选修四第三章水溶液中的离子平衡18.docx
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选修四第三章水溶液中的离子平衡18
新课标人教版2012——2013学年度高二化学选修4单元评估卷
第三章《水溶液中的离子平衡》A卷
时间:
90分钟满分:
100分
第Ⅰ卷(选择题,共60分)
一、选择题包括20个小题,每小题3分,共60分,每小题有1~2个正确选项。
1.下列电离方程式书写正确的是( )
A.H2S2H++S2-
B.H2S+H2OH3O++HS-
C.NH3+H2O===NH
+OH-
D.HClO===H++ClO-
解析:
A中因为多元弱酸是分步电离的,所以一步写出来是错误的,同样道理B正确。
C、D均为弱电解质,电离应用可逆号。
答案:
B
2.关于强弱电解质及非电解质的组合完全正确的是( )
A
B
C
D
强电解质
NaCl
H2SO4
CaCO3
HNO3
弱电解质
HF
BaSO4
HClO
CH3COOH
非电解质
Cl2
CS2
C2H5OH
SO2
解析:
本题主要考查强弱电解质与非电解质的概念,A项中Cl2既不属于电解质,也不属于非电解质;B项中BaSO4为强电解质,C、D两项都符合题干要求。
解决本题的关键是搞清常见物质的类别。
答案:
C、D
3.等体积的下列各溶液中,阴离子的总浓度最大的是( )
A.0.2mol·L-1Na2CO3溶液
B.0.1mol·L-1Ba(OH)2溶液
C.0.2mol·L-1CH3COOH溶液
D.0.2mol·L-1的氨水
解析:
各选项阴离子浓度:
B中等于0.2mol·L-1,C中小于0.2mol·L-1,D中也小于0.2mol·L-1,而A由于CO
+H2OHCO
+OH-,而使阴离子浓度大于0.2mol·L-1。
答案:
A
4.在标准状况下,向100mL氢硫酸溶液中通入二氧化硫气体,溶液pH的变化如下图所示,则原氢硫酸溶液的物质的量浓度为( )
A.0.5mol/L B.0.005mol/L
C.1mol/LD.0.1mol/L
答案:
D
5.下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是( )
A.相同浓度的两溶液中c(H+)相同
B.100mL0.1mol/L的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C.pH=3的两溶液稀释100倍,pH都为5
D.两溶液中分别加入少量对应的钠盐,c(H+)均明显减小
答案:
B
6.99℃时,向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的pH=2,下列叙述中不正确的是( )
A.此时水的离子积KW=1×10-14
B.水电离出的c(H+)=1×10-10mol·L-1
C.水的电离程度随温度升高而增大
D.c(Na+)=c(SO
)
解析:
本题考查水的电离及水的离子积,蒸馏水中pH=6,c(H+)=10-6mol/L,所以KW=1×10-12,A项不正确;NaHSO4溶液中c(H+)=10-2mol/L,c(OH-)=
=
=1×10-10mol/L,B项正确;水的电离是吸热过程,因此随温度升高水的电离程度增大,C项正确;D选项正确,在水中NaHSO4===Na++H++SO
,c(Na+)=c(SO
)。
答案:
A
7.等体积等物质的量浓度MOH强碱和HA弱酸溶液混合后,混合液中有关离子浓度应满足的关系是( )
A.c(M+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
B.c(M+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
D.c(M+)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)
解析:
MOH和HA恰好反应生成强碱弱酸盐MA,MA水解。
答案:
C
8.下列叙述正确的是( )
A.0.1mol·L-1氨水中,c(OH-)=c(NH
)
B.常温下,10mL0.02mol·L-1HCl溶液与10mL0.02mol·L-1Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20mL,则溶液的pH=12
C.在0.1mol·L-1CH3COONa溶液中,c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
D.0.1mol·L-1某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中,c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
