高中化學(xué) 第三章 水溶液中的離子平衡過關(guān)檢測 新人教版選修4-新人教版高二選修4化學(xué)學(xué)案

水溶液中的離子平衡(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共12小題,每小題5分,共60分。每小題只有一個選項符合題意)1.有關(guān)常溫下pH均為3的醋酸溶液和硫酸的說法正確的是()A.兩種溶液中,由水電離出的氫離子濃度均為1×10-11mol·L-1B.分別加水稀釋100倍后,兩種溶液的pH仍相同C.醋酸溶液中的c(CH3COO-)和硫酸中的c(S)相等D.分別加入足量鋅片,兩種溶液生成H2的體積相同解析:酸溶液中氫氧根離子全部來自于水的電離,氫離子濃度相同的情況下,氫氧根離子濃度也相同,則由水電離出的氫氧根離子濃度也相同。答案:A2.將濃度為0.1mol·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. D.解析:HF溶液加水稀釋,平衡向右移動,所以增大,D項正確。答案:D3.NaOH溶液滴定鹽酸的實驗中,不必用到的是()A.酚酞B.圓底燒瓶C.錐形瓶D.堿式滴定管解析:用已知濃度的氫氧化鈉溶液來滴定未知濃度的鹽酸時所需儀器:帶滴定管夾的鐵架臺、堿式滴定管、燒杯、錐形瓶、漏斗(可用來向滴定管中加入液體),用不到圓底燒瓶。滴定終點用指示劑酚酞來判斷。答案:B4.(2015安徽理綜,13)25℃時,在10mL濃度均為0.1mol·L-1的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1mol·L-1鹽酸,下列有關(guān)溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是()A.未加鹽酸時:c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·H2O)B.加入10mL鹽酸時:c(N)+c(H+)=c(OH-)C.加入鹽酸至溶液pH=7時:c(Cl-)=c(Na+)D.加入20mL鹽酸時:c(Cl-)=c(N)+c(Na+)解析:NH3·H2O是弱電解質(zhì),能微弱電離,未加鹽酸時,溶液中c(Na+)>c(NH3·H2O),A項錯誤;當(dāng)加入10mL鹽酸時,恰好將NaOH完全中和,溶液中c(Na+)=c(Cl-),根據(jù)電荷守恒式c(Na+)+c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),可知c(N)+c(H+)=c(OH-),B項正確;溶液pH=7時,溶液中c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒式可知c(Na+)+c(N)=c(Cl-),C項錯誤;加入20mL鹽酸時,恰好將NaOH和NH3·H2O完全中和,所得溶液為NaCl和NH4Cl的混合溶液,N能水解,溶液中同時含有N和NH3·H2O,根據(jù)物料守恒式可知c(Na+)+c(N)+c(NH3·H2O)=c(Cl-),D項錯誤。答案:B5.已知某溫度下CH3COOH和NH3·H2O的電離常數(shù)相等,現(xiàn)向10mL濃度為0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同濃度的氨水,在滴加過程中()A.水的電離程度始終增大B.先增大再減小C.c(CH3COOH)與c(CH3COO-)之和始終保持不變D.當(dāng)加入氨水的體積為10mL時,c(N)=c(CH3COO-)解析:A.醋酸電離:CH3COOHCH3COO-+H+,一水合氨電離:NH3·H2ON+OH-,H2O的電離:H2OH++OH-,所以開始滴加氨水時,水的電離程度增大(中和了醋酸電離出的H+),當(dāng)二者恰好完全反應(yīng)后,再滴加氨水,會抑制水的電離,使H2O的電離程度減小,A項錯誤;B.NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=,所以。溫度不變,Kb不變,但隨著氨水的不斷滴加,c(OH-)逐漸增大,所以始終減小,B項錯誤;C.隨著氨水的不斷滴加,溶液的體積增大,c(CH3COOH)與c(CH3COO-)之和逐漸減小,C項錯誤;D.當(dāng)加入氨水的體積為10mL時,CH3COOH和NH3·H2O恰好完全反應(yīng),因為二者的電離常數(shù)相等,所以CH3COONH4溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒可知c(N)=c(CH3COO-),D項正確。答案:D6.在由水電離出的c(OH-)=1×10-13mol·L-1的溶液中,能大量共存的離子組是()A.Fe2+Na+NCl-B.Ba2+Na+NCl-C.SSNNa+D.Mg2+Na+Br-ClO-解析:由水電離出的c(OH-)=1×10-13mol·L-1,說明溶液可能為強酸或強堿溶液。Fe2+在強酸環(huán)境中與N發(fā)生氧化還原反應(yīng),在強堿溶液中與OH-反應(yīng);S、ClO-在強酸溶液中不能大量存在;N、Mg2+在強堿溶液中不能大量存在。答案:B7.溫度相同,濃度均為0.2mol·L-1的①(NH4)2SO4溶液,②NaNO3溶液,③NH4HSO4溶液,④NH4NO3溶液,⑤CH3COONa溶液,它們的pH由小到大的排列順序是()A.③①④②⑤B.①③⑤④②C.③②①⑤④D.