1、第三章水溶液中的离子反应与平衡第三章水溶液中的离子反应与平衡 章末核心素养整合章末核心素养整合 一、弱电解质的电离平衡 1.(2020 北京卷)室温下， 对于 1 L 0.1 mol L 1 醋酸溶液。 下列判断正确的是( ) A.该溶液中 CH3COO 的粒子数为 6.021022 B.加入少量 CH3COONa 固体后，溶液的 pH 降低 C.滴加 NaOH 溶液过程中，n(CH3COO )与 n(CH 3COOH)之和始终为 0.1 mol D.与 Na2CO3溶液反应的离子方程式为 CO2 32H =H 2OCO2 答案 C 解析 A.1 L 0.1 mol L 1 醋酸溶液中醋酸的物
2、质的量为 0.1 mol，醋酸属于弱酸， 是弱电解质，在溶液中部分电离，存在电离平衡，则 CH3COO 的粒子数小于 6.021022，故 A 错误；B.加入少量 CH3COONa 固体后，溶液中 CH3COO 的浓 度增大，根据同离子效应，会抑制醋酸的电离，溶液中的氢离子浓度减小，酸性 减弱，碱性增强，则溶液的 pH 升高，故 B 错误；C.1 L 0.1 mol L 1 醋酸溶液中 醋酸的物质的量为 0.1 mol，滴加 NaOH 溶液过程中，溶液中始终存在物料守恒， n(CH3COO )n(CH 3COOH)0.1 mol，故 C 正确；D.醋酸的酸性强于碳酸，则根 据强酸制取弱酸， 且
3、醋酸是弱电解质， 离子反应中不能拆写， 则离子方程式为 CO2 3 2CH3COOH=H2OCO22CH3COO ，故 D 错误。 2.(2019 天津高考)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，溶液中c（HA） c（OH ） c（A ）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
4、和后，溶液中 n(Na )相同 答案 C 解析 根据 HNO2和 CH3COOH 的电离常数，可知酸性：HNO2CH3COOH。相 同 pH 的两种酸溶液，稀释相同倍数时，弱酸的 pH 变化较小，故曲线代表 CH3COOH 溶液，A 项错误；两种酸溶液中水的电离受到抑制，b 点溶液 pH 小于 c 点溶液 pH，则 b 点对应酸电离出的 c(H )大，对水的电离抑制程度大，故水的 电 离 程 度 ： b点 c点 ， B项 错 误 ； 溶 液 中 c（HA） c（OH ） c（A ） c（HA） c（OH ） c（H） c（A ） c（H） KW Ka（HA），从 c 点到 d 点，HA 的电离
5、平衡正向 移动，但 KW、Ka(HA)的值不变，故c（HA） c（OH ） c（A ）不变，C 项正确；相同体 积 a 点的两溶液中，由于 c(CH3COOH)c(HNO2)，故 n(CH3COOH)n(HNO2)， 因此与 NaOH 恰好中和后，溶液中 n(Na )不同，D 项错误。 二、电离常数的计算与应用 3.(2020 天津高考)已知 25 碳酸电离常数为 Ka1、Ka2，当溶液 pH12 时， c(H2CO3)c(HCO 3)c(CO2 3)1_。 答案 1012 Ka1 1024Ka1 Ka2 解析 pH12 时溶液中 c(H )1012 mol L1，H 2CO3的电离：H2CO
6、3 H HCO 3，HCO 3 H CO2 3， Ka1 c（H ） c（HCO 3） c（H2CO3） ，则 c（HCO 3） c（H2CO3） Ka1 c（H ） Ka1 10 12 1012Ka1，即 c(H2CO3)c(HCO 3)11012Ka1， Ka2c（H ） c（CO2 3） c（HCO 3） ，Ka1 Ka2c 2（H） c（CO2 3） c（H2CO3） ， 则 c（CO2 3） c（H2CO3） Ka1 Ka2 c2（H ） Ka1 Ka2 （10 12）21024Ka1 Ka2， 即 c(H2CO3)c(CO2 3)11024 Ka1 Ka2。 4.(2018 天津高
