2021届高考化学一轮复习同步优化专练(全国通用):专题11 水溶液中的离子平衡(含解析)
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资料简介
2021 届高考化学一轮复习同步优化专练(全国通用) 专题 11 水溶液中的离子平衡 一、选择题 1. (2020 四川四市联考)草酸(H 2C2O4)是一种二元弱酸。常温下向 H2C2O4 溶液中滴加 NaOH 溶液,混合溶液中 lg X[X 表示c(HC2O-4 ) c(H2C2O4)或 c(C2O2-4 ) c(HC2O-4 )]随 pH 的变化关系如图所示。下 列说法不正确的是(  ) A.直线Ⅰ中 X 表示的是c(HC2O-4 ) c(H2C2O4) B.直线Ⅰ、Ⅱ的斜率均为 1 C.c(HC2O-4 )>c(C2O2-4 )>c(H2C2O4)对应溶液 pH:1.22c(H2C2O4),对应 2.705c(Na+),则 m 点时加入 NaOH 的物质的量小于原 HA 溶液中 HA 的物质的 量的1 2,则 m 点对应溶液中溶质 HA 的物质的量大于 NaA,C 错误;根据电荷守恒得 c(A-)+ c(OH-)=c(H+)+c(Na+),故 r 点对应溶液中 c(A-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=10-6-10- 8=9.9×10-7(mol/L),D 错误。 [答案] B 3.(2020 四川绵阳诊断)常温下,将 AgNO3 溶液分别滴加到浓度均为 0.01 mol·L -1 的 NaBr、Na2SeO3 溶液中,所得的沉淀溶解平衡曲线如图所示(Br-、SeO 2-3 用 Xn-表示,不考 虑 SeO 2-3 的水解)。下列叙述正确的是(  )A.Ksp(Ag2SeO3)的数量级为 10-10 B.d 点对应的 AgBr 溶液为不饱和溶液 C.所用 AgNO3 溶液的浓度为 10-3 mol·L-1 D.Ag2SeO3(s)+2Br-(aq)2AgBr(s)+SeO2-3 (aq)的平衡常数为 109.6,反应趋于完全 [解析] 由题图可知,当 c(Ag +)=10 -5 mol·L -1 时,c(SeO2-3 )=10 -5 mol·L -1 ,则 Ksp(Ag2SeO3)=c2(Ag+)·c(SeO2-3 )=(10-5)2×10-5=10-15,A 项错误;由题图可知,d 点对 应的 AgBr 溶液的 Qc =10 - 3×10 - 7.3 =10 - 10.3 ,K sp(AgBr)=10 - 5×10 - 7.3 =10 - 12.3 , Qc>Ksp(AgBr),则 d 点对应的溶液为 AgBr 的过饱和溶液,B 项错误;由题图可知,加入的 AgNO3 溶液的浓度为 10-2 mol·L-1,C 项错误;Ag2SeO3(s)+2Br-(aq)2AgBr(s)+SeO2-3 (aq)的平衡常数 K=c(SeO2-3 ) c2(Br-) = Ksp(Ag2SeO3) Ksp(AgBr) × Ksp(AgBr)= 10-15 (10-12.3)2 =109.6,一般地说,K>105 时,该反应进行得就基本完全了,故 D 项正确。 [答案] D 4.(2020 太原模拟测试)室温下,某二元碱[X(OH)2]的水溶液中相关组分的物质的量分 数(δ)随溶液 pH 的变化曲线如图所示,下列说法错误的是(  ) A.Kb2 的数量级为 10-8 B.X(OH)NO3 的水溶液显碱性 C.等物质的量的 X(NO3)2 和 X(OH)NO3 混合溶液中 c(X2+)>c[X(OH)+]D.在 X(OH)NO3 水溶液中,c[X(OH)2]+c(OH-)=c(X2+)+c(H+) [解析] A 项,选取图中左侧交点处数据进行计算,此时,pH=6.2,c[X(OH)+]=c(X2 +),所以 Kb2=c(OH-)·c(X2+) c[X(OH)+] =c(OH-)=10-(14-6.2) =10-7.8≈1.58×10-8,正确。B 项, X(OH)NO3 的水溶液中 X 的主要存在形式为 X(OH)+,由图示知 X(OH)+占主导位置时,pH 在 7 到 8 之间,溶液显碱性,正确。