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第三章 水溶液中的离子平衡单元测试（A）一、选择题（每题3分，共48分）1把1 mL 0.1 mol/L的H2SO4加水稀释制成2 L溶液，在此溶液中由水电离产生的H+浓度接近于（ ）A1.0104 mol/L B1.0108 mol/L C1.010111 mol/L D1.01010 mol/L2某学生的实验报告中所列出的下列实验数据中合理的是（ ）A用10 mL量筒量取7.13 mL稀盐酸B用托盘天平称量25.20 g NaClC用广泛pH试纸测定某种溶液的pH约为2.3D用25 mL滴定管做中和滴定时，用去某浓度的碱溶液21.70 mL3若溶液中由水电离产生的c（OH）11014molL1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（ ）AAl3 Na NO3 Cl BK Na Cl NO3CK Na Cl AlO2DK NH4 SO42 NO34用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液时，下列实验操作会引起测量结果偏高的是（ ）用天平称量NaOH固体，将小烧杯放在右盘，砝码放在左盘，并移动游码，使之平衡；配制烧碱溶液时，将称量后的NaOH固体溶于水，立即移入容量瓶，将洗涤烧杯的液体注入容量瓶后，加蒸馏水至刻度线；中和滴定时，锥形瓶内有少量水；酸式滴定管用蒸馏水洗后，未用标准液润洗；读取滴定管终点读数时，仰视刻度线A B C D5下列各组离子：I、ClO、NO3、H+；K+、NH4+、HCO3、OH；Na+、SO42、SO32、Cl；Fe3+、Cu2+、SO42、Cl；H+、K+、AlO2、HSO4；Ca2+、Na+、SO42、CO32。在水溶液中能大量共存的是（ ）A和 B和 C和 D和6已知HF的酸性比HCN的酸性强，现有物质的量浓度和体积均相同的NaF和NaCN两种溶液，已知前者溶液中所含离子的数目为n1，后者溶液中所含离子的数目为n2，下列关系正确的是（ ）An1=n2 Bn1n2 Cn1 Bc(CH3COO)：C溶液中: Dc(CH3COOH):14在一定体积pH = 12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2恰好完全沉淀时，溶液pH = 11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和，则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是（ ）A19 B11 C12 D1415（08天津卷）醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHHCH3COO，下列叙述不正确的是（ ）A醋酸溶液中离子浓度的关系满足：c（H）c（OH）c（CH3COO）B0.10mol/L的CH3COOH溶液中加水稀释，溶液中c（OH）减小CCH3COOH溶液中加少量的CH3COONa固体，平衡逆向移动D常温下pH2的CH3COOH溶液与pH12的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH716（08上海卷）常温下，某溶液中由水电离出来的c(H)1.010-13molL1，该溶液可能是( ) 二氧化硫 氯化铵水溶液 硝酸钠水溶液 氢氧化钠水溶液AB C D二、非选择题17（10分）在室温下，把50 mL 0.10 mol/L的Na2S2O3（aq）和50mL 0.10 mol/L的H2SO4（aq）混合，析出淡黄色沉淀，回答下列问题：（1）反应的化学方程式是_，离子方程式是_。（2）将上述两种溶液分别在水浴中预热到60，然后再将它们混合，则析出淡黄色沉淀的速率显著加快，其原因是_。（3）若在混合溶液中加入几滴5.00 mol/L的H2SO4（aq），则析出淡黄色沉淀的速率_（填“明显加快”、“明显减慢”或“基本不变”，下同），若在混合溶液中加入少量Na2SO4（s），则析出淡黄色沉淀的速率_，若在混合液中加入5.0 mL 8.00 mol/L的Na2SO4（aq），则析出淡黄色沉淀的速率_。