專題突破練十　水溶液中的離子平衡(B)一、選擇題1.(2021北京高三檢測)關(guān)于室溫下pH相同、體積相同的氨水與氫氧化鈉兩種稀溶液,下列敘述正確的是(　　)A.氨水中的c(N)與NaOH溶液中的c(Na+)相同B.溫度均升高20℃(不考慮揮發(fā)),兩溶液的pH均不變C.加水稀釋相同的倍數(shù)后,兩種溶液的pH仍相同D.與等物質(zhì)的量濃度的鹽酸反應(yīng),恰好中和時所消耗的鹽酸的體積相同2.(2021廣東韶關(guān)模擬)已知H2S是二元弱酸,將amol·L-1NaHS(顯堿性)與bmol·L-1NaOH兩種稀溶液等體積混合,所得溶液中粒子間的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是(　　)A.a=b時,c(Na+)+c(H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)B.a=b時,c(Na+)>c(S2-)>c(HS-)>c(OH-)C.a=2b時,c(S2-)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)D.a=4b時,4c(Na+)=5c(S2-)+5c(HS-)+5c(H2S)3.(2021湖北宜昌聯(lián)考)實驗測得等物質(zhì)的量濃度的NaHCO3和Na2CO3溶液的pH隨溫度變化如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)A.NaHCO3和Na2CO3水解均是吸熱反應(yīng)B.M點之前,升溫pH減小,主要原因是升溫促進水的電離C.N點時NaHCO3已經(jīng)完全分解D.若將N點溶液恢復(fù)到25℃,pH>8.624.(雙選)(2021山東臨沂模擬)室溫下,體積均為20mL、濃度均為0.1mol·L-1的HX溶液、HY溶液中分別滴加同濃度的NaOH溶液,反應(yīng)后溶液中水電離的c水(H+)的負對數(shù)[-lgc水(H+)]與滴加氫氧化鈉溶液體積的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　) A.室溫時,電離常數(shù)Ka(HX)=10-5B.a、b、c三點溶液均顯中性C.b、d兩點溶液的離子總濃度不同D.c點溶液中c(X-)+c(HX)=0.1mol·L-15.(2021福建泉州檢測)向100mL5.0mol·L-1的NaOH溶液中通入H2S氣體,含硫粒子在不同pH溶液中的分布系數(shù)(δ)如圖所示。下列說法正確的是(　　)A.曲線M表示pH與HS-的變化關(guān)系B.S2-+H+HS-的平衡常數(shù)數(shù)量級為1014C.HS-的電離程度大于水解程度D.配制Na2S溶液時可將Na2S固體直接溶于水6.(2021遼寧聯(lián)考)某硫酸鹽在水中的沉淀溶解平衡圖像如下(M2+代表+2價金屬離子)。下列說法正確的是(　　)A.363K時,該硫酸鹽的溶度積Ksp的數(shù)量級為10-3B.溫度一定時溶度積Ksp隨c(S)的增大而減小C.313K下的該鹽飽和溶液升溫到363K時有固體析出D.283K下的該鹽飽和溶液升溫到313K時有固體析出7.(雙選)(2021河北邯鄲聯(lián)考)化學(xué)中常用AG表示溶液的酸度[AG=lg]。室溫下,向20.00mL0.1000mol·L-1的某一元堿MOH溶液中滴加未知濃度的稀硫酸,混合溶液的溫度與酸度AG隨加入稀硫酸體積的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A.室溫下MOH的電離常數(shù)Kb=1.0×10-5B.當AG=0時,溶液中存在c(S)>c(M+)>c(H+)=c(OH-)C.a點對應(yīng)的溶液中:c(M+)+c(MOH)=8c(S)D.b、c、d三點對應(yīng)的溶液中,水的電離程度大小關(guān)系:c>b=d二、非選擇題8.(2021湖南模擬節(jié)選)(1)常溫下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(N)　　　　(填“>”“<”或“=”)c(HC);反應(yīng)N+HC+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=　　　　。