1、专题八水溶液中的离子平衡专题八水溶液中的离子平衡第二部分第二部分内容索引考情分考情分析析 备考备考定向定向高频高频考点考点 能力能力突破突破热点专攻热点专攻(八八)考情分考情分析析 备考备考定向定向备考要点说明 1.了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。3.了解水的电离、离子积常数。4.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。5.理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数进行相关计算。6.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。7.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积(Ksp)的含义,能
2、进行相关的计算。核心价值引领酸碱平衡是指在正常生理状态下,血液的酸碱度(pH)通常维持在一个范围内,即动脉血pH稳定在7.357.45(平均7.40)之间的稳定状态。体内酸、碱产生过多或不足,引起血液pH改变,此状态称为酸碱失衡。水溶液中也存在很多平衡,如何判断溶液的酸碱性?泡沫灭火器中装的什么物质?原理是什么?这一节我们就来探讨这方面的问题。高频高频考点考点 能力能力突破突破考点一考点一溶液酸碱性及溶液酸碱性及pH【真题示例】【真题示例】1.(2019全国)设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是()A.每升溶液中的H+数目为0.02NAC.加水稀释使电
3、离度增大,溶液pH减小D.加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强答案 B 2.(2019天津理综)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.010-4和1.710-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是()A.曲线代表HNO2溶液B.溶液中水的电离程度:b点c点C.从c点到d点,溶液中 保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同答案 C解析 A项,根据两种酸的电离常数可知,酸性:HNO2CH3COOH,pH相同的两种酸稀释相同倍数,pH变化大的是相对
4、较强的酸,即曲线表示HNO2溶液的稀释,错误;B项,pH越小酸性越强,对水电离的抑制程度越大,因此溶液中水的电离程度:b点c(H2A)=c(A2-)D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)答案 D解析 A项,根据图像,pH=1.2时,H2A和HA-物质的量分数相同,则有c(H2A)=c(HA-),A正确;B项,根据pH=4.2时,K2(H2A)=10-4.2,B正确;C项,根据图像,pH=2.7时,HA-的物质的量分数最大,H2A和A2-的物质的量分数相同,则有c(HA-)c(H2A)=c(A2-),C正确;D项,根据pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),且物质的量分数
5、约为0.48,而c(H+)=10-4.2 molL-1,可知c(HA-)=c(A2-)c(H+),D错误。【必备知识必备知识】1.根据水电离出的c(H+)和溶液中c(H+)判断溶液的性质(1)室温下纯水中水电离出的c(H+)=110-7 molL-1,若某溶液中水电离出的c(H+)110-7 molL-1,则可判断出该溶液中存在能水解的盐,从而促进了水的电离。(2)室温下,溶液中的c(H+)110-7 molL-1,说明该溶液是酸溶液或酸式盐溶液或水解呈酸性的盐溶液;溶液中的c(H+)7,弱酸、强碱,混合后溶液pHcbB.常温下,浓度均为0.1 molL-1醋酸、盐酸、醋酸钠溶液中,水的电离程
6、度的顺序为C.常温下,将相同体积pH=3的硫酸溶液和pH=11的一元碱BOH溶液混合,所得溶液可能为中性也可能为酸性D.物质的量浓度相同的氯化铵溶液、硫酸铵溶液、碳酸氢铵溶液,pH的顺序为答案 C解析 将pH均为a的氢氧化钠溶液和氨水分别加水稀释到体积为原来的100倍,对于NaOH溶液来说,只有稀释作用,但氨水中电离平衡正向移动,使溶液中c(OH-)减小的程度比NaOH小,所以稀释后氨水中的c(OH-)大,则a、b、c的大小关系是acb,A正确;醋酸是弱酸,电离产生的H+的浓度小于等浓度的盐酸,所以抑制作用盐酸大于醋酸;而醋酸钠是强碱弱酸盐,CH3COO-水解促进水的电离,使水的电离平衡正向移
7、动,所以常温下,浓度均为0.1 molL-1的醋酸、盐酸、醋酸钠溶液中,水的电离程度的顺序为,B正确;硫酸溶液pH=3,则c(H+)=10-3 molL-1,碱溶液pH=11,则c(OH-)=10-3 molL-1,如果BOH是一元强碱,则二者等体积混合后,H+与OH-恰好完全反应,反应后溶液显中性,若BOH是弱碱,由于在溶液中含有未电离的BOH,使溶液显碱性,C错误;硫酸铵电离产生的铵根离子浓度大于氯化铵,所以溶液的酸性硫酸铵强,碳酸氢铵是弱酸弱碱盐,阳离子、阴离子都发生水解反应,水解相互促进,由于铵根水解程度小于碳酸氢根离子,所以溶液显碱性,故等物质的量浓度的氯化铵溶液、硫酸铵溶液、碳酸氢
