2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第8講 水溶液中的離子平衡專題追蹤

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1、2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第8講 水溶液中的離子平衡專題追蹤 考向一　弱電解質(zhì)的電離 1．(2018·浙江卷)相同溫度下，關(guān)于鹽酸和醋酸兩種溶液的比較，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．pH相等的兩溶液中：c(CH3COO－)＝c(Cl－) B．分別中和pH相等、體積相等的兩溶液，所需NaOH的物質(zhì)的量相同 C．相同濃度的兩溶液，分別與金屬鎂反應(yīng)，反應(yīng)速率相同 D．相同濃度的兩溶液，分別與NaOH固體反應(yīng)后呈中性的溶液中(忽略溶液體積變化)：c(CH3COO－)＝c(Cl－) [解析]　pH相等的兩溶液中氫離子濃度相等，根據(jù)電荷守恒可知陰離子濃度相等，則c(OH－)＋c(CH3

2、COO－)＝c(Cl－)＋c(OH－)，同溫下，pH相等的兩溶液中c(OH－)也相等，則有c(CH3COO－)＝c(Cl－)，A符合題意；pH相等、體積相等的兩溶液中醋酸的物質(zhì)的量大于HCl的物質(zhì)的量，醋酸消耗NaOH的物質(zhì)的量大于鹽酸，B不符合題意；相同濃度的兩溶液，分別與金屬鎂反應(yīng)，由于HCl全部電離，而CH3COOH部分電離時(shí)，剛開(kāi)始時(shí)，鹽酸中H＋的濃度大，所以剛開(kāi)始時(shí)金屬鎂與鹽酸的反應(yīng)速率更快，C不符合題意；相同濃度的兩溶液，分別與NaOH固體反應(yīng)后呈中性，醋酸消耗NaOH的量小，由電荷守恒結(jié)合物料守恒可知c(CH3COO－)

3、15·全國(guó)卷Ⅰ)濃度均為0.10 mol·L－1、體積均為V0的MOH和ROH溶液，分別加水稀釋至體積V，pH隨lg的變化如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．MOH的堿性強(qiáng)于ROH的堿性 B．ROH的電離程度：b點(diǎn)大于a點(diǎn) C．若兩溶液無(wú)限稀釋，則它們的c(OH－)相等 D．當(dāng)lg＝2時(shí)，若兩溶液同時(shí)升高溫度，則增大 [解析]　A項(xiàng)，0.10 mol·L－1的MOH和ROH，前者pH＝13，后者pH小于13，說(shuō)明前者是強(qiáng)堿，后者是弱堿，正確；B項(xiàng)，ROH是弱堿，加水稀釋，促進(jìn)電離，b點(diǎn)電離程度大于a點(diǎn)，正確；C項(xiàng)，兩堿溶液無(wú)限稀釋，溶液近似呈中性，c(OH－)相等，正確；D項(xiàng)

4、，由MOH是強(qiáng)堿，在溶液中完全電離，所以c(M＋)不變，ROH是弱堿，升高溫度，促進(jìn)電離平衡ROHR＋＋OH－向右進(jìn)行，c(R＋)增大，所以減小，錯(cuò)誤。 [答案]　D 3．(2018·天津卷)CO2是一種廉價(jià)的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉?wèn)題： CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH＝13，CO2主要轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______(寫(xiě)離子符號(hào))；若所得溶液c(HCO)∶c(CO)＝2∶1，溶液pH＝________。(室溫下，H2CO3的K1＝4×10－7；K2＝5×10－11) [解析]　若所得溶液pH＝13，溶液呈強(qiáng)堿性，由于HCO與OH－反應(yīng)生成CO，故此時(shí)CO2主

