2021届高考化学一轮复习同步优化专练（全国通用）：专题11 水溶液中的离子平衡（含解析）

2021 届高考化学一轮复习同步优化专练（全国通用） 专题 11 水溶液中的离子平衡 一、选择题 1. (2020 四川四市联考)草酸(H 2C2O4)是一种二元弱酸。常温下向 H2C2O4 溶液中滴加 NaOH 溶液，混合溶液中 lg X[X 表示c(HC2O－4 ) c(H2C2O4)或 c(C2O2－4 ) c(HC2O－4 )]随 pH 的变化关系如图所示。下 列说法不正确的是(　　) A．直线Ⅰ中 X 表示的是c(HC2O－4 ) c(H2C2O4) B．直线Ⅰ、Ⅱ的斜率均为 1 C．c(HC2O－4 )>c(C2O2－4 )>c(H2C2O4)对应溶液 pH：1.22c(H2C2O4)，对应 2.705c(Na＋)，则 m 点时加入 NaOH 的物质的量小于原 HA 溶液中 HA 的物质的 量的1 2，则 m 点对应溶液中溶质 HA 的物质的量大于 NaA，C 错误；根据电荷守恒得 c(A－)＋ c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)，故 r 点对应溶液中 c(A－)－c(Na＋)＝c(H＋)－c(OH－)＝10－6－10－ 8＝9.9×10－7(mol/L)，D 错误。 [答案]　B 3．(2020 四川绵阳诊断)常温下，将 AgNO3 溶液分别滴加到浓度均为 0.01 mol·L －1 的 NaBr、Na2SeO3 溶液中，所得的沉淀溶解平衡曲线如图所示(Br－、SeO 2－3 用 Xn－表示，不考 虑 SeO 2－3 的水解)。下列叙述正确的是(　　)A．Ksp(Ag2SeO3)的数量级为 10－10 B．d 点对应的 AgBr 溶液为不饱和溶液 C．所用 AgNO3 溶液的浓度为 10－3 mol·L－1 D．Ag2SeO3(s)＋2Br－(aq)2AgBr(s)＋SeO2－3 (aq)的平衡常数为 109.6，反应趋于完全 [解析]　由题图可知，当 c(Ag ＋)＝10 －5 mol·L －1 时，c(SeO2－3 )＝10 －5 mol·L －1 ，则 Ksp(Ag2SeO3)＝c2(Ag＋)·c(SeO2－3 )＝(10－5)2×10－5＝10－15，A 项错误；由题图可知，d 点对 应的 AgBr 溶液的 Qc ＝10 － 3×10 － 7.3 ＝10 － 10.3 ，K sp(AgBr)＝10 － 5×10 － 7.3 ＝10 － 12.3 ， Qc>Ksp(AgBr)，则 d 点对应的溶液为 AgBr 的过饱和溶液，B 项错误；由题图可知，加入的 AgNO3 溶液的浓度为 10－2 mol·L－1，C 项错误；Ag2SeO3(s)＋2Br－(aq)2AgBr(s)＋SeO2－3 (aq)的平衡常数 K＝c(SeO2－3 ) c2(Br－) ＝ Ksp(Ag2SeO3) Ksp(AgBr) × Ksp(AgBr)＝ 10－15 (10－12.3)2 ＝109.6，一般地说，K>105 时，该反应进行得就基本完全了，故 D 项正确。 [答案]　D 4．(2020 太原模拟测试)室温下，某二元碱[X(OH)2]的水溶液中相关组分的物质的量分 数(δ)随溶液 pH 的变化曲线如图所示，下列说法错误的是(　　) A．Kb2 的数量级为 10－8 B．X(OH)NO3 的水溶液显碱性 C．等物质的量的 X(NO3)2 和 X(OH)NO3 混合溶液中 c(X2＋)>c[X(OH)＋]D．在 X(OH)NO3 水溶液中，c[X(OH)2]＋c(OH－)＝c(X2＋)＋c(H＋) [解析]　A 项，选取图中左侧交点处数据进行计算，此时，pH＝6.2，c[X(OH)＋]＝c(X2 ＋)，所以 Kb2＝c(OH－)·c(X2＋) c[X(OH)＋] ＝c(OH－)＝10－(14－6.2) ＝10－7.8≈1.58×10－8，正确。B 项， X(OH)NO3 的水溶液中 X 的主要存在形式为 X(OH)＋，由图示知 X(OH)＋占主导位置时，pH 在 7 到 8 之间，溶液显碱性，正确。