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测评卷8
高三一轮总复习新课标化学高效测评卷(八)
第八章 水溶液中的离子平衡
(90分钟 100分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分)
1.(2011·上海高考)下列离子在稳定人体血液的pH中起作用的是( )
A.Na+ B.HCO3-
C.Fe2+D.Cl-
解析:
碳酸氢根离子与氢离子结合生成二氧化碳和水,与氢氧根离子作用生成碳酸根离子和水,因此碳酸氢根离子对人体血液的pH起平衡作用。
答案:
B
2.下列电离方程式正确的是( )
A.NaHS溶于水:
NaHS===Na++HS-,HS-+H2OH3O++S2-
B.KH2PO4溶于水:
H2PO4-2H++PO43-
C.HF溶于水:
HF===H++F-
D.NH4Cl溶于水:
NH4++H2ONH3·H2O+H+
解析:
H2PO4-电离是分步的,H2PO4-H++HPO42-,HPO42-H++PO43-,B错。
HF是弱电解质,应用“”,C错。
D是NH4+的水解离子方程式。
答案:
A
3.能促进水的电离,并使溶液中c(H+)>c(OH-)的操作是( )
①将水加热煮沸 ②向水中投入一小块金属钠 ③向水中通CO2 ④向水中加入NH4Cl固体 ⑤向水中加入NaHCO3固体 ⑥向水中加入NaHSO4固体
A.①②⑤B.①④
C.③④⑥D.④
解析:
①将水煮沸,仍呈中性,不符合题意;②向水中投入一小块金属钠反应后生成氢氧化钠,溶液呈碱性,故不符合题意;③向水中通入CO2气体抑制了水的电离,不符合题意;⑤向水中加入碳酸氢钠固体,碳酸氢钠水解促进水电离,水解后溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),不符合题意;⑥向水中加入NaHSO4固体,电离出的氢离子抑制水的电离,不符合题意。
答案:
D
4.向ZnSO4溶液中加入Na2S溶液时,得到白色沉淀,然后向白色沉淀上滴加CuSO4溶液,发现沉淀变为黑色,则下列说法不正确的是( )
A.白色沉淀为ZnS,而黑色沉淀为CuS
B.上述现象说明ZnS的Ksp小于CuS的Ksp
C.利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀
D.该过程破坏了ZnS的溶解平衡
解析:
该过程破坏了ZnS的溶解平衡,Cu2+结合了ZnS溶解产生的S2-,生成了比ZnS更难溶的CuS,同时也说明了ZnS的Ksp大于CuS的Ksp。
答案:
B
5.(2012·合肥质检)向NH4Cl稀溶液中加入(或通入)少许X物质,其溶液中部分微粒浓度变化如下表所示(溶液温度不变):
微粒
H+
OH-
NH4+
NH3·H2O
物质的量浓度
减小
增大
减小
增大
则X物质可能为( )
A.氯化氢B.氢氧化钠
C.蒸馏水D.氯化钠
解析:
向NH4Cl稀溶液中加入氯化氢,c(H+)增大;加入蒸馏水,c(NH3·H2O)减小;加入氯化钠,表中各微粒浓度不变化。
答案:
B
6.25℃时,氢氟酸的Ka=6.8×10-4,醋酸的Ka=1.8×10-5。
如图表示25℃时氟化钠和醋酸钠溶液的浓度和Y的关系。
则Y可以表示( )
A.溶液的pHB.水解平衡常数
C.水解百分率D.溶液中阴离子浓度之和
解析:
随着盐溶液浓度的增大,溶液的碱性增强,pH增大,水解平衡常数不变,水解百分率降低,阴离子浓度之和增大。
显然,B、C不符合题意。
而D项应该是正比关系,即直线关系,只有A项符合题意。
答案:
A
7.某温度下,CO2饱和溶液的浓度是0.03mol·L-1,其中1/3的CO2转变为H2CO3,而H2CO3仅有0.1%发生如下电离:
H2CO3H++HCO3-,则溶液的pH约为( )
A.3B.4
C.5D.6
解析:
c(CO2)=0.03mol/L,c(H2CO3)=0.01mol/L,c(H+)=0.01mol/L×0.1%=1×10-5mol/L,pH=5。
答案:
C
8.一定温度下,Mg(OH)2在下列液体中的溶解度由大到小的顺序是( )
①50mL蒸馏水;②20mL0.5mol/LMgCl2溶液;③100mL0.5mol/LNaOH溶液;④30mL0.2mol/LNaHSO4溶液;⑤60mL0.2mol/LNH4Cl溶液。
A.①②③④⑤B.④⑤①②③
C.⑤④①②③D.④⑤①③②
解析:
首先,溶解度与液体的体积无关。
其次,以蒸馏水为中轴,Mg(OH)2在溶液中存在溶解平衡:
Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)。
显然②、③可以降低Mg(OH)2的溶解度,根据Ksp的表达式容易知道OH-的影响更大;④、⑤能促进Mg(OH)2的溶解,但NaHSO4的影响更大。
答案:
B
9.(2012·郑州质检)将某些化学知识用图象表示,可以收到直观、简明的效果。
