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1、专题能力训练十水溶液中的离子平衡(时间:45分钟满分:100分)专题能力训练第18页一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有1个选项符合题意)1.下列有关电解质溶液的说法不正确的是()A.向Na2CO3溶液中通入NH3,c(Na+)c(CO32-)减小B.将0.1 molL-1的K2C2O4溶液从25 升温至35 ,c(K+)c(C2O42-)增大C.向0.1 molL-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,c(Na+)c(F-)=1D.向0.1 molL-1的CH3COONa溶液中加入少量水,c(CH3COOH)c(CH3COO-)c(H+)增大答案:D解析:在一定条件下,
2、Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-,溶液中通入NH3,抑制CO32-的水解,c(CO32-)增大,c(Na+)不变,所以c(Na+)c(CO32-)减小,A正确;K2C2O4溶液因草酸根离子水解而显示碱性,升高温度,草酸根离子的水解程度增加,草酸根离子浓度减小,钾离子浓度不变,所以c(K+)c(C2O42-)增大,B正确;向0.1molL-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,此时溶液中的溶质是HF和NaF,根据电荷守恒,当c(H+)=c(OH-)时,c(Na+)=c(F-),两者比值是1,C正确;CH3COONa溶液中加入少量水,不会影响CH3COOH的电离
3、平衡常数,故1Ka=c(CH3COOH)c(CH3COO-)c(H+)不变,D错误。2.向20 mL 0.5 molL-1的CH3COOH溶液中逐滴加入等物质的量浓度的烧碱溶液,测定混合溶液的温度变化如图所示。下列关于混合溶液的相关说法中错误的是()A.CH3COOH的电离平衡常数:B点A点B.由水电离出的c(OH-):B点C点C.从A点到B点,混合溶液中可能存在:c(CH3COO-)=c(Na+)D.从B点到C点,混合溶液中一直存在:c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)答案:D解析:中和反应是放热反应,在B点时恰好完全反应,B点为CH3COONa溶液,溶液显碱性,水的电离程
4、度最大,溶液温度最高时CH3COOH的电离平衡常数最大,A、B选项正确;从A点到B点混合溶液可能显中性,依据电荷守恒可知C选项正确;在C点时为等浓度的CH3COONa、NaOH混合溶液,c(OH-)c(CH3COO-),D选项错误。3.(2019天津第二十中学高三模拟)下列四种溶液:pH=2的CH3COOH溶液;pH=2的HCl溶液;pH=12的氨水;pH=12的NaOH溶液。相同条件下,有关上述溶液的比较中,正确的是()A.由水电离的c(H+):=B.将、两种溶液混合后,若pH=7,则消耗溶液的体积:C.等体积的、溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的速率:D.向等体积的四种溶液中分别加入100
5、 mL水后,溶液的pH:答案:C解析:酸溶液和碱溶液都抑制水的电离,酸溶液中的OH-、碱溶液的H+是水电离的,所以四种溶液中水电离的c(H+)相等,都是10-12molL-1,A项错误;pH=12的HCl溶液中HCl的浓度为0.01molL-1,而pH=12的氨水中氨水浓度大于0.01molL-1,等体积的两溶液混合,氨水过量,若溶液显示中性,则盐酸的体积大于氨水的体积,即,B项错误;pH=2的CH3COOH溶液中CH3COOH浓度大于0.01molL-1,而pH=2的HCl溶液中HCl的浓度为0.01molL-1,等体积的两溶液中CH3COOH的物质的量大于HCl的物质的量,与铝反应时,随着
6、反应的进行,CH3COOH不断电离,CH3COOH溶液中H+浓度会大于HCl溶液中H+浓度,所以CH3COOH溶液生成的H2的速率大,C项正确;碱溶液的pH一定大于酸溶液的pH,、的pH大于、的;pH=12的氨水为弱碱溶液,稀释过程中弱碱的电离程度增大,溶液中OH-的物质的量大于,稀释后溶液的pH;而pH=2的CH3COOH溶液稀释后溶液中c(H+)大于,溶液的pH,故D错误。4.(2019河北唐山一中第一学期期中)常温下,向20 mL 0.2 molL-1 H2A溶液中滴加0.2 molL-1 NaOH溶液。微粒的物质的量的变化如图所示。下列说法正确的是()A.当V(NaOH溶液)=20 m
