高三化学二轮单元评估(八)水溶液中的离子平衡

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单元评估(八)　水溶液中的离子平衡(时间50分钟，满分100分)一、单项选择题(本题包括6小题，每小题4分，共24分)1．在0.1 mol·L－1Na2CO3溶液中，下列关系正确的是                        (　　)A．c(Na＋)＝2c(CO)B．c(OH－)＝2c(H＋)C．c(HCO)＞c(H2CO3)D．c(Na＋)＜c(CO)＋c(HCO)解析：　选项A中使酚酞溶液呈红色，溶液呈碱性，则OH－与Fe3＋不能大量共存；选项B中使紫色石蕊试液变红的溶液呈酸性，NO在酸性溶液中与Fe2＋不能大量共存；选项C中c(H＋)＝10－12mol/L的溶液呈碱性，在碱性溶液中，所给离子均能大量共存；选项D中HCO与H＋不能大量共存．答案：C2．下列叙述正确的是                                                   (　　)A．0.1 mol/L CH3COONa溶液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)B．Na2CO3溶液加水稀释后，恢复至原温度，pH和KW均减小C．pH＝5的CH3COOH溶液和pH＝5的NH4Cl溶液中，c(H＋)不相等D．在Na2S溶液中加入AgCl固体，溶液中c(S2－)下降解析：醋酸钠为碱性溶液，故A项错；温度不变，则KW是不变的，B项错；pH＝5即代表溶液中c(H＋)均为10－5 mol/L，C项错．Ag2S比AgCl更难溶，故S2－会与Ag＋结合生成AgS沉淀，D项正确．答案：D3．甲酸和乙酸都是弱酸，当它们的浓度均为0.10 mol/L时，甲酸中的c(H＋)约为乙酸中c(H＋)的3倍．现有两种浓度不等的甲酸溶液a和b，以及0.10 mol/L的乙酸，经测定它们的pH从大到小依次为a、乙酸、b.由此可知                 (　　)A．a的浓度必小于乙酸的浓度B．a的浓度必大于乙酸的浓度C．b的浓度必小于乙酸的浓度D．b的浓度必大于乙酸的浓度解析：据题意，甲酸比乙酸酸性强，pH(a)>pH(乙)>pH(b)．c(H＋)关系：a<乙酸<b，所以a的浓度小于乙酸的浓度，而b的浓度与乙酸的浓度大小无法判断．答案：A4．(全国卷Ⅰ)用0.1 mol·L－1的盐酸滴定0.1 mol·L－1的氨水，在滴定过程中不可能出现的结果是                                                   (　　)A．c(NH)＞c(Cl－)，c(OH－)＞c(H＋)B．c(NH)＝c(Cl－)，c(OH－)＝c(H＋)C．c(Cl－)＞c(NH)，c(OH－)＞c(H＋)D．c(Cl－)＞c(NH)，c(H＋)＞c(OH－)解析：溶液中不可能出现阴离子均大于阳离子的情况，不遵循电荷守恒，故C项错．答案：C5．在常温时的下列溶液中，BaSO4的溶解度最大的是                       (　　)A．40 mL 1 mol/L的BaCl2溶液B．30 mL 2 mol/L的Ba(OH)2溶液C．10 mL纯水D．50 mL 0.1 mol/L的H2SO4溶液解析：BaSO4在水中存在如下平衡：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)．A项BaCl2中的Ba2＋促使平衡左移，溶解度减小；B项Ba(OH)2中的Ba2＋同样使平衡左移，溶解度减小；C项纯水中BaSO4的溶解度不受影响；D项中，SO使平衡左移，溶解度减小．答案：C6．(广东高考)下列浓度关系正确的是                                 (　　)A．氯水中：c(Cl2)＝2[c(ClO－)＋c(Cl－)＋c(HClO)]B．氯水中：c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)>c(ClO－)C．等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合：c(Na＋)＝c(CH3COO－)D．Na2CO3溶液中：c(Na＋)>c(CO)>c(OH－)>c(HCO)>c(H＋)解析：A项，氯水中只有部分Cl2与水作用，生成HCl和HClO，Cl2的浓度与其他粒子浓度的关系无法确定，A错误．B项应为：c(H＋)>c(Cl－)>c(ClO－)>c(OH－)．C项，氢氧化钠与醋酸恰好完全中和，生成的醋酸钠水解呈碱性，c(OH－)>c(H＋)，根据电荷守恒，c(Na＋)>c(CH3COO－)．答案：D二、双项选择题(本题包括2小题，每小题6分，共12分)7．下列各组数据中，其比值为2∶1的是                                 (　　)A．pH＝7的氨水与(NH4)2SO4的混合液中，c(NH)与c(SO)之比B．相同温度下，0.2 mol·L－1HCOOH溶液与0.1 mol·L－1HCOOH溶液中c(H＋)之比C．Na2CO3溶液中，c(Na＋)与c(CO)之比D．pH＝12的KOH溶液与pH＝12的Ba(OH)2溶液的物质的量浓度之比解析：A项，由于pH＝7，即c(H＋)＝c(OH－)，所以c(NH)＝2c(SO)；B项，0.1 mol/L HCOOH 溶液相当于由0.2 mol/L加水稀释而得，加水促进电离，其c(H＋)浓度之比＜2∶1.C项：由于CO的水解c(Na＋)∶c(CO)＞2∶1；D项c[Ba(OH)2]＝5×10－3 mol/L.c(KOH)＝1×10－2 mol/L c(KOH)∶c[Ba(OH)2]＝2∶1.