第三章《水溶液中的离子平衡》单元检测题解析版.docx
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第三章《水溶液中的离子平衡》单元检测题解析版
第三章《水溶液中的离子平衡》单元检测题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.水是极弱的电解质,在常温下平均每n个水分子只有一个水分子发生电离,则n值是( )
A.1×10-14B.55.6×107C.107D.55.6
2.对常温下0.1mol·L-1的醋酸溶液,以下说法正确的是( )
A.由水电离出来的c(H+)=1.0×10-13mol·L-1
B.c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
C.与同浓度的盐酸分别加水稀释10倍:
pH(醋酸) D.与等浓度等体积NaOH溶液反应后的溶液中: c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1 3.物质的量浓度均为0.1mol·L-1时,下列各组溶液按pH由小到大的顺序排列的是( ) A.NH4Cl、AlCl3、MgCl2、CaCl2B.Na2CO3、C6H5ONa、NaHCO3、NaAc C.(NH4)2SO4、NH4Cl、NaNO3、Na2SD.Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4、NaHCO3 4.如图所示,有T1、T2两种温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线,回答下列问题: 讨论T1温度时BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线,下列说法不正确的是( ) A.加入Na2SO4可使溶液由a点变到b点 B.在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时,均有BaSO4沉淀生成 C.蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b) D.升温可使溶液由b点变为d点 5.下列关于盐溶液呈酸碱性的说法错误的是( ) A.盐溶液呈酸碱性的原因是破坏了水的电离平衡 B.NH4Cl溶液呈酸性是由于溶液中c(H+)>c(OH-) C.在CH3COONa溶液中,由水电离的c(OH-)≠c(H+) D.水电离出的H+或OH-与盐中弱离子结合,造成盐溶液呈酸碱性 6.下列液体均处于25℃,有关叙述正确的是( ) A.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)不变 B.向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入少量氨水,先生成Cu(OH)2沉淀,说明Ksp[Cu(OH)2] C.AgCl在等物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同 D.在Na2S溶液中加入AgCl固体,溶液中c(S2-)增大 7.室温下,pH=12的氢氧化钠溶液稀释100倍后,所得溶液的pH为( ) A.14B.10C.11D.4 8.在25℃时,AgCl的白色悬浊液中,依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液,观察到的现象是先出现黄色沉淀,最终出现黑色沉淀,已知有关物质的溶度积Ksp(25℃)如下: 下列论述错误的是( ) A.沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 B.溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀 C.AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl,CaCl2溶液中的溶解度不相同 D.25℃时,在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中,所含Ag+的浓度相同 9.已知H2CO3的电离常数: K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11,HClO的电离常数: 2.95× 10-8。 反应: Cl2+H2O HCl+HClO达到平衡后,要使c(HClO)增大可加入( ) A.NaOHB.HClC.CaCO3(固体)D.H2O 10.温度为25℃时,将0.23g钠投入到100g水中充分反应,假设反应后溶液体积为100mL,则该溶液的pH为( ) A.1B.13C.12D.10 11.在室温时,用稀盐酸预处理强酸性阳离子交换树脂,使之转变为HR,并用蒸馏水洗涤至中性。 然后用该树脂软化100mL含0.001mol的Mg2+的中性溶液,使Mg2+完全被交换,再用100mL蒸馏水洗涤树脂。 将交换液和洗涤液收集在一起,该混合液的pH为( ) A.2.0B.2.3C.3.0D.7.0 12.已知: 25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[MgF2]=7.42×10-11。 下列说法正确的是( ) A.25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大 B.25℃时,Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大 C.25℃时,Mg(OH)2固体在20mL0.01mol·L-1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L-1NH4Cl溶液中的Ksp小 D.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化成为MgF2 13.一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M: Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。 已知: pM=-lgc(M),p( )=-lgc( )。 