1、单元质量检测单元质量检测(三三) 水溶液中的离子平衡综合检测水溶液中的离子平衡综合检测 一、 选择题(本题包括 16 小题， 每题 3 分， 共 48 分； 每小题只有一个选项符合题目要求。 ) 1化学无处不在，下列与化学知识有关的说法不正确的是( ) A可用三氯化铝对自来水进行杀菌消毒 B处理锅炉水垢中的 CaSO4，可先用饱和 Na2CO3溶液浸泡，后加盐酸除去 C实验室盛放 Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞 D用氯化铵浓溶液除去铁器表面的铁锈 解析：AlCl3没有强氧化性，不能对自来水进行杀菌消毒，A 项错误；处理锅炉水垢中的 CaSO4，可先用饱和 Na2CO3溶液浸泡，发生沉
2、淀的转化，生成碳酸钙，然后加入盐酸，碳酸 钙与盐酸反应，B 项正确；CO2 3水解使 Na2CO3溶液显碱性，与玻璃中的 SiO2反应生 答案：A 2常温下下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ) ApH1 的溶液中：Fe2 、NO 3、SO 2 4、Na B由水电离出的 c(H )11014 mol L1 的溶液中：Ca2 、Cl、HCO 3、K Cc(H )/c(OH)11012 的溶液中：NH 4、Cl NO 3、Al 3 Dc(Fe3 )0.1 mol L1 的溶液中：K 、ClO、SO2 4、SCN 解析：A 项，pH1，说明是酸性溶液，H 、Fe2、NO 3会发生氧化还原反应，
3、错误；B 项，符合条件的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液，HCO 3既能与 H 反应也能与 OH 反应，错误；C 项，c(H)/c(OH)11012，此溶液为强酸性溶液，离子可以大量共存，正 确；D 项，发生反应 Fe3 3SCN=Fe(SCN) 3不能大量共存，错误。 答案：C 3下列事实可以证明 HNO2是弱电解质的是( ) 1 mol L 1 的 HNO2溶液可以使紫色石蕊试液变红 1 mol L 1 的 HNO2溶液中 c(H )1103 mol L1 某 HNO2溶液的导电能力比某 HCl 溶液弱 10 mL 1 mol L 1 的 HNO2溶液恰好与 10 mL 1 mol
4、L 1 的 NaOH 溶液完全中和 HNO2溶液中 HNO2、NO2、H 同时存在 A B C D 解析：1 mol L 1 的 HNO2溶液可以使紫色石蕊试液变红，说明亚硝酸电离出氢离子而 使溶液呈酸性，但是不能证明亚硝酸部分电离，则不能说明亚硝酸是弱电解质；1 mol L 1 的 HNO2溶液中 c(H )1103 mol L1Q Bc(NH 4)：PQ CNH3 H2O 的电离程度：P 中增大，Q 中减小 D电离平衡常数 K：Pc(OH)c(H) D若将 0.1 mol L 1 BOH 溶液稀释至 0.001 mol L1，则溶液的 pH9 解析：由两种溶液的浓度与 pH 可知 HA 是
5、强酸，BOH 是弱碱，弱碱的电离是可逆过程， A 项错误；因等物质的量浓度、等体积的两溶液混合时，二者恰好完全反应得到 BA 溶液，该 溶液呈酸性，而混合后的溶液呈中性，说明碱过量，B 项正确；BA 为强酸弱碱盐，其水溶液 显酸性， 则 c(H )c(OH)， C 项错误； 将 pH11 的强碱溶液稀释 100 倍后所得溶液的 pH9， 而BOH是弱碱， 稀释过程中会继续电离出OH ， 故将0.1 mol L1 BOH 溶液稀释至0.001 mol L 1，溶液的 pH 范围为 9c(H)c(OH) 解析：A 项错误，NaOH 固体的加入，抑制了 CN 的水解，所以 c(CN)增大；B 项错误
