2022高考化学一轮复习 单元卷八 水溶液中的离子平衡新人教版

1、2022高考化学一轮复习 单元卷八 水溶液中的离子平衡新人教版2022高考化学一轮复习 单元卷八 水溶液中的离子平衡新人教版年级：姓名：- 13 -水溶液中的离子平衡(时间:60分钟分值:100分)一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分。每小题只有一个选项符合题意)1.(2020天津化学,7)常温下,下列有关电解质溶液的说法错误的是()a.相同浓度的hcoona和naf两溶液,前者的ph较大,则ka(hcooh)ka(hf)b.相同浓度的ch3cooh和ch3coona两溶液等体积混合后ph约为4.7,则溶液中c(ch3coo-)c(na+)c(h+)c(oh-)c.fes溶于稀硫酸,

2、而cus不溶于稀硫酸,则ksp(fes)ksp(cus)d.在1 moll-1 na2s溶液中,c(s2-)+c(hs-)+c(h2s)=1 moll-12.(2020四川内江第三次模拟)在两个锥形瓶中分别加入浓度均为1 moll-1的盐酸和nh4cl溶液,将温度和ph传感器与溶液相连,往瓶中同时加入过量的质量、形状均相同的镁条,实验结果如下图。关于该实验的下列说法,正确的是()a.p点溶液:c(nh4+)+2c(mg2+)c(cl-)b.反应剧烈程度:nh4clhclc.q点溶液显碱性是因为mgcl2发生水解d.1 000 s后,镁与nh4cl溶液反应停止3.(2020江苏南通模拟)naoh

3、溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸氢钾h2a的ka1=1.110-3,ka2=3.910-6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是()a.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关b.na+与a2-的导电能力之和大于ha-的c.b点的混合溶液ph=7d.c点的混合溶液中,c(na+)c(k+)c(oh-)4.(2020广东茂名二模)某些难溶性铅盐可用作涂料,如秦俑彩绘中使用的铅白(pbco3)和黄金雨中黄色的pbi2。室温下,pbco3和pbi2在不同的溶液中分别达到溶解平衡时-lgc(pb2+)与-lgc(co32-)或-lgc(i-)的关系如图所示

4、。下列说法错误的是()a.ksp(pbco3)的数量级为10-14b.相同条件下,水的电离程度p点大于q点c.l1对应的是-lgc(pb2+)与-lgc(i-)的关系变化d.p点溶液中加入na2co3浓溶液,可得白色沉淀5.(2020广东茂名一模)常温下,在“h2s-hs-s2-”的水溶液体系中,h2s、hs-、s2-三种微粒的物质的量分数随溶液ph变化(仅用h2s和naoh调节ph)的关系如图所示。下列说法正确的是()a.ka1(h2s)的数量级为10-6b.nahs溶液中,c(na+)c(hs-)c(s2-)c(h2s)c.当体系呈中性时,c(hs-)c(h2s)c(na+)c(hs-)+

5、2c(s2-)d.加入na2s沉降废水中的cu2+,废水的ph对沉降效果没有影响6.(2020福建莆田第二次质检)常温下,几种难溶金属氢氧化物分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的ph,金属阳离子浓度的变化如图所示。下列说法正确的是()a.a点代表fe(oh)3的饱和溶液b.kspcu(oh)2adb.1 moll-1 na2so4溶液不可能处于b点c.向c点水溶液中通入hcl,则c点变为e点d.0.1 moll-1 naha溶液的ph和poh的关系如图中e点所示,此时溶液中离子的物质的量浓度关系:c(ha-)c(a2-)c(h2a)8.(2020北京顺义区一模)对na2c2o4溶液进行研

6、究,下列说法不正确的是(室温下0.1 moll-1 h2c2o4的ph=1.3)()a.na2c2o4溶液中离子关系:c(c2o42-)+c(hc2o4-)+c(h2c2o4)=c(na+)b.向na2c2o4溶液中加入酚酞,溶液变红的原因为c2o42-+h2ohc2o4-+oh-c.向na2c2o4溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去,反应的离子方程式为2mno4-+5c2o42-+16h+2mn2+10co2+8h2od.向na2c2o4溶液中加入足量稀硫酸制备草酸的离子方程式为c2o42-+2h+h2c2o49.(2020湖南衡阳第一次联考)将一定量的na2co3、naalo2固体混合物

