2019届高考化学二轮复习专题七电解质溶液学案
[考纲要求] 1.了解水的电离、离子积常数(Kw)。2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。3.理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数(Ka、Kb、Kw)进行相关计算。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.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算。6.以上各部分知识的综合运用。
考点一 溶液的酸碱性及pH
1.一个基本不变
相同温度下,不论是纯水还是稀溶液,水的离子积常数不变。应用这一原则时需要注意两个条件:水溶液必须是稀溶液;温度必须相同。
2.两个判断标准
(1)任何温度
c(H+)>c(OH-),酸性;
c(H+)=c(OH-),中性;
c(H+)
7,碱性;
pH=7,中性;
pH<7,酸性。
3.三种测量方法
(1)pH试纸
用pH试纸测定溶液的pH,精确到整数且只能在1~14范围内,其使用方法为:取一小块试纸放在干净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取液体,点在试纸中部,待试纸变色后,与标准比色卡对比,读出pH。
注意 ①pH试纸不能预先润湿,但润湿之后不一定产生误差。②pH试纸不能测定氯水的pH。
(2)pH计
pH计能精确测定溶液的pH,可精确到0.1。
(3)酸碱指示剂
酸碱指示剂能粗略测定溶液的pH范围。
常见酸碱指示剂的变色范围如下表所示:
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5红色
5~8紫色
>8蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2~10浅红色
>10红色
4.四条判断规律
(1)正盐溶液
强酸强碱盐显中性,强酸弱碱盐(如NH4Cl)显酸性,强碱弱酸盐(如CH3COONa)显碱性。
(2)酸式盐溶液
NaHSO4显酸性(NaHSO4===Na++H++SO)、NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4水溶液显酸性(酸式根电离程度大于水解程度);NaHCO3、NaHS、Na2HPO4水溶液显碱性(酸式根水解程度大于电离程度)。
注意 因为浓度相同的CH3COO-与NH的水解程度相同,所以CH3COONH4溶液显中性,而NH4HCO3溶液略显碱性。
(3)弱酸(或弱碱)及其盐混合溶液
①1∶1的CH3COOH和CH3COONa混合溶液呈酸性。
②1∶1的NH3·H2O和NH4Cl混合溶液呈碱性。
(对于等浓度的CH3COOH与CH3COO-,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度)
(4)25 ℃酸、碱pH之和等于14的等体积混合溶液
pH之和等于14的意义:酸溶液中的氢离子的浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度。
①已知酸、碱溶液的pH之和为14,则等体积混合时:
pH=7
pH>7
pH<7
②已知酸、碱溶液的pH之和为14,若混合后溶液的pH为7,溶液呈中性,则
―→V酸∶V碱=1∶1
―→V酸∶V碱>1∶1
―→V酸∶V碱<1∶1
③强酸、强碱等体积混合后溶液酸、碱性的判断
5.图像比较分析
(1)相同体积、相同浓度的HCl(a)和CH3COOH(b),分别与足量的锌粉发生反应,按要求画出图像。
①产生H2的体积V(H2)随时间(t)的变化图像;
②产生H2的速率v(H2)随时间(t)的变化图像;
③溶液的pH随时间(t)的变化图像。
答案 ①
②
③
(2)若把HCl(a)和CH3COOH(b)均改成相同体积、相同pH,则①②③的图像又怎样?
答案 ①
②
③
图像法理解一强一弱的稀释规律
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
①加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大。
②加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多。
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
①加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大。
②加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多。
6.pH的计算
已知水在25 ℃和95 ℃时,其电离平衡曲线如图所示:
(1)则25 ℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”),请说明理由:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25 ℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液的体积之比为________。
(3)95 ℃时,若100体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是_____________________
___________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)A 水的电离是吸热过程,温度较低时,电离程度较小,c(H+)、c(OH-)均较小
(2)10∶1
(3)a+b=14(或pH1+pH2=14)
角度一 走出溶液稀释与混合的误区
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)常温时,0.1 mol·L-1氨水的pH=11:NH3·H2ONH+OH-(√)
(2018·北京,8B)
(2)室温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液pH>7(×)
(2015·江苏,11B)
(3)25 ℃时,等体积、等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7(×)
(2015·重庆理综,3B)
(4)常温下,pH为2的盐酸与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液呈酸性(×)
(5)常温下,pH为2的盐酸由H2O电离出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1(√)
(6)同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后,溶液的pH=7(×)
误区一:不能正确理解酸、碱的无限稀释规律
常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。
误区二:不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律
溶液
稀释前溶液pH
加水稀释到原来体积的10n倍
稀释后溶液pH
酸
强酸
pH=a
pH=a+n
弱酸
a7。
角度二 一强一弱的比较
2.(2015·全国卷Ⅰ,13)浓度均为0.10 mol·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。下列叙述错误的是( )
