1、专题八专题八 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡 第二部分第二部分 2021 内 容 索 引 01 02 03 考情分析考情分析 备考定向备考定向 高频考点高频考点 能力突破能力突破 热点专攻热点专攻( (八八) ) 考情分析考情分析 备考定向备考定向 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
2、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。 高频考点高频考点 能力突破能力突破 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
3、的H3PO4溶液, 下列说法正确的是( ) A.每升溶液中的H+数目为0.02NA C.加水稀释使电离度增大,溶液pH减小 D.加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强 B.c(H+)=c(H2PO4 - )+2c(HPO4 2-)+3c(PO 4 3-)+c(OH-) 答案 B 解析 常温下,pH=2 的 H3PO4溶液中 c(H+)=1 10-2 mol L-1,则 1 L 溶液中 H+ 的数目为 0.01NA,A 项错误;磷酸溶液中的阳离子有 H+,阴离子有 H2PO4 - 、 HPO4 2-、PO 4 3-及 OH-,根据电荷守恒可得 c(H+)=c(H2PO4 - )+2c(HPO4 2
4、-)+3c(PO 4 3-)+c(OH-),B 项正确;磷酸为弱电解质,加 水稀释促进电离,但 c(H+)减小,pH 增大,C 项错误;磷酸的第一步电离方程式 为 H3PO4H2PO4 - +H+,向磷酸溶液中加入 NaH2PO4固体,根据同离子效应可 知,磷酸电离平衡向逆向移动,溶液酸性减弱,D 项错误。 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
5、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 c(HA) c(OH) c(A) 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+) (X)= (X) (H2)+(HA-)+(A2-)。 答案 D 解析 A项,根据图像,pH
6、=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-),且物质的量分数约为0.48,而c(H+)=10-4.2 mol L-1,可知 c(HA-)=c(A2-)c(H+),D错误。 c(H+) c(A2) c(HA) 【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
7、质 (1)室温下纯水中水电离出的c(H+)=110-7 mol L-1,若某溶液中水电离出的 c(H+)110-7 mol L-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 mol L-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pHcb B.常温下,浓度均为0.1 mol L-1醋酸、盐酸、醋酸钠溶液中,水的电离程度 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
8、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动,所以常温下,浓 度均为0.1 mol L-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+
9、)=10-3 mol L-1,碱溶液pH=11,则c(OH-)=10-3 mol L-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 mol L-
10、1 NaA溶液逐滴加入10 mL 0.1 mol L-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-) c(A) c(HA) 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 的混合液,且HA的电离大于A-水解,则溶液中 c(A-)c(N
11、a+)c(HA)c(H+)c(OH-),故D错误。 解析 Ka=(A -) (H+) (HA) =1.8 10-4,滴加过程中,氢离子浓度减小,则混合溶液中 (A-) (HA) 的值始终变大,故 A 错误;Ka=1.8 10-4,则 HA 的电离程度大于 A-的水解 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(NH3 H2O)=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
12、应的溶液等体积混合后,pH=9 C.由水电离产生的c(H+):A点B点 D.曲线上任意点对应的溶液中,(H +) (NH4+)+2(H4+) (NH3 H2) =1.8 10-5 mol L-1 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,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NH3 H2O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
13、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,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 NH4 + (H+) (NH4 +) + 2(H4+) (NH3 H
14、2) = (H+) + (NH4 +)(NH4+) (NH3 H2) = (OH-) (NH4 +) (NH3 H2) =Kb(NH3 H2O)=1.8 10-5 mol L-1,D项正确。 考向4 pH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
15、的部分pH如下 表所示。 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-)= mol L-1。 实验序号 Ba(OH)2溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH 22.00 0.00 8 22.00 18.00 7 22.00 22.00 6 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)4 1.010-7 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
16、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。 (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 mol L-1;根据溶液呈中性可得100V10-a mol L-1=V10b-12 mol L-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.
