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高考解密08 水溶液中的离子反应与平衡
考点热度 ★★★★★
考点1、弱电解质(包括水)的电离平衡
1.(2023·浙江·高考真题)甲酸 是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交
换树脂(含固体活性成分 ,R为烷基)因静电作用被吸附回收,其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质
的量分数)与废水初始 关系如图(已知甲酸 ),下列说法不正确的是
A.活性成分 在水中存在平衡:
B. 的废水中
C.废水初始 ,随 下降,甲酸的电离被抑制,与 作用的 数目减少
D.废水初始 ,离子交换树脂活性成分主要以 形态存在
【答案】D【解析】A.由图可知, 溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡 ,故A正确;
B.由电离常数公式可知,溶液中 = ,当溶液pH为5时,溶液中 =
-18,故B正确;C.由图可知,溶液pH为2.4时,废水中的甲酸及其盐回收率最高,当溶液中pH小于2.4
时,随溶液pH下降,溶液中氢离子浓度增大,甲酸的电离被抑制,溶液中甲酸个离子浓度减小,与
作用的数目减小,故C正确;D.由图可知, 溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡
,当废水初始pH大于5时,平衡向左移动,离子交换树脂活性成分主要以RN
3
形态存在,故D错误;故选D。
考点2、溶液的酸碱性和中和滴定及其应用
2.(2022·全国·统考高考真题)常温下,一元酸 的 。在某体系中, 与 离子
不能穿过隔膜,未电离的 可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中 ,当达到平衡时,下列叙述正确的是
A.溶液Ⅰ中
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度 为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的 不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的 之比为
【答案】B
【解析】A.常温下溶液I的pH=7.0,则溶液I中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错
误;B.常温下溶液II的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1mol/L,K= =1.0×10-3,c (HA)=c(HA)
a 总
+c(A-),则 =1.0×10-3,解得 = ,B正确;C.根据题意,未电离的HA可自由穿过
隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,C错误;D.常温下溶液I的pH=7.0,溶液I中c(H+)=1×10-
7mol/L,K= =1.0×10-3,c (HA)=c(HA)+c(A-), =1.0×10-3,溶液I中c
a 总 总
(HA)=(104+1)c(HA),溶液II的pH=1.0,溶液II中c(H+)=0.1mol/L,K= =1.0×10-3,c
a 总(HA)=c(HA)+c(A-), =1.0×10-3,溶液II中c (HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿
总
过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,溶液I和II中c (HA)之比为
总
[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104,D错误;答案选B。
考点3、溶液中离子浓度的大小比较
3.(2022·河北·高考真题)某水样中含一定浓度的CO 、HCO 和其他不与酸碱反应的离子。取
10.00mL水样,用0.01000mol•L-1的HCl溶液进行滴定,溶液pH随滴加HCl溶液体积V(HCl)的变化关系如
图(混合后溶液体积变化忽略不计)。
下列说法正确的是
A.该水样中c(CO )=0.01mol•L-1
B.a点处c(HCO)+c(H+)=c(OH—)
2 3
C.当V(HCl)≤20.00mL时,溶液中c(HCO )基本保持不变
D.曲线上任意一点存在c(CO )+c(HCO )+c(HCO)=0.03mol•L-1
2 3
【答案】C
【解析】碳酸根和碳酸氢根的混合溶液中加入盐酸时,先后发生如下反应CO +H+=HCO 、HCO +H+=
HCO,则滴定时溶液pH会发生两次突跃,第一次突跃时碳酸根离子与盐酸恰好反应生成碳酸氢根离子,
2 3
第二次突跃时碳酸氢根离子与盐酸恰好反应生成碳酸,由图可知,滴定过程中溶液pH第一次发生突跃时,
盐酸溶液的体积为20.00mL,由反应方程式CO +H+=HCO 可知,水样中碳酸根离子的浓度为
=0.02mol/L,溶液pH第二次发生突跃时,盐酸溶液的体积为50.00mL,则水样中碳
酸氢根离子的浓度为 =0.01mol/L。A.由分析可知,水样中碳酸
根离子的浓度为0.02mol/L,故A错误;B.由图可知,a点发生的反应为碳酸根离子与氢离子恰好反应生
成碳酸氢根离子,可溶性碳酸氢盐溶液中质子守恒关系为c(HCO)+c(H+)=c(OH—)+ c(CO ),故B错误;
2 3
C.由分析可知,水样中碳酸氢根离子的浓度为0.01mol/L,当盐酸溶液体积V(HCl)≤20.00mL时,只发生反应CO +H+=HCO ,滴定时溶液中碳酸氢根离子浓度为
=0.01mol/L,则滴定时溶液中碳酸氢根离子浓度不变,故C正确;D.由分析可知,水样中碳酸根离子和碳
酸氢根离子浓度之和为0.03mol/L,由物料守恒可知,溶液中c(CO )+c(HCO )+c(HCO)=0.03 mol/L,滴
