2019届二轮复习 水溶液中的离子平衡 作业（全国通用） (19) 练习

水溶液中的离子平衡
一、单项选择题：本题包括7小题，每小题6分，共42分。
1．下列叙述正确的是(　　)
A．浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体
B．CH3COONa溶液中滴加少量浓盐酸后c(CH3COO－)增大
C．Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应可得到Ca(OH)2
D．25℃时Cu(OH)2在水中的溶解度大于其在Cu(NO3)2溶液中的溶解度
答案：D
解析：本题考查离子反应和电解质溶液，以及溶解度的影响因素等。A.浓氨水与FeCl3溶液反应产生的是Fe(OH)3沉淀，而不是胶体。B．盐酸的酸性比醋酸强，CH3COO－＋H＋===CH3COOH，c(CH3COO－)减小。C．CaCO3溶解度比Ca(OH)2更小，发生反应离子方程式为：Ca2＋＋2HCO＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O。D．Cu(OH)2在水溶液中存在如下平衡：Cu(OH)2??Cu2＋＋2OH－，Cu(NO3)2溶液中Cu2＋的存在，使平衡逆向移动，Cu(OH)2溶解度减小。
2．人体血液里存在重要的酸碱平衡：CO2＋H2O?H2CO3HCO，使人体血液pH保持在7.35～7.45，否则就会发生酸中毒或碱中毒。其pH随c(HCO)c(H2CO3)变化关系如下表：
c(HCO)c(H2CO3)
1.0
17.8
20.0
22.4
pH
6.10
7.35
7.40
7.45
下列说法不正确的是(　　)
A．正常人体血液中，HCO的水解程度大于其电离程度
B．人体血液酸中毒时，可注射NaHCO3溶液缓解
C．pH＝7.00的血液中，c(H2CO3) D．pH＝7.40的血液中，HCO的水解程度一定大于H2CO3的电离程度
答案：D
解析：A项，人体血液的pH大于7，说明溶液呈碱性，所以碳酸氢根的水解程度大于其电离程度，故正确；B项，酸中毒时，可以注射碱性的物质，故正确；C项，中性血液中，碳酸氢根离子浓度大于碳酸浓度，故正确。
3．已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH<0，下列有关该平衡体系的说法正确的是 (　　)
①升高温度，平衡逆向移动
②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度
③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液
④恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
⑤给溶液加热，溶液的pH升高
⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加
⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变
A．①⑥ B．①⑥⑦
C．②③④⑥ D．①②⑥⑦
答案：A
解析：②会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，错误；加入氢氧化钠溶液会使平衡左移，有Ca(OH)2沉淀生成，但Ca(OH)2的溶度积较大，要除去Ca2＋，应把Ca2＋转化为更难溶的CaCO3，③错误；恒温下Ksp不变，加入CaO后，溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液，pH不变，④错误；加热，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，⑤错误；加入Na2CO3溶液，沉淀溶解平衡向右移动，Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体，固体质量增加，⑥正确；加入NaOH固体平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错误。
4．下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是(　　)
A．pH＝1的NaHSO4溶液：c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)
B．含有AgCl和AgI固体的悬浊液：c(Ag＋)>c(Cl－)＝c(I－)
C．CO2的水溶液：c(H＋)>c(HCO)＝2c(CO)
D．含等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液：3c(Na＋)＝2[c(HC2O)＋c(C2O)＋c(H2C2O4)]
答案：A
解析：本题考查溶液中离子浓度的关系。因NaHSO4在溶液能完全电离NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，则溶液中c(Na＋)＝c(SO)，根据溶液中的电荷守恒式c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(OH－)可知A项正确；由于AgCl的溶解度大于AgI的溶解度，故溶液中c(Cl－)＞c(I－)，B项错误；在CO2的水溶液中存在三个平衡H2CO3??H＋＋HCO、HCO??H＋＋CO、H2OH＋＋OH－，而H2CO3的电离以一级电离为主，故溶液中c(HCO)远大于c(CO)，C项错误；在D项混合液中含有C元素的微粒有三种C2O、HC2O、H2C2O4，根据物料守恒[2n(Na)＝3n(C2)]可知D项式子中的两个系数颠倒了，D项错误。
5．25 ℃时某些弱酸的电离常数Ka如下表，下列说法正确的是 (　　)
化学式
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ka
Ka＝1.8×10－5
Ka＝3.0×10－8
Ka1＝4.1×10－7
Ka2＝5.6×10－11
A．相同pH的三种酸溶液，浓度由大到小的顺序为c(HClO)>c(CH3COOH) >c(H2CO3)
B．将相同浓度的Na2CO3、NaClO、NaHCO3与CH3COONa四种钠盐溶液加水稀释，水解程度均增大，且碱性均增强
C．等浓度的NaClO和NaHCO3混合溶液中：c(Na＋)＝c(HClO)＋c(ClO－)＋
c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)
D．向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳气体的离子方程式为2ClO－＋CO2
＋H2O===CO＋2HClO
答案：C
解析：酸的电离常数越大，其酸性越强，所以等浓度时，溶液pH：CH3COOH＜H2CO3＜HClO，则等pH时，浓度由大到小的顺序为c(HClO)＞c(H2CO3)＞c(CH3COOH)，A项错误。稀释过程中酸根离子的水解程度都增大，但溶液中氢氧根离子的浓度都减小，故溶液的碱性都减弱，B项错误。等浓度的NaClO和NaHCO3混合溶液中，根据物料守恒可得c(Na＋)＝c(HClO)＋
c(ClO－)＋c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)，C项正确。由于Ka2(H2CO3)＜Ka(HClO)，所以碳酸氢根离子的酸性小于次氯酸，则向NaClO溶液中通入少量二氧化碳气体的离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO，D项错误。
6．常温下，将Cl2缓慢通入一定量的水中至饱和，然后向所得饱和氯水中逐滴加入0.1 mol·L－1的氢氧化钠溶液，整个过程中pH变化如图所示，下列有关叙述正确的是(　　)

