1、1第 8 讲 水溶液中的离子平衡专题跟踪训练(八)能力练(20 分钟 50 分)一、选择题(每小题 6 分，共 42 分)1某种碳酸饮料中主要含柠檬酸、碳酸、白砂糖、苯甲酸钠等成分，常温下测得其pH 约为 3.5，下列说法不正确的是( )A柠檬酸的电离会抑制碳酸的电离B该碳酸饮料中水的电离受到抑制C常温下，该碳酸饮料中 Kw的值大于纯水中 Kw的值D打开瓶盖冒出大量气泡，是因为压强减小，降低了 CO2的溶解度解析 H 2CO3是弱酸，柠檬酸的电离会抑制碳酸的电离，A 项正确；该碳酸饮料中含有柠檬酸、碳酸等酸，水的电离受到抑制，B 项正确； Kw只与温度有关，而与溶液的酸碱性无关，C 项错误；打
2、开瓶盖，压强减小，H 2CO3(aq)H 2O(l)CO 2(g)平衡向右移动，生成 CO2的量增多，冒出大量气泡，D 项正确。答案 C2已知 HF 的酸性比 HCN 的酸性强。现有物质的量浓度和体积均相同的 NaF 溶液和NaCN 溶液，已知前者中的离子总数为 n1，后者中的离子总数为 n2。下列关系正确的是( )A n1 n2 B n1n2C n1cNaCN(H )，所以cNaF(Na ) cNaF(H )cNaCN(Na ) cNaCN(H )，对应的 cNaF(F ) cNaF(OH )cNaCN(CN ) cNaCN(OH )，故 n1n2，B 项正确。答案 B3常温条件下，下列说法
3、正确的是( )A水是极弱的电解质，能微弱电离出 H ，所以严格地说纯水呈弱酸性BHCl 与 NH4Cl 的混合溶液中 c 水 (H )可能等于 1107 molL1C纯水中 c(H )c(OH )110 14 mol2L2 ，则稀酸和稀碱溶液中 Kw110 14D将 pH 为 5 的稀硫酸稀释 500 倍，稀释后溶液中 c(SO ) c(H )约为 1224解析 A 项，水电离出等量的 H 和 OH ，故水呈中性，错误。B 项，HCl 与 NH4Cl 的2混合溶液为酸性，考生易误认为 HCl 电离出的 H 抑制水的电离，使得 c 水 (H )小于1107 molL1 ，实际上溶液中还存在 NH
4、 的水解，溶液中的 H 来源于水的电离、HCl 4的电离和 NH 的水解，因 c 总 (H )1107 molL1 ，则 c 水 (H )可能等于 1107 4molL1 ，正确。C 项，常温下，无论是纯水还是稀的酸或碱溶液中都有 Kw110 14 ，错误。D 项，考生若忽视稀释过程中水的电离程度发生变化或酸溶液稀释后，氢离子浓度不小于 1107 molL1 ，则易根据物质组成直接进行判断而错选该项；稀硫酸稀释 500倍后 c(H )只能近似为 1107 molL1 ，而 c(SO ) molL1 110 8 24110 52500molL1 ， c(SO ) c(H )约为 110，错误。2
5、4答案 B425 时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )A滴入石蕊试液显蓝色的溶液中：K 、Na 、HSO 、ClO 3B. c(OH )1.010 11 mol/L，则 c(H )1.010 3 mol/L，溶液中：Kwc H Na 、Fe 3 、Cl 、NO 3C0.1 mol/L 的 FeCl2溶液中：K 、H 、NO 、SO 3 24D由水电离产生的 c(H )1.010 13 mol/L 的溶液中：Na 、AlO 、NO 、Cl 2 3解析 A 项，滴入石蕊试液显蓝色的溶液呈碱性，HSO 与 OH 反应生成 3SO 、H 2O，HSO 与 ClO 发生氧化还原反应，不能
6、大量共存，错误。B 项，23 31.010 11 mol/L 的溶液为酸性溶液，酸性条件下，Na 、Fe 3 、Cl 、NOKwc H 能大量共存，正确。C 项，FeCl 2溶液呈酸性，有 H 存在的溶液中，NO 具有强氧化性， 3 3会氧化 Fe2 ，不能大量共存，错误。D 项，切勿看到 c(H )1.010 13 mol/L，就认为溶液呈碱性，本项中给出的是由水电离出的 c(H )，溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，酸性条件下 AlO 不能大量存在，错误。 2答案 B5常温条件下，下列有关电解质溶液中的微粒浓度关系正确的是( )A等物质的量浓度的 Na2SO4溶液与 NH4Cl 溶液等体积混合