2 3
定加入盐酸会使溶液体积增大,则溶液中[c(CO )+c(HCO )+c(HCO)]会小于0.03 mol/L,故D错误;故
2 3
选C。
考点4、沉淀溶解平衡及其应用
4.(2023·浙江·高考真题)碳酸钙是常见难溶物,将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡:
[已知 , , 的电离常
数 ],下列有关说法正确的是
A.上层清液中存在
B.上层清液中含碳微粒最主要以 形式存在
C.向体系中通入 气体,溶液中 保持不变
D.通过加 溶液可实现 向 的有效转化
【答案】B
【解析】A.上层清液为碳酸钙的饱和溶液,碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子,因此 ,
A错误;B.根据K =4.7×10-11可得 ,则碳酸根的水解平衡常数为
a2
,说明碳酸根的水解程度较大,则上层清液中含碳微粒主要为碳酸氢
根离子,B正确;C.向体系中通入CO,碳酸钙与CO 反应生成碳酸氢钙,碳酸氢钙易溶于水,则溶液中钙
2 2
离子浓度增大,C错误;D.由题干可知, , ,碳酸钙比硫酸
钙更难溶,加入硫酸钠后碳酸钙不会转化成硫酸钙,D错误;故答案选B。
1、对点核心素养
(1)变化观念和平衡思想:能以变化观念和平衡思想认识电解质在水溶液中的离子平衡,能运用电离度、电
离平衡常数、水解常数、溶度积常数等,多角度、动态地分析弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡和沉淀
溶解平衡,并会用相关原理解决实际问题。
(2)证据推理与模型认知:能运用电离平衡模型、水解平衡、沉淀溶解平衡模型解释化学现象,揭示现象的
本质与规律,培养证据推理与模型认知的核心素养。
(3)科学态度与社会责任感:培养严谨求实的科学态度和探索未知、崇尚真理的意识,能对与盐类水解的应
用,沉淀溶解平衡的应用有关的社会热点问题做出正确的解释和判断,培养科学态度与社会责任感。
2、对点命题分析
水溶液中的离子平衡是历年高考考查的重点和热点,考查方式常以选择题形式呈现。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。试题注重知识的应用,多
以图象、图表的形式,利用平衡移动原理分析外界条件改变对溶液中电离平衡、水解平衡、难溶电解质的溶解平衡的分析考查,偏重考查粒子浓度大小顺序和溶液中各种守恒关系,使题目具有一定的综合性、灵
活性和技巧性。能较好地考查对知识的迁移能力、灵活应用能力和运用化学用语的能力。溶液中离子浓度
的比较涉及的问题很复杂,其中主要涉及溶液的酸碱性、弱电解质的电离平衡、盐的水解、电离平衡和水
解平衡的移动等。沉淀溶解平衡主要考查沉淀溶解平衡的移动、浓度积的表达式及计算、沉淀的生成与转
化等。
核心考点一、弱电解质的电离平衡
1.正确理解弱酸、弱碱的稀释规律
2.一元强酸和一元弱酸的比较3.弱电解质平衡移动的“三个不一定”
(1)稀醋酸加水稀释时,溶液中不一定所有的离子浓度都减小。因为温度不变,K =c(H+)·c(OH-)是定值,
w
稀醋酸加水稀释时,溶液中的c(H+)减小,故c(OH-)增大。
(2)电离平衡右移,电解质分子的浓度不一定减小,离子的浓度不一定增大,电离程度也不一定增大。
(3)对于浓的弱电解质溶液加HO稀释的过程,弱电解质的电离程度逐渐增大,但离子浓度不一定减小,可
2
能先增大后减小。
4.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CHCOOH)稀释图像比较
3
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
大(2)相同体积、相同pH值的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数, 加水稀释到相同的pH,
盐酸的pH大 醋酸加入的水多
5.电离平衡常数
(1)①填写下表(25 ℃)
弱电解质 电离方程式 电离常数
NH ·H O NH ·H O NH+OH- K =1.8×10-5
3 2 3 2 b
CHCOOH CHCOOH CHCOO-+H+ K=1.8×10-5
3 3 3 a
HClO HClO H++ClO- K=3.0×10-8
a
②CHCOOH酸性大于(填“大于”“小于”或“等于”)HClO酸性,判断的依据:相同条件下,电离常数
3
越大,电离程度越大,c(H+)越大,酸性越强。
③电离平衡常数的意义:弱酸、弱碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。电离平衡常数越大,电
离程度越大。多元弱酸的电离以第一步电离为主,各级电离平衡常数的大小差距较大。
④外因对电离平衡常数的影响:电离平衡常数与其他化学平衡常数一样只与温度有关,与电解质的浓度无
关,升高温度,K值增大,原因是电离是吸热过程。
(2)多元弱酸的分步电离,以碳酸为例,碳酸是二元弱酸,在水溶液中的电离是分步进行。
①电离方程式是HCO H++HCO,HCO H++CO。
2 3
②电离平衡常数表达式: , 。
③比较大小:K >K 。
a1 a2
6.水的电离
(1)水的电离:HO+HO HO++OH-,可简写为HO H++OH-。
2 2 3 2
(2)水的离子积常数:K =c(H+)·c(OH-)。
w
①室温下:K =1×10-14。
w
②影响因素:只与温度有关,升高温度,K 增大。
w
③适用范围:K 不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
w
④K 揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-,只要温度不变,K 不变。
w w
核心考点二、溶液的酸碱性和中和滴定
1.溶液中H+或OH-的来源分析
(1)溶液为酸的溶液。
