高考化学二轮复习 第一部分 专题二 基本理论 第9讲 水溶液中的离子平衡（含解析）

专题二 基本理论第9讲 水溶液中的离子平衡1(2016上海卷)能证明乙酸是弱酸的实验事实是()ACH3COOH溶液与Zn反应放出H2B0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH大于7CCH3COOH溶液与Na2CO3反应生成CO2D0.1 mol/L CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红解析：A.只能证明乙酸具有酸性，不能证明其酸性强弱，错误；B.该盐水溶液显碱性，由于NaOH是强碱，故可以证明乙酸是弱酸，正确；C.可以证明乙酸的酸性比碳酸强，但是不能证明其酸性强弱，错误；D.可以证明乙酸具有酸性，但是不能证明其酸性强弱，错误。答案：B2取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以32体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为()A0.01 mol/LB0.017 mol/LC0.05 mol/L D0.50 mol/L解析：设原溶液物质的量浓度为c，混合溶液中c(OH)102 mol/L，则有102 mol/L，则c0.05 mol/L。答案：C3(2015广东卷)一定温度下，水溶液中H和OH的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是()A升高温度，可能引起由c向b的变化B该温度下，水的离子积常数为1.01013C该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化D该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化解析：A.c点溶液中c(OH)c(H)，溶液呈碱性，升温，溶液中c(OH)不可能减小。B.由b点对应c(H)与c(OH)可知，KWc(H)c(OH)1.01071.01071.01014。C.FeCl3溶液水解显酸性，溶液中c(H)增大，因一定温度下水的离子积是常数，故溶液中c(OH)减小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的变化。D.c点溶液呈碱性，稀释时c(OH)减小，同时c(H)应增大，故稀释溶液时不可能引起由c向d的转化。答案：C4(2016大连模拟)下列说法不正确的是()A常温下，在0.1 mol/L的HNO3溶液中，由水电离出的c(H)c(CO)C25时，AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同D冰醋酸中逐滴加水，溶液的导电性、醋酸的电离程度、pH均先增大后减小解析：在0.1 mol/L的HNO3溶液中，由水电离出的c(H)为1013mol/Lc(CO)，B正确；温度不变，AgCl固体的溶度积不变，C正确；冰醋酸中逐滴加水，溶液的导电性先增大后减小；醋酸的电离程度增大，溶液的pH减小，D错误。答案：D5(2014课标全国卷)一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是()(导学号 58870045)ApH5的H2S溶液中，c(H)c(HS)1105mol/LBpHa的氨水溶液，稀释到原来的10倍后，其pHb，则ab1CpH2的H2C2O4溶液与pH12的NaOH溶液任意比例混合：c(Na)c(H)c(OH)c(HC2O)DpH相同的CH3COONaNaHCO3NaClO三种溶液的c(Na)：解析：A项中H2S为二元弱酸，在溶液中分步电离，所以，c(H)1105mol/Lc(HS)，错误；B中弱碱溶液稀释到原来的10倍，pH变化小于1，即abH2CO3HClO，所以pH相同的CH3COONaNaHCO3NaClO，根据越弱越水解的原理，三种盐的浓度应该依次减小，所以钠离子浓度也依次减小，正确。答案：D【考纲再现】【错题记录】1.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。2了解水的电离，离子积常数。3了解溶液pH的定义。了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。4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。5了解难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质。1(2016西城一模)室温下，分别用0.1 mol/L溶液进行下列实验，结论不正确的是()A向NaHCO3溶液中通CO2至pH7：c(Na)c(HCO)2c(CO)B向CH3COONa溶液中加入等浓度等体积的盐酸：c(Na)c(Cl)C向NaHSO4溶液中加入等浓度等体积的Ba(OH)2溶液：pH13D向氨水中加入少量NH4Cl固体：增大解析： A溶液呈电中性，根据电荷守恒c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c(OH)，室温下溶液的pH7为中性，c(H)c(OH)，所以c(Na) c(HCO)2c(CO)，A项正确；B.因为溶液等体积等浓度，则可推出混合溶液后不水解的c(Na)和c(Cl)相等，B项正确；C.设体积为1 L，则向0.1 mol/L的NaHSO4溶液中加入0.1 mol/L的Ba(OH)2溶液1 L，反应后c(OH)0.05 mol/L，pH13，C项错误；D.氨水中存在NH3H2O NHOH，加入少量NH4Cl固体相当于加入NH ，平衡逆向移动，但移动是微弱的过程，则增大，D项正确。