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1、1第第 8 8 讲讲 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡一、选择题(本题包括 8 个小题,每小题 6 分,共 48 分)1 1.将n molL-1氨水滴入 10 mL 1.0 molL-1盐酸中,溶液 pH 和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )A.n=1.0B.水的电离程度:BCADC.C点:c(N)=c(Cl-)=1.0 molL-1+ 4D.25 时,NH4Cl 的水解常数(Kh)=(n-1)10-7答案 D解析根据图知,二者完全反应时氨水体积小于 10 mL,则氨水浓度大于 1.0 molL-1,即n1.0,A 错误。A点溶液中没有滴加氨水,溶质为 HCl,
2、B点溶液温度最高,说明二者恰好完全反应生成氯化铵,所以溶质为 NH4Cl,C点溶液中溶质为 NH4Cl 和 NH3H2O,D点溶液中溶质为 NH4Cl 和 NH3H2O,且c(NH4Cl)CDA,B 错误。C点溶液呈中性,则c(N)=c(Cl-),因为溶液体积是盐酸的二倍,所以c(Cl-)是原来的一半,为 0.5 molL-1,C 错误。+ 4C点溶液呈中性,c(H+)=c(OH-)=1.010-7 molL-1,则c(N)=c(Cl-),c(Cl-)是原来的一半,则C+ 4点c(N)=c(Cl-)=0.5 molL-1,C点溶液中c(NH3H2O)=0.5n molL-1-0.5 molL-
3、1,水解平衡+ 4常数Kh=(n-1)10-7,D 正确。=1.0 10- 140.5 10- 70.5 - 0.52 2.在 25 时,关于 0.1 molL-1 CH3COONa 溶液的说法正确的是( )A.加水稀释后,溶液中不变(3-)(3)(-)B.加入少量 NaOH 固体,c(CH3COO-)减小C.该溶液中c(Na+)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)D.与 0.1 molL-1硝酸等体积混合后:c(Na+)=c(N)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)- 3答案 A2解析,故其值不变,A 正确。加入少量 NaOH 固体抑制了(3-)(+)(3)(-)(+)=CH3C
4、OO-的水解,因此c(CH3COO-)增大,B 错误。CH3COO-水解,溶液显碱性,故c(H+)c(H+)c(CH3COO-)c(OH-),D- 3错误。3 3.某些盐能溶解沉淀,利用下表三种试剂进行实验,相关分析不正确的是( )编号 分散质Mg(OH)2HClNH4Cl 备注悬浊液1 molL-11 molL-1A.向中加入酚酞,溶液显红色说明物质的“不溶性”是相对的B.分别向少量 Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积的,沉淀均能快速彻底溶解C.混合后发生反应:Mg(OH)2(s)+2NMg2+2NH3H2O+ 4D.向中加入,c(OH-)减小,Mg(OH)2溶解平衡正向移动答案 B解析使酚
5、酞显红色的溶液呈碱性,说明 Mg(OH)2在水中有一定的溶解,电离使溶液呈碱性,A 正确。Mg(OH)2与 NH4Cl 溶液反应速率较小,沉淀不能快速彻底溶解,B 错误。N结合 Mg(OH)2悬浊液中的+ 4OH-,促进 Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动,促使 Mg(OH)2沉淀溶解,C 正确。盐酸能够与 Mg(OH)2发生中和反应,促使 Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动,D 正确。4 4.(2017 江苏化学,14)(双选)常温下,Ka(HCOOH)=1.7710-4,Ka(CH3COOH)=1.7510-5,Kb(NH3H2O)=1.7610-5,下列说法正确的是( )A.浓度均为
6、 0.1 molL-1的 HCOONa 和 NH4Cl 溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者B.用相同浓度的 NaOH 溶液分别滴定等体积 pH 均为 3 的 HCOOH 和 CH3COOH 溶液至终点,消耗 NaOH 溶液的体积相等C.0.2 molL-1 HCOOH 与 0.1 molL-1 NaOH 等体积混合后的溶液中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+)D.0.2 molL-1 CH3COONa 与 0.1 molL-1盐酸等体积混合后的溶液中(pHc(Cl-)c(CH3COOH)c(H+)答案 AD解析 A 项,HCOONa 完全电离出 Na+,NH
