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考點十六 電離平衡拔高專練 1．（2019屆湖南湖北八市十二校高三第一次調(diào)研聯(lián)考）下列說法不正確的是（ ） A． 已知冰的熔化熱為6.0 kJ ? mol-1，冰中氫鍵鍵能為20 kJ ? mol-1，假設(shè)1 mol 冰中有2 mol氫鍵，且熔化熱完全用于破壞冰的氫鍵，則最多只能破壞冰中15 %的氫鍵 B． 已知一定溫度下，醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c，電離度為a, 電離常數(shù)。若加水稀釋，則CH3COOHCH3C00-+H+向右移動，a增大， Ka不變 C． 甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為-890.3 kJ? mol-1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為：CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O（l） △H=-890.3 kJ ? mol-1 D． 500℃、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-38.6kJ/mol 【答案】D 2．（2018屆四川成都七中（高新校區(qū)）高三理科綜合化學(xué)測試八）常溫下，Ka(HCOOH)=1.7710?4，Ka(CH3COOH)=1.7510?5，Kb(NH3H2O) =1.7510?5，下列說法正確的是 A． 相同體積pH均為3的HCOOH和CH3COOH溶液，中和NaOH的能力相同 B． 0.2 molL-1 HCOOH與0.1 molL-1 NaOH 等體積混合后：c(HCOO?) + c(OH?) < c(HCOOH) + c(H+) C． 濃度均為0.1 molL?1的 HCOONa和NH4Cl 溶液中陽離子的物質(zhì)的量濃度之和：前者大于后者 D． 將CH3COONa溶液從20℃升溫至30℃，溶液中增大 【答案】C 【解析】A.pH相同的HCOOH和CH3COOH溶液，物質(zhì)的量濃度：c(HCOOH)c(HCOOH)+c(H+)，故B錯誤；C.電離平衡常數(shù)越大，其對應(yīng)離子的水解程度越小，根據(jù)電離平衡常數(shù)可知，離子水解程度： NH4+＞HCOO?，由電荷守恒得：c(HCOO?)+c(OH?)=c(Na+)+c(H+)=0.1mol/L+c(H+)c(NH4+)+c(H+)=c(Cl?)+c(OH?)=0.1mol/L+c(OH?)，水解程度NH4+＞HCOO?，所以前者溶液中的c(H+)大于后者溶液中的c(OH?)，則濃度均為0.1mol?L?1的HCOONa和NH4Cl溶液中陽離子的物質(zhì)的量濃度之和：前者大于后者，故C正確；D. CH3COO?發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式為CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，水解平衡常數(shù)Kh=，將CH3COONa溶液從20℃升溫至30℃，促進(jìn)CH3COO－的水解，水解平衡常數(shù)增大，即Kh=增大，所以減小，故D錯誤。 3．（2019屆全國大聯(lián)考高三入學(xué)調(diào)研考試卷四）濃度均為0.1mol/L、體積為V0的HX、HY溶液，分別加水稀釋至體積V，pH隨lg的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是 A． HX、HY都是弱酸，且HX的酸性比HY的弱 B． 相同溫度下，電離常數(shù)K(HX)：a>b C． 常溫下，由水電離出的c(H+)c(OH-)：ab點c(Y-) B. HX發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HX+OH-=X-+H2O C. Ka(HY)的數(shù)量級約為10-3 D. pH=7時，兩種反應(yīng)后的溶液中c(Y-)>c(X-) 【答案】A 9．（2018屆廣西梧州柳州高三畢業(yè)班摸底調(diào)研考試）25℃時，分別取濃度均為0.1molL-1的醋酸溶液和氨水溶液各20mL于兩個錐形瓶中，分別用0.1molL-1NaOH溶液、0.1molL-1鹽酸進(jìn)行中和滴定，滴定過程中pH隨滴加溶液的體積變化關(guān)系如右圖所示。下列說法正確的是（ ） A. 25℃時，0.1molL-1的醋酸溶液中CH3COOH約有10%電離 B. 繪制曲線Ⅱ的實驗中通過控制滴定管玻璃活塞控制滴定速度 C. 