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,则增大
答案 D
解析 A项,0.10 mol·L-1的MOH和ROH溶液,前者pH=13,后者pH小于13,说明前者是强碱,后者是弱碱,正确;B项,ROH是弱碱,加水稀释,促进电离,b点电离程度大于a点,正确;C项,两碱溶液无限稀释,溶液近似呈中性,c(OH-)相等,正确;D项,由MOH是强碱,在溶液中完全电离,所以c(M+)不变,ROH是弱碱,升高温度,促进电离平衡ROHR++OH-向右移动,c(R+)增大,所以减小,错误。
3.(2010·大纲全国卷Ⅱ,9)相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是( )
答案 C
解析 强酸完全电离,中强酸部分电离,随着反应的进行,中强酸会继续电离出H+,所以溶液②产生氢气的体积多,在相同时间内,②的反应速率比①快。
4.(2010·重庆理综,13)pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。分别滴加NaOH溶液(c=0.1 mol·L-1)至pH=7,消耗NaOH
溶液的体积为Vx、Vy,则( )
A.x为弱酸,VxVy
C.y为弱酸,VxVy
答案 C
解析 由图知:将一元酸x和y分别稀释10倍,pH的变化量ΔpHx=1,ΔpHy<1,所以x为强酸,y为弱酸。pH=2时弱酸y的浓度大,滴加NaOH溶液至pH=7时需NaOH溶液的体积Vy比Vx大。
1.室温下向10 mL pH=3的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是( )
A.溶液中所有粒子的浓度都减小
B.溶液中不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.加入10 mL pH=11的NaOH溶液,混合液pH=7
答案 B
解析 醋酸溶液加水稀释,促进电离,溶液中c(H+)减小,但c(OH-)增大,A错误;醋酸的电离平衡常数Ka=,温度不变,Ka不变,不变,B正确;醋酸溶液加水稀释,醋酸的电离程度增大,因溶液体积增大的倍数大于n(H+)增加的倍数,则c(H+)减小,C错误;10 mL pH=3的醋酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合时,醋酸的浓度大于0.001 mol·L-1,醋酸过量,混合液的pH<7,D错误。
2.常温下,向浓度均为0.1 mol·L-1、体积均为100 mL的两种一元酸HX、HY的溶液中分别加入NaOH固体,lg随加入NaOH的物质的量的变化情况如图所示。下列叙述正确的是( )
A.HX的酸性弱于HY的酸性
B.a点由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1
C.c点溶液中:c(Y-)>c(HY)
D.b点时酸碱恰好完全中和
答案 C
解析 lg越大,溶液中氢离子浓度越大,未加NaOH时,HX溶液比HY溶液的lg大,所以HX的酸性强于HY的,A项错误;由于a点lg=12,则溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,溶液中由水电离出的c(H+)= mol·L-1=1×10-13 mol·L-1,B项错误;由于c点lg=6,则溶液中的c(H+)=1×10-4 mol·L-1,此时消耗的NaOH的物质的量为0.005 mol,则溶液中的溶质为NaY和HY,且溶液中NaY和HY的物质的量浓度相等,由于溶液显酸性,所以HY的电离程度大于NaY的水解程度,c(Y-)>c(HY),C项正确;由于100 mL 0.1 mol·L-1的HY溶液与NaOH溶液恰好中和时消耗NaOH的物质的量为0.01 mol,而b点时消耗NaOH的物质的量为0.008 mol,所以酸过量,D项错误。
3.(2018·保定市高三一模)常温下,将等体积的盐酸和氨水分别加水稀释,溶液的导电性与溶液体积的变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅱ表示氨水加水稀释过程中溶液导电性的变化
B.溶液的pH大小关系:c>b>d
C.若将b、d两点溶液混合,则c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
D.由水电离出n(OH-):b>c
答案 D
解析 A项,图中分析可以知道开始导电能力相同说明开始氢氧根离子浓度和氢离子浓度相同,加水稀释促进一水合氨电离平衡正向移动,氢氧根离子浓度大于盐酸中氢离子浓度,导电能力强,则曲线Ⅰ表示氨水加水稀释过程中溶液导电性的变化,错误;B项,盐酸溶液pH小于一水合氨,稀释过程中盐酸pH增大,溶液的pH大小关系:b>d>c,错误;C项,图中分析可以知道开始导电能力相同说明开始氢氧根离子浓度和氢离子浓度相同,加水稀释促进一水合氨电离平衡正向移动,稀释相同倍数,氨水溶液中氢氧根离子浓度大于盐酸溶液中氢离子浓度,若将b、d两点溶液混合后溶液显碱性,c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),错
误;D项,b、c导电能力相同,水电离程度相同,b点溶液体积大,所以,由水电离出的n(OH-):b>c,正确。
考点二 溶液中的“三大平衡”
电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡是溶液中的三大平衡。这三种平衡都遵循勒夏特列原理——当只改变体系的一个条件时,平衡向能够减弱这种改变的方向移动。
1.对比“四个”表格,正确理解影响因素
(1)外界条件对醋酸电离平衡的影响
CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0
体系变化
条件
平衡移
动方向
n(H+)
c(H+)
导电能力
Ka
加水稀释
向右
增大
减小
减弱
不变
加入少量
冰醋酸
向右
增大
增大
增强
不变
通入HCl(g)
向左
增大
增大
增强
不变
加NaOH(s)
向右
减小
减小
增强
不变
加入镁粉
向右
减小
减小
增强
不变
升高温度
向右
增大
增大
增强
增大
加CH3COONa(s)
向左
减小
减小
增强
不变
(2)外界条件对水的电离平衡的影响
H2OH++OH- ΔH>0
体系变化
条件
平衡移
动方向
Kw
水的电
离程度
c(OH-)
c(H+)
酸
向左
不变
减小
减小
增大
碱
向左
不变
减小
增大
减小
可水解
的盐
Na2CO3
向右
不变
增大
增大
减小
NH4Cl
向右
不变
增大
减小
增大
温度
升温
向右
增大
增大
增大
增大
降温
向左
减小
减小
减小
减小
其他:如加入Na
向右
不变
增大
增大
减小
(3)外界条件对FeCl3溶液水解平衡的影响
Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ ΔH>0
体系变化
条件
平衡移
动方向
n(H+)
pH
水解
程度
现象
升温
向右
增多
减小
增大
颜色变深
通HCl
向左
增多
减小
减小
颜色变浅
加H2O
向右
增多
增大
增大
颜色变浅
加FeCl3
固体
向右
增多
减小
减小
颜色变深
加NaHCO3
向右
减小
增大
增大
生成红褐色沉淀,放出气体
(4)外界条件对AgCl溶解平衡的影响
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0
体系变化
条件
平衡移
动方向
平衡后
c(Ag+)
平衡后
c(Cl-)
Ksp
升高温度
向右
增大
增大
增大
加水稀释
向右
不变
不变
不变
加入少量
AgNO3
向左
增大
减小
不变
通入HCl
向左
减小
增大
不变
通入H2S
向右
减小
增大
不变
2.思考重点问题,辨析易错知识
