1、1第八章 水溶液中的离子平衡综合检测一、选择题(本题包括 10 个小题，每小题 5 分，共 50 分，每小题只有一个选项符合题意)1下列叙述正确的是( )ApH2 的硫酸溶液中 c(H ) c(SO )等于 21，稀释 100 倍后二者的比值几乎不24变B由水电离的 c(H )10 12 molL1 的溶液中，K 、Ba 2 、Cl 、Br 、HCO 一 3定能大量共存C1.010 3 molL1 盐酸的 pH3，则 1.0108 molL1 盐酸的 pH8D某温度下水的离子积为 1.01012 ，若使 pH1 的 H2SO4溶液与 pH12 的 NaOH 溶液混合后溶液呈中性，则两者的体积比
2、为 110解析：硫酸是强酸，pH2 的硫酸溶液稀释 100 倍后 pH4，则稀释后，溶液仍为酸性，c(H ) c(SO )仍然等于 21，A 正确；由水电离的 c(H )10 12 molL1 的溶液中24水的电离被抑制，溶液可能显酸性，也可能显碱性，HCO 与氢离子或氢氧根离子均反应， 3不能大量共存，B 错误；1.010 8 molL1 盐酸中水电离出的氢离子大于盐酸电离出的氢离子，溶液的 pH 近似为 7，C 错误；某温度下水的离子积为 1.01012 ，则 pH12 的NaOH 溶液中氢氧根离子的浓度是 1 molL1 ，而 pH 1 的 H2SO4溶液中氢离子浓度是 0.1 molL
3、1 ，因此若使 pH1 的 H2SO4溶液与 pH12 的 NaOH 溶液混合后溶液呈中性，则两者的体积比应为 101，D 错误。答案：A2常温时，0.01 molL 1 某一元弱酸的电离常数 Ka10 6 ，则下列说法正确的是( )A上述弱酸溶液的 pH4B加入 NaOH 溶液后，弱酸的电离平衡向右移动， K 值增大C加入等体积 0.01 molL1 NaOH 溶液后，所得溶液的 pH7D加入等体积 0.01 molL1 NaOH 溶液后，所得溶液的 pH7，故 C、D 错误。答案：A23常温下，将 0.1 molL1 的醋酸溶液加水稀释至原来体积的 10 倍，下列有关叙述正确的是( )AC
4、H 3COOH 的电离平衡常数增大为原来的 10 倍BCH 3COO 与 CH3COOH 的浓度之比增大为原来的 10 倍CCH 3COO 与 H 的浓度之积减小为原来的110DCH 3COOH 与 CH3COO 的浓度之和减小为原来的110解析：平衡常数只与温度有关，温度不变，电离平衡常数不变，A 项错误；随着醋酸溶液的稀释，醋酸的电离平衡：CH 3COOHCH 3COO H 正向移动，且CH3COOH、CH 3COO 、H 浓度均减小，CH 3COOH 浓度小于原来的 1/10，CH 3COO 、H 浓度大于原来的 1/10，B、C 项错误；根据物料守恒 CH3COOH 与 CH3COO
5、的浓度之和减小为原来的 ，110D 项正确。答案：D4常温时，下列叙述正确的是( )A一元酸与一元碱恰好完全反应后的溶液中一定存在 c(H ) c(OH )B0.4 molL1 HA 溶液和 0.2 molL1 NaOH 溶液等体积混合，HA 溶液中与上述混合溶液中 相等c A c OH c HA c A c OH c HACpH 均为 11 的 NaOH 和 Na2CO3溶液中，水的电离程度相同D因为加热后纯水的 pHc(R )、 c(OH )c(H ) 4D b c 任意点溶液均有 c(H )c(OH ) Kw1.010 14解析：A 项， a b 导电能力增强，是因为生成了盐(强电解质)
6、，可以说明 HR 为弱酸；B 项， b 点溶液的 pH7，是因为生成的弱酸弱碱盐中两种离子的水解程度相同；C 项， c点溶液是 NH4R 与 NH3H2O 的混合溶液，溶液呈碱性，有 c(OH )c(H )，根据电荷守恒有c(NH )c(R )；D 项，温度不变， Kw为常数。 4答案：B725 时，将某一元碱 MOH 和盐酸溶液等体积混合(体积变化忽略不计)，测得反应后溶液的 pH 如下表，则下列判断不正确的是( )实验序号c(盐酸)/(molL1 )c(MOH)/(molL1 )反应后溶液的 pH甲 0.20 0.20 5乙 0.10 a 7A.实验甲所得溶液： c(Cl )c(M )c(
