2023高考化学二轮专题复习与测试专题强化练六水溶液中的离子平衡

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专题强化练(六)　水溶液中的离子平衡
1．(2022·梅州一模)甲胺(CH3NH2)为一元弱碱，可与盐酸反应生成盐酸盐(用CH3NH3Cl表示)。将10 mL 0.1 mol·L－1 CH3NH2溶液与10 mL 0.1 mol·L－1HCl溶液混合。下列叙述不正确的是(　　)
A．混合溶液呈酸性，加水稀释，n(H＋)增加
B．甲胺在水中的电离方程式为CH3NH2＋H2OCH3NH＋OH－
C．混合溶液中：c(CH3NH)＋c(Cl－)<0.1 mol·L－1
D．往混合液中滴加少量NaOH溶液，可促进CH3NH的水解，水解常数Kh增大
解析：10 mL 0.1 mol·L－1 CH3NH2溶液与10 mL 0.1mol·L－1 HCl溶液混合正好生成盐酸盐CH3NH3Cl，强酸弱碱盐溶液显酸性；越稀释越水解，CH3NH3Cl水解程度增大，n(H＋)增加，故A项正确；甲胺(CH3NH2)的电离类似氨的电离，甲胺在水中的电离方程式为CH3NH2＋H2OCH3NH＋OH－，故B项正确；混合溶液中CH3NH3Cl为0.05 mol·L－1，因为CH3NH水解，故c(CH3NH)＋c(Cl－)<0.1 mol·L－1，故C项正确；水解常数Kh只与温度有关，温度不变水解常数Kh不变，故D项错误。故选D。
答案：D
2．(2022·梅州一模)常温下，将Cl2缓慢通入水中至饱和，然后改向其中滴加浓NaOH溶液。整个实验过程中的pH变化曲线如图所示，不考虑次氯酸分解与溶液体积变化，下列叙述正确的是(　　)

A．实验过程中可以用pH试纸测定溶液的pH
B．由a→b过程中，溶液中HClO的浓度增大
C．b点时溶解的Cl2全部与水发生了反应
D．c点以后溶液呈碱性，没有漂白性
解析：将Cl2缓慢通入水中至饱和，然后改向其中滴加浓NaOH溶液，整个过程中发生的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO、HCl＋NaOH===NaCl＋H2O、HClO＋NaOH===NaClO＋H2O，据此分析解答。HClO具有漂白性，使测得的氯水的pH变大，所以实验过程中不能用pH试纸测定溶液的pH，故A项错误；由a→b过程中，反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，随着Cl2的通入，反应正向进行，溶液中HClO的浓度增大，故B项正确；b点为饱和氯水，此时溶液中存在Cl2，故C错误；由b→c过程中，总反应为Cl2＋NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O；c点以后溶液含有NaClO，NaClO水解生成HClO，仍然具有漂白性，故D项错误。故选B。
答案：B
3．室温下，通过下列实验探究NaHSO3溶液的性质。下列有关说法正确的是(　　)
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定某NaHSO3溶液的pH，测得pH约为6
2
向某NaHSO3溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀
3
向某NaHSO3溶液中加入等体积等浓度的烧碱溶液，测得溶液pH约为9
4
向碳酸氢钠溶液中滴加几滴NaHSO3溶液，未观察到明显实验现象
A．NaHSO3溶液中存在c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(SO)＋c(HSO)
B．实验2反应静置后的上层清液中有c(Ba2＋)·c(SO)>Ksp(BaSO3)
C．实验3得到的溶液中有c(Na＋)＝c(SO)＋c(HSO)＋c(H2SO3)
D．由实验4得出，酸性：H2CO3>HSO
解析：NaHSO3溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(SO)＋c(HSO)，A项错误；实验2反应静置后的上层清液为饱和溶液，此时达到沉淀溶解平衡，所以c(Ba2＋)·c(SO)＝Ksp(BaSO3)，B项错误；等体积等浓度NaHSO3和NaOH溶液反应生成的溶质为Na2SO3，由物料守恒：c(Na＋)＝2[c(SO)＋c(HSO)＋c(H2SO3)]，C项错误；向碳酸氢钠溶液中滴加几滴NaHSO3溶液，没有气泡生成，即不生成碳酸，可得酸性：H2CO3>HSO，D项正确。故选D。