解析:
A项因氨水中存在水的电离,所以c(OH-)>c(NH
),A错;B项Ba(OH)2过量,混合后c(OH-)=
=
=0.01mol/L,所以常温下混合溶液的pOH=2,pH=14-2=12,B项正确;根据质子守恒,C项正确;D项为物料守恒,正确关系为c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A),D错。
答案:
B、C
9.在下列叙述中,能说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸的是( )
A.将等体积pH=4的盐酸和醋酸稀释到pH=5的溶液,醋酸所加的水量多
B.盐酸和醋酸都可用相应的钠盐和浓硫酸反应制取
C.相同pH的等体积盐酸和醋酸溶液中分别加入相应的钠盐固体,醋酸的pH变化大
D.相同pH的盐酸和醋酸分别跟锌反应时,产生氢气的起始速率相等
解析:
醋酸是弱电解质加水促进电离,一般我们可以这样理解先不变,后促进。
所以A项正确。
C项是存在电离平衡,故选A、C。
答案:
A、C
10.在甲烧杯中放入盐酸,乙烧杯中放入醋酸,两种溶液的体积和pH都相等,向两烧杯中同时加入质量不等的锌粒,反应结束后得到等量的氢气。
下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中放入锌的质量比乙烧杯中放入锌的质量大
B.甲烧杯中的酸过量
C.两烧杯中参加反应的锌等量
D.反应开始后乙烧杯中c(H+)始终比甲烧杯中c(H+)小
解析:
由于二者pH相同,随着反应的进行,CH3COOH是弱电解质,会进一步地电离,故盐酸中c(H+)下降得多,二者与锌粒反应时只要放出H2的量相等,则参加反应的锌质量就相等,故甲烧杯中放入的锌质量大,但锌会有剩余。
A、C项说法正确,B、D项说法错误。
答案:
A、C
11.用足量锌和一定量的H2SO4溶液反应,为减慢反应速率且不改变氢气的量,可采取的措施是( )
A.加少量BaCl2固体
B.加入适量CH3COONa固体
C.加入KNO3
D.加入NaOH溶液
解析:
加入CH3COONa固体,CH3COONa与H2SO4反应生成Na2SO4和弱酸CH3COOH,使c(H+)减小,反应速率降低。
但是,由于H+总量不变,所以,生成H2的量也不改变。
答案:
B
12.25℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05mol/L的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是( )
A.1∶10∶1010∶109B.1∶5∶5×109∶5×108
C.1∶20∶1010∶109D.1∶10∶104∶109
解析:
本题考查酸、碱、盐对水电离的影响及KW与溶液中c(H+)、c(OH-)之间的换算。
①pH=0的H2SO4溶液中c(H+)=1mol·L-1,c(OH-)=10-14mol·L-1,H2SO4溶液抑制H2O的电离,则由H2O电离出的c(H+)=10-14mol·L-1,②0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,Ba(OH)2溶液抑制H2O的电离,则由H2O电离出的c(H+)=10-13mol·L-1;③pH=10的Na2S溶液促进H2O的电离,由H2O电离的c(H+)=10-4mol·L-1;④pH=5的NH4NO3溶液促进H2O的电离,由H2O电离出的c(H+)=10-5mol·L-1。
4种溶液中电离的H2O的物质的量等于H2O电离产生的H+的物质的量,其比为:
10-14∶10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109。
答案:
A
13.常温下,以下4种溶液pH最小的是( )
A.0.01mol/L醋酸溶液
B.0.02mol/L醋酸与0.02mol/LNaOH溶液等体积混合液
C.0.03mol/L醋酸与0.01mol/LNaOH溶液等体积混合液
D.pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合液
解析:
选项B得到的是醋酸钠溶液,因其水解而呈碱性,pH>7;选项D得到的是中性的NaCl溶液,pH=7;选项C得到的是0.01mol/LCH3COOH和0.01mol/LCH3COONa的混合液,由于CH3COO-的影响,使CH3COOH的电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+向左移动,因此,选项C中c(H+)比选项A中c(H+)小。
答案:
A
14.下列说法正确的是( )