6、， 溶液稀释后，虽然 CN 水解程度增大，OH个数增多，但水量增加使 c(OH)减小，所以溶液 的 pH 应减小；C 项正确，Al3 与 OH发生反应，使水解平衡 CNH 2O HCNOH 正向 移动，c(CN )减小；D 项错误，因混合溶液呈酸性，所以正确的关系是 c(CN)c(Na)c(H )c(OH)。 答案：C 8已知：25 时，CaCO3的 Ksp2.810 9，现将浓度为 2104 mol L1 的 Na2CO3溶 液与 CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用 CaCl2溶液的浓度至少应为( ) A2.810 2 mol L1 B5.6105 mol L1 C2.810 5
7、 mol L1 D1.4105 mol L1 解析：Na2CO3溶液的浓度为 210 4 mol L1，与 CaCl 2溶液等体积混合后，根据 Ksp c(CO2 3) c(Ca 2)2.8109 可知，若要产生沉淀，c(Ca2 )应至少为 2.810 9 1/2210 4 mol L 1 2.810 5 mol L1， 故原CaCl 2溶液的浓度应至少为22.810 5 mol L15.6105 mol L1， B 项正确。 答案：B 9为研究沉淀的生成及其转化，某小组进行如下实验。下列关于该实验的分析不正确的 是( ) A的浊液中存在平衡：AgSCN(s)Ag (aq)SCN(aq) B中
8、颜色变化说明上层清液中含有 SCN C中颜色变化说明有 AgI 生成 D该实验可以证明 AgI 比 AgSCN 更难溶 解析：的浊液中俘在沉淀溶解平衡：AgSCN(s)Ag (aq)SCN(aq)，A 项正确；铁 离子与 SCN 结合生成 Fe(SCN) 3，则中颜色变化说明上层清液中含有 SCN ，B 项正确；银 离子与碘离子结合生成 AgI 黄色沉淀，则中颜色变化说明有 AgI 生成，C 项正确；硝酸银 过量，余下的浊液中含有较多的银离子，与 KI 反应生成黄色沉淀，未发生沉淀的转化，不能 证明 AgI 比 AgSCN 更难溶，D 项错误。 答案：D 10室温下，将 1.000 mol L
9、 1 盐酸滴入 20.00 mL 1.000 mol L 1 氨水中，溶液 pH 和温度 随加入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是( ) Aa 点由水电离出的 c(H )1.01014 mol L1 Bb 点时 c(NH 4)c(NH3 H2O)c(Cl ) Cc 点时消耗的盐酸体积：V(HCl)7. 则氨水过量 c(NH 4)c(NH3 H2O)c(Cl )，B 错误；c 点溶液呈中性，则 c(H)c(OH)，氧化 铵是强酸弱碱盐，其水溶液呈酸性，要使其水溶液呈中性，则氨水应该稍微过量，所以消耗 盐酸的体积 V(HCl)7，则 c(NH 4)c(Cl )c(OH)c(H) D 向
10、Mg(OH)2悬浊液中滴加CuCl2溶液， 出现蓝色沉淀， 说明溶解能力： Cu(OH)27，说明一水合氨的电离程度大于 NH 4的水解程度，则 c(NH 4)c(Cl )c(OH )c(H)，C 项正确；向 Mg(OH) 2悬浊液中滴加 CuCl2溶液，出现蓝色沉淀，生成溶解能力更 差的物质，则说明溶解能力：Cu(OH)2c(NH 4)c(OH )c(H) B溶液：c(NH 4)c(Cl )c(OH)c(H) C、三点所示的溶液中水的电离程度 D滴定过程中不可能出现：c(NH3 H2O)c(NH 4)c(OH )c(Cl)c(H) 解析：溶液是等浓度的 NH3 H2O、NH4Cl 的混合液，
