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专题07 水溶液中的离子反应与平衡
考点概览
题型一 水溶液中的离子反应与平衡(传统题型)
题型二 分布分数图像
题型三 对数图像
题型四 滴定曲线
水溶液中的离子反应与平衡(传统题型)
1.(2025•四川泸县五中•二模)
时,重水
的离子积为
,也可用与
一样的定义
来规定其酸碱度:
,下列叙述正确的是(均为
条件下)
A. 重水和水两种液体,
的电离度大于
B.
时
中
浓度比
中
离子浓度小,故显碱性
C.
重水溶液,其
D. 向
重水溶液中,加入
重水溶液,反应后溶液的
【答案】D
【详解】A.
时,重水
的离子积为
,
的离子积为
,
的电离
度小于
,A 错误;
B.
的电离为:
,
,溶液显中性,B 错误;
题型一
C.
,
,
,
,C 错误;
D.
和
混合,
过量,剩余的
,
,D 正确;
故选D。
2.(2025•四川攀枝花第三高级中学•二模)常温下,向20mL 0.1mol/L H2S 溶液中缓慢加入少量易溶于水
的MSO4粉末(已知MSO4难溶,忽略溶液体积变化),溶液中c(H+)与c(M2+)变化关系如图所示。已知:
Ka1(H2S)=1.0×10-9,Ka2(H2S)=1.0×10-13。下列说法错误的是
A. a 点溶液的pH 约为5
B. 从a 点到c 点,c(HS⁻)逐渐减小
C. b 点溶液中,c(S2-):c(H2S)=1:1020
D. c 点溶液中,c(S2-)+c(HS⁻)+c(H2S)=0.1mol/L
【答案】D
【分析】随着MSO4粉末的加入, MSO4与H2S 发生反应MSO4+H2S=MS↓+H2SO4,据此进行分析。
【详解】A.a 点溶液为0.1mol/L H2S 溶液,H2S 以第一步电离为主,结合题目Ka1(H2S)=1.0×10-9进行计
算,设0.1mol/L 的H2S 溶液中氢离子浓度为x ,所以c(HS-)≈c(H+)=x, c(H2S)=1-x,
,解得x≈1.0×10-5 mol/L,所以pH 约为5,A 正确;
B.随着MSO4粉末的加入发生反应MSO4+H2S=MS↓+H2SO4,随着反应进行,氢离子浓度逐渐增大,
会抑制H2S 的电离,c(HS⁻)逐渐减小,B 正确;
C.b 点溶液中,氢离子浓度为0.1mol/L,进行计算
,C 正确;
D.由物料守恒可知,c 点除了溶液中含硫元素外,沉淀MS 中也含硫元素,c(S2-)+c(HS⁻)
+c(H2S)<0.1mol/L,D 错误;
故选D。
分布分数图像
1.(2025•四川成都•二模)一定温度下,初始浓度为
的
溶液中存在如下平衡:
体系中四种含铬物种的浓度随pH 变化如图所示。
下列说法错误的是
A. 物种Y 对应
B.
时,
题型二
C
D. 存在
【答案】C
【分析】由图可知,随着pH 的增大,物种X 和Y 均呈现先增大后减小的趋势,在pH=12 及以上时,
溶液中几乎只含有
,纵坐标的浓度约为0.195mol/L,在pH=4 左右时,溶液中几乎只有物种X 和
物种Y,物种X 浓度约为0.075 mol/L,物种Y 浓度约为0.045 mol/L,根据Cr 元素守恒,物种X 与物
种Y 中Cr 元素之和为0.0195 mol/L,,因此物种X 为
,物种Y 为
;平衡常数Ka1=
,A 点处,c(H2CrO4)=c(
),Ka1=c(H+)=10-0.74,Ka2=
,B 点处,
c(
)=c(
),Ka2=c(H+)=10-6.5。
【详解】A.根据分析,物种Y 为
,A 正确;
B .Ka1∙Ka2=
∙
=
=10-7.24 ,pH=4.00 时,c(H+)=10-
4mol/L,
=100.76>1,因此c(
)>c(H2CrO4),B 正确;
C.由物料守恒得c(H2CrO4)+c(
)+c(
)+2c(
)=c0 mol/L,C 错误;
D.2
+2H+
+H2O 的平衡常数K=
,根据K3=
、Ka2=
可知,K=
=
=3.1×1014,D 正确;
2.(2025•四川达州•二模)常温下,
二元酸
溶液中溶质微粒分布系数
[如
]与
关系如图所示。下列说法正确的是
A.
