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- 2021-08-24 发布
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专题八
水溶液中的离子平衡
第一篇 高考选择题满分策略
真题调研
洞察规律
角度一 溶液中的
“
三大平衡
”
及影响因素
栏目索引
角度二 溶液中离子浓度关系判断
角度三 结合图像判断溶液中粒子浓度的变化
真题调研
洞察规律
1.(2017·
全国卷
Ⅰ
,
13)
常温下将
NaOH
溶液滴加到己二酸
(H
2
X)
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
答案
解析
2
3
1
A.
K
a2
(H
2
X)
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
c
(H
+
)>
c
(OH
-
)
D.
当混合溶液呈中性时,
c
(Na
+
)>
c
(HX
-
)>
c
(X
2
-
)>
c
(OH
-
)
=
c
(H
+
)
√
2
3
1
2
3
1
2.(2017·
江苏,
14
,改编
)
常温下,
K
a
(HCOOH)
=
1.77
×
10
-
4
,
K
a
(CH
3
COOH)
=
1.75
×
10
-
5
,
K
b
(NH
3
·H
2
O)
=
1.76
×
10
-
5
,下列说法正确的是
A.
浓度均为
0.1 mol·L
-
1
的
HCOONa
和
NH
4
Cl
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
CH
3
COOH
溶液至终点,消耗
NaOH
溶液的体积相等
C.0.2 mol·L
-
1
HCOOH
与
0.1 mol·L
-
1
NaOH
等体积混合后的溶液中:
c
(HCOO
-
)
+
c
(OH
-
)
=
c
(HCOOH)
+
c
(H
+
)
D.0.2 mol·L
-
1
CH
3
COONa
与
0.1 mol·L
-
1
盐酸等体积混合后的溶液中
(pH
<
7)
:
c
(CH
3
COO
-
)
>
c
(CH
3
COOH)
>
c
(Cl
-
)
>
c
(H
+
)
答案
解析
√
2
3
1
2
3
1
解析
A
项,由电荷守恒有
c
(Na
+
)
+
c
(H
+
)
=
c
(HCOO
-
)
+
c
(OH
-
)
,
c
(Cl
-
)
+
c
(OH
-
)
=
c
( )
+
c
(H
+
)
,因
K
b
(NH
3
·H
2
O)
<
K
a
(HCOOH)
,同浓度的
HCOONa
和
NH
4
Cl
溶液,前者
HCOO
-
水解程度小于后者
的水解程度,即前者水解产生的
c
(OH
-
)
小于后者水解产生的
c
(H
+
)
,有前者溶液中
c
(H
+
)
大于后者溶液中
c
(OH
-
)
,
c
(Na
+
)
=
c
(Cl
-
)
,有
c
(Na
+
)
+
c
(H
+
) >
c
(Cl
-
)
+
c
(OH
-
)
,正确;
B
项,
CH
3
COOH
的酸性比
HCOOH
弱,同
pH
时,
c
(CH
3
COOH)>
c
(HCOOH)
,用
NaOH
滴定时,
CH
3
COOH
消耗的
NaOH
多,错误;
2
3
1
C
项,此时为等浓度的
HCOOH
和
HCOONa
溶液,质子守恒式有
c
(
HCOO
-
)
+
2
c
(OH
-
)
=
2
c
(H
+
)
+
c
(
HCOOH
)
[
可由电荷守恒式
c
(Na
+
)
+
c
(H
+
)
=
c
(
HCOO
-
)
+
c
(OH
-
)
和物料守恒式
2
c
(Na
+
)
=
c
(
HCOO
-
)
+
c
(
HCOOH
)
处理得到
]
,错误;
D
项,当两者等体积混合时,得等浓度
CH
3
COOH
、
CH
3
COONa
、
NaCl
的混合溶液,若不考虑
CH
3
COOH
的电离和
CH
3
COO
-
的水解,有
c
(
CH
3
COO
-
)
=
c
(
Cl
-
)
=
c
(
CH
3
COOH
)
,溶液呈酸性,说明
CH
3
COOH
的电离程度大于
CH
3
COO
-
的水解程度,有
c
(CH
3
COO
-
)>
c
(
Cl
-
)>
c
(
CH
3
COOH
)>
c
(H
+
)
,错误。
3.(2017·
全国卷
Ⅱ
,
12)
改变
0.1 mol·L
-
1
二元弱酸
H
2
A
溶液的
pH
,溶液中的
H
2
A
、
HA
-
、
A
2
-
的物质的量分数
δ
(X)
随
pH
的变化如图所示
[
已知
δ
(X)
=
答案
解析
2
3
1
下列叙述错误的是
A.pH
=
1.2
时,
c
(H
2
A)
=
c
(HA
-
)
B.lg
[
K
2
(H
2
A)]
=-
4.2
C.pH
=
2.7
时,
c
(HA
-
)>
c
(H
2
A)
=
c
(A
2
-
)
D.pH
=
4.2
时,
c
(HA
-
)
=
c
(A
2
-
)
=
c
(H
+
)
√
解析
A
项,根据图像,
pH
=
1.2
时,
H
2
A
和
HA
-
相交,则有
c
(H
2
A)
=
c
(HA
-
)
,正确;
B
项,根据
pH
=
4.2
点,
K
2
(H
2
A)
=
=
c
(H
+
)
=
10
-
4.2
,正确;
C
项,根据图像,
pH
=
2.7
时,
H
2
A
和
A
2
-
相交,则有
c
(H
2
A)
=
c
(A
2
-
)
,正确;
D
项,根据
pH
=
4.2
时,
c
(HA
-
)
=
c
(A
2
-
)
,且
c
(HA
-
)
+
c
(A
2
-
)
约为
0.1 mol·L
-
1
,而
c
(H
+
)
=
10
-
4.2
mol·L
-
1
,可知
c
(HA
-
)
=
c
(A
2
-
)
>
c
(H
+
)
,错误。
2
3
1
角度一 溶液中的
“
三大平衡
”
及影响因素
电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡是溶液中的三大平衡。这三种平衡都遵循勒夏特列原理
——
当只改变体系的一个条件时,平衡向能够减弱这种改变的方向移动。
高考必备
1.
