高中化学人教版（2019）选择性必修一册第三章水溶液中的离子反应与平衡单元测评卷（Word版附解析）

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第三章　水溶液中的离子反应与平衡注意事项1.全卷满分100分。考试用时75分钟。2.可能用到的相对原子质量:H-1　C-12　N-14　O-16　Na-23　Al-27　Si-28　S-32　Cl-35.5　Fe-56。一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.化学与人类生活、生产息息相关。下列说法不正确的是 (　　)A.用碳酸钠溶液去除油污时,适当加热效果更好B.草木灰(含K2CO3)不能与铵态氮肥混合施用C.医院做X光造影时的钡餐主要成分是BaSO4D.用氯气处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子2.25 ℃时,pH=2的两种一元酸x和y的溶液,体积均为100 mL,加水稀释,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。若向上述x、y的溶液中分别滴加NaOH溶液(c=0.1 mol/L)至恰好中和,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则 (　　)A.x为弱酸,VxHZB.用NaOH溶液滴定这三种酸时,均可选择酚酞作指示剂C.电离常数Ka(HY)=10-6D.HZ的电离方程式为HZ H++Z-6.常温下,有关下列溶液的说法不正确的是 (　　)A.加水稀释0.1 mol/L Na2S溶液时,溶液中各离子浓度不一定都减小B.常温下pH相同的NH4Cl和HCl溶液中水的电离程度相同C.常温下pH相同的①CH3COONa,②NaHCO3,③NaClO三种溶液的c(Na+):①>②>③D.将a mol/L氨水与0.1 mol/L盐酸等体积混合,平衡时c(NH4+)=c(Cl-),NH3·H2O的电离平衡常数可表示为10-8a-0.17.沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂和指示剂生成沉淀的溶解度要比滴定剂和被滴定物生成沉淀的溶解度大,否则不能用这种指示剂。若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液,可作为该沉淀滴定反应指示剂的物质是 (　　)A.Na2CrO4　　　B.NaCN　　　C.NaBr　　　D.NaCl8.下列说法中正确的是 (　　)A.25 ℃时某溶液中由水电离出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,其pH一定是12B.某温度下,向氨水中通入CO2,随着CO2的通入,c(OH-)c(NH3·H2O)不断增大C.恒温恒容下,发生反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),若起始时充入3 mol X和3 mol Y,当X的体积分数不变时,反应达到平衡D.某温度下,向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的pH为2,该温度下加入等体积pH=10的NaOH溶液可使混合溶液恰好呈中性9.室温下,通过下列实验探究Na2HPO4溶液的性质。下列有关说法错误的是 (　　)A.0.1 mol·L-1 Na2HPO4溶液中:c(H2PO4-)>c(PO43-)B.0.1 mol·L-1 Na2HPO4溶液中存在:c(OH-)+c(PO43-)=c(H+)+c(H2PO4-)+2c(H3PO4)C.实验2中反应的离子方程式为2HPO42-+3Ca2++2OH- Ca3(PO4)2↓+2H2OD.实验1和实验2所得溶液中c(OH-)·c(H+)相等10.如表是常温下H2CO3的电离常数和BaCO3、BaSO4的溶度积常数:下列说法正确的是 (　　)A.误饮c(Ba2+)=1.0×10-6 mol/L的溶液会引起钡中毒,需用一定浓度的Na2SO4溶液给钡中毒者洗胃解毒B.温度一定,向含BaCO3固体的溶液中加入少量Na2CO3固体,BaCO3的溶解量保持不变C.在BaCO3饱和溶液中存在:c(Ba2+)>c(HCO3-)>c(CO32-)D.5 L 2 mol·L-1的Na2CO3溶液,可将0.2 mol BaSO4完全转化为BaCO311.某学生探究0.25 mol/L Al2(SO4)3溶液与0.5 mol/L Na2CO3溶液的反应,实验如下:实验1实验2下列分析不正确的是 (　　)A.实验1中,白色沉淀a是Al(OH)3B.实验2中,白色沉淀b中含有CO32-C.