資源簡介

題型突破2　溶液中離子濃度大小比較
1.(2024·安徽卷)環(huán)境保護工程師研究利用Na2S、FeS和H2S處理水樣中的Cd2+。
已知25 ℃時,H2S飽和溶液濃度約為0.1 mol·L-1,(H2S)=10-6.97,(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,Ksp(CdS)=10-26.10。
下列說法錯誤的是(　　)
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S氣體至飽和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
2.(2024·湖北卷)CO2氣氛下,Pb(ClO4)2溶液中含鉛物種的分布如圖。縱坐標(δ)為組分中鉛占總鉛的質量分數(shù)。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1,p(H2CO3)=6.4、p(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1。下列說法錯誤的是(　　)
A.pH=6.5時,溶液中c(C)B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)時,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
C.pH=7時,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(C)+c(HC)+c(Cl)
D.pH=8時,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3會溶解
3.(2023·湖南卷)常溫下,用濃度為0.020 0 mol·L-1的NaOH標準溶液滴定濃度均為 0.020 0 mol·L-1 的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定過程中溶液的pH隨η(η=)的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.Ka(CH3COOH)約為10-4.76
B.點a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.點b:c(CH3COOH)D.水的電離程度:a1.溶液中離子濃度的關系
(1)明確三個“比較”
①電離程度大于水解程度,如 CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,所以等濃度的CH3COOH與CH3COO-溶液等體積混合后溶液顯酸性。
②水解程度大于電離程度,如ClO-的水解程度大于HClO的電離程度,所以等濃度的HClO與ClO-溶液等體積混合后溶液顯堿性。
③酸式鹽溶液的酸堿性主要取決于酸式酸根離子的電離程度和水解程度的相對大小。如NaHCO3溶液中,HC的水解程度大于電離程度,故溶液顯堿性。
(2)掌握三個“守恒”
①電荷守恒:電解質溶液中陽離子所帶正電荷總數(shù)與陰離子所帶負電荷總數(shù)相等。如Na2CO3溶液中的電荷守恒關系式 。
②元素守恒(物料守恒):電解質溶液中,由于某些離子能電離或水解,離子種類增多,但某些關鍵性的原子總是守恒的。如
物料守恒關系式 。
③質子守恒:電解質溶液中分子或離子得到或失去質子(H+)的物質的量相等。如Na2CO3溶液中按下圖分析可得質子守恒關系式為 。
2.應用舉例
(1)單一溶液
①Na2S溶液
水解方程式: ;
離子濃度大小關系
電荷守恒
元素守恒
質子守恒 。
②NaHS溶液
水解方程式 ;
離子濃度大小關系 ;
電荷守恒 ;
元素守恒 ;
質子守恒 。
(2)混合溶液
①等物質的量濃度、等體積的CH3COOH、CH3COONa溶液
水解方程式 ;
離子濃度大小關系 ;
電荷守恒 ;
元素守恒 ;
質子守恒 。
②CH3COOH、CH3COONa混合溶液呈中性
離子濃度大小關系 ;
電荷守恒 。
③常溫下pH=2的CH3COOH與pH=12的NaOH等體積混合的溶液
離子濃度大小關系 ;
電荷守恒 。
④等物質的量濃度、等體積的Na2CO3—NaHCO3混合溶液
電荷守恒 ;
元素守恒 ;
質子守恒 ;
離子濃度大小關系 。
1.(2023·北京門頭溝一模)實驗測得0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH隨溫度變化如圖。
下列說法正確的是(　　)
A.OM段隨溫度升高溶液的pH減小,原因是HC的水解被抑制
B.O點溶液和P點溶液中c(OH-)相等
C.將N點溶液恢復到25 ℃,pH可能大于8.62
D.Q點、M點溶液中均有c(C)+c(HC)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
2.(2024·浙江溫州質檢)常溫下,用0.1 mol·L-1氨水滴定10 mL濃度均為0.1 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列說法不正確的是(　　)
A.在氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.當?shù)稳氚彼?0 mL時,c(N)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.當?shù)稳氚彼?0 mL時,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.當溶液呈中性時,氨水滴入量大于20 mL,c(N)3.常溫下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定10 mL濃度均為0.1 mol·L-1的HCl和NH4Cl的混合液,下列說法不正確的是(　　)
A.當?shù)稳隢aOH溶液10 mL時,c(Na+)+c(N)B.當?shù)稳隢aOH溶液15 mL時,2c(NH3)+2c(NH3·H2O)+2c(N)=3c(Na+)
