2022年高三化学寒假真题集训（含答案）：02水溶液中的离子平衡 难溶电解质的溶液平衡

这是一份2022年高三化学寒假真题集训（含答案）：02水溶液中的离子平衡 难溶电解质的溶液平衡，共11页。试卷主要包含了下列叙述正确的是，3×10－8，2×10－7等内容，欢迎下载使用。
A．稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B．25 ℃时，等体积等浓度的硝酸与氨水混合后，溶液pH＝7
C．25 ℃时，0.1 ml·L－1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D．0.1 ml AgCl和0.1 ml AgI混合后加入1 L水中，所得溶液中c(Cl－)＝c(I－)
答案 C
解析 CH3COOH在水溶液中存在如下平衡：CH3COOH
CH3COO－＋H＋，加入CH3COONa，增大了CH3COO－浓度，平衡逆向移动，CH3COOH电离程度减小，A项错误；二者完全反应后生成NH4NO3，NHeq \\al(＋,4)水解导致溶液呈酸性，故反应后的溶液pHc(A－)>c(H＋)>c(HA)
B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C．pH＝7时，c(Na＋)＝c(A－)＋c(HA)
D．b点所示溶液中c(A－)>c(HA)
答案 D
解析 加入10 mL一元酸HA溶液时，恰好中和，但溶液的pH为8.7，说明HA为弱酸，a点表示NaA溶液，A－＋H2OHA＋OH－，存在A－的水解溶液显碱性，应有：c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(HA)>c(H＋)，A项错误；a点水的电离受到促进，b点为等物质的量浓度的NaA和HA的混合溶液，溶液呈酸性的原因是HA的电离程度大于A－的水解程度，故c(A－)>c(HA)，总的来看水的电离受到了抑制，B项错误，D项正确；由溶液中电荷守恒可知c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，溶液呈中性，即c(H＋)＝c(OH－)，则可知c(Na＋)＝c(A－)，C项错误。
4．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O
答案 A
解析 负极发生氧化反应，生成CO2气体，A项错误；微生物电池中的化学反应速率较快，即微生物促进了反应中电子的转移，B项正确；原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C项正确；电池总反应是C6H12O6与O2反应生成CO2和H2O，D项正确。
5．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A．反应CH4＋H2Oeq \(=====,\s\up17(催化剂),\s\d15(△))3H2＋CO，每消耗1 ml CH4转移12 ml电子
B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O
C．电池工作时，COeq \\al(2－,3)向电极B移动
D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)
答案 D
解析 CH4中的C为－4价，反应后生成的CO中C为＋2价，每消耗1 ml CH4转移6 ml e－，A项错误；从装置图看，电池工作过程中没有OH－参与，B项错误；该燃料电池中，电极B为正极，电极A为负极，电池工作时，COeq \\al(2－,3)移向负极，C项错误；在电极B上O2得到电子与CO2反应转化为COeq \\al(2－,3)，D项正确。
6．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是( )
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq \\al(2－,4))减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
答案 C
解析 锌电极是原电池的负极，发生氧化反应，铜电极是原电池的正极，发生还原反应，A项错误；阳离子交换膜不允许阴离子通过，所以电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq \\al(2－,4))不变，B项错误；乙池发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，溶液中Cu2＋逐渐减少，为维持溶液中的电荷平衡，Zn2＋会不断移向乙池，使溶液质量增加，C项正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，D项错误。
7．溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示，下列说法错误的是( )
A．溴酸银的溶解是放热过程
B．温度升高时溴酸银溶解速度加快
C．60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4
D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯
答案 A
解析 随着温度升高溶解度逐渐增大，所以溴酸银的溶解是吸热过程，A选项错误；C选项，60 ℃时1 L水中约溶解5.8 g AgBrO3，c(Ag＋)＝c(BrOeq \\al(－,3))＝c(AgBrO3)≈eq \f(5.8 g·L－1,236 g·ml－1)＝0.025 ml·L－1，Ksp＝c(Ag＋)·c(BrOeq \\al(－,3))≈6×10－4，正确。
8．研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
(1)①硫离子的结构示意图为____________。
②加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为______________________。
(2)25 ℃，在0.10 ml·L－1 H2S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)。
①pH＝13时，溶液中的c(H2S)＋c(HS－)＝________ml·L－1。
