水溶液中离子平衡试题的综合判断.docx

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3　水溶液中离子平衡试题的综合判断

[题型解读]　水溶液中的离子平衡是高考的热点内容，试题呈现的形式多种多样，如表格形式、图像形式和实验形式。

题目难度往往较大，综合性较强，思维性较强。

近几年高考的命题角度主要有①水溶液中水的电离程度判断；②水溶液的酸碱性；③酸碱反应过程中离子浓度的大小比较；④电离常数、水的离子积、水解常数、Ksp的关系及其计算；⑤某些溶液中离子浓度的大小比较；⑥pH曲线的理解与应用等。

预测2016年高考仍会以溶液中水的电离程度、离子浓度大小比较、c（H＋）H2O和pH的计算为重点进行命题。

（1）（2015·潍坊二模）（6分）相同温度下等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液，测得NH4NO2溶液中c（NH）较小，试分析原因：

________________________。

0.1mol·L－1NH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________，常温下NO水解反应的平衡常数Kh＝________mol·L－1（保留两位有效数字）。

（已知HNO2的电离常数Ka＝7.1×10－4mol·L－1，NH3·H2O的电离常数Kb＝1.7×10－5mol·L－1）。

（2）（7分）美国化学家发明一种新型催化剂可以在常温下合成氨，将其附着在电池的正负极上实现氮的电化学固定，其装置示意图如下：

则开始阶段正极反应式为____________________；忽略电解过程中溶液体积变化，当电池中正极区溶液pH＝7时，溶液中NH3·H2O的浓度为________（Kb＝2×10－5mol·L－1）；当电池中正极区呈红色时，溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________。

（3）（2015·济宁二模）（5分）工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性。

相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c（SO）较小的是________，用文字和化学用语解释原因______________________________________________________________。

（4）（9分）现有①0.1mol/LNaOH溶液和②0.1mol/LHX溶液。

已知：

①中由水电离出的c（OH－）小于②中由水电离出的c（H＋）。

请回答下列问题：

①将两溶液等体积混合，溶液中离子浓度由大到小的顺序为______________________________________________________。

②某温度下，向一定体积②溶液中逐滴加入①溶液，溶液中pOH[pOH＝－lgc（OH－）]与pH的变化关系如图所示，则Q点加入①溶液________（填“大于”“小于”或“等于”）起始②溶液的体积；对应溶液中水的电离程度M点________N点（填“大于”“小于”或“等于”）。

③在25℃下，将amol·L－1的NaX溶液与0.01mol·L－1的盐酸等体积混合，反应后测得溶液pH＝7，则a________0.01（填“＞”“＜”或“＝”）；用含a的代数式表示HX的电离常数Ka＝________。

1．审题忠告　

（1）对于溶液中水电离程度的判断时要做到：

①明确酸、碱溶液（抑制水电离）还是水解呈酸性或碱性的盐溶液（促进水电离）；②酸、碱电离出的c（H＋）或c（OH－）越大，对水电离抑制越大；水解生成的c（H＋）或c（OH－）越大，对水电离促进越大。

（2）对同一溶液中不同粒子浓度比较时，要做到：

①明确单一溶液还是混合液；②分析溶液中溶质粒子的电离和水解问题包括程度大小；③分析溶液中粒子的来源途径；④理解溶液中的两守恒（电离守恒和物料守恒）及应用。

（3）对于溶液中某些常数的应用要知道下列关系：

①KW＝c（H＋）·c（OH－），

②HAH＋＋A－的Ka＝，

③A－＋H2OHA＋OH－的Kh＝，

④Kh＝，

⑤XY（s）＋Z－（aq）XZ（s）＋Y－（aq）的K＝＝。

2．答题忠告

（1）在守恒式中要注意系数不能遗漏。

①在列电荷守恒式时，注意离子所带电荷的多少，不要简单地认为只是各离子浓度的相加，如2c（CO）的系数“2”不可漏掉；

②在列物料守恒式时，离子浓度系数不能漏写或颠倒。

如Na2S溶液中的物料守恒式中，“2”表示c（Na＋）是溶液中各种硫元素存在形式的硫原子总浓度的2倍。

（2）在比较溶液中某些离子大小时①不要忽略水的微弱电离，②不能违背电荷守恒和物料守恒，如氨水溶液与盐酸混合液中不能出现c（NH）＞c（Cl－）＞

c（H＋）＞c（OH－）。

（3）对酸式盐、酸及其盐、碱及其盐的溶液分析时要注意分析电离程度和水解程度的大小。

（4）对水溶液的平衡常数计算时要做到①写准表达式；②根据题意寻找表达式中各粒子浓度。

3．（2015·北京海淀区期末）电解质的水溶液中存在离子平衡。

（1）醋酸是常见的弱酸。

①醋酸在水溶液中的电离方程式为__________________________________

__________________________________________________________________。

②下列方法中，可以使醋酸稀溶液中CH3COOH的电离程度增大的是________（填字母序号）。

a．滴加少量浓盐酸　　　　 b．微热溶液

c．加水稀释 d．加入少量醋酸钠晶体

（2）用0.1mol·L－1NaOH溶液分别滴定体积均为20.00mL、浓度均为0.1mol·L－1的盐酸和醋酸溶液，得到滴定过程中溶液的pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。

