2022届高考化学二轮复习第二部分题型5水溶液中的离子平衡测试含解析.doc

题型5　水溶液中的离子平衡
弱电解质的电离平衡及平衡常数的应用
1．下列有关电解质溶液的叙述正确的是(　　)
A．室温下，pH均为4的H2SO4、(NH4)2SO4的溶液中，水的电离程度相同
B．室温时，Ka＝1×10－5浓度为0.1 mol·L－1的HA溶液，pH＝3
C．在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中加入少量AgNO3溶液增大
D．25 ℃时，向20 mL 0.01 mol·L－1的醋酸溶液中滴加10 mL　0.01 mol·L－1的KOH溶液，混合溶液后呈酸性：c(K＋)＋c(H＋)＜c(CH3COOH)＋c(OH－)
解析： H2SO4是酸，抑制水的电离，(NH4)2SO4是强酸弱碱盐，铵根水解，促进水的电离，A错误；室温时，Ka＝1×10－5浓度为0.1 mol·L－1的HA溶液中根据电离平衡常数可知氢离子浓度约是 ＝1×10－3 mol·L－1，即pH≈3，B正确；该混合溶液中＝＝，温度不变，溶度积常数不变，则比值不变，C错误；根据电荷守恒可知：c(K＋)＋c(H＋)＞c(CH3COOH) ＋c(OH－)，D错误。
答案：B
2．常温下，下列叙述正确的是(　　)
A．pH＝a的氨水，稀释10倍后，其pH＝b，则a＝b＋1
B．在滴有酚酞溶液的氨水中，加入NH4Cl的溶液恰好无色，则此时溶液的pH<7
C．向10 mL 0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，在滴加过程中，将减小
D．向10 mL pH＝11的氨水中，加入10 mL pH＝3的H2SO4溶液，混合液pH＝7
解析：一水合氨是弱电解质，pH＝a的氨水，稀释10倍后，其pH1 NaOH溶液滴入20 mL 0.01 mol·
L－1 CH3COOH 溶液的过程中，溶液中由水电离出的c(H＋)与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．x＝20，a点的纵坐标为1.0×10－12
B．b点和d点所示溶液的pH相等
C．滴定过程中，c(CH3COO－)与c(OH－)的比值逐渐增大
D．e点所示溶液中，c(Na＋)＝2c(CH3COO－)＋2c(CH3COOH)
解析：酸、碱均抑制水的电离，盐类的水解促进水的电离，NaOH与CH3COOH恰好中和时，水的电离程度最大，x＝20，但醋酸为弱酸，不能完全电离，a点时c(H＋)＜0.01 mol·L－1，c(OH－)＞1.0×10－12 mol·L－1，水电离出的c(H＋)＞1.0×10－12 mol·L－1，A错误；向CH3COOH溶液中不断滴加NaOH，pH不断升高，b点所示溶液的pH比d点低，B错误；滴定过程中，＝＝随滴定的进行，其比例渐小，C错误；e点相当于醋酸钠与NaOH按物质的量1∶1混合后的溶液，溶液中存在c(Na＋)＝2c(CH3COO－)＋2c(CH3COOH)，D正确。
答案：D
4．已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数见下表：
弱酸化学式
HA
H2B
电离平衡常数(25 ℃)
Ka＝1.7×10－6
K1＝1.3×10－3
K2＝5.6×10－8
则下列有关说法正确的是(　　)
A．等物质的量浓度的各溶液pH关系为：pH(Na2B) >pH (NaHB) >pH(NaA)
B．将a mol·L－1的HA溶液与a mol·L－1的NaA溶液等体积混合，混合液中：c(Na＋)>c(A－)
C．向Na2B溶液中加入足量的HA溶液发生反应的离子方程式为B2－＋2HA===2A－＋H2B
D．NaHB溶液中部分微粒浓度的大小为c(Na＋)>c(HB－)>
c(B2－)>c(H2B)
解析：由于酸性H2B>HA>HB－，使得水解程度HB－ pH(NaA) > pH (NaHB)，故A错误；因为KaKh＝KW，Ka＝1.7×10－6，所以Ka>Kh，将a mol·L－1的HA溶液与a mol·L－1的NaA溶液等体积混合，HA的电离程度大于NaA的水解程度，混合液中：c(A－)>c(Na＋)，故B错误；向Na2B溶液中加入足量的HA溶液发生反应的离子方程式为：B2－＋HA===A－＋HB－，故C错误；由于K1＝1.3×10－3，NaHB的电离程度大于其水解程度，所以c(Na＋)>c(HB－)>c(B2－)>c(H2B)，故D正确。
答案：D
以酸碱中和滴定为背景考察图象分析