7、考)CO2可以被 NaOH 溶液捕获。若所得溶液 pH13，CO2主要转 化为_(写离子符号)；若所得溶液 c(HCO 3)c(CO2 3)21，溶液 pH _。(室温下，H2CO3的 K1410 7；K 2510 11) 答案 CO2 3 10 解析 若所得溶液的 pH13，溶液呈强碱性，则 CO2主要转化为 CO2 3。若所得 溶液 c(HCO 3)c(CO2 3)21，根据 K2c（H ） c（CO2 3） c（HCO 3） ，则 c(H ) K2c（HCO 3） c（CO2 3） 510 112 mol L11010 mol L1，pHlg 101010。 三、电解质溶液中的粒子浓度大
8、小比较 5.(2020 7 月浙江选考)常温下，用 0.1 mol L 1 氨水滴定 10 mL 浓度均为 0.1 mol L 1 的 HCl 和 CH3COOH 的混合液，下列说法不正确的是( ) A.在氨水滴定前，HCl 和 CH3COOH 的混合液中 c(Cl )c(CH 3COO ) B.当滴入氨水 10 mL 时，c(NH 4)c(NH3 H2O)c(CH3COO )c(CH 3COOH) C.当滴入氨水 20 mL 时，c(CH3COOH)c(H )c(NH 3 H2O)c(OH ) D.当溶液呈中性时，氨水滴入量大于 20 mL，c(NH 4)c(CH 3COO )， A 项正确
9、； 当滴入氨水 10 mL 时， 加入的氨水的体积、 浓度和初始醋酸溶液的体积、 浓度均相等， 由物料守恒可知， c(NH 4)c(NH3 H2O)c(CH3COO )c(CH 3COOH)， B 项正确； 当滴入氨水 20 mL 时，溶液中溶质为 CH3COONH4和 NH4Cl，根据电荷守恒式 c(NH 4)c(H ) c(CH3COO )c(Cl)c(OH)，物料守恒式 c(NH 4)c(NH3 H2O)c(CH3COO ) c(CH3COOH)c(Cl )， 可得 c(CH 3COOH)c(H )c(NH 3 H2O)c(OH )， C 项 正确；恰好反应时，生成等物质的量的氯化铵和醋
10、酸铵，此时溶液呈酸性，若溶 液呈中性，则氨水滴入量大于 20 mL，c(NH 4)c(Cl )，D 项错误。 6.(双选)(2020 江苏高考)室温下， 将两种浓度均为0.10 mol L 1的溶液等体积混合， 若溶液混合引起的体积变化可忽略，下列各混合溶液中微粒物质的量浓度关系正 确的是( ) A.NaHCO3Na2CO3混合溶液(pH10.30)：c(Na )c(HCO 3)c(CO2 3)c(OH ) B.氨水NH4Cl 混合溶液(pH9.25)：c(NH 4)c(H )c(NH 3 H2O)c(OH ) C.CH3COOHCH3COONa 混合溶液(pH4.76)： c(Na )c(C
11、H 3COOH)c(CH3COO )c(H) D.H2C2O4NaHC2O4混合溶液(pH1.68， H2C2O4为二元弱酸)： c(H )c(H 2C2O4) c(Na )c(C 2O2 4)c(OH ) 答案 AD 解析 浓度均为 0.10 mol L 1 的 NaHCO3Na2CO3的混合溶液中， CO2 3的水解程度 大于 HCO 3的水解程度，HCO 3的水解程度大于其电离程度，所以溶液中 c(Na )c(HCO 3)c(CO2 3)c(OH )，A 项正确；浓度均为 0.10 mol L1 的氨水 NH4Cl 混合溶液的 pH9.25，说明 NH3 H2O 的电离程度大于 NH 4
12、的水解程度，溶液中 c(NH3 H2O)c(NH 3 H2O)c(OH )，B 项错误；浓度均为 0.10 mol L1 的 CH3COOHCH3COONa 混合溶液的 pH4.76，说明 CH3COOH 的电离程度大于 CH3COO 的水解程度， 则溶液中 c(CH 3COO )c(Na)c(CH 3COOH)c(H )， C 项 错误； 浓度均为 0.10 mol L 1 的 H2C2O4NaHC2O4混合溶液的 pH1.68， 根据电荷 守恒有 c(Na )c(H)c(OH)c(HC 2O 4)2c(C2O2 4)，根据物料守恒有 2c(Na ) c(C2O2 4)c(H2C2O4)c(
