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2013届高考化学二轮专题检测: 溶液中的离子平衡


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2013 届高考化学二轮专题检测:

溶液中的离子平衡

学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________

第 I 卷(选择题)

一、选择题 1.下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是 A. 常温下,向醋酸钠溶液中滴加盐酸至溶液呈中性一定有:c(CH3COOH)= c(Cl-) B.某酸式盐 NaHA 溶液中一定有:c(OH-)+c(A2-)= c(H+)+c(H2A) 一 一 C.NaHS04 溶液中滴加 Ba(OH)2 至溶液恰好呈中性:c(Na+)>c(SO42 )>c(OH ) =c(H+) D. 常温下,将 50mLO.l mol.L-1 的盐酸与 lOOmLO.1 mol.L-1 的氨水混合,所得溶液中: . 一 + + c(NH3· 20)>c(Cl )>c(NH4 )> c(OH )>c(H ) H 2.下列溶液中,微粒浓度关系正确的是 A . 含 有 NH4+ 、 Cl- 、 H+ 、 OH- 离 子 的 溶 液 中 , 其 离 子 浓 度 一 定 是 : c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) B.pH=8 的氨水与氯化铵的混合溶液中:c(Cl-)>c(NH4+) C.0.1mol/L 的 Na2S 溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S) D.pH=3 的一元酸和 pH=11 的一元强碱等体积混合后的溶液中:c(OH-)=c(H+) 3.已知 NaHSO3 显酸性,NaHCO3 溶液显碱性,现有浓度为 0.1mol/L 的 NaHSO3 和 NaHCO3 两种溶液,两种溶液中各粒子的物质的量浓度存在下列关系(R 表示 S 或 C) , 其中正确的一组是( ) - - + A、c(Na )>c(HRO3 )>c(H+)>c(RO32-)>c(OH ) - - - B、c(Na+)+c(H+)=c(HRO3 )+ c(RO32 )+c(OH ) - C、c(H+)+c(H2RO3)=c(RO32-)+c(OH ) - D、c(Na+)=c(HRO3 )+(H2RO3)+2c(RO32-) 4.常温时,将 V1 mL c 1 mol ? L ? 1 的氨水滴加到 V 2 mL c 2 mol ? L? 1 的盐酸中,下述结论中 正确的是( ) A.若混合溶液的 pH=7,则 c 1 V1 ? c 2 V 2 B.若 V1 ? V 2 , c 1 ? c 2 ,则混合液中 c(NH C.若混合液的 pH=7,则混合液中 c(NH
? 4 ? 4

) ? c(Cl
?

?

)

) ? c(Cl

)

D.若 V1 ? V 2 ,且混合液的 pH<7,则一定有 c 1 ? c 2 5.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是 ... ( )

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A.图中五点 KW 间的关系:B>C>A=D=E B.若从 A 点到 D 点,可采用:温度不变在水中加入少量的酸 C.若处在 B 点时,将 pH=2 的硫酸与 pH=10 的 KOH 等体积混合后,溶液显中性 D.若从 A 点到 C 点,可采用:温度不变在水中加入适量的 NH4Cl 固体的变化 6.下列叙述中正确的是 A.pH 相同的 CH3COONa 溶液、C6H5ONa 溶液、Na2CO3 溶液、NaOH 溶液: c(CH3COONa)>c(C6H5ONa )>c(Na2CO3)>c(NaOH ) B.将 pH = 3 的一元弱酸 HA 和 pH = 11 的 NaOH 溶液混合后溶液显碱性,一定有: c(H+) < c(OH- )< c(A-) <c(Na+) C.在常温下,10 mL 0.02 mol· L-1 HCl 溶液与 10 mL 0.02 mol· L-1 Ba(OH)2 溶液充分 混合,体积为 20 mL,则溶液的 pH = 12+lg2 D.将 0.2 mol· L-1 的盐酸与 0.1 mol· L-1 的 NaAlO2 溶液等体积混合,其溶液中离子 浓度由小到大的顺序为:c(OH-)<c(Al3+)<c(H+)<c(Na+)<c(Cl-) - 7.针对 0.1mol· 1 的醋酸溶液中,下列分析判断正确的是 L A.升高温度,溶液的 pH 会增大 - + B.加入少量 0.2mol· 1 的硫酸,水电离产生的 c(H )减小 L - - + + C.加入少量固体 NaOH,溶液中 c(CH3COO )+c(OH ) > c(Na )+c(H ) - - + D.与 0.1mol· 1 的 NaOH 溶液等体积混合后,溶液中 c(CH3COO ) =c(Na ) L -1 -1 8.在 25℃时,用蒸馏水稀释 1 mol· 氨水至 0.01 mol· ,随溶液的稀释,下列各项 L L 中始终保持增大趋势的是

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第 II 卷(非选择题)

9. 工业废水中常含有一定量的 Cr2O72 和 CrO42 , 它们会对人类及生态系统产生很大 损害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。其中一种方法是还原沉淀法
- - ? 化? ? 原? ? 淀? 该法的工艺流程为:CrO42 ? ① 转 ? Cr2O72 ? ② 还 ? Cr3+ ? ③ 沉 ? Cr(OH)3↓





H

?