表示
,
表示
B.
C.
溶液中存在:
D. 等物质的量浓度的
和
溶液等体积混合,离子浓度大小关系为:
【答案】C
【分析】结合图像,
分布系数
只有两条曲线,说明
第一步完全电离,而随着溶液pH 增大,
a 逐渐减小,b 逐渐增大,则a 表示c(HA-),b 表示c(A2-),据此解答。
【详解】A.结合分析,a 表示c(HA-),b 表示c(A2-),A 错误;
B.根据坐标点(1.8,0.5),此时c(HA-)=c(A2-),
,B 错
误;
C.
溶液中存在物料守恒:
,C 正确;
D.等物质的量浓度的
和
溶液等体积混合,根据
,
则A2-水解常数
,HA-电离大于水解,离子浓度大小关系为:
,D 错误;
故选C。
3.(2025•四川南充•二模)乙二胺[
]化学性质与氨类似,对淋巴瘤等有抑制作用。25℃
时,乙二胺水溶液中各含氮微粒有:
,
、
,
它们的分布系数
(某含氮微粒的浓度占各含氮微粒浓度之和的分数)1.0m 随溶液pH 的变化曲线如图所
示。
为乙二胺的第一步电离平衡常数,下列说法错误的是
A. 曲线Ⅲ代表的微粒为
B.
的数量级为
C. m、n、p 三点对应的水溶液中,p 点水的电离程度最小
D. 在
溶液中:
【答案】D
【分析】溶液的pH 值越小,溶液酸性越强,越促进H2N(CH2)2NH2电离,则溶液中
c[(H3NCH₂CH2NH3)2+]越大,溶液的pH 值越大,溶液中c[H2N(CH2)2NH2]越大,根据图知,曲线I、II、
III 代表微粒分别为(H3NCH₂CH2NH3)2+、(H2NCH₂CH2NH3)+、H2N(CH2)2NH2;n 点为
(H3NCH₂CH2NH3)2+和(H2NCH₂CH2NH3)+浓度相等的点,n 点pH=8.5,c(OH-)=10-5.5mol/L,Kb2=
=
,曲线I 和III 的交叉点p 点代表
(H3NCH₂CH2NH3)2+和H2N(CH2)2NH2浓度相等,p 点的pH 为10.5,c(OH-)=10-3.5mol/L,Kb1Kb2=
×
=
=
,Kb1=
【详解】A.根据分析可知,曲线Ⅲ代表的微粒为
,A 正确;
B.根据分析可知,Kb1=10-1.5,Kb1的数量级为10-2,B 正确;
C.m、n、p 三点对应的水溶液中,p 点pH 值最大,碱性最强,水的电离程度最小,C 正确;
D.(H2NCH₂CH2NH3)+离子的Kb2=
,水解常数为Kh=
10-12.5,电离大于水解,则
(H3NCH₂CH2NH3)2+浓度大于H2N(CH2)2NH2浓度,D 错误;
答案选D。
4.(2025•四川宜宾•二模)常温下,碳酸溶液中含碳物种的分布系数
随溶液
的变化关系如下图:
[比如:
],已知:
(
不水解,不与
反应)。
下列说法正确的是
A.
时,
B.
时,
C.
时,
D. 用
调节
浑浊液使其
时,
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,当pH=6.34 时,
,
=c(H+)=10-6.34,当pH=10.34 时,
,
=10-10.34,
时,c(H+)=10-7.34mol/L,
,A 错误;
B.
时,溶液中存在电荷守恒:
,B 错误;
C.
时,溶液中
=
mol/L,此时溶液呈碱性,
,由图可知,
时,溶液中
较大,则
,C 错误;
D.用
调节
浑浊液使其
时,c(H+)=10-10.34mol/L,由图可知,此时
,说明
溶解产生的
约有一半发生水解生成
,此时
c(
)=c(
),溶液中
,则
,D 正确;
故选D。
对数图像
1.(2025•成都石室中学•二模)常温下,分别向HX、HY、
溶液中滴加NaOH 溶液,
pC[pC=-1gC,C 代表
、
、
]与pH 的关系如图所示,已知
。下列说法错误的是
题型三
A.
表示
与pH 的关系
B.
C.
与
交叉点坐标:x=5.47,y=-0.77
D.
