2024届高三化学专题-三大守恒计算 练习（含解析）

三大守恒计算
一、填空题
1．已知水在25℃和95℃时的电离平衡曲线如图所示。
(1)25℃时水的电离平衡曲线应为 (填“A”或“B”)。请说明理由 。25℃时，将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH=7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为 。
(2)95℃时，若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则a与b之间应满足的关系是 。
(3)在曲线A所对应的温度下，pH=2的HCl溶液和pH=11的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用α1、α2表示，则α1 α2(填“大于”“小于”“等于”“无法确定”，下同)，若将二者等体积混合，则混合液的pH 7，判断的理由是 。
(4)在曲线B所对应的温度下，将0.02mol·L-1的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合，所得混合液的pH= 。
2．按要求计算下列各题(常温下，忽略溶液混合时体积的变化)：
(1)时，的硝酸和的氢氧化钡溶液按照体积比为混合，混合溶液的 。
(2)在一定体积的溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的溶液，当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时，溶液．若反应后溶液的体积等于溶液与溶液的体积之和，则溶液与溶液的体积比是 。
(3)将的溶液与的稀盐酸混合，若所得溶液呈中性，且则 。
3．按要求回答下列问题：
(1)常温下，有关下列四种溶液的说法正确的是 。
① ② ③ ④
0.1 mol·L-1氨水 pH=11氨水 0.1 mol·L-1盐酸 pH=3盐酸
A．由水电离出的c(H+)：③＞①
B．①稀释到原来的100倍，pH与②相同
C．①与③混合，若溶液pH=7，则溶液中c(NH)＞c(Cl-)
D．②与④等体积混合，混合溶液的pH>7
(2)已知25℃，NH3·H2O的Kb=1.8×10－5，H2SO3的Ka1=1.3×10－2，Ka2=6.2×10－8，若氨水的浓度为2.0mol·L-1，溶液中的c(OH )= mol·L 1。将SO2通入该氨水中，当c(OH )降至1.0×10 7mol·L 1时，溶液中的= 。
(3)已知水在25℃和95℃时，其电离平衡曲线如图所示。
①曲线A所对应的温度下，pH=2的HCl溶液和pH=12的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用α1、α2表示，则α1 α2(填“大于”、“小于”、“等于”或“无法确定”，下同)，若将二者等体积混合，则混合溶液的pH 7。
②在曲线B所对应的温度下，将0.02mol·L-1的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合，所得混合液的pH= 。
③若另一温度下测得0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH为11。在该温度下，将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。若所得混合液的pH=10，且a=12，b=2，则Va∶Vb= 。
(4)在25℃下，将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-)，用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb= 。
4．按要求回答下列问题：
(1)按要求书写下列反应方程式
①泡沫灭火器工作原理的离子方程式为 。
②SbOCl水解生成Sb2O3的化学方程式为 。
③CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂，该化合物水解的化学方程式为 。
(2)取V1 mL0.01mol/L的NaOH溶液与V2 mL同浓度的H2SO4溶液充分混合，所得溶液的pH=2，则V1：V2= (混合过程中体积变化忽略不计)。
(3)硫酸肼(N2H6SO4)是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与(NH4)2SO4类似。
①写出硫酸肼第一步水解反应的离子方程式： 。
②硫酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是 (填字母)。
A．c()＞c()＞c(H+)＞c(OH-)
B．c()＞c([N2H5·H2O]+)＞c(H+)＞c(OH-)
C．2c()+c([N2H5·H2O]+)=c(H+)+c(OH-)
D．c()＞c()＞c(H+)＞c(OH-)
