高二化学水溶液中的离子平衡练习题1.docx
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高二化学水溶液中的离子平衡练习题1
水溶液中的离子平衡
知识点要记住:
1、三个强弱
1)电解质的强弱2)溶液导电性强弱3)溶液酸(碱)性强弱
2、两个平衡状态:
电离平衡水解平衡
3、三大守恒:
电荷守恒、物料守恒、质子守恒
4、水的电离和溶液的pH
5、应用
6、正价与负价的总和是0。
比如钠离子和硫酸根离子在一起,钠离子是正一价,硫酸根离子是负2价,加起来要等于0,所以钠离子必须要有2个,所以硫酸钠的分子式是Na2SO4,离子就是2个Na+和1个SO42-。
1.(2011·菏泽模拟)下列操作中,能使电离平衡H2O
H++OH-向右移动且溶液呈酸性的是( )
A.向水中加入NaHSO4溶液
B.向水中加入Al2(SO4)3溶液
C.向水中加入Na2CO3溶液
D.将水加热到100℃,使pH=6
解析:
加入NaHSO4溶液显酸性,但抑制水的电离,不正确;加入Al2(SO4)3溶液中Al3+水解促进水的电离,同时水解使溶液显酸性,B正确;加入Na2CO3溶液中CO
水解显碱性;将水加热促进其电离,氢离子浓度增加,但水依然是中性的。
答案:
B
2.(2011·海南高考)
用0.1026mol·L-1的盐酸滴定25.00mL未知浓度的氢氧化钠溶液,滴定达终点时,滴定管中的液面如右图所示,正确的读数是( )
A.22.30mL B.22.35mL
C.23.65mLD.23.70mL
解析:
图中液面在22~23mL之间,分刻度有10个,因而每刻度是0.10mL,液体的凹面读数约为22.35mL。
答案:
B
3.某温度下,CO2饱和溶液的浓度是0.03mol·L-1,其中
的CO2转变为H2CO3,而H2CO3仅有0.1%发生如下电离:
H2CO3
H++HCO
,则溶液的pH约为( )
A.3B.4
C.5D.6
解析:
c(H+)=0.03mol/L×
×0.1%=10-5mol/L,故pH=5。
答案:
C
4.(2011·湖南模拟)一定温度下,在氢氧化钙的悬浊液中,存在如下溶解平衡关系:
Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq)+2OH-(aq)。
向此悬浊液中加入少量的氧化钙粉末,下列叙述正确的是( )
A.溶液中Ca2+数减少B.溶液中c(Ca2+)减小
C.溶液中c(OH-)增大D.pH减小
解析:
向氢氧化钙的悬浊液中加入少量的氧化钙粉末:
CaO+H2O===Ca(OH)2,溶剂水的量减少,溶解的Ca(OH)2也随之减少,则溶液中Ca2+数减少,A正确;由于温度不变,Ca(OH)2的溶解度不变,则该温度下的c(Ca2+)不变,c(OH-)不变,pH也不变,B、C、D错误。
答案:
A
5.(2011·诸城二模)现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液,甲为0.1mol·L-1的NaOH溶液,乙为0.1mol·L-1的HCl溶液,丙为0.1mol·L-1的CH3COOH溶液,试回答下列问题:
(1)甲溶液的pH=________;
(2)丙溶液中存在电离平衡为________________________________________________
__________________________________________________________________(用电离平
衡方程式表示);
(3)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH-)的大小关系为________;
(4)某同学用甲溶液分别滴定20.00mL乙溶液和20.00mL丙溶液,得到如图所示两条滴定曲线,请完成有关问题:
①甲溶液滴定丙溶液的曲线是________(填“图1”或“图2”);
②a=________mL。
解析:
(1)c(OH-)=0.1mol·L-1,
则c(H+)=10-13mol·L-1,pH=13.
(2)CH3COOH溶液中存在CH3COOH和水的电离平衡。
(3)酸、碱对水的电离具有抑制作用,c(H+)或c(OH-)越大,水的电离程度越小,反之越大。
(4)氢氧化钠溶液滴定盐酸恰好中和时,pH=7;氢氧化钠溶液滴定醋酸恰好中和时,生成醋酸钠溶液,pH>7。
对照题中图示,图2符合题意。
a的数值是通过滴定管读数所确定的,因此读数应小数点后保留两位。
答案:
(1)13
(2)CH3COOH
CH3COO-+H+,
H2O
OH-+H+
(3)丙>甲=乙
(4)①图2 ②20.00
(限时45分钟,满分100分)
一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)
1.(2011·新课标全国卷)将浓度为0.1mol·L-1HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是( )
A.c(H+)B.Ka(HF)
C.
