專題二 基本理論第9講 水溶液中的離子平衡1(2016上海卷)能證明乙酸是弱酸的實驗事實是()ACH3COOH溶液與Zn反應(yīng)放出H2B0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH大于7CCH3COOH溶液與Na2CO3反應(yīng)生成CO2D0.1 mol/L CH3COOH溶液可使紫色石蕊變紅解析：A.只能證明乙酸具有酸性，不能證明其酸性強弱，錯誤；B.該鹽水溶液顯堿性，由于NaOH是強堿，故可以證明乙酸是弱酸，正確；C.可以證明乙酸的酸性比碳酸強，但是不能證明其酸性強弱，錯誤；D.可以證明乙酸具有酸性，但是不能證明其酸性強弱，錯誤。答案：B2取濃度相同的NaOH和HCl溶液，以32體積比相混合，所得溶液的pH等于12，則原溶液的濃度為()A0.01 mol/LB0.017 mol/LC0.05 mol/L D0.50 mol/L解析：設(shè)原溶液物質(zhì)的量濃度為c，混合溶液中c(OH)102 mol/L，則有102 mol/L，則c0.05 mol/L。答案：C3(2015廣東卷)一定溫度下，水溶液中H和OH的濃度變化曲線如圖。下列說法正確的是()A升高溫度，可能引起由c向b的變化B該溫度下，水的離子積常數(shù)為1.01013C該溫度下，加入FeCl3可能引起由b向a的變化D該溫度下，稀釋溶液可能引起由c向d的變化解析：A.c點溶液中c(OH)c(H)，溶液呈堿性，升溫，溶液中c(OH)不可能減小。B.由b點對應(yīng)c(H)與c(OH)可知，KWc(H)c(OH)1.01071.01071.01014。C.FeCl3溶液水解顯酸性，溶液中c(H)增大，因一定溫度下水的離子積是常數(shù)，故溶液中c(OH)減小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的變化。D.c點溶液呈堿性，稀釋時c(OH)減小，同時c(H)應(yīng)增大，故稀釋溶液時不可能引起由c向d的轉(zhuǎn)化。答案：C4(2016大連模擬)下列說法不正確的是()A常溫下，在0.1 mol/L的HNO3溶液中，由水電離出的c(H)<B濃度為0.1 mol/L的NaHCO3溶液：c(H2CO3)>c(CO)C25時，AgCl固體在等物質(zhì)的量濃度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度積相同D冰醋酸中逐滴加水，溶液的導(dǎo)電性、醋酸的電離程度、pH均先增大后減小解析：在0.1 mol/L的HNO3溶液中，由水電離出的c(H)為1013mol/L<，A正確；濃度為0.1 mol/L的NaHCO3溶液中HCO的水解大于電離，則c(H2CO3)>c(CO)，B正確；溫度不變，AgCl固體的溶度積不變，C正確；冰醋酸中逐滴加水，溶液的導(dǎo)電性先增大后減小；醋酸的電離程度增大，溶液的pH減小，D錯誤。答案：D5(2014課標全國卷)一定溫度下，下列溶液的離子濃度關(guān)系式正確的是()(導(dǎo)學號 58870045)ApH5的H2S溶液中，c(H)c(HS)1105mol/LBpHa的氨水溶液，稀釋到原來的10倍后，其pHb，則ab1CpH2的H2C2O4溶液與pH12的NaOH溶液任意比例混合：c(Na)c(H)c(OH)c(HC2O)DpH相同的CH3COONaNaHCO3NaClO三種溶液的c(Na)：>>解析：A項中H2S為二元弱酸，在溶液中分步電離，所以，c(H)1105mol/L>c(HS)，錯誤；B中弱堿溶液稀釋到原來的10倍，pH變化小于1，即ab<1，錯誤；C為電荷守恒，陰離子中缺少C2O，應(yīng)為c(Na)c(H)c(OH)c(HC2O)2c(C2O)，錯誤；D中酸性CH3COOH>H2CO3>HClO，所以pH相同的CH3COONaNaHCO3NaClO，根據(jù)越弱越水解的原理，三種鹽的濃度應(yīng)該依次減小，所以鈉離子濃度也依次減小，正確。答案：D【考綱再現(xiàn)】【錯題記錄】1.了解弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡。2了解水的電離，離子積常數(shù)。3了解溶液pH的定義。了解測定溶液pH的方法，能進行pH的簡單計算。4了解鹽類水解的原理、影響鹽類水解程度的主要因素、鹽類水解的應(yīng)用。5了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。