2021年新教材高中化学 第三章 水溶液中的离子反应与平衡（A）作业（含解析）新人教版选择性必修1.docx

1、水溶液中的离子反应与平衡(A)(时间:75分钟满分:100分)一、选择题:本题共16小题,共44分。第110小题,每小题2分;第1116小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.下列关于强弱电解质及非电解质的组合完全正确的是()选项ABCD强电解质NaClH2SO4NaOHHNO3弱电解质HFBaSO4CaCO3CH3COOH非电解质Cl2CO2C2H5OHSO2解析:A组中Cl2是单质,不是非电解质;B组中的BaSO4与C组中的CaCO3都是强电解质。答案: D2.在一支25 mL的酸式滴定管中加入0.1 mol/L的HCl溶液,其液面恰好在5 mL刻度处,若

2、把滴定管中的溶液全部放入烧杯中,然后用0.1 mol/L的NaOH溶液进行中和,则所需NaOH溶液的体积()A.大于20 mLB.小于20 mLC.等于20 mL D.等于5 mL解析:滴定管最下部无刻度线,刻度线以下充满溶液,若把溶液全部放入烧杯中,其体积大于 20 mL,用等浓度的NaOH溶液中和,所需NaOH溶液的体积应大于 20 mL。答案: A3.下列有关常温下pH均为3的醋酸和硫酸的说法中正确的是()A.两种溶液中,由水电离出的氢离子浓度均为110-11 mol/LB.分别加水稀释至原体积的100倍后,两种溶液的pH仍相同C.醋酸中的c(CH3COO-)和硫酸中的c(SO42-)相

3、等D.分别加入足量锌片,两种溶液生成H2的体积相同解析:酸溶液中OH-全部来自水的电离,H+浓度相同的情况下,OH-浓度也相同,则由水电离出的H+浓度也相同。答案:A4.常温下,若pH=3的酸溶液与pH=11的碱溶液等体积混合所得溶液呈酸性,下列叙述中正确的是()A.该反应生成一种强酸弱碱盐B.该反应为弱酸溶液与强碱溶液反应C.该反应为强酸溶液与弱碱溶液反应D.该反应为一元强酸溶液与一元强碱溶液反应解析:pH相加等于14的酸碱溶液等体积混合后,若溶液显酸性,则该酸一定为弱酸,故选B项。答案:B5.要求设计实验证明某种盐的水解是吸热的,有四位同学分别做出以下回答,其中正确的是()A.甲同学:将硝

4、酸铵晶体溶于水,若水温下降,说明硝酸铵水解是吸热的B.乙同学:在盐酸中加入相同温度的氨水,若实验过程中混合液温度下降,说明盐类水解是吸热的C.丙同学:在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体,若溶液温度下降,说明盐类水解是吸热的D.丁同学:在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液,加热后若红色加深,说明盐类水解是吸热的解析:甲同学方案符合实验事实,但无法说明NH4NO3溶于水时水温下降是水解所致,因为物质溶解时也有热效应,降温可能是溶解吸热所致。乙同学方案不符合事实是因为酸碱中和反应放热,故混合液温度应升高。丙同学同样无法说明热效应是水解还是溶解所致。丁同学从平衡移动原理说明,加热时溶液红色加深,水解反应:CH3COO

5、-+H2OCH3COOH+OH-平衡向右移动,说明c(OH-)升高,正反应为吸热反应,D项正确。答案:D6.常温下,将1.000 mol/L盐酸滴入20.00 mL 1.000 mol/L氨水中,溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法中正确的是()A.M点:由水电离出的c(H+)=1.010-14 mol/LB.N点:c(NH4+)+c(NH3H2O)=c(Cl-)C.P点:c(Cl-)=c(NH4+)D.Q点后,溶液温度略下降的主要原因是NH3H2O电离吸热解析:A项,氨水中存在NH3H2ONH4+OH-的电离平衡,M点溶液pH在7到14之间,呈碱性,由水电离出的c(H+

6、)1.010-14 mol/L,故错误;B项是盐酸与氨水恰好完全反应时的元素质量守恒等式,但由图知N点时氨水过量,没有恰好完全反应,故错误;C项,因为c(Cl-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+),当pH=7时,c(OH-)=c(H+),所以c(Cl-)=c(NH4+),故正确;D项,Q点后温度下降的原因是低温溶液的加入,此时反应已进行完全,故错误。答案:C7.下列各种情况下一定能大量共存的离子组为()A.pH=7的溶液中:Fe3+、Cl-、Na+、NO3-B.由水电离出的c(H+)=110-13mol/L的溶液中:Na+、CO32-、Cl-、K+C.pH=1的溶液中:NH4+、Cl-