下列说法正确的是( ) A.MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大 B.a点可表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2+)=c( ) C.b点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2+) ) D.c点可表示MgCO3的不饱和溶液,且c(Mg2+)>c( ) 14.NaOH标准溶液因保存不当,吸收了少量的二氧化碳。 若有1%的NaOH转变为Na2CO3,以此NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,选用甲基橙作指示剂,盐酸浓度的测定结果会( ) A.偏低1%B.偏高1%C.无影响D.偏高0.1% 15.25℃的下列溶液中,碱性最强的是( ) A.pH=11的溶液 B.c(OH-)=0.12mol·L-1 C.1L中含有4gNaOH的溶液(忽略溶液的体积变化) D.c(H+)=1×10-10mol·L-1的溶液 二、填空题 16.难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡: K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s) 2Ca2+(aq)+2K+(aq)+Mg2+(aq)+4 (aq)+2H2O(l) 为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如下: (1)滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。 (2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)“除杂”环节中,先加入________溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入________溶液调滤液pH至中性。 (4)不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系见下图。 由图可得,随着温度升高,①________,②________。 (5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生: CaSO4(s)+ CaCO3(s)+ 已知298K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。 17.现有下列物质: ①100℃纯水;②25℃0.1mol·L-1HCl溶液;③25℃0.1mol·L-1KOH溶液;④25℃0.1mol·L-1Ba(OH)2溶液。 (1)这些物质与25℃纯水相比,能促进水的电离的是______(填序号,下同),能抑制水的电离的是________,水电离的c(OH-)等于溶液中c(OH-)的是________,水电离的c(H+)等于溶液中c(H+)的是________。 (2)从②和③溶液中水的电离程度相等,进而可推出的结论是: 同一温度下,______________________________时,水的电离度相等。 18.工业上制氯化铜时,是将浓盐酸用蒸气加热至80℃左右,慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁),充分搅拌后使之溶解,反应如下: CuO+2HCl===CuCl2+H2O,FeO+2HCl===FeCl2+H2O。 已知: pH≥9.6时,Fe2+以Fe(OH)2的形式完全沉淀;pH≥6.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式完全沉淀;pH在3~4时,Fe3+以Fe(OH)3的形式完全沉淀。 试回答: (1)为除去溶液中的Fe2+,可以采用的方法是______________________________。 A.直接加碱,调节溶液使pH≥9.6 B.加纯铜粉,将Fe2+还原出来 C.先将Fe2+氧化成Fe3+,再调节pH在3~4之间 D.通入硫化氢,使Fe2+直接沉淀 (2)工业上为除去溶液中的Fe2+,常使用NaClO,当向溶液中加入NaClO后,溶液pH的变化情况是_____________________________________________________________________。 A.肯定减小B.肯定增大 C.可能减小D.可能增大 (3)若此溶液中只含有Fe3+时,要调节pH在3~4之间,此时最好向溶液中加入________________________________________________________________________。 A.NaOH溶液B.氨水 C.CuCl2溶液D.CuO固体 19.下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃): 回答下列问题: (1)当温度升高时,K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)在温度相同时,各弱酸的K值不同,那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系? ________________________________________________________________________。 (3)若把CH3COOH、H2CO3、 、H2S、HS-、H3PO4、 、 都看作是酸,其中酸性最强的是____________,最弱的是__________。 (4)多元弱酸是分步电离的,每一步都有相应的电离平衡常数,对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着一定的规律,此规律是____________,产生此规律的原因是________________________________________________________________________。 20.AgNO3的水溶液常温时的pH________7(填“>”、“=”或“<”),原因是: ________(用离子方程式表示);实验室在配制AgNO3的溶液时,常将AgNO3固体先溶于较浓的硝酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以________(填“促进”、“抑制”)其水解。 三、实验题 21.臭氧(O3)能与KI溶液反应,生成O2等,在反应后的溶液中滴入酚酞变为红色,若滴入淀粉则变为蓝色,为测定某环境空气中的臭氧含量,将0℃、1.01×105Pa的33.6m3空气通过KI溶液,使之完全反应,所得溶液用0.0100mol·L-1的Na2S2O3溶液60.0mL恰好滴定达终点。 