专题18 水溶液中的离子平衡综合应用-五年高考（15-19）化学试题分类汇编（解析版）

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1、2019年高考题1【2018天津卷】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：（1）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，CO2主要转化为_（写离子符号）；若所得溶液c(HCO3)c(CO32)=21，溶液pH=_。（室温下，H2CO3的K1=4107；K2=51011）【答案】 CO32- 10 【解析】2【2018江苏卷】碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末，反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液，反应方程式为（2x）Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O2（1x）Al2(SO4)3xAl(OH)3+3xCa

2、SO4+3xCO2。生成物（1x）Al2(SO4)3xAl(OH)3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。（2）碱式硫酸铝溶液吸收SO2过程中，溶液的pH_（填“增大”、“减小”、“不变”）。【答案】（2）减小【解析】精准分析：（2）碱式硫酸铝溶液吸收SO2，溶液碱性减弱，pH减小。1【2017新课标1卷】（14分）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：（5）若“滤液”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？

3、（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为。【答案】（5）Fe3+恰好沉淀完全时，c()=molL1=1.31017 molL1，c3(Mg2+)c2()(0.01)3(1.31017)2=1.71040Ksp Mg3(PO4)2，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。2【2017新课标1卷】（14分）近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_（填标号）。A氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以B氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸

4、C0.10 molL1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D氢硫酸的还原性强于亚硫酸【答案】（1）D【解析】（1）A根据复分解反应的规律：强酸+弱酸盐=强酸盐+弱酸，可知酸性H2SO3H2CO3H2S，A错误；B亚硫酸、氢硫酸都是二元弱酸，由于溶液中离子浓度越大，溶液的导电性就越强，所以等浓度的亚硫酸的导电性比氢硫酸的强，可以证明酸性：H2SO3 H2S，B错误；C等浓度的二元弱酸，酸电离产生的c(H+)越大，溶液的酸性越强，则其pH就越小。所以亚硫酸溶液的pH比等浓度的氢硫酸的小，可以证明酸性：H2SO3 H2S，C错误；D物质的还原性大小与微粒中元素的化合价及微粒结构有关，与其电离产

5、生氢离子的浓度大小无关，因此不能证明二者的酸性强弱，D正确。答案选D。3【2017天津卷】（14分）H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列方法中的问题。方法2：用氨水除去SO2（5）已知25，NH3H2O的Kb=1.8105，H2SO3的Ka1=1.3102，Ka2=6.2108。若氨水的浓度为2.0 molL1，溶液中的c(OH)=_ molL1。将SO2通入该氨水中，当c(OH)降至1.0107 molL1时，溶液中的c()/c()=_。【答案】（5）6.0103 0.624【2016新课标1卷】元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3

6、+(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O72(橙红色)、CrO42(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：（3）在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl，利用Ag+与CrO42生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl恰好沉淀完全(浓度等于1.0105 molL1)时，溶液中c(Ag+)为_ molL1，此时溶液中c(CrO42)等于_ molL1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.01012和2.01010)。【答案】（3）2.010-5 ；510-3；【解析】（3）当溶液中Cl完全沉淀时，即c(Cl-)

7、=1.0105 molL1，根据溶度积常数Ksp(AgCl)=2.01010，可得溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=2.01010(1.0105 molL1)=2.010-5 molL1；则此时溶液中c(CrO42)=Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)=2.01012(2.010-5 molL1)=510-3molL1；5【2016新课标2卷】联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，联氨第一步电离反应的平衡常数值为_(已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7107；KW

8、=1.010-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为。【答案】（4）8.710-7 N2H6(HSO4)26【2016上海卷】随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。完成下列填空：（3）碳酸：H2CO3，Ki1=4.310-7，Ki2=5.610-11草酸：H2C2O4，Ki1=5.910-2，Ki2=6.410-50.1 mol/L Na2CO3溶液的pH_0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。（选填“大于”、“小于”或“等于”）等浓度的草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是_。若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子浓度大小的

9、顺序正确的是_。（选填编号）aH+HC2O4-HCO3-CO32- BHCO3-HC2O4-C2O42-CO32-cH+HC2O4-C2O42-CO32- DH2CO3 HCO3-HC2O4-CO32-（4）人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H+ HCO3- H2CO3，当有少量酸性或碱性物质进入血液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象。_【答案】（3）大于；草酸；ac （4）当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变。（合理即给分）【解析】（3）根据电离常数可