7、、Cu2+、SO42-D.无色溶液中:Al3+、HCO3-、I-、K+解析:A项,由于Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+,Fe3+大量存在的溶液显酸性,pHc(H+)=c(OH-)时,一定是醋酸过量D.当溶液中c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)时,一定是氢氧化钠过量解析:当溶液中c(CH3COO-)=c(Na+)时,一定是醋酸过量,A、B项错误,C项正确;D项,当氢氧化钠与醋酸恰好完全反应时,也符合该关系式。答案:C9.下列叙述中不正确的是()A.CaCO3能够溶解在CO2的水溶液中B.Mg(OH)2可溶于盐酸,不溶于NH4Cl溶液C.AgCl可溶于氨水D.MgSO4溶

8、液中滴加Ba(OH)2得到两种沉淀解析:沉淀溶解平衡体系中的离子被消耗可促进沉淀的溶解,增大某种离子浓度可以促进沉淀生成。A项中CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq),H2CO3H+HCO3-,CO32-与H+结合生成HCO3-,促使两个平衡都向右移动,CaCO3逐渐溶解转化为Ca(HCO3)2;B项中Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),加入盐酸或NH4Cl溶液,均消耗OH-,促使Mg(OH)2溶解;C项中AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),加入氨水后Ag+2NH3H2OAg(NH3)2+2H2O,所以AgCl逐渐溶解;D项中反应的离子方程式为Mg

9、2+SO42-+Ba2+2OH-Mg(OH)2+BaSO4,得到两种沉淀。答案:B10.常温下,将0.2 mol/L的某一元酸HA溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7,若混合溶液体积等于两溶液体积之和,则混合溶液中下列关系正确的是()A.c(HA)c(A-)B.c(HA)一定大于0.1 mol/LC.c(Na+)=c(HA)+c(A-)D.c(OH-)=c(H+)+12c(HA)-c(A-)解析:将0.2 mol/L的某一元酸HA溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液的组成为0.05 mol/L HA溶液和0.05 mol/L的NaA溶液,根据题意知

10、混合溶液的pH大于7,说明NaA的水解程度大于HA的电离程度,所以有c(A-)c(HA),c(HA)应在0.05 mol/L和0.1 mol/L之间,A、B项错误。根据元素质量守恒有2c(Na+)=c(HA)+c(A-),C项错误。D项是混合溶液的A元素质量守恒式代入电荷守恒式得到的等式。答案:D11.已知PbI2的Ksp=7.010-9,将7.510-3mol/L的KI溶液与一定浓度的Pb(NO3)2溶液按21的体积比混合,则生成PbI2沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为()A.8.410-4 mol/LB.5.610-4 mol/LC.4.210-4 mol/LD.2.810-4 m

11、ol/L解析:设生成PbI2沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为c mol/L,由于KI溶液与Pb(NO3)2溶液按21的体积比混合,即c3(237.510-3)2=7.010-9,解得 c=8.410-4。答案:A12.已知25 时一些难溶物质的溶度积常数如下:化学式Zn(OH)2ZnSAgCl溶度积510-171.610-241.810-10化学式Ag2SMgCO3Mg(OH)2溶度积6.310-506.810-65.610-12根据上表数据,判断下列化学方程式中不正确的是()A.2AgCl+Na2S2NaCl+Ag2SB.MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2C.ZnS+2H2OZ

12、n(OH)2+H2SD.Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2Mg(OH)2+2CaCO3+2H2O解析:根据溶度积常数可知,溶解度:ZnSc(NH4+)c(OH-)c(H+)B.10 mL 0.1 mol/L NH4Cl溶液与5 mL 0.2 mol/L NaOH溶液混合:c(Na+)=c(Cl-)c(OH-)c(H+)C.10 mL 0.1 mol/L CH3COOH溶液与5 mL 0.2 mol/L NaOH溶液混合:c(Na+)=c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)D.10 mL 0.5 mol/L CH3COONa溶液与6 mL 1 mol/L盐酸混合:c(Cl-)c(Na+)c

13、(OH-)c(H+)解析:A项,两溶液恰好完全反应,溶质为NH4Cl,NH4+水解,溶液呈酸性,错误;B项,两溶液混合反应后,为等浓度的NaCl与NH3H2O的混合溶液,溶液呈碱性,正确;C项,两溶液混合反应后,溶质为CH3COONa,CH3COO-水解,溶液呈碱性,c(Na+)c(CH3COO-),错误;D项,两溶液反应,盐酸过量,溶质为NaCl、CH3COOH及过量的HCl,溶液呈酸性,错误。答案:B15.已知:H2SO3HSO3-+H+Ka1,HSO3-SO32-+H+Ka2。常温下,向某浓度的H2SO3溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-三