答案：AD8．常温下pH＝1的两种一元酸溶液A和B，分别加水稀释至1000倍，其pH与所加水的体积变化如图所示，则下列结论中正确的是                (　　)A．A酸比B酸的电离程度小B．B酸比A酸容易电离C．A是强酸，B是弱酸D．pH＝1时，B酸的物质的量浓度比A酸大解析：从图上可以看出A酸为强酸而B酸是弱酸．pH＝1时，B酸的物质的量浓度比A酸大．所以C和D正确．答案：CD三、非选择题(本题包括4小题，共64分)9．(15分)水的电离平衡曲线如右图所示． (1)若以A点表示25°C时水在电离平衡时的离子浓度，当温度升高到100°C时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积从________增加到________．(2)将pH＝8的Ba(OH)2溶液与pH＝5的稀盐酸混合，并保持100 °C的恒温，欲使混合溶液pH＝7，则Ba(OH)2溶液与盐酸的体积之比为________．(3)已知AnBm的离子积为cn(Am＋)×cm(Bn－)，若某温度下，Ca(OH)2的溶解度为0.74 g，其饱和溶液密度设为1 g/cm3，其离子积约为________．解析：(1)水的离子积是纯水中或水溶液中H＋与OH－总浓度的乘积，它在不同的温度下有不同的值．(2)在100°C时，pH＝6为中性，大于6为碱性，小于6为酸性．酸碱反应时，碱开始提供的OH－的物质的量去掉被酸中和的OH－的物质的量，即为最终剩余的OH－的物质的量．pH＝－lgc(H＋)，其中c(H＋)为溶液中H＋的总浓度，该公式对任何条件下的任何溶液都适用．(3)100 g 水中溶有0.74 g Ca(OH)2达到饱和，此时溶液的体积约为0.1 L．所以c(Ca2＋)＝ mol/L＝0.1 mol/L，c(OH－)＝0.2 mol/L.故Ca(OH)2离子积为c(Ca2＋)×c2(OH－)＝0.1×(0.2)2＝0.004.答案：(1)10－14　10－12　(2)2∶9(3)0.00410．(8分)某化学课外小组为测定空气中CO2的含量，进行了如下实验：①配制0.1000 mol/L和0.01000 mol/L的标准盐酸．②用0.1000 mol/L的标准盐酸滴定未知浓度的Ba(OH)2溶液10.00 mL，结果用去盐酸19.60 mL.③用测定的Ba(OH)2溶液吸收定量空气中的CO2.取Ba(OH)2溶液10.00 mL，放入100 mL容量瓶里加水至刻度线，取出稀释后的溶液放入密闭容器内，并通入10 L标准状况下的空气，振荡，这时生成沉淀．④过滤上述所得浊液．　⑤取滤液20.00 mL，用0.01000 mol/L的盐酸滴定，用去盐酸34.80 mL.请回答下列问题：(1)配制标准盐酸时，需用下列哪些仪器？________；A．托盘天平　　　　　B．容量瓶C．酸式滴定管        D．量筒E．烧杯              F．胶头滴管G．玻璃棒(2)滴定操作中，左手__________，右手__________，眼睛_______________________；(3)Ba(OH)2溶液的物质的量浓度是________；(4)过滤所得浊液的目的是________________________________________________；(5)此空气样品中含CO2的体积分数为________；(6)本实验中，若第一次滴定时使用的酸式滴定管未经处理，即注入第二种标准盐酸，并进行第二次滴定，使测定结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)．解析：(1)配制一定物质的量浓度的盐酸时，需要仪器有容量瓶、量筒、烧杯、胶头滴管及玻璃棒．(2)滴定操作时，左手控制活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化．(3)Ba(OH)2＋2HCl===BaCl2＋2H2O，则c[Ba(OH)2]×10.00 mL＝×0.1 mol/L×19.60 mL解得c[Ba(OH)2]＝0.098 mol/L.(4)为防止BaCO3与HCl反应，应分离出BaCO3.(5)Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O，只要求出余下的Ba(OH)2，就可以计算与CO2反应的Ba(OH)2，CO2的量也就计算出来了．过程如下：20 mL滤液中Ba(OH)2的物质的量为34.80×10－3×0.01×＝0.174×10－3 mol，那么100 mL滤液中有Ba(OH)2：0.174×10－3×5 mol＝0.870×10－3 mol，原有Ba(OH)2：10×10－3 L×0.098 mol/L＝0.980×10－3 mol，与CO2反应的Ba(OH)2有(0.980－0.870)×10－3 mol＝0.110×10－3 mol，则n(CO2)＝0.110×10－3 mol，则φ(CO2)＝×100%＝0.025%.(6)偏大，因为第二次滴定消耗标准盐酸偏少，使计算出的剩余Ba(OH)2偏少，那么与CO2反应的Ba(OH)2就偏多．答案：(1)B、C、D、E、F、G　(2)控制活塞摇动锥形瓶　注视锥形瓶内溶液颜色的变化　(3)0.0980 mol/L　(4)分离出BaCO3，防止HCl与BaCO3反应(5)0.025%　(6)偏大11．(15分)以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：难溶电解质Mg(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3溶解度/g9×10－41.7×10－61.5×10－43.0×10－9 在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子．