2022年高考化學(xué)一輪課時(shí)達(dá)標(biāo)習(xí)題 第8章 水溶液中的離子平衡（5）（含解析）

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1、2022年高考化學(xué)一輪課時(shí)達(dá)標(biāo)習(xí)題 第8章 水溶液中的離子平衡（5）（含解析） 1．已知：①25 ℃時(shí)弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)：Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5，Ka(HSCN)＝0.13；②25 ℃時(shí)，2.0×10－3 mol·L－1氫氟酸水溶液中，調(diào)節(jié)溶液的pH(忽略體積變化)，得到c(HF)、c(F－)與溶液pH的變化關(guān)系如圖所示(兩條線交點(diǎn)處的pH＝3.45)。 請根據(jù)以上信息回答下列問題： (1)25 ℃時(shí)，將20 mL 0.10 mol·L－1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 mol·L－1 HSCN溶液分別與20 mL 0.10 mol·L－1 NaHC

2、O3溶液混合，實(shí)驗(yàn)測得產(chǎn)生的氣體體積(V)隨時(shí)間(t)變化的示意圖如圖所示： 反應(yīng)初始階段，兩種溶液產(chǎn)生CO2氣體的速率存在明顯差異的原因是__HSCN的酸性比CH3COOH強(qiáng)，其溶液中c(H＋)較大，故HSCN溶液較NaHCO3溶液的反應(yīng)速率快__，反應(yīng)結(jié)束后所得兩溶液中，c(CH3COO－)__<__c(SCN－)(填“>”“<”或“＝”)。 (2)25 ℃時(shí)，HF電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka≈__10－3.45(或3.5×10－4)__，列式并說明得出該常數(shù)的理由：　Ka＝，當(dāng)c(F－)＝c(HF)時(shí)，Ka＝c(H＋)，查圖中的交點(diǎn)處為c(F－)＝c(HF)，故所對應(yīng)的pH即為Ka的負(fù)

3、對數(shù)，為3.45　。 解析 (1)兩種酸的電離程度不同導(dǎo)致溶液中起始反應(yīng)時(shí)H＋的濃度不同，引起反應(yīng)速率的不同。反應(yīng)結(jié)束后，溶質(zhì)為CH3COONa和NaSCN，因CH3COOH酸性弱于HSCN，故CH3COONa的水解程度大，c(CH3COO－)

4、.7×10－7 1.3×10－12 (1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，為得到純凈的CuCl2·2H2O晶體，加入__CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等難溶于水的堿性物質(zhì)__，調(diào)至pH＝4，使溶液中的Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，此時(shí)溶液中的c(Fe3＋)＝__2.6×10－9 mol/L__；過濾后，將所得濾液低溫蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶，可得到CuCl2·2H2O晶體。 (2)在空氣中直接加熱CuCl2·2H2O晶體得不到純的無水CuCl2，原因是__CuCl2＋2H2OCu(OH)2＋2HCl↑__(用化學(xué)方程式表示)。由CuCl2·2H2O晶體得到純

5、的無水CuCl2的合理方法是__在干燥氯化氫氣流中加熱脫水__。 (3)某學(xué)習(xí)小組用“間接碘量法”測定含有CuCl2·2H2O晶體的試樣(不含能與I－發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì))的純度，過程如下：取0.36 g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應(yīng)，生成白色沉淀。用0.100 0 mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。 ①可選用__淀粉__作滴定指示劑，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是__終點(diǎn)時(shí)待測液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為藍(lán)色__。 ②CuCl2溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為__2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I(xiàn)2__。 ③該試樣中C

6、uCl2·2H2O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為__95%__。 解析 (1)因?yàn)橐玫郊儍舻腃uCl2·2H2O晶體，所以不能加入含Cu2＋以外的陽離子的物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH，所以可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等難溶于水的堿性物質(zhì)；pH＝4時(shí)，c(OH－)＝10－10 mol·L－1，c(Fe3＋)＝Ksp[Fe(OH)3]/c3(OH－)＝2.6×10－9 mol/L。(2)CuCl2＋2H2OCu(OH)2＋2HCl↑，制取無水CuCl2純物質(zhì)，應(yīng)在干燥氯化氫氣流中加熱脫水。(3)2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I(xiàn)2，所以選擇淀粉作指示劑，終點(diǎn)時(shí)待測液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分