C.當?shù)稳隢aOH溶液15 mL時,c(N)>c(NH3·H2O)
D.當溶液呈中性時,NaOH溶液滴入量小于20 mL,c(Na+)+c(N)=c(Cl-)
4.(2023·江蘇百校聯(lián)考)室溫下用0.1 mol·L-1 NaOH溶液吸收SO2,若通入SO2所引起的溶液體積變化和H2O揮發(fā)可忽略,溶液中含硫物種的濃度c總=c(H2SO3)+c(HS)+c(S)。H2SO3的電離常數(shù)分別為=1.54×10-2、=1.00×10-7。下列說法正確的是(　　)
A.NaOH溶液吸收SO2所得到的溶液中:c(S)>c(HS)>c(H2SO3)
B.NaOH完全轉化為NaHSO3時,溶液中:c(H+)+c(S)=c(OH-)+c(H2SO3)
C.NaOH完全轉化為Na2SO3時,溶液中:c(Na+)>c(S)>c(OH-)>c(HS)
D.NaOH溶液吸收SO2,c總=0.1 mol·L-1溶液中:c(H2SO3)>c(S)
5.(2024·河北滄州質檢)室溫下,向20 mL 0.1 mol·L-1醋酸溶液中滴加0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液,混合溶液的溫度和pOH隨Ba(OH)2溶液加入體積的變化如圖所示。已知pOH=-lgc(OH-),下列說法正確的是(　　)
A.若V1=10 mL,a點溶液中,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Ba2+)
B.V2時,x<7
C.c點溶液中:c(CH3COO-)>2c(Ba2+)
D.水的電離程度:a6.(2024·湖北黃岡模擬)二元弱酸是分步電離的,25 ℃時碳酸和氫硫酸的Ka如下表。
H2CO3 =4.5×10-7 H2S =1.1×10-7
=4.7×10-11 =1.3×10-13
下列敘述正確的是(　　)
A.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知,NaHCO3溶液中c(C)>c(H2CO3)
B.等濃度的NaHS溶液和NaHCO3溶液等體積混合后,則c(H+)-c(OH-)=c(C)+c(S2-)-c(H2S)-c(H2CO3)
C.pH相同的①Na2CO3溶液和②Na2S溶液中的c(Na+):①<②
D.過量H2S通入Na2CO3溶液中反應的離子方程式為H2S+C===HS-+CO2
題型突破2　溶液中離子濃度大小比較
1.(2024·安徽卷)環(huán)境保護工程師研究利用Na2S、FeS和H2S處理水樣中的Cd2+。
已知25 ℃時,H2S飽和溶液濃度約為0.1 mol·L-1,(H2S)=10-6.97,(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,Ksp(CdS)=10-26.10。
下列說法錯誤的是(　　)
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S氣體至飽和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
答案　B
解析　Na2S溶液中存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A項正確;Na2S溶液中存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-,且第一步水解程度遠大于第二步水解程度,Kh(S2-)====10-1.10,又c(HS-)一定小于0.01 mol·L-1,則>>1,故c(OH-)>c(S2-),B項錯誤;由題給條件可知,Ksp(FeS)>Ksp(CdS),向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,發(fā)生沉淀轉化:Cd2+(aq)+FeS(s)CdS(s)+Fe2+(aq),該反應的平衡常數(shù)K=====108.90>105,反應能進行完全,最后所得溶液為CdS的飽和溶液,則溶液中c(Cd2+)==10-13.05 mol·L-1<10-8 mol·L-1,C項正確;向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S氣體至飽和,發(fā)生反應:Cd2++H2SCdS+2H+,該反應的平衡常數(shù)K====106.23>105,反應能進行完全,所得溶液中c(H+)=0.02 mol·L-1,此時溶液中H2S達到飽和,c(H2S)=0.1 mol·L-1,代入K===106.23,解得c(Cd2+)=4×10-9.23 mol·L-12.(2024·湖北卷)CO2氣氛下,Pb(ClO4)2溶液中含鉛物種的分布如圖。縱坐標(δ)為組分中鉛占總鉛的質量分數(shù)。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1,p(H2CO3)=6.4、p(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1。下列說法錯誤的是(　　)
A.pH=6.5時,溶液中c(C)B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)時,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
C.pH=7時,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(C)+c(HC)+c(Cl)
D.pH=8時,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3會溶解
答案　D
