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十年
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北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
专题十二 弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性
考点一 弱电解质的电离平衡
1.(2022湖北,12,3分)根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。已知:N2H5++NH3 NH4++N2H4 N2H4+CH3COOH N2H5++CH3COO-
下列酸性强弱顺序正确的是( )
A.N2H5+>N2H4>NH4+
B.N2H5+>CH3COOH>NH4+
C.NH3>N2H4>CH3COO-
D.CH3COOH>N2H5+>NH4+
答案 D 根据复分解反应的规律,强酸能够制弱酸,根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,则由反应N2H4+CH3COOH N2H5++CH3COO-知,酸性:CH3COOH>N2H5+,由反应N2H5++NH3 NH4++N2H4知,酸性:N2H5+>NH4+,故酸性:CH3COOH>N2H5+>NH4+,D正确。
2.(2022湖北,15,3分)下图是亚砷酸As(OH)3和酒石酸(H2T,lgKa1=-3.04,lgKa2=-4.37)混合体系中部分物种的c-pH图(浓度:总As为5.0×10-4 mol·L-1,总T为1.0×10-3 mol·L-1)。下列说法错误的是( )
A.As(OH)3的lgKa1为-9.1
B.[As(OH)2T]-的酸性比As(OH)3的强
C.pH=3.1时,As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]-的高
D.pH=7.0时,溶液中浓度最高的物种为As(OH)3
答案 D A项,As(OH)3 [As(OH)2O]-+H+,Ka1=c{[As(OH)2O]−}×c(H+)c[As(OH)3],当pH=9.1时,c{[As(OH)2O]-}=c[As(OH)3],Ka1=c(H+)=10-9.1,lgKa1为-9.1,正确;B项,[As(OH)2T]- [AsO(OH)T]2-+H+,Ka=c{[AsO(OH)T]2−}×c(H+)c{[As(OH)2T]−},当pH=4.6时,c{[AsO(OH)T]2-}=c{[As(OH)2T]-},Ka=10-4.6,而由A项计算得As(OH)3的Ka1=10-9.1,即Ka>Ka1,故[As(OH)2T]-的酸性比As(OH)3的强,正确;C项,由题图知,As(OH)3的浓度为左坐标,[As(OH)2T]-的浓度为右坐标,对比坐标值,则pH=3.1时,As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]-的高,正确;D项,由已知条件知,酒石酸lgKa1=-3.04,lgKa2=-4.37,As(OH)3的lgKa1为-9.1,即酒石酸的第一步电离常数远大于亚砷酸的第一步电离常数,故酒石酸的酸性远强于As(OH)3,另外总As的浓度也小于总T的浓度,当pH=7.0时,溶液中浓度最高的物种不是As(OH)3,错误。
3.(2022全国乙,13,6分)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中HA的电离度[c(A−)c总(HA)]为1101
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
答案 B 两侧溶液pH不相等,说明两侧溶液需外加碱或酸调节pH,常温下溶液ⅠpH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1,故c(H+)<c(OH-)+c(A-),A项错误;溶液ⅡpH=1.0,即c(H+)=0.1 mol·L-1,Ka(HA)=0.1×c(A−)c(HA)=1.0×10-3,c(HA)=100c(A-),α(HA)=c(A−)c总(HA)=c(A−)c(A−)+c(HA)=c(A−)c(A−)+100c(A−)=1101,B项正确;因未电离的HA能自由穿过中间隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,C项错误;根据溶液Ⅰ、Ⅱ的pH及Ka(HA)=1.0×10-3可知,溶液Ⅰ中c总(HA)=c(HA)+c(A-)=c(HA)+104c(HA)=(104+1)c(HA),溶液Ⅱ中c总(HA)=c(HA)+c(A-)=c(HA)+10-2c(HA)=1.01c(HA),由C项分析知溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为 104+11.01≈104,D项错误。
知识拓展 电离度是表示弱电解质在溶液中达电离平衡时,已电离的弱电解质分子数占原有弱电解质总分子数(包括已电离的和未电离的)的百分率。即电离度表示弱酸、弱碱在溶液中电离的程度。不同的弱电解质在水中电离的程度是不同的,浓度不同时电离度也不同。
4.(2022浙江6月选考,2,2分)下列物质属于强电解质的是( )
A.HCOOH B.Fe
C.Na2CO3 D.C2H2
答案 C 强酸、强碱、大多数盐属于强电解质。HCOOH为弱酸,属于弱电解质;Fe为单质,既不是电解质又不是非电解质;C2H2属于非电解质。
1.(2019天津理综,5,6分)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。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Ⅰ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恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