溶液中的OH-全部来自水的电离,水电离产生的c(H+)=c(OH-)。如pH=2的盐酸中,溶液中的c(OH-)=(K /10-2) mol·L-1=10-12 mol·L-1,即由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12 mol·L-1。
w
(2)溶质为碱的溶液。
溶液中的H+全部来自水的电离,水电离产生的 c(OH-)=c(H+)。如pH=12的NaOH溶液中,溶液中的
c(H+)=10-12 mol·L-1,即由水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-12 mol·L-1。
(3)水解呈酸性或碱性的盐溶液。
①pH=5的NH Cl溶液中,H+全部来自水的电离,由水电离的c(H+)=10-5 mol·L-1,因为部分OH-与部
4
分NH结合,溶液中c(OH-)=10-9 mol·L-1。
②pH=12的NaCO 溶液中,OH-全部来自水的电离,由水电离出的c(OH-)=10-2 mol·L-1。
2 3
2.突破溶液酸、碱性判断的四条规律
(1)正盐溶液。
强酸强碱盐溶液显中性,强酸弱碱盐(如NH4Cl)溶液显酸性,强碱弱酸盐(如CH3COONa)溶液显碱性。
(2)酸式盐溶液。
NaHSO (NaHSO=Na++H++SO2-)NaHSO 、NaHCO 、NaHPO 水溶液显酸性(酸式酸根离子的电离程度大于水
4 4 4 3 2 4 2 4
解程度),NaHCO、NaHS、NaHPO 水溶液显碱性(酸式酸根离子的水解程度大于电离程度)。
3 2 4
注意:因为浓度相同的CHCOO-与NH+的水解程度相同,所以CHCOONH 溶液显中性,而NHHCO 溶液略显碱性。
3 4 3 4 4 3
(3)弱酸(或弱碱)及其盐1∶1混合的溶液。
①CHCOOH和CHCOONa混合液呈酸性(等浓度的CHCOOH与CHCOO-,CHCOOH的电离程度大于CHCOO-的水解
3 3 3 3 3 3
程度)。
②NH·HO和NHCl混合溶液呈碱性。
3 2 4
(4)酸碱pH之和等于14等体积混合溶液。
pH之和等于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。
已知酸、碱溶液的pH之和为14,则等体积混合时:
强酸、强碱,混合后溶液pH=7,
强酸、弱碱,混合后溶液pH>7,
弱酸、强碱,混合后溶液pH<7。
3.溶液酸碱性判断中的常见误区
(1)误认为溶液的酸碱性取决于pH。如pH=7的溶液在温度不同时,可能呈酸性或碱性,也可能呈中性。
(2)误认为酸碱恰好中和时溶液一定显中性。如强酸和弱碱恰好中和时,溶液显酸性;强碱和弱酸恰好中和
时,溶液显碱性,强酸和强碱恰好中和时,溶液显中性。
(3)使用pH试纸测溶液酸碱性时,若先用蒸馏水润湿,测量结果不一定偏小。先用蒸馏水润湿,相当于将
待测液稀释,若待测液为碱性溶液,则所测结果偏小;若待测液为酸性溶液,则所测液为中性溶液,则所
测结果没有误差。
4.有关pH计算的一般思维模型5.中和滴定的概念:用已知物质的量浓度的 酸 ( 或碱 )来测定未知物质的量浓度的 碱 ( 或酸 )的方法。
6.中和滴定的原理:c =(以一元酸与一元碱的滴定为例)。
待
在酸碱中和滴定过程中,开始时由于被滴定的酸(或碱)浓度较大,滴入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。
当滴定接近终点(pH=7)时,很少量(一滴,约0.04 mL)的碱(或酸)就会引起溶液pH突变(如图所示)。
7.酸碱中和滴定的关键
(1)准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积。
(2)选取适当指示剂,准确判断滴定终点。
8.酸碱中和滴定实验用品
(1)仪器
图(A)是酸式滴定管,图B是碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
(2)试剂
标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
指示剂 变色范围的pH
甲基橙 <3.1红色 3.1~4.4橙色 >4.4黄色
酚酞 <8.2无色 8.2~10.0浅红色 >10.0红色
9.中和滴定实验操作(以酚酞作指示剂,用盐酸滴定氢氧化钠溶液)。(1)滴定前的准备。
(2)滴定。
(3)终点判断:等到滴入最后一滴反应液,指示剂变色,且在半分钟内不能恢复原来的颜色,视为滴定终点,
并记录标准液的体积。
(4)数据处理:按上述操作重复2~3次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据原理计算。
c(NaOH)=
10.氧化还原滴定的原理及指示剂的选择:
(1)原理:以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质,或者间接滴定一些本身
并没有还原性或氧化性,但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。
(2)试剂:常见用于滴定的氧化剂有KMnO 、KCr O 等;常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素
4 2 2 7
C等。
(3)指示剂:氧化还原滴定的指示剂有三类:
①氧化还原指示剂;
②专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝;
③自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅红色。
11.沉淀滴定:
(1)概念:沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很
少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-浓度。
(2)原理:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定
剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO 溶液测定溶液中Cl-的含量时
3
常以CrO为指示剂,这是因为AgCl比AgCrO 更难溶。
4
12.中和滴定考点归纳
(1)“考”实验仪器。
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶。其中常考的是滴定管,如正确选择滴定管(包括量
程),滴定管的检漏、洗涤和润洗,滴定管的正确读数方法等。(2)“考”操作步骤。
①滴定前的准备:检漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)、调液面、读数。
②滴定:移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数。
③计算。
(3)“考”指示剂的选择。
①强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞。
②若反应生成强酸弱碱盐,溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙),若反应生成强碱弱酸盐,溶液
呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞)。
③石蕊溶液因颜色变化不明显,且变色范围过宽,一般不用作指示剂。
(4)“考”误差分析。
写出计算式,分析操作对V标的影响,由计算式得出对最终测定结果的影响,切忌死记硬背结论。此外对读数
时视线(俯视、仰视)问题的判断要学会画图分析。
(5)“考”数据处理。
正确“取舍”数据,计算“平均”体积,根据反应式确定标准液与待测液浓度和体积的关系,从而列出公式进
行计算。
核心考点三、溶液中离子浓度大小比较
1.同一溶液中,不同粒子浓度大小比较的方法
(1)正盐溶液:基本遵循c(不水解离子)>c(水解离子)>c(显性离子),当水解离子浓度是不水解离子浓度的
数倍时,顺序提前。例如在浓度为c mol·L-1的醋酸钠溶液中,有c(Na+)>c(CHCOO-)>c(OH-)>c(H+);
3
在浓度为c mol·L-1的硫酸铵溶液中,有c(NH)>c(SO)>c(H+)>c(OH-)。
(2)酸式盐溶液:对于电离为主的,如 NaHSO ,遵循c(自身)>c(电离产物)>c(水解产物),即c(Na
3
+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO);对于水解为主的,如 NaHCO ,遵循 c(自身)>c(水解产
2 3 3
物)>c(电离产物),即c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)>c(CO)。
2 3
(3)缓冲溶液:例如0.2 mol·L-1氨水与0.2 mol·L-1氯化铵溶液等体积混合后,溶液以电离为主,显碱
性(常见物质中除了氢氰酸和氰化物,都以电离为主),所以氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,再根据电荷
守恒可知,铵根离子浓度大于氯离子浓度,即c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
2.弱酸弱碱盐溶液的酸碱性
弱酸弱碱盐双水解,其溶液的酸碱性取决于弱酸和弱碱的相对强弱。当 K=K时,溶液显中性,如
a b
CHCOONH;当K>K时,溶液显酸性,如HCOONH;当KK。
c sp
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Qc(MOH)(3)水的电离程度:d>c>a=b (3)水的电离程度:a>b
二、K和K 图像
W sp
1.曲线型
不同温度下水溶液中c(H+)与c(OH-)的变 常温下,CaSO 在水中的沉淀溶解平衡曲线
4
化曲线 [K=9×10-6]
sp
(1)A、C、B三点均为中性,温度依次升高,K
W (1)a、c点在曲线上,a→c的变化为增大c(SO2−
),如加
4
依次增大
入NaSO 固体,但K 不变
(2)D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,K=1×10- 2 4 sp
W
(2)b点在曲线的上方,Q>K,将会有沉淀生成
14 c sp
(3)d点在曲线的下方,QCaCO>MnCO。
4 3 3
③X点对CaSO 要析出沉淀,对CaCO 是不饱和溶液,能继续溶解CaCO。
4 3 3
④Y点:c(SO2− )>c(Ca2+),二者的浓度积等于10-5;Z点:c(CO2− )7,强酸与
弱碱反应终点是pH<7
考点一、弱电解质(包括水)的电离平衡
【高考解密】本考点主要考查强弱电解质的判断与比较、弱电解质溶液中离子浓度大小比较、电离常数的
应用,是高考新增热点,一般以选择题的形式出现。解题的关键是明确强、弱电解质的概念、电离平衡及
其影响因素。
例1.(2022·浙江·模拟预测)下列说法不正确的是
A.将纯水加热, 增大, 不变,仍为中性
B.常温下,向 的 溶液中加入少量 固体,溶液的 增大,说明溶液存在电离平衡
C.常温下,酸式盐 的 ,则 一定是弱酸
D.常温下,等 的盐酸和醋酸溶液加水稀释10倍后,
【解析】A.将纯水加热,温度升高,水的电离程度增大,氢离子与氢氧根离子浓度增大且相等, 增大,
变小,仍为中性,A错误;B.常温下醋酸溶液中存在 ,加入少量
固体,电离出的 使 电离平衡逆向移动,氢离子浓度减小,溶液的 增大,
B正确;C.常温下,酸式盐 的 ,则有 水解生成 和 ,故 一定是弱酸,C正确;
D.因醋酸是弱酸,加水稀释,促进醋酸的电离,故常温下,等 的盐酸和醋酸溶液加水稀释10倍后,
减小的程度比 小,则 ,D正确;故答案选A。
【答案】A
【点睛】本题考查弱电解质的电离平衡及其溶液中离子浓度的变化关系,影响弱电解质电离平衡的因素及
溶液稀释后离子浓度大小的比较。
【变式训练1】(考查判断电解质强弱)(2022·浙江·模拟预测)下列物质属于强电解质的是
