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文档介绍
2018届高考二轮复习人教版选择题第一篇专题八水溶液中的离子平衡课件(96张)
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查看更多
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