答案 C 本题涉及弱酸的稀释与pH变化的相关知识,通过加水的体积与酸的pH变化图像,考查学生分析和解决问题的能力,以两种弱酸的性质作比较,体现宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
由电离常数的值可知酸性:HNO2>CH3COOH,则曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,曲线Ⅱ代表HNO2溶液,A项错误;当稀释相同倍数时,b点溶液中c(H+)大于c点,对水的电离的抑制作用:b点>c点,所以水的电离程度:b点<c点,B项错误;c(HA)·c(OH-)c(A-)=KWKa,c点到d点温度不变,KW和Ka都不变,C项正确;a点表示HNO2和CH3COOH两种酸溶液的pH相同,则c(CH3COOH)>c(HNO2),同体积的两种酸溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)不同,D项错误。
审题方法 ①依题干信息判断两种酸的酸性强弱;②认真分析图像中曲线的变化趋势,准确判断曲线对应的酸。
5.(2018天津理综,6,6分)LiH2PO4是制备电池的重要原料。室温下,LiH2PO4溶液的pH随c初始(H2PO4-)的变化如图1所示,H3PO4溶液中H2PO4-的分布分数δ随pH的变化如图2所示[δ=c(H2PO4-)c总(含P元素的粒子)]。
下列有关LiH2PO4溶液的叙述正确的是( )
A.溶液中存在3个平衡
B.含P元素的粒子有H2PO4-、HPO42−和PO43−
C.随c初始(H2PO4-)增大,溶液的pH明显变小
D.用浓度大于1 mol·L-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4
答案 D 本题考查盐类的水解、弱电解质的电离等。LiH2PO4溶液中存在H2PO4-的水解平衡与电离平衡、水的电离平衡、HPO42−的电离平衡等,A不正确;LiH2PO4溶液中含P元素的粒子有H2PO4-、HPO42−、PO43−、H3PO4,B不正确;由图1可知当c初始(H2PO4-)大于10-1 mol·L-1后,溶液的pH不再随c初始(H2PO4-)的变化而变化,C不正确;由图2可知H3PO4溶液的pH为4.66时,H2PO4-的分布分数为0.994,故用浓度大于1 mol·L-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4,D正确。
温馨提示 任何水溶液中均存在水的电离平衡。
6.(2018浙江4月选考,18,2分)相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,下列说法正确的是( )
A.pH相等的两溶液中:c(CH3COO-)=c(Cl-)
B.分别中和pH相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同
C.相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同
D.相同浓度的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COO-)=c(Cl-)
答案 A 由两种溶液的pH相等可知,两种溶液中氢离子浓度相等,根据电荷守恒有c(Cl-)+c盐酸(OH-)=
c(H+)=c(CH3COO-)+c醋酸(OH-),两溶液中氢氧根离子浓度相等,所以c(Cl-)=c(CH3COO-),故A正确;pH相等的两溶液中,酸性越弱,酸的浓度越大,相同体积的溶液中所含酸的物质的量越大,所以中和醋酸溶液需NaOH的物质的量大,故B错误;相同浓度的盐酸和醋酸溶液,分别与金属镁反应,盐酸反应速率快,故C错误;相同浓度的盐酸和醋酸溶液,分别与NaOH固体反应后溶液呈中性,则c(CH3COO-)=c(Na+),c(Cl-)=c(Na+),但盐酸消耗NaOH多,盐酸中和NaOH后的溶液中c(Na+)更大,因此c(CH3COO-)<c(Cl-),故D错误。
7.(2017课标Ⅱ,12,6分)改变0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=c(X)c(H2A)+c(HA-)+c(A2−)]。下列叙述错误的是( )
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg[K2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
答案 D 本题考查弱电解质的电离及相关计算。结合题图,可知A、C正确。K2(H2A)=c(A2−)·c(H+)c(HA-),结合题图中pH=4.2时c(HA-)=c(A2-),代入上式可得K2(H2A)=10-4.2,则lg[K2(H2A)]=-4.2,故B正确。pH=4.2时,c(H+)=10-4.2 mol·L-1,但溶液中c(HA-)、c(A2-)均约为0.05 mol·L-1,故D错误。
疑难突破 在温度不变时,电离平衡常数不随溶液成分变化而改变,故可以选择特殊点进行计算。例如本题中K2(H2A)的计算。
温馨提醒 此类图像题中,曲线的“起点”“拐点”“交点”等特殊点往往会隐含重要的解题信息,要注意正确利用。
8.(2017江苏单科,20,14分)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有CO32−,其原因是 。
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。
图1
图2
①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为 。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4 H2AsO4-+H+的电离常数为Ka1,则pKa1= (pKa1=-lg Ka1)。
(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH=7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH>7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图3所示。
图3
