高考化学选择题专题突破 水溶液中离子平衡word学生版Word格式文档下载.docx
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对象
弱电解质(包括弱酸、弱碱、水、多元弱酸的酸式酸根)
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)
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.“电离平衡”分析判断中的常见误区
(1)误认为电离平衡正向移动,弱电解质的电离程度一定增大。
如向醋酸溶液中加入少量冰醋酸,平衡向电离方向移动,但醋酸的电离程度减小。
(2)误认为弱电解质在加水稀释的过程中,溶液中离子浓度都减小。
如氨水加水稀释时,c(H+)增大。
(3)误认为由水电离出的c(H+)=1.0×
10-13mol·
L-1的溶液一定呈碱性。
如25℃,0.1mol·
L-1盐酸或氢氧化钠溶液中由水电离的c(H+)都为1.0×
10-13mol·
L-1。
(4)弱电解质溶液在加水稀释的过程中,判断某些微粒浓度的关系式是否发生变化时,首先要考虑该关系式是否是电离常数、离子积常数或者是它们的变形。
3.“水解平衡”常见的认识误区
(1)误认为水解平衡向正向移动,离子的水解程度一定增大。
如向FeCl3溶液中加入少量FeCl3固体,平衡向水解方向移动,但Fe3+的水解程度减小。
(2)由于加热可促进盐类水解,错误地认为可水解的盐溶液在蒸干后都得不到原溶质。
其实不一定,对于那些水解程度不是很大,水解产物离不开平衡体系的情况[如Al2(SO4)3、NaAlO2、Na2CO3]来说,溶液蒸干后仍得原溶质。
(3)极端化认为水解相互促进即能水解彻底。
如CH3COONH4溶液中尽管CH3COO-、NH
水解相互促进,但仍然能大量共存,常见水解促进比较彻底而不能大量共存的离子有Al3+与AlO
、CO
(或HCO
)、S2-(或HS-)、SO
(或HSO
)等。
例1
下列叙述正确的是( )
A.常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍,稀释后溶液的pH=4
B.25℃时Ksp(AgCl)=1.8×
10-10,向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl的溶解度增大
C.浓度均为0.1mol·
L-1的下列溶液,pH由大到小的排列顺序为NaOH>Na2CO3>(NH4)2SO4>NaHSO4
D.为确定二元酸H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH,若pH>7,则H2A是弱酸;
若pH<7,则H2A是强酸
例2
(2016·
全国卷Ⅲ,13)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1mol·
L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中
减小
B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中
增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中
>
1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中
不变
1.人体血液里存在重要的酸碱平衡:
CO2+H2O=H2CO3
HCO
,使人体血液pH保持在7.35~7.45,否则就会发生酸中毒或碱中毒。
其pH随c(HCO
)∶c(H2CO3)变化关系如下表:
c(HCO
)∶c(H2CO3)
1.0
17.8
20.0
22.4
pH
6.10
7.35
7.40
7.45
下列说法不正确的是( )
A.正常人体血液中,HCO
的水解程度大于电离程度
B.人体血液酸中毒时,可注射NaHCO3溶液缓解
C.pH=7.00的血液中,c(H2CO3)<c(HCO
)
D.pH=7.40的血液中,HCO
的水解程度一定大于H2CO3的电离程度
2.室温下,将0.05molNa2CO3固体溶于水配成100mL溶液,向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
50mL1mol·
L-1H2SO4
反应结束后,c(Na+)=c(SO
B
0.05molCaO
溶液中
C
50mLH2O
由水电离出的c(H+)·
c(OH-)不变
D
0.1molNaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
3.(2016·
海南,5)向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是( )
A.c(CO
)B.c(Mg2+)
C.c(H+)D.Ksp(MgCO3)
4.下列叙述正确的是( )
A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B.25℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7
C.25℃时,0.1mol·
L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D.0.1molAgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
5.(2017·
赣州模拟)下表是3种物质在水中的溶解度(20℃),下列说法中正确的是( )
物质
MgCl2
Mg(OH)2
MgCO3
溶解度/g
54.6
0.00084
0.039
A.已知MgCO3的Ksp=2.14×
10-5,则所有含有固体MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+)=c(CO
),且c(Mg2+)·
c(CO
)=2.14×
10-5
B.除去粗盐中含有的MgCl2杂质,最佳除杂试剂为Na2CO3溶液
C.将适量的表中的三种物质分别与足量水混合,充分加热、灼烧,最终的固体产物相同
D.用石灰水处理水中的Mg2+和HCO
,发生的离子反应方程式为Mg2++2HCO
+Ca2++2OH-===CaCO3↓+MgCO3↓+2H2O
6.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Ka=6.25×
10-5,H2CO3的Ka1=4.17×
10-7,Ka2=4.90×
10-11。
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)( )
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
=0.16
D.碳酸饮料中加入苯甲酸钠时,会发生如下离子反应:
A-+H2CO3===HA+HCO
7.已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中存在以下平衡:
HSO
+H2O=H2SO3+OH-①
=H++SO
②
向0.1mol·
L-1的NaHSO3溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是( )
A.加入少量金属Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c(HSO
)增大
B.加入适量Na2SO3固体,至溶液呈中性时,
