专题7　水溶液中的离子平衡 （含解析）江苏省2023高考化学三轮冲刺练考试试卷

专题7　水溶液中的离子平衡
1.(2022·江苏省常州市期末检测)室温下,通过下列实验探究Ca(ClO)2溶液的性质。
实验1:向0.1 mol·L-1 Ca(ClO)2溶液中滴加酚酞试剂,溶液先变红后褪色
实验2:向0.1 mol·L-1 Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2气体,出现白色沉淀
实验3:向0.1 mol·L-1 Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2气体,出现白色沉淀
实验4:将0.1 mol·L-1 Ca(ClO)2溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合,出现白色沉淀
下列说法不正确的是 (　　)
A.实验1说明Ca(ClO)2溶液中存在反应ClO-+H2OHClO+OH-
B.实验2反应静置后的上层清液中有c(Ca2+)·c(C)=Ksp(CaCO3)
C.实验3中生成的白色沉淀主要成分是CaSO4
D.由实验4可得出:Ka2(H2CO3)>Ka(HClO)
2.(2022·江苏省盐城市上学期期中考试)为探究NaHSO3溶液的部分性质,取0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液进行如下实验并记录实验
现象:①测定溶液的pH,pH≈5。②向溶液中加入等体积等浓度的NaOH溶液,无明显现象。③向溶液中滴加少量等浓度的Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀。④向溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液,溶液的紫红色褪去。根据上述实验现象能得到的合理结论是 (　　)
A.实验①中存在:Ka2(H2SO3)>
B.实验②所得溶液中存在:c(OH-)=c(H2SO3)+c(HS)+c(H+)
C.实验③中出现的白色沉淀为BaSO3
D.实验④中发生反应:3HS+2Mn+OH-3S+2MnO2↓+2H2O
3.(2022·江苏省镇江市上学期期中考试)室温下,通过下列实验探究NaHCO3的性质。
实验 实验操作和现象
1 用pH试纸测得0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH约为8.0
2 向10 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH 溶液,测得溶液pH约为11.3
3 向0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入过量0.1 mol·L-1 CaCl2溶液,产生白色沉淀
4 向10 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入10 mL 0.1 mol·L-1盐酸,产生无色气泡
下列有关说法正确的是 (　　)
A.实验1得到的溶液中有:c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(H2CO3)
B.实验 2 得到的溶液中有:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)
C.实验3反应后静置的上层清液中有c(Ca2+)·c(C)>Ksp(CaCO3)
D.实验4中反应的离子方程式:C+2H+CO2↑+H2O
4.(2022·江苏省南通市海门中学高三下学期入学考试)室温下,通过下列实验探究NH4Al(SO4)2溶液的性质(假设实验前后溶液体积不变)。
实验1:用pH试纸测定0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH,测得pH约为6
实验2:向0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液中加入少量的Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀
实验3:向0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液中通入一定量的NH3至沉淀完全
实验4:向0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液中加入Na2CO3产生沉淀和气体
下列说法正确的是 (　　)
A.0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液中由水电离出的c(H+)约为10-8 mol·L-1
B.实验2发生反应的离子方程式为N+Al3++S+Ba2++4OH-BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3·H2O
C.实验3得到的溶液中有c(N)>c(S)>c(H+)>c(OH-)
D.实验4过滤后所得清液中一定存在:c2(Al3+)=
5.(2022·江苏省连云港市第二次调研)室温下,通过下列实验探究Na2SO3、NaHSO3溶液的性质。
实验 实验操作和现象
1 用pH试纸测定0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液的pH,测得pH约为10
2 向0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中通入少量SO2,测得溶液pH约为8
3 用pH试纸测定0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液的pH,测得pH约为5
4 向0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中通入少量Cl2,无明显现象
下列说法不正确的是 (　　)
A.0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+2c(H2SO3)+c(HS)
B.实验2得到的溶液中存在:c(Na+)>c(HS)+2c(S)