与HY 不能发生反应
【答案】D
【解析】
【分析】
,取负对数可得,
,同理,
,又
,故
表示
与pH 的关系;
表示
与
pH
的
关
系
,
根
据
,
取
负
对
数
,则
表示
与pH 的关系。据此分
析;
【详解】A.由上述分析可知,
表示
与pH 的关系,A 正确;
B.由C 点数据可知,
,B 正确;
C
.
根
据
A
点
坐
标
,
=
,
,
由
表
达
式
和
联立可得x≈5.47,y≈-0.77,,C 正确;
D
.
的
平
衡
常
数
为
代入数据计算结果较大,故
与HY 能发生反应,D 错误;
故选D。
2.(2025•四川乐山第一中学•二模)某温度下,保持溶液中
mol·L-1,通过调节pH 使
、
形成氟化物而分离,体系中pH 与pX[X 表示
、
、
]的关系如图所示。已
知:
;
。下列叙述错误的是
A. ①为pH 与
的关系
B.
C. ①与②线的交点的pH 为2.3
D.
时,
【答案】D
【解析】
【分析】根据
可知,pH 增大,H+的浓度减小,F-的浓度增大,−lgc(F-)减小,则①为
pH 与pc(F-)的关系,根据pc(F-)=1 时,pH=3.2,则
,根据③
给的点可知,Ksp=10-5.4×(10-1)2=10-7.4,根据②给的点可得,此时
,则c(F-)=1mol/L,则Ksp=10-5.7×12=10-5.7,根据
Ksp(BaF2)>Ksp(PbF2),所以Ksp(BaF2)=10-5.7,Ksp(PbF2)=10-7.4,③为pc(Pb2+)与pH 的关系,②为pc(Ba2+)与
pH 的关系,据此回答。
【详解】A.根据分析可知,①为pH 与pc(F-)的关系,A 正确;
B.根据分析可知,Ksp(BaF2)=10-5.7,B 正确;
C.①与②线的交点为c(F-)=c(Ba2+)=
,
,c(H+)=10-2.3mol/L,则pH 为2.3,C 正确;
D.当pH=2 时,
,则c(F-)=10-2.2mol/L<c(H+),溶液中
c(Ba2+)=
mol/L=10-1.3mol/L>c(H+),则c(Ba2+)>c(H+)>c(F−)>c(OH−),D 错误;
故答案为:D。
3.(2025•四川泸县五中•二模)常温下,分别在Mn(NO3)2、Zn(NO3)2、HNO2溶液中滴加NaOH 溶液,溶
液pX[pX=-lgc(X) ,X 代表Mn2+ 、Zn2+ 、OH- 、
] 与pH 关系如图所示。已知:
。下列叙述错误的是
A. 图中L2代表
,L3代表Zn2+
B. 同时产生两种沉淀时,
C.
的平衡常数
D. 室温下,
的数量级为
【答案】C
【解析】
【分析】分别在Mn(NO3)2、Zn(NO3)2、HNO2 溶液中滴加NaOH 溶液,溶液中c(Mn2+)、c(Zn2+)、
c(HNO2)逐渐减小,c(OH-)逐渐增大,HNO2 溶液中c(
)逐渐增大、且起始时pH<pOH,即随着
NaOH 溶液的滴加,pMn 和pZn 逐渐增大,pOH 和p
逐渐减小,Ksp[Mn(OH)2] >
Ksp[Zn(OH)2],则图中L1、L2、L3、L4分别代表OH-、
、Zn2+、Mn2+,结合图中a 点数值计算
K(HNO2)=
×c(H+)=10-2×10-1.30=10-3.3,结合c 点数值计算Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)•c2(OH-)=(10-
7)2×101.30=10-12.7,同理Ksp[Zn(OH)2]=(10-5)2×10-6.15=10-16.15,据此分析解答。
【详解】A.由上述分析可知,图中L1、L2、L3、L4分别代表OH-、
、Zn2+、Mn2+,A 正确;
B.由上述分析可知,Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)•c2(OH-)=10-12.7,Ksp[Zn(OH)2]=10-16.15,则同时产生两种沉淀
时,
=
=
=103.45,B 正确;
C .由上述分析可知,Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)•c2(OH-)=10-12.7 ,K(HNO2)=
×c(H+)=10-2×10-
1.30=10-3.3
,
反
应
Mn(OH)2+2HNO2⇌Mn(NO2)2+2H2O
的
平
衡
常
数
K=
=
=Ksp[Mn(OH)2]×
=
Ksp[Mn(OH)2]×
=
=108.7,C 错误;
D.由分析可知,室温下Ksp[Mn(OH)2]=10-12.7,数量级为10-13,D 正确;
故答案为:C。
4.(2025•四川绵阳•二模)用
处理含
废水,并始终保持
,通过调节
pH 使
形成硫化物沉淀而分离,体系中
(即
)关系如图所示,
为
和
的浓度,单位为
。已知
,下列说法正确的是
A. 曲线a 表示
对应的变化关系
B. 溶度积常数
,
C.
