人教版高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡专项突破练含答案

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溶液中粒子浓度关系的判断1．熟悉两大理论，树立“微弱”意识(1)电离理论。①弱电解质的电离是微弱的，电离产生的微粒都非常少，同时还要考虑水的电离，如氨水溶液中：NH3·H2O、NHeq \o\al(＋,4)、OH－浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NHeq \o\al(＋,4))。②多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一步电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的浓度大小关系是c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。(2)水解理论。①弱电解质离子的水解是微弱的(双水解除外)，但由于水的电离，故水解后酸性溶液中c(H＋)或碱性溶液中c(OH－)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。如NH4Cl溶液中：NHeq \o\al(＋,4)、Cl－、NH3·H2O、H＋的浓度大小关系是c(Cl－)>c(NHeq \o\al(＋,4))>c(H＋)>c(NH3·H2O)。②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，其主要是第一步水解，如在Na2CO3溶液中：COeq \o\al(2－,3)、HCOeq \o\al(－,3)、H2CO3的浓度大小关系应是c(COeq \o\al(2－,3))>c(HCOeq \o\al(－,3))>c(H2CO3)。2．把握守恒思想，明确等量关系和不等量关系(1)等量关系。①电荷守恒规律。电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都是呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中存在着Na＋、H＋、HCOeq \o\al(－,3)、COeq \o\al(2－,3)、OH－，存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq \o\al(－,3))＋c(OH－)＋2c(COeq \o\al(2－,3))。②物料守恒规律。电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2－、HS－都能水解，故S元素以S2－、HS－、H2S三种形式存在，它们之间有如下守恒关系：c(K＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)。③质子守恒规律。如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下：由图可得Na2S水溶液中质子守恒式：c(H3O＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)或c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。(2)不等量关系。3.明晰三大类型，掌握解题流程(1)类型一：单一溶液中各粒子浓度的比较。①多元弱酸溶液：多元弱酸分步电离，电离程度逐级减弱。如H3PO4溶液中：c(H＋)>c(H2POeq \o\al(－,4))>c(HPOeq \o\al(2－,4))>c(POeq \o\al(3－,4))。②多元弱酸的正盐溶液：多元弱酸的酸根离子分步水解，水解程度逐级减弱。如在Na2CO3溶液中：c(Na＋)>c(COeq \o\al(2－,3))>c(OH－)> c(HCOeq \o\al(－,3))。(2)类型二：混合溶液中各粒子浓度的比较。混合溶液要综合分析电离、水解等因素。如在0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液和0.1 mol·L－1的氨水混合溶液中，各离子浓度大小的顺序为c(NHeq \o\al(＋,4))>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)。(3)类型三：不同溶液中同一粒子浓度的比较。不同溶液要看溶液中其他离子对该离子的影响。如在相同物质的量浓度的下列溶液中：①NH4Cl；②CH3COONH4；③NH4HSO4，c(NHeq \o\al(＋,4))由大到小的顺序为③＞①＞②。类型　单一溶液中粒子浓度比较　(1)(NH4)2SO4溶液中各粒子浓度关系。①大小关系(离子)：___________________________________；②物料守恒：_______________________________________；③电荷守恒：__________________________________________。(2)0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液中各粒子浓度的关系。①大小关系(离子)：_________________________________；②物料守恒：__________________________________________；③电荷守恒：__________________________________________。(3)0.1 mol·L－1的NaHCO3溶液中各粒子浓度的关系。①大小关系(离子)：_________________________________；②物料守恒：_________________________________________；③电荷守恒：__________________________________________。