11、溶液呈碱性，c(NH 4)c(Cl )c(OH )c(H)，A 错误；溶液呈中性，根据电荷守恒，c(NH 4)c(Cl )c(OH)c(H)，B 正确； 点为酸碱恰好反应，此时氯化铵水解，溶液呈酸性，促进水的电离，、两点为碱剩余， 抑制水电离，、三点所示的溶液中水的电离程度，C 错误；开始滴加盐酸 时，能出现 c(NH3 H2O)c(NH 4)c(OH )c(Cl)c(H)，D 错误。 答案：B 14已知一定温度下，Ksp(BaSO4)1.010 2m，该温度下，CaSO 4在水中的沉淀溶解平 衡曲线如图所示，且 nK sp(BaSO4)1.010 2m， 故CaSO 4可转化为BaSO4：
12、Ba2 (aq)CaSO 4(s) BaSO4(s)Ca2 (aq)，KcCa 2 cBa2 KspCaSO4 KspBaSO4 1.010 2n 1.010 2n102(m n)， D 项错误。 答案：D 15常温下将 NaOH 溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的 pH 与离子浓度变化的 关系如图所示。下列叙述错误的是( ) AKa2(H2X)的数量级为 10 6 B曲线 N 表示 pH 与 lg cHX cH2X的变化关系 CNaHX 溶液中 c(H )c(OH) D当混合溶液呈中性时，c(Na )c(HX)c(X2)c(OH)c(H) 解析： H2X 的电离方程式为 H2XH
13、HX， HX H X2。 则 K a1cH cHX cH2X ， Ka2cH cX2 cHX ，当cHX cH2X cX2 cHX 1 时，即横坐标为 0.0 时，Ka1c(H )，K a2c(H )， 因为 Ka1Ka2，再结合图知，Ka110 4.4，K a210 5.4，故曲线 N 代表第一步电离，曲线 M 代 表第二步电离，A、B 两项正确；选择曲线 M 分析，NaHX 溶液中 cX2 cHX c(X2)时溶液一定呈酸性，故中性溶液 中 c(HX )”“”“”“c(B)c(OH)c(H)。 b 点对应的溶液为等物质的量浓度的 HB 和 NaB 的混合溶液， 由于此时溶液显酸性，说明 H
14、B 的电离程度：大于 B 的水解程度，故 c(HB)c(H 2C)；由物料守恒知，四种微粒浓度之和为 0.2 mol L 1。H 2C 的一级电离是完全电离，由 c(H )0.1 mol L1 知其二级电离是可逆的，在 H2C 溶液中，由 HC 电离出的 c(H)0.01 mol L1，但 H 2C 溶液中的二级电离受到一级电离 生成的 H 的抑制， 而 NaHC 溶液中不存在这种抑制， 故 0.1 mol L1 NaHC 溶液中的 c(H)0.01 mol L 1。 答案： (1)310 3(2 分) 1105(2 分) (2)c(Na )c(B)c(OH)c(H)(2 分) (1 分) 0
15、.2 mol L1(1 分) (1 分) 20(12 分)钡盐生产中排出大量的钡泥主要含 BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等，某主要生 产 BaCO3的化工厂利用钡泥制取 Ba(NO3)2晶体及其他副产物，其部分工艺流程如下： 已知： .Fe(OH)3和 Fe(OH)2完全沉淀时，溶液的 pH 分别为 3.2 和 9.7。 .Ba(NO3)2狂热水中溶解度较大，在冷水中溶解度较小。 .Kap(BaSO4)1.110 10，K sp(BaCO3)5.110 9。 (1)该厂生产的 BaCO3因含有少量 BaSO4而不纯，提纯的方法：将产品加入足量的饱和 Na2CO3溶液中，充分搅拌，过
16、滤，洗涤。用离子方程式说明提纯原理： _ _。 (2)上述流程酸溶时，Ba(FeO2)2与 HNO3反应生成两种硝酸盐，化学方程式为 _ _。 (3)该厂结合本厂实际，选用的 X 为_(从下列选项中选择)；废渣 2 为_(写 出化学式)。 BaCl2 Ba(NO3)2 BaCO3 Ba(OH)2 (4)流程中过滤 3 后的母液应循环到容器_中(填“a”“b”或“c”)。 (5)称取 w g 晶体溶于蒸馏水，加入足量的硫酸。充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量 沉淀质量为 m g，则该 Ba(NO3)2的纯度为_。 解析：(1)根据题自己知信息可知，Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4)，因此加