7、鐘內(nèi)不恢復(fù)為藍(lán)色，根據(jù)反應(yīng)方程式可以得到如下關(guān)系式：2CuCl2·2H2O～I(xiàn)2～2Na2S2O3，所以試樣中CuCl2·2H2O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)＝0.100 0 mol/L×0.020 00 L×171 g/mol÷0.36 g×100%＝95%。 3．軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等雜質(zhì)，工業(yè)上用軟錳礦制取MnSO4·H2O的流程如下： 已知：①部分金屬陽離子完全沉淀時(shí)的pH如下表： 金屬陽離子 Fe3＋ Al3＋ Mn2＋ Mg2＋ 完全沉淀時(shí)的pH 3.2 5.2 10.4 12.4 ②溫度高于27 ℃時(shí)

8、，MnSO4晶體的溶解度隨溫度的升高而逐漸降低。 (1)“浸出”過程中MnO2轉(zhuǎn)化為Mn2＋的離子方程式為__MnO2＋SO2===SO＋Mn2＋__。 (2)第1步除雜中加入H2O2的目的是__將Fe2＋氧化為Fe3＋__。 (3)第1步除雜中形成濾渣1的主要成分為__Al(OH)3、Fe(OH)3__(填化學(xué)式)，調(diào)pH至5～6所加的試劑，可選擇__ab__(填字母)。 a．CaO　　 b．MgO c．Al2O3　　 d．氨水 (4)第2步除雜，主要是將Ca2＋、Mg2＋轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氟化物沉淀除去，寫出MnF2除去Mg2＋的離子反應(yīng)方程式：__MnF2＋Mg2＋Mn2＋＋M

9、gF2__，該反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值為__7.2×107__。(已知：MnF2的Ksp＝5.3×10－3；CaF2的Ksp＝1.5×10－10；MgF2的Ksp＝7.4×10－11) (5)采用“趁熱過濾”操作的原因是__減少M(fèi)nSO4·H2O在水中的溶解，得到更多的產(chǎn)品__。 (6)取少量MnSO4·H2O溶于水，配成溶液，測其pH發(fā)現(xiàn)該溶液顯酸性，原因是__Mn2＋＋2H2OMn(OH)2＋2H＋__(用離子方程式表示)，該溶液中所有離子的濃度由大到小的順序?yàn)開_c(SO)>c(Mn2＋)>c(H＋)>c(OH－)__。 解析 (1)“浸出”過程中MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離

10、子方程式為MnO2＋SO2===SO＋Mn2＋。(2)第1步除雜中加入H2O2的目的是將溶液中的Fe2＋氧化為Fe3＋，以便于形成Fe(OH)3沉淀，過濾將沉淀除去。(3)第1步除雜時(shí)調(diào)整溶液的pH在5～6，可以使溶液中的Al3＋、Fe3＋分別形成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，所以形成濾渣1的主要成分為Al(OH)3、Fe(OH)3；在調(diào)pH至5～6時(shí)，為了不引入新的雜質(zhì)離子，所加的試劑應(yīng)該可以與酸發(fā)生反應(yīng)，可選擇含有Ca2＋、Mg2＋的化合物CaO、MgO，a、b項(xiàng)正確。(4)第2步除雜，主要是將Ca2＋、Mg2＋轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氟化物沉淀除去，MnF2除去Mg2＋的離子反應(yīng)方程式是MnF

11、2＋Mg2＋Mn2＋＋MgF2；該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝＝＝7.2×107。(5)由已知②溫度高于27 ℃時(shí)，MnSO4晶體的溶解度隨溫度的升高而逐漸降低，故采用“趁熱過濾”操作可以減少M(fèi)nSO4·H2O在水中的溶解，得到更多的產(chǎn)品。(6)MnSO4是強(qiáng)酸弱堿鹽，Mn2＋發(fā)生水解反應(yīng)：Mn2＋＋2H2OMn(OH)2＋2H＋，消耗水電離產(chǎn)生的OH－，破壞了水的電離平衡，最終達(dá)到平衡時(shí)，c(H＋)>c(OH－)。根據(jù)物料守恒可得c(SO)＝c(Mn2＋)＋c[Mn(OH)2]，所以c(SO)>c(Mn2＋)，Mn2＋水解使溶液顯酸性，所以c(H＋)>c(OH－)。鹽水解的程度是微弱的，溶液

12、中主要以鹽電離產(chǎn)生的離子形式存在，所以c(Mn2＋)>c(H＋)，故該溶液中所有離子的濃度由大到小的順序?yàn)閏(SO)>c(Mn2＋)>c(H＋)>c(OH－)。 4．水是最常用的溶劑，許多化學(xué)反應(yīng)都需要在水溶液中進(jìn)行。請仔細(xì)分析并回答下列各題。 (1)用0.1 mol/L NaOH溶液滴定體積均為20.00 mL、濃度均為0.1 mol/L的鹽酸和醋酸溶液，得到如圖所示的滴定曲線圖如下： ①用NaOH溶液滴定醋酸溶液通常所選擇的指示劑為__酚酞__，符合其滴定曲線的是__Ⅰ__(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②滴定前的上述三種溶液中，由水電離出的c(H＋)最大的是__CH3COOH__溶液