=1
C.加入少量NaOH溶液,
、
的值均增大
D.加入少量NaHSO3固体,①、②两平衡向右移动,HSO
的电离程度和水解程度均增大
角度二 溶液中离子浓度关系判断
1.理解溶液中的“三个守恒”关系
(1)电荷守恒:
电解质溶液中阴离子所带电荷总数等于阳离子所带电荷总数,根据电荷守恒可准确、快速地解决电解质溶液中许多复杂的离子浓度问题。
(2)物料守恒:
物质发生变化前后,有关元素的存在形式不同,但元素的种类和原子数目在变化前后保持不变,根据物料守恒可准确、快速地解决电解质溶液中复杂离子、分子、物质的量浓度或物质的量的关系。
(3)质子守恒:
在电离或水解过程中,会发生质子(H+)转移,但质子转移过程中其数量保持不变。
将混合溶液中的电荷守恒式和物料守恒式相联立,通过代数运算消去其中未参与平衡移动的离子,即可推出溶液中的质子守恒式。
2.三个守恒的综合应用
应用三种守恒关系解决电解质溶液中离子浓度关系时,要清楚电解质溶液中微粒存在的变化(水解或电离),抓住守恒的实质,将由守恒所得的关系结合起来使用。
综合运用三种守恒关系,理清一条思路,掌握分析方法。
如图所示:
室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下表:
实验编号
起始浓度/mol·
L-1
反应后溶液的pH
c(HA)
c(KOH)
①
0.1
9
②
x
0.2
7
下列判断不正确的是( )
A.实验①反应后的溶液中:
c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
B.实验①反应后的溶液中:
c(OH-)=c(K+)-c(A-)=
mol·
C.实验②反应后的溶液中:
c(A-)+c(HA)>0.1mol·
D.实验②反应后的溶液中:
c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
下列电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.在0.1mol·
L-1NaHCO3溶液中:
c(Na+)>c(HCO
)>c(CO
)>c(H2CO3)
B.在0.1mol·
L-1NaClO溶液中:
c(OH-)=c(H+)+c(HClO)
C.某温度下,CH3COOH溶液中滴入NaOH溶液,使溶液pH=7时:
c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
D.已知酸性:
HCOOH>CH3COOH,相同浓度的HCOOK与CH3COONa溶液中:
c(K+)-c(HCOO-)>c(Na+)-c(CH3COO-)
1.25℃时,在10mL浓度均为0.1mol·
L-1的NaOH和NH3·
H2O混合溶液中滴加0.1mol·
L-1盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.未加盐酸时:
c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·
H2O)
B.加入10mL盐酸时:
c(NH
)+c(H+)=c(OH-)
C.加入盐酸至溶液pH=7时:
c(Cl-)=c(Na+)
D.加入20mL盐酸时:
c(Cl-)=c(NH
)+c(Na+)
2.一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是( )
A.pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×
10-5mol·
B.pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
C.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O
D.pH相同的①CH3COONa、②NaHCO3、③NaClO三种溶液的c(Na+):
①>②>③
3.室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.Na2S溶液:
c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)
B.Na2C2O4溶液:
c(OH-)=c(H+)+c(HC2O
)+2c(H2C2O4)
C.Na2CO3溶液:
c(Na+)+c(H+)=2c(CO
)+c(OH-)
D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:
c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)
A.0.1mol·
L-1CH3COONa溶液中:
c(Na+)>
c(CH3COO-)>
c(H+)>
B.Na2CO3溶液加水稀释后,恢复至原温度,pH和Kw均减小
C.pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液中,c(H+)不相等
D.在Na2S溶液中加入AgCl固体,溶液中c(S2-)下降
[新题预测]
5.常温时,在(NH4)2SO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液,下列有关选项正确的是( )
A.滴加前:
)+c(H+)=c(OH-)+c(SO
B.滴加前:
)+c(NH3·
H2O)=c(SO
C.滴加至完全沉淀:
c(OH-)>c(NH
)>c(H+)
D.滴加至中性:
c(SO
)=2c(NH
)>c(H+)=c(OH-)
6.(2017·
成都外国语学校月考)下列说法正确的是( )
A.0.01mol·
L-1的Na2HPO4溶液中存在如下的平衡:
HPO
H++PO
,加水稀释,使溶液中的HPO
、H+、PO
的浓度均减小
B.饱和NH4Cl溶液中:
c(H+)+c(Cl-)=c(NH
)+c(OH-)+2c(NH3·
C.常温下,0.01mol·
L-1的HA和BOH两种溶液,其pH分别为3和12,将两溶液等体积混合后,所得溶液的pH≤7
D.在NH4HSO3与NH4Cl混合溶液中,c(NH
)=c(SO
)+c(HSO
)+c(H2SO3)+c(Cl-)
7.10mL浓度均为0.1mol·
L-1的三种溶液:
①HF溶液;
②KOH溶液;
③KF溶液。
下列说法正确的是( )
A.①和②混合后,酸碱恰好中和,溶液呈中性
B.①和③混合:
c(F-)+c(OH-)=c(H+)+c(HF)
C.①、③中均有c(F-)+c(HF)=0.1mol·
D.由水电离出的c(OH-):
②>③>①
角度三 结合图像判断溶液中粒子浓度的变化
结合图像分析电离平衡、水解平衡、溶解平衡,判断离子浓度的关系是全国卷考查的重点,常考图像类型总结如下:
1.一强一弱溶液的稀释图像
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH值的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
(3)pH与稀释倍数的线性关系
(1)HY为强酸、HX为弱酸
(2)a、b两点的溶液中:
c(X-)=c(Y-)
(3)水的电离程度:
d>c>a=b
(1)MOH为强碱、ROH为弱碱
(2)c(ROH)>c(MOH)
a>b
2.Kw和Ksp曲线
(1)双曲线型
不同温度下水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化曲线
常温下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线[Ksp=9×
