2025-2026学年人教版化学选择性必修一单元检测第三章　水溶液中的离子反应与平衡（含解析）

第三章　水溶液中的离子反应与平衡
(满分:100分　考试时间:90分钟)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列事实不能用来判断醋酸为弱电解质的是(　　)。
A.常温下测定醋酸钠溶液的pH
B.比较相同大小的镁条与相同浓度的盐酸和醋酸反应的速率大小
C.比较相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸分别与0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液反应所消耗的氢氧化钠溶液的体积
D.比较相同浓度的盐酸和醋酸的导电能力
2.把1 L 0.1 mol·L-1醋酸用蒸馏水稀释到10 L,下列叙述正确的是(　　)。
A.c(CH3COOH)变为原来的
B.c(H+)变为原来的
C.的比值增大
D.溶液的导电性增强
3.下列说法正确的是(　　)。
A.向水中加入酸或碱,都可抑制水的电离,使水的离子积减小
B.向氢氧化镁沉淀中滴加适量的盐酸或氯化铵溶液,沉淀均能溶解
C.实验测定酸碱滴定曲线时,要保证整个过程测试和记录pH的间隔相同
D.Ksp大的难溶电解质一定能转化成Ksp小的难溶电解质,Ksp小的难溶电解质一定不能转化成Ksp大的难溶电解质
4.25 ℃时,水的电离达到平衡状态,下列叙述正确的是(　　)。
A.向水中加入稀氨水,水的电离平衡将逆向移动,氢氧根离子浓度减小
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,氢离子浓度增大,KW不变
C.向水中加入少量固体醋酸钠,水的电离平衡逆向移动,氢离子浓度减小
D.将水加热,KW增大,水的电离平衡不移动,pH不变
5.关于下列各实验或装置的叙述中,不正确的是(　　)。
A.①可用于测溶液pH
B.②是用酸性高锰酸钾溶液滴定Na2SO3溶液
C.③是滴定操作时手的操作
D.④中滴入半滴NaOH标准液使溶液由无色变为红色,即达到滴定终点
6.25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液:①NaCl、②NaOH、③H2SO4,其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是(　　)。
A.③>②>① B.②>③>①
C.①>②>③ D.③>①>②
7.在10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入同体积、同浓度的CH3COOH溶液,反应后溶液中各粒子的浓度关系错误的是(　　)。
A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
8.某探究小组在某温度下测定溶液的pH时发现:0.01 mol·L-1氢氧化钠溶液中,由水电离出的c(H+)=10-11 mol·L-1。在相同温度下,0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液的pH应为(　　)。
A.13 B.12 C.11 D.10
9.在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是 (　　)。
A.无色溶液:Ca2+、H+、Cl-、HS
B.能使pH试纸呈红色的溶液:Na+、N、I-、N
C.FeCl3溶液:K+、Na+、S、C
D.常温下,=0.1 mol·L-1的溶液:Na+、K+、Si、N
10.现有HX、H2Y和H2Z三种酸,各酸及其盐之间不发生氧化还原反应,它们的电离常数如表所示。
酸 电离常数(25 ℃)
HX Ka=10-9.2
H2Y =10-6.4　=10-10.3
H2Z =10-1.9　=10-7.2
下列说法正确的是(　　)。
A.在水溶液中结合H+的能力:Y2-B.0.1 mol·L-1 NaX溶液中离子浓度的关系:c(Na+)C.Na2Y溶液与过量HX反应的离子方程式:HX+Y2-HY-+X-
D.25 ℃时,浓度均为0.1 mol·L-1的H2Y和H2Z溶液的pH:H2Y11.如图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是(　　)。
A.两条曲线间任意点均有c(H+)·c(OH-)=KW
B.M区域内(不包括边界)任意点均有c(H+)C.图中T1D.XZ线上任意点的c(H+)都相等
12.测定鸡蛋壳中碳酸钙含量的方法如下:将一定质量鸡蛋壳粉碎后用已知浓度与体积的足量盐酸充分溶解(假设其他成分不反应),直到不再有气泡产生。再加入2滴酚酞溶液,用标准NaOH溶液滴定至终点,记录消耗NaOH溶液的体积。若某次测定的碳酸钙含量偏高,可能的原因是(　　)。
A.所用的盐酸浓度过高,有一定挥发
B.终点时溶液呈较深的红色
C.滴定管清洗后直接盛装标准NaOH溶液