实验1、2中,白色沉淀成分不同与混合后溶液的pH无关D.检验白色沉淀a、b是否洗涤干净,均可用盐酸酸化的BaCl2溶液12.常温下,向10 mL一定浓度的硝酸银溶液中,逐滴加入0.1 mol·L-1的氨水,反应过程中-lg c(Ag+)或-lg c{[Ag(NH3)2]+}与加入氨水体积的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)A.NH4+的浓度:b点大于m点B.原硝酸银溶液的浓度是0.1 mol·L-1C.m点:c(NO3-)-c(Ag+)-c(NH4+)c(OH-)>c(H+)15.工业生产中常通过生成氟化物沉淀除去Ca2+、Mg2+,为探究溶液酸、碱性对沉淀的影响,用盐酸分别调节CaF2和MgF2浊液的pH,在不同pH下,测得体系中lgc(HF)c(H+)与-lg c(X)(X为Ca2+、Mg2+、F-)的关系如图所示,已知Ksp(CaF2)c(F-)+c(HF)+c(Cl-)(不考虑水的电离因素)D.e点浊液中加入NaF固体,-lg c(X)沿L1向d点移动二、非选择题(本题共4小题,共55分)16.(13分)碳元素可以形成多种化合物,如CO与CO2等氧化物,H2CO3、H2C2O4、HCN等无机弱酸。回答下列问题:(1)KCN在电镀工业中有重要应用,其水溶液呈碱性。用离子方程式解释KCN水溶液显碱性的原因:　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)人体内草酸累积过多容易得结石(主要成分是草酸钙CaC2O4),草酸钙在水中的沉淀溶解平衡可表示为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)已知25 ℃时,H2CO3、H2C2O4、HCN的电离平衡常数如表。①25 ℃时,某Na2C2O4溶液的pH=8,则由水电离出的c(OH-)=　　　　mol/L;关于此溶液中的微粒浓度,下列说法正确的是　　　(填字母)。 A.c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(OH-)B.c(Na+)=2c(H2C2O4)+2c(HC2O4-)+2c(C2O42-)C.c(Na+)>c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-)②25 ℃时,将15 mL 0.1 mol/L NaOH溶液和10 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液混合并充分反应,所得溶液呈　　(填“酸性”“中性”或“碱性”)。 ③将少量CO2通入KCN溶液中,发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 17.(14分)滴定是分析化学中重要的分析方法之一,根据其原理回答下列问题。Ⅰ.酸碱中和滴定是最基本的滴定方法。(1)滴定管是酸碱中和滴定中重要的仪器,向25 mL碱式滴定管中加入NaOH溶液,开始时滴定管的读数为0.00,将滴定管中的液体全部放出,放出NaOH溶液的体积　　　(填“大于”“小于”或“等于”)25.00 mL。 (2)向碱式滴定管中注入未知浓度的NaOH溶液之前的一步操作为　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)由下表可知,三次滴定中,有一次滴定所用标准盐酸体积有明显偏差,其可能的原因是　　　　　。 a.锥形瓶用待测液润洗b.滴定过程中锥形瓶中溶液溅出瓶外c.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束后气泡消失d.滴定结束时,俯视读数Ⅱ.高锰酸钾常用于亚硝酸盐含量的测定。欲测定某样品中NaNO2的含量,某同学设计如下实验:①称取样品a g,加水溶解,配制成100 mL溶液。②取25.00 mL溶液于锥形瓶中,用0.020 00 mol·L-1 KMnO4标准溶液(酸性)进行滴定,滴定结束后消耗KMnO4标准溶液V mL。(4)在进行滴定操作时,KMnO4标准溶液盛装在　　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。 (5)达到滴定终点时的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (6)测得该样品中NaNO2的质量分数为　　　　。 18.(12分)草酸钴用途广泛,可用于指示剂和催化剂的制备。一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等)制取CoC2O4的工艺流程如图:图1已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是　　　　　　　　　　　　　。 (2)将氯气通入热的氢氧化钠溶液制取NaClO3,请写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;实验需要制取10.65 g NaClO3,需要的氯气由电解饱和NaCl溶液生成:2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH,若不考虑反应过程中的损失,则同时生成的氢气的体积为　　　　(标准状况下)。 (3)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+、Mg2+转化为CaF2、MgF2沉淀。已知某温度下,Ksp(MgF2)=7.35×10-11,Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液中c(Mg2+)c(Ca2+)=　　　　。 19.(16分)工业上“两次转化法”用天青石矿(主要成分为SrSO4,含有Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+等杂质)制备高纯碳酸锶。Ⅰ.一次转化(1)浸泡:用饱和碳酸钠溶液浸泡天青石矿粉,过滤得到粗品SrCO3。滤液中c(CO32-)=2.0×10-3 mol·L-1,c(SO42-)=　　　　mol·L-1。[已知:常温下,Ksp(SrSO4)=3.3×10-7,Ksp(SrCO3)=1.1×10-10] (2)酸化:用稀盐酸浸泡粗品SrCO3,加入一定量的催化剂氯化铵,得到含有杂质(Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+)的SrCl2粗溶液。该酸化过程涉及反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　(催化剂氯化铵参与了SrCO3与盐酸生成SrCl2的反应)。 (3)除杂。①除铁、铝:向SrCl2粗溶液中加入少量的5% H2O2溶液,在60~70 ℃条件下加入少量的稀氨水,控制溶液pH范围为　　　　,充分搅拌,过滤。 已知:pH为7.8时Al(OH)3沉淀开始溶解。②除钙:取①中滤液,逐滴加入适量稀NaOH溶液。请补充完整去除Ca2+的后续实验操作:　　　　　　　　　　　　　　　　,得到较纯净的SrCl2溶液。已知:Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低;90 ℃时,Ca(OH)2、Sr(OH)2的溶解度分别为0.086 g、101.4 g。 Ⅱ.二次转化。取②中滤液,加入适量碳酸氢铵溶液,微热(产生沉淀)、过滤、洗涤得到高纯度SrCO3。(1)写出产生沉淀时发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　。 (2)SrCO3的产率随温度的变化如图所示。当反应温度大于60 ℃时,SrCO3的产率急剧下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案与分层梯度式解析1.D　Na2CO3水解为吸热过程,且CO32-水解使Na2CO3溶液显碱性,适当加热促进水解,去除油污能力增强,A正确;草木灰中CO32-与铵态氮肥中NH4+发生互相促进的水解反应而降低肥效,故二者不能混合施用,B正确;BaSO4与胃液中的盐酸不反应,故X光造影时的钡餐主要成分是BaSO4,C正确;Cl2与溶液中的Cu2+、Hg2+不反应,故不能用Cl2处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子,D错误。2.B　据图可知,稀释至10倍时y的溶液的pH变化小于1,而x的溶液的pH变化为1,可知x为强酸、y为弱酸;用NaOH溶液中和等体积的两溶液时,弱酸消耗NaOH溶液的体积更大,即Vxc(HCO3-),C错误;5 L 2 mol·L-1的Na2CO3溶液中加入0.2 mol BaSO4,BaSO4的Ksp=1.1×10-10,则c(SO42-)=c(Ba2+)=Ksp≈1×10-5 mol·L-1,溶液中c(CO32-)=2 mol·L-1,Q=c(Ba2+)·c(CO32-)=2×10-5>Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,则生成碳酸钡沉淀,BaSO4(s)+CO32-(aq) BaCO3(s)+SO42-(aq),K=c(SO42-)c(CO32-)=Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)=1.1×10-102.6×10-9c(OH-)>c(H+),D正确。