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水溶液中的离子平衡高考化学解析版

专题10水溶液中的离子平衡

1.[课标Ⅲ理综2018·12,6分]用0.100mol·L-1AgNO3滴定50.0mL0.0500mol·L-1Cl-溶液的滴定曲线如图所示。

下列有关描述错误的是

A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10

B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl−)=Ksp(AgCl)

C.相同实验条件下,若改为0.0400mol·L-1Cl−,反应终点c移到a

D.相同实验条件下,若改为0.0500mol·L-1Br−,反应终点c向b方向移动

【答案】C

【解析】图像解题思路:

先明确图像横、纵坐标含义;再找出整个图像变化趋势;最后找“特殊点”,特殊点一般是起点、拐点、交点、终点。

A.AgNO3与Cl−发生反应:

Ag++Cl−=AgCl↓,当V(AgNO3)=25mL时,沉淀反应基本完全。

选取图像“c”点,此时-lgc(Cl−)=4.8左右,c(Cl−)=10-4.8mol·L-1。

AgCl存在溶解平衡AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl−(aq),且c(Ag+)=c(Cl−),Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl−)=10-9.6,∵10-9.6=10(0.4-10)=100.4

10-10,

∴1

10-10<10-9.6<10

10-10,因此Ksp(AgCl)的数量级为10-10正确;

B.曲线上各点均会生成AgCl沉淀,各点的溶液相当于AgCl在不同介质中的饱和溶液,存在以下关系:

C.相同实验条件下,若改为0.0400mol·L-1Cl−,消耗V(AgNO3)=20mL,a点对应体积是15mL;

D.“若改为0.0500mol·L-1Br−”,Ag++Br−=AgBr↓,当V(AgNO3)=25mL时,沉淀反应基本完全。

∵AgBr溶解度比AgCl小,Ksp(AgBr)

2.[江苏化学2018·14,2分]H2C2O4为二元弱酸,Ka1(H2C2O4)=5.4×10−2,Ka2(H2C2O4)=5.4×10−5,设H2C2O4溶液中c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O4−)+c(C2O42−)。

室温下用NaOH溶液滴定25.00mL0.1000mol·L−1H2C2O4溶液至终点。

滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是

A.0.1000mol·L−1H2C2O4溶液:

c(H+)=0.1000mol·L−1+c(C2O42−)+c(OH−)−c(H2C2O4)

B.c(Na+)=c(总)的溶液:

c(Na+)>c(H2C2O4)>c(C2O42−)>c(H+)

C.pH=7的溶液:

c(Na+)=0.1000mol·L−1+c(C2O42−)−c(H2C2O4)

D.c(Na+)=2c(总)的溶液:

c(OH−)−c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4−)

【答案】AD

【解析】研究水溶液离子平衡问题:

1、明确物质类别。

如果是弱酸、弱碱只考虑电离平衡、如果是可以水解的盐只考虑水解平衡。

2、离子浓度大小比较方法。

列出溶液中所有的电离、水解平衡式。

3、三个守恒式的使用,明确每个守恒式特征:

等式中全部是阴、阳离子是电荷守恒;出现分子时是物料守恒或质子守恒,但质子守恒一定会出现H+、OH−。

“设H2C2O4溶液中c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O4−)+c(C2O42−)”,包含已电离(用电离生成的HC2O4−、C2O42−表示)和未电离的H2C2O4。

A.将c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O4−)+c(C2O42−)=0.1000mol·L−1带入选项中的等式,得到

c(H+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4−)+c(C2O42−)+c(C2O42−)+c(OH−)−c(H2C2O4)=c(HC2O4−)+2c(C2O42−)+c(OH−),可以看出考查电荷守恒,A正确;

B.c(Na+)=c(总)的溶液,说明加入的n(NaOH)=n(总),溶液所含溶质是酸式盐NaHC2O4,HC2O4−既电离又水解,列出所有平衡式。

电离:

HC2O4−

H++C2O42−Ka2(H2C2O4)=5.4×10−5

水解:

HC2O4−+H2O

H2C2O4+OH−

水解平衡常数

=

电离程度大于水解程度,c(H2C2O4)

