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专题八专题八 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡1 （2015·吉林省吉林市一中质检一）25时，弱酸的电离平衡常数如表所示，下列说法 正确的是（ ）A0.1 mol/L 的 CH3COOH 的 pH 比 0.1mol/L HCN 的 pH 大 B等物质的量浓度溶液 pH 关系：pH(CH3COONa)pH(NaHCO3) pH(NaCN) C向 NaCN 溶液中通入少量 CO2: CO2 + H2O + 2NaCN = 2HCN + Na2CO3 DNaHCO3 和 Na2CO3 的混合液中：c(Na+) +c(H+)c(OH-)+ c(HCO3-)+c(CO32-) 答案：B 解析：根据电离平衡常数可知酸性强弱顺序为： CH3COOH>H2CO3HCNHCO3-。 醋酸电离能力比 HCN 强，相同浓度下 CH3COOH 溶液的酸性比 HCN 强，A 项错误；酸性 越弱，对应钠盐中酸根离子水解程度越大，溶液的 pH 越大，物质的量浓度的各溶液 pH 关 系为：pH（CH3COONa）c（B-） ，A 错弱酸CH3COOHHCNH2CO3Ka1.8×10-54.9×10-10K14.3×107 K25.6×101120 100300500HClHXpHV/mL误、D 正确； 在这两种酸溶液中，c（H+）c（A-） ，c（H+）c（B-） ，而 a 点的 c（H+）小于 b 点的 c（H+） ，故 a 点的 c（A-）小于 b 点的 c（B-） ，即 a 点的离子浓度小 于 b 点的离子浓度，故 a 点的导电能力小于 b 点，B 错误； 在稀释前两种酸的 pH 相同， 而两种酸的酸性：HAHB，故在稀释前两种酸溶液的浓度 c（HA）c（HB） ，故将溶液 稀释相同倍数时，酸的浓度仍有： c（HA）c（HB） ，C 错误 。4. 【2015 安徽省“江淮十校”联考】 电导率可用于衡量电解质溶液导电能力的大小。室温下,用 0.100 mol·L-1 NH3·H2O 滴定 10 mL 浓度均为 0.100 mol·L-1HCl 和 CH3COOH 的混合液,电导率曲线如图所示。下列说 法正确的是 ( )A. 溶液中 c(H+)为 0.200 mol·L-1 B. 溶液温度高低为>>C. 点溶液中有 c(Cl)>c(CH3COO) D. 点后因离子数目减少使电导率略降低 【答案】C【解析】醋酸为弱电解质，点溶液 c（H+）0.2 mol/L，故 A 错误； 酸碱中和反应放热，点溶液的温度一定比点的低，故 B 错误；恰好完全反应生成氯 化铵和醋酸铵，其中 NH4+和 CH3COO发生微弱水解，则点溶液中 c（NH4+） c（Cl）c（CH3COO） ，故 C 正确；点后，因溶液中离子浓度减小导致电导率降 低，故 D 错误。 5 （13 分）2015 湖北省武汉市武昌区元月 水是极弱的电解质，改变温度或加入某些电解质会影响水的电离。请回答下列问题： （1）纯水在 100 时，pH6，该温度下 0.1 mol·L1 的 NaOH 溶液中，溶液的 pH 。 （2）25 时，向水中加入少量碳酸钠固体，得到 pH 为 11 的溶液，其水解的离子方程式 为 ，由水电离出的 c(OH) mol·L1。 （3）体积均为 100 mL、pH 均为 2 的盐酸与一元酸 HX， 加水稀释过程中 pH 与溶液体积的关系如右图所示，则 HX 是 （填“强酸”或“弱酸” ） ，理由是 。 （4）电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知：化学式电离常数(25 )HCNK4.9×1010CH3COOHK1.8×105H2CO3K14.3×107、K25.6×10 1125 时，等浓度的 NaCN 溶液、Na2CO3 溶液和 CH3COONa 溶液，溶液的 pH 由大到小的 顺序为（填化学式） 。