2021新高考化学二轮总复习学案：热点专攻（八）　水溶液中离子平衡的图像分析 Word版含解析 9页

www.ks5u.com 热点专攻(八)‎ 水溶液中离子平衡的图像分析 常以酸碱中和反应和电离平衡、沉淀溶解平衡建立过程中离子浓度变化曲线、pH变化曲线等为设计背景。主要命题点有电解质电离方程式的书写、水电离程度的比较、离子浓度的等量关系、离子浓度大小的比较、电离常数的计算、pH的计算及溶度积的计算等,侧重考查考生分析问题的能力。‎ 一、一强一弱溶液稀释的图像 ‎1.相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸 加水稀释到相同的体积,醋酸的pH大 加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多 ‎2.相同体积、相同pH的盐酸、醋酸 加水稀释到相同的体积,盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多 ‎3.pH与稀释后溶液体积变化的线性关系(Va、Vb为稀释前的体积,V为稀释后的体积)‎ 续　表　　‎ ‎(1)HY为强酸、HX为弱酸 ‎(2)a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-)‎ ‎(3)水的电离程度:d>c>a=b ‎(1)MOH为强碱、ROH为弱碱 ‎(2)c(ROH)>c(MOH)‎ ‎(3)水的电离程度:a>b 二、KW和Ksp图像 ‎1.曲线型 不同温度下水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化曲线 常温下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线[Ksp=9×10-6]‎ ‎(1)A、C、B三点均为中性,温度依次升高,KW依次增大 ‎(2)D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,KW=1×10-14‎ ‎(3)AB直线的左上方均为碱性溶液,任意一点都有c(H+)Ksp,将会有沉淀生成 ‎(3)d点在曲线的下方,QcCaCO3>MnCO3。‎ ‎③X点对CaSO4要析出沉淀,对CaCO3是不饱和溶液,能继续溶解CaCO3。‎ ‎④Y点:c(SO‎4‎‎2-‎)>c(Ca2+),二者的浓度积等于10-5;Z点:c(CO‎3‎‎2-‎)7,强酸与弱碱反应终点是pH<7‎ 应考训练 ‎1.(双选)(2020山东新高考质量测评联盟5月联考)常温下,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=1×10-9。向20 mL 0.1 mol·L-1 BaCl2溶液中滴入0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液,溶液中pBa2+[pBa2+=-lgc(Ba2+)]与Na2SO4溶液体积的关系如图所示。下列叙述错误的是(　　)‎ A.图像中,n=1,m=5‎ B.若起始时c(BaCl2)=0.2 mol·L-1,m不变,b点向d点移动 C.若用同浓度的Na2CO3溶液替代Na2SO4溶液,可使b点向c点移动 D.V0时向溶液中滴加Na2CO3溶液,产生BaCO3沉淀的条件是c(CO‎3‎‎2-‎)‎c(SO‎4‎‎2-‎)‎>10‎ ‎2.(2020湖南长郡中学适应性考试)配离子的稳定性可用K不稳衡量,例如[Ag(NH3)2]+的K不稳=c(Ag‎+‎)·c‎2‎(NH‎3‎)‎c{[Ag(NH‎3‎‎)‎‎2‎‎]‎‎+‎}‎。在一定温度下,向0.1 mol·L-1硝酸银溶液中滴入稀氨水,发生反应Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+。溶液中pNH3与δ(X)的关系如图。其中pNH3=-lg[c(NH3)]、δ(X)=n(X)‎c(Ag‎+‎)+c{[Ag(NH‎3‎‎)‎‎2‎‎]‎‎+‎}‎{X代表Ag+或[Ag(NH3)2]+}。下列说法不正确的是(　　)‎ Ag+和[Ag(NH3)2]+的分布系数图 A.