备战2025年高考化学抢押秘籍(新高考专用)抢分秘籍6水溶液中的离子平衡(学生版+解析)练习

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水溶液中的离子平衡是化学反应原理摸块中的重要章节，涉及宏观辨识与微观探析，变化观念与平衡思想以及证据推理与模型认知等多重学科素养，属于高考中的常考经典题型，在近几年的高考中主要是以电解质溶液曲线变化为载体，考查电离平衡常数、水解平衡常数、溶度积的计算，指示剂的选择，对水的电离平衡的影响，溶液中粒子浓度的大小关系，以及外界条件对电离平衡、水解平衡、溶解平衡的影响，从高考命题的变化趋势来看，溶液中离子浓度的大小比较及沉淀的溶解平衡和转化是主流试题。题目不仅偏重考查粒子的浓度大小顺序，而且还侧重溶液中的各种守恒(电荷守恒、物料守恒、质子守恒)关系的考查，从而使题目具有一定的综合性、灵活性和技巧性。题型为选择题，难度较大，作为选择题中压轴题出现，根据对近年来高考试题的分析来看，依据研究对象及呈现方式不同。可将本专题分为5个热点，一是无图像的可溶性溶质在溶液中微粒变化的分析；二是无图像的难溶性溶质在溶液中微粒变化的分析；三是依据图像的可溶性溶质在溶液中微粒变化的分析；四是依据图像的难溶性溶质在溶液中微粒变化图的分析；五是依据图像的可溶性溶质和难溶性溶质在溶液中微粒变化图像的分析。
技法1 水电离的c(H＋)或c(OH－)的计算方法(25 ℃)
（1）中性溶液
c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7 ml·L－1。
（2）溶质为酸或碱(以溶质为酸的溶液为例)
H＋来源于酸和水的电离，而OH－只来源于水，如计算pH＝2的盐酸中水电离出的c(H＋)：求出溶液中的c(OH－)＝10－12 ml·L－1，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12 ml·L－1。
（3）水解呈酸性或碱性的正盐溶液
H＋和OH－均由水电离产生，如pH＝2的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－2 ml·L－1；pH＝12的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH－)＝10－2 ml·L－1。
技法2 关于pH值的计算
1．单一溶液pH的计算
强酸溶液(HnA)，其物质的量浓度为c ml/L，则：c(H＋)＝nc ml/L，pH＝－lgc(H＋)＝－lgnc；强碱溶液[B(OH)n]，其物质的量浓度为c ml/L，则c(OH－)＝nc ml/L，c(H＋)＝eq \f(1.0×10－14,nc) ml/L，pH＝－lgc(H＋)＝14＋lgnc。
2．强酸、强碱混合液的pH计算
（1）强酸与强酸混合求pH
①非等体积混合
c(H＋)＝eq \f(c1(H＋)·V1＋c2(H＋)·V2,V1＋V2)，然后再求pH。
②等体积混合可近似计算pH＝pH小＋0.3
（2）强碱与强碱混合求pH
①非等体积混合
先计算：c(OH－)＝eq \f(c1(OH－)·V1＋c2(OH－)·V2,V1＋V2)，
再求c(H＋)＝eq \f(KW,c(OH－))，最后求pH。
②等体积混合，可近似计算pH＝pH大－0.3。
（3）强酸与强碱混合
①恰好完全反应，溶液呈中性，pH＝7。
②酸过量：
先求c(H＋)余＝eq \f(c(H＋)·V(酸)－c(OH－)·V(碱),V(酸)＋V(碱))，再求pH。
③碱过量：
先求c(OH－)余＝eq \f(c(OH－)·V(碱)－c(H＋)·V(酸),V(酸)＋V(碱))，再求c(H＋)＝eq \f(KW,c(OH－))，然后求pH。
3、pH和等于14时酸、碱混合问题的分析判断
pH和等于14的意义：酸溶液中的氢离子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：
①eq \x(强酸、强碱)pH＝7②eq \x(强酸、弱碱)pH>7③eq \x(弱酸、强碱)pH1∶1
③eq \x(弱酸、强碱)―→V酸∶V碱a点
B．a点：
C．：a点>b点>c点>d点
D．d点溶液中的溶质为，
【答案】B
【分析】a点恰好反应溶液中溶质为和，为强酸弱碱盐，溶液水解呈酸性，水解促进水的电离；b点溶液呈中性，溶液中含溶质、和；c、d点溶液呈碱性，碱性越强，对水的电离的抑制程度越大。
【解析】A．根据分析可知，a点溶液中因水解导致溶液呈酸性，水解促进水的电离，d点溶液碱性大于c点，碱性越强，对水的电离的抑制的程度越大，则水的电离程度：a点>c点>d点，A错误；B．a点溶液与溶液等浓度等体积，说明二者物质的量相等，则溶液中，由于水解消耗，所以，B正确；C．是水的离子积常数，只与温度有关，C错误；D．d点溶液是溶液量的2倍，说明溶液中溶质为和，D错误；答案选B。
13．（2025·河南·二模）常温下，向10mL0.1ml·L-1CH3COOH溶液中滴加VmL0.1ml·L-1NaOH溶液，溶液中分布系数δ[如δ(CH3COOH)=]与pH关系如图所示。
下列叙述错误的是
A．L1曲线代表δ(CH3COOH)与pH关系B．
C．V=10时溶液中D．V=5时溶液的pHc(F−)>c(OH−)，D错误；故答案为：D。
25．（2025·上海崇明·一模）25℃时向的NaOH溶液中通入H2S气体，含硫微粒在不同pH溶液中的分布系数如图所示：
（1）25℃时H2S的电离常数 ；常温下，NaHS溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性。
