高考化学二轮复习第1部分专题素能提升练7：水溶液中的离子平衡（含答案）

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1、水溶液中的离子平衡1了解水的电离、离子积常数(KW)。2.了解溶液pH的含义及其测定方法，能进行pH的简单计算。3.理解弱电解质在水中的电离平衡，能利用电离平衡常数(Ka、Kb、Kh)进行相关计算。4.了解盐类水解的原理，影响盐类水解程度的主要因素，盐类水解的应用。5.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。6.以上各部分知识的综合运用。1(2019全国卷)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图，下列叙述错误的是()A冰表面第一层中，HCl以分子形式存在

2、B冰表面第二层中，H浓度为5103 molL1(设冰的密度为0.9 gcm3)C冰表面第三层中，冰的氢键网络结构保持不变D冰表面各层之间，均存在可逆反应HClHClDA项，由图示可知，第一层中，HCl以分子形式存在，正确；B项，第二层中，已知ClH2O1041，HCl=HCl，H和Cl的物质的量是相同的，设H2O的物质的量为1 mol，则n(H)104 mol，V(H2O)20 cm30.02 L，故c(H)5103 molL1，正确；C项，第三层中，只有水分子存在，所以冰的氢键网络结构保持不变，正确；D项，由A项、C项分析可知，第一层和第三层中的物质均以分子形式存在，故均不存在可逆反应HCl

3、HCl，错误。2(2019全国卷)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka11.1103，Ka23.9106)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BNa与A2的导电能力之和大于HA的Cb点的混合溶液pH7Dc点的混合溶液中，c(Na)c(K)c(OH)CA项，溶液导电能力的强弱与溶液中自由移动的离子浓度和种类有关，正确；B项，由图像知，a点到b点，HA转化为A2，b点导电能力相对于a点增强，可判断Na和A2的导电能力之和大于HA的，正确；C项，b点为反应终点，发生的反应为2KHA2NaOH=

4、Na2AK2A2H2O。因为H2A为弱酸，所以Na2A、K2A溶液显碱性，pH7，错误；D项，c点为Na2A、K2A和NaOH的混合溶液，由图像经分析可知c(Na)c(K)c(OH)，正确。3(2018全国卷，节选)测定K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合铁酸钾)中铁的含量。(1)称量m g样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c molL1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是_。(2)向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c molL1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量

5、分数的表达式为_。解析(1)将C2O氧化成CO2，达到滴定终点时，KMnO4稍过量，溶液中出现粉红色且半分钟内不变色。(2)加入过量锌粉能将溶液中Fe3还原为Fe2，酸化后Fe2与KMnO4溶液反应，根据化合价变化可找出关系式为5Fe2MnO，根据消耗KMnO4溶液的浓度和体积可知溶液中n(Fe2)c molL1V103 L55103cV mol，则该晶体中铁元素的质量分数为100%或100%。答案(1)当滴入最后一滴标准液后，溶液变为粉红色，且半分钟内不变色(2)100%4(2018全国卷)用0.100 molL1 AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 molL1 Cl溶液的滴定曲线

6、如图所示。下列有关描述错误的是()A根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为1010B曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag)c(Cl)Ksp(AgCl)C相同实验条件下，若改为0.040 0 molL1 Cl，反应终点c移到aD相同实验条件下，若改为0.050 0 molL1 Br，反应终点c向b方向移动C根据滴定曲线，当加入25 mL AgNO3溶液时，Ag与Cl刚好完全反应，AgCl处于沉淀溶解平衡状态，此时溶液中c(Ag)c(Cl)104.75 molL1，Ksp(AgCl)c(Ag)c(Cl)109.53.161010，A项正确；曲线上各点都处于沉淀溶解平衡状态，故符合c(Ag)

7、c(Cl)Ksp(AgCl)，B项正确；根据图示，Cl浓度为0.050 0 molL1时消耗25 mL AgNO3溶液，则Cl浓度为0.040 0 molL1时消耗20 mL AgNO3溶液，a点对应AgNO3溶液体积为15 mL，所以反应终点不可能由c点移到a点，C项错误；由于AgBr的Ksp小于AgCl的Ksp，初始c(Br)与c(Cl)相同时，反应终点时消耗的AgNO3溶液体积相同，但Br浓度小于Cl浓度，即反应终点从曲线上的c点向b点方向移动，D项正确。5(2017全国卷)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是()