⑤②④①③解析:首先根據(jù)鹽類水解規(guī)律將其按酸堿性分組,呈酸性的是①③④,呈中性的是②,呈堿性的是⑤。在呈酸性的①③④中,NH4HSO4中的HS電離出H+,其溶液的酸性最強,其pH最小,(NH4)2SO4溶液中的N濃度大于NH4NO3溶液中的N濃度,其達(dá)到水解平衡時,(NH4)2SO4溶液中的H+濃度大于NH4NO3溶液中的H+濃度。CH3COONa溶液呈堿性,pH最大,綜上所述,其pH由小到大的排列順序是③①④②⑤。答案:A8.室溫下,向VmLpH=a的鹽酸中滴加pH=b的NaOH溶液10VmL,所得溶液中c(Cl-)=c(Na+),則此時(a+b)的值為()A.15 B.14C.13 D.不能確定解析:所得溶液中c(Cl-)=c(Na+),說明鹽酸與NaOH溶液恰好中和,故有等式V×10-a=10V×10b-14,即-a=b-14+1,a+b=13。答案:C9.常溫下,0.2mol·L-1的一元酸HA溶液與等濃度的NaOH溶液等體積混合后,所得溶液中部分微粒組分及濃度如下圖所示,下列說法正確的是()(導(dǎo)學(xué)號52110108)A.HA為強酸B.該混合液pH=7C.圖中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+D.該混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)解析:一元酸HA溶液與等濃度的NaOH溶液等體積混合后,兩者恰好完全反應(yīng),溶液中只有溶質(zhì)NaA且濃度為0.1mol·L-1。由圖中A-濃度小于0.1mol·L-1,說明A-發(fā)生了水解,從而可知HA是弱酸,故A項錯誤。A-水解使溶液顯堿性,溶液的pH>7,故B項錯誤。此外,溶液中除Na+外,其他離子濃度的大小關(guān)系為c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),C項錯誤。由物料守恒知D項正確。答案:D10.(2015重慶理綜,3)下列敘述正確的是()A.稀醋酸中加入少量醋酸鈉能增大醋酸的電離程度B.25℃時,等體積等濃度的硝酸與氨水混合后,溶液pH=7C.25℃時,0.1mol·L-1的硫化氫溶液比等濃度的硫化鈉溶液的導(dǎo)電能力弱D.0.1molAgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)解析:稀醋酸中存在電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,加入醋酸鈉后溶液中醋酸根離子濃度增大,抑制醋酸的電離,A項錯誤;硝酸和氨水恰好反應(yīng)生成NH4NO3,N發(fā)生水解使溶液顯酸性,B項錯誤;H2S是弱電解質(zhì),Na2S是強電解質(zhì),故同濃度的兩溶液,Na2S溶液導(dǎo)電能力強,C項正確;由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故混合溶液中氯離子和碘離子的濃度不同,D項錯誤。答案:C11.下列水溶液一定呈中性的是()A.c(N)=c(Cl-)的NH4Cl溶液B.c(H+)=1.0×10-7mol·L-1的溶液C.pH=7的溶液D.常溫下將pH=3的酸與pH=11的堿等體積混合后的溶液解析:水溶液的溫度不一定是常溫,所以pH=7或c(H+)=1.0×10-7mol·L-1時,溶液不一定呈中性;選項D中由于不知酸、堿的相對強弱,故無法判斷溶液的酸堿性,NH4Cl溶液中存在電荷守恒:c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),若c(N)=c(Cl-),則c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,A項符合題意。答案:A12.已知25℃時,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,向100mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400mL0.01mol·L-1Na2SO4溶液,下列敘述正確的是()A.溶液中析出CaSO4固體沉淀,最終溶液中c(S)比原來的大B.溶液中無沉淀析出,溶液中c(Ca2+)、c(S)都變小C.溶液中析出CaSO4固體沉淀,溶液中c(Ca2+)、c(S)都變小D.溶液中無沉淀析出,但最終溶液中c(S)比原來的大解析:本題是一道考查沉淀溶解平衡的圖像題。由題意知,Ksp(CaSO4)=c(Ca2+)·c(S)=3.0×10-3×3.0×10-3=9×10-6,CaSO4飽和溶液中c(Ca2+)=c(S)=3.0×10-3mol·L-1。加入400mL0.01mol·L-1Na2SO4溶液后,c(Ca2+)=mol·L-1=6×10-4mol·L-1,c(S)=mol·L-1=8.6×10-3mol·L-1,Qc=c(Ca2+)·c(S)=6×10-4×8.6×10-3=5.16×10-6<Ksp,所以沒有沉淀(CaSO4固體)析出,但溶液中c(S)變大了,c(Ca2+)變小了,故只有D項正確。答案:D二、非選擇題(本題共3小題,共40分)13.(10分)下圖所示三個燒瓶中分別裝入含酚酞的0.01mol·L-1CH3COONa溶液,并分別放置在盛有水的燒杯中,然后向燒杯①中加入生石灰,向燒杯③中加入NH4NO3晶體,燒杯②中不加任何物質(zhì)。(1)含酚酞的0.01mol·L-1CH3COONa溶液顯淺紅色的原因為。

