2025版高考热点题型与考点专练化学一热点11水溶液中的离子平衡试题（Word版附答案）

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考向1 电解质溶液中的平衡
【真题研磨】
典例 (2024·新课标卷)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:δ(CH2ClCOO-)=c(CH2ClCOO-)c(CH2ClCOOH)+c(CH2ClCOO-)]
下列叙述正确的是(D)
A.曲线M表示δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
B.若酸的初始浓度为0.10 ml·L-1,则a点对应的溶液中有c(H+)
=c(CHCl2COO-)+c(OH-)
C.CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-1.3
D.pH=2.08时,电离度α(CH2ClCOOH)电离度α(CHCl2COOH)=
【审答思维】 题干划线部分关键信息解读
【失分警示】 溶液的碱性越强,弱酸的电离平衡向正向移动,弱酸的电离程度增大,从而根据曲线的变化趋势判断曲线所代表的微粒。
【考场技法】
从“定性”和“定量”两个角度分析外界条件改变时电离平衡的移动
1.从定性角度分析电离平衡
理解勒夏特列原理——平衡向“减弱”这种改变的方向移动,移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变。
2.从定量角度分析电离平衡
理解浓度商规则——当Qc>K时,平衡逆向移动;当Qc=K时,处于平衡状态;Qc苯酚
C.同浓度同体积的NH2OH和苯酚混合后溶液显酸性
D.电离常数:Kb(NH2OH)>Ka(苯酚)
3.★★★★ (电离平衡与水解平衡)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。常温下向H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液里lgX[X表示c(HC2O4-)c(H2C2O4)或c(C2O42-)c(HC2O4-)]随pH的变化关系如图所示。下列说法中错误的是(C)
A.直线Ⅰ中X表示的是c(HC2O4-)c(H2C2O4)
B.直线Ⅰ、Ⅱ的斜率均为1
C.c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4)对应1.22c(H+)>c(HCOOH)
【审答思维】 题干划线部分关键信息解读
【失分警示】 本题在分析图像时易忽略图像的特殊的点,从而无法从图像中提取有效信息并进行解题。
模型建构 巧抓“五个点”突破酸碱中和滴定问题
【考场技法】
1.离子浓度大小比较中的三个“守恒”
(1)电荷守恒
电解质溶液中,阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等,溶液呈电中性。
例如:Na2CO3 溶液中,c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)
(2)物料守恒
电解质溶液中,各原子的数目一定,符合原子守恒。
例如:Na2CO3溶液中,c(Na+)= 2[c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(H2CO3)]
(3)质子守恒
根据 H2O H++OH-可知,由水电离出的c(H+)与c(OH-)始终相等,水电离出的 H+或OH-虽与其他离子结合以不同的形式存在,但其总量不变。
例如:K2S 溶液中,c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
2.离子浓度大小比较时守恒式的选择
【多维演练】
1.★★(溶液中离子浓度关系)次磷酸(H3PO2)是一种一元弱酸,与等浓度等体积的NaOH完全反应后生成NaH2PO2,下列叙述错误的是(D)
A.NaH2PO2溶液中存在:c(H2PO2-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
B.H3PO2溶液中存在电离平衡:H3PO2H2PO2-+H+
C.NaH2PO2溶液中:c(Na+)>c(H2PO2-)>c(OH-)>c(H+)
D.NaH2PO2的水溶液加水稀释,c(H3PO2)c(H+)增大
2.★★★(溶液中离子浓度关系)常温下,向20 mL 0.1 ml·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 ml·L-1的NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是(已知:lg3=0.5)(C)
A.a点溶液中:c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
B.a点至b点过程中,由水电离出的c(H+)一直减小
C.在b点和c点之间的某点溶液中存在c(Na+)+c(NH4+)=2c(SO42-)
D.不考虑混合时溶液体积的变化,n=12.5
考向3 水溶液中离子平衡图像分析
【真题研磨】