5．已知：pKa＝－lgKa，25 ℃时，H2SO3的pKa1＝1.85，pKa2＝7.19。用0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1 H2SO3溶液的滴定曲线如图所示(曲线上的数字为pH)。下列说法正确的是(　　)
A．a点所得溶液中：2c(HSO)＋c(SO)＝0.1 mol·L－1
B．b点所得溶液中：c(H＋)＋c(SO)＝c(OH－)＋c(H2SO3)
C．c点所得溶液中：c(Na＋)>3c(HSO)
D．e点所得溶液中：c(Na＋)>c(SO)>c(H＋)>c(OH－)
解析：用0.1 mol·L－1NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1H2SO3溶液，a点溶液中溶质为H2SO3和NaHSO3，pH＝1.85＝pKa1，电离平衡常数表达式得到则c(H2SO3)＝c(HSO)，溶液体积大于20 mL，a点所得溶液中：c(H2SO3)＋c(SO)＋c(H2SO)＝2c(H2SO3)＋c(SO)＜0.1 mol·L－1，故A错误；b点是用0.1 mol·L－1NaOH溶液20 mL滴定20 mL 0.1 mol·L－1H2SO3溶液，恰好反应生成NaHSO3，溶液显酸性，溶液中电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HSO)＋c(OH－)＋2c(SO)，由物料守恒c(Na＋)＝c(HSO)＋c(SO)＋c(H2SO3)，得到：c(H2SO3)＋c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)，故B错误；c点pH＝7.19＝pKa2，依据平衡常数溶液显碱性，溶液中溶质主要为Na2SO3，SO＋H2OHSO＋OH－，Kh＝＝，c(OH－)＝，带入计算得到：c(HSO)＝c(SO)，溶液中2c(Na)＝3c(S)，即2c(Na＋)＝3[c(SO)＋c(H2SO3)＋c(HSO)]＝3[c(H2SO3)＋2c(HSO)]，c(Na＋)＞3c(HSO)，故C正确；e点时加入氢氧化钠溶液40 mL，NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1 H2SO3溶液恰好反应生成Na2SO3，Na2SO3水解显碱性，溶液中离子浓度c(OH－)＞c(H＋)，故D错误。
答案：C
6．如图为0.100 mol·L－1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol·L－1的HA和HB的滴定曲线。下列说法错误的是(已知lg 2≈0.3)(　　)
A．HB是弱酸，b点时溶液中c(B－)>c(Na＋)>c(HB)
B．a、b、c三点水电离出的c(H＋)：a解程度，则溶液中c(B－)>c(Na＋)>c(HB)，正确；B项，a、b两点酸均是过量的，抑制水的电离，HA是强酸，抑制程度最大。c点恰好反应生成NaB水解，促进水的电离，因此三点溶液中水电离出的c(H＋)：a10 mol·L－1 H2C2O4(草酸)溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．H2C2O4属于二元弱酸
B．若用NaOH标准溶液滴定NaHC2O4溶液，可用酚酞作指示剂
C．图中①处：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HC2O)＋c(C2O)＋c(OH－)
D．图中②处：c(Na＋)＞c(C2O)＞c(OH－)＞c(HC2O)＞c(H＋)
解析：根据图象，0.10 mol·L－1 H2C2O4(草酸)溶液的pH大于2，说明草酸未完全电离，且滴定过程中存在两次pH突变，H2C2O4属于二元弱酸，A正确；根据图象，滴定分数为1时，恰好反应生成NaHC2O4溶液，溶液显酸性，滴定分数为2时，恰好反应生成Na2C2O4溶液，溶液显碱性，因此若用NaOH标准溶液滴定NaHC2O4溶液，滴定终点，溶液显碱性，可用酚酞作指示剂，B正确；图中①处，恰好反应生成NaHC2O4溶液，根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HC2O)＋2c(C2O)＋c(OH－)，C错误；图中②处，恰好反应生成Na2C2O4溶液，水解显碱性，则c(Na＋)＞c(C2O)＞c(OH－)＞c(HC2O)＞c(
H＋)，D正确。
答案：C