(1)加水稀释醋酸溶液,在稀释过程中,________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),________,________,________,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)___________________________________________,
n(CH3COOH)+n(CH3COO-)________________________________________ ____________。
答案 增大 增大 不变 不变 减小 不变
(2)常温下在pH=5的酸性溶液中,c(H+)水=________ mol·L-1。
答案 10-5或10-9
(3)常温下纯水的pH=7,升温到80 ℃,纯水的pH<7,其原因是_______________________
_________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 常温下,纯水中c(H+)=10-7 mol·L-1,升温,促进水的电离,致使c(H+)>10-7 mol·L-1,所以pH<7
(4)相同浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液与(NH4)2SO4溶液相比,c(NH)________(填“前者”或“后者”)大。
答案 前者
(5)向NH4Cl溶液中加水,其稀释过程中________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),________,________,________,c(NH)+c(NH3·H2O)________。
答案 增大 增大 不变 不变 减小
(6)某温度下,pH相同的盐酸和氯化铵溶液分别稀释,平衡时的pH随溶液体积变化的曲线如下图所示。据图回答下列问题:
①Ⅱ为________________稀释时pH的变化曲线,水的电离程度a点________(填“>”“<”或“=”,下同)c点;b点________c点。
答案 NH4Cl溶液 > <
②a点时,等体积的两溶液与NaOH反应,消耗NaOH的量________多。
答案 NH4Cl溶液
(7)正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
①洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好(×)
②为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀(√)
③AgCl在NaCl溶液中的溶解度小于在纯水中的溶解度(√)
④Ksp越小,其溶解度越小(×)
⑤Ksp大的容易向Ksp小的转化,但Ksp小的不能向Ksp大的转化(×)
⑥在0.1 mol·L-1的AlCl3溶液中滴加少量NaOH溶液,再滴加0.1 mol·L-1的FeCl3溶液,其现象为先产生白色沉淀,后白色沉淀转化成红褐色沉淀,则Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Al(OH)3](√)
(8)已知25 ℃时,Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CdS)=3.6×10-29,能否用FeS处理含Cd2+的废水?请根据沉淀溶解平衡的原理解释(用必要的文字和离子方程式说明)。
答案 能,CdS比FeS更难溶,可发生沉淀转化Cd2+(aq)+FeS(s)CdS(s)+Fe2+(aq)。
角度一 影响弱电解质电离平衡因素的多角度分析
1.(2013·安徽理综,13)已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中存在以下平衡:
HSO+H2OH2SO3+OH-①
HSOH++SO②
向0.1 mol·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.加入少量Na2SO3固体,则c(H+)+c(Na+)=c(HSO)+c(OH-)+c(SO)
C.加入少量NaOH溶液,、的值均增大
D.加入氨水至中性,则2c(Na+)=c(SO)>c(H+)=c(OH-)
答案 C
解析 A项,加入金属钠后,钠和水反应生成氢氧化钠,使平衡①左移,平衡②右移,移动的结果是c(SO)增大。可以利用极端分析法判断,如果金属钠适量,充分反应后溶液中溶质可以是亚硫酸钠,此时c(HSO)很小,错误;B项,依据电荷守恒判断,c(SO)前面的化学计量数应为2,即c(H+)+c(Na+)=c(HSO)+c(OH-)+2c(SO),错误;C项,加入少量氢氧化钠溶液后,溶液酸性减弱,碱性增强,所以增大,平衡①左移,平衡②右移,最终c(SO)增大,c(HSO)减小,所以增大,正确;D项,加入氨水至溶液呈中性,即c(H+)=c(OH-),由电荷守恒知,其他离子存在如下关系:c(Na+)+c(NH)=2c(SO)+c(HSO),错误。
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0.1 mol·L-1 CH3COOH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
答案 D
解析 A项,=,加水稀释,c(CH3COO-)减小,Ka不变,所以比值增大,错误;B项,=(Kh为水解常数),温度升高,水解常数Kh增大,比值减小,错误;C项,向盐酸中加入氨水至中性,根据电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),此时c(H+)=c(OH-),故c(NH)=c(Cl-),所以=1,错误;D项,在饱和溶液中=,温度不变,溶度积Ksp不变,则溶液中不变,正确。
角度二 多角度攻克盐类水解问题
3.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)用热的纯碱溶液洗去油污,是因为Na2CO3可直接与油污反应(×)
(2014·新课标全国卷Ⅰ,8A)
(2)施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效(√)
(2014·新课标全国卷Ⅰ,8C)
(3)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同(×)
(2013·天津理综,5D)
4.(2015·天津理综,5)室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( )
加入物质
结论
A
50 mL 1 mol·L-1H2SO4
反应结束后,c(Na+)=c(SO)
B
0.05 mol CaO
溶液中增大
C
50 mL H2O
由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
D
0.1 mol NaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
答案 B
解析 Na2CO3溶液中存在水解平衡CO+H2OHCO+OH-,所以溶液呈碱性。A项,向溶液中加入50 mL 1 mol·L-1H2SO4,Na2CO3与H2SO4 恰好反应生成0.05 mol Na2SO4,根据物料守恒可得c(Na+)=2c(SO),错误;B项,向Na2CO3溶液中加入0.05 mol CaO后,发生反应CaO+H2O===Ca(OH)2,生成0.05 mol Ca(OH)2,恰好与Na2CO3反应:Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH,则c(CO)减小,c(OH-)增大,c(HCO)减小,所以增大,正确;C项,加入50 mL H2O,CO的水解平衡正向移动,但c(OH-)减小,溶液中的OH-
