水溶液中的離子平衡
1．(2014?菏澤模擬)下列操作中，能使電離平衡H2O H＋＋OH－向右移動且溶液呈酸性的是(　　)
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．將水加熱到100℃，使pH＝6
解析：加入NaHSO4溶液顯酸性，但抑制水的電離，不正確；加入Al2(SO4)3溶液中Al3＋水解促進(jìn)水的電離，同時水解使溶液顯酸性，B正確；加入Na2CO3溶液中CO2－3水解顯堿性；將水加熱促進(jìn)其電離，氫離子濃度增加，但水依然是中性的。
答案：B
2．(2014?海南高考)用0.1026 mol?L－1的鹽酸滴定25.00 mL未知濃度的氫氧化鈉溶液，滴定達(dá)終點(diǎn)時，滴定管中的液面如右圖所示，正確的讀數(shù)是(　　)
A．22.30 mL　　　　　　　B．22.35 mL
C．23.65 mL D．23.70 mL
解析：圖中液面在22～23 mL之間，分刻度有10個，因而每刻度是0.10 mL，液體的凹面讀數(shù)約為22.35 mL。
答案：B
3．某溫度下，CO2飽和溶液的濃度是0.03 mol?L－1，其中13的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2CO3，而H2CO3僅有0.1%發(fā)生如下電離：H2CO3 H＋＋HCO－3，則溶液的pH約為(　　)
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?湖南模擬)一定溫度下，在氫氧化鈣的懸濁液中，存在如下溶解平衡關(guān)系：Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。向此懸濁液中加入少量的氧化鈣粉末，下列敘述正確的是(　　)
A．溶液中Ca2＋數(shù)減少 B．溶液中c(Ca2＋)減小
C．溶液中c(OH－)增大 D．pH減小
解析：向氫氧化鈣的懸濁液中加入少量的氧化鈣粉末：CaO＋H2O===Ca(OH)2，溶劑水的量減少，溶解的Ca(OH)2也隨之減少，則溶液中Ca2＋數(shù)減少，A正確；由于溫度不變，Ca(OH)2的溶解度不變，則該溫度下的c(Ca2＋)不變，c(OH－)不變，pH也不變，B、C、D錯誤。
答案：A
5．(2014?諸城二模)現(xiàn)有常溫條件下甲、乙、丙三種溶液，甲為0.1 mol?L－1的NaOH溶液，乙為0.1 mol?L－1的HCl溶液，丙為0.1 mol?L－1的CH3COOH溶液，試回答下列問題：
(1)甲溶液的pH＝________；
(2)丙溶液中存在電離平衡為________________________________________________
__________________________________________________________________(用電離平
衡方程式表示)；
(3)甲、乙、丙三種溶液中由水電離出的c(OH－)的大小關(guān)系為________；
(4)某同學(xué)用甲溶液分別滴定20.00 mL乙溶液和20.00 mL丙溶液，得到如圖所示兩條滴定曲線，請完成有關(guān)問題：
①甲溶液滴定丙溶液的曲線是________(填“圖1”或“圖2”)；
②a＝________ mL。
解析：(1)c(OH－)＝0.1 mol?L－1，
則c(H＋)＝10－13 mol?L－1，pH＝13.
(2)CH3COOH溶液中存在CH3COOH和水的電離平衡。
(3)酸、堿對水的電離具有抑制作用，c(H＋)或c(OH－)越大，水的電離程度越小，反之越大。
(4)氫氧化鈉溶液滴定鹽酸恰好中和時，pH＝7；氫氧化鈉溶液滴定醋酸恰好中和時，生成醋酸鈉溶液，pH>7。對照題中圖示，圖2符合題意。a的數(shù)值是通過滴定管讀數(shù)所確定的，因此讀數(shù)應(yīng)小數(shù)點(diǎn)后保留兩位。
答案：(1)13
(2)CH3COOH CH3COO－＋H＋，
H2O OH－＋H＋
(3)丙>甲＝乙
(4)①圖2　②20.00
(限時45分鐘，滿分100分)
一、選擇題(本題包括7小題，每小題6分，共42分)
1．(2014?新課標(biāo)全國卷)將濃度為 0.1 mol?L－1HF溶液加水不斷稀釋，下列各量始終保持增大的是(　　)
A．c(H＋) B．Ka(HF)
C.c?F－?c?H＋? D.c?H＋?c?HF?
