2021新高考化学二轮总复习学案：热点专攻（八）　水溶液中离子平衡的图像分析 WORD版含解析.docx

1、热点专攻(八)水溶液中离子平衡的图像分析常以酸碱中和反应和电离平衡、沉淀溶解平衡建立过程中离子浓度变化曲线、pH变化曲线等为设计背景。主要命题点有电解质电离方程式的书写、水电离程度的比较、离子浓度的等量关系、离子浓度大小的比较、电离常数的计算、pH的计算及溶度积的计算等,侧重考查考生分析问题的能力。一、一强一弱溶液稀释的图像1.相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释到相同的体积,醋酸的pH大加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多2.相同体积、相同pH的盐酸、醋酸加水稀释到相同的体积,盐酸的pH大加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多3.pH与稀释后溶液体积变化的线性关系(Va、Vb为稀释前的体积,

2、V为稀释后的体积)续表(1)HY为强酸、HX为弱酸(2)a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-)(3)水的电离程度:dca=b(1)MOH为强碱、ROH为弱碱(2)c(ROH)c(MOH)(3)水的电离程度:ab二、KW和Ksp图像1.曲线型不同温度下水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化曲线常温下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线Ksp=910-6(1)A、C、B三点均为中性,温度依次升高,KW依次增大(2)D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,KW=110-14(3)AB直线的左上方均为碱性溶液,任意一点都有c(H+)Ksp,将会有沉淀生成(3)d点在曲线的下方,QcCaCO3MnCO3。X

3、点对CaSO4要析出沉淀,对CaCO3是不饱和溶液,能继续溶解CaCO3。Y点:c(SO42-)c(Ca2+),二者的浓度积等于10-5;Z点:c(CO32-)7,强酸与弱碱反应终点是pH102.(2020湖南长郡中学适应性考试)配离子的稳定性可用K不稳衡量,例如Ag(NH3)2+的K不稳=c(Ag+)c2(NH3)cAg(NH3)2+。在一定温度下,向0.1 molL-1硝酸银溶液中滴入稀氨水,发生反应Ag+2NH3Ag(NH3)2+。溶液中pNH3与(X)的关系如图。其中pNH3=-lgc(NH3)、(X)=n(X)c(Ag+)+cAg(NH3)2+X代表Ag+或Ag(NH3)2+。下列说

4、法不正确的是()Ag+和Ag(NH3)2+的分布系数图A.图中2代表的是Ag(NH3)2+B.向溶液中滴入稀硝酸,(Ag+)减小C.该溶液中c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)D.该温度时,K不稳Ag(NH3)2+=10-7.33.(双选)(2020山东德州一模)常温下,向V mL 0.1 molL-1 HA溶液中滴入0.1 molL-1 NaOH溶液,溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数-lgc水(H+)与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是()A.常温下,Ka(HA)约为10-5B.P点溶液对应的pH=7C.M点溶液中存在:c(Na+)=c(A-)+c(HA)D.N点

5、溶液中存在:c(Na+)c(A-)c(OH-)c(H+)4.(双选)(2020山东济宁三模)常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 molL-1的KCl、K2C2O4溶液,所得沉淀的溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O42-的水解)。已知Ksp(AgCl)的数量级为10-10。下列叙述不正确的是()A.Ksp(Ag2C2O4)的数量级为10-11B.n点表示Ag2C2O4的过饱和溶液C.向c(Cl-)=c(C2O42-)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成AgCl沉淀D.Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+C2O42-(aq)的平衡常数为10-0.715.(202

6、0辽宁部分重点中学协作体模拟)用0.1 molL-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 molL-1 H2SO3溶液,所得滴定曲线如图所示(忽略混合时溶液体积的变化,已知加入30 mL NaOH溶液后混合溶液呈碱性)。下列叙述不正确的是()A.Ka2(H2SO3)的数量级为10-8B.向X点溶液中加入少量澄清石灰水溶液,c(SO32-)c(HSO3-)的值增大C.若将NaHSO3与Na2SO3按物质的量之比11混合对应的点应在Y、Z之间D.图中溶液中水的电离程度:WXYc(HAsO42-)c(OH-)c(H2AsO4-)c(AsO43-)C.向H3AsO4溶液滴加NaOH溶液至中性时c(Na