D.滴定前未通过加热赶走溶解的CO2
13.在25 ℃时,对10.0 mL浓度均为0.1 mol·L-1盐酸和醋酸的混合溶液进行如下操作。下列说法正确的是 (　　)。
A.加入足量CH3COONa固体,溶液中将减小
B.加入10.0 mL相同浓度的NaOH溶液,所得溶液pH>7
C.加入15.0 mL NaOH溶液,若所得溶液pH<7,则水电离的c(H+)<1×10-7 mol·L-1
D.加入20.0 mL相同浓度的NaOH溶液,若忽略混合时的体积变化,此时溶液中:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-)=c(Na+)=0.05 mol·L-1
14.常温下,现有0.1 mol·L-1的NH4HCO3溶液,其pH=7.8。已知含氮或含碳粒子的分布分数δ(平衡时某种粒子的浓度占各种粒子浓度之和的分数)与pH的关系如图所示(不考虑溶液中的CO2和NH3分子)。下列说法正确的是(　　)。
A.常温下Kb(NH3·H2O)<(H2CO3)
B.当溶液的pH=9时,溶液中存在下列关系:c(N)>c(HC)>c(NH3·H2O)>c(C)
C.HC+NH3·H2ON+C+H2O的平衡常数为K,则lg K=-0.9
D.向上述pH=7.8的溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液时,N和HC浓度逐渐减小
15.室温时,将0.10 mol·L-1 NaOH溶液滴入20.00 mL未知浓度的某一元酸HA溶液中,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化曲线如图所示(忽略溶液混合时体积的变化)。当V(NaOH溶液)=20.00 mL(图中C点),二者恰好完全反应。则下列有关说法不正确的是(　　)。
A.HA为弱酸,其物质的量浓度为0.10 mol·L-1
B.A点时:c(A-)-c(HA)=2c(H+)-2c(OH-)
C.c(HA)+c(A-)+c(Na+)的值:B点近似等于C点
D.D点时:2c(HA)+2c(A-)=3c(Na+)
16.已知p(Ba2+)=-lg c(Ba2+)、p(X2-)=-lg c(X2-),常温下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列叙述中正确的是(　　)。
A.p(Ba2+)=a时,两种盐的饱和溶液中离子浓度c(S)>c(C)
B.M点对应的溶液中Ba2+、C不能形成BaCO3沉淀
C.相同条件下,C比S更易与Ba2+结合形成沉淀
D.BaSO4不可能转化为BaCO3
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.(10分)硫酸是中学阶段常见的强酸之一。对于常温下0.05 mol·L-1 H2SO4溶液。
(1)若将溶液升高温度到100 ℃,溶液中的c(OH-)=1×10-11 mol·L-1,则100 ℃时水的离子积是　　　　　　。
(2)该溶液中硫酸电离出的c(H+)与H2O电离出的c(H+)之比为　　　　　　。
(3)将该溶液放入烧杯中滴入几滴酚酞,插入两个电极与直流电源连接形成闭合回路。
①向烧杯中逐滴加入同浓度的氢氧化钡,灯泡逐渐变暗,后熄灭。该过程中反应的离子方程式为 　。
②向熄灭后的烧杯中再逐滴加入氢氧化钡溶液,观察到灯泡逐渐变亮,还观察到溶液　　　　　　　　,此过程中水的电离程度　　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不确定”)。
(4)将该H2SO4溶液加水稀释,水的电离平衡　　　　　　　　(填“向左”“向右”或“不”)移动。
18.(10分)软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质,工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如图所示。
已知:部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表。
金属阳离子 Fe3+ Al3+ Mn2+ Mg2+
完全沉淀时的pH 3.2 5.2 10.4 12.4
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为
　 。
(2)第1步除杂中形成滤渣1的主要成分为　　　　　　　　　　(填化学式),调pH至5~6所加的试剂,可选择　　　　　　　　(填字母)。
a.CaO b.MgO c.Al2O3 d.氨水
(3)第2步除杂,主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去,写出MnF2除去Mg2+的离子方程式:　 ,
该反应的平衡常数为　　　　　　　　(结果保留一位小数)(已知:MnF2的Ksp=5.3×10-3;CaF2的Ksp=1.5×10-10;MgF2的Ksp=7.4×10-11)。