1(2016西城一模)室溫下，分別用0.1 mol/L溶液進行下列實驗，結(jié)論不正確的是()A向NaHCO3溶液中通CO2至pH7：c(Na)c(HCO)2c(CO)B向CH3COONa溶液中加入等濃度等體積的鹽酸：c(Na)c(Cl)C向NaHSO4溶液中加入等濃度等體積的Ba(OH)2溶液：pH13D向氨水中加入少量NH4Cl固體：增大解析： A溶液呈電中性，根據(jù)電荷守恒c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c(OH)，室溫下溶液的pH7為中性，c(H)c(OH)，所以c(Na) c(HCO)2c(CO)，A項正確；B.因為溶液等體積等濃度，則可推出混合溶液后不水解的c(Na)和c(Cl)相等，B項正確；C.設(shè)體積為1 L，則向0.1 mol/L的NaHSO4溶液中加入0.1 mol/L的Ba(OH)2溶液1 L，反應(yīng)后c(OH)0.05 mol/L，pH13，C項錯誤；D.氨水中存在NH3H2O NHOH，加入少量NH4Cl固體相當于加入NH ，平衡逆向移動，但移動是微弱的過程，則增大，D項正確。答案：C2(2016金華模擬)25時，將pH均為2的HCl與HX的溶液分別加水稀釋，溶液pH隨溶液體積變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是()(導(dǎo)學號 58870143)A稀釋前，c(HX)0.01 mol/LB稀釋10倍，HX溶液的pH3Ca、b兩點：c(X)c(Cl)D溶液的導(dǎo)電性：ab解析：HX為弱酸，pH2時，c(HX)0.01 mol/L，故A錯誤；HX為弱酸，溶液稀釋時，HX進一步電離，pH2的HX溶液稀釋10倍，HX溶液的pH3，故B錯誤；鹽酸是強酸，完全電離，HX為弱酸，部分電離，相同溫度下，相同pH值的鹽酸和醋酸溶液，HX濃度大，溶液稀釋時，HX進一步電離，其溶液中離子濃度大于鹽酸中的離子濃度，所以a、b兩點：c(X)c(Cl)，故C正確；鹽酸是強酸，完全電離，HX為弱酸，部分電離，相同溫度下，相同pH值的鹽酸和醋酸溶液，HX濃度大，溶液稀釋時，HX進一步電離，其溶液中離子濃度大于鹽酸的離子濃度，溶液的導(dǎo)電性：ab，故D錯誤。答案：C3(2016四川卷)向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中緩慢通入CO2，隨n(CO2)增大，先后發(fā)生三個不同的反應(yīng)，當0.01 moln(CO2)0.015 mol時發(fā)生的反應(yīng)是：2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3。下列對應(yīng)關(guān)系正確的是()選項n(CO2)/mol溶液中離子的物質(zhì)的量濃度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.當n(CO2)0時，根據(jù)電荷守恒，c(H)c(Na)c(AlO)c(OH)，所以c(Na)c(AlO)c(OH)，錯誤；B.當n(CO2)0.01 mol時，溶液中溶質(zhì)為NaAlO2和Na2CO3，因為碳酸酸性強于氫氧化鋁，所以偏鋁酸根離子水解程度比碳酸根離子強，溶液中離子濃度應(yīng)為c(Na)c(CO)c(AlO)c(OH)，錯誤；C.當n(CO2)0.015 mol時，溶液中溶質(zhì)為Na2CO3，溶液中離子濃度應(yīng)為c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)，錯誤；D.當n(CO2)0.03 mol時，溶液中溶質(zhì)為NaHCO3，溶液中離子濃度應(yīng)為c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)，正確。答案：D4(2015山東卷)室溫下向10 mL 0.1 molL1NaOH溶液中加入0.1 molL1的一元酸HA溶液pH的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()Aa點所示溶液中c(Na)>c(A)>c(H)>c(HA)Ba、b兩點所示溶液中水的電離程度相同CpH7時，c(Na)c(A)c(HA)Db點所示溶液中c(A)>c(HA)解析：A.a點NaOH與HA恰好完全反應(yīng)，溶液的pH為8.7，呈堿性，說明HA為弱酸，NaA發(fā)生水解反應(yīng)，c(Na)>c(A)>c(HA)>c(H)，錯誤；B.a點NaA發(fā)生水解反應(yīng)，促進了水的電離，所以a點水的電離程度大于b點，錯誤；C.根據(jù)電荷守恒，c(H)c(Na)c(OH)c(A)，pH7，則c(H)c(OH)，則c(Na)c(A)，錯誤；D.b點HA過量，溶液呈酸性，HA的電離程度大于NaA的水解程度，所以c(A)>c(HA)，正確。