(已知常溫下NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=2×10-5,H2CO3的電離常數(shù)=4×10-7,=4×10-11)?(2)已知Ksp[Mg(OH)2]=2×1,在某MgSO4溶液里c(Mg2+)=0.002mol·L-1,如果生成Mg(OH)2沉淀,應(yīng)調(diào)整溶液pH,使之大于　　　;在0.20L的0.002mol·L-1MgSO4溶液中加入等體積的0.10mol·L-1的氨水,電離常數(shù)Kb(NH3·H2O)=2×10-5,試計算　　　　　　(填“有”或“無”)Mg(OH)2沉淀生成。?(3)CuCl懸濁液中加入Na2S,發(fā)生的反應(yīng)為2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=　　　　　　　　[已知Ksp(CuCl)=1.2×10-6,Ksp(Cu2S)=2.5×10-43]。?(4)已知常溫下H2SO3的電離常數(shù):=1.0×10-1.9,=1.0×10-7.2,計算0.1mol·L-1NaHSO3溶液的pH為　　　　　　　　(忽略S的二級水解)。?9.(2021江西聯(lián)考)乙二酸(H2C2O4)俗稱草酸,在實驗研究和化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用廣泛。(1)室溫下,測得0.1mol·L-1H2C2O4溶液pH=1.3,寫出草酸的電離方程式:?　。?(2)草酸溶液中各粒子的物質(zhì)的量分數(shù)隨溶液pH變化關(guān)系如下圖所示:①向草酸溶液中滴加KOH溶液至pH=2.5時發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?②0.1mol·L-1KHC2O4溶液中,下列粒子濃度關(guān)系正確的是　　　　(填字母)。?a.c(K+)+c(H+)=c(HC2)+c(C2)+c(OH-)b.c(K+)>c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4)c.c(K+)=c(HC2)+c(C2)+c(H2C2O4)(3)工業(yè)上利用硫酸亞鐵與草酸反應(yīng)制備草酸亞鐵晶體,其離子方程式為Fe2++H2C2O4+xH2OFeC2O4·xH2O↓+2H+。 ①制備時需添加氨水以提高FeC2O4·xH2O的產(chǎn)率,從化學(xué)平衡移動原理角度解釋原因:??　。?②測定草酸亞鐵晶體(FeC2O4·xH2O)的x值,實驗如下:稱取0.5400g草酸亞鐵晶體溶于一定濃度的硫酸中,用酸性KMnO4溶液滴定。到達滴定終點時,消耗0.1000mol·L-1的酸性KMnO4溶液18.00mL。已知:滴定過程中鐵、碳元素分別被氧化為Fe3+、CO2,錳元素被還原為Mn2+,則FeC2O4·xH2O中x=　　　　(FeC2O4的摩爾質(zhì)量是144g·mol-1)。?參考答案專題突破練十　水溶液中的離子平衡(B)1.A　解析pH相同的氨水與氫氧化鈉兩種稀溶液,NH3·H2ON+OH-,NaOHNa++OH-,pH相同,氫氧根離子濃度相同,c(N)、c(Na+)相同,A項正確。溫度升高20℃,促進NH3·H2ON+OH-正向移動,氫氧根離子濃度增大,pH增大,升高溫度KW增大,NaOH溶液pH減小,B項錯誤。pH相同的氨水與氫氧化鈉兩種稀溶液,加水稀釋相同的倍數(shù)后,促進NH3·H2O的電離,而氫氧化鈉的電離不變,故氨水中c(OH-)大于氫氧化鈉溶液,所以兩種溶液的pH不相同,C項錯誤。pH相同、體積相同的氨水與氫氧化鈉兩種稀溶液,NH3·H2O為弱電解質(zhì),氨水中溶質(zhì)的濃度大于氫氧化鈉溶液,與等物質(zhì)的量濃度的鹽酸反應(yīng),氨水消耗的鹽酸的體積比氫氧化鈉溶液消耗的鹽酸體積大,D項錯誤。2.D　解析當a=b時,溶液中存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-),A項錯誤。當a=b時,等物質(zhì)的量的NaHS和NaOH混合,根據(jù)化學(xué)式中出現(xiàn)的離子濃度大于化學(xué)式中未出現(xiàn)的離子濃度故Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-),B項錯誤。