(4)取少量MnSO4·H2O溶于水,配成溶液,测其pH发现该溶液显酸性,原因是
(用离子方程式表示)。
19.(16分)Ⅰ.乙二酸俗名草酸,下面是化学学习小组的同学对草酸晶体(H2C2O4·xH2O)进行的探究性学习过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。该组同学的研究课题是测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值。通过查阅资料得,草酸易溶于水,其水溶液可以用酸性KMnO4溶液进行滴定:2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。学习小组的同学设计了如下实验步骤测定x值。
①称取1.260 g纯草酸晶体,将其配成100.00 mL溶液作为待测液;
②取25.00 mL待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀硫酸;
③用浓度为0.100 0 mol·L-1的酸性KMnO4标准溶液进行滴定,达到终点时消耗标准液10.00 mL。
请回答下列问题。
(1)滴定时,将酸性KMnO4标准溶液装在图中的　　　　(填“甲”或“乙”)滴定管中。
(2)本实验滴定达到终点的标志是　 。
(3)通过上述数据,求得x=　　　　。
①若滴定至终点时俯视滴定管读数,则由此测得的x值会　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同)。
②若滴定时所用的酸性KMnO4溶液因久置而导致浓度变小,则由此测得的x值会　　　　。
Ⅱ.久置的FeSO4溶液变黄,一般认为是二价铁被氧化为三价铁的缘故。某研究小组为研究溶液中Fe2+被O2氧化的过程,查阅资料发现:溶液中Fe2+的氧化过程分为两步,首先是Fe2+水解,接着水解产物被O2氧化。于是小组同学决定研究常温下不同pH对Fe2+被O2氧化的影响,并测定了Fe2+氧化率随时间变化的关系,结果如图。回答下列问题。
(1)写出Fe2+水解的离子方程式: 　;
要抑制FeSO4水解,可以采取的措施是 　。
(2)在酸性条件下,Fe2+被O2氧化的反应的化学方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,已知常温下该反应的平衡常数很大。则下列说法正确的是　　　　(填字母)。
A.Fe2+转化为Fe3+的趋势很大
B.Fe2+转化为Fe3+的速率很大
C.该反应进行得很完全
D.酸性条件下Fe2+不会被氧化
(3)结合图像分析不同pH对Fe2+被O2氧化的反应的影响: 　。
(4)研究小组在查阅资料时还得知:氧气的氧化性随溶液的酸性增强而增强。通过以上研究可知,配制FeSO4溶液的正确做法是　 。
(5)用K2Cr2O7标准溶液测定溶液中Fe2+浓度,从而计算Fe2+的氧化率。反应如下:6Fe2++Cr2+14H+2Cr3++6Fe3++7H2O。若取20 mL待测溶液,用0.020 0 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定,消耗标准溶液16.50 mL,则溶液中c(Fe2+)=　　　　 mol·L-1。
20.(16分)高铁酸钾的制备。
高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效、无毒的强氧化剂,常温下为紫色固体,微溶于浓KOH溶液,能溶于水,且能与水反应放出氧气,并生成Fe(OH)3胶体。稳定性随pH的下降而减弱,酸性条件下易分解。
(1)下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是　　　　　　　(填字母)。
A.铁粉具有还原性,可防止食物氧化变质
B.高铁酸钾能溶于水,可用作氧化剂
C.氢氧化铁胶体具有碱性,可用于净水
D.纯铁无杂质,可用作建筑材料
Ⅰ.K2FeO4的净水原理如图1所示。
图1
(2)下列说法错误的是　　　　　　(填字母)。
A.K2FeO4中铁元素显+6价
B.过程①中K2FeO4被细菌还原
C.过程②反应的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
D.过程③属于化学变化
(3)写出K2FeO4与水反应的化学方程式: 　。
Ⅱ.已知可用Cl2与Fe(NO3)3制备K2FeO4(含副产品KCl、KNO3),查阅资料得知高铁酸盐在水溶液中有四种含铁粒子。25 ℃时,它们的物质的量分数(δ)随pH的变化如图2所示。
图2
(4)①为获得尽可能纯净的高铁酸盐,pH应控制在　　　　　　。
②写出在此条件下,反应的离子方程式:　;
每生成39.6 g K2FeO4,转移的电子数目为　　　　　　。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
(5)已知溶液的酸碱性及离子浓度会对反应试剂的氧化性、还原性产生影响。某实验小组研究不同反应试剂对K2FeO4产率的影响,对比实验如下。
