题型七 水溶液中的离子平衡1.下列说法中不正确的是( )A.pH=a的氨水,稀释至原体积的10倍后,其pH=b,则b<a-1B.pH相同的①CH3COONa ②NaHCO3 ③NaClO三种溶液中c(Na+):③<②<①C.某温度下,Ksp(Ag2S)=6×10-50,Ksp(AgCl)=2×10-6,则2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq)的平衡常数约为6.7×1037D.一定浓度的NaHS溶液中:c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)答案A解析NH3·H2O是弱碱,稀释将导致NH3·H2O电离程度增大,原有的NH3·H2O部分电离,pH=b>a-1,A错误。由于酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO,所以浓度相同的CH3COONa、NaHCO3、NaClO溶液,NaClO溶液水解程度最大,碱性最强pH最大,那么要使三种溶液pH相同,则三种溶液中c(Na+):③<②<①,B正确。K=[c(Cl-)]2c(S2-)=[c(Cl-)]2·[c(Ag+)]2c(S2-)·[c(Ag+)]2=[Ksp(AgCl)]2Ksp(Ag2S)=(2×10-6)26×10-50=6.7×1037,C正确。对于NaHS溶液,根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),根据Na与S元素原子数的等量关系,c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-),以第二个式子的c(S2-)=c(Na+)-c(H2S)-c(HS-)代入第一个式子,化简得到c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),D正确。2.室温下,浓度均为0.1mol·L-1、体积均为V0的HA、HB溶液,分别加水稀释至V,pH随lgVV0的变化如图所示,下列说法正确的是( )A.HA为强酸,HB为弱酸B.水的电离程度a点大于b点C.当pH=2时,HA溶液中c(HA)c(A-)=9D.等浓度等体积的HB与NaOH溶液充分反应后,离子浓度关系大小为:c(B-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)答案C解析由图示可知,室温下浓度相等的HA和HB,HA的溶液pH小,即HA的酸性比HB的强,但0.1mol·L-1HA的pH=2,说明HA也为弱酸,A错误。HA和HB的水溶液中水的电离均受到抑制,a点和b点溶液的pH相等,说明水的电离程度相同,B错误。0.1mol·L-1HA溶液中pH=2,则此时c(H+)≈c(A-)=0.01mol·L-1,c(HA)≈0.1mol·L-1-0.01mol·L-1=0.09mol·L-1,7\nc(HA)c(A-)=0.09mol·L-10.01mol·L-1=9,C正确。等浓度等体积的HB与NaOH溶液充分反应后得到NaB溶液,因B-的水解使溶液显碱性,离子浓度关系大小为c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+),D错误。3.已知:pKa=-lgKa,25℃时,H2A的pKa1=1.85,pKa2=7.19。常温下,用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2A溶液的滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )A.A点所得溶液中:V0=10mLB.B点所得溶液中:c(H2A)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)C.C点所得溶液中:c(A2-)=c(HA-)D.D点所得溶液中A2-水解平衡常数Kh1=10-7.19答案C解析用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2A溶液,A点溶液中溶质为H2A和NaHA,pH=1.85=pKa1,则c(H2A)=c(HA-),所加氢氧化钠溶液的体积小于10mL,A错误。B点是用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2A溶液,恰好反应生成NaHA,溶液显酸性,溶液中电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-),物料守恒c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A),得到:c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-),B错误。C点pH=7.19=pKa2,Ka2=c(A2-)×c(H+)c(HA-)=10-7.19,所以c(A2-)=c(HA-),C正确。A2-水解平衡常数Kh1=KWKa2=10-6.81,D错误。4.下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )A.25℃时,pH=7的NH4Cl与NH3·H2O混合溶液:c(H+)=c(OH-)=c(NH4+)=c(Cl-)B.25℃时,向10mLpH=12的NaOH溶液中滴加等体积pH=2的CH3COOH溶液:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)C.0.1mol·L-1的CH3COONa溶液与0.1mol·L-1的CaCl2溶液等体积混合:c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)D.浓度均为0.1mol·L-1的①(NH4)2CO3、②(NH4)2SO4、③(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c(NH4+)的大小顺序为③>②>①答案D解析A项溶液显中性,则c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),A错误。pH=12的NaOH溶液和pH=2的CH3COOH溶液等体积混合后,CH3COOH过量,溶液显酸性,B错误。C项溶液中的物料守恒式为c(Na+)+2c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-),C错误。NH4+与CO32-相互促进水解,Fe2+水解使溶液呈酸性,则Fe2+对NH4+的水解起抑制作用,因此c(NH4+)的大小顺序为③>②>①,D正确。7\n5.若用AG表示溶液的酸度,其表达式为AG=lgc(H+)c(OH-)。