2022年高考化学二轮复习讲义解密10 水溶液中离子反应(集训)(解析版)

解密10水溶液中离子反应一、选择题1．(2021·安徽池州市高三月考)已知：常温下，CN-的水解常数Kh=1.6×10-5。该温度下，将浓度均为0.1mol·L-1的HCN溶液和NaCN溶液等体积混合。下列说法正确的是()A．混合溶液的pHc(Na+)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)D．若cmol·L-1盐酸与0.6mol·L-1NaCN溶液等体积混合后溶液呈中性，则c=【答案】D【解析】A项，CN-的水解常数Kh=1.6×10-5，则HCN的电离平衡常数为Ka==6.25´10-10，Kh>Ka，所以水解程度更大，溶液显碱性，pH>7，故A错误；B项，CN-的水解促进水的电离，HCN电离抑制水的电离，而水解程度更大，所以水的电离受到促进，混合液中水的电离程度大于纯水的，故B错误；C项，CN-的水解程度大于HCN的电离程度，所以c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)，故C错误；D项，cmol·L-1盐酸与0.6mol·L-1NaCN溶液等体积混合后溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CN-)+c(Cl-)，溶液显中性，所以c(CN-)=c(Na+)-c(Cl-)=mol/L，溶液中还存在物料守恒c(HCN)+c(CN-)=c(Na+)，所以c(HCN)=c(Na+)-c(CN-)=mol/L，所以有Ka==6.25´10-10，解得c=，故D正确；故选D。2．(2021·吉林长春市东期末)根据下表提供的数据，下列说法正确的是()化学式CH3COOHHClOH2CO3电离常数K=1.8×10-5K=3.0×10-8K1=4.0×10-7K2=4.0×10-44A．向NaClO溶液中通入少量CO2发生反应：ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-B．等浓度的NaClO和Na2CO3的混合溶液中离子浓度有如下关系：c(Na+)＞c(CO32-)＞c(ClO-)＞c(OH-)C．等浓度的NaClO溶液和NaHCO3溶液中，水电离的c(OH-)前者小于后者D．pH相等的溶液中，溶质浓度由大到小的顺序为：Na2CO3＞NaClO＞NaHCO3＞CH3COONa【答案】A【解析】A项，由于K1(H2CO3)＞K(HClO)＞K2(H2CO3)，故NaClO溶液中通入少量CO2，生成HClO和NaHCO3，反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-，故A正确；B项，由于K(HClO)＞K2(H2CO3)，则等浓度的NaClO和Na2CO3的混合溶液中，水解程度ClO-＜CO32-，离子浓度有c(Na+)＞c(ClO-)＞c(CO32-)＞c(OH-)，故B错误；C项，由于K1(H2CO3)＞K(HClO)，则等浓度的NaClO溶液和NaHCO3溶液中，水解程度ClO-＞HCO3-，水解促进水的电离，则水电离的c(OH-)前者大于后者，故C错误；D项，由于K(CH3COOH)＞K1(H2CO3)＞K(HClO)＞K2(H2CO3)，酸性越强离子的水解程度越小，即水解程度CH3COO－＜HCO3-＜ClO-＜CO32-，则pH相等的溶液中，溶质浓度由大到小的顺序为CH3COONa＞NaHCO3＞NaClO＞Na2CO3，故D错误；故选A。3．(2021·四川成都市期末)室温下，①将浓度均为0.1mol·L-1的盐酸与氨水等体积混合，混合液pH=a；② 将浓度为bmol·L-1盐酸与0.3mol·L-1氨水等体积混合，混合液(忽略溶液体积变化)。下列判断错误的是()A．ac(H2SeO3)【答案】D【解析】A项，=，=，则pH相同时，=> =，根据图象可知，曲线M表示pH与的关系，曲线N表示pH与的变化关系，故A错误；B项，a点时pH=2.6，溶液显酸性，根据电荷守恒有：c(Na+)+c(H+)=c(HSeO3-)+2c(SeO32-)+c(OH-)，由c(H+)>c(OH-)，可知c(Na+)c(H2SeO3)，故D正确；故选D。13．(2021·广东高三零模)水体中重金属铅的污染问题备受关注。