7、4Cl 电离出的 N要发生水解,正确;B 项,CH3COOH 的电离平衡+ 4常数小,即酸性弱,故等体积 pH 均为 3 的 HCOOH 与 CH3COOH 溶液分别与等浓度的 NaOH 溶液反应时,CH3COOH 消耗 NaOH 的量较大,错误;C 项,混合后所得溶液为 HCOOH 与 HCOONa 物质的量之比为 11的混合溶液,且溶液中c(H+)c(OH-),根据电荷守恒:c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),物料守恒:2c(Na+)=c(HCOOH)+c(HCOO-),则c(HCOO-)c(Na+)c(HCOOH),所以c(HCOO-)+c(OH-)c(HCOOH)
8、+c(H+),错误;D 项,反应后溶液为 CH3COONa、CH3COOH 和 NaCl 物质的量之比为 111 的混合溶液,物料守恒有:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Cl-),又因溶液 pHc(Cl-)c(CH3COOH),因 CH3COOH 的电离和 CH3COO-的水解均很微弱,故c(H+)c(N)2 -4+ 4c(H+)c(OH-)B.在 Na2SO3溶液中:c(Na+)=2c(S)+c(HS)+c(OH-)2 -3- 3C.pH=6 的 CH3COOH 溶液和 pH=6 的 NH4Cl 溶液,由水电离出的c(H+)均为 110-8 molL-1D.在 0.1 mo
9、lL-1 Na2C2O4溶液中:2c(Na+)=c(C2)+c(HC2)+c(H2C2O4)2 -4- 4答案 A解析浓度均为 0.1 molL-1的硫酸氢铵溶液与氢氧化钠溶液等体积混合,二者恰好反应生成硫酸钠、硫酸铵和水,硫酸铵水解导致溶液呈酸性,铵根离子水解,但程度较小,结合物料守恒得c(S)2 -4=c(Na+)c(N)c(H+)c(OH-),A 正确。在 Na2SO3溶液中,根据电荷守恒可知:c(Na+)+c(H+)=2c(S+ 4)+c(HS)+c(OH-),B 错误。pH=6 的 CH3COOH 溶液中由水电离出的c(H+)水=c(OH-)水= 2 -3- 310- 1410- 6
10、molL-1=110-8 molL-1,pH=6 的 NH4Cl 溶液中由水电离出的c(H+)=110-6 molL-1,C 错误。根据物料守恒得c(Na+)=2c(C2)+2c(HC2)+2c(H2C2O4),D 错误。2 -4- 47 7.(2018 天津理综,4)由下列实验及现象推出的相应结论正确的是( )选项 实验现象结论A某溶液中滴加 K3Fe(CN)6溶液产生蓝 色沉淀原溶液中有 Fe2+,无 Fe3+B向 C6H5ONa 溶液中通入 CO2溶液变浑浊酸性:H2CO3 C6H5OHC向含有 ZnS 和 Na2S 的悬浊液中滴加 CuSO4溶液生成黑 色沉淀Ksp(CuS)HClOH
11、2CO3(一级电离平衡常数)B.加热 0.1 molL-1 NaClO 溶液,其 pH 小于 9.7C.pH=2 的 HF 溶液与 pH=12 的 NaOH 溶液以等体积混合,则有c(Na+)=c(F-)c(H+)=c(OH-)D.0.1 molL-1Na2CO3溶液中,存在的关系:c(OH-)-c(H+)=c(HC)+2c(H2CO3)- 3答案 D解析 pH=11.6 是 Na2CO3第一步水解,根据越弱越水解,同温同浓度下,HFHClOHC,A 错误。盐类- 3的水解是吸热反应,加热促进水解,pH 大于 9.7,B 错误。NaF 是强碱弱酸盐,则 HF 是弱酸;pH=2 的HF 浓度大于
12、 pH=12 的 NaOH 溶液浓度,二者等体积混合 HF 有剩余,溶液呈酸性,则c(H+)c(OH-),结合电荷守恒得c(Na+)c(Na+)c(H+)c(OH-),C 错误。根据物料守恒:2c(HC)+2c(H2CO3)+2c(C)=c(Na+),根据电荷守恒得c(H+)- 32 -3+c(Na+)=c(OH-)+c(HC)+2c(C),所以得c(OH-)-c(H+)=c(HC)+2c(H2CO3),D 正确。- 32 -3- 3二、非选择题(包括 4 个小题,共 52 分)9 9.(12 分)连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元酸,可用于制 N2O 气体。(1)连二次硝酸中氮元素的化合价
