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殲滅高考第12題——水溶液中的離子平衡
1．室溫下將10 mL c(H＋)＝0.001 molL－1的醋酸溶液加水稀釋10倍后，下列說法正確的是( )
A．醋酸的電離程度增大，c(H＋)亦增大
B．溶液中不變
C．溶液中導(dǎo)電粒子的數(shù)目增多
D．再加入10 mL c(OH－)＝0.001 molL－1的NaOH溶液，混合液呈中性
解析：選C 醋酸屬于弱酸，在其水溶液中存在電離平衡，加水稀釋，促進醋酸的電離，醋酸的電離程度增大，H＋、CH3COO－物質(zhì)的量增大，CH3COOH分子物質(zhì)的量減小，由于溶液體積也增大，H＋、CH3COO－、CH3COOH的物質(zhì)的量濃度都減小。A項，醋酸的電離程度增大，c(H＋)減小，錯誤；B項，溶液中＝增大，錯誤；C項，溶液中導(dǎo)電的粒子是陰、陽離子，陰、陽離子數(shù)目增多，正確；D項，再加入10 mL c(OH－)＝0.001 molL－1的NaOH溶液，發(fā)生中和反應(yīng)后醋酸過量，混合液呈酸性，錯誤。
2．常溫下，0.2 molL－1的一元堿BOH與等濃度的HCl溶液等體積混合后，所得溶液中部分微粒組分及濃度如圖所示，下列說法正確的是( )
A．BOH為強堿
B．該混合液pH＝7
C．圖中X表示BOH，Y表示H＋，Z表示OH－
D．該混合溶液中：c(Cl－)＝c(Y)＋c(B＋)
解析：選D 0.2 molL－1的一元堿BOH與等濃度的鹽酸等體積混合后，HCl＋BOH===BCl＋H2O，所得溶液中B＋濃度小于0.1 molL－1，說明在溶液中存在B＋＋H2OH＋＋BOH，BOH為弱堿，BCl溶液呈酸性，則c(OH－)
c(H＋)，所以有c(Cl－)＝0.1 molL－1>c(B＋)>c(H＋)>c(BOH)>c(OH－)，即X表示H＋，Y表示BOH，Z表示OH－，溶液中存在物料守恒為c(Cl－)＝c(B＋)＋c(BOH)。
3．298 K時，向20 mL 0.1 molL－1MOH溶液中滴加0.1 molL－1CH3COOH溶液，所得溶液的pH及導(dǎo)電能力變化如圖所示。下列敘述正確的是( )
A．MOH是強電解質(zhì)
B．b點對應(yīng)的鹽不水解
C．水的離子積Kw：b>c>a
D．c點溶液中c(CH3COO－)>c(M＋)>c(H＋)>c(OH－)
解析：選D 由圖像可知，0.1 molL－1MOH溶液的pH為8而不是13，說明MOH是弱堿，故其為弱電解質(zhì)，A錯誤；在b點，兩者恰好完全反應(yīng)生成弱酸弱堿鹽CH3COOM，該鹽溶液的pH＝6，說明M＋的水解程度大于CH3COO－的水解程度，B錯誤；在一定溫度下，水的離子積是定值，其值不隨溶液的pH變化而變化，C錯誤；在c點，醋酸過量使溶液酸性增強，依據(jù)電荷守恒可以判斷，溶液中c(CH3COO－)>c(M＋)>c(H＋)>c(OH－)，D正確。
4．利用電導(dǎo)法測定某濃度醋酸電離的ΔH、Ka隨溫度變化曲線如圖。已知整個電離過程包括氫鍵斷裂、醋酸分子解離、離子水合。下列有關(guān)說法不正確的是( )
A．理論上ΔH＝0時，Ka最大
B．25 ℃時，c(CH3COOH)最大
C．電離的熱效應(yīng)較小是因為分子解離吸收的能量與離子水合放出的能量相當(dāng)
D．CH3COOH溶液中存在氫鍵是ΔH隨溫度升高而減小的主要原因
解析：選B A項，理論上ΔH＝0時，電離程度最大，氫離子和醋酸根離子濃度最大，Ka最大，正確；B項，25 ℃時，Ka最大，電離程度最大，平衡時 c(CH3COOH)最小，錯誤；C項，分子解離吸收的能量與離子水合放出的能量相當(dāng)時，拆開化學(xué)鍵吸收的能量與水合時放出的熱量相當(dāng)，電離的熱效應(yīng)較小，正確；D項，拆開氫鍵需要能量，但隨溫度的升高，氫鍵越來越小，CH3COOH溶液中存在氫鍵是ΔH隨溫度升高而減小的主要原因，正確。
5．已知H2A為二元弱酸，20 ℃時，配制一組c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.100 molL－1的H2A和NaOH混合溶液，溶液中部分微粒的物質(zhì)的量濃度隨pH的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A．Ka2(H2A)的數(shù)量級為10－5
B．NaHA溶液中：c(H＋)>c(OH－)
C．M點由水電離出的c(H＋)>N點由水電離出的c(H＋)
D．pH＝7的溶液中：c(Na＋)>2c(A2－)
解析：選C Ka2＝，選取圖中N點，此時pH＝4.2，A2－和HA－的濃度相等，所以Ka2＝＝c(H＋)＝110－4.2≈6.310－5，所以Ka2(H2A)的數(shù)量級為10－5，選項A正確；由圖中可以看出當(dāng)HA－的濃度占主導(dǎo)地位的時候，pH為2到3之間，所以NaHA溶液顯酸性，即c(H＋)>c(OH－)，選項B正確；M、N都顯酸性，溶質(zhì)電離的氫離子對于水的電離都起到抑制作用，因為從M到N，溶液的pH升高，溶質(zhì)電離出來的氫離子濃度減小，所以對于水的電離的抑制減弱，N點水電離的氫離子濃度更大，選項C錯誤；溶液中一定存在電荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(A2－)＋c(HA－)，中性溶液中H＋和OH－濃度相等，所以有c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)，則c(Na＋)>2c(A2－)，選項D正確。