室温下,实验室里用0.1mol·L-1的盐酸滴定10mL0.1mol·L-1MOH溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )A.该滴定过程可选择酚酞作为指示剂B.若B点加入的盐酸体积为5mL,所得溶液中:c(M+)+2c(H+)=c(MOH)+2c(OH-)C.滴定过程中从A点到D点溶液中水的电离程度:A<B<C<DD.C点时加入盐酸的体积等于10mL答案B解析0.1mol·L-1MOH溶液AG=-8,即溶液中OH-浓度为0.001mol·L-1,MOH为弱碱,完全中和时生成的MCl溶液显酸性,则滴定过程可选择甲基橙作为指示剂,A错误。若B点加入的盐酸体积为5mL,所得溶液中MOH和MCl等物质的量浓度,存在的电荷守恒式为c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),物料守恒式为c(M+)+c(MOH)=2c(Cl-),将c(Cl-)等量替换后得c(M+)+2c(H+)=c(MOH)+2c(OH-),B正确。A点和D点溶液中水的电离均受酸或碱的电离抑制,其中D中过量的是HCl,对水的电离抑制能力最大,即水的电离程度最小,但B和C中因M+的水解促进水的电离,电离程度增大,即B点和C点水的电离程度均大于A点和D点,C错误。C点时溶液显中性,滴加10mL稀盐酸时生成的MCl溶液显酸性,则C点加入盐酸的体积小于10mL,D错误。6.电解质溶液电导率越大导电能力越强。常温下用0.100mol·L-1盐酸分别滴定10.00mL浓度均为0.100mol·L-1的NaOH溶液和二甲胺[(CH3)2NH]溶液(二甲胺在水中电离与氨相似,常温下Kb[(CH3)2NH·H2O]=1.6×10-4)。利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是( )A.曲线②代表滴定二甲胺溶液的曲线B.A点溶液中:c(H+)=c(OH-)+c[(CH3)2NH·H2O]C.D点溶液中:2c(Na+)=3c(Cl-)D.在相同温度下,A、B、C、D四点的溶液中,水的电离程度最大的是C点答案B解析等浓度的NaOH和二甲胺溶液,NaOH溶液导电能力强,则曲线①代表滴定二甲胺溶液的曲线,A错误。A点存在质子守恒,c(H+)=c(OH-)+c[(CH3)2NH·H2O],B正确。D点,1.5c(Na+)=c(Cl-7\n),C错误。A点溶质为(CH3)2NH2·Cl,促进水的电离;B点为等物质的量的(CH3)2NH2·Cl和HCl,抑制水的电离;C点溶质为NaCl,对水的电离无影响;D点溶质为NaCl和HCl,抑制水的电离,D错误。7.下列有关说法中正确的是( )A.某温度时的混合溶液中c(H+)=KWmol·L-1,说明该溶液呈中性(KW为该温度时水的离子积常数)B.常温下,由水电离出的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液中:Na+、Ba2+、HCO3-、Cl-可以大量共存C.已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12,向含有Cl-、CrO42-且浓度均为0.010mol·L-1溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液时,CrO42-先产生沉淀D.常温下pH=7的CH3COOH和NaOH混合溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)答案A解析该混合溶液中c(H+)=KWmol·L-1,可得c2(H+)=KW=c(H+)·c(OH-),c(H+)=c(OH-),则溶液呈中性,A正确。常温下,由水电离出的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液中,存在大量H+或OH-,HCO3-在溶液中一定不能大量存在,B错误。析出沉淀时,AgCl溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=1.56×10-100.01mol·L-1=1.56×10-8mol·L-1,Ag2CrO4溶液中c(Ag+)=Ksp(Ag2CrO4)c(CrO42-)=9.0×10-120.01mol·L-1=3.0×10-5mol·L-1,所需c(Ag+)越小,则先生成沉淀,两种阴离子产生沉淀的先后顺序为Cl-、CrO42-,即Cl-先产生沉淀,C错误。常温下pH=7的CH3COOH和NaOH混合溶液中,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知:c(Na+)=c(CH3COO-),D错误。8.已知某温度时CH3COOH的电离常数为K。该温度下向20mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1NaOH溶液,pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。以下叙述正确的是( )A.根据图中数据可计算出K值约为10-5B.①②③点水的电离程度由大到小的顺序为②>③>①C.点①所示溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)D.点③时c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1答案A解析由图可知滴定前0.1mol·L-1醋酸溶液的pH为3,则醋酸的电离常数K=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)=c2(H+)c(CH3COOH)≈1×10-5,A正确。③点时,恰好完全反应生成CH3COONa,CH3COO-的水解促进水的电离,在②点时,溶液pH=7,水的电离既没受到促进也没受到抑制,在①点时,水的电离受到抑制,故水的电离程度的大小顺序为③>②>①,B错误。①点时得到等物质的量的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,根据电荷守恒得,c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-),根据物料守恒得,2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),整理以上两个式子得:c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+7\n),且①点时溶液呈酸性,c(H+)≠c(OH-),C错误。D项忽视了溶液由20mL变为40mL,故③点时c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.05mol·L-1,D错误。