答案：C2(2016金华模拟)25时，将pH均为2的HCl与HX的溶液分别加水稀释，溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()(导学号 58870143)A稀释前，c(HX)0.01 mol/LB稀释10倍，HX溶液的pH3Ca、b两点：c(X)c(Cl)D溶液的导电性：ab解析：HX为弱酸，pH2时，c(HX)0.01 mol/L，故A错误；HX为弱酸，溶液稀释时，HX进一步电离，pH2的HX溶液稀释10倍，HX溶液的pH3，故B错误；盐酸是强酸，完全电离，HX为弱酸，部分电离，相同温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液，HX浓度大，溶液稀释时，HX进一步电离，其溶液中离子浓度大于盐酸中的离子浓度，所以a、b两点：c(X)c(Cl)，故C正确；盐酸是强酸，完全电离，HX为弱酸，部分电离，相同温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液，HX浓度大，溶液稀释时，HX进一步电离，其溶液中离子浓度大于盐酸的离子浓度，溶液的导电性：ab，故D错误。答案：C3(2016四川卷)向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中缓慢通入CO2，随n(CO2)增大，先后发生三个不同的反应，当0.01 moln(CO2)0.015 mol时发生的反应是：2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3。下列对应关系正确的是()选项n(CO2)/mol溶液中离子的物质的量浓度A0c(Na)c(AlO)c(OH)B0.01c(Na)c(AlO)c(OH)c(CO)C0.015c(Na)c(HCO)c(CO)c(OH)D0.03c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)解析：A.当n(CO2)0时，根据电荷守恒，c(H)c(Na)c(AlO)c(OH)，所以c(Na)c(AlO)c(OH)，错误；B.当n(CO2)0.01 mol时，溶液中溶质为NaAlO2和Na2CO3，因为碳酸酸性强于氢氧化铝，所以偏铝酸根离子水解程度比碳酸根离子强，溶液中离子浓度应为c(Na)c(CO)c(AlO)c(OH)，错误；C.当n(CO2)0.015 mol时，溶液中溶质为Na2CO3，溶液中离子浓度应为c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)，错误；D.当n(CO2)0.03 mol时，溶液中溶质为NaHCO3，溶液中离子浓度应为c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)，正确。答案：D4(2015山东卷)室温下向10 mL 0.1 molL1NaOH溶液中加入0.1 molL1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()Aa点所示溶液中c(Na)c(A)c(H)c(HA)Ba、b两点所示溶液中水的电离程度相同CpH7时，c(Na)c(A)c(HA)Db点所示溶液中c(A)c(HA)解析：A.a点NaOH与HA恰好完全反应，溶液的pH为8.7，呈碱性，说明HA为弱酸，NaA发生水解反应，c(Na)c(A)c(HA)c(H)，错误；B.a点NaA发生水解反应，促进了水的电离，所以a点水的电离程度大于b点，错误；C.根据电荷守恒，c(H)c(Na)c(OH)c(A)，pH7，则c(H)c(OH)，则c(Na)c(A)，错误；D.b点HA过量，溶液呈酸性，HA的电离程度大于NaA的水解程度，所以c(A)c(HA)，正确。答案：D5某些盐能溶解沉淀，利用下表三种试剂进行实验，相关分析不正确的是()编号分散质Mg(OH)2HClNH4Cl备注悬浊液1 mol/L1 mol/LA.向中加入酚酞，溶液显红色说明物质的“不溶性”是相对的B分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积的，沉淀均能快速彻底溶解C混合后发生反应：Mg(OH)2(s)2NHMg22NH3H2OD向中加入，c(OH)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动解析：使酚酞显红色的溶液呈碱性，说明Mg(OH)2在水中有一定的溶解，溶解后的Mg(OH)2电离使溶液呈碱性，A项正确；Mg(OH)2与NH4Cl溶液反应速率较小，沉淀不能快速彻底溶解，B项错误；NH结合Mg(OH)2悬浊液中的OH，促进Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，促使Mg(OH)2沉淀溶解，C项正确；盐酸能够与Mg(OH)2发生中和反应，促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，D项正确。答案：B6(2016浙江卷)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Ka6.25105，H2CO3的Ka14.17107，Ka24.901011。在生产碳酸饮料的过程中，除了添加NaA外，还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是(温度为25 ，不考虑饮料中其他成分)()(导学号 58870144)A相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料的抑菌能力较低B提高CO2充气压力，饮料中c(A)不变C当pH为5.0时，饮料中0.16D碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为：c(H)c(HCO)c(CO)c(OH)c(HA)解析：A.根据题意，苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A，相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料的抑菌能力较高，A项错误；B.