17、010-4 mol L-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(OH-)相等,所以a=4,即盐酸的pH=4;实验溶液呈碱性, 其 c(OH-)=22.0010 -4-18.0010-4 22.00+18.00 mol L-1=1.0 10-5 mol L-1,则由水电离出的 c(OH-)=1.0 10-7 mol L-1。 考点二考点二 溶液中的“三大平衡”与“四大常数”溶液中的“三大平衡”与“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 mol L-1,lgc(CH
18、3COOH)、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=-lgKa D.pH由7到14的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终增大 C.该体系中,c(CH3COOH)= 0.1(H+) a+(H+) mol L -1 答案 BC 解析 在CH3COO-、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 mol L-1,又由于 c(CH3
19、COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol L-1,所以c(H+)c(CH3COOH)c(CH3COO-)。 N 点时 c(CH3COOH)=c(CH3COO-),Ka=(H +)(CH3O-) (CH3) =c(H+),pH=-lgc(H+)=-lgKa,B 项正确;O 点时 c(H+)=c(OH-),c(CH3COO-)c(CH3COOH),该体系 中,c(CH3COO-)=0.1 mol L-1-c(CH3COOH),因为 Ka=(H +)(CH3O-) (CH3) = (H+) 0.1-(CH3) (CH3) ,整理可得,c(CH3COOH)= 0.1(H+) a+(H+) mo
20、l L -1,故 A 项错误,C 项正 确;pH从7到14的过程中,存在随c(OH-)增大,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH- 水解平衡逆向移动的过程,D 项错误。 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溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,则Ksp(FeS)Ksp(CuS) D.在1 mol L-1 Na2
21、S溶液中,c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1 mol L-1 答案 A 解析 根据“越弱越水解”,相同浓度的 HCOONa 和 NaF 的溶液,pH 大的水解程度大, 对应的酸的 Ka小,A 项错误;相同浓度的 CH3COOH 和 CH3COONa 两溶液等体积混 合后,pH 约为 4.7,溶液中主要存在两个平衡:CH3COOHCH3COO-+H+、 CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,因为溶液显酸性,所以以 CH3COOH 的电离为主, 故离子浓度:c(CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-),B 项正确;FeS 加入稀硫酸中,H+使 FeS 沉淀溶解平衡右移,
22、FeS 逐渐溶解,而 CuS 不能发生此现象,说明 Ksp(FeS)Ksp(CuS),C 项正确;1 mol L-1 Na2S 溶液中存在 S2-+H2OHS-+OH-、 HS-+H2OH2S+OH-,根据物料守恒可得 c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1 mol L-1,D 项正确。 3.(2019北京理综)实验测得0.5 mol L-1 CH3COONa溶液、 0.5 mol L-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,
23、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CH3COO-、 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,
24、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。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
25、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 mol L-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。
26、 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/ 25 30 40 25 pH 9.66 9.52 9.37 9.25 A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO3 2-+H 2OHSO3 - +OH- SO3 2- 答案 C 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
27、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LiH2PO4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 mol L-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4.66时,H3PO4几乎全 部转化为LiH2PO4 = (H2O