10、知草酸的酸性强于碳酸，则碳酸钠的水解程度大于草酸钠，所以0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。草酸的酸性强于碳酸，则等浓度草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是草酸。a草酸的两级电离常数均大于碳酸的，所以草酸的两级的电离程度均大于碳酸的，因此溶液中H+HC2O4-C2O42-HCO3-CO32-，a正确；b根据a中分析可知b错误；c根据a中分析可知c正确；d根据a中分析可知d错误，答案选ac。（4）根据平衡可知当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液中的pH基本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓

11、度变化较小，血液的pH基本不变。7【2015北京卷】（14分）研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。（1）溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO3-占95%，写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式： 。（2）在海洋循环中，通过下图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式： 。同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O，用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整： + （CH2O）x+x18O2+xH2O（3）海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础，测量溶解无机碳，可采用如下方法：气提、吸收CO2，用N

12、2从酸化后的还说中吹出CO2并用碱液吸收（装置示意图如下），将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为NaHCO3，再用xmol/LHCl溶液滴定，消耗ymlHCl溶液，海水中溶解无机碳的浓度= mol/L。【答案】（1）CO2+H2OH2CO3，H2CO3HCO3+H+ （2）Ca2+ 2HCO3CaCO3+ CO2+H2O xCO2 2x H218O（3） xy/z来源:Zxxk.Com（3）注意酸化的试剂要用硫酸，一定不能用盐酸，HCl会挥发出来影响后续的滴定。该滴定过程转化的关系式为：CO2 HCO3 HCl1 1n（CO2） x mol/Ly10-3L解

13、得：n（CO2）=xy10-3mol 所以：c（CO2）=xy/z mol/L8【2015福建卷】（15分）研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。（2）25，在0.10molL-1H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S2-)关系如图（忽略溶液体积的变化、H2S的挥发）。pH=13时，溶液中的c(H2S)+c(HS-)= molL-1.某溶液含0.020 molL-1Mn2+、0.10 molL-1H2S，当溶液pH= 时，Mn2+开始沉淀。已知：Ksp(MnS)=2.810-13（3）25，两种酸的电离平衡常数如右表。Ka1Ka2H2SO31.310-

14、26.310-4H2CO34.210-75.610-11HSO3-的电离平衡常数表达式K= 。0.10 molL-1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为 。【答案】（2）0.043；5。（3）；c(Na+)c(SO32-)c(OH-)c(HSO3-)c(H+)；H2SO3+HCO3-=HSO3-+CO2+H2O。电离程度越大，电离平衡常数就越大。所以根据表格数据可知H2SO3的二级电离平衡常数大于H2CO3的一级电离平衡常数，故H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要是复分解反应的规律：强酸与弱酸的盐发生反应制取弱酸。其离子方程

15、式为H2SO3+HCO3-HSO3-+CO2+H2O。【考点定位】考查元素原子结构示意图的书写、物质性质的化学方程式书写、盐的水解平衡、弱电解质电离平衡、沉淀溶解平衡的知识在离子浓度大小比较的应用。9【2015新课标1卷】（15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：（2）上述浓缩液中含有I-、Cl-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中为：_，已知Ksp（AgCl）=1.810-10，Ksp（AgI）=8.510-17。来源:Z。xx。k.Com【答案】（2）4.710-7；10【2015新课标2卷】（14分）酸性锌锰干电

16、池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉，MnO2，ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：溶解度/（g/100g水）化合物Zn（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列问题：（4）用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至pH为 时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于110-5mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至pH为_时，锌开始沉淀（假定Zn2浓度为0.1

17、mol/L）。若上述过程不加H2O2后果是 ，原因是 。【答案】（4）Fe3；2.7；6；Zn2和Fe2分离不开；Fe（OH）2和Zn（OH）2的Ksp相近【解析】（4）双氧水具有强氧化性，能把铁氧化为铁离子，因此加入稀硫酸和双氧水，溶解后铁变为硫酸铁。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铁离子浓度为105mol/L，则溶液中氢氧根的浓度，所以氢离子浓度是2103mol/L，pH2.7，因此加碱调节pH为2.7时铁刚好完全沉淀。Zn2浓度为0.1mol/L，根据氢氧化锌的溶度积常数可知开始沉淀时的氢氧根浓度为108mol/L，氢离子浓度是106mol/L，pH6，即继续加碱调