解析　由圖可知,pH=6.5時δ(Pb2+)>75%,c(Pb2+)=c0(Pb2+)·δ(Pb2+)>1.5×10-5 mol·L-1,此時體系中還沒有PbCO3(s),則Ksp(PbCO3)≥c(Pb2+)·c(C),c(C)≤< mol·L-1=×10-7.1 mol·L-1<1.5×10-5 mol·L-1=c(Pb2+),A正確;δ(Pb2+)=δ(PbCO3)時,體系中還存在Pb(OH)+,因此δ(Pb2+)=δ(PbCO3)<50%,則c(Pb2+)=c0(Pb2+)·δ(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1,B正確;由物料守恒可知,n(Cl)=2n(Pb2+)+2n[Pb(OH)+]+2n(PbCO3)+2n[Pb(CO3],則n(Cl)>2n(Pb2+)+2n[Pb(OH)+]+2n[Pb(CO3],故c(Cl)>2c(Pb2+)+2c[Pb(OH)+]+2c[Pb(CO3],即2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(C)+c(HC)+c(Cl),C正確;pH=8時,含Pb物種主要以PbCO3(s)形式存在,溶解PbCO3有兩種方式:將其轉化為Pb2+或Pb(CO3,即使PbCO3Pb2++C正向移動,或使PbCO3+CPb(CO3正向移動,則需要補充C,若由HC電離提供C,同時電離出的H+會降低溶液pH,與Pb(CO3存在時需要較高的pH矛盾,故D錯誤。
3.(2023·湖南卷)常溫下,用濃度為0.020 0 mol·L-1的NaOH標準溶液滴定濃度均為 0.020 0 mol·L-1 的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定過程中溶液的pH隨η(η=)的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.Ka(CH3COOH)約為10-4.76
B.點a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.點b:c(CH3COOH)D.水的電離程度:a答案　D
解析　NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反應時,先與強酸反應,然后再與弱酸反應,由滴定曲線可知,a點時NaOH溶液和HCl恰好完全反應生成NaCl和水,CH3COOH未發(fā)生反應,溶質成分為等物質的量的NaCl和CH3COOH;b點時NaOH溶液反應掉一半的CH3COOH,溶質成分為NaCl、CH3COOH和 CH3COONa,且物質的量之比為2∶1∶1;c點時NaOH溶液與CH3COOH恰好完全反應,溶質成分為等物質的量的NaCl、CH3COONa;d點時NaOH過量,溶質成分為NaCl、CH3COONa和NaOH,據(jù)此解答。A.由分析可知,a點時溶質成分為NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.010 0 mol·L-1,c(H+)=10-3.38 mol·L-1,Ka(CH3COOH)=≈=10-4.76,故A正確;B.a點溶液為等濃度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在物料守恒關系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),故B正確;C.b點溶液中含有NaCl及等濃度的CH3COOH和 CH3COONa,由于pH<7,溶液顯酸性,說明CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,則c(CH3COOH)d,故D錯誤。
1.溶液中離子濃度的關系
(1)明確三個“比較”
①電離程度大于水解程度,如 CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,所以等濃度的CH3COOH與CH3COO-溶液等體積混合后溶液顯酸性。
②水解程度大于電離程度,如ClO-的水解程度大于HClO的電離程度,所以等濃度的HClO與ClO-溶液等體積混合后溶液顯堿性。
③酸式鹽溶液的酸堿性主要取決于酸式酸根離子的電離程度和水解程度的相對大小。如NaHCO3溶液中,HC的水解程度大于電離程度,故溶液顯堿性。
(2)掌握三個“守恒”
①電荷守恒:電解質溶液中陽離子所帶正電荷總數(shù)與陰離子所帶負電荷總數(shù)相等。如Na2CO3溶液中的電荷守恒關系式c(Na+)+c(H+)=c(HC)+c(OH-)+2c(C)。
②元素守恒(物料守恒):電解質溶液中,由于某些離子能電離或水解,離子種類增多,但某些關鍵性的原子總是守恒的。如
物料守恒關系式:c(Na+)=c(HC)+c(C)+c(H2CO3)。
③質子守恒:電解質溶液中分子或離子得到或失去質子(H+)的物質的量相等。如Na2CO3溶液中按下圖分析可得質子守恒關系式為c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)。
2.應用舉例
(1)單一溶液
①Na2S溶液
水解方程式:S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-;
離子濃度大小關系:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+);
電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-);
元素守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)];
質子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)。
②NaHS溶液
水解方程式:HS-+H2OH2S+OH-;
離子濃度大小關系:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)>c(S2-);
電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-);
元素守恒:c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S);