的电离常数
,
D. 溶液的
时,
【答案】C
【解析】
【分析】
保持
不变,温度不变,
不变,由
可知,随pH 增大,
减小,
增大,即
减小,同理可知随pH 增大,
减
小;由
可知,酸性条件下
,即
,曲线a、
b 分别代表
、
与pH 的变化关系。分别将曲线c、d 与曲线b 交点的数值代入
的表达式(
与
的溶度积表达式类型相同),可得溶度积分别为
与
,已知
,则曲线c、d 分别代表
、
与pH 的变化关系。
【详解】A.据分析,曲线a 表示
对应的变化关系,故A 错误;
B.由分析知,
,
,故B 错误;
C.将点
代入
中,得
,该点
,利用
算得该点的
,
,
,故C 正确;
D.据分析,曲线a、b 分别代表
、
与pH 的变化关系,曲线c、d 分别代表
、
与pH 的变化关系,当
时,横坐标值a<b<c<d,故
,故D 错误;
故答案为C。
5.(2025•四川德阳•二模)常温下,在柠檬酸
和
的混合液中滴加
溶液,混合液
中
[
,
代表
]与
的关系如图所示。下列
说法正确的是
A.
代表
与
的关系
B.
点溶液中有
沉淀
C. d 点的坐标为(4.5,2)
D.
溶液呈酸性
【答案】D
【解析】
【分析】
的溶液中滴加KOH 溶液生成Cd(OH)2沉淀,pH 越大,
越小,其对应的
越大,则L4 可反映
与pH 的关系;柠檬酸为三元弱酸,与碱反应逐渐转为
H2R- 、HR2- 、R3- ,其三步电离平衡常数:
,
,
,由于
,则
,则L1、L2、
L3分别反映
与pH 的关系。
【详解】A.结合分析知,L1代表
与pH 的关系,A 错误;
B.图中L4上的点达到了沉淀溶解平衡,对比L4上与c 点同pH 的点可知,c 点的
较小,则c
点溶液中c(Cd2+)与c2(OH−)的乘积小于Ksp[Cd(OH)2],c 点溶液中无Cd(OH)2,B 错误;
C.结合b 点坐标可知,
,d 点在L3上,且d 点的
=2,则d 点的
,故d 点坐标:(4.4,2), C 错误;
D.
是酸式盐,能电离使溶液呈酸性,也能水解使溶液呈碱性,则其水溶液的酸碱性取决于
H2R-的电离程度和水解程度的相对大小,由图知H2R-的电离平衡常数
,H2R-的水解平衡常数
,则电离程度大于水解程度,
溶液呈酸性,
D 正确;
故选D。
6.(2025•四川攀枝花第三高级中学•二模)一定温度下,分别向体积均为20mL 等浓度的NaCl 溶液和
溶液中滴加等浓度的
溶液,滴加过程中
和
随加入
溶液体积(V)的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.
与
溶液滴定反应对应曲线②
B. a、b、c 三点溶液中
的大小关系为:b>c>a
C. 该温度下,
的平衡常数
D. 相同实验条件下,若把NaCl 溶液改为等浓度的NaBr,滴定终点由a 点将向d 点方向移动
【答案】B
【解析】
【分析】NaCl 溶液和
溶液与
溶液反应的离子方程式分别为:
、
,在相同浓度的NaCl 和
溶液中加入相同浓度的AgNO3溶液,
Cl-浓度减小的更快,
浓度减小的慢,所以曲线①表示
,曲线②表示
,
由图可知,
(曲线①)所示反应在加入20mL 溶液后恰好沉淀完全,根据a 点计算:
,
(曲线②)所示反应在加入
40mL 溶液后恰好沉淀完全,根据b 点计算:
。
【详解】A.有分析可知,曲线②表示
,故A 正确;
B.由分析知a 点c(Ag+)=10-4.9mol/L,b 点c(Ag+)=2×10-4mol/L,c 点时AgCl 已完全沉淀,即
,a、b、c 三点溶液中c(Ag+)的大小关系为:c>b
>a;故B 错误;
C.该温度下,
的平衡常数
,故C 正确;
D.由于
,若把NaCl 溶液改为等浓度的NaBr,滴定终点由a 点将向d 点方
向移动,故D 正确;
故选B。
7.(2025•四川雅安•二模)常温下,难溶物
与
在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,若定义其
坐标图示:
,
表示
或
。下列说法正确的是
A. M 表示
的沉淀溶解平衡曲线
B. 常温下,
的分散系在c 点时为悬浊液
C.
