专题突破练十 水溶液中的离子平衡(A)一、选择题1.(2021天津模拟)对于0.1mol·L-1Na2CO3溶液,下列说法正确的是( )A.加入NaOH固体,溶液pH减小B.升高温度,溶液中c(OH-)增大C.稀释溶液,溶液中c(H+)减少D.c(Na+)+c(H+)=c(HC)+c(C)+c(OH-)2.(2021山东枣庄第三次质检)已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是下列有关三种酸的电离平衡常数(25℃),若已知下列反应可以发生:NaCN+HNO2HCN+NaNO2、NaCN+HFHCN+NaF、NaNO2+HFHNO2+NaF。由此可判断下列叙述不正确的是( )A.K(HF)=7.2×10-4B.K(HNO2)=4.6×10-4C.根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序:HF>HCN>HNO2D.K(HCN)<K(HNO2)<K(HF)3.(2021北京海淀模拟)为研究沉淀的生成及转化,同学们进行下图所示实验。下列关于该实验的分析不正确的是( )A.①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN)B.①中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq)C.②中无明显变化是因为溶液中的c(SCN-)过低D.上述实验不能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生4.(2021广东“六校联盟”第三次联考)室温时,下列有关电解质溶液的说法正确的是( )A.pH相等的HNO3和HCN两种酸溶液中,c(N)>c(CN-)B.NaHB溶液呈酸性,可推知H2B在水中不能完全电离C.往NH4Cl溶液中加入镁粉,可生成两种气体D.Na2CO3溶液中通入CO2所得的中性溶液中:c(Na+)=2c(C)5.(2021湖北七市州教科协3月联考)下列关于电解质溶液的说法中错误的是( )A.等浓度、等体积的HCOOH溶液与HCOONa溶液混合后pH<7:c(HCOO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)B.新制氯水中:c(ClO-)+c(HClO)=c(Cl-)C.已知Ka(HF)>(H2S),则同浓度的NaHS和NaF溶液的pH:NaHS>NaFD.Na2CO3与NaHCO3的混合溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC)+c(C)
6.(双选)(2021山东烟台模拟)已知AG=lg。25℃时,用0.100mol·L-1的盐酸滴定20.00mL0.100mol·L-1某一元弱碱MOH溶液,AG与所加盐酸的体积(V)关系如图所示。下列说法错误的是( )A.Kb(MOH)约为10-5.5B.a点时,由水电离出来的c水(H+)为1×10-10.75mol·L-1C.b点时,加入盐酸的体积大于20.00mLD.由b点到c点的过程中水的电离平衡逆向移动7.(2021广东珠海模拟)常温下,往20mL0.10mol·L-1HA溶液中滴加0.10mol·L-1KOH溶液,所得混合溶液中水电离的H+浓度和所加的KOH溶液体积变化趋势如图所示,下列有关说法错误的是( )[注意:电离度=×100%]A.该酸的电离度约为1%B.b点:溶液存在c(A-)>c(K+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)C.c点:溶液存在c(HA)+c(H+)=c(OH-)D.d点:pH=78.(双选)(2021吉林长春联考)已知H2RO3为二元弱酸。常温下,用0.10mol·L-1Na2RO3溶液吸收RO2气体,吸收液的pH与的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是( )A.常温下,(H2RO3)的数量级为10-8B.常温下,中性溶液中c(HR)<c(R)C.E点时,c(Na+)>c(R)>c(OH-)>c(HR)>c(H+)D.G点时,2c(R)+c(HR)-c(Na+)=(1.0×10-6.2-1.0×10-7.8)mol·L-1二、非选择题