質子守恒:c(OH-)+c(S2-)=c(H+)+c(H2S)。
(2)混合溶液
①等物質的量濃度、等體積的CH3COOH、CH3COONa溶液
水解方程式:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-;
離子濃度大小關系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);
電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-);
元素守恒:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH);
質子守恒:c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+)。
②CH3COOH、CH3COONa混合溶液呈中性
離子濃度大小關系:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-);
電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)。
③常溫下pH=2的CH3COOH與pH=12的NaOH等體積混合的溶液
離子濃度大小關系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);
電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)。
④等物質的量濃度、等體積的Na2CO3—NaHCO3混合溶液
電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-);
元素守恒:2c(Na+)=3[c(HC)+c(C)+c(H2CO3)];
質子守恒:2c(OH-)+c(C)=c(HC)+3c(H2CO3)+2c(H+);
離子濃度大小關系:c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+)。
1.(2023·北京門頭溝一模)實驗測得0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH隨溫度變化如圖。
下列說法正確的是(　　)
A.OM段隨溫度升高溶液的pH減小,原因是HC的水解被抑制
B.O點溶液和P點溶液中c(OH-)相等
C.將N點溶液恢復到25 ℃,pH可能大于8.62
D.Q點、M點溶液中均有c(C)+c(HC)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
答案　C
解析　水解吸熱,升高溫度,HC的水解平衡向右移動,而根據(jù)圖像可知,M點之前升高溫度,溶液pH減小,主要原因是升溫促進了水的電離,故A錯誤;O點溶質只有NaHCO3,P點溶質有NaHCO3和Na2CO3,兩點溶液水解程度不同,且溫度不同,Kw不同,c(OH-)不相等,故B錯誤;溫度升高后,碳酸氫鈉可能部分發(fā)生分解得到碳酸鈉,將N點溶液恢復到25 ℃,由于碳酸鈉的水解程度大于碳酸氫鈉,故溶液pH可能大于8.62,故C正確;Q點、M點溶液中均有電荷守恒:2c(C)+c(HC)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故D錯誤。
2.(2024·浙江溫州質檢)常溫下,用0.1 mol·L-1氨水滴定10 mL濃度均為0.1 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列說法不正確的是(　　)
A.在氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.當?shù)稳氚彼?0 mL時,c(N)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.當?shù)稳氚彼?0 mL時,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.當溶液呈中性時,氨水滴入量大于20 mL,c(N)答案　D
解析　HCl是強酸,CH3COOH是弱酸,濃度均為0.1 mol·L-1時,c(Cl-)>c(CH3COO-),A正確;滴入10 mL氨水時,NH3·H2O和CH3COOH的物質的量相等,據(jù)元素守恒可得c(N)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),B正確;滴入20 mL氨水時,恰好完全反應,所得溶液為等濃度的NH4Cl和CH3COONH4的混合溶液,據(jù)電荷守恒可知c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-),據(jù)元素守恒可得c(N)+c(NH3·H2O)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)+c(Cl-),聯(lián)立兩式可得c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),C正確;滴入20 mL氨水時,所得混合液呈酸性,若溶液呈中性,氨水滴入量要大于20 mL,結合電荷守恒關系c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-),溶液呈中性時,c(H+)=c(OH-),得c(N)=c(Cl-)+c(CH3COO-),則有c(N)>c(Cl-),D錯誤。
3.常溫下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定10 mL濃度均為0.1 mol·L-1的HCl和NH4Cl的混合液,下列說法不正確的是(　　)
A.當?shù)稳隢aOH溶液10 mL時,c(Na+)+c(N)B.當?shù)稳隢aOH溶液15 mL時,2c(NH3)+2c(NH3·H2O)+2c(N)=3c(Na+)