5、要轉(zhuǎn)化為CO。H2CO3的第二級(jí)電離常數(shù)K2＝＝5×10－11，若所得溶液中c(HCO)∶c(CO)＝2∶1，則有c(H＋)＝1×10－10 mol·L－1，溶液的pH＝10。 [答案]　CO　10 4．(2017·天津卷)已知25 ℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的濃度為2.0 mol·L－1，溶液中的c(OH－)＝_________ mol·L－1。將SO2通入該氨水中，當(dāng)c(OH－)降至1.0×10－7 mol·L－1時(shí)，溶液中的c(SO)/c(HSO)＝_________。 [解析]　由NH3·H

6、2O的電離方程式及其電離平衡常數(shù)Kb＝1.8×10－5可知，Kb＝[c(NH)·c(OH－)]/c(NH3·H2O)＝1.8×10－5，當(dāng)氨水的濃度為2.0 mol·L－1時(shí)，溶液中的c(NH)＝c(OH－)＝6.0×10－3 mol·L－1。由H2SO3的第二步電離方程式HSOSO＋H＋及其電離平衡常數(shù)Ka2＝6.2×10－8可知，Ka2＝[c(SO)·c(H＋)]/c(HSO)＝6.2×10－8，將SO2通入該氨水中，當(dāng)c(OH－)降至1.0×10－7 mol·L－1時(shí)，溶液的c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1，則c(SO)/c(HSO)＝＝0.62。 [答案]　6.0×1

7、0－3　0.62 考向二　鹽類(lèi)水解及其應(yīng)用 5．(2018·天津卷)LiH2PO4是制備電池的重要原料。室溫下，LiH2PO4溶液的pH隨c初始(H2PO)的變化如圖1所示，H3PO4溶液中H2PO的分布分?jǐn)?shù)δ隨pH的變化如圖2所示[δ＝] 下列有關(guān)LiH2PO4溶液的敘述正確的是(　　) A．溶液中存在3個(gè)平衡 B．含P元素的粒子有H2PO、HPO和PO C．隨c初始(H2PO)增大，溶液的pH明顯變小 D．用濃度大于1 mol·L－1的H3PO4溶液溶解Li2CO3，當(dāng)pH達(dá)到4.66時(shí)，H3PO4幾乎全部轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)iH2PO4 [解析]　LiH2PO4溶液中存在H2PO

8、的電離平衡和水解平衡、HPO的電離平衡和水解平衡及水的電離平衡，故共存在5個(gè)平衡，A錯(cuò)誤；H3PO4是三元弱酸，則溶液中含P元素的粒子有H3PO4、H2PO、HPO和PO，B錯(cuò)誤；由圖1可知，隨c初始(H2PO)增大，溶液的pH變小，當(dāng)c初始(H2PO)>0.1 mol·L－1時(shí)，溶液pH變化不明顯，C錯(cuò)誤；由圖2可知，當(dāng)pH達(dá)到4.66時(shí)，H2PO的分布分?jǐn)?shù)為0.994，故H3PO4幾乎全部轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)iH2PO4，D正確。 [答案]　D 6．(2017·海南卷)碳酸鈉是一種重要的化工原料，主要采用氨堿法生產(chǎn)?；卮鹣铝袉?wèn)題： 碳酸鈉俗稱________，可作為堿使用的原因是________

9、________________________________________________________________________________________________________________________________________(用離子方程式表示)。 [解析]　碳酸鈉俗稱純堿或蘇打；碳酸鈉水解使其溶液呈堿性，故可作為堿使用，CO的水解以第一步為主：CO＋H2OOH－＋HCO。 [答案]　純堿(或蘇打)　CO＋H2OOH－＋HCO 考向三　溶液中粒子濃度的比較 7．(2017·全國(guó)卷Ⅱ)改變0.1 mol·L－1二元弱酸H2A溶液的pH