①滴定醋酸溶液的曲线是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。

②滴定开始前，三种溶液中由水电离出的c（H＋）最大的是________。

③V1和V2的关系：

V1________V2（填“＞”“＝”或“＜”）。

④M点对应的溶液中，各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是______________________________________________________________。

（3）为了研究沉淀溶解平衡和沉淀转化，某同学查阅资料并设计如下实验。

资料：

AgSCN是白色沉淀，相同温度下，溶解度AgSCN＞AgI。

操作步骤

现象

步骤1：

向2mL0.005mol·L－1AgNO3溶液中加入2mL0.005mol·L－1KSCN溶液，静置

出现白色沉淀

步骤2：

取1mL上层清液于试管中，滴加1滴2mol·L－1Fe（NO3）3溶液

溶液变为红色

步骤3：

向步骤2的溶液中继续加入5滴3mol·L－1AgNO3溶液

现象a，溶液红色变浅

步骤4：

向步骤1余下的浊液中加入5滴3mol·L－1KI溶液

出现黄色沉淀

①写出步骤2中溶液变为红色的离子方程式___________________________________________________________________。

②步骤3中现象a是_____________________________________________

_________________________。

③用化学平衡原理解释步骤4中的实验现象__________________________________________________________________________________________________________________________________。

3　水溶液中离子平衡试题的综合判断

例3【信息提取】　

（1）Ka＝7.1×10－4＞Kb＝1.7×10－5⇒NH的水解程度大于NO的水解程度⇒c（H＋）＞c（OH－）。

（2）①左通N2右通H2⇒左电极为正极，右电极为负极⇒H＋移向左侧溶液；②正极区呈红色⇒c（OH－）＞c（H＋）。

（3）HSOH＋＋SO⇒NH水解生成H＋⇒HSO电离平衡左移。

（4）c（OH－）H2O（①）小于c（OH－）H2O（②）⇒HX为弱酸；pOH＝－lgc（OH－）⇒pOH越大，c（OH－）越小；HXH＋＋X－⇒Ka＝。

【标准答案】　

（1）NO水解呈碱性，使NH的水解平衡向水解方向移动，促进水解（2分）　c（NO）＞c（NH）＞c（H＋）＞c（OH－）（2分）　1.4×10－11（2分）

（2）N2＋8H＋＋6e－===2NH（2分）

5×10－3mol/L（3分）　c（NH）＞c（Cl－）＞c（OH－）＞c（H＋）（2分）

（3）NH4HSO3（2分）　HSOH＋＋SO，NH水解使c（H＋）增大，电离平衡左移，c（SO）减小（3分）

（4）①c（Na＋）＞c（X－）＞c（OH－）＞c（H＋）（2分）

②小于（1分）　等于（1分）

③＞（2分）　（a－0.01）×10－5（3分）

【解析】　

（1）①醋酸为弱酸，书写电离方程式时要注意用“”。

②a项，浓盐酸电离出的H＋抑制CH3COOH的电离；b项，CH3COOH的电离为吸热反应，加热可促进CH3COOH的电离；c项，加水稀释时，促进CH3COOH的电离；d项，加入少量醋酸钠晶体，CH3COONa电离出的CH3COO－抑制CH3COOH的电离。

（2）①0.1mol·L－1醋酸溶液的pH＞1，故曲线Ⅰ为滴定醋酸溶液的曲线。

②三种溶液均抑制水的电离，但由于CH3COOH电离出的H＋浓度最小，故其对水的电离的抑制作用最弱，由水电离出的c（H＋）最大。

③当二者均恰好中和时，消耗NaOH溶液的体积相等，但此时生成的醋酸钠溶液由于水解而显碱性，若要求二者均滴定至中性，对于醋酸溶液来说，加入的NaOH溶液较少，故V1＜V2。

④M点对应的溶液中溶质为等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠，由图中看出溶液显酸性，即c（H＋）＞c（OH－），由电荷守恒得c（Na＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（CH3COO－），则c（CH3COO－）＞c（Na＋）故c（CH3COO－）＞c（Na＋）＞c（H＋）＞c（OH－）。

（3）①Fe3＋与SCN－可结合成难电离的物质Fe（SCN）3。

②由红色变浅可知，平衡Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3逆向移动，加入的Ag＋与SCN－结合生成AgSCN沉淀，故现象a为出现白色沉淀。

【答案】　

（1）①CH3COOHCH3COO－＋H＋　②bc

（2）①Ⅰ　②0.1mol·L－1醋酸溶液　③＜

④c（CH3COO－）＞c（Na＋）＞c（H＋）＞c（OH－）

（3）①Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3

②出现白色沉淀

③AgSCN（s）Ag＋（aq）＋SCN－（aq），加入KI后，因为溶解度：

AgI＜AgSCN，Ag＋与I－反应生成AgI黄色沉淀：

Ag＋＋I－===AgI↓，AgSCN的溶解平衡正向移动