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單元質(zhì)檢卷(八) 水溶液中的離子平衡
(時間:45分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個選項符合題目要求)
1.關(guān)于常溫下,pH=2的醋酸溶液,下列敘述正確的是 ( )
A.c(CH3COOH)=0.01 molL-1
B.c(H+)=c(CH3COO-)
C.加水稀釋至原體積的100倍后,pH=4
D.加入醋酸鈉固體,可抑制醋酸的電離
2.劇毒物氰化鈉(NaCN)固體遇水或酸生成劇毒易燃的HCN氣體,同時HCN又能與水互溶,造成水污染。已知部分弱酸的電離平衡常數(shù)如下表:
弱酸
HCOOH
HCN
H2CO3
電離平衡常數(shù)(25℃)
Ka=1.7710-4
Ka=5.010-10
Kal=4.310-7
Ka2=5.610-11
下列選項錯誤的是( )
A.向NaCN溶液中通入少量CO2發(fā)生的離子反應為2CN-+H2O+CO22HCN+CO32-
B.處理含CN-廢水時,如用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=9,此時c(CN-)
2
D.稀釋Na2CO3溶液,溶液中c(OH-)增大
5.下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的說法正確的是( )
A.向0.1 molL-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中c(H+)c(CH3COOH)減小
B.將CH3COONa溶液從20 ℃升溫至30 ℃,溶液中c(CH3COO-)c(CH3COOH)c(OH-)增大
C.向鹽酸中加入氨水至中性,溶液中c(NH4+)c(Cl-)>1
D.向AgCl、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNO3,溶液中c(Cl-)c(Br-)不變
6.下列有關(guān)電解質(zhì)溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是( )
A.pH=1的NaHSO4溶液:c(H+)=c(SO42-)+c(OH-)
B.含有AgCl和AgI固體的懸濁液:c(Ag+)>c(Cl-)=c(I-)
C.CH3COONa和CaCl2混合溶液:c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)
D.0.1 molL-1 Na2C2O4與0.1 molL-1 HCl溶液等體積混合(H2C2O4為二元弱酸):2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
7.室溫下,將0.100 0 molL-1鹽酸滴入20.00 mL未知濃度的某一元堿MOH溶液中,溶液pH隨加入鹽酸體積變化曲線如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是( )
A.該一元堿溶液濃度為0.100 0 molL-1
B.A、B、C三點的水溶液導電性依次增強
C.室溫下,MOH的電離常數(shù)Kb=110-5
D.B點:c(M+)+c(MOH)=c(Cl-)
8.常溫時,Ksp[Mg(OH)2]=1.110-11,Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.910-12,Ksp(CH3COOAg)=2.310-3,下列敘述不正確的是( )
A.濃度均為0.2 molL-1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等體積混合一定產(chǎn)生CH3COOAg沉淀
B.將0.001 molL-1的AgNO3溶液滴入0.001 molL-1的KCl和0.001 molL-1的K2CrO4溶液中,先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀
C.c(Mg2+)為0.11 molL-1的溶液中要產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀,溶液的pH要控制在9以上
D.在其他條件不變的情況下,向飽和AgCl水溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)不變
二、非選擇題(本題共3個小題,共52分)
9.(16分)Ⅰ.水的電離平衡曲線如圖甲所示。
(1)若以A點表示在25 ℃時水的電離達平衡時的離子濃度,當溫度升高到100 ℃時,水的電離平衡狀態(tài)到達B點,則此時水的離子積為 。
(2)將pH=8的Ba(OH)2溶液與pH=5的稀鹽酸混合,并保持25 ℃的恒溫,使混合溶液的pH=7,則Ba(OH)2溶液與鹽酸的體積比為 。
Ⅱ.物質(zhì)A~D為CH3COOH、NaOH、HCl、NH3H2O中的各一種,常溫下將各物質(zhì)的溶液從1 mL稀釋到1 000 mL,pH的變化關(guān)系如圖乙所示。請回答下列問題:
(1)根據(jù)pH的變化關(guān)系,寫出物質(zhì)的化學式:
B ,C 。
(2)寫出A與C反應的離子方程式: 。
(3)將含等物質(zhì)的量的B和D兩溶液充分混合后,其離子濃度由大到小的順序是 。
(4)醋酸溶液中存在電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,下列敘述不正確的是 。
A.CH3COOH溶液中離子濃度的關(guān)系滿足:c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
B.0.1 molL-1的CH3COOH溶液加水稀釋,溶液中c(OH-)減小
C.CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固體,平衡逆向移動
D.常溫下,pH=2的CH3COOH溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合后溶液的pH<7
10.(18分)按要求回答下列問題:
(1)已知NaHSO3溶液顯酸性,溶液中存在以下平衡:
HSO3-+H2OH2SO3+OH- ①
HSO3-H++SO32-?、?
向0.1 molL-1的NaHSO3溶液中加入少量氫氧化鈉固體,則c(SO32-)c(HSO3-) (填“增大”“減小”或“不變”,下同),c(Na+)c(SO32-) 。
(2)氯常用作飲用水的殺菌劑,且HClO的殺菌能力比ClO-強。25 ℃時氯氣-氯水體系中存在以下平衡關(guān)系:
Cl2(g)Cl2(aq)?、?
Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl- ②
HClOH++ClO-?、?
其中Cl2(aq)、HClO和ClO-分別在三者中所占分數(shù)(α)隨pH變化的關(guān)系如圖所示。
①寫出上述體系中屬于電離平衡的平衡常數(shù)表達式:Ki= ,由圖可知該常數(shù)值為 。
②在該體系中c(HClO)+c(ClO-) (填“大于”“小于”或“等于”)c(H+)-c(OH-)。
③用氯處理飲用水時,夏季的殺菌效果比冬季 (填“好”或“差”),請用勒夏特列原理解釋: 。
(3)乙二酸俗稱草酸(結(jié)構(gòu)簡式為HOOC—COOH,可簡寫為H2C2O4),它是一種重要的化工原料。常溫下0.01 molL-1的H2C2O4、KHC2O4、K2C2O4溶液的pH如下表所示:
物質(zhì)
H2C2O4
KHC2O4
K2C2O4
pH
2.1
3.1
8.1
填空:
①寫出H2C2O4的電離方程式: 。
②KHC2O4溶液顯酸性的原因是 ;
向0.1 molL-1的草酸氫鉀溶液中滴加NaOH溶液至中性,此時溶液里各粒子濃度關(guān)系正確的是 (填序號)。
A.c(K+)=c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2O42-)
B.c(Na+)=c(H2C2O4)+c(C2O42-)
C.c(K+)+c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)
D.c(K+)>c(Na+)
11.(18分)碳酸鎳可用于電鍍、陶瓷器著色等。鎳礦渣中鎳元素的主要存在形式是Ni(OH)2和NiS(含有Fe、Cu、Ca、Mg、Zn等元素雜質(zhì)),從鎳礦渣出發(fā)制備碳酸鎳的流程如下:
已知常溫下,溶度積常數(shù)如下表所示:
難溶物
NiS
ZnS
CuS
CaF2
MgF2
溶度積常數(shù)
1.0710-21
2.9310-25
1.2710-36
1.4610-10
7.4210-11
(1)加入Na2CO3溶液沉鐵時生成難溶于水的黃鈉鐵礬[NaFe3(SO4)2(OH)6]和一種無色氣體。寫出此反應的離子方程式: 。
(2)加入NiS的作用是除去溶液中的Cu2+,原理是NiS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Ni2+(aq),過濾后,溶液中c(Ni2+)=0.107 molL-1,溶液中殘留c(Cu2+)為 molL-1。
(3)加入NaF的作用是 。
(4)加入Na2CO3溶液沉鎳,檢驗Ni2+是否沉淀完全的方法是 。
單元質(zhì)檢卷(八) 水溶液中的離子平衡
1.D pH=2的醋酸溶液中,c(H+)=0.01molL-1,醋酸是弱酸,部分發(fā)生電離,故c(CH3COOH)>0.01molL-1,A錯誤;醋酸電離產(chǎn)生的c(H+)=c(CH3COO-),但在溶液中同時存在水電離產(chǎn)生的H+,故c(H+)>c(CH3COO-),B錯誤;加水稀釋后醋酸的電離程度增大,故加水稀釋至原體積的100倍后,溶液的pH<4,C錯誤;加入醋酸鈉固體后,c(CH3COO-)增大,醋酸的電離平衡逆向移動,D正確。
2.A 從電離平衡常數(shù)來看,HCN的酸性強于HCO3-,所以向NaCN溶液中通入少量CO2發(fā)生的離子反應為CN-+H2O+CO2HCN+HCO3-,A項錯誤;處理含CN-廢水時,如用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至9,Ka=c(CN-)c(H+)c(HCN)=c(CN-)10-9c(HCN)=5.010-10,故c(CN-)c(I-),溶液中正確的離子濃度關(guān)系為c(Ag+)>c(Cl-)>c(I-),B項錯誤;由物料守恒可知,c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),2c(Ca2+)=c(Cl-),則c(Na+)+2c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-),C項錯誤;根據(jù)電荷守恒有2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),D項錯誤。
7.D 根據(jù)圖像知,當鹽酸體積為20mL時二者恰好反應生成鹽,則二者的物質(zhì)的量相等,二者的體積相等,則其濃度相等,所以一元堿溶液濃度為0.1000molL-1,故A項正確;溶液的導電能力與離子濃度成正比,MOH是弱電解質(zhì),HCl、MCl是強電解質(zhì),完全電離,根據(jù)圖像知,A、B、C三點的水溶液中,自由移動離子的濃度逐漸增大,所以其導電性依次增強,故B項正確;根據(jù)圖像知,0.1000molL-1MOH溶液中pH=11,則c(OH-)=0.001molL-1,常溫下,MOH的電離常數(shù)Kb=c(M+)c(OH-)c(MOH)=0.00120.1000=110-5,故C項正確;B點溶液呈中性,則c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒得c(M+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),所以c(M+)=c(Cl-),故D項錯誤。
