2020届高考化学二轮练习：专题三第14讲水溶液中的离子平衡（Word版附解析）.doc

专题三 第 14 讲 1．能促进水的电离，并使溶液中 c(H＋)＞c(OH－)的操作是(　　) ①将水加热煮沸　②向水中投入一小块金属钠　③向水中通 CO2　④向水中通 NH3　⑤ 向水中加入明矾晶体　⑥向水中加入 NaHCO3 固体　⑦向水中加 NaHSO4 固体 A．①③⑥⑦　　　　　 B．①③⑥ C．⑤⑦ D．⑤ 解析：D　[①将水加热煮沸能促进水的电离，但是 c(H＋)＝c(OH－)；②向水中投入一小 块金属钠，反应后生成 NaOH，溶液中 c(H＋)＜c(OH－)；③向水中通 CO2，CO2 与水反应生成 H2CO3，溶液中 c(H＋)＞c(OH－)，但是这是碳酸电离的结果，并未促进水的电离，反而是抑制 水的电离；④向水中通 NH3，生成 NH3·H2O 电离出 OH－。水的电离被抑制，并且 c(H＋)＜c(OH －)；⑤向水中加入明矾晶体，明矾中铝离子水解，促进了水的电离，并且 c(H＋)＞c(OH－)；⑥ 向水中加入 NaHCO3 固体，HCO －3 水解能促进水的电离，但是 c(H＋)＜c(OH－)；⑦NaHSO4 电 离出的 H＋抑制了水的电离，且 c(H＋)＞c(OH－)，所以选 D。] 2．下列说法中正确的是(　　) A．25 ℃时 NH4Cl 溶液的 Kw 大于 100 ℃时 NaCl 的 Kw B．常温下，pH 均为 5 的醋酸和硫酸铝两种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为 1∶104 C．根据溶液的 pH 与酸碱性的关系，推出 pH＝6.8 的溶液一定显酸性 D．100 ℃时，将 pH＝2 的盐酸与 pH＝12 的 NaOH 溶液等体积混合，溶液显中性 解析：B　[水的离子积常数只与温度有关，温度越高，Kw 越大，A 错；醋酸中水电离出 的[H＋]＝溶液中的[OH－]＝10－9 mol·L－1，硫酸铝溶液中水电离出的[H＋]等于溶液中的[H＋]＝ 10－5 mol·L－1，B 正确；C 选项不知温度，无法判断，错误；100 ℃时 Kw＝1×10－12，所以将 pH＝2 的盐酸与 pH＝12 的 NaOH 溶液等体积混合后，溶液显碱性，D 错。] 3．电导率可用于衡量电解质溶液导电能力的大小。室温下，用 0.100 mol·L－1 氨水滴定 10 mL 浓度均为 0.100 mol·L－1 HCl 和 CH3COOH 的混合液，电导率曲线如图所示。下列说法正 确的是(　　)A．①溶液中 c(H＋)为 0.200 mol·L－1 B．溶液温度高低为①＞③＞② C．③点溶液中有 c(Cl－)＞c(CH3COO－) D．③点后因离子数目减少使电导率略降低 解析：C　[醋酸为弱电解质，①点溶液 c(H＋)＜0.2 mol·L－1，故 A 错误；酸碱中和反应放 热，①点溶液的温度一定比②点的低，故 B 错误；③恰好完全反应生成氯化铵和醋酸铵。其 中 NH ＋4 和 CH3COO－发生微弱水解，则③点溶液中，c(NH＋4 )＞c(Cl－)＞c(CH3COO－)，故 C 正确；③点后溶液体积变大，溶液中离子浓度减小导致电导率降低，故 D 错误。] 4．根据下表提供的数据，判断下列离子方程式或化学方程式正确的是(　　) 化学式 电离常数 HClO K＝3×10－8 H2CO3 K1＝4×10－7　K2＝6×10－11 A.向 Na2CO3 溶液中滴加少量氯水：CO2－3 ＋2Cl2＋H2O===2Cl－＋2HClO＋CO2↑ B．向 NaHCO3 溶液中滴加少量氯水：2HCO－3 ＋Cl2===Cl－＋ClO－＋2CO2↑＋H2O C．向 NaClO 溶液中通少量 CO2：CO2＋NaClO＋H2O===NaHCO3＋HClO D．