苏教版高中化学选择性必修1专题3水溶液中的离子反应专题检测含解析

水溶液中的离子反应

一、选择题(本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意)

1．下列说法正确的是(　　)

A．氯水能导电，所以氯气是电解质

B．碳酸钙不溶于水，所以它是非电解质

C．固体磷酸是电解质，所以磷酸在熔融状态下和溶于水时都能导电

D．胆矾虽不能导电，但它属于电解质

解析：选D　氯水导电是因为Cl2溶于水生成的盐酸和次氯酸电离产生了离子，A错误；碳酸钙是盐，是电解质，B错误；磷酸是酸，只在水中导电，熔融状态时不电离、不导电，C错误；胆矾属于盐，是电解质，D正确。

2．用水稀释0.1 mol·L－1氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是(　　)

A．

B．

C．c(H＋)和c(OH－)的乘积

D．n(OH－)

解析：选B　Kb＝，＝，稀释时Kb不变，c(NH)减小，则增大，减小。c(H＋)和c(OH－)的乘积实为水的离子积Kw，温度不变，Kw不变。稀释过程，促进电离，n(OH－)增大。

3．pH＝2的A、B两种酸溶液各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其溶液的pH与溶液体积(V)的关系如图所示，则下列说法中正确的是(　　)

A．A、B两酸溶液物质的量浓度一定相等

B．稀释后A酸溶液的酸性比B酸溶液强

C．当a＝5时，A是强酸，B是弱酸

D．若A、B都是弱酸，则5≥a>2

解析：选C　由图可知A、B两种酸在稀释时pH变化不同，两种酸的强弱不同。稀释相同倍数后，A酸的pH大于B酸的pH，说明A酸的电离程度比B酸的大，原酸pH相同，则两种溶液的浓度不相同，A错误；稀释后A酸的pH大，酸性弱，B错误；若A为强酸，当稀释为原体积的103倍时，pH变为5，B酸pH小于5，则B酸为弱酸，C正确；若A为弱酸，当稀释为原体积的103倍时，pH变化小于3，a<5，D错误。

4．下列说法正确的是(　　)

A．强酸的水溶液中不存在OH－

B．pH＝0的溶液是酸性最强的溶液

C．在温度不变时，水溶液中c(H＋)和c(OH－)不能同时增大

D．某温度下，纯水中c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，其呈酸性

解析：选C　在任何水溶液中均存在H＋和OH－，A错误；pH＝0的溶液中c(H＋)＝1.0 mol·L－1，不是酸性最强的溶液，B错误；温度一定时，Kw＝c(H＋)·c(OH－)，Kw是定值，c(H＋)和c(OH－)不能同时增大，C正确；纯水中c(H＋)＝c(OH－)，呈中性，D错误。

5．常温下，将pH＝1的硫酸溶液平均分成两等份，一份加入适量水，另一份加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的NaOH溶液，两者pH都升高了1。则加入水和加入NaOH溶液的体积比约为(　　)

A．11∶1    B．10∶1

C．6∶1    D．5∶1

解析：选C　设硫酸的体积为V1，使硫酸pH升高1，所加水的体积为9V1；与NaOH溶液混合后pH＝2，说明溶液呈酸性，设NaOH溶液体积为V2，则有c(H＋)＝ mol·L－1＝0.01 mol·L－1，得V2＝V1，即V水∶V(NaOH)＝6∶1，C正确。

6．在由水电离的c(H＋)＝10－14 mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是(　　)

A．K＋、Fe2＋、S2－、MnO

B．Al3＋、Cl－、NH、SO

C．Na＋、NO、Cl－、SO

D．Na＋、AlO、Br－、Cl－

解析：选C　水电离产生的c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1<1×10－7 mol·L－1，水的电离被抑制，可能是酸的溶液(有大量H＋)，也可能是碱的溶液(有大量OH－)。在酸性条件下MnO具有强氧化性，能氧化Fe2＋或S2－，在碱性条件下Fe2＋不能存在，A不合题意；在碱性溶液中，Al3＋、NH和OH－反应分别生成Al(OH)3和NH3·H2O，B不合题意；在酸性溶液中，AlO与H＋不能共存，D不合题意。