全部来源于水的电离,由于水电离出的H+、OH-浓度相等,故由水电离出的c(H+)·c(OH-)减小,错误;D项,加入的0.1 mol NaHSO4固体与0.05 mol Na2CO3恰好反应生成0.1 mol Na2SO4,溶液呈中性,故溶液pH减小,加入NaHSO4,引入Na+,所以c(Na+)增大,错误。
5.(2018·北京,11)测定0.1 mol·L-1Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。
下列说法不正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:
SO+H2OHSO+OH-
B.④的pH与①不同,是由SO浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的Kw值相等
答案 C
解析 ①→③的过程中,pH变小,说明SO水解产生的c(OH-)减小;升高温度,SO的水解平衡正向移动,溶液中SO水解产生的c(OH-)增大,pH应增大,而实际上溶液的pH减小,其主要原因是实验过程中部分SO被空气中的O2氧化生成SO,溶液中c(SO)减小,水解平衡逆向移动,则溶液中c(OH-)减小,pH减小;①→③的过程中,温度升高,SO的水解平衡正向移动,而c(SO)减小,水解平衡逆向移动,二者对水解平衡移动方向的影响不一致,C错;Na2SO3是强碱弱酸盐,在水溶液中发生水解,存在水解平衡:SO+H2OHSO+OH-,A对;实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多,说明④中的SO数目大于①中的,④中的SO数目小于①中的,所以④中OH-数目小于①中的,pH不同,B对;Kw只与温度有关,D对。
1.盐类水解易受温度、浓度、溶液的酸碱性等因素的影响,以氯化铁水解为例,当改变条件,如升温、通入HCl气体、加水、加铁粉、加碳酸氢钠等时,学生应从平衡移动方向、pH的变化、水解程度、现象等方面去归纳总结,加以分析掌握。
2.多元弱酸的酸式盐问题。酸式盐一般既存在水解,又存在电离。如果酸式盐的电离程度大于其水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3溶液;如果酸式盐的水解程度大于其电离程度,则溶液显碱性,如NaHCO3溶液。
角度三 正确理解外界因素对难溶电解质沉淀溶解平衡的影响
6.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)(×)
(2018·江苏,12D)
(2)左图是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时,溶液中c(Ba2+)与c(SO)的关系曲线,说明溶液中c(SO)越大c(Ba2+)越小(√)
(2018·江苏,13D)
(3)常温下,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+)≤5.6×10-4 mol·L-1(√)
(2017·江苏,12C)
(4)室温下,向浓度均为0.1 mol·L-1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液,出现白色沉淀,所以Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4)(×)
(2016·江苏,13B)
(5)0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入水中,所得溶液c(Cl-)=c(I-)(×)
(2015·重庆理综,3D)
(6)将0.1 mol·L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,若先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀,则Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小(√)
(2015·全国卷Ⅰ,10D)
7.(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)
答案 A
解析 含有MgCO3固体的溶液中存在沉淀溶解平衡:MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO(aq),滴加少许浓盐酸与CO反应生成CO2气体,促使平衡向右移动,则c(Mg2+)和c(H+)增大,c(CO)减小,温度不变Ksp(MgCO3)不变,故A正确。
1.沉淀溶解平衡与化学平衡、电离平衡一样,具有动态平衡的特征,平衡时溶液中各离子浓度保持恒定,平衡常数只受温度的影响,与浓度无关。
2.溶度积(Ksp)的大小只与难溶电解质的性质和溶液的温度有关,相同类型的难溶电解质的Ksp越小,溶解度越小,越难溶。
1.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.常温下,将NaOH溶液滴入醋酸溶液中直至过量,水的电离程度增大
B.将CH3COOH溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中增大
C.HCl是强电解质,所以盐酸中不存在电离平衡
D.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
答案 D
解析 常温下,将NaOH溶液滴入醋酸溶液中直至过量,反应过程中先生成醋酸钠,促进水的电离,后氢氧化钠过量,水的电离又受到抑制,因此水的电离程度先增大后减小,A错误;升高温度促进水解,但Ka、Kw均增大,==,无法判断比值变化情况,B错误;HCl是强电解质,完全电离,但溶液中存在水的电离平衡,C错误;稀释后c(CH3COO-)减小,稀释的同时,促进了弱电解质的电离,而温度不变,Ka=不变,则溶液中增大,因此减小,D正确。
2.常温下,浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示,下列叙述正确的是( )
A.该温度下HB的电离平衡常数约等于1.11×10-5
B.当lg=3时,若两溶液同时升高温度,则减小
C.相同条件下,NaA溶液的pH大于NaB溶液的pH
D.溶液中水的电离程度:a=c>b
答案 A
解析 根据图像可知,稀释100倍时HB的浓度变为0.001 mol·L-1,而此时溶液中c(H+)为10-4 mol·L-1,即发生电离的HB是10-4 mol·L-1,该温度下HB的电离平衡常数K==≈1.11×10-5,A正确;当lg=3时,HA溶液的pH=4,HB溶液的pH>4,HA是强酸,HB是弱酸,升高温度,对c(A-)无影响,而HB溶液中存在电离平衡,升高温度,电离正向移动,c(B-)浓度增大,增大,B错误;HA为强酸,HB为弱酸,NaB溶液显碱性,NaA溶液显中性,相同条件下NaA溶液的pH小于NaB溶液的pH,C错误;酸电离出的c(H+)越大,对水电离的抑制程度越大,根据图可知,溶液中水的电离程度:a=cKsp(BaSO4),可以在常温下,向BaCO3粉末中加少量稀Na2SO4溶液,过滤,向洗净的沉淀中加稀盐酸,有气泡产生(×)
(4)向Mg(OH)2悬浊液中滴加FeCl3溶液,现象为白色沉淀变成红褐色沉淀,则Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3](√)