Fe

2?

OH

?

其中第①步存在平衡:2CrO42 (黄色)+2H Cr2O72 (橙色)+H2O (1)若该平衡处在强酸性环境,则溶液显________色。 (2)能说明第①步反应达平衡状态的是 。 2- 2- 2- 2- A. Cr2O7 和 CrO4 的浓度相同 B. 2v(Cr2O7 )=v(CrO4 ) C.溶液的颜色不变 - (3)第②步中,还原 1 mol Cr2O72 离子,需要 mol 的 FeSO4· 2O。 7H 写出第②步中反应的离子方程式____________________________________。 (4)第③步生成的 Cr( O H ) 3 在溶液中存在以下沉淀溶解平衡: Cr( O H ) 3 (s) Cr3+(aq)+3OH―(aq) 常温下,Cr( O H ) 3 的溶度积 Ksp=c(Cr3+)·3(OH―)=10-32,要使 c(Cr3+)降至 10-5mol/L,溶 c 液的 pH 应调至 。 10. 化合物 A、B、C、D、E 分别由 H+、Na+、Al3+、Cu2+四种阳离子和 CO3 2-、Br-、SiO3 2-、 SO4 2-四种阴离子组成 。已知①A、B、C 三种溶液 pH<7,D、E 溶液 pH>7②A、C 的阴 离子相同,D、E 的阳离子相同 ③用石墨电极电解 A 的溶液,阳极有无色气体产生,阴 极有红色物质生成 ④C 溶液与 D 溶液反应能生成一种白色沉淀和一种气体,且此沉淀 可溶于 B 的溶液,此气体通入 E 的溶液中可产生另一种白色沉淀。 请根据以上事实填空: ⑴写出 B、C、E 的化学式:B___________、C___________、E____________。 ⑵D 溶 液 的 pH>7 , 原 因 是 : ( 结 合 离 子 方 程 式 说 明 ) __________________________________。 ⑶写出 C 溶液与 D 溶液发生反应的离子方程式:_______________________。 ⑷若用石墨电极电解 400mL 1.0 mo1· —1 A 的溶液,当阳极有 2.24 L 气体(标准状况)产 L 生时,溶液的 pH=_______________(设溶液的体积不变) 。 11. pC 类似 pH,是指极稀溶液中,溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质 的浓度为:1× -3mol/L,则该溶液中溶质的 pC=-lg1× -3=3。下图为,H2CO3 在加入强 10 10 酸或强碱溶液后,平衡时溶液中三种成分的 pC—pH 图。请回答下列问题:







(1)在人体血液中,HCO3-能起到稳定人体 PH 的作用,请用电解质溶液中的平衡解释: (用方程式表示)。 (2)H2CO3 一级电离平衡常数的数值 Ka1 ? (3)某同学认为该溶液中 Na2CO3 的水解是微弱的,发生水解的 CO32-离子不超过其总
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量的 10%。请你设计简单实验证明该同学的观点是否正确 。 -3 (4)已知某温度下 Li2CO3 的 Ksp 为 1.68× ,将适量 Li2CO3 固体溶于 100 mL 水中至 10 + 刚好饱和,饱和 Li2CO3 溶液中 c(Li )=0.15 mol· -1。c(CO32-)=0.075 mol· -1,若 t1 时刻 L L -1 在上述体系中加入 100 mL0.125 mol· Na2CO3 溶液,列式计算说明是否有沉淀产生。 L + 2- (5)请画出 t1 时刻后 Li 和 CO3 浓度随时间变化关系图(用虚线表示 Li+ ,实线表示 - CO32 )。

12. 低碳生活(low-carbon life)是一种时尚的生活理念,倡导人们降碳节能、有效 幵发利用 CO2。 (1) 若 用 如 图 装 置 , 以 CO2 和 H2 为 原 料 制 备 甲 醇 , 发 生 反 应 为 。H2 应从电解池的________ (填电极名称)通入;其中 b 电 极的电极反应方程式为________。