溶液中Pb2+及其与OH-形成的微粒的浓度分数α随溶液pH变化的关系如图所示。已知NH3·H2O的Kb=1.74×10-5。向Pb(NO3)2溶液中滴加氨水，关于该过程的说法正确的是()A．Pb2+的浓度分数先减小后增大B．c(NO3-)与c(Pb2+)的比值减小后增大，pH>10后不变C．pH=7时，存在的阳离子仅有Pb2+、Pb(OH)+和H+D．溶液中Pb2+与Pb(OH)2浓度相等时，氨主要以NH4+的形式存在【答案】D【解析】由图示可知，Pb2+与OH–依次形成Pd(OH)+、Pd(OH)2、Pd(OH)3-、Pd(OH)42-四种微粒。A项，随着pH的增大，Pb2+的浓度分数逐渐减小，当pH=10时，Pb2+的浓度分数减小为0，A错误；B项，NO3-与Pb2+在同一溶液中，c(NO3-)与c(Pb2+)的比值等于其物质的量之比，滴加氨水过程中，随着pH的增大，n(Pb2+)逐渐减小，n(NO3-)不变，n(NO3-)与n(Pb2+)的比值增大，故c(NO3-)与c(Pb2+)的比值增大，pH>10，c(Pb2+)减小为0时，比值无意义，B错误；C项，当pH=7时，根据图示可知，溶液中存在的阳离子有Pb2+、Pb(OH)+、H+以及NH4+，C错误；D项，当溶液中Pb2+与Pb(OH)2浓度相等时，由图可知，此时溶液pH约等于8，由NH3·H2O电离常数Kb==1.74×10-5，则===17.4，故溶液中氨主要以NH4+形式存在，D正确；故答案选D。 14．(2021·山东烟台市高三期末)某二元酸H2MO4在水中分两步电离：H2MO4=H++HMO4-，HMO4-H++MO42-。常温下，向20mL0.1mol·Lˉ1NaHMO4溶液中滴入cmol·L-1NaOH溶液，溶液温度与滴入NaOH溶液体积关系如图。下列说法正确的是()A．该NaOH溶液pH=13B．从G点到H点水的电离平衡正向移动C．图像中E点对应的溶液中c(Na+)=c(H2MO4)+c(HMO4-)+c(MO42-)D．若F点对应的溶液pH=2，则MO42-的水解平衡常数约为5.4×10-13mol·L－1【答案】A【解析】A项，由H2MO4在水中的电离方程式可知，第一步完全电离，第二步部分电离，由图可知，向20mL0.1mol·Lˉ1NaHMO4溶液中滴入cmol·L-1NaOH溶液，当加入20mLNaOH溶液时，溶液的温度最高，此时恰好反应，则NaOH溶液的浓度也为0.1mol/L，故该NaOH溶液pH=13，故A正确；B项，由A分析知，G点恰好反应生成Na2MO4，继续加入NaOH溶液，水的电离程度减小，故从G点到H点水的电离平衡逆向移动，故B错误；C项，图像中E点表示20mL0.1mol·Lˉ1NaHMO4溶液，由于HMO4-不会水解，则溶液中不存在H2MO4，对应的溶液中c(Na+)=c(HMO4-)+c(MO42-)，故C错误；D项，F点对应加入10mLNaOH溶液，此时溶液为等浓度的NaHMO4与Na2MO4的混合溶液，对于MO42-的水解反应MO42-+H2OHMO4-+OH-，MO42-的水解平衡常数为，此时，c(HMO4-)≈c(MO42-)，则MO42-的水解平衡常数，故D错误；故选A。15．(2021·甘肃白银市期末)向溶液中缓慢滴加100mL盐酸，溶液中各离子的物质的量随加入盐酸的物质的量的变化如图所示(和未画出)，已知：碳酸的电离平衡常数，，下列说法错误的是()A．滴加至A点时， B．滴加至B点时，C．滴加至C点时，D．滴加至D点时，溶液的pHn(HCO3-)，，故A正确；B项，，，B点时，n(CO32-)=n(HCO3-)，c(H+)=5.60×10-11，，故B正确；C项，由C点知，n(Cl-)>n(HCO3-)>n(CO32-)，此时加入n(HCl)=0.01mol，此时溶质为KCl和KHCO3，且等浓度，由物料守恒得：n(Cl-)=n(CO32-)+n(HCO3-)+n(H2CO3),又因为n(H2CO3)>n(CO32-)，所以，故C错误；D项，D点时，n(Cl-)=0.02mol,说明K2CO3+2HCl=2KCl+CO2↑+H2O恰好完全反应，生成的二氧化碳部分溶于水，则溶液的pHc(OH-)>c(H+)【答案】D【解析】向NaOH溶液中逐滴滴入亚磷酸，NaOH过量，反应生成Na2HPO3，HPO32-浓度增加，所以曲线a代表X(HPO32-)；继续滴加亚磷酸，NaH2PO浓度降低，NaH2PO升高，所以曲线b代表X(H2PO3-)，曲线c代表X(H3PO3)。