7、H )c(MOH)4B将实验甲中所得溶液加水稀释后， 变小c H c M C a0.10DMOH 的电离平衡常数可以表示为 Kb10 8a 0.10解析：A.根据甲中的数据分析，碱(MOH)为弱碱，盐(MCl)为强酸弱碱盐，正确；B.盐溶液中加水，阳离子 M 水解程度增大，则溶液中氢离子的物质的量增大，M 的物质的量减小，由于在同一溶液中，则 变大，错误；C.MOH 为弱碱，当 a0.10 时，反应c H c M 恰好生成了盐，溶液显酸性，若要呈中性，则加入的碱应稍过量，正确；D.对乙溶液应用电荷守恒可知 c(M ) c(Cl )0.05 molL1 ，又根据 M 元素守恒可知， c(MOH)
8、0.5 a c(M )(0.5 a0.05) molL1 ，则 MOH 的电离平衡常数 Kb c(M )c(OH )/c(MOH)0.0510 7 /(0.5a0.05)10 8 /(a0.10)，正确。答案：B8下列说法中错误的是( )A室温下，向 NH4HSO4溶液中加入 NaOH 至中性，则 c(Na )c(SO )c(NH )24 4BMg(OH) 2沉淀转化为 Fe(OH)3沉淀较容易实现，说明 Fe(OH)3的 Ksp更小C向醋酸溶液中加入水， 不变(稀释过程中温度变化忽略不c CH3COO c CH3COOH c OH 计)D25 ， a molL1 氨水与 0.01 molL1
9、 盐酸等体积混合液中 c(NH ) c(Cl )， 4则 K(NH3H2O)10 9a 0.005解析：NH 4HSO4溶液中滴加 NaOH 溶液，若二者物质的量相同，则溶质为等物质的量的(NH4)2SO4和 Na2SO4，混合溶液呈酸性，若使混合溶液呈中性，即混合溶液中 c(H ) c(OH )，则滴加的 NaOH 溶液过量，根据电荷守恒可以得到 c(Na ) c(NH )2 c(SO 4)，故混合溶液中离子浓度大小关系为 c(Na )c(SO )c(NH )c(OH ) c(H )，A24 24 4项正确；根据难溶物质容易转化为更难溶物质可知 B 项正确；将分子、分母同时乘以 c(H )得
10、c CH3COO c CH3COOH c OH ，由于 Ka(CH3COOH)和 Kw在相同温c CH3COO c H c CH3COOH c OH c H Ka CH3COOHKw度下均为定值，故 C 项正确；在 25 下，混合后溶液中 c(NH ) c(Cl )0.005 4molL1 ，根据物料守恒得 c(NH3H2O)(0.5 a0.005) molL1 ，又 c(H ) c(OH )10 7 molL1 ，故 K(NH3H2O) ，D 项错误。c OH c NH 4c NH3H2O 10 70.0050.5a 0.005 10 9a 0.015答案：D9下列说法正确的是( )常温下，
11、强酸溶液的 pH a，将溶液的体积稀释到原来 10n，则 pH a n已知 BaSO4的 Ksp c(Ba2 )c(SO )，所以在 BaSO4溶液中有 c(Ba2 ) c(SO )24 24 Ksp将 0.1 molL1 的 NaHS 和 0.1 molL1 的 Na2S 溶液等体积混合，所得溶液中有c(S2 )2 c(OH )2 c(H ) c(HS )3 c(H2S)在 0.1 molL1 氨水中滴加 0.1 molL1 盐酸，刚好完全中和时 pH a，由水电离产生的 c(OH )10 a molL1A BC D解析：常温下，强酸溶液的 pH a，将溶液的体积稀释到原来 10n倍，若 a