8．室温下，将0.10 mol·L－1盐酸滴入20.00 mL 0.10 mol·L－1氨水中，溶液中pH和pOH随加入盐酸体积变化曲线如图所示。已知pOH＝－lg c(OH－)，下列说法正确的是(　　)
A．M点所示溶液中c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(Cl－)
B．N点所示溶液中c(NH)＞c(Cl－)
C．Q点消耗盐酸的体积等于氨水的体积
D．M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
解析：由于KW＝c(H＋)×c(OH－)＝10－14，则溶液的pH＋pOH＝14，实线为pH曲线，虚线为pOH曲线，做垂直体积坐标轴线与pH曲线、pOH曲线交点为相应溶液中pH、pOH。Q点的pH＝pOH，则Q点溶液呈中性。A项，M点溶液呈碱性，为NH4Cl、NH3·H2O混合溶液，溶液中c(NH)＋c(NH3·H2O)＞c(Cl－)，错误B项，N点溶液呈酸性，溶液中c(H＋)＞c(OH－)，结合电荷守恒c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，可知c(NH)＜c(Cl－)，错误；C项，恰好反应得到NH4Cl，溶液呈酸性，Q点溶液呈中性，氨水稍过量，错误；D项，M点溶液中氢离子来自于水的电离，N点氢氧根离子来自于水的电离，而M点氢离子浓度与N点氢氧根离子浓度相等，则M、N点所示溶液中水的电离程度相同，D正确。
答案：D
溶液中粒子的浓度关系
9．常温下，在10 mL 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 HCl溶液，溶液的pH逐渐降低，此时溶液中含碳微粒的物质的量分数变化如图所示(CO2因逸出未画出，忽略因气体逸出引起的溶液体积变化)，下列说法正确的是(　　)
A．在0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)
B．当溶液的pH为7时，溶液的总体积为20 mL
C．在B点所示的溶液中，离子浓度最大的为HCO
D．在A点所示的溶液中：c(CO)＝c(HCO)＞c(OH－)＞c(H＋)
解析：任何电解质溶液中都存在电荷守恒，根据电荷守恒得c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)，A项错误；当混合溶液体积为20 mL时，二者恰好反应生成NaHCO3，HCO的电离程度小于其水解程度，所以其溶液呈碱性，要使混合溶液呈中性，则酸稍微过量，所以混合溶液体积稍微大于20 mL，B项错误；B点溶液呈碱性，溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)＋c(Cl－)，由于氢离子浓度较小，则离子浓度最大的为钠离子，C错误；根据图象分析，A点为碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液，且c(CO)＝c(HCO)，溶液呈碱性，则c(OH－)＞c(H＋)，盐溶液水解程度较小，所以c(CO)＞c(OH－)，则离子浓度大小顺序是c(CO)＝c(HCO)＞c(OH－)＞c(H＋)，D正确。
答案：D
10．(2019·佛山质检)298 K时，向二元弱酸H2X溶液中加入NaOH时，溶液中含X微粒的分布分数如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．溶液呈中性时：c(Na＋)＝2c(X2－)
B．Ka2(H2X)为1×10－7
C．NaHX溶液中：c(H＋)液中的HX－和X2－的浓度相等，所以Ka2＝＝c(H＋)＝1×10－7，B项正确；从图中可知当溶液中HX－较多的时候，溶液显酸性，即NaHX溶液显酸性，所以NaHX溶液中：c(H＋)>c(OH－)，C项错误；溶液pH由1至2.6时，由图中可看出主要是将H3X＋转化为H2X，D项错误。
答案：B
11．25 ℃时，向20 mL 0.1 mol·L－1 H2A溶液中滴加0.1 mol·
L－1 NaOH溶液，有关粒子物质的量的变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A．H2A在水中的第一步电离的电离方程式为H2A===HA－＋H＋
B.的比值随着V[NaOH(aq)]的增大而减小
C．V[NaOH(aq)]＝20 mL时，溶液中存在关系：
c(HA－)＋c(A2－)＋c(H2A)＝0.1 mol·L－1
D．V[NaOH(aq)]＝20 mL 时，溶液中存在关系：
