专题18 水溶液中的离子平衡综合应用
1．【2017新课标1卷】（14分）
Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：
（5）若“滤液②”中c(Mg2?)?0.02mol?L?1，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3?恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3?)?1.0?10?5mol?L?1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ （列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为
1.3?10?22、1.0?10?24。
2．【2017新课标1卷】（14分）
近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：
（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_________（填标号）。
A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以 B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C．0.10 mol·L?1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1 D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸
3．【2017天津卷】（14分）H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取
多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列方法中的问题。 方法2：用氨水除去SO2
（5）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2.0 mol·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?7 mol·L?1时，溶液中的c(SO2??3)/c(HSO3)=___________________。
4．【2016新课标1卷】元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+
(蓝紫色)、Cr(OH)4?(绿色)、Cr2O72?(橙
红色)、CrO42?(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题： （3）在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl?，利用Ag与CrO42?生成 砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl?恰好沉淀完全(浓度
+
等于1.0×10?5 mol·L?1)时，溶液中c(Ag)为_______ mol?L?1，此时溶液中c(CrO42?)
+
等于__________ mol?L?1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10?12和2.0×10?10)。 5．【2016新课标2卷】联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可
用作火箭燃料，回答下列问题：
（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，联氨第一步电离反应的平衡常
数值为
___________________(已知：N2H4+H
+
N2H5的K=8.7×107；KW=1.0×1014)。
+
-
联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为。
6．【2016上海卷】随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为
研究的重点。完成下列填空：
（3）碳酸：H2CO3，Ki1=4.3×107，Ki2=5.6×1011
--
草酸：H2C2O4，Ki1=5.9×102，Ki2=6.4×105
--
0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH_____0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
等浓度的草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是___________。
若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_____。（选填编号）
a．[H]＞[HC2O4]＞[HCO3]＞[CO32]
+
---
B．[HCO3]＞[HC2O4]＞[C2O42]＞[CO32]
----
c．[H]＞[HC2O4]＞[C2O42]＞[CO32]
+
---
D．[H2CO3] ＞[HCO3]＞[HC2O4]＞[CO32]
---
（4）人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H+ HCO3
+-
H2CO3，当有少量酸
性或碱性物质进入血液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象。_____________
7．【2015北京卷】（14分）研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿
领域。
（1）溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO3占95%，写出CO2溶于
-
水产生HCO3的方程式： 。 （2）在海洋循环中，通过下图所示的途径固碳。
-
①写出钙化作用的离子方程式： 。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O，用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整： + ＝（CH2O）x+x18O2+xH2O （3）海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础，
测量溶解无机碳，可采用如下方法：
①气提、吸收CO2，用N2从酸化后的还说中吹出CO2并用碱液吸收（装置示意图如下），将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。
②滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为NaHCO3，再用xmol/LHCl溶液滴定，消耗ymlHCl溶液，海水中溶解无机碳的浓度= mol/L。
8．【2015福建卷】（15分）研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
（2）25℃，在0.10mol·L1H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液
-
pH，溶液pH与c(S2)关系如图（忽略溶液体积的变化、H2S的挥发）。
-
①pH=13时，溶液中的c(H2S)+c(HS)= mol·L1.
--
②某溶液含0.020 mol·L1Mn2、0.10 mol·L1H2S，当溶液pH= 时，Mn2
-+
-
+
开始沉淀。
[已知：Ksp(MnS)=2.8×1013]
-
（3）25℃，两种酸的电离平衡常数如右表。
H2SO3 H2CO3 -
Ka1 1.3×102 -Ka2 6.3×104 -4.2×107 -5.6×1011 -①HSO3的电离平衡常数表达式K= 。
②0.10 mol·L1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
-
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为 。
9．【2015新课标1卷】（15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回
答下列问题：
（2）上述浓缩液中含有I、Cl等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，
?-当AgCl开始沉淀时，溶液中c(I)为：_____________，已知Ksp（AgCl）=1.8×1010，
--
c(Cl?)Ksp（AgI）=8.5×1017。
-
10．【2015新课标2卷】（14分）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是
碳棒，其周围是碳粉，MnO2，ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示： 溶解度/（g/100g水）
化合物 Ksp近似值 回答下列问题：
（4）用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加
稀硫酸和H2O2溶解，铁变为_____，加碱调节至pH为 时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×105mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至pH
-
Zn（OH）2 1017 -Fe（OH）2 1017 -Fe（OH）3 1039 -为_____时，锌开始沉淀（假定Zn2浓度为0.1mol/L）。若上述过程不加H2O2后
＋
果是 ，原因是 。
11．【2015浙江卷】Ⅰ．
（3）在AgCl沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，写出反应的离子方程式_____________。
12．【2015天津卷】（14分）FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的
絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
（1）FeCl3净水的原理是 。FeCl3 溶液腐蚀钢铁设备，除H作用外，另一主要
原因是（用离子方程式表示） 。
（2）为节约成本，工业上用NaClO3 氧化酸性FeCl2 废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2)＝2.0×102mol·L1, c(Fe3)＝1.0×103mol·L1,
＋
--＋
--＋
c(Cl)＝5.3×102mol·L1，则该溶液的pH约为 。
－
--
13．【2015上海卷】
（5）室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的pH 0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH（选填“大于”、“小于”或“等于”）。浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO32、CO32、HSO3、HCO3浓度从大到小的顺序为 。
–
–
–
–
已知： H2SO3 Ki1=1.54×102 Ki2=1.02×107
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HClO Ki1=2.95×108
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H2CO3 Ki1=4.3×107 Ki2=5.6×1011
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