1、2021 届高考化学一轮复习同步优化专练（全国通用） 专题 11 水溶液中的离子平衡 一、选择题 1. (2020 四川四市联考)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。常温下向 H2C2O4溶液中滴加 NaOH 溶液，混合溶液中 lg XX 表示cHC2O 4 cH2C2O4或 cC2O2 4 cHC2O 4随 pH 的变化关系如图所示。下 列说法不正确的是( ) A直线中 X 表示的是cHC2O 4 cH2C2O4 B直线、的斜率均为 1 Cc(HC2O 4)c(C2O 2 4)c(H2C2O4)对应溶液 pH：1.22pH4.19 Dc(Na )c(HC 2O 4)2c(C2O 2 4)对应
2、溶液的 pH7 解析 二元弱酸草酸的 Ka1cH cHC 2O 4 cH2C2O4 ，Ka2cH cC 2O 2 4 cHC2O 4 ，当 lgx0 时，pH lgc(H )lgK a，pH11.22K a210 4.19，所以直线中 x 表示的是cHC2O 4 cH2C2O4，直线中 x 表示的是 cC2O2 4 cHC2O 4，故 A 正确；pH0 时，lg cHC2O 4 cH2C2O4 lgKa11.22，lg cC2O2 4 cHC2O 4lgKa24.19，所以直线、的斜率均为 1，故 B 正确；设 pHa，c(H )10a，cC2O 2 4 cHC2O 4 Ka2 cH 10a
3、4.19，当 c(C 2O 2 4)c(HC2O 4)时，10 a4.191， 即 a4.190，解得 ac(H2C2O4)时，10 2a5.411，即 2a5.410，解得 a2.705，所以 c(HC2O 4)c(C2O 2 4)c(H2C2O4)，对应 2.705pH4.19，故 C 错误；电荷守恒： c(Na )c(H)c(HC 2O 4)2(C2O 2 4)c(OH )，当 c(Na)c(HC 2O 4)2(C2O 2 4)时，c(H ) c(OH )，对应 pH7，故 D 正确。 答案 C 2(2020 河南郑州模拟)常温下，将 NaOH 溶液滴加到 HA 溶液中，测得混合溶液的
4、pH 与 pcA cHA变化关系如图所示 已知pcA cHAlg cA cHA 。下列叙述正确的是 ( ) ApH5 时，c(A )c(HA) BKa(HA)的数量级为 10 5 Cm 点对应溶液的溶质 HA 与 NaA 的物质的量相同 Dr 点：c(A )c(Na)9.9108 mol/L 解析 根据图像，当 pH5 时，pcA cHA0， cA cHA1，c(A )c(HA)， A 错误；m 点时，pH4.76，pcA cHA0，即 c(A )c(HA)，K a(HA)cA cH cHA c(H ) 10 4.76100.24105，故其数量级为 105，B 正确；m 点对应溶液显酸性，c
5、(OH)c(Na)，又知 m 点对应溶液中 pcA cHA0，则 c(A )c(HA)，所以1 2 c(A )c(HA)c(Na)，则 m 点时加入 NaOH 的物质的量小于原 HA 溶液中 HA 的物质的 量的1 2，则 m 点对应溶液中溶质 HA 的物质的量大于 NaA，C 错误；根据电荷守恒得 c(A ) c(OH )c(H)c(Na)，故 r 点对应溶液中 c(A)c(Na)c(H)c(OH)106108 9.910 7(mol/L)，D 错误。 答案 B 3(2020 四川绵阳诊断)常温下，将 AgNO3溶液分别滴加到浓度均为 0.01 mol L 1 的 NaBr、Na2SeO3溶
6、液中，所得的沉淀溶解平衡曲线如图所示(Br 、SeO2 3用 X n表示，不考 虑 SeO2 3的水解)。下列叙述正确的是( ) AKsp(Ag2SeO3)的数量级为 10 10 Bd 点对应的 AgBr 溶液为不饱和溶液 C所用 AgNO3溶液的浓度为 10 3 mol L1 DAg2SeO3(s)2Br (aq) 2AgBr(s)SeO2 3(aq)的平衡常数为 10 9.6，反应趋于完全 解析 由题图可知，当 c(Ag )105 mol L1 时，c(SeO2 3 )10 5 mol L1，则 Ksp(Ag2SeO3)c2(Ag ) c(SeO2 3)(10 5)21051015，A 项