13、为 。 (2)常温下,用 0.01 molL-1的 NaOH 溶液滴定 10 mL 0.01 molL-1的 H2N2O2溶液,测得溶液 pH 与NaOH 溶液体积的关系如图所示。写出 H2N2O2在水溶液中的电离方程式: 。 b点时溶液中c(H2N2O2) c(N2)。(填“”“ - 2(3)3.010-4解析(1)根据化合物中各元素化合价的代数和为 0 可求出 H2N2O2中氮元素的化合价为+1 价。(2)由题图可以看出,未加入 NaOH 溶液时,0.01 molL-1 H2N2O2溶液的 pH=4.3,这说明 H2N2O2为弱酸,则其电离方程式为 H2N2O2H+HN2。b点时溶液中的溶
14、质为 NaHN2O2,溶液呈碱性,说明 HN2- 2的水解程度大于其电离程度,H2N2O2为水解产物,N2为电离产物,故c(H2N2O2)c(N2)。- 22 -22 -2a点时溶液中,根据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=2c(N2)+c(HN2)+c(OH-),而a点时溶液的2 -2- 2pH=7,则c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=2c(N2)+c(HN2),所以c(Na+)c(N2)+c(HN2)。(3)2 -2- 22 -2- 2当白色沉淀和黄色沉淀共存时,溶液中连二次硝酸银和硫酸银均达到饱和,溶液中存在两个溶解平衡:Ag2N2O2(s)2Ag+(aq)+N2(aq)、
15、Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+S(aq),溶液中2 -22 -4=3.010-4。(22 -2)(2 -4)=2(+)(22 -2)2(+)(2 -4)=(222) (24)=4.2 10- 91.4 10- 51010.(14 分)弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。.已知 H2A 在水中存在以下平衡:H2AH+HA-,HA-H+A2-。(1)常温下 NaHA 溶液的 pH (填序号),原因是 。 A.大于 7B.小于 7C.等于 7D.无法确定(2)某温度下,若向 0.1 molL-1的 NaHA 溶液中逐滴滴加 0.1 molL-1 KOH 溶液至溶
16、液呈中性(忽略混合后溶液的体积变化)。此时该混合溶液中的下列关系一定正确的是 。 A.c(H+)c(OH-)=1.010-14B.c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-)C.c(Na+)c(K+)D.c(Na+)+c(K+)=0.05 molL-1(3)已知常温下 H2A 的钙盐(CaA)的饱和溶液中存在以下平衡:CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq) H0。若要使该溶液中 Ca2+浓度变小,可采取的措施有 。 A.升高温度B.降低温度C.加入 NH4Cl 晶体D.加入 Na2A 固体6.含有 Cr2的废水毒性较大,某工厂废水中含 5.010-3 molL-1的 Cr2。为
17、了使废水的2 -72 -7排放达标,进行如下处理:Cr2Cr3+、Fe3+Cr(OH)3、Fe(OH)32 -7(1)该废水中加入绿矾和 H+,发生反应的离子方程式为。 (2)若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=2.010-13 molL-1,则残留的 Cr3+的浓度为 。(已知:KspFe(OH)3=4.010-38,KspCr(OH)3=6.010-31) 答案.(1)B NaHA 只能发生电离,不能发生水解(2)BC(3)BD.(1)Cr2+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O2 -7(2)3.010-6 molL-1解析.(1)H2A 在水中的一级电离进行完全,则 HA-不
18、水解只电离,故 NaHA 溶液呈酸性。(2)HA-在水中部分电离,0.1 molL-1的 NaHA 溶液中c(H+)小于 0.1 molL-1,加入 0.1 molL-1 KOH 溶液至溶液呈中性时消耗的 KOH 溶液体积小于 NaHA 溶液体积,则混合溶液中c(Na+)c(K+);由电荷守恒知,c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),且c(H+)=c(OH-),则c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-)。水的离子积与温度有关;混合液中c(Na+)0.05 molL-1。(3)降温、增大c(A2-)都能使平衡 CaA(s)Ca2+(aq)
