文档内容
电离平衡、水解平衡及沉淀溶解平衡的分析应用
“三大”平衡的比较
平衡类型
电离平衡CH COOH CH COO-+H+
3 3
水解平衡CH COO-+H O CH COOH+OH-
3 2 3
沉淀溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
研究对象
弱电解质溶液
能水解的盐溶液
难溶电解质
影
响
因
素
升温
促进电离
K 增大
a
促进水解
K 增大
h
若难溶物的溶解度与温度成正比,促进溶解;反之,则抑制溶解
若难溶物的溶解度与温度成正比,K 增大;反之,则K 减小
sp sp
加水
促进电离
K 不变
a促进水解
K 不变
h
促进溶解
K 不变
sp
加入相
应离子
(或物质)
加入CH COONa或HCl,抑制电离
3
K 不变
a
加入CH COOH或NaOH,抑制水解
3
K 不变
h
加入AgNO 或NaCl,抑制溶解
3
K 不变
sp
加入反应
离子(或
物质)
加入OH-,促进电离
K 不变
a
加入H+,促进水解
K 不变
h
加入氨水,促进溶解
K 不变
sp
1.(2024·贵州,12)硼砂[Na B O (OH) ·8H O]水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的
2 4 5 4 2
B(OH) (硼酸)和Na[B(OH) ](硼酸钠)。
3 4
√5.8
已知:①25 ℃时,硼酸显酸性的原理B(OH) +2H O H O++ K=5.8×10-10,②lg
3 2 3 a
≈0.38。下列说法正确的是( )
A.硼砂稀溶液中c(Na+)=c[B(OH) ]
3
B.硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离
C.25 ℃时,0.01 mol·L-1硼酸水溶液的pH≈6.38
D.等浓度等体积的B(OH) 和Na[B(OH) ]溶液混合后,溶液显酸性
3 4
答案 B解析 [Na B O (OH) ·8H O]水解生成等物质的量浓度的B(OH) 和Na[B(OH) ],B(OH) 的电离常数
2 4 5 4 2 3 4 3
K 10-14 1
w
K[B(OH) ]=5.8×10-10,[B(OH) ]-的水解平衡常数K ([B(OH) ]-)= = = ×10-4>K[B(OH) ],
a 3 4 h 4 K 5.8×10-10 5.8 a 3
a
[B(OH) ]-水解程度大于B(OH) 电离程度,溶液显碱性,A、D错误;由B(OH) +2H O H O++
4 3 3 2 3
可知,硼酸水溶液中的H+是由水电离出来的,B正确;25 ℃时,B(OH) +2H O H O++
3 2 3
c(H+ )·c([B(OH) ] - )
4 √5.8×10-10×c[B(OH)
]
√5.8×10-12
,K= c[B(OH) ] =5.8×10-10,c(H+)= 3 =
a 3
mol·L-1=√5.8×10-6 mol·L-1,pH≈6-0.38≈5.62,C错误。
2.(2022·全国乙卷,13)常温下,一元酸HA的K(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-不能穿过隔膜,未
a
电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c (HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )
总
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
c(A-
) 1
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度[ ]为
c (HA) 101
总