7、错误；由题图可知，d 点对应 的 AgBr 溶液的 Qc10 3107.31010.3， K sp(AgBr)10 5107.31012.3， Q cKsp(AgBr)， 则 d 点对应的溶液为 AgBr 的过饱和溶液，B 项错误；由题图可知，加入的 AgNO3溶液的 浓度为 10 2 mol L1，C 项错误；Ag 2SeO3(s)2Br (aq) 2AgBr(s)SeO2 3(aq)的平衡常数 KcSeO 2 3 c2Br KspAg2SeO3 KspAgBrKspAgBr 10 15 10 12.32109.6，一般地说，K105时，该反应进行得 就基本完全了，故 D 项正确。 答案 D
8、 4(2020 太原模拟测试)室温下，某二元碱X(OH)2的水溶液中相关组分的物质的量分 数()随溶液 pH 的变化曲线如图所示，下列说法错误的是( ) AKb2的数量级为 10 8 BX(OH)NO3的水溶液显碱性 C等物质的量的 X(NO3)2和 X(OH)NO3混合溶液中 c(X2 )cX(OH) D在 X(OH)NO3水溶液中，cX(OH)2c(OH )c(X2)c(H) 解析 A 项，选取图中左侧交点处数据进行计算，此时，pH6.2，cX(OH) c(X2 )，所以 K b2cOH cX2 cXOH c(OH )10(146.2)107.81.58108，正确。B 项， X(OH)N
9、O3的水溶液中 X 的主要存在形式为 X(OH) ，由图示知 X(OH)占主导位置时，pH 在 7 到 8 之间，溶液显碱性，正确。C 项，X2 的水解程度比 X(OH)的电离程度大，所以 c(X2 )c(H)c(OH) CT 点对应的溶液中有 c(Na )2c(HCOOH)2c(HCOO) D 若 298 K 时， VHCOOH(aq)20 mL 时对应溶液中lgc水(H )5.7， 则 K a(HCOOH) 的数量级为 10 4 解析 从图像可看出，加入 20 mL 0.2 mol L 1 HCOOH 溶液时，水的电离程度最大， 此时 NaOH 与 HCOOH 恰好完全反应，则 c(NaO
10、H)0.2 mol L 120 mL 20 mL 0.2 mol L 1，A 项错误；M 点对应溶液的溶质是 NaOH 与 HCOONa，溶液呈碱性，溶液中 c(H )c(OH )c(HCOO)c(Na)，B 项错误；T 点加入 40 mL HCOOH 溶液，溶液中含有等物质的量的 HCOONa、HCOOH，根据物料守恒可知，2c(Na )c(HCOOH)c(HCOO)，C 项错误；加 入 20 mL HCOOH 溶液时恰好得到 HCOONa 溶液，溶液中的 OH 全部由水电离产生，根据 题意知， 水电离出的 c水(H )c 水(OH )105.7 mol L1， 则溶液中的 c(H)108.
11、3 mol L1， 溶液中 c(HCOO )20 mL0.2 mol L 1 20 mL20 mL 0.1 mol L 1，根据 HCOOH 2O HCOOH OH 和 c 水(OH )105.7 mol L1，可知溶液中 c(HCOOH)105.7 mol L1，则 K a(HCOOH) cH cHCOO cHCOOH 10 8.30.1 10 5.710 3.6100.4104，即其数量级为 104，D 项正确。 答案 D 7(2020 东北名校联考)25时，PbR(R2 为 SO2 4或 CO 2 3)的沉淀溶解平衡曲线如图所 示。已知 Ksp(PbCO3)Ksp(PbSO4)，下列说法
12、不正确的是( ) A曲线 a 表示 PbCO3 B以 PbSO4、Na2CO3和焦炭为原料可制备 Pb C当 PbSO4和 PbCO3沉淀共存时，溶液中cSO 2 4 cCO2 3110 5 D向 X 点对应的饱和溶液中加入少量 Pb(NO3)2，可转化为 Y 点对应的溶液 解析 横坐标为 2即 c(Pb2 )1102 mol L1时，曲线 a 对应的点的纵坐标为 11， 曲线 b 对应的 X 点的纵坐标为 6， 即 R2 的浓度分别为 11011 mol L1 和 110 6 mol L1， 则曲线 a 所表示物质的 Ksp110 13，曲线 b 所表示的物质的 K sp110 8，由于 K
13、sp(PbCO3)c(OH)c(H) D据图 4，若除去 CuSO4溶液中的 Fe3 ，可向溶液中加入适量 CuO 至 pH 在 5.5 左右 解析 用 0.1 mol L 1 NaOH 溶液滴定醋酸时，随着加入氢氧化钠溶液的量的增加，醋 酸会电离出一部分氢离子，所以对应的 pH 突跃要缓慢，A 项错误；依据题图 2 分析可知， 硫化铜的溶度积小于硫化亚铁，向同浓度 Fe2 和 Cu2的溶液中滴加硫化钠溶液，先沉淀的 离子是 Cu2 ，B 项错误；用 0.1 mol L1 CH 3COOH 溶液滴定 20 mL 0.1 mol L 1 NaOH 溶液， 反应后溶液 pH7， 根据电荷守恒， c