8、铵溶液,pH的顺序为,D正确。考向2电离平衡常数的计算及应用2.常温下,将10 mL 0.1 molL-1 NaA溶液逐滴加入10 mL 0.1 molL-1 HA溶液中,已知HA的电离平衡常数Ka=1.810-4。下列说法正确的是()A.滴加过程中,混合溶液中 的值始终变小B.滴加过程中,混合溶液呈酸性C.充分混合后,溶液中A-的水解程度比原NaA溶液中A-的水解程度大D.充分混合后,溶液中c(Na+)c(A-)c(HA)c(H+)c(OH-)程度,滴加过程中,混合溶液呈酸性,故B正确;充分混合后,溶液为NaA和HA的混合溶液,HA溶液抑制A-的水解,故C错误;充分混合后,溶液为NaA和HA
9、的混合液,且HA的电离大于A-水解,则溶液中c(A-)c(Na+)c(HA)c(H+)c(OH-),故D错误。答案 B 考向3电离平衡及有关图像分析3.(双选)(2020山东日照一模)25 时,分别稀释pH=11的Ba(OH)2溶液和氨水,溶液pH的变化如下图所示。已知:Kb(NH3H2O)=1.810-5。下列说法正确的是()A.若35 时分别稀释上述两种溶液,则图中、曲线将比原来靠近B.保持25 不变,取A、B两点对应的溶液等体积混合后,pH=9C.由水电离产生的c(H+):A点B点答案 BD解析 25 时,Ba(OH)2溶液和氨水的pH相同,由于Ba(OH)2是强电解质,在溶液中完全电离
10、,稀释到体积为原来的100倍时,Ba(OH)2溶液的pH从11变为9,而NH3H2O是弱电解质,在溶液中部分电离,稀释到体积为原来的100倍时,稀释过程中氨水会继续电离出OH-,导致溶液中OH-的浓度大于Ba(OH)2溶液中的OH-,溶液的pH9,因此曲线代表氨水稀释时溶液pH随稀释倍数的变化,曲线代表Ba(OH)2溶液稀释时溶液pH随稀释倍数的变化。温度升高,KW变大,则在35 时分别稀释上述两种溶液,则图中、曲线将比原来疏远,A项错误;25 时,A、B两点对应的溶液的pH均为9,保持25 不变,则KW不变,两者等体积混合后,溶液中H+浓度不变,故pH仍不变,B项正确;A、B两点溶液pH相等
11、,即A、B两点溶液中c(H+)相等,由于溶液中的H+只来自水的电离,所以A、B两点水电离产生的c(H+)相等,C项错误;曲线上任意点对应的溶液中存在电荷守恒:c(OH-)=c(H+)+c(),则有考向4pH的有关计算4.已知水在25 和95 时,其电离平衡曲线如图所示:(1)则25 时水的电离平衡曲线应为(填“A”或“B”),请说明理由:。(2)95 时,若100体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸溶液的pH1与强碱溶液的pH2之间应满足的关系是。(3)95 时,向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a的盐酸,测得混合溶液的部分pH如下表所示
12、。假设溶液混合前后的体积不变,则a=,实验所得溶液中由水电离产生的c(OH-)=molL-1。实验序号 Ba(OH)2溶液的体积/mL盐酸的体积/mL溶液的pH22.000.00822.0018.00722.0022.006答案(1)A水的电离是吸热过程,温度较低时,电离程度较小,c(H+)、c(OH-)均较小(2)a+b=14(或pH1+pH2=14)(3)41.010-7解析(1)温度升高时促进水的电离,水的离子积增大,水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大,水的pH减小,但溶液仍然呈中性。因此结合图像中A、B曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度可以判断,25 时水的电离平衡曲线应为A。
13、(2)要注意95 时,水的离子积为110-12,即c(H+)c(OH-)=110-12,则等体积强酸、强碱溶液反应至中性时,有pH(酸)+pH(碱)=12。根据95 时混合后溶液呈中性,pH2=b的某强碱溶液中c(OH-)=10b-12 molL-1;根据溶液呈中性可得100V10-a molL-1=V10b-12 molL-1,可得10-a+12=10b-12,即a+b=14或pH1+pH2=14。(3)此条件下,pH=6时溶液呈中性,根据表中实验数据可得Ba(OH)2溶液中c(OH-)=1.010-4 molL-1,根据表中实验的数据可以判断,盐酸中的c(H+)与Ba(OH)2溶液中c(O
