2020_2021学年新教材高中化学第3章物质在水溶液中的行为单元素养评价三含解析鲁科版选择性必修1

2020_2021学年新教材高中化学第3章物质在水溶液中的行为单元素养评价三含解析鲁科版选择性必修1

单元素养评价(三) ‎ ‎(第3章)‎ ‎(90分钟　100分)‎ 一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1.对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是 (　　)‎ A.NaHSO4　　B.Na　　C.NaCl　　D.NaOH ‎【解析】选C。NaHSO4溶于水显酸性,抑制水的电离,A不符合;钠和水反应生成氢气和氢氧化钠,促进水电离平衡正向进行,B不符合;NaCl不水解,不影响水的电离平衡,C符合;氢氧化钠为强碱,抑制水的电离,D不符合。‎ ‎2.下列四种溶液中,水的电离程度最大的是 (　　)‎ A.pH=5的NH4Cl溶液 B.pH=5的NaHSO4溶液 C.pH=8的CH3COONa溶液 D.pH=8的NaOH溶液 ‎【解析】选A。B、D选项抑制水的电离,A、C选项促进水的电离,A中水电离出的c平(H+)=10-5 mol·L-1,C中水电离出的c平(OH-)=10-6 mol·L-1,A中数值大,水的电离程度大。‎ ‎3.在室温下,下列叙述正确的是 (　　)‎ A.将1 mL 1.0×10-5 mol·L-1盐酸稀释到1 000 mL,得pH=8的盐酸 B.将1 mL pH=3的一元酸溶液稀释到10 mL,若溶液的pH<4,则此酸为弱酸 C.用pH=1的盐酸分别中和1 mL pH=13的NaOH溶液和氨水,NaOH溶液消耗的盐酸多 D.pH=2的盐酸与pH=2的醋酸相比较:c平(HCl)=c平(CH3COOH)‎ ‎【解析】选B。酸溶液稀释后仍显酸性,A项错误。弱电解质加水稀释时,促进弱电解质的电离,弱酸稀释10倍时,c平(H+)大于原溶液的,pH增加幅度小于1,B项正确。等体积等pH的强碱NaOH溶液比弱碱氨水提供OH-少,消耗盐酸量少,C项错误。盐酸是强酸,醋酸是弱酸,如pH=2,则c平(HCl)Ksp(AgBr),混合溶液中Cl-浓度比Br-浓度大得多,当加入足量的浓AgNO3溶液时,AgBr沉淀有所增多,但主要生成AgCl沉淀。‎ ‎10.常温下,将一定浓度的盐酸和醋酸加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是 世纪金榜导学号(　　)‎ A.两溶液稀释前的浓度相同 B.a、b、c三点溶液的pH由大到小顺序为a>b>c C.a点的Kw值比b点的Kw值大 D.a点水电离的c平(H+)大于c点水电离的c平(H+)‎ ‎【解析】选D。稀释前,两种溶液的导电能力相同,所以溶液中离子浓度相同,醋酸是弱电解质,所以醋酸的浓度大于盐酸的浓度,A项错误;导电能力越强,氢离子浓度越大,而溶液的pH越小,大小顺序应为b>a>c,B项错误;温度不变,水的离子积常数不变,C项错误。‎ 二、选择题:本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。‎ ‎11.对于0.1 mol·L-1的Na2S溶液,下列判断正确的是(　　)‎ A.溶液中阴离子浓度的大小顺序:c平(S2-)>c平(OH-)>c平(HS-)‎ B.c平(Na+)=2c平(S2-)+c平(OH-)+c平(HS-)‎ C.c平(Na+)=c平(S2-)+c平(HS-)‎ - 14 -‎ D.向溶液中加入少量NaOH固体,能促进水的电离 ‎【解析】选A。电荷守恒:c平(Na+)+c平(H+)=2c平(S2-)+c平(OH-)+c平(HS-),物料守恒:c平(Na+)=2{c平(S2-)+c平(HS-)+c平(H2S)},B、C选项均错误;氢氧化钠固体溶于水电离出氢氧根离子抑制水的电离,D选项错误。‎ ‎12.(双选)(2020·襄阳高二检测)固态干冰也可以用来作冷冻治疗的材料。已知,干冰的主要成分是CO2,CO2溶于水生成碳酸。已知下列数据:‎ 弱电解质 H2CO3‎ NH3·H2O 电离平衡常数 ‎(25 ℃)‎ Ka1=4.4×‎ ‎10-7 mol·L-1 ‎ Ka2=4.7×‎ ‎10-11 mol·L-1‎ Kb=1.77×‎ ‎10-5 mol·L-1‎ 现有常温下1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液,已知N的水解平衡常数Kh=,C第一步水解的平衡常数Kh=。下列说法正确的是 (　　)‎ A.由数据可判断该溶液呈碱性 B.c平(N)>c平(HC)>c平(C)>c平(NH3·H2O)‎ C.c平(N)+c平(NH3·H2O)=2c平(C)+2c平(HC)+2c平(H2CO3)‎ D.c平(N)+c平(H+)=c平(HC)+c平(OH-)+c平(C)‎ ‎【解析】选A、C。