提高CO2充气压力，根据强酸制弱酸原理CO2H2OA=HAHCO，饮料中c(A)减小，B项错误；C.当pH为5.0时，饮料中0.16，C项正确；D.碳酸饮料中加入的各成分的含量未知，无法比较各种粒子的浓度关系，D项错误。答案：C7(2016天津卷)室温下，用相同浓度的NaOH溶液，分别滴定浓度均为0.1 molL1的三种酸(HA、HB和HD)溶液，滴定曲线如图所示，下列判断错误的是()A三种酸的电离常数关系：KHAKHBKHDB滴定至P点时，溶液中：c(B)c(Na)c(HB)c(H)c(OH)CpH7时，三种溶液中：c(A)c(B)c(D)D当中和百分数达100%时，将三种溶液混合后：c(HA)c(HB)c(HD)c(OH)c(H)解析：根据起点pH：HAHBHD知酸性：HAHBHD，根据酸性越强，酸的电离常数越大，则KHAKHBKHD，故A项正确；P点时根据横坐标中和百分数为50%知c(HB)c(NaB)11，根据纵坐标pH7知酸的电离程度大于盐的水解程度，故B项正确；根据电荷守恒c(Na)c(H)c(A)c(OH)和pH7知c(Na)c(A)，同理c(Na)c(B)、c(Na)c(D)，根据中和原理知溶液显中性时需要的NaOH的量不同，故c(Na)不相同，则c(A)、c(B)、c(D)三者不相同，C项错误；当中和百分数都达到100%时，溶液为NaA、NaB、NaD的混合溶液，则c(OH)c(HA)c(HB)c(HD)c(H)，即c(HA)c(HB)c(HD)c(OH)c(H)，D项正确。答案：C8(2016湛江模拟)弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。.已知H2A在水中存在以下平衡：H2A=HHA，HAHA2。(1)常温下NaHA溶液的pH_(填序号)，原因是_。A大于7B小于7C等于7 D无法确定(2)某温度下，若向0.1 mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol/L KOH溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的体积变化)。此时该混合溶液中的下列关系一定正确的是_。Ac(H)c(OH)1.01014Bc(Na)c(K)c(HA)2c(A2)Cc(Na)c(K)Dc(Na)c(K)0.05 mol/L(3)已知常温下H2A的钙盐(CaA)的饱和溶液中存在以下平衡：CaA(s)Ca2(aq)A2(aq)H0。若要使该溶液中Ca2浓度变小，可采取的措施有_。A升高温度B降低温度C加入NH4Cl晶体D加入Na2A固体.含有Cr2O的废水毒性较大，某工厂废水中含5.0103 mol/L的Cr2O。为了使废水的排放达标，进行如下处理：Cr2OCr3、Fe3Cr(OH3)、Fe(OH)3(1)该废水中加入绿矾和H，发生反应的离子方程式为_。(2)若处理后的废水中残留的c(Fe3)2.01013 mol/L，则残留的Cr3的浓度为_。(已知：KspFe(OH)34.01038，KspCr(OH)36.01031)解析：.H2A在水中的一级电离进行完全，则HA不水解只电离，故NaHA溶液呈酸性。HA在水中部分电离，0.1 mol/L的NaHA溶液中c(H)小于0.1 mol/L，加入0.1 mol/L KOH溶液至溶液呈中性时消耗的KOH溶液体积小于NaHA溶液体积，则混合溶液中c(Na)c(K)；由电荷守恒知，c(Na)c(K)c(H)c(HA)2c(A2)c(OH)，且c(H)c(OH)，则c(Na)c(K)c(HA)2c(A2)；水的离子积与温度有关；混合液中c(Na)0.05 mol/L；降温、增大c(A2)都能使平衡CaA(s) Ca2(aq)A2(aq)左移。.废水中加入绿矾和H，根据流程图，可知发生的是氧化还原反应，配平即可。c(Cr3)/c(Fe3)c(Cr3)c3(OH)/c(Fe3)c3(OH)KspCr(OH)3/KspFe(OH)31.5107，故c(Cr3)3.0106 mol/L。答案：.(1)BNaHA只能发生电离，不能发生水解(2)BC(3)BD.(1)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O (2)3.0106mol/L9(2015天津卷，改编)FeCl3在溶液中分三步水解：Fe3H2OFe(OH)2HK1Fe(OH)2H2OFe(OH)H K2Fe(OH)H2OFe(OH)3H K3(1)以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是_。(2)通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氯化铁，离子方程式为：xFe3yH2OFex(OH)yH欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)_。a降温b加水稀释c加入NH4Cl d加入NaHCO3(3)室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是_。(4)天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁以Fe(mg/L)表示的最佳范围约为_mg/L。解析：(1)铁离子的水解分为三步，且水解程度逐渐减弱，所以水解平衡常数逐渐减小，则K1K2K3；(2)因水解为吸热反应，所以降温，平衡逆向移动；加水稀释，水解平衡正向移动；加入氯化铵，氯化铵溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，氢离子浓度降低，平衡正向移动，所以答案选bd；(3)从反应的离子方程式中可知，氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成，所以关键步骤是调节溶液的pH。(4)由图象可知，聚合氯化铁的浓度在1820 mg/L时，去除率达到最大值，污水的浑浊度减小。