14、H-)相等,所以a=4,即盐酸的pH=4;实验溶液呈碱性,考点二考点二溶液中的溶液中的“三大平衡三大平衡”与与“四大常数四大常数”【真题示例】【真题示例】1.(2020山东化学)25 时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 molL-1,lgc(CH3COOH)、lgc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)随pH变化的关系如图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是()A.O点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)B.N点时,pH=-lgKaD.pH由7到14的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终增大答案 BC 解析 在CH3
15、COO-、CH3COOH的混合溶液中,随着pH的增大,lgc(CH3COOH)减小,lgc(CH3COO-)增大。当pH=0时,c(H+)=1 molL-1,又由于c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 molL-1,所以c(H+)c(CH3COOH)c(CH3COO-)。2.(2020天津化学)常温下,下列有关电解质溶液的说法错误的是()A.相同浓度的HCOONa和NaF两溶液,前者的pH较大,则Ka(HCOOH)Ka(HF)B.相同浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后pH约为4.7,则溶液中c(CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-)C.FeS溶于
16、稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,则Ksp(FeS)Ksp(CuS)D.在1 molL-1 Na2S溶液中,c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1 molL-1答案 A 3.(2019北京理综)实验测得0.5 molL-1 CH3COONa溶液、0.5 molL-1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()A.随温度升高,纯水中c(H+)c(OH-)B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH-)减小C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是KW改变与水解平衡移动共同作用的结果D.随水温升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3
17、COO-、Cu2+水解平衡移动方向不同答案 C解析 随温度升高,KW增大,但纯水中的c(H+)仍然等于c(OH-),A错误;随温度升高,CH3COONa水解平衡和水的电离平衡均会正向移动,c(OH-)增大,图中pH略有减小,应是水的电离平衡正向移动所致,B错误;随温度升高,CuSO4水解程度增大,c(H+)增大,pH减小,而且升温也会导致水的电离平衡正向移动,KW增大,C正确;D项,随水温升高,CH3COO-、Cu2+水解平衡均正向移动,D错误。4.(2019全国)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示
18、。下列说法错误的是()A.图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度B.图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)Ksp(p)Ksp(q)C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动答案 B解析 CdS在水中存在沉淀溶解平衡:CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq),电离出S2-的浓度与Cd2+的浓度相同,A项正确;沉淀溶解平衡常数只与温度有关,温度相同,Ksp相同,所以m、p、n三点的Ksp相同,B项错误;在T1温度下,向m点的溶液中加入少量Na2S固体,S2-浓度增大,但由
19、于Ksp不变,所以Cd2+浓度必然减小,因此溶液组成由m沿mpn线向p方向移动,C项正确;温度降低,CdS的Ksp减小,但S2-浓度与Cd2+浓度仍然相等,所以q点饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动,D项正确。5.(2018北京理综)测定0.1 molL-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。实验过程中,取时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,产生白色沉淀多。下列说法不正确的是()B.的pH与不同,是由于 浓度减小造成的C.的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致D.与的KW值相等时刻温度/25304025pH9.669.529.379.25答案 C