13、(填化學(xué)式)。 ③圖中V1和V2大小的比較：V1__<__V2(填“>”“<”或“＝”)。 ④曲線Ⅰ中M點(diǎn)對應(yīng)的溶液中，各離子的濃度由大到小的順序是__c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)__。 (2)某同學(xué)為了研究難溶電解質(zhì)的溶解平衡，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)(相關(guān)數(shù)據(jù)測定溫度及實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度均為25 ℃)： 操作步驟 現(xiàn)象 步驟1：向20 mL 0.05 mol/L AgNO3溶液中加入20 mL 0.05 mol/L KSCN溶液，充分反應(yīng)后過濾 出現(xiàn)白色沉淀 步驟2：向?yàn)V液中加入少量2 mol/L Fe(NO3)3溶液 溶液變紅色 步驟3：向步驟2所得

14、溶液中，加入少量3 mol/L AgNO3溶液 現(xiàn)象a 步驟4：取步驟1所得少量濾渣加入到適量的3 mol/L KI溶液中 出現(xiàn)黃色沉淀 查閱資料：AgSCN是白色沉淀；Ksp(AgSCN)＝1.0×10－12；Ksp(AgI)＝8.5×10－17。 ①請結(jié)合化學(xué)用語和必要的文字解釋步驟2現(xiàn)象出現(xiàn)的原因：__由于存在沉淀溶解平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(sq)，故溶液中仍有少量SCN－，F(xiàn)e3＋與SCN－結(jié)合生成Fe(SCN)3，從而溶液顯紅色__。 ②該同學(xué)根據(jù)步驟3中現(xiàn)象a推知，加入的AgNO3與步驟2所得溶液發(fā)生了反應(yīng)，則現(xiàn)象a為__出現(xiàn)白色沉淀(

15、或溶液紅色變淺)__(任寫一點(diǎn)即可)。 ③寫出步驟4中沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式：K＝　　。 解析 (1)①用NaOH溶液滴定醋酸溶液，由于恰好完全反應(yīng)時(shí)溶液顯堿性，因此通常選擇在堿性范圍變色的指示劑酚酞；醋酸是弱酸，其電離產(chǎn)生的氫離子的濃度小于0.1 mol/L，即pH>1，由圖中未加NaOH時(shí)的pH可知，圖Ⅰ中酸的pH大于1，圖Ⅱ中酸的pH＝1，說明曲線Ⅰ為NaOH溶液滴定醋酸溶液過程，曲線Ⅱ?yàn)镹aOH溶液滴定鹽酸溶液過程。②0.1 mol/L NaOH溶液、0.1 mol/L HCl都是強(qiáng)電解質(zhì)，電離產(chǎn)生的氫氧根、氫離子的濃度等于電解質(zhì)的濃度，而醋酸是弱酸，0.1 mol/L醋酸溶

16、液中氫離子的濃度小于0.1 mol/L，氫離子或氫氧根離子的濃度越大，對水的電離平衡的抑制作用就越強(qiáng)，水的電離程度就越小，所以0.1 mol/L的醋酸對水的電離抑制程度較小，則由水電離出的c(H＋)最大。③醋酸和氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)時(shí)，得到的醋酸鈉溶液顯堿性，要使得溶液顯中性即pH＝7，需要醋酸稍過量，則需加入的NaOH的量比溶液中醋酸的量少；鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)時(shí)，兩者的物質(zhì)的量相同，得到的氯化鈉溶液顯中性，所以V1

17、度大于醋酸根離子的水解程度，所以該混合溶液顯酸性，此時(shí)溶液中離子濃度大小：c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)。(2)①向20 mL 0.05 mol/L AgNO3溶液中加入20 mL 0.05mol/L KSCN溶液，充分反應(yīng)，產(chǎn)生白色沉淀，發(fā)生反應(yīng)：Ag＋(aq)＋SCN－(aq)AgSCN(s)，該物質(zhì)在溶液中存在沉淀溶解平衡：AgSCN(s) Ag＋(aq)＋SCN－(aq)，溶液中仍有少量的SCN－，向該溶液中加入Fe3＋，溶液中的SCN－與Fe3＋發(fā)生顯色反應(yīng)，使溶液變?yōu)榧t色。②向步驟2所得溶液中加入硝酸銀，Ag＋和SCN－發(fā)生反應(yīng)得到AgSCN白