當a=2b時,有等物質(zhì)的量的Na2S和NaHS,溶液顯堿性,根據(jù)化學(xué)式中出現(xiàn)的離子濃度大于化學(xué)式中未出現(xiàn)的離子濃度可知:c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+),C項錯誤。當a=4b時,溶液中含3份NaHS、1份Na2S,根據(jù)元素質(zhì)量守恒有:4c(Na+)=5c(S2-)+5c(HS-)+5c(H2S),D項正確。3.C　解析鹽類的水解可看作中和反應(yīng)的逆反應(yīng),中和反應(yīng)放熱,則鹽類的水解是吸熱反應(yīng),A項正確。升高溫度,NaHCO3的水解程度增大,使溶液pH增大,同時溫度升高,KW增大,使溶液的pH減小,M點之前NaHCO3溶液的pH減小,說明溫度升高,促進水的電離起主導(dǎo)作用,B項正確。M點到N點,溶液的pH增大,是由于NaHCO3分解生成Na2CO3,Na2CO3水解使溶液的堿性增大,但不能判斷NaHCO3是否完全分解,C項錯誤。N點溶液中Na2CO3含量大,Na2CO3的水解程度大于NaHCO3,故N點溶液恢復(fù)到25℃,溶液的pH>8.62,D項正確。4.AC　解析由圖可知,b、d兩點HX溶液、HY溶液分別與氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng),b點溶液中溶質(zhì)為NaY、d點溶液中溶質(zhì)為NaX,a點溶液中溶質(zhì)為NaX、HX,c點溶液中溶質(zhì)為NaX、NaOH,由a點和b點溶液呈中性可知,HY為強酸、HX為弱酸。0.1mol·L-1的HX溶液中水電離出的氫離子濃度為10-11mol·L-1,則溶液中的氫離子濃度為=1.0×10-3mol·L-1,Ka(HX)==10-5,A項正確。c點溶液中溶質(zhì)為NaX、NaOH,NaX為強堿弱酸鹽,在溶液中水解呈堿性,則NaX和NaOH混合溶液呈堿性,B項錯誤。b點溶液中溶質(zhì)為NaY,HY為強酸,由電荷守恒可知,溶液中 c(Na+)=c(Y-),d點溶液中溶質(zhì)為NaX,由電荷守恒可知,溶液中c(Na+)=c(X-)+c(OH-)-c(H+),兩溶液中鈉離子濃度相等,則c(X-)+c(OH-)>c(Y-),d點溶液中的離子總濃度大于b點溶液,C項正確。d點HX溶液與氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng),d點溶液中溶質(zhì)為NaX,由元素質(zhì)量守恒關(guān)系可知c(X-)+c(HX)=c(Na+)==0.05mol·L-1,c點溶液體積大于40mL,則溶液中c(X-)+c(HX)<0.05mol·L-1,D項錯誤。5.B　解析在NaOH溶液中通入H2S氣體,含硫粒子包括H2S、HS-、S2-,其中S2-水解,溶液顯堿性,H2S電離而使溶液顯酸性。曲線M上表示的粒子隨著pH的增大,分布系數(shù)(δ)逐漸減小,因此曲線M表示pH與H2S的變化關(guān)系,A項錯誤。S2-+H+HS-的平衡常數(shù)K=,當c(S2-)=c(HS-)時,pH=14.1,c(H+)=10-14.1mol·L-1,即K=1014.1,因此S2-+H+HS-的平衡常數(shù)數(shù)量級為1014,B項正確。當溶液中主要存在HS-時,溶液顯堿性,說明HS-的電離程度小于水解程度,C項錯誤。Na2S能夠水解,為了抑制水解,配制Na2S溶液時可將Na2S固體溶于一定濃度的氫氧化鈉溶液中,再稀釋,D項錯誤。6.C　解析363K時,Ksp=c(M2+)·c(S)=10-1.70×10-1.50=10-3.20,即Ksp的數(shù)量級為10-4,A項錯誤。溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān),與物質(zhì)的濃度無關(guān),B項錯誤。363K時Ksp最小,313K時Ksp最大,故313K下的該鹽飽和溶液升溫到363K時有固體析出,C項正確。溫度由283K升高到313K,物質(zhì)的溶解度增大,溶液由飽和溶液變?yōu)椴伙柡腿芤?因此不會有固體析出,D項錯誤。7.AC　解析酸堿恰好發(fā)生中和反應(yīng)時,反應(yīng)放出的熱量最多,溫度最高,因此c點為酸堿恰好完全反應(yīng)的點,消耗硫酸的體積為20mL;根據(jù)2MOH~H2SO4可知:c(H2SO4)==0.05mol·L-1。當AG=lg=-8時,溶液溶質(zhì)為MOH,=10-8,結(jié)合KW=c(H+)·c(OH-)=10-14可知,c(OH-)=10-3mol·L-1,根據(jù)Kb==10-5,A項正確。