①在pH 7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是 。
②在pH 4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为
。提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是 。
答案 (14分)(1)碱性溶液吸收了空气中的CO2
(2)①OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O ②2.2
(3)①在pH 7~9之间,随pH升高H2AsO4-转变为HAsO42−,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加
②在pH 4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4-和HAsO42−阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小 加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷
解析 (1)碱性溶液易吸收空气中的CO2,CO2与碱发生反应CO2+2OH- CO32−+H2O,故吸附剂X中含有CO32−。
(2)①观察图1知,在pH为8~10之间,H3AsO3的分布分数逐渐减小,H2AsO3-的分布分数逐渐增大,故该过程中,NaOH与H3AsO3反应生成NaH2AsO3和水,离子方程式为OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O。
②由H3AsO4的第一步电离方程式知,Ka1=c(H+)·c(H2AsO4-)c(H3AsO4),观察图2知,当pH=2.2,即c(H+)=10-2.2mol/L时,H3AsO4的分布分数和H2AsO4-的分布分数相等,即Ka1=10-2.2,故pKa1=-lg Ka1=-lg 10-2.2=2.2。
解题方法 ①认真观察图像,注意图像中的关键点和特殊点;
②解第(3)小题时,注意阅读题干中的已知信息,围绕已知信息分析图像。
9.(2016课标Ⅲ,13,6分)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c(H+)c(CH3COOH)减小
B.将CH3COONa溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中c(NH4+)c(Cl-)>1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中c(Cl-)c(Br-)不变
答案 D A项,温度不变时,CH3COOH的电离平衡常数Ka=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)是不变的,加水时c(CH3COO-)变小,c(H+)c(CH3COOH)应变大,故错误;B项,CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-的平衡常数K=c(CH3COOH)·c(OH-)c(CH3COO-),升温,K增大,c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)=1K减小,故错误;C项,根据电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),溶液呈中性时c(H+)=c(OH-),则c(NH4+)=c(Cl-),c(NH4+)c(Cl-)=1,故错误;D项,向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,c(Cl-)c(Br-)=c(Ag+)·c(Cl-)c(Ag+)·c(Br-)=Ksp(AgCl)Ksp(AgBr),温度不变,Ksp(AgCl)、Ksp(AgBr)均不变,则c(Cl-)c(Br-)不变,故正确。
10.(2016天津理综,6,6分)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是( )
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
答案 C A项,浓度均为0.1 mol·L-1的HA、HB和HD三种酸溶液的pH不同,pH越小,则酸的电离常数越大,正确;B项,滴定至P点时,所得溶液为等物质的量浓度的HB与NaB的混合溶液,溶液显酸性,说明HB的电离程度强于B-的水解程度,故c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-),正确;C项,pH=7时,三种溶液中:c(A-)>
c(B-)>c(D-),错误;D项,根据质子守恒知D正确。
11.(2015福建理综,23,15分)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
(1)①硫离子的结构示意图为 。
②加热时,硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为
。
(2)25 ℃,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
①pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= mol·L-1。
②某溶液含0.020 mol·L-1 Mn2+、0.10 mol·L-1 H2S,当溶液pH= 时,Mn2+开始沉淀。[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13]
(3)25 ℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
①HSO3-的电离平衡常数表达式K= 。
②0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为 。
答案 (15分)(1)①
②C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O
(2)①0.043 ②5