下列图象所表示的化学知识中,正确的是( )
解析:
A中发生反应:
SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,pH应减小,A错误。
B中醋酸的电离常数只与温度有关,与所加水的多少无关,B错误。
C中发生反应:
3Ba(OH)2+Al2(SO4)3===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓,2Al(OH)3+Ba(OH)2===Ba(AlO2)2+4H2O,C正确。
D中发生反应:
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,反应过程中离子浓度的变化不大,D错误。
答案:
C
10.对于0.1mol·L-1的Na2S溶液,下列判断正确的是( )
A.溶液中阴离子浓度的大小顺序:
c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
B.c(Na+)=2c(S2-)+c(OH-)+c(HS-)
C.c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)
D.向溶液中加入少量NaOH固体,能促进水的电离
解析:
在Na2S溶液中,S2-发生水解:
S2-+H2OHS-+OH-,HS-+H2OH2S+OH-,溶液中还存在水的电离平衡:
H2OH++OH-。
S2-的水解程度很小,所以A项中的阴离子大小关系正确;B项中等式前面加上c(H+)之后就是电荷守恒式;C项既不是电荷守恒式,也不是物料守恒式,不正确;D项碱的存在会抑制水的电离。
答案:
A
11.常温下,用甲、乙、丙、丁四种酸进行下列实验:
①pH=a的酸甲与pH=b的NaOH溶液等体积混合,测得溶液的pH=7,且a+b>14
②乙与NaCl溶液不反应,能与Na2CO3溶液反应生成CO2
③向浓度为10-3mol·L-1的丙溶液中滴加甲基橙试液,溶液变成黄色
④将丁溶液的体积在一定条件下稀释为原来的100倍,其pH增加了1
上述实验数据和现象中,可以用来判定是弱酸的是( )
A.①③④B.②③
C.②③④D.①②③④
解析:
a+b>14,说明c(OH-)>c(H+),等体积混合后呈中性,说明酸的浓度大于其中c(H+),可知酸甲没有完全电离,为弱酸;乙能与Na2CO3溶液反应生成CO2,只能说明乙的酸性比H2CO3酸性强,不能确定其是强酸还是弱酸;若丙为强酸,则10-3mol·L-1的丙溶液的pH=3,甲基橙试液应呈红色,故丙为弱酸;若丁是强酸,稀释为原来的100倍后,其pH应增加2,故丁为弱酸。
答案:
A
12.(2011·宁波质检)25℃时,弱酸的电离平衡常数如下表,下列说法正确的是( )
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
Ka
1.8×10-5
4.9×10-10
K1:
4.3×10-7
K2:
5.6×10-11
A.等物质的量浓度的溶液pH关系:
pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)
B.amol/LHCN与bmol/LNaOH溶液等体积混合后所得溶液中c(Na+)>c(CN-),则a一定小于b
C.往冰醋酸中逐滴加水,溶液导电能力先增大,后减小
D.NaHCO3和Na2CO3的混合液中:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+c(CO32-)
解析:
A项,酸越弱,其对应的盐的水解程度越大,溶液的pH越大,结合表格的数据可知pH大小关系为:
pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH(CH3COONa),故不正确;B项,若a=b,则两者恰好完全反应生成NaCN溶液,而CN-水解也能使溶液中c(Na+)>c(CN-),故不正确;D项,NaHCO3和Na2CO3的混合液中存在电荷守恒,则有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),故不正确。
答案:
C
13.常温下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,Ksp(CaSO4)=9×10-6。
下列说法中正确的是( )
A.通过蒸发可以使溶液中离子浓度对应的图中位置由d点变到c点
B.a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
C.常温下CaSO4饱和溶液中,c(Ca2+)·c(SO42-)的值不唯一
D.b点将有沉淀生成,平衡后溶液中c(SO42-)一定等于3×10-3mol/L
解析:
曲线上各点均达到溶解平衡。