(5)向盛有2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液的试管中滴加1 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液,再向其中滴加4~5滴0.1 mol·L-1KI溶液,现象为先有白色沉淀生成,后又产生黄色沉淀,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)(×)
(6)室温时M(OH)2(s)M2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=a,则当c(M2+)=b mol·L-1时,溶液的pH为14+lg (√)
考点三 溶液中的“三大常数”
电离平衡常数、水的离子积常数、溶度积常数是溶液中的三大常数,它们均只与温度有关。电离平衡常数和水的离子积常数随着温度的升高而增大,因为弱电解质的电离和水的电离均为吸热反应。有关常数的计算,要紧紧围绕它们只与温度有关,而不随其离子浓度的变化而变化来进行。
(1)CH3COONa、CH3COOH溶液中,Ka、Kh、Kw的关系是Kw=Ka·Kh。
(2)M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间关系
M(OH)n(s)Mn+(aq)+nOH-(aq)
Ksp=c(Mn+)·cn(OH-)=·cn(OH-)==()n+1。
角度一 Ka、Kb、Kh的计算及应用
1.2017、2016·高考试题组合
(1)[2017·天津,10(5)]已知25 ℃,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,溶液中的c(OH-)=________ mol·L-1。将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液中的c(SO)/c(HSO)=________。
答案 6.0×10-3 0.62
解析 由NH3·H2O的电离方程式及其电离平衡常数Kb=1.8×10-5可知,Kb=[c(NH)·c(OH-)]/
c(NH3·H2O)=1.8×10-5,当氨水的浓度为2.0 mol·L-1时,溶液中的c(NH)=c(OH-)=6.0×
10-3 mol·L-1。由H2SO3的第二步电离方程式HSOSO+ H+及其电离平衡常数Ka2=6.2×10-8可知,Ka2=[c(SO)·c(H+)]/c(HSO)=6.2×10-8,将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液的c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1,则c(SO)/c(HSO)==0.62。
(2)[2016·全国卷Ⅱ,26(4)]联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为__________(已知:N2H4+H+N2H的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为________________________________。
答案 8.7×10-7 N2H6(HSO4)2
解析 联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,则联氨第一步电离的方程式为N2H4+H2ON2H+OH-,再根据已知:N2H4+H+N2H的K=8.7×107及Kw=1.0×10-14,故联氨第一步电离平衡常数为K===×c(OH-)·c(H+)=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7;联氨为二元弱碱,酸碱发生中和反应生成盐,则联氨与硫酸形成酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。
(3)[2016·海南,14(4)]已知:Kw=1.0×10-14,Al(OH)3AlO+H++H2O K=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于________。
答案 20
解析 Al(OH)3溶于NaOH溶液发生反应:Al(OH)3+OH-AlO+2H2O K1,可分两步进行:
Al(OH)3AlO+H++H2O K
H++OH-H2O
则K1===20。
角度二 Ksp的计算及应用
2.[2016·全国卷Ⅰ,27(3)]在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与CrO生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10-5 mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)为________mol·L-1,此时溶液中c(CrO)等于________mol·L-1(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)。
答案 2.0×10-5 5.0×10-3
解析 根据Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=2.0×10-10,可计算出当溶液中Cl-恰好完全沉淀(即浓度等于1.0×10-5 mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)=2.0×10-5 mol·L-1,然后再根据Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=2.0×10-12,又可计算出此时溶液中c(CrO)=5.0×10-3 mol·L-1。
3.[2015·海南,15(2)]已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,若向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,混合后溶液中Ag+的浓度为________ mol·L-1,pH为________。
答案 1.8×10-7 2
4.[2015·全国卷Ⅰ,28(2)]浓缩液含有I-、Cl-等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为__________,已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。
答案 4.7×10-7
5.[2017·海南,14(3)]向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有BaCO3沉淀生成时溶液中=________________。已知Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。
答案 24
解析 在同一个溶液中,c(Ba2+)相同,依据溶度积的数学表达式,则有===≈24。
角度三 以Ksp为中心的换算
6.(2013·新课标全国卷Ⅱ,13)室温时,M(OH)2(s)M2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=a,c(M2+)=b mol·L-1时,溶液的pH等于( )
A.lg() B.lg()
C.14+lg() D.14+lg()
答案 C
解析 由Ksp=c(M2+)·c2(OH-)得c(OH-)= mol·L-1,Kw=c(H+)·c(OH-)得c(H+)= mol·L-1,pH=-lg=14+lg()。
7.(2018·全国卷Ⅲ,12)用0.100 mol·L-1AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L-1Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( )
