综合检测(三)
第三章　水溶液中的离子平衡
(时间：60分钟　分值：100分)
一、选择题(本题包括12小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意。)
1．下列关于电解质分类的组合中，完全正确的是(　　)

A
B
C
D

强电解质
NaCl
H2SO4
HClO
HNO3

弱电解质
HF
BaSO4
CaCO3
CH3COOH

非电解质
Cl2
CS2
C2H5OH
SO2

【解析】　A项，Cl2为单质，既不是电解质，也不是非电解质；B项，BaSO4虽然为难溶物，但是它是强电解质；C项，HClO为弱酸，是弱电解质，CaCO3为强电解质。
【答案】　D
2．下列微粒对CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－水解平衡有影响的是(　　)
A．H3O＋　　　　　　　　　B．○＋17   
C．NO  D．Ba2＋
【解析】　A项H3O＋与CH3COO－水解生成的OH－反应生成H2O，使水解平衡右移；Cl－、NO为强酸的酸根
离子，Ba2＋为强碱阳离子，它们对水解平衡无影响。
【答案】　A
3．弱电解质和强电解质的本质区别在于(　　)
A．离子数目的多少
B．物质的量浓度相同时，溶液的导电能力
C．在水溶液中是否存在电离平衡
D．电离方程式的写法不同
【解析】　根据定义，区分电解质强弱的本质是看其电离程度大小，完全电离的为强电解质，部分电离的为弱电解质。
【答案】　C
4．在某温度时，测得纯水中的c(H＋)＝2.0×10－7 mol·L－1，则c(OH－)为(　　)
A．2.0×10－7 mol·L－1
B．0.1×10－7 mol·L－1
C．1.0×10－14/2.0×10－7 mol·L－1
D．无法确定
【解析】　根据水的电离方程式H2OH＋＋OH－可知，无论在何种条件下的纯水中，水电离出的c(H＋)＝c(OH－)。而该温度下的纯水中c(H＋)＝2.0×10－7 mol·L－1>1.0×10－7 mol·L－1，则所处温度高于25 ℃，但水电离的c(H＋)＝c(OH－)＝2.0×10－7 mol·L－1。
【答案】　A
5．已知Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，Cu2＋和Fe3＋完全生成氢氧化物沉淀时的pH分别为6.7和3.2。现在向pH＝0、浓度均为0.04 mol·L－1的Cu2＋、Fe3＋溶液中加入某一固体，以中和H＋调节pH(设溶液体积不变)，该过程中Cu2＋、Fe3＋的浓度与pH关系正确的是(　　)