向 NaClO 溶液中通过量 CO2：CO2＋2NaClO＋H2O===Na2CO3＋2HClO 解析：C　[HClO 的电离常数小于 H2CO3 的第一步电离，向 Na2CO3 溶液中滴加少量氯水， 不能生成二氧化碳，应该生成碳酸氢根，A 错误；氯水中盐酸与 NaHCO3 反应生成氯化钠、 二氧化碳和水，HClO 与 NaHCO3 不反应，B 错误；由于 H2CO3＞HClO＞HCO－3 ，反应生成 HClO 和 NaHCO3，D 错误。] 5．氢硫酸中存在电离平衡：H2SH＋＋HS－和 HS－H＋＋S2－。已知：酸式盐 NaHS 溶液呈碱性。若向 10 mL 浓度为 0.1 mol·L －1 的氢硫酸中加入以下物质，下列判断正确的是 (　　) A．加水，会使平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大 B．加入 20 mL 浓度为 0.1 mol·L－1 NaOH 溶液，则 c(Na＋)＝c(HS－)＋c(H2S)＋2c(S2－) C．通入过量 SO2 气体，平衡向左移动，溶液 pH 始终增大 D．加入 10 mL 浓度为 0.1 mol·L －1 NaOH 溶液，则 c(Na＋)＞c(HS－)＞c(OH－)＞c(H＋)＞ c(S2－) 解析：D　[加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度减小，A 项错误；溶液为 Na2S 溶液， 由物料守恒知，c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(H2S)＋2c(S2－)，B 项错误；SO2 与 H2S 反应生成 S 和 H2O， 平衡逆向移动，溶液 pH 增大，当 H2S 反应完全后，继续通入 SO2，H2SO3 的酸性强于 H2S， 溶液 pH 减小，C 项错误；溶液为 NaHS 溶液，c(Na＋)＞c(HS－)＞c(OH－)＞c(H＋)＞c(S2－)，D 项正确。] 6．25 ℃时，向 20 mL 0.1 mol·L－1 HAuCl4 溶液中滴加 0.1 mol·L－1 NaOH 溶液，滴定曲线如图 1 所示，含氯微粒的物质的量分数(δ)随 pH 的变化关系如图 2 所示。下列说法不正确的是 (　　) A．在 c 点溶液中 c(Na＋)＝c(AuCl－4 ) B．A 点对应溶液的 pH 约为 5 C．25 ℃时，HAuCl4 的电离常数为 1×10－3 D．d 点时，溶液中离子浓度的大小关系为 c(Na＋)＞c(AuCl－4 )＞c(OH－)＞c(H＋) 解析：C　[c 点溶液的 pH＝7，根据电荷守恒得，c(Na＋)＝c(AuCl－4 )，A 项正确；由图 1 中 a 点的 pH＝3，得 Ka(HAuCl4)＝c(H＋)·c(AuCl－4 ) c(HAuCl4) ＝10－3 × 10－3 0.1 ＝10－5，则 A 点对应溶液的 c(H＋)＝Ka(HAuCl4)＝10－5，pH 约为 5，B 项正确；C 项错误；d 点溶液为 NaAuCl4 溶液，AuCl －4 水解，溶液显碱性，溶液中离子浓度的大小关系为 c(Na＋)＞c(AuCl－4 )＞c(OH－)＞c(H＋)，D 项正确。] 7．下列有关电解质溶液的相关叙述中，不正确的是(　　) A．常温下，Ksp[R(OH)3]＝1.0×10－38，在 c(R3＋)＝0.010 mol·L－1 的溶液中，当 pH＝2.0 时 R3＋开始沉淀 B．常温下，将 0.1 mol·L －1 CH3COOH 溶液加水稀释，当溶液的 pH 从 3.0 升到 5.0 时， 溶液中c(CH3COO－) c(CH3COOH)的值增大到原来的 100 倍 C．0.02 mol·L－1 的 NaOH 溶液与 0.02 mol·L－1 的 NaHC2O4 溶液等体积混合后，则有 c(Na ＋)＝ 　2[c(C2O2－4 )＋c(HC2O－4 )＋c(H2C2O4)] D．