15.B　由Ka=c(H+)·c(F-)c(HF)可得lgc(HF)c(H+)=lgc(F-)Ka=lg c(F-)-lg Ka,随着lgc(HF)c(H+)增大,lg c(F-)增大,则随着lgc(HF)c(H+)增大,-lg c(F-)减小,所以L3表示-lg c(F-)与lgc(HF)c(H+)的变化曲线,A错误;根据图像,当lgc(HF)c(H+)相同时,即c(F-)相同,L2表示的离子浓度小,已知Ksp(CaF2)c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-),C正确。②15 mL 0.1 mol/L NaOH溶液和10 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液混合并充分反应,得到的溶液中的溶质为等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4,该溶液中主要存在C2O42-的水解和HC2O4-的电离,Kh(C2O42-)=KWKa2(H2C2O4)Ka(HCN)>Ka2(H2CO3),二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸与KCN反应生成HCN和碳酸氢钾,反应的化学方程式为CO2+H2O+KCN KHCO3+HCN。17.答案　(除标注外,每空2分)(1)大于(2)用未知浓度的NaOH溶液润洗碱式滴定管2~3次　(3)ac　(4)酸式　(5)当加入最后半滴KMnO4标准溶液时,溶液由无色变为浅紫色,且半分钟内不褪色(3分)　(6)1.38Va%(3分)　解析　(2)向碱式滴定管中注入未知浓度的NaOH溶液之前,应用未知浓度的NaOH溶液润洗碱式滴定管。(3)对比三组数据可知第二组数据异常,滴定所用标准盐酸体积偏大。锥形瓶用待测液润洗,导致待测液的量偏多,从而使滴定所用标准盐酸体积偏大,a正确;滴定过程中锥形瓶中溶液溅出瓶外,导致待测液的量偏少,使滴定所用标准盐酸体积偏小,b错误;滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束后气泡消失,导致读取的标准盐酸体积偏大,c正确;滴定结束时,俯视读数,导致读取的滴定后的刻度值偏小,使得计算所用标准盐酸体积偏小,d错误。(4)KMnO4标准溶液能氧化橡胶,应使用酸式滴定管量取。(5)当加入最后半滴KMnO4标准溶液,溶液由无色变为浅紫色,且半分钟内不褪色,表明达到滴定终点。(6)根据2MnO4-+5NO2-+6H+ 2Mn2++5NO3-+3H2O可知n(KMnO4)∶n(NaNO2)=2∶5,则0.020 00mol·L-1×V×10-3Lc(NaNO2)×25.00×10-3L=25,解得c(NaNO2)=0.002V mol·L-1,则该样品中NaNO2的质量分数为0.002Vmol·L-1×0.1 L×69 g·mol-1ag×100%=1.38Va%。18.答案　(每空3分)(1)将Co3+、Fe3+还原(2)3Cl2+6OH- ClO3-+5Cl-+3H2O　6.72 L(3)0.7解析　(1)向水钴矿中加入盐酸和亚硫酸钠,浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等,根据元素化合价的变化可知,浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Co3+、Fe3+还原。(2)氯气与热的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水,反应的离子方程式为3Cl2+6OH- ClO3-+5Cl-+3H2O;10.65 g NaClO3的物质的量为10.65 g106.5 g/mol=0.1 mol,需要氯气0.3 mol,由2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH知,生成0.3 mol Cl2的同时,生成0.3 mol H2,标准状况下H2的体积为0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L。(3)c(Mg2+)c(Ca2+)=c(Mg2+)×c2(F-)c(Ca2+)×c2(F-)=Ksp(MgF2)Ksp(CaF2)=7.35×10-111.05×10-10=0.7。19.答案　(除标注外,每空2分)Ⅰ.(1)6.0　(2)SrCO3+2NH4Cl SrCl2+(NH4)2CO3,(NH4)2CO3+2HCl 2NH4Cl+CO2↑+H2O(4分)(3)①4.7≤pH