14、种粒子的物质的量分数()与溶液pH的关系如图所示,则下列说法中不正确的是()A.曲线3表示的粒子是SO32-B.溶液的pH=4.2时:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO32-)C.常温下,Ka1Ka2=1 000D.溶液的pH=1.2时:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2SO3)解析:曲线1、2、3分别表示的粒子是H2SO3、HSO3-、SO32-,A项正确;溶液pH=4.2时,依据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-),B项错误;由图像可知,溶液的pH=1.2时,c(H2SO3)=c(HSO3-),则Ka1=c(H

15、+)=10-1.2,pH=4.2时,c(HSO3-)=c(SO32-),则Ka2=c(H+)=10-4.2,则Ka1Ka2=1 000,C项正确;溶液的pH=1.2时,H2SO3、HSO3-的物质的量分数相等,且c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-),则c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2SO3),D项正确。答案:B16.如图所示,用一定浓度的NaOH溶液Y滴定10 mL一定物质的量浓度的盐酸X,依据图示推出X和Y的物质的量浓度是下列各组中的()选项ABCDX物质的量浓度/(mol/L)0.120.040.030.09Y物质的量浓度/(mol/L)0.040.12

16、0.090.03解析:由图知,当NaOH溶液的体积为30 mL时,两者恰好中和,根据c1V1=c2V2,V1V2=10 mL30 mL=13,则c1c2=31,故B、C项被排除。又由于加入20 mL NaOH时,溶液pH已达到2,设HCl的物质的量浓度为3c,NaOH物质的量浓度为c,则3c0.01 L-c0.02 L0.03 L=10-2 mol/L,c=0.03 mol/L。答案:D二、非选择题:本题共4小题,共56分。17.(14分)已知t 时,0.01 mol/L NaOH溶液的pH=11,0.1 mol/L的HA溶液中c(H+)c(OH-)=109,请回答下列问题。(1)该温度下,水

17、的离子积Kw=,HA是(填“强”或“弱”)酸。(2)该温度下,将pH之和为13的NaOH溶液与HA溶液等体积混合后,所得溶液呈(填“酸”“碱”或“中”)性,理由是。(3)常温下,用蒸馏水稀释0.01 mol/L HA溶液时,下列呈减小趋势的是(填字母)。A.c(H+)c(A-)B.c(HA)c(A-)C.c(H+)c(OH-)D.c(A-)c(HA)E.水的电离程度(4)常温下,取pH=2的盐酸和HA溶液各100 mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化如图所示。图中表示HA溶液pH变化曲线的是(填“a”或“b”)。设盐酸中加入Zn的质量为m1,HA溶液中加入Zn的质量为m

18、2,则m1m2(填“”“”或“=”)。解析: (1)0.01 mol/L NaOH溶液的pH=11,即c(H+)=10-11 mol/L,则Kw=0.0110-11=10-13。0.1 mol/L的HA溶液中c(H+)c(OH-)=109,则c(H+)=10-2mol/L,故HA为弱酸。(2)pH之和为13的NaOH溶液与HA溶液等体积混合后,HA有剩余,酸过量,溶液显酸性。(3)A项,加水稀释时n(H+)的增加量大于n(A-)的增加量,c(H+)c(A-)增大;B项,Ka=c(H+)c(A-)c(HA),c(HA)c(A-)=c(H+)Ka,由于Ka不变,c(H+)减小,则c(HA)c(A-

19、)减小;C项,c(H+)和c(OH-)的乘积为Kw,不变;D项,稀释时,c(A-)、c(HA)均减小,故c(A-)c(HA)减小;E项,水的电离程度增大。(4)向HA溶液中加入Zn,HA电离程度增大,c(H+)减小得慢,故曲线b对应的是HA溶液。pH由2变为4时,HA减小的物质的量大于HCl减小的物质的量,因此HA消耗的Zn质量较大。答案: (1)10-13弱(2)酸混合前的酸中c(H+)与碱中c(OH-)相同,而HA是弱酸,等体积混合后酸过量(3)BD(4)b18.(14分)某学生用0.1 mol/L KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作分解为以下几步:A.移取20 mL待测盐酸注入洁净