C.实验3可以得出:Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)>Kw
D.实验4中反应后的溶液中存在:c(S)+3c(S)=c(H2SO3)
6.25 ℃时,用Na2S沉淀Cu2+、Sn2+两种金属离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lg c(S2-)与lg c(M2+)的关系如图所示。下列有关说法正确的是 (　　)
A.25 ℃时Ksp(CuS)=1×10-50
B.25 ℃时CuS溶解度大于SnS溶解度
C.25 ℃时P点溶液为SnS饱和溶液
D.25 ℃向50.0 mL Sn2+、Cu2+浓度均为0.01 mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液至50.0 mL时开始生成SnS沉淀,此时溶液中Cu2+浓度为5.0×10-13 mol/L(忽略溶液混合时的体积变化)
7.(2022·江苏省苏北四市期末检测)草酸钠(Na2C2O4)用作抗凝血剂。室温下,通过下列实验探究Na2C2O4溶液的性质。
实验 实验操作和现象
1 测得0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液的pH=8.4
2 向0.2 mol·L-1 Na2C2O4溶液中加入等体积0.2 mol·L-1盐酸,测得混合后溶液的pH=5.5
3 向0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中先滴加几滴H2SO4,再滴加KMnO4溶液,振荡
4 向0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中加入等体积0.1 mol·L-1 CaCl2溶液,产生白色沉淀
下列有关说法正确的是 (　　)
A.0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(C2)+c(HC2)
B.实验2得到的溶液中:c(H2C2O4)>c(Cl-)>c(C2)
C.实验3中Mn被还原成Mn2+,则反应的离子方程式:2Mn+5C2+14H+2Mn2++10CO2↑+7H2O
D.依据实验4可得:Ksp(CaC2O4)<2.5×10-3
8.(2022·江苏省海门市期末教学质量调研)室温下:Ka1(H2C2O4)=10-1.26、Ka2(H2C2O4)=10-4.27、Ksp(CaC2O4)=10-8.64。实验室进行多组实验测定某些酸、碱、盐性质,相关实验记录如表:
实验 实验操作和现象
1 测定0.10 mol·L-1 NaHC2O4溶液的pH=a
2 配制pH相等的(NH4)2SO4、NH4Cl、NH4HSO4三种溶液
3 向0.10 mol·L-1 Na2C2O4溶液中滴加等浓度盐酸后,混合溶液的pH=7
4 向0.10 mol·L-1 NaHC2O4溶液加入一定体积的等浓度CaCl2溶液产生白色沉淀,测得上层清液pH=4,c(Ca2+)=10-4 mol·L-1
下列所得结论正确的是 (　　)
A.a>7
B.实验2中溶液浓度的大小关系为:c(NH4Cl)C.实验3混合溶液中有:c(Na+)=c(C2)+c(HC2)+c(Cl-)
D.实验4所得上层清液中的c(HC2)=10-4.37 mol·L-1
9.(2022·江苏省南京市、盐城市二模)室温下,通过下列实验探究Na2S溶液的性质。
实验 实验操作和现象
1 用pH试纸测定0.1 mol·L-1 Na2S溶液的pH,测得pH约为13
2 向0.1 mol·L-1 Na2S溶液中加入过量0.2 mol·L-1 AgNO3溶液,产生黑色沉淀
3 向0.1 mol·L-1 Na2S溶液中通入过量H2S,测得溶液pH约为9
4 向0.1 mol·L-1 Na2S溶液中滴加几滴0.05 mol·L-1 HCl,观察不到实验现象
下列有关说法正确的是 (　　)
A.0.1 mol·L-1 Na2S溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)
B.实验2反应静置后的上层清液中有c(Ag+)·c(S2-)=Ksp(Ag2S)
C.实验3得到的溶液中有c(HS-)+2c(S2-)<0.2 mol·L-1
D.实验4说明H2S的酸性比HCl的酸性强
专题7　水溶液中的离子平衡
1.D　解析:A项,实验1酚酞变红说明Ca(ClO)2水解显碱性,故存在ClO-+H2OHClO+OH-,正确;B项,实验2出现白色沉淀说明上层清液是该温度的饱和溶液,存在沉淀溶解平衡c(Ca2+)·c(C)=Ksp(CaCO3),正确;C项,SO2气体被Ca(ClO)2氧化为硫酸根生成CaSO4沉淀,正确;D项,由实验4生成碳酸钙是难溶固体,不能得出Ka2(H2CO3)>Ka(HClO),错误。
2.A　解析:A项,实验①说明NaHSO3溶液显酸性,HS电离程度>HS水解程度,Ka2(H2SO3)>Kh(HS),而Kh(HS)=,即Ka2(H2SO3)>,正确;B项,NaHSO3与等体积等浓度的NaOH溶液反应生成了Na2SO3,根据质子守恒可得c(OH-)=2c(H2SO3)+c(HS)+c(H+),错误;C项,酸性条件下,N氧化S生成了S,故沉淀为BaSO4,错误;D项,实验④为强酸性环境,反应物中不应出现OH-,错误。
3.B　解析:A项,溶液显碱性,说明溶液中碳酸氢根离子水解程度大于其电离程度,由实验1可得出:c(Na+)>c(HC)>c(H2CO3)>c(C),错误;B项,向10mL0.1mol·L-1NaHCO3溶液中逐滴加入10mL0.1mol·L-1NaOH溶液生成Na2CO3,碳酸根离子发生水解以及水的电离,则有质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3),正确;C项,实验3反应静置后的上层清液为碳酸钙的饱和溶液,存在碳酸钙的溶解平衡,溶液中有c(Ca2+)·c(C)=Ksp(CaCO3),错误;D项,碳酸氢根不能拆开,实验4中反应的离子方程式应为HC+H+CO2↑+H2O,错误。