曲線Ⅰ上a點溶液中：c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(OH-)＞c(H+) D. 曲線Ⅱ上b點溶液中：c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2[c(H+)-c(OH-)] 【答案】D 10．（2018屆河北省武邑中學(xué)高三上學(xué)期第三次調(diào)研考試）下列說法正確的是 A. 0.1mol/LpH為4的NaHB溶液中：c(HB-)>c(H2B)>c(B2-) B. 左圖表示25℃時，用0.1molL-1鹽酸滴定20mL0.1molL-1NaOH溶液，溶液的pH隨加入酸體積的變化 C. 在pH=2的NaHSO4溶液中c(H+)=c(OH-)+ c(SO42-) D. pH=2的兩種一元酸x和y，體積均為100 mL，稀釋過程中pH與溶液體積的關(guān)系如圖所示，分別滴加NaOH溶液(c=0.1molL-1)至pH=3，消耗NaOH溶液的體積為Vx、Vy，則x為強(qiáng)酸，y為弱酸且Vx>Vy 【答案】C 11．（2018屆浙江省紹興市新昌中學(xué)高三10月選考適應(yīng)性考試）含硫各微粒（H2SO3、HSO3-和SO32-）存在于SO2與NaOH溶液反應(yīng)后的溶液中，它們的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)X（i）與溶液pH 的關(guān)系如下圖所示．下列說法正確的是 A. pH=8時，溶液中c（HSO3-）>c（SO32-） B. pH=7時，溶液中c（Na+）=c（HSO3-）+c（SO32-） C. 為獲得盡可能純的NaHSO3，可將溶液的pH控制在4～5左右 D. 由圖中數(shù)據(jù)可估算出c（H+）c（SO32-）/c（H2SO3）為10-7.3 【答案】C 【解析】A、當(dāng)溶液的pH=8時，根據(jù)圖示得到溶液是亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉的混合物，離子濃度大小順序是：c(SO32-)＞c(HSO3-)，故A錯誤；B．pH=7時，溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，溶液中存在電荷守恒：c(H+)+c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-)，故溶液中c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)，故B錯誤；C．根據(jù)圖象可知，為獲得盡可能純的NaHSO3，可將溶液的pH控制在4～5左右，故C正確；D．由圖中數(shù)據(jù)，pH=2時，c(H2SO3)=c(HSO3-)，H2SO3的第一級電離平衡常數(shù)Ka1==c(H+)=10-2，pH=7.3時，c(HSO3- )=c(SO32- )，H2SO3的第二級電離平衡常數(shù)Ka2==c(H+)=10-7.3，因此c(H+)c(SO32-)/c(H2SO3)= ，與溶液的pH有關(guān)，因此比值不是固定值，故D錯誤；故選C。 12．（2018屆“江淮十校”高三第一次聯(lián)考）25℃時，向100mL 1mol．L-1 H2SO3溶液中逐滴加入1mol/L的NaOH溶液，溶液中含硫物質(zhì)的分布分?jǐn)?shù)δ（平衡時某物質(zhì)的濃度與各物質(zhì)濃度之和的比）與pH的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是( ) A. 由圖可知：H2SO3的pKa1=1.85（已知：pKa= -lgKa） B. 加入150mL NaOH溶液時，2c(Na + ) = 3c( H2SO3) +3c( HSO3-) + 3c( SO32-) C. pH=7.19時，c(Na + )+ c(H + )= 3c( SO32-)+c(OH -) D. pH=7時．c(Na+) < c( HSO3-)+ c( SO32-) 【答案】D 13．（2018屆湖北省武漢市部分學(xué)校高三9月起點調(diào)研考試）298K時，甲酸（HCOOH）和甲酸鈉的混合溶液中HCOOH、HCOO-的濃度存在關(guān)系式c(HCOO-)+c(HCOOH)=0.100 mol/L，含碳元素的粒子的濃度與pH的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是 A. 298K時，加蒸溜水稀釋P點溶液，溶液中n(H+)n(OH-)保持不變 B. 0.1 mol/L HCOONa溶液中有c(HCOO-)+c(OH-)=c(H+)+c(HCOOH) C. 298K時，HCOOH的電離常數(shù)Ka=1.010-3.75 D. 0.1 mol/L HCOONa溶液和0.1 mol/L HCOOH溶液等體積混合后，溶液的pH=3.75（混合后溶液體積變化忽略不計） 【答案】C 14．