(3)①c(H+)c(SO32−)c(HSO3-)或[H+][SO32−][HSO3-]
②c(Na+)>c(SO32−)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)或[Na+]>[SO32−]>[OH-]>[HSO3-]>[H+]
③H2SO3+HCO3- HSO3-+CO2↑+H2O
解析 (1)②硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液为浓H2SO4,其具有强氧化性,与木炭发生反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。(2)①观察图像知,pH=13时,c(S2-)=5.7×10-2mol·L-1,由硫原子守恒知,c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10 mol·L-1,代入数据得c(H2S)+c(HS-)=0.10 mol·L-1-c(S2-)=0.10 mol·L-1-5.7×10-2 mol·L-1=0.043 mol·L-1;②当Mn2+开始沉淀时,溶液中c(S2-)=Ksp(MnS)c(Mn2+)=2.8×10-130.020mol·L-1=1.4×10-11 mol·L-1,观察图像知,此时pH=5。(3)②在0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中存在:SO32−+H2O HSO3-+OH-(主要),HSO3-+
H2O H2SO3+OH-(次要),H2O H++OH-(水的电离平衡),故离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(SO32−)>
c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+);③结合表中数据知,酸性:H2SO3>H2CO3>HSO3->HCO3-,故H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为H2SO3+HCO3- HSO3-+CO2↑+H2O。
12.(2015课标Ⅰ,13,6分)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lgVV0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lgVV0=2时,若两溶液同时升高温度,则c(M+)c(R+)增大
答案 D 根据题图信息可判断MOH是强碱,而ROH为弱碱,A项正确;B项,ROH是弱碱,加水稀释时,电离程度增大,正确;C项,若两溶液无限稀释,pH最终无限接近于7,它们的c(OH-)相等,正确;D项,当lgVV0=2时,两溶液同时升温,由于ROH是弱碱,c(R+)增大,c(M+)不变,则c(M+)c(R+)减小,错误。
解题关键 清楚图中横、纵坐标的意义是解决此题的关键,横坐标表示体积比的对数,相当于稀释倍数。
思路分析 根据题目所给出的信息,随着溶液的稀释倍数的增大,pH减小,稀释至相同倍数时ROH溶液的pH变化幅度较小,说明ROH碱性较弱。稀释相同倍数时,pH变化幅度较大的是相对较强的酸或碱。
13.(2015浙江理综,12,6分)40 ℃,在氨-水体系中不断通入CO2,各种离子的变化趋势如图所示。下列说法不正确的是( )
A.在pH=9.0时,c(NH4+)>c(HCO3-)>c(NH2COO-)>c(CO32−)
B.不同pH的溶液中存在关系:c(NH4+)+c(H+)=2c(CO32−)+c(HCO3-)+c(NH2COO-)+c(OH-)
C.随着CO2的通入,c(OH-)c(NH3·H2O)不断增大
D.在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO-的中间产物生成
答案 C 由图像信息可知A项正确;由电荷守恒可知B项正确;Kb=c(NH4+)·c(OH-)c(NH3·H2O),随着CO2的通入,c(NH4+)不断增大,Kb为常数,则c(OH-)c(NH3·H2O)不断减小,C项不正确;由图中信息可知pH由10.5变为7.5的过程中,
NH2COO-先从0逐渐增多,后又逐渐减少到0,故有含NH2COO-的中间产物生成,D项正确。
14.(2014广东理综,12,4分)常温下,0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法正确的是( )
A.HA为强酸
B.该混合液pH=7
C.图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
答案 D 混合后的溶液为0.1 mol·L-1 NaA溶液,由题图知,c(A-)<0.1 mol·L-1,所以A-发生了水解,HA是弱酸,A错误。A-水解,溶液呈碱性,B错误。根据电解质溶液中的三个守恒关系知:在NaA溶液中,c(Na+)>c(A-)
>c(OH-)>c(HA)>c(H+),C错误。由上述分析知,Y表示HA,根据物料守恒得c(A-)+c(HA)=c(Na+),D正确。
15.(2014山东理综,13,5分)已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10 mL浓度为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( )
A.水的电离程度始终增大
B.c(NH4+)c(NH3·H2O)先增大再减小
C.c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和始终保持不变
D.当加入氨水的体积为10 mL时,c(NH4+)=c(CH3COO-)
答案 D CH3COOH溶液中水的电离被抑制,当CH3COOH与NH3·H2O恰好反应时生成CH3COONH4,此时水的电离程度最大,再加入氨水,水的电离程度又减小,A项错误;c(NH4+)c(NH3·H2O)=c(NH4+)·c(H+)·c(OH-)c(NH3·H2O)·c(H+)·c(OH-)=