25 时，在 0.5 mol/L 的醋酸溶液中由醋酸电离出的 c(H)约是由水电离出的 c(H)的 倍。 【答案】 （1）11 （2）COH2OHCOOH 103 23 3 （3）弱酸 稀释相同倍数，一元酸 HX 的 pH 变化量比 HCl 的小，说明 HX 存在电离平 衡，故 HX 为弱酸。 （4）Na2CO3NaCNCH3COONa 9×108 【解析】 （1）纯水在 100 时，pH6，Kw=1×10-12，0.1 mol·L1 的 NaOH 溶液的pH11. （2）pH 为 11 的碳酸钠溶液，由水电离出的 c(OH)103 mol·L1。 （3）pH 均为 2 的盐酸与一元酸 HX，稀释相同的倍数，HX 的 pH 变化小，说明 HX 为弱 酸。 （4）根据电离常数可得酸性顺序为：CH3COOH> H2CO3> HCN>HCO3,所以等浓度的 NaCN 溶液、Na2CO3 溶液和 CH3COONa 溶液阴离子的水解程度为：CH3COO HC2O4> H2CO3> HCO3.根据较强酸制备较弱的酸可知，HC2O4能与 HCO3-反应， A 错误；当 CO32-过 量时，B 正确；碳酸不能制备 H2C2O4 或 HC2O4，C 错误；H2C2O4 酸性大于碳酸，D 正电离方程式电离常数H2C2O4H+HC2O4K15.4×102HC2O4H+C2O42K25.4×105H2CO3 H+ +HCO3K1=4.5×10-7HCO3H+CO32K2= 4.7×10-11NH3·H2ONH4+OHK1.8×105确。 （4）将 0.02molL1 澄清石灰水和 0.01molL1H2C2O4 溶液等体积混合，c（Ca2+）=0.01molL1，根据 CaC2O4 的 Ksp 为 2.5×109，所得溶液中 C2O42的物质的量浓度为=2.5×107molL1；7、 （2015·广东省梅州市一模）对于常温下 pH=10 的氨水，下列说法正确的是 A.该溶液与 pH=10 的 Ba(OH)2 溶液，溶质的物质的量浓度之比为 2:1 B.该溶液由水电离出来的 c(H+)与 pH=4 的 NH4Cl 溶液相同 C.降低温度，溶液的 c(NH4+)/c(NH3·H2O)减小，pH 降低 D.往该溶液中加入足量的 NH4Cl 固体后，c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-) 答案：C 解析：NH3·H2O 为弱电解质，部分电离其物质的量浓度大于 Ba(OH)2 浓度的 2 倍，A 项错误；氨水抑制水的电离，NH4Cl 中 NH4+水解促进水的电离，B 项错误；降低 温度 NH3·H2O 电离平衡逆向移动，溶液的 c(NH4+)/c(NH3·H2O)减小，pH 降低，C 项 正确；氯化铵溶液中存在：c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)，D 项错误。 8、 （2015·东北三省四市教研联合体一模）下列关于电解质溶液的叙述中正确的是 （ ） A.c(H+)等于 1×10-7mol·L-1 的溶液一定是中性溶液B.0.2mol·L-1CH3COOH 溶液中的 c(H+)是 0.1mol·L-1CH3COOH 中的 c(H+)的 2 倍 C.室温时，pH=2 的 CH3COOH 和 0.01mol·L-1NaOH 溶液等体积混合，混合后 pH=7 D.等物质的量浓度的 Na2S 和 NaHS 溶液中：2c(Na+)=3c(S2-)+c(HS-)+c(H2S) 答案：D 解析：室温下，c(H+)等于 1×10-7mol·L-1 的溶液是中性溶液，A 项错误；醋酸 是弱酸，部分电离，B 项错误；pH=2 的 CH3COOH 和 0.01mol·L-1NaOH 溶液等体积混合， 醋酸过量溶液呈碱性，C 项错误；根据物料守恒，D 项正确。 9 （2015·山东省潍坊市一模）25时，向 2000ml 的 NaOH 溶液中逐滴加入某浓度的 CH3COOH 溶液。滴定过程中，溶液的 pH 与滴入 CH3COOH 溶液的体积的关系如图所示，点时 NaOH 溶液恰好被中和。