（2）25℃时的NaOH溶液中通入一定量H2S气体，无论通入多少H2S，溶液中离子浓度大小关系一定成立的是 ，当溶液成中性时，含硫微粒浓度由大到小依次是 。
（3）如果NaOH溶液吸收H2S充分反应后蒸干，得到19.8g无水化合物，所得物质的成分可能是 。
（4）25℃时，PbS的。工业生产中常联合处理含H2S废气和含的废水，欲发生反应，计算该反应的平衡常数 。
【答案】（1）10-6.9 碱
（2）2[S2-]+[OH-]+[HS-] [HS-]> [H2S] >[S2-]
（3）NaOH和Na2S 或Na2S和NaHS
（4）107
【分析】根据含硫微粒的分布分数与pH关系可知，随pH值增加，曲线下降的代表H2S的分布分数，先上升后下降的为HS-的分布分数，一直下降的代表S2-的分布分数，第一个交叉点代表c(H2S)=c(HS-)，Ka1=，第二个交叉点代表c(S2-)=c(HS-)，Ka2=。
【解析】（1）由分析可知，H2S的Ka1=10-6.9；NaHS电离出的HS-既能电离又能水解，电离常数Ka2=10-14.1，水解常数Kh=，Kh>Ka2，水解大于电离，溶液显碱性；
（2）溶液存在电荷守恒，即2[S2-]+[OH-]+[HS-]；当溶液成中性时，Ka1=，c(H+)=10-7ml/L，则=100.1>1，[HS-]> [H2S] ，由图可知，S2-浓度最小，含硫微粒浓度由大到小依次是：[HS-]> [H2S] >[S2-]；
（3）的NaOH溶液中通入H2S气体，充分反应后蒸干，得到19.8g无水化合物，NaOH的质量为5.0ml/L×0.1L×40g/ml=20g，若全生成Na2S，质量为5.0ml/L×0.1L×78g/ml=19.0g，全生成NaHS质量为5.0ml/L×0.1L×56g/ml=28g，现得到19.8g无水化合物，可以是NaOH与Na2S的混合物，也可以是Na2S和NaHS的混合物；
（4）的平衡常数K==。
考向预测
①溶液的酸碱性和pH
②溶液中粒子浓度大小的比较
③各种平衡常数K的相关计算与影响因素
④电解质溶液中的三大平衡常数和三类平衡图像分析
步骤
操作
V(标准)
c(待测)
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏高
碱式滴定管未用待测溶液润洗
变小
偏低
锥形瓶用待测溶液润洗
变大
偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
无影响
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失
变小
偏低
滴定
酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失
变大
偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出
变小
偏低
部分酸液滴出锥形瓶外
变大
偏高
读数
滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前仰后俯)
变小
偏低
滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前俯后仰)
变大
偏高
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
曲线起点不同：强碱滴定强酸、弱酸的曲线，强酸起点低；强酸滴定强碱、弱碱的曲线，强碱起点高
突跃点变化范围不同：强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下pH＝7不一定是终点：强碱与强酸反应时，终点是pH＝7；强碱与弱酸(强酸与弱碱)反应时，终点不是pH＝7(强碱与弱酸反应终点是pH＞7，强酸与弱碱反应终点是pH＜7)
抓反应的“起始”点
判断酸、碱的相对强弱
抓反应的“一半”点
判断是哪种溶质的等量混合
抓溶液的“中性”点
判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足
抓“恰好”反应点
判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性
抓反应的“过量”点
判断溶液中的溶质，判断哪种物质过量
常温下，用0.1000 ml·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 ml·L-1CH3COOH溶液
不同时刻
溶液中溶质成分及粒子浓度关系
= 1 \* GB3 ①V(NaOH)=0 mL
溶质是CH3COOH：
c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
②V(NaOH)=10 mL
溶质是等物质的量浓度的CH3COOH和CH3COONa：c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
= 3 \* GB3 ③pH=7
溶质是CH3COONa和少量的CH3COOH：
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
④V(NaOH)=20 mL
溶质是CH3COONa：
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸为例)
三元酸(以H3PO4为例)
δ0为CH3COOH，δ1为CH3COO-
δ0为H2C2O4、δ1为HC2O4-、δ2为C2O42-
δ0为H3PO4、δ1为H2PO4-、δ2为HPO42-、δ3为PO43-