C.當?shù)稳隢aOH溶液15 mL時,c(N)>c(NH3·H2O)
D.當溶液呈中性時,NaOH溶液滴入量小于20 mL,c(Na+)+c(N)=c(Cl-)
答案　B
解析　當加入NaOH溶液10 mL時,n(NaOH)=n(HCl)=n(NH4Cl),NaOH與HCl恰好發(fā)生中和反應生成NaCl、H2O,n(NaCl)=n(NH4Cl),在溶液中N會部分發(fā)生水解反應生成NH3·H2O,根據(jù)元素守恒可知c(Na+)+c(N)+c(NH3·H2O)=c(Cl-),故c(Na+)+c(N)c(NH3·H2O),C正確;若NaOH溶液滴入量為20 mL,HCl、NH4Cl恰好反應生成NaCl、NH3·H2O的混合溶液,NH3·H2O電離產生OH-,使溶液顯堿性,因此要使溶液顯中性,NaOH溶液滴入量應小于20 mL,溶液中電荷守恒關系為c(Na+)+c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),由于溶液顯中性,c(H+)=c(OH-),此時c(Na+)+c(N)=c(Cl-),D正確。
4.(2023·江蘇百校聯(lián)考)室溫下用0.1 mol·L-1 NaOH溶液吸收SO2,若通入SO2所引起的溶液體積變化和H2O揮發(fā)可忽略,溶液中含硫物種的濃度c總=c(H2SO3)+c(HS)+c(S)。H2SO3的電離常數(shù)分別為=1.54×10-2、=1.00×10-7。下列說法正確的是(　　)
A.NaOH溶液吸收SO2所得到的溶液中:c(S)>c(HS)>c(H2SO3)
B.NaOH完全轉化為NaHSO3時,溶液中:c(H+)+c(S)=c(OH-)+c(H2SO3)
C.NaOH完全轉化為Na2SO3時,溶液中:c(Na+)>c(S)>c(OH-)>c(HS)
D.NaOH溶液吸收SO2,c總=0.1 mol·L-1溶液中:c(H2SO3)>c(S)
答案　C
解析　由電離常數(shù)可知,亞硫酸氫根離子的水解常數(shù)Kh(HS)==<,說明亞硫酸氫根離子在溶液中的電離程度大于其水解程度,亞硫酸氫鈉溶液呈酸性。氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫可能得到亞硫酸氫鈉溶液,由分析可知,亞硫酸氫根離子在溶液中的電離程度大于其水解程度,溶液中c(HS)>c(S)>c(H2SO3),故A錯誤;亞硫酸氫鈉溶液中存在質子守恒關系:c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(S),故B錯誤;亞硫酸鈉是強堿弱酸鹽,亞硫酸根離子在溶液中分步水解,以第一步水解為主,則溶液中離子濃度的大小順序為c(Na+)>c(S)>c(OH-)>c(HS),故C正確;c總=0.1 mol·L-1的溶液為亞硫酸氫鈉溶液,由分析可知,亞硫酸氫根離子在溶液中的電離程度大于其水解程度,溶液中c(S)>c(H2SO3),故D錯誤。
5.(2024·河北滄州質檢)室溫下,向20 mL 0.1 mol·L-1醋酸溶液中滴加0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液,混合溶液的溫度和pOH隨Ba(OH)2溶液加入體積的變化如圖所示。已知pOH=-lgc(OH-),下列說法正確的是(　　)
A.若V1=10 mL,a點溶液中,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Ba2+)
B.V2時,x<7
C.c點溶液中:c(CH3COO-)>2c(Ba2+)
D.水的電離程度:a答案　B
解析　A.若V1=10 mL,此時原醋酸溶液被中和一半,a點溶質為物質的量之比2∶1的CH3COOH和Ba(CH3COO)2,根據(jù)物料守恒可知c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=4c(Ba2+),錯誤;B.V2時溫度最高,此時b點溶液中的溶質為Ba(CH3COO)2,溶液呈堿性,pOH=x<7,正確;C.根據(jù)電荷守恒可知2c(Ba2+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c點溶液呈堿性,即c(OH-)>c(H+),則2c(Ba2+)>c(CH3COO-),錯誤;D.b點水的電離程度最大,錯誤。
6.(2024·湖北黃岡模擬)二元弱酸是分步電離的,25 ℃時碳酸和氫硫酸的Ka如下表。
H2CO3 =4.5×10-7 H2S =1.1×10-7
=4.7×10-11 =1.3×10-13
下列敘述正確的是(　　)
A.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知,NaHCO3溶液中c(C)>c(H2CO3)
B.等濃度的NaHS溶液和NaHCO3溶液等體積混合后,則c(H+)-c(OH-)=c(C)+c(S2-)-c(H2S)-c(H2CO3)
C.pH相同的①Na2CO3溶液和②Na2S溶液中的c(Na+):①<②
D.過量H2S通入Na2CO3溶液中反應的離子方程式為H2S+C===HS-+CO2
答案　B
解析　A.NaHCO3溶液中存在電離平衡和水解平衡:HCH++C,K==4.7×10-11,HC+H2O H2CO3+OH-,K'====×10-7,由此可知,C是電離產物,H2CO3是水解產物,二者大小取決于電離和水解程度大小,即比較電離平衡常數(shù)和水解平衡常數(shù)大小,由上可知水解平衡常數(shù)大于電離平衡常數(shù),故水解程度大,則NaHCO3溶液中c(C)②,錯誤;D.由電離常數(shù)可知,酸性H2CO3>H2S>HC>HS-,則過量H2S通入Na2CO3溶液中反應的離子方程式為H2S+C===HS-,錯誤。(共32張PPT)
第一篇　新高考題型突破
板塊Ⅴ　水溶液中的離子平衡
題型突破選擇題　題型突破2　溶液中離子濃度大小比較
真題導航
核心整合
模擬預測
1.(2024·安徽卷)環(huán)境保護工程師研究利用Na2S、FeS和H2S處理水樣中的Cd2+。