8、AKa2(H2X)的数量级为106B曲线N表示pH与lg 的变化关系CNaHX溶液中c(H)c(OH)D当混合溶液呈中性时，c(Na)c(HX)c(X2)c(OH)c(H)D由Ka1Ka2，则 lgKa1lgKa2。当lg lg 时，有pH1pH2，故曲线N表示pH与lg 的变化关系，曲线M表示pH与lg 的变化关系，B项正确。由曲线M可知，当pH4.8 时，lg 0.6，由pH2lgKa2lg 可得：lgKa20.64.85.4，Ka2105.4100.6106，故Ka2的数量级为106，A项正确。NaHX溶液中，1，则lg 0，此时溶液pHc(OH)，C项正确。由以上分析可知，HX的电离程

9、度大于其水解程度，故当溶液呈中性时，c(Na2X)c(NaHX)，溶液中各离子浓度大小关系为c(Na)c(X2)c(HX)c(OH)c(H)，D项错误。6(1)(2017全国卷，节选)若“滤液”中c(Mg2)0.02 molL1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3)1.0105 molL1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ _(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.31022、1.01024。(2)(2015全国卷，节选)已知：KspFe(OH)311039，KspZn(OH)21017，KspFe(OH)21.61014

10、。用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至pH为_时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1105molL1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为_时，锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1 molL1)。若上述过程不加H2O2后果是_，原因是_。解析(2)根据氢氧化铁的溶度积常数可知，当铁离子完全沉淀时溶液中氢氧根的浓度为molL151012molL1，所以氢离子浓度是2103molL1，因此加碱调节pH为2.7，Fe3刚好完全沉淀。Zn2浓度为0.1 molL1，根据氢氧化锌的溶度积常数可知开始沉淀时的氢

11、氧根浓度为108molL1，则pH6，即继续加碱调节pH为6，锌开始沉淀。如果不加双氧水，则在沉淀锌离子的同时亚铁离子也沉淀，导致生成的氢氧化锌不纯，无法分离开Zn2和Fe2。答案(1)Fe3恰好沉淀完全时，c(PO) molL11.31017 molL1，c3(Mg2)c2(PO)(0.02)3(1.31017)21.71040n(H)：c(OH)c(H)pH(2)n(OH)7pH11V酸V碱HXB298 K时，Clg 2时，c(HX)c(X)c(HY)c(Y)D相同浓度时，NaX和NaY两溶液中离子总浓度相等DNaX水解程度较大，HX酸性较弱，A对；K(HX)107，K(HY)105，B对

12、；根据物料守恒可知C对；根据电荷守恒：c(Na)c(H)c(X)c(OH)，c(Na)c(H)c(Y)c(OH)，又因为两溶液中c(Na)相同，c(H)不同，故总离子浓度不相等，D错。6将体积均为V0的三种溶液分别加水稀释至体积为V时，pH与的关系如图所示，下列说法正确的是()A酸性：HXHYB用HX溶液滴定NaOH溶液时指示剂用甲基橙比用酚酞误差小C对于HX和NaX的混合溶液，101时，c(HX)c(X)D.在101103时，HX和NaX混合溶液随的减小，X的水解与HX的电离程度始终保持不变C稀释相同倍数，HY的pH较大，酸性HXHY，稀释100倍，HY的pH2，HY为强酸，A错误；HX与N

13、aOH恰好反应时为碱性，若用甲基橙作指示剂，所用HX偏多，误差大，B错误；根据图像可知HX的电离程度大于X的水解程度，c(HX)c(OH)B随温度升高，CH3COONa溶液的c(OH)减小C随温度升高，CuSO4溶液的pH变化是KW改变与水解平衡移动共同作用的结果D随温度升高，CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低，是因为CH3COO、Cu2水解平衡移动方向不同C水的电离与盐的水解都是吸热过程，加热都促进了平衡的右移，KW与Kh都增大。3在T 时，铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是 ()AT 时，在Y点和Z点，Ag2CrO4的Ksp相等B