图中δ2代表的是δ{[Ag(NH3)2]+}‎ B.向溶液中滴入稀硝酸,δ(Ag+)减小 C.该溶液中c(NH‎4‎‎+‎)+c(H+)=c(OH-)‎ D.该温度时,K不稳{[Ag(NH3)2]+}=10-7.3‎ ‎3.(双选)(2020山东德州一模)常温下,向V mL 0.1 mol·L-1 HA溶液中滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数[-lgc水(H+)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A.常温下,Ka(HA)约为10-5‎ B.P点溶液对应的pH=7‎ C.M点溶液中存在:c(Na+)=c(A-)+c(HA)‎ D.N点溶液中存在:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)‎ ‎4.(双选)(2020山东济宁三模)常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 mol·L-1的KCl、K2C2O4溶液,所得沉淀的溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O‎4‎‎2-‎的水解)。已知Ksp(AgCl)的数量级为10-10。下列叙述不正确的是(　　)‎ A.Ksp(Ag2C2O4)的数量级为10-11‎ B.n点表示Ag2C2O4的过饱和溶液 C.向c(Cl-)=c(C2O‎4‎‎2-‎)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成AgCl沉淀 D.Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+C2O‎4‎‎2-‎(aq)的平衡常数为10-0.71‎ ‎5.(2020辽宁部分重点中学协作体模拟)用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 H2SO3溶液,所得滴定曲线如图所示(忽略混合时溶液体积的变化,已知加入30 mL NaOH溶液后混合溶液呈碱性)。下列叙述不正确的是(　　)‎ A.Ka2(H2SO3)的数量级为10-8‎ B.向X点溶液中加入少量澄清石灰水溶液,c(SO‎3‎‎2-‎)‎c(HSO‎3‎‎-‎)‎的值增大 C.若将NaHSO3与Na2SO3按物质的量之比1∶1混合对应的点应在Y、Z之间 D.图中溶液中水的电离程度:Wc(HAsO‎4‎‎2-‎)>c(OH-)>c(H2AsO‎4‎‎-‎)>c(AsO‎4‎‎3-‎)‎ C.向H3AsO4溶液滴加NaOH溶液至中性时c(Na+)=2c(HAsO‎4‎‎2-‎)+3c(AsO‎4‎‎3-‎)‎ D.AsO‎4‎‎3-‎第一步水解的平衡常数的数量级为10-3‎ ‎7.(双选)(2020山东济南二模)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是d点 B.a点处存在c(NH‎4‎‎+‎)+c(NH3·H2O)=0.1 mol·L-1‎ C.b点处存在c(Na+)>c(SO‎4‎‎2-‎)>c(NH‎4‎‎+‎)>c(OH-)=c(H+)‎ D.由b到c发生反应的离子方程式为NH‎4‎‎+‎+OH-NH3·H2O ‎8.(双选)(2020江苏苏锡常镇四市教学情况调查)25 ℃时,将SO2通入NaOH溶液得到一组c(H2SO3)+c(HSO‎3‎‎-‎)+c(SO‎3‎‎2-‎)=0.100 mol·L-1的混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度与pH的关系曲线如下图所示。