7．下列实验操作正确的是(　　)

A．滴定时，左手控制滴定管活塞，右手握持锥形瓶，边滴边振荡，眼睛注视滴定管中的液面

B．测定某无色溶液的pH值时，用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，跟标准比色卡比较

C．滴定管洗净后经蒸馏水润洗，即可注入标准液进行滴定

D．向某待测液中加入氢氧化钠并加热，将湿润的蓝色石蕊试纸靠近，若变红，说明原溶液有NH

解析：选B　滴定时眼睛应注意锥形瓶中颜色的变化，以确定滴定终点，A错误；滴定管使用时应用所盛装的液体进行润洗，防止滴定管壁残留的水对所盛装的溶液进行稀释，对实验造成影响，C错误；氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，D错误。

8．设NA为阿伏加德罗常数的值。关于常温下pH＝2的H2S溶液，下列说法正确的是(　　)

A．由水电离出的H＋数目为10－12NA

B．c(H＋)＝c(HS－)＋c(S2－)＋c(OH－)

C．加水稀释过程中增大

D．加入CuSO4固体，溶液酸性增强

解析：选D　pH＝2的H2S溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－12 mol·L－1，但题中没有提供溶液体积，故由水电离出的H＋数目无法计算，A项错误；根据电荷守恒，pH＝2的H2S溶液中，c(H＋)＝c(HS－)＋2c(S2－)＋c(OH－)，B项错误；根据H2S的Ka1、Ka2可知，＝Ka1·Ka2，加水稀释过程中，温度不变，Ka1、Ka2不变，则不变，C项错误；加入CuSO4固体，发生反应：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4，溶液酸性增强，D项正确。

9．已知在25 ℃时，FeS、CuS的溶度积常数(Ksp)分别为6.3×10－18、1.3×10－36。常温时下列有关说法正确的是(　　)

A．向H2S的饱和溶液中通入少量SO2气体，溶液的酸性增强

B．将足量的CuSO4溶解在0.1 mol·L－1的H2S溶液中，溶液中Cu2＋的最大浓度为1.3×10－35 mol·L－1

C．因为H2SO4是强酸，所以反应：CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4不能发生

D．除去工业废水中的Cu2＋可以选用FeS作沉淀剂

解析：选D　2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，溶液酸性减弱，A项错误；足量CuSO4可使S2－生成CuS沉淀，CuS的Ksp＝1.3×10－36，H2S是弱电解质，S2－浓度最大为0.1 mol·L－1，Cu2＋的浓度最小为1.3×10－35 mol·L－1，B项错误；CuS不溶于水且不溶于硫酸，反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4可以发生，C项错误；由FeS、CuS的溶度积常数知，FeS的溶解度大于CuS的溶解度，溶解度大的较易转化为溶解度小的，且过量FeS也可与CuS一起过滤除去，D项正确。

10．取0.10 mol·L－1的盐酸25.00 mL，用0.10 mol·L－1的NaOH溶液滴定。下列说法正确的是(　　)

A．由图可知曲线c为NaOH滴定盐酸

B．由图可知曲线a为NaOH滴定盐酸

C．滴定实验可用紫色石蕊试液作指示剂

D．由图可知曲线b为NaOH滴定盐酸

解析：选D　二者浓度相同，恰好完全反应时酸碱体积相等，都为25.00 mL；曲线a消耗NaOH溶液体积15 mL 达到终点，曲线b消耗NaOH溶液体积25 mL达到终点，曲线c消耗NaOH溶液体积40 mL达到终点，A、B错误，D正确；石蕊的颜色变化不灵敏，pH的变色范围较大，这些都会增大实验误差，通常不用石蕊作指示剂，C错误。