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c (HA)之比为10-4
总
答案 B
解析 常温下,溶液Ⅰ的pH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,c(H+)c(HSO- )>c(SO2-
)>c(OH-)
2 3 3 3
B.将0.40 mol·L-1 H SO 溶液稀释到0.20 mol·L-1,c(SO2- )几乎不变
2 3 3
C.BaCl 溶液与H SO 溶液混合后出现的白色浑浊不含有BaSO
2 2 3 3
D.存在反应Ba2++H SO +H O ===BaSO ↓+2H++H O是出现白色沉淀的主要原因
2 3 2 2 4 2
答案 C
解析 H SO
H++HSO- ,HSO- H++SO2-
,则H SO
溶液中c(H+)>c(HSO- )>c(SO2-
)>c(OH-),A项正
2 3 3 3 3 2 3 3 3
c(H+ )·c(SO2-
)
确;由已知H SO 的K K ,则H SO 溶液中K =
3 ≈c(SO2-
),则稀释H SO 溶液时,c(S
2 3 a2 a1 2 3 a2 c(HSO-
)
3 2 3
3
≪
O2- )几乎不变,B项正确;由题意知,等体积混合,c(Ba2+)=0.20 mol·L-1,c(SO2- )≈K =6.0×10-8 mol·L-1,
3 3 a2
Q(BaSO )=1.2×10-8>K (BaSO ),所以会产生BaSO 沉淀,C项错误;加入双氧水,发生反应:Ba2+
3 sp 3 3
+H SO +H O ===BaSO ↓+2H++H O,生成的沉淀为BaSO ,D项正确。
2 3 2 2 4 2 4
题型突破练 [分值:100 分]
(选择题1~6题,每小题3分,7~14题,每小题4分,共50分)
1.(2024·天津红桥区高三模拟)白醋是烹调中的酸味辅料,能改善调节人体的新陈代谢,其主要成分
CH COOH为一元弱酸。25 ℃时,下列有关说法正确的是( )
3
A.pH=3的CH COOH溶液中,存在c(H+)=c(CH COOH)+c(CH COO-)
3 3 3
B.pH=7的CH COONH 溶液中,c(CH COO-)=c(N H+ )>c(H+)=c(OH-)
3 4 3 4
C.pH=5的CH COOH溶液中,水电离产生的c(H+)=10-5 mol·L-1
3
D.pH=10的CH COONa溶液中,c(CH COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
3 3
答案 B
解析 pH=3的CH COOH溶液中,存在电荷守恒:c(H+)=c(OH-)+c(CH COO-),醋酸的电离程度较小,则
3 3
c(CH COOH)>c(OH-),则c(H+)c(H+)=c(OH-),B
3 4
10-14
正确;pH=5的CH COOH溶液中,c(H+)=10-5 mol·L-1,则溶液中c(OH-)= mol·L-1=10-9 mol·L-1, 溶液
3 10-5
中的OH-就是水电离产生,所以该溶液中水电离产生的c(H+)=10-9 mol·L-1,C错误;CH COONa是强碱弱
3酸盐,在溶液中CH COO-发生水解反应,则离子浓度:c(Na+)>c(CH COO-);CH COO-水解使溶液中
3 3 3
c(OH-)>c(H+),盐电离产生的离子浓度远大于水电离产生的离子浓度,则c(CH COO-)>c(OH-),故溶液中离
3
子浓度大小关系为c(Na+)>c(CH COO-)>c(OH-)>c(H+),D错误。
3
2.(2024·天津南开区高三模拟)室温下,对于100 mL pH=3 CH COOH溶液,下列判断正确的是( )
3
c(CH COO- )
A.加入少量水,溶液中 3 减小
c(CH COOH)
3