下列叙述正确的是(　　)‎ A.H2SO3的Ka2=10-7.2‎ B.pH=1.9的溶液中:c(Na+)>c(H2SO3)=c(HSO‎3‎‎-‎)>c(SO‎3‎‎2-‎)‎ C.c(Na+)=0.100 mol·L-1的溶液中:c(H+)+c(SO‎3‎‎2-‎)=c(OH-)+c(H2SO3)‎ D.c(HSO‎3‎‎-‎)=0.050 mol·L-1的溶液中:c(H+)+c(Na+)<0.150 mol·L-1+c(OH-)‎ 热点专攻(八)　水溶液中离子平衡的图像分析 应考训练1.BC　解析图像中起始时对应0.1mol·L-1BaCl2溶液,此时pBa2+=-lgc(Ba2+)=-lg0.1=1,因此n=1,b点时恰好完全反应,c(Ba2+)=Ksp‎(BaSO‎4‎)‎mol·L-1=‎1×1‎‎0‎‎-10‎mol·L-1=1×10-5mol·L-1,pBa2+=-lgc(Ba2+)=-lg1×10-5=5,因此m=5,故A正确;若起始时c(BaCl2)=0.2mol·L-1,m不变,则加入的Na2SO4溶液体积增大,因此b点应该向右移动,故B错误;BaCO3的溶度积大于BaSO4的溶度积,恰好完全反应生成碳酸钡时,钡离子浓度大,pBa2+值小,而用等浓度的Na2CO3溶液替代Na2SO4溶液,消耗的碳酸钠溶液和Na2SO4溶液体积相同,因此b点应竖直向下迁移,故C错误;V0时向溶液中滴加Na2CO3溶液,c(CO‎3‎‎2-‎)‎c(SO‎4‎‎2-‎)‎‎=Ksp‎(BaCO‎3‎)‎Ksp‎(BaSO‎4‎)‎=‎‎1×1‎‎0‎‎-9‎‎1×1‎‎0‎‎-10‎=10,因此产生BaCO3沉淀的条件是c(CO‎3‎‎2-‎)‎c(SO‎4‎‎2-‎)‎>10,故D正确。‎ ‎2.B　解析向0.1mol·L-1硝酸银溶液中滴入稀氨水,随着氨水的加入,n(Ag+)逐渐减少,n{[Ag(NH3)2]+}逐渐增大,即δ(Ag+)减少,δ{[Ag(NH3)2]+}增大,结合图像变化趋势,δ(Ag+)随着pNH3的增大而增大,所以δ1代表的是δ(Ag+),δ2代表的是δ{[Ag(NH3)2]+},A项正确;NH3与H+反应生成NH‎4‎‎+‎,使反应Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+逆向移动,c(Ag+)增大,则向溶液中滴入稀硝酸,δ(Ag+)增大,B项错误;溶液中电荷守恒关系为c(Ag+)+c{[Ag(NH3)2]+}+c(NH‎4‎‎+‎)+c(H+)=c(OH-)+c(NO‎3‎‎-‎),物料守恒关系为:c(Ag+)+c{[Ag(NH3)2]+}=c(NO‎3‎‎-‎),整理两式可得c(NH‎4‎‎+‎)+c(H+)=c(OH-),C项正确;a点时,c(Ag+)=c{[Ag(NH3)2]+},pNH3=3.65,则c(NH3)=10-3.65mol·L-1,K不稳{[Ag(NH3)2]+}=c2(NH3)=(10-3.65)2=10-7.3,D项正确。‎ ‎3.BC　解析由示意图可知,0.1mol·L-1HA溶液中水电离出的氢离子浓度为10-11mol·L-1,溶液中氢离子浓度为10-3mol·L-1,则Ka(HA)=c(H‎+‎)·c(A‎-‎)‎c(HA)‎‎≈‎‎1×1‎0‎‎-3‎×1×1‎‎0‎‎-3‎‎0.1‎=10-5,故A正确;P点为NaA和NaOH的混合溶液,溶液呈碱性,溶液的pH>7,故B错误;M点为HA和NaA的混合溶液,溶液呈中性,溶液中c(OH-)=c(H+),由电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)可知,溶液中c(Na+)=c(A-),故C错误;N点水电离出的氢离子浓度的负对数最小,水电离出的氢离子浓度最大,说明HA溶液与NaOH溶液恰好完全反应生成NaA,A-在溶液中水解使溶液呈碱性,溶液中存在:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),故D正确。‎ ‎4.BD　解析若曲线X为AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-4×10-5.75=10-9.75=100.25×10-10,则数量级为10-10,若曲线Y为AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-4×10-2.46=10-6.46=100.54×10-7,则数量级为10-7,由题意可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10,则曲线X为AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则曲线Y为Ag2C2O4‎ 的沉淀溶解平衡曲线,Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)·c(C2O‎4‎‎2-‎)=(10-4)2×(10-2.46)=10-10.46。