c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)
解析：由题图可知，当NaOH体积为0时，0.1 mol·L－1 H2A溶液，H＋ 浓度小于0.2 mol·L－1，H2A为弱酸，电离方程式要用可逆符号，A错误；由图可知c(HA－)先增大后减小，的比值随着V[NaOH(aq)]的增大先增大后减小，B错误；体积增大1倍，浓度降为原来的一半，V[NaOH(aq)]＝20 mL 时，溶液中存在关系：c(HA－)＋c(A2－)＋c(H2A)＝0.05 mol·L－1，C错误；V[NaOH(aq)]＝20 mL时，二者恰好反应生成HA－，由图c(A2－)>c(H2A)，说明HA－电离大于水解，溶液中存在关系：c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)，D正确。
答案：D
12．(2019·邢台质检)25 ℃时，将1.0 L c mol·L－1 CH3COOH溶液与0.1 mol NaOH固体混合，使之充分反应。然后向该混合溶液中加入CH3COOH或CH3COONa固体(忽略体积和温度变化)，引起溶液pH的变化如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．该温度下，醋酸的电离平衡常数Ka＝
B．a点对应的混合溶液中c(CH3COOH)>c(Na＋)>c(OH－)
C．水的电离程度：c>b>a
D．当混合溶液呈中性时，c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝
c(OH－)
解析：1.0 L c mol·L－1 CH3COOH溶液与0.1 mol NaOH固体混合溶液的pH＝4.3，溶液显酸性，加入醋酸后，溶液酸性应增强，加入醋酸钠，溶液的酸性应减弱。该温度下，1.0 L c mol·L－1 CH3COOH溶液与0.1 mol NaOH固体混合溶液的pH＝4.3，醋酸的电离平衡常数Ka＝＝≈＝，故A项错误；a点溶液的pH＝3.1，是加入的醋酸后的结果，根据电荷守恒及溶液呈酸性可得，c(CH3COO－)>c(
Na＋)，醋酸的电离程度较小，则c(CH3COOH)>c(Na＋)>c(OH－)，故B项正确；a以醋酸的电离为主，抑制水的电离，酸性越强，水的电离程度越小，b点加入醋酸水的电离程度减小，c点加入醋酸钠，水的电离程度增大，故水的电离程度c>b>a，故C项正确；当混合溶液呈中性时，c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒可推出c(Na＋)＝c(CH3COO－)，则溶液中c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝c(OH－)，故D项正确。
答案：A
沉淀溶解平衡的图象分析及其计算
13．某温度时，卤化银(AgX，X＝Cl、Br、I)的3条溶解平衡曲线如图所示，AgCl、AgBr、AgI的Ksp依次减小。已知pAg＝－lg c(
Ag＋)，pX＝－lg c(X－)，利用pX、pAg的坐标系可表示出AgX的溶度积与溶液中c(Ag＋)和c(X－)的相互关系。下列说法错误的是(　　)
A．A线是AgCl的溶解平衡曲线
B．坐标点p形成的溶液是AgCl的不饱和溶液
C．m点可以是在水中加入足量的AgBr形成的饱和溶液
D．n点表示由过量的KI与AgNO3反应产生AgI沉淀
解析：由题意可知，c(Ag＋)、c(X－)越大，pAg、pX越小，由于AgCl的Ksp最大，故A线表示AgCl的溶解平衡曲线，A项正确；p点位于AgCl的溶解平衡曲线上方，其形成的溶液为AgCl的不饱和溶液，B项正确；B线为AgBr的溶解平衡曲线，m点位于AgBr的溶解平衡曲线上，则m点溶液是AgBr的饱和溶液，C项正确；C线表示AgI的溶解平衡曲线，n点位于AgI的溶解平衡曲线上，n点pX＞pAg即c(I－)＜c(Ag＋)，表示KI与过量的AgNO3反应生成AgI沉淀，D项错误。
答案：D
14．常温下，几种难溶金属氢氧化物分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液的pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．a点代表Fe(OH)3的饱和溶液
B．Ksp[Cu(OH)2]＜Ksp[Fe(OH)2]
C．向0.1 mol·L－1 Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋混合溶液中，逐滴滴加稀NaOH溶液，Mg2＋最先沉淀