c(NH4+)·c(OH-)c(NH3·H2O)·c(H+)KW=KNH3·H2O·c(H+)KW,温度不变,NH3·H2O的电离平衡常数及KW均不变,随着氨水的滴加,c(H+)减小,故c(NH4+)c(NH3·H2O)减小,B项错误;未滴加氨水时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1,滴加10 mL氨水时,
c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1,C项错误;由于CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,故当加入氨水的体积为10 mL时,c(NH4+)=c(CH3COO-),D项正确。
16.(2014天津理综,5,6分)下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.pH=1的NaHSO4溶液:c(H+)=c(SO42−)+c(OH-)
B.含有AgCl和AgI固体的悬浊液:c(Ag+)>c(Cl-)=c(I-)
C.CO2的水溶液:c(H+)>c(HCO3-)=2c(CO32−)
D.含等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液:3c(Na+)=2[c(HC2O4-)+c(C2O42−)+c(H2C2O4)]
答案 A 根据NaHSO4溶液中的电荷守恒,有c(H+)+c(Na+)=2c(SO42−)+c(OH-),又因为c(Na+)=c(SO42−),所以A项正确;B项,相同条件下,AgI的溶解度比AgCl的小,故I-的浓度比Cl-的小;C项,碳酸的电离是分步进行的,第一步电离程度远大于第二步;D项,Na+的总浓度应是H2C2O4、HC2O4-、C2O42−总浓度的1.5倍,即2c(Na+)=3[c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42−)]。
17.(2013安徽理综,13,6分)已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中存在以下平衡:
HSO3-+H2O H2SO3+OH- ①
HSO3- H++SO32− ②
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(HSO3-)增大
B.加入少量Na2SO3固体,则c(H+)+c(Na+)=c(HSO3-)+c(OH-)+12c(SO32−)
C.加入少量NaOH溶液,c(SO32−)c(HSO3-)、c(OH-)c(H+)的值均增大
D.加入氨水至中性,则2c(Na+)=c(SO32−)>c(H+)=c(OH-)
答案 C 当加入Na时,Na与H+发生置换反应,故平衡②右移,当c(HSO3-)减小时会促进平衡①左移,但是由于金属钠的加入对②式影响更大,故c(HSO3-)减小,A项错误;加入少量Na2SO3固体后,溶液中存在的电荷守恒关系式为c(H+)+c(Na+)=c(HSO3-)+c(OH-)+2c(SO32−),B项错误;当在NaHSO3溶液中加入少量NaOH溶液时,HSO3-被消耗,c(SO32−)增大,溶液酸性减弱,故c(H+)下降,c(SO32−)c(HSO3-)、c(OH-)c(H+)的值均增大,C项正确;当溶液呈中性时,则:12[c(NH4+)+c(Na+)]=[c(SO32−)+12c(HSO3-)]>c(OH-)=c(H+),D项错误。
18.(2011课标,10,6分)将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是( )
A.c(H+) B.Ka(HF) C.c(F-)c(H+) D.c(H+)c(HF)
答案 D HF溶液加水稀释,HF的电离平衡向右移动,所以c(H+)c(HF)增大。选项D正确。
19.(2011山东理综,14,4分)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.溶液中导电粒子的数目减少
B.溶液中c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.再加入10 mL pH=11的NaOH溶液,混合液pH=7
答案 B 醋酸稀释过程中,醋酸的电离程度增大,同时溶液的体积也增大,所以c(H+)、c(CH3COO-)均减小,但自由移动的离子数目增大,所以A项、C项错误;B项,Ka=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)在一定温度下为一常数,把该温度下的KW=c(H+)·c(OH-)代入Ka得:c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)=KaKW,Ka、KW在一定温度下均为常数,所以B项正确;D项,两溶液混合,醋酸过量,所以混合后溶液呈酸性,即pH<7,D项错误。
考点二 溶液的酸碱性酸碱中和滴定
1.(2022山东,6,2分)实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是( )
A.可用量筒量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
答案 A 量筒的精确度不够,应用碱式滴定管或移液管量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,A项错误;Na2CO3溶液显碱性,盛放Na2CO3溶液的容器不能用玻璃塞,故应选用配带塑料塞的容量瓶,B项正确;Na2CO3有吸水性且有一定的腐蚀性,应选用烧杯称量,C项正确;Na2CO3溶液显碱性,当达到滴定终点时,溶质为NaCl、H2CO3,溶液呈弱酸性,故达到滴定终点时溶液由黄色变为橙色,D项正确。
易错警示 要熟记常用计量仪器的精确度:滴定管、移液管~0.01 mL,量筒~0.1 mL,天平~0.1 g,广泛pH试纸~1等。
2.(2022浙江1月选考,17,2分)已知25 ℃时二元酸H2A的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15。下列说法正确的是( )
A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.向0.1 mol·L-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则H2A的电离度为0.013%