20、的锥形瓶,并加入23滴酚酞;B.用标准溶液润洗滴定管23次;C.把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管使尖嘴充满溶液;D.取KOH标准溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上12 cm;E.调节液面至“0”或“0”以下某一刻度,记下读数;F.把锥形瓶放在滴定管的下面,瓶下垫一张白纸,用KOH标准溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度。完成以下问题。(1)正确操作步骤的顺序是(填字母)。(2)上述B步骤操作的目的是 。(3)上述A步骤操作之前,先用待测液润洗锥形瓶,则对滴定结果的影响是 。(4)判断到达滴定终点的实验现象是 。(5)若称取一定量的KOH固体(含少量NaOH)配制标准溶液并用来滴定上

21、述盐酸,则对滴定结果产生的影响是。解析: (3)若用待测液润洗锥形瓶,则锥形瓶内所取待测液偏多,消耗标准溶液也将偏多,导致测定结果偏大。(5)若用含NaOH的KOH标准溶液滴定盐酸,因为M(NaOH)c(H+)c(Na+)c(ClO-)B.c(Na+)=c(ClO-)+c(HClO)C.c(Na+)c(ClO-)c(OH-)c(H+)D.c(Na+)+c(H+)=c(ClO-)(4)“84”消毒液贮存、运输不方便,某同学提出将“84”消毒液蒸干得到固体,便于贮存和运输。你认为他的想法是否正确?并简述理由:。解析: (2)由于漂白粉中次氯酸根离子水解生成次氯酸,次氯酸可漂白有色物质,故不能用pH

22、试纸测定漂白粉溶液的pH,但可以用pH计测定漂白粉溶液的pH。(3)次氯酸钠溶液中存在的离子有Na+、H+、OH-、ClO-,分子有H2O、HClO。由于ClO-水解程度较小,故c(ClO-)c(OH-),次氯酸钠水溶液呈碱性,其离子浓度大小顺序为c(Na+)c(ClO-)c(OH-)c(H+),故A项错误、C项正确。根据氯元素质量守恒知,c(Na+)=c(ClO-)+c(HClO),故B项正确。根据电荷守恒知,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(ClO-),故D项错误。(4)次氯酸钠溶液在空气中蒸干,既要考虑盐类水解,又要考虑次氯酸不稳定,易分解生成氯化氢:NaClO+H2ONaOH

23、+HClO,2HClO2HCl+O2,NaOH+HClNaCl+H2O,最终得到氯化钠固体。答案: (1)溶液先变红,后褪色次氯酸钠水解生成氢氧化钠和次氯酸,溶液呈碱性,而次氯酸具有漂白性,使有色物质褪色;ClO-+H2OHClO+OH-(2)不能(3)BC(4)不正确。蒸发次氯酸钠溶液过程中,ClO-水解生成HClO,而HClO不稳定,易分解,促使ClO-完全水解,最终得到氯化钠20.(14分)环境中常见的重金属污染物有汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-,常用的方法为还原沉淀法,该法的工艺流程为CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3。其中第步存在平

24、衡2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O。(1)写出第步反应的平衡常数表达式: 。(2)关于第步反应,下列说法中正确的是(填字母)。A.通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达到平衡状态B.该反应为氧化还原反应C.强酸性环境中,溶液的颜色为橙色(3)第步中,还原0.1 mol Cr2O72-,需要 mol的FeSO47H2O。(4)第步除生成Cr(OH)3外,还可能生成的沉淀为。(5)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq)。常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,当c(Cr3+)降至10-5 mol/L,认为Cr3+已

25、经完全沉淀。现将第步溶液的pH调至4,请通过计算说明Cr3+是否沉淀完全(请写出计算过程): 。解析: (1)因H2O是纯液态物质,其浓度视为常数,故第步反应的平衡常数表达式为K=c(Cr2O72-)c2(CrO42-)c2(H+)。(2)利用反应可知,反应正向进行时,溶液pH增大,故pH不变时说明反应达到平衡,A项正确;CrO42-和Cr2O2-7中Cr均为+6价,该反应不是氧化还原反应,B项错误;酸性环境中,溶液中c(Cr2O72-)较大,溶液呈橙色,C项正确。(3)在第步反应中Cr2O72-被还原为Cr3+,0.1 mol Cr2O72-被还原时转移电子的物质的量为0.1 mol2(6-3)=0.6 mol,而还原剂Fe2+被氧化为Fe3+,故需要消耗0.6 mol FeSO47H2O。(4)在第步反应中Fe2+被氧化为Fe3+,故第步还有Fe(OH)3生成。答案: (1)K=c(Cr2O72-)c2(CrO42-)c2(H+)(2)AC(3)0.6(4)Fe(OH)3(5)当pH调至4时,c(OH-)=10-10 mol/L,c(Cr3+)=10-32c3(OH-)=10-2 mol/L10-5 mol/L,因此Cr3+没有沉淀完全