已知25 ℃時,H2S飽和溶液濃度約為0.1 mol·L-1,(H2S)=10-6.97,(H2S)=
10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,Ksp(CdS)=10-26.10。
下列說法錯誤的是(　　)
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S氣體至飽和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
B
2.(2024·湖北卷)CO2氣氛下,Pb(ClO4)2溶液中含鉛物種的分布如圖。縱坐標(δ)為組分中鉛占總鉛的質量分數(shù)。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1,p(H2CO3)=6.4、p(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1。下列說法錯誤的是(　　)
A.pH=6.5時,溶液中c(C)B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)時,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
C.pH=7時,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(C)+c(HC)+c(Cl)
D.pH=8時,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3會溶解
D
3.(2023·湖南卷)常溫下,用濃度為0.020 0 mol·L-1的NaOH標準溶液滴定濃度均為 0.020 0 mol·L-1 的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定過程中溶液的pH隨η(η=)的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.Ka(CH3COOH)約為10-4.76
B.點a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.點b:c(CH3COOH)D.水的電離程度:aD
解析　NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反應時,先與強酸反應,然后再與弱酸反應,由滴定曲線可知,a點時NaOH溶液和HCl恰好完全反應生成NaCl和水,CH3COOH未發(fā)生反應,溶質成分為等物質的量的NaCl和CH3COOH;b點時NaOH溶液反應掉一半的CH3COOH,溶質成分為NaCl、CH3COOH和 CH3COONa,且物質的量之比為2∶1∶1;c點時NaOH溶液與CH3COOH恰好完全反應,溶質成分為等物質的量的NaCl、CH3COONa;d點時NaOH過量,溶質成分為NaCl、CH3COONa和NaOH,據(jù)此解答。A.由分析可知,a點時溶質成分為NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.010 0 mol·L-1,c(H+)=10-3.38 mol·L-1,Ka(CH3COOH)=
≈=10-4.76,故A正確;B.a點溶液為等濃度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在物料守恒關系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),故B正確;C.b點溶液中含有NaCl及等濃度的CH3COOH和 CH3COONa,由于pH<7,溶液顯酸性,說明CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,則c(CH3COOH)d,故D錯誤。
1.溶液中離子濃度的關系
(1)明確三個“比較”
①電離程度大于水解程度,如 CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,所以等濃度的CH3COOH與CH3COO-溶液等體積混合后溶液顯____性。
②水解程度大于電離程度,如ClO-的水解程度大于HClO的電離程度,所以等濃度的HClO與ClO-溶液等體積混合后溶液顯____性。
③酸式鹽溶液的酸堿性主要取決于酸式酸根離子的電離程度和水解程度的相對大小。如NaHCO3溶液中,HC的水解程度大于電離程度,故溶液顯____性。
酸
堿
堿
(2)掌握三個“守恒”
①電荷守恒:電解質溶液中陽離子所帶正電荷總數(shù)與陰離子所帶負電荷總數(shù)相等。如Na2CO3溶液中的電荷守恒關系式_____________________________________。
②元素守恒(物料守恒):電解質溶液中,由于某些離子能電離或水解,離子種類增多,但某些關鍵性的原子總是守恒的。如
物料守恒關系式:_______________________________________________。
c(Na+)+c(H+)=c(HC)+c(OH-)+2c(C)
c(Na+)=c(HC)+c(C)+c(H2CO3)
③質子守恒:電解質溶液中分子或離子得到或失去質子(H+)的物質的量相等。如Na2CO3溶液中按下圖分析可得質子守恒關系式為
_______________________________。
c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)
2.應用舉例
(1)單一溶液
①Na2S溶液
水解方程式:____________________、________________________________;
離子濃度大小關系:_________________________________________;
電荷守恒:_________________________________;
元素守恒:____________________________;