A项，向NaOH溶液中逐滴滴入亚磷酸，NaOH过量，反应生成Na2HPO3，HPO32-浓度增加，所以曲线a代表X(HPO32-)，故A正确；B．pOH=7时，c(OH-)=c(H+)，溶液中存在Na2HPO3和NaH2PO3两种溶质，根据电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(H2PO3-)+2c(HPO32-)，其中c(OH-)=c(H+)，即c(Na+)=c(H2PO3-)+2c(HPO32-)，故B正确；C项，H2PO3-在溶液中存在电离平衡H2PO3-H++HPO32-，平衡常数Ka=，pOH=7.3时，c(HPO32-)=c(H2PO3-)HPO32-且=10-6.7mol/L，所以Ka=10-6.7，故C正确；D项，等浓度Na2HPO3和NaH2PO3混合溶液中，H2PO3-既电离又水解，其电离常数Ka>Kh==，以电离为主；HPO32-只水解，其水解常数Kh==c(OH-)，所以溶液中离子浓度大小为c(Na+)>c(HPO32-)>c(H2PO3-)>c(H+)>c(OH-)，故D错误；故选D。23．(2021·江苏扬州市高三期末)常温下，Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Ka1(H2CO3)=4.2×10-7，Ka2(H2CO3)=5.6×10-11。向20ml0.1mol·L-1NH4HCO3溶液中加入NaOH固体并恢复至常温，理论上溶液中NH4+、NH3·H2O、HCO3-、CO32-的变化如图所示(忽略溶液体积的变化)。下列说法正确的是() A．0.1mol·L-1NH4HCO3溶液：c(NH4+)＞c(H2CO3)＞c(HCO3-)＞c(NH3·H2O)B．0.1mol·L-1NH4HCO3溶液：c(NH4+)+c(NH3·H2O)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.2mol·L-1C．曲线a表示的是c(NH4+)的变化D．M点时：c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)=0.1mol·L-1+c(H+)【答案】C【解析】A项，0.1mol·L-1NH4HCO3溶液中，NH4++H2ONH3·H2O+H+水解平衡常数K1===，HCO3-+H2OH2CO3+OH-水解平衡常数K2===10-3,K2>K1,所以HCO3-的水解程度大，则：c(NH4+)＞c(HCO3-)＞c(H2CO3)＞c(NH3·H2O)，故A错误；B项，由物料守恒可知c(NH4+)+c(NH3·H2O)=0.1mol·L-1，c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1mol·L-1，所以c(NH4+)+c(NH3·H2O)+c(HCO3-)+c(CO32-)N点B．滴定过程中，当pH=5时，c(Na+)-3c(HC2O4-)>0C．若c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4)，则pH范围为3.5c(H2C2O4)可得)>>1，由电离常数可得)>>1，解不等式可知氢离子的范围为10—5mol/LKspcMg2+=6.4×10-91×10-6mol/L=0.08mol/L；反应MgF2(s)+Ca2+CaF2(s)+Mg2+的平衡常数K=cMg2+cCa2+=cMg2+cF-cCa2+cF-=6.4×10-94.0×10-11=160；(4)①由图可知，在60℃按投料比n[(NH4)2CO3]/n(Mn2+)=2时，在pH7.0时，溶液碱性增强，MnCO3部分会转化为溶解度更小的Mn(OH)2，导致产率和纯度降低；②由图可知，60℃时，MnCO3产率最大，温度高于60℃时，温度升高MnCO3水解程度越大，(NH4)2CO3和MnCO3也会热分解，导致产率和纯度降低。27．铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。某科研小组从某废旧铍铜元件(含BeO:25%、CuS:71%、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如下:已知:I.