12、 nc(HCO )c(CO )c(NH3H2O) 4 3 23C c(NH ) c(NH3H2O)2 c(CO )2 c(HCO )2 c(H2CO3) 4 23 3D c(NH ) c(H ) c(HCO ) c(OH ) c(CO ) 4 3 23解析：分析表中数据结合题给信息知碳酸根的水解程度远大于铵根离子的水解程度，6常温下 1 molL1 的(NH 4)2CO3溶液呈碱性，A 错误；盐类的水解是微弱的，则常温下 1 molL1 的(NH 4)2CO3溶液中： c(NH )c(CO )c(HCO )c(NH3H2O)，B 错误；根据物 4 23 3料守恒判断，C 正确；根据电荷守恒知
13、c(NH ) c(H )2 c(CO ) c(HCO ) c(OH )， 4 23 3D 错误。答案：C二、非选择题(共 50 分)11(18 分)水的电离平衡曲线如图所示。(1)若以 A 点表示 25 时水在电离平衡时的离子浓度，当温度升到 100 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)常温下，将 pH10 的 Ba(OH)2溶液与 pH5 的稀盐酸混合，然后保持 100 的恒温，欲使混合溶液 pH7，则 Ba(OH)2与盐酸的体积比为_。(3)在某温度下，Ca(OH) 2的溶解度为 0.74 g，其饱和溶液密度设为 1 gmL1 ，Ca(OH) 2的离子积为_
14、。(4)25 时，在等体积的 pH0 的 H2SO4溶液，0.05 molL1 的 Ba(OH)2溶液，pH10 的 Na2S 溶液，pH5 的 NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是_。(5)等体积的下列溶液中，阴离子的总物质的量最大的是_(填序号)。0.1 molL 1 的 CuSO4溶液0.1 molL 1 的 Na2CO30.1 molL 1 的 KCl0.1 molL 1 的 NaHCO3(6)某二元酸(化学式用 H2A 表示)在水中的电离方程式是：H2A=H HA ，HA H A 2 。则 Na2A 溶液显_(填“酸性” “中性”或“碱性”)；NaHA 溶液显_(填“酸性
15、” “中性”或“碱性”)。若有 0.1 molL1 Na2A 的溶液，其中各种离子浓度由大到小的顺序是_(填7字母)。A c(Na )c(A2 )c(OH )c(HA )c(H )B c(Na )c(OH )c(HA )c(A2 )c(H )C c(Na )c(H )c(A2 )c(OH )c(HA )D c(A2 )c(Na )c(OH )c(H )c(HA )解析：(1)A 点氢离子和氢氧根离子的浓度均是 107 molL1 ，则此时水的离子积为1014 ；B 点氢离子和氢氧根离子的浓度均是 106 molL1 ，则此时水的离子积为 1012 ，这说明此时水的离子积从 1014 增加到 1
16、012 。(2)常温下，pH10 的 Ba(OH)2溶液中氢氧根的浓度是 104 molL1 ，pH5 的稀盐酸溶液中氢离子浓度是 105 molL1 ，二者混合，然后保持 100 的恒温，欲使混合溶液 pH7，则 10 5 ，解得 x y29，即 Ba(OH)2与盐酸的体x10 4 y10 5x y积比为 29。(3)在某温度下，Ca(OH) 2的溶解度为 0.74 g，即 100 g 水中溶解了 0.74 g 氢氧化钙，物质的量是 0.01 mol。其饱和溶液密度设为 1 gmL1 ，则溶液的体积为 0.1 L，所以溶液中钙离子和氢氧根的浓度分别是 0.1 molL1 和 0.2 molL