13、HC2O 4)，联立上述两式得 c(H )c(H 2C2O4)c(Na ) c(C2O2 4)c(OH )，D 项正确。 四、酸碱反应图像 7.(2020 1 月浙江选考)室温下，向 20.00 mL 0.100 0 mol L 1 盐酸中滴加 0.100 0 mol L 1 NaOH 溶液，溶液的 pH 随 NaOH 溶液体积的变化如图。已知 1g50.7。 下列说法不正确的是( ) A.NaOH 与盐酸恰好完全反应时，pH7 B.选择变色范围在 pH 突变范围内的指示剂，可减小实验误差 C.选择甲基红指示反应终点，误差比甲基橙的大 D.V(NaOH)30.00 mL 时，pH12.3 答案
14、 C 解析 A 对，室温下，NaOH 与盐酸恰好完全反应时，生成强酸强碱盐 NaCl，此 时溶液的 pH7。B 对，选择变色范围在 pH 突变范围内的指示剂，能准确判断 酸碱中和滴定终点，减小实验误差。C 错，由图可知，甲基红作指示剂时变色范 围更接近反应终点， 故选择甲基红指示反应终点误差比甲基橙的小。 D 对， V(NaOH) 30.00 mL 时，盐酸和 NaOH 溶液反应后，NaOH 溶液有剩余，此时剩余 NaOH 为 30.0010 3 L0.1000 mol L120.00103L0.100 0 mol L11.0103 mol，则混合液中 c(OH )(1.0103 mol)/(
15、50.00103 L)1/50 mol L1，c(H) Kw/c(OH )(11014)/(1/50) mol L151013 mol L1，故 pHlg(510 13)13lg512.3。 8.(2020 海南高考)某弱酸 HA 溶液中主要成分的分布分数随 pH 的变化如图所示。 下列说法错误的是( ) A.该酸lgKa 4.7 B.NaA 的水解平衡常数 Kh 1 Ka C.当该溶液的 pH 7.0 时，c(HA)c(A ) D.某 c(HA)c(A )41 的缓冲溶液，pH4 答案 B 解析 A.根据图像可知，c(HA)c(A )时，pH4.7，即 c(H)104.7 mol/L。该 酸
16、 Kac（H ）c（A） c（HA） c(H )104.7 mol/L ， 故lgK a 4.7， A 正确； B.NaA 的水解平衡常数 Khc（OH ）c（HA）c（H） c（A ）c（H）K w Ka，B 错误；C.根据图像 可知，当该溶液的 pH7.0 时，c(HA)c(A )，C 正确；D.根据图像可知，c(HA) 为 0.8， c(A )为 0.2 时， pH 约为 4， 故某 c(HA)c(A)41 的缓冲溶液， pH4， D 正确。 五、酸碱反应的对数图像 9.(2020 全国卷)以酚酞为指示剂， 用0.100 0 mol L 1的NaOH溶液滴定20.00 mL 未知浓度的二
17、元酸 H2A 溶液。溶液中，pH、分布系数 随滴加 NaOH 溶液体积 VNaOH的变化关系如图所示。 比如 A2 的分布系数：(A2) c（A2 ） c（H2A）c（HA ）c（A2） 下列叙述正确的是( ) A.曲线代表 (H2A)，曲线代表 (HA ) B.H2A 溶液的浓度为 0.200 0 mol L 1 C.HA 的电离常数 K a1.010 2 D.滴定终点时，溶液中 c(Na )2c(A2)c(HA) 答案 C 解析 由题图可知加入 40 mL NaOH 溶液时达到滴定终点，又 H2A 为二元酸，则 H2A 溶液的浓度为 0.100 0 mol L 1，由题图可知，没有加入 N
18、aOH 溶液时，H 2A 溶液的 pH 约为 1.0，分析可知 H2A 第一步完全电离，曲线代表 (HA )，曲线 代表 (A2 )， A 项错误， B 项错误； 由题图可知 (HA)(A2)时溶液 pH2.0， 即 c(HA )c(A2)时溶液 pH2.0， 则 K a(HA )c（H ） c（A2） c（HA ）1.010 2， C 项正确；滴定终点时溶液中存在的离子有 Na 、H、A2、HA、OH，根据电 荷守恒有 c(Na )c(H)2c(A2)c(HA)c(OH)， 此时 c(H)2c(A2)c(HA)，D 项错误。 10.(双选)(2020 山东学业水平等级考试)25 时，某混合溶