铍、铝元素化学性质相似 II.常温下:Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20、Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38、Ksp[Mn(OH)2]=-2.1×10-13(1)滤液A的主要成分除NaOH外，还有_____(填化学式)，写出反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式_____________。(2)①溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为提纯BeCl2，选择最合理步骤顺序______。a.加入过量的NaOHb.通入过量的CO2c.加入过量的氨水d.加入适量的HC1e.过滤f.洗涤②从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是________________。(3)①MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质，写出反应II中CuS发生反应的化学方程式______________。②若用浓HNO3溶解金属硫化物，缺点是____________(任写一条)。(4)溶液D中含c(Cu2+)=2.2mol/L、c(Fe3+)=0.008mol/Lc(Mn2+)=0.01mol/L，逐滴加入稀氨水调节pH可依次分离，首先沉淀的是___(填离子符号)，为使铜离子开始沉淀，常温下应调节溶液的pH值大于____。【答案】(1)Na2SiO3、Na2BeO2(2分)BeO22-+4H+=Be2++2H2O(2)①cefd②在氯化氢气流中蒸发结晶(或蒸发结晶时向溶液中持续通入氯化氢气体)(3)①MnO2+CuS+2H2SO4=S+MnSO4+CuSO4+2H2O②产生污染环境的气体(3)Fe3+4【解析】(1)旧铍铜原件的成分BeO、CuS、FeS、SiO2，根据信息I，BeO属于两性氧化物，CuS不与氢氧化钠溶液反应，FeS不与氢氧化钠反应，SiO2属于酸性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，因此滤液A中主要成分是NaOH、Na2SiO3、Na2BeO2；根据信息I，BeO2－与过量盐酸反应生成氯化铍和水。其离子方程式为BeO22－+4H＋=Be2＋+2H2O。(2)①利用Be元素、铝元素化学性质相似，向溶液C中先加入过量的氨水，生成Be(OH)2沉淀，然后过滤、洗涤，再加入适量的HCl，生成BeCl2，合理步骤是cefd；②为了抑制Be2＋的水解，因此需要在HCl的氛围中对BeCl2溶液蒸发结晶；(3)①根据信息，CuS中S转化为S单质，MnO2中Mn被还原为Mn2＋，根据化合价升降法进行配平，其化学反应方程式为MnO2+CuS+2H2SO4=S↓+MnSO4+CuSO4+2H2O；②用浓硝酸作氧化剂，浓HNO3被还原成NO2，NO2有毒污染环境；(4)三种金属阳离子出现沉淀，根据浓度商与Ksp的关系，Cu2＋转化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，Fe3＋转化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，Mn2＋转化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，因此首先沉淀的是Fe3＋，为使Cu2＋沉淀，此时c(OH－)=1×10－10mol·L－1，c(H＋)=10－14/10－10=10－4mol·L－1，即pH=4，当pH>4时，Cu2＋出现沉淀。28．锂离子电池是目前具有最高比能量的二次电池。LiFePO4可极大地改善电池体系的安全性能，且具有资源丰富、循环寿命长、环境友好等特点，是锂离子电池正极材料的理想选择。生产LiFePO4的一种工艺流程如图：已知：Ksp(FePO4·xH2O)＝1.0×10－15，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38。(1)在合成磷酸铁时，步骤Ⅰ中pH的控制是关键。如果pH