20、解析 由时刻溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀较多,说明升温过程中亚硫酸钠被空气中氧气氧化为硫酸钠,导致亚硫酸根浓度减小。A项,亚硫酸钠为强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液显碱性,A正确;B项,与的pH不同是因为亚硫酸钠被空气中的氧气氧化为硫酸钠,导致亚硫酸根浓度减小,溶液pH减小,正确;C项,升高温度,水解平衡右移,减小亚硫酸根浓度,平衡左移,错误;D项,与的温度相同,则水的离子积常数KW相同,正确。6.(2018天津理综)LiH2PO4是制备电池的重要原料。室温下,LiH2PO4溶液的pH随c初始()的变化如图1所示,H3PO4溶液中 的分布分数随pH的变化如图2所示下列有关LiH2P
21、O4溶液的叙述正确的是()A.溶液中存在3个平衡C.随c初始()增大,溶液的pH明显变小D.用浓度大于1 molL-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【必备知识必备知识】电解质溶液中的三大平衡1.三大平衡分析判断影响因素升高温度促进电离,离子浓度增大,Ka增大促进水解,Kh增大Ksp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,Ka不变促进水解,离子浓度(除H+外)减小,Kh不变促进溶解,Ksp不变加入相应离子加入CH3COONa固体或盐酸,抑制电离,Ka不变加入CH3COOH或NaOH,抑制水解,Kh不
22、变加入AgNO3溶液或NaCl溶液抑制溶解,Ksp不变加入反应的离子加入NaOH,促进电离,Ka不变加入盐酸,促进水解,Kh不变加入氨水,促进溶解,Ksp不变2.平衡常数的定量分析(1)电离常数、水解常数及其关系。根据上述关系可以求出微粒的电离常数或水解常数,也可比较酸式酸根离子的电离和水解程度的相对大小。(2)对平衡浓度的理解。示例:25 时,将a molL-1的醋酸溶液与b molL-1氢氧化钠溶液等体积混合,反应后溶液恰好显中性,用a、b表示醋酸的电离平衡常数为。分析:表达式中的c(H+)、c(CH3COO-)、c(CH3COOH)是指溶液达到平衡时,溶液中的离子浓度,而不是局限于CH3
23、COOH电离产生的离子,只讲存在,不讲来源。反应后溶液恰好显中性,此时c(H+)=c(OH-)=10-7 molL-1,此时表达式中的c(H+)=10-7 molL-1,Na+不参与化学反应,只存在稀释,c(Na+)=molL-1,根据电荷守恒和物料守恒:c(CH3COO-)=c(Na+)=molL-1,c(CH3COOH)=molL-1,代入可得(3)弱电解质电离常数的两种计算方法。由图形起点计算电离常数示例:常温下,向20 mL 0.1 molL-1氨水中滴加一定浓度的盐酸,溶液中水电离的氢离子浓度随加入盐酸体积的变化如图所示。由图形交点计算电离常数示例:常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴加
24、入一定物质的量浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、三种微粒的物质的量分数()与溶液pH的关系如图所示:【应考训练应考训练】考向1多角度分析影响弱电解质电离平衡的因素1.(2020河南中原名校高三第四次质量考评)25 时,0.2 molL-1的HX溶液中c(HX)c(X-)=99 1,下列说法正确的是()A.升温至30 时,溶液中c(HX)c(X)=99 1B.25 时K(HX)210-5C.向溶液中加入适量NaX溶液,酸的电离平衡向左移动,新平衡时c(X-)减小D.加水稀释后,溶液中c(X-)、c(H+)、c(OH-)均减小答案 B 考向2多角度攻克盐类水解问题2.(2019北京师大附中
25、高三期中)室温下,向100 mL 0.1 molL-1 NH4Cl溶液中加入下列物质。有关结论正确的是()选项加入的物质结论A100 mL 0.1 molL-1盐酸溶液中2c()=c(Cl-)B0.01 mol Na2O2固体反应完全后,溶液pH增大,c(Na+)=2c(Cl-)C100 mL H2O由水电离出的c(H+)c(OH-)不变(均为自由离子)D100 mL 0.1 molL-1氨水溶液中 减小答案 B解析 加入100 mL 0.1 molL-1盐酸,由于铵根离子部分水解,则2c()Ksp(CuS)C.根据表中数据可推知,向硫酸钡沉淀中加入饱和碳酸钠溶液,不可能有碳酸钡生成D.常温下
26、,CaSO4在0.05 molL-1 CaCl2溶液中比在0.01 molL-1 Na2SO4溶液中的溶解度小化学式CaSO4CaCO3CuSBaCO3BaSO4溶度积9.110-62.810-96.310-365.110-91.110-10答案 C解析 CaSO4和CaCO3的组成类似,可由溶度积的大小推知其在纯水中溶解度的大小,溶度积大的溶解度大,A项正确;根据沉淀溶解平衡的原理可知,B项正确;虽然Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4),但两者相差不大,当c(Ba2+)c()Ksp(BaCO3)时,硫酸钡可能转化为碳酸钡,C项错误;根据同离子效应可知,CaSO4在0.05 molL-1