常温下，将 1.0 mol·L－1 硫酸与 a mol·L－1 氨水等体积混合至溶液呈中性，则 NH ＋4 的 水解常数(Kh)计算式为(a－1)×10－7 解析：D　[Ksp[R(OH)3]＝c(R3＋)·c3(OH－)＝1.0×10－38，在 c(R3＋)＝0.010 mol·L－1 的溶液 中，R3＋开始沉淀时 c(OH－)＝3 Ksp[R(OH)3] c(R3＋) mol·L－1＝1.0×10－12 mol·L－1，即 pH＝2.0 时 R3 ＋开始沉淀，A 正确；根据醋酸的电离平衡常数表达式可得c(CH3COO－) c(CH3COOH)＝Ka(CH3COOH) c(H＋) ，由 于温度不变，Ka(CH3COOH)不变，c(CH3COO－) c(CH3COOH)的值与 c(H＋)有关，pH 从 3.0 升到 5.0，c(H＋)减小为原溶液的 1 100，故c(CH3COO－) c(CH3COOH)的值增大到原来的 100 倍，B 正确；0.02 mol·L－1 的 NaOH 溶液与 0.02 mol·L－1 的 NaHC2O4 溶液等体积混合后，溶质为 Na2C2O4，根据物料守恒有 c(Na ＋)＝2[c(C2O2－4 )＋c(HC2O－4 )＋c(H2C2O4)]，C 正确；根据电荷守恒：c(H＋)＋c(NH＋4 )＝c(OH－)＋ 2c(SO2－4 )，由于溶液呈中性，则有 c(H＋)＝c(OH－)，从而可得 c(NH＋4 )＝2c(SO2－4 )＝1 mol·L－1， 则 c(NH3·H2O) ＝ (0.5a － 1) mol·L － 1 ， NH ＋4 的 水 解 常 数 (Kh) 为 c(NH3·H2O)·c(H＋) c(NH＋4 ) ＝ (0.5a－1) × 10－7 1 ＝(0.5a－1)×10－7，D 错误。] 8．常温下，0.10 mol·L－1 HA(Ka＝10－9.89)溶液调节 pH 后，保持 c(HA)＋c(A－)＝0.10 mol·L －1。下列关系正确的是(　　) A．pH＝2.00 时，c(HA)＞c(H＋)＞c(OH－)＞c(A－) B．pH＝7.00 时，c(HA)＝c(A－)＞c(OH－)＝c(H＋) C．pH＝9.89 时，c(HA)＝c(A－)＞c(OH－)＞c(H＋) D．pH＝14.00 时，c(OH－)＞c(A－)＞c(H＋)＞c(HA) 解析：C　[0.10 mol·L－1 HA(Ka＝10－9.89)溶液调节 pH 后，保持 c(HA)＋c(A－)＝0.10 mol·L －1，pH＝2.00 时，c(H＋)＝10－2.00 mol·L－1，c(OH－)＝ Kw c(H＋)＝10－12.00 mol·L－1(常温时)，由 Ka ＝c(H＋)c(A－) c(HA) ＝10－2.00c(A－) c(HA) ＝10－9.89，可得c(A－) c(HA)＝10－7.89，又因为 c(HA)＋c(A－)＝0.10 mol·L －1，所以 c(HA)＞c(H＋)＞c(A－)＞c(OH－)，故 A 错误；pH＝7.00 时，由 K a＝c(H＋)c(A－) c(HA) ＝ 10－7.00c(A－) c(HA) ＝10－9.89，可得c(A－) c(HA)＝10－2.89，所以 c(HA)＞c(A－)，故 B 错误；pH＝9.89 时，c(H ＋)＝10 －9.89 mol·L －1 ，c(OH －)＝ Kw c(H＋)＝10 －4.11 mol·L －1(常温时)，由 K a＝c(H＋)·c(A－) c(HA) ＝ 10－9.89c(A－) c(HA) ＝10－9.89，可得 c(A－)＝c(HA)，又因为 c(HA)＋c(A－)＝0.10 mol·L －1，所以 c(A －)＝c(HA)＝0.05 mol·L－1，所以 c(HA)＝c(A－)＞c(OH－)＞c(H＋)，故 C 正确；pH＝14.00 时， c(H ＋ ) ＝ 10 － 14.00 mol·L － 1 ， c(OH － ) ＝ Kw c(H＋)＝ 1 mol·L － 1( 常 温 时 ) ， Ka ＝ c(H＋)c(A－) c(HA) ＝ 10－14.00c(A－) c(HA) ＝10－9.89，可得c(A－) c(HA)＝104.11，又因为 c(HA)＋c(A－)＝0.10 mol·L－1，所以 c(OH －)＞c(A－)＞c(HA)＞c(H＋)，故 D 错误。] 