答案：D
4．(2021·天津卷)常温下，下列有关电解质溶液的叙述正确的是(　　)
A．在0.1 mol·L－1 H3PO4溶液中c(H3PO4)＞c(H2PO)＞c(HPO)＞c(PO)
B．在0.1 mol·L－1 Na2C2O4溶液中c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)＋c(C2O)
C．在0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中c(H2CO3)＋c(HCO)＝0.1 mol·L－1
D．氨水和NH4Cl溶液混合，形成pH＝9的溶液中c(Cl－)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋)
解析：由于磷酸为多元酸，第一步电离大于第二步电离大于第三步电离，所以在0.1 mol·
L－1 H3PO4溶液中，离子浓度大小为c(H3PO4)＞c(H2PO)＞c(HPO)＞c(PO)，故A项正确；在0.1 mol·L－1 Na2C2O4溶液中，根据电荷守恒得到c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)＋2c(C2O)，故B项错误；在0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中，根据物料守恒得到c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＝0.1 mol·L－1，故C项错误；氨水和NH4Cl溶液混合，形成pH＝9的溶液，则c(OH－)＞c(H＋)，根据电荷守恒c(Cl－)＋c(OH－)＝c(NH)＋c(H＋)，则c(Cl－)＜c(NH)，故D项错误。故选A。
答案：A
5．(2022·上海市金山区模拟)20 ℃时，向10 mL pH＝3的CH3COOH溶液中加水稀释，下列说法正确的是(　　)
A．溶液中减小
B．溶液中导电粒子数目减少
C．CH3COOH电离程度增大，c(H＋)也增大
D．向溶液中加入pH＝11的NaOH溶液后，pH＞7
解析：CH3COOH是弱酸，在水溶液中发生CH3COOHCH3COO－＋H＋，加水稀释对弱电解质的电离起促进作用，根据勒夏特列原理可知，稀释后溶液中CH3COOH、CH3COO－、H＋的浓度均减小，故稀释后溶液中H＋的浓度减小，则OH－浓度增大，故溶液中减小，A项正确；加水稀释对弱电解质的电离起促进作用，溶液中导电粒子即CH3COO－、H＋、OH－的数目增多，B项错误；加水稀释对弱电解质的电离起促进作用，CH3COOH电离程度增大，但c(H＋)减小，C项错误；未告知加入NaOH溶液的体积，无法判断向溶液中加入pH＝11的NaOH溶液后溶液的酸碱性，D项错误。故选A。
答案：A
6．(2021·辽宁卷)用0.100 0 mol·L－1盐酸滴定20.00 mL Na2A溶液，溶液中H2A、HA－、A2－的分布分数δ随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是[如A2－分布分数：δ(A2－)＝](　　)

A．H2A的Ka1为10－10.25
B．c点：c(HA－)＞c(A2－)＞c(H2A)
C．第一次突变，可选酚酞作指示剂
D．c(Na2A)＝0.200 0 mol·L－1
解析：用0.100 0 mol·L－1盐酸滴定20.00 mL Na2A溶液，pH较大时A2－的分布分数δ最大，随着pH的减小，A2－的分布分数δ逐渐减小，HA－的分布分数δ逐渐增大，恰好生成NaHA之后，HA－的分布分数δ逐渐减小，H2A的分布分数δ逐渐增大，表示H2A、HA－、A2－的分布分数δ的曲线如下图所示。