解析：本題考查電離平衡，意在考查考生對電離平衡常數(shù)、電離的影響因素的掌握情況。選項(xiàng)A，在0.1 mol?L－1 HF 溶液中存在如下電離平衡：HF H＋＋F－，加水稀釋，平衡向右移動，但c(H＋)減小；選項(xiàng)B, 電離平衡常數(shù)與濃度無關(guān)，其數(shù)值在稀釋過程中不變；選項(xiàng)C，加水后，平衡右移，n(F－)、n(H＋)都增大，但由于水電離產(chǎn)生的n(H＋)也增大，故C項(xiàng)比值減�。贿x項(xiàng)D，變形后得Ka?HF?c?F－?，稀釋過程中c(F－)逐漸減小，故其比值始終保持增大。
答案：D
2．(2014?東城模擬)常溫時，下列關(guān)于電解質(zhì)溶液的敘述正確的是(　　)
A．稀釋pH＝10的氨水，溶液中所有離子的濃度均降低
B．pH均為5的鹽酸和氯化銨溶液中，水的電離程度相同
C．等濃度的碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液相比，碳酸鈉溶液的pH大
D．分別中和pH與體積均相同的硫酸和醋酸，硫酸消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量多
解析：稀釋氨水，溶液中的c(OH－)減小，c(H＋)增大，A不正確；鹽酸抑制水的電離，而氯化銨水解促進(jìn)水的電離，B不正確；pH相同的硫酸和醋酸，醋酸的濃度比硫酸大得多，故等體積的兩種酸，醋酸消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量多，D不正確。
答案：C
3．(2014?長沙模擬)25℃時，弱酸的電離平衡常數(shù)如下表：
弱酸CH3COOHHCNH2CO3
Ka1.8×10－54.9×10－10K1：4.3×10－7 K2：5.6×10－11
下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．等物質(zhì)的量濃度的各溶液的pH關(guān)系為：
pH(NaCN)＞pH(Na2CO3)＞pH(CH3COONa)
B．a(chǎn) mol/L HCN與b mol/L NaOH溶液等體積混合后所得溶液中c(Na＋)>c(CN－)，則a一定小于b
C．往冰醋酸中逐滴加水，溶液導(dǎo)電能力先增大，后減小
D．NaHCO3和Na2CO3的混合液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO－3)＋c(CO2－3)
解析：A項(xiàng)，酸越弱，其對應(yīng)的鹽的水解程度越大，溶液的pH越大，結(jié)合表格的數(shù)據(jù)可知pH大小關(guān)系為：pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH(CH3COONa)，故不正確；B項(xiàng)，若a＝b，則兩者恰好完全反應(yīng)生成NaCN溶液，而CN－水解也能使溶液中c(Na＋)>c(CN－)，故不正確；D項(xiàng)，NaHCO3和Na2CO3的混合液中存在電荷守恒，則有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO－3)＋2c(CO2－3)，故不正確。
答案：C
4．(2014?重慶高考)對滴有酚酞試液的下列溶液，操作后顏色變深的是(　　)
A．明礬溶液加熱
B．CH3COONa溶液加熱
C．氨水中加入少量NH4Cl固體
D．小蘇打溶液中加入少量NaCl固體
解析：本題考查水解平衡和電離平衡等知識，溶液顏色變深的原因是溶液的堿性增強(qiáng)，抓住這一本質(zhì)尋找答案。A選項(xiàng)，明礬溶液中鋁離子水解使溶液呈酸性，加熱鋁離子的水解程度增大，溶液的酸性增強(qiáng)，無顏色變化；B選項(xiàng)，醋酸鈉溶液中醋酸根離子水解使溶液呈堿性，加熱，醋酸根離子的水解程度增大，溶液的堿性增強(qiáng)，溶液的顏色加深；C選項(xiàng)，加入氯化銨固體，氨水的電離程度減弱，堿性減弱，溶液顏色變淺；D選項(xiàng)，溶液的酸堿性不變，溶液的顏色沒有變化。
答案：B
5.已知在25℃條件下向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變化曲線如圖所示(忽略溫度變化)。下列說法中不正確的是(　　)
A．a(chǎn)點(diǎn)表示的溶液中c(HCOO－)約為10－3 mol?L－1
B．用25 mL的酸式滴定管量取HCOOH 溶液
C．c點(diǎn)NaOH溶液的體積小于10 mL
D．在a、c間任一點(diǎn)，溶液中一定都有c(Na＋)>c(HCOO－)>c(H＋)>c(OH－)
解析：a點(diǎn)pH＝3，則c(H＋)＝10－3 mol/L，而c(HCOO－)≈c(H＋)，A正確；量取甲酸應(yīng)選擇酸式滴定管，B正確；假設(shè)c點(diǎn)NaOH溶液的體積為10 mL，則甲酸和NaOH恰好完全反應(yīng)，所得HCOONa溶液顯堿性，而圖中c點(diǎn)顯中性，則NaOH溶液的體積小于10 mL，C正確；D項(xiàng)不符合電荷守恒，錯誤。