电离平衡、水解平衡与沉淀溶解平衡的比较
电离平衡
CH
3
COOH
CH
3
COO
-
+
H
+
水解平衡
(
如
CH
3
COONa
溶液
)CH
3
COO
-
+
H
2
O
CH
3
COOH
+
OH
-
沉淀溶解平衡
AgCl(s)
Ag
+
(aq)
+
Cl
-
(aq)
研究
对象
弱电解质
(
包括弱酸、弱碱、水、多元弱酸的酸式酸根
)
盐溶液
(
包括强酸弱碱盐、弱酸强碱盐、弱酸弱碱盐
)
难溶电解质
(
如难溶的酸、碱、盐等
)
影响因素
升高温度
促进电离,离子浓度增大,
K
a
增大
促进水解,
K
h
增大
K
sp
可能增大,也可能减小
加水稀释
促进电离,离子浓度
(
除
OH
-
外
)
减小,
K
a
不变
促进水解,离子浓度
(
除
H
+
外
)
减小,
K
h
不变
促进溶解,
K
sp
不变
加入相应离子
加入
CH
3
COONa
固体或盐酸,抑制电离,
K
a
不变
加入
CH
3
COOH
或
NaOH
,抑制水解,
K
h
不变
加入
AgNO
3
溶液或
NaCl
溶液抑制溶解,
K
sp
不变
加入反应离子
加入
NaOH
,促进电离,
K
a
不变
加入盐酸,促进水解,
K
h
不变
加入氨水,促进溶解,
K
sp
不变
2.
“
电离平衡
”
分析判断中的常见误区
(1)
误认为电离平衡正向移动,弱电解质的电离程度一定增大。如向醋酸溶液中加入少量冰醋酸,平衡向电离方向移动,但醋酸的电离程度减小。
(2)
误认为弱电解质在加水稀释的过程中,溶液中离子浓度都减小。如氨水加水稀释时,
c
(H
+
)
增大。
(3)
误认为由水电离出的
c
(H
+
)
=
1.0
×
10
-
13
mol·L
-
1
的溶液一定呈碱性。如
25
℃
,
0.1 mol·L
-
1
盐酸或氢氧化钠溶液中由水电离的
c
(H
+
)
都为
1.0
×
10
-
13
mol·L
-
1
。
(4)
弱电解质溶液在加水稀释的过程中,判断某些微粒浓度的关系式是否发生变化时,首先要考虑该关系式是否是电离常数、离子积常数或者是它们的变形。
3.
“
水解平衡
”
常见的认识误区
(1)
误认为水解平衡向正向移动,离子的水解程度一定增大。如向
FeCl
3
溶液中加入少量
FeCl
3
固体,平衡向水解方向移动,但
Fe
3
+
的水解程度减小。
(2)
由于加热可促进盐类水解,错误地认为可水解的盐溶液在蒸干后都得不到原溶质。其实不一定,对于那些水解程度不是很大,水解产物离不开平衡体系的情况
[
如
Al
2
(
SO
4
)
3
、
NaAlO
2
、
Na
2
CO
3
]
来说,溶液蒸干后仍得原溶质。
例
1
下列叙述正确的是
A.
常温下,将
pH
=
3
的醋酸溶液稀释到原体积的
10
倍,稀释后溶液的
pH
=
4
B.25
℃
时
K
sp
(AgCl)
=
1.8
×
10
-
10
,向
AgCl
沉淀的溶解平衡体系中加入
NaCl
固体,
AgCl
的溶解度增大
C.
浓度均为
0.1 mol·L
-
1
的下列溶液,
pH
由大到小的排列顺序为
NaOH
>
Na
2
CO
3
>
(NH
4
)
2
SO
4
>
NaHSO
4
D.
为确定二元酸
H
2
A
是强酸还是弱酸,可测
NaHA
溶液的
pH
,若
pH
>
7
,
则
H
2
A
是弱酸;若
pH
<
7
,则
H
2
A
是强酸
典例剖析
答案
解析
√
解题思路
解题思路
分析选项涉及的平衡类型,加水稀释,先假设平衡不移动,确定离子浓度
(
特别是
H
+
或
OH
-
)
变化情况,再考虑平衡移动,最终判断离子浓度的变化结果,相同离子,转化为改变某一组分的浓度,先确定移动的方向,再判断移动的结果,上述两种情况均不影响平衡常数;加热会使电离平衡、水解平衡向右移动。
解析
A
项,醋酸稀释
3
<
pH
<
4
;
B
项,增大
Cl
-
浓度,
AgCl
的溶解平衡左移,溶解度变小;
C
项,依据水解的微弱思想可判断同浓度的溶液,碱性
NaOH
>
Na
2
CO
3
,酸性
NaHSO
4
>
(NH
4
)
2
SO
4
,得出
C
项正确的结论;
D
项,若
H
2
A
是弱酸,
NaHA
中可能存在两种趋势,
HA
-
H
+
+
A
-
和
HA
-
+
H
2
O
H
2
A
+
OH
-
,若
HA
-
电离程度大于水解程度,则溶液
pH
<
7
,故
D
项错误。
例
2
(2016·
全国卷
Ⅲ
,
13)
下列有关电解质溶液的说法正确的是
答案
解析
√
解题思路
解题思路
将微粒浓度的比值转为常量
(
K
a
、
K
b
、
K
h
、
K
w
)
或单一变量,再根据条件判断对单一变量的影响,逐项分析,得出结论。
下列说法不正确的是
A.