11．下列离子方程式书写错误的是(　　)

A．二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色：3SO2＋2MnO＋4H＋===3SO＋2Mn2＋＋2H2O

B.泡沫灭火器工作原理：Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑

C．工业上用FeS除去废水中的Hg2＋：FeS＋Hg2＋⇌HgS＋Fe2＋

D．NaClO溶液中通入少量二氧化碳：ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO[已知电离常数：K(HClO)＝3×10－8；K(H2CO3)＝4.31×10－7，K(HCO)＝5.61×10－11]

解析：选A　根据得失电子守恒可知，SO2与MnO的系数应分别为5、2，再根据电荷守恒、元素守恒配平方程式，正确的离子方程式为5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋，A错误；泡沫灭火器中的试剂为硫酸铝与碳酸氢钠溶液，二者发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳，达到灭火的效果，离子方程式正确，B正确；HgS比 FeS更难溶，则FeS与Hg2＋反应可生成HgS、Fe2＋，离子方程式正确，C正确；由于酸性：H2CO3＞HClO＞HCO，故NaClO溶液中通入少量二氧化碳生成次氯酸和碳酸氢钠，离子方程式正确，D正确。

12．已知Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，Cu2＋和Fe3＋完全生成氢氧化物沉淀时的pH分别为6.7和3.2。现在向pH＝0、浓度均为0.04 mol·L－1的Cu2＋、Fe3＋溶液中加入某一固体，以中和H＋调节pH(设溶液体积不变)，该过程中Cu2＋、Fe3＋的浓度与pH的关系正确的是(　　)

解析：选B　由Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20、Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，0.04 mol·L－1的Cu2＋、Fe3＋溶液，Cu2＋开始沉淀时，c(OH－)＝≈7.4×10－10 mol·L－1，pH约为4.8；Fe3＋开始沉淀时，c(OH－)＝＝10－12 mol·L－1，pH＝2；所以pH＝2时Fe3＋开始沉淀，当全部沉淀，即c(Fe3＋)<1×10－5 mol·L－1时，pH为3.2，pH从2增加到3.2的过程中，铜离子浓度不变，B项正确。

13．常温下，向50 mL 0.01 mol·L－1的HA溶液中逐滴加入0.01 mol·L－1的MOH溶液，混合溶液pH的变化与所加MOH溶液的体积关系如图所示(密度引起的体积变化忽略不计)，下列说法正确的是(　　)

A．由图无法判断HA是强酸还是弱酸

B．混合溶液的pH＝7时，HA与MOH恰好完全反应

C．K点对应的溶液中，c(M＋)>c(OH－)>c(A－)>c(H＋)

D．当加入MOH溶液的体积为50 mL时，溶液中：c(H＋)＝c(MOH)＋c(OH－)

解析：选D　从图像上可以看出，不加MOH时，溶液pH＝2，说明酸完全电离，说明HA是强酸，A错误；酸、碱溶液浓度相同，当二者恰好完全反应时，说明二者溶液的体积相同，此时溶液中溶质为MA，MA是强酸弱碱盐，溶液呈酸性，pH<7，B错误；K点为MA和MOH的混合溶液，溶液呈碱性，MOH的电离程度大于MA的水解程度，故溶液中氢氧根离子的浓度小于A离子的浓度，C错误；当加入50 mL MOH时，酸碱恰好完全反应，溶质为MA，可以得出溶液的质子守恒式：c(H＋)＝c(MOH)＋c(OH－)，D正确。

二、非选择题(本题共4小题，共61分)

14．(15分)某兴趣小组对NaOH溶液和稀盐酸混合后的有关问题进行了如下探究：

查阅资料：下表是实验室里盐酸、NaOH试剂瓶标签上的部分说明：

实验探究：

(1)配制溶液：甲同学配制100 mL 1.5 mol·L－1 NaOH溶液，乙同学取20 mL 36.5%的盐酸稀释到200 mL。甲为了证明NaOH溶液与稀盐酸能发生化学反应，设计并完成了如下图所示的实验。