17、入足量饱和 Na2CO3 溶液， 使 c(Ba2 ) c(CO2 3)Ksp(BaCO3)， 就可以发生沉淀的转化， 而形成 BaCO3沉淀， 使 BaSO4 不断落解。(2)酸溶时，Ba(FeO2)2与 HNO3反应生成两种硝酸盐：硝酸钡、硝酸铁，同时产生 水， 根据质量守恒定律可得该反应的化学方程式为Ba(FeO2)28HNO3=Ba(NO3)22Fe(NO3)3 4H2O。(3)BaCl2可以与 SO2 4发生沉淀反应，但是不能与 H 发生反应，因此不能调节溶液 的 pH，且会引入杂质离子 Cl ，错误；Ba(NO 3)2不能与 H 发生反应，因此不能调节溶液的 pH，错误；BaCO3能
18、与 H 发生反应，因此能调节溶液的 pH，也不引入新的杂质离子，且 该化工厂主要生产 BaCO3，符合要求；Ba(OH)2能与 HI 发生反应，能调节溶液的 pH，但该 物质是强碱，制取成本高，不经济。(4)过滤 3 后的母液是析出晶体后的 Ba(NO3)2饱和溶液， 为使物质循环利用，根据各个容器中物质的成分可知应循环到客器 c 中。(5)Ba(NO3)2晶体溶 于水，与加入的硫酸溶液发生反应：Ba2 SO2 4=BaSO4，n(BaSO4) m g 233 g mol 1 m 233 mol；w g 晶体中含有 Ba(NO3)2的质量 mBa(NO3)2 m 233 mol261 g mo
19、l 1261m 223 g， 所以晶 体中 Ba(NO3)2的质量分数是261m 233w100%。 答案： (1)BaSO4(s)CO2 3(aq) BaCO3(s)SO2 4(aq) (2)Ba(FeO2)28HNO3=Ba(NO3)22Fe(NO3)34H2O (3) Fe(OH)3 (4)c (5)261m 233w100% 21(10 分)2019 景德镇一中高二期中用 ClO2处理过的饮用水(pH 为 5.55.6)常含有一 定量对人体有害的亚氯散根离子(ClO 2)。饮用水中 ClO2、ClO 2的含量可用连续碘量法进行测 定。ClO2被 I 还原为 ClO 2、Cl 的转化率与
20、溶液 pH 的关系如图所示。当 pH2.0 时，ClO 2也 能被 I 完全还原成 Cl。反应生成的 I 2用标准 Na2S2O3溶液滴定：2Na2S2O3I2=Na2S4O6 2NaI。回答下列问题： (1)请写出 pH2.0 时， ClO 2与 I 反应的离子方程式： _。 (2)请完成相应的实验步骤。 步骤 1：准确量取 V mL 水样加入锥形瓶中； 步骤 2：调节水样的 pH 为 7.08.0； 步骤 3：加入足量的 KI 晶体； 步骤 4：加入少量淀粉溶液，用 c mol L 1 Na 2S2O3溶液滴定至终点，消耗 Na2S2O3溶液 K mL； 步骤 5： _； 步骤 6：再用
21、c mol L 1 Na 2S2O3溶液滴定至终点，消耗 Na2S2O3溶液 V2 mL。 (3)根据上述数据，测得该饮用水中 ClO2的浓度为_mol L 1(用含字母的代数式表 示)。 (4)已知 25 时，几种弱酸的电离平衡常数如表： 弱酸 H2CO3 HClO H2C4H4O6(酒石酸) 电离 平衡 常数 K14.310 7 K25.610 11 3.010 8 K19.110 4 K24.310 5 常温下，将 0.1 mol L 1 的次氯酸溶液与 0.1 mol L 1 的碳酸钠溶液等体积混合，所得溶 液中各种粒子浓度关系不正确的是_(填序号)。 Ac(Na )c(ClO)c(H