答案：D
6．(2014?鄭州模擬)常溫下，將a L 0.1 mol?L－1的NaOH溶液與b L 0.1 mol?L－1的CH3COOH溶液混合，下列有關(guān)混合溶液的說法不正確的是(　　)
A．a(chǎn)c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
B．a(chǎn)>b時，c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)
C．a(chǎn)＝b時，c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(OH－)
D．無論a、b有何關(guān)系，均有c(H＋)＋c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
解析：ac(CH3COO－)，B錯誤；a＝b時，酸堿恰好完全反應(yīng)，由質(zhì)子守恒原理知C正確；由電荷守恒原理知D正確。
答案：B
7．(2014?濟(jì)南模擬)已知，常溫下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.3×10－17，下列敘述中正確的是(　　)
A．常溫下，AgCl在飽和NaCl溶液中的Ksp比在純水中的Ksp小
B．向AgCl的懸濁液中加入KI溶液，沉淀由白色轉(zhuǎn)化為黃色
C．將0.001 mol?L－1的AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中，一定先產(chǎn)生AgI沉淀
D．向AgCl的飽和溶液中加入NaCl晶體，有AgCl析出且溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)
解析：在溶液中，Ksp只與溫度有關(guān)，A錯誤；因AgI更難溶，故AgCl可轉(zhuǎn)化為AgI，B正確；當(dāng)c(I－)很小而c(Cl－)較大時，AgCl會先沉淀出來，C錯誤；D中操作的結(jié)果是溶液中c(Cl－)>c(Ag＋)，D錯誤。
答案：B
二、非選擇題(本題包括4小題，共58分)
8．(12分)某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為研究HA、HB和MOH的酸堿性的相對強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)：將pH＝2的兩種酸溶液HA、HB和pH＝12的MOH堿溶液各1 mL，分別加水稀釋到1 000 mL，其pH的變化與溶液體積的關(guān)系如圖，根據(jù)所給的數(shù)據(jù)，請回答下列問題：
(1)HA為________酸，HB為________酸(選填“強(qiáng)”或“弱”)。
(2)若c＝9，則稀釋后的三種溶液中，由水電離的氫離子濃度的大小順序?yàn)開_______(用酸、堿化學(xué)式表示)。
(3)將稀釋后的HA溶液和MOH溶液取等體積混合，則所得溶液中c(A－)與c(M＋)的大小關(guān)系為c(A－)________(選填“大于”、“小于”或“等于”)c(M＋)。
(4)若b＋c＝14，則MOH為________堿(選填“強(qiáng)”或“弱”)。將稀釋后的HB溶液和MOH溶液取等體積混合，所得混合溶液的pH________7(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
解析：(1)由圖可知：HA溶液的pH等于5，HB溶液的pH小于5，則HA是強(qiáng)酸，HB是弱酸。
(2)若c＝9，則MOH為強(qiáng)堿，MOH溶液中c(OH－)和HA溶液中c(H＋)相等，都小于HB溶液中c(H＋)，故三種溶液中，由水電離的氫離子濃度的大小順序?yàn)镸OH＝HA>HB。
(3)HA溶液和MOH溶液取等體積混合，則所得溶液pH＝7，根據(jù)電荷守恒c(A－)＝c(M＋)。
(4)b小于5，b＋c＝14，則c大于9，MOH為弱堿，且和HB弱的程度相同，兩溶液混合后pH＝7。
答案：(1)強(qiáng)　弱　(2)MOH＝HA>HB
(3)等于　(4)弱　等于
9．(14分)描述弱電解質(zhì)電離情況可以用電離度和電離平衡常數(shù)表示，表1是常溫下幾種弱酸的電離平衡常數(shù)(Ka)和弱堿的電離平衡常數(shù)(Kb)，表2是常溫下幾種難(微)溶物的溶度積常數(shù)(Ksp)。
酸或堿電離平衡常數(shù)(Ka或Kb)
CH3COOH1.8×10－5
HNO24.6×10－4
HCN5×10－10
HClO3×10－8
NH3?H2O1.8×10－5
表1
難(微)溶物溶度積常數(shù)(Ksp)
BaSO41×10－10
BaCO32.6×10－9
CaSO47×10－5
CaCO35×10－9