反应方程式为2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。 (1)臭氧通入KI溶液中的化学方程式: _______________________。 (2)滴定过程中选择的指示剂是________,达到滴定终点时的现象为______________________。 (3)计算该空气中臭氧的体积分数。 22.某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择甲基橙作指示剂。 请填写下列空白: (1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视________,直到因加入一滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,并________为止。 (2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是( ) A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸 B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥 C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失 D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数 (3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则起始读数为________mL,终点读数为________mL;所用盐酸溶液的体积为________mL。 (4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表: 依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度________________。 四、计算题 23.欲测定某NaOH溶液的物质的量浓度,可用物质的量浓度为0.1000mol·L-1HCl标准溶液进行中和滴定(用酚酞作指示剂)。 请回答下列问题: (1)若甲同学在实验过程中,用碱式滴定管取了25.00mL待测溶液,记录滴定前滴定管内标准溶液液面读数为3.80mL,滴定后液面如图,则此时消耗HCl标准溶液的体积为________mL。 (2)乙学生做了2组平行实验,数据记录如下: 丙同学为减少实验误差,准备根据甲乙二同学的数据计算出待测NaOH溶液的物质的量浓度,请代他计算出待测溶液浓度为________mol·L-1(小数点后保留四位)。 24.在Cl-和 离子浓度都是0.100mol·L-1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略体积改变)时,问AgCl和Ag2CrO4哪一种先沉淀? 当Ag2CrO4开始沉淀时,溶液中Cl-浓度是多少? 已知: Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。 答案解析 1.【答案】B 【解析】1L水在常温下m(H2O)≈1000g,n(H2O)≈1000÷18≈55.6mol,n(H+)=10-7mol。 每n个H2O有一个H2O电离,则nmolH2O中会有1molH2O电离出1molH+,即55.6÷ 10-7=n÷1,得n=55.6×107,B正确。 2.【答案】B 【解析】0.1mol·L-1CH3COOH溶液中,c(H+)<1.0×10-1mol·L-1,溶液中的c(OH-)>1.0×10-13mol·L-1,故水电离出的c(H+)>1.0×10-13mol·L-1,A不正确;CH3COOH电离程度较小,则c(CH3COOH)>c(H+),因溶液中存在水的电离,则c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-),B正确;同浓度的盐酸和醋酸稀释后浓度相同,盐酸全部电离,故c(H+)盐酸>c(H+)CH3COOH,pH(盐酸) 3.【答案】C 【解析】Al3+、NH 、Mg2+、Ca2+对应的碱依次为Al(OH3)、NH3·H2O、Mg(OH)2、Ca(OH)2,其碱性逐渐增强,所以其盐的水解程度逐渐减弱,c(H+)逐渐减小,pH逐渐增大,A项错误;同浓度的Na2CO3、NaHCO3相比,前者碱性强,pH大,B项错误;Na2S溶液中的S2-发生水解,溶液显碱性,NaNO3不水解,为中性,(NH4)2SO4和NH4Cl相比,前者的c(NH )大,水解得到的c(H+)大,pH小,C项正确;Na3PO4、Na2HPO4、NaHCO3显碱性,而NaH2PO4显酸性,D项错误。 4.【答案】D 【解析】A项,加入Na2SO4,c( ),Ksp不变,c(Ba2+)减小,正确;B项,在T1曲线上方任意一点,由于Qc>Ksp,所以均有BaSO4沉淀生成,正确;C项,不饱和溶液蒸发溶剂,c( )、c(Ba2+)均增大,正确;D项,升温,Ksp增大,c( ),c(Ba2+)均增大,错误。 5.【答案】C 【解析】根据盐的组成可以判断盐溶液的酸碱性,一般强酸强碱盐溶液呈中性,强碱弱酸盐溶液呈碱性,强酸弱碱盐溶液呈酸性,可概括为谁强跟谁“性”,同强显中性。 盐类中的弱离子和水电离出的氢离子或氢氧根离子生成弱电解质,破坏了水的电离平衡,溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度不相等,导致溶液呈酸碱性,A正确;氯化铵是强酸弱碱盐,溶液呈酸性,B正确;任何电解质溶液中,水电离的c(OH-)=c(H+),与电解质溶液酸碱性无关,C错误;水电离出的H+或OH-与盐中弱离子结合,溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度不相等,导致溶液呈酸碱性,D正确。 6.【答案】B 【解析】NH4Cl水解显酸性,使Mg(OH)2(s) Mg2++2OH-向右移动,c(Mg2+)增大,A项错误;CaCl2溶液中的c(Cl-)是NaCl溶液的2倍,所以AgCl在CaCl2溶液中的溶解度小,C项错误;因为Ag2S的溶度积常数远远小于AgCl的,所以在Na2S溶液中加入AgCl固体,AgCl会转化为Ag2S,消耗S2-,c(S2-)减小,D项错误。 7.