27、CaCl2溶液中比在0.01 molL-1 Na2SO4溶液中的溶解度小,D项正确。考向4四大平衡常数的应用4.常温下,某酸HA的电离常数K=110-5,下列说法正确的是()B.常温下,0.1 molL-1 HA溶液中水电离的c(H+)为10-13 molL-1C.NaA溶液中加入HCl溶液至恰好完全反应,存在关系:2c(Na+)=c(A-)+c(Cl-)D.常温下,0.1 molL-1 NaA溶液中A-的水解常数为10-9答案 D 考点三考点三溶液中粒子浓度大小比较溶液中粒子浓度大小比较【真题示例】【真题示例】1.(2019浙江4月选考)室温下,取20 mL 0.1 molL-1某二元酸H2
28、A,滴加0.2 molL-1NaOH溶液。已知:H2A=H+HA-,HA-H+A2-。下列说法不正确的是()A.0.1 molL-1H2A溶液中有c(H+)-c(OH-)-c(A2-)=0.1 molL-1B.当滴加至中性时,溶液中c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),用去NaOH溶液的体积小于10 mLC.当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液的pHc(OH-)D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)c(HX-)c(X2-)c(OH-)=c(H+)答案 D 4.(2015山东理综)室温下向10 mL 0.1 molL-1 NaOH溶液中加入0.1 molL-1的一元酸HA,溶液pH的变化
29、曲线如图所示。下列说法正确的是()A.a点所示溶液中c(Na+)c(A-)c(H+)c(HA)B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同C.pH=7时,c(Na+)=c(A-)+c(HA)D.b点所示溶液中c(A-)c(HA)答案 D解析 a点表示HA与NaOH恰好完全反应,得到NaA溶液并且溶液pH=8.7,说明HA为弱酸,A-发生水解反应:A-+H2O HA+OH-,则a点所示溶液中c(Na+)c(A-)c(OH-)c(HA)c(H+),A项错误;a点为NaA溶液,由于A-发生水解,促进水的电离,而b点是HA和NaA的混合溶液,HA抑制水的电离,水的电离程度比a点时的小,B项错误;根据电荷守
30、恒可知:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),pH=7时,c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(A-),C项错误;b点所示溶液为等物质的量浓度的HA和NaA的混合溶液,由于溶液的pH=4.7,说明HA的电离程度大于A-的水解程度,故c(A-)c(HA),D项正确。【必备知识必备知识】1.依据“三大守恒”突破离子浓度的关系(1)电荷守恒。电解质溶液中所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数相等。如在Na2CO3溶液中存在着Na+、H+、OH-、,它们存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(OH-)。(2)物料守恒。电解质溶液中,由于某些离
31、子能水解或电离,会使离子种类增多,但某些关键性的原子总是守恒的。如在Na2CO3溶液中:(3)质子守恒。在电离或水解过程中,会发生质子(H+)转移,但在质子转移过程中其数量保持不变,如在Na2CO3溶液中:c(OH-)=c()+2c(H2CO3)+c(H+)。2.分析溶液中微粒浓度关系的思维流程 3.盐溶液蒸干灼烧时所得产物的判断规律(1)盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得原物质,(2)酸根阴离子易水解的强碱盐,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物质。【应考训练应考训练】考向1溶液中离子浓度大小比较1.(双选)(2020山东济宁三模)PT(KHC2O4H2C2O42H2O,名称:四草酸钾
32、)是一种分析试剂。室温时,H2C2O4的pKa1、pKa2分别为1.23、4.19(pKa=-lg Ka)。下列说法不正确的是()答案 CD 考向2结合酸碱滴定曲线进行考查2.(2020山东一模)25 时,向10 mL 0.10 molL-1的一元弱酸HA(Ka=1.010-3)溶液中逐滴加入0.10 molL-1 NaOH溶液,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示。下列说法正确的是()A.a点时,c(HA)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)B.溶液在a点和b点时水的电离程度不相同C.b点时,c(Na+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-)D.V=10时,c(Na+)c(A