7、溶于适量水中,再逐滴加入1 moll-1盐酸,测得溶液中co32-、hco3-、alo2-、al3+的物质的量与加入盐酸的体积变化关系如图所示,则下列说法正确的是()a.co32-、hco3-和alo2-在水溶液中可大量共存b.d线表示的反应为alo2-+h2o+h+al(oh)3c.原固体混合物中co32-与alo2-的物质的量之比为11d.v1=150 ml,v2=300 ml;m点生成的co2为0.05 mol二、非选择题(本题共3小题,共46分)10.(15分)0.010 moll-1的二元酸h2a溶液中h2a、ha-、a2-的物质的量分数(x)随ph变化如图所示。(1)用离子方程式说

8、明na2a溶液显碱性的原因:,该反应的平衡常数表达式为k=;溶液中c(na+)+c(h+)=。(2)若升高温度,发现溶液的碱性增强,说明随温度升高,该反应的平衡常数k(填“增大”“不变”或“减小”)。(3)h2a分两步发生电离,对应的电离平衡常数分别为ka1和ka2。由图确定下列数据(保留整数位):-lg ka1=;ka2=。将0.020 moll-1 na2a溶液和0.010 moll-1盐酸等体积混合,所得溶液的ph约为。(4)0.010 moll-1的naha溶液中,ha-的水解常数kh约为;该溶液中离子浓度由大到小的顺序为。11.(15分)硫酸盐在工农业生产、生活中具有广泛应用。(1)

9、某cuso4溶液中混有少量feso4和fe2(so4)3杂质。已知:kspfe(oh)3=4.010-38,kspfe(oh)2=8.010-16,kspcu(oh)2=2.210-20。为了除去杂质,通常是加入h2o2再调节溶液ph,其中加入h2o2的作用是;与其他试剂相比,使用h2o2的优点是(答出两点即可)。调节溶液ph时,加入的物质是(填化学式);控制溶液的ph即可除去杂质离子。(2)如图是某温度下,将足量的baso4固体溶于一定量水中达到沉淀溶解平衡后,假定溶液体积不变的情况下,加入na2co3使c(co32-)增大过程中,溶液中c(ba2+)和c(so42-)的变化曲线。根据图中的

10、数据分析、计算。该温度下,baso4的ksp=。当c(co32-)大于 moll-1时开始有baco3沉淀生成;baco3的ksp=。图像中代表沉淀转化过程中c(ba2+)随c(co32-)变化的曲线是(填“mp”或“mn”);沉淀转化的离子方程式为baso4(s)+co32-(aq)baco3(s)+so42-(aq),该反应的平衡常数k=。向1 l na2co3溶液中加入足量baso4固体,假定溶液体积不变,当溶液中c(co32-)=110-3 moll-1时,溶解baso4的物质的量为 mol。12.(16分)(2020山东聊城二模)从废钒催化剂中回收钒,既能避免对环境的污染,又能节约宝

11、贵的资源。回收工艺流程如下(v的相对原子质量为51):已知:废钒催化剂中含有k2so4、v2o5、v2o4、sio2、fe2o3、al2o3等。“酸浸”时v2o5和v2o4先与稀硫酸反应分别生成vo2+和vo2+。有机萃取剂萃取vo2+的能力比萃取vo2+的能力强。溶液中vo2+与vo3-可相互转化:vo2+h2ovo3-+2h+(1)为了提高“酸浸”效率可采取的措施为。(2)“酸浸”时加入feso4目的是,feso4参与反应的化学方程式为。(3)“滤渣2”的成分为;“操作1”的名称为。(4)在“氧化”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为16,反应的离子方程式为。(5)t时,“氧化”后溶液中c

12、(vo2+)=0.1 moll-1,假设“沉钒”步骤中vo2+全部转化成vo3-,并生成nh4vo3沉淀,为使沉钒效率达到95%。则此时溶液中c(nh4+)。已知t时ksp(nh4vo3)=2.010-3,反应前后溶液的体积变化忽略不计(6)取“煅烧”后的v2o5样品m g进行测定,加入足量稀硫酸充分反应后,配成250 ml溶液。取该溶液25.00 ml用b moll-1草酸溶液进行滴定,消耗草酸溶液c ml。则v2o5样品中钒的质量分数=%,样品的纯度%,样品的纯度小于该数值可能的原因是。(已知:v2o5+2h+2vo2+h2o、2vo2+h2c2o4+2h+2vo2+2co2+2h2o)单

