高二化学水溶液中的离子平衡练习题（有参考答案）

水溶液中的离子平衡
1．(2014?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CO2－3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．(2014?海南高考)用0.1026 mol?L－1的盐酸滴定25.00 mL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．22.30 mL　　　　　　　B．22.35 mL
C．23.65 mL D．23.70 mL
解析：图中液面在22～23 mL之间，分刻度有10个，因而每刻度是0.10 mL，液体的凹面读数约为22.35 mL。
答案：B
3．某温度下，CO2饱和溶液的浓度是0.03 mol?L－1，其中13的CO2转变为H2CO3，而H2CO3仅有0.1%发生如下电离：H2CO3 H＋＋HCO－3，则溶液的pH约为(　　)
A．3 B．4
C．5 D．6
解析：c(H＋)＝0.03 mol/L×13×0.1%＝10－5mol/L，故pH＝5。
答案：C
4．(2014?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．(2014?诸城二模)现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液，甲为0.1 mol?L－1的NaOH溶液，乙为0.1 mol?L－1的HCl溶液，丙为0.1 mol?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20.00 mL乙溶液和20.00 mL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－)＝0.1 mol?L－1，
则c(H＋)＝10－13 mol?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．(2014?新课标全国卷)将浓度为 0.1 mol?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.c?F－?c?H＋? D.c?H＋?c?HF?
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0.1 mol?L－1 HF 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Ka?HF?c?F－?，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．(2014?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．(2014?长沙模拟)25℃时，弱酸的电离平衡常数如下表：
弱酸CH3COOHHCNH2CO3
Ka1.8×10－54.9×10－10K1：4.3×10－7 K2：5.6×10－11
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．a mol/L HCN与b mol/L NaOH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－3)＋c(CO2－3)
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－3)＋2c(CO2－3)，故不正确。
答案：C
4．(2014?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10.00 mL 0.1 mol?L－1 HCOOH溶液中逐滴加入0.1 mol?L－1 NaOH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10－3 mol?L－1
B．用25 mL的酸式滴定管量取HCOOH 溶液
C．c点NaOH溶液的体积小于10 mL
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＋)＝10－3 mol/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10 mL，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10 mL，C正确；D项不符合电荷守恒，错误。
答案：D
6．(2014?郑州模拟)常温下，将a L 0.1 mol?L－1的NaOH溶液与b L 0.1 mol?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．(2014?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0.001 mol?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1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，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)
CH3COOH1.8×10－5
HNO24.6×10－4
HCN5×10－10
HClO3×10－8
NH3?H2O1.8×10－5
表1
难(微)溶物溶度积常数(Ksp)
BaSO41×10－10
BaCO32.6×10－9
CaSO47×10－5
CaCO35×10－9
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SO2－4物质的量浓度不小于0.01 mol?L－1，则溶液中CO2－3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＋4、CH3COO－水解能力相同，CH3COONH4溶液呈中性，溶液中c(CH3COO－)＝c(NH＋4)>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(SO2－4)不小于0.01 mol?L－1，
则c(Ba2＋)而要使BaSO4转为BaCO3，
则需使c(CO2－3)?c(Ba2＋)≥Ksp(BaCO3)，
而c(CO2－3)≥Ksp?BaCO3?c?Ba2＋?＝2.6×10－910－8 mol?L－1
＝0.26 mol?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＋4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＋4)＝c(CH3COO－)>c(OH－)＝c(H＋)
(3)c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)
(4)0.26
10．(18分)(2014?天津高考)工业废水中常含有一定量的Cr2O2－7和CrO2－4，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：
CrO2－4??→H＋①转化Cr2O2－7??→Fe2＋②还原Cr3＋??→OH－③沉淀
Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡：
2CrO2－4(黄色)＋2H＋ Cr2O2－7(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．Cr2O2－7和CrO2－4 的浓度相同
B．2v(Cr2O2－7)＝v(CrO2－4)
C．溶液的颜色不变
(3)第②步中，还原 1 mol Cr2O2－7 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Cr2O2－7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 1 mol Cr2O2－7需 6 mol FeSO4?7H2O。(4)当 c(Cr3＋)＝ 10－5 mol/L时，根据 Ksp 的表达式可求出 c(OH－)＝ 10－9 mol/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)(2014?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1.000 g。
步骤②　将样品溶解后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容，充分摇匀。
步骤③　移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，用0.01 mol?L－1 KMnO4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0.01 mol?L－1 KMnO4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
125.001.0221.03
225.002.0021.99
325.002.2020.20
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0.01 mol?L－1 KMnO4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－4＋5SO2－3＋6H＋===2Mn2＋＋5SO2－4＋3H2O　(2)偏大　(3)63%


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