8.B c(Ag+)c(CH3COO-)=0.10.1=110-2>2.310-3,所以有CH3COOAg沉淀生成,A項正確;使Cl-沉淀所需Ag+濃度的最小值c(Ag+)=1.810-100.001molL-1=1.810-7molL-1,使CrO42-沉淀所需Ag+濃度的最小值c(Ag+)=1.910-120.001molL-1=4.3610-5molL-1,所以先產(chǎn)生AgCl沉淀,B項錯誤;c(Mg2+)=0.11molL-1,c(OH-)=1.110-110.11molL-1=10-5molL-1,則pH=9,所以要產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀,pH應控制在9以上,C項正確;Ksp只受溫度影響,D項正確。
9.答案Ⅰ.(1)110-12 (2)10∶1
Ⅱ.(1)NaOH HCl
(2)NH3H2O+H+H2O+NH4+
(3)c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(4)B
解析Ⅰ.(1)根據(jù)圖像分析,100℃時水電離的氫離子和氫氧根離子濃度都為10-6molL-1,則水的離子積常數(shù)為110-12。
(2)氫氧化鋇中的氫氧根離子濃度為10-6molL-1,鹽酸中氫離子濃度為10-5molL-1,二者混合后溶液為中性,則氫離子和氫氧根離子的物質(zhì)的量相等,其體積比等于濃度的反比,即為10-510-6=10∶1。
Ⅱ.(1)從圖像分析,氫氧化鈉和氨水都呈堿性,但加水稀釋,氫氧化鈉溶液pH變化較大,則B為NaOH,A為NH3H2O。鹽酸和醋酸呈酸性,加水稀釋,鹽酸pH變化較大,則C為HCl,D為醋酸。
(2)氨水與鹽酸反應生成氯化銨和水,鹽酸為強酸,氯化銨為可溶性鹽,都可以拆成離子形式,故離子方程式為NH3H2O+H+H2O+NH4+。
(3)等物質(zhì)的量的氫氧化鈉和醋酸混合后生成醋酸鈉,溶液顯堿性,故離子濃度關(guān)系為c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
(4)A項,在醋酸溶液中根據(jù)質(zhì)子守恒分析,正確;B項,醋酸加水稀釋,電離平衡正向移動,溶液的酸性減弱,氫氧根離子濃度增大,錯誤;C項,醋酸中加入醋酸鈉,醋酸鈉電離出的醋酸根離子抑制醋酸的電離,所以電離平衡逆向移動,正確;D項,二者混合后醋酸有剩余,顯酸性,正確。
10.答案(1)增大 減小
(2)①c(H+)c(ClO-)c(HClO) 10-7.5?、谛∮?
③差 溫度升高,(溶解)平衡①逆向移動,Cl2(aq)濃度減小,使得(化學平衡)②逆向移動,c(HClO)減小,殺菌效果變差
(3)①H2C2O4H++HC2O4-、HC2O4-H++C2O42-
②HC2O4-的電離程度大于水解程度 AD
解析(1)加入NaOH固體,OH-和H+反應,使②中電離平衡右移,所以c(SO32-)c(HSO3-)增大;未加NaOH固體之前,由于c(SO32-)很小,所以c(Na+)c(SO32-)很大,加入NaOH固體之后,NaHSO3+NaOHNa2SO3+H2O,c(SO32-)增大很多,所以c(Na+)c(SO32-)減小。
(2)①HClOH++ClO-屬于電離平衡,由于當pH=7.5時,ClO-與HClO的物質(zhì)的量濃度相等,所以Ki=10-7.5。②根據(jù)電荷守恒得c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(ClO-),所以c(Cl-)+c(ClO-)=c(H+)-c(OH-),由于c(HClO)c(Na+),正確。
11.答案(1)Na++3Fe3++2SO42-+3H2O+3CO32-NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑
(2)1.2710-16 (3)除去溶液中的Ca2+、Mg2+
(4)靜置后取上層清液少許于試管中,滴加Na2CO3溶液,若未出現(xiàn)渾濁,則沉淀完全
解析(1)因為產(chǎn)物為黃鈉鐵礬[NaFe3(SO4)2(OH)6],Fe為+3價,另一種無色氣體與加入的Na2CO3溶液有關(guān),故該氣體是CO2,然后按質(zhì)量守恒和電荷守恒配平離子方程式。
(2)因為溶液中的c(S2-)是一定的,Ksp(NiS)Ksp(CuS)=c(Ni2+)c(S2-)c(Cu2+)c(S2-)=c(Ni2+)c(Cu2+),代入數(shù)值可以得出c(Cu2+)=1.2710-16molL-1。
(3)從表中數(shù)據(jù)可知CaF2和MgF2的Ksp很小,加入NaF的作用是除去溶液中的Ca2+、Mg2+。
(4)加入Na2CO3溶液沉鎳,檢驗Ni2+是否沉淀完全的方法是靜置后取上層清液少許放入試管中,再次滴加沉淀劑Na2CO3溶液,若未出現(xiàn)渾濁,則沉淀完全。
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