H2A的Ka1＝，根据上图交点1计算可知Ka1＝10－6.38，A项错误；根据图像可知c点中c(HA－)＞c(H2A)＞c(A2－)，B项错误；根据图像可知，第一次滴定突跃溶液呈碱性，所以可以选择酚酞作指示剂，C项正确；根据图像e点可知，当加入盐酸40 mL时，全部生成H2A，根据Na2A＋2HCl===2NaCl＋H2A计算可知c(Na2A)＝0.100 0 mol·L－1，D项错误。故选C。
答案：C
7．(2022·湛江二模)常温下，向10 mL 0.1 mol·L－1的HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的氨水，溶液的pH及导电能力变化趋势如图。下列说法错误的是(　　)

A．b点溶液中，水的电离程度最大
B．溶液中的阳离子浓度总和关系是：b>c>a
C．常温下，HA的电离平衡常数约为10－5
D．氨水的电离平衡常数小于HA的电离平衡常数
解析：b点(滴入10 mL氨水时)，HA和NH3·H2O恰好完全反应，此时溶液中的溶质仅有NH4A；b点之前，溶液中的溶质有HA和NH4A，b点之后，溶液中的溶质有NH3·H2O和NH4A，HA和NH3·H2O都会抑制水的电离，NH4A的水解会促进水的电离，故b点溶液中，水的电离程度最大，A项正确；溶液中始终存在电荷守恒：c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)；由于溶液的导电能力与溶液中离子浓度呈正比，导电能力：b＞c＞a，故溶液中的阳离子浓度总和关系为b＞c＞a，B项正确；常温下，0.1 mol·L－1 HA溶液的pH约为3，则该溶液中c(H＋)、c(A－)的浓度约为0.001 mol·L－1，则K2(HA)＝＝＝1.0×10－5，C项正确；b点，溶液的溶质仅有NH4A，溶液的pH为7，则说明NH和A－的水解程度相当，即氨水、HA的电离平衡常数相同，D项错误。故选D。
答案：D
8．一定温度下，向含Cu2＋、Mn2＋、Fe2＋、Zn2＋四种金属离子(M2＋)的溶液中滴加Na2S溶液，生成硫化物沉淀所需S2－浓度的对数值lg c(S2－)与lg c(M2＋)的关系如图所示。下列判断错误的是(　　)

A．Ksp(FeS)＝1.0×10－20
B．向含等物质的量浓度的Fe2＋、Cu2＋稀溶液中滴加Na2S溶液，Cu2＋先沉淀
C．该温度下，a点相对于MnS是过饱和溶液
D．该温度下，a点相对于ZnS是过饱和溶液
解析：根据题图中a点分析c(Fe2＋)＝1.0×10－10 mol·L－1，c(S2－)＝1.0×10－10 mol·L－1，则Ksp(FeS)＝1.0×10－20，故A项正确；根据题图中与x轴的交叉点得到Ksp(CuS)＝1.0×10－35，Ksp(CuS)＜Ksp(FeS)，因此向含等物质的量浓度的Fe2＋、Cu2＋稀溶液中滴加Na2S溶液，Cu2＋先沉淀，故B项正确；该温度下，Ksp(FeS)＜Ksp(MnS)，则a点相对于MnS是稀溶液，故C项错误；该温度下，Ksp(ZnS)＜Ksp(FeS)，则a点相对于ZnS是过饱和溶液，故D项正确。故选C。
答案：C
9．已知Na2CrO4溶液酸化时发生的反应为：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，若1 L酸化后所得溶液中铬元素的总物质的量为0.55 mol，CrO有转化为Cr2O。又知：常温时该反应的平衡常数K＝1014，上述酸化后所得溶液的pH＝________。
解析：根据元素守恒，起始CrO的物质的量为0.55 mol，反应后，溶液中CrO的物质的量为为0.55 mol×＝0.05 mol，Cr2O的物质的量为0.55 mol××＝0.25 mol，设H＋的物质的量浓度为a，则c(Cr2O)＝0.25 mol·L－1，c(CrO)＝0.05 mol·L－1，根据2CrO＋
2H＋Cr2O＋H2O，平衡常数K＝＝＝1014，则a＝1.0×10－6 mol，pH＝6。
答案：6
10．磷酸是三元弱酸，常温下三级电离常数分别是Ka1＝7.1×10－3，Ka2＝6.2×10－8，Ka3＝4.5×10－13，回答下列问题：
(1)常温下同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序是__________________________________(填序号)。
(2)常温下，NaH2PO4的水溶液pH__________(填“＞”“＜”或“＝”)7。