（2018屆山東省濰坊市第一中學(xué)高三高考預(yù)測卷）以硼鎂礦(2MgOB2O3H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、A12O3)為原料生產(chǎn)硼酸的工藝流程如下： 已知：表一：不同溫度下H3BO3的溶解度 溫度℃） 20 40 60 100 溶解度（g） 5.0 8.7 14.8 40.2 表二：不同物質(zhì)沉淀完全時的pH 物質(zhì) Fe（OH）3 Al（OH）3 Fe（OH）2 Mg（OH）2 pH 3.2 5.2 9.7 12.4 (1)由于礦粉中含CaCO3，“浸取”時容易產(chǎn)生大量泡沫使物料從反應(yīng)器中溢出，應(yīng)采取的措施為_________________________。 (2)“浸出液”顯酸性，含有H3BO3、Mg2+和SO42-，還含有Fe2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等雜質(zhì)。“除雜”時，向浸出液中依次加入適量H2O2和MgO，可以除去的雜質(zhì)離子為_______________________，H2O2的作用為_____________________(用離子方程式表示)。 (3)“浸取”后，采用“熱過濾”的目的為__________________________。 (4)“母液”可用于回收硫酸鎂，已知硫酸鎂的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示，且溶液的沸點隨壓強(qiáng)增大而升高。為了從“母液”中充分回收MgSO4H2O，應(yīng)采取的措施是將“母液”蒸發(fā)濃縮，____________________________________。 (5)己知25℃時，硼酸(H3BO3)溶液中存在如下平衡：H3BO3(aq)+H2O(1) [B(OH)4]-(aq)+H+(aq)；K=5.710-10；25℃時，0.7molL-1硼酸溶液中c(H+)=__________molL-1。 (6)已知25℃時： 化學(xué)式 H2CO3 CH3COOH 電離常數(shù) K1=4.410-7 K2=4.710-11 K=1.7510-5 下列說法正確的是________(填選項字母)。 a．碳酸鈉溶液滴入硼酸溶液中能觀察到有氣泡產(chǎn)生 b．碳酸鈉溶液滴入醋酸溶液中能觀察到有氣泡產(chǎn)生 c．等濃度碳酸溶液和硼酸溶液的pH：前者>后者 d．等濃度碳酸鈉溶液和醋酸鈉溶液的pH：前者>后者 【答案】分批慢慢加入硫酸（或邊加入邊攪拌）Fe3+、Fe2+、Al3+H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O防止因溫度下降使H3BO3從溶液中析出加壓升溫結(jié)晶（或加壓升溫結(jié)晶并過濾）210-5bd （4）根據(jù)圖可知溫度越高M(jìn)gSO4?H2O的溶解度越小，由于溶液的沸點隨壓強(qiáng)增大而升高，為了防止溶液沸騰，應(yīng)該在較高的壓強(qiáng)條件下加熱，使MgSO4?H2O結(jié)晶析出； （5）25℃時0.7mol?L-1 硼酸溶液中H+的濃度：c（H+）==mol/L≈210-5mol?L-1，故答案為：210-5mol?L-1； （6）相同溫度、濃度下，酸的電離平衡常數(shù)越大，酸的酸性越強(qiáng)，其酸根離子的水解能力越小，根據(jù)電離平衡常數(shù)知，酸性強(qiáng)弱順序是CH3COOH＞H2CO3＞H3BO3＞HCO3-，所以離子水解能力碳酸根離子＞碳酸氫根離子＞醋酸根離子。a．酸性H2CO3＞H3BO3＞HCO3-，所以碳酸鈉溶液滴入硼酸中生成碳酸氫鈉和硼酸鈉，沒有氣體生成，故a錯誤；b．酸性CH3COOH＞H2CO3，所以碳酸鈉溶液滴入醋酸中生成醋酸鈉、水和二氧化碳，所以能看到有氣泡生成，故b正確；c．酸性H2CO3＞H3BO3，所以碳酸的電離程度大于硼酸，則等濃度的碳酸和硼酸溶液比較，碳酸的酸性大于硼酸，所以pH：前者＜后者，故c錯誤；d．酸性CH3COOH＞H2CO3，所以碳酸根離子水解能力大于醋酸根離子，則等濃度的碳酸鈉和醋酸鈉溶液比較，pH：前者＞后者。 15．（福建省泉州第五中學(xué)2018屆高三上學(xué)期期中檢測）（l）天然氣和CO2通入聚焦太陽能反應(yīng)器，發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH。已知：CH4、H2、CO的燃燒熱ΔH分別為－akJ/mol、－bkJ/mol、－ckJ/mol。則上述反應(yīng)中，ΔH＝_______________（用含a、b、c的代數(shù)式表示）kJ/mol。 （2）CO2和H2可以合成二甲醚（CH3OCH3）。二甲醚是一種綠色環(huán)保型能源，以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，若某二甲醚空氣燃料電池每消耗l mol CH3OCH3，電路中通過9 mol電子，則該電池效率η為___________。（提示：電池效率等于電路中通過的電子數(shù)與電池反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)之比） （3）325K時，在恒容密閉容器中充入一定量NO2 ,發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)N2 O4(g)。 ①NO2與N2O4的消耗速率與其濃度的關(guān)系如圖所示，圖中交點A表示該反應(yīng)所處的狀態(tài)為：____________； A．平衡狀態(tài) B．朝正反應(yīng)方向移動 C．朝逆反應(yīng)方向移動 D．無法判斷 ② 能夠說明上述反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有__________________； a．NO2和N2 O4的物質(zhì)的量相等 b．體系顏色不再變化 c．容器內(nèi)混合氣體的密度不再改變 d．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不發(fā)生變化 ③若達(dá)到平衡后容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為57.5。平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率為_____。 （4）實驗中多余的SO2可以用氫氧化鈉溶液吸收。常溫下H2SO3的Ka1＝1.310－2、Ka2＝6.610－8。 ①室溫下pH=3的亞硫酸溶液，下列判斷正確的是_______________。 a．溶液中c(H2SO3)＞c(SO32—) b．溶液中c(SO32—)：c(HSO3—)＝6.610－5 c．溶液中氫離子數(shù)目為6.021020個 d．加入等體積pH＝3的硫酸溶液，亞硫酸的電離平衡不移動 ②常溫下，用含1mol氫氧化鈉的稀溶液吸收足量SO2氣體，放出熱量為QkJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______ ③若吸收液中c(HSO3—)＝c(SO32—)，則溶液中c(H+)＝________________。 【答案】（2c+2b－a）75%Cbd40%a b dNaOH(aq)＋SO2(g)＝NaHSO3(aq) ΔH＝－QkJ/mol6.610-8 molL－1 (3) ①如達(dá)到平衡時，消耗的速率2v(N2O4)=v(NO2)，而交點A表示消耗的速率v(N2O4)=v(NO2)，由此可確定此時NO2的消耗速率小于四氧化二氮的 N2O4，則平衡逆向移動； ②a．因平衡常數(shù)未知，則NO2和N2O4的物質(zhì)的量相等不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯誤；b．體系顏色不在變化，可說明濃度不再改變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；c．因氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，則無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)混合氣體的密度都不改變，故c錯誤；d．反應(yīng)前后氣體的體積不等，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不發(fā)生變化，可說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故d正確； ③4.6g NO2的物質(zhì)的量為0.1mol，設(shè)平衡時轉(zhuǎn)化xmol，則 2NO2(g) ? N2O4(g) 起始(mol)：0.1 0 轉(zhuǎn)化(mol)： x 0.5x 平衡(mol)：0.1-x 0.5x 達(dá)到平衡后容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為57.5，則=57.5，解得x=0.04，轉(zhuǎn)化率為100%=40%； (4) ①常溫下H2SO3的Ka1＝1.310－2、Ka2＝6.610－8，一級電離遠(yuǎn)大于二級電離。