7、： c(Na ) c(NH ) 4 c(NH3H2O)2 c(SO ) c(Cl )24BpH 相同的氨水和 Ba(OH)2溶液中：2 c(NH ) c(Ba2 ) 4C等物质的量浓度的 KHSO3溶液与 KOH 溶液等体积混合： c(OH ) c(H ) c(HSO ) 3 c(H2SO3)DpH6 的 NaHSO3溶液中： c(SO ) c(H2SO3)9.910 6 molL123解析 A 项，根据物料守恒，Na 2SO4溶液中存在 c(Na )2 c(SO )，NH 4Cl 溶液中24存在 c(NH ) c(NH3H2O) c(Cl )，两个等式相加即得 c(Na ) c(NH ) c
8、(NH3H2O) 4 432 c(SO ) c(Cl )，正确。B 项，根据电荷守恒，氨水中存在 c(NH ) c(H ) c(OH )，24 4Ba(OH)2溶液中存在 c(H )2 c(Ba2 ) c(OH )，pH 相同的氨水和 Ba(OH)2溶液中， c(H )、c(OH )均分别相等，则 c(NH )2 c(Ba2 )，错误。C 项，等物质的量浓度的 KHSO3溶液与 4KOH 溶液等体积混合得到 K2SO3溶液，根据电荷守恒， c(K ) c(H )2 c(SO ) c(HSO23) c(OH )，根据物料守恒， c(K )2 c(SO )2 c(HSO )2 c(H2SO3)，两
9、个等式联立， 3 23 3可得 c(OH ) c(H ) c(HSO )2 c(H2SO3)，错误。D 项，pH6 的 NaHSO3溶液中，根据 3质子守恒可得 c(H2SO3) c(H ) c(SO ) c(OH )，则 c(SO ) c(H2SO3) c(H )23 23 c(OH )10 6 molL1 10 8 molL1 9.910 7 molL1 ，错误。答案 A6常温下，向 10.0 mL 0.10 mol/L 氨水中滴入 0.10 mol/L 盐酸，溶液 pH 与所加盐酸的体积关系如图所示(假设无气体逸出)，下列有关叙述正确的是( )AMN 间一定存在某点： c(Cl )c(N
10、H )c(OH )c(H ) 4BpH7 的溶液中有 c(NH ) c(Cl ) c(H ) c(OH ) 4CM、N 两点对应的溶液中水的电离程度相同DP 点对应的溶液中存在关系：2 c(NH )2 c(NH3H2O) c(Cl ) 4解析 A 项，盐酸滴入氨水的过程中始终存在电荷守恒， c(NH ) c(H ) c(OH ) 4 c(Cl )，因为 MN 间溶液呈碱性，故 c(H )c(Cl )，错误。B 项， 4pH7 的溶液中有 c(H ) c(OH )，根据电荷守恒， c(NH ) c(H ) c(Cl ) c(OH )， 4则 c(NH ) c(Cl )，但 NH3H2O 的电离和
11、 NH 的水解都是十分微弱的，故 c(NH ) 4 4 4 c(Cl )c(H ) c(OH )，错误。C 项，M 点为氨水的 pH，NH 3H2O 电离出的 OH 对水的电离起抑制作用，从 M 点到 N 点，随着盐酸的加入生成可水解的 NH4Cl，水的电离程度逐渐增大，N 点对应的溶液中水的电离程度大于 M 点对应的溶液中水的电离程度，错误。D 项，加入 20.0 mL 盐酸时，溶质为等物质的量的 NH4Cl 和 HCl，根据溶液中的物料守恒可得2c(NH )2 c(NH3H2O) c(Cl )，正确。 4答案 D7(2018山东枣庄质检)下表是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25)。化学式
12、 FeS CuS MnS4溶度积 6.31018 1.31036 2.51013下列有关说法中正确的是( )A25 时，CuS 的溶解度大于 MnS 的溶解度B25 时，饱和 CuS 溶液中，Cu 2 的浓度为 1.31036 molL1C因为 H2SO4是强酸，所以反应 CuSO4H 2S=CuSH 2SO4不能发生D除去某溶液中的 Cu2 ，可以选用 FeS 作沉淀剂解析 A 项，FeS、CuS、MnS 都是同类型的难溶电解质，25 时，CuS 的 Ksp远小于MnS 的 Ksp，说明 CuS 的溶解度小于 MnS 的溶解度；B 项，25 时，饱和 CuS 溶液中，c(Cu2 ) c(S2
