【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2021高考化學(xué)(江西專用)二輪專題提升練：第8講-水溶液中的離子平衡(含新題及解析)

第8講水溶液中的離子平衡一、小題對(duì)點(diǎn)練一、弱電解質(zhì)的電離平衡1．用A、B、C、D四種酸進(jìn)行下列試驗(yàn)：①25℃時(shí)，pH＝a的酸A與pH＝b的NaOH溶液等體積混合，混合后測(cè)得溶液的pH＝7，且a＋b>14；②酸B與NaCl不反應(yīng)，能與Na2CO3反應(yīng)生成CO2；③向物質(zhì)的量濃度為10－2mol·L－1的C溶液中滴加甲基橙試液，溶液呈黃色；④酸D的鈉鹽不止一種，向兩種D的鈉鹽水溶液中分別滴加紫色石蕊試液時(shí)，一個(gè)顯紅色，一個(gè)顯藍(lán)色。從上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象中，可以用來確定是弱酸的試驗(yàn)是 ()。 A．②③ B．①③④ C．②③④ D．全部 解析①中若A為強(qiáng)酸，混合后溶液的pH＝7，則有a＋b＝14，而題中a＋b>14，說明A肯定為弱酸；②中與Na2CO3能發(fā)生反應(yīng)只能說明B的酸性比H2CO3的強(qiáng)，故B可能是強(qiáng)酸也可能是弱酸；③中溶液呈黃色，說明10－2mol·L－1的C溶液pH>4.4，C肯定為弱酸；④中D的鈉鹽不止一種，說明D是多元酸，顯紅色呈酸性的為酸式鹽，顯藍(lán)色呈堿性的為正鹽，正鹽溶液顯堿性，表明酸根離子能水解，故D為弱酸。綜上所述，B項(xiàng)正確。 答案B2．關(guān)于pH相同的醋酸和鹽酸，下列敘述正確的是 ()。 A．取等體積的醋酸和鹽酸，分別稀釋至原溶液的m倍和n倍，結(jié)果兩溶液的pH仍舊相同，則m<n B．取等體積的兩種酸分別與完全一樣的足量鋅粒反應(yīng)，開頭時(shí)反應(yīng)速率：鹽酸大于醋酸 C．取等體積的兩種酸，分別用完全一樣的NaOH溶液進(jìn)行中和，醋酸消耗NaOH的物質(zhì)的量比鹽酸消耗的多 D．兩種酸中c(CH3COO－)>c(Cl－) 解析A項(xiàng)，若稀釋相同倍數(shù)，由于醋酸是弱酸，稀釋促進(jìn)其電離，則電離度增大，H＋濃度的減小程度要小于鹽酸中H＋濃度的減小程度，所以醋酸的pH會(huì)小于鹽酸的pH，現(xiàn)稀釋后兩溶液的pH仍相同，說明醋酸稀釋的倍數(shù)大于鹽酸稀釋的倍數(shù)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在pH相同時(shí)，雖然醋酸的濃度要大于鹽酸的濃度，但起始時(shí)H＋濃度相同，所以開頭時(shí)反應(yīng)速率相等，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，pH相同的醋酸與鹽酸，醋酸的物質(zhì)的量濃度大于鹽酸，相同體積時(shí)，醋酸中所含CH3COOH的物質(zhì)的量大，需要消耗的NaOH多，C正確；D項(xiàng)，在醋酸中，c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(H＋)，在鹽酸中，c(Cl－)＋c(OH－)＝c(H＋)，pH相同的兩種溶液，其H＋濃度相等，OH－濃度也相等，故c(CH3COO－)＝c(Cl－)，D錯(cuò)誤。 答案C3．常溫下，已知7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分別是三種酸的電離平衡常數(shù)，若已知這些酸可發(fā)生如下反應(yīng)：①NaCN＋HNO2=HCN＋NaNO2②NaCN＋HF=HCN＋NaF③NaNO2＋HF=HNO2＋NaF。常溫下，由此可推斷下列敘述中不正確的是 ()。 A．HF的電離平衡常數(shù)為7.2×10－4 B．HNO2的電離平衡常數(shù)為4.9×10－10 C．依據(jù)①、③兩個(gè)反應(yīng)即可知三種酸的相對(duì)強(qiáng)弱 D．HNO2的電離平衡常數(shù)比HCN大，比HF小 解析由三個(gè)反應(yīng)可知，酸性：HNO2>HCN、HF>HCN、HF>HNO2，所以酸性：HF>HNO2>HCN，電離平衡常數(shù)越大，酸性越強(qiáng)。綜上所述，B項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案B二、水的電離及溶液酸堿性4．在不同溫度下，水溶液中c(H＋)與c(OH－)的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法中正確的是 ()。 A．若從a點(diǎn)到c點(diǎn)，可接受在水中加入酸的方法 B．b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的醋酸中由水電離的c(H＋)＝10－6mol·L－1 C．