7、L时,溶液中离子浓度关系:c(Na+)c(HA-)c(A2-)c(H+)c(OH-)B.当V(NaOH溶液)=30 mL时,则有:2c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)=c(A2-)+2c(OH-)C.向上述加入20 mL NaOH溶液后所得溶液中再加入水的过程中,pH减小D.若A、B两点对应溶液的pH分别为a、b,则H2A2H+A2-的K=10-a-b答案:D解析:当V(NaOH溶液)=20mL时,发生反应为NaOH+H2ANaHA+H2O,溶液中溶质主要为NaHA,HA-的电离程度大于水解程度,溶液显酸性,结合水的电离平衡可知,c(Na+)c(HA-)c(H+)c(A2-)c(OH-)
8、,A项错误;当V(NaOH溶液)=30mL时,溶液中溶质为Na2A和NaHA且物质的量之比为11;根据溶液中电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-),根据物料守恒可得:2c(Na+)=3c(A2-)+3c(HA-)+3c(H2A),所以溶液中存在以下关系:2c(H+)+c(HA-)+3c(H2A)=c(A2-)+2c(OH-),B项错误;两者恰好反应生成NaHA,加水稀释促进HA-电离和水解,因为HA-的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,加水稀释导致H+个数增大,但H+物质的量的增大程度小于溶液体积的增大程度,所以溶液中c(H+)减小,溶液的pH增大,
9、C项错误;A点时,溶液中c(H2A)=c(HA-),H2A第一步电离的电离常数为K1=c(HA-)c(H+)c(H2A)=10-a;B点时,溶液中c(A2-)=c(HA-),H2A第二步电离的电离常数为K2=c(A2-)c(H+)c(HA-)=10-b;H2A2H+A2-的K=c(A2-)c2(H+)c(H2A)=K2K1=10-b10-a=10-a-b,D项正确。5.(2019河北武邑中学期中)已知:H2SO3的Ka1=1.310-2,Ka2=6.310-8;H2CO3的Ka1=4.210-7,Ka2=5.610-11。现将标准状况下2.24 L的CO2和2.24 L的SO2分别通入两份15
10、0 mL 1 molL-1 NaOH溶液中,下列关于两溶液的比较的说法中正确的是()A.c(HCO3-)c(HSO3-)D.c(CO32-)+c(HCO3-)=c(SO32-)+c(HSO3-)答案:C解析:根据题给信息可知n(CO2)=n(SO2)=0.1mol,n(NaOH)=0.15mol,则发生的反应分别为2CO2+3NaOHNa2CO3+NaHCO3+H2O,2SO2+3NaOHNa2SO3+NaHSO3+H2O。由Ka1(H2CO3)Ka2(H2CO3)可知,等温等浓度下Na2CO3的水解程度大于NaHCO3的水解程度,则溶液中c(HCO3-)c(CO32-),A项错误;Na2SO
11、3和NaHSO3均有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而Na2CO3和NaHCO3则不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B项错误;由Ka2(H2SO3)Ka2(H2CO3)可知,等温等浓度下HSO3-的电离程度大于HCO3-的电离程度,则溶液中c(HCO3-)c(HSO3-),C项正确;由物料守恒可知,c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3),由Ka1(H2SO3)Ka1(H2CO3)可知,等温等浓度下HSO3-的水解程度小于HCO3-的水解程度,则溶液中c(H2CO3)c(H2SO3),故c(CO32-)+c(HCO3-)c(Na+)
12、D.B、D点表示的溶液中c(CH3COO-)c(H+)c(CH3COOH)相等答案:A解析:由中和反应CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O可知,CH3COOH和NaOH恰好反应完全时所得溶液为CH3COONa溶液,而该强碱弱酸盐溶液中存在水解平衡CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,溶液显碱性,而C点溶液显中性,所以C点不能表示CH3COOH与NaOH恰好反应完全,A项错误;A点表示滴定前的CH3COOH溶液,根据pH=3知溶液中c(H+)为10-3molL-1,则溶液中c(OH-)=KWc(H+)=110-1410-3molL-1=10-11molL-1,CH3COOH溶
13、液中存在水的电离H2OH+OH-,该电离平衡受到CH3COOH的抑制作用,该溶液中的OH-全部由水电离产生,所以水电离出的H+浓度=水电离出的OH-浓度=10-11molL-1,B项正确;由图像可知B点对应的是CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,溶液显酸性,即c(H+)c(OH-),根据电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),可得c(CH3COO-)c(Na+),C项正确;c(CH3COO-)c(H+)c(CH3COOH)为CH3COOH的电离平衡常数,而电离平衡常数只与温度有关,与CH3COOH的浓度无关,所以B、D点表示的溶液中c(CH3COO-)c