【解析】　由Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20、Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×1
0－38,0.04 mol·L－1的Cu2＋、Fe3＋溶液，Cu2＋开始沉淀时c(OH－)＝＝7.4×10－10 mol·L－1，pH约为4.8，Fe3＋开始沉淀时，c(OH－)＝＝10－12 mol·L－1，pH＝2。所以pH＝2时Fe3＋开始沉淀，当全部沉淀时，pH为3.2。
【答案】　B
6．下列溶液一定呈中性的是(　　)
A．c(H＋)＝c(OH－)＝10－6 mol·L－1的溶液
B．pH＝7的溶液
C．使石蕊试液呈紫色的溶液
D．酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
【解析】　溶液呈中性，则c(H＋)＝c(OH－)，A项
正确；如果升高温度，水的Kw增大，pH＝7的溶液则会显碱性，故B项不正确；C项中溶液可显酸性或碱性；D项中生成的正盐如果能够水解，溶液有可能不呈中性。
【答案】　A
7．下列反应不属于水解反应或水解方程式不正确的是(　　)
①HCl＋H2O===H3O＋＋Cl－
②ZnCl2＋2H2O===Zn(OH)2＋2HCl
③Na2CO3＋2H2OH2CO3＋2NaOH
④Al2(CO3)3＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2CO3
A．①②  B．③④
C．①②④  D．全部
【解析】　本题考查盐类的水解原理以及水解方程式的书写。①不是水解反应，是HCl溶液中的电离反应：HCl===H＋＋Cl－、H＋＋H2O===H3O＋，该电离是完全的。②ZnCl2的水解是可逆的，应用“”。正确的写法是ZnCl2＋2H2OZn(OH)2＋2HCl或Zn2＋＋2H2OZn(OH)2＋2H＋。③多元弱酸根的水解是分步进行的，且以第一步为主，以后各步逐渐减弱，可分步写，也可只写第一步，不可多步合为一步写，正确的写法是Na2CO3＋H2ONaHCO3＋NaOH，NaHCO3＋H2OH2CO3＋NaOH。④因为Al2(CO3)3中阴、阳离子的水解相互促进，能进行到底，故正确写法应为Al2(CO3)3＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑。故选D。
【答案】　D
8．下列叙述正确的是(　　)
A．某醋酸溶液的pH＝a，将此溶液稀释1倍后，溶液的pH＝b，则a>b
B．在滴有酚酞溶液的氨水中，加入NH4Cl至溶液恰好无色，则此时溶液的pH<7
C．1.0×10－3 mol/L盐酸的pH＝3.0,1.0×10－8mol/L盐酸的pH＝8.0
D．若1 mL pH＝1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合后，溶液的pH＝7，则NaOH溶液的pH＝11
【解析】　醋酸加水稀释时，酸性减弱，pH增大，A项错误；酚酞的变色范围为8～10，当pH<8时溶液呈现无色，B项错误；C项中1.0×10－8mol/L盐酸溶液显酸性，其pH<7，C项错误；D项中盐酸与NaOH溶液恰好反应：1×10－3L×0.1 mol/L＝0.1 L×c(NaOH)，c(NaOH)＝10－3mol/L，pH＝11，D项正确。
【答案】　D
9．下列溶液中各微粒的浓度关系不正确的是(　　)
A．0.1 mol·L－1 HCOOH溶液中：c(HCOO－)＋c(OH－)＝c(H＋)
B．1 L 0.1 mol·L－1 CuSO4·(NH4)2SO4·6H2O的溶液中：c(SO)>c(NH)>c(Cu2＋)>c(H＋)>c(OH－)
C．0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＋c
(H2CO3)>c(HCO)＋c(CO)＋c(OH－)
D．等体积、等物质的量浓度的NaX和弱酸HX混合后的溶液中：c(Na＋)>c(HX)>c(X－)>c(H＋)>c(OH－)
【解析】　由溶液中电荷守恒可得，A项正确；溶液中NH发生水解，故c(SO)>c(NH)且溶液呈酸性，B项正确；C项，由电荷守恒可得c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)，故有c(Na＋)＋c(H＋)＋c(H2CO3)>c(HCO)＋c(CO)＋c(OH－)；D项溶液若显酸性，则电离大于水解程度，则c(X－)>c(Na＋)>c(HX)。
【答案】　D
10．电解质溶液有许多奇妙之处，你只有深入思考，才能体会到它的乐趣。下列关于电解质溶液的叙述中正确的是(　　)
A．Na2CO3、NaHCO3两种盐溶液中，离子种类不相同
B．常温下，1 mol·L－1的CH3COOH溶液与1 m
ol·L－1的NaOH溶液等体积混合后，所得混合液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)
C．物质的量浓度相同的NH4Cl和NH4HSO4两种溶液中，c(NH)前者小于后者
D．常温下，某溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－5 mol·L－1，则此溶液可能是盐酸
【解析】　A项，两种盐溶液中离子种类相同；B项，恰好反应生成CH3COONa，溶液呈碱性；C项，NH4HSO4电离产生的H＋抑制NH的水解，c(NH)前者小于后者，C正确；D项，溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－5 mol·L－1，促进水的电离，而盐酸抑制水的电离。
【答案】　C
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
11．(14分)在室温下，下列五种溶液：
①0.1 mol/L NH4Cl
②0.1 mol/L CH3COONH4
③0.1 mol/L NH4HSO4
④0.1 mol/L NH3·H2O和0. 1
mol/L NH4Cl混合液
⑤0.1 mol/L NH3·H2O
请根据要求填写下列空白：
(1)溶液①呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(用离子方程式表示)
(2)比较溶液②、③中c(NH)的大小关系是②______③(填“>”、“<”或“＝”)。
(3)在溶液④中，________离子的浓度为0.1 mol/L；NH3·H2O和________离子的量浓度之和为0.2 mol/L。
(4)室温下，测得溶液②的pH＝7，则说明CH3COO－的水解程度______(填“>”、“<”或“＝”)NH的水解程度，CH3COO－与NH浓度的大小关系是：c(CH3COO－)______c(NH)(填“>”、“<”或“＝”)。
【解析】　(1)NH4Cl溶液中存在NH的水解平衡，NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，所以溶液呈酸性。
(2)②、③溶液中均存在NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，而②中阴离子CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，这样NH与CH3COO－相互促进水解，而③溶液中NH4HSO4电离出的H＋抑制了NH的水解，所以c(NH)大小为②<③。
(3)根据原子守恒知在④溶液中，c(Cl－)＝0.1 mol/L，c(NH3·H2O)＋c(NH)＝0.1 mol/L＋0.1 mol/L＝0.2 mol/L。
(4)由于CH3COO－水解生成OH－，NH水解生成H＋，而溶液的pH＝7，说明CH3COO－与NH的水解程度相同，溶液中二者浓度也相同。
【答案】　(1)酸　NH
＋H2ONH3·H2O＋H＋
(2)<　(3)Cl－　NH　(4)＝　＝
12．(8分)常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：
HA物质的量浓