4.C　解析:A项,铵根离子和铝离子的水解促进水的电离,0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液的pH约为6,则由水电离出的c(H+)约为10-6mol·L-1,错误;B项,实验2向0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中加入少量的Ba(OH)2溶液,反应生成硫酸钡沉淀、硫酸铵和氢氧化铝,发生反应的离子方程式为2Al3++3S+3Ba2++6OH-3BaSO4↓+2Al(OH)3↓,错误;C项,实验3向0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中通入一定量的NH3至沉淀完全,则得到的溶液为硫酸铵溶液,溶液呈酸性,离子浓度大小关系为c(N)>c(S)>c(H+)>c(OH-),正确;D项,实验4向0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中加入Na2CO3产生沉淀和气体,可能为发生双水解产生的氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,故过滤后所得清液中不存在碳酸铝沉淀的溶解平衡,故一定不存在:c2(Al3+)=,错误。
5.D　解析:A项,Na2SO3是强碱弱酸盐,水解显碱性,溶液中存在质子守恒,c(OH-)=c(H+)+2c(H2SO3)+c(HS),正确;B项,0.1mol·L-1Na2SO3溶液中通入少量SO2,存在电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS)+2c(S),测得溶液pH约为8,所以c(H+)c(HS)+2c(S),正确;C项,由HS的电离平衡HSH++S可得Ka2=,由HS的水解平衡HS+H2OH2SO3+OH-可得Kh1=,因为NaHSO3溶液中显酸性,说明电离大于水解,所以Ka2>,即Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)>Kw,正确;D项,Na2SO3溶液中通入少量Cl2,会发生反应Cl2+S+H2OS+2H++2Cl-,S+H+HS,即总反应式为3S+Cl2+H2OS+2Cl-+2HS,所以溶液为NaCl、Na2SO4、NaHSO3和Na2SO3的混合物,由实验3可知对于NaHSO3来说电离大于水解,所以c(S)>c(H2SO3),且通入少量Cl2,混合液中一定满足c(S)>c(H2SO3),所以c(S)+3c(S)>c(H2SO3),错误。
6.D　解析:由题图知c(Cu2+)=10-10mol/L,c(S2-)=10-25mol/L,Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-10×10-25=1×10-35,A错误;Ksp(CuS)=1×10-35,c(Sn2+)=1mol/L,c(S2-)=10-25mol/L,Ksp(SnS)=c(Sn2+)·c(S2-)=1×10-25=1×10-25,则25℃时CuS溶解度小于SnS溶解度,B错误;25℃时P点溶液为CuS饱和溶液,为SnS不饱和溶液,C错误;25℃时向50.0mLSn2+、Cu2+浓度均为0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液到50.0mL时开始生成SnS沉淀,c(S2-)=mol/L=2×10-23mol/L,则此时铜离子浓度c(Cu2+)=mol/L=5.0×10-13mol/L,D正确。
7.D　解析:A项,根据电荷守恒可知,0.1mol·L-1Na2C2O4溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(C2)+c(HC2),错误;B项,向0.2mol·L-1Na2C2O4溶液中加入等体积0.2mol·L-1盐酸,反应生成等浓度的NaCl和NaHC2O4混合溶液,由测得混合后溶液的pH=5.5,即HC2的电离大于水解,故实验2得到的溶液中:c(Cl-)>c(C2)>c(H2C2O4),错误;C项,实验3中Mn被还原成Mn2+,则反应的离子方程式:2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,C错误;D项,向0.1mol·L-1Na2C2O4溶液中加入等体积0.1mol·L-1CaCl2溶液,产生白色沉淀,则有:Qc=c(Ca2+)×c(C2)==2.5×10-3>Ksp(CaC2O4),故依据实验4可得:Ksp(CaC2O4)<2.5×10-3,正确。
8.D　解析:A项,NaHC2O4溶液中存在HC2的电离和水解,其电离平衡常数为Ka2(H2C2O4)=10-4.27,水解平衡常数Kh==10-12.74c[(NH4)2SO4]>c(NH4HSO4),错误;C项,混合溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=2c(C2)+c(HC2)+c(Cl-)+c(OH-),混合溶液的pH=7,即c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=2c(C2)+c(HC2)+c(Cl-),错误;D项,上层清液中c(Ca2+)=10-4mol·L-1,则c(C2)=mol·L-1=10-4.64mol·L-1,pH=4,即c(H+)=10-4mol·L-1,则c(HC2)=mol·L-1=10-4.37mol·L-1,正确。
9.C　解析:A项,Na2S属于强碱弱酸盐,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),物料守恒:c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S);消去c(Na+),得到c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),错误;B项,静置后的上层清液为饱和溶液,此时达到沉淀溶解平衡,所以c2(Ag+)·c(S2-)=Ksp(Ag2S),错误;C项,向0.1mol·L-1Na2S溶液中通入过量H2S,测得溶液pH约为9,反应的方程式为Na2S+H2S2NaHS,硫化氢难溶于硫氢化钠溶液,忽略其溶解度,则溶液中存在物料守恒:c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=0.2mol·L-1;因为溶液显碱性,硫氢根离子水解程度大于电离程度,所以c(H2S)>c(S2-),所以2c(S2-)+c(HS-)