如：①为了除去氯化铵中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可．请回答下列问题：(1)上述三个除杂方案都能够达到很好的效果，Fe2＋、Fe3＋都被转化为__________(填化学式)而除去．(2)①中加入的试剂应该选择________为宜，其原因是________________________．(3)②中除去Fe3＋所发生的总反应的离子方程式为___________________________．(4)下列与方案③相关的叙述中，正确的是______(填字母)．A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质，不产生污染B．将Fe2＋氧化为Fe3＋的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤C．调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜D．Cu2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中E．在pH＞4的溶液中Fe3＋一定不能大量存在解析：①中为了不引入杂质离子，应加入氨水使Fe3＋沉淀，而不能用NaOH溶液．②中根据溶解度表可知Mg(OH)2能转化为Fe(OH)3，因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2除去Fe3＋，然后将沉淀一并过滤．③中利用高价阳离子Fe3＋极易水解的特点，根据题意可知调节溶液的pH＝4可使Fe3＋沉淀完全，为了不引入杂质离子，因此可使用CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等．答案：(1)Fe(OH)3　(2)氨水　不会引入新的杂质　(3)2Fe3＋＋3Mg(OH)2===3Mg2＋＋2Fe(OH)3　(4)ACDE12．(19分)(山东高考)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义．(1)合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)；使用催化剂________反应的ΔH(填“增大”“减小”或“不改变”)．(2)已知：O2(g)===O(g)＋e－ΔH1＝1175.7 kJ·mol－1PtF6(g)＋e－===PtF(g)ΔH2＝－771.1 kJ·mol－1OPtF(s)===O(g)＋PtF(g)ΔH3＝482.2 kJ·mol－1则反应O2(g)＋PtF6(g)===OPtF(s)的                 ΔH＝______kJ·mol－1.(3)在25℃下，向浓度均为0.1 mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成______沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为____________________________________________________________________________________________.已知25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20.(4)在25℃下，将a mol·L－1的氨水与0.01 mol·L－1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH)＝c(Cl－)，则溶液显________性(填“酸”“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝____________________.解析：(1)在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，相当于给反应体系减压，则平衡向着物质的量增大的方向移动(向左移动)；ΔH是一个状态函数，与反应的速率和反应的程度无关，而使用催化剂只能改变反应速率，ΔH不变．(2)由盖斯定律可得：ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3＝1175.7 kJ·mol－1＋(－771.1 kJ·mol－1)－482.2 kJ·mol－1＝－77.6 kJ·mol－1.(3)因为Ksp[Cu(OH)2]≪Ksp[Mg(OH)2]，故先生成Cu(OH)2沉淀．注意氨水是弱电解质，在离子方程式中要写成分子形式．(4)所发生反应的化学方程式为：NH3·H2O＋HCl===NH4Cl＋H2O，由电荷守恒可知：c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，因为c(NH)＝c(Cl－)，所以c(OH－)＝c(H＋)，故溶液显中性．Kb＝，c(NH)＝c(Cl－)＝0.005 mol·L－1，c(OH－)＝c(H＋)＝10－7 mol·L－1.c(NH3·H2O)＝－c(NH)＝(－0.005) mol·L－1.所以，Kb＝ ＝ mol·L－1.答案：(1)向左　不改变　(2)－77.6(3)Cu(OH)2　Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH(4)中　 mol·L－1