9.(2021辽宁沈阳联考)0.010mol·L-1的二元酸H2A溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH变化如图所示。(1)用离子方程式说明Na2A溶液显碱性的原因: ,该反应的平衡常数表达式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。由图确定下列数据(保留整数位):①-lg= ;= 。 ②将0.020mol·L-1Na2A溶液和0.010mol·L-1盐酸等体积混合,所得溶液的pH约为 。 (4)0.010mol·L-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 。 10.(2021福建模拟节选)(1)工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧产生的温室气体CO2,其产物之一是NH4HCO3。已知常温下碳酸的电离常数=4.4×10-7、=4.7×10-11,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5,则所得的NH4HCO3溶液中c(N) (填“>”“<”或“=”)c(HC)。 (2)“亚硫酸盐法”吸收烟中的SO2。①将烟气通入1.0mol·L-1Na2SO3溶液,若此过程中溶液体积不变,则溶液的pH不断 (填“减小”“不变”或“增大”)。当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降,应更换吸收剂,此时溶液中c(S)=0.2mol·L-1,则溶液中c(HS)= 。 ②室温条件下,将烟气通入(NH4)2SO3溶液中,测得溶液pH与各组分物质的量分数的变化关系如图,B点时溶液pH=7,则n(N)∶n(HS)= 。 (3)25℃时,亚碲酸(H2TeO3)的=1×10-3,=2×10-8。①0.1mol∙L-1H2TeO3电离度α约为 。(α=×100%) ②0.1mol∙L-1的NaHTeO3溶液中,下列粒子的物质的量浓度关系正确的是 。 A.c(Na+)>c(HTe)>c(OH-)>c(H2TeO3)>c(H+)B.c(Na+)+c(H+)=c(HTe)+c(Te)+c(OH-)C.c(Na+)=c(Te)+c(HTe)+c(H2TeO3)D.c(H+)+c(H2TeO3)=c(OH-)+c(Te)(4)粗Se中Se的含量可以用如下方法测定:
①Se+2H2SO4(浓)2SO2↑+SeO2+2H2O②SeO2+4KI+4HNO3Se+2I2+4KNO3+2H2O③I2+2Na2S2O3Na2S4O6+2NaI用淀粉溶液作指示剂,Na2S2O3标准溶液滴定反应②中生成的I2来测定Se的含量。若从100g铜的阳极泥中回收得到ag粗Se,每次准确称取0.01ag粗Se进行实验,重复三次实验,平均消耗0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液的体积为22.10mL,滴定终点的现象是 , Se的回收率为 。(结果保留3位有效数字,回收率=×100%) 已知:铜的阳极泥化学成分(其他元素不考虑):元素AuAgCuSeTe成分/%0.912.0823.48.03.1参考答案专题突破练十 水溶液中的离子平衡(A)1.B 解析加入NaOH固体,C的水解平衡逆向移动,但溶液中c(OH-)较原来增大,故溶液pH增大,A项错误。升高温度,促使C的水解平衡正向移动,c(OH-)较原来增大,B项正确。稀释溶液,C的水解平衡正向移动,C水解程度增大,但由于溶液体积增大程度更大,所以c(OH-)减小,由于温度不变,KW不变,则c(H+)增大,C项错误。Na2CO3溶液中,据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-),D项错误。2.C 解析相同温度下,酸的电离常数越大,该酸的酸性越强,较强酸能和较弱酸的盐反应生成弱酸,根据反应推知酸的强弱顺序是HCN<HNO2<HF,则酸的电离平衡常数大小顺序为K(HCN)<K(HNO2)<K(HF),故K(HF)=7.2×10-4,K(HNO2)=4.6×10-4,故C项错误。3.D 解析AgNO3溶液中加入KSCN溶液,当c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN)时,析出白色沉淀AgSCN,A项正确。AgSCN固体在水溶液中存在溶解平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),B项正确。①中滴加Fe(NO3)3溶液,溶液不变红,说明AgSCN溶解产生的c(SCN-)较低,不能显色,C项正确。②中滴加KI溶液,Ag+与I-反应生成黄色沉淀AgI,溶液变红,说明AgSCN向AgI沉淀转化,D项错误。