由以上分析知,曲线Y为Ag2C2O4的沉淀溶解平衡曲线,Ksp(Ag2C2O4)=100.54×10-11,则Ksp(Ag2C2O4)的数量级为10-11,故A正确;曲线Y为Ag2C2O4的沉淀溶解平衡曲线,n点的离子积Qc(Ag2C2O4)c(AsO‎4‎‎3-‎),同时水也电离出氢氧根离子,故溶液中离子浓度关系为c(Na+)>c(HAsO‎4‎‎2-‎)>c(OH-)>c(H2AsO‎4‎‎-‎)>c(AsO‎4‎‎3-‎),B正确;向H3AsO4溶液滴加NaOH溶液至中性时,溶液c(H+)=c(OH-),此时溶液中不存在AsO‎4‎‎3-‎,结合电荷守恒可得 c(Na+)=2c(HAsO‎4‎‎2-‎)+c(H2AsO‎4‎‎-‎),C错误;当pH=11.5时,c(HAsO‎4‎‎2-‎)=c(AsO‎4‎‎3-‎),求得Ka3=c(H‎+‎)·c(AsO‎4‎‎3-‎)‎c(HAsO‎4‎‎2-‎)‎=10-11.5,则AsO‎4‎‎3-‎第一步水解的平衡常数Kb1=KWKa3‎‎=‎‎1‎‎0‎‎-14‎‎1‎‎0‎‎-11.5‎=10-2.5,其数量级为10-3,D正确。‎ ‎7.CD　解析根据反应量的关系可知,a点恰好消耗完H+,溶质为(NH4)2SO4与Na2SO4;b、c、d三点溶液均含有NH3·H2O;(NH4)2SO4可以促进水的电离,而NH3·H2O抑制水的电离,b点溶液呈中性,所以a点水的电离程度最大,A错误;等体积混合后浓度变为原来的一半,a点溶质为(NH4)2SO4与Na2SO4,根据物料守恒可知,c(NH‎4‎‎+‎)+c(NH3·H2O)=c(SO‎4‎‎2-‎)=0.05mol·L-1,B错误;b点溶液显中性,溶质为(NH4)2SO4、Na2SO4和NH3·H2O,NH‎4‎‎+‎会水解,离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(SO‎4‎‎2-‎)>c(NH‎4‎‎+‎)>c(OH-)=c(H+),C正确;b点溶液为中性溶液,溶质为(NH4)2SO4、Na2SO4和NH3·H2O,再加入NaOH溶液,发生的离子反应为NH‎4‎‎+‎+OH-NH3·H2O,D正确。‎ ‎8.AD　解析当pH=7.2时,c(H+)=10-7.2mol·L-1,此时c(SO‎3‎‎2-‎)=c(HSO‎3‎‎-‎),H2SO3的二级电离方程式为HSO‎3‎‎-‎H++SO‎3‎‎2-‎,则H2SO3的Ka2=c(SO‎3‎‎2-‎)·c(H‎+‎)‎c(HSO‎3‎‎-‎)‎=10-7.2,故A正确;根据图像可知,pH=1.9时,溶液中不含SO‎3‎‎2-‎,故B错误;溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(SO‎3‎‎2-‎)+c(HSO‎3‎‎-‎)+c(OH-),c(Na+)=0.100mol·L-1时,c(H2SO3)+c(HSO‎3‎‎-‎)+c(SO‎3‎‎2-‎)=c(Na+),代入电荷守恒式中可得c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(SO‎3‎‎2-‎),故C错误;根据c(H2SO3)+c(HSO‎3‎‎-‎)+c(SO‎3‎‎2-‎)=0.100mol·L-1,溶液中的c(HSO‎3‎‎-‎)=0.050mol·L-1,则c(H2SO3)+c(SO‎3‎‎2-‎)=0.05mol·L-1,根据溶液中的电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=2c(SO‎3‎‎2-‎)+c(HSO‎3‎‎-‎)+c(OH-)=2×[0.05mol·L-1-c(H2SO3)]+0.05mol·L-1+c(OH-)=0.150mol·L-1+c(OH-)-2c(H2SO3),则c(H+)+c(Na+)<0.150mol·L-1+c(OH-),故D正确。‎