度(mol·L－1)
HaOH物质的量


浓度(mol·L－1)
混合溶液


的pH



0.1
0.1
pH＝9

请回答：
(1)实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH－)＝________mol·L－1。
(2)写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不能做近似计算)。
c(Na＋)－c(A－)＝________mol·L－1
c(OH－)－c(HA)＝________mol·L－1
【解析】　(1)等体积、等浓度酸碱反应后混合溶液的pH＝9，说明HA是弱酸，溶液中c(H＋)＝10－9 mol·L－1，根据A－＋H2OHA＋OH－可知水电离出的c(OH－)就是溶液中的c(OH－)，则c(OH－)＝Kw/c(H＋)＝10－5 mol·L－1。
(2)反应后的混合溶液中含有Na＋、A－、OH－、H＋四种离子，根据电荷守恒可得
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)①
根据物料守恒可得c(Na＋)＝c(A－)＋c(HA)②
将②代入①得质子守恒：
c(H＋)＋c(HA)＝c(OH－)③
则①式变形得到c(Na＋)－c(A－)＝c(OH－)－c(H＋)
＝10－5mol·L－1－10－9
mol·L－1，
由质子守恒式③可得：
c(OH－)－c(HA)＝c(H＋)＝10－9 mol·L－1。
【答案】　(1)10－5　(2)10－5－10－9　10－9
13．(12分)某兴趣小组对氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后的有关问题进行了如下探究：


【查阅资料】　下表是实验室里盐酸、氢氧化钠试剂瓶标签上的部分说明：

化学式
相对分子质量


盐酸
HCl
36.5
密度：1.20 g·mL－1，质量分数：36.5%，无色易挥发

氢氧




化钠
NaOH
40
俗名：烧碱、火碱、苛性钠，易潮解的固体

【实验探究】　
(1)配制溶液：甲同学配制100 mL 1.5 mol·L－1氢氧化钠溶液，乙同学取20
mL 36.5%的盐酸稀释到200 mL。甲为了证明氢氧化钠溶液与稀盐酸能发生化学反应，设计并完成了如下图所示的实验。