实验编号 反应试剂 实验现象
Ⅰ Cl2、FeCl3和少量KOH 无明显现象
Ⅱ Cl2、FeCl3和过量KOH 得到紫色溶液,无紫色固体
Ⅲ Cl2、Fe(NO3)3和过量KOH 得到紫色溶液(颜色比Ⅱ深),有紫色固体
注:上述实验中,溶液总体积、FeCl3和Fe(NO3)3的物质的量、Cl2的通入量均相同。
①由实验Ⅰ、Ⅱ的现象可知,Fe3+的还原性随溶液碱性的增强而　　　　　　(填“增强”“减弱”或“不变”)。
②实验Ⅱ中K2FeO4的产率比实验Ⅲ低,试解释其可能的原因: 　。
③向实验Ⅱ所得紫色溶液中继续通入Cl2,观察到溶液紫色变浅,试解释其可能的原因: 　。
(6)实验室测定含少量杂质的K2FeO4样品的纯度:称取0.150 0 g K2FeO4样品溶于碱性KI溶液中,调节pH至弱酸性使混合液充分反应。用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液进行滴定,消耗Na2S2O3标准溶液25.00 mL。滴定时,发生反应的离子方程式:Fe+4I-+8H+Fe2++2I2+4H2O;I2+2S2S4+2I-。
已知:M(K2FeO4)=198 g·mol-1,试计算K2FeO4样品的纯度(写出计算过程)。
第三章　水溶液中的离子反应与平衡
(满分:100分　考试时间:90分钟)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.C
2.C
由于加水稀释,CH3COOH的电离程度增大,故而c(CH3COOH)应小于原来的,c(H+)应大于原来的,而n(CH3COO-)增大,n(CH3COOH)减小,故的比值增大;加水稀释后离子浓度减小,导电性减弱。
3.B
4.B
5.D
④中滴入半滴NaOH标准液使溶液由无色变为红色,且半分钟内不恢复为原来的颜色,即达到滴定终点,D项错误。
6.C
7.A
在10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入同体积、同浓度的CH3COOH溶液,发生反应生成醋酸钠和水,醋酸根离子水解使溶液显碱性,溶液中离子浓度大小为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+);溶液中元素守恒:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH);溶液中电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)。
8.B
根据题意,可得此温度时,KW=c(H+)·c(OH-)=0.01×10-11=10-13。在相同温度下,0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液中的c(H+)==10-12 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=12,B项正确。
9.D
A项,H+与HS发生反应而不能大量共存,错误;B项,使pH试纸呈红色的溶液显酸性,在酸性条件下,N有强氧化性(相当于HNO3),可将I-氧化,而不能大量共存,错误;C项,Fe3+与C发生相互促进的水解反应而不能大量共存,错误;D项,=0.1 mol·L-1,即c(H+)=10-13 mol·L-1,是碱性溶液,四种离子均可共存,正确。
10.C
H2Y的小于H2Z的,故HZ-的电离程度比HY-的大,故在水溶液中结合氢离子的能力:Y2->Z2-,A项不正确;根据已知电离常数判断,HX是弱酸,故X-发生水解被消耗,c(Na+)>c(X-),B项不正确;从表格中电离平衡常数的大小判断酸性:HX>HY-,故根据相对强的酸制相对弱的酸,C项正确。根据电离平衡常数判断酸性:H2YH2Z,D项不正确。
11.D
只要在水溶液中,都会有c(H+)·c(OH-)=KW,故A项正确。XZ线的斜率是1,XZ线上的点均存在c(H+)=c(OH-),在X、Z连线的上方M区域(不包括边界),c(H+)X点,所以T112.A
13.C
向盐酸和醋酸的混合溶液中加入足量CH3COONa固体,则c(CH3COO-)增大,平衡逆向移动,c(CH3COOH)增大,但没有c(CH3COO-)增大得多,故增大,A项错误。加入10.0 mL相同浓度的NaOH溶液,溶液为氯化钠和醋酸混合物,显酸性,所得溶液pH<7,B项错误。加入15.0 mL NaOH溶液,若所得溶液pH<7,说明溶液显酸性,即酸有剩余,酸抑制水的电离,故水电离的c(H+)<1×10-7 mol·L-1,C项正确。加入20.0 mL相同浓度的NaOH溶液,根据元素守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-)=c(Na+)=0.1 mol·L-1×≈0.067 mol·L-1,D项错误。
14.C