13、 ) 1.1410 18 molL1 ；C 项，因为 CuS 不溶于稀硫酸，Ksp CuS所以反应 CuSO4H 2S=CuS H 2SO4可以发生；D 项，因为溶解度 CuS” 、 “c(HCO )；反应 NH HCO H 2O=NH3H2OH 2CO3的平衡常数 K 4 3 4 3 1.25c NH3H2O c H2CO3c NH 4 c HCO 3 c H c OH K NH3H2O K1 110 14210 5410 75103 。(2)若氨水与 SO2恰好完全反应生成正盐即(NH 4)2SO3，溶液中 NH 和 SO 都会水 4 23解，NH 水解使溶液呈酸性，而 SO 水解则使溶液
14、呈碱性，由于 Ka26.310 8 4 23molL1 小于 Kb1.810 5 molL1 ，根据越弱越水解，溶液的酸碱性由水解程度更大的离子决定，所以此时溶液呈碱性。由于 HSO 的电离程度大于其水解程度，NH 4HSO3溶液 3呈酸性(由 Kb和 Ka11.310 2 molL1 的相对大小也能得出这个结论)。由的分析可知上述溶液中通入 SO2气体可使溶液呈中性，即常温下溶液 pH7，由 Ka26.310 8 ，把 c(H )110 7 代入，得c H c SO23c HSO 36.310 1 ，所以 c(HSO )c(SO )。此时溶液中的溶质为(NH 4)2SO3和c SO23c H
15、SO 3 3 23NH4HSO3的混合物，因为盐类水解的程度一般是很小的，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为 c(NH )c(HSO )c(SO )c(H ) c(OH )。 4 3 23(3)Ka1Ka2 c(H )21.510 2 1.0107 ， c(H )110 5 c SO23c H2SO3molL1 ，则溶液的 pH5；中性时，溶液为 NH4HSO3和(NH 4)2SO3混合溶液，溶液中电荷守恒： c(NH ) c(H )2 c(SO ) c(HSO ) c(OH )，溶液呈中性， c(H ) c(OH )， 4 23 3两边同除以 c(SO )， 2 2 3。23c NH 4c
16、SO23 c HSO 3c SO23 c H Ka2答案 (1) 1.2510 3(2)碱 SO 2 c(NH )c(HSO )c(SO )c(H ) c(OH ) 4 3 23(3)5 3拔高练(25 分钟 50 分)一、选择题(每小题 6 分，共 30 分)1(2018山东济南外国语月考)下列有关中和滴定的叙述正确的是( )A滴定时，标准液的浓度一定越小越好B用盐酸作标准液滴定 NaOH 溶液时，指示剂加入越多越好C滴定管在滴液前和滴液后均有气泡一定不会造成误差D滴定时眼睛应注视锥形瓶内溶液的颜色变化而不应注视滴定管内的液面变化解析 A 项，标准液的浓度越小，要求待测液的体积越小，误差越大
17、；B 项，指示剂的用量增多，也会多消耗酸液，增大误差；C 项，滴定前后的气泡大小可能不同，会产生误差。答案 D2(2018河北定州模拟)常温下，将 NaOH 溶液滴入二元弱酸 H2X 溶液中，混合溶液中的粒子浓度与溶液 pH 的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )6A Ka1(H2X)的数量级为 107B曲线 N 表示 lg 与 pH 的变化关系c HX c H2XCNaHX 溶液中： c(H )c(X2 )c(HX )c(H ) c(OH )解析 滴加过程中发生反应的先后顺序是H2XNaOH= =NaHXH 2O、NaHX NaOH= =Na2XH 2O，开始时，随着反应的进行，HX 的
18、物质的量增大，某一时刻当 HX 的物质的量大于 H2X，lg 的值大于 0，根据图象可知c HX c H2X曲线 M 为 lg 与 pH 的变化关系，曲线 N 为 lg 与 pH 的变化关系，H 2Xc HX c H2X c X2 c HX 的第一步电离方程式为 H2XHX H ， Ka1 ，根据图象，当c HX c H c H2XpH5，即 c(H )10 5 molL1 时，lg 0.6， 110 0.6，得c HX c H2X c HX c H2XKa1110 4.4 ，A、B 项错误；当 lg 0，即 c(X2 ) c(HX )时，pHc(OH )，C 项错误；NaHX 溶液显酸性，因
