2025届高三高考化学二轮复习 微专题练习 水溶液中的三大平衡

　2025届高三高考化学二轮复习微专题练习 水溶液中的三大平衡 命题角度一　水溶液中的“三大平衡”及应用 1.苯甲酸(C6H5COOH)是一种有机弱酸,下列说法正确的是 (　) A.常温下,0.1 mol·L-1的C6H5COONa溶液的pH=13 B.相同温度下,相同浓度的盐酸与苯甲酸溶液的pH:盐酸<苯甲酸溶液 C.中和等体积等物质的量浓度的盐酸与苯甲酸溶液,所需NaOH的量:盐酸>苯甲酸溶液 D.C6H5COONa溶液中存在关系:c(C6H5COO-)=c(Na+)=c(H+)=c(OH-) 2.乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是二元弱碱(已知:25 ℃时,Kb1=10-4,Kb2=10-7),其水溶液与NH3水溶液的电离方式相似。现用锥形瓶装10 mL 0.1 mol·L-1乙二胺溶液,用0.1 mol·L-1盐酸滴定。下列叙述错误的是 (　) A.乙二胺在水溶液中的第一步电离方程式为H2NCH2CH2NH2+H2O [H2NCH2CH2NH3]++OH- B.选用甲基橙作指示剂,可以很好地判断滴定终点 C.滴入10.00 mL盐酸时,溶液呈碱性 D.滴入20.00 mL盐酸时,混合溶液中有c(H2NCH2CH2NH2)+c([H2NCH2CH2NH3]+)+c([H3NCH2CH2NH3]2+)=c(Cl-) 3.已知室温下氢氟酸的电离常数Ka=6.6×10-4,下列有关溶液(均在常温下)的说法一定正确的是 (　) A.pH=6的氯化铵溶液中:c(H+)=c(NH3·H2O)=1.0×10-6 mol·L-1 B.1 L pH=7的CH3COONH4溶液中,由水电离产生的H+的物质的量为10-7 mol C.对NaF溶液加适量水稀释过程中,水解平衡右移,溶液碱性增强 D.向CaF2悬浊液中加少量硝酸,溶液中2c(Ca2+)=c(F-)+c(HF) 4.[2024·安徽皖南八校联考] 已知含磷废水中的磷以磷酸及其盐的形式存在。某温度下,磷酸的pKa与溶液pH的关系如图,该温度下向初始pH=6的含磷废水中加入CaCl2可以得到Ca5(PO4)3OH沉淀而实现废水除磷。下列叙述错误的是 (　) A.该温度下,磷酸的Ka2的数量级为10-8 B.若逐渐增大该废水的pH,溶液中c(HP)将随之不断增大 C.pH=6的该废水中离子浓度存在关系:c(H2P)>c(HP)>c(P) D.该废水除磷的离子反应有3H2P+5Ca2++H2OCa5(PO4)3OH↓+7H+ 5.[2024·吉林白山五模] 常温常压下,某同学向20.00 mL c0 mol·L-1氨水中逐滴加入0.100 0 mol·L-1的盐酸,实验测得溶液的pH随加入盐酸体积的变化如图所示,其中N点为反应终点(盐酸与氨水恰好完全反应),此时消耗盐酸的体积为17.20 mL。下列说法中正确的是 (　) 指示剂 pH范围及对应颜色 甲基橙 <3.1(红色) 3.1~4.4(橙色) >4.4(黄色) 酚酞 <8.2(无色) 8.2~10.0(粉红色) >10.0(红色) A.选择甲基橙作指示剂,误差比酚酞的大 B.M点的溶液中存在c(NH3·H2O)>c(Cl-)>c(N) C.N点溶液中c(H+)-c(OH-)<c(Cl-)-c(NH3·H2O) D.P、M、N三点对应溶液中水的电离程度最大的为M点 6.草酸亚铁是生产磷酸铁锂电池的原料,实验室可通过如下反应制取FeC2O4: (NH4)2Fe(SO4)2·6H2OFeC2O4固体 已知室温时:Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2、Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4、Ksp(FeC2O4)= 2.1×10-7。 下列说法正确的是 (　) A.室温下,0.10 mol·L-1 NaHC2O4溶液中存在c(C2)<c(H2C2O4) B.酸化、溶解后的溶液中存在c(N)+2c(Fe2+)>2c(S) C.室温时,反应Fe2++H2C2O4FeC2O4↓+2H+的平衡常数K=40 D.过滤后的上层清液中:c(Fe2+)·c(C2)≥2.1×10-7 命题角度二　三大平衡常数及应用 7.[2024·浙江温州模拟] H2S是常见的二元弱酸(电离常数Ka1=1.1×10-7,Ka2=1.3×10-13)。氢氧化铁[Ksp=2.8×10-39]、氢氧化锌[Ksp=3.0×10-17]均为难溶多元弱碱,硫化锌[Ksp=1.6×10-24]为难溶盐。