则下列说法中，错误的是 A CH3COOH 溶液的浓度为 01mol·L-1 B图中点到点所示溶液中，水的电离程度先增大后减小 C点所示溶液中存在： c（CH3COOH）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-） D滴定过程中的某点，会有 c（Na+）c（CH3COO-）=c（OH-）c（H+） 答案：C 解析：NaOH 溶液 pH=13，NaOH 的浓度为 0.1mol·L-1，点时等体积恰好反应， 故醋酸和 NaOH 溶液浓度相等，A 项正确；从到溶液逐渐变为 CH3COONa，水的电离 被促进，到醋酸过量逐渐抑制水的电离，B 项正确；根据质子守恒，C 项正确；根据 电荷守恒，D 项错误。 10 (2015 福建省福州市期末)H2S2O3 是一种弱酸，实验室欲用 0.01molL1 的 Na2S2O3 溶液滴定 I2 溶液，发生的反应为 I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，下列说法合理 的是（ ） A该滴定可用甲基橙做指示剂 BNa2S2O3 是该反应的还原剂 C该滴定可选用如图所示装置D该反应中每消耗 2mol Na2S2O3，电子转移数为 4mol 答案B【解析】溶液中有单质碘，应加入淀粉溶液作指示剂，碘与亚硫酸钠发生氧化还原 反应，当反应终点时，单质碘消失，蓝色褪去，故 A 错误； Na2S2O3 中 S 元素化合价升高被氧化，作还原剂，故 B 正确； Na2S2O3 溶液显碱性，应该用碱式滴定管，故 C 错误； 反应中每消耗 2mol Na2S2O3，电子转移数为 2mol，故 D 错误； 11（2015·安徽省淮南市一模）室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是 （ ） A.0.1mol/LNa2CO3 溶液中：2c(Na+)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-) B.将 0.2mol/LNaA 溶液和某浓度的盐酸等体积混合所得中性溶液中：c(Na+)=c(A-)+c(Cl-) =0.2mol/L C.pH=4 的醋酸与 pH=10 的 NaOH 溶液等体积混合后 pH>7 D.在 0.1mol·L-1 氯化铵溶液中滴加浓盐酸可能有 c(NH4+)=c(H+) 解析：根据物料守恒 Na2CO3 溶液中存在：c(Na+)=2×c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-)， A 项错误；溶液体积增大，c(Na+)=c(A-)+c(Cl-)=0.1mol/L，B 项错误；pH=4 的醋酸与 pH=10 的 NaOH 溶液等体积混合，醋酸过量溶液呈酸性，C 项错误。 答案：D 12、 （2015·福建省漳州市 3 月质检）常温下，电解质溶液的性质与变化是多样的，下列说 法正确的是 ApH 相同的CH3COONa NaClO NaOH 三种溶液 c(Na+)大小：>>B往稀氨水中加水，的值变小CpH=4 的 H2S 溶液与pH=10 的 NaOH 溶液等体 积混合，存在下列等式：c(Na+)+c(H+) = C(OH)+2c(S2) DCa(ClO) 2 溶液中通入少量 CO2，ClO水解程度增大，溶液碱性增强 解析：CH3COONa 和 NaClO 为盐水解，CH3COO-水解能力比 ClO-小，NaOH 是强电解质， 故 pH 相等的溶液 Na+浓度：>>，A 项正确；将(H+)·c(NH3·H2O/c(NH4+)分子、 分母同时乘以 c(OH-)，(H+)·c(NH3·H2O/c(NH4+)=Kw/K(NH3·H2O)，比值不变，B 项错误；根据电荷守恒：c(Na+)+c(H+) = c(OH)+2c(S2)+c(HS-)，C 项错误；Ca(ClO)2 溶液通入少量的 CO2 反应离子方程式为：Ca2+2ClO-+CO2+H2O=CaCO3+2HClO，溶 液的 pH 减小，D 项错误。 