【答案】B 【解析】pH=12的氢氧化钠溶液的c(H+)=1×10-12,c(OH-)= =10-2,稀释100倍后,c(OH-)=1×10-4mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=1×10-10mol·L-1,pH=-lg(1×10-10)=10,B正确。 8.【答案】D 【解析】A项,根据溶解平衡可判断沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动,正确;B项,溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,正确;C项,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度不相同,因为氯离子浓度不同,正确;D项,AgCl、AgI、Ag2S的溶度积常数不同,则25℃时,在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中,所含Ag+的浓度不相同,D项错误。 9.【答案】C 【解析】NaOH中和溶液中的H+和HClO,平衡右移,c(HClO)减小,A不符合;加入HCl引入H+而使平衡左移,c(HClO)减小,B不符合;碳酸比HClO强,CaCO3只与盐酸反应而不能与HClO反应,平衡右移,c(HClO)增大,C正确;加水稀释,平衡正向移动,但溶液体积增大程度大,使c(HClO)减小,D错误。 10.【答案】B 【解析】n(Na)=0.01mol,由2Na+2H2O===2NaOH+H2↑得n(NaOH)=0.01mol,则 c(OH-)= =0.1mol·L-1,c(H+)= = mol·L-1=1×10-13mol·L-1,pH=13,B正确。 11.【答案】A 【解析】一个Mg2+可交换两个H+,n(Mg2+)=0.001mol,故n(H+)=0.002mol,溶液V=200mL,c(H+)=0.01mol·L-1,pH=2,A正确。 12.【答案】B 【解析】A中难溶物组成比例相同,溶度积大的,阳离子浓度也大,Mg(OH)2的溶度积小,溶解的Mg2+浓度要小一些,A项错误; 可以结合Mg(OH)2电离出的OH-离子,从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动,c(Mg2+)增大,B项正确;Ksp仅与温度有关,C项错误;二者Ksp虽然接近,但使用浓NaF溶液可以使Mg(OH)2转化成为MgF2,沉淀转化与Ksp大小无直接联系,D项错误。 13.【答案】B 【解析】pM相等时,图线中p( )数值越大,实际浓度越小,因此,MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次减小,A项错误;a点pM=p( ),c(Mn2+)=c( ),可表示MnCO3的饱和溶液,B项正确;b点在线上,可表示CaCO3的饱和溶液,pM<p( ),所以c(Ca2+)>c( ),C项错误;c点为不饱和溶液,pM>p( ),所以c(Mg2+)<c( ),D项错误。 14.【答案】C 【解析】一般终点溶液pH与指示剂变色范围越接近误差越小。 含Na2CO3的NaOH与盐酸反应时,前者可能生成NaHCO3,溶液呈碱性;也可能生成CO2,溶液呈酸性。 甲基橙的变色范围是3.1~4.4,用其作指示剂滴定后溶液呈酸性,说明Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O。 假如2molNaOH全部变质成1molNa2CO3,此时消耗2molHCl;假如NaOH没有变质,NaOH+HCl===NaCl+H2O,2molNaOH也消耗2molHCl;变质后的NaOH对盐酸浓度的测定结果无影响,C正确。 15.【答案】B 【解析】溶液中c(OH-)越大,pH越大,碱性越强。 A、C、D溶液中c(OH-)依次为1× 10-3mol·L-1、0.1mol·L-1、1×10-4mol·L-1,B溶液中的c(OH-)最大,碱性最强,B符合题意。 16.【答案】 (1)Mg(OH)2 CaSO4 (2)加入Ca(OH)2溶液,Mg2+与OH-结合生成Mg(OH)2沉淀,Mg2+浓度减小,杂卤石溶解平衡正向移动,K+增多 (3)K2CO3 H2SO4(4)①溶浸平衡向右移动,K+浸出产率增大 ②K+的溶浸速率增大 (5)CaSO4(s)+ CaCO3(s)+ 的平衡常数K= ,据Ksp(CaSO4)、Ksp(CaCO3),可知,c( )= ,c( )= ,则有K= = = = =1.75×104 【解析】解题时,要依据制备K2SO4的工艺流程,结合物质的分离与提纯的原则进行分析。 (1)杂卤石中加入Ca(OH)2溶液,Mg2+与OH-结合生成Mg(OH)2沉淀,CaSO4微溶于水,过滤后,滤渣中含有Mg(OH)2、CaSO4及未溶解的杂卤石。 (2)K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s) 2Ca2+(aq)+2K+(aq)+Mg2+(aq)+4 (aq)+2H2O(aq),加入Ca(OH)2溶液,Mg2+与OH-结合生成Mg(OH)2沉淀,使c(Mg2+)减小,杂卤石的溶解平衡正向移动,同时c(Ca2+)与c( )均增大,从而析出CaSO4沉淀,K+留在滤 液中。 (3)硫酸钙微溶,滤液中仍含有较大量Ca2+和OH-,可先加入过量K2CO3溶液,除去Ca2+,过滤后,再加入稀H2SO4调节溶液的pH至中性。 (4)由图可知,随着温度升高,溶浸平衡向右移动,K+的溶浸速率和产率都增大。 (5)CaSO4(s)+ CaCO3(s)+ 的平衡常数K= 。 CaCO3(s)、CaSO4(s)分别存在溶解平衡: CaCO3(s) Ca2+(aq)+ (aq),CaSO4(s) Ca2+(aq)+ (aq),则有Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c( )=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=c(Ca2+)·c( )=4.90×10-5,那么K= = = = =1.75×104。 17.【答案】 (1)① ②③④ ①② ①③④ (2)酸溶液中的c(H+)等于碱溶液中的c(OH-) 【解析】水的电离过程吸热,升温,促进水的电离,酸或碱抑制水的电离;强酸溶液中,由于酸电离出的c(H+)远大于水电离出的c(H+),酸电离的c(H+)可看成溶液中的c(H+);强碱溶液中,由于碱电离的c(OH-)远大于水电离的c(
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