9.下图所示与对应叙述相符的是( )A.图甲表示一定温度下FeS和CuS的沉淀溶解平衡曲线,则Ksp(FeS)<Ksp(CuS)B.图乙表示pH=2的甲酸与乙酸溶液稀释时的pH变化曲线,则酸性:甲酸<乙酸C.图丙表示用0.10mol·L-1NaOH溶液滴定25.00mL盐酸的滴定曲线,则c(HCl)=0.08mol·L-1D.图丁表示反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡时NH3体积分数随起始n(N2)n(H2)变化的曲线,则转化率:αA(H2)=αB(H2)答案C解析依据图像分析可知,硫化铜溶度积小于硫化亚铁,A错误。随着稀释,甲酸的pH变化大,说明酸性:甲酸>乙酸,B错误。图丙表示用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定25.00mL盐酸的滴定曲线,滴定终点时,n(HCl)=n(NaOH),则c(HCl)=0.1mol·L-1×0.02L0.025L=0.08mol·L-1,C正确。根据图像,随着n(N2)n(H2)的增大,相当于增大氮气的物质的量,平衡正向移动,氢气的转化率增大,因此αA(H2)<αB(H2),D错误。10.在含有弱电解质的溶液中,往往有多个化学平衡共存。(1)一定温度下,向1L0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1molCH3COONa固体,则溶液中c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH) (填“增大”“不变”或“减小”);写出该混合溶液中所有离子浓度之间存在的一个等式: 。 (2)土壤的pH一般在4~9之间。土壤中Na2CO3含量较高时,pH可高达10.5,试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因: 。加入石膏(CaSO4·2H2O)可以使土壤碱性降低,有关反应的化学方程式为 。 (3)常温下在20mL0.1mol·L-1Na2CO3溶液中逐滴加入40mL0.1mol·L-1HCl溶液,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。7\n回答下列问题:①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32- (填“能”或“不能”)大量共存。 ②当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为 ,溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为 。 ③已知在25℃时,CO32-水解反应的平衡常数即水解常数Kh=c(HCO3-)·c(OH-)c(CO32-)=2.0×10-4,当溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1时,溶液的pH= 。 答案(1)不变 c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)(2)CO32-+H2OHCO3-+OH-Na2CO3+CaSO4·2H2OCaCO3+Na2SO4+2H2O(3)①不能 ②HCO3-、H2CO3 c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(H+)=c(OH-) ③10解析(1)K=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH),K仅受温度影响。由电荷守恒得c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)。(2)土壤呈碱性,是因CO32-水解所致。利用沉淀的转化与生成规律,CaSO4与CO32-反应转化为更难溶的物质CaCO3:Na2CO3+CaSO4·2H2OCaCO3+Na2SO4+2H2O。(3)①H2CO3与CO32-反应生成HCO3-而不能大量共存。②由图知,pH=7时溶液中含碳元素的主要微粒为HCO3-、H2CO3,此时,溶液中溶质有H2CO3、NaHCO3、NaCl,可知c(Na+)>c(Cl-),pH=7,c(H+)=c(OH-),由Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,NaHCO3+HClNaCl+H2CO3知,c(Cl-)>c(HCO3-),即c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(H+)=c(OH-)。③中c(OH-)=1.0×10-4mol·L-1,则c(H+)=1.0×10-10mol·L-1,pH=10。11.(2022陕西西工大附中模拟)常温下向25mL稀硫酸中逐滴滴入0.1mol·L-1氨水,溶液中由水电离出的H+浓度随滴入氨水的体积变化如图。(1)稀硫酸的浓度为 ,V1的值为 mL。 (2)B点和D点溶液中的溶质分别为 、 (填化学式)。 (3)判断A、D两点溶液的pH:A点 ,D点 (填“>7”“<7”或“=7”)。 (4)在V(NH3·H2O)从0到V2的变化过程中,溶液中不可能出现的离子浓度排序是 (填字母)。 A.2c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)B.c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-)C.c(NH4+)>2c(SO42-)>c(OH-)>c(H+)7\nD.c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)答案(1)0.05mol·L-1 25 (2)(NH4)2SO4和H2SO4 (NH4)2SO4和NH3 (3)<7 <7 (4)C解析本题考查酸碱滴定原理,意在考查考生将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决化学问题的能力。P点溶液是硫酸,根据由水电离出的氢离子浓度可知溶液中c(OH-)=10-13mol·L-1,则溶液中c(H+)=0.1mol·L-1,c(H2SO4)=0.05mol·L-1。随着氨水的滴入,溶液酸性减弱,对水的电离的抑制减弱,水电离出的c(H+)增大,当c水(H+)达到最大值时,就是恰好反应完全生成(NH4)2SO4时,C点往后,氨水开始过量,氨水对水的电离又起抑制作用,c水(H+)又开始下降,到E点时,溶液中由水电离出的氢离子浓度与纯水中由水电离出的氢离子浓度相等,此时溶液中(NH4)2SO4的水解和NH3·H2O的电离互相抑制,恰好使溶液显中性,E点以前一直都是酸性溶液。7