14、在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点CT 时，Ag2CrO4的Ksp为1108D图中a104CKspc2(Ag)c(CrO)(1103)2110511011，C错误。4(2019贵阳模拟)已知：T 时，Ksp(PbS)1.31024，Ksp(ZnS)1.01022；当溶液中离子浓度105 molL1时，表明该离子已除尽。T 时，下列有关ZnS和PbS的说法不正确的是()AZnS的饱和溶液中，c(Zn2)c(S2)1.01011 molL1B欲将某工业废水中的Pb2除去，则加入Na2S溶液后应保证溶液中c(S2)1.31019 molL1C向同浓度的ZnCl2和Pb

15、Cl2的混合溶液中滴加Na2S溶液，PbS先析出D向PbS悬浊液中加入ZnCl2浓溶液，PbS不可能转化为ZnSDPbS悬浊液中c(S2)，向该悬浊液中加入ZnCl2浓溶液，当c(Zn2)时，PbS沉淀转化为ZnS沉淀，D项错误。Ka、Kb、Kh的计算及应用5已知H2A的Ka11104，Ka21109，则常温下，下列说法不正确的是()A当溶液中c(HA)c(A2)时，pH9B浓度均为0.1 molL1的H2A与NaOH溶液等体积混合，溶液呈碱性C0.01 molL1的Na2A溶液的pH约为10.5DpH10的溶液中10B根据电离常数可求A2的水解常数Kh11105，Kh211010。H2A与N

16、aOH溶液混合恰好生成NaHA，HA的电离程度(Ka21109)大于HA的水解程度(Kh211010)，溶液呈酸性，B错误。625 时，将0.1 mol NaOH固体加入1.0 L x molL1 CH3COOH溶液中(忽略溶液体积、温度变化)，充分反应后向混合液中加入CH3COOH或CH3COONa固体，溶液pH的变化如图。下列叙述正确的是()Ac点对应的溶液中c(Na)c(CH3COO)B从b点对应溶液到a点对应溶液的过程中减小Ca、b、c点对应的溶液中，水的电离程度：abcDa、b、c点对应的溶液中，Ka(CH3COOH)均为107Bc点对应的溶液呈中性，c(H)c(OH)，根据电荷守恒

17、知c(Na)c(CH3COO)，A错误；加入CH3COOH过程中，c(CH3COO)和c(H)增大，c(OH)减小，c(Na)不变，减小，B正确；CH3COO增多，水解程度增大，水的电离程度增大，则a、b、c点对应的溶液中，水的电离程度：cba，C错误；温度一定，电离平衡常数一定，c点时有c(Na)c(H)c(CH3COO)c(OH)，又溶液的pH7，则c(H)c(OH)107 molL1，c(Na)c(CH3COO)0.2 molL1，Ka(CH3COOH)107，D错误。7(1)(2019衡阳一模)25 时，H2S的电离平衡常数Ka11.3107、Ka27.01015。用NaOH溶液吸收H

18、2S气体得到pH10的Na2S溶液，在此过程中水的电离程度将_(填“增大”“减小”或“不变”)；此时溶液中_。(2)(2019菏泽一模)已知常温下，Ka(HNO2)5104，则反应HNO2(aq)OH(aq)NO(aq)H2O(l)的平衡常数K_，相同物质的量浓度的HNO2、NaNO2混合溶液中，各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为_。解析(1)NaOH为强碱，对水的电离产生抑制，Na2S为强碱弱酸盐，S2水解促进水的电离，因此用NaOH溶液吸收H2S气体生成Na2S的过程中，水的电离程度增大；c(S2)/c(HS)c(S2)c(H)/c(HS)c(H)7.01015/10107.0105。(

19、2)平衡常数K51010；由Ka(HNO2)5104知HNO2为弱酸，NO的水解常数Kh21011，Ka(HNO2)Kh，故相同物质的量浓度的HNO2、NaNO2混合溶液中，HNO2的电离大于NO的水解，所以各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为c(NO)c(Na)c(H)c(OH)。答案(1)增大7.0105(2)51010(3)c(NO)c(Na)c(H)c(OH)Ksp的有关计算及应用8(1)(2019聊城模拟)已知：常温下KspFe(OH)38.01038，KspAl(OH)31.31033，当Fe3完全沉淀时，溶液中Al3理论最大浓度为_。(2)(2019四川名校联考)除了OH之外，S