X溶液滴入的量一般为________，使用酸式滴定管前检查活塞是否漏水的操作方法是_________________________________________________________________________。

(2)乙设计完成了另一个实验，以证明NaOH溶液与盐酸能够发生反应。他在盛有20 mL稀盐酸的锥形瓶里，用碱式滴定管滴入NaOH溶液，不断振荡溶液，同时用pH计测定溶液的pH，直到NaOH溶液过量。则在滴定过程中，滴定终点附近的操作是________________________________________________________________________。

(3)你认为甲、乙两位同学的实验中，________(填“甲”“乙”或“甲和乙”)的实验能充分证明NaOH与盐酸发生了反应。

(4)丙同学为了测定上述36.5%盐酸的物质的量浓度，进行了如下实验：在锥形瓶中加入已稀释的盐酸，用碱式滴定管滴入甲配制的NaOH溶液，测定的结果如下表：

据此通过计算可知实验测定的盐酸浓度与标签说明的浓度相比________(填“偏高”“偏低”或“相等”)。

解析：(1)X溶液应是酚酞，指示剂的用量一般为2～3滴。

(2)在滴定终点附近时，溶液的pH会发生突变，此时测试和记录pH的间隔要小，每加1滴测一次，并记录。

(3)甲实验中没有证明盐酸不能使酚酞溶液褪色，乙实验更能说明问题。

(4)根据标签数据计算盐酸的物质的量浓度为c1＝＝12 mol·L－1，实验测定的盐酸浓度为×＝12 mol·L－1，二者相等。

答案：(1)2～3滴　将活塞关闭，在滴定管内注入一定量的水，记下读数，静置约2 min，观察液面是否下降，活塞周围及尖嘴处是否漏液；然后将活塞转动180°，再检查一次　(2)测试和记录pH的间隔要小，每加1滴测1次，并记录1次　(3)乙　(4)相等

15．(15分)(1)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中Fe2＋的含量，请写出酸性条件下K2Cr2O7与Fe2＋反应的离子方程式___________________________________

___________________(K2Cr2O7被还原为Cr3＋)。

(2)若需配制浓度为0.010 00 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液250 mL，应准确称取K2Cr2O7________g[保留四位有效数字，已知M(K2Cr2O7)＝294.0 g·mol－1]。配制该标准溶液时，下列仪器一定不会用到的有________(填序号)。

①电子天平　②烧杯　③量筒　④玻璃棒　⑤250 mL容量瓶　⑥胶头滴管　⑦托盘天平

(3)若配制K2Cr2O7标准溶液时，俯视刻度线，则测定结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”，下同)；滴定操作中，若滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，则滴定结果将________。

(4)用0.010 00 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液滴定20.00 mL 未知浓度的含Fe2＋的溶液。恰好完全反应时消耗10.00 mL K2Cr2O7标准溶液，则溶液中Fe2＋的物质的量浓度是多少？

解析：(1)反应中Cr2O被还原为Cr3＋，Fe2＋被氧化为Fe3＋，同时生成水，根据氧化还原反应原理可得离子方程式。

(2)m(K2Cr2O7)＝0.010 00 mol·L－1×0.250 L×294.0 g·mol－1＝0.735 0 g；根据溶液浓度的精度，应选择电子天平用于称量固体质量，烧杯用于溶解固体，用玻璃棒搅拌，恢复室温，用玻璃棒引流，移入250 mL容量瓶中，继续加水至离刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管加水定容，用不到的仪器为量筒和托盘天平。

(3)c(待测)＝。配制K2Cr2O7标准溶液时，俯视刻度线，溶液的实际体积偏小，标准溶液的浓度偏大，造成消耗的V(标准)偏小，测定结果偏小；滴定操作中，气泡的体积被记录为标准液的体积，V(标准)偏大，测定结果偏大。