C 项，X2＋的水解程度比 X(OH)＋的电离程度大，所以 c(X2 ＋)c(H＋)＝c(OH－) C．T 点对应的溶液中有 c(Na＋)＝2c(HCOOH)＋2c(HCOO－) D．若 298 K 时，V[HCOOH(aq)]＝20 mL 时对应溶液中－lgc水(H＋)＝5.7，则 Ka(HCOOH) 的数量级为 10－4 [解析]　从图像可看出，加入 20 mL 0.2 mol·L－1 HCOOH 溶液时，水的电离程度最大， 此时 NaOH 与 HCOOH 恰好完全反应，则 c(NaOH)＝0.2 mol·L－1 × 20 mL 20 mL ＝0.2 mol·L－1，A 项错误；M 点对应溶液的溶质是 NaOH 与 HCOONa，溶液呈碱性，溶液中 c(H ＋)B，故 A 正确；由于 c(HA－) c(H2A)·c(OH－)＝ 1 Kh，温度不变，Kh 不变， 则该比值不变，故 B 正确；C 点 pH>7，c(OH－)>c(H＋)，根据电荷守恒 c(OH－)＋c(HA－)＋ 2c(A2－)＝c(H＋)＋c(Na＋)，可知：c(Na＋)>c(HA－)＋2c(A2－)，故 C 正确；D 点加入 20 mL 等浓度的 NaOH 溶液，恰好反应生成 Na2A，根据物料守恒可知：c(Na＋)＝2c(HA－)＋2c(H2A) ＋2c(A2－)，故 D 错误。 [答案]　D 10．(2019·湖南模拟)下列有关电解质溶液的说法不正确的是(　　) A．向 Na2CO3 溶液中通入 NH3， c(Na＋) c(CO2－3 ) 减小 B．将 0.1 mol·L－1 的 K2C2O4 溶液从 25℃升温至 35℃， c(K＋) c(C2O2－4 )增大 C．向 0.1 mol·L－1 的 HF 溶液中滴加 NaOH 溶液至中性，c(Na＋) c(F－) ＝1 D．向 0.1 mol·L－1 的 CH3COONa 溶液中加入少量水， c(CH3COOH) c(CH3COO－)·c(H＋)增大 [解析]　在一定条件下，Na2CO3 溶液中存在水解平衡：CO2－3 ＋H2OHCO－3 ＋OH－， 溶液中通入 NH3，与水结合电离出 OH－，抑制 CO 2－3 水解，所以 c(Na＋) c(CO2－3 )减小，A 项正确； K2C2O4 溶液中 C2O 2－4 水解使溶液显碱性，升高温度，水解程度增加，C2O 2－4 浓度减小，K＋浓度不变，所以 c(K＋) c(C2O2－4 )增大，B 项正确；向 0.1 mol·L －1 的 HF 溶液中滴加 NaOH 溶液至 中性，此时溶液的溶质是 HF 和 NaF 的混合物，存在电荷守恒：c(F－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na ＋)，因 c(H＋)＝c(OH－)，故 Na＋和 F－浓度相等，二者比值是 1，C 项正确；向 CH3COONa 溶液中加入少量水，不会影响醋酸的电离平衡常数，即 c(CH3COOH) c(CH3COO－)·c(H＋)不变，D 项错误。 [答案]　D 11．(2020 南充市适应性考试)常温下，下列条件下的溶液 pH＝7 的是(　　) A．等体积等物质的量浓度的强酸和强碱溶液混合 B．向明矾溶液中滴加 Ba(OH)2 溶液至 SO 2－4 恰好完全沉淀 C．向 KHC2O4 溶液中滴加 KOH 溶液至 c(H＋)＝ KW mol·L－1 D．c(Na＋)＝c(HCO－3 )＋c(CO2－3 )的 NaHCO3 和 Na2CO3 的混合溶液 [解析]　若是等体积等物质的量浓度的二元强酸(如 H 2SO4)与一元强碱(如 NaOH)溶液 混合，反应后 H＋浓度大于 OH－浓度，溶液为酸性，常温下 pH7，B 项错误； 由 c(H＋)＝ KW mol·L－1 推知，c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，常温下 pH＝7，C 项正确； 根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO－3 )＋2c(CO2－3 )，若 c(Na＋)＝c(HCO－3 )＋ c(CO2－3 )，则 c(H＋)＝c(OH－)＋c(CO2－3 )>c(OH－)，溶液为酸性，常温下 pHpH(NaCN)>pH(CH3COONa) B．