10、，溶液中的H2A、HA－、A2－的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ(X) 隨pH的變化如圖所示[已知δ(X)＝]。 下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．pH＝1.2時(shí)，c(H2A)＝c(HA－) B. lg[K2(H2A)]＝－4.2 C．pH＝2.7時(shí)，c(HA－)>c(H2A)＝c(A2－) D．pH＝4.2時(shí)， c(HA－)＝c(A2－)＝c(H＋) [解析]　A項(xiàng)，根據(jù)圖象，pH＝1.2時(shí)，H2A和HA－物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)圖象相交，則有c(H2A)＝c(HA－)，正確；B項(xiàng)，根據(jù)pH＝4.2點(diǎn)，K2(H2A)＝c(H＋)·c(A2－)/c(HA－)＝c(H＋)＝10－4.2 mol·L－1，正確；C

11、項(xiàng)，根據(jù)圖象，pH＝2.7時(shí)，H2A和A2－物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)圖象相交，則有c(H2A)＝c(A2－)，正確；D項(xiàng)，根據(jù)pH＝4.2時(shí)，c(HA－)＝c(A2－)，且物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為0.48，而c(H＋)＝10－4.2 mol·L－1，可知c(HA－)＝c(A2－)>c(H＋)，錯(cuò)誤。 [答案]　D 8．(2016·江蘇卷)(雙選)H2C2O4為二元弱酸。20 ℃時(shí)，配制一組c(H2C2O4)＋c(HC2O)＋c(C2O)＝0.100 mol·L－1的H2C2O4和NaOH混合溶液，溶液中部分微粒的物質(zhì)的量濃度隨pH的變化曲線如圖所示。下列指定溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系一定正確的是(　　)

12、 A．pH＝2.5的溶液中：c(H2C2O4)＋c(C2O)>c(HC2O) B．c(Na＋)＝0.100 mol·L－1的溶液中：c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(OH－)＋c(C2O) C．c(HC2O)＝c(C2O)的溶液中：c(Na＋)>0.100 mol·L－1＋c(HC2O) D．pH＝7.0的溶液中：c(Na＋)>2c(C2O) [解析]　由圖可知pH＝2.5時(shí)，溶液中主要存在HC2O，即c(HC2O)>c(H2C2O4)＋c(C2O)，A錯(cuò)誤；當(dāng)c(Na＋)＝0.100 mol·L－1時(shí)，結(jié)合題干信息有c(Na＋)＝c(C2O)＋c(HC2O)＋c(H2C2O4)，

13、由電荷守恒有c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋2c(C2O)＋c(HC2O)，聯(lián)立得c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(OH－)＋c(C2O)，B正確；由電荷守恒有c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋2c(C2O)＋c(HC2O)，由圖知c(HC2O)＝c(C2O)＝0.050 mol·L－1，得到c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋0.100 mol·L－1＋c(HC2O)，由圖中pH知溶液呈酸性，則c(H＋)>c(OH－)，故c(Na＋)<0.100 mol·L－1＋c(HC2O)，C錯(cuò)誤；由電荷守恒有c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋2c(C2O)＋c(HC2O)，p

14、H＝7.0，即c(H＋)＝c(OH－)，有c(Na＋)＝2c(C2O)＋c(HC2O)，即c(Na＋)>2c(C2O)，D正確。 [答案]　BD 考向四　Ksp的理解與應(yīng)用 9．(2018·全國(guó)卷Ⅲ)用0.100 mol·L－1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L－1 Cl－ 溶液的滴定曲線如圖所示。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是(　　) A．根據(jù)曲線數(shù)據(jù)計(jì)算可知Ksp(AgCl)的數(shù)量級(jí)為1×10－10 B．曲線上各點(diǎn)的溶液滿足關(guān)系式c(Ag＋ )·c(Cl－)＝Ksp(AgCl) C．相同實(shí)驗(yàn)條件下，若改為0.0400 mol·L－1 Cl－，反應(yīng)終點(diǎn)c移到a

