的轉化率是0.5，NH3的體積分數(shù)為(410.52)/(410.5210.5)100%=85.7%。 (3)恒溫、恒容下，充入氣體He，各成分氣體濃度不變，平衡不移動，尿素的量不變。.(1)此時水的離子積是4.01014，剩余的c(OH)為=0.4(molL1)，c(H) =11013 molL1，即所得溶液的pH=13。(2)因醋酸溶液中有：CH3COOHCH3COOH，當加入CH3COONa固體時，c(CH3COO)增大，使CH3COOH電離平衡逆向移動，c(H)減小，導致pH增大。此時溶液呈酸性，說明CH3COOH的電離大于CH3COO的水解，故c(CH3COOH)c(CH3COO)。.(1)由圖像可看出，三種物質的溶解度PbSZnSFeS，所以，三種沉淀中加鹽酸，最先溶解的是FeS。(2)該實驗的最后ZnS轉化為最難溶的 PbS。答案.(1)(2)增大氨氣濃度，平衡正向移動，CO2轉化率增大85.7(3)不變.(1)13(2)醋酸溶液中存在電離平衡：CH3COOHCH3COOH，當加入CH3COONa固體時，c(CH3COO)增大，使CH3COOH電離平衡逆向移動， c(H)減小，故pH增大.(1)FeS(2)PbS