13、元质检卷八水溶液中的离子平衡1.a根据“越弱越水解”,相同浓度的hcoona和naf的溶液,ph大的水解程度大,对应的酸的ka小,a项错误;相同浓度的ch3cooh和ch3coona两溶液等体积混合后,ph约为4.7,溶液中主要存在两个平衡:ch3coohch3coo-+h+、ch3coo-+h2och3cooh+oh-,因为溶液显酸性,所以以ch3cooh的电离为主,故离子浓度:c(ch3coo-)c(na+)c(h+)c(oh-),b项正确;fes加入稀硫酸中,h+使fes沉淀溶解平衡右移,fes逐渐溶解,而cus不能发生此现象,说明ksp(fes)ksp(cus),c项正确;1moll-

14、1na2s溶液中存在s2-+h2ohs-+oh-、hs-+h2oh2s+oh-,根据物料守恒可得c(s2-)+c(hs-)+c(h2s)=1moll-1,d项正确。2.a浓度均为1moll-1的盐酸和nh4cl溶液中加入过量的质量、形状均相同的镁条,反应的实质都是mg+2h+mg2+h2,从图中可以看出,反应初期,盐酸与镁反应速率快,放出的热量多。反应一段时间后,nh4cl溶液的ph迅速上升,然后基本恒定;盐酸溶液的ph缓慢上升,当反应时间接近3000s时,ph才迅速上升,然后保持恒定。从图中可以看出,p点溶液的ph7,此时c(oh-)c(h+);依据电荷守恒可知,c(nh4+)+2c(mg2

15、+)+c(h+)=c(cl-)+c(oh-),所以c(nh4+)+2c(mg2+)c(cl-),a正确;镁与盐酸反应,溶液温度迅速升高,并达最高点,反应放出的热量多,所以反应剧烈程度:hclnh4cl,b不正确;mgcl2水解时,溶液显酸性,所以q点溶液显碱性不是mgcl2发生水解所致,c不正确;1000s后,镁与nh4cl溶液反应温度仍在缓慢上升,溶液的ph仍在缓慢增大,说明反应仍在正向进行,d不正确。3.c邻苯二甲酸氢钾为二元弱酸酸式盐,溶液呈酸性,向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液,两者反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中离子浓度增大,导电性增强,邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠为强

16、碱弱酸盐,邻苯二甲酸根在溶液中水解使溶液呈碱性。向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液,两者反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中na+和a2-的浓度增大。由图像可知,溶液导电性增强,说明导电能力与离子浓度和种类有关,a正确;a点和b点k+的物质的量相同,k+的物质的量浓度变化不明显,ha-转化为a2-,b点导电性强于a点,说明na+和a2-的导电能力强于ha-,b正确;b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,邻苯二甲酸钾为强碱弱酸盐,a2-在溶液中水解使溶液呈碱性,溶液ph7,c错误;b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成等物质的量的

17、邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中c(na+)和c(k+)相等,c点是继续加入氢氧化钠溶液后,得到邻苯二甲酸钾、邻苯二甲酸钠、氢氧化钠的混合溶液,则溶液中c(na+)c(k+),由图可知,a点到b点加入氢氧化钠溶液的体积大于b点到c点加入氢氧化钠溶液的体积,则溶液中c(k+)c(oh-),溶液中三者大小顺序为c(na+)c(k+)c(oh-),d正确。4.bksp(pbco3)=c(pb2+)c(co32-),则lgc(pb2+)=lgksp(pbco3)-lgc(co32-),同理lgc(pb2+)=lgksp(pbi2)-2lgc(i2),则曲线l1对应的是-lgc(pb2+)与-lgc(

18、i-)的关系变化。l2对应的是-lgc(pb2+)与-lgc(co32-)的关系变化,则ksp(pbco3)=c(pb2+)c(co32-)=10-13.1,数量级为10-14,a正确;相同条件下,p点和q点的铅离子浓度相同,p点为碘化铅的饱和溶液,q点为碳酸铅的饱和溶液,由于碘离子不水解,co32-可以发生水解,其水解促进了水的电离,则水的电离程度p点小于q点,b错误;l1对应的是-lgc(pb2+)与-lgc(i-)的关系变化,c正确;ksp(pbco3)=c(pb2+)c(co32-)=10-13.1,ksp(pbi2)=c(pb2+)c2(i-)=10-8,ksp(pbco3)ka2(