15、 D．相同實(shí)驗(yàn)條件下，若改為0.0500 mol·L－1 Br－，反應(yīng)終點(diǎn)c向b方向移動(dòng) [解析]　加入25 mLAgNO3溶液時(shí)，Cl－與Ag＋恰好反應(yīng)生成AgCl，圖中c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中AgCl存在沉淀溶解平衡，此時(shí)c(Cl－)＝c(Ag＋)≈1×10－4.7 mol·L－1，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)≈3.98×10－10，A正確；滴加AgNO3溶液時(shí)，有AgCl沉淀生成，所得曲線為AgCl的沉淀溶解平衡曲線，即曲線上各點(diǎn)均滿足c(Cl－)·c(Ag＋)＝Ksp(AgCl)，B正確；相同條件下，若改為0.0400 mol·L－1 Cl－，達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)消耗AgNO3溶

16、液的體積為20 mL，而圖中a點(diǎn)滴加AgNO3溶液的體積為15 mL，C錯(cuò)誤；相同條件下，若改為0.0500 mol·L－1 Br－，達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)消耗25 mL AgNO3溶液，因?yàn)镵sp(AgBr)

17、_____ mol·L－1，此時(shí)溶液中c(CrO)等于__________ mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×10－12和2.0×10－10)。 (2)(2015·全國(guó)卷Ⅰ)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后濃縮，再向濃縮液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。 上述濃縮液中主要含有I－、Cl－等離子。取一定量的濃縮液，向其中滴加AgNO3溶液，當(dāng)AgCl開(kāi)始沉淀時(shí)，溶液中為_(kāi)_______。已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。 (3)(2017·海南卷)向含有BaSO4固體的溶液中滴加Na2CO3溶液，當(dāng)有

18、BaCO3沉淀生成時(shí)溶液中＝________。已知：Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。 [解析]　(1)根據(jù)AgCl的Ksp，Cl－恰好完全沉淀，c(Ag＋)＝Ksp(AgCl)÷c(Cl－)＝2.0×10－10÷(1.0×10－5)＝2.0×10－5(mol·L－1)。c(CrO)＝Ksp(Ag2CrO4)÷c2(Ag＋)＝2.0×10－12÷(2.0×10－5)2＝5.0×10－3(mol·L－1)。(2)當(dāng)AgCl開(kāi)始沉淀時(shí)，I－已沉淀。由Ksp(AgI)＝c(Ag＋)·c(I－)、Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)可得：＝＝

19、≈4.7×10－7。(3)＝＝＝≈23.6。 [答案]　(1)2.0×10－5　5.0×10－3 (2)4.7×10－7 (3)23.6 考向五　中和滴定的遷移應(yīng)用 11．(2017·天津卷)用沉淀滴定法快速測(cè)定NaI等碘化物溶液中c(I－)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程包括準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液和滴定待測(cè)溶液。 Ⅰ.準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液 a．準(zhǔn)確稱取AgNO3基準(zhǔn)物4.2468 g(0.0250 mol)后，配制成250 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，放在棕色試劑瓶中避光保存，備用。 b．配制并標(biāo)定100 mL 0.1000 mol·L－1NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液，備用。 Ⅱ.滴定的主要步驟 a．取待測(cè)NaI溶液25.00 mL

20、于錐形瓶中。 b．加入25.00 mL 0.1000 mol·L－1AgNO3溶液(過(guò)量)，使I－完全轉(zhuǎn)化為AgI沉淀。 c．加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑。 d．用0.1000 mol·L－1NH4SCN溶液滴定過(guò)量的Ag＋，使其恰好完全轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀后，體系出現(xiàn)淡紅色，停止滴定。 e．重復(fù)上述操作兩次。三次測(cè)定數(shù)據(jù)如下表： 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 消耗NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL 10.24 10.02 9.98 f.數(shù)據(jù)處理。 回答下列問(wèn)題： (1)將稱得的AgNO3配成標(biāo)準(zhǔn)溶液，所使用的儀器除燒杯和玻璃棒外還有________________