質子守恒:_____________________________。
S2-+H2O HS-+OH-
HS-+H2O H2S+OH-
c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]
c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
②NaHS溶液
水解方程式:________________________________;
離子濃度大小關系:____________________________________;
電荷守恒:___________________________________;
元素守恒:_____________________________;
質子守恒:___________________________________。
HS-+H2O H2S+OH-
c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)>c(S2-)
c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)
c(OH-)+c(S2-)=c(H+)+c(H2S)
(2)混合溶液
①等物質的量濃度、等體積的CH3COOH、CH3COONa溶液
水解方程式:________________________________________________;
離子濃度大小關系:______________________________________;
電荷守恒:____________________________________;
元素守恒:______________________________________;
質子守恒:_____________________________________________。
CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+)
②CH3COOH、CH3COONa混合溶液呈中性
離子濃度大小關系:_______________________________________;
電荷守恒:_______________________________________。
③常溫下pH=2的CH3COOH與pH=12的NaOH等體積混合的溶液
離子濃度大小關系:_______________________________________;
電荷守恒:________________________________。
c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
④等物質的量濃度、等體積的Na2CO3—NaHCO3混合溶液
電荷守恒:________________________________________________;
元素守恒:_________________________________________________;
質子守恒:__________________________________________;
離子濃度大小關系:________________________________________。
c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-)
2c(Na+)=3[c(HC)+c(C)+c(H2CO3)]
2c(OH-)+c(C)=c(HC)+3c(H2CO3)+2c(H+)
c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+)
1.(2023·北京門頭溝一模)實驗測得0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH隨溫度變化如圖。
下列說法正確的是(　　)
A.OM段隨溫度升高溶液的pH減小,原因是
HC的水解被抑制
B.O點溶液和P點溶液中c(OH-)相等
C.將N點溶液恢復到25 ℃,pH可能大于8.62
D.Q點、M點溶液中均有c(C)+c(HC)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
C
解析　水解吸熱,升高溫度,HC的水解平衡向右移動,而根據(jù)圖像可知,M點之前升高溫度,溶液pH減小,主要原因是升溫促進了水的電離,故A錯誤;O點溶質只有NaHCO3,P點溶質有NaHCO3和Na2CO3,兩點溶液水解程度不同,且溫度不同,Kw不同,c(OH-)不相等,故B錯誤;溫度升高后,碳酸氫鈉可能部分發(fā)生分解得到碳酸鈉,將N點溶液恢復到25 ℃,由于碳酸鈉的水解程度大于碳酸氫鈉,故溶液pH可能大于8.62,故C正確;Q點、M點溶液中均有電荷守恒:2c(C)+c(HC)+c(OH-)= c(Na+)+c(H+),故D錯誤。
2.(2024·浙江溫州質檢)常溫下,用0.1 mol·L-1氨水滴定10 mL濃度均為0.1 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列說法不正確的是(　　)
A.在氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.當?shù)稳氚彼?0 mL時,c(N)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.當?shù)稳氚彼?0 mL時,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.當溶液呈中性時,氨水滴入量大于20 mL,c(N)D