(3)常温下，Na2HPO4的水溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性，用Ka与Kh的相对大小说明判断理由：_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(2)NaH2PO4的水解常数Kh＝＝
＝≈1.4×10－12，Ka2＞Kh，即H2PO的电离程度大于其水解程度，因而pH＜7。
答案：(1)③＜②＜①
(2)＜
(3)碱　Na2HPO4的水解常数Kh＝＝＝≈1.61×10－7＞Ka3，即HPO的水解程度大于其电离程度，因而Na2HPO4溶液显碱性
11．(2021·唐山三轮强化训练)通入H2S气体可使Pb2＋、Ni2＋生成硫化物沉淀，如：H2S(aq)＋Pb2＋(aq)PbS(s)＋2H＋(aq)，该反应的平衡常数K＝____________________[用Ka1(H2S)、Ka2(H2S)及Ksp(PbS)表示]。
解析：因为Ka1(H2S)＝，Ka2(H2S)＝，Ksp(PbS)＝
c(Pb2＋)·c(S2－)，反应H2S(aq)＋Pb2＋(aq)PbS(s)＋2H＋(aq)的平衡常数：K＝＝＝
。
答案：
12．(1)已知25 ℃时，Na2CO3溶液的水解常数Kh＝2×10－4mol·L－1，则当溶液中c(HCO)∶c(CO)＝2∶1时，试求该溶液的pH＝__________。
(2)已知25 ℃时，NH3·H2O的电离平衡常数Kb＝1.8×10－5，该温度下1 mol·L－1的NH4Cl溶液中c(H＋)＝________mol·L－1。(已知≈2.36)
(3)25 ℃时，H2SO3HSO＋H＋的电离常数Ka＝1×10－2，则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh＝________________，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中将__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)已知常温下CN－的水解常数Kh＝1.61×10－5。
①常温下，含等物质的量浓度的HCN与NaCN的混合溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性，c(CN－)________(填“＞”“＜”或“＝”)c(HCN)；该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②常温下，若将c mol·L－1盐酸与0.62 mol·L－1 KCN溶液等体积混合后恰好得到中性溶液，则c＝__________(计算结果保留四位小数)。
解析：(1)Kh＝＝2×10－4，又c(HCO)∶c(CO)＝2∶1，则c(OH－)＝10－4 mol·L－1，结合Kw＝1.0×10－14，可得c(H＋)＝10－10 mol·L－1。(2)Kh＝＝，
c(H＋)≈c(NH3·H2O)，而c(NH)≈1 mol·L－1。
所以c(H＋)＝＝mol·L－1≈2.36×10－5 mol·L－1。
(3)Ka＝，Kh＝＝＝＝＝1×10－12。当加少量I2时，发生I2＋HSO＋H2O===2I－＋3H＋＋SO，导致水解平衡HSO＋H2OH2SO3＋OH－向逆反应方向移动，c(H2SO3)减小，c(OH－)减小，所以＝增大。
(4)①Kh(CN－)＝1.61×10－5，由此可求出Ka(HCN)≈6.2×10－10，故CN－的水解能力强于HCN的电离能力，由于NaCN与HCN的物质的量相等，故水解产生的c(OH－)大于电离生成的c(H＋)，混合溶液显碱性，且c(CN－)＜c(HCN)。②当溶液显中性时，由电荷守恒知溶液中
c(K＋)＝c(CN－)＋c(Cl－)，由物料守恒得c(HCN)＝c(K＋)－c(CN－)＝c(Cl－)＝0.5c mol·L－1，由CN－＋H2OHCN＋OH－得Kh＝＝＝1.61×10－5，解得c≈0.616 2。
答案：(1)10
(2)2.36×10－5
(3)1×10－12　增大
(4)①碱　＜　c(Na＋)＞c(CN－)＞c(OH－)＞c(H＋)　②0.616 2