答案：D5某些鹽能溶解沉淀，利用下表三種試劑進行實驗，相關(guān)分析不正確的是()編號分散質(zhì)Mg(OH)2HClNH4Cl備注懸濁液1 mol/L1 mol/LA.向中加入酚酞，溶液顯紅色說明物質(zhì)的“不溶性”是相對的B分別向少量Mg(OH)2沉淀中加入適量等體積的，沉淀均能快速徹底溶解C混合后發(fā)生反應(yīng)：Mg(OH)2(s)2NHMg22NH3H2OD向中加入，c(OH)減小，Mg(OH)2溶解平衡正向移動解析：使酚酞顯紅色的溶液呈堿性，說明Mg(OH)2在水中有一定的溶解，溶解后的Mg(OH)2電離使溶液呈堿性，A項正確；Mg(OH)2與NH4Cl溶液反應(yīng)速率較小，沉淀不能快速徹底溶解，B項錯誤；NH結(jié)合Mg(OH)2懸濁液中的OH，促進Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移動，促使Mg(OH)2沉淀溶解，C項正確；鹽酸能夠與Mg(OH)2發(fā)生中和反應(yīng)，促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移動，D項正確。答案：B6(2016浙江卷)苯甲酸鈉(縮寫為NaA)可用作飲料的防腐劑。研究表明苯甲酸 (HA)的抑菌能力顯著高于A。已知25 時，HA的Ka6.25105，H2CO3的Ka14.17107，Ka24.901011。在生產(chǎn)碳酸飲料的過程中，除了添加NaA外，還需加壓充入CO2氣體。下列說法正確的是(溫度為25 ，不考慮飲料中其他成分)()(導(dǎo)學號 58870144)A相比于未充CO2的飲料，碳酸飲料的抑菌能力較低B提高CO2充氣壓力，飲料中c(A)不變C當pH為5.0時，飲料中0.16D碳酸飲料中各種粒子的濃度關(guān)系為：c(H)c(HCO)c(CO)c(OH)c(HA)解析：A.根據(jù)題意，苯甲酸(HA)的抑菌能力顯著高于A，相比于未充CO2的飲料，碳酸飲料的抑菌能力較高，A項錯誤；B.提高CO2充氣壓力，根據(jù)強酸制弱酸原理CO2H2OA=HAHCO，飲料中c(A)減小，B項錯誤；C.當pH為5.0時，飲料中0.16，C項正確；D.碳酸飲料中加入的各成分的含量未知，無法比較各種粒子的濃度關(guān)系，D項錯誤。答案：C7(2016天津卷)室溫下，用相同濃度的NaOH溶液，分別滴定濃度均為0.1 molL1的三種酸(HA、HB和HD)溶液，滴定曲線如圖所示，下列判斷錯誤的是()A三種酸的電離常數(shù)關(guān)系：KHAKHBKHDB滴定至P點時，溶液中：c(B)c(Na)c(HB)c(H)c(OH)CpH7時，三種溶液中：c(A)c(B)c(D)D當中和百分數(shù)達100%時，將三種溶液混合后：c(HA)c(HB)c(HD)c(OH)c(H)解析：根據(jù)起點pH：HAHBHD知酸性：HAHBHD，根據(jù)酸性越強，酸的電離常數(shù)越大，則KHAKHBKHD，故A項正確；P點時根據(jù)橫坐標中和百分數(shù)為50%知c(HB)c(NaB)11，根據(jù)縱坐標pH7知酸的電離程度大于鹽的水解程度，故B項正確；根據(jù)電荷守恒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)，根據(jù)中和原理知溶液顯中性時需要的NaOH的量不同，故c(Na)不相同，則c(A)、c(B)、c(D)三者不相同，C項錯誤；當中和百分數(shù)都達到100%時，溶液為NaA、NaB、NaD的混合溶液，則c(OH)c(HA)c(HB)c(HD)c(H)，即c(HA)c(HB)c(HD)c(OH)c(H)，D項正確。答案：C8(2016湛江模擬)弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解平衡和難溶物的溶解平衡均屬于化學平衡。.已知H2A在水中存在以下平衡：H2A=HHA，HAHA2。(1)常溫下NaHA溶液的pH_(填序號)，原因是_。A大于7B小于7C等于7 D無法確定(2)某溫度下，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(忽略混合后溶液的體積變化)。此時該混合溶液中的下列關(guān)系一定正確的是_。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)已知常溫下H2A的鈣鹽(CaA)的飽和溶液中存在以下平衡：CaA(s)Ca2(aq)A2(aq)H>0。若要使該溶液中Ca2濃度變小，可采取的措施有_。A升高溫度B降低溫度C加入NH4Cl晶體D加入Na2A固體.