C 项,X2+的水解程度比 X(OH)+的电离程度大,所以 c(X2 +)c(H+)=c(OH-) C.T 点对应的溶液中有 c(Na+)=2c(HCOOH)+2c(HCOO-) D.若 298 K 时,V[HCOOH(aq)]=20 mL 时对应溶液中-lgc水(H+)=5.7,则 Ka(HCOOH) 的数量级为 10-4 [解析] 从图像可看出,加入 20 mL 0.2 mol·L-1 HCOOH 溶液时,水的电离程度最大, 此时 NaOH 与 HCOOH 恰好完全反应,则 c(NaOH)=0.2 mol·L-1 × 20 mL 20 mL =0.2 mol·L-1,A 项错误;M 点对应溶液的溶质是 NaOH 与 HCOONa,溶液呈碱性,溶液中 c(H +)B,故 A 正确;由于 c(HA-) c(H2A)·c(OH-)= 1 Kh,温度不变,Kh 不变, 则该比值不变,故 B 正确;C 点 pH>7,c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒 c(OH-)+c(HA-)+ 2c(A2-)=c(H+)+c(Na+),可知:c(Na+)>c(HA-)+2c(A2-),故 C 正确;D 点加入 20 mL 等浓度的 NaOH 溶液,恰好反应生成 Na2A,根据物料守恒可知:c(Na+)=2c(HA-)+2c(H2A) +2c(A2-),故 D 错误。 [答案] D 10.(2019·湖南模拟)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(CO2-3 ) 减小 B.将 0.1 mol·L-1 的 K2C2O4 溶液从 25℃升温至 35℃, c(K+) c(C2O2-4 )增大 C.向 0.1 mol·L-1 的 HF 溶液中滴加 NaOH 溶液至中性,c(Na+) c(F-) =1 D.向 0.1 mol·L-1 的 CH3COONa 溶液中加入少量水, c(CH3COOH) c(CH3COO-)·c(H+)增大 [解析] 在一定条件下,Na2CO3 溶液中存在水解平衡:CO2-3 +H2OHCO-3 +OH-, 溶液中通入 NH3,与水结合电离出 OH-,抑制 CO 2-3 水解,所以 c(Na+) c(CO2-3 )减小,A 项正确; K2C2O4 溶液中 C2O 2-4 水解使溶液显碱性,升高温度,水解程度增加,C2O 2-4 浓度减小,K+浓度不变,所以 c(K+) c(C2O2-4 )增大,B 项正确;向 0.1 mol·L -1 的 HF 溶液中滴加 NaOH 溶液至 中性,此时溶液的溶质是 HF 和 NaF 的混合物,存在电荷守恒:c(F-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na +),因 c(H+)=c(OH-),故 Na+和 F-浓度相等,二者比值是 1,C 项正确;向 CH3COONa 溶液中加入少量水,不会影响醋酸的电离平衡常数,即 c(CH3COOH) c(CH3COO-)·c(H+)不变,D 项错误。 [答案] D 11.(2020 南充市适应性考试)常温下,下列条件下的溶液 pH=7 的是(  ) A.等体积等物质的量浓度的强酸和强碱溶液混合 B.向明矾溶液中滴加 Ba(OH)2 溶液至 SO 2-4 恰好完全沉淀 C.向 KHC2O4 溶液中滴加 KOH 溶液至 c(H+)= KW mol·L-1 D.c(Na+)=c(HCO-3 )+c(CO2-3 )的 NaHCO3 和 Na2CO3 的混合溶液 [解析] 若是等体积等物质的量浓度的二元强酸(如 H 2SO4)与一元强碱(如 NaOH)溶液 混合,反应后 H+浓度大于 OH-浓度,溶液为酸性,常温下 pH7,B 项错误; 由 c(H+)= KW mol·L-1 推知,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,常温下 pH=7,C 项正确; 根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO-3 )+2c(CO2-3 ),若 c(Na+)=c(HCO-3 )+ c(CO2-3 ),则 c(H+)=c(OH-)+c(CO2-3 )>c(OH-),溶液为酸性,常温下 pHpH(NaCN)>pH(CH3COONa) B.a mol·L-1 HCN 溶液与 b mol·L-1 NaOH 溶液等体积混合,所得溶液中 c(Na+)>c(CN -),则 a 一定小于 b C.