(2)實驗過程中發(fā)現(xiàn)燒瓶①中溶液紅色變深,燒瓶③中溶液紅色變淺,則下列敘述正確的是。

A.水解反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C.NH4NO3溶于水時放出熱量D.NH4NO3溶于水時吸收熱量(3)向0.01mol·L-1CH3COONa溶液中分別加入少量濃鹽酸、NaOH固體、Na2CO3固體、FeSO4固體,使CH3COO-水解平衡移動的方向分別為、、、(填“向左移動”“向右移動”或“不移動”)。

解析:(1)CH3COONa中CH3COO-水解使溶液顯堿性,酚酞溶液可使堿性溶液顯紅色。(2)生石灰與水劇烈反應(yīng)且放出大量熱,根據(jù)燒杯①中溶液紅色變深,判斷水解平衡向右移動,說明水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),同時燒杯③中溶液紅色變淺,則NH4NO3溶于水時吸收熱量。(3)酸促進(jìn)CH3COO-的水解;堿抑制CH3COO-的水解;C與CH3COO-帶同種電荷,水解都使溶液呈堿性,相互抑制;Fe2+水解使溶液呈酸性、CH3COO-水解使溶液呈堿性,相互促進(jìn)。答案:(1)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,使溶液顯堿性(2)BD(3)向右移動向左移動向左移動向右移動14.(12分)物質(zhì)在水中可能存在電離平衡、鹽的水解平衡和沉淀的溶解平衡,它們都可看作化學(xué)平衡。請根據(jù)所學(xué)的知識回答:(1)A為0.1mol·L-1的(NH4)2SO4溶液,在該溶液中各種離子的濃度由大到小順序為。

(2)B為0.1mol·L-1NaHCO3溶液,請分析NaHCO3溶液顯堿性的原因:。

(3)C為FeCl3溶液,實驗室中配制FeCl3溶液時常加入溶液以抑制其水解,若把B和C溶液混合,將產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色氣體,該反應(yīng)的離子方程式為。

(4)D為含有足量AgCl固體的飽和溶液,AgCl在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),在25℃時,氯化銀的Ksp=1.8×10-10?，F(xiàn)將足量氯化銀分別放入:①100mL蒸餾水中;②100mL0.2mol·L-1AgNO3溶液中;③100mL0.1mol·L-1氯化鋁溶液中;④100mL0.1mol·L-1鹽酸中,充分?jǐn)嚢韬?相同溫度下c(Ag+)由大到小的順序是(填寫序號);②中氯離子的濃度為mol·L-1。

解析:(1)(NH4)2SO4溶液中N水解使溶液呈酸性。(2)NaHCO3溶液中HC的電離程度小于其水解程度,故溶液顯堿性。(3)為抑制FeCl3水解常加入鹽酸,Fe3+與HC可發(fā)生相互促進(jìn)的水解。(4)Ag+濃度與溶液中的Cl-濃度有關(guān),即c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp。答案:(1)c(N)>c(S)>c(H+)>c(OH-)(2)HC的水解程度大于其電離程度,溶液中c(OH-)>c(H+),故溶液顯堿性(3)氯化氫(或HCl)Fe3++3HCFe(OH)3↓+3CO2↑(4)②>①>④>③9×10-1015.(18分)水是生命的源泉、工業(yè)的血液、城市的命脈。要保護(hù)好河流,河水是重要的飲用水源,污染物通過飲用水可直接毒害人體。也可通過食物鏈和灌溉農(nóng)田間接危及健康。請回答下列問題:(導(dǎo)學(xué)號52110109)(1)純水在100℃時,pH=6,該溫度下1mol·L-1的NaOH溶液中,由水電離出的c(OH-)=mol·L-1。

(2)25℃時,向水的電離平衡體系中加入少量碳酸鈉固體,得到pH為11的溶液,其水解方程式為