所有数据均为25 ℃的值。下列有关说法不正确的是 (　) A.因为H2S的Ka1≫Ka2,所以H2S溶液中c(S2-)≈Ka2=1.3×10-13 mol·L-1 B.Fe(OH)3饱和溶液中的c(Fe3+)≈2.8×10-18 mol·L-1 C.分别向等体积等浓度的(CH3COO)2Zn、ZnSO4溶液中通入等物质的量的H2S,沉淀ZnS后,前者c(Zn2+)更小 D.pH=13的Na2S溶液与相同物质的量的ZnSO4反应,只沉淀ZnS 8.[2024·吉林长春质检] 25 ℃时,0.10 mol·L-1 HCOONH4溶液中lg c(HCOOH)、lg c(NH3·H2O)、lg c(H+)和lg c(OH-)随pH变化(加入HCl或NaOH)的关系如图所示。已知:Ka(HCOOH)=1.8×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。下列说法正确的是 (　) A.HCOONH4溶液呈碱性 B.①③分别对应lg c(HCOOH)和lg c(OH-) C.N点时,c(HCOO-)=c(N)>c(H+)=c(OH-) D.M点时,pH=6.5 9.工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4晶体的工艺流程如图: 已知:PbCl2(s)+2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq); Ksp(PbSO4)=1×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5。 下列说法错误的是 (　) A.浸取时发生反应:MnO2+PbS+4H++4Cl-[PbCl4]2-+S+Mn2++2H2O B.物质M为MnO,试剂N为Na2SO4,滤液a一定能循环使用 C.由该工艺流程可知,PbCl2(s)+2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq)反应吸热 D.沉淀转化过程达平衡时,溶液中=1.6×103 10.[2024·浙江绍兴模拟] 室温下,用过量0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末,一段时间后过滤,向滤渣中加稀醋酸,产生气泡(当溶液中剩余的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,化学上通常认为生成沉淀的反应已经完全进行了)。已知:Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9。下列说法正确的是 (　) A.浸泡后CaSO4未完全转化为CaCO3 B.0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+c(H2CO3) C.反应CaSO4+CCaCO3+S正向进行,需满足>×104 D.过滤后所得清液中一定存在:c(Ca2+)=且c(Ca2+)< 参考答案 1.B　[解析] 苯甲酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,则常温下,0.1 mol·L-1的苯甲酸钠溶液的pH小于13,A错误;苯甲酸是一种有机弱酸,在溶液中部分电离出氢离子,相同浓度的盐酸与苯甲酸溶液,盐酸中氢离子浓度大于苯甲酸溶液,所以盐酸的pH小于苯甲酸溶液,B正确;等体积等物质的量浓度的盐酸与苯甲酸溶液的中和能力相同,完全反应消耗氢氧化钠的物质的量相等,C错误;苯甲酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,则溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(C6H5COO-)>c(OH-)>c(H+),D错误。 2.D　[解析] 乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是二元弱碱,其水溶液与NH3水溶液的电离方式相似,就是结合水电离产生的H+,剩余OH-,使溶液显碱性,则乙二胺在水溶液中的第一步电离方程式为H2NCH2CH2NH2+H2O[H2NCH2CH2NH3]++OH-,A正确;由于乙二胺是二元弱碱,与盐酸恰好反应产生的盐溶液显酸性,因此要选择酸性范围内变色的甲基橙作指示剂,可以减小实验误差,可以很好地判断滴定终点,B正确;当滴入10.00 mL盐酸时,恰好反应产生[H2NCH2CH2NH3]+,H2NCH2CH2NH2+HClH2NCH2CH2NH3Cl,而[H2NCH2CH2NH3]+的电离平衡常数Kb2=10-7,[H2NCH2CH2NH3]+的水解平衡常数Kh2==10-10,[H2NCN2CH2NH3]+的电离程度大于其水解程度,所以溶液显碱性,C正确;滴入20.00 mL盐酸时,二者恰好反应产生正盐H3NCH2CH2NH3Cl2,根据元素质量守恒可知,2c(H2NCH2CH2NH2)+2c([H2NCH2CH2NH3]+)+)=c(Cl-),D错误。 