21、。 (2)AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液放在棕色試劑瓶中避光保存的原因是________________________________________________________________________。 (3)滴定應(yīng)在pH＜0.5的條件下進(jìn)行，其目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

22、______________________________________________。 (4)b和c兩步操作是否可以顛倒__________________，說(shuō)明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (5)所消耗的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液平均體積為_(kāi)_______ mL，測(cè)得c(I－)＝________ mol·L－1。 (6)在

23、滴定管中裝入NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的前一步，應(yīng)進(jìn)行的操作為_(kāi)_____________________________。 (7)判斷下列操作對(duì)c(I－)測(cè)定結(jié)果的影響(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”) ①若在配制AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，燒杯中的溶液有少量濺出，則測(cè)定結(jié)果________。 ②若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，則測(cè)定結(jié)果________。 [解析]　沉淀滴定法是以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析方法。本題的滴定原理為Ag＋＋I(xiàn)－===AgI↓、Ag＋＋SCN－===AgSCN↓，指示劑為NH4Fe(SO4)2，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液變?yōu)榈t色，滴定過(guò)程中定量關(guān)系為n

24、(Ag＋)＝n(I－)＋n(SCN－)。 (1)配制一定物質(zhì)的量濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，除燒杯和玻璃棒外，還需用到的儀器有250 mL(棕色)容量瓶、膠頭滴管。(2)AgNO3見(jiàn)光容易分解，因此需要保存在棕色試劑瓶中。(3)滴定實(shí)驗(yàn)中用NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑，F(xiàn)e3＋容易發(fā)生水解，影響滴定終點(diǎn)判斷，因此控制pH<0.5，目的是抑制Fe3＋的水解。(4)Fe3＋能與I－發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2，因此b、c不能顛倒，否則指示劑耗盡，無(wú)法判斷滴定終點(diǎn)。(5)第1組數(shù)據(jù)誤差較大，舍去，取第2組、第3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值，消耗NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為(10.02

25、＋9.98) mL×＝10.00 mL。根據(jù)滴定原理，則n(Ag＋)＝n(I－)＋n(SCN－)，故n(I－)＝n(Ag＋)－n(SCN－)＝0.025 L×0.1000 mol·L－1－0.01 L×0.1000 mol·L－1＝0.0015 mol，則c(I－)＝＝0.0600 mol·L－1。(6)在滴定管中裝入NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液之前，要先用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管。(7)①配制AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，若燒杯中溶液有少量濺出，配制的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度偏低，則滴定時(shí)消耗的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏小，測(cè)得的c(I－)偏高。②滴定管0刻度在上，讀數(shù)時(shí)從上往下讀數(shù)，讀取體積偏小，

26、計(jì)算所用NH4SCN的物質(zhì)的量偏低，測(cè)得的c(I－)偏高。 [答案]　(1)250 mL(棕色)容量瓶、膠頭滴管 (2)AgNO3見(jiàn)光分解 (3)防止因Fe3＋的水解而影響滴定終點(diǎn)的判斷(或抑制Fe3＋的水解) (4)否(或不能)　若顛倒，F(xiàn)e3＋與I－反應(yīng)，指示劑耗盡，無(wú)法判斷滴定終點(diǎn) (5)10.00　0.0600 (6)用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行潤(rùn)洗 (7)①偏高?、谄? 題型特點(diǎn)：選擇題　填空題 考向評(píng)析：從近幾年考查情況來(lái)看，Ⅰ卷常借助圖象考查對(duì)水的電離或弱電解質(zhì)電離的理解；以及反應(yīng)過(guò)程中電解質(zhì)溶液中的微粒變化，Ⅱ卷常以Ksp運(yùn)用為主，有時(shí)也涉及到Ka(Kb)的計(jì)算。 答題啟示：二輪復(fù)習(xí)時(shí)，應(yīng)特別重點(diǎn)關(guān)注酸、堿反應(yīng)過(guò)程中微粒變化及有關(guān)Ksp、Ka(Kb)的計(jì)算。