D.
解析:
本题考查电离平衡,意在考查考生对电离平衡常数、电离的影响因素的掌握情况。
选项A,在0.1mol·L-1HF溶液中存在如下电离平衡:
HF
H++F-,加水稀释,平衡向右移动,但c(H+)减小;选项B,电离平衡常数与浓度无关,其数值在稀释过程中不变;选项C,加水后,平衡右移,n(F-)、n(H+)都增大,但由于水电离产生的n(H+)也增大,故C项比值减小;选项D,变形后得
,稀释过程中c(F-)逐渐减小,故其比值始终保持增大。
答案:
D
2.(2011·东城模拟)常温时,下列关于电解质溶液的叙述正确的是( )
A.稀释pH=10的氨水,溶液中所有离子的浓度均降低
B.pH均为5的盐酸和氯化铵溶液中,水的电离程度相同
C.等浓度的碳酸钠与碳酸氢钠溶液相比,碳酸钠溶液的pH大
D.分别中和pH与体积均相同的硫酸和醋酸,硫酸消耗氢氧化钠的物质的量多
解析:
稀释氨水,溶液中的c(OH-)减小,c(H+)增大,A不正确;盐酸抑制水的电离,而氯化铵水解促进水的电离,B不正确;pH相同的硫酸和醋酸,醋酸的浓度比硫酸大得多,故等体积的两种酸,醋酸消耗氢氧化钠的物质的量多,D不正确。
答案:
C
3.(2011·长沙模拟)25℃时,弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
Ka
1.8×10-5
4.9×10-10
K1:
4.3×10-7K2:
5.6×10-11
下列有关说法正确的是( )
A.等物质的量浓度的各溶液的pH关系为:
pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)
B.amol/LHCN与bmol/LNaOH溶液等体积混合后所得溶液中c(Na+)>c(CN-),则a一定小于b
C.往冰醋酸中逐滴加水,溶液导电能力先增大,后减小
D.NaHCO3和Na2CO3的混合液中:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO
)+c(CO
)
解析:
A项,酸越弱,其对应的盐的水解程度越大,溶液的pH越大,结合表格的数据可知pH大小关系为:
pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH(CH3COONa),故不正确;B项,若a=b,则两者恰好完全反应生成NaCN溶液,而CN-水解也能使溶液中c(Na+)>c(CN-),故不正确;D项,NaHCO3和Na2CO3的混合液中存在电荷守恒,则有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO
)+2c(CO
),故不正确。
答案:
C
4.(2011·重庆高考)对滴有酚酞试液的下列溶液,操作后颜色变深的是( )
A.明矾溶液加热
B.CH3COONa溶液加热
C.氨水中加入少量NH4Cl固体
D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体
解析:
本题考查水解平衡和电离平衡等知识,溶液颜色变深的原因是溶液的碱性增强,抓住这一本质寻找答案。
A选项,明矾溶液中铝离子水解使溶液呈酸性,加热铝离子的水解程度增大,溶液的酸性增强,无颜色变化;B选项,醋酸钠溶液中醋酸根离子水解使溶液呈碱性,加热,醋酸根离子的水解程度增大,溶液的碱性增强,溶液的颜色加深;C选项,加入氯化铵固体,氨水的电离程度减弱,碱性减弱,溶液颜色变浅;D选项,溶液的酸碱性不变,溶液的颜色没有变化。
答案:
B
5.