正常人体血液中,
的水解程度大于电离程度
B.
人体血液酸中毒时,可注射
NaHCO
3
溶液缓解
C.pH
=
7.00
的血液中,
c
(H
2
CO
3
)
<
c
( )
D.pH
=
7.40
的血液中,
的水解程度一定大于
H
2
CO
3
的电离程度
经典精练
1.
人体血液里存在重要的酸碱平衡:
答案
解析
c
( )
∶
c
(H
2
CO
3
)
1.0
17.8
20.0
22.4
pH
6.10
7.35
7.40
7.45
2
3
1
4
5
6
√
7
解析
A
项,人体血液
pH
小于
7.35
时碳酸会转化成碳酸氢根,使酸性降低,当人体血液
pH
大于
7.45
时,碳酸氢根会转化成碳酸增大酸度,所以正常人体血液中,
的水解程度大于电离程度,正确;
B
项,人体血液酸中毒时,只要增加碳酸氢根即可缓解,所以可注射
NaHCO
3
溶液缓解酸中毒,正确;
C
项,从
pH
随
c
( )
∶
c
(H
2
CO
3
)
变化关系表知,
pH
=
7.00
的血液中,
c
(H
2
CO
3
)
<
c
( )
,正确;
2
3
1
4
5
6
7
2.
室温下,将
0.05 mol Na
2
CO
3
固体溶于水配成
100 mL
溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是
答案
解析
2
3
1
4
5
6
选项
加入的物质
结论
A
50 mL 1 mol·L
-
1
H
2
SO
4
反应结束后,
c
(Na
+
)
=
c
( )
B
0.05 mol CaO
溶液中
增大
C
50 mL H
2
O
由水电离出的
c
(H
+
)·
c
(OH
-
)
不变
D
0.1 mol NaHSO
4
固体
反应完全后,溶液
pH
减小,
c
(Na
+
)
不变
√
7
D
项,加入
0.1 mol NaHSO
4
固体,溶液体积变化不大,但
n
(Na
+
)
变为原来的
2
倍,故
c
(Na
+
)
增大。
2
3
1
4
5
6
7
3.(2016·
海南,
5)
向含有
MgCO
3
固体的溶液中滴加少许浓盐酸
(
忽略体积变化
)
,下列数值变小的是
A.
c
( ) B.
c
(Mg
2
+
)
C.
c
(H
+
) D.
K
sp
(MgCO
3
)
答案
解析
2
3
1
4
5
6
√
解析
MgCO
3
固体的溶液中存在溶解平衡:
MgCO
3
(s)
Mg
2
+
(
aq
)
+
(
aq
)
,加入少量浓盐酸可与
反应促使溶解平衡正向移动,故溶液中
c
(
Mg
2
+
)
及
c
(H
+
)
增大,
c
( )
减小,
K
sp
(
MgCO
3
)
只与温度有关,不变。
7
4.
下列叙述正确的是
A.
稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B.25
℃
时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液
pH
=
7
C.25
℃
时,
0.1 mol·L
-
1
的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D.0.1 mol AgCl
和
0.1 mol AgI
混合后加入
1 L
水中,所得溶液中
c
(Cl
-
)
=
c
(I
-
)
答案
解析
2
3
1
4
5
6
√
7
解析
CH
3
COOH
CH
3
COO
-
+
H
+
,加入醋酸钠相当于增大
CH
3
COO
-
的浓度,使电离平衡逆向移动,减小醋酸的电离程度,
A
错误;
HNO
3
+
NH
3
·H
2
O===NH
4
NO
3
+
H
2
O
,二者等体积等浓度混合后反应生成
NH
4
NO
3
,溶液呈酸性,
25
℃
时溶液
pH
<
7
,
B
错误;
溶液的导电能力与离子的浓度及离子所带的电荷数有关,
H
2
S
H
+
+
HS
-
,
Na
2
S===2Na
+
+
S
2
-
,
H
2
S
为弱电解质,
Na
2
S
为强电解质,等浓度时
H
2
S
溶液导电能力较弱,
C
正确;
K
sp
(AgCl)
=
c
(Ag
+
)·
c
(Cl
-
)
,
K
sp
(AgI)
=
c
(Ag
+
)·
c
(I
-
)
,
K
sp
(AgCl)
与
K
sp
(AgI)
不相等,溶液中
c
(Ag
+
)
相等,所以
c
(Cl
-
)
与
c
(I
-
)
不相等,
D
错误。
2
3
1
4
5
6
7
新题预测
5.(2017·
赣州模拟
)
下表是
3
种物质在水中的溶解度
(20
℃
)
,下列说法中正确的是
2
3
1
4
5
6
物质
MgCl
2
Mg(OH)
2
MgCO
3
溶解度
/g
54.6
0.000 84
0.039
7
2
3
1
4
5
6
答案
解析
物质
MgCl
2
Mg(OH)
2
MgCO
3
溶解度
/g
54.6
0.000 84
0.039
A.