分析表中数据并结合题给信息知,C的水解程度远大于N的水解程度,常温下1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液呈碱性,A项正确;盐类的水解是微弱的,则在常温下1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液中:c平(N)>c平(C)>c平(HC)>c平(NH3·H2O),B项错误;根据物料守恒可判断C项正确;根据电荷守恒知c平(N)+c平(H+)=2c平(C)+c平(HC - 14 -‎ ‎)+c平(OH-),D项错误。‎ ‎【补偿训练】‎ ‎(2020·北京东城区高二检测)常温时,向20 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,滴入NaOH溶液的体积与溶液pH的变化如图所示。下列说法正确的是 (　　)‎ A.a点的pH=1‎ B.b点时,c平(CH3COO-)=0.05 mol·L-1‎ C.c点时,V(NaOH)=20 mL D.反应过程中的值不断增大 ‎【解析】选D。CH3COOH为弱酸,部分电离,a点为0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液,‎ c平(H+)小于0.1 mol·L-1,则pH大于1,故A项错误;b点溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,溶液体积由20 mL扩大为30 mL,根据物料守恒得 c平(CH3COOH)+c平(CH3COO-)=0.1 mol·L-1×,CH3COOH的电离和CH3COO-的水解均是微弱的,则二者的浓度应均接近于 mol·L-1≈0.033 mol·L-1,故B项错误;V(NaOH)=20 mL时,CH3COOH与NaOH恰好完全反应生成CH3COONa,此时溶液显碱性,pH>7,故C项错误;=,随着NaOH溶液的加入,c平(H+)逐渐减小,而温度不变,Ka不变,则的值逐渐增大,故D项正确。‎ ‎13.下列各项中操作或现象能达到预期实验目的的是 (　　)‎ 选项 操作或现象 实验目的 A 向AlCl3溶液中加入过量的NaOH溶液,过滤,洗涤,干燥,加热灼烧 制取Al2O3‎ - 14 -‎ B 用饱和的Na2CO3溶液可以将BaSO4转化为BaCO3‎ 证明Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)‎ C 在氯化氢气流中加热蒸发MgCl2溶液 制取无水MgCl2‎ D 取一张pH试纸,先用蒸馏水润湿,再用玻璃棒蘸取0.1 mol·L-1氨水,点在pH试纸上,显色后跟标准比色卡比较 测0.1 mol·L-1氨水的pH ‎【解析】选C。A项最终得不到Al2O3,错误;B项Ksp(BaSO4)比Ksp(BaCO3)小,错误;D项测溶液pH时,pH试纸不能先用蒸馏水润湿。‎ ‎14.下列说法正确的是 (　　)‎ A.图A表示pH相同的盐酸和醋酸加水稀释时溶液导电能力的变化 B.图A表示物质的量浓度相同的盐酸和醋酸加水稀释时溶液导电能力的变化 C.图B中,t ℃时饱和溶液的质量分数为m%‎ D.图B中,若保持温度不变,可以通过增加溶质的方法使溶液从a点变为b点 ‎【解析】选A。醋酸为弱酸,在稀释时,电离平衡右移,离子浓度减小较缓慢,A项正确;浓度相同的醋酸和盐酸其导电能力不一样,B项错误;溶解度是指一定温度下100 g水中所能溶解的溶质的质量,C项错误;溶解度只与温度有关,D项错误。‎ ‎15.(双选)(2020·潍坊高二检测)某温度时,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 (　　)‎ A.加入AgNO3,可以使溶液由c点变到d点 B.加入少量水,平衡右移,Cl-浓度减小 - 14 -‎ C.d点会有AgCl沉淀生成 D.c点对应的Ksp等于a点对应的Ksp ‎【解析】选C、D。A项,加入AgNO3,使溶液中Ag+的浓度增大,由于Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp不变,Cl-的浓度减小,而溶液c点与d点的Cl-的浓度相等,错误;B项,加入少量水,对溶液中的离子的浓度起到了稀释作用,平衡右移,这时溶液中的沉淀会继续溶解电离,最终使溶液中的各种离子的浓度保持不变,错误;C项,在d点时由于c平(Ag+)·c平(Cl-)>Ksp,所以会产生AgCl沉淀,正确;D项,由于这是在某一温度时的AgCl的沉淀溶解平衡曲线,物质的溶度积常数只与温度有关,而与物质的浓度无关。所以c点对应的Ksp等于a点对应的Ksp,正确。‎ 三、非选择题:本题包括5小题,共60分。‎ ‎16.(10分)溶液中的化学反应大多是离子反应。根据要求回答下列问题: 世纪金榜导学号 ‎(1)盐碱地(含较多Na2CO3、NaCl)不利于植物生长,试用化学方程式表示:‎ 盐碱地产生碱性的原因:______________________________________; ‎ 农业上用石膏降低其碱性的反应原理:____________________________。 ‎ ‎(2)若取pH、体积均相等的NaOH溶液和氨水分别用水稀释m倍、n倍,稀释后pH仍相等,则m____________(填“>”“<”或“=”)n。 ‎ ‎(3)常温下,在pH=6的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中水电离出来的c平(OH-)=____________________________。 ‎ ‎(4)25 ℃时,将a mol·L-1氨水与0.01 mol·L-1盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c平(N)=c平(Cl-),则溶液显_________(填“酸”“碱”或“中”)性。用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=_______________________。 ‎ ‎【解析】(1)碳酸钠水解显碱性,石膏的主要成分是硫酸钙,硫酸钙与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸钙沉淀,降低了碳酸根离子的浓度,进而降低了碱性。 (2)氨水是弱碱溶液,稀释过程中电离程度增大,若取pH、体积均相等的NaOH溶液和氨水分别加水稀释后pH仍相等,则氨水的稀释程度较大。(3)溶液中的氢氧根离子是由水电离的,根据离子积常数和溶液的pH,求出c平(OH-)=1.0×10-8 mol·L-1。(4)根据电荷守恒知c平(H+)+c平(N)=c平(Cl-)+c平(OH-),c平(N)=c平(Cl-),则c平(H+)=c平(OH-),溶液为中性。根据混合后的溶液知,NH3·H2O的Kb=‎ - 14 -‎ ‎== mol·L-1。‎ 答案:(1)Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH　Na2CO3+CaSO4CaCO3+Na2SO4‎ ‎(2)<　(3)1.0×10-8 mol·L-1‎ ‎(4)中　 mol·L-1‎ ‎17.(12分)(1)水的电离平衡曲线如图所示,若A点表示25 ℃时水的电离达平衡时的离子浓度,B点表示100 ℃时水的电离达到平衡时的离子浓度。 世纪金榜导学号 ‎①100 ℃时1 mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的c平(H+)=_______________ mol·L-1,Kw(25 ℃)_______________(填“>”“<”或“=”)Kw(100 ℃)。 ‎ ‎②25 ℃时,向水的电离平衡体系中加入少量NH4Cl固体,对水的电离平衡的影响是_______________(填“促进”“抑制”或“不影响”)。 ‎ ‎(2)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知 化学式 电离常数(25 ℃)‎ HCN K=4.9×10-10‎ CH3COOH K=1.8×10-5‎ H2CO3‎ K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11‎ ‎①25 ℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为____________________________。 ‎ ‎②25 ℃时,等浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合,所得溶液显碱性,则c平(Na+) _______________ (填“>”“<”或“=”)c平(CH3COO-)。‎ ‎③向NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的化学方程式为_____________。 ‎ ‎【解析】(1)酸、碱的电离均抑制水的电离,盐类的水解促进水的电离。(2)①K值越大,‎ - 14 -‎ 弱酸的电离程度越大,对应盐类的水解程度越小。②溶液显碱性:c平(OH-)>c平(H+),根据电荷守恒可以得出:c平(Na+)>c平(CH3COO-)。③从表格中可看出,酸性H2CO3>HCN>HC,所以产物应为HC。‎ 答案:(1)①1×10-12　<　②促进 ‎(2)①Na2CO3溶液>NaCN溶液>CH3COONa溶液 ‎②>　③NaCN+H2O+CO2HCN+NaHCO3‎ ‎18.(14分)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl2·3H2O及纯碱,流程如图所示。‎ 已知:溶液A只含Cu2+、Fe2+、Fe3+三种金属离子,且三种离子沉淀时的pH如下表所示。回答下列问题。‎ 金属离子 Fe3+‎ Fe2+‎ Cu2+‎ pH 氢氧化物开始沉淀 ‎1.9‎ ‎7.0‎ ‎4.7‎ 氢氧化物完全沉淀 ‎3.2‎ ‎9.0‎ ‎6.7‎ ‎(1)图中“试剂1”为_____________________。 ‎ ‎(2)加入CuO的作用是调节溶液pH,则pH的范围为_____________________。 ‎ ‎(3)下列物质可以代替CuO的是____________。 ‎ a.NH3·H2O　　　　　 b.CuCO3‎ c.NaOH d.Cu(OH)2‎ ‎(4)由溶液C获得CuCl2·3H2O,需要经过_____________________、_____________________、过滤等操作。 ‎ ‎(5)已知:常温下Cu(OH)2的Ksp=2×10-20。计算Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+的平衡常数为___。 ‎ ‎【解析】(1)Fe2+开始沉淀时的pH为7.0,此时Cu2+已完全沉淀。所以欲除去Cu2+中混有的Fe2+时,必须先将其氧化为Fe3+。为避免引入新杂质,试剂1可以是氯气或H2O2。(2)调节pH的原则是使Fe3+完全沉淀而Cu2+不沉淀。(3)NH3·H2O、NaOH会引入新的杂质离子。(5)Cu2++2H2O - 14 -‎ Cu(OH)2+2H+的平衡常数K=。根据Ksp[Cu(OH)2]=c平(Cu2+)·(OH-)及常温下Kw=c平(H+)·c平(OH-)得K====5×10-9(mol·L-1)。‎ 答案:(1)Cl2或H2O2　(2)3.2≤pH<4.7　(3)bd ‎(4)蒸发浓缩　冷却结晶　(5)5×1 mol·L-1‎ ‎【补偿训练】‎ ‎　　工业上利用电镀污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分难溶杂质)回收铜和铬等金属,回收流程如下:‎ 已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下:‎ Fe3+‎ Cu2+‎ Cr3+‎ 开始沉淀pH ‎2.1‎ ‎4.7‎ ‎4.3‎ 完全沉淀pH ‎3.2‎ ‎6.7‎ a ‎(1)在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外,主要还有_____________(填化学式)。 ‎ ‎(2)在除铁操作中,需要除去Fe3+和CaSO4,请完成相关操作:‎ ‎①加入石灰乳调节pH范围__________________,检验Fe3+已经除尽的操作是____________________________。 ‎ ‎②将浊液加热到80 ℃,_______________________。 ‎ ‎(3)写出还原步骤中加入NaHSO3生成Cu2O固体反应的离子方程式___________________________,此步骤中加入NaHSO3得到Cu2O的产率为95%,若NaHSO3过量,‎ - 14 -‎ 除了浪费试剂外,还会出现的问题是_______________________。 ‎ ‎(4)当离子浓度小于或等于1×10-5 mol·L-1时可认为沉淀完全,若要使Cr3+完全沉淀则要保持c平(OH-)≥____________。(已知:Kspc平(Cr(OH)3)=6.3×‎ ‎10-31mol4·L-4,≈4.0) ‎ ‎【解析】(1)Fe2O3、CuO、Cr2O3均能溶于硫酸,分别生成盐[Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3]和水。(2)由部分物质沉淀的pH及除铁操作的目的可知,加入石灰乳调节溶液的pH为3.2≤pH<4.3,不会沉淀Cu2+、Cr3+,但能除去Fe3+;Fe3+遇KSCN变红,如果溶液中Fe3+已经除尽,则滤液遇KSCN溶液不变红;再由CaSO4的溶解度曲线可知,CaSO4的溶解度随温度升高而逐渐减小,如果将浊液加热到80 ℃,趁热过滤,可以除去CaSO4。‎ ‎(3)由铜元素降价可知硫元素必须升价,还原步骤的原理为 ‎+1+2H2O1↓+1+5H+;‎ 亚硫酸属于中强酸,而还原步骤生成的硫酸是强酸,若NaHSO3过量,过量的NaHSO3可以与强酸反应生成有毒的SO2气体,造成环境污染。(4)由沉淀溶解平衡可知,Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq),Ksp[Cr(OH)3]=c平(Cr3+)×(OH-)‎ ‎=6.3×10-31 mol4·L-4,则(OH-)= (mol3·L-3)=6.3×10-26(mol3·L-3)=63×10-27(mol3·L-3),c平(OH-)= mol·L-1≈4.0×10-9 mol·L-1,即要使Cr3+完全沉淀则要保持c平(OH-)≥4.0×10-9 mol·L-1。‎ 答案:(1)CuSO4‎ ‎(2)①3.2≤pH<4.3　取适量滤液,加KSCN溶液,若不变红,则说明Fe3+已除尽　②趁热过滤 ‎(3)2H2O+HS+2Cu2+Cu2O↓+S+5H+　产生SO2,污染环境 ‎(4)4.0×10-9 mol·L-1‎ ‎19.(12分)在含有弱电解质的溶液中,往往有多个化学平衡共存。 世纪金榜导学号 ‎(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则溶液中____________(填“增大”“不变”或“减小”);‎ - 14 -‎ 写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式:___。 ‎ ‎(2)常温下在20 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 HCl溶液40 mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。