33、-)c(H+)c(HA)答案 A解析 a点时溶液pH=3,c(H+)=1.010-3 molL-1,因为Ka=1.010-3,所以此时c(HA)=c(A-),根据电荷守恒c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)可知,c(HA)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故A正确;a点溶质为HA和NaA,pH=3,c(H+)=1.010-3 molL-1,c(OH-)=1.010-11 molL-1,则水电离出的c(OH-)=10-11 molL-1,b点溶质为NaOH和NaA,pH=11,c(H+)=1.010-11 molL-1,c(OH-)=10-3 molL-1,则水电离出的c(
34、OH-)=10-11 molL-1,两者水电离出的氢氧根离子浓度相等,水的电离程度相同,故B错误;根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)可得c(Na+)=c(A-)+c(OH-)-c(H+),假设C选项成立,则c(A-)+c(OH-)-c(H+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-),推出c(HA)+c(H+)=0,故假设不成立,故C错误;V=10时,HA与NaOH恰好完全反应生成NaA,A-+H2O HA+OH-,水解后溶液显碱性,c(OH-)c(H+),即c(HA)c(H+),故D错误。【方法技巧方法技巧】抓五点突破中和滴定图像(1)抓反应的“起始点”:判断酸、碱的
35、相对强弱。(2)抓反应“一半点”:判断是哪些溶质的等量混合。(3)抓“恰好反应点”:判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性。(4)抓溶液的“中性点”:判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足。(5)抓反应的“过量点”:判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量。例如:室温下,向20 mL 0.1 molL-1 HA溶液中逐滴加入0.1 molL-1NaOH溶液,溶液pH的变化如图所示:起始点A,0.1 molL-1 HA溶液的pH1,故HA为弱酸。一半点B,溶质为NaA和HA,且 =1,pHc(Na+)c(H+)c(OH-)。中性点C,溶质为NaA和HA(稍过量),pH=7,溶液中:c(Na+)=c(A-)
36、c(H+)=c(OH-)。恰好反应点D,溶质为NaA,pH7,溶液中:c(Na+)c(A-)c(OH-)c(H+)。过量点E,溶质为NaA、NaOH,pH7,溶液中:c(Na+)c(OH-)c(A-)c(H+)。考向3结合pH与微粒浓度、微粒物质的量分数的关系图像考查3.(双选)(2020山东滨州二模)柠檬酸(用H3R表示)是一种高效除垢剂。常温时,用一定浓度的柠檬酸溶液去除水垢,溶液中H3R、H2R-、HR2-、R3-的物质的量百分数随pH的变化如图所示。下列说法正确的是()A.由a点判断H3R的第一步电离常数Ka1(H3R)的数量级为10-3B.若b点溶液中金属阳离子只有Na+,则有c(N
37、a+)=c(R3-)+c(HR2-)+c(H2R-)+c(H3R)C.pH=6时,c(R3-)=c(HR2-)c(H+)c(OH-)D.反应2H2R-H3R+HR2-在该温度下的平衡常数K=10 x-y答案 CD 考点四考点四酸碱中和滴定及迁移应用酸碱中和滴定及迁移应用【真题示例】【真题示例】1.(2020全国)以酚酞为指示剂,用0.100 0 molL-1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数随滴加NaOH溶液体积V(NaOH溶液)的变化关系如下图所示。下列叙述正确的是()A.曲线代表(H2A),曲线代表(HA-)B.H2A溶液的浓度为0.200
38、 0 molL-1 C.HA-的电离常数Ka=1.010-2D.滴定终点时,溶液中c(Na+)2c(A2-)+c(HA-)答案 C解析 由图示滴定曲线中只有一个明显的滴定终点且终点时消耗氢氧化钠溶液的体积为40 mL,以及起点时溶液pH=1,可确定酸H2A第一步是完全电离的,其浓度是0.100 0 molL-1,所以曲线代表(HA-)、曲线代表(A2-),A、B两项错误。C项,曲线、交点时(HA-)=(A2-),此时V(NaOH溶液)=25 mL,再根据曲线可知此时溶液pH=2,由 ,得Ka=1.010-2,C项正确。利用电荷守恒,因为是强碱滴定弱酸,滴定终点时溶液呈碱性,c(H+)2c(A2