已知
MgCO
3
的
K
sp
=
2.14
×
10
-
5
,则所有含有固体
MgCO
3
的溶液中,都
有
c
(Mg
2
+
)
=
c
( )
,且
c
(Mg
2
+
)·
c
( )
=
2.14
×
10
-
5
B.
除去粗盐中含有的
MgCl
2
杂质,最佳除杂试剂为
Na
2
CO
3
溶液
C.
将适量的表中的三种物质分别与足量水混合,充分加热、灼烧,最终
的固体产物相同
D.
用石灰水处理水中的
Mg
2
+
和
,发生的离子反应方程式为
Mg
2
+
+
2
+
Ca
2
+
+
2OH
-
===CaCO
3
↓
+
MgCO
3
↓
+
2H
2
O
√
7
由于
MgCO
3
的溶解度大于
Mg(OH)
2
,最佳试剂应为
NaOH
,
B
项错误;
MgCl
2
溶液加热水解,生成
Mg(OH)
2
,
Mg(OH)
2
更难溶,加热
MgCO
3
悬浊液时,会转化为
Mg(OH)
2
,灼烧
Mg(OH)
2
最终产物均为
MgO
,
C
项正确;
D
项应生成
Mg(OH)
2
沉淀。
2
3
1
4
5
6
7
6.
苯甲酸钠
(
,缩写为
NaA
)
可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸
(HA)
的抑菌能力显著高于
A
-
。已知
25
℃
时,
HA
的
K
a
=
6.25
×
10
-
5
,
H
2
CO
3
的
K
a1
=
4.17
×
10
-
7
,
K
a2
=
4.90
×
10
-
11
。在生产碳酸饮料的过程中,除了添加
NaA
外,还需加压充入
CO
2
气体。下列说法正确的是
(
温度为
25
℃
,不考虑饮料中其他成分
)
A.
相比于未充
CO
2
的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较低
B.
提高
CO
2
充气压力,饮料中
c
(A
-
)
不变
答案
解析
2
3
1
4
5
6
√
7
2
3
1
4
5
6
解析
苯甲酸钠
(NaA)
在溶液中发生水解:
A
-
+
H
2
O
HA
+
OH
-
,饮料中充入
CO
2
,消耗
OH
-
,平衡向右移动,
c
(HA)
增大,抑菌能力提高,
A
错误;
提高
CO
2
充气压力,溶液中
c
(H
+
)
增大,饮料中
c
(HA)
增大,
c
(A
-
)
减小,
B
错误;
pH
=
5.0
时,溶液中
c
(H
+
)
=
1.0
×
10
-
5
mol·L
-
1
,则
=
0.16
,
C
正确;
由苯甲酸的
K
a
大于
H
2
CO
3
的
K
a1
可知,
H
2
CO
3
不能制取
,
D
项错误。
7
7.
已知
NaHSO
3
溶液显酸性,溶液中存在以下平衡:
向
0.1 mol·L
-
1
的
NaHSO
3
溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是
D.
加入少量
NaHSO
3
固体,
①
、
②
两平衡向右移动,
的电离程度和水
解程度均增大
√
2
3
1
4
5
6
7
答案
解析
解析
根据加入物质的性质判断平衡移动方向,进一步判断各选项结论是否正确。
A
项,加入金属钠后,钠和水反应生成氢氧化钠,使平衡
①
左移,平衡
②
右移,移动的结果是
c
( )
增大。可以利用极端分析法判断,如果金属钠适量,充分反应后溶液中溶质可以是亚硫酸钠,此时
c
( )
很小,所以
A
项错误;
2
3
1
4
5
6
7
D
项,加入
NaHSO
3
时,
的浓度增大,其电离程度和水解程度均减小。
2
3
1
4
5
6
7
角度二 溶液中离子浓度关系判断
1.
理解溶液中的
“
三个守恒
”
关系
高考必备
(1)
电荷守恒:电解质溶液中阴离子所带电荷总数等于阳离子所带电荷总数,根据电荷守恒可准确、快速地解决电解质溶液中许多复杂的离子浓度问题。
(2)
物料守恒:物质发生变化前后,有关元素的存在形式不同,但元素的种类和原子数目在变化前后保持不变,根据物料守恒可准确、快速地解决电解质溶液中复杂离子、分子、物质的量浓度或物质的量的关系。
(3)
质子守恒:在电离或水解过程中,会发生质子
(H
+
)
转移,但质子转移过程中其数量保持不变。
将混合溶液中的电荷守恒式和物料守恒式相联立,通过代数运算消去其中未参与平衡移动的离子,即可推出溶液中的质子守恒式。
2.
三个守恒的综合应用
应用三种守恒关系解决电解质溶液中离子浓度关系时,要清楚电解质溶液中微粒存在的变化
(
水解或电离
)
,抓住守恒的实质,将由守恒所得的关系结合起来使用。综合运用三种守恒关系,理清一条思路,掌握分析方法。如图所示:
典例剖析
答案
解析
例
1
室温下,将一元酸
HA
的溶液和
KOH
溶液等体积混合
(
忽略体积变化
)
,实验数据如
右
表:
下列判断不正确的是
A.
实验
①
反应后的溶液中:
c
(K
+
)
>
c
(A
-
)
>
c
(OH
-
)
>
c
(H
+
)
实验
编号
起始浓度
/mol·L
-
1
反应后溶
液的
pH
c
(HA)
c
(KOH)
①
0.1
0.1
9
②
x
0.2
7
C.
实验
②
反应后的溶液中:
c
(A
-
)
+
c
(HA)
>
0.1
mol·L
-
1
D.