A．②点之前所发生反应的离子方程式为Cl2＋H2O2H＋＋Cl－＋ClO－
B．③点所示溶液中：c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)
C．实验进程中溶液的pH可以用pH试纸测得
D．曲线的④点处水的电离程度最大
答案：B
解析：A选项，HClO为弱酸应写化学式，错误；B选项，据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)，溶液呈中性c(H＋)＝c(OH－)，正确；C选项，HClO具有漂白性，不能用pH试纸测溶液的pH，错误；D选项，当全部生成NaCl、NaClO时，水的电离程度最大，然后再加NaOH溶液，会抑制水的电离，④点NaOH过量，抑制水的电离，错误。
7．常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为Ksp(Ag2SO4)＝7.7×10－5、Ksp(AgCl)＝1.8×10－10、Ksp(AgI)＝8.3×10－17。下列有关说法中错误的是(　　)
A．常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次减弱
B．在AgCl饱和溶液中加入NaI固体，有AgI沉淀生成
C．Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比
D．在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出
答案：C
解析：由数据可知A选项正确；Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，说明AgI更难溶，B选项正确；Ksp(Ag2SO4)＝c2(Ag＋)×c(SO)，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)×c(Cl－)，Ksp(AgI)＝c(Ag＋)×c(I－)，显然C选项错误；Ag2SO4饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：Ag2SO4(s)2Ag＋(aq)＋SO(aq)，加入Na2SO4固体，SO的浓度增大，平衡逆向移动，有Ag2SO4固体析出，D选项正确。
二、非选择题：本题包括4小题，共58分。
8．（除标注外，每空2分，共14分）回答下列问题。
(1)如右图，某温度(t ℃)时水的图象如下，a点离子积KW＝________；该温度下，pH＝12的NaOH与pH＝2的H2SO4等体积混合，溶液显________性。

(2)25 ℃时，向0.1 mol·L－1氨水中加入少量NH4Cl固体，当固体溶解后，测得溶液pH______，NH的物质的量浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)体积相等的稀NaOH和CH3COOH溶液混合，若溶液中c(Na＋)＝c(CH3COO－)，则该溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，则混合前c(NaOH)________c(CH3COOH)(填“>”“<”或“＝”)。
(4)常温时，Fe(OH)3的Ksp＝1×10－38，要使溶液中的Fe3＋沉淀完全[残留在溶液中的c(Fe3＋)<10－5mol·L－1]，则溶液的pH应大于__________。
(5)用可溶性碳酸盐，可以浸取CaSO4固体，则溶液浸取过程中会发生反应：
CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)。
已知298 K时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，则此温度下该反应的平衡常数K为____________(计算结果保留三位有效数字)。
答案：(1)1.0×10－12　碱（1分） 　(2)减小 　增大　
(3)中性（1分） 　< 　(4)3 　(5)1.75×104
解析：(1)根据图知，当c(H＋)＝10－6mol·L－1，c(OH－)＝10－6mol·L－1，由离子积常数＝c(H＋)×c(OH－)＝10－6×10－6＝10－12，pH＝2的H2SO4溶液中c(H＋)＝0.01 mol·L－1，pH＝12的NaOH中c(OH－)＝10－12/10－12＝1(mol·L－1)，等体积混合时碱过量，溶液呈碱性。
(2)一水合氨为弱电解质，溶液中存在电离平衡NH3·H2ONH＋OH－，向氨水中加入氯化铵时，溶液中铵根离子浓度增大，抑制一水合氨电离，溶液中氢氧根离子浓度减小，则pH减小。
(3)溶液中存在电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，c(Na＋)＝c(CH3COO－)，则c(OH－)＝c(H＋)，故溶液呈中性；醋酸钠溶液呈碱性，要使醋酸和氢氧化钠的混合溶液呈中性，则醋酸应该稍微过量，因为二者的体积相等，所以醋酸的浓度大于氢氧化钠。