C.该项迷惑性强,溶液加入NaOH溶液,溶液体积增大,溶度减小c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O4−)+c(C2O42−)≠0.1000mol·L−1,c(Na+)≠c(H2C2O4)+c(HC2O4−)+c(C2O42−)+c(C2O42−)−c(H2C2O4)=c(HC2O4−)+2c(C2O42−);

D.c(Na+)=2c(总)的溶液,说明加入的n(NaOH)=2n(总),溶液所含溶质是正盐Na2C2O4,考查质子守恒。

电荷守恒式:

c(H+)+c(Na+)=c(HC2O4−)+2c(C2O42−)+c(OH−)①

物料守恒式:

c(Na+)=2[c(H2C2O4)+c(HC2O4−)+c(C2O42−)]②

①-②得c(H+)=-c(HC2O4−)-2c(H2C2O4)+c(OH−),D项正确。

3.[北京理综2018·11,6分]测定0.1mol·L-1Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。

时刻

温度/℃

25

30

40

25

pH

9.66

9.52

9.37

9.25

实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。

下列说法不正确的是

A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:

+H2O

+OH−

B.④的pH与①不同,是由于

浓度减小造成的

C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致

D.①与④的Kw值相等

【答案】C

【解析】A.Na2SO3强碱弱酸盐,能水解

+H2O

+OH−显碱性;B.④和①温度相同,

“取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多”,加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀含SO42-:

Ba2++SO42-=BaSO4↓,SO32-在“先升温再降温过程”中被空气中氧气氧化2SO32-+O2=2SO42-,B正确;C.①→③的过程中,温度升高水解平衡正向移动;c(SO32-)减小,水解平衡逆向移动;“水解平衡移动方向的影响不一致”;D.温度不变,Kw值相等。

4.[天津理综2018·6,6分]LiH2PO4是制备电池的重要原料。

室温下,LiH2PO4溶液的pH随c初始(H2PO4–)的变化如图1所示,H3PO4溶液中H2PO4–的分布分数

随pH的变化如图2所示

下列有关LiH2PO4溶液的叙述正确的是

A.溶液中存在3个平衡

B.含P元素的粒子有H2PO4–、HPO42–、PO43–

C.随c初始(H2PO4–)增大,溶液的pH明显变小

D.用浓度大于1mol·L–1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4

【答案】D

【解析】A.LiH2PO4是酸式盐,能发生电离LiH2PO4=Li++H2PO4-,酸式酸根既可以电离又可以水解,存在以下平衡:

H2PO4-

H++HPO42-、HPO42-

H++PO43-、H2PO4-+H2O

H3PO4+OH−、H2O

H++OH−,至少有4个平衡(不考虑酸式酸根自偶电离);B.含P元素的粒子有H2PO4–、HPO42–、PO43–、H3PO4;C.从图1可以看出随c初始(H2PO4–)增大,溶液的pH逐渐变小后几乎不变;D.H3PO4溶液溶解Li2CO3,由图2可以看出pH=4.66时,

分布分数为0.994,几乎全部为H2PO4−。

5.[浙江化学选考2018.11·23,2分]常温下,分别取浓度不同、体积均为20.00mL的3种HCl溶液,分别滴入浓度为1.000mol·Lˉ1、0.1000mol·Lˉ1和0.01000mol·Lˉ1的NaOH溶液,测得

3个反应体系的pH随V(NaOH)变化的曲线如图,

在V(NaOH)=20.00mL前后出现突跃。

下列说法不正确的是

A.3种HCl溶液的c(HCl):

最大的是最小的100倍

B.曲线a、b、c对应的c(NaOH):

a>b>c

C.当V(NaOH)=20.00mL时,3个体系中均满足:

c(Na+)=c(Clˉ)

D.当V(NaOH)相同时,pH突跃最大的体系中的c(H+)最大

【答案】D

【解析】考查酸碱中和滴定,反应原理HCl+NaOH=NaCl+H2O。

A.“在V(NaOH)=20.00mL前后出现突跃”,说明V(NaOH)=20.00mL时酸碱中和反应完全,消耗碱物质的量之比等于NaOH溶液物质的量浓度之比:

100:

10:

1。

酸碱中和时n(HCl)=n(NaOH),3种HCl溶液体积均为20.00mL,HCl溶液物质的量浓度之比:

100:

10:

1;B.注意看“曲线a、b、c”终点,pH(a)>pH(b)>pH(c),NaOH溶液浓度逐渐减小;C.“当V(NaOH)=20.00mL时”,溶质为强酸强碱盐NaCl,c(Na+)=c(Clˉ);D.“pH突跃最大的体系”是曲线a,①当V(NaOH<20.00mL时,曲线apH最小,c(H+)最大;②V(NaOH=20.00mL时,溶液显中性,c(H+)相等;③当V(NaOH>20.00mL时,曲线apH最大,c(H+)最小。

6.[浙江化学选考2018.4·23,2分]在常温下,向10mL浓度均为0.lmol/L的NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol/L盐酸,溶液pH随盐酸加入体积的变化如图所示。

下列说法正确的是

A.在a点的溶液中c(Na+)>c(CO32-)>c(C1-)>c(OH-)>c(H+)

B.在b点的溶液中2n(CO32-)+n(HCO3-)<0.001mol

C.在c点的溶液pH<7,是因为此时HCO3-的电离能力大于其水解能力

D.若将0.1mol/L的盐酸换成同浓度的醋酸,当滴至溶液的pH=7时:

c(Na+)=c(CH3COO-)

【答案】B

【解析】依次发生如下反应:

①NaOH+HCl=NaCl+H2O②Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl

③NaHCO3+HCl=NaCl+H2CO3

A.a点V=5mL时,NaOH消耗一半,溶液中含以下溶质:

n(NaOH)=5

10-4mol、n(NaCl)=5

10-4mol、

n(Na2CO3)=10-3mol,c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(C1-)>c(H+)。

B.考查电荷守恒:

2n(CO32ˉ)+n(HCO3ˉ)+n(Clˉ)+n(OHˉ)=n(Na+)+n(H+),n(OHˉ)=n(H+),

2n(CO32ˉ)+n(HCO3ˉ)=n(Na+)-n(Clˉ),∵n(Na+)=3

10-3mol、2

10-3mol

10-3mol,

∴0.5

10-3mol

10-3mol,0.5

10-3mol<2n(CO32ˉ)+n(HCO3ˉ)<1

10-3mol,B正确。

C.V=20mL时,①和②反应结束,③反应已经开始,c时点NaHCO3几乎反应完全,溶液pH<7主要是反应生成H2CO3。

D.电荷守恒可知c(CH3COOˉ)+c(Clˉ)+c(OHˉ)=c(Na+)+c(H+),当pH=7时c(OHˉ)=c(H+)

c(CH3COOˉ)+c(Clˉ)=c(Na+)。

7.[课标Ⅰ理综2017·13,6分]常温下将NaOH溶液添加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。

下列叙述错误的是

A.Ka2(H2X)的数量级为10-6

B.曲线N表示pH与

的变化关系

C.NaHX溶液中

D.当混合溶液呈中性时,

【答案】D

【解析】本题用找“特殊点”方法处理。

己二酸(H2X)是二元弱酸,分步电离,Ka1(H2X)>Ka2(H2X)。

A.找到横坐标“0.0”点,∵此时

均为0,

=1、

=1;

已知曲线N与“0.0”点相交点pH小,酸性强,所以曲线N对应

、曲线M对应

≈10-5.3=10(0.7-6),数量级为10-6。

C.NaHX属于酸式盐,存在电离和水解平衡。

HX-

H++X2-Ka2=10-5.3

HX-+H2O

H2X+OHˉ

电离常数大于水解常数,溶液显酸性。

D.最简单做法就是在图像上做延长线,会发现pH=7时,曲线M代表的

>0,c(X2-)>c(HX-)。

8.[课标Ⅱ理综2017·12,6分]改变0.1mol•L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中的H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知

]。

下列叙述错误的是

A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)B.lg[K2(H2A)]=-4.2

C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=(A2-)D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)