含有Cr2O的廢水毒性較大，某工廠廢水中含5.0103 mol/L的Cr2O。為了使廢水的排放達標，進行如下處理：Cr2OCr3、Fe3Cr(OH3)、Fe(OH)3(1)該廢水中加入綠礬和H，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(2)若處理后的廢水中殘留的c(Fe3)2.01013 mol/L，則殘留的Cr3的濃度為_。(已知：KspFe(OH)34.01038，KspCr(OH)36.01031)解析：.H2A在水中的一級電離進行完全，則HA不水解只電離，故NaHA溶液呈酸性。HA在水中部分電離，0.1 mol/L的NaHA溶液中c(H)小于0.1 mol/L，加入0.1 mol/L KOH溶液至溶液呈中性時消耗的KOH溶液體積小于NaHA溶液體積，則混合溶液中c(Na)>c(K)；由電荷守恒知，c(Na)c(K)c(H)c(HA)2c(A2)c(OH)，且c(H)c(OH)，則c(Na)c(K)c(HA)2c(A2)；水的離子積與溫度有關(guān)；混合液中c(Na)>0.05 mol/L；降溫、增大c(A2)都能使平衡CaA(s) Ca2(aq)A2(aq)左移。.廢水中加入綠礬和H，根據(jù)流程圖，可知發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，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只能發(fā)生電離，不能發(fā)生水解(2)BC(3)BD.(1)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O (2)3.0106mol/L9(2015天津卷，改編)FeCl3在溶液中分三步水解：Fe3H2OFe(OH)2HK1Fe(OH)2H2OFe(OH)H K2Fe(OH)H2OFe(OH)3H K3(1)以上水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是_。(2)通過控制條件，以上水解產(chǎn)物聚合，生成聚合氯化鐵，離子方程式為：xFe3yH2OFex(OH)yH欲使平衡正向移動可采用的方法是(填序號)_。a降溫b加水稀釋c加入NH4Cl d加入NaHCO3(3)室溫下，使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是_。(4)天津某污水處理廠用聚合氯化鐵凈化污水的結(jié)果如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)得出每升污水中投放聚合氯化鐵以Fe(mg/L)表示的最佳范圍約為_mg/L。解析：(1)鐵離子的水解分為三步，且水解程度逐漸減弱，所以水解平衡常數(shù)逐漸減小，則K1>K2>K3；(2)因水解為吸熱反應(yīng)，所以降溫，平衡逆向移動；加水稀釋，水解平衡正向移動；加入氯化銨，氯化銨溶液為酸性，氫離子濃度增大，平衡逆向移動；加入碳酸氫鈉，則消耗氫離子，氫離子濃度降低，平衡正向移動，所以答案選bd；(3)從反應(yīng)的離子方程式中可知，氫離子的濃度影響高濃度聚合氯化鐵的生成，所以關(guān)鍵步驟是調(diào)節(jié)溶液的pH。(4)由圖象可知，聚合氯化鐵的濃度在1820 mg/L時，去除率達到最大值，污水的渾濁度減小。答案：(1) K1>K2>K3 (2)bd(3)調(diào)節(jié)溶液的pH(4)182010在含有弱電解質(zhì)的溶液中，往往有多個化學平衡共存。(1)一定溫度下，向1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固體，則溶液中_(填“增大”“不變”或“減小”)；寫出表示該混合溶液中所有離子濃度之間的一個等式_。(2)土壤的pH一般在49之間。土壤中Na2CO3含量較高時，pH可高達10.5，試用離子方程式解釋土壤呈堿性的原因_。加入石膏(CaSO42H2O)可以使土壤堿性降低，有關(guān)反應(yīng)的化學方程式為_。(3)常溫下在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種微粒(CO2因逸出未畫出)物質(zhì)的量分數(shù)(縱軸)隨溶液pH變化的部分情況如圖所示。回答下列問題：在同一溶液中，H2CO3、HCO、CO_(填“能”或“不能”)大量共存；當pH7時，溶液中含碳元素的主要微粒為_，溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系為_；已知在25時，CO水解反應(yīng)的平衡常數(shù)即水解常數(shù)Kh2.0104mol/L，當溶液中c(HCO)c(CO)21時，溶液的pH_。