实验
②
反应后的溶液中:
c
(K
+
)
=
c
(A
-
)
>
c
(OH
-
)
=
c
(H
+
)
√
解题思路
解题思路
混合溶液的离子浓度关系首先判断反应后是否有物质剩余,确定溶液的组成。解答该题的关键是用好
“
三个守恒
”
。
解析
KA
为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,
A
-
会发生水解,则
A
项正确;
根据溶液中的电荷守恒,即
c
(K
+
)
+
c
(H
+
)
=
c
(A
-
)
+
c
(OH
-
)
,则
c
(OH
-
)
=
c
(K
+
)
+
c
(H
+
)
-
c
(A
-
)
,故
B
项错误;
要使等体积的
HA
弱酸溶液和
KOH
强碱溶液混合后呈中性,则酸的浓度应大于碱的,由物料守恒得
C
项正确;
D
项,中性溶液下水的电离较微弱,所以有
c
(K
+
)
=
c
(A
-
)
>
c
(OH
-
)
=
c
(H
+
)
。
例
2
下列电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是
A.
在
0.1 mol·L
-
1
NaHCO
3
溶液中:
c
(Na
+
)
>
c
( )
>
c
( )
>
c
(H
2
CO
3
)
B.
在
0.1 mol·L
-
1
NaClO
溶液中:
c
(OH
-
)
=
c
(H
+
)
+
c
(HClO)
C.
某温度下,
CH
3
COOH
溶液中滴入
NaOH
溶液,使溶液
pH
=
7
时:
c
(CH
3
COO
-
)
=
c
(Na
+
)
>
c
(H
+
)
=
c
(OH
-
)
D.
已知酸性:
HCOOH
>
CH
3
COOH
,相同浓度的
HCOOK
与
CH
3
COONa
溶
液中:
c
(K
+
)
-
c
(HCOO
-
)
>
c
(Na
+
)
-
c
(CH
3
COO
-
)
√
答案
解析
解析
碳酸氢钠溶液中碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度,所以水解出的碳酸分子浓度大于电离出的碳酸根离子浓度,
A
项错误;
根据质子守恒,
B
项正确;
没有说明溶液的温度是否为常温,则
pH
=
7
不一定是中性,所以氢离子浓度和氢氧根离子浓度不一定相等,
C
项错误;
已知酸性:
HCOOH
>
CH
3
COOH
,所以甲酸根离子水解程度小于乙酸根离子水解程度,所以在等浓度的甲酸钾和乙酸钠溶液中钾离子和钠离子浓度相等,甲酸根离子浓度大于乙酸根离子浓度,所以
c
(K
+
)
-
c
(HCOO
-
)
<
c
(Na
+
)
-
c
(CH
3
COO
-
)
,
D
项错误。
经典精练
1.25
℃
时,在
10 mL
浓度均为
0.1 mol·L
-
1
的
NaOH
和
NH
3
·H
2
O
混合溶液中滴加
0.1 mol·L
-
1
盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是
A.
未加盐酸时:
c
(OH
-
)
>
c
(Na
+
)
=
c
(NH
3
·H
2
O)
B.
加入
10 mL
盐酸时:
c
( )
+
c
(H
+
)
=
c
(OH
-
)
C.
加入盐酸至溶液
pH
=
7
时:
c
(Cl
-
)
=
c
(Na
+
)
D.
加入
20 mL
盐酸时:
c
(Cl
-
)
=
c
( )
+
c
(Na
+
)
答案
解析
2
3
1
4
5
6
√
7
解析
未加盐酸时,氢氧化钠完全电离,
Na
+
浓度为
0.1 mol·L
-
1
,一水合氨会部分电离,一水合氨的浓度小于
0.1 mol·L
-
1
,
c
(Na
+
)
>
c
(NH
3
·H
2
O)
,
A
错误;
加入
10 mL
盐酸时,
Na
+
浓度等于
Cl
-
浓度,根据电荷守恒可得
B
正确;
加入盐酸至溶液
pH
=
7
时,根据电荷守恒,
Cl
-
浓度等于
Na
+
浓度与
浓度之和,
C
错误;
加入
20 mL
盐酸时,恰好完全反应,生成以氯化钠和氯化铵为溶质的混合溶液,溶液显酸性,根据电荷守恒,
与
Na
+
浓度之和小于
Cl
-
浓度,
D
错误。
2
3
1
4
5
6
7
2.
一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是
A.pH
=
5
的
H
2
S
溶液中,
c
(H
+
)
=
c
(HS
-
)
=
1
×
10
-
5
mol·L
-
1
B.pH
=
a
的氨水溶液,稀释
10
倍后,其
pH
=
b
,则
a
=
b
+
1
C.pH
=
2
的
H
2
C
2
O
4
溶液与
pH
=
12
的
NaOH
溶液任意比例混合:
c
(Na
+
)
+
c
(H
+
)
=
c
(OH
-
)
+
c
( )
D.pH
相同的
①
CH
3
COONa
、
②
NaHCO
3
、
③
NaClO
三种溶液的
c
(Na
+
)
:
①
>
②
>
③
答案
√
2
3
1
4
5
6
解析
7
解析
pH
=
5
的
H
2
S
溶液中,存在
H
2
S
HS
-
+
H
+
,
HS
-
S
2
-
+
H
+
,所以
c
(H
+
)
>
c
(HS
-
)
,
A
项错误;
因为
NH
3
·H
2
O
为弱碱,稀释
10
倍,
pH
改变小于
1
个单位,所以
a
<
b
+
1
,
B
项错误;
当草酸与氢氧化钠溶液混合后,溶液中还存在
,
C
项错误;
根据
CH
3
COOH
、
HClO
、
H
2
CO
3
的酸性相对强弱可以确定三种溶液的浓度大小,
D
项正确。
2
3
1
4
5
6
7
3.