C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)
D.取pH=a的H2A溶液10 mL,加蒸馏水稀释至100 mL,则该溶液pH=a+1
答案 B A项,A2-的水解常数=KW/Ka2,HA-的水解常数=KW/Ka1,Na2A的水解程度大于NaHA,则水的电离程度前者大于后者,错误;B项,H2A的电离主要由第一步决定,Ka1=c(H+)·c(HA−)c(H2A),则pH=3时,c(HA−)c(H2A)=1.3×10-4,c(H2A)≈0.1 mol·L-1,则c(HA-)=1.3×10-5 mol·L-1,H2A的电离度=1.3×10−50.1×100%=0.013%,正确;C项,将c(H+)=10-11 mol·L-1代入Ka2=c(H+)·c(A2−)c(HA−)=7.1×10-15,则c(A2−)c(HA−)<1,错误;D项,H2A为二元弱酸,稀释到原来的10倍,pH<a+1,错误。
3.(2022浙江6月选考,23,2分)25 ℃时,向20 mL浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液(醋酸的Ka=1.8×10-5;用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20 mL等浓度的盐酸,滴定终点的pH突跃范围4.3~9.7)。下列说法不正确的是( )
A.恰好中和时,溶液呈碱性
B.滴加NaOH溶液至pH=4.3的过程中,发生反应的离子方程式为H++OH- H2O
C.滴定过程中,c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.pH=7时,c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
答案 B A项,恰好中和时,溶质为NaCl和CH3COONa,溶液呈碱性,正确;B项,设0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中H+的浓度为x mol·L-1,则1.8×10-5=x20.1−x≈x20.1,x=1.8×10-3,pH<3,故滴定至pH=4.3的过程中,还发生了CH3COOH与NaOH的反应,错误;C项,由元素质量守恒可知,正确;D项,恰好中和时,溶质为等物质的量的NaCl和CH3COONa,则c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH),pH=7时,CH3COOH有少量剩余,但不影响溶液中离子浓度的大小,正确。
疑难突破 要分析pH=4.3的过程中发生的反应,应根据Ka计算出0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液的pH。
4.(2019浙江4月选考,21,2分)室温下,取20 mL 0.1 mol·L-1某二元酸H2A,滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。
已知:H2A H++HA-,HA- H++A2-。下列说法不正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 H2A溶液中有c(H+)-c(OH-)-c(A2-)=0.1 mol·L-1
B.当滴加至中性时,溶液中c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),用去NaOH溶液的体积小于10 mL
C.当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液的pH<7,此时溶液中有c(A2-)=c(H+)-c(OH-)
D.当用去NaOH溶液体积20 mL时,此时溶液中有c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2-)
答案 B 选项A,电荷守恒:c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)…①,物料守恒:c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1…②,①式+②式得:c(H+)=c(OH-)+c(A2-)+0.1 mol·L-1,故A正确;选项B,电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),中性时c(H+)=c(OH-),故有c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),当V(NaOH)=10 mL时,得到NaHA溶液,依题意知HA-只电离不水解,NaHA溶液呈酸性,pH<7,则pH=7时,V(NaOH)>10 mL,故B错误;选项C,NaHA溶液中,电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)…③,物料守恒:c(HA-)+c(A2-)=c(Na+)…④,③式+④式得:c(H+)=c(OH-)
+c(A2-),故C正确;选项D,V(NaOH)=20 mL时,得到的是0.05 mol·L-1Na2A溶液,由物料守恒有c(Na+)=2c(HA-)
+2c(A2-),故D正确。
解题点睛 分析各选项中相关离子浓度的关系时,要紧扣溶液中的电荷守恒和物料守恒来考虑。
5.(2019课标Ⅰ,11,6分)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×10-3,Ka2=3.9×10-6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是( )
A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B.Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的
C.b点的混合溶液pH=7
D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(