随着pH增大，溶质分子浓度不断减小，离子浓度逐渐增大，酸根离子增多。根据分布系数可以书写一定pH时发生反应的离子方程式。
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH时的分布系数和酸的浓度，就可以计算出各成分在该pH时的平衡浓度
图像种类
具体类型
含义
变化规律
对数图像
lgc(HX-)c(H2X)
生成物与反应物离子浓度比的常用对数
lgc(HX-)c(H2X)越大，反应向正反应方向进行的程度越大
lgeq \f(V,V0)
稀释后与稀释前体积比的常用对数
lgeq \f(V,V0)越大，稀释程度越大
AG＝lgc(H+)c(OH-)
氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数
AG越大，酸性越强，中性时，c(H+)c(OH-)＝1，AG＝0
负对数图像
pH＝－lg c(H＋)
氢离子浓度的常用对数负值
pH越大，c(H＋)越小，溶液的碱性越强
pC＝－lgc(C)
C离子浓度的常用对数负值
pC越大，c(C)越小
以“BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)”为例
图像展示
曲线可知
信息
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①曲线上任意一点(a点、c点)都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Qc＝Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②曲线上方区域的点(b点)均为过饱和溶液，此时Qc＞Ksp，表示有沉淀生成
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③曲线下方区域的点(d点)均为不饱和溶液，此时Qc＜Ksp，表示无沉淀生成
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④计算Ksp：由c点可以计算出Ksp
点的变化
a→c
曲线上变化，增大c(SOeq \\al(2－,4))
b→c
加入1×10－5 ml·L－1 Na2SO4溶液(加水不可以)
d→c
加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
c→a
曲线上变化，增大c(Ba2＋)
溶液蒸发时，离子浓度的变化
原溶液不饱和时，离子浓度都增大；原溶液饱和时，离子浓度都不变
溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同
BaSO4
曲线可知信息
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①曲线上各点的意义：每条曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液
T1曲线：a、b点都表示饱和溶液，c点表示过饱和溶液
T2曲线：a、b点都表示不饱和溶液，c点表示不饱和溶液
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②计算Ksp：由a或b点可以计算出T1温度下的Ksp
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③比较T1和T2大小：因沉淀溶解平衡大部分为吸热，可知：T1Ksp(CuS)
图像展示
函数关系
函数关系：随着COeq \\al(2－,3)浓度增大，Ca2＋浓度减小
曲线可知信息
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①横坐标数值越大，COeq \\al(2－,3))越小；纵坐标数值越小，c(M)越大
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②直线上各点的意义：直线上的任何一点为饱和溶液；直线上方的点为不饱和溶液；直线下方的点为过饱和溶液，有沉淀生成
如：c点，相对于MgCO3来说，处于直线上方，为不饱和溶液；相对于CaCO3来说，处于直线下方，为过饱和溶液，此时有CaCO3沉淀生成
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③计算Ksp：由曲线上面给定数据可以计算出相应的Ksp
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④比较Ksp大小：Ksp(MgCO3)>Ksp(CaCO3)>Ksp(MnCO3)
向 10mL 0.2 ml/L CuCl2 溶液中滴加 0.2 ml/L 的 Na2S 溶液
曲线可知信息
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①曲线上各点的意义：曲线上任一点(a、b、c点)都表示饱和溶液
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②计算Ksp：由b点恰好完全反应可知的c(Cu2+)＝10－17.7，进而求出Ksp＝10－17.7×10－17.7＝10－35.4
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③比较a、b、c三点水的电离程度大小
溶液
稀释前溶液pH
加水稀释到
体积为原来
的10n倍
稀释后溶液pH
酸
强酸
pH＝a
pH＝a＋n
弱酸
a