(4)常温下，将a mol/L的CH3COONa溶液和b mol/L的盐酸等体积混合后，溶液呈中性(不考虑醋酸和盐酸的挥发)，用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数Ka= 。
(5)若0.1 mol/L的H2B溶液在常温下的pH=3，c(B2-)=1×10-6 mol/L，则Na2B的Kh= 。
5．常温下，回答下列关于盐酸和醋酸溶液的问题：
①对于的盐酸和的醋酸溶液的pH：盐酸 选填“”“”或“”醋酸，写出醋酸的电离方程式 若用同浓度的NaOH溶液分别中和等体积且pH相等的盐酸和醋酸溶液，则消耗NaOH溶液的体积关系为：前者 后者选填“”“”或“”．
②两种酸均能与氢氧化钠反应生成盐，其中醋酸能与氢氧化钠反应生成醋酸钠．实验室现有醋酸钠固体，取少量溶于水，溶液呈 选填“酸性”、“中性”或“碱性”，其原因是用离子方程式表示 ．
③向醋酸溶液中加入一定量的NaOH溶液，当测得溶液的时，溶液中离子物质的量的浓度大小关系为 ；当测得溶液的时，溶液中离子物质的量的浓度大小关系可能为写出一种关系即可 ．
④已知时，的醋酸溶液的pH约为3，向其中加入少量醋酸钠晶体，发现溶液的pH增大．对上述现象有两种不同的解释：甲同学认为醋酸钠呈碱性，所以溶液的pH增大；乙同学给出另外一种不同于甲同学的解释，请你写出乙同学可能的理由 ．
6．有A、B、C、D四种强电解质，它们在水中电离时可产生下列离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)。
阳离子 Na＋、Ba2＋、NH4+
阴离子 CH3COO－、Cl－、OH－、SO42－
已知：①A、C溶液的pH均大于7，A、B的溶液中水的电离程度相同；②C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀，B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体，A溶液和D溶液混合时无明显现象。
（1）A是 。
（2）25 ℃时，0.1 mol·L－1 B溶液的pH＝a，则B溶液中c(H＋)－c(NH3·H2O)＝ (用含有a的关系式表示)。
（3）将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合，反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为 。
（4）在一定体积的0.005 mol·L－1的C溶液中，加入一定体积的0.001 25 mol·L－1的盐酸时，混合溶液的pH＝11，若反应后溶液的体积等于C溶液与盐酸的体积之和，则C溶液与盐酸的体积比是 。
7．250C时，如果取0.1 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化不计)，测得混合溶液的pH=8，试回答以下问题：
(1)混合溶液的pH=8的原因 (用离子方程式表示)；
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+) 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中由水电离出的c(H+)；(填>、<、=)
(3)求出混合液中下列算式的计算结果(填具体数字)：c (HA)+c (A-)= mol·L-1；
(4)已知NH4A溶液为中性，又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出，试推断(NH4)2CO3溶液的pH 7 (填>、<、=)；
(5)将相同温度下相同浓度的四种盐溶液：
A．NH4HCO3 B．NH4A C．(NH4)2SO4 D．NH4Cl
按pH由大到小的顺序排列 (填序号)
8．（1）将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”，下同)，溶液中c(Na＋) c(CH3COO－)(填“>”、“＝”或“<”)。
（2）pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈 性，溶液中c(Na＋) c(CH3COO－)。
（3）物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等，则混合后溶液呈 ，醋酸体积 氢氧化钠溶液体积。
（4）将m mol/L的醋酸和n mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH＝7，则m与n的大小关系是m n。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．(1) A 随着温度升高，水电离程度增大，溶液中c(H+)、c(OH-)均增大 10:1
(2)
(3) 小于 无法确定 BOH不能确定是强碱还是弱碱
(4)10
【解析】（1）
水的电离是吸热过程，随着温度升高电离平衡正向移动，电离程度增大，溶液中c(H+)、c(OH-)均增大。25℃时水的电离平衡曲线应为A。25℃时，水的离子积为10-14，混合溶液的pH=7，即NaOH溶液与H2SO4溶液恰好完全反应，存在等式 ，解得。