(2) 工业上可在 6500C 浮石银催化作用下用甲醇制备甲醛。当 反应分两步进行,其中一步是 学方程式) 。

时,制备

,则另一步是____________ (写化

的 HCHO 可用于杀菌消毒,其原因是________。[来源:学_科_网] (3) 最近有人利用 ZrO2 作为固体电解质制造出了常温下的甲醇一空气燃料电池。 当原电 2— 池中有 0. 5 mol 甲醇消耗时,产生最大电能为 360. 0 kJ。则负极消耗 O 的物质的量为 ________mol;若该燃料电池所产生的最大电能与甲醇常温下燃烧所释放的全部能量之 比为 9: 10,则 CH3OH 燃烧的热化学方程式为________;在 O2 不足时原电池会发生负极 区固体电解质堵塞,导致堵塞的物质是________。 13.废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的 铜帽(Cu、Zn 总含量约为 99%)回收 Cu 并制备 ZnO 的部分实验过程如下:

(2) ①铜帽溶解时加入 H2O2 的目的是______ _____________________(用化学方程式 表示)。 ②铜帽溶解完全后,需将溶液中过量的 H2O2 除去。除去 H2O2 的简便方法____ ___。
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(3)为确定加入锌灰(主要成分为 Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测 + + 定除去 H2O2 后溶液中 Cu2 的含量。 实验操作为:准确量取一定体积的含有 Cu2 的溶液 于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液 pH=3~4,加入过量的 KI,用 Na2S2O3 标 准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下: + - 2Cu2 +4I ===2CuI(白色)↓+I2 - - - 2S2O32 +I2===2I +S4O62 ①滴定选用的指示剂为________,滴定终点观察到的现象____________________。 + ②若滴定前溶液中的 H2O2 没有除尽,所测定的 Cu2 含量将会________(填“偏高”、“偏 低”或“ 不变”)。 - 已知 pH>11 时 Zn(OH)2 能溶于 NaOH 溶液生成[Zn(OH)4]2 。下表列出了几种离子生成 - 氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 mol· 1 计算)。 L 开始沉淀的 pH Fe Fe
3+ 2+ 2+

沉淀完全的 pH 3.2 8.8 8.9

1.1 5.8 5.9
-1

Zn

实验中可选用的试剂:30% H2O2、1.0 mol· HNO3、1.0 mol· 1 NaOH。 L L 由除去铜的滤液制备 ZnO 的实验步骤依次为: ①____________________________________________________________; ②__________________________________________________________________; ③过滤; ④___________________________________________________________________; ⑤过滤、洗涤、干燥; ⑥900 ℃煅烧。



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参考答案 1.AC 【解析】根据电荷守恒可知,A 正确;根据电荷守恒和物料守恒可知,c(OH-)+c(A2-)= c(H+), B 不正确;C 中生成物是硫酸钡、硫酸钠和水,所以 C 正确;D 中溶液是氯化铵和氨水的混 一 合液,溶液显碱性,则 c(NH4+)>c(Cl )>c(NH3· 20)> c(OH-)>c(H+),D 不正确,答案选 AC。 H 2.C 【解析】A 不正确,溶液也可能是显碱性的;B 中溶液显碱性,则根据电荷守恒可知,c(Cl-) <c(NH4+),B 不正确;C 中符合质子守恒,正确;如果酸是弱酸,则酸过量,溶液显酸性, D 不正确,答案选 C。 3.C 【解析】NaHSO3 显酸性,NaHCO3 溶液显碱性,说明前者电离程度大于水解程度,后者是 水解程度大于电离程度,因此 A 不正确,B 不正确,不符合电荷守恒;根据电荷守恒和物 料守恒可知,C 正确,D 不正确,答案选 C。 4.A 【解析】如果二者恰好反应,则生成物氯化铵水解,溶液显酸性。因此如果显中性,则氨水 + + - - 过量,A 正确,B、D 不正确。根据电荷守恒可知 c(NH4 )+c(H )=c(OH )+c(Cl ),如果 + - pH=7,则 c(NH4 )=c(Cl ),C 不正确。答案选 A。 5.C 【解析】根据图像可知,ADE 三点的温度相同,都小于 C 点,C 点小于 B 点。由于电离是 吸热的,所以水的离子积常数随温度的升高而增大,A 正确,D 不正确。从 A→D,氢离子 浓度增大,所以在温度不变时,加入酸即可,B 正确。B 点根据图像可知,水的离子积常数 - 是 1× 12,所以 pH=10 的 KOH 溶液的浓度是 0.01mol/L,因此酸和碱恰好反应,溶液显中 10 性,C 正确。答案选 D。 6.A 【解析】酸越弱,相应的钠盐越容易水解,酸性是醋酸>碳酸>苯酚>碳酸氢钠,所以碳酸 钠的水解程度最大,碱性最强。由于氢氧化钠是强碱,因此在 pH 相同的条件下,氢氧化钠 的浓度最小,所以选项 A 正确。B 中 HA 如果是强酸,则氢氧化钠过量,溶液才能显碱性。 但如果 HA 是弱酸,则要使溶液显碱性,则氢氧化钠也是过量的,所以 c(OH- )就可以大于 c(A-) 的,B 不正确。 C 中碱过量,所以反应后的溶液中 c(OH- )=
0 . 04 ? 0 . 02 2 ? 0 . 01 mol/L,所以 pH=12,C 不