【答案】D

【解析】本题用找“特殊点”方法处理。

A.pH=1.2时,见右图“A”点

可知c(H2A)=c(HA-);B.见右图“C”点,c(A2-)=c(HA-),

,lg[K2(H2A)]=-4.2;C.pH=2.7时,见上图“B”点,可得c(HA-)>c(H2A)=(A2-);D.pH=4.2时,c(H+)=10-4.2,

c(HA-)=c(A2-)=

•0.1mol•L-1≈0.05mol•L-1。

9.[课标Ⅲ理综2017·13,6分]在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。

可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。

根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是

A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7B.除Cl-反应为Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl

C.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好D.2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大,反应趋于完全

【答案】C

【解析】本题用找“特殊点”方法处理。

A.见右图“A”点,c(Cl-)=1mol•L-1,c(Cu+)≈10-6.6mol•L-1

Ksp(CuCl)=c(Cu+)·c(Cl-)=10-6.6=100.4-7.0,1

10-7.0<100.4-7.0<10

10-7.0

数量级为10-7;B.根据题干“向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀”可知B项正确;C.Cu是固体,对反应速率影响很小,几乎不影响平衡移动;D.右图“A、B”点,c(Cl-)=1mol•L-1,c(Cu+)≈10-6.6mol•L-1,c(Cu2+)≈10-7.8mol•L-1,

,一般认为K>105反应完全。

(选4课本化学平衡常数)

10.[江苏化学2017·14,4分]常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10﹣4,Ka(CH3COOH)=1.75×10﹣5,

Kb(NH3•H2O)=1.76×10﹣5,下列说法正确的是(  )

A.浓度均为0.1mol•L﹣1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:

前者大于后者

B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等

C.0.2mol•L﹣1HCOOH与0.1mol•L﹣1NaOH等体积混合后的溶液中:

c(HCOO﹣)+c(OH﹣)=c(HCOOH)+c(H+)

D.0.2mol•L﹣1CH3COONa与0.1mol•L﹣1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):

c(CH3COO﹣)>c(Cl﹣)>c(CH3COOH)>c(H+)

【答案】AD

【解析】A.利用电荷守恒,HCOONa溶液中n(Na+)+n(H+)=n(HCOO-)+n(OH-)、NH4Cl溶液中

n(NH4+)+n(H+)=n(Cl-)+n(OH-)。

由于n(NH4+)

、NH4Cl溶液水解常数

,HCOONa溶液水解程度小,所以

n(Na+)+n(H+)>n(Cl-)+n(OH-),A正确。

B.比较消耗碱n(NaOH)大小。

pH均为3的HCOOH和CH3COOH的溶液,c(CH3COOH)>c(HCOOH),达到滴定终点时前者消耗的碱多。

C.“0.2mol•L﹣1HCOOH与0.1mol•L﹣1NaOH等体积混合”所得溶液中溶质是等物质的量的HCOOH和HCOONa。

电荷守恒式:

c(HCOO﹣)+c(OH﹣)=c(Na+)+c(H+)、物料守恒式:

2c(Na+)=c(HCOO﹣)+c(HCOOH)、质子守恒式c(HCOO﹣)+2c(OH﹣)=c(HCOOH)+2c(H+)。

D.“0.2mol•L﹣1CH3COONa与0.1mol•L﹣1盐酸等体积混合后的溶液中”所得溶液中溶质是等物质的量CH3COONa、NaCl、CH3COOH。

因CH3COOH电离程度大于CH3COONa水解程度,溶液显酸性,

c(CH3COO-)>c(CH3COOH);根据物料守恒式:

2c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH);所以D正确。

11.[浙江化学选考2017.11·23,2分]25℃时,在“H2A―HA-―A2-”的水溶液体系中,H2A、HA-和A2-三者中各自所占的物质的量分数(α)随溶液pH变化的关系如图所示。

下列说法正确的是

A.在含H2A、HA-和A2-的溶液中,加入少量NaOH固体,α(HA-)一定增大

B.将等物质的量的NaHA和Na2A混合物溶于水,所得的溶液中α(HA-)=α(A2-)

C.NaHA溶液中,HA-的水解能力小于HA-的电离能力

D.在含H2A、HA-和A2-的溶液中,若c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+),则α(H2A)和α(HA-)一定相等