3.D　[解析] pH=6的氯化铵溶液中遵循质子守恒,即c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)=1.0×10-6 mol·L-1,A错误;CH3COONH4溶液的pH=7,H+浓度为10-7 mol·L-1,溶液中 H+的物质的量等于10-7 mol,醋酸根离子与铵根离子能同等程度促进水的电离,因此1 L该溶液中水电离产生的H+的物质的量大于10-7 mol,B错误;NaF在水中水解的离子方程式为F-+H2OHF+OH-,加水会促进氟离子水解,使其平衡向右移动,氢氧根离子的个数增多,但由于溶液体积变大对溶液浓度的影响更大,所以溶液的碱性减弱,C错误;CaF2悬浊液中加少量硝酸后CaF2的溶解度变大,但是不能改变原本存在的守恒关系:2c(Ca2+)=c(F-)+c(HF),D正确。 4.B　[解析] 由磷酸的pKa与溶液pH的关系图可知Ka1=10-2.21、Ka2=10-7.21、Ka3=10-12.36。该温度下,由关系图可知pKa2=7.21,即Ka2=10-7.21,数量级为10-8,A项正确;逐渐增大该废水的pH过程中,含磷微粒的变化是H3PO4H2PHPP,因此溶液中c(HP)将先增大后减小,B项错误;pH=6时,因为Ka2==10-7.21,所以===10-1.21,即c(H2P)>c(HP),因为Ka3==10-12.36,所以===10-6.36,即c(HP)>c(P),则c(H2P)>c(HP)>c(P),C项正确;因为向初始pH=6的含磷废水中加入CaCl2可以得到Ca5(PO4)3OH沉淀,pH=6时,磷元素以H2P为主,因此废水除磷过程中存在的离子反应有3H2P+5Ca2++H2OCa5(PO4)3OH↓+7H+,D项正确。 5.C　[解析] 氨水中滴入盐酸,反应终点时生成氯化铵,溶液显酸性,则选甲基橙作为指示剂,酚酞的pH变色范围是8.2~10,使用酚酞作指示剂误差较大,A错误;根据图像,M点为滴定一半点,溶质为等物质的量浓度的NH3·H2O和NH4Cl,溶液显碱性,说明NH3·H2O的电离程度大于N的水解程度,则c(N)>c(Cl-)>c(NH3·H2O),B错误;N点为反应终点,盐酸与氨水恰好完全反应得到NH4Cl溶液,根据电荷守恒:c(H+)+c(N)=c(OH-)+c(Cl-),此时溶液呈酸性,c(N)>c(NH3·H2O),则c(H+)+c(NH3·H2O)<c(Cl-)+c(OH-),c(H+)-c(OH-)<c(Cl-)-c(NH3·H2O),C正确;氨水中由于NH3·H2O的电离抑制水的电离,加入盐酸后生成NH4Cl,N的水解促进水的电离,N点为反应终点,P、M、N三点对应溶液中水的电离程度最大的为N点,D错误。 6.C　[解析] 草酸氢钠溶液中草酸氢根离子的电离常数为Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4,水解常数为Kh==×==<Ka2,即草酸氢根离子的电离程度大于其水解程度,故c(C2)>c(H2C2O4),A错误;硫酸亚铁铵晶体溶于水后存在电荷守恒:c(N)+2c(Fe2+)+c(H+)=2c(S)+c(OH-),加H2SO4后不改变离子种类,酸化、溶解后的溶液呈酸性,氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,故酸化、溶解后的溶液中存在:c(N)+2c(Fe2+)<2c(S),B错误;室温时,反应Fe2++H2C2O4FeC2O4↓+2H+的平衡常数K==×==40,C正确;当c(Fe2+)·c(C2)≥Ksp=2.1×10-7时形成FeC2O4沉淀,过滤后的上层清液中不会生成FeC2O4沉淀,故c(Fe2+)·c(C2)<2.1×10-7,D错误。 