已知在25℃条件下向10.00mL0.1mol·L-1HCOOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1NaOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。
下列说法中不正确的是( )
A.a点表示的溶液中c(HCOO-)约为10-3mol·L-1
B.用25mL的酸式滴定管量取HCOOH溶液
C.c点NaOH溶液的体积小于10mL
D.在a、c间任一点,溶液中一定都有c(Na+)>c(HCOO-)>c(H+)>c(OH-)
解析:
a点pH=3,则c(H+)=10-3mol/L,而c(HCOO-)≈c(H+),A正确;量取甲酸应选择酸式滴定管,B正确;假设c点NaOH溶液的体积为10mL,则甲酸和NaOH恰好完全反应,所得HCOONa溶液显碱性,而图中c点显中性,则NaOH溶液的体积小于10mL,C正确;D项不符合电荷守恒,错误。
答案:
D
6.(2011·郑州模拟)常温下,将aL0.1mol·L-1的NaOH溶液与bL0.1mol·L-1的CH3COOH溶液混合,下列有关混合溶液的说法不正确的是( )
A.ac(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B.a>b时,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C.a=b时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)
D.无论a、b有何关系,均有c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
解析:
ac(CH3COO-),B错误;a=b时,酸碱恰好完全反应,由质子守恒原理知C正确;由电荷守恒原理知D正确。
答案:
B
7.(2011·济南模拟)已知,常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.3×10-17,下列叙述中正确的是( )
A.常温下,AgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小
B.向AgCl的悬浊液中加入KI溶液,沉淀由白色转化为黄色
C.将0.001mol·L-1的AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中,一定先产生AgI沉淀
D.向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体,有AgCl析出且溶液中c(Ag+)=c(Cl-)
解析:
在溶液中,Ksp只与温度有关,A错误;因AgI更难溶,故AgCl可转化为AgI,B正确;当c(I-)很小而c(Cl-)较大时,AgCl会先沉淀出来,C错误;D中操作的结果是溶液中c(Cl-)>c(Ag+),D错误。
答案:
B
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
8.(12分)某化学学习小组为研究HA、HB和MOH的酸碱性的相对强弱,设计以下实验:
将pH=2的两种酸溶液HA、HB和pH=12的MOH碱溶液各1mL,分别加水稀释到1000mL,其pH的变化与溶液体积的关系如图,根据所给的数据,请回答下列问题:
(1)HA为________酸,HB为________酸(选填“强”或“弱”)。
(2)若c=9,则稀释后的三种溶液中,由水电离的氢离子浓度的大小顺序为________(用酸、碱化学式表示)。
(3)将稀释后的HA溶液和MOH溶液取等体积混合,则所得溶液中c(A-)与c(M+)的大小关系为c(A-)________(选填“大于”、“小于”或“等于”)c(M+)。
(4)若b+c=14,则MOH为________碱(选填“强”或“弱”)。
将稀释后的HB溶液和MOH溶液取等体积混合,所得混合溶液的pH________7(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
解析:
(1)由图可知:
HA溶液的pH等于5,HB溶液的pH小于5,则HA是强酸,HB是弱酸。
(2)若c=9,则MOH为强碱,MOH溶液中c(OH-)和HA溶液中c(H+)相等,都小于HB溶液中c(H+),故三种溶液中,由水电离的氢离子浓度的大小顺序为MOH=HA>HB。
(3)HA溶液和MOH溶液取等体积混合,则所得溶液pH=7,根据电荷守恒c(A-)=c(M+)。
(4)b小于5,b+c=14,则c大于9,MOH为弱碱,且和HB弱的程度相同,两溶液混合后pH=7。
答案:
(1)强 弱
(2)MOH=HA>HB
(3)等于 (4)弱 等于
9.(14分)描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,表1是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb),表2是常温下几种难(微)溶物的溶度积常数(Ksp)。
酸或碱
电离平衡常数(Ka或Kb)
CH3COOH
1.8×10-5
HNO2
4.6×10-4
HCN
5×10-10
HClO
3×10-8
NH3·H2O
1.8×10-5
表1
难(微)溶物
溶度积常数(Ksp)
BaSO4
1×10-10
BaCO3
2.6×10-9
CaSO4
7×10-5
CaCO3
5×10-9
表2
请回答下列问题:
(1)表1所给的四种酸中,酸性最弱的是________(用化学式表示)。
下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离常数不变的操作是________(填序号)。
A.升高温度
B.加水稀释
C.加少量的CH3COONa固体
D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液呈________(选填“酸性”、“中性”或“碱性”),理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
溶液中各离子浓度大小关系是__________________________________________。
(3)物质的量之比为1∶1的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中离子浓度从大到小的排列为________________________。
(4)工业中常将BaSO4转化为BaCO3后,再将其制成各种可溶性的钡盐(如BaCl2)。
具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末,并不断补充纯碱,最后BaSO4转化为BaCO3.现有足量的BaSO4悬浊液,在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌,为使SO
物质的量浓度不小于0.01mol·L-1,则溶液中CO
物质的量浓度应≥________mol·L-1。
解析:
电离平衡常数越小,酸的酸性越弱,因此HCN酸性最弱;电离平衡常数只与温度有关,酸浓度越小,电离程度越大。