A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10
B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
C.相同实验条件下,若改为0.040 0 mol·L-1Cl-,反应终点c移到a
D.相同实验条件下,若改为0.050 0 mol·L-1Br-,反应终点c向b方向移动
答案 C
解析 根据Ag++Cl-===AgCl↓可知,达到滴定终点时,消耗AgNO3溶液的体积为=20.0 mL,C项错误;由题图可知,当AgNO3溶液的体积为50.0 mL时,溶液中的c(Cl-)略小于10-8 mol·L-1,此时混合溶液中
c(Ag+)==2.5×10-2 mol·L-1,故Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)≈2.5×10-2×10-8=2.5×10-10,A项正确;因反应过程中有沉淀生成,溶液中必然存在平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),故曲线上的各点均满足c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl),B项正确;相同实验条件下,沉淀相同量的Cl-和Br-消耗的AgNO3的量相同,由于Ksp(AgBr)”“<”或“=”)7。
答案 10% <
解析 亚碲酸(H2TeO3)为二元弱酸,以一级电离为主,H2TeO3的电离度为α,
H2TeO3HTeO+H+
起始浓度/mol·L-1 0.1 0 0
电离浓度/mol·L-1 0.1α 0.1α 0.1α
平衡浓度/mol·L-1 0.1(1-α) 0.1α 0.1α
Ka1=1×10-3=,解得:α≈10%;
已知Ka1=1×10-3,则HTeO的水解常数Kh==(1×10-14)/(1×10-3)=1×10-11Ksp(AgI)
答案 A
解析 根据图中数据可知:Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5×2 ×10-5=2×10-10,Ksp(AgI)=c(Ag+)·c(I-)=10-5×8 ×10-12=8×10-17。A项,AgCl(s) +I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq),在该温度下的平衡常数K=====2.5×106,正确;B项,向0.1 mol·L-1 KI溶液中加入AgNO3 溶液,当I-刚好完全沉淀时,c(Ag+ )= mol·L-1=8×10-12 mol·L-1,错误;C项,向AgCl、AgI的饱和溶液中加入氢碘酸溶液,AgCl转化为AgI,氯离子浓度降低,不可能使溶液由A点变到B点,错误;D项,向2 mL 0.01 mol·L-1 AgNO3溶液中加几滴0.01 mol·L-1 NaCl溶液,静置片刻,再向溶液中加几滴0.01 mol·L-1 KI溶液,过量的银离子与碘离子反应,有黄色沉淀生成,而不一定是氯化银转化为碘化银,不能说明K
sp(AgCl)>Ksp(AgI),错误。
考点四 溶液中“粒子”浓度变化
1.明确“三个”守恒原理
(1)电荷守恒:即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:是指物质发生变化前后,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:是指在电离或水解过程中,会发生质子(H+)转移,但在质子转移过程中其数量保持不变。
2.正确理解质子守恒
以Na2CO3和NaHCO3溶液为例,可用下图所示帮助理解质子守恒:
(1)Na2CO3溶液
所以c(OH-)=c(HCO)+2c(H2CO3)+c(H3O+),
即c(OH-)=c(HCO)+2c(H2CO3)+c(H+)。
(2)NaHCO3溶液
所以c(OH-)+c(CO)=c(H2CO3)+c(H+)。
另外,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某离子,即可推出该溶液中的质子守恒。
3.建立解题思维模型
(1)单一溶液
(2)混合溶液
(3)不同溶液中某离子浓度的变化
若其他离子能促进该离子的水解,则该离子浓度减小,若抑制其水解,则该离子浓度增大。
1.(2014·新课标全国卷Ⅱ,11)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-)=1×10-5 mol·L-1
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
答案 D
解析 A项,pH=5的H2S溶液中,H+的浓度为1×10-5mol·L-1,但是HS-的浓度会小于H+的浓度,H+来自于H2S的第一步电离、HS-的电离和水的电离,故H+的浓度大于HS-的浓度,故不正确;B项,弱碱不完全电离,弱碱稀释10倍时,pH减小不到一个单位,a<b+1,故不正确;C项,草酸是弱酸,氢氧化钠是强碱,无论怎样混合得到的溶液都符合电荷守恒,而该等式中缺少草酸根,不符合电荷守恒,故不正确;D项,因为酸性:醋酸>碳酸>次氯酸,根据越弱越水解的原则,pH相同的三种钠盐,浓度的大小关系为:醋酸钠>碳酸氢钠>次氯酸钠,则钠离子的浓度为:①>②>③,故正确。
2.(2018·江苏,14改编)H2C2O4为二元弱酸,Kal(H2C2O4)=5.4×10-2,Ka2(H2C2O4)=5.4×10-5,设H2C2O4溶液中c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)。室温下用NaOH溶液滴定25.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液至终点。滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液:c(H+)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O)+c(OH-)-c(H2C2O4)
B.c(Na+)=c(总)的溶液:
c(Na+)>c(H2C2O4)<c(C2O)>c(H+)
C.pH=7的溶液:
c(Na+)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O)-c(H2C2O4)
D.c(Na+)=2c(总)的溶液:
c(OH-)-c(H+)=c(H2C2O4)+c(HC2O)
答案 A
解析 A对:由题意可知,c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)=0.100 0 mol·L-1,因此该选项中的关系式可变为c(H+)=c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)+c(C2O)+c(OH-)-c(H2C2O4),即c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),该式符合电荷守恒式,正确;D错:由电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),当c(Na+)=2c(总)时,该式可变为2c(H2C2O4)+2c(HC2O)+2c(C2O)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),即c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O),错误;B错:当c(Na+)=c(总)时,由C原子个数守恒可知,溶液中的溶质为NaHC2O4,由题意知,HC2O的水解平衡常数Kh=Kw/Kal=,由此可知,Kh小于K