室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是
A.Na
2
S
溶液:
c
(Na
+
)
>
c
(HS
-
)
>
c
(OH
-
)
>
c
(H
2
S)
B.Na
2
C
2
O
4
溶液:
c
(OH
-
)
=
c
(H
+
)
+
c
( )
+
2
c
(H
2
C
2
O
4
)
C.Na
2
CO
3
溶液:
c
(Na
+
)
+
c
(H
+
)
=
2
c
( )
+
c
(OH
-
)
D.CH
3
COONa
和
CaCl
2
混合溶液:
c
(Na
+
)
+
c
(Ca
2
+
)
=
c
(CH
3
COO
-
)
+
c
(CH
3
COOH)
+
2
c
(Cl
-
)
答案
解析
√
2
3
1
4
5
6
7
2
3
1
4
5
6
解析
在
Na
2
S
溶液中存在:
H
2
O
OH
-
+
H
+
以及
S
2
-
+
H
2
O
HS
-
+
OH
-
、
HS
-
+
H
2
O
H
2
S
+
OH
-
,溶液中粒子浓度关系为
c
(Na
+
)
>
c
(S
2
-
)
>
c
(OH
-
)
>
c
(HS
-
)
>
c
(H
2
S)
>
c
(H
+
)
,
A
错误;
利用质子守恒知,
Na
2
C
2
O
4
溶液中存在:
c
(OH
-
)
=
c
(H
+
)
+
c
( )
+
2
c
(H
2
C
2
O
4
)
,
B
正确;
利用电荷守恒知,
Na
2
CO
3
溶液中:
c
(Na
+
)
+
c
(H
+
)
=
2
c
( )
+
c
( )
+
c
(OH
-
)
,
C
错误;
利用物料守恒可知,
CH
3
COONa
和
CaCl
2
的混合液中
c
(Na
+
)
+
c
(Ca
2
+
)
=
c
(CH
3
COOH)
+
c
(CH
3
COO
-
)
+
c
(Cl
-
)
,
D
错误。
7
4.
下列叙述正确的是
A.0.1 mol·L
-
1
CH
3
COONa
溶液中:
c
(Na
+
)>
c
(CH
3
COO
-
)>
c
(H
+
)>
c
(OH
-
)
B.Na
2
CO
3
溶液加水稀释后,恢复至原温度,
pH
和
K
w
均减小
C.pH
=
5
的
CH
3
COOH
溶液和
pH
=
5
的
NH
4
Cl
溶液中,
c
(H
+
)
不相等
D.
在
Na
2
S
溶液中加入
AgCl
固体,溶液中
c
(S
2
-
)
下降
答案
解析
√
2
3
1
4
5
6
7
解析
乙酸钠是强碱弱酸盐,溶液为碱性,
A
错误;
温度不变,
K
w
不变,
B
错误;
pH
相等,则溶液中
c
(H
+
)
相等,
C
错误;
硫化银溶解度小于
AgCl
,当加入
AgCl
固体时,
AgCl
沉淀会转化为
Ag
2
S
,
c
(S
2
-
)
下降,
D
正确。
新题预测
5.
常温时,在
(NH
4
)
2
SO
4
溶液中滴加
Ba(OH)
2
溶液,下列有关选项正确的是
答案
解析
2
3
1
4
5
6
7
√
2
3
1
4
5
6
7
6.(2017·
成都外国语学校月考
)
下列说法正确的是
答案
解析
2
3
1
4
5
6
7
C.
常温下,
0.01 mol·L
-
1
的
HA
和
BOH
两种溶液,其
pH
分别为
3
和
12
,将两
溶液等体积混合后,所得溶液的
pH
≤
7
√
常温下,
0.01 mol·L
-
1
的
HA
和
BOH
两种溶液
pH
分别为
3
和
12
,说明
HA
是弱酸,
BOH
是强碱,将两溶液等体积混合后生成
BA
和水,其中
A
-
水解使溶液显碱性,所得溶液的
pH
>
7
,
C
错误;
2
3
1
4
5
6
7
2
3
1
4
5
6
7
7.10 mL
浓度均为
0.1
mol·L
-
1
的三种溶液:
①
HF
溶液;
②
KOH
溶液;
③
KF
溶液。下列说法正确的是
A.
①
和
②
混合后,酸碱恰好中和,溶液呈中性
B.
①
和
③
混合:
c
(F
-
)
+
c
(OH
-
)
=
c
(H
+
)
+
c
(
HF
)
C.
①
、
③
中均有
c
(F
-
)
+
c
(
HF
)
=
0.1
mol·L
-
1
D.
由水电离出的
c
(OH
-
)
:
②
>
③
>
①
答案
解析
√
2
3
1
4
5
6
7
解析
①
和
②
中
n
(HF)
=
n
(KOH)
,
HF
和
KOH
恰好中和,溶液呈碱性,
A
项错误;
①
和
③
混合后,由电荷守恒得
c
(F
-
)
+
c
(OH
-
)
=
c
(H
+
)
+
c
(K
+
)
,由物料守恒得
c
(K
+
)
=
[
c
(HF)
+
c
(F
-
)]
,两式联立,消去
c
(K
+
)
,得
c
(F
-
)
+
2
c
(OH
-
)
=
2
c
(H
+
)
+
c
(HF)
,
B
项错误;
HF
电离出的
H
+
、
KOH
电离出的
OH
-
对水的电离均有抑制作用,因
HF
是弱酸,
KOH
是强碱,浓度相同时,
②
中的
OH
-
浓度比
①
中的
H
+
浓度大,
②
对水的电离抑制作用更大;
KF
中
F
-
的水解对水的电离有促进作用,因此由水电离出的
c
(OH
-
)
:
③
>
①
>
②
,
D
项错误。
2
3
1
4
5
6
7
角度三 结合图像判断溶液中粒子浓度的变化
结合图像分析电离平衡、水解平衡、溶解平衡,判断离子浓度的关系是全国卷考查的重点,常考图像类型总结如下:
1.