9．常温时，已知 Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CO3)＝8.1×10－12，下列说法错误的是(　　) A．在 AgCl 和 Ag2CO3 的饱和溶液中，c(Ag＋)的大小为 Ag2CO3＞AgCl B．向 Ag2CO3 的饱和溶液加入 K2CO3(s)，c(CO2－3 )增大，Ksp 增大C．Ag2CO3(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋CO2－3 (aq)的平衡常数 K＝2.5×108 D．向 0.001 mol·L－1 AgNO3 溶液中滴入等浓度的 KCl 和 K2CO3 混合溶液，Cl－先沉淀 解析：B　[Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.8×10－10，则其饱和溶液中 c(Ag＋)＝ Ksp(AgCl) ＝ 1.8×10－5 mol·L －1；Ksp(Ag2CO3)＝c2(Ag＋)·c(CO2－3 )＝8.1×10－12，则其饱和溶液中 c(Ag ＋)≈2.5×10－4 mol·L－1，则 c(Ag＋)的大小关系为 Ag2CO3＞AgCl，A 正确。Ag2CO3 的饱和溶 液中存在溶解平衡：Ag2CO3(s)2Ag＋(aq)＋CO2－3 (aq)，加入 K2CO3(s)，c(CO2－3 )增大，平衡 逆向移动，但由于温度不变，则 Ksp 不变，B 错误。Ag2CO3(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋CO2－3 (aq) 的平衡常数 K＝c(CO2－3 ) c2(Cl－) ＝Ksp(Ag2CO3) K 2sp(AgCl) ＝ 8.1 × 10－12 (1.8 × 10－10)2 ＝2.5×108，C 正确。 由 A 项分析可 知，饱和溶液中 c(Ag＋)大小关系为 Ag2CO3＞AgCl，相同温度下，AgCl 的溶解度小于 Ag2CO3，故 AgNO3 溶液中滴入等浓度的 KCl 和 K2CO3 混合溶液，Cl－先沉淀，D 正确。] 10．常温下，将 NaOH 溶液分别加到 HF 溶液、CH3COOH 溶液中，两混合溶液中离子浓 度与 pH 的变化关系如图所示，已知 pKa＝－lg Ka，下列有关叙述错误的是(　　) A．将 0.2 mol·L－1 CH3COOH 溶液和 0.1 mol·L－1 NaOH 溶液等体积混合，则反应后的混 合液中：2c(OH－)＋c(CH3COO－)＝2c(H＋)＋c(CH3COOH) B．a 点时，c(F－)＝c(HF)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－) C．常温下，0.1 mol·L－1NaF 溶液的 pH 大于 0.1 mol·L－1 CH3COONa 溶液的 pH D．向 CH3COOH 溶液中加入 NaOH 溶液后所得的混合溶液：c(CH3COO－) c(CH3COOH)＝10pHpKa 解析：C　[将 0.2 mol·L－1 CH3COOH 溶液和 0.1 mol·L－1 NaOH 溶液等体积混合，反应后 溶液中溶质为等浓度的 CH3COOH 与 CH3COONa，根据电荷守恒可得 c(CH3COO－)＋c(OH－) ＝c(Na＋)＋c(H＋)，又根据物料守恒可得 c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝2c(Na＋)，将两式合并 可得 