a2,因此HC2O的电离程度大于水解程度,即溶液中c(Na+)>c(H+)>c(C2O)>c(H2C2O4),错误;C错:由电荷守恒关系可知,c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),又因c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O),由以上两式可得,c(Na+)+c(H+)=c(总)+c(C2O)-c(H2C2O4)+c(OH-),因pH=7,c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(总)+c(C2O)-c(H2C2O4),由于此时溶液的体积增大,c(总)<0.100 0 mol·L-1,故c(Na+)<0.100 0 mol·L-1+c(C2O)-c(H2C2O4),错误。
题组一 归纳类型,逐一突破
1.单一溶液
(1)Na2S溶液
水解方程式:______________________________________________________________;
离子浓度大小关系:________________________________________________________;
电荷守恒:________________________________________________________________;
物料守恒:________________________________________________________________;
质子守恒:________________________________________________________________。
答案 S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-
c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]
c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
(2)NaHS溶液
水解方程式:_____________________________________________________________;
离子浓度大小关系:_______________________________________________________;
电荷守恒:_______________________________________________________________;
物料守恒:_______________________________________________________________;
质子守恒:_______________________________________________________________。
答案 HS-+H2OH2S+OH-
c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)>c(S2-)
c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)
c(OH-)=c(H+)+c(H2S)-c(S2-)
解析 NaHS既能发生水解又能发生电离,水溶液呈碱性:
HS-+H2OH2S+OH-(主要)
HS-H++S2-(次要)
(3)NaHSO3溶液
水解方程式:_______________________________________________________________;
离子浓度大小关系:_________________________________________________________;
电荷守恒:_________________________________________________________________;
物料守恒:_________________________________________________________________;
质子守恒:_________________________________________________________________。
答案 HSO+H2OH2SO3+OH-
c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
c(Na+)=c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3)
c(OH-)=c(H2SO3)+c(H+)-c(SO)
解析 NaHSO3既能发生电离又能发生水解,水溶液呈酸性:
HSOH++SO(主要)
HSO+H2OH2SO3+OH-(次要)
2.混合溶液
(1)1∶1的Na2CO3、NaHCO3溶液
水解方程式:________________________________________________________________;
离子浓度大小关系:__________________________________________________________;
电荷守恒:__________________________________________________________________;
物料守恒:__________________________________________________________________;
质子守恒:__________________________________________________________________。
答案 CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-
c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
2c(Na+)=3[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
2c(OH-)=c(HCO)+3c(H2CO3)+2c(H+)-c(CO)
解析
(2)1∶1的CH3COOH、CH3COONa溶液
水解方程式:________________________________________________________________;
离子浓度大小关系:__________________________________________________________;
电荷守恒:__________________________________________________________________;
物料守恒:__________________________________________________________________;
质子守恒:__________________________________________________________________。
答案 CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+)
解析 CH3COOHCH3COO-+H+(主要)
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-(次要)
水溶液呈酸性。
(3)CH3COOH、CH3COONa混合中性溶液
离子浓度大小关系:__________________________________________________________;