18（8分）已知25时，0.1 mol/L醋酸溶液的pH约为3，向其中加入少量醋酸钠晶体，待晶体溶解后发现溶液的pH增大，对上述现象有两种不同的解释；甲同学认为醋酸钠水解呈碱性，增大了c(OH)，因而溶液的pH增大；乙同学认为醋酸钠溶于水电离出大量的醋酸根离子，抑制了醋酸的电离，使c(H+)减小，因此溶液的pH增大。你认为上述两种解释中_（填“甲”或“乙”）正确。（1）为了验证上述哪种解释正确，继续做如下实验：向0.1 mol/L的醋酸溶液中加入少量下列物质中的_（填写编号），然后测定溶液的pH。A、固体CH3COOK B、固体CH3COONH4 C、气体NH3 D、固体NaHCO3（2）若_（填“甲”或“乙”）的解释正确，溶液的pH应_（填“增大”、“减小”或“不变”）。（已知25时，NH3H2O的Ka=1.8105，CH3COOH的Kb=1.8105）19（9分）（1）某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中共含K+、Ag+、Fe3+、Cl、OH、NO3六种离子。甲厂废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是_。（2）乙厂废水中含有另外三种离子。如果加入一定量的_（填“活性炭”、“硫酸亚铁”或“铁粉”），可以回收其中的金属_（填金属元素符号）。（3）另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的_（填离子符号）转化为沉淀。经过滤后的废水主要含_，可用来灌溉农田。20(8分)10 时，在烧杯中加入0.1 mol/L的 NaHCO3溶液400 mL，加热，测得该溶液的pH发生如下变化：温度()1020305070pH8.99.4(1)甲同学认为，该溶液的pH升高的原因是HCO3 的水解程度增大，故碱性增强，该反应的离子方程式为 ；(2)乙同学认为，溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解，生成了Na2CO3，并推断Na2CO3的水解程度 (填“大于”或“小于”)NaHCO3 ；(3)丙同学认为，要确定上述哪种说法合理，只要把加热后的溶液冷却到10 后再测定溶液pH，若pH_8.3(填“”、“”或“”)，说明甲正确，若pH_8.3(填“”、“”或“”)，说明乙正确；(4)丁同学设计如下实验方案对甲、乙同学的解释进行判断：实验装置如下图，加热煮沸NaHCO3溶液，发现试管A中产生沉淀，说明 (填“甲”或“乙”)推测正确；(5)将一定体积0.1 mol/L的 NaHCO3溶液置于烧杯中加热至微沸(溶液体积不变)，测其pH为9.8；将烧杯冷却至室温，过一段时间(溶液体积不变)测得pH为10.1。据此资料可以判断_(填“甲”或“乙”)推测正确，原因是_。21(9分)北京奥运会“祥云”火炬然料是丙烷(C3H8)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。(1)丙烷脱氢可得丙烯。已知：C3H8(g)CH4(g)HCCH(g)H2(g) H1 = 156.6 kJ. mol1CH3CHCH2(g)CH4(g)CHCH(g) H2 = 32.4 kJ. mol1则相同条件下，反应C3H8(g)CH3CHCH2(g)H2(g)的H = _kJmol1。(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为_；放电时，CO32 移向电池的_(填“正”或“负”)极。 (3)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH = 5.60，c(H2CO3) = 1.5105 mol/L。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO3 H的平衡常数K1 = _。(已知：105.60 = 2.5106) (4)常温下，0.1 mol/L NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c(H2CO3)_c(CO32 )(填“”、“ = ”或“”)，原因是_(用离子方程式和必要的文字说明)。22(8分)工业上通常把溶液中存在的CO32 和HCO3 的总浓度称为总碱度。水中碱度的控制成为碳酸钠软化水处理法的关键。碳酸在水中一般以3种形态存在，即H2CO3(CO2)、CO32 和HCO3 。当溶液的pH发生变化时，其中任一种形态的物质的量占三种形态总物质的量的分数也可能发生变化，下图是碳酸溶液中碳酸的各种形态的随pH的变化曲线。 (1)从图中推断NaHCO3溶液呈 (填“酸”、“碱”、或“中”)性，其原因是 (用离子方程式表示)(2)正常情况下，人体血液的pH维持在7.357.45之间，则溶于血液中的二氧化碳的主要存在形式是 。(填写微粒化学式)(3)根据上图，下列叙述中正确的是 。(填字母序号)AHCO3 既能与强酸反应又能与强碱反应B盐酸逐滴滴入碳酸钠溶液至恰好完全反应时溶液呈中性CpH小于7的雨水称为酸雨D在pH为6.37时，溶液中的c (H2CO3) = c (HCO3 )(4)工业用循环冷却水中常含有Ca2等杂质离子，在循环过程中易结垢，可通过控制溶液的总碱度使Ca2等离子形成沉渣除去。已知某温度下Ksp(CaCO3) = 3.03109，当水中的c(Ca2)3104 molL1时，不会出现结垢现象，则该水中的c(CO32 )应至少为 molL1。参考答案1.D 溶液中：c(H+)=(0.001 L0.1 mol/L2)/2 L=1.0104 mol/L，c(OH)=1014/1.0104=1010 mol/L，即水的电离产生c(H+)为1.01010 mol/L，故答案选D。2.D 量筒经常精确到0.1 mL；托盘天平精确到0.1 g；滴定管精确到0.01 mL；pH是指只能侧到整数。3.B 不论什么情况，c(H+)水=c(OH)水=1107 mol/L，由此看出该溶液中水的电离受到抑制，该溶液可能为c(H+)=1 mol/L的酸溶液或c(OH)=1 mol/L的碱溶液，故A项中的Al3+、D项中的NH4+都会与OH反应，C项中的AlO2与H+反应，只有B项一定可以大量共存。4.B 称量药品时应遵循“左物右码”原则，因游码质量总是加到右盘上，故题中操作实验少称了NaOH固体，故所配溶液的浓度偏低，消耗V标减小，使测定结果偏低；由于NaOH溶于水时会放出大量的热，若趁热在容量瓶中定容，恢复至室温时溶液体积减小，NaOH溶液浓度将增大，测定同体积的NaOH时，消耗V标增大，使测定结果偏高；V标偏高，测定结果偏高；V标偏高，测定结果偏高，故应选组合，即选B项。5.B 解题的关键是了解各组中离子能稳定存在的介质条件，然后再判断各组中离子间是否会发生反应。中ClO只能稳定存在于碱性溶液中，在有大量H+时，生成的HClO不稳定会分解放出氧气。此外I是强氧化剂，在有H+存在时，NO3、ClO均会氧化I。因此选项中凡有的均可排除，A、D选项均排除，中的NH4+只能存在于酸性介质中，当有大量OH时，便有：NH4+OHNH3H2O，且HCO3与OH也不能大量共存。据此可排除选项C；SO42、SO32、Cl、OH四种离子在溶液中可以大量共存；Fe3+、Cu2+、SO42、Cl四种离子也可以共存于酸性介质中；中H+与AlO2不能共存；中Ca2+与CO32、SO42均不能大量共存，故答案为B。6.B 此题可利用极端假设法求解。设NaF不发生水解，NaCN发生完全水解，NaCN+H2O=NaOH+HCN，则n(NaF)=n(NaCN)=n(NaOH)，由于NaOH会抑制水的电离，所以NaCN溶液中H+和OH的浓度均小于NaF溶液的浓度，即n1n2 。7.AD 纯水中水的电离得出c(H+)水=c(OH)水，向纯水中加酸或碱，水的电离受到抑制，水的电离平衡左移，水电离出的H+和OH的量相应减少，但c(H+)水=c(OH)水。若为酸，则c(OH)液=c(H+)水=c(OH)水=11012 mol/L，由Kw=c(OH)液c(H+)液有：c(H+)液=11014/11012 mol/L=1102 mol/L，pH= lgc(H+)= lg（1102 ）=2，故D选项符合题意。8.C 此题是一道信息给予题，关键要抓住题给信息：有明显离子化合物倾向的盐类，如KBrF4、(BrF2)2SnF6、ClF3BrF3，观察KBrF4能电离出BrF4阴离子，再观察(BrF2)2SnF6能电离出BrF2+阳离子，由ClF3BrF3可设想出BrF3BrF3，即2BrF3电离出BrF4和BrF2+两种离子。9.B c(H+)=c(OH)，两者等体积混合呈酸性，说明酸过量，为弱酸。10.A 1 mol/L的氨水可看作是对2 mol/L的氨水加水稀释，NH3H2O的电离平衡右移，电离出更多的OH，c(OH)之比中pH，错误。选项B，中由于OH对CH3COO水解抑制作用强，其c(CH3COO)最大，中HCO3水解对CH3COONa水解有一定抑制作用，c(CH3COO)较大，中生成了CH3COOH，c(CH3COO)最小，故正确。