20、2也是一种常见的金属离子沉淀剂。本质原因是一些金属硫化物的溶解度极小。已知：25 时，CuS的溶度积为41036，H2S的Ka11.25107，Ka28.01014。若要在1 L的盐酸中完全溶解0.01 mol CuS，理论上需要盐酸的最低浓度为_molL1(提示：用离子方程式计算)。(3)(2019长沙名校模拟)CuCl加入饱和NaCl溶液中会部分溶解生成CuCl，在一定温度下建立两个平衡：.CuCl(s)Cu(aq)Cl(aq)Ksp1.4106.CuCl(s)Cl(aq)CuCl(aq)K0.35。请写出c(Cu)与c(CuCl)的数学关系为_。解析(1)当离子浓度1.0105 molL

21、1时，认为该离子沉淀完全，即c3(OH)8.01033 mol3L3，c(Al3) molL10.162 5 molL1。(2)设盐酸的最小浓度为x molL1。 CuS2HCu2H2S起始/(molL1) x00变化/(molL1)0.01 0.02 0.01 0.01平衡/(molL1) x0.02 0.01 0.01K41016，解得x5105 molL1。(3)根据、可得2CuCl(s)Cu(aq)CuCl(aq)K1.41060.35，故c(Cu)c(CuCl)1.41060.354.9107。答案(1)0.162 5 molL1(2)5105 molL1(3)c(Cu)c(CuCl

22、)4.91079(2019衡水模拟)25 时，若滤液中要求c(Al3)1.3106 molL1、c(Mg2)0.018 molL1、c(Zn2)0.12 molL1，则过滤前沉淀时需调节溶液的pH范围为_已知：KspAl(OH)31.31033，KspMg(OH)21.81011，KspZn(OH)21.21017。答案5pHKsp时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。(2)当QcKsp时，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。(3)当Qcc(M)c(H)c(MOH)c(OH)(2)Na2A(强碱弱酸盐)溶液电荷守恒：c(Na)c(H)2c(A2)c(HA)c(OH)物料守恒：c

23、(Na)2c(H2A)c(HA)c(A2)粒子浓度：c(Na)c(A2)c(OH)c(HA)c(H2A)c(H)(3)NaHA(a：水解为主，b：电离为主)电荷守恒：c(Na)c(H)2c(A2)c(HA)c(OH)物料守恒：c(Na)c(H2A)c(HA)c(A2)粒子浓度：(4)HA(弱酸)与NaA混合液(同浓度同体积)(a：pH7)电荷守恒：c(Na)c(H)c(A)c(OH)物料守恒：2c(Na)c(HA)c(A)粒子浓度：(5)MOH(弱碱)与MCl混合液(同浓度、同体积)(a：pH7，b：pH7)电荷守恒：c(M)c(H)c(Cl)c(OH)物料守恒：2c(Cl)c(MOH)c(M

24、)粒子浓度：同一溶液中粒子浓度比较1(2019成都高三适应性考试)常温下，向1 L pH10的NaOH溶液中持续通入CO2。通入CO2的体积(V)与溶液中水电离出的OH浓度c(OH)的关系如图所示。下列叙述不正确的是()Aa点溶液中，由水电离出的c(H)11010 molL1Bb点溶液中，c(H)c(SO)c(NH)c(OH)c(H)C根据电荷守恒，可知C项中的混合液中存在：2c(S2)c(Cl)c(HS)c(OH)c(Na)c(H)，C错误。3(2019衡水信息卷)工业用Na2SO3溶液吸收SO2，减少空气污染。常温下，测得Na2SO3溶液吸收SO2过程中，pH随c(SO)c(HSO)的变化关系如下表所示，下列说法正确的是()c(SO)c(HSO)91911991pH8.27.26.2A.Ka1(H2SO3)1107.2BNaHSO3溶液的pHc(HSO)c(SO)c(H)c(OH)DNa2SO3溶液中，SO的水解常数Kh19.1105.2CKa21107.2，Ka1Ka2，Ka11107.2，A项错误；NaHSO3溶液的pHc(SO)，C项正确；SO的水解常数Kh11106.8，D项错误。4常温下，Ka(CH3COOH)1.8105，分别向20 mL 0.1 mo