28、4 - ) 总(含 P 元素的粒子)。 H2PO4 - H2PO4 - B.含 P 元素的粒子有 H2PO4 - 、HPO4 2-和 PO 4 3- H2PO4 - 解析 LiH2PO4溶液中存在 H2PO4 - 、HPO4 2-两种粒子的电离平衡和水解平衡, 还有水的电离平衡、 H3PO4的电离平衡,A项错误;含磷元素的粒子有H3PO4、 H2PO4 - 、 HPO4 2-、 PO 4 3-,B 项错误;根据图 1 可知,随 c 初始(H2PO4 - )增大,溶液的 pH 并没有明显减小,C 项错误;根据图 2 可知 pH 达到 4.66 时,H3PO4几乎全部转 化为 H2PO4 - 或
29、LiH2PO4,D 项正确。 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 平衡 类别 电离平衡(如 CH3COOH CH3COO-+H+) 水解平衡(如 CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-) 沉淀溶解平衡如 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 的酸式酸根等) 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) 平衡 常数 Ka=(CH 3O -) (H+) (CH3) Kh= (CH3) (OH-) (CH3O-) Ksp(AgCl)=c(Ag
30、+) c(Cl-) 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)
31、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 mol L-1的醋酸溶液与b mol L-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CH3COOH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 mol L-1,此时 表达式中的c(H+)=10-7 m
32、ol L-1,Na+不参与化学反应,只存在稀释,c(Na+)= mol L-1, 根据电荷守恒和物料守恒:c(CH3COO-)=c(Na+)= mol L-1,c(CH3COOH)= mol L-1,代入可得 Ka=(H +) (CH3O-) (CH3) 2 2 2 Ka=(H +) (CH3O-) (CH3) = 10-7 - 。 (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 mol L-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。 分析:由图中 a 点可知,常温下 0.1 mol L-1的氨水中
33、 c(H+)=1.0 10-11 mol L-1,c(OH-)= W (H+)=1.0 10 -3 mol L-1,所以 Kb=(NH4 +) (OH-) (NH3 H2) 10-310-3 0.1 =110-5。 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: HC2O4 - 、C2O4 2- 分析:由图像可知, pH=1.2 时,c(HC2O4 - )=c(H2C2O4),则 Ka1=(HC2O4 - ) (H+) (H2C2O4) =10-1.2, pH=4
34、.2 时,c(HC2O4 - )=c(C2O4 2-),K a2= (H+) (C2O4 2-) (HC2O4 - ) =10-4.2。 【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 mol L-1的HX溶液 中c(HX)c(X-)=991,下列说法正确的是( ) A.升温至30 时,溶液中c(HX)c(X)=991 B.25 时K(HX)210-5 C.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 解析
35、升温促进电离,则升温至 30 时,溶液中(HX) (X-) 99 1 ,A 错误;平衡时溶液 中 c(H+)c(X-)=0.2 1 99+1 mol L -1=2 10-3 mol L-1,c(HX)=0.2 99 99+1 mol L -10.2 mol L-1,由此求出 K(HX)2 10-5,B 正确;加入的 NaX 电离出 X-,使 HX 的电离 平衡逆向移动,由于加入的X-只有部分转化为HX,即最终溶液中c(X-)增大,C 错误;由 c(H+) c(OH-)=KW可知,稀释过程中 c(OH-)增大,D 错误。 考向2 多角度攻克盐类水解问题 2.(2019北京师大附中高三期中)室温下
36、,向100 mL 0.1 mol L-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 A 100 mL 0.1 mol L-1盐酸 溶液中2c( )=c(Cl-) B 0.01 mol Na2O2固体 反应完全后,溶液pH增大,c(Na+)=2c(Cl-) C 100 mL H2O 由水电离出的c(H+) c(OH-)不变(均为自由离子) D 100 mL 0.1 mol L-1氨水 溶液中 减小 NH4 + c(OH) c(NH4 +) 答案 B 解析 加入100 mL 0.1 mol L-1盐酸,由于铵根离子部分水解,则 2c( )Ksp(CuS) C.
37、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,CaSO4在0.05 mol L-1 CaCl2溶液中比在0.01 mol L-1 Na2SO4溶液中的溶 解度小 化学式 CaSO4 CaCO3 CuS BaCO3 BaSO4 溶度积 9.110-6 2.810-9 6.310-36 5.110-9 1.110-10 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(Ba
38、2+) 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 mol L-1 CaCl2溶液中比在0.01 mol L-1 Na2SO4 溶液中的溶解度小,D项正确。 CO3 2- 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 mol L-1 HA溶液中水电离的c(H+)为10-13 mol L-1 C.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 mol L-1 NaA溶液中A-的水解常数为10-9