B.与100 mL pH=11 NaOH溶液混合后pH>7
C.溶液中粒子浓度大小关系:c(H+)=c(CH COOH)+c(CH COO-)+c(OH-)
3 3
D.滴加0.1 mol·L-1 CH COONa溶液至c(CH COO-)=c(Na+)时,溶液呈中性
3 3
答案 D
c(CH COO- )·c(H+ ) c(CH COO- )
解析 醋酸K= 3 ,温度不变,其K 不变,加水后c(H+)减小,故 3 增
a c(CH COOH) a c(CH COOH)
3 3
大,A错误;pH=11 NaOH溶液c(NaOH)=10-3 mol·L-1,CH COOH是弱酸,只有很少部分发生电离,故
3
pH=3 CH COOH溶液c(CH COOH)远大于10-3 mol·L-1,等体积混合后,醋酸过量,溶液为酸性,pH<7,B
3 3
错误;由电荷守恒:c(H+)=c(CH COO-)+c(OH-),C错误。
3
3.(2024·南京模拟)下列关于电解质溶液的说法不正确的是( )
A.室温下,0.1 mol·L-1弱酸HA的pH=3,HA的电离度为1%
B.室温下,5×10-4 mol·L-1Na SO 稀溶液中,c(Na+)∶c(OH-)=500∶1
2 4
C.室温下,c(OH-)=100c(H+)的NH ·H O溶液的pH=8
3 2
c(Cl- )-c(N H+ )
D.室温下,加水稀释NH Cl溶液, 4 保持不变
4 c(N H+ )·c(OH- )
4
答案 B
c(H+
)
解析 室温下,0.1 mol·L-1弱酸HA的pH=3,c(H+)=10-3 mol·L-1,由HA H++A-,电离度α=
c
×100%=1%,A项正确;5×10-4 mol·L-1Na SO 溶液中,c(Na+)=10-3 mol·L-1,溶液呈中性,c(OH-)=10-7
2 4
mol·L-1,c(Na+)∶c(OH-)=10 000∶1,B项错误;K =c(H+)·c(OH-)=10-14,又c(OH-)=100c(H+),所以
w
c(Cl- )-c(N H+ ) c(N H ·H O) 1
4 3 2
c(H+)=10-8 mol·L-1,pH=8,C项正确;由元素守恒可知, = = ,室
c(N H+ )·c(OH- ) c(N H+ )·c(OH- ) K
4 4 b
c(Cl- )-c(N H+ )
4
温下,加水稀释NH Cl溶液, 保持不变,D项正确。
4 c(N H+ )·c(OH- )
4
4.(2024·广州统考模拟)常温下,乳酸(用HL表示)的K=1.4×10-4,乳酸和氢氧化钠溶液反应生成乳酸钠(用
a
NaL表示)。下列说法正确的是( )
A.NaL水溶液呈中性
B.0.01 mol·L-1 HL溶液的pH=2
C.0.01 mol·L-1 HL溶液中,c(L-)>c(HL)D.0.01 mol·L-1 NaL溶液中,c(Na+)=c(L-)+c(HL)
答案 D
c(H+ )·c(L- ) c2 (H+ )
解析 NaL是强碱弱酸盐,水解显碱性,A错误;K= = =1.4×10-4,c(H+)≈1.18×10-3
a c(HL) 0.01
mol·L-1,pH≈2.93,B错误;HL微弱电离,c(L-)K (H CO )。下列说法正确的是( )
a a1 2 3
A.常温下,0.001 mol·L-1 HR水溶液的pH=3
B.向NaR水溶液中加水稀释,溶液的pH升高
C.NaR水溶液中,c(HR)+c(H+)=c(R-)+c(OH-)
D.常温下,NaR溶液的碱性比同浓度的NaHCO 溶液弱
3
答案 D
解析 由题意,HR是弱酸,不完全电离,常温下,0.001 mol·L-1 HR水溶液的pH>3,A错误;NaR水溶液
中由于R-水解显碱性,加水稀释水解程度变大,但是碱性变弱,溶液的pH减小,B错误;NaR水溶液中