19、此混合溶液显中性时，溶质为 NaHX 和 Na2X，HX 的电离程度大于 X2 的水解程度，NaHX 和 Na2X 浓度相等时，溶液显酸性，因此 Na2X 的浓度应大于 NaHX，溶液显中性，即离子浓度大小关系是 c(Na )c(X2 )c(HX )c(H ) c(OH )，D 项正确。答案 D3(2018衡水中学测试)常温下，向 1 L 0.1 molL1 NH4Cl 溶液中，不断加入固体 NaOH 后，NH 与 NH3H2O 浓度的变化趋势如图所示(不考虑溶液体积变化和氨气的挥发)， 4下列说法正确的是( )7AM 点对应溶液中水的电离程度比原溶液大B a0.05C当 n(NaOH)0.0
20、5 mol 时溶液中： c(Cl )c(Na )c(NH )c(OH )c(H ) 4DM 点对应的溶液中， n(OH ) n(H )( a0.05) mol解析 NH 4Cl 溶液中，NH 的水解促进水的电离，不断加入 NaOH 固体后反应得到氯 4化钠和一水合氨混合溶液，一水合氨是一元弱碱抑制水的电离，故 M 点对应的溶液中水的电离程度小于原氯化铵溶液中水的电离程度，A 项错误；因 NH3H2O 的电离程度大于 NH4Cl的水解程度，故当 c(NH3H2O) c(NH )时，溶液中 NH3H2O 的浓度应大于 NH4Cl 的浓度， 4则 a0.05，B 项错误；当 n(NaOH)0.05
21、mol 时，得到物质的量均为 0.05 mol 的NH4Cl、NaCl 和 NH3H2O 的混合物，由于 NH3H2O 的电离程度大于 NH4Cl 的水解程度，故离子浓度大小关系为 c(Cl )c(NH )c(Na )c(OH )c(H )，C 项错误；M 点对应的溶液 4中存在电荷守恒， n(OH ) n(Cl ) n(H ) n(Na ) n(NH )， n(OH ) n(H ) n(NH ) 4 4 n(Na ) n(Cl )(0.05 a0.1) mol( a0.05) mol，D 项正确。答案 D4298 K 时，向体积均为 15.00 mL、浓度均为 1.00 mol/L 的氨水和
22、 NaHCO3溶液中分别滴加 1.00 mol/L 的盐酸，溶液的 pH 与所加盐酸体积的关系如图所示。下列有关叙述正确的是( )A曲线 a 是 NaHCO3溶液的滴定曲线B当 V(盐酸)4.00 mL 时， c(HCO )c(NH )c(CO ) 3 4 23C当 V(盐酸)15.00 mL 时， c(Na ) c(NH ) 4D两个滴定过程均可选择酚酞作指示剂解析 等浓度时，氨水 pH 较大，故曲线 a 是氨水的滴定曲线，A 项错误。NH 3H2O的电离、HCO 的电离和水解都很微弱，NH 3H2O 的电离程度略大些，当 V(盐酸)4.00 38mL 时，大概比例为 c(HCO ) c(N
23、H )114， c(NH )大于电离产生的 c(CO )，B 项 3 4 4 23正确。当 V(盐酸)15.00 mL 时，两溶液体积增大一倍，与氨水反应得到氯化铵，铵根离子水解， c(NH )c(NH )，C 项错误。若选 4 4择酚酞作指示剂，变为无色时，溶液呈弱碱性，此时盐酸的用量不足，D 项错误。答案 B525 时，Fe(OH) 2、Cu(OH) 2的饱和液中，金属阳离子(M 2 )的浓度负对数lg c(M2 )与溶液 pH 的关系如图所示，已知该温度下，下列判断正确的是( )A KspFe(OH)21.010 19.1B当 Fe(OH)2和 Cu(OH)2共存时，饱和液中 c(Fe2
24、 )c(Cu2 )CX 点有 Fe(OH)2析出，没有 Cu(OH)2析出D加入适量 CuO，可除去铜盐溶液中含有的少量 Fe2解析 KspFe(OH)2 c(Fe2 )c2(OH )1.010 3.1 (1.0106 )21.010 15.1 ，A 项错误；当 Fe(OH)2和 Cu(OH)2共存时，饱和液中lg c(Cu2 )lg c(Fe2 )，则 c(Fe2 )c(Cu2 )，B 项正确； KspCu(OH)2 c(Cu2 )c2(OH )1.010 11.7 (1.0104 )21.010 19.7 ，即 KspFe(OH)2KspCu(OH)2，故 X 点有Cu(OH)2析出，没有
