1、专题能力训练4水溶液中的离子平衡(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有1个选项符合题意)1.常温下,将0.05 molL-1的Ba(OH)2溶液不断滴加到1 L 0.1 molL-1 NaHSO4溶液中,产生沉淀的物质的量n(mol)与溶液pH的变化情况如图所示,下列说法正确的是()A.B点时恰好完全沉淀B.A点时pH=0C. B点时,溶液中的离子浓度关系为c(Na+)c(H+)D.C点时pH=142.已知HF酸性强于CH3COOH,常温下有下列三种溶液。有关叙述不正确的是()编号pH1133溶液NaOH溶液CH3COOH溶液HF溶液A.混合后:
2、c(H+)=c(F-)+c(CH3COO-)+c(OH-)B.等体积混合后:c(CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-)C.中和相同体积的,需消耗相同体积的D.向加入NaF固体,CH3COOH电离平衡正向移动3.向20 mL 0.5 molL-1的醋酸溶液中逐滴加入等物质的量浓度的烧碱溶液,测定混合溶液的温度变化如图所示。下列关于混合溶液的相关说法中错误的是()A.醋酸的电离平衡常数:B点A点B.由水电离出的c(OH-):B点C点C.从A点到B点,混合溶液中可能存在:c(CH3COO-)=c(Na+)D.从B点到C点,混合溶液中一直存在:c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c
3、(H+)4.下列说法正确的是()常温下,强酸溶液的pH=a,将溶液的体积稀释到原来的10n倍,则pH=a+n已知BaSO4的Ksp=c(Ba2+)c(S),所以在BaSO4溶液中有c(Ba2+)=c(S)=将0.1 molL-1的NaHS和0.1 molL-1 Na2S溶液等体积混合,所得溶液中有c(S2-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(HS-)+3c(H2S)在0.1 molL-1氨水中滴加0.1 molL-1盐酸,刚好完全中和时pH=a,则由水电离产生的c(OH-)=10-a molL-1A.B.C.D.5.(2015天津理综)室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成1
4、00 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是()加入的物质结论A50 mL 1 molL-1H2SO4反应结束后,c(Na+)=c(S)B0.05 mol CaO溶液中增大C50 mL H2O由水电离出的c(H+)c(OH-)不变D0.1 mol NaHSO4固体反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变6.常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:实验编号HA溶液物质的量浓度/(molL-1)NaOH溶液物质的量浓度/(molL-1)混合溶液的pH0.10.1pH=9c0.2pH=70.20.1pHc(Na+)c(HA)c(H+)c
5、(OH-)D.组实验中,混合溶液中c(A-)=(0.1+10-9-10-5) molL-17.25 时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是()0.1 molL-1 CH3COONa溶液与0.1 molL-1 HCl溶液等体积混合:c(Na+)=c(Cl-)c(CH3COO-)c(OH-)0.1 molL-1 NH4Cl溶液与0.1 molL-1氨水等体积混合(pH7):c(NH3H2O)c(N)c(Cl-)c(OH-)0.1 molL-1 Na2CO3溶液与0.1 molL-1 NaHCO3溶液等体积混合:c(Na+)=c(C)+c(HC)+c(H2CO3)0.1 molL-1 Na
6、2C2O4溶液与0.1 molL-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c(C2)+c(HC2)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)A.B.C.D.二、非选择题(共3小题,共58分)8.(18分)(1)一定温度下,草酸(H2C2O4)在水溶液中存在形式的分布与pH的关系如图1所示,写出pH从3升至5的过程中发生反应的离子方程式:。该温度时草酸的一级电离常数Ka1=。(已知lg 5.00.7)图1(2)常温下,向10 mL 0.1 molL-1 H2C2O4溶液中逐滴加入0.1 molL-1 KOH溶液,所得滴定曲线如图2所示。图2B点对应的溶液中存在的平衡有:H2OH+OH