14、(H )c(Na)c(OH)c(CH 3COO )， c(H)c(OH)， 则 c(CH3COO )c(Na)，得 c(Na)c(CH 3COO )c(OH)c(H)，C 项正确；根据题图 4 可知 Fe3 完全沉淀的 pH 约为 3.7，加入氧化铜可以调节溶液 pH，当 pH5.5 时部分铜离子 会沉淀，应调节溶液 pH 在 45 之间，D 项错误。 答案 C 9(2020 昆明诊断测试)常温下，用 0.1 mol L 1 的 NaOH 溶液滴定 10 mL 0.1 mol L 1 的 H2A 溶液，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( ) A水的电离程度：
15、CB B向 A 点溶液中加少量的水： cHA cH2A cOH 保持不变 CC 点：c(Na )c(HA)2c(A2) DD 点：2c(Na )c(HA)c(H 2A)c(A 2) 解析 B 点 pH7，溶液呈中性，溶质为 NaHA 和 H2A，基本不影响水的电离；C 点 恰好反应生成 NaHA，溶液呈碱性，说明 HA 的电离程度小于其水解程度，促进了水的电 离，所以水的电离程度：CB，故 A 正确；由于 cHA cH2A cOH 1 Kh，温度不变，Kh不变， 则该比值不变， 故 B 正确； C 点 pH7， c(OH )c(H)， 根据电荷守恒 c(OH)c(HA)2c(A2 )c(H)c
16、(Na)，可知：c(Na)c(HA)2c(A2)，故 C 正确；D 点加入 20 mL 等浓度的 NaOH 溶液，恰好反应生成 Na2A，根据物料守恒可知：c(Na )2c(HA)2c(H 2A)2c(A 2 )，故 D 错误。 答案 D 10(2019 湖南模拟)下列有关电解质溶液的说法不正确的是( ) A向 Na2CO3溶液中通入 NH3， cNa cCO2 3 减小 B将 0.1 mol L 1 的 K2C2O4溶液从 25升温至 35， cK cC2O2 4增大 C向 0.1 mol L 1 的 HF 溶液中滴加 NaOH 溶液至中性，cNa cF 1 D向 0.1 mol L 1 的
17、 CH3COONa 溶液中加入少量水， cCH3COOH cCH3COO cH增大 解析 在一定条件下，Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO2 3H2O HCO 3OH ， 溶液中通入 NH3，与水结合电离出 OH ，抑制 CO2 3水解，所以 cNa cCO2 3减小，A 项正确； K2C2O4溶液中 C2O2 4水解使溶液显碱性，升高温度，水解程度增加，C2O 2 4浓度减小，K 浓度不变，所以 cK cC2O2 4增大，B 项正确；向 0.1 mol L 1 的 HF 溶液中滴加 NaOH 溶液至中 性，此时溶液的溶质是 HF 和 NaF 的混合物，存在电荷守恒：c(F )c(OH)c(
18、H)c(Na )，因 c(H)c(OH)，故 Na和 F浓度相等，二者比值是 1，C 项正确；向 CH 3COONa 溶液中加入少量水，不会影响醋酸的电离平衡常数，即 cCH3COOH cCH3COO cH不变，D 项错误。 答案 D 11(2020 南充市适应性考试)常温下，下列条件下的溶液 pH7 的是( ) A等体积等物质的量浓度的强酸和强碱溶液混合 B向明矾溶液中滴加 Ba(OH)2溶液至 SO2 4恰好完全沉淀 C向 KHC2O4溶液中滴加 KOH 溶液至 c(H ) K W mol L 1 Dc(Na )c(HCO 3)c(CO 2 3)的 NaHCO3和 Na2CO3的混合溶液
19、解析 若是等体积等物质的量浓度的二元强酸(如H2SO4)与一元强碱(如NaOH)溶液混 合，反应后 H 浓度大于 OH浓度，溶液为酸性，常温下 pH7，B 项错误； 由 c(H ) K W mol L 1 推知，c(H )c(OH)，溶液呈中性，常温下 pH7，C 项正确；根 据电荷守恒， c(Na )c(H)c(OH)c(HCO 3)2c(CO 2 3)， 若 c(Na )c(HCO 3)c(CO 2 3)， 则 c(H )c(OH)c(CO2 3)c(OH )，溶液为酸性，常温下 pHpH(NaCN)pH(CH3COONa) Ba mol L 1 HCN 溶液与 b mol L1 NaOH