17、1 ，所以 Ca(OH)2的离子积为 0.10.220.004。(4)25 时，在等体积的pH0 的 H2SO4溶液中水电离出的氢离子浓度是 1014 molL1 ；0.05 molL1 的 Ba(OH)2溶液中水电离出的氢离子浓度是 1013 molL1 ；pH10 的 Na2S 溶液中水电离出的氢离子浓度是 104 molL1 ；pH5 的NH4NO3溶液中水电离出的氢离子浓度是 105 molL1 ，所以发生电离的水的物质的量之比是 11010 1010 9。(5)0.1 molL1 的 CuSO4溶液中硫酸根不水解；0.1 molL1 的 Na2CO3溶液中碳酸根水解转化为碳酸氢根和氢
18、氧根；0.1 molL 1的 KCl 溶液中氯离子不水解；0.1 molL1 的 NaHCO3溶液中碳酸氢根水解转化为氢氧根和碳酸，所以等体积的溶液中，阴离子的总物质的量最大的是碳酸钠，答案选。(6)根据电离方程式可知 H2A 的第一步电离是完全的，第二步电离是不完全的，则Na2A 溶液中 A2 水解，溶液显碱性；NaHA 溶液中只有 HA 的电离平衡，溶液显酸性。0.1 molL1 Na2A 的溶液阴离子水解溶液显碱性，则各种离子浓度由大到小的顺序是 c(Na )c(A2 )c(OH )c(HA )c(H )，答案选 A。答案：(1)10 14 10 12 (2)29(3)0.004 (4)
19、11010 1010 9(5) (6)碱性 酸性 A12(16 分)电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡，请回答下列问题：8(1)已知部分弱酸的电离常数如下表：弱酸 HCOOH HCN H2CO3电离常数(25 )Ka1.7710 4 Ka5.010 10Ka14.310 7Ka25.610 11HCOONa、NaCN、NaHCO 3、Na 2CO3这 4 种溶液中阴离子结合质子能力最强的是_。体积相同、 c(H )相同的三种酸溶液 a.HCOOH；b.HCN；c.H 2SO4分别与同浓度的 NaOH溶液完全中和，消耗 NaOH 溶液的体积由大到小的排列顺序是(填字母)_。向 NaC
20、N 溶液通入少量 CO2反应的化学方程式是_。(2)一定浓度的 NaCN 溶液 pH9，用离子方程式表示呈碱性的原因是_；此时 c(HCN)/c(CN )_。常温下，NaCN 与过氧化氢溶液反应，生成 NaHCO3和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，大大降低其毒性。该反应的化学方程式是_。(3)已知 CaCO3的 Ksp2.810 9 ，现将浓度为 2104 molL1 Na2CO3溶液与 CaCl2溶液等体积混合，则生成 CaCO3沉淀所需 CaCl2溶液的最小浓度为_molL 1 。解析：(1)相同条件下电离常数越大对应酸的酸性越强，根据表中数据可知酸性由强到弱的顺序为 HCOOHH2C
21、O3HCNHCO ，所以 HCOONa、NaCN、NaHCO 3、Na 2CO3这 4 种溶液中 3阴离子结合质子能力最强的是 Na2CO3。由于酸性 cab，所以体积相同、 c(H )相同的三种酸，酸越弱， n(酸)越大，消耗碱越多，三种酸溶液，消耗 NaOH 溶液的体积由大到小的排列顺序是 bac。由于酸性 H2CO3HCNHCO ，所以向 NaCN 溶液通入少量 CO2反应的化 3学方程式是 NaCNCO 2H 2O=NaHCO3HCN。(2)NaCN 属于强碱弱酸盐，由于CN H 2OHCN OH 而使溶液呈碱性，pH9， c(OH )10 5 。由CN H 2OHCN OH 得，Kh
22、 ， c HCN c OH c CN c HCN c H c OH c CN c H KwKa HCN c HCNc CN 2。依据常温下，NaCN 与过氧化氢溶KwKa HCN c OH 110 14510 1010 5液反应，生成 NaHCO3和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体(即为氨气)，可知该反应的化学方程式是 NaCNH 2O2H 2O=NaHCO3NH 3。(3)由题意知 CaCO3(s)Ca 2 (aq)CO(aq) Ksp2.810 9 ，浓度为 2104 molL1 Na2CO3溶液与 CaCl2溶液等体积混合23后， c(CO )110 4 molL1 ，则生成 CaCO