7、-、和。C点对应的溶液中的溶质是(填化学式)。D点对应的溶液中粒子浓度关系正确的是(填字母)。A.c(OH-)=c(HC2)+2c(H2C2O4)+c(H+)B.c(C2)+c(HC2)+c(OH-)=c(K+)+c(H+)C.c(K+)=c(C2)+c(HC2)+c(H2C2O4)D.c(K+)c(C2)c(OH-)c(HC2)c(H+)9.(20分)工业上从含有Cr2和Cr的废水中回收铬的工艺流程如图所示:已知:2Cr(黄色)+2H+Cr2(橙色)+H2O;常温下,KspFe(OH)3=4.010-38;KspCr(OH)3=1.010-32;当离子浓度小于1.010-5 molL-1时,
8、认为沉淀完全。请回答下列问题:(1)酸化后的溶液A显色。(2)配制FeSO4溶液时,除了加水外还需要加入的试剂是(填试剂名称)。(3)向溶液A中加入FeSO4溶液发生反应的离子方程式为。(4)沉淀C的化学式为,pH2的范围为。10.(20分).已知:H2A的A2-可表示S2-、S、S、Si或C等离子。(1)常温下,向20 mL 0.2 molL-1 H2A溶液中滴加0.2 molL-1 NaOH溶液。有关微粒物质的量变化如图(其中代表H2A,代表HA-,代表A2-)。请根据图示填空:当V(NaOH)=20 mL时,溶液中离子浓度大小关系:。等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中
9、水的电离程度比纯水(填“大”“小”或“相等”),欲使NaHA溶液呈中性,可以向其中加入。(2)若H2A为硫酸:t 时,有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性,则该温度下水的离子积常数KW=。.已知:在25 时H2OH+OH-KW=10-14CH3COOHH+CH3COO-Ka=1.810-5(3)醋酸钠水解的平衡常数Kh的表达式为,具体数值=,当升高温度时,Kh将(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)0.5 molL-1醋酸钠溶液pH为m,其水解的程度(已水解的醋酸钠与原有醋酸钠的比值)为a;1 molL-1醋酸钠溶液pH为n,水解的程度为b,则m(填“大于”“小
10、于”或“等于”,下同)n,ab。.(5)25 时,将a molL-1的氨水与b molL-1盐酸等体积混合,反应后溶液恰好显中性,则a(填“大于”“小于”或“等于”)b。用a、b表示NH3H2O的电离平衡常数为。参考答案1.C解析:向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液的反应过程为2NaHSO4+Ba(OH)2BaSO4+Na2SO4+2H2O,继续加入Ba(OH)2溶液发生反应:Na2SO4+Ba(OH)2BaSO4+2NaOH,总反应为NaHSO4+Ba(OH)2BaSO4+NaOH+H2O,故恰好完全沉淀时,n(BaSO4)=n(NaHSO4)=nBa(OH)2,由此求出沉淀的物质的
11、量为0.10 mol,即C点完全沉淀,A错误;0.1 molL-1 NaHSO4溶液中c(H+)=0.1 molL-1,pH=1,B错误;B点时发生反应,溶质为Na2SO4,pH=7,C正确;C点时,n(OH-)=0.1 mol,但溶液的体积为3 L,c(OH-)=0.033 molL-1,pH14,D错误。2.C解析:混合后根据电荷守恒可知c(H+)=c(F-)+c(CH3COO-)+c(OH-),A项正确;等体积混合后溶液显酸性,根据电荷守恒:c(CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-),B项正确;CH3COOH和HF的酸性不同,但pH相同,故CH3COOH消耗的NaOH溶液的体
12、积大,C项错误;向加入NaF固体,由于F-的水解使溶液显碱性,对CH3COOH电离平衡起到促进作用,平衡正向移动,D项正确。3.D解析:中和反应是放热反应,在B点时恰好完全反应,B点为CH3COONa溶液,溶液显碱性,水的电离程度最大,溶液温度最高时醋酸的电离平衡常数最大,A、B选项正确;从A点到B点混合溶液可能显中性,依据电荷守恒可知C选项正确;在C点时为等浓度的CH3COONa、NaOH混合溶液,c(OH-)c(CH3COO-),D选项错误。4.C解析:常温下,强酸溶液的pH=a,将溶液的体积稀释到原来的10n倍,若a+n0.2,所以c0.2,正确;C项,组中,溶液呈酸性,所得溶液为NaA