一强一弱溶液的稀释图像
(1)
相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
高考必备
加水稀释相同的倍数,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
值的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的
pH
大
加水稀释到相同的
pH
,醋酸加入的水多
(3)pH
与稀释倍数的线性关系
(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
2.
K
w
和
K
sp
曲线
(1)
双曲线型
不同温度下水溶液中
c
(H
+
)
与
c
(OH
-
)
的变化曲线
常温下,
CaSO
4
在水中的沉淀溶解平衡曲线
[
K
sp
=
9×10
-
6
]
(1)A
、
C
、
B
三点均为中性,温度依次升高,
K
w
依次增大
(2)D
点为酸性溶液,
E
点为碱性溶液,
K
w
=
1
×
10
-
14
(3)AB
直线的左上方均为碱性溶液,任意一点:
c
(H
+
)
<
c
(OH
-
)
(1)a
、
c
点在曲线上,
a
→
c
的变化为增大
c
( )
,如加入
Na
2
SO
4
固体,但
K
sp
不变
(2)b
点在曲线的上方,
Q
c
>
K
sp
,将会有沉淀生成
(3)d
点在曲线的下方,
Q
c
<
K
sp
,则为不饱和溶液,还能继续溶解
CaSO
4
(2)
直线型
(pM
-
pR
曲线
)
pM
为阳离子浓度的负对数,
pR
为阴离子浓度的负对数
①
直线
AB
上的点:
c
(
M
2
+
)
=
c
(
R
2
-
)
;
②
溶度积:
CaSO
4
>
CaCO
3
>
MnCO
3
;
③
X
点对
CaSO
4
要析出沉淀,对
CaCO
3
是
不饱和溶液,能继续溶解
CaCO
3
;
④
Y
点:
c
( )
>
c
(
Ca
2
+
)
,二者的浓度积等
10
-
5
;
Z
点:
c
( )
<
c
(
Mn
2
+
)
,二者的浓度积等
10
-
10.6
。
3.
酸碱中和滴定
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应
(
强酸与强碱反应
)
的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应
(
强酸与弱碱反应
)
室温下
pH
=
7
不一定是终点:强碱与强酸反应时,终点是
pH
=
7
;强碱与弱酸
(
强酸与弱碱
)
反应时,终点不是
pH
=
7(
强碱与弱酸反应终点是
pH
>
7
,强酸与弱碱反应终点是
pH
<
7)
4.
分布系数图及分析
[
分布曲线是指以
pH
为横坐标、分布系数
(
即组分的平衡浓度占总浓度的分数
)
为纵坐标的关系曲线
]
一元弱酸
(
以
CH
3
COOH
为例
)
二元酸
(
以草酸
H
2
C
2
O
4
为例
)
δ
0
为
CH
3
COOH
分布系数,
δ
1
为
CH
3
COO
-
分布系数
δ
0
为
H
2
C
2
O
4
分布系数、
δ
1
为
分布系数、
δ
2
为
分布系数
随着
pH
增大,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增多。根据分布系数可以书写一定
pH
时所发生反应的离子方程式
同一
pH
条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定
pH
的微粒分布系数和酸的分析浓度,就可以计算各成分在该
pH
时的平衡浓度
A.
在
A
点时,由
H
2
O
电离出的
c
(H
+
)
相等,
c
(M
+
)
=
c
(R
+
)
B.
稀释前,
ROH
溶液的物质的量浓度等于
MOH
溶液的物
质的量浓度的
10
倍
C.
稀释前的
ROH
溶液与等体积
pH
=
1
的
H
2
SO
4
溶液混合后所得溶液显酸性
D.
等体积、等浓度的
MOH
溶液和
HCl
溶液混合后,溶液中离子浓度大小
关系为
c
(
Cl
-
)
>
c
(M
+
)
>
c
(OH
-
)
>
c
(H
+
)
例
1
已知
MOH
和
ROH
均为一元碱,常温下对其水溶液分别加水稀释时,
pH
变化如图所示。下列说法正确的是
典例剖析
答案
解析
√
思路点拨
思路点拨
本题为电离平衡图像题,需要学生结合选项要求,从图像中提取有用信息进行解答。
审题
信息提取
题目解答
分析题干信息及四个选项,粗略分析图像信息
由图像中两条线段的变化规律,推断出两种碱的强弱
(
这是解答该题的关键信息
)
确定两条线段的交点
(A
点
)
的含义,结合分析出的两种碱的强弱,根据选项内容,确定合理选项
解析
由图可知,稀释前
ROH
溶液的
pH
=
13
,稀释
100
倍时
pH
=
11
,故
ROH
为强碱,而稀释前
MOH
的
pH
=
12
,稀释
100
倍时
pH
=
11
,故
MOH
为弱碱。由
ROH===R
+
+
OH
-
、
MOH
M
+
+
OH
-
可知,在
A
点,两种溶液的
c
(OH
-
)
相等,则
c
(M
+
)
=
c
(R
+
)
,
A
项正确;
稀释前,
ROH
溶液的物质的量浓度为
0.1 mol·L
-
1
,
MOH
溶液的物质的量浓度大于
0.01 mol·L
-
1
,则
ROH
溶液的物质的量浓度小于
MOH
溶液的物质的量浓度的
10
倍,
B
项错误;
稀释前的
ROH
溶液与等体积
pH
=
1
的
H
2
SO
4
溶液混合后恰好中和生成盐,溶液显中性,
C
项错误;
MOH
为弱碱,等体积、等浓度的
MOH
溶液与盐酸混合,反应生成强酸弱碱盐,水解显酸性,故
c
(H
+
)
>
c
(OH
-
)
,
D
项错误。
A.