（2）
95℃时，水的离子积为 =10-12，若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则有 ，a与b之间应满足的关系是： 。
（3）
在曲线A所对应的温度下，水的离子积为10-14，pH=2时HCl电离c(H+)=10-2mol/L，pH=11时BOH电离出c(OH-)=10-3mol/L，故pH=2的HCl溶液对水的电离抑制程度大于pH=11的某BOH溶液，则α1小于α2；若将二者等体积混合，HCl电离出的H+与BOH电离出的OH-中和反应后有剩余，则溶液显酸性，若是BOH为弱碱，还能继续电离出OH-，与剩余的HCl反应，则混合后溶液不能确定酸碱性。
（4）
在曲线B所对应的温度下，水的离子积为10-12，0.02mol·L-1的Ba(OH)2溶液 ，等物质的量浓度的NaHSO4溶液，等体积混合，酸碱中和反应后，，则pH==10。
2．(1)10
(2)
(3)10
【详解】（1）时，的硝酸溶液中，的溶液中，二者以体积比混合，过量，溶液呈碱性，混合溶液中，则混合后，故。
（2）的溶液的浓度为0.005mol/L，设氢氧化钡溶液的体积为，硫酸氢钠溶液的体积为，的物质的量的为0.005V1mol，依题意知，，由知，生成的氢氧化钠的物质的量为，，则。
（3）的溶液中，的稀盐酸中，根据中和反应，知，，，则。
3． D 6.0×10-3 0.62mol/L 等于 无法确定 10 1∶9
【详解】(1)A.盐酸是一元强酸，一水合氨是一元弱碱，0.1 mol·L-1盐酸中氢离子浓度大于0.1 mol·L-1氨水中氢氧根离子浓度，则由水电离出的c(H+)：③＜①，A错误；
B.①稀释到原来的100倍，浓度变为10－3mol/L，一水合氨是一元弱碱，则其pH＜11，与②不相同，B错误；
C.①与③混合，若溶液pH=7，则c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒可知c(NH)+c(H＋)＝c(OH－)+c(Cl-)，因此溶液中c(NH)＝c(Cl-)，C错误；
D.②与④等体积混合后氨水过量，溶液显碱性，混合溶液的pH＞7，D正确；
答案选D；
(2)已知25℃，NH3·H2O的Kb=1.8×10－5，H2SO3的Ka1=1.3×10－2，Ka2=6.2×10－8.若
氨水的浓度为2.0mol·L-1，由于电离常数很小，溶液中一水合氨浓度可近似认为是2.0mol/L，根据电离平衡常数可知溶液中的c(NH)≈c(OH )＝6.0×10-3mol·L－1。将SO2通入该氨水中，当c(OH－)降至1.0×10－7mol·L－1时，溶液中c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1，则溶液中0.62mol/L。
(3)①曲线A所对应的温度下水的离子积常数为10－14，pH=2的HCl溶液中氢离子浓度是0.01mol/L，pH=12的某BOH溶液中氢氧根离子浓度是0.01mol/L，因此对水的电离抑制程度相同，则α1等于α2，若将二者等体积混合，由于BOH的碱性强弱不确定，如果是强碱，二者恰好反应，溶液显中性，如果是弱碱，则反应后BOH过量，溶液显碱性，因此混合溶液的pH无法确定。
②在曲线B所对应的温度下水的离子积常数为10－12，0.02mol·L-1的Ba(OH)2溶液中氢氧根离子浓度是0.04mol/L，0.02mol·L-1的NaHSO4溶液中氢离子浓度是0.02mol/L，二者等体积混合氢氧根过量，因此混合后溶液中氢氧根离子浓度是，则溶液中氢离子浓度是10－10mol/L，所得混合液的pH=10。
③若另一温度下测得0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH为11，因此该温度下水的离子积常数是0.01×10－11＝10－13。在该温度下，将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合，若所得混合液的pH=10，这说明反应后碱过量，溶液中氢氧根离子浓度是0.001mol/L，且a=12，b=2，则，因此Va∶Vb=1∶9。
(4)在25℃下，将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-)，根据电荷守恒c(NH)+c(H＋)＝c(OH－)+c(Cl-)可知c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol/L，根据氯离子守恒可知c(NH)=c(Cl-)=0.005mol/L，根据氮原子守恒可知溶液中c(NH3·H2O)=(0.5a－0.005)mol/L，则NH3·H2O的电离常数Kb=。
4． 3+Al3+=Al(OH)3↓+3CO2↑ 2SbOCl+H2OSb2O3+2HCl CH3MgCl+H2O =CH4↑+Mg(OH)Cl或CH3MgCl+2H2O =CH4↑+ Mg(OH)2+ HCl 1：2 +H2O[N2H5·H2O]++H+ A 10-8