选项C，中c(H)最小，错误。选项D，中c(CH3COOH)中c(CH3COOH)，错误。14.D pH = 12的氢氧化钡溶液中c(H) = 11012 molL1，c(OH) = 11014/11012 molL1= 1102 molL1，cBa(OH)2 = 0.5102 mol/L；反应后溶pH = 11，c(H) = 11011 mol/L，c(OH) = 11014/11011 mol/L = 1103 mol/L.设氢氧化钡溶液体积为V1，硫酸氢钠溶液的体积为V2。依题意知，n(Ba2) = n(SO42 )。由Ba(OH)2NaHSO4 = BaSO4NaOHH2O知，生成的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH) = nBa(OH)2 = 0.5102V1 mol，0.5102V1 mol/(V1V2) = 1103 molL1，V1:V2 = 1:4。15.B 根据电荷守恒，选项A中的等量关系成立；选项B中加水稀释，存在两种情况，一是加水电离平衡正向移动，使得c(OH)增大，二是使得溶液的体积增大，溶液的c(OH)减小，因此谁成为影响c(OH)大小的因素不能确定；选项C中加入少量的固体CH3COONa，实际上相当于增大了CH3COO，使平衡向逆向移动；选项D中pH2的CH3COOH溶液中的c(H)和pH12的NaOH溶液中的c(OH)相等，但由于CH3COOH为弱酸，CH3COOH只有部分电离，所以反应后溶液呈酸性。16.A 某溶液中由水电离出来的c(H)1.010-13molL1，说明溶液既可能呈酸性，也有可能呈碱性。SO2H2OH2SO3，H2SO3HSO3H，HSO3-SO32H，溶液呈酸性；NaOH=NaOH，溶液呈碱性。17.【答案】（1）Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S+SO2+H2O；S2O32+2H+=S+SO2+H2O（2）温度升高，化学反应速率加快（3）明显加快；基本不变；明显减慢【解析】（1）Na2S2O3是弱酸强碱盐，与强酸稀H2SO4发生复分解反应：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+H2S3O3，H2S3O3极不稳定，一旦生成立即分解，H2S3O3=S+H2SO3，H2SO3=H2O+SO2，因溶液较稀，不会有SO2逸出。所以方程式中的SO2后可不标气体箭头，总反应方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S+SO2+H2O，其离子方程式为：S2O32+2H+=S+SO2+H2O。（2）预热，温度升高，化学反应速率加快。（3）加入几滴5.00 mol/L的H2SO4(aq)，H2SO4的浓度明显加大，吸出淡黄色沉淀的速率明显加快，加入少量Na2SO4(s)，虽然增加了Na+和SO42的浓度，但并没有改变H+和S2O32的浓度，从化学反应的实质离子反应看，H+和S2O32的浓度基本没有改变。加入5.0 mL 8.00 mol/L的Na2SO4(aq)，对溶液体积而言相当于加入了5.0 mL水，H+和S2O32的浓度明显降低，则析出淡黄色沉淀的速率明显减慢。18.【答案】乙（1）B（2）乙；增大【解析】CH3COONH4溶液中，CH3COO和NH4+都发生水解，且水解程度相等，CH3COONH4溶液呈中性，将CH3COONH4加入到0.1 mol/L的醋酸中使pH增大，说明CH3COO抑制了醋酸的电离。19.【答案】（1）OH、Cl、K+（2）铁粉；Ag（3）Ag+、Fe3+ 、OH、Cl；KNO3【解析】甲厂排放的工业废水明显呈碱性，一定含有OH，与OH可共存的离子有K+、Cl、NO3，考虑到Ag+与Cl不能共存，所以甲厂废水中含有：OH、Cl、K+，乙厂废水中含有Ag+、Fe3+、NO3。在乙厂的废水中加入一定量的铁粉可以回收银。若将两厂废水按适当比例混合，可将Ag+与Cl、Fe3+与OH分别转化为AgCl、Fe(OH)3沉淀，经过滤后溶液中主要含有KNO3，KNO3是钾、氮的复合肥料20.【答案】(1)HCO3 H2O H2CO3OH (2)大于 (3) = ， (4)乙 (5)乙 溶液冷却至室温后pH大于8.4，说明此实验过程中溶液有新物质生成【解析】(2)生成碳酸钠碱性强，说明碳酸钠水解程度大。21.【答案