39、-)+c(HA-),D项错误。2.(2019全国)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1=1.110-3,Ka2=3.910-6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是()A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关B.Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的C.b点的混合溶液pH=7D.c点的混合溶液中,c(Na+)c(K+)c(OH-)答案 C解析 随着NaOH溶液的加入,混合溶液中离子浓度和种类发生变化,因此混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关,A项正确;a点的溶液中能导电的离子主要为HA-和K+,b点为反应终点,因此b点的溶
40、液中能导电的离子主要为A2-、K+、Na+,由图示可知b点导电能力比a点强,故Na+与A2-的导电能力之和大于HA-,B项正确;由H2A的电离常数可知A2-可发生水解,b点的溶液中含有的A2-能发生水解反应而使溶液呈碱性,C项错误;b点为反应终点,因此b点的混合溶液中c(Na+)=c(K+)c(OH-),继续加入氢氧化钠溶液后,根据图示中b、c点对应的NaOH溶液的体积可知,c点的溶液中c(Na+)c(K+)c(OH-),D项正确。3.(2018全国)用0.100 molL-1 AgNO3溶液滴定50.0 mL 0.050 0 molL-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是(
41、)A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10B.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0.040 0 molL-1 Cl-,反应终点c移到aD.相同实验条件下,若改为0.050 0 molL-1 Br-,反应终点c向b方向移动答案 C解析 相同实验条件下,若改为0.040 0 molL-1 Cl-,恰好反应时,0.040 0 molL-150.0 mL=0.100 molL-1V,V=20 mL,故反应终点横坐标应为20,C项描述错误;相同实验条件下,若改为0.050 0 molL-1 Br-,反应终点横坐标不变,由
42、于Ksp(AgCl)Ksp(AgBr),故反应终点纵坐标变大,故D项描述正确。4.(2018全国)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O35H2O,M=248 gmol-1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题:(1)已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10,Ksp(BaS2O3)=4.110-5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:试剂:稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液实验步骤现象取少量样品,加入除氧蒸馏水固体完全溶解得无色澄清溶液 ,有刺激性气体产生 静置,(2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:溶液配制
43、:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的中,加蒸馏水至。答案(1)加入过量稀盐酸出现乳黄色浑浊(吸)取上层清液,滴入BaCl2溶液产生白色沉淀(2)烧杯容量瓶刻度蓝色褪去95.0(2)溶液配制应在烧杯中溶解,在容量瓶中定容。滴定过程中I2I-,达到滴定终点时无I2,故溶液蓝色褪去,即为终点;根据反应的离子方程式,可得到如下定量关系:3I26Na2S2O35H2O1 mol2486 g0.009 50 molL-10.02 Lm(Na2S2O35H2O)m(Na2S2O35H2O)=0.282 72 g【必备知识必备知识】
44、中和滴定考点归纳(1)“考”实验仪器。酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶。其中常考的是滴定管,如正确选择滴定管(包括量程),滴定管的检漏、洗涤和润洗,滴定管的正确读数方法等。(2)“考”操作步骤。滴定前的准备:检漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)、调液面、读数。滴定:移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数。计算。(3)“考”指示剂的选择。强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞。若反应生成强酸弱碱盐,溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙),若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞)。石蕊溶液因颜色变化不明显,且变色范围过宽,一般不用作指示剂。(4)“考