a mol·L－1 HCN 溶液与 b mol·L－1 NaOH 溶液等体积混合，所得溶液中 c(Na＋)>c(CN －)，则 a 一定小于 b C．向冰醋酸中逐滴加水，则溶液的导电性和 pH 均先增大后减小 D．NaHCO3 和 Na2CO3 的混合溶液中，一定有 2c(Na＋)＝3[c(H2CO3)＋c(HCO－3 )＋c(CO 2－3 )] [解析]　由电离平衡常数可知酸性：CH3COOH>HCN>HCO－3 ，根据越弱越水解可知盐 类 水 解 能 力 ： Na2CO3>NaCN>CH3COONa ， 同 浓 度 时 则 各 溶 液 pH 关 系 ：pH(Na2CO3)>pH(NaCN) >pH(CH3COONa)，A 项正确；a mol·L－1 HCN 溶液与 b mol·L－1 NaOH 溶液等体积混合，所 得溶液中 c(Na＋)>c(CN－)，由电荷守恒得 c(OH－)>c(H＋)，溶液呈碱性，则溶液中溶质可能 是 NaCN 或 NaCN 和极少量 HCN 或 NaCN 和 NaOH，故 a、b 关系不确定，B 项错误；加 水稀释冰醋酸，能促进 CH3COOH 电离，离子浓度先增大，增大到一定程度时再加水，离 子浓度反而减小，即溶液的导电性先增大后减小，溶液的 pH 先减小后增大，C 项错误；只 有 Na2CO3 溶 液 和 NaHCO3 溶 液 等 物 质 的 量 混 合 时 ， 才 存 在 2c(Na ＋ ) ＝ 3[c(H2CO3) ＋ c(HCO－3 )＋c(CO2－3 )]，D 项错误。 [答案]　A 13．(2020 济南质检)常温下，将一定浓度的 HA 和 HB 两种酸溶液分别与 0.1 mol·L －1 NaOH 溶液等体积混合，实验记录如下表： 混合液 pH 加入的酸 酸的浓度/(mol·L－1) ① 8.6 HA 0.10 ② 2.0 HB 0.12 下列说法正确的是(　　) A．HA 为强酸，HB 为弱酸 B．溶液①中存在：c(A－)>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋) C．升高温度，溶液①中 c(H＋)增大，pH 减小 D．溶液②中存在：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(B－) [解析]　溶液①中 HA 与 NaOH 恰好完全反应，得到 NaA 溶液，pH＝8.6，说明 NaA 为 强碱弱酸盐，则 HA 为弱酸，溶液②中 HB 与 NaOH 反应，HB 过量，剩余 HB 的浓度为 0.12－0.1 2 mol·L－1＝0.01 mol·L －1，pH＝2，说明 HB 为强酸，A 项错误；溶液①中的溶质 为 NaA，NaA 为强碱弱酸盐，离子浓度关系：c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)，B 项错误；升 高温度，促进溶液①中 NaA 水解，c(OH－)增大，c(H＋)减小，pH 增大，C 项错误；根据电 荷守恒，溶液②中 c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(B－)，D 项正确。 [答案]　D 14．(2019·合肥调研性检测)下列图示与对应的叙述相符的是(　　)A．图甲表示某吸热反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应的能量变化 B．图乙表示常温下，0.1 mol·L－1 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 0.1 mol·L－1 醋酸溶液的滴 定曲线 C．图丙表示某可逆反应的反应速率随时间的变化关系，t0 时刻改变的条件是使用了催 化剂 D．图丁表示一定质量冰醋酸加水稀释过程中，溶液导电能力变化曲线，且醋酸电离程 度：a1.5 mg·L－1，故不符合排放 标准 16．