9．（每空2分，共12分）10 ℃时加热NaHCO3饱和溶液，测得该溶液的pH发生如下变化：
温度
10 ℃
20 ℃
30 ℃
加热煮沸后冷却到50 ℃
pH
8.3
8.4
8.5
8.8
甲同学认为：该溶液pH升高的原因是HCO的水解程度增大，碱性增强。
乙同学认为：该溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解，生成了Na2CO3，并推断Na2CO3的水解程度________(填“大于”或“小于”)NaHCO3的水解程度。
丙同学认为：甲、乙的判断都不充分。
丙认为：
(1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X，若产生沉淀，则乙的判断正确。试剂X是________。
A．Ba(OH)2溶液 B．BaCl2溶液
C．NaOH溶液 D．澄清石灰水
(2)将加热煮沸后的溶液冷却到10 ℃，若溶液的pH________(填“高于”“低于”或“等于”)8.3 ，则甲的判断正确。
(3)查阅资料，发现NaHCO3的分解温度为150 ℃，丙断言________(填“甲”或“乙”)判断是错误的，理由是__________________________________________________________。
(4)关于NaHCO3饱和水溶液的表述正确的是_________________________。
a．c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)
b．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(OH－)
c．HCO的电离程度大于HCO的水解程度
答案：大于　(1)B　(2)等于　
(3)乙　常压下加热NaHCO3的水溶液，溶液的温度达不到150 ℃
(4)a
解析：(4)在NaHCO3溶液中，存在下列变化：NaHCO3===Na＋＋HCO、HCO＋H2OH2CO3＋OH－、HCO??CO＋H＋、H2OH＋＋OH－。从题目提供的信息可以看出，NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO的水解程度大于其电离程度。根据物料守恒得c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)；根据电荷守恒得c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)。
10．(17分)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 mol·L－1H2S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－)＝____________mol·L－1。
②某溶液含0.020 mol·L－1Mn2＋、0.10 mol·L－1H2S，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。

Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10－2
6.3×10－8
H2CO3
4.2×10－7
5.6×10－11
①HSO的电离平衡常数表达式K＝________。
②0.10 mol·L－1Na2SO3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（2分）
②C＋2H2SO4(浓)2SO2↑＋CO2↑＋2H2O（2分）
(2)①0.043　（3分） ②5（3分）
(3)①（2分）
②c(Na＋)>c(SO)>c(OH－)>c(HSO)>c(H＋)（3分）
③H2SO3＋HCO===HSO＋CO2↑＋H2O（2分）
解析：考查元素原子结构示意图的书写、物质性质的有关化学方程式书写、盐的水解平衡、弱电解质电离平衡、沉淀溶解平衡的知识在离子浓度大小比较中的应用。
(1)①S是16号元素。S原子获得2个电子变为S2－，硫离子的结构示意图为。②加热时，浓硫酸与木炭发生反应产生SO2、CO2和水，反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)△,2SO2↑＋CO2↑＋2H2O；(2)①根据图象可知，在pH＝13时，c(S2－)＝5.7×10－2mol/L，由于在0.10 mol·L－1H2S溶液中，所以根据S元素守恒可知：c(S2－)＋c(H2S)＋c(HS－)＝0.1 mol/L，所以c(H2S)＋c(HS－)＝0.1 mol/L－5.7×10－2 mol/L＝0.043 mol/L。②由于Ksp(MnS)＝2.8×10－13，某溶液含0.020 mol·L－1Mn2＋，则开始形成沉淀需要的c(S2－)＝Ksp(MnS)÷c(Mn2＋)＝2.8×10－13÷0.020 mol/L＝1.4×10－11mol/L，根据图象中c(S2－)与溶液的pH关系可知此时溶液pH＝5，Mn2＋开始沉淀。(3)①根据电离平衡常数的含义可知：HSO的电离平衡常数表达式是K＝。②Na2SO3在溶液中电离：Na2SO3===2Na＋＋SO，SO发生水解反应：SO＋H2OHSO＋OH－，水解产生的HSO又有部分发生水解反应：HSO＋H2OH2SO3＋OH－，水解是逐步进行的，而且在水中还存在水的电离平衡，以盐电离产生的离子为主，所以0.10 mol·L－1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(SO)>c(OH－)>c(HSO)>c(H＋)。③由于H2SO3的二级电离平衡常数小于H2CO3的一级电离平衡常数，所以H2SO3溶液和NaHCO3溶液的反应是强酸制取弱酸的反应。其离子方程式为H2SO3＋HCO===HSO＋CO2↑＋H2O。
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)2
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
溶解度/g
9×10－4
1.7×10－6
1.5×10－4
3.0×10－9
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杂质离子。例如：
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效果，Fe3＋、Fe2＋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
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
答案：(1)Fe(OH)3（3分）
(2)氨水　（2分） 不会引入新的杂质（3分）
(3)2Fe3＋＋3Mg(OH)2===3Mg2＋＋2Fe(OH)3（3分）
(4)ACDE（4分）
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易转化为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，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，可使用CuO、Cu(OH)2、CuCO3等。