A.pH=2与pH=1的硝酸中c(H+)之比为1∶10
B.Na2CO3溶液中c(Na+)与c(CO
)之比为2∶1
C.0.2mol·L-1与0.1mol·L-1醋酸中c(H+)之比为2∶1
D.NO2溶于水时,被氧化的n(NO2)与被还原的n(NO2)之比为3∶1
解析:
由pH=-lgc(H+)可知两种硝酸中的c(H+)之比为10-2mol/L∶10-1mol/L=1∶10;由于CO
易水解:
CO
+H2OHCO
+OH-,使Na2CO3溶液中c(Na+)∶
c(CO
)>2∶1;由于醋酸是一元弱酸,0.2mol/L的醋酸与0.1mol/L的醋酸的电离程度不相同,则两种酸溶液中
c(H+)之比并不等于2∶1;由反应3NO2+H2O===2HNO3+NO可知,被氧化的n(NO2)与被还原的n(NO2)之比为2∶1。
答案:
A
15.欲使0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中c(H+)、
c(CO
)、c(HCO
)都减少,其方法是( )
A.通入二氧化碳气体
B.加入氢氧化钠固体
C.通入氯化氢气体
D.加入饱和石灰水溶液
解析:
本题主要考查碳酸氢盐的性质及有关离子间的反应。
CO2与NaHCO3不反应,三种离子浓度皆不会减小;加入NaOH固体后,发生反应HCO
+OH-===CO
+H2O,c(H+)、c(HCO
)减小,而c(CO
)增大;通入HCl气体时,因发生反应HCO
+H+===CO2↑+H2O而使溶液呈弱酸性,与原NaHCO3溶液相比c(H+)增大;加入石灰水时,发生反应:
HCO
+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O而使溶液中三种离子浓度均减小。
答案:
D
16.用0.1mol·L-1的盐酸滴定0.10mol·L-1的氨水,滴定过程中不可能出现的结果是( )
A.c(NH
)>c(Cl-),c(OH-)>c(H+)
B.c(NH
)=c(Cl-),c(OH-)=c(H+)
C.c(Cl-)>c(NH
),c(OH-)>c(H+)
D.c(Cl-)>c(NH
),c(H+)>c(OH-)
解析:
溶液中不可能出现阴离子均大于阳离子的情况,不遵循电荷守恒,故C项错。
答案:
C
17.氯气溶于水达到平衡后,若其他条件不变,只改变某一条件,下列叙述正确的是( )
A.再通入少量氯气,
减小
B.通入少量SO2,溶液漂白性增强
C.加入少量固体NaOH,一定有c(Na+)=c(Cl-)+
c(ClO-)
D.加入少量水,水的电离平衡向正反应方向移动
解析:
此题考查了电离平衡的知识。
主要包括平衡的移动的分析和推导。
A中再通入少量氯气,平衡右移,生成的次氯酸和盐酸增多,氢离子浓度增大有两个方面原因,次氯酸浓度增大和盐酸完全电离,而次氯酸根的增大只受次氯酸浓度增大的影响,故该值增大,错误;B中通入二氧化硫,其与氯气反应生成无漂白性的盐酸和硫酸,漂白性减弱,错误;C中加入少量固体氢氧化钠反应后的溶液仍是电中性的,但酸碱性不为中性,应为弱酸性。
溶液中阴阳离子所带正负电荷总数相等,故存在c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+
c(Cl-)+c(ClO-),但是c(H+)应该大于c(OH-),故此等式不成立,错误;D中加水,即稀释,电离平衡向正向移动,正确。
答案:
D
18.下列各组溶液的pH一定等于7的是( )
A.pH=2和pH=12的两种溶液以等体积混合
B.0.05mol·L-1H2SO4与0.10mol·L-1NaOH溶液以等体积混合
C.将pH=5的CH3COOH溶液稀释100倍
D.pH=1的H2SO4与0.10mol·L-1Ba(OH)2溶液以等体积混合
解析:
本题考查溶液的pH、物质的量浓度、中和反应的计算。
pH=2的强酸与pH=12的强碱以等体积混合,即显中性。
pH=2的强酸与pH=12的弱碱以等体积混合,即显碱性。
pH=2的弱酸与pH=12的强碱等体积混合,酸的浓度很大,反应后酸过量,最后溶液呈酸性。
B选项中是强酸强碱反应,如两溶液体积各VL,则n(H+)=n(OH-)=0.10Vmol,反应后呈中性。
C中pH=5的弱酸,稀释100倍,由于在稀释过程中,电离程度增大,c(H+)大于原来的1/100。
因此pH≠7。
答案:
B
19.pH=1的两种一元酸HX和HY的溶液,分别取100mL加入足量的铁粉,充分反应后,收集到H2的体积分别为V(HX)和V(HY)(相同状况下测定)。
若V(HX)<V(HY),则下列说法一定正确的是( )
A.HX一定是强酸
B.HY一定是强酸
C.HY的酸性强于HX的酸性
D.反应开始时二者生成H2的速率相等
解析:
本题主要考查强弱电解质的电离及化学反应速率的有关知识。