c點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液的KW大于d點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液的KW D．T℃時(shí)，0.05mol·L－1的Ba(OH)2溶液的pH＝11 解析a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中c(H＋)和c(OH－)相等，同理c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中c(H＋)和c(OH－)也相等，溶液肯定呈中性，從a點(diǎn)到c點(diǎn)，可以接受升溫的方法，A項(xiàng)錯(cuò)誤；KW只與溫度有關(guān)，a點(diǎn)和b點(diǎn)的KW都是10－14，c點(diǎn)和d點(diǎn)的Kw都是10－12，酸溶液和堿溶液都會(huì)抑制水的電離，酸溶液中由水電離的c(H＋)與溶液中的c(OH－)相等，b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的醋酸溶液中c水電離(H＋)＝c(OH－)＝10－8mol·L－1，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；T℃時(shí)，KW＝10－12,0.05mol·L－1的Ba(OH)2溶液中c(H＋)＝10－11mol·L－1，pH＝11，D項(xiàng)正確。 答案D5．下列說法正確的是 ()。 A．25℃時(shí)，在pH＝4的鹽酸和NH4Cl溶液中，由水電離出的H＋ B．25℃ C．25℃ D．25℃時(shí)，pH＝3.6的某橙汁中的c(H＋)是pH＝5.6的某西瓜汁中的c(H＋ 解析A項(xiàng)，向水里加入強(qiáng)酸時(shí)會(huì)抑制水的電離，加入能水解的鹽時(shí)會(huì)促進(jìn)水的電離，故由水電離出的H＋濃度不等。B項(xiàng)，混合溶液的c(H＋)＝(10－3mol·L－1＋10－5mol·L－1)÷2＝5.05×10－4mol·L－1，pH＝3.3。C項(xiàng)，混合溶液的c(OH－)＝(10－5mol·L－1＋10－3mol·L－1)÷2＝5.05×10－4mol·L－1，c(H＋)＝10－14÷(5.05×10－4)≈1.98×10－11(mol·L－1),pH≈10.7。D項(xiàng)橙汁和西瓜汁中c(H＋)的比值是10－3.6mol·L－1÷10－5.6mol·L－1＝100，正確。 答案D6．室溫下，pH相差1的兩種一元堿溶液A和B，分別加水稀釋，溶液的pH變化如圖所示。下列說法正確的是 ()。 A．稀釋前，c(A)＝10c B．稀釋前，A溶液中由水電離出的c(OH－)>10－7mol·L－1 C．M點(diǎn)，A、B兩種堿溶液中陽離子的物質(zhì)的量濃度相等 D．用醋酸中和A溶液至恰好完全反應(yīng)時(shí)，溶液的pH將大于7 解析由圖像可知，隨著溶液的稀釋，A溶液的pH變化較大，即A溶液的堿性大于B溶液的堿性，且A溶液中OH－濃度是B溶液的10倍，但由于A的堿性較強(qiáng)，故c(A)<10cOH－濃度小于10－7mol·L－1，B錯(cuò)誤；M點(diǎn)兩溶液pH相同，證明溶液中的H＋濃度相同，依據(jù)KW可知，溶液中的OH－濃度也相同，再由電荷守恒推斷，兩溶液中的陽離子濃度也相同，C正確；恰好完全反應(yīng)時(shí)，無法推斷生成物中陰離子即醋酸根離子的水解程度與陽離子水解程度的相對(duì)大小，故不能推斷中和后溶液的酸堿性，D錯(cuò)誤。 答案C三、鹽類水解及其綜合作用7．化學(xué)在日常生活和生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。下列說法不正確的是()。 A．明礬水解形成的Al(OH)3膠體能吸附水中懸浮物，可用于水的凈化 B．某雨水樣品采集后放置一段時(shí)間，pH由4.68變?yōu)?.28，是由于溶液中的SOeq\o\al(2－,3)水解 C．將飽和FeCl3溶液滴入沸水中可制備Fe(OH)3膠體，利用的是鹽類水解原理 D．純堿溶液呈堿性的緣由是COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－ 解析雨水放置pH的降低是由于H2SO3被氧化為H2SO4，造成溶液酸性增加所致。 答案B8．(2022·南昌調(diào)研)關(guān)于FeCl3進(jìn)行的試驗(yàn)，下列猜測(cè)或解釋正確的是 ()。選項(xiàng)試驗(yàn)猜測(cè)或解釋A蒸發(fā)FeCl3溶液得到FeCl3固體B在黃色的FeCl3溶液中加入FeCl3固體，溶液黃色加深FeCl3的水解程度變大，F(xiàn)eCl3濃度減小C將黃色的FeCl3溶液微熱，溶液呈紅褐色水解反應(yīng)ΔH>0D在FeCl3溶液中，加入KHCO3溶液有CO2產(chǎn)生，但無Fe(OH)3沉淀生成 解析A項(xiàng)，F(xiàn)eCl3水解且生成的HCl易揮發(fā)，蒸干最終得到的是Fe(OH)3而不是FeCl3固體。