4.C 解析pH相等的HNO3和HCN两种酸溶液中,氢离子的浓度相等,酸根离子等于对应的氢离子浓度,则有c(N)=c(CN-),A项错误。NaHB溶液呈酸性,则NaHB可以是NaHSO4,对应的H2B是H2SO4,H2SO4在水中能完全电离,B项错误。NH4Cl溶液中N水解生成NH3·H2O和H+,加入的镁粉与氢离子反应生成氢气,促进N水解,生成较多NH3·H2O,NH3·H2O浓度较大时转化为氨,故可生成两种气体,C项正确。溶液呈中性,则存在c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得2c(C)+c(HC)=c(Na+),D项错误。5.D 解析等浓度、等体积的HCOOH溶液与HCOONa溶液混合后的溶液中存在着电荷守恒:c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),又因为溶液的pH<7,所以c(H+)>c(OH-),则c(HCOO-)>c(Na+),因此c(HCOO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),A项正确。新制氯水中含有的粒子为Cl2、ClO-、Cl-、HClO、H+、OH-,根据元素质量守恒有
c(ClO-)+c(HClO)=c(Cl-),B项正确。已知Ka(HF)>(H2S),则Kh(HF)<(H2S),因此同浓度的NaHS和NaF溶液的pH:NaHS>NaF,C项正确。Na2CO3与NaHCO3的混合溶液中存在着电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC)+2c(C),D项错误。6.CD 解析由图可知,V(盐酸)=0时,AG=lg=-7.5,结合KW求得c(OH-)=10-3.25mol·L-1,故电离常数Kb(MOH)==10-5.5,A项正确。a点是MOH溶液,抑制水的电离,溶液中c水(H+)=c(H+)=mol·L-1=1×10-10.75mol·L-1,B项正确。恰好完全反应生成MCl时,M+水解使溶液呈酸性,b点溶液呈中性,故加入盐酸的体积小于20.00mL,C项错误。b点溶液中溶质为MOH和MCl,滴定终点在b~c之间,恰好中和时水的电离程度最大,故b→c过程中水的电离平衡先正向移动后逆向移动,D项错误。7.D 解析a点时为HA溶液,此时c水(H+)=10-11mol·L-1,则c水(OH-)=c水(H+),酸溶液中OH-全部来源于水,故c(OH-)=c水(OH-)=10-11mol·L-1,则c(H+)==10-3mol·L-1,由于弱电解质电离很微弱,故c(HA)近似等于起始浓度,则电离度=×100%=1%,A项正确。b点对应加入KOH10mL,即n(KOH)∶n(HA)=1∶2,故b点溶液组成为c(KA)∶c(HA)=1∶1,溶液中大量存在K+、A-、HA,由图示知,此时c水(H+)<10-9mol·L-1,说明水的电离受到抑制,则HA电离(HAH++A-)大于A-水解(A-+H2OHA+OH-),故c(A-)>c(K+)>c(HA),H+、OH-微量存在,故浓度大小顺序为c(A-)>c(K+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-),B项正确。c点对应投料比n(KOH)∶n(HA)=1∶1,溶液组成为KA,由质子守恒得:c(HA)+c(H+)=c(OH-),C项正确。由C选项知c点组成为KA,由于A-水解,导致溶液显碱性,c点到d点继续加入KOH,故溶液碱性增强,不可能呈中性,D项错误。8.BC 解析用Na2RO3溶液吸收RO2气体,发生Na2RO3+RO2+H2O2NaHRO3,随着反应的进行,逐渐增大,且pH降低。H2RO3的二级电离平衡常数,电离平衡常数只受温度的影响,与物质的量浓度无关,可取=1的点,即=c(H+)=1,数量级为10-8,A项正确。根据图像=1时,溶液的pH=7.2;>1时,存在某点pH为7,即c(HR)>c(R),B项错误。E点时,<1,推出c(HR)<c(R),此时溶液显碱性,即c(OH-)>c(H+),c(OH-)的数量级约为10-6,水解、电离程度微弱,则有c(HR)>c(OH-),C项错误。G点时根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=2c(R)+c(HR)+c(OH-),则有2c(R)+c(HR)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=(1.0×10-6.2-1.0×10-7.8)mol·L-1,D项正确。