22、CO 3)c(OH ) Bc(Na )c(HCO 3)c(ClO )c(H) Cc(Na )c(HCIO)c(ClO)c(HCO 3)c(H2CO3)c(CO 2 3) Dc(Na )c(H)c(ClO)c(HCO 3)2c(CO 2 3) Ec(HClO)c(H )c(H 2CO3)c(OH )c(CO2 3) 常温下，0.1 mol L 1 的酒石酸溶液与 pH13 的 NaOH 溶液等体积混合(忽略两溶液混 合后的体积变化)，所得溶液的 pH 约为 4，则 c(HC4H4O 6)2c(C4H4O 2 6)_(列出准确 的计算式)。 解析：(1)pH2.0 时，ClO 2也能被 I 完全还
23、原成 Cl，I被氧化为碘单质，离子方程式为 ClO 24I 4H=Cl2H 2O2I2。(2)由图知，pH2.0 时，ClO2被 I 还原只生成 Cl， pH7.0 时，ClO2被 I 还原只生成 ClO 2，而用 ClO 2处理近的饮用水，其 pH 为 5.56.5，其 中既含有 ClO2，又含有 ClO 2，若将溶液的 pH 调节为 7.08.0，则第一阶段滴定时 ClO2被 I 还原只生成ClO 2， 溶液中的ClO 2没有被I 还原， 所以第二阶段滴定前应调节溶液的pH2.0， 使 ClO 2与 I 反应，以测定样品水样中亚氯酸根离子的含量。(3)由 2ClO 22I =2ClO 2I
24、2 和 2Na2S2O4I2=Na2S4O62NaI 可得关系式：2ClO 2I22Na2S2O3，则生成的 n(ClO 2) cV1 1 000 mol， 由 ClO 24H 4I=Cl2I 22H2O 和 2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI 可得关 系式：ClO 22I24Na2S2O3，则 n(ClO 2)总 1 4cV2 1 000 mol，故原水样中 ClO 2的浓度为( 1 4cV 1 000 cv1 1 000) mol V 1 000 L cV24V1 4V mol L 1。(4)0.1 mol L1 的次氯酸溶液与 0.1 mol L 1 的碳 酸钠溶液等体积混合，
25、混合溶液中存在电荷守恒和物料守恒。由表中数据知，常温下， K1(H2CO3)K(HClO)K2(H2CO3)，则水解程度：CO2 3ClO HCO 3，将 0.1 mol L 1 的次氯酸 溶液与 0.1 mol L 1 的碳酸钠溶液等体积混合，二者恰好反应生成等物质的量浓度的 NaClO 和 NaHCO3的混合溶液。A 项，由于水解程度：ClO HCO 3，故 c(ClO )c(HCO)c(ClO)c(H)，正确：C 项，根据物料守恒得：c(Na)c(HClO) c(ClO )c(HCO 3)c(H2CO3)c(CO 2 3)，正确；D 项，根据电荷守恒得：c(Na )c(H) c(ClO
26、)c(HClO)2c(CO2 3)c(OH )，错误；E 项，根据质子守恒得：c(HClO)c(H) c(H2CO3)c(OH )c(CO2 3)，正确。0.1 mol L 1 的酒石酸溶液与 pH13 的 NaOH 溶液等 体积混合，二者恰好反应生成 NaHC4H4O6，混合后 c(Na )0.05 mol L1，所得溶液的 pH 为 4，溶液呈酸性，根据电荷守恒得：c(HC4H4O 6)2c(C4H4O 2 6)c(Na )c(H)c(OH)0.05 mol L 1104 mol L11010 mol L1(0.051041010)mol L1。 答案： (1)ClO 24H 4I=Cl2I 22H2O(2 分) (2)调节溶液的 pH2.0(2 分) (3)cV24V1 4V (3 分) (4)AD(2 分) (0.0510 41010) mol L1(2 分)