(4)设Fe2＋的物质的量浓度为c：

6Fe2＋＋ Cr2O＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O

6　　 　 　1

c×20.00　0.010 00×10.00

c＝0.030 0 mol·L－1。

答案：(1)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O　(2)0.735 0　③⑦　(3)偏小　偏大

(4)0.030 0 mol·L－1

16．(15分)已知亚磷酸(H3PO3)的结构如图，亚磷酸是具有强还原性的二元弱酸，可以被银离子氧化为磷酸。

(1)已知亚磷酸可由PCl3水解而成，请写出相应的离子方程式_______________________

_________________________________________________________。

(2)亚磷酸与银离子反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

(3)某温度下，0.10 mol·L－1的H3PO3溶液的pH为1.6，即c(H＋)＝2.5×10－2 mol·L－1，该温度下H3PO3的一级电离平衡常数Ka1＝________。(H3PO3第二步电离忽略不计，结果保留两位有效数字)

(4)向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性，所得溶液中：c(Na＋)________(填“>”“<”或“＝”)c(H2PO)＋2c(HPO)。

解析：(1)由题意可知PCl3水解生成H3PO3和HCl，离子方程式为PCl3＋3H2O===H3PO3＋3H＋＋3Cl－。(2)亚磷酸与银离子反应时，银离子被还原为Ag，亚磷酸被氧化为磷酸，根据得失电子守恒，可知亚磷酸与银离子反应时，氧化剂(Ag＋)与还原剂(H3PO3)的物质的量之比为2∶1。(3)由题意可知，c(H＋)≈c(H2PO)＝2.5×10－2 mol·L－1，则Ka1＝≈8.3×10－3。(4)根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(H2PO)＋2c(HPO)＋c(OH－)，由于溶液呈中性，c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)＝c(H2PO)＋2c(HPO)。

答案：(1)PCl3＋3H2O===H3PO3＋3H＋＋3Cl－

(2)2∶1

(3)8.3×10－3

(4)＝

17．(16分)已知常温下各物质的溶度积或电离平衡常数如下：

Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(FeS)＝6.5×10－18

H2S：Ka1＝1.2×10－7，Ka2＝7×10－15

一般来说，如果一个反应的平衡常数大于105，通常认为反应进行得较完全；如果一个反应的平衡常数小于10－5，则认为该反应很难进行。请回答：

(1)向浓度均为0.1 mol·L－1的FeSO4和CuSO4的混合溶液中加入Na2S溶液，请写出首先出现沉淀的离子方程式_____________________________________________________。

当加入Na2S溶液至出现两种沉淀，则溶液中c(Fe2＋)∶c(Cu2＋)＝________。

(2)通过计算说明反应CuS(s)＋2H＋===Cu2＋＋H2S进行的程度__________________。

(3)常温下，NaHS溶液呈碱性，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是______________

______________________________________________________。

若向此溶液中加入CuSO4溶液，恰好完全反应，所得溶液的pH________(填“>”“<”或“＝”)7。用离子方程式表示其原因____________________________________________。

解析：(1)由于c(Cu2＋)和c(Fe2＋)浓度相同且Ksp(FeS)>Ksp(CuS)，当加入Na2S溶液时先生成CuS沉淀，当同时产生CuS和FeS沉淀时，CuS和FeS均达到溶解平衡，所以＝＝＝5.0×1018。(2)K＝＝＝Ksp(CuS)×＝＝≈1.55×10－15<10－5，故反应很难进行。(3)HS－的水解能力大于其电离能力，溶液中c(Na＋)>c(HS－)>c(OH－)>c(H＋)>c(S2－)。CuSO4 溶液与NaHS溶液发生反应的离子方程式为Cu2＋＋HS－===CuS↓＋H＋，故溶液的pH<7。

答案：(1)Cu2＋＋S2－===CuS↓　5.0×1018

(2)反应很难进行

(3)c(Na＋)>c(HS－)>c(OH－)>c(H＋)>c(S2－)　<　HS－＋Cu2＋===CuS↓＋H＋