表2
請回答下列問題：
(1)表1所給的四種酸中，酸性最弱的是________(用化學(xué)式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的電離程度增大，而電離常數(shù)不變的操作是________(填序號)。
A．升高溫度
B．加水稀釋
C．加少量的CH3COONa固體
D．加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液呈________(選填“酸性”、“中性”或“堿性”)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
溶液中各離子濃度大小關(guān)系是__________________________________________。
(3)物質(zhì)的量之比為1∶1的NaCN和HCN的混合溶液，其pH>7，該溶液中離子濃度從大到小的排列為________________________。
(4)工業(yè)中常將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3后，再將其制成各種可溶性的鋇鹽(如BaCl2)。具體做法是用飽和的純堿溶液浸泡BaSO4粉末，并不斷補(bǔ)充純堿，最后BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3.現(xiàn)有足量的BaSO4懸濁液，在該懸濁液中加純堿粉末并不斷攪拌，為使SO2－4物質(zhì)的量濃度不小于0.01 mol?L－1，則溶液中CO2－3物質(zhì)的量濃度應(yīng)≥________mol?L－1。
解析：電離平衡常數(shù)越小，酸的酸性越弱，因此HCN酸性最弱；電離平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，酸濃度越小，電離程度越大。由于醋酸與NH3?H2O的電離平衡常數(shù)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，說明CN－的水解能力大于HCN的電離能力，故有c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)。
因c(SO2－4)不小于0.01 mol?L－1，
則c(Ba2＋)而要使BaSO4轉(zhuǎn)為BaCO3，
則需使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
水電離出的H＋和OH－的濃度相等，CH3COONH4溶于水后，根據(jù)題表1中的電離平衡常數(shù)，CH3COO－結(jié)合H＋和NH＋4結(jié)合OH－生成弱電解質(zhì)的程度一樣，導(dǎo)致水溶液中的H＋和OH－濃度相等，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)工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O2－7和CrO2－4，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，必須進(jìn)行處理。常用的處理方法有兩種。
方法1：還原沉淀法。
該法的工藝流程為：
CrO2－4??→H＋①轉(zhuǎn)化Cr2O2－7??→Fe2＋②還原Cr3＋??→OH－③沉淀
Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡：
2CrO2－4(黃色)＋2H＋ Cr2O2－7(橙色)＋H2O
(1)若平衡體系的 pH ＝ 2，該溶液顯________色。
(2)能說明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是________。
A．Cr2O2－7和CrO2－4 的濃度相同
B．2v(Cr2O2－7)＝v(CrO2－4)
C．溶液的顏色不變
(3)第②步中，還原 1 mol Cr2O2－7 離子，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)
常溫下，Cr(OH)3 的溶度積Ksp＝c(Cr3＋)?c3(OH－)＝10－32，要使 c(Cr3＋)降至10－5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至________。
方法2：電解法。
該法用 Fe 做電極電解含Cr2O2－7的酸性廢水，隨著電解的進(jìn)行，在陰極附近溶液 pH 升高，產(chǎn)生 Cr(OH)3 沉淀。
(5)用Fe做電極的原因?yàn)開_____________________________________________。
(6)在陰極附近溶液 pH 升高的原因是(用電極反應(yīng)解釋)________，溶液中同時生成的沉淀還有________。