a.室溫下pH=3的亞硫酸溶液中，c(H+)≈c(HSO3-)≈0.001mol/L，則c(H2SO3) ≈10－4 mol/L，根據(jù)Ka2＝＝6.610－8，則===6.610－5，c(SO32—) ≈6.610－50.001mol/L=6.610－8mol/L，故a正確；b．H2SO3H++HSO3-、HSO3-H++SO32-，Ka1＝＝1.310－2、，Ka2＝＝6.610－8，則===6.610－5，故b正確；c．未告知溶液的體積，無法計算溶液中氫離子數(shù)目，故c錯誤；d．根據(jù)Ka1＝，Ka2＝的表達(dá)式可知，加入等體積pH＝3的硫酸溶液，溶液中的c(H+)不變，c(H2SO3)、c(SO32—)、c(HSO3—)均變成原來的一半，上述等式仍然成立，說明亞硫酸的電離平衡不移動； ②1mol氫氧化鈉的稀溶液吸收足量SO2氣體生成亞硫酸氫鈉，放出熱量為QkJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NaOH(aq)＋SO2(g)＝NaHSO3(aq) ΔH＝－QkJ/mol； ③Ka2＝＝6.610－8，若吸收液中c(HSO3—)＝c(SO32—)，則溶液中c(H+)＝6.610-8 mol/L。 16．（2018屆江蘇省揚(yáng)州市高郵中學(xué)高三10月階段檢測）電解飽和食鹽水所得溶液經(jīng)多次循環(huán)使用后，ClO－、ClO3-含量會增加。 已知：Ⅰ.NaHCO3固體50℃開始分解，在溶液中分解溫度更低。 Ⅱ.堿性條件下，ClO－有強(qiáng)氧化性，ClO3-性質(zhì)穩(wěn)定。 Ⅲ.酸性條件下，ClO3-被Fe2+還原為Cl－，MnO4-被Fe2+還原為Mn2+。 （1）氯酸鹽產(chǎn)生的原因可表示為3ClO－2Cl－+ClO3-，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。 （2）測定電解鹽水中ClO3-含量的實驗如下： 步驟1：量取鹽水樣品V mL，調(diào)節(jié)pH至9~10，再稀釋至500 mL。 步驟2：取10.00 mL稀釋后的試液，滴加5%的雙氧水，至不再產(chǎn)生氣泡。 步驟3：加入飽和NaHCO3溶液20 mL，煮沸。 步驟4：冷卻，加足量稀硫酸酸化。 步驟5：加入a molL-1FeSO4溶液V1 mL（過量），以如圖所示裝置煮沸。 步驟6：冷卻，用c molL-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液V2mL。 ①稀釋時用到的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管、 。 ②步驟2用雙氧水除去鹽水中殘留ClO－的離子方程式為 ，還原劑不用Na2SO3的原因為 。 ③與步驟5中通N2目的相同的實驗是 （填寫步驟號）。 ④該鹽水試樣中ClO3-的濃度為 molL-1（用含字母的代數(shù)式表示）。 ⑤為提高實驗結(jié)果的精確度，還需補(bǔ)充的實驗是 。 【答案】（1）K=c(ClO3-)c2(Cl－)/ c3(ClO－) （2）①500mL容量瓶、玻璃棒 ②ClO－+H2O2=Cl－+H2O+O2↑ Na2SO3殘留物會與氧化劑反應(yīng)，造成實驗誤差。 ③3 ④ 25（aV1-5cV2）/3V ⑤將實驗步驟1～6重復(fù)2次或不加鹽水樣品，保持其他條件相同，進(jìn)行空白實驗 5Fe2++MnO4﹣+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O 5 1 n cV210﹣3mol n=5cV210﹣3mol 與ClO3﹣反應(yīng)的Fe2+離子物質(zhì)的量="a" mol?L﹣1V110﹣3L﹣5cV210﹣3mol 據(jù)此結(jié)合離子方程式定量關(guān)系計算還原的ClO3﹣離子的物質(zhì)的量， ClO3﹣+6Fe2++6H+=6Fe3++3H2O+Cl﹣， 1 6 n（ClO3﹣） a mol?L﹣1V110﹣3L﹣5cV210﹣3mol n（ClO3﹣）=（a mol?L﹣1V110﹣3L﹣5cV210﹣3mol）=10﹣3mol 500mL溶液中含ClO3﹣離子物質(zhì)的量=10﹣3mol=10﹣3mol， 得到濃度==mol/L； ⑤為提高實驗結(jié)果的精確度，需要重復(fù)幾次試驗使測定結(jié)果更準(zhǔn)確，為提高實驗結(jié)果的精確度，還需補(bǔ)充的實驗是將實驗步驟1～6重復(fù)2次或不加鹽水樣品，保持其他條件相同，進(jìn)行空白實驗。