18、节pH为6时锌开始沉淀。如果不加双氧水，则铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，由于氢氧化亚铁和氢氧化锌的溶度积常数接近，因此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。11【2015浙江卷】（3）在AgCl沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，写出反应的离子方程式_。【答案】（3）AgCl+BrAgBr+Cl 【解析】（3）AgBr比AgCl更难溶，生成的淡黄色沉淀为了溴化银，离子方程式为AgCl+BrAgBr+Cl。12【2015天津卷】（14分）FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小

19、。请回答下列问题：（1）FeCl3净水的原理是 。FeCl3 溶液腐蚀钢铁设备，除H作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示） 。（2）为节约成本，工业上用NaClO3 氧化酸性FeCl2 废液得到FeCl3。若酸性FeCl2废液中c(Fe2)2.010-2molL-1, c(Fe3)1.010-3molL-1, c(Cl)5.310-2molL-1，则该溶液的pH约为 。【答案】（1）Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质；2Fe3+Fe=3Fe2+ （2）2 来源:学科网来源:学&科&网13【2015上海卷】（5）室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的pH 0.

20、1 mol/L Na2SO3溶液的pH（选填“大于”、“小于”或“等于”）。浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO32、CO32、HSO3、HCO3浓度从大到小的顺序为 。已知： H2SO3 Ki1=1.5410-2 Ki2=1.0210-7HClO Ki1=2.9510-8H2CO3 Ki1=4.310-7 Ki2=5.610-11【答案】（5）大于；SO32CO32HCO3HSO3。14【2015山东卷】（19分）毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl22H2O的流程如下:（2）Ca2+Mg2+F

21、e3+开始沉淀时的pH11.99.11.9完全沉淀时的pH13.911.13.2加入NH3H2O调节pH=8可除去 （填离子符号），滤渣中含 （填化学式）。加入H2C2O4时应避免过量，原因是 。已知：Ksp（BaC2O4）=1.610-7，Ksp（CaC2O4）=2.310-9【答案】（2）Fe3+；Mg(OH)2、Ca(OH)2；H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品的产量减少。【解析】（2）根据流程图和表中数据，加入NH3H2O调pH为8，只有Fe3+完全沉淀，故可除去Fe3+；加入NaOH调pH=12.5，Mg2+也完全沉淀，Ca2+部分沉淀，所以滤渣中含Mg(OH)2、Ca

22、(OH)2；根据Ksp（BaC2O4）=1.610-7，H2C2O4过量时Ba2+转化为BaC2O4沉淀，BaCl22H2O产品的产量减少。15【2015江苏卷】(12分)软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4H2O ，反应的化学方程式为：MnO2SO2=MnSO4（2）已知：KspAl(OH)3=11033，KspFe(OH)3=31039，pH=71时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3、Al3(使其浓度小于1106molL1)，需调节溶液pH范围为_。【答案】（2）5.0pH7.1；【解析】（2）制备

23、MnSO4，再根据信息，pH小于71，氢氧化铝完全变成沉淀时的pH：KspAl(OH)3=11033=c(Al3)c3(OH)，c(Al3)=1106molL1，得出：c(OH)=1109molL1，c(H)=Kw/c(OH)=105，pH=5，同理计算出Fe(OH)3完全变成沉淀时，pH约为35，故范围是：5.0pH7.1；16【2015江苏卷】（4）CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c(SO32)=_用c(SO42)、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示；CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因是_。【答案】（4）Ksp(

24、CaSO3)c(SO42)/Ksp(CaSO4)，CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO32的浓度增大，加快SO32与NO2的反应速率。17【2015海南卷】（9分）银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题。（2）已知Ksp(AgCl)=1810-10,若向50mL0018molL-1的AgNO3溶液中加入50mL0020molL-1的盐酸，混合后溶液中的Ag+的浓度为 molL-1，pH为 。【答案】（2）1.810-7mol/L；2【解析】（2）根据反应中HCl和硝酸银的物质的量可知HCl过量，则计算剩余的氯离子的物质的量浓度为（0.02-0.018）mol/L/2=0.001mol/L，根据AgCl的溶度积的表达式计算即可；因为该反应中氢离子未参加反应，所以溶液的体积变为100mL时，氢离子的浓度为0.01mol/L，则pH=2。18【2015海南卷】（8分）氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：（1）氨的水溶液显弱碱性，其原因为 （用离子方程式表示），01 molL-1的氨水中加入少量的NH4Cl固体，溶液的PH （填“升高”或“降低”）；若加入少量的明矾，溶液中的NH4+的浓度 （填“增大”或“减小”）。【答案】（1）NH3H2ONH4+OH- 减小；来源:Z*xx*k.Com