25、 Fe(OH)2析出，C 项错误；铜盐溶液中含有少量 Fe2 ，加入适量 CuO，不能生成 Fe(OH)2沉淀，所以不能除去 Fe2 ，D 项错误。答案 B二、非选择题(20 分)6(8 分)(2018安徽马鞍山联考)在分析化学中常用 Na2C2O4晶体作为基准物质测定KMnO4溶液的浓度。(1)若将 W g Na2C2O4配成 100 mL 标准溶液，移取 20.00 mL 置于锥形瓶中，则酸性KMnO4溶液应装在_(填“酸式”或“碱式”)滴定管中，判断滴定达到终点的现象是_。(2)写出 KMnO4与热的经硫酸酸化的 Na2C2O4反应生成 Mn2 和 CO2的化学方程式：_ _9_。(3)
26、25 时，用 pH 计测得 0.10 molL1 草酸钠溶液的 pH a，则 H2C2O4的第二级电离平衡常数 Ka2_。解析 (1)酸性 KMnO4溶液具有强氧化性，应用酸式滴定管盛放，用 KMnO4溶液滴定Na2C2O4溶液，滴定终点现象是滴入最后一滴 KMnO4溶液，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色。(2)KMnO4作氧化剂，Mn 由7 价降到2 价，得到 5e ，Na 2C2O4作还原剂，C 由3 价升到4 价，失去 2e ，最小公倍数为 10，方程式为2KMnO48H 2SO45Na 2C2O4=K2SO42MnSO 45Na 2SO410CO 28H 2O。(3)0.10
27、molL1 草酸钠溶液的 pH a，Na 2C2O4第一步水解C2O H 2OHC 2O OH ， c(H )110 a molL1 ， c(HC2O ) c(OH )24 4 4110 a14 molL1 ，H 2C2O4的第二级电离 HC2O =C2O H ， Ka2 4 24 110 132 a。c C2O24 c H c HC2O 4 0.1010 a110a 14答案 (1)酸式 滴入最后一滴 KMnO4溶液，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色(2)2KMnO48H 2SO45Na 2C2O4=K2SO42MnSO 45Na 2SO410CO 28H 2O(3)10132 a7
28、(12 分)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。(1)25 ，在 0.10 molL1 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、H 2S 的挥发)。pH13 时，溶液中的 c(H2S) c(HS )_molL 1 。某溶液含 0.020 molL1 Mn2 、0.10 molL1 H2S，当溶液 pH_时，Mn2 开始沉淀。已知： Ksp(MnS)2.810 13 (2)25 ，两种酸的电离平衡常数如下表。Ka1 Ka2H2SO3 1.3102 6.310810H2CO3 4.2107 5.61011
29、HSO 的电离平衡常数表达式 K_。 30.10 molL1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为_。H 2SO3溶液和 NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为_。解析 (1)根据物料守恒： c(S2 ) c(H2S) c(HS )0.10 molL1 ，故 c(H2S) c(HS )0.10 molL 1 c(S2 )0.10 molL 15.710 2 molL1 0.043 molL1 。要使 Mn2 沉淀，需要的 c(S2 )最小值为 c(S2 ) Ksp MnSc Mn2 1.410 11 ，再对照图象找出 pH5。2.810 130.020(2)电离平衡常数等于电离出的离子平
30、衡浓度的乘积与弱电解质的平衡浓度的比值。SO 发生水解，生成 HSO 和 OH ，HSO 再进一步水解生成 H2SO3和 OH ，故离23 3 3子浓度大小关系为 c(Na )c(SO )c(OH )c(HSO )c(H )。23 3根据电离平衡常数的大小可判断 H2SO3的酸性强于碳酸，故反应可放出 CO2气体，H2SO3HCO =HSO CO 2 H 2O。 3 3答案 (1)0.043 5(2) 或c H c SO23c HSO 3 H SO23HSO 3 c(Na )c(SO )c(OH )c(HSO )c(H )或Na SO OH HSO H 23 3 23 3H 2SO3HCO =HSO CO 2H 2O 3 3