A. B. C. D.
【解析】在水溶液中能完全电离的电解质为强电解质; 虽然难溶于水,但溶解的部分完全电离,所
以 是强电解质; 为弱电解质, 和 为非电解质;答案选D。
【答案】D
【变式训练2】(考查影响电离平衡的因素)(2022·浙江·模拟预测) 水溶液中存在电离平衡:
, 。下列说法正确的是
A.若向 溶液中加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.若向 溶液中滴加少量新制氯水,平衡向左移动,溶液pH减小
C.若向 溶液中通入过量 气体,平衡向左移动,溶液pH增大
D.若向 溶液中加入少量硫酸铜固体(忽略溶液体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
【解析】A.加水稀释,促进 电离,但氢离子浓度减小,A错误;B.滴加少量新制氯水,发生反应
, 减小,生成强电解质HCl,平衡向左移动,溶液酸性增强,pH减小,B正确;
C.通入二氧化硫发生反应 , 过量时将 完全消耗且溶液中存在
,亚硫酸的酸性比 强,但 的通入量未知,过量的 产生的
未知,故不能确定溶液pH变化情况,C错误;D.加入 固体,发生反应
,溶液中 增大,D错误;故选B。
【答案】B
【变式训练3】(考查电解质溶液稀释图象)(2021·浙江绍兴·校考模拟预测)T℃,分别向10mL浓度均为1mol/L的两种弱酸HA、HB中不断加水稀释,并用pH传感器测定溶液pH。所得溶液pH的两倍(2pH)与
溶液浓度的常用对数(lgc)的关系如图所示。下列叙述正确的是
A.弱酸HB的K = 1×10-5
a
B.a点对应的溶液中c(HA) = 0.1mol/L,pH = 4
C.将1mol/L的HA和HB溶液等体积混合,所得溶液pH为2
D.将pH相同的HA和HB溶液稀释相同倍数,HB稀溶液的pH更大
【解析】A.由图可知,弱酸HB在溶液浓度的常用对数(lgc)为0,即HB浓度为1mol/L时,pH为2.5,即
c(H+)=1×10-2.5mol/L,则c(B-)=1×10-2.5mol/L,HB的电离平衡常数 ,
A正确;B.a点对应的溶液中c(HA) = 0.1mol/L,pH = 2,B错误;C. HA与HB均为弱酸,混合后溶液的
pH无法计算,C错误;D.因为HB酸性更弱,溶液中的电离平衡在稀释时正向移动更多,因此,稀释后pH
小于HA的pH,D错误。因此,本题选A。
【答案】A
【变式训练4】(考查电离平衡常数及其应用)(2022·浙江·模拟预测)常温下,
, , ,下列说法正确的是
A.浓度均为 的 和 溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者小于后者
B.用相同浓度的 溶液分别滴定等体积 均为3的 和 溶液至终点,消耗
溶液的体积相等
C. 溶液与 溶液等体积混合后的溶液中:
D. 与 盐酸等体积混合后的溶液 中:
【解析】A.由电荷守恒可知,甲酸钠溶液中存在 ,氯化铵溶液中存在
,由于在常温下 ,则铵根离子的水解程度大
于甲酸根离子的水解程度,氯化铵溶液中 小于甲酸钠溶液中 , ,则甲酸钠溶
液中阳离子浓度较大,A错误;B.由甲酸和乙酸的电离常数可知,甲酸的酸性较强,所以等体积 均为
3的两种溶液中,乙酸的物质的量浓度较大,用同浓度的氢氧化钠溶液中和这两种溶液,乙酸消耗的氢氧
化钠溶液较多,B错误;C.两溶液等体积混合后得到浓度相等的甲酸和甲酸钠的混合溶液,由电荷守恒得, ,则 的电离程度大于
的水解程度,溶液中 ,则 ,C错误;
D.两溶液等体积混合后,得到物质的量浓度相同的乙酸、乙酸钠和氯化钠的混合溶液,由于溶液 ,
所以溶液中乙酸的电离程度大于乙酸根离子的水解程度,氯离子不水解,乙酸的电离程度很小,所以
,D正确。故选D。
【答案】D
考点二、溶液的酸碱性和中和滴定
【高考解密】本考点主要考查溶液酸碱性的判断和酸碱中和滴定及其应用,一般以选择题和填空题的形式
出现。解题的关键是明确溶液酸碱性的判断方法及中和滴定原理及其操作。
例2.(2022·浙江·模拟预测) 时,下列说法正确的是
A. 为5的氯水和 为5的 溶液混合, 仍为5
B.物质的量浓度相同的 溶液和 溶液, 的数值前者大
C. 相同的醋酸和盐酸,分别与足量的锌粒反应,前者产生的氢气一定大于后者
D.某溶液中水电离出的 ,则该溶液中的溶质可能为酸、碱或盐
【解析】A.氯水与亚硫酸混合发生反应 ,弱酸生成强酸,故混合后 将会
小于5,A错误;B.由于温度一定时, 的 、 为定值,且 ,由于铵
根离子会水解产生 ,故物质的量浓度相同的 中 大于 溶液中 ,
溶液中 数值小,B错误;C.由于两溶液体积未知,则无法判断产生氢气的多少,C
错误;D.常温下某溶液中水电离出的 ,说明水的电离受到了抑制,则溶质为自身可
电离出氢离子或氢氧根离子的物质,可以是酸、碱或盐(如 ),D正确;故选D。
【答案】D
【变式训练1】(考查溶液酸碱性判断)(2022·上海黄浦·统考二模)下列溶液一定呈中性的是
A. 的溶液 B.等物质的量的强酸和强碱反应得到的溶液
C.c(H+)=c(OH—)的溶液 D.紫色石蕊试液不变色的溶液
【解析】A.pH=7的溶液不一定呈中性,如100℃时,水的离子积常数是10-12,溶液pH=6时呈中性,当
pH=7时溶液呈碱性,故A错误;B.等物质的量的强酸和强碱反应得到的溶液不一定呈中性,如等物质的
量的二元强酸硫酸与一元强碱氢氧化钠混合反应时,硫酸溶液过量,溶液呈酸性,故B错误;C.氢离子浓
度与氢氧根离子浓度相等的溶液一定呈中性,故C正确;D.紫色石蕊试液不变色的溶液pH在5—8范围间,
溶液可能为酸性,或中性,或碱性,故D错误;故选C。
【答案】C【变式训练2】(考查滴定实验仪器的使用及酸碱中和滴定)(2022·云南昆明·昆明一中校考模拟预
测)测定某氢氧化钠样品中NaOH的含量,主要操作步骤为:①称取一定质量的样品溶于水中;②转移、定
容得待测液;③取20.00 mL待测液,用HCl标准溶液滴定。完成上述操作,下列仪器中不需要用到的有