2c(OH－)＋c(CH3COO－)＝2c(H＋)＋c(CH3COOH)，A 正确；由图可知 a 点时，lgc(F－) c(HF)＝ 0，即 c(F－)＝c(HF)，此时溶液显酸性，故 c(H＋)＞c(OH－)，由电荷守恒可得 c(F－)＞c(Na＋)， 即 c(F－)＝c(HF)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，B 正确；Ka(HF)＝c(F－)·c(H＋) c(HF) 、Ka(CH3COOH)＝ c(CH3COO－)·c(H＋) c(CH3COOH) ，当 pH＝4 时，c(F－) c(HF)＞c(CH3COO－) c(CH3COOH)，即 Ka(HF)＞Ka(CH3COOH)，则 HF 的酸性强于 CH3COOH，根据“越弱越水解”，CH3COONa 的水解程度要大于等浓度的 NaF 的水解程度，则同浓度的 NaF 溶液的 pH 要小于 CH3COONa 溶液的 pH，C 错误；向 CH3COOH 溶液中加入 NaOH 溶液，溶液中c(CH3COO－) c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)·c(H＋) c(CH3COOH)·c(H＋)＝ Ka c(H＋)＝10pHpKa，D 正确。] 11．室温下，H2SO3 的电离平衡常数 Ka1＝1.0×10－2、Ka2＝1.0×10－7。 (1)该温度下 NaHSO3 的水解平衡常数 Kh＝________，NaHSO 3 溶液的 pH________(填 “＞”、“＜”或“＝”)7；若向 NaHSO3 溶液中加入少量 I2，则溶液中c(H2SO3) c(HSO－3 )将________(填 “增大”、“减小”或“不变”)。 (2)0.1 mol·L－1 Na2SO3 溶液的 pH＝________，从平衡移动的角度解释 SO 2－3 的 Kh1＞Kh2。 ________________。 解析：(1)Ka1＝c(HSO－3 )·c(H＋) c(H2SO3) ，由 HSO－3 ＋H2OH2SO3＋OH－，Kh＝c(H2SO3)·c(OH－) c(HSO－3 ) ＝ c(H2SO3)·c(OH－)·c(H＋) c(HSO－3 )·c(H＋) ＝Kw Ka1＝1.0×10－12＜Ka2，这说明 HSO －3 的电离能力强于水解能力，故 溶液显酸性，pH＜7；当加入少量 I2 时，＋4 价的硫元素被氧化，溶液中有硫酸(强酸)生成， 导致溶液的酸性增强，c(H＋)增大，c(OH－)减小，但因温度不变，故 Kh 不变，则c(H2SO3) c(HSO－3 )增大。 (2)同理可求出 Kh1＝Kw Ka2＝1.0×10－7，Na2SO3 溶液的碱性主要由 SO 2－3 的一级水解决定，设溶 液中 c(OH－)＝x mol·L －1，则 c(HSO－3 )≈x mol·L －1、c(SO2－3 )＝0.1 mol·L －1－x mol·L －1≈0.1 mol·L－1，利用水解平衡常数易求出 x＝1.0×10－4 mol·L－1，pH＝10。一级水解产生的 OH－对 二级水解有抑制作用，导致二级水解程度降低。 答案：(1)1.0×10－12　＜　增大 (2)10　一级水解产生的 OH－对二级水解有抑制作用 12．已知：I2＋2S2O2－3 ===S4O2－6 ＋2I－ 相关物质的溶度积常数见下表： 物质 Cu(OH)2 Fe(OH)3 CuCl CuI Ksp 2.2×10－20 2.6×10－39 1.7×10－7 1.3×10－12 (1)某酸性 CuCl2 溶液中含有少量的 FeCl3，为得到纯净的 CuCl2·2H2O 晶体，加入________， 调至 pH＝4，使溶液中 Fe3＋转化为 Fe(OH)3 沉淀，此时溶液中的 c(Fe3＋)＝________。过滤后， 将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到 CuCl·2H2O 晶体。 (2) 在 空 气 中 直 接 加 热 CuCl2·2H2O 晶 体 得 不 到 纯 的 无 水 CuCl2 ， 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ( 用 化 学 方 程 式 表 示 ) 。 由 CuCl2·2H2O 晶 体 得 到 纯 的 无 水 CuCl2 的 合 理 方 法 是________________________________________________________________________。 (3)某学习小组用“间接碘量法”测定含有 CuCl2·2H2O 晶体的试样(不含能与 I－发生反应 的氧化性杂质)的纯度，过程如下：取 0.36 g 试样溶于水，加入过量 KI 固体，充分反应，生成 白色沉淀。用 0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3 标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗 Na2S2O3 标准溶 液 20.00 mL。 ①可选用________作滴定指示剂，滴定终点的现象是_______________________ ________________________________________________________________________。 ②CuCl2 溶液与 KI 反应的离子方程式为___________________________________ ________________________________________________________________________。 ③该试样中 CuCl2·2H2O 的质量分数为________。 解析：(1)考虑到不引入新的杂质，调节至溶液 pH 为 4，使 Fe3＋沉淀的试剂可以是 Cu(OH)2、 Cu2(OH)2CO3、CuO 等。pH＝4 时，c(OH －)＝ Kw c(H＋)＝10－10 mol·L －1，此时溶液中 c(Fe3＋)＝ Ksp c(OH－)3 ＝2.6 × 10－39 (10－10)3 mol·L－1＝2.6×10－9 mol·L－1。 (2)CuCl2·2H2O 在空气中加热会发生水解反应： 2CuCl2·2H2O =====△ Cu(OH)2·CuCl2 ＋ 2HCl ＋ 2H2O 或 CuCl2·2H2O =====△ CuO ＋ 2HCl ＋ H2O，要得到无水 CuCl2，应将 CuCl2·2H2O 晶体在干燥的 HCl 气流中加热脱水以抑制其水解。 (3)依题给信息，用“间接碘量法”测定 CuCl2·2H2O 晶体试样纯度的反应原理是：2Cu2＋＋ 4I－===2CuI↓＋I2，I2＋2S2O2－3 ===S4O2－6 ＋2I－，用 Na2S2O3 标准溶液滴定生成的 I2，指示剂选 择淀粉溶液，终点时溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色。由 2Cu2＋ ～I2～2S2O 2－3 得 CuCl2·2H2O 试样的纯度为0.100 0 mol·L－1 × 20.00 × 10－3 L × 171 g·mol－1 0.36 g ×100%＝95%。 答案：(1)Cu(OH)2 或 Cu2(OH)2CO3 或 CuO　2.6×10－9 mol·L－1 (2)2CuCl2·2H2O =====△ Cu(OH)2·CuCl2＋2HCl＋2H2O 主要产物写成 Cu(OH)2、Cu(OH)Cl、CuO 均可在干燥的 HCl 气流中加热脱水 (3)①淀粉溶液　蓝色褪去，且 30 s 内不恢复原色 ②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2　③95%