的质子守恒为c(HR)+c(H+)=c(OH-),C错误;已知K(HR)>K (H CO ),HR酸性比碳酸强,根据越弱越水
a a1 2 3
解,同浓度的NaHCO 溶液水解程度大,碱性强,D正确。
3
6.(2024·天津统考模拟)常温下,一种解释乙酰水杨酸(用HA表示,K=1×10-3.0)药物在人体吸收模式如图。
a
假设离子不会穿过组织薄膜,而未电离的HA分子则可自由穿过该膜且达到平衡。下列说法正确的是(
)
A.血浆中c(HA)大于胃中c(HA)
B.取胃中液体,加水稀释100倍后,pH=3.0
c(A-
)
C.在血浆中, =1×104.4
c(HA)
D.在血浆和胃中,HA电离程度相同
答案 C
解析 根据题意,未电离的HA分子可自由穿过组织薄膜,所以血浆中c(HA)等于胃中c(HA),故A错误;
取胃中液体,HA是弱酸,加水稀释100倍后,电离平衡正向移动,pH<3.0,故B错误;在血浆中,
c(A- ) K 1×10-3.0
= a = =1×104.4,故C正确;氢离子抑制HA电离,在血浆和胃中的pH不同,HA电离
c(HA) c(H+ ) 1×10-7.4
程度不相同,故D错误。
7.(2024·重庆统考模拟)实验测得体积相同,浓度均为0.10 mol·L-1的CH COOH溶液和CH COONa溶液的
3 3
pH随温度的变化情况如图所示。下列说法正确的是( )A.b点的K 大于a点的K
w w
B.溶液中水的电离程度:a点大于b点
C.溶液中离子总数:b点大于a点
D.升高温度CH COONa溶液的pH减小,说明升温抑制水解
3
答案 C
解析 K 只与温度有关,a、b两点的温度相同,所以K 相等,故A错误;a点醋酸电离出的H+抑制水的
w w
电离,b点溶质是醋酸钠,由于CH COO-水解,促进水的电离,所以溶液中水的电离程度:a点小于b点,
3
故B错误;b点的溶质为CH COONa,CH COONa是盐,完全电离:CH COONa===CH COO-+Na+,由醋
3 3 3 3
酸根离子的水解CH COO-+H O CH COOH+OH-可知,水解生成的氢氧根离子的物质的量等于消耗的醋
3 2 3
酸根离子,由于水解程度很小,水解后溶液中离子的总物质的量基本维持不变,而a点的CH COOH是弱
3
电解质,电离程度小,则其离子总数少,故C正确;盐类水解是吸热反应,升高温度促进水解,即升温
CH COO-+H O CH COOH+OH-平衡右移,所以升高温度CH COONa溶液中氢氧根离子浓度增大,升温
3 2 3 3
时K 也增大,导致氢离子浓度增大,pH减小,故D错误。
w
8.(2024·北京昌平统考模拟)下列关于常温下的NaClO溶液说法不正确的是( )
资料:25 ℃时,K(HClO)=4.0×10-8,K (H CO )=4.5×10-7,K (H CO )=4.7×10-11
a a1 2 3 a2 2 3
A.NaClO溶液显碱性
B.pH=9.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(ClO-)HClO>HCO-
2 2 2 3 3
,则与少量CO 反应的离子方程式为CO +ClO-+H
O===HClO+HCO-
,故D正确。
2 2 2 3
9.(2024·北京师范大学附属实验中学高三模拟)已知相关数据如下:
物质 HF H CO CaF CaCO
2 3 2 3
相关 K=6.3 K =4.5×10-7 K =3.5 K =3.4
a a1 sp sp数据 ×10-4 K =4.7×10-11 ×10-11 ×10-9
a2
下列说法正确的是( )
A.氟化钠溶液中存在五种微粒
B.氢氟酸滴入碳酸钠溶液中,可能不产生气体
C.氢氧化钙溶液与氢氟酸混合的离子方程式:2OH-+Ca2++2H++2F-===CaF ↓+2H O
2 2
D.向氟化钙悬浊液中通入CO 能够发生反应:CaF +CO +H O===CaCO +2HF