由图可知,虚线代表NH3·H2O和N,NH3·H2O曲线与N曲线交点的pH=9.3,可以求出Kb(NH3·H2O)==10-4.7,同理,H2CO3曲线与HC曲线交点的pH=6.4,HC曲线与C曲线交点的pH=10.2,可以求出(H2CO3)==10-6.4,(H2CO3)==10-10.2,则Kb(NH3·H2O)>(H2CO3),A项错误;由图可知,当溶液的pH=9时,溶液中粒子浓度关系为c(HC)>c(N)>c(NH3·H2O)>c(C),B项错误;HC+NH3·H2ON+C+H2O的平衡常数K==
==10-0.9,则lg K=-0.9,C项正确;根据图像可知向pH=7.8的溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液时,N浓度逐渐减小,HC浓度先增大后减小,D项错误。
15.D
16.B
横纵坐标代表离子浓度的负对数,即横纵坐标数值越大,其离子浓度越小,根据溶度积的公式以及图像知,BaSO4的溶度积小于BaCO3的溶度积:Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)时,有BaCO3沉淀析出,BaSO4可转化成BaCO3,故D项错误。
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.(10分)
(1)10-12　(2)1012∶1
(3)①2H++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O　②变红色　减小
(4)向右
18.(10分)
(1)SO2将MnO2还原为MnSO4,故“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为MnO2+SO2S+Mn2+。(2)调节pH至5~6,由氢氧化物完全沉淀的pH可知,铁离子、铝离子转化为沉淀,则滤渣1为Fe(OH)3、Al(OH)3,除杂过程中不能引入新杂质,所以可加氧化钙或氧化镁调节溶液的pH。(3)氟化锰是难溶物,书写离子方程式用化学式表示,反应的离子方程式是MnF2(s)+Mg2+(aq)Mn2+(aq)+MgF2(s);K=≈7.2×107。(4)MnSO4是强酸弱碱盐,水解使溶液呈酸性,离子方程式为Mn2++2H2OMn(OH)2+2H+。
19.(16分)
Ⅰ.(1)甲
(2)当滴入最后半滴酸性KMnO4标准溶液时,溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色
(3)2　①偏大　②偏小
Ⅱ.(1)Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+　向溶液中滴加少量稀硫酸　(2)AC　(3)pH越大氧化率越大
(4)向其中加入少量的硫酸和铁粉等　(5)0.099 0
Ⅰ.(3)由题给离子方程式及数据可知,1.260 g纯草酸晶体中所含H2C2O4的物质的量为0.100 0 mol·L-1×10.00 mL×10-3 L·mL-1×=0.010 0 mol,则1.260 g H2C2O4·xH2O中所含H2O的物质的量为=0.020 0 mol,则x=2。①若滴定至终点时俯视滴定管读数,则所测得的消耗的酸性KMnO4标准溶液的体积偏小,测得的n(H2C2O4)偏小,则n(H2O)偏大,x值偏大。②若酸性KMnO4溶液浓度偏小,则消耗的体积偏大,测得的x值偏小。
Ⅱ.(4)氧气的氧化性随溶液的酸性增强而增强,为了防止亚铁离子被氧化,配制FeSO4溶液时需要加入少量铁粉;为了防止亚铁离子水解,还需要加入少量硫酸,即配制FeSO4溶液的方法:加入少量的硫酸和铁粉等。(5)若取20 mL待测溶液,用0.020 0 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定,消耗标准溶液16.50 mL,n(K2Cr2O7)=0.020 0 mol·L-1×16.50×10-3L=3.3×10-4 mol,根据反应可知,n(Fe2+)=6n(K2Cr2O7)=3.3×10-4 mol×6=1.98×10-3 mol,则溶液中c(Fe2+)==0.099 0 mol·L-1。
20.(16分)
(1)A　(2)D
(3)4K2FeO4+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH
(4)①≥9　②3Cl2+2Fe3++16OH-2Fe+6Cl-+8H2O　0.6NA
(5)①增强
②实验Ⅱ中,Cl-浓度大,Cl2的氧化性减弱,不利于反应3Cl2+2Fe3++16OH-2Fe+6Cl-+8H2O的进行
③通入氯气后,发生反应:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,溶液碱性减弱,进而导致K2FeO4转化为其他物质
(6)根据关系式:Fe~2I2~4S2,则
n(Fe)=n(S2)=×0.100 0 mol·L-1×0.025 L=6.25×10-4 mol,则K2FeO4样品的纯度为×100%=82.5%