典例 (2024·黑、吉、辽选择考)25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25 ℃时,pKa1(H2CrO4)=0.7,pKa2(H2CrO4)=6.5。
pAg=-lg[c(Ag+)/(ml·L-1)]
pX=-lg[c(Xn-)/(ml·L-1)]
(Xn-代表Cl-、Br-或CrO42-)
下列说法错误的是(D)
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCrO4-的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 ml·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中c(Br-)c(CrO42-)=10-0.5
【审答思维】 题干划线部分关键信息解读
【失分警示】 本题的失分点在于无法从图像中的关键之处提取有效信息并利用信息解答相应问题。
【考场技法】
(一)从微观、宏观层面认识常见曲线
1.稀释曲线
(1)同体积、同浓度的盐酸、醋酸加水稀释
(2)同体积、同pH的盐酸、醋酸加水稀释
(3)稀释倍数与pH的线性关系
2.滴定曲线
3.分布分数曲线
分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线
(二)从数学角度了解对数图像和负对数图像
1.对数图像
将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度比值[如c(A)c(B)]取对数,即lgc(A)或lg[c(A)c(B)],反映到图像中是
①若c(A)=1[或c(A)c(B)=1]时,lgc(A)=0或lg[c(A)c(B)]=0,
②若c(A)>1[或c(A)c(B)>1]时,lgc(A)或lg[c(A)c(B)]取正值且c(A)[或c(A)c(B)]越大,lgc(A)或lg[c(A)c(B)]越大。
③若c(A)c(OH-)
C.水的电离程度:ac(MOH)>c(OH-)>c(H+)
C.c点时,2c(M+)+c(MOH)+c(H+)=3c(Cl-)+c(OH-)
D.a、b、c、d四点中,b点对应溶液中水的电离程度最大
1.★★(弱酸电离及盐类水解的平衡移动)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如表:
下列有关说法正确的是(C)
A.等物质的量浓度的各溶液pH关系:pH(Na2SO3)c(HSO3-)>c(H2SO3)>c(SO32-)
2.★★★(弱电解质的电离平衡)如图为亚砷酸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 ml·L-1,总T为1.0×10-3 ml·L-1)。下列说法错误的是(D)
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
3.★★★(溶液中离子浓度守恒和大小关系)在50 mL 2 ml·L-1的NaOH溶液中,通入V L(标准状况)CO2,下列说法错误的是(B)
A.若V=1.12 L,所得溶液中一定有c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
B.若1.12 Lc(CO32-)>c(OH-)
C.若V=2.24 L,所得溶液中一定有c(OH-)-c(H+)=c(H2CO3)-c(CO32-)
D.若V=2.24 L,所得溶液中一定有c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
4.★★★(离子浓度大小比较)28 ℃时,向10 mL 0.1 ml·L-1NH4HSO4溶液中逐滴滴入0.1 ml·L-1 NaOH溶液(不考虑氨气的挥发),溶液的pH与加入的NaOH溶液体积关系如图所示,下列说法正确的是(D)
A.P点pHc(N2H4)
D.pH=9.93时,c(Na+)>3c(N2H5+)
7.★★★(对数图像)25 ℃时,某混合溶液中c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.01 ml·L-1,由水电离出的c水(H+)的对数lgc水(H+)与lgc(HA-)c(H2A)、lgc(A2-)c(HA-)的关系如图所示。下列说法正确的是(C)
A.曲线L1表示lgc水(H+)与lgc(HA-)c(H2A)的变化关系
B.Y点时存在c(H2A)=c(HA-)=c(A2-)
C.Ka1(H2A)=10-6
D.Z点时溶液的pH=7
8.★★★★(电离平衡与水解平衡综合应用)已知pc(CH3COOH)c(CH3COO-)=-lgc(CH3COOH)c(CH3COO-)。室温下,向20.00 mL 0.10 ml·L-1 CH3COOH溶液中逐滴滴加0.10 ml·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随着pc(CH3COOH)c(CH3COO-)变化关系如图所示。下列说法不正确的是(D)
A.x=2.25
B.水的电离程度:c>b>a
C.当pc(CH3COOH)c(CH3COO-)=0时,加入NaOH溶液的体积小于10.00 mL