2 2 2 2 3
答案 B
解析 氟化钠溶液中氟离子会发生水解反应生成HF和OH-,存在的微粒有Na+、F-、HF、OH-、H O和少
2
量的H+,共6种,A错误;根据表中数据可知,HF的电离平衡常数大于碳酸,所以将少量HF滴入碳酸钠
溶液中会生成碳酸氢钠,此时不产生气泡,若HF过量,则会生成气体,B正确;HF为弱酸,在离子方程
式中不能拆分,需保留化学式,C错误;碳酸的酸性弱于HF,所以不能发生上述反应,且碳酸钙可溶于
HF,产物不共存,D错误。
10.(2024·山西晋中统考模拟)常温下,向浓度均为0.2 mol·L-1的两种钾盐KX、KY溶液中加水,溶液的pH
与稀释倍数(a)的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.常温下,X-的水解常数K (X-)≈5×10-6
h
B.a=10时,KX溶液中c(X-)+c(HX)=0.02 mol·L-1
C.HY溶液可以与KX溶液反应
D.浓度均为1 mol·L-1的KX和KY溶液中离子总浓度:KX>KY
答案 D
解析 0.2 mol·L-1的KX溶液中,c(OH-)=10-3 mol·L-1≈c(HX),X-+H O HX+OH-,K (X-)=
2 h
c(HX)·c(OH-
)
≈5×10-6,A项正确;a=10时c(K+)=0.02 mol·L-1,由元素守恒可知c(K+)=c(X-)+c(HX),B
c(X-
)
项正确;相同温度时等浓度的KX溶液的pH大于KY溶液的pH,说明X-水解能力强于Y-,酸性:
HY>HX,C项正确;由电荷守恒可知,两种盐溶液中分别存在:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-),c(K+)
+c(H+)=c(OH-)+c(Y-),由于两种溶液中c(K+)相等而KX溶液中c(H+)较小,故离子总浓度KX较小,D项错
误。
11.(2024·北京师范大学附属实验中学高三模拟)某学生小组进行了如下实验
实验1实验2
实验3
操作
现象
无沉淀及
气体产生
有沉淀及
气体产生
现象X
下列说法不正确的是( )
A.实验1混合后的溶液中存在水解平衡和电离平衡
B.实验2中Ca2+促进了HCO-
的电离平衡
3
C.实验3中现象X可能是有沉淀及气体产生
D.无法用0.05 mol·L-1 CaCl 溶液鉴别浓度均为0.001 mol·L-1的Na CO 溶液和NaHCO 溶液
2 2 3 3
答案 C
解析 实验1混合后的溶液无沉淀及气体产生,溶液中存在碳酸根离子的水解平衡,水的电离平衡,A正
确;实验2中有沉淀及气体产生,钙离子结合了碳酸氢根离子电离产生的碳酸根离子,同时,碳酸氢根离
子电离产生的氢离子和另一个碳酸氢根离子结合生成水和二氧化碳,说明Ca2+促进了HCO-
的电离平衡,B
3
正确;由实验1和2可知,当钙离子浓度较小时,不容易和碳酸根离子结合生成沉淀,随着钙离子浓度增
大,会生成白色沉淀,但是没有气体产生,C错误;由实验1和2可知,当钙离子浓度较小时,不容易和
碳酸根离子结合生成沉淀,故无法用0.05 mol·L-1 CaCl 溶液鉴别浓度均为0.001 mol·L-1的Na CO 溶液和
2 2 3
NaHCO 溶液,D正确。
312.(2024·北京大学附属中学模拟)Na CO 和NaHCO 混合溶液具有控制酸碱平衡、调节细胞生存环境等作用。
2 3 3
已知25 ℃时,K (H CO )=10-6.38、K (H CO )=10-10.25,下列有关Na CO 和NaHCO 混合溶液的说法正确的
a1 2 3 a2 2 3 2 3 3
是( )
A.pH=10.25的混合溶液中存在:c(Na+)>c(HCO- )=c(CO2-
)
3 3
c(HCO-
)
3
B.混合溶液中持续加蒸馏水, 的值逐渐变小
c(CO2-
)
3