由于最初pH均为1,即H+浓度相等,故反应开始时二者生成H2的速率相等,由于反应结束时V(HX)<
V(HY),说明反应过程中HY还会电离出H+,即HY一定是弱酸,而HX可能是强酸,也可能是弱酸,但酸性一定比HY强。
答案:
D
20.在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11。
若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是( )
A.1∶9B.1∶1
C.1∶2D.1∶4
解析:
本题主要考查有关pH的简单计算。
设Ba(OH)2溶液的体积为V1,NaHSO4溶液的体积为V2,浓度为c2,则由Ba2++SO
===BaSO4↓有:
×10-2mol·L-1·V1=V2·c2,①
又由于混合后溶液的pH=11得:
=10-3mol·L-1,②
解①②可得:
V1∶V2=1∶4。
答案:
D
第Ⅱ卷(非选择题,共50分)
本部分包括6个小题,共50分
21.(8分)写出下列物质在水中电离的方程式,并回答有关问题。
(1)水________________,其中离子浓度关系______________;
(2)氢硫酸________________,溶液中H+和S2-浓度的关系_______________;
(3)氢氧化铝________________,其中离子有______________;
(4)碳酸氢钠________________,其溶液中离子浓度由小到大的顺序是____________________。
答案:
(1)H2OH++OH-
c(H+)=c(OH-)
(2)H2SH++HS-,HS-H++S2-c(H+)>
2c(S2-)
(3)H2O+AlO
+H+Al(OH)3Al3++3OH- Al3+、AlO
、OH-、H+
(4)NaHCO3===Na++HCO
,HCO
H++CO
c(CO
)<c(H+)<c(OH-)<c(HCO
)<c(Na+)
22.(4分)比较下列溶液的pH大小(填“>”、“<”或“=”)。
(1)0.1mol/LNH4Cl溶液__________0.01mol/LNH4Cl溶液;
(2)0.01mol/LNa2CO3溶液__________0.01mol/LNaHCO3溶液;
(3)25℃时1mol/LFeCl3溶液________80℃时1mol/LFeCl3溶液;
(4)0.1mol/L(NH4)2CO3溶液__________0.1mol/LNa2CO3溶液。
解析:
由外界因素对水解平衡的影响进行分析:
(1)NH4Cl溶液浓度越小,水解程度越大,但水解产生的c(H+)却越小[水解产生的c(H+)由c(NH4Cl)和水解程度两种因素决定,一般来说c(NH4Cl)是主要因素]。
(2)Na2CO3中CO
的水解是一级水解,而HCO
的水解是二级水解,所以CO
水解程度大于HCO
的水解程度。
(3)因为水解过程是吸热过程,升高温度将会促进FeCl3水解,所以80℃时FeCl3水解程度较25℃时大。
(4)(NH4)2CO3中不仅CO
水解,NH
也水解,且NH
水解产生H+,因此(NH4)2CO3溶液中的c(OH-)比Na2CO3溶液中的c(OH-)小。
答案:
(1)<
(2)> (3)> (4)<
23.(10分)在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如下图所示。
请回答:
(1)“O”点导电能力为0的理由是_______________________;
(2)a、b、c三点处,溶液的c(H+)由小到大的顺序为____________________;
(3)a、b、c三点处,电离程度最大的是____________________________;
(4)若使c(CH3COO-)增大,溶液c(H+)减小,可采取的措施是:
①_______________________;②____________________________;③______________________________。
解析:
溶液的导电能力主要由离子浓度来决定,题目中的图像说明冰醋酸加水稀释过程中,离子浓度随着水的加入先逐渐增大到最大值又逐渐减小,故c(H+)是b点最大,c点最小,这是因为c(H+)=
,加水稀释,醋酸的电离平衡右移,n(H+)增大使c(H+)有增大的趋势,而V(aq)增大则使c(H+)有减小的趋势。
c(H+)是增大还是减小,取决于这两种趋势中哪一种占主导地位。
在“O”点时,未加水,只有醋酸,因醋酸未发生电离,没有自由移动的离子存在,故不能导电;要使CH3COO-的浓度增大,可通过加入OH-、活泼金属等使平衡右移。
答案:
(1)在“O”点处醋酸未电离,无离子存在