‎ 回答下列问题:‎ ‎①在同一溶液中,H2CO3、HC、C____________(填“能”或“不能”)大量共存。 ‎ ‎②当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为_________________________________,溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为_________________________________。 ‎ ‎③已知在25 ℃时,C水解反应的平衡常数即水解常数Kh==2.0×10-4 mol·L-1,当溶液中c平(HC)∶c平(C)=2∶1时,溶液的pH=__________________。 ‎ ‎【解析】(1)K=,K仅受温度影响。由电荷守恒得 c平(CH3COO-)+c平(OH-)=c平(H+)+c平(Na+)。(2)通过观察图象求解①②问。③中 c平(OH-)=1.0×10-4 mol·L-1,则c平(H+)=1.0×10-10 mol·L-1,pH=10。‎ 答案:(1)不变　c平(CH3COO-)+c平(OH-)=c平(H+)+c平(Na+)‎ ‎(2)①不能　②HC、H2CO3　c平(Na+)>c平(Cl-)>c平(HC)>c平(H+)=c平(OH-)　③10‎ ‎20.(12分)常温下,几种物质的溶度积常数见下表:‎ 物质 Cu(OH)2‎ Fe(OH)3‎ CuCl CuI Ksp ‎2.2×‎ ‎10-20 mol3·L-3‎ ‎2.6×‎ ‎10-39 mol4·L-4‎ ‎1.7×‎ ‎10-7 mol2·L-2‎ ‎1.3×‎ ‎10-12 mol2·L-2‎ ‎(1)某酸性CuCl2溶液中含少量的FeCl3,为制得纯净的CuCl2溶液,宜加入 - 14 -‎ ‎________________________________________________调至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c平(Fe3+)=_______________________。 ‎ ‎(2)过滤后,将所得滤液经过_____________________,__________________(按操作顺序填写实验步骤的名称),再经过滤,可得到CuCl2·2H2O晶体。 ‎ ‎(3)由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2,需要进行的操作是____________________________________。 ‎ ‎(4)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:取0.800 g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液40.00 mL。(已知:I2+2S2S4+2I-)。‎ ‎①可选用__________________作指示剂,滴定终点的现象是____________________________________。 ‎ ‎②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为_________________________________‎ ‎__________________________________________________。 ‎ ‎③该试样中CuCl2·2H2O的质量百分数为_______________________。 ‎ ‎【解析】(1)加入CuO或Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)2,与Fe3+水解产生的H+反应,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;当pH=4时,由Fe(OH)3的Ksp计算c平(Fe3+)。(3)由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2,需考虑避免Cu2+的水解产生杂质。(4)CuCl2溶液与KI发生反应:2Cu2++4I-2CuI↓+I2,所以需选用淀粉溶液作指示剂,当溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变化,确定达到滴定终点;再结合方程式:I2+2S2S4+2I-和2Cu2++4I-2CuI↓+I2,得到关系式:2Cu2+～I2～2S2,确定晶体试样的纯度。‎ 答案:(1)氧化铜或碱式碳酸铜或氢氧化铜[CuO或Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)2]　2.6×10-9 mol·L-1‎ ‎(2)蒸发浓缩　冷却结晶 ‎(3)在HCl气体中加热 ‎(4)①淀粉溶液　溶液由蓝色变成无色且半分钟内不变化 ‎②2Cu2++4I-2CuI↓+I2　③85.5%‎ - 14 -‎