7.D　[解析] H2S在水溶液中的电离方程式为H2SHS-+H+、HS-S2-+H+,Ka1=,Ka2=,因为H2S的Ka1≫Ka2,可以认为c(H+)≈c(HS-),所以c(S2-)≈Ka2=1.3×10-13 mol·L-1,A正确;Fe(OH)3溶于水所得饱和溶液中存在平衡:Fe(OH)3Fe3++3OH-、H2OH++OH-,因Fe(OH)3电离产生的c(OH-)很小,溶液接近中性,则c(OH-)≈10-7 mol·L-1,c(Fe3+)=≈ mol·L-1=2.8×10-18 mol·L-1,B正确;(CH3COO)2Zn是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,促进H2S的电离,c(S2-)更大,沉淀Zn2+更加彻底,c(Zn2+)更小,C正确;Ksp[Zn(OH)2]=3.0×10-17、Ksp(ZnS)=1.6×10-24,当Na2S和ZnSO4等物质的量反应,假设只生成ZnS,则c(Zn2+)==× 10-12 mol·L-1,因溶液pH=13,即c(OH-)=0.1 mol·L-1,c(Zn2+)·c2(OH-)=×10-12×0.12=×10-14>Ksp[Zn(OH)2],则有Zn(OH)2沉淀生成,所以pH=13的Na2S溶液与相同物质的量的ZnSO4反应,除了沉淀ZnS生成,还会生成Zn(OH)2,D错误。 8.D　[解析] 在HCOONH4溶液中,N的水解使溶液显酸性,HCOO-水解使溶液显碱性,因为Ka(HCOOH)=1.8×10-4>Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,N水解程度大于HCOO-的水解程度,故溶液显酸性,A错误;溶液中pH越大,c(OH-)越大,lg c(OH-)越大,lg c(NH3·H2O)越大,c(H+)越小,lg c(H+)越小,lg c(HCOOH)越小,所以①表示lg c(HCOOH)、③表示lg c(H+)、②表示lg c(NH3·H2O)、④表示lg c(OH-),B错误;向溶液中加入NaOH,达到N点时,溶液显中性,c(OH-)=c(H+),根据电荷守恒,c(HCOO-)+c(OH-)=c(N)+c(H+)+c(Na+),c(HCOO-)=c(N)+c(Na+)>c(H+)=c(OH-),C错误;M点时,c(HCOOH)=c(NH3·H2O),根据HCOONH4的元素质量守恒c(NH3·H2O)+c(N)=c(HCOOH)+c(HCOO-)知,c(HCOO-)=c(N),=,===10,c(H+)c(OH-)=10-14,c(H+)=10-6.5 mol·L-1,pH=6.5,D正确。 9.B　[解析] 浸取时MnO2和PbS、FeS2及盐酸、氯化钠反应生成Fe3+、Mn2+、[PbCl4]2-,同时产生S,滤渣1含S,调pH的目的是消耗溶液中的H+,促进Fe3+水解转化成Fe(OH)3除去,沉降的目的是析出PbCl2固体,然后加入硫酸盐进行沉淀转化,PbCl2转化为PbSO4。浸取时的主要离子反应为MnO2+PbS+4H++4Cl-[PbCl4]2-+S+Mn2++2H2O,还有杂质参与的反应为3MnO2+2FeS2+12H+2Fe3++4S+3Mn2++6H2O,A正确;调pH的目的是消耗溶液中的H+,促进Fe3+水解转化成Fe(OH)3除去,可选用MnO、Mn(OH)2等,滤液a中含有大量的NaCl,但为确保PbSO4的产量,需加入过量的试剂N(Na2SO4),则滤液a因含过量的S不能投入浸取环节循环使用,B错误;沉降的目的是析出PbCl2固体,用冰水降温有利于析出,说明PbCl2(s)+2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq)反应吸热,C正确;沉淀的转化方程式为PbCl2(s)+S(aq)PbSO4(s)+2Cl-(aq),达到平衡时溶液中===1.6×103,D正确。 10.D　[解析] 用过量0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末,则浸泡后c(Ca2+)== mol·L-1=6×10-9 mol·L-1<1×10-5 mol·L-1,可以认为浸泡后CaSO4完全转化为CaCO3,A错误;由质子守恒可知,0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3),B错误;CaSO4+CCaCO3+S的K===×104,反应正向进行,需满足<×104,C错误;过滤后所得清液为碳酸钙的饱和溶液,存在c(Ca2+)=,且由于碳酸根离子浓度较大导致钙离子浓度很小,故c(Ca2+)<,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$