D.当溶液中加入10.00 mL NaOH溶液时:c(H+)+2c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=
0.1 ml·L-1-c(OH-)
9.★★★★(沉淀溶解平衡曲线)25 ℃时,往50 mL蒸馏水中加入足量CaCO3粉末(Ksp=3.4×10-9),经过140 s后往溶液中加入CaCl2粉末(忽略温度变化),整个过程中溶液电导率和pH随时间的变化如图所示,下列说法中错误的是(D)
A.加入CaCO3粉末后,溶液pH上升的原因为CO32-+H2OHCO3-+OH-
B.加入CaCl2粉末后,溶液中的CO32-水解程度增大
C.200 s时,2c(Ca2+)>c(Cl-)+2c(CO32-)+c(HCO3-)
D.200 s时,c(Ca2+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
10.★★★★(滴定曲线)常温下,用0.5 ml·L-1 NaHCO3溶液滴定25.00 mL 0.25 ml·L-1 CaCl2溶液,测得混合溶液的pH随滴加NaHCO3溶液体积的变化如图所示,当滴加25.00 mL NaHCO3溶液时出现较为明显的白色沉淀[已知:常温下,Ksp(CaCO3)=3.5×10-9、Ka1(H2CO3)=4.4×10-7、Ka2(H2CO3)=4.5×10-11、100.8≈6.3]。
下列说法正确的是(D)
A.从a点到b点,水的电离程度减小
B.从b点到c点,pH减小是因为发生反应:Ca2++HCO3-===CaCO3↓+H+
C.c点溶液中:c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3)
D.d点溶液中:c(Ca2+)·c(HCO3-)≈4.9×10-6
关键信息
信息解读
CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液和曲线M
两者均为弱酸,—Cl为吸电子基团,因此氯原子多的羧酸,酸性更 强 ,随着pH的增大,CH2ClCOOH、CHCl2COOH浓度 减小 ,CH2ClCOO-、CHCl2COO-浓度 增大 ,曲线M表示δ(CH2ClCOO-)~pH的变化关系
酸的初始浓度为0.10 ml·L-1,a点对应的溶液
δ(酸分子)=δ(酸根离子)=0.5时的pH分别约为 1.3 、 2.8 。 Ka(CHCl2COOH)≈10-1.3、Ka(CH2ClCOOH)≈10-2.8。
c0(CHCl2COOH)=0.1 ml·L-1,若溶液中溶质只有CHCl2COOH,则c(CHCl2COO-)=c(H+)≈
Ka(CHCl2COOH)·c0(CHCl2COOH)=10-1.15 ml·L-1。a点对应的c(H+)=0.1 ml·L-1,根据电荷守恒,c(H+)>c(CHCl2COO-)+c(OH-)
序号
实验操作
现象
①
向2 mL较浓硫酸中滴加2滴饱和FeSO4溶液
溶液变淡紫色
②
向2 mL 0.05 ml·L-1 Fe2(SO4)3中滴加少量3 ml·L-1 H2SO4
溶液黄色变浅
关键信息
信息解读
某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系
两条曲线中,其中一条起点为0.10 ml·L-1,终点为0,为OH-,另一条曲线的起点为0,终点时约为0.05 ml·L-1,为HCOO-
水的电离程度
酸或碱对水的电离起到抑制作用,可水解的盐对水的电离起到促进作用
M点
横坐标为10 mL,且此时溶液中的OH-与HCOO-浓度相等
N点
两者恰好完全中和
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
粒子浓度关系
思考套用公式
一边全为阴离子,另一边全为阳离子
电荷守恒式
一边微粒全含有一种元素,另一边微粒全含另一种元素
物料守恒式
一边微粒能电离H+,另一边微粒能结合H+
质子守恒式
两边没有明显特征
三守恒式结合
加水稀释一样的倍数,醋酸的pH大
加水稀释到一样的pH,盐酸加的水多
加水稀释一样的倍数,盐酸的pH大
加水稀释到一样的pH,醋酸加的水多
①HY为强酸,HX为弱酸
②a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-)
③水的电离程度:d>c>a=b
①MOH为强碱,ROH为弱碱
②c(ROH)>c(MOH)
③水的电离程度:a>b
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
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH分布系数,δ1为CH3COO-分布系数
δ0为H2C2O4分布系数,δ1为HC2O4-分布系数、δ2为C2O42-分布系数
pH图像
将溶液中c(H+)取负对数:即pH=-lgc(H+),反映到图像中是c(H+)越大,则pH越小
pOH图像
将溶液中c(OH-)取负对数,即pOH=-lgc(OH-),反映到图像中是c(OH-)越大,则pOH越小
pC图像
将溶液中某一微粒浓度[如c(A-)]或某些微粒浓度的比值取负对数,即pC=-lgc(A-),反映到图像中是c(A-)越大,则pC越小
弱酸化学式
HF
H2SO3
电离平衡常数(25 ℃)
Ka=6.8×10-4
Ka1=1.3×10-3
Ka2=5.6×10-8