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【解析】称量需要用到托盘天平、药匙和烧杯,溶解需要玻璃棒;配制待测液需用到烧杯、玻璃棒、容量
瓶和胶头滴管;滴定需用到碱式滴定管(量取待测氢氧化钠溶液)、酸式滴定管和锥形瓶。以上操作未用到
的仪器有试管、分液漏斗和冷凝管,正确选项为C。
【答案】C
【变式训练3】(考查酸碱中和滴定误差分析)(2022·上海虹口·统考模拟预测)用已知浓度盐酸滴定
未知浓度 溶液,甲基橙作指示剂。若测定结果偏低,可能原因是
A.滴定管用蒸馏水洗净后未用盐酸润洗
B.盛装待测液的锥形瓶水洗后未烘干
C.滴定过程中振荡锥形瓶时不慎有少量液体溅出
D.滴定至锥形瓶中溶液颜色由橙变红,且 内不改变时停止
【解析】A.滴定管用蒸馏水洗净后未用盐酸润洗,标准液被稀释,滴定过程中消耗标准液的体积偏大,
根据c(待测)×V(待测)=c(标准)×V(标准)可知,测定结果偏高,A错误;B.盛装待测液的锥形
瓶水洗后未烘干,不影响测定结果,B错误;C.滴定过程中振荡锥形瓶时有少量液体溅出,导致待测液中
NaOH的量减少,滴定过程中消耗的标准液体积偏小,根据c(待测)×V(待测)=c(标准)×V(标准),
测定结果偏低,C正确;D.甲基橙作指示剂,滴定终点时溶液应该由黄色变为橙色,且30s内不变色,若
溶液由橙变红,导致消耗标准液的体积偏大,根据c(待测)×V(待测)=c(标准)×V(标准),测定
结果偏高,D错误;故答案选C。
【答案】C
【变式训练4】(考查酸碱中和滴定原理的应用——氧化还原滴定和沉淀滴定)(2022·北京海淀·北大
附中校考三模)某同学设计实验方案,利用沉淀滴定法测定“Ag++Fe2+ Fe3++Ag↓”的平衡常数K。一定
温度下,先将0.0100mol·L-1AgSO 溶液与0.0400mol·L-1FeSO 溶液(pH=1)等体积混合,待反应达到平衡
2 4 4
时,过滤,取vmL滤液用cmol·L-1KSCN标准溶液滴定Ag+,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液
1
vmL。
1
已知:Ag++SCN- AgSCN↓(白色) K
1
Fe3++SCN- FeSCN2+(红色) K
2
下列说法正确的是
A.AgSO 溶液和FeSO 溶液(pH=1)可替换为AgNO 溶液和Fe(NO) 溶液(pH=1)
2 4 4 3 3 2B.K>>K,Fe3+是滴定终点的指示剂
1 2
C.若不过滤,直接用浊液做滴定实验测定c(Ag+),则所测K值偏大
D.若改为测定滤液中c(Fe3+),选择合适的滴定方法直接滴定滤液,也能达到目的
【答案】B
【解析】Ag++Fe2+ Fe3++Ag↓为可逆反应,要计算平衡常数,需要知道平衡时各离子的浓度。反应完全时,
过滤,滤液用KSCN溶液滴定,可计算出平衡时的银离子浓度,从而可知平衡时各离子浓度,K值也可计算。
A.由于硝酸根在酸性环境下具有强氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子,会干扰实验,故不可用AgNO 溶
3
液和Fe(NO) 溶液(pH=1) 替换原试剂,A错误;B.用标准KSCN标准溶液滴定Ag+,至出现稳定的浅红色
3 2
时实验达到终点,说明SCN-先与Ag+反应完全后再与Fe3+反应,故K>>K;出现稳定的浅红色时实验达到终
1 2
点,说明Fe3+是滴定终点的指示剂,B正确;C.若不过滤,直接用浊液做滴定实验测定c(Ag+),滴入KSCN
溶液时发生反应Ag++SCN- AgSCN↓,使Ag++Fe2+ Fe3++Ag↓逆向移动,使银离子浓度增大,
,K值偏小,C错误;D.若改为测定滤液中c(Fe3+),Fe2+容易被空气中的氧气氧化为
Fe3+,滴定结果不准确,D错误;故选B。
【变式训练5】(考查中和滴定曲线分析)(2023·湖北·统考一模)常温下,向
溶液中逐滴加入 溶液,所得溶液中 、 、 三种微粒的物质的量分数( )
与溶液pH的关系如图所示。下列分析错误的是
A.曲线1表示 的物质的量分数随溶液pH的变化
B. 时,溶液中:
C. 溶液中:
D.反应 的平衡常数
【解析】向 溶液中逐滴加入 溶液,发生反应分别为
HCO+NaOH=NaHCO+HO、NaHCO+NaOH=NaCO+HO,所得溶液中 物质的量逐渐减少, 物质
2 2 4 2 4 2 2 4 2 2 4 2
的量先逐渐增多,然后逐渐减少, 物质的量逐渐增多,直至最大,则结合图像,曲线1表示
的物质的量分数随溶液pH的变化,曲线2表示 物质的量分数随溶液pH的变化,曲线3表示
物质的量分数随溶液pH的变化。A.根据分析,曲线1表示 的物质的量分数随溶液pH的变化,A正确;B. 时, 物质的量等于 物质的量,结合电荷守恒,溶液中:
,B错误;C. 属于盐,完全电离为Na+和
,溶液显酸性, 少部分电离出氢离子, 溶液中:
,C正确;D.根据反应 ,该反应对应图像
pH=1.2时,此时c( )=c(HCO),则K =c(H+)=10-1.2,pH=4.2时,c( )=c( ),
2 2 4 a1
K =c(H+)=10-4.2,由电离常数可知K= = = ,D正确;故选B。
a2
【答案】B
考点三、电解质溶液里离子浓度的比较
【高考解密】本考点主要考查电解质溶液中离子浓度大小比较,类型主要有1、弱电解质溶液中离子浓度
大小比较,2、结合中和滴定的离子浓度大小比较,3、结合图像的离子浓度大小比较。一般以选择题的形
式出现。解题的关键是明确电解质溶液中三大守恒及弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡。
例3.(2022·上海金山·统考一模)室温下,向100mL 中分别加(通)入不同试剂,
现象见下表:
实验 试剂 现象
1 酚酞 溶液变红,加水稀释,红色变浅
2 少量 用pH试纸测得溶液
3 少量 无明显现象
下列说法错误的是A. 中存在:
B.实验1中随着水的不断加入,溶液中 的值逐渐增大
C.实验2反应后溶液中存在:
D.实验3反应后溶液中存在:
【解析】A. 中根据质子守恒可知, ,A正确; B.