13、和HA的混合液,酸的电离程度大于酸根离子的水解程度,所以离子浓度的大小关系是c(A-)c(Na+)c(HA)c(H+)c(OH-),正确;D项,根据物料守恒和质子守恒得c(A-)=(0.05+10-9-10-5) molL-1,错误,答案选D。7.A解析:中两溶液混合恰好完全反应生成NaCl和CH3COOH,CH3COOH不完全电离:CH3COOHCH3COO-+H+,溶液呈酸性,所以有c(Na+)=c(Cl-)c(CH3COO-)c(OH-),正确;中两溶液混合呈碱性,说明NH3H2O的电离程度大于NH4Cl的水解程度,所以溶液中c(N)c(NH3H2O),错误;中混合溶液中钠原子与碳原子的
14、物质的量之比为32,碳元素以C、HC和H2CO3的形式存在,所以有c(Na+)c(C)+c(HC)+c(H2CO3)=32,正确;中混合溶液中的阳离子有Na+和H+,阴离子有C2、HC2、OH-和Cl-,由电荷守恒得:2c(C2)+c(HC2)+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),错误。8.答案:(1)HC2+OH-C2+H2O5.010-2(2)HC2H+C2HC2+H2OH2C2O4+OH-KHC2O4、K2C2O4AD解析:(1)根据图1可知,pH从3升至5的过程中,HC2减少,C2增多,所以发生的反应为HC2+OH-C2+H2O。由H2C2O4H+HC2知Ka1=,a
15、点时,c(HC2)=c(H2C2O4),pH=1.3,则Ka1=c(H+)=10-1.3=100.710-25.010-2。(2)B点对应的生成物是KHC2O4,既能水解也能电离。加入KOH溶液10 mL时(B点)生成KHC2O4,加入KOH溶液20 mL时(D点)生成K2C2O4,C点对应的产物是KHC2O4和K2C2O4的混合物。D点对应的生成物是K2C2O4,此时溶液显碱性。溶液中电荷守恒关系式是2c(C2)+c(HC2)+c(OH-)=c(K+)+c(H+),B错误;物料守恒关系式是c(K+)=2c(C2)+c(HC2)+c(H2C2O4),C错误;质子守恒关系式是c(OH-)=c(H
16、C2)+2c(H2C2O4)+c(H+),A正确;离子浓度大小关系是c(K+)c(C2)c(OH-)c(HC2)c(H+),D正确。9.答案:(1)橙(2)硫酸和铁粉(3)Cr2+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O(4)Fe(OH)35解析:(1)加入酸,平衡2Cr(黄色)+2H+Cr2(橙色)+H2O向正反应方向移动,Cr转化为Cr2,溶液显橙色。(2)FeSO4为强酸弱碱盐,在溶液中容易水解,加入硫酸抑制其水解,同时Fe2+容易被氧化,加入铁粉防止生成Fe3+。(3)Cr2具有氧化性,Fe2+具有还原性,在酸性条件下,两者之间发生氧化还原反应,生成Cr3+和Fe3+。(4)因为
17、KspFe(OH)3=4.010-38,KspCr(OH)3=1.010-32,Fe3+先沉淀,沉淀C为Fe(OH)3。离子浓度小于1.010-5 molL-1时,认为沉淀完全,要使Cr3+完全转化为Cr(OH)3沉淀,由KspCr(OH)3=c3(OH-)c(Cr3+)=1.010-32,c(Cr3+)=1.010-5 molL-1,则c3(OH-)=1.010-27,c(OH-)=1.010-9 molL-1,c(H+)=1.010-5(molL-1),pH=5,即pH5时,能使Cr3+完全沉淀。10.答案:.(1)c(Na+)c(HA-)c(H+)c(A2-)c(OH-)小碱(2)10-18.(3)Kh=5.610-10增大 (4)小于大于.(5)大于 molL-1解析:.(1)混合溶液为NaHA,由图像可知c(H2A)c(A2-),所以HA-电离程度大于水解程度,溶液显酸性,所以抑制水的电离;(2)110-2=。.(4)水解程度随浓度的增大而减小,所以a大于b。.(5)首先写出电离平衡常数表达式,然后依据电荷守恒可知溶液中c(N)=c(Cl-)= molL-1,依据物料守恒可知溶液中c(NH3H2O)= molL-1-c(N)= molL-1,c(OH-)=10-7 molL-1,代入即可。