(2)c<a<b
(3)c (4)①加少量NaOH固体 ②加少量Na2CO3固体 ③加入Zn、Mg等金属
24.(10分)
(1)碳酸钾的水溶液蒸干得到的固体物质是________________,原因是______________________________。
(2)明矾溶液蒸干得到的固体物质是______________________,原因是_______________________________________________。
(3)碳酸氢钡溶液蒸干得到的固体物质是_____________,原因是___________________________。
(4)Na2SO3溶液蒸干得到的固体物质是_______________,原因是___________________________。
(5)AlCl3溶液蒸干灼烧得到的固体物质是____________,原因是_______________________。
解析:
K2CO3、明矾水解生成的物质不具挥发性,因此,将溶液蒸干后仍得原物质。
而AlCl3溶液水解后得盐酸,加热后HCl挥发而促进水解,最后溶液蒸干灼烧得Al2O3。
(3)中的Ba(HCO3)2受热易分解,(4)中的Na2SO3具有还原性,易被空气中氧气氧化,蒸干后均不能得到此物质。
答案:
(1)K2CO3 尽管加热过程促进了K2CO3的水解,但生成KHCO3和KOH反应仍为K2CO3
(2)明矾 尽管Al3+水解,由于H2SO4为难挥发性酸,最后仍然是结晶水合物明矾
(3)BaCO3 因Ba(HCO3)2在水溶液中受热分解:
Ba(HCO3)2
BaCO3↓+CO2↑+H2O
(4)Na2SO4 因Na2SO3蒸干过程中不断被空气中的氧气氧化而生成Na2SO4
(5)Al2O3 加热促进AlCl3水解,且随水量的减少,HCl不断挥发,促使AlCl3完全水解成Al(OH)3,灼烧时发生以下反应:
2Al(OH)3
Al2O3+3H2O
25.(8分)
(1)常温下,有pH为12的NaOH溶液10mL,若将溶液分成两等份,其中一份加入水,另一份加入pH=10的NaOH溶液,最终均将其溶液的pH变为11,则加入水与NaOH溶液的体积比为__________。
(2)若向10mLpH为12的NaOH溶液中加入pH=2的任意一元酸HR溶液VmL,最终也将溶液的pH变为11,则V的取值范围是__________。
(设溶液的体积可以直接相加;计算结果保留到小数点后一位)
解析:
(1)pH=12的氢氧化钠溶液中c(OH-)=10-2mol/L
pH=11的氢氧化钠溶液中c(OH-)=10-3mol/L。
设加入水的体积为V水,pH=10的氢氧化钠溶液的体积为V碱,由题意得:
=10-3mol/L,解得:
V水=45mL。
=10-3mol/L,
解得:
V碱=50mL,
=
=
。
(2)若HR为强酸,由题意得:
=10-3mol/L,
解得:
V=8.2mL。
若为弱酸,弱酸电离的氢离子较少,故体积小于8.2mL,综上得V≤8.2mL。
答案:
(1)9∶10
(2)V≤8.2mL
26.(10分)有H2SO4和HCl的混合溶液20mL,在溶液中加入0.025mol·L-1的Ba(OH)2溶液,生成的BaSO4的量和相对应的溶液的pH如下图所示,求解下列问题(保留两个有效数字)。
(1)最初混合溶液中H2SO4和盐酸的物质的量浓度;
(2)当加入Ba(OH)2体积分别为20mL和40mL时,溶液的pH各为多少?
(lg5=0.70,lg6=0.78)
解析:
(1)由图可得当加入20mLBa(OH)2溶液时,溶液中的H2SO4恰好与Ba(OH)2反应,转化为BaSO4沉淀,即
Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O
1 1
c(H2SO4)×0.02L
c(H2SO4)=0.025mol·L-1
当加入Ba(OH)2溶液的体积为60mL时,恰好完全中和所有的H+,其中,中和H2SO4消耗20mL,故中和HCl消耗的Ba(OH)2体积为40mL。
即
Ba(OH)2+2HCl===BaCl2+2H2O
1 2
c(HCl)×0.02L
c(HCl)=
=0.1mol·L-1
(2)当加入Ba(OH)220mL时,
c(H+)=
=5×10-2mol·L-1
pH=-lgc(H+)=2-lg5=1.30
当加入Ba(OH)2溶液40mL时
c(H+)=
=
×10-1mol·L-1
pH=-lgc(H+)=1+lg6=1.78
答案:
(1)c(H2SO4)=0.025mol·L-1
c(HCl)=0.1mol·L-1
(2)pH=1.30 pH=1.78
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