的平衡常数
D. 向b 点溶液中加入
饱和溶液,析出
固体
【答案】D
【解析】
【分析】横坐标表示阳离子浓度的负对数,纵坐标表示金属阳离子浓度的负对数。
Ksp(Y2X)=c2(Y+)∙c(X2-),Ksp(ZX)=c(Z2+)∙c(X2-),X2-改变相同量时,Y+浓度变化量大于Z2+浓度的变化量,
所以N 表示Y2X 的溶解平衡曲线,M 表示ZX 的溶解平衡曲线。根据a 点数据Ksp(ZX)=10-35.2,根据b
点数据Ksp(Y2X)=10-49.2。
【详解】A.根据以上分析,N 表示
的沉淀溶解平衡曲线,故A 错误;
B.常温下,c 点在M 斜线上方,在金属阳离子浓度不变时,纵坐标越大,表示相应的阴离子浓度越小,
因此c 点Qc=c(Z2+)∙c(X2-)<Ksp(ZX),因此c 点形成的是ZX 的不饱和溶液,故B 错误;
C.
的平衡常数
,故C
错误;
D.b 为ZX 的饱和溶液,向b 点溶液中加入
饱和溶液,X2-浓度增大,由于Ksp 不变,ZX 固体会
析出,故D 正确;
选D。
滴定曲线
1.(2025•四川南充第一中学•二模)已知
,25℃时,
的
,
。
常温下,用
NaOH 溶液滴定20mL
溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不
正确的是
题型四
A. a、b、c、d 四点对应的溶液中水的电离程度a<b<c<d
B. c 点所对应的溶液中各粒子浓度满足
C. 当加入NaOH 溶液的体积为20mL 时,溶液中
D. a 点加入NaOH 溶液的体积
【答案】D
【解析】
【详解】A.向H₂A 溶液中滴加NaOH 溶液,水的电离程度会越来越大,当刚好中和时(d 点),水的电
离程度最大,故A 正确;
B.c 点的pH 值为7.19,结合
可知此时
,且存在电荷守恒
,两者结合可知所对应的溶液中的各粒子浓度满足
,故B 正确;
C.当加入NaOH 溶液的体积为20mL 时,溶液中溶质为NaHA,其中
的电离常数为
,
水解常数
,即电离程度大于水解程度,所以有
,故C
正确;
D.用
NaOH 溶液滴定20 mL
溶液,a 点溶液中溶质为
和NaHA,
,则
,若恰好是10mLNaOH,反应开始得到的溶液中存在
,但由于水解和电离最后溶液呈酸性,平衡时,因此所加NaOH 溶液的体积小于10
mL,故D 错误;
故选D。
2.(2025•四川宜宾第三中学•二模)室温下实验室用
的氢氧化钠溶液滴定20mL0.01mol/L 醋
酸溶液,滴定曲线如图所示[设I= lg
]下列有关叙述正确的是
A. 该条件下,醋酸的电离度(已电离的醋酸分子数与原醋酸分子数的比)约为1%
B.
点处加入的NaOH 溶液体积为20mL
C. x
y
z 的过程中,水的电离程度逐渐增大
D. y
z 的曲线上任意一点,始终存在c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.根据x 点的I=6 可知,lg
=6,故
=106,结合Kw=c(OH-)c(H+)=10-14可计算
出c(H+)=10-4mol/L,电离的醋酸浓度为10-4mol/L,故该条件下,醋酸的电离度约为
,A 正确;
B.y 点处lg
=0,即c(H+)=c(OH-),NaOH 与CH3COOH 恰好反应时溶液为碱性,若溶液呈中性,
V(NaOH 溶液)<20,B 错误;
C.酸或碱抑制水的电离,可水解的盐促进水的电离,x
y
z 的过程中,溶液由CH3COOH 变为
CH3COONa,再到NaOH 过量,水的电离程度先增大后减小,C 错误;
D.c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)为质子守恒,只有两者恰好完全反应时才成立,D 错误;
故选A。