45、”误差分析。写出计算式,分析操作对V标的影响,由计算式得出对最终测定结果的影响,切忌死记硬背结论。此外对读数时视线(俯视、仰视)问题的判断要学会画图分析。(5)“考”数据处理。正确“取舍”数据,计算“平均”体积,根据反应式确定标准液与待测液浓度和体积的关系,从而列出公式进行计算。【应考训练应考训练】考向1酸碱中和滴定曲线的理解和应用1.(2020河南九师联盟五月联考)等体积两种一元酸“酸1”和“酸2”分别用等浓度的KOH溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法错误的是()A.“酸1”比“酸2”的酸性强B.“酸2”的浓度为0.01 molL-1C.“酸2”的Ka的数量级约为10-5D.滴定“酸1”和
46、“酸2”均可用酚酞作指示剂答案 B解析 由图中可以看出,滴定达终点时,酸2消耗KOH溶液的体积大,则表明c(酸2)c(酸1),而起始时pH(酸2)pH(酸1),所以“酸1”比“酸2”的酸性强,A正确;“酸2”为弱酸,起始时溶液中c(H+)=0.01 molL-1,则酸2的起始浓度比0.01 molL-1大得多,B错误;“酸2”滴定一半时,c(酸2)=c(酸2的酸根离子),此时溶液pH介于45之间,所以Ka的数量级约为10-5,C正确;滴定终点时,“酸1”和“酸2”对应溶液的pH与酚酞的变色范围接近或重叠,所以滴定两种酸溶液均可用酚酞作指示剂,D正确。考向2沉淀滴定2.(双选)(2020山东潍坊
47、二模)常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 molL-1的KSCN、K2CrO4溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示。下列叙述错误的是()A.Ksp(Ag2CrO4)的数值为10-9.92B.a点表示的是Ag2CrO4的不饱和溶液C.沉淀废液中的Ag+用K2CrO4溶液比等浓度的KSCN溶液效果好答案 AC解析 温度不变时,溶度积为常数,Ksp(AgSCN)=c(SCN-)c(Ag+),c(Ag+)增大,则c(SCN-)减小,二者浓度变化倍数相同;Ksp(Ag2CrO4)=c()c2(Ag+),c(Ag+)增大,则c()减小,但二者浓度的变化倍数不同,结合曲线分析,当c(Ag+)由
48、10-6 molL-1增大到10-2 molL-1,c(Xn-)由10-6 molL-1减小到10-10 molL-1,由此可知二者变化倍数相同,则下面的曲线为AgSCN的溶解平衡曲线,上方的曲线为Ag2CrO4的溶解平衡曲线。则Ksp(Ag2CrO4)=c()c2(Ag+)=10-3.92(10-4)2=10-11.92,故A错误;考向3氧化还原滴定3.2014年德美科学家因开发超分辨荧光显微镜获得了诺贝尔化学奖,他们开创性的成就使光学显微镜分辨率步入了纳米时代。.制纳米碳酸钙:在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2可以制得纳米级碳酸钙。下图所示AE为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略
49、去),请根据要求回答问题。(1)实验室中若用浓氨水和生石灰制取并收集干燥的NH3,请选择装置并按气流方向连接各仪器接口(填装置接口顺序);若在实验室要制取并收集干燥的CO2,则需选用上述仪器装置中的(填装置序号)。(2)向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时,应先通入的气体是,试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式:。.纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。(3)制备纳米TiO2:可将TiCl4水解产物经加热脱水制得纳米级TiO2。已知25 时,KspTi(OH)4=7.9410-54,该温度下测得TiCl4溶液的pH=3,则此时溶液中c(Ti4+)=。(4
50、)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数。一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外,还需要下图中的(填字母代号)。(5)滴定终点的现象是 。(6)滴定分析时,称取TiO2试样1.80 g,消耗0.400 molL-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液45.00 mL,则试样中TiO2的质量分数为。答案(1)aefgACE(2)NH3Ca2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3+2(3)7.9410-10 molL-1(4)