【详解】(1)①泡沫灭火器中含有硫酸铝和碳酸氢钠，二者在水中都会发生水解，二者的水解相互促进，因此混合后发生相互促进的双水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳，反应离子方程式为3+Al3+=Al(OH)3↓+3CO2↑；
②水解反应属于复分解反应，不存在化合价变化，且水解一般较为微弱，因此根据质量守恒可知SbOCl水解生成Sb2O3的化学方程式为2SbOCl+H2OSb2O3+2HCl；
③CH3MgCl水解生成CH4、HCl、Mg(OH)2或生成CH4和Mg(OH)Cl，水解化学方程式为CH3MgCl+H2O =CH4↑+Mg(OH)Cl或CH3MgCl+2H2O =CH4↑+ Mg(OH)2+ HCl；
(2)V1 mL0.01mol/L的NaOH溶液与V2 mL同浓度的H2SO4溶液充分混合，所得溶液的pH=2，则混合溶液中c(H+)=10-2mol/L，则混合溶液中n(H+)余=0.01mol/L×(V1+V2)×10-3L，根据2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知，n(H+)余=2n(H2SO4)-n(NaOH)=2×0.01mol/L×V2×10-3L-0.01mol/L×V1×10-3L，解得V1：V2=1：2；
(3)①N2H6SO4溶液呈酸性，水解原理与(NH4)2SO4类似，说明是N2H4的阳离子，因此硫酸肼第一步水解反应的离子方程式为+H2O[N2H5·H2O]++H+；
②A．N2H6SO4中会发生水解，且硫酸肼溶液呈酸性，因此N2H6SO4中c()＞c()＞c(H+)＞c(OH-)，故A正确；
B．水解生成[N2H5·H2O]+和H+，且溶液中还存在水的电离，因此N2H6SO4溶液中c()＞c(H+)＞c([N2H5·H2O]+)＞c(OH-)，故B项错误；
C．N2H6SO4溶液中电荷守恒为2c()+c([N2H5·H2O]+)+c(H+)=c(OH-)+2c()，因此2c()+c([N2H5·H2O]+)=c(OH-)+2c()-c(H+)，故C项错误；
D．N2H6SO4中会发生水解，且硫酸肼溶液呈酸性，因此N2H6SO4中c()＞c()＞c(H+)＞c(OH-)，故D项错误；
故答案为A；
(4)CH3COONa溶液和盐酸等体积混合后，二者发生反应：CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl，充分反应后，溶液呈中性，说明c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+ c(Cl-)+c(CH3COO-)，则c(CH3COO-)=c(Na+)- c(Cl-)=mol/L，溶液中的物料守恒为 c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)，则c(CH3COOH)== mol/L，则醋酸的电离常数Ka===；
(5)H2B在水中电离方程式为：H2BH++HB-(一级电离)，HB-H++B2-(二级电离)， 若0.1 mol/L的H2B溶液在常温下的pH=3，c(B2-)=1×10-6 mol/L，则c(H+)=10-3mol/L，此时不考虑水的电离，因此c(HB-)=c(H+)-c(B2-)=10-3mol/L-×10-6 mol/L≈10-3mol/L，故Ka2===1×10-6，由Ka2×Kh1=Kw可知，Na2B的Kh==10-8。
5． 碱性 或 ，因醋酸钠电离，使增大，醋酸的电离平衡逆向移动，减小，所以溶液pH增大
【分析】醋酸为弱酸，不能完全电离，等pH时，醋酸浓度较大；
醋酸钠为强碱弱酸盐，水解呈碱性；
时，溶液呈中性；时，溶液呈酸性；
加入少量醋酸钠晶体，增大，可抑制醋酸的电离。
【详解】醋酸为弱酸，不能完全电离，等浓度是盐酸pH较小，电离方程式为，等pH时，醋酸浓度较大，消耗NaOH溶液多；
醋酸钠为强碱弱酸盐，水解呈碱性，水解方程式为；
时，溶液呈中性，存在，时，溶液呈酸性，溶液中离子物质的量的浓度大小关系可能为 或如果醋酸剩余的太多，还会存在：；
加入少量醋酸钠晶体，增大，可抑制醋酸的电离，具体为，因醋酸钠电离，使增大，醋酸的电离平衡逆向移动，减小，所以溶液pH增大。
6． CH3COONa 1×10a－14 mol·L－1 c(OH－)>c(Ba2＋)＝c(Cl－)>c(NH4+)>c(H＋) 1∶4
【详解】试题分析：A、C溶液的pH均大于7，则一种是强碱，一种是弱酸强碱盐，A、B的溶液中水的电离程度相同，说明B是可水解的盐，C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀，则白色沉淀是硫酸钡，B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体，是氨气，则C是氢氧化钡，B是氯化铵，D是硫酸钠，A醋酸钠；
（1）A是CH3COONa；
（2）根据电荷守恒得c（H+）+c（NH4+）=c（OH-）+c（Cl-），根据物料守恒得 c（NH3·H2O）+c（NH4+）=c（Cl-），两式结合c（H+）-c（NH3 H2O）=c（OH-）=10a-14 mol·L－1；