正确。 D 中生成物是氢氧化铝、氯化铝和氯化钠,所以 c(Al3+)>c(H+),D 不正确。答案选 A。 7.B 【解析】醋酸是弱电解质,电离是吸热的,所以加热促进电离,酸性增强,A 不正确。硫酸 - 是强酸,增大氢离子浓度,会抑制水的电离,B 正确。根据电荷守恒可知,c(CH3COO )+c(OH - + + - )= c(Na )+c(H ),C 不正确。D 不正确,因为生成物醋酸钠要水解,所以是 c(CH3COO ) + 大于 c(Na )。答案选 B。 【答案】A — 【解析】NH3 ·H2O NH4+ + OH ,随着稀释的进行,促进弱碱的电离,电离度增大 ( 即表示氨水的电离度) ,故答案为 A,而 CD 一直在减小。 - 9..(1) 橙色 (2)C (3)6 Cr2O72 +6Fe2++14H+ =6Fe3++2Cr3++7 H2O (4)5 (每空 2 分,共 10 分)
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【解析】 (1)若该平衡处在强酸性环境,则平衡向正反应方向移动,溶液显橙色。 (2)在一定条件下,当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时(但不为 0) ,各种物质 的浓度或含量均不再发生变化的状态,是化学平衡状态,所以 C 正确。平衡时浓度不再发 生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,A 不正确;反应速率之比是相应的 化学计量数之比,所以 B 中始终是满足的,答案选 C。 - (3)1 mol Cr2O72 离子得到 6mol 电子,根据电子的得失守恒可知,需要 6molFeSO4· 2O。 7H 2- 2+ + 3+ 3+ 根据反应物和生成物可知,反应的方程式为 Cr2O7 +6Fe +14H =6Fe +2Cr +7 H2O。 (4)c(Cr3+)=10-5mol/L 时,根据溶度积常数表达式可知,c(OH―)=10-9mol/L,则氢离子浓 度是 10-5mol/L,所以 pH=5。 10.(1)HBr Al2(SO4)3 Na2SiO3 (3 分) (2)CO32-+H2O HCO3-+OH-,使得 C(OH-)>C(H+) ⑶2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ ⑷0 【解析】根据③可知,A 应该是硫酸铜。根据④可知,白色沉淀是氢氧化铝,所以 B 是氢氧 化钠。气体是 CO2,则 CO2 和 E 反应生成的白色沉淀是硅酸,所以 E 是硅酸钠。又因为 A、C 的阴离子相同,D、E 的阳离子相同,所以 D 是碳酸钠,C 是硫酸铝,则 B 是 HBr。 (1)略 (2)碳酸钠是强碱弱酸盐,CO32-水解,方程式为 CO32-+H2O HCO3-+OH-,使得 c(OH-) + >c(H ),所以溶液显碱性。 (3)铝离子水解显酸性,和 CO32-水解相互促进,方程式为 2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH) 3↓+3CO2↑。 (4) 阳极是 OH 放电, 生成氧气, 物质的量是 0.1mol。 根据总方程式 2CuSO4+2H2O


电解

2Cu

+2H2SO4+O2↑可知, 同时产生的氢离子的物质的量是 0.4mol, 其浓度是 1.0mol/L, 所以 pH =0。 11.(1)HCO3CO32-+H+ HCO3H2CO3 + OH- (2 分) (2) 10-6 (2 分) - (3) 用 pH 试纸(或 pH 计)测常温下 0.1mol· 1 Na2CO3 溶液的 pH,若 pH<12,则该同学 L 的观点正确;若 pH>12,则该同学的观点不正确。 (2 分) (4) C(Li+)=0.075mol/l;C(CO32-)=0.1mol/l;Qc=C(CO32-) C2(Li+)=5.6x10-4< Ksp 无沉淀。(准确表达过程 3 分。只提无沉淀 1 分) (5)(2 分)