图中曲线
①
表示
NaOH
溶液滴定盐酸时的
pH
变化
B.
酸溶液的体积均为
10 mL
C.a
点:
c
(CH
3
COOH)
>
c
(CH
3
COO
-
)
D.a
点:
c
(H
+
)
+
c
(Na
+
)
=
c
(OH
-
)
+
c
(CH
3
COO
-
)
例
2
常温下,向等体积、等物质的量浓度的盐酸、醋酸溶液中分别滴入
0.1 mol·L
-
1
NaOH
溶液,测得溶液的
pH
与
NaOH
溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是
√
答案
解析
解题思路
解题思路
比较图像起点
→①
代表盐酸且浓度为
0.1
mol·L
-
1
→
pH
=
7
的点
(
盐酸与
10 mL
NaOH
完全中和
)
→
盐酸为
10 mL
,
a
点醋酸被中和一半,
CH
3
COOH
和
CH
3
COONa
等物质的量混合,可据此判断。
解析
A
项,
①
代表盐酸,
②
代表醋酸,正确;
B
项,向盐酸中加入
10 mL NaOH
时,
pH
=
7
,所以盐酸体积为
10 mL
,正确;
C
项,
a
点是
CH
3
COOH
和
CH
3
COONa
等物质的量混合,溶液呈酸性,电离大于水解,
c
(CH
3
COOH)
<
c
(CH
3
COO
-
)
,错误;
D
项,符合电荷守恒,正确。
A.
在
pH
=
4.3
的溶液中:
3
c
(R
2
-
)
=
c
(Na
+
)
+
c
(H
+
)
-
c
(OH
-
)
B.
等体积等浓度的
NaOH
溶液与
H
2
R
溶液混合后,溶液中水的电离程度比
纯水大
C.
在
pH
=
3
的溶液中存在
=
10
-
3
D.
向
Na
2
CO
3
溶液中加入少量
H
2
R
溶液,发生反应:
例
3
已知:常温下,
(1)
K
a1
(H
2
CO
3
)
=
4.3
×
10
-
7
,
K
a2
(H
2
CO
3
)
=
5.6
×
10
-
11
;
(2)H
2
R
及其钠盐的溶液中,
H
2
R
、
HR
-
、
R
2
-
分别在三者中所占的物质的量分数
(
α
)
随溶液
pH
的变化关系如图所示。下列叙述错误的是
√
答案
解析
解题思路
解题思路
本题考查弱电解质在水溶液中的电离平衡,图像的交点
pH
→
H
2
R
的
K
a1
、
K
a2
→
判断
H
2
CO
3
与
H
2
R
的强弱;曲线的最高点
→
HR
-
、
R
2
-
、
H
2
R
含量及
pH
→
HR
-
的电离程度大于水解程度。
解析
A
项,在
pH
=
4.3
的溶液中,
c
(HR
-
)
=
c
(R
2
-
)
,根据溶液中电荷守恒
2
c
(R
2
-
)
+
c
(HR
-
)
+
c
(OH
-
)
=
c
(Na
+
)
+
c
(H
+
)
,可知
3
c
(R
2
-
)
=
c
(Na
+
)
+
c
(H
+
)
-
c
(OH
-
)
,正确;
B
项,等体积等浓度的
NaOH
溶液与
H
2
R
溶液混合生成
NaHR
,此时
HR
-
含量最高,
H
2
R
和
R
2
-
含量接近于
0
,由题图可知,此时
pH
接近于
3
,溶液显酸性,对水的电离起到抑制作用,所以溶液中水的电离程度比纯水小,错误;
1.(2016·
全国卷
Ⅰ
,
12)298 K
时,在
20.0 mL 0.10 mol·L
-
1
氨水中滴入
0.10 mol·L
-
1
的盐酸,溶液的
pH
与所加盐酸的体积关系如图所示。已知
0.10 mol·L
-
1
氨水的电离度为
1.32%
,下列有关叙述正确的是
答案
解析
经典精练
2
3
1
4
5
6
7
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
20.0 mL
C.M
点处的溶液中
c
( )
=
c
(
Cl
-
)
=
c
(H
+
)
=
c
(OH
-
)
D.N
点处的溶液中
pH<12
√
8
解析
A
项,盐酸滴定氨水时,滴定终点溶液为
NH
4
Cl
溶液,呈酸性,故指示剂应选甲基橙,错误;
B
项,一水合氨属于弱碱,与盐酸正好反应生成
NH
4
Cl
时溶液呈酸性,故二者等浓度反应时,若溶液的
pH
=
7
,盐酸的体积应小于氨水的体积,即小于
20.0 mL
,错误;
D
项,由图可知,
N
点即为
0.10 mol·L
-
1
氨水,由其电离度为
1.32%
,可知
0.10 mol·L
-
1
氨水中
c
(OH
-
)
=
0.001 32 mol·L
-
1
,故该氨水中
11