D．在pH＝7的溶液中，Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋能大量共存
解析： a点处于Fe(OH)3沉淀溶解平衡线的下方，代表Fe(OH)3的不饱和溶液，A错误；Cu(OH)2和Fe(OH)2 的化学式类型相同，根据图象，当纵坐标相同时，Cu2＋对应的pH小于Fe2＋，故Cu2＋对应的c(OH－)小于Fe2＋对应的c(OH－)，即Ksp[Cu(OH)2]＜Ksp[Fe(OH)2]，B正确；由于Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋形成沉淀的化学式类型相同，但Cu(OH)2的溶度积最小，所以Cu2＋最先沉淀，C错误；由图象可知，在pH＝7的溶液中，lgc(Cu2＋)＜－5即c(Cu2＋)＜10－5 mol·L－1即Cu2＋沉淀完全，不可能存在大量的Cu2＋，D错误。
答案：B
15．(2019·湖南十四校联考)常温下，取一定量的PbI2固体配成饱和溶液，t时刻改变某一条件，离子浓度变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A．常温下，PbI2的Ksp为2×10－6
B．常温下，Ksp(PbS)＝8×10－28，向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液，反应PbI2(s)＋S2－(aq)PbS(s)＋2I－(aq)的化学平衡常数为5×1018
C．温度不变，t时刻改变的条件可能是向溶液中加入了KI固体，PbI2的Ksp增大
D．温度不变，向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液，平衡向左移动，Pb2＋的浓度减小
解析：常温下，PbI2的Ksp＝c2(I－)·c(Pb2＋)＝4×10－9，A项错误；常温下，Ksp(PbS)＝8×10－28，向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液，反应PbI2(s)＋S2－(aq)PbS(s)＋2I－(aq)的化学平衡常数为＝＝5×1018，B项正确；温度不变，t时刻改变的条件可能是向溶液中加入了KI固体，但PbI2的Ksp不变，C项错误；温度不变，向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液，平衡向左移动，Pb2＋的浓度增大，D项错误。
答案：B
16．(2018·合肥高三质检)已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似。如图横坐标为溶液的pH，纵坐标为Zn2＋或[Zn(OH)4]2－的物质的量浓度的对数。25 ℃时，下列说法不正确的是(　　)
A．往ZnCl2溶液中加入过量氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－
B．若要从某废液中完全沉淀Zn2＋，通常可以调控该溶液的pH在8.0～12.0之间
C．pH＝8.0与pH＝12.0的两种废液中，Zn2＋浓度之比为108
D．该温度时，Zn(OH)2的溶度积常数(Ksp)为1×l0－10
解析：由题意知，锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似，则氢氧化锌是两性氢氧化物。由图可知，在a点，pH＝7.0，lgc(Zn2＋)＝－3.0，所以c(OH－)＝10－7mol·L－1、c(Zn2＋)＝10－3 mol·L－1，Ksp[Zn(OH)2]＝10－17。当pH＝8.0时，c(Zn2＋)＝＝10－5mol·
L－1，当pH＝12.0时，c(Zn2＋)＝10－13mol·L－1，所以pH＝8.0与pH＝12.0的两种废液中，Zn2＋浓度之比为108。往ZnCl2溶液中加入过量氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，A项正确；若要从某废液中完全沉淀Zn2＋，由图象可知，通常可以调控该溶液的pH在8.0～12.0之间，B项正确；pH＝8.0与pH＝12.0的两种废液中，Zn2＋浓度之比为108，C项正确；该温度时，Zn(OH)2的溶度积常数(Ksp)为1×10－17，D项错误。
答案：D
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