向冰醋酸中逐滴加水,则溶液的导电性和 pH 均先增大后减小 D.NaHCO3 和 Na2CO3 的混合溶液中,一定有 2c(Na+)=3[c(H2CO3)+c(HCO-3 )+c(CO 2-3 )] [解析] 由电离平衡常数可知酸性:CH3COOH>HCN>HCO-3 ,根据越弱越水解可知盐 类 水 解 能 力 : Na2CO3>NaCN>CH3COONa , 同 浓 度 时 则 各 溶 液 pH 关 系 :pH(Na2CO3)>pH(NaCN) >pH(CH3COONa),A 项正确;a mol·L-1 HCN 溶液与 b mol·L-1 NaOH 溶液等体积混合,所 得溶液中 c(Na+)>c(CN-),由电荷守恒得 c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性,则溶液中溶质可能 是 NaCN 或 NaCN 和极少量 HCN 或 NaCN 和 NaOH,故 a、b 关系不确定,B 项错误;加 水稀释冰醋酸,能促进 CH3COOH 电离,离子浓度先增大,增大到一定程度时再加水,离 子浓度反而减小,即溶液的导电性先增大后减小,溶液的 pH 先减小后增大,C 项错误;只 有 Na2CO3 溶 液 和 NaHCO3 溶 液 等 物 质 的 量 混 合 时 , 才 存 在 2c(Na + ) = 3[c(H2CO3) + c(HCO-3 )+c(CO2-3 )],D 项错误。 [答案] A 13.(2020 济南质检)常温下,将一定浓度的 HA 和 HB 两种酸溶液分别与 0.1 mol·L -1 NaOH 溶液等体积混合,实验记录如下表: 混合液 pH 加入的酸 酸的浓度/(mol·L-1) ① 8.6 HA 0.10 ② 2.0 HB 0.12 下列说法正确的是(  ) A.HA 为强酸,HB 为弱酸 B.溶液①中存在:c(A-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+) C.升高温度,溶液①中 c(H+)增大,pH 减小 D.溶液②中存在:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(B-) [解析] 溶液①中 HA 与 NaOH 恰好完全反应,得到 NaA 溶液,pH=8.6,说明 NaA 为 强碱弱酸盐,则 HA 为弱酸,溶液②中 HB 与 NaOH 反应,HB 过量,剩余 HB 的浓度为 0.12-0.1 2 mol·L-1=0.01 mol·L -1,pH=2,说明 HB 为强酸,A 项错误;溶液①中的溶质 为 NaA,NaA 为强碱弱酸盐,离子浓度关系:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),B 项错误;升 高温度,促进溶液①中 NaA 水解,c(OH-)增大,c(H+)减小,pH 增大,C 项错误;根据电 荷守恒,溶液②中 c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(B-),D 项正确。 [答案] D 14.(2019·合肥调研性检测)下列图示与对应的叙述相符的是(  )A.图甲表示某吸热反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应的能量变化 B.图乙表示常温下,0.1 mol·L-1 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 0.1 mol·L-1 醋酸溶液的滴 定曲线 C.图丙表示某可逆反应的反应速率随时间的变化关系,t0 时刻改变的条件是使用了催 化剂 D.图丁表示一定质量冰醋酸加水稀释过程中,溶液导电能力变化曲线,且醋酸电离程 度:a1.5 mg·L-1,故不符合排放 标准 16.