,实验1中随着水的不断加入,溶液中碱性变弱,氢离子浓度增大,故
比值逐渐增大,B正确;C.实验2反应后溶液根据电荷守恒可知,
,溶液 ,溶液显碱性,则 ,故存在:
,C正确;D.通入少量 ,发生反应 ,故 ,D错误;故选D。
【答案】D
【名师点睛】本题考查了弱电解质的电离、离子浓度大小比较,侧重于学生实验分析能力的考查,注意把
握物料守恒、电荷守恒的运用。
【变式训练1】(考查弱电解质溶液中离子浓度大小比较)(2022·广东广州·广州六中校考三模)常温
下,0.1mol·L-1氨水pH=11,0.1mol·L-1醋酸pH=3,下列说法正确的是
A.将0.1mol·L-1氨水稀释10倍,pH<10
B.常温下,CHCOOH的电离平衡常数与NH·HO的相等
3 3 2
C.0.1mol·L-1醋酸溶液中,c(CHCOOH)>c(CHCOO-)>c(H+)>c(OH-)
3 3
D.CHCOONH 溶液因水解呈酸性
3 4
【解析】A.氨水为弱碱,将0.1mol·L-1氨水稀释10倍,电离平衡NH·HO NH +OH-正向移动,c(OH-)大
3 2 ⇌
于原来的 ,pH>10,A错误;B.常温下,0.1mol·L-1氨水pH=11,c(OH-)=10-3mol/L,0.1mol·L-1醋酸
pH=3,c(H+)=10-3mol/L,则CHCOOH的电离平衡常数与NH·HO的相等,B正确;C.常温下,0.1mol·L-1
3 3 2
醋酸pH=3,c(H+)=10-3mol/L,醋酸发生电离,但电离程度小,则c(CHCOOH)>c(H+),溶液中还存在水的微
3
弱电离:HO H++OH-,则c(CHCOOH)>c(H+)>c(CHCOO-)>c(OH-),C错误;D.CHCOOH的电离平衡常数与
2 ⇌ 3 3 3
NH·HO的相等,CHCOONH 溶液中NH 与CHCOO-的水解程度相等,则溶液呈中性,D错误;答案选B。
3 2 3 4 3
【答案】B
【变式训练2】(考查结合中和滴定的离子浓度大小比较)(2022·浙江·模拟预测)室温下,用
NaOH溶液分别滴定体积均为20mL、浓度均为 的HCl和HX溶液,溶液pH随加入NaOH
溶液体积的变化如图所示,下列说法不正确的是
A.HX的电离平衡常数
B.M点存在:
C.将P点和N点的溶液混合,溶液呈酸性
D.向N点的溶液中通入HCl气体至pH=7:【解析】A.M点时HX溶液中加入了10mLNaOH溶液, ,且混合溶液呈碱性,说明HX
的电离常数 小于 的水解常数 ,即 ,解得 ,A正确;B.M点
,溶液中存在电荷守恒 ……①,物料守恒
……②,①×2―②得 ,移项得
,且M点: ,所以 ,
B正确;C.P点 ,N点 ,二者混合后HCl和NaX发生反
应得到NaCl和HX,此时溶液中 : ,由A选项可知,溶液呈碱性,C错误;
D.N点溶质为NaX,通入HCl气体至pH=7,由电荷守恒推知 ……①,物料守恒为
……②,所以 ,又由A选项知
, 时 ,即 ,
D正确;故选C。
【答案】C
【变式训练3】(考查结合图像的离子浓度大小比较)(2022·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测)t
℃时,向蒸馏水中不断加入NaA溶液,溶液中c2( )与c( )的变化关系如图所示。下列叙述错误的是
A.当溶液中c( )=2× mol/L时,有c( ) > 5× mol/L
B.该温度下, 的水解常数K 的数量级为
h
C.溶液中:c(HA)+c( ) = c( )
D.x点溶液中:c( ) > c( ) > c(HA) > c( )
【解析】A.由图可知,t℃时,没有加入NaA的水中c2( )为1× mol2 · ,蒸馏水中氢离子
浓度等于氢氧根离子浓度,都为1× mol· ,则水的离子积常数K=1× 。由图可知,溶液中
w
浓度为2× mol· 时,溶液中c2( )为3× mol2 · ,溶液中氢氧根离子浓度为 ×mol· ,则溶液中的氢离子浓度为 mol·L-1≈ 5.8×10-8mol·L-1 > 5×10-8mol·L-1,A项
正确;B.NaA溶液中存在 的水解平衡和水的电离平衡,溶液中 浓度越大,溶液中 与HA的浓度
越接近, 的水解常数K ≈ ,由图可知, 浓度较大时K ≈ 1×10-10,数量级
h h
为10-10,B项错误;C.NaA溶液中存在质子守恒关系c(HA)+c( ) = c( ),C项正确;D.由图可知,
x点溶液中 浓度为3× mol· ,溶液中氢氧根离子浓度为2× mol·L-1,由C项分析可知NaA
溶液中c(HA)+c( ) = c( ),溶液中HA的浓度小于氢氧根离子浓度,氢离子浓度为5×
mol·L-1,则溶液中各微粒浓度的大小顺序为c( ) > c( ) > c(HA) > c( ),D项正确;答案选
B。
【答案】B
考点四、沉淀的溶解平衡
【高考解密】本考点主要考查高考考查的重点与热点,沉淀溶解平衡主要考点有三个:一是考查溶解平衡
的移动及平衡的建立;二是结合图象,考查溶度积的应用及影响因素;三是沉淀反应在生产、科研、环保
中的应用。难溶电解质的溶解平衡在近几年来一直是考查的重点,预计今后这部分知识可能和元素化合物、
工艺流程、实验等相关知识点组成综合性比较强的题目。解题的关键是理解难溶电解质的溶解平衡及影响