20、 溶液等体积混合，所得溶液中 c(Na)c(CN )，则 a 一定小于 b C向冰醋酸中逐滴加水，则溶液的导电性和 pH 均先增大后减小 D NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中， 一定有2c(Na )3c(H 2CO3)c(HCO 3)c(CO 2 3) 解析 由电离平衡常数可知酸性：CH3COOHHCNHCO 3，根据越弱越水解可知盐 类 水 解 能 力 ： Na2CO3NaCNCH3COONa ， 同 浓 度 时 则 各 溶 液pH关 系 ： pH(Na2CO3)pH(NaCN) pH(CH3COONa)，A 项正确；a mol L 1 HCN 溶液与 b mol L1 NaOH 溶液
21、等体积混合，所 得溶液中 c(Na )c(CN)，由电荷守恒得 c(OH)c(H)，溶液呈碱性，则溶液中溶质可能是 NaCN 或 NaCN 和极少量 HCN 或 NaCN 和 NaOH，故 a、b 关系不确定，B 项错误；加水稀 释冰醋酸，能促进 CH3COOH 电离，离子浓度先增大，增大到一定程度时再加水，离子浓 度反而减小，即溶液的导电性先增大后减小，溶液的 pH 先减小后增大，C 项错误；只有 Na2CO3溶液和 NaHCO3溶液等物质的量混合时，才存在 2c(Na )3c(H 2CO3)c(HCO 3) c(CO2 3)，D 项错误。 答案 A 13(2020 济南质检)常温下，将一定
22、浓度的 HA 和 HB 两种酸溶液分别与 0.1 mol L 1 NaOH 溶液等体积混合，实验记录如下表： 混合液 pH 加入的酸 酸的浓度/(mol L 1) 8.6 HA 0.10 2.0 HB 0.12 下列说法正确的是( ) AHA 为强酸，HB 为弱酸 B溶液中存在：c(A )c(Na)c(OH)c(H) C升高温度，溶液中 c(H )增大，pH 减小 D溶液中存在：c(Na )c(H)c(OH)c(B) 解析 溶液中 HA 与 NaOH 恰好完全反应，得到 NaA 溶液，pH8.6，说明 NaA 为 强碱弱酸盐， 则HA为弱酸， 溶液中HB与NaOH反应， HB过量， 剩余HB的
23、浓度为0.120.1 2 mol L 10.01 mol L1，pH2，说明 HB 为强酸，A 项错误；溶液中的溶质为 NaA，NaA 为强碱弱酸盐，离子浓度关系：c(Na )c(A)c(OH)c(H)，B 项错误；升高温度，促进 溶液中 NaA 水解，c(OH )增大，c(H)减小，pH 增大，C 项错误；根据电荷守恒，溶液 中 c(Na )c(H)c(OH)c(B)，D 项正确。 答案 D 14(2019 合肥调研性检测)下列图示与对应的叙述相符的是( ) A图甲表示某吸热反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应的能量变化 B图乙表示常温下，0.1 mol L 1 NaOH 溶液滴定 2
24、0.00 mL 0.1 mol L1 醋酸溶液的滴 定曲线 C图丙表示某可逆反应的反应速率随时间的变化关系，t0时刻改变的条件是使用了催 化剂 D图丁表示一定质量冰醋酸加水稀释过程中，溶液导电能力变化曲线，且醋酸电离程 度：abc 解析 吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，图甲中表示的是放热反应， A 项错误；当 V(NaOH)20.00 mL 时，NaOH 溶液和醋酸溶液恰好完全反应，此时得到 CH3COONa 溶液，由于 CH3COO 水解溶液呈碱性，故 pH7 时，V(NaOH)20.00 mL，B 项错误；对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，达平衡时增大压强或使用催化剂，均能
25、 使正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，C 项错误；虽然 b 点导电能力最强，但由于 稀释时电离程度增大，故醋酸电离程度：ab”“K h6.710 13，则 NaHSO 3溶液显酸性，该溶液中 c(H )c(OH)。常温下，清液 pH 5 时，c(OH )109 mol L1，c(Cr3)KspCrOH3 c3OH 6.310 31 10 936.310 4(mol L1)， Cr3 的浓度为6.310 4 mol52 g mol11000 mg g1 1 L 32.76 mg L 11.5 mg L1，故不符 合排放标准。 答案 (1)1 2 (2)防止时间过长 I 被 O 2氧化 滴入