X溶液滴入的量一般为________________________________________________________________________，
使用酸式滴定管前要检查活塞是否漏水的操作方法是
________________________________________________________________________。
(2)乙设计完成了另一个实验，以证明氢氧化钠溶液与盐酸能够发生反应。他在盛有20 mL稀盐酸的锥形瓶里，用碱式滴定管滴入氢氧化钠溶液，不断振荡溶液，同时用pH计测定溶液的pH，直到氢氧化钠溶液过量。则在滴定过程中，滴定终点附近的操作是________________________________________________________________________。
(3)你认为甲、乙两位同学的实验中，________(填“甲”“乙”或“甲和乙”)的实验能充分证明氢氧化钠与盐酸发生了反应。
(4)丙同学为了测定上述36.5%盐酸的物质的量浓度，进行了如下实验：在锥形瓶中加入已稀释的盐酸，用碱式滴定管滴入甲配制的氢氧化钠溶液，测定的结果如下表：
测定




次数
盐酸的



体积/mL




氢氧化钠溶液的体积




滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL



1
25.00
1.02[来源:]
21.03

2
25.00
2.00
21.99

3
25.00
0.20
20.20

据此通过计算可知实验测定的盐酸浓度与标签说明的浓度相比________(填“偏高”“偏低”或“相等”)。
【解析】　甲实验中使用的X溶液是酚酞。在滴定终点附近时，溶液的pH会发生突变，所以此时测试和记录pH的间隔要小，每加1滴测一次，并记录一次。甲实验中没有证明盐酸不能使酚酞试液褪色，乙实验更能说明问题。根据标签数据计算盐酸的物质的量浓度为：c1＝＝12 mol·L－1。
【答案】　(1)2～3滴　将活塞关闭，在滴定管内注入一定量的水，记下读数，静置约2 min，并观察液面是否下降，活塞周围及尖嘴处是否漏液；然后将活塞转动180°，再检查一次
(2)测试和记录pH的间隔要小，每加1滴测1次，并记录1次
(3)乙　(4)相等
14．(18分)(2012·广东高考)难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO＋2H2O
为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：


(1)滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K＋的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入________溶液调滤液pH至中性。


(4)不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系见图。由图可得，随着温度升高，
①________，②________。
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：
CaSO4(s)＋COCaCO3(s)＋SO

已知298 K时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此温度下该反应的平
衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。
【解析】　解题时，要依据制备K2SO4的工艺流程，结合物质的分离与提纯的原则进行分析。
(1)杂卤石中加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，CaSO4微溶于水，过滤后，滤渣中含有Mg(OH)2、CaSO4及未溶解的杂卤石。
(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，使c(Mg2＋)减小，杂卤石的溶解平衡正向移动，同时c(Ca2＋)与
c(SO)均增大，从而析出CaSO4沉淀，K＋留在滤液中。
(3)滤液中含有Ca2＋、OH－，可先加入过量K2CO3溶液，除去Ca2＋，过滤后，再加入稀H2SO4调节溶液的pH至中性。
(4)①溶浸平衡向右移动；②K＋的溶浸速率增大。
(5)CaSO4(s)＋COCaCO3(s)＋SO的平衡常数K＝。CaCO3(s)、CaSO4(s)分别存在溶解平衡：CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)，则有Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c (
CO)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO)＝4.90×10－5，那么K＝＝＝＝＝1.75×104。
【答案】　(1)Mg(OH)2　CaSO4
(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，Mg2＋浓度减小，杂卤石的
溶解平衡正向移动，K＋增多
(3)K2CO3　H2SO4
(4)①溶浸平衡向右移动
②K＋的溶浸速率增大
(5)CaSO4(s)＋COCaCO3(s)＋SO的平衡常数K＝，据Ksp(CaSO4)、Ksp(CaCO3)可知，c(SO)＝，c(CO)＝，则有K＝＝＝＝1.75×104