(2020 沈阳质量监测)H3AsO3 和 H3AsO4 水溶液中含砷的各种微粒的分布分数(平衡 时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与 pH 的关系分别如图所示。 回答下列问题: (1)以酚酞为指示剂(变色范围:pH 8.0~10.0),将 NaOH 溶液逐滴加入到 H 3AsO3 溶液 中 , 当 溶 液 由 无 色 变 为 浅 红 色 时 停 止 滴 加 。 该 过 程 中 主 要 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________。 (2)pH = 11 时 , H3AsO3 水 溶 液 中 三 种 微 粒 浓 度 由 大 到 小 的 顺 序 为 _______________________________________。 (3)H3AsO4 第一步电离方程式为________________。 (4)若 pKa2=-lgKa2,H3AsO4 第二步电离的电离常数为 Ka2,则 pKa2=________。 [解析] (1)以酚酞为指示剂,将 NaOH 溶液逐滴加入到 H3AsO3 溶液中,当溶液由无色变为 浅红色时,溶液 pH 在 8.0~10.0 之间,结合图像可知溶液中 H3AsO3 减少而 H2AsO -3 增加,则该过程中主要反应的离子方程式为 OH-+H3AsO3===H2AsO-3 +H2O。(2)结合图像可知 pH=11 时,H 3AsO3 水溶液中 c(H2AsO-3 )最大,c(H 3AsO3)最小,各含砷微粒浓度关系为 c(H2AsO-3 )>c(HAsO2-3 )>c(H3AsO3)。(3)结合题图知,H3AsO4 为多元弱酸,存在电离平衡, 其第一步电离方程式为 H3AsO4H2AsO-4 +H+。(4)H3AsO4 第二步电离方程式为 H2AsO-4 HAsO2-4 +H+,其电离常数 Ka2=c(HAsO2-4 )·c(H+) c(H2AsO-4 ) ,由图像可知当 pH=7.0 时,c(H2AsO -4 )=c(HAsO2-4 ),则 Ka2=10-7.0,pKa2=7.0。 [答案] (1)OH-+H3AsO3===H2AsO-3 +H2O (2)c(H2AsO-3 )>c(HAsO2-3 )>c(H3AsO3) (3)H3AsO4H2AsO-4 +H+ (4)7.0 17. 用 0.100 mol·L-1 AgNO3 溶液滴定 50.00 mL Cl-浓度为 0.0500 mol·L-1 的溶液的滴 定曲线如图所示: (1)根据曲线数据计算可知 Ksp(AgCl)的数量级为________。 (2)相同实验条件下,若 Cl-浓度改为 0.0400 mol·L-1,则反应终点由 c 移到________(填 “a”“b”或“d”)。 (3)已知 Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),相同实验条件下,若改为 Br-浓度为 0.0500 mol·L-1,则 反应终点由 c 向________(填“a”“b”或“d”)移动。 [解析](1)50.00 mL 含 0.0500 mol·L -1Cl-的溶液与 25.00 mL0.100 mol·L -1 AgNO3 溶液 完全反应后,由题图得知 c(Cl-)为 10-4.75 mol·L-1,因为 Cl-与 Ag+等量,即 c(Ag+)也为 10 -4.75 mol·L-1,则 Ksp(AgCl)=10-9.5=100.5×10-10,则 Ksp(AgCl)的数量级为 10-10。(2)相同 条件下,若 Cl-浓度改为 0.0400 mol·L-1,则需消耗 20.00 mL 0.100 mol·L-1 的 AgNO3 溶 液,即反应终点由 c 移到 b。(3)相同实验条件下,若改为 Br-浓度为 0.0500 mol·L-1,则消 耗 25.00 mL 0.100 mol·L-1 的 AgNO3 溶液,又因为 Ksp(AgBr)

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