（3）将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合，即氯化铵和氢氧化钡等物质的量混合，溶液中的溶质是NH3 H2O、Ba（OH）2和BaCl2，Ba（OH）2和BaCl2的浓度相等，NH3 H2O的浓度是Ba（OH）2和BaCl2浓度的2倍，c（OH-）最大，c（Ba2+）和c（Cl-）相等，NH3 H2O发生电离，则c（Cl-）大于c（NH4+），c（H+）最小，所以溶液中离子浓度大小顺序是c(OH－)>c(Ba2＋)＝c(Cl－)>c(NH4+)>c(H＋)；
（4）混合溶液的pH=11，则溶液中c（OH-）=10-3 mol/L，设氢氧化钡的体积为a，盐酸的体积为b，c(OH－)=（0.005×2×a-0.00125b）/（ a+b）=10-3 mol/L，则a：b=1：4。
考点：无机推断，离子浓度大小比较，溶液pH的计算
7． A－+H2O HA+ OH－ > 0.05 > A>B>D>C
【分析】（5）根据铵根离子的水解程度判断溶液酸碱性的大小，溶液浓度越稀，盐的水解程度越大；
【详解】（1）等物质的量的一元酸和一元碱恰好反应生成盐和水，生成的盐溶液呈碱性说明该酸是弱酸，生成的盐能水解导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，溶液的pH值大于7，水解方程式为：A-+H2O HA+OH-，故答案为：A-+H2O HA+OH-；
（2）该盐含有弱根离子能促进水电离，氢氧化钠是强碱能抑制水电离，所以混合溶液中由水电离出的c(H+)＞0.1mol L-1NaOH溶液中由水电离出的c(H+)，故答案为：＞；
（3）0.1 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合后，NaOH溶液为原来的一半，即0.05 mol·L-1，则c(Na+)=0.05mol·L-1，由物料守恒：c (HA)+c (A-)= c(Na+)=0.05mol·L-1，故答案为：0.05；
（4）将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出，说明HA的酸性比碳酸的强，NH4A溶液为中性，说明相同条件下，氨水和HA的电离程度相同，所以(NH4)2SO4中铵根离子的水解程度小于碳酸根离子的水解程度，所以溶液的pH＞7；故答案为：＞；
（5）(NH4)2SO4和NH4Cl是强酸弱碱盐，铵根离子水解导致溶液呈酸性，溶液中铵根离子浓度越大，水解程度越小，但水解的个数多，所以氯化铵溶液的pH值大于硫酸铵；
NH4A溶液中阴阳离子的水解程度相等，所以溶液呈中性，溶液的pH值大于氯化铵；
NH4HCO3溶液中铵根离子的水解程度小于碳酸氢根离子的水解程度，溶液呈碱性，所以溶液的pH值最大，则pH大小顺序为A＞B＞D＞C，故答案为：A＞B＞D＞C.
8． 碱性 > 酸 < 中性 > >
【详解】（1）醋酸为弱电解质，将等体积、等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，恰好生成CH3COONa，为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，c（OH-）＞c（H+），根据电荷守恒，溶液中存在：c（CH3COO-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+），则c（Na+）＞c（CH3COO-）；（2）醋酸为弱电解质，pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合，醋酸过量，溶液呈酸性，则c（H+）＞c（OH-），根据电荷守恒，溶液中存在：c（CH3COO-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+），则c（Na+）＜c（CH3COO-）；（3）将物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液中存在：c（CH3COO-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+），已知c（CH3COO-）=c（Na+），则c（OH-）=c（H+），所以溶液呈中性，因醋酸为弱酸，如二者等体积混合，反应后生成CH3COONa，为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，为使溶液呈中性，醋酸应稍过量，则醋酸的体积大于氢氧化钠溶液体积；（4）如醋酸溶液中c（H+）等于氢氧化钠溶液中c（OH-），则等体积混合后溶液呈酸性，而此时呈中性，则醋酸醋酸溶液中c（H+）应小于氢氧化钠溶液中c（OH-），如等体积、等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合，溶液呈碱性，而此时呈中性，则醋酸浓度应大于NaOH浓度