23、3沉淀所需 CaCl2溶液的最小浓度为2392Ksp/c(CO )22.810 9 /(1104 )5.610 5 (molL1 )。23答案：(1)Na 2CO3 bacNaCNCO 2H 2O=NaHCO3HCN(2)CN H 2O HCNOH 2NaCNH 2O2H 2O=NaHCO3NH 3(3)5.610513(16 分)某学生探究 AgCl、Ag 2S 沉淀转化的原因。步骤 现象.将 NaCl 与 AgNO3溶液混合 产生白色沉淀.向所得固液混合物中加 Na2S 溶液 沉淀变为黑色.滤出黑色沉淀，加入 NaCl 溶液 较长时间后，沉淀变为乳白色(1)中的白色沉淀是_。(2)中能说明
24、沉淀变黑的离子方程式是_，沉淀转化的主要原因是_。(3)滤出步骤中的乳白色沉淀，推测含有 AgCl。用浓硝酸溶解，产生红棕色气体，部分沉淀未溶解，过滤得到滤液 X 和白色沉淀 Y。.向 X 中滴加 Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀.向 Y 滴加 KI 溶液，产生黄色沉淀由判断，滤液 X 中被检出的离子是_。由、可确认步骤中乳白色沉淀含有 AgCl 和另一种沉淀_。(4)该学生通过如下对照实验确认了步骤中乳白色沉淀产生的原因：在 NaCl 的存在下，氧气将中黑色沉淀氧化。10B：一段时间后，出现乳白色沉淀现象C：一段时间后，无明显变化A 中产生的气体是_。C 中盛放的物质 W 是_。该同学认为
25、 B 中产生沉淀的反应如下(请补充完整)：2Ag2S_ _ 2H 2O4AgCl _ 4NaOHB 中 NaCl 的作用是_。解析：(1)根据硝酸银与 NaCl 反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠，所以中的白色沉淀是 AgCl。(2)Ag 2S 的溶解度比 AgCl 的溶解度更小，2AgClS 2 Ag 2S2Cl ，S 2 与Ag 结合生成更难溶的 Ag2S，导致溶液中 Ag 浓度降低，使得 Q(AgCl)Ksp(AgCl)，平衡向AgCl 沉淀溶解的方向移动，这样白色沉淀转化为黑色沉淀。(3)实验证实滤液 X 中存在 SO ，实验证实白色沉淀 Y 中存在 Ag 。由题给信息，浓硝酸溶解乳白色沉
26、淀时24产生红棕色气体(NO 2)，可知 SO 是被硝酸氧化得到的产物。结合乳白色沉淀特征，另一24种沉淀应为 S。(4)H 2O2在 MnO2催化下分解生成氧气和水，所以 A 中产生的气体是 O2；根据题给信息，对照实验的目的是确认步骤中乳白色沉淀产生的原因是在 NaCl 存在下，氧气将中黑色沉淀氧化，则 C 中应无 NaCl，盛放的物质 W 是 Ag2S 悬浊液。该反应中氧化剂为氧气，氧化产物为 S，所以在反应物中应补充 NaCl 来配平，在根据化合价升降相等，原子守恒配平，则化学方程式为2Ag2S4NaClO 22H 2O4AgCl 2S4NaOH；2Ag 2S4NaClO 22H 2O4AgCl 2S4NaOH，该反应是可逆反应，Cl 结合 Ag2S 被氧化后生成的 Ag ，促使上述平衡右移，使氧化进行得更完全。答案：(1)AgCl(2)2AgCl(s)S 2 (aq)Ag 2S(s)2Cl (aq) Ag 2S 比 AgCl 的溶解度更小(3)SO S24(4)O 2 Ag 2S 的悬浊液4 NaCl 1 O 2 2 SO 2将 Ag2S 氧化生成 S 时，有 Ag 游离出来，NaCl 中大量的 Cl 与游离的 Ag 结合成AgCl 沉淀。由于 c(Ag )减小，有利于中反应平衡右移，B 中最终出现乳白色沉淀