答案：A 13 （2015 安徽省淮南市一模）室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是 A0.1mol/LNa2CO3 溶液中：2c(Na+)c(HCO3-)+ c(H2CO3)+ c(CO32-) B将 0.2mol/LNaA 溶液和某浓度的盐酸等体积混合所得中性溶液中： c(Na+)c(A-) +c(Cl-) = 0.2mol/L CpH=4 的醋酸与 pH=10 的 NaOH 溶液等体积混合后 pH7 D0.l mol·L-1 氯化铵溶液滴加浓盐酸可能有 c(NH4+) = c(H+) 【答案】D【解析】0.1mol/LNa2CO3 溶液中的物料守恒为： c(Na+)2c(HCO3-)+2 c(H2CO3)+ 2 c(CO32-) ，A 错误；0.2mol/LNaA 溶液和盐酸等体积混合所得的溶液中 c(Na+)0.1molL1，B 错误；pH=4 的醋酸与 pH=10 的 NaOH 溶液等体积混合后 pH pH(Na2S) > pH(NaCN) Ba mol/LHCN 溶液与 b mol/LNaOH 溶液等体积混合，所得溶液中 c(Na+)>c(CN-)， 则 a 一定小于或等于 b CNaHS 和 Na2S 的混合溶液中，一定存在 c(Na+)c(H+)c(OH-)c(HS-)2c(S2-) D某浓度的 NaCN 溶液的 pHd，则其中由水电离出的 c(OH-)10-dmolL1【答案】C【解析】弱酸的电离常数越大，酸性越强，则酸性顺序为：CH3COOH> H2S> HCN> HS-；酸性越弱对应的酸根离子越容易水解，则等物质的量浓度的各溶液 pH 关系为：pH(Na2S) > pH(NaCN)> pH(CH3COONa), A 错误；a mol/LHCN 溶液与 b mol/LNaOH 溶液等体积混合，所得溶液中 c(Na+)>c(CN-)， 根据电荷守恒得：c(H+)HClO>HCO3 , 向氯水中加入少量 NaHCO3(s)，NaHCO3 只 与 HCl 反应，可以增大氯水中次氯酸的浓度，C 正确；酸性越强，相应的酸根水解程度越 小，根据表中的数据可知，H2SO3 的酸性最强，pH 最小，D 正确。 18、 （2015·山东省泰安市一模）下列说法中正确的是 A常温下水电离出 c(H+)×c(OH-)=10-20 的溶液中：Na+、ClO-、SO42-、NH4+能大量共 存 B常温下 pH=7 的溶液中：Fe3+、Mg2+、SO42-、Cl-能大量共存 C一定温度下，l L 05 mol·L-1NH4C1 溶液与 2 L 025 mol·L-1NH4Cl 溶液含 NH4+ 物质的量相同 D反应 ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+(aq)说明 Ksp(ZnS)>Ksp(CuS) 答案：D 解析：水电离出 c(H+)×c(OH-)=10-20 的溶液，说明水的电离被抑制，若溶液呈 酸性 ClO-不能大量存在，A 项错误；Fe3+、Mg2+存在的溶液呈酸性，B 项错误；不同浓 度的 NH4+溶液水解程度不同，C 项错误；通过反应 ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+，说明 CuS 比 ZnS 难溶，D 项正确。192015 湖北省武汉市武昌区元月25，向 50 mL 0.018 mol/L AgNO3 溶液中加入 50 mL 0.02 mol/L 盐酸生成沉淀。已知：Ksp(AgCl)1.8×1010，则生成沉淀后的体系中 c(Ag)为 A1.8×107mol/L B1.8×108 mol/L C1.8×109mol/L D1.8×1010mol/L 【答案】A【解析】发生的反应方程式为： AgNO3 + HCl = AgCl+ HNO39×10-4 mol 1×10-3 mol 反应后剩余 HCl 为 1×10-4mol，c(HCl)= 1×10-4mol/0.1L= 1×10-3mol·L-1. c(Ag)= Ksp(AgCl)/ c(Cl-)=1.8×1010/1×10-3=1.8×107mol/L,A 正确。 