(2020 沈阳质量监测)H3AsO3 和 H3AsO4 水溶液中含砷的各种微粒的分布分数(平衡 时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与 pH 的关系分别如图所示。 回答下列问题： (1)以酚酞为指示剂(变色范围：pH 8.0～10.0)，将 NaOH 溶液逐滴加入到 H 3AsO3 溶液 中 ， 当 溶 液 由 无 色 变 为 浅 红 色 时 停 止 滴 加 。 该 过 程 中 主 要 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________。 (2)pH ＝ 11 时 ， H3AsO3 水 溶 液 中 三 种 微 粒 浓 度 由 大 到 小 的 顺 序 为 _______________________________________。 (3)H3AsO4 第一步电离方程式为________________。 (4)若 pKa2＝－lgKa2，H3AsO4 第二步电离的电离常数为 Ka2，则 pKa2＝________。 [解析]　(1)以酚酞为指示剂，将 NaOH 溶液逐滴加入到 H3AsO3 溶液中，当溶液由无色变为 浅红色时，溶液 pH 在 8.0～10.0 之间，结合图像可知溶液中 H3AsO3 减少而 H2AsO －3 增加，则该过程中主要反应的离子方程式为 OH－＋H3AsO3===H2AsO－3 ＋H2O。(2)结合图像可知 pH＝11 时，H 3AsO3 水溶液中 c(H2AsO－3 )最大，c(H 3AsO3)最小，各含砷微粒浓度关系为 c(H2AsO－3 )>c(HAsO2－3 )>c(H3AsO3)。(3)结合题图知，H3AsO4 为多元弱酸，存在电离平衡， 其第一步电离方程式为 H3AsO4H2AsO－4 ＋H＋。(4)H3AsO4 第二步电离方程式为 H2AsO－4 HAsO2－4 ＋H＋，其电离常数 Ka2＝c(HAsO2－4 )·c(H＋) c(H2AsO－4 ) ，由图像可知当 pH＝7.0 时，c(H2AsO －4 )＝c(HAsO2－4 )，则 Ka2＝10－7.0，pKa2＝7.0。 [答案]　(1)OH－＋H3AsO3===H2AsO－3 ＋H2O (2)c(H2AsO－3 )>c(HAsO2－3 )>c(H3AsO3) (3)H3AsO4H2AsO－4 ＋H＋　(4)7.0 17. 用 0.100 mol·L－1 AgNO3 溶液滴定 50.00 mL Cl－浓度为 0.0500 mol·L－1 的溶液的滴 定曲线如图所示： (1)根据曲线数据计算可知 Ksp(AgCl)的数量级为________。 (2)相同实验条件下，若 Cl－浓度改为 0.0400 mol·L－1，则反应终点由 c 移到________(填 “a”“b”或“d”)。 (3)已知 Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)，相同实验条件下，若改为 Br－浓度为 0.0500 mol·L－1，则 反应终点由 c 向________(填“a”“b”或“d”)移动。 [解析](1)50.00 mL 含 0.0500 mol·L －1Cl－的溶液与 25.00 mL0.100 mol·L －1 AgNO3 溶液 完全反应后，由题图得知 c(Cl－)为 10－4.75 mol·L－1，因为 Cl－与 Ag＋等量，即 c(Ag＋)也为 10 －4.75 mol·L－1，则 Ksp(AgCl)＝10－9.5＝100.5×10－10，则 Ksp(AgCl)的数量级为 10－10。(2)相同 条件下，若 Cl－浓度改为 0.0400 mol·L－1，则需消耗 20.00 mL 0.100 mol·L－1 的 AgNO3 溶 液，即反应终点由 c 移到 b。(3)相同实验条件下，若改为 Br－浓度为 0.0500 mol·L－1，则消 耗 25.00 mL 0.100 mol·L－1 的 AgNO3 溶液，又因为 Ksp(AgBr)