因素、溶度积及其应用。
例4.(2022·浙江·模拟预测)T℃时, 和 的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知 为
浓度的负对数,pN为阴离子浓度的负对数。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅰ是 ,的沉淀溶解平衡曲线
B.加热可使溶液由X点变到Z点
C.Y点对应的可能为 的过饱和溶液
D.T℃时, 的平衡常数
【解析】 的沉淀溶解平衡为 ,即 ,
则 ; 的沉淀溶解平衡为 ,即
,则 ,结合题图中曲线Ⅰ、Ⅱ的斜率可知,曲线I为 的沉淀溶解平衡曲线,曲线Ⅱ为 的沉淀溶解平衡曲线,
,即 ;而
,即 。A.根据分析,A正确;B.曲
线Ⅰ为 的沉淀溶解平衡曲线,若加热, 的沉淀溶解平衡正向移动,溶液中的 和
浓度会同时增大,阴、阳离子浓度的负对数均会减小,B错误;C.Y点在 的沉淀溶解平衡曲线
的下方,该点 为4,即 , 为6,即 ,则
,故Y点对应的为 的过饱和溶液,C正确;D.由反应
可知, ,D正确;故答案
为:B。
【答案】B
【名师点睛】本题考查沉淀溶解平衡的知识,根据图象所提供的信息计算出CdCO、Cd(OH) 的Ksp数值
3 2
是解题关键,注意掌握溶度积常数的含义及应用方法,该题培养了学生的分析能力及化学计算能力。
【变式训练1】(考查沉淀溶解平衡及其影响因素)(2022·重庆·统考二模) 时,用 溶液分
别滴定浓度均为 的 溶液,所得的沉淀溶解平衡图象分别是下图中的N和M。下列叙
述不正确的是
A.a点对 或 都是过饱和溶液
B.向b点的溶液中加入少量 固体,b点可变到c点
C. 时,
D.向 的混合液中滴入 溶液时, 先沉淀
【解析】A.a点银离子的浓度大于平衡浓度,故对 或 都是过饱和溶液,A正确;B.向b点的
溶液中加入少量 固体,Y2-浓度变大,Ag+浓度变小,b点不会变到c点,B错误;C.曲线上任意一点
K 都相等,任取两点带入AgCl和AgY的溶度积常数的公式可知,N为 的沉淀溶解平衡图象, 时,
sp 2
Y2-浓度为10-2.46mol/L时,Ag+浓度为10-4mol/L, ,C正确;D.由图
可知, 时, 的沉淀溶解平衡中银离子浓度更小,故混合液中滴入 溶液时,先沉淀,D正确;故选B。
【答案】B
【变式训练2】(考查沉淀的生成、溶解与转化)(2022·云南曲靖·校考二模)在T°C时,AgCrO(橘
2 4
红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知该温度下AgCl的K =1.8x10-10。下列说法正确的是
sp
A.T°C时,AgCrO 的K 为1.0x10-8
2 4 sp
B.T°C时,Y点和Z点时AgCrO 的K 不相等
2 4 sp
C.向AgCrO 饱和溶液中加入KCrO,可使溶液由Y点最终变为X点
2 4 2 4
D.T°C时,将0.01mol·L-1AgNO,溶液滴入20mI0.01mol·L-1KCl和0.01mol·L-1KCrO 的混合溶液中,
3 2 4
Cl-先沉淀
【解析】A.AgCrO 的溶度积K=c2(Ag+)×c(CrO )=(1×10-3)2×1×10-5=1×10-11,故A错误;B.溶度
2 4 sp
积只受温度的影响,因此Y点和Z点的溶度积相同,故B错误;C.c2(Ag+)×c(CrO )=K,向AgCrO 饱和
sp 2 4
溶液中加入KCrO,溶液中c(Ag+)减小、c(CrO )增大,仍然在曲线上,不可能由Y点移动到X点,故C
2 4
错误;D.KCl溶液中出现沉淀时,需要的c(Ag+)= =1.8×10-8mol·L-1,KCrO 中出
2 4
现沉淀,需要消耗c(Ag+)= mol/L,因此先析出氯化银沉淀,故
D正确;答案为D。
【答案】D
【变式训练3】(考查溶度积概念理解及其定量计算)(2022·吉林长春·长春十一高校考模拟预测)已
知298K时,K(NiS)=1.0×10-21,K(FeS)=6.0×10-18,其沉淀溶解平衡曲线如图所示(图中R表示Ni或
sp sp
Fe),下列说法正确的是
(已知: ≈2.4, ≈3.2)A.曲线I代表NiS
B.FeS+Ni2+ NiS+Fe2+的平衡常数K=60000
⇌
C.与P点相对应的FeS的分散系是均一稳定的
D.M点对应的溶液中,c(S2-)≈3.2×10-11 mol•L-1
【解析】已知298 K时,K(NiS)=1.0×10-21,K(FeS)= 6.0×10-18,可知NiS较难溶于水,其溶度积常数
sp sp
更小,则图中I为FeS、II为NiS,曲线上的点为平衡点。A.由于298 K时,K(NiS)=1.0×10-21,
sp
K(FeS)= 6.0×10-18,可知NiS较难溶于水,其溶度积常数更小,则图中I表示为FeS、II表示为NiS,A
sp
错误;B.FeS+Ni2+ NiS+Fe2+的平衡常数K= ,B
⇌
错误;
C.曲线I表示FeS的沉淀溶解平衡曲线,P点在平衡线以上,为物质的不饱和溶液,因此是均一稳定的,
C正确;D.M点对应的溶液为FeS饱和溶液,c(S2-)= ≈2.4×10-9 mol•L-1,D
错误;故合理选项是C。
【答案】C