高考化学一轮复习第八章水溶液中的离子反应与平衡高考真题演练学案

- 1 - 第八章 水溶液中的离子反应与平衡

1．(2019·全国卷Ⅱ)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是(

)

A．图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度

B．图中各点对应的Ksp的关系为：Ksp(m)＝Ksp(n)＜Ksp(p)＜Ksp(q)

C．向m点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动

D．温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动

答案 B

解析 难溶物质的溶解度可以用物质的量浓度(摩尔浓度)表示，即图中a、b分别表示T1、T2温度下，1 L CdS饱和溶液里含a mol、b mol CdS，A正确；Ksp在一定温度下是一个常数，所以Ksp(m)＝Ksp(n)＝Ksp(p)

2．(2019·北京高考)实验测得0.5 mol·L－1CH3COONa溶液、0.5 mol·L－1CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(

)

A．随温度升高，纯水中c(H＋)>c(OH－)

B．随温度升高，CH3COONa溶液的c(OH－)减小

C．随温度升高，CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果

D．随温度升高，CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低，是因为CH3COO－、Cu2＋水解平衡移动方向不同

答案 C - 2 - 解析 升温，促进水的电离，溶液中的H＋、OH－浓度均增大，但二者始终相等，溶液呈中性，A错误；升温，CH3COONa溶液中的水解平衡正向移动，c(OH－)增大，B错误；随温度升高，CuSO4溶液的水解平衡正向移动，水的电离平衡正向移动，因此CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果，C正确；随温度升高，CH3COONa溶液和CuSO4溶液的水解平衡均正向移动，CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低，是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果，D错误。

3．(2018·江苏高考)根据下列图示所得出的结论不正确的是(

)

A．图甲是CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线，说明该反应的ΔH＜0

B．图乙是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2)随反应时间变化的曲线，说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小

C．图丙是室温下用0.1000 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L－1某一元酸HX的滴定曲线，说明HX是一元强酸

D．图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2＋达到沉淀溶解平衡时，溶液中c(Ba2＋)与c(SO2－4)的关系曲线，说明溶液中c(SO2－4)越大c(Ba2＋)越小

答案 C

解析 根据图甲，升高温度，lg K减小，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，该反应的ΔH＜0，A正确，根据图乙，随着时间的推移，c(H2O2)变化趋于平缓，说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小，B正确；根据图丙，没有滴入NaOH溶液时，0.1000 mol·L－1HX溶液的pH＞1，HX为一元弱酸，C错误；根据图丁可见横坐标越小，纵坐标越大，－lg c(SO2－4)越小，－lg c(Ba2＋)越大，说明c(SO2－4)越大，c(Ba2＋)越小，D正确。

4．(2017·全国卷Ⅲ)在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增 - 3 - 大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是(

)

A．Ksp(CuCl)的数量级为10－7

B．除Cl－反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl

C．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好

D．2Cu＋===Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全

答案 C

解析 当－lgcCl－mol·L－1＝0时，lgcCu＋mol·L－1约为－7，即c(Cl－)＝1 mol·L－1，c(Cu＋)＝10－7 mol·L－1，因此Ksp(CuCl)的数量级为10－7，A正确；分析生成物CuCl的化合价可知，Cl元素的化合价没有发生变化，Cu元素由0价和＋2价均变为＋1价，因此参加该反应的微粒为Cu、Cu2＋和Cl－，生成物为CuCl，则反应的离子方程式为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl，B正确；铜为固体，只要满足反应用量，Cu的量对除Cl－效果无影响，C错误；2Cu＋===Cu2＋＋Cu的平衡常数K＝cCu2＋c2Cu＋，可取图像中的c(Cu＋)＝c(Cu2＋)＝1×10－6 mol·L－1代入平衡常数的表达式中计算，即K＝1×10－6 mol·L－11×10－6 mol·L－12＝1×106 L·mol－1>105，因此平衡常数很大，反应趋于完全，D正确。

5．(2017·全国卷Ⅰ)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( )

A．Ka2(H2X)的数量级为10－6

B．曲线N表示pH与lgcHX－cH2X的变化关系

C．NaHX溶液中c(H＋)>c(OH－) - 4 - D．当混合溶液呈中性时，c(Na＋)>c(HX－)>c(X2－)>c(OH－)＝c(H＋)