电荷守恒:__________________________________________________________________;
物料守恒:__________________________________________________________________。
答案 c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
c(Na+)=c(CH3COO-)
解析 CH3COOHCH3COO-+H+
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
若溶液呈中性,则电离和水解相互抵消。
(4)常温下pH=2的CH3COOH与pH=12的NaOH等体积混合的溶液
离子浓度大小关系:_________________________________________________________;
电荷守恒:_________________________________________________________________。
答案 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
解析 由于CH3COOH是弱酸,所以当完全反应后,CH3COOH仍过量许多,溶液呈酸性。
3.不同溶液,同一离子
有物质的量浓度相同的以下几种溶液:
①(NH4)2SO4溶液 ②(NH4)2CO3溶液 ③NH4HSO4溶液 ④(NH4)2Fe(SO4)2溶液
⑤NH4Cl溶液 ⑥NH4HCO3溶液 ⑦NH3·H2O
c(NH)由大到小的顺序为___________________________________________________。
答案 ④>①>②>③>⑤>⑥>⑦
题组二 综合模拟训练
4.常温时,下列溶液中各粒子的浓度关系正确的是( )
A.pH=2的HA溶液与pH=12的KOH溶液等体积混合:c(H+)>c(OH-)
B.0.1 mol·L-1的NaHC2O4溶液,其pH=4:c(HC2O)>c(H+)>c(H2C2O4)>c(C2O)
C.醋酸钠和醋酸的酸性混合溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D.0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液中:c(H+)+c(H2SO3)=c(SO)+c(OH-)
答案 D
解析 A项,若HA是强酸,pH=2的HA溶液与pH=12的KOH溶液等体积混合溶液呈中性:c(H+)=c(OH-),错误;B项,0.1 mol·L-1的NaHC2O4溶液,其pH=4,说明HC2O电离大于水解,所以c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(H2C2O4),错误;C项,醋酸钠和醋酸的酸性混合溶液,醋酸电离大于醋酸钠水解,所以c(CH3COO-)>c(Na+),错误;D项,0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液,根据物料守恒,c(Na+)=c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-),所以c(H+)+c(H2SO3)=c(SO)+c(OH-),正确。
5.25 ℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.浓度均为0.1 mol·L-1的①氨水、②NaOH溶液、③Na2CO3溶液、④NaHCO3溶液, pH的大小顺序:②>③>④>①
B.0.1 mol·L-1醋酸钠溶液20 mL与0.1 mol·L-1盐酸10 mL混合后的溶液中:
c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)
C.物质的量浓度相等的①NH4Cl、②(NH4)2SO4、③NH4Al(SO4)2三种溶液中,c(NH)由大到小的顺序为③>②>①
D.NaHCO3溶液中:c(H+)+c(H2CO3)=c(CO)+c(OH-)
答案 D
解析 A项,四种溶液都显碱性,NH3·H2O、NaOH属于碱,NaOH属于强碱,NH3·H2O属于弱碱,因此pH大小顺序是NaOH>NH3·H2O,Na2CO3、NaHCO3属于盐,盐类水解的程度一般微弱,CO的水解程度大于HCO的水解程度,因此pH大小顺序是Na2CO3>NaHCO3,综上所述,pH大小顺序是②>①>③>④,错误;B项,两种溶液混合发生CH3COONa+HCl===CH3COOH+NaCl,反应后溶质为CH3COOH、NaCl、CH3COONa,且三者物质的量相等,因为CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,溶液显酸性,弱电解质的电离程度是微弱的,因此离子浓度大小顺序是c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+),错误;C项,盐类水解的程度一般微弱,因此(NH4)2SO4中c(NH)最大,③可以看作在①基础上加入Al3+,Al3+抑制NH水解,因此c(NH)大小顺序是②>③>①,错误;D项,物料守恒为c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),则有:c(H+)+c(H2CO3)=c(CO)+c(OH-),正确。
6.下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
B.等物质的量浓度的三种溶液:①(NH4)2CO3,②NH4Cl,③(NH4)2Fe(SO4)2中,c(NH)的大小顺序为③>②>①
C.25 ℃时,pH=4的KHC2O4溶液中:c(HC2O)>c(H2C2O4)>c(C2O)
D.CH3COONa溶液和盐酸混合呈中性的溶液中:c(Na+)>c(Cl-)=c(CH3COOH)
答案 D
解析 A项,根据电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),根据物料守恒得c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),两式结合消去c(Na+)得:c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(CO),错误;B项,(NH4)2CO3溶液中,CO的水解能促进NH的水解,(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,Fe2+的水解能抑制NH的水解,由此可知,c(NH)的大小顺序为③>①,在不考虑水解时NH4Cl溶液中的NH的浓度是另两种溶液中NH浓度的,因水解程度较小,故①>②,错误;C项,KHC2O4溶液中,存在如下两个平衡:HC2OC2O+H+,HC2O+H2OH2C2O4+OH-,pH=4,说明HC2O的电离程度大于其水解程度,但电离程度和水解程度均不是很大,故溶液中c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4),错误;D项,混合溶液中,由电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)+c(Cl-),由于溶液呈中性,故c(Na+)=c(CH3COO-)+c(Cl-),由物料守恒可知,c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),故c(Cl-)=c(CH3COOH),因此,c(Na+)>c(Cl-)=c(CH3COOH),正确。