根據(jù)電荷守恒:2c(S)+c(OH-)=c(M+)+c(H+),當AG=0時,AG=lg=0,則c(OH-)=c(H+),2c(S)=c(M+),溶液中存在:c(M+)>c(S)>c(H+)=c(OH-),B項錯誤。a點時,消耗硫酸5mL,根據(jù)2MOH~H2SO4可知,消耗MOH的物質(zhì)的量為2×0.05×5×10-3mol,剩余MOH的物質(zhì)的量為20.00×10-3×0.1000mol-2×0.05×5×10-3mol=1.5×10-3mol,生成M2SO4的物質(zhì)的量為0.05×5×10-3mol,即混合液中n(MOH)∶n(M2SO4)=1.5∶0.25=6∶1;根據(jù)元素質(zhì)量守恒可知,c(M+)+c(MOH)=8c(S),C項正確。c點為酸堿恰好完全反應(yīng)的點,生成了強酸弱堿鹽,此時水解程度最大,從c點以后,硫酸過量,酸抑制水的電離,硫酸屬于強酸,對水的電離平衡抑制程度大,因此水的電離程度:c>b>d,D項錯誤。8.答案(1)>　1.25×10-3(2)10　有(3)5.76×1030(4)4.1解析(1)由于NH3·H2O的電離常數(shù)大于HC的電離常數(shù),再根據(jù)鹽類水解規(guī)律可得HC的水解程度更大,因此c(N)>c(HC);反應(yīng)N+HC+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K====1.25×10-3。(2)MgSO4溶液中c(Mg2+)=0.002mol·L-1,沉淀平衡時c(OH-)=mol·L-1=10-4mol·L-1,則c(H+)=10-10mol·L-1,因此生成Mg(OH)2沉淀,應(yīng)調(diào)整溶液pH,使之大于10;在0.20L0.002mol·L-1MgSO4溶液中加入等體積的0.10mol·L-1的氨水,鎂離子濃度變?yōu)?.001mol·L-1,c(OH-)=mol·L-1=0.001 mol·L-1,c(Mg2+)·c2(OH-)=10-9>Ksp=2×10-11,有沉淀產(chǎn)生。(3)反應(yīng)2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq)的平衡常數(shù)K==5.76×1030。(4)HSS+H+的電離常數(shù)為==1.0×10-7.2,c(S)≈c(H+),c(HS)=0.1mol·L-1,則c2(H+)=1.0×10-7.2×c(HS)=1.0×10-7.2×0.1=10-8.2,c(H+)=10-4.1,故pH=-lgc(H+)=4.1。9.答案(1)H2C2O4HC2+H+,HC2C2+H+(2)①H2C2O4+OH-HC2+H2O?、赽c(3)①NH3·H2O與生成的H+反應(yīng),使c(H+)減小,平衡向正反應(yīng)方向移動,產(chǎn)生更多的FeC2O4·xH2O②2解析(2)①由圖可知,pH=2.5時,溶液中主要存在HC2,故草酸溶液中滴加KOH溶液至pH=2.5,反應(yīng)生成KHC2O4,離子方程式為H2C2O4+OH-HC2+H2O。②0.1mol·L-1KHC2O4溶液中,據(jù)電荷守恒可得:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2)+2c(C2),a項錯誤。由圖可知,KHC2O4溶液呈酸性,則HC2的水解程度小于其電離程度,則有c(C2)>c(H2C2O4),故溶液中:c(K+)>c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4),b項正確。KHC2O4溶液中存在HC2的水解和電離平衡,據(jù)物料守恒可得c(K+)=c(HC2)+c(C2)+c(H2C2O4),c項正確。(3)②根據(jù)電子得失守恒可得,Mn與FeC2O4·xH2O的關(guān)系式為3Mn~5FeC2O4·xH2O,達到滴定終點時,消耗18.00mL0.1000mol·L-1KMnO4溶液,則有n(FeC2O4·xH2O)=×0.1000mol·L-1×18.00×10-3L=3×10-3mol,草酸亞鐵晶體的質(zhì)量為0.5400g,則有M(FeC2O4·xH2O)==180g·mol-1,又知M(FeC2O4)=144g·mol-1,故FeC2O4·xH2O中x==2。