20 （2015 福建省厦门市期末）25时，三种难溶银盐的 Ksp 与颜色如右表，下列说法正确的是A. AgCl、Ag2CrO4、AgI 饱和溶液中 c(Ag+)依次减弱B. Ag2CrO4 饱和溶液中 c（Ag+）约为 1.0×10-6mol·L- 1 C. 向 AgCl 悬浊液加入足量 KI 溶液，沉淀将由白色转化 为黄色 D向等浓度的 KCl 与 K2CrO4 混合溶液中滴加少量 AgNO3 溶液，将生成砖红色沉淀 【答案】C 【解析】由表中数据可知溶度积 AgCl 饱和溶液中c（Ag+）=10_108 . 1=8 . 1×10-5mol/L， Ag2CrO4 饱和溶液中：c（Ag+）=312100 . 12=32×10-4mol/L，A 错误；Ag2CrO4 饱和溶液中：c（Ag+）=312100 . 12=32×10-4mol/L，B 错误；AgI 溶度积小于 AgCl，所以向 AgCl 悬浊液加入足量 KI 溶液，可能有黄色沉淀产生，C 正确； 由 A 项可知，饱和溶液中 c（Ag+）：AgClAg2CrO4，向等浓度的 KCl 与 K2CrO4 混合 溶液中滴加少量 AgNO3 溶液，将生成白色沉淀，D 错误。 21 【2015 湖北省八校联考】 （14 分）碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。 请回答下列问题： （1）用 CH4 催化还原 NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如： CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g)CO2(g) + 2H2O(g) H1574 kJ·mol1 CH4(g) + 4NO(g) = 2 N2(g)CO2(g) + 2H2O(g) H2 若 2 mol CH4 还原 NO2 至 N2，整个过程中放出的热量为 1734 kJ，则 H2 ； （2）据报道，科学家在一定条件下利用 Fe2O3 与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。 其反应如下： Fe2O3(s) + 3CH4(g) 2Fe(s) + 3CO(g) +6H2(g) H>0 若反应在 5L 的密闭容器中进行，1min 后达到平衡，测得 Fe2O3 在反应中质量减少 3.2g。则该段时间内 CO 的平均反应速率为 _ 。若该反应在恒温恒压容器中进行，能表明该反应达到平衡状态的是_(选填序号) aCH4 的转化率等于 CO 的产率 b混合气体的平均相对分子质量不变 cv（CO）与 v（H2）的比值不变 d固体的总质量不变 该反应达到平衡时某物理量随温度变化如右图所示，当温度由 T1 升高到 T2 时，平衡常 数 KA KB（填“>” 、 “ a 点从 b 点到 c 点，混合溶液中一直存在：c(Na+)>c(NO 2)>c(OH)> c(H+)【答案】(1) -1160kJ/mol（2 分） (2) 0.012molL-1min-1 b d 0，升温平衡正向移动，平衡常数增大，KA a 点，正确；从 b 点到 c 点，混合溶液中还可能会出现存在：c(Na+)>c(OH)>c(NO 2)> c(H+)，错误。 22 （2015 湖北省荆门市元月调研）甲醚（CH3OCH3）被称为 21 世纪的新型燃料，它清 洁、高效、具有优良的环保性能，甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，其燃烧热为 1455 kJmol，甲醚可作燃料电池的燃料。 （1）写出甲醚燃烧的热化学方程式 ； 已知 H2（g）和 C（s）的燃烧热分别是 285.8 kJ·mol-1、393.5 kJ·mol-1；计算反应 4C（s）+6H2（g）+O2（g）=2CH3OCH3（g）的反应热为 ； （2）工业上利用 H2 和 CO2 合成二甲醚的反应如下：6H2（g）+2CO2（g）ACH3OCH3（g）+3H2O（g） H0一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应下列能判断反应达到化学平衡状态的是_（选填编号，注意大小写） ac（H2）与 c（H2O）的比值保持不变 b单位时间内有 2mol H2 消耗时有 1mol H2O 生成 c容器中气体密度不再改变 d容器中气体压强不再改变 温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH3OCH3 的产率将_ （填“变大”、 “变小”或“不变”，下同） ，混合气体的平均式量将_； （3）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反 应式为_ _； （4）用（3）中的燃料电池为电源，以石墨为电极电解 500 mL 滴有酚酞的 NaCl 溶液，装 置如右图所示：请写出电解过程中 Y 电极附近观察到的现象 ； 当燃料电池消耗 2.8 LO2（标准状况下）时，计算此时：NaCl 溶液的 pH= （假 设溶液的体积不变，气体全部从溶液中逸出） 。 【答案】 （1）CH3OCH3（g）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） H= 1455kJ/mol（2 分）H= 378.8kJ/mol（3 分） （2）a d；（各 1 分，共 2 分） 变小；变小；（各 1 分，共 2 分） （3）CH3OCH3+16OH12e-=2CO32-+11H2O（2 分） （4）Y 电极附近溶液中有气体产生，上部分呈黄绿色（2 分） 14（2 分） 解析（1）甲醚的燃烧热为 1455 kJmol，则甲醚燃烧的热化学方程式 CH3OCH3（g）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） H= 1455kJ/mol 已知 H2（g）和 C（s）的燃烧热分别是 285.8 kJ·mol-1、393.5 kJ·mol-1，则有关的热化学 方程式为：H2（g）+1/2 O2（g）= H2O（l） H= 285.8kJ/mol C（s）+ O2（g）= CO2（g） H= 393.5kJ/mol CH3OCH3（g）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） H= 1455kJ/mol 根据盖斯定律可知：×3+×2-×2 得：4C（s）+6H2（g）+O2（g） =2CH3OCH3（g）H= 378.8kJ/mol （2）一定条件下：V（正）=V（逆）0，反应体系中各物质的浓度或含量不再变化的 状态，即为平衡状态。 c（H2）与 c（H2O）的比值保持不变，a 正确；根据方程式可知，单位时间内有 2mol H2 消耗时有 1mol H2O 生成，不能说明达到平衡状态，b 错误；该反应无状态变化，在反应中 质量和容积始终不变，因此气体的密度始终不变，c 错误；反应前后气体系数之和不相等， 压强不再改变，能说明达到平衡状态，d 正确。正反应为放热反应，升温平行逆向移动，达到平衡后 CH3OCH3 的产率将变小；气体 的总质量不变，物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量将变小。 原电池负极失去电子，发生氧化反应。所以甲醚在负极放电，电极反应为： CH3OCH3+16OH12e-=2CO32-+11H2O； 根据图示可知 Y 电极与电源的正极相连，作阳极。Cl 在 Y 极放电产生黄绿色的 Cl2 。标 准状况下 2.8 LO2 为 2.8L/22.4L·mol-1=0.125mol，转移的电子为 0.125mol×4=0.5mol；根 据方程式：2NaCl +2H2O 2NaOH +H2 +Cl2 可知，生成 0.5molOH，c(OH)= 0.5mol/0.5L=1.0molL1,pH=14.