【解析】 (1)HCO3-既存在电离平衡,又存在水解平衡,所以能起到稳定人体 PH 的作用, 方程式为 HCO3CO32-+H+、HCO3H2CO3 + OH- 。 - - - (2) 根据图像可知, 当碳酸的浓度是 10 3mol/L 时, 氢离子和 HCO3 的浓度分别是 10 3mol/L、

10 6mol/L,所以 Ka1 ? (3)如果 0.1mol· L
-1



碳酸钠的水解程度时 10%,则溶液的 pH=12,所以可以通过 pH 试
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纸测量起 pH 即可,即用 pH 试纸(或 pH 计)测常温下 0.1mol· 1 Na2CO3 溶液的 pH,若 L pH<12,则该同学的观点正确;若 pH>12,则该同学的观点不正确。 (4)加入 100 mL0.125 mol· -1 Na2CO3 溶液后,溶液中 c(Li+)=0.075 mol· -1,c(CO32-)= L L -1 + 2 2-4 0.1mol· ,此时 c(Li ) × L c(CO3 )=5.6x10 < Ksp,所以无沉淀生成。 (5)根据(4)可知 t1 时刻后 c(Li+)=0.075 mol· -1,c(CO32-)=0.1mol· -1,所以图像为(见 L L 答案)。 + - 12. (1)阳极 CO2+6H +6e =CH3OH+H2O (2)CH3OH HCHO+H2 甲醛能使蛋白质变性



(3)1.5 碳粒 【解析】 (1)氢气在反应中失去电子,应在阳极通入。B 是电子流入的极是属于阴极,电极 + - 反应式为 CO2+6H +6e =CH3OH+H2O。 (2)甲醇脱去 1 分子氢气即得甲醛,方程式为 CH3OH HCHO+H2。因为甲醛可以使 蛋白质变性,所以可用于杀菌消毒。 (3)0. 5 mol 甲醇在反应中失去 3mol 电子(碳原子由—2 价升高到+4 价) ,根据电子得失 2— 守恒知负极消耗 O 的物质的量为 1.5mol。0. 5 mol 甲醇常温下燃烧所释放的能量是 400kJ, 所以热化学方程式为 。若 氧气不足即相当于燃烧不充分,容易使甲醇被氧化生成碳,从而产生堵塞现象。 13. (14 分) (1)①Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O ②加热(至沸) (2)①淀粉溶液 蓝色褪去 ②偏高 (3)①向滤液中加入适量 30% H2O2,使其充分反应 - + ②滴加 1.0 mol· 1 NaOH,调节溶液 pH 约为 5(或 3.2≤pH<5.9),使 Fe3 沉淀完全 L - + ④向滤液中滴加 1.0 mol· 1 NaOH,调节溶液 pH 约为 10(或 8.9≤pH≤11),使 Zn2 沉淀完全 L 【解析】本题主要考查废电池中铜的回收以及 ZnO 的制备实验。 (1)铜与稀硫酸不反应, 加入 H2O2 可以将铜氧化。H2O2 不稳定,受热分解生成氧气逸出。 (2)根据碘遇淀粉变蓝色 的性质,可用淀粉作指示剂。在锥形瓶中加入淀粉溶液,溶液变蓝色,滴入 Na2S2O3 标准溶 液,待溶液的蓝色褪去,即证明 I2 全部反应。若溶液中的 H2O2 没有除尽,H2O2 具有强氧化 + + 性,会氧化 Na2S2O3,导致 Na2S2O3 标准溶液使用偏多,算出的 Cu2 的含量偏高。 (3)Fe2 + 与 Zn2 完全沉淀时的 pH 相差不大,直接沉淀时生成的 Zn(OH)2 不纯,故可先加入氧化剂 + + H2O2(该氧化剂不引入杂质离子)将 Fe2 转化为 Fe3 ,调节 pH 在 3.2 至 5.9 之间,目的是将 + + + Fe3 全部沉淀,而保留 Zn2 不沉淀。过滤后,再调节 pH 大于 8.9,使 Zn2 全部沉淀,但是 pH 不能超过 11,否则 Zn(OH)2 会被溶解。最后煅烧 Zn(OH)2 使其分解得 ZnO。

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