26、最后一滴 Na2S2O3标准溶液，溶液蓝色刚好褪 去，且半分钟内不恢复原色 49cV 100m100% (3)6.710 13或 6.71013 mol L1 清液 pH5 时，c(OH )109 mol L1，c(Cr3)KspCrOH3 c3OH 6.310 31 10 936.310 4(mol L1)，Cr3的浓度为 6.310 4 mol52 g mol11000 mg g1 1 L 32.76 mg L 11.5 mg L1，故不符合排放标准 16(2020 沈阳质量监测)H3AsO3和 H3AsO4水溶液中含砷的各种微粒的分布分数(平衡 时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与
27、pH 的关系分别如图所示。 回答下列问题： (1)以酚酞为指示剂(变色范围：pH 8.010.0)，将 NaOH 溶液逐滴加入到 H3AsO3溶液 中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为 _。 (2)pH 11时 ， H3AsO3水 溶 液 中 三 种 微 粒 浓 度 由 大 到 小 的 顺 序 为 _。 (3)H3AsO4第一步电离方程式为_。 (4)若 pKa2lgKa2，H3AsO4第二步电离的电离常数为 Ka2，则 pKa2_。 解析 (1)以酚酞为指示剂，将 NaOH 溶液逐滴加入到 H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为 浅红色时，溶液 pH 在 8.0
28、10.0 之间，结合图像可知溶液中 H3AsO3减少而 H2AsO 3增加， 则该过程中主要反应的离子方程式为 OH H 3AsO3=H2AsO 3H2O。 (2)结合图像可知 pH 11 时，H3AsO3水溶液中 c(H2AsO 3)最大，c(H3AsO3)最小，各含砷微粒浓度关系为 c(H2AsO 3)c(HAsO 2 3)c(H3AsO3)。(3)结合题图知，H3AsO4为多元弱酸，存在电离平衡， 其第一步电离方程式为 H3AsO4H2AsO 4H 。(4)H 3AsO4第二步电离方程式为 H2AsO 4 HAsO2 4H ， 其电离常数 K a2cHAsO 2 4 cH cH2AsO
29、4 ， 由图像可知当 pH7.0 时， c(H2AsO 4) c(HAsO2 4)，则 Ka210 7.0，pK a27.0。 答案 (1)OH H 3AsO3=H2AsO 3H2O (2)c(H2AsO 3)c(HAsO 2 3)c(H3AsO3) (3)H3AsO4H2AsO 4H (4)7.0 17. 用0.100 mol L 1 AgNO 3溶液滴定50.00 mL Cl 浓度为0.0500 mol L1的溶液的滴定 曲线如图所示： (1)根据曲线数据计算可知 Ksp(AgCl)的数量级为_。 (2)相同实验条件下，若 Cl 浓度改为 0.0400 mol L1，则反应终点由 c 移到
30、_(填 “a”“b”或“d”)。 (3)已知 Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)，相同实验条件下，若改为 Br 浓度为 0.0500 mol L1，则 反应终点由 c 向_(填“a”“b”或“d”)移动。 解析(1)50.00 mL 含 0.0500 mol L 1Cl的溶液与 25.00 mL0.100 mol L1 AgNO 3溶液完 全反应后，由题图得知 c(Cl )为 104.75 mol L1，因为 Cl与 Ag等量， 即 c(Ag)也为 104.75 mol L 1， 则 K sp(AgCl)10 9.5100.51010， 则 K sp(AgCl)的数量级为 10 10。 (2)相同条件下， 若 Cl 浓度改为 0.0400 mol L1，则需消耗 20.00 mL 0.100 mol L1 的 AgNO3溶液，即反应 终点由 c 移到 b。(3)相同实验条件下，若改为 Br 浓度为 0.0500 mol L1，则消耗 25.00 mL 0.100 mol L 1 的 AgNO3溶液， 又因为 Ksp(AgBr)Ksp(AgCl)， 则滴定完全后溶液中 c(Br )lgc(Cl)，即反应终点由 c 向 d 移动。 答案(1)10 10 (2)b (3)d