14、(H+)c(CH3COOH)相等,D项正确。7.25 时,用Na2S沉淀Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+四种金属离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lg c(S2-)与lg c(M2+)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.Ksp(CuS)约为110-20B.向Cu2+浓度为10-5 molL-1的废水中加入ZnS粉末,会有CuS沉淀析出C.向100 mL浓度均为10-5 molL-1 Zn2+、Fe2+、Mn2+的混合溶液中逐滴加入10-4 molL-1 Na2S溶液,Zn2+先沉淀D.Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)答案:B解析:由图示
15、可知,Ksp(CuS)=c(Cu2+)c(S2-)=110-10110-25=110-35,A错误;由图像知,Ksp(CuS)Ksp(MnS)Ksp(FeS)c(C2O42-)c(OH-)c(HC2O4-)c(H+)答案:(1)HC2O4-+OH-C2O42-+H2O5.010-2(2)HC2O4-H+C2O42-HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-KHC2O4、K2C2O4AD解析:(1)根据图1可知,pH从3升至5的过程中,HC2O4-减少,C2O42-增多,所以发生的反应为HC2O4-+OH-C2O42-+H2O。由H2C2O4H+HC2O4-知Ka1=c(H+)c(HC2O4-)c
16、(H2C2O4),A点时,c(HC2O4-)=c(H2C2O4),pH=1.3,则Ka1=c(H+)=10-1.3=100.710-25.010-2。(2)B点对应的生成物是KHC2O4,既能水解也能电离。加入KOH溶液10mL时(B点)生成KHC2O4,加入KOH溶液20mL时(D点)生成K2C2O4,C点对应的产物是KHC2O4和K2C2O4的混合物。D点对应的生成物是K2C2O4,此时溶液显碱性。在D点对应的溶液中,电荷守恒关系式是2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(K+)+c(H+),B错误;物料守恒关系式是c(K+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+
17、c(H2C2O4),C错误;质子守恒关系式是c(OH-)=c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)+c(H+),A正确;离子浓度大小关系是c(K+)c(C2O42-)c(OH-)c(HC2O4-)c(H+),D正确。9.(20分)下表是25 时某些弱酸的电离平衡常数。化学式CH3COOHHClOH2CO3H2C2O4KaKa=1.810-5Ka=3.010-8Ka1=4.110-7Ka2=5.610-11Ka1=5.910-2Ka2=6.410-5(1)H2C2O4与含等物质的量的KOH溶液反应后所得溶液呈酸性,该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为。(2)向0.1 molL-1 CH3COOH溶
18、液中滴加NaOH溶液至c(CH3COOH)c(CH3COO-)=59,此时溶液pH=。(3)向碳酸钠溶液中滴加少量氯水的离子方程式为。(4)若0.1 molL-1 CH3COOH溶液与0.1 molL-1 NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,则c(Na+)-c(CH3COO-)= molL-1(填精确计算结果)。(5)将CH3COOH溶液与大理石反应所产生的标准状况下44.8 L气体全部通入2 L 1.5 molL-1的NaOH溶液中充分反应,则溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为。答案:(1)c(K+)c(HC2O4-)c(H+)c(C2O42
19、-)c(OH-)(2)5(3)2CO32-+Cl2+H2OCl-+ClO-+2HCO3-(4)9.910-7(5)c(Na+)c(HCO3-)c(CO32-)c(OH-)c(H+)解析:(1)H2C2O4与含等物质的量的KOH的溶液反应后所得溶液中溶质是KHC2O4,溶液呈酸性说明HC2O4-的电离程度大于水解程度,再结合氢离子来自HC2O4-的电离和水的电离,所以c(H+)c(C2O42-)c(OH-),各离子浓度由大到小的顺序为c(K+)c(HC2O4-)c(H+)c(C2O42-)c(OH-)。(2)根据CH3COOH的电离平衡常数c(H+)c(CH3COO-)c(CH3COOH)=1.