9.答案(1)A2-+H2OHA-+OH- c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)(2)增大(3)①6 1×10-10 ②10(4)1×10-8 c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)>c(A2-)解析(1)由图可知,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)①H2A分两步发生电离:H2AHA-+H+、HA-A2-+H+,则有=;由图可知,H2A和HA-的物质的量分数均为0.5时,溶液的pH=6,则c(HA-)=c(H2A)时,c(H+)=1×10-6mol·L-1,则有=c(H+)=1×10-6,-lg=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+)=1×10-10mol·L-1,则有=c(H+)=1×10-10。②0.020mol·L-1Na2A溶液和0.010mol·L-1盐酸等体积混合,两者发生反应,得到等浓度Na2A、NaHA和NaCl混合溶液,由图可知,溶液的pH=10。
(4)0.010mol·L-1的NaHA溶液中,存在水解平衡:HA-+H2OH2A+OH-,则水解常数Kh==1×10-8。NaHA溶液中存在HA-的电离平衡和水解平衡,由于Kh>,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:c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)>c(A2-)。10.答案(1)>(2)①减小 1.6mol·L-1 ②3∶1(3)①10% ②CD(4)当加入最后半滴Na2S2O3标准溶液时,溶液由蓝色变成无色且30s内不恢复原来的颜色 54.6%解析(1)碳酸的=4.4×10-7,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5,则NH4HCO3溶液中HC的水解程度大于N的水解程度,故有c(N)>c(HC)。(2)①烟气通入1.0mol·L-1的Na2SO3溶液,生成NaHSO3,其水溶液显酸性,pH不断减小。发生反应SO2+Na2SO3+H2O2NaHSO3,此时溶液中c(S)=0.2mol·L-1,据反应可知生成的c(HS)=(1.0mol·L-1-0.2mol·L-1)×2=1.6mol·L-1。②B点时溶液中溶质为(NH4)2SO3和NH4HSO3,据电荷守恒可得:c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(HS)+2c(S)。由于溶液pH=7,则有c(H+)=c(OH-),可得:c(N)=c(HS)+2c(S),图中B点时c(HS)=c(S),从而可得:c(N)=3c(HS),故n(N)∶n(HS)=3∶1。(3)①25℃时,亚碲酸(H2TeO3)的=1×10-3,=2×10-8,电离以第一步电离为主,H2TeO3H++HTe=10-3,c(H+)=10-2mol·L-1,故0.1mol·L-1H2TeO3的电离度α约为×100%=10%。②NaHTeO3的溶液中存在电离和水解平衡,水解平衡常数=10-11<=2×10-8,说明HTe水解程度小于其电离程度,溶液显酸性,则c(Na+)>c(HTe)>c(H+)>c(OH-)>c(H2TeO3),A项错误。根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HTe)+2c()+c(OH-),B项错误。根据元素质量守恒:c(Na+)=c()+c()+c(H2TeO3),C项正确。根据质子守恒:c(H+)+c(H2TeO3)=c(OH-)+c(),D项正确。(4)用Na2S2O3溶液滴定反应②生成的I2,达到滴定终点时,I2被完全消耗,溶液由蓝色变成无色且30s内不恢复原来的颜色。据测定反应可得关系式:Se~SeO2~2I2~4Na2S2O3,则有n(Se)=n(Na2S2O3)=×0.1000mol·L-1×22.10×10-3L=5.525×10-4mol,则0.01ag粗Se中含有Se为5.525×10-4mol×79g·mol-1=0.04365g,ag粗Se中含有Se的质量为0.04365g×=4.365g。理论上100g铜的阳极泥中含有Se的质量为100g×8.0%=8.0g,故Se的回收率为×100%=54.6%。