19、h2s)=10-13,溶液呈碱性,说明hs-水解程度大于电离程度,则c(s2-)c(h2s),则c(hs-)c(h2s)1,根据电荷守恒得c(na+)=c(hs-)+2c(s2-),所以c(na+)c(hs-)+2c(s2-)=1,则c(hs-)c(h2s)c(na+)c(hs-)+2c(s2-),c正确;加入na2s沉降废水中的cu2+,溶液中c(cu2+)减小,cu2+水解程度较小,则溶液的ph增大,d错误。6.ba点不在曲线上,则所代表的溶液不是fe(oh)3的饱和溶液,a错误;由金属阳离子浓度的变化图可知,ph相同时c(cu2+)c(fe2+),则kspcu(oh)2poh,-lgc(

20、h+)-lgc(oh-),可得c(h+)c(oh-),溶液显碱性;e点:phad,若涉及盐类水解,则无法判断,a错误;na2so4溶液呈中性,由分析可知,b点溶液显中性,即1moll-1na2so4溶液可能处于b点,b错误;c点和e点所处温度不同,水的离子积kw不同,所以通入hcl,则c点不能变为e点,c错误;e点溶液显酸性,则naha溶液中,ha-的电离(ha-h+a2-)程度大于水解(ha-+h2oh2a+oh-)程度,那么c(a2-)c(h2a),电离和水解均很微弱,c(ha-)最大,故c(ha-)c(a2-)c(h2a),d正确。8.a该溶液中存在物料守恒式为2c(c2o42-)+c(

21、hc2o4-)+c(h2c2o4)=c(na+),a错误;酚酞变红色,说明溶液呈碱性,草酸根离子水解导致溶液呈碱性,水解方程式为c2o42-+h2ohc2o4-+oh-,b正确;向草酸钠溶液中加入酸性高锰酸钾溶液紫色褪去,二者发生氧化还原反应生成锰离子、二氧化碳和水,离子方程式为2mno4-+5c2o42-+16h+2mn2+10co2+8h2o,c正确;向草酸钠溶液中加入足量稀硫酸生成草酸,二者发生复分解反应,离子方程式为c2o42-+2h+h2c2o4,d正确。9.c由于酸性:hco3-al(oh)3,hco3-会与alo2-发生反应生成al(oh)3,发生反应的离子方程式为hco3-+a

22、lo2-+h2oal(oh)3+co32-,hco3-和alo2-在水溶液中不能大量共存,a项错误;d线代表hco3-减少,发生反应的离子方程式为hco3-+h+co2+h2o,b项错误;a线代表alo2-与h+反应:alo2-+h2o+h+al(oh)3,b线代表co32-与h+反应:co32-+h+hco3-,由图象知两个反应消耗了等量的h+,则溶液中co32-与alo2-的物质的量之比为11,原固体混合物中co32-与alo2-的物质的量之比为11,c项正确;d线代表hco3-与h+的反应,发生反应的离子方程式为hco3-+h+co2+h2o,n(hco3-)=n(co32-)=0.05

23、mol,消耗h+的物质的量为0.05mol,所用盐酸的体积为50ml,v1=100ml+50ml=150ml;e线代表al(oh)3与h+反应,发生反应的离子方程式为al(oh)3+3h+al3+3h2o,al(oh)3的物质的量为0.05mol,会消耗0.15molh+,所用盐酸的体积为150ml,v2=v1+150ml=300ml;m点生成的是hco3-而非co2,d项错误。10.答案(1)a2-+h2oha-+oh-c(ha-)c(oh-)c(a2-)c(oh-)+c(ha-)+2c(a2-)(2)增大(3)6110-1010(4)110-8c(na+)c(ha-)c(oh-)c(h+)

24、c(a2-)解析: (1)由题图可知,h2a溶液中含有h2a、ha-、a2-,则h2a是二元弱酸;na2a溶液中a2-发生水解而使溶液呈碱性:a2-+h2oha-+oh-。na2a溶液呈电中性,据电荷守恒可得:c(na+)+c(h+)=c(oh-)+c(ha-)+2c(a2-)。(2)升高温度,溶液的碱性增强,则溶液中c(oh-)增大,说明升高温度,a2-的水解平衡正向移动,则水解平衡常数增大。(3)h2a分两步发生电离:h2aha-+h+、ha-a2-+h+,则有ka1=c(ha-)c(h+)c(h2a),ka2=c(a2-)c(h+)c(ha-);由题图可知,h2a和ha-的物质的量分数均