B項(xiàng)，加入FeCl3固體，使FeCl3的水解平衡向正向移動(dòng)，雖然FeCl3濃度增大，但是水解程度變小。C項(xiàng)，紅褐色液體為Fe(OH)3膠體，說明加熱促進(jìn)了FeCl3的水解。D項(xiàng)，F(xiàn)e3＋與HCOeq\o\al(－,3)發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，生成CO2，也生成Fe(OH)3沉淀。 答案C9．(2022·臨川一中模擬)下列敘述中不正確的是 ()。 A．0.1mol·L－1NH4HS溶液中有：c(NHeq\o\al(＋,4))<c(HS－)＋c(S2－)＋c(H2S) B．25℃時(shí)，將amol·L－1的氨水與0.01mol·L－1的鹽酸等體積混合后，c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)，則NH3·H2O的電離常數(shù)為eq\f(10－9,a－0.01) C．等濃度的HCN和NaCN混合溶液中有：2c(Na＋)＝c(CN－)＋c D．等pH的①(NH4)2SO4溶液②NH4HSO4溶液③NH4Cl溶液中，c(NHeq\o\al(＋,4))的大小關(guān)系：①>③>② 解析NH4HS溶液中存在NHeq\o\al(＋,4)和HS－的水解平衡、HS－的電離平衡，由物料守恒知，c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)＝c(HS－)＋c(S2－)＋c(H2S)，則c(NHeq\o\al(＋,4))<c(HS－)＋c(S2－)＋c(H2S)，故A正確。氨水與鹽酸反應(yīng)后，c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)＝0.005mol·L－1，則c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol·L－1，溶液呈中性，Ka＝eq\f(0.005×10－7,\f(a,2)－0.005)＝eq\f(10－9,a－0.01)，B正確。HCN是弱酸，等濃度的HCN和NaCN混合溶液中依據(jù)物料守恒有2c(Na＋)＝c(CN－)＋c(HCN)，C正確。D中，pH相等時(shí)，①和③兩溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))相同，NHeq\o\al(＋,4)的水解程度也相同；②NHeq\o\al(＋,4)的水解受到抑制，因此溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))最小，故D錯(cuò)誤。 答案D四、沉淀的溶解平衡10．下列說法中正確的是 ()。 A．飽和石灰水中加入肯定量生石灰，溶液溫度明顯上升，pH增大 B．AgCl懸濁液中存在平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，往其中加入少量NaCl粉末，平衡向左移動(dòng)，溶液中離子的總濃度減小 C．AgCl懸濁液中加入KI溶液，白色沉淀變成黃色，證明此條件下Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) D．硬水中含有較多的Ca2＋、Mg2＋、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，加熱煮沸可以完全除去其中的Ca2＋、Mg2＋ 解析飽和石灰水中加入肯定量生石灰，溶液溫度明顯上升，但Ca(OH)2的溶解度降低，溶液中c(OH－)減小，溶液的pH減小，A錯(cuò)；AgCl懸濁液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移動(dòng)，但離子的總濃度增大，B錯(cuò)；由沉淀向著溶解度減小的方向轉(zhuǎn)化可得，Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，C對(duì)；由于加熱煮沸時(shí)，生成的Mg(OH)2和CaCO3存在沉淀溶解平衡，并且加熱煮沸硬水，只能軟化具有臨時(shí)硬度的硬水，并不能完全除去其中的Ca2＋和Mg2＋，D錯(cuò)。 答案C11．在t℃時(shí)，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知t℃時(shí)AgCl的Ksp＝4×10－10，下列說法不正確的是 ()。 A．在t℃時(shí)，AgBr的Ksp為4.9×10－13 B．在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體，可使溶液由c點(diǎn)到b點(diǎn) C．圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是AgBr的不飽和溶液 D．在t℃時(shí)，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)平衡常數(shù)K≈816 解析依據(jù)圖中c點(diǎn)的c(Ag＋)和c(Br－)可得該溫度下AgBr的Ksp為4.9×10－13，A正確。在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體后，c(Br－)增大，溶解平衡逆向移動(dòng)，c(Ag＋)減小，故B錯(cuò)。在a點(diǎn)時(shí)Qc＜Ksp，故為AgBr的不飽和溶液，C正確。選項(xiàng)D中K＝eq\f(cCl－,cBr－)＝eq\f(KspAgCl,KspAgBr)，代入數(shù)據(jù)得K≈816，D正確。 答案B12．已知298K時(shí)下列物質(zhì)的溶度積(單位略)如表所示：物質(zhì)CH3COOAgAgClAg2CrO4Ag2SKsp2.3×10－31.77×10－101.12×10－126.7×10－15 則298K時(shí)，下列說法正確的是 ()。 A．等體積濃度均為0.02mol·L－1的CH3COONa溶液和AgNO3溶液混合能產(chǎn)生沉淀 B．向濃度均為0.01mol·L－1的CrOeq\o\al(2－,4)和Cl－混合溶液中漸漸滴入AgNO3溶液，CrOeq\o\al(2－,4)先沉淀 C．在CH3COOAg懸濁液中加入鹽酸，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CH3COOAg(s)＋H＋(aq)＋Cl－(aq)CH3COOH(aq)＋AgCl(s) D．上述四種飽和溶液的物質(zhì)的量濃度：c(CH3COOAg)>c(AgCl)>c(Ag2CrO4)>c(Ag2S) 解析濃度均為0.02mol·L－1的CH3COONa溶液和AgNO3溶液等體積混合，則c(Ag＋)＝c(CH3COO－)＝0.01mol·L－1，c(Ag＋)·c(CH3COO－)＝1×10－4<Ksp(CH3COOAg)，無沉淀產(chǎn)生，A錯(cuò)；當(dāng)CrOeq\o\al(2－,4)開頭沉淀時(shí)，c(Ag＋)＝eq\r(\f(KspAg2CrO4,cCrO\o\al(2－,4)))＝eq\r(\f(1.12×10－12,0.01))mol·L－1＝1.06×10－5mol·L－1，當(dāng)Cl－開頭沉淀時(shí)，c(Ag＋)＝eq\f(KspAgCl,cCl－)＝eq\f(1.77×10－10,0.01)mol·L－1＝1.77×10－8mol·L－1，故Cl－先沉淀，B錯(cuò)；Ksp(CH3COOAg)>Ksp(AgCl)，向CH3COOAg懸濁液中加入鹽酸，CH3COOAg轉(zhuǎn)化為AgCl，離子方程式為CH3COOAg(s)＋H＋(aq)＋Cl－(aq)CH3COOH(aq)＋AgCl(s)，C對(duì)；對(duì)于AgX，飽和溶液的物質(zhì)的量濃度c＝eq\r(Ksp)，對(duì)于Ag2X，飽和溶液的物質(zhì)的量濃度c＝eq\r(3,\f(Ksp,4))，代入數(shù)值，可得物質(zhì)的量濃度大小為c(CH3COOAg)>c(Ag2CrO4)>c(AgCl)>c(Ag2S)，D錯(cuò)。 答案C二、大題沖關(guān)練13．NH4Al(SO4)2是食品加工中最為快捷的食品添加劑，用于焙烤食品；NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛。請(qǐng)回答下列問題： (1)NH4Al(SO4)2可作凈水劑，其原理是______________________________ _______________________________(用必要的化學(xué)用語和相關(guān)文字說明)。 (2)相同條件下，0.1mol·L－1的NH4Al(SO4)2中c(NHeq\o\al(＋,4))________(填“等于”、“大于”或“小于”)0.1mol·L－1NH4HSO4中c(NHeq\o\al(＋,4))。 (3)均為0.1mol·L－1的幾種電解質(zhì)溶液的pH隨溫度變化的曲線如圖所示。 ①其中符合0.1mol·L－1NH4Al(SO4)2的pH隨溫度變化的曲線是________(填字母)，導(dǎo)致pH隨溫度變化的緣由是__________________________________； ②20℃時(shí)，0.1mol·L－1的NH4Al(SO4)2中2c(SOeq\o\al(2－,4))－c(NHeq\o\al(＋,4))－3c(Al3＋)＝________。 (4)室溫時(shí)，向100mL0.1mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol·L－1NaOH溶液，溶液pH與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖所示： 試分析圖中a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，水的電離程度最大的是________點(diǎn)；在b點(diǎn)，溶液中各離子濃度由大到小的排列挨次是______________________ _______________________________________________________________。 解析Al3＋水解生成的Al(OH)3膠體具有吸附性，即：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，Al(OH)3吸附懸浮顆粒使其沉降。NH4Al(SO4)2與NH4HSO4中的NHeq\o\al(＋,4)均發(fā)生水解，但NH4Al(SO4)2中Al3＋水解呈酸性抑制NHeq\o\al(＋,4)水解，HSOeq\o\al(－,4)電離出的H＋同樣抑制NHeq\o\al(＋,4)水解，由于HSOeq\o\al(－,4)電離生成的H＋濃度比Al3＋水解生成的H＋濃度大，所以NH4HSO4中NHeq\o\al(＋,4)的水解程度比NH4Al(SO4)2中的小，相同條件下0.1mol·L－1的NH4Al(SO4)2中c(NHeq\o\al(＋,4))小于0.1mol·L－1NH4HSO4中的c(NHeq\o\al(＋,4))。NH4Al(SO4)2水解使溶液呈酸性，上升溫度使其水解程度增大，pH減小，符合的曲線為Ⅰ。依據(jù)電荷守恒，可以求出2c(SOeq\o\al(2－,4))－c(NHeq\o\al(＋,4))－3c(Al3＋)＝c(H＋)－c(OH－)≈10－3mol·L－1[c(OH－)太小，可忽視]。a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，依據(jù)反應(yīng)量的關(guān)系，a點(diǎn)恰好完全反應(yīng)，溶液中只有等物質(zhì)的量的(NH4)2SO4與Na2SO4；b、c、d三點(diǎn)溶液均含有NH3·H2O，(NH4)2SO4可以促進(jìn)水的電離，而NH3·H2O抑制水的電離，因此，a點(diǎn)水的電離程度最大。b點(diǎn)溶液呈中性，即溶液中含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3·H2O三種成分，a點(diǎn)時(shí)c(Na＋)＝c(SOeq\o\al(2－,4))，b點(diǎn)時(shí)c(Na＋)>c(SOeq\o\al(2－,4))，由于NHeq\o\al(＋,4)會(huì)水解和與OH－反應(yīng)，可以得出c(SOeq\o\al(2－,4))>c(NHeq\o\al(＋,4))，故c(Na＋)>c(SOeq\o\al(2－,4))>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(OH－)＝c(H＋)。 答案(1)Al3＋水解生成的Al(OH)3膠體具有吸附性，吸附懸浮顆粒使其沉降，從而達(dá)到凈化水的目的 (2)小于 (3)①ⅠNH4Al(SO4)2水解使溶液呈酸性，上升溫度使其水解程度增大，pH減小 ②10－3mol·L－1 (4)ac(Na＋)>c(SOeq\o\al(2－,4))>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(OH－)＝c(H＋)14．依據(jù)電離平衡常數(shù)(用Ka表示)的大小可以推斷電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱。25℃物質(zhì)HFH2CO3HClO電離平衡常數(shù)(Ka)7.2×10－4Kal＝4.4×10－7Ka2＝4.7×10－113.0×10－8 (1)已知25℃時(shí)，①HF(aq)＋OH－(aq)=F－(aq)＋H2ΔH＝－67.7kJ·mol－1②H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1 氫氟酸的電離方程式及熱效應(yīng)可表示為_____________________________。 (2)將濃度為0.1mol·L－1的HF溶液加水稀釋一倍(假設(shè)溫度不變)，下列各項(xiàng)中的值將增大的是____________________________________________。 A．c(H＋) B．c(H＋)·c(OH－) C.eq\f(cH＋,cHF) D.eq\f(cOH－,cH＋) (3)25℃時(shí)，在20mL0.1mol·L－1的氫氟酸中加入VmL0.1mol·L－1的NaOH溶液，測(cè)得混合溶液的pH變化曲線如圖所示，下列說法正確的是 ()。 A．pH＝3的HF和pH＝11的NaF溶液中，由水電離的c(H＋