由于醋酸与NH3·H2O的电离平衡常数相同,故NH
、CH3COO-水解能力相同,CH3COONH4溶液呈中性,溶液中c(CH3COO-)=c(NH
)>c(H+)=c(OH-)。
NaCN和HCN混合溶液的pH>7,说明CN-的水解能力大于HCN的电离能力,故有c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
因c(SO
)不小于0.01mol·L-1,
则c(Ba2+)<
=1×10-8mol·L-1,
而要使BaSO4转为BaCO3,
则需使c(CO
)·c(Ba2+)≥Ksp(BaCO3),
而c(CO
)≥
=
mol·L-1
=0.26mol·L-1。
答案:
(1)HCN B
(2)中性
水电离出的H+和OH-的浓度相等,CH3COONH4溶于水后,根据题表1中的电离平衡常数,CH3COO-结合H+和NH
结合OH-生成弱电解质的程度一样,导致水溶液中的H+和OH-浓度相等,溶液呈中性
c(NH
)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+)
(3)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
(4)0.26
10.(18分)(2011·天津高考)工业废水中常含有一定量的Cr2O
和CrO
,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。
常用的处理方法有两种。
方法1:
还原沉淀法。
该法的工艺流程为:
CrO
Cr2O
Cr3+
Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡:
2CrO
(黄色)+2H+
Cr2O
(橙色)+H2O
(1)若平衡体系的pH=2,该溶液显________色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是________。
A.Cr2O
和CrO
的浓度相同
B.2v(Cr2O
)=v(CrO
)
C.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1molCr2O
离子,需要______mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
Cr(OH)3(s)
Cr3+(aq)+3OH-(aq)
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至________。
方法2:
电解法。
该法用Fe做电极电解含Cr2O
的酸性废水,随着电解的进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
(5)用Fe做电极的原因为______________________________________________。
(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)________,溶液中同时生成的沉淀还有________。
解析:
本题主要结合工业废水的处理考查溶液中的平衡问题、氧化还原反应和电解原理的应用等知识,意在考查考生综合运用化学理论知识解决实际问题的能力。
(1)pH=2时,反应正向进行的速率较大,溶液呈橙色。
(2)达到平衡状态时,正逆反应速率相等,混合物中各组分浓度保持不变,但不一定相等,溶液的颜色不再发生改变,即只有C正确。
(3)根据反应前后Cr和Fe元素的化合价变化,可确定还原1molCr2O
需6molFeSO4·7H2O。
(4)当c(Cr3+)=10-5mol/L时,根据Ksp的表达式可求出c(OH-)=10-9mol/L,则此时溶液pH=5。
(5)用铁做阳极,反应中生成Fe2+,提供还原剂。
(6)阴极H+得电子生成H2,随着电解的进行,溶液的pH逐渐增大,溶液中还会生成Fe(OH)3沉淀。
答案:
(1)橙
(2)C (3)6 (4)5
(5)阳极反应为Fe-2e-===Fe2+,提供还原剂Fe2+
(6)2H++2e-===H2↑ Fe(OH)3
11.(14分)(2011·哈尔滨三模)Ⅰ.实验室有一瓶失去标签的某白色固体X,已知其成分可能是碳酸或亚硫酸的钠盐或钾盐,且其成分单一。
现某化学小组通过如下步骤来确定其成分:
(1)阳离子的确定:
实验方法及现象:
_________________________________________________________。
结论:
此白色固体是钠盐。
(2)阴离子的确定:
①取少量白色固体于试管中,然后向试管中加入稀盐酸,白色固体全部溶解,产生无色气体,此气体能使溴水褪色。
②要进一步确定其成分需补做如下实验:
取适量白色固体配成溶液,取少许溶液于试管中,加入BaCl2溶液,出现白色沉淀。
Ⅱ.确认其成分后,由于某些原因,此白色固体部分被空气氧化,该化学小组想用已知浓度的酸性KMnO4溶液来确定变质固体中X的含量,具体步骤如下:
步骤① 称取样品1.000g。
步骤② 将样品溶解后,完全转移到250mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤③ 移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中,用0.01mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点。
按上述操作方法再重复2次。
(1)写出步骤③所发生反应的离子方程式___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在配制0.01mol·L-1KMnO4溶液时若仰视定容,则最终测得变质固体中X的含量
________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)滴定结果如下表所示:
滴定
次数
待测溶液
的体积/mL
标准溶液的体积
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
25.00
1.02
21.03
2
25.00
2.00
21.99
3
25.00
2.20
20.20
则该变质固体中X的质量分数为_________________________________________。
解析:
题中一个关键点是白色固体成分单一,由阳离子检验可知该盐是钠盐,由实验Ⅰ①、②可知该盐是Na2SO3,Na2SO3易在空气中被氧化生成Na2SO4.
配制0.01mol·L-1KMnO4溶液时若仰视定容,使c(KMnO4)减小,则在进行滴定操作时消耗V(KMnO4)会变大,导致Na2SO3含量偏大。
分析滴定数据,第三组数据明显偏小,滴定中误差较大,计算时应舍去。
答案:
Ⅰ.
(1)取固体少许,进行焰色反应实验,焰色为黄色
Ⅱ.
(1)2MnO
+5SO
+6H+===2Mn2++5SO
+3H2O
(2)偏大 (3)63%
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