答案 D

解析 己二酸为二元弱酸，当横坐标为0.0时对应M、N两线的pH分别约为5.4和4.4，由第一步电离远远大于第二步电离可知第一步电离时己二酸pH更小，所以N为第一步电离，即曲线N表示pH与lg

cHX－cH2X的变化关系，B正确；由上述分析可知曲线M为己二酸的第二步电离，则当lg cX2－cHX－＝0.0时，Ka2(H2X)＝cH＋·cX2－cHX－＝c(H＋)≈10－5.4＝100.6×10－6，A正确；NaHX溶液中，cX2－cHX－＜1，则lgcX2－cHX－＜0，此时溶液pH＜5.4，溶液呈酸性，所以c(H＋)＞c(OH－)，C正确；由以上分析可知，HX－的电离程度大于其水解程度，故当溶液呈中性时，c(Na2X)＞c(NaHX)，溶液中各离子浓度大小关系为c(Na＋)＞c(X2－)＞c(HX－)＞c(OH－)＝c(H＋)，D错误。

6．(2018·全国卷Ⅲ)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M＝248 g·mol－1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题：

(1)已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaS2O3)＝4.1×10－5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质，选用下列试剂设计实验方案进行检验：

试剂：稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液

实验步骤 现象

①取少量样品，加入除氧蒸馏水 ②固体完全溶解得无色澄清溶液

③__________________________ ④________，有刺激性气体产生

⑤静置，___________________ ⑥__________________________

(2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下：

①溶液配制：称取1.2000 g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在________中溶解，完全溶解后，全部转移至100 mL的________中，加蒸馏水至________。

②滴定：取0.00950 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2O2－7＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：I2＋2S2O2－3===S4O2－6＋2I－。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液________，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80 mL，则样品纯度为________%(保留一位小数)。

答案 (1)③加入过量稀盐酸 ④出现乳黄色浑浊

⑤(吸)取上层清液，滴入BaCl2溶液 ⑥产生白色沉淀

(2)①烧杯 容量瓶 刻度线 ②蓝色褪去 95.0

解析 (1)检验样品中的硫酸根离子，应该先加入稀盐酸，再加入氯化钡溶液。但是本题中，硫代硫酸根离子和氢离子以及钡离子都反应，所以应该排除其干扰，具体过程应该为先 - 5 - 将样品溶解，加入稀盐酸酸化(反应为S2O2－3＋2H＋===SO2↑＋S↓＋H2O)，静置，(吸)取上层清液，滴入氯化钡溶液，观察到白色沉淀，证明存在硫酸根离子。

(2)①配制一定物质的量浓度的溶液，应该先称量质量，在烧杯中溶解，再转移至容量瓶，最后定容即可。

②淡黄绿色溶液中有单质碘，加入淀粉作为指示剂，溶液显蓝色，用硫代硫酸钠溶液滴定溶液中的单质碘，到滴定终点时溶液的蓝色褪去。根据题目的两个方程式得到如下关系式：Cr2O2－7～3I2～6S2O2－3，则配制的100 mL样品溶液中硫代硫酸钠的浓度c＝0.00950×20×624.8

mol·L－1≈0.04597 mol·L－1，含有的硫代硫酸钠为0.004597 mol，所以样品纯度为0.004597×2481.2000×100%≈95.0%。

7．(2018·天津高考)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH＝13，CO2主要转化为________(写离子符号)；若所得溶液c(HCO－3)∶c(CO2－3)＝2∶1，溶液pH＝________。(室温下，H2CO3的K1＝4×10－7；K2＝5×10－11)

答案 CO2－3 10

解析 CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH＝13，因为得到溶液的碱性较强，所以CO2主要转化为碳酸根离子(CO2－3)。若所得溶液c(HCO－3)∶c(CO2－3)＝2∶1，则根据第二步电离平衡常数K2＝cH＋·cCO2－3cHCO－3＝cH＋2＝5×10－11，所以氢离子浓度为1×10－10 mol/L，pH＝10。

8．(2017·全国卷Ⅰ)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为__________________。