6．常溫下，向1 L 0.1 molL－1一元酸HR溶液中逐漸通入氨氣[已知常溫下Kb(NH3H2O)＝1.7610－5]，使溶液溫度和體積保持不變，混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是( )
A．0.1 molL－1HR溶液的pH約為5
B．HR為弱酸，常溫時Ka(HR)＝1.010－7
C．當(dāng)通入0.1 mol NH3時，溶液中c(R－)c(X2－)>c(HX－)>c(H＋)＝c(OH－)
解析：選D 滴加過程中發(fā)生反應(yīng)的先后順序是H2X＋NaOH===NaHX＋H2O、NaHX＋NaOH===Na2X＋H2O，開始時，隨著反應(yīng)的進行，HX－的物質(zhì)的量增大，某一時刻當(dāng)HX－的物質(zhì)的量大于H2X，lg 的值大于0，根據(jù)圖像可知曲線M為lg 與pH的變化關(guān)系，曲線N為lg 與pH的變化關(guān)系，H2X的第一步電離方程式為H2XHX－＋H＋，Ka1＝，根據(jù)圖像，當(dāng)pH＝5，即c(H＋)＝10－5 molL－1時，lg ＝0.6，＝100.6，得Ka1＝10－4.4，A、B項錯誤；當(dāng)lg ＝0，即c(X2－)＝c(HX－)時，pH<7，溶液顯酸性，說明HX－的電離程度大于X2－的水解程度，則HX－的電離程度大于自身的水解程度，NaHX溶液中，c(H＋)>c(OH－)，C項錯誤；NaHX溶液顯酸性，因此混合溶液顯中性時，溶質(zhì)為NaHX和Na2X，HX－的電離程度大于X2－的水解程度，NaHX和Na2X濃度相等時，溶液顯酸性，因此Na2X的濃度應(yīng)大于NaHX，溶液才能顯中性，即離子濃度大小關(guān)系是c(Na＋)>c(X2－)>c(HX－)>c(H＋)＝c(OH－)，D項正確。
9．25 ℃時，H2CO3的Ka1＝4.210－7，Ka2＝5.010－11。常溫下在20 mL 0.1 molL－1 Na2CO3溶液中逐滴加入40 mL 0.1 molL－1 HCl溶液，溶液中含碳元素的各種微粒(CO2因逸出未畫出)物質(zhì)的量分數(shù)(縱軸)隨溶液pH變化的部分情況如圖所示，下列說法正確的是( )
A．在同一溶液中，H2CO3、HCO、CO能大量共存
B．a(chǎn)點時：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋3c(CO)
C．當(dāng)pH＝7時，溶液中c(Na＋)＝c(HCO)＋2c(CO)
D．當(dāng)溶液中c(HCO)∶c(CO)＝2∶1時，溶液的pH＝10
解析：選D 由圖像可知，在同一溶液中，H2CO3、HCO、CO不能大量共存，故A錯誤；a點c(HCO)＝c(CO)，根據(jù)電荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋3c(CO)＋c(Cl－)，故B錯誤；根據(jù)電荷守恒，當(dāng)pH＝7時，溶液中c(Na＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(Cl－)，故C錯誤；根據(jù)＝510－11，當(dāng)溶液中c(HCO)∶c(CO)＝2∶1時，c(H＋)＝10－10 molL－1，所以溶液的pH＝10，故D正確。
10．一定溫度時，Cu2＋、Mn2＋、Fe2＋、Zn2＋等四種金屬離子(M2＋)形成硫化物沉淀所需S2－最低濃度的對數(shù)值lg c(S2－)與lg c(M2＋)的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)判斷不正確的是( )
A．該溫度下，Ksp(MnS)大于1.010－35
B．向含Mn2＋、Zn2＋的稀溶液中滴加Na2S溶液，Mn2＋最有可能先沉淀
C．向c(Fe2＋)＝0.1 molL－1的溶液中加入CuS粉末，有FeS沉淀析出
D．該溫度下，溶解度：CuS>MnS>FeS>ZnS
解析：選D A項，MnS飽和溶液中存在沉淀溶解平衡：MnS(s)Mn2＋(aq)＋S2－(aq)，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)c(S2－)＝10－1510－10＝10－25>1.010－35，正確；B項，依據(jù)題圖可知，Ksp(ZnS)>Ksp(MnS)，所以向含Mn2＋、Zn2＋的稀溶液中滴加Na2S溶液，Mn2＋最有可能先沉淀，正確；C項，由于CuS溶液中c(S2－)約為 molL－1，向c(Fe2＋)＝0.1 molL－1的溶液中加入CuS粉末后，c(Fe2＋)c(S2－)>Ksp(FeS)＝10－20，所以有FeS沉淀析出，正確；D項，依據(jù)題圖可知，CuS的Ksp最小，其次是MnS、FeS和ZnS，所以該溫度下，溶解度：CuS
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