19、液中 c(CH3COOH) c(CH3COO )0.1 mol L1，lgc(CH 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，pHlg Ka C.该体系中，c(CH3COOH) 0.1c（H ） Kac（H ） mol L 1 D.pH 由 7 到 14 的变化过程中，CH3COO 的水解程度始终增大 答案 BC 解析 结合题图可知当 pH 最小时，溶液呈酸性，溶液中 c(CH3COOH)最大，对 应 lg c
20、(H )最大，随着 pH 逐渐增大，当溶液中 c(CH 3COO )最大时，对应 lg c(OH )最大。则 4 条曲线分别对应的 lg c(x)如下： 经上述分析可知 N 点时， c(CH3COOH)c(CH3COO )， K ac(H )， 即 pHlg K a， A 项错误，B 项正确；该体系中，0.1c(H )c(CH 3COOH)c(CH3COO )c(H) c(CH3COOH)c(H )K a c(CH3COOH)c(CH3COOH)Kac(H )，C 项正 确；pH 由 7 到 14 的过程中先促进 CH3COO 的水解，后抑制其水解，D 项错误。 六、利用滴定原理测定物质的组成
21、与含量 11.(2020 7 月浙江选考)产品纯度测定：以淀粉作指示剂，用 Na2S2O3 5H2O 产品 配制的溶液滴定碘标准溶液至滴定终点，计算 Na2S2O3 5H2O 含量。 滴定前，有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按序排列)： 检漏蒸馏水洗涤( )( )( )( )( )开始滴定。 A.烘干 B.装入滴定液至零刻度以上 C.调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下 D.用洗耳球吹出润洗液 E.排除气泡 F.用滴定液润洗 2 至 3 次 G.记录起始读数 装标准碘溶液的碘量瓶(带瓶塞的锥形瓶)在滴定前应盖上瓶塞，目的是 _。 滴定法测得产品中 Na2S2O3 5H2O 含量为 100.
22、5%， 则 Na2S2O3 5H2O 产品中可能 混有的物质是_ _。 答案 F、B、E、C、G 防止碘挥发损失 Na2SO3；失去部分结晶水的 Na2S2O3 5H2O 解析 滴定管在使用时应先检验是否漏液，确定不漏液后先用蒸馏水洗涤，然 后用滴定液润洗 2 至 3 次；再装液，且液面高于零刻度；然后排出滴定管尖嘴处 的气泡；再通过放出滴定管中的液体，调整液体液面至零刻度或零刻度以下；最 后记录起始读数。碘具有挥发性，盖上碘量瓶的瓶塞，可减少碘的损失。若 产品 Na2S2O3 5H2O 中混有 Na2SO3或 Na2S2O3 xH2O(x5)，则消耗的碘增多，测 定结果偏大。 12.(202
23、0 海南高考)一般用 K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称 取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准 K2Cr2O7溶液滴定其中的 Fe2 。 反应式：Cr2O2 76Fe2 14H=2Cr3 6Fe3 7H 2O 某次实验称取 0.280 0 g 样品，滴定时消耗浓度为 0.030 00 mol L 1 的 K2Cr2O7 溶 液 25.10 mL ，则样品中铁含量为_。 答案 90.36% 解析 称取一定量样品， 用过量稀硫酸溶解， 用标准 K2Cr2O7溶液滴定其中的 Fe2 ，存在关系式：6Fe6Fe2Cr 2O2 7，滴定过程中消耗的 K2Cr2O7 物质的量为 0.030 00 mol L 10.025 10 L0.000 753 mol，则样品中含有的铁的物质的量为 0.000 753 mol60.004 518 mol，样品中铁含量为0.004518 mol56 g/mol 0.280 0 g 100% 90.36%。