A项,蒸发过程中溶解度增大,溶液中c(Ca2+)和c(SO42-)均增大;B项,a点和c点在同一曲线上,即温度相同,则其Ksp相同;C项常温下,CaSO4饱和溶液中c(Ca2+)·c(SO42-)即为Ksp,是定值。
答案:
B
14.关于浓度均为0.1mol·L-1的三种溶液:
①氨水 ②盐酸 ③氯化铵溶液,下列说法不正确的是( )
A.溶液的pH:
①>③>②
B.水电离出的(H+):
③>②>①
C.①和②等体积混合后的溶液:
c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
D.①和③等体积混合后的溶液呈碱性:
c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
解析:
NH3·H2O为弱碱,HCl为强酸,NH4Cl溶液呈酸性(NH4+水解),则同浓度时溶液pH的大小关系为①>③>②,A正确;NH4Cl促进水的电离,同浓度NH3·H2O、HCl中电离出的离子NH3·H2O少,则NH3·H2O中水的电离程度大,应为③>①>②,B错误;同浓度同体积①②混合后溶质只有NH4Cl,据电荷守恒、物料守恒可得c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O),C正确;NH3·H2O、NH4Cl混合呈碱性,说明NH3·H2O电离程度大于NH4+水解程度,即c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),D正确。
答案:
B
15.某二元酸(H2A)按下式发生电离:
H2A===H++HA-;HA-H++A2-。
现有下列四种溶液:
①0.01mol·L-1的H2A溶液
②0.01mol·L-1的NaHA溶液
③0.02mol·L-1的HCl溶液与0.04mol·L-1的NaHA溶液等体积混合
④0.02mol·L-1的NaOH溶液与0.02mol·L-1的NaHA溶液等体积混合
下列关于上述四种溶液的说法正确的是( )
A.溶液②中存在水解平衡:
HA-+H2OH2A+OH-
B.溶液③中有:
c(HA-)+c(A2-)=c(Na+)
C.溶液④中有:
c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)
D.四种溶液中c(HA-)大小:
③>②>①>④
解析:
由题意H2A第一步为完全电离,NaHA不能发生水解,A项错误;0.02mol·L-1的HCl溶液与0.04mol·L-1的NaHA溶液等体积混合,发生反应HCl+NaHA===NaCl+H2A,根据物料守恒,c(HA-)+c(A2-)=c(Na+),B项正确;0.02mol·L-1的NaOH溶液与0.02mol·L-1的NaHA溶液等体积混合,恰好完全反应,NaOH+NaHA===Na2A+H2O,但H2A第一步为完全电离,根据质子守恒得c(OH-)=c(HA-)+c(H+),C项不正确;由于①中H+抑制HA-水解,故c(HA-)①>②,D项不正确。
答案:
B
二、非选择题(本题包括6小题,共55分)
16.(9分)(2012·广州质检)已知在0.1mol/L的NaHSO3溶液中有关微粒浓度由大到小的顺序为:
c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3)。
(1)则该溶液中c(H+)________c(OH-)(填“<”、“>”或“=”),简述理由(用离子方程式和必要的文字说明)____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)现向NH4HSO3溶液中,逐滴加入少量含有酚酞的NaOH溶液,可观察到的现象是________________________________________________________________________;
写出该反应的离子方程式___________________________________________。
解析:
NaHSO3既能电离又能水解,根据题给信息c(SO32-)>c(H2SO3)正确判断其水解程度比电离程度弱是解决问题的关键。
加入少量氢氧化钠溶液时,只有HSO3-反应。
答案:
(1)> 在NaHSO3溶液中,存在HSO3-的电离平衡:
HSO3-H++SO32-,还有HSO3-的水解平衡:
HSO3-+H2OH2SO3+OH-,由c(SO32-)>c(H2SO3)可得出,其水解程度比电离程度弱,所以可确定c(H+)>c(OH-)
(2)红色NaOH溶液滴入NH4HSO3溶液中变为无色
HSO3-+OH-===SO32-+H2O
17.(9分)以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度:
难溶电解质
Mg(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
溶解度/g
9×10-4
1.7×10-6
1.5×10-4