20、810-5,把c(CH3COOH)c(CH3COO-)=59代入,得c(H+)=110-5,所以溶液的pH=5。(3)盐酸、次氯酸的酸性都比HCO3-的强,根据强酸制弱酸的规律,向碳酸钠溶液中滴加少量氯水生成氯化钠、次氯酸钠、碳酸氢钠,反应的离子方程式是2CO32-+Cl2+H2OCl-+ClO-+2HCO3-。(4)溶液的pH=8,则c(H+)=110-8molL-1,c(OH-)=10-1410-8molL-1=10-6molL-1,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+)=9.910-7mol
21、L-1。(5)标准状况下44.8L二氧化碳气体全部通入到2L1.5molL-1的NaOH溶液中充分反应,生成物质的量浓度相等的碳酸钠、碳酸氢钠的混合溶液,CO32-的水解程度大于HCO3-的水解程度,所以c(HCO3-)c(CO32-),溶液呈碱性,c(OH-)c(H+),故离子的物质的量浓度大小顺序为c(Na+)c(HCO3-)c(CO32-)c(OH-)c(H+)。10.(20分).已知:H2A的A2-可表示S2-、SO42-、SO32-、SiO32-或CO32-等离子。(1)常温下,向20 mL 0.2 molL-1 H2A溶液中滴加0.2 molL-1 NaOH溶液。有关微粒物质的量变
22、化如图(其中代表H2A,代表HA-,代表A2-)。请根据图示填空:当V(NaOH溶液)=20 mL时,溶液中离子浓度大小关系:。等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水(填“大”“小”或“相等”),欲使NaHA溶液呈中性,可以向其中加入。(2)若H2A为硫酸:t时,有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性,则该温度下水的离子积常数KW=。.已知:在25 时H2OH+OH-KW=10-14;CH3COOHH+CH3COO-Ka=1.810-5。(3)醋酸钠水解的平衡常数Kh的表达式为,具体数值=,当升高温度时,Kh将(填“增大”“减小”或
23、“不变”)。(4)0.5 molL-1醋酸钠溶液pH为m,其水解的程度(已水解的醋酸钠与原有醋酸钠的比值)为a;1 molL-1醋酸钠溶液pH为n,水解的程度为b,则m(填“大于”“小于”或“等于”,下同)n,ab。.(5)25 时,将a molL-1的氨水与b molL-1盐酸等体积混合,反应后溶液恰好显中性,则a(填“大于”“小于”或“等于”)b。用a、b表示NH3H2O的电离平衡常数为。答案:.(1)c(Na+)c(HA-)c(H+)c(A2-)c(OH-)小碱(2)10-13.(3)Kh=c(CH3COOH)c(OH-)c(CH3COO-)5.610-10增大(4)小于大于.(5)大于b10-7a-b molL-1解析:.(1)当V(NaOH溶液)=20mL时,所得溶液为NaHA溶液,由图像可知c(H2A)c(A2-),所以HA-电离程度大于水解程度,溶液显酸性,所以抑制水的电离;(2)110-2=KW10-11。.(4)水解程度随浓度的增大而减小,所以a大于b。.(5)首先写出NH3H2O的电离平衡常数表达式c(NH4+)c(OH-)c(NH3H2O),然后依据电荷守恒可知溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=b2molL-1,依据物料守恒可知溶液中c(NH3H2O)=a2molL-1-c(NH4+)=a-b2molL-1,c(OH-)=10-7molL-1,代入即可。