39、 A.HA 溶液中加入 NaA 固体后,(HA) (OH -) (A-) 减小 答案 D 解析 (HA) (OH-) (A-) 是 A-的水解平衡常数表达式,加入 NaA 固体后,由于温度不变, 则水解平衡常数不变,A项错误;由于HA为弱酸,则常温下0.1 mol L-1 HA溶液中 氢离子浓度小于 0.1 mol L-1,水电离的 c(H+)一定大于110 -14 0.1 mol L-1=10-13 mol L-1,B项错误;NaA 溶液中加入HCl溶液至恰好完全反应,NaA和HCl的物质 的量相等,根据物料守恒可得 2c(Na+)=c(A-)+c(Cl-)+c(HA),C 项错误;NaA
40、溶液中 A-的水解平衡常数 Kh=(HA) (OH -) (A-) = W (HA) = 110-14 110-5 =10-9,故 D 项正确。 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 mol L-1某二元酸H2A,滴加0.2 mol L- 1NaOH溶液。 已知:H2A = H+HA-,HA- H+A2-。下列说法不正确的是( ) A.0.1 mol L-1H2A溶液中有c(H+)-c(OH-)-c(A2-)=0.1 mol L-1 B.当滴加至中性时,溶液中c(Na+)=c(HA-)+2
41、c(A2-),用去NaOH溶液的体积小于10 mL C.当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液的pHc(H2C2O4)c(C2O4 2-)c(H+) C.pH=7的溶液:c(Na+)=0.100 0 mol L-1+c(C2O4 2-)-c(H2C2O4) D.c(Na+)=2c(总)的溶液:c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4 - ) 答案 AD 解析 根据电荷守恒可得:c(H+)=c(OH-)+2c(C2O4 2-)+c(HC 2O4 - ),根据物料守恒 得:0.100 0 mol L-1=c(H2C2O4)+c(C2O4 2-)+c(HC 2O4 - ),两
42、者相减得:c(H+)-0.100 0 mol L-1=c(C2O4 2-)+c(OH-)-c(H 2C2O4),A 项正确;c(Na+)=c(总),说明 NaOH 与 H2C2O4按物质的量之比 11 反应,完全生成 NaHC2O4溶液,根据电离常 数,HC2O4 - 电离程度大于水解程度,则 c(C2O4 2-)c(H 2C2O4),B 项错误; 根据电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4 - )+2c(C2O4 2-)+c(OH-),由于 c(H+)=c(OH-),则有 c(Na+)=c(HC2O4 - )+2c(C2O4 2-),而 c(HC2O4 - )+c(C2O4 2
43、-)+c(H2C2O4)=c(总),所以 c(Na+)=c(总)-c(H2C2O4)+c(C2O42-), 反应过程中溶液稀释,c(总)小于 0.100 0 mol L-1,C项错误;根据电荷守恒可 得:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(C2O4 2-)+c(HC2O4- ),根据物料守恒 得:c(Na+)=2c(H2C2O4)+c(C2O4 2-)+c(HC2O4- ),两者相减得:c(H+)=c(OH-)- 2c(H2C2O4)-c(HC2O4 - ),D正确。 3.(2017全国)常温下,将NaOH溶液滴加到己 二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变 化的关系如图所
44、示。下列叙述错误的是( ) A.Ka2(H2X)的数量级为10-6 B.曲线N表示pH与lg 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(X2-)c(OH-)=c(H+) c(HX) c(H2X) 答案 D 解析 在横坐标为 0.0 时,由曲线 M 对应的 pH 大于曲线 N 对应的 pH,可知曲 线 M 表示 pH 与 lg (X2-) (HX-)的变化关系,曲线 N 表示 pH 与 lg (HX-) (H2)的变化关系, 故 B 项正确;Ka2(H2X)= (X2-) (HX-) c(H +),取曲线 M 上横、纵坐标清晰的一
45、点代入 可得 Ka2的数量级为 10-6,A 项正确;由曲线 M、 N 上横坐标为 0.0 的点对应的 pH 均小于 7,可知 HX-的电离程度大于其水解程度,则 C 项正确;由图像可知, 当 pH 等于 7 时,lg (X2-) (HX-)应大于 0,即 c(X 2-)c(HX-),D 项错误。 4.(2015山东理综)室温下向10 mL 0.1 mol L-1 NaOH溶液中加入0.1 mol L-1 的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。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(
46、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
47、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: HCO3 - C
48、O3 2- CO3 2- HCO3 - (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+)。 HCO3 - 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。 如 CuSO4(aq)CuSO4(s);盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般 得对应的氧化物,如 AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。 (3)考虑盐受热时是否分解。如 Ca(HCO3)2、NaH