②某溶液含0.020 ml·L－1 Mn2＋、0.10 ml·L－1 H2S，当溶液pH＝________时，Mn2＋开始沉淀。[已知：Ksp(MnS)＝2.8×10－13]
(3)25 ℃，两种酸的电离平衡常数如下表。
①HSOeq \\al(－,3)的电离平衡常数表达式K＝_____________。
②0.10 ml·L－1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为________________________________________________________________________。
答案 (1)① ②C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up17(△))2SO2↑＋CO2↑＋2H2O
(2)①0.043 ②5
(3)①eq \f(cH＋cSO\\al(2－,3),cHSO\\al(－,3))eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(或\f([H＋][SO\\al(2－,3)],[HSO\\al(－,3)])))
②c(Na＋)>c(SOeq \\al(2－,3))>c(OH－)>c(HSOeq \\al(－,3))>c(H＋)(或[Na＋]>[SOeq \\al(2－,3)]>[OH－]>[HSOeq \\al(－,3)]>[H＋])
③H2SO3＋HCOeq \\al(－,3)===HSOeq \\al(－,3)＋CO2↑＋H2O
解析 (1)①S2－核外有18个电子，结构示意图为。②加热时，C和浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O。
(2)①根据物料守恒，pH＝13时，c(H2S)＋c(HS－)＋c(S2－)＝0.10 ml·L－1，则c(H2S)＋c(HS－)＝0.10 ml·L－1－0.057 ml·L－1＝0.043 ml·L－1。②Mn2＋开始沉淀时，溶液中c(S2－)＝eq \f(KspMnS,cMn2＋)＝eq \f(2.8×10－13,0.020)＝1.4×10－11(ml·L－1)，结合图象可知此时溶液的pH＝5。
(3)①HSOeq \\al(－,3)H＋＋SOeq \\al(2－,3)，其电离平衡常数表达式K＝eq \f(cH＋cSO\\al(2－,3),cHSO\\al(－,3))。②Na2SO3溶液由于SOeq \\al(2－,3)水解而呈碱性，离子浓度大小顺序为c(Na＋)>c(SOeq \\al(2－,3))>c(OH－)>c(HSOeq \\al(－,3))>c(H＋)。③由于H2SO3的Ka2小于H2CO3的Ka1，则H2SO3溶液与NaHCO3溶液反应后H2SO3转化为HSOeq \\al(－,3)而不是SOeq \\al(2－,3)，离子方程式为H2SO3＋HCOeq \\al(－,3)===HSOeq \\al(－,3)＋H2O＋CO2↑。
9．利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。
利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________溶液(填化学式)，阳极电极反应式为________，电解过程中Li＋向________电极迁移(填“A”或“B”)。
答案 LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B
解析 B极区产生H2，则B极区发生还原反应，为阴极；A极电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，为阳极。A极区电解液为LiCl溶液，B极区电解液为LiOH溶液；Li＋(阳离子)向阴极(B电极)移动。
10．酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。
回答下列问题：
(1)该电池的正极反应式为__________________，电池反应的离子方程式为__________________。
(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌________ g。(已知F＝96500 C·ml－1)
答案 (1)MnO2＋H＋＋e－===MnOOH 2MnO2＋Zn＋2H＋===2MnOOH＋Zn2＋(注：式中Zn2＋可写为Zn(NH3)eq \\al(2＋,4)，Zn(NH3)2Cl2等，H＋可写为NHeq \\al(＋,4))
(2)0.05
解析 (1)该电池为酸性电池，正极发生还原反应，电极反应式为MnO2＋H＋＋e－===MnOOH；电池反应为Zn与MnO2在酸性条件下的反应，生成Zn2＋和MnOOH。
(2)电池工作5 min，电池中的总电荷量Q＝It＝0.5×5×60 C＝150 C，则转移电子的物质的量为150/96500 ml, 1 ml Zn失去2 ml电子，则此过程消耗锌的质量m(Zn)＝65×1/2×150/96500 g＝0.05 g。
11．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。
0～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是________，溶液中的H＋向________极移动。t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是__________________。
答案 2H＋＋NOeq \\al(－,3)＋e－===NO2↑＋H2O 正 Al在浓HNO3中发生钝化，氧化膜阻止了Al的进一步反应
解析 在0～t1时，铝作负极被氧化，正极上浓硝酸被还原，所以正极的电极反应式为2H＋＋NOeq \\al(－,3)＋e－===NO2↑＋H2O，溶液中的H＋向正极移动。从图2可以看出t1时电流强度为0，t1后电子流动方向发生改变，原因是Al表面因钝化逐渐生成了致密的氧化膜，氧化膜阻止了Al的进一步反应，浓硝酸还可与铜发生反应，所以铜作负极，铝作正极。Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10－2
6.3×10－8
H2CO3
4.2×10－7
5.6×10－11