(4)0.1 mol·L－1的NaHSO3溶液(pHc(SOeq \o\al(2－,4))>c(H＋)>c(OH－)②c(NHeq \o\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)＝2c(SOeq \o\al(2－,4))③c(NHeq \o\al(＋,4))＋c(H＋)＝2c(SOeq \o\al(2－,4))＋c(OH－)(2)①c(Na＋)>c(COeq \o\al(2－,3))>c(OH－)>c(HCOeq \o\al(－,3))>c(H＋)②c(Na＋)＝2[c(COeq \o\al(2－,3))＋c(HCOeq \o\al(－,3))＋c(H2CO3)]③c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(COeq \o\al(2－,3))＋c(HCOeq \o\al(－,3))＋c(OH－)(3)①c(Na＋)>c(HCOeq \o\al(－,3))>c(OH－)>c(H＋)>c(COeq \o\al(2－,3))②c(Na＋)＝c(HCOeq \o\al(－,3))＋c(COeq \o\al(2－,3))＋c(H2CO3)③c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCOeq \o\al(－,3))＋2c(COeq \o\al(2－,3))(4)①c(Na＋)>c(HSOeq \o\al(－,3))>c(H＋)>c(SOeq \o\al(2－,3))>c(OH－)②c(Na＋)＝c(HSOeq \o\al(－,3))＋c(SOeq \o\al(2－,3))＋c(H2SO3)③c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SOeq \o\al(2－,3))＋c(HSOeq \o\al(－,3))＋c(OH－)类型　混合液中粒子浓度的比较　比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。(1)CH3COOH和NaOH等浓度等体积混合，离子浓度大小顺序为_______________________________________________________。(2)25 ℃时，NaOH和CH3COOH等浓度按1∶2体积比混合后pHc(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)(2)①c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)②2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)③c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)(3)①c(NHeq \o\al(＋,4))>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)　②0.1(4)c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)类型　不同溶液中同一粒子浓度比较　等物质的量浓度、等体积的下列溶液中：①H2CO3、②Na2CO3、③NaHCO3、④NH4HCO3、⑤(NH4)2CO3。下列关系或者说法正确的是(　　)A．c(COeq \o\al(2－,3))的大小关系：②>⑤>③>④>①B．c(HCOeq \o\al(－,3))的大小关系：④>③>⑤>②>①C．将溶液蒸干灼烧只有①不能得到对应的原有物质D．②③④⑤既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应解析：NHeq \o\al(＋,4)与COeq \o\al(2－,3)水解相互促进，c(COeq \o\al(2－,3))大小为②>⑤，HCOeq \o\al(－,3)既水解又电离，水解程度大于电离程度，c(COeq \o\al(2－,3))大小为③、④④，c(COeq \o\al(2－,3))大小也是③>④，B项错误；将各溶液蒸干后①③④⑤都分解，得不到原来的物质，C项错误；Na2CO3只能与盐酸反应，而与NaOH溶液不反应，D项错误。答案：A　(2020·浙江卷)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(CH3COO－)B．当滴入氨水10 mL时，c(NHeq \o\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)C．当滴入氨水20 mL时，c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)D．当溶液呈中性时，氨水滴入量大于20 mL，c(NHeq \o\al(＋,4))c(Cl－)C．Na2SO4溶液中，c(Na＋)>c(SOeq \o\al(2－,4))>c(OH－)＝c(H＋)D．Na2SO3溶液中，c(Na＋)＝2c(SOeq \o\al(2－,3))＋c(HSOeq \o\al(－,3))＋c(H2SO3) 解析：氨水为弱碱溶液，只能部分电离，结合电荷守恒：c(NHeq \o\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(OH－)可得，c(NHeq \o\al(＋,4)) c(HCOeq \o\al(－,3))>c(COeq \o\al(2－,3))>c(H2CO3)②在0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中：c(OH－)－c(H＋)＝c(HCOeq \o\al(－,3))＋2c(H2CO3)③向0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L－1 NaOH溶液：c(COeq \o\al(2－,3))>c(HCOeq \o\al(－,3))>c(OH－)>c(H＋)④常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH＝7，c(Na＋)＝0.1 mol·L－1]：c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝c(OH－)A．