解析：(1)K，K僅受溫度影響。由電荷守恒得c(CH3COO)c(OH)c(H)c(Na)。(2)土壤呈堿性，是因CO水解顯堿性所致。利用沉淀的轉(zhuǎn)化與生成規(guī)律，CaSO4轉(zhuǎn)化為更難溶的物質(zhì)CaCO3Na2CO3CaSO42H2O=CaCO3Na2SO42H2O。(3)通過觀察圖象求解問。中c(OH)1.0104mol/L，則c(H)1.01010mol/L，pH10。答案：(1)不變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在高中階段化學學科中所涉及的平衡理論主要包括：化學平衡、電離平衡、水解平衡和難溶電解質(zhì)溶解平衡四種，均符合勒夏特列原理，它們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。請回答下列問題：(導(dǎo)學號 58870145).工業(yè)生產(chǎn)尿素的原理是以NH3和CO2為原料合成尿素CO(NH2)2，反應(yīng)的化學方程式為：2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(l)H2O(l)(1)已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)K195 <K165 ，則該反應(yīng)的H_0(填“”“”或“”)。(2)一定溫度和壓強下，若原料氣中的NH3和CO2的物質(zhì)的量之比(氨碳比)n(NH3)/n(CO2)x，如圖是氨碳比(x)與CO2平衡轉(zhuǎn)化率()的關(guān)系。隨著x增大的原因是_；B點處，NH3的體積分數(shù)為_%(保留小數(shù)點后一位)。(3)取一定量的NH3和CO2放在一個帶活塞的密閉真空容器中在一定溫度下反應(yīng)達平衡，若在恒溫、恒容下充入氣體He，CO(NH2)2(l)的質(zhì)量_(填“增加”“減小”或“不變”)。.(1)某溫度下，純水中c(H) 2.0107 mol/L，該溫度下，0.9 mol/L NaOH溶液與0.1 mol/L HCl溶液等體積混合(不考慮溶液體積變化)后，溶液的pH_。(2)向100 mL 0.10 mol/L CH3COOH的溶液中加入0.010 mol CH3COONa固體，溶液pH增大，主要原因是(請用學過的平衡理論解釋)_；已知該混合溶液中c(Na)c(CH3COO)，則c(CH3COOH)_c(CH3COO)(填“”“”或“”)。.(1)如圖為某溫度下，PbS(s)、ZnS(s)、FeS(s)分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后，溶液的c(S2)、金屬陽離子濃度變化情況。如果向三種沉淀中加鹽酸，最先溶解的是_(填化學式)。(2)向新生成的ZnS濁液中滴入足量含相同濃度的Pb2、Fe2的溶液，振蕩后，ZnS沉淀最終會轉(zhuǎn)化為_(填化學式)沉淀。解析：.(1)溫度越高，K越小，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H0。(2)增大氨氣濃度，平衡正向移動，使CO2轉(zhuǎn)化率增大；設(shè)投入的NH3和CO2物質(zhì)的量分別為4 mol和1 mol，CO2的轉(zhuǎn)化率是0.5，NH3的體積分數(shù)為(410.52)/(410.5210.5)100%85.7%。(3)恒溫、恒容下，充入氣體He，各成分氣體濃度不變，平衡不移動，尿素的質(zhì)量不變。.(1)此時水的離子積是4.01014，剩余的c(OH)為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，當加入CH3COONa固體時，c(CH3COO)增大，使CH3COOH電離平衡逆向移動，c(H)減小，導(dǎo)致pH增大。此時溶液呈酸性，說明CH3COOH的電離大于CH3COO的水解，故c(CH3COOH)c(CH3COO)。.(1)由圖象可看出，三種物質(zhì)的溶解度PbSZnSFeS，所以，三種沉淀中加鹽酸，最先溶解的是FeS。(2)該實驗的最后，ZnS轉(zhuǎn)化為最難溶的 PbS。答案：.(1)(2)增大氨氣濃度，平衡正向移動，CO2轉(zhuǎn)化率增大85.7(3)不變.(1)13(2)醋酸溶液中存在電離平衡：CH3COOHCH3COOH，當加入CH3COONa固體時，c(CH3COO)增大，使CH3COOH電離平衡逆向移動， c(H)減小，故pH增大.(1)FeS(2)PbS