25、为0.5时,则c(ha-)=c(h2a)时,溶液的ph=6,c(h+)=110-6moll-1,则有ka1=c(h+)=110-6,-lgka1=6。ha-和a2-的物质的量分数均为0.5时,溶液ph=10,则c(ha-)=c(a2-)时,c(h+)=110-10moll-1,则有ka2=c(h+)=110-10。0.020moll-1na2a溶液和0.010moll-1盐酸等体积混合,二者发生反应,得到等浓度na2a、naha和nacl的混合溶液,溶液中c(a2-)c(ha-),由题图可知,溶液的ph约为10。(4)0.010moll-1的naha溶液中,存在水解平衡:ha-+h2oh2a+

26、oh-,则水解常数kh=c(h2a)c(oh-)c(ha-)=kwka1=110-14110-6=110-8。naha溶液中存在ha-的电离平衡和水解平衡,由于khka2,则ha-的水解程度大于其电离程度,naha溶液呈碱性,且ha-的水解程度较小,na+不发生水解,故溶液中离子浓度大小顺序为c(na+)c(ha-)c(oh-)c(h+)c(a2-)。11.答案(1)将fe2+氧化为fe3+不引入其他杂质,对环境无污染(其他合理答案均可)cuo或cu(oh)2、cuco3、cu2(oh)2co3等3.2(2)1.010-102.510-42.510-9mn0.04410-5解析: (1)由于k

27、spfe(oh)2、kspcu(oh)2相差不大,则fe(oh)2和cu(oh)2的溶解度相差不大,故加入h2o2的作用是将fe2+氧化成fe3+,便于形成fe(oh)3沉淀。调节溶液ph时,为不引入新杂质,可加入cuo、cu(oh)2、cuco3、cu2(oh)2co3等。当fe3+沉淀完全时,溶液中c(fe3+)110-5moll-1,则有c(oh-)=3kspfe(oh)3c(fe3+)=34.010-38110-5moll-11.610-11moll-1,c(h+)=kwc(oh-)=110-141.610-11moll-1=6.2510-4moll-1,故溶液的ph=4-lg6.25

28、3.2。(2)由题图可知,c(co32-)=0时,c(ba2+)=c(so42-)=1.010-5moll-1,则有ksp(baso4)=c(ba2+)c(so42-)=1.010-51.010-5=1.010-10。由题图可知,当c(co32-)2.510-4moll-1时,开始有baco3沉淀生成。图中c(co32-)=2.510-4moll-1时,c(ba2+)=1.010-5moll-1,则有ksp(baco3)=c(ba2+)c(co32-)=2.510-41.010-5=2.510-9。baso4饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:baso4(s)ba2+(aq)+so42-(aq),加入

29、na2co3,ba2+与co32-生成baco3沉淀,促使baso4的沉淀溶解平衡正向移动,溶液中c(so42-)增大,c(ba2+)减小,则mp为c(so42-)的变化曲线,mn为c(ba2+)的变化曲线。反应baso4(s)+co32-(aq)baco3(s)+so42-(aq)的平衡常数k=c(so42-)c(co32-)=ksp(baso4)ksp(baco3)=1.010-102.510-9=0.04。当溶液中c(co32-)=110-3moll-1时,k=c(so42-)c(co32-)=0.04,则有c(so42-)=0.04110-3moll-1=410-5moll-1,故溶解baso4的物质的量为410-5moll-11l=410-5mol。12.答案(1)升高酸浸温度和粉碎原料(2)使vo2+转化为vo2+(vo2)2so4+2feso4+2h2so42voso4+fe2(so4)3+2h2o(3)fe(oh)3、al(oh)3蒸发结晶(4)3h2o+clo3-+6vo2+6vo2+cl-+6h+(5)0.4 moll-1(6)102bcm182bcm样品中含有nh4vo3解析: 从废钒催化剂中回收v2o5,由题干可知,“酸浸”时v2o5转化为vo2+,v2o4转成vo2+。氧化铁、氧化铝均转化为金属阳离子,只有sio2不溶,