10-6]
(1)A、C、B三点均为中性,温度依次升高,Kw依次增大
(2)D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,Kw=1×
10-14
(3)AB直线的左上方均为碱性溶液,任意一点:
c(H+)<c(OH-)
(1)a、c点在曲线上,a→c的变化为增大c(SO
),如加入Na2SO4固体,但Ksp不变
(2)b点在曲线的上方,Qc>Ksp,将会有沉淀生成
(3)d点在曲线的下方,Qc<Ksp,则为不饱和溶液,还能继续溶解CaSO4
(2)直线型(pM-pR曲线)
pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数
①直线AB上的点:
c(M2+)=c(R2-);
②溶度积:
CaSO4>CaCO3>MnCO3;
③X点对CaSO4要析出沉淀,对CaCO3是不饱和溶液,能继续溶解CaCO3;
④Y点:
)>c(Ca2+),二者的浓度积等10-5;
Z点:
)<c(Mn2+),二者的浓度积等10-10.6。
3.酸碱中和滴定
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:
强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;
强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:
强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下pH=7不一定是终点:
强碱与强酸反应时,终点是pH=7;
强碱与弱酸(强酸与弱碱)反应时,终点不是pH=7(强碱与弱酸反应终点是pH>7,强酸与弱碱反应终点是pH<7)
4.分布系数图及分析[分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线]
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH分布系数,δ1为CH3COO-分布系数
δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2O
分布系数、δ2为C2O
分布系数
随着pH增大,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增多。
根据分布系数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。
根据在一定pH的微粒分布系数和酸的分析浓度,就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度
已知MOH和ROH均为一元碱,常温下对其水溶液分别加水稀释时,pH变化如图所示。
A.在A点时,由H2O电离出的c(H+)相等,c(M+)=c(R+)
B.稀释前,ROH溶液的物质的量浓度等于MOH溶液的物质的量浓度的10倍
C.稀释前的ROH溶液与等体积pH=1的H2SO4溶液混合后所得溶液显酸性
D.等体积、等浓度的MOH溶液和HCl溶液混合后,溶液中离子浓度大小关系为c(Cl-)>c(M+)>c(OH-)>c(H+)
常温下,向等体积、等物质的量浓度的盐酸、醋酸溶液中分别滴入0.1mol·
L-1NaOH溶液,测得溶液的pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A.图中曲线①表示NaOH溶液滴定盐酸时的pH变化
B.酸溶液的体积均为10mL
C.a点:
c(CH3COOH)>c(CH3COO-)
D.a点:
c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
例3
已知:
常温下,
(1)Ka1(H2CO3)=4.3×
10-7,Ka2(H2CO3)=5.6×
10-11;
(2)H2R及其钠盐的溶液中,H2R、HR-、R2-分别在三者中所占的物质的量分数(α)随溶液pH的变化关系如图所示。
A.在pH=4.3的溶液中:
3c(R2-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)
B.等体积等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合后,溶液中水的电离程度比纯水大
C.在pH=3的溶液中存在
=10-3
D.向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液,发生反应:
2CO
+H2R===2HCO
+R2-
1.(2016·
全国卷Ⅰ,12)298K时,在20.0mL0.10mol·
L-1氨水中滴入0.10mol·
L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。
已知0.10mol·
L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( )
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0mL
C.M点处的溶液中c(NH
)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pH<
12
2.T℃下的溶液中,c(H+)=10-xmol·
L-1,c(OH-)=10-ymol·
L-1,x与y的关系如图所示。
A.T℃时,水的离子积Kw为1×
10-13
B.T>25
C.T℃时,pH=7的溶液显碱性
D.T℃时,pH=12的苛性钠溶液与pH=1的稀硫酸等体积混合,溶液的pH=7
3.在T℃时,铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
A.T℃时,在Y点和Z点,Ag2CrO4的Ksp相等
B.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点
C.T℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×
10-8
D.图中a=
×
10-4
4.(2015·
全国卷Ⅰ,13)浓度均为0.10mol·
L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg
的变化如图所示。
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:
b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg
=2时,若两溶液同时升高温度,则
5.某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)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。
据图分析,下列判断错误的是( )
A.Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2]
B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)的乘积相等
D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱
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