19、+A2-(aq)左移。.(1)废水中加入绿矾和 H+,根据流程图,可知发生的是氧化还原反应,配平即可。(2)=1.5107,故c(Cr3+)=3.010-6 molL-(3 +)(3 +)=(3 +)3(-)(3 +)3(-)=()3()31。1111.(13 分)FeCl3在溶液中分三步水解:Fe3+H2OFe(OH)2+H+ K1Fe(OH)2+H2OFe(OH+H+ K2)+ 2Fe(OH+H2OFe(OH)3+H+ K3)+ 2(1)以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 。 (2)通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氧化铁,离子方程式为:xFe3+yH2OFex(
20、OH+yH+)(3 - ) +欲使平衡正向移动可采用的方法是 (填序号)。 A.降温B.加水稀释C.加入 NH4ClD.加入 NaHCO3(3)室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是 。 (4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁以 Fe/(mgL-1)表示的最佳范围约为 mgL-1。 7答案(1)K1K2K3 (2)BD (3)调节溶液的 pH (4)1820解析(1)铁离子的水解分为三步,且水解程度逐渐减弱,所以水解平衡常数逐渐减小,则K1K2K3。(2)因水解为吸热反应,所以降温,平衡逆向移动;加水稀释,水解平衡正向移动
21、;加入氯化铵,氯化铵溶液为酸性,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;加入碳酸氢钠,则消耗氢离子,所以氢离子浓度降低,平衡正向移动,所以答案选 BD。(3)从反应的离子方程式中可知,氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成,所以关键步骤是调节溶液的 pH。(4)由图像可知,聚合氯化铁的浓度在 1820 mgL-1时,去除率达到最大值,污水的浑浊度减小。1212.(13 分)常温下,浓度均为 0.1 molL-1的下列六种溶液的 pH 如表所示:溶质CH3COONaNaHCO3Na2CO3NaClONaCNC6H5ONapH8.89.711.610.311.111.3(1)上述盐溶液中的阴离子,结合质子能
22、力最强的是 。 (2)根据表中数据,浓度均为 0.01 molL-1的下列五种物质的溶液中,酸性最强的是 (填编号,下同);将各溶液分别稀释 100 倍,pH 变化最小的是 。 HCN HClO C6H5OH CH3COOH H2CO3(3)根据表中数据,下列反应不能成立的是 (填字母)。 A.CH3COOH+Na2CO3NaHCO3+CH3COONaB.CH3COOH+NaCNCH3COONa+HCNC.CO2+H2O+2NaClONa2CO3+2HClOD.CO2+H2O+2C6H5ONaNa2CO3+2C6H5OH(4)要增大氯水中 HClO 的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸氢钠溶液,反
23、应的离子方程式为 。 (5)已知Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=1.810-10,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)c(Cr)=1.910-12,现用2 -40.001 molL-1 AgNO3溶液滴定 0.001 molL-1 KCl 和 0.001 molL-1 K2CrO4的混合溶液,通过计算回答 Cl-和 Cr中哪种离子先沉淀?2 -4答案(1)C2 -3(2) (3)CD(4)Cl2+HCCO2+Cl-+HClO- 38(5)AgCl 开始沉淀所需 Ag+浓度:c(Ag+)1= molL-1=1.810-7 molL-1;Ag2CrO41.8 10- 100.001开始沉淀所需 Ag+浓度:c(Ag+)2= molL-14.3610-5 molL-1,c(Ag+)1H2CO3HClOHCNC6H5OHHC,酸越弱,- 3其阴离子结合质子的能力越强。(2)酸性最强的是 CH3COOH;酸性越弱,稀释相同倍数时 pH 变化越小,故C6H5OH 溶液的 pH 变化最小。(3)根据“强酸制弱酸”规律判断。(4)根据酸性强弱顺序知,碳酸氢钠溶液只能与 HCl 反应,而不与 HClO 反应。