解析：本題主要結(jié)合工業(yè)廢水的處理考查溶液中的平衡問題、氧化還原反應(yīng)和電解原理的應(yīng)用等知識，意在考查考生綜合運(yùn)用化學(xué)理論知識解決實(shí)際問題的能力。(1)pH ＝ 2 時，反應(yīng)正向進(jìn)行的速率較大，溶液呈橙色。(2)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，混合物中各組分濃度保持不變，但不一定相等，溶液的顏色不再發(fā)生改變，即只有C正確。(3)根據(jù)反應(yīng)前后 Cr 和 Fe 元素的化合價變化，可確定還原 1 mol Cr2O2－7需 6 mol FeSO4?7H2O。(4)當(dāng) c(Cr3＋)＝ 10－5 mol/L時，根據(jù) Ksp 的表達(dá)式可求出 c(OH－)＝ 10－9 mol/L，則此時溶液 pH ＝ 5 。(5)用鐵做陽極，反應(yīng)中生成Fe2＋，提供還原劑。(6)陰極 H＋ 得電子生成 H2，隨著電解的進(jìn)行，溶液的 pH逐漸增大，溶液中還會生成 Fe(OH)3 沉淀。
答案：(1)橙　(2)C　(3)6　(4)5
(5)陽極反應(yīng)為 Fe－2e－===Fe2＋，提供還原劑Fe2＋
(6)2H＋＋2e－===H2↑　Fe(OH)3
11．(14分)(2014?哈爾濱三模)Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室有一瓶失去標(biāo)簽的某白色固體X，已知其成分可能是碳酸或亞硫酸的鈉鹽或鉀鹽，且其成分單一�，F(xiàn)某化學(xué)小組通過如下步驟來確定其成分：
(1)陽離子的確定：
實(shí)驗(yàn)方法及現(xiàn)象：_________________________________________________________。
結(jié)論：此白色固體是鈉鹽。
(2)陰離子的確定：
①取少量白色固體于試管中，然后向試管中加入稀鹽酸，白色固體全部溶解，產(chǎn)生無色氣體，此氣體能使溴水褪色。
②要進(jìn)一步確定其成分需補(bǔ)做如下實(shí)驗(yàn)：取適量白色固體配成溶液，取少許溶液于試管中，加入BaCl2溶液，出現(xiàn)白色沉淀。
Ⅱ.確認(rèn)其成分后，由于某些原因，此白色固體部分被空氣氧化，該化學(xué)小組想用已知濃度的酸性KMnO4溶液來確定變質(zhì)固體中X的含量，具體步驟如下：
步驟①　稱取樣品1.000 g。
步驟②　將樣品溶解后，完全轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶中，定容，充分搖勻。
步驟③　移取25.00 mL樣品溶液于250 mL錐形瓶中，用0.01 mol?L－1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。
按上述操作方法再重復(fù)2次。
(1)寫出步驟③所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在配制0.01 mol?L－1 KMnO4溶液時若仰視定容，則最終測得變質(zhì)固體中X的含量
________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
(3)滴定結(jié)果如下表所示：
滴定
次數(shù)待測溶液
的體積/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積
滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL
125.001.0221.03
225.002.0021.99
325.002.2020.20
則該變質(zhì)固體中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________________________________________。
解析：題中一個關(guān)鍵點(diǎn)是白色固體成分單一，由陽離子檢驗(yàn)可知該鹽是鈉鹽，由實(shí)驗(yàn)Ⅰ①、②可知該鹽是Na2SO3，Na2SO3易在空氣中被氧化生成Na2SO4.
配制0.01 mol?L－1 KMnO4溶液時若仰視定容，使c(KMnO4)減小，則在進(jìn)行滴定操作時消耗V(KMnO4)會變大，導(dǎo)致Na2SO3含量偏大。
分析滴定數(shù)據(jù)，第三組數(shù)據(jù)明顯偏小，滴定中誤差較大，計(jì)算時應(yīng)舍去。
答案：Ⅰ.(1)取固體少許，進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，焰色為黃色
Ⅱ.(1)2MnO－4＋5SO2－3＋6H＋===2Mn2＋＋5SO2－4＋3H2O　(2)偏大　(3)63%


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