C.混合溶液中滴加少量Ca(OH) 溶液,反应的离子方程式为Ca2++CO2- ===CaCO ↓
2 3 3
D.当c(Na CO )=c(NaHCO )=0.1 mol·L-1时,c(HCO- )+c(CO2- )=0.2 mol·L-1
2 3 3 3 3
答案 A
c(H+ )·c(CO2-
)
解析 混合溶液的pH为10.25,c(H+)=10-10.25 mol·L-1,K (H CO )=10-10.25=
3 ,则c(HCO-
a2 2 3 c(HCO-
)
3
3
)=c(CO2- ),即溶液中存在:c(Na+)>c(HCO- )=c(CO2- ),故A正确;随蒸馏水的不断加入,溶液中c(OH-)
3 3 3
c(HCO- ) K (CO2- )
3 h 3
逐渐减小,碳酸根离子的水解平衡常数不变,则 = 的值逐渐增大,故B错误;混合溶
c(CO2-
)
c(OH-
)
3
液中滴加少量Ca(OH) 溶液,钙离子与氢氧根离子均要参与反应,故C错误;当c(Na CO )=c(NaHCO )=0.1
2 2 3 3
mol·L-1时,根据元素守恒有c(HCO- )+c(CO2-
)+c(H CO )=0.2 mol·L-1,故D错误。
3 3 2 3
13.(2024·清华大学附属中学模拟)室温下,将Na CO 溶液与过量CaSO 固体混合,溶液pH随时间变化如图
2 3 4
所示。
已知:K (CaSO )=4.9×10-5,K (CaCO )=3.4×10-9
sp 4 sp 3
下列说法不正确的是( )
A.两者混合发生反应:CaSO
(s)+CO2-
(aq) CaCO
(s)+SO2-
(aq)
4 3 3 4
B.随着反应的进行,CO2-
+H O
HCO-
+OH-逆向移动,溶液pH下降
3 2 3
c(SO2-
)
C.充分反应后上层清液中 4 约为1.4×104
c(CO2-
)
3
D.0~600
s内上层清液中存在:c(Na+)+2c(Ca2+)c(H+),则
3 3 4
c(Na+)+2c(Ca2+)>c(HCO- )+2c(CO2- )+2c(SO2-
),故D错误。
3 3 4
14.(2024·北京大学附属中学模拟)已知反应:
2Cu2++4SCN- 2CuSCN↓+(SCN)
2
白色沉淀 水溶液显黄色
(SCN) 性质与卤素单质相似,能与水或碱反应;CuOH沉淀显橙色;K [Cu(OH) ]=10-19.66。
2 sp 2
进行如下实验:
ⅰ.将0.2 mol·L-1CuSO 溶液与0.4 mol·L-1KSCN溶液等体积混合,充分反应后过滤,测得滤液pH=2;
4
ⅱ.向滤液中滴加1滴稀NaOH溶液,出现白色沉淀;
ⅲ.继续滴加NaOH溶液,数滴后又出现蓝色沉淀,
下列说法不正确的是( )
A.ⅰ充分反应后可观察到白色沉淀和黄绿色溶液
B.ⅱ中未生成蓝色沉淀,说明K [Cu(OH) ]>K (CuSCN)
sp 2 sp
C.ⅲ中出现蓝色沉淀时,该平衡可能发生逆向移动
D.无论ⅱ还是ⅲ,随着NaOH溶液的加入,c[(SCN) ]始终降低
2
答案 B
解析 将0.2 mol·L-1CuSO 溶液与0.4 mol·L-1KSCN溶液等体积混合,发生已知信息中的反应,故得到白色
4
沉淀,由于溶液中存在Cu2+和(SCN) ,故得到黄绿色溶液,故A正确;ⅱ中出现白色沉淀,说明(SCN) 与
2 2
NaOH反应导致平衡正向移动,但是c(OH-)与c(SCN-)大小未知,两个沉淀是不同类型的沉淀,故无法比较
K [Cu(OH) ]与K (CuSCN)大小,故B错误;继续滴加NaOH溶液,数滴后又出现蓝色沉淀,即Cu2+与
sp 2 sp
OH-反应,导致Cu2+浓度减小,上述平衡逆向移动,故C正确;ⅱ中加入NaOH溶液, (SCN) 与NaOH反
2
应导致平衡正向移动,根据勒夏特列原理,c[(SCN) ]仍然降低;ⅲ中随着NaOH溶液的加入,平衡逆向移
2
动,c[(SCN) ]降低,故D正确。
2