答案：(1) K1K2K3 (2)bd(3)调节溶液的pH(4)182010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1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体，则溶液中_(填“增大”“不变”或“减小”)；写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式_。(2)土壤的pH一般在49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(CaSO42H2O)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20 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol/L HCl溶液40 mL，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。回答下列问题：在同一溶液中，H2CO3、HCO、CO_(填“能”或“不能”)大量共存；当pH7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_；已知在25时，CO水解反应的平衡常数即水解常数Kh2.0104mol/L，当溶液中c(HCO)c(CO)21时，溶液的pH_。解析：(1)K，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CO水解显碱性所致。利用沉淀的转化与生成规律，CaSO4转化为更难溶的物质CaCO3Na2CO3CaSO42H2O=CaCO3Na2SO42H2O。(3)通过观察图象求解问。中c(OH)1.0104mol/L，则c(H)1.01010mol/L，pH10。答案：(1)不变c(CH3COO)c(OH)c(H)c(Na)(2)COH2OHCOOHNa2CO3CaSO42H2OCaCO3Na2SO42H2O(3)不能HCO、H2CO3c(Na)c(Cl)c(HCO)c(H)c(OH)1011在高中阶段化学学科中所涉及的平衡理论主要包括：化学平衡、电离平衡、水解平衡和难溶电解质溶解平衡四种，均符合勒夏特列原理，它们在工农业生产中都有广泛的应用。请回答下列问题：(导学号 58870145).工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素CO(NH2)2，反应的化学方程式为：2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(l)H2O(l)(1)已知该反应的平衡常数K195 K165 ，则该反应的H_0(填“”“”或“”)。(2)一定温度和压强下，若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)n(NH3)/n(CO2)x，如图是氨碳比(x)与CO2平衡转化率()的关系。随着x增大的原因是_；B点处，NH3的体积分数为_%(保留小数点后一位)。(3)取一定量的NH3和CO2放在一个带活塞的密闭真空容器中在一定温度下反应达平衡，若在恒温、恒容下充入气体He，CO(NH2)2(l)的质量_(填“增加”“减小”或“不变”)。.(1)某温度下，纯水中c(H) 2.0107 mol/L，该温度下，0.9 mol/L NaOH溶液与0.1 mol/L HCl溶液等体积混合(不考虑溶液体积变化)后，溶液的pH_。(2)向100 mL 0.10 mol/L CH3COOH的溶液中加入0.010 mol CH3COONa固体，溶液pH增大，主要原因是(请用学过的平衡理论解释)_；已知该混合溶液中c(Na)c(CH3COO)，则c(CH3COOH)_c(CH3COO)(填“”“”或“”)。.(1)如图为某温度下，PbS(s)、ZnS(s)、FeS(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，溶液的c(S2)、金属阳离子浓度变化情况。如果向三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是_(填化学式)。(2)向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb2、Fe2的溶液，振荡后，ZnS沉淀最终会转化为_(填化学式)沉淀。解析：.(1)温度越高，K越小，则该反应是放热反应，H0。(2)增大氨气浓度，平衡正向移动，使CO2转化率增大；设投入的NH3和CO2物质的量分别为4 mol和1 mol，CO2的转化率是0.5，NH3的体积分数为(410.52)/(410.5210.5)100%85.7%。(3)恒温、恒容下，充入气体He，各成分气体浓度不变，平衡不移动，尿素的质量不变。.(1)此时水的离子积是4.01014，剩余的c(OH)为0.4 mol/L，c(H) 11013 mol/L，即所得溶液的pH13。(2)因醋酸溶液中有：CH3COOHCH3COOH，当加入CH3COONa固体时，c(CH3COO)增大，使CH3COOH电离平衡逆向移动，c(H)减小，导致pH增大。此时溶液呈酸性，说明CH3COOH的电离大于CH3COO的水解，故c(CH3COOH)c(CH3COO)。.(1)由图象可看出，三种物质的溶解度PbSZnSFeS，所以，三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是FeS。(2)该实验的最后，ZnS转化为最难溶的 PbS。答案：.(1)(2)增大氨气浓度，平衡正向移动，CO2转化率增大85.7(3)不变.(1)13(2)醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COOH，当加入CH3COONa固体时，c(CH3COO)增大，使CH3COOH电离平衡逆向移动， c(H)减小，故pH增大.(1)FeS(2)PbS