①④　　　　　 B．②④C．①③ D．②③解析：①中HCOeq \o\al(－,3)水解大于电离，所以离子浓度应该为c(Na＋)> c(HCOeq \o\al(－,3))>c(H2CO3)>c(COeq \o\al(2－,3))，故①错误；②根据质子守恒可知：c(OH－)＝c(HCOeq \o\al(－,3))＋2c(H2CO3)＋c(H＋)，变形可得②，故②正确；③两种溶液混合后可得0.05 mol·L－1的Na2CO3溶液，可得c(COeq \o\al(2－,3))>c(OH－)>c(HCOeq \o\al(－,3))>c(H＋)，故③错误；④c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，溶液呈中性，得c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝c(OH－)，故④正确。答案：B3．有4种混合溶液，分别由等体积0.1 mol·L－1的两种溶液混合而成：①NH4Cl与CH3COONa(混合溶液呈中性)、②NH4Cl与HCl、③NH4Cl与NaCl、④NH4Cl与NH3·H2O(混合溶液呈碱性)。下列各项排序正确的是(　　)A．pH：②＜①＜③＜④B．溶液中c(H＋)：①＜③＜②＜④C．c(NHeq \o\al(＋,4))：①＜③＜②＜④D．c(NH3·H2O)：①＜③＜④＜②解析：A项，④呈碱性，①呈中性，③呈弱酸性，②呈强酸性，pH：②c(HCOeq \o\al(－,3))>c(COeq \o\al(2－,3))>c(OH－)>c(H＋)，错误；B项，该混合溶液中电荷守恒为c(NHeq \o\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，物料守恒为c(NHeq \o\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)＝2c(Cl－)，两式联立消去c(Cl－)可得：c(NHeq \o\al(＋,4))＋2c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋2c(OH－)，错误；C项，该混合溶液呈酸性，说明CH3COOH电离程度大于CH3COONa水解程度，则溶液中微粒浓度关系为c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(CH3COOH)>c(H＋)，错误；D项，该混合溶液中物料守恒为2c(Na＋)＝c(H2C2O4)＋c(HC2Oeq \o\al(－,4))＋c(C2Oeq \o\al(2－,4))，电荷守恒为2c(C2Oeq \o\al(2－,4))＋c(HC2Oeq \o\al(－,4))＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，两式相加可得：c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(Na＋)＋c(C2Oeq \o\al(2－,4))＋c(OH－)，正确。答案：D6．在常温下，向10 mL浓度均为0.1 mol·L－1的NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1的盐酸，溶液pH随盐酸加入体积的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)A．在a点的溶液中，c(Na＋)＞c(COeq \o\al(2－,3))＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)B．在b点的溶液中，2n(COeq \o\al(2－,3))＋n(HCOeq \o\al(－,3))＜0.001 molC．在c点的溶液pH＜7，是因为此时HCOeq \o\al(－,3)的电离能力大于其水解能力D．若将0.1 mol·L－1的盐酸换成同浓度的醋酸，当滴至溶液的pH＝7时：c(Na＋)＝c(CH3COO－)解析：在a点是滴入5 mL盐酸和氢氧化钠反应，溶液中剩余氢氧化钠5 mL，碳酸钠溶液显碱性，溶液中离子浓度大小c(Na＋)> c(COeq \o\al(2－,3))>c(OH－)>c(Cl－)>c(H＋)，故A项错误；b点溶液pH＝7，溶液为氯化钠、碳酸氢钠和碳酸溶液，n(COeq \o\al(2－,3))Ka3。下列说法错误的是(　　)A．H3PO4第一级电离平衡常数Ka1的数量级为10－3B．水的电离程度：bc(H2POeq \o\al(－,4))>c(HPOeq \o\al(2－,4))> c(POeq \o\al(3－,4))>c(H＋)>c(OH－)D．