【答案】C

【解析】A.从图像可知pH从0至6,α(HA-)先增大后减小;B.“将等物质的量的NaHA和Na2A混合物溶于水”,酸式盐NaHA中HA-既可以电离又可以水解,A2-水解,两者消耗程度不一样,见上图“B”点,α(HA-)=α(A2-);C.NaHA溶液中,α(HA-)值是比较大的,对照上图可以看出此时pH在1.5–4.3左右,溶液显酸性,电离大于水解;D.根据电荷守恒可知,溶液中存在其他阳离子:

c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+)+nc(Mn+)。

若α(H2A)=α(HA-),则c(H2A)=c(HA-),“c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+)nc(Mn+)”,D错误。

12.[浙江化学选考2017.4·23,2分]25℃时,在含CH3COOH和CH3COOˉ的溶液中,CH3COOH和CH3COOˉ二者中各自所占的物质的量分数(α)随溶液pH变化的关系如图所示。

下列说法不正确的是

A.在pH<4.76的溶液中,c(CH3COOˉ)<c(CH3COOH)

B.在pH=7的溶液中,α(CH3COOH)=0,α(CH3COOˉ)=1.0

C.在pH>4.76的溶液中,c(CH3COOˉ)与c(OHˉ)之和可大于c(H+)

D.在pH=4.76的溶液中加盐酸,α(CH3COOH)与α(CH3COOˉ)之和保持不变

【答案】B

【解析】CH3COOH

CH3COO-+H+,pH增大,c(CH3COOH)减小,c(CH3COOˉ)增大。

由上图可知“a”表示α(CH3COOˉ),“b”表示α(CH3COOH),A正确。

B.CH3COOH电离和CH3COOˉ水解均为可逆反应,不可能反应完全;C.“在含CH3COOH和CH3COOˉ的溶液中”,溶液中含有阴离子:

CH3COOˉ、OHˉ;阳离子:

H+、可能还含有其他阳离子。

根据电荷守恒:

c(CH3COOˉ)+c(OHˉ)=c(H+)+nc(Mn+),所以c(CH3COOˉ)与c(OHˉ)之和可大于c(H+);D.“在pH=4.76的溶液中加盐酸”,α(CH3COOˉ)减小、α(CH3COOH)增大,根据物料守恒正确。

13.[课标Ⅰ理综2016·12,6分]298

时,在

氨水中滴入

的盐酸。

溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。

已知

氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是

A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂

B.M点对应的盐酸体积为

C.M点处的溶液中

D.N点处的溶液中

【答案】D

【解析】A.NH3·H2O+HCl=NH4Cl+H2O,完全中和溶液显酸性,应选择甲基橙做指示剂;B.“M点对应的盐酸体积为

”,酸碱恰好完全中和,溶液显酸性,pH<7;C.根据电荷守恒:

c(Clˉ)+c(OHˉ)=c(NH4+)+c(H+),若pH=7,c(OHˉ)=c(H+)=10-7mol•L-1;c(Clˉ)=c(NH4+)>0.05mol•L-1。

c(Clˉ)=c(NH4+)>c(OHˉ)=c(H+);D.“电离度”即电离程度,c(OHˉ)=0.1mol•L-1·1.32%=1.32

10-3mol•L-1,11

14.[课标Ⅲ理综2016·13,6分]下列有关电解质溶液的说法正确的是

A.向0.1mol

CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中

减小

B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中

增大

C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中

D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中

不变

【答案】D

【解析】A.CH3COOH

CH3COO-+H+,

,加入少量水,电离平衡虽正向移动,但c(CH3COOˉ)减小(溶液不可能加水稀释溶度反而越大),

增大;

B.CH3COO-+H2O

CH3COOH+OHˉ,

,温度升高,平衡正向移动,Kh增大,

C.“向盐酸中加入氨水至中性”,由电荷守恒c(Clˉ)+c(OHˉ)=c(NH4+)+c(H+)可知,c(Clˉ)=c(NH4+),

D.AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)、AgBr(s)

Ag+(aq)+Br-(aq),加入少量AgN

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