7、+)=2c(HAsO42-)+3c(AsO43-)D.AsO43-第一步水解的平衡常数的数量级为10-37.(双选)(2020山东济南二模)室温时,向100 mL 0.1 molL-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 molL-1 NaOH溶液,溶液pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。下列说法正确的是()A.图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是d点B.a点处存在c(NH4+)+c(NH3H2O)=0.1 molL-1C.b点处存在c(Na+)c(SO42-)c(NH4+)c(OH-)=c(H+)D.由b到c发生反应的离子方程式为NH4+OH-NH3H2O8.(双选)(2020江苏苏

8、锡常镇四市教学情况调查)25 时,将SO2通入NaOH溶液得到一组c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)=0.100 molL-1的混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度与pH的关系曲线如下图所示。下列叙述正确的是()A.H2SO3的Ka2=10-7.2B.pH=1.9的溶液中:c(Na+)c(H2SO3)=c(HSO3-)c(SO32-)C.c(Na+)=0.100 molL-1的溶液中:c(H+)+c(SO32-)=c(OH-)+c(H2SO3)D.c(HSO3-)=0.050 molL-1的溶液中:c(H+)+c(Na+)10,故D正确。2.B解析向0.1molL-1硝酸银

9、溶液中滴入稀氨水,随着氨水的加入,n(Ag+)逐渐减少,nAg(NH3)2+逐渐增大,即(Ag+)减少,Ag(NH3)2+增大,结合图像变化趋势,(Ag+)随着pNH3的增大而增大,所以1代表的是(Ag+),2代表的是Ag(NH3)2+,A项正确;NH3与H+反应生成NH4+,使反应Ag+2NH3Ag(NH3)2+逆向移动,c(Ag+)增大,则向溶液中滴入稀硝酸,(Ag+)增大,B项错误;溶液中电荷守恒关系为c(Ag+)+cAg(NH3)2+c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(NO3-),物料守恒关系为:c(Ag+)+cAg(NH3)2+=c(NO3-),整理两式可得c(NH4+)+

10、c(H+)=c(OH-),C项正确;a点时,c(Ag+)=cAg(NH3)2+,pNH3=3.65,则c(NH3)=10-3.65molL-1,K不稳Ag(NH3)2+=c2(NH3)=(10-3.65)2=10-7.3,D项正确。3.BC解析由示意图可知,0.1molL-1HA溶液中水电离出的氢离子浓度为10-11molL-1,溶液中氢离子浓度为10-3molL-1,则Ka(HA)=c(H+)c(A-)c(HA)110-3110-30.1=10-5,故A正确;P点为NaA和NaOH的混合溶液,溶液呈碱性,溶液的pH7,故B错误;M点为HA和NaA的混合溶液,溶液呈中性,溶液中c(OH-)=c

11、(H+),由电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)可知,溶液中c(Na+)=c(A-),故C错误;N点水电离出的氢离子浓度的负对数最小,水电离出的氢离子浓度最大,说明HA溶液与NaOH溶液恰好完全反应生成NaA,A-在溶液中水解使溶液呈碱性,溶液中存在:c(Na+)c(A-)c(OH-)c(H+),故D正确。4.BD解析若曲线X为AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=10-410-5.75=10-9.75=100.2510-10,则数量级为10-10,若曲线Y为AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-

12、)=10-410-2.46=10-6.46=100.5410-7,则数量级为10-7,由题意可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10,则曲线X为AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则曲线Y为Ag2C2O4的沉淀溶解平衡曲线,Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)c(C2O42-)=(10-4)2(10-2.46)=10-10.46。由以上分析知,曲线Y为Ag2C2O4的沉淀溶解平衡曲线,Ksp(Ag2C2O4)=100.5410-11,则Ksp(Ag2C2O4)的数量级为10-11,故A正确;曲线Y为Ag2C2O4的沉淀溶解平衡曲线,n点的离子积Qc(Ag2C2O4)Ksp(Ag2C2O4),故n

13、点为Ag2C2O4的不饱和溶液,故B错误;根据图像可知,当阴离子浓度相同时,生成AgCl沉淀所需的c(Ag+)小于生成Ag2C2O4沉淀所需的c(Ag+),故向c(Cl-)=c(C2O42-)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先析出氯化银沉淀,故C正确;Ag2C2O4+2Cl-2AgCl+C2O42-的平衡常数K=c(C2O42-)c2(Cl-),此时溶液中的c(Ag+)相同,故有K=c(C2O42-)c2(Cl-)=Ksp(Ag2C2O4)Ksp2(AgCl)=10-2.46(10-5.75)2=109.04,故D错误。5.C解析Ka2(H2SO3)=c(SO32-)c(H+)c(HSO3-)