c点溶液中：2c(H3PO4)＋c(H2POeq \o\al(－,4))＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(POeq \o\al(3－,4))解析：据题图可知未滴加NaOH溶液时，0.03 mol·L－1的H3PO4溶液pH＝2，此时主要以H3PO4H2POeq \o\al(－,4)＋H＋为主，则该溶液中c(H＋)＝c(H2POeq \o\al(－,4))＝10－2 mol·L－1，Ka1＝eq \f(c（H2POeq \o\al(－,4)）·c（H＋）,c（H3PO4）)＝eq \f(10－2×10－2,0.03－10－2)＝5×10－3，故A项正确；根据滴加的NaOH溶液的量可知，b点溶质为NaH2PO4，此时溶液显酸性，说明H2POeq \o\al(－,4)的电离程度大于水解程度，所以水的电离受到抑制，c点溶质为Na2HPO4，此时溶液显碱性，说明HPOeq \o\al(2－,4)的水解程度大于电离程度，水的电离受到促进，所以水的电离程度：bc(POeq \o\al(3－,4))，故C项错误；c点溶质为Na2HPO4，根据电荷守恒有c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋3c(POeq \o\al(3－,4))＋2c(HPOeq \o\al(2－,4))＋c(H2POeq \o\al(－,4))，根据物料守恒有c(Na＋)＝2c(POeq \o\al(3－,4))＋2c(HPOeq \o\al(2－,4))＋2c(H2POeq \o\al(－,4))＋2c(H3PO4)，二式联立可得2c(H3PO4)＋c(H2POeq \o\al(－,4))＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(POeq \o\al(3－,4))，故D项正确。答案：C9．(2019·浙江卷)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－1B．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 mLC．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－)解析：由于该二元酸H2A，第一步电离完全，第二步部分电离，可以把20 mL 0.1 mol·L－1二元酸H2A看做20 mL 0.1 mol·L－1 HA－一元弱酸和0.1 mol·L－1 H＋溶液，注意该溶液是不存在H2A微粒。0.1 mol·L－1 H2A溶液存在电荷守恒，其关系为c(H＋)＝c(OH－)＋2c(A2－)＋c(HA－)，因而c(H＋)－c(OH－)－c(A2－)＝c(A2－)＋c(HA－)＝0.1 mol·L－1，A项正确；若NaOH用去10 mL，反应得到NaHA溶液，由于HA－H＋＋A2－，溶液显酸性，因而滴加至中性时，需要加入超过10 mL的NaOH溶液，B项错误；当用去NaOH溶液体积10 mL时，得到NaHA溶液，溶液的pH＜7，存在质子守恒，其关系为c(A2－)＝c(H＋)－c(OH－)，C项正确；当用去NaOH溶液体积20 mL时，得到Na2A溶液，根据物料守恒有c(Na＋)＝2c(HA－)＋2c(A2－)，D项正确。答案：B10．(2020·湖北省七市模拟)常温下，已知醋酸的电离常数为1.75×10－5，向20 mL 0.01 mol·L－1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 mol·L－1的NaOH溶液，溶液中水电离的c(H＋)随加入NaOH溶液的体积变化如图所示。下列说法正确的是(已知eq \r(17.5)≈4.2)(　　)A．b、d两点溶液的pH相同B．b点溶液中离子浓度大小顺序是c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)> c(OH－)C．e点溶液中，c(Na＋)＝2[c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)]＝0.005 mol·L－1D．a点坐标为(0，2.4×10－11)解析：CH3COOH溶液中加入NaOH发生CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O，b点消耗NaOH的体积为10 mL，NaOH和CH3COOH的物质的量浓度相等，则此时溶液中溶质为CH3COOH和CH3COONa，且两者物质的量相等，CH3COO－的水解常数为eq \f(KW,Ka)＝eq \f(10－14,1.75×10－5)＝eq \f(1,1.75)×10－9c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)，故B项错误；e点溶质为CH3COONa和NaOH，且两者物质的量相等，根据物料守恒，有c(Na＋)＝2[c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)]＝eq \f(40×10－3 L×0.01 mol·L－1,60×10－3 L)，故C项错误；CH3COOH发生电离：CH3COOHCH3COO－＋H＋，电离平衡常数Ka＝eq \f(c（H＋）·c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)＝1.75×10－5，因此有c2(H＋)＝1.75×10－7，即c(H＋)＝4.2×10－4 mol·L－1，根据水的离子积，则溶液中c(OH－)＝eq \f(KW,c（H＋）)＝eq \f(10－14,4.2×10－4)≈2.4×10－11，即水电离出的c(H＋)＝2.4×10－11 mol·L－1，故D项正确。答案：D（1）不同溶液中同种粒子浓度大小比较。(2)比较同浓度的弱酸(或弱碱)的电离能力与对应的强碱弱酸盐(或对应强酸弱碱盐)的水解能力，判断溶液酸碱性。①如果电离能力大于水解能力，如CH3COOH的电离程度大于CH3COO－水解的程度，则等浓度的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后溶液显酸性，溶液中c(H＋)>c(OH－)。②如果是水解能力大于电离能力，如HClO的电离程度小于ClO－水解的程度，则等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性，溶液中c(H＋)