3.0×10-9
在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。
例如:
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入一定量的试剂反应,过滤结晶。
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的Mg(OH)2,充分反应,过滤结晶。
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶。
请回答下列问题:
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe2+、Fe3+都被转化为________而除去。
(2)①中加入的试剂应该选择______________为宜。
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为__________________________
________________________________________________________________________。
(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是________(填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在
解析:
①中为了不引入杂质离子,应加入氨水使Fe3+沉淀,而不能用NaOH溶液。
②中根据溶解度表可明确Mg(OH)2能较容易转化为Fe(OH)3,因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2可除去Fe3+,然后将沉淀一并过滤。
③中利用高价阳离子Fe3+极易水解的特点,据题意可知调节溶液的pH=4可使Fe3+沉淀完全,为了不引入杂质离子,因此可使用CuO、Cu(OH)2、CuCO3等调节溶液的pH。
答案:
(1)氢氧化铁
(2)氨水
(3)2Fe3++3Mg(OH)2===3Mg2++2Fe(OH)3
(4)A、C、D、E
18.(10分)现有浓度均为0.1mol·L-1的下列溶液:
①硫酸 ②醋酸 ③氢氧化钠 ④氯化铵 ⑤醋酸铵 ⑥硫酸铵 ⑦硫酸氢铵 ⑧氨水,请回答下列问题:
(1)①②③④四种溶液中由水电离出的H+浓度由大到小的顺序是(填序号)______。
(2)④⑤⑥⑦⑧五种溶液中NH4+浓度由大到小的顺序是(填序号)_______________。
(3)将③和④等体积混合后,混合液中各离子浓度由大到小的顺序是___________。
(4)已知t℃时,KW=1×10-13,则t℃(填“>”“<”或“=”)________25℃。
在t℃时将pH=11的NaOH溶液aL与pH=1的H2SO4溶液bL混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=2,则a∶b=________。
解析:
(1)加酸、加碱均会抑制水的电离,加入可以水解的盐促进水的电离,所以由水电离出H+浓度由大到小顺序为④②③①。
(2)铵盐为强电解质,完全电离,氨水为弱电解质,部分电离,所以铵盐中NH4+的浓度大于氨水中NH4+的浓度。
CH3COO-对NH4+水解是促进作用,NH4HSO4电离出的H+对NH4+水解是抑制作用,故NH4+浓度⑦>⑤。
综合以上信息NH4+浓度由大到小的顺序是⑥⑦④⑤⑧。
(3)③④等体积混合后为等浓度NaCl和NH3·H2O的混合液,故离子浓度大小为c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)。
(4)t℃时,KW=1×10-13,大于常温下水的离子积,故t℃>25℃。
混合后溶液呈酸性,故c(H+)=
=10-2,得
=
。
答案:
(1)④②③①
(2)⑥⑦④⑤⑧
(3)c(Cl-)=c(Na+)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)
(4)> 9∶2
19.(9分)现有常温下的六份溶液:
①0.01mol/LCH3COOH溶液;②0.01mol/LHCl溶液;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液;⑤0.01mol/LCH3COOH溶液与0.01mol/L的氨水等体积混合后所得溶液;⑥0.01mol/LHCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后所得溶液。
(1)其中水的电离程度最大的是__________(填序号,下同),水的电离程度相同的是__________;
(2)若将②、③混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:
②__________③(填“>”、“<”或“=”);
(3)将六份溶液稀释相同倍数后,溶液的pH:
③__________④(填“>”、“<”或“=”);
(4)若改变温度后,测得④溶液pH=10,则该温度下KW=__________。
在该温度下,将①、④混合后,测得溶液pH=7,则所得溶液中c(Na+)-c(CH3COO-)=__________。
解析:
(1)⑤的两溶液恰好反应生成CH3COONH4,二者互相促进水解,因此⑤中水的电离程度最大,②中的c(H+)与③④中的c(OH-)相同,故对水的电离抑制程度一样。
(2)若二者体积相同,则二者反应后,氨水有剩余,则溶液呈碱性,要使溶液呈中性,则盐酸应再多些。
(3)由于氨水是弱碱,稀释相同倍数时,NH3·H2O电离程度增大,故pH③>④。
(4)pH=12的NaOH溶液,其c(OH-)=0.01mol·L-1,当改变温度使pH=10时,c(H+)=10-10mol/L,故KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-12,根据电荷守恒:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),则有:
c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+)=10-5mol/L-10-7mol/L。
答案:
(1)⑤ ②③④
(2)> (3)>
(4)10-12 (10-5-10-7)mol/L或9.9×10-6mol/L
20.(10分)已知:
25℃时,弱电解质的电离平衡常数:
Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HClO)=3.0×10-8,Ka(HF)=3.5×10-4,Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,Ka2(H2CO3)=5.6×10-11。
回答下列问题:
(1)25℃时,将10mLpH=1的CH3COOH溶液和10mLpH=1的HF溶液分别与10mL0.1mol·L-1的NaHCO3溶液混合。
①画出产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图。
②反应结束后所得的两溶液中,c(CH3COO-)________c(F-)(填“>”、“<”“=”)。
(2)25℃时,将少量CO2通入足量NaClO中,写出该反应的离子方程式_____________,此反应的平衡常数K=________。
(3)0.18mol·L-1CH3COONa溶液的pH为________。
解析:
(1)由于Ka(CH3COOH) 反应后,两溶液中c(CH3COO-)大于c(F-)。 (2)由于Ka2(H2CO3) CO2+H2O+ClO-===HCO3-+HClO,该反应可以看作是H2CO3HCO3-+H+与HClOClO-+H+相减得到,故平衡常数K=Ka1(H2CO3)/Ka(HClO)=14.3。 (3)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-可由H2OH++OH-和CH3COOHCH3COO-+H+相减得到,故其平衡常数K= = = = ≈ = ,解得c(OH-)=10-5mol·L-1,则c(H+)=10-9mol·L-1,所以pH=9。 答案: (1)①如图 ②> (2)CO2+H2O+ClO-===HCO3-+HClO 14.3 (3)9 21.(8分)物质A~E都是由下表中的离子组成的,常温下各物质从1mL稀释到1000mL,pH的变化如甲图所示,其中A与D反应得到E。 请回答: 阳离子 NH4+、H+、Na+ 阴离子 OH-、CH3COO-、Cl- (1)根据甲图中各物质的pH变化关系,写出下列物质的化学式: B.________,D.________。 (2)甲图中a>9的理由是________。 (3)另取浓度为c1的B溶液25mL,向其中逐滴滴加0.2mol/L的D溶液,滴定过程中溶液pH的变化曲线如乙图所示。 ①c1为________; ②G点溶液呈中性,则加入D溶液的体积V________(填“>”、“<”或“=”)12.5mL; ③常温下B、C溶液的pH分别是a、b且a+b=13,则将B、C混合恰好完全反应时所消耗B、C溶液的体积比VB∶VC=________。 解析: (1)从甲图中可以看出,A、B呈碱性,E呈中性,C、D呈酸性,B物质稀释1000倍后,其pH从12降低到9,所以B为强碱NaOH,C物质稀释1000倍后,其pH从2升高到5,所以C为强酸HCl,A、D反应得到中性物质E,则A为NH3·H2O,D为CH3COOH,E为CH3COONH4。 (2)氨水为弱
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