14、,据图像可知,当c(SO32-)=c(HSO3-)时溶液pH=7.19,即c(H+)=10-7.19molL-1,则Ka2(H2SO3)=10-7.19,即Ka2(H2SO3)的数量级为10-8,故A正确;c(SO32-)c(HSO3-)=Ka2(H2SO3)c(H+),温度不变时平衡常数不变,加入少量澄清石灰水溶液碱性增强,c(H+)减小,所以该比值增大,故B正确;当滴入30mLNaOH溶液时,溶液中的溶质恰好为等物质的量的亚硫酸氢钠和亚硫酸钠,此时溶液显碱性,所以SO32-的水解程度大于HSO3-的电离程度,所以c(SO32-)c(HSO3-),根据滴定过程发生的反应可知,随着NaOH溶液

15、加入的量增多,c(SO32-)变大,c(HSO3-)减少,Y点时c(SO32-)=c(HSO3-),则当c(SO32-)c(HSO3-)时,对应Y点之前的某个点,故C错误;酸或碱的电离抑制水的电离,盐类的水解促进水的电离,所以当溶液中的溶质只有Na2SO3时水的电离程度达到最大,在未完全反应之前,随着NaOH的滴入水的电离程度逐渐增大,所以水的电离程度WXYc(AsO43-),同时水也电离出氢氧根离子,故溶液中离子浓度关系为c(Na+)c(HAsO42-)c(OH-)c(H2AsO4-)c(AsO43-),B正确;向H3AsO4溶液滴加NaOH溶液至中性时,溶液c(H+)=c(OH-),此时溶

16、液中不存在AsO43-,结合电荷守恒可得c(Na+)=2c(HAsO42-)+c(H2AsO4-),C错误;当pH=11.5时,c(HAsO42-)=c(AsO43-),求得Ka3=c(H+)c(AsO43-)c(HAsO42-)=10-11.5,则AsO43-第一步水解的平衡常数Kb1=KWKa3=10-1410-11.5=10-2.5,其数量级为10-3,D正确。7.CD解析根据反应量的关系可知,a点恰好消耗完H+,溶质为(NH4)2SO4与Na2SO4;b、c、d三点溶液均含有NH3H2O;(NH4)2SO4可以促进水的电离,而NH3H2O抑制水的电离,b点溶液呈中性,所以a点水的电离程

17、度最大,A错误;等体积混合后浓度变为原来的一半,a点溶质为(NH4)2SO4与Na2SO4,根据物料守恒可知,c(NH4+)+c(NH3H2O)=c(SO42-)=0.05molL-1,B错误;b点溶液显中性,溶质为(NH4)2SO4、Na2SO4和NH3H2O,NH4+会水解,离子浓度大小关系为:c(Na+)c(SO42-)c(NH4+)c(OH-)=c(H+),C正确;b点溶液为中性溶液,溶质为(NH4)2SO4、Na2SO4和NH3H2O,再加入NaOH溶液,发生的离子反应为NH4+OH-NH3H2O,D正确。8.AD解析当pH=7.2时,c(H+)=10-7.2molL-1,此时c(S

18、O32-)=c(HSO3-),H2SO3的二级电离方程式为HSO3-H+SO32-,则H2SO3的Ka2=c(SO32-)c(H+)c(HSO3-)=10-7.2,故A正确;根据图像可知,pH=1.9时,溶液中不含SO32-,故B错误;溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),c(Na+)=0.100molL-1时,c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)=c(Na+),代入电荷守恒式中可得c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(SO32-),故C错误;根据c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)=0.100molL-1,溶液中的c(HSO3-)=0.050molL-1,则c(H2SO3)+c(SO32-)=0.05molL-1,根据溶液中的电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)=20.05molL-1-c(H2SO3)+0.05molL-1+c(OH-)=0.150molL-1+c(OH-)-2c(H2SO3),则c(H+)+c(Na+)0.150molL-1+c(OH-),故D正确。