18、色沉淀，使Fe(SCN)3的溶解平衡正向移動(dòng)，導(dǎo)致溶液紅色變淺。③步驟1所得的濾渣中含AgSCN固體，將其加入到KI溶液中，由于溶解度：AgI

19、。{已知：Ksp(AgI)＝1.5×10－14，K穩(wěn)[Ag(CN)]＝1.0×1021，K穩(wěn)與電離常數(shù)K互為倒數(shù)，K穩(wěn)越大越穩(wěn)定} (2)NO具有強(qiáng)還原性，實(shí)驗(yàn)室可用酸性K2Cr2O7溶液將尾氣NO氧化為NO，溶液由橙色(Cr2O)變?yōu)榫G色(Cr3＋)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__2NO＋Cr2O＋6H＋===2NO＋2Cr3＋＋3H2O__。 (3)HNO2是比醋酸略強(qiáng)的酸，下列事實(shí)一定能證明HNO2是弱酸的是__acde__(填字母，下同)。 a．0.1 mol/L的HNO2溶液的pH＝2.1 b．用HNO2溶液做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)，燈泡很暗 c．常溫下，NaNO2溶液的pH大于7 d．常

20、溫下，NaNO2和H3PO4反應(yīng)，生成HNO2 e．pH＝3的HNO2溶液稀釋至100倍后，pH小于5 (4)硫酸肼(N2H6SO4)是一種重要的化工原料，屬于離子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理與(NH4)2SO4類似。 ①寫出硫酸肼第一步水解反應(yīng)的離子方程式：__N2H＋H2O[N2H5·H2O]＋＋H＋__。 ②硫酸肼水溶液中離子濃度的排列順序正確的是__A__。 A．c(SO)>c(N2H)>c(H＋)>c(OH－) B．c(SO)>c([N2H5·H2O]＋)>c(H＋)>c(OH－) C．2c(N2H)＋c([N2H5·H2O]＋)＝c(H＋)＋c(OH－)

21、 D．c(N2H)>c(SO)>c(H＋)>c(OH－) 解析 (1)依題意，碘化銀難溶，結(jié)合CN－可生成更穩(wěn)定的Ag(CN)，故離子方程式為AgI(s)＋2CN－(aq)Ag(CN)(aq)＋I(xiàn)－(aq)；根據(jù)平衡常數(shù)定義：K＝＝Ksp(AgI)·K穩(wěn)[Ag(CN)]＝1.5×107。(4)②硫酸肼溶液中，N2H水解使溶液呈酸性，而水解的程度很小，故c(SO)＞c(N2H)＞c(H＋)＞c([N2H5·H2O]＋)＞c(OH－)，根據(jù)電荷守恒可知：c(H＋)＋2c(N2H)＋c([N2H5·H2O]＋)＝2c(SO)＋c(OH－)。 6．工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有Ca2＋、

22、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO等雜質(zhì)，提純工藝線路如圖所示： Ⅰ.碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如圖所示： Ⅱ.有關(guān)物質(zhì)的溶度積如表所示： 物質(zhì) CaCO3 MgCO3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Ksp 4.96×10－9 6.82×10－6 4.68×10－6 5.61×10－12 2.64×10－39 回答下列問題： (1)寫出加入NaOH溶液時(shí)反應(yīng)的離子方程式：__MgCO3＋2OH－===Mg(OH)2＋CO__。 向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，當(dāng)兩種沉淀共存且溶液的pH＝8時(shí)，c(Mg2

23、＋)∶(Fe3＋)＝__2.125×1021__。 (2)“母液”中除了含有Na＋、CO外，還含有__Cl－、SO__等離子。 (3)有人從“綠色化學(xué)”角度設(shè)想將“母液”沿流程中虛線進(jìn)行循環(huán)使用。請你分析在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中是否可行？__不可行__(填“可行”或“不可行”)，并說明理由：__若將“母液”循環(huán)使用，則溶液中c(Cl－)和c(SO)增大，最后所得產(chǎn)物Na2CO3混有雜質(zhì)__。 解析 由溶度積表知，MgCO3的Ksp最大，在溶液中溶解的最多，其他物質(zhì)與MgCO3相差的數(shù)量級較大，在溶液里可以忽略。(1)主要是MgCO3與NaOH反應(yīng)生成Ksp更小的沉淀Mg(OH)2；pH＝8，c(OH－)＝10－6 mol·L－1，則Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝c(Mg2＋)×10－12＝5.61×10－12，得c(Mg2＋)＝5.61 mol·L－1；Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝c(Fe3＋)×10－18＝2.64×10－39，得c(Fe3＋)＝2.64×10－21 mol·L－1，所以c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝5.61∶2.64×10－21＝2.125×1021。