解析　HCl是強酸,CH3COOH是弱酸,濃度均為0.1 mol·L-1時,c(Cl-)>c(CH3COO-),A正確;滴入10 mL氨水時,NH3·H2O和CH3COOH的物質的量相等,據(jù)元素守恒可得c(N)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),B正確;滴入20 mL氨水時,恰好完全反應,所得溶液為等濃度的NH4Cl和CH3COONH4的混合溶液,據(jù)電荷守恒可知c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-),據(jù)元素守恒可得c(N)+c(NH3·H2O)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)+c(Cl-),聯(lián)立兩式可得c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),C正確;滴入20 mL氨水時,所得混合液呈酸性,若溶液呈中性,氨水滴入量要大于20 mL,結合電荷守恒關系c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-),溶液呈中性時,c(H+)=c(OH-),得c(N)=c(Cl-)+c(CH3COO-),則有c(N)>c(Cl-),D錯誤。
3.常溫下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定10 mL濃度均為0.1 mol·L-1的HCl和NH4Cl的混合液,下列說法不正確的是(　　)
A.當?shù)稳隢aOH溶液10 mL時,c(Na+)+c(N)B.當?shù)稳隢aOH溶液15 mL時,2c(NH3)+2c(NH3·H2O)+2c(N)=3c(Na+)
C.當?shù)稳隢aOH溶液15 mL時,c(N)>c(NH3·H2O)
D.當溶液呈中性時,NaOH溶液滴入量小于20 mL,c(Na+)+c(N)=c(Cl-)
B
解析　當加入NaOH溶液10 mL時,n(NaOH)=n(HCl)=n(NH4Cl),NaOH與HCl恰好發(fā)生中和反應生成NaCl、H2O,n(NaCl)=n(NH4Cl),在溶液中N會部分發(fā)生水解反應生成NH3·H2O,根據(jù)元素守恒可知c(Na+)+c(N)+c(NH3·H2O)=c(Cl-),故c(Na+)+c(N)時,HCl完全與NaOH溶液反應消耗10 mL,剩余5 mL NaOH溶液與NH4Cl反應,只有一半NH4Cl反應,得到的溶液中NH4Cl、NH3·H2O的濃度相等,由于NH3·H2O的電離程度大于N的水解程度,所以微粒濃度:c(N)>c(NH3·H2O),C正確;若NaOH溶液滴入量為20 mL,HCl、NH4Cl恰好反應生成NaCl、NH3·H2O的混合溶液,NH3·H2O電離產生OH-,使溶液顯堿性,因此要使溶液顯中性,NaOH溶液滴入量應小于20 mL,溶液中電荷守恒關系為c(Na+)+c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),由于溶液顯中性,c(H+)=c(OH-),此時c(Na+)+c(N)=c(Cl-),D正確。
4.(2023·江蘇百校聯(lián)考)室溫下用0.1 mol·L-1 NaOH溶液吸收SO2,若通入SO2所引起的溶液體積變化和H2O揮發(fā)可忽略,溶液中含硫物種的濃度c總=c(H2SO3)+c(HS)+c(S)。H2SO3的電離常數(shù)分別為=1.54×10-2、=1.00×10-7。下列說法正確的是(　　)
A.NaOH溶液吸收SO2所得到的溶液中:c(S)>c(HS)>c(H2SO3)
B.NaOH完全轉化為NaHSO3時,溶液中:c(H+)+c(S)=c(OH-)+c(H2SO3)
C.NaOH完全轉化為Na2SO3時,溶液中:c(Na+)>c(S)>c(OH-)>c(HS)
D.NaOH溶液吸收SO2,c總=0.1 mol·L-1溶液中:c(H2SO3)>c(S)
C
解析　由電離常數(shù)可知,亞硫酸氫根離子的水解常數(shù)Kh(HS)==<,說明亞硫酸氫根離子在溶液中的電離程度大于其水解程度,亞硫酸氫鈉溶液呈酸性。氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫可能得到亞硫酸氫鈉溶液,由分析可知,亞硫酸氫根離子在溶液中的電離程度大于其水解程度,溶液中c(HS)>c(S)>c(H2SO3),故A錯誤;亞硫酸氫鈉溶液中存在質子守恒關系:c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(S),故B錯誤;亞硫酸鈉是強堿弱酸鹽,亞硫酸根離子在溶液中分步水解,以第一步水解為主,則溶液中離子濃度的大小順序為c(Na+)>c(S)>c(OH-)>c(HS),故C正確;c總=0.1 mol·L-1的溶液為亞硫酸氫鈉溶液,由分析可知,亞硫酸氫根離子在溶液中的電離程度大于其水解程度,溶液中c(S)>c(H2SO3),故D錯誤。
5.(2024·河北滄州質檢)室溫下,向20 mL 0.1 mol·L-1醋酸溶液中滴加0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液,混合溶液的溫度和pOH隨Ba(OH)2溶液加入體積的變化如圖所示。已知pOH=-lgc(OH-),下列說法正確的是(　　)
A.若V1=10 mL,a點溶液中,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=
2c(Ba2+)
B.V2時,x<7
C.c點溶液中:c(CH3COO-)>2c(Ba2+)
D.水的電離程度:aB
解析　A.若V1=10 mL,此時原醋酸溶液被中和一半,a點溶質為物質的量之比2∶1的CH3COOH和Ba(CH3COO)2,根據(jù)物料守恒可知c(CH3COOH)+c(CH3COO-) =4c(Ba2+),錯誤;B.V2時溫度最高,此時b點溶液中的溶質為Ba(CH3COO)2,溶液呈堿性,pOH=x<7,正確;C.根據(jù)電荷守恒可知2c(Ba2+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c點溶液呈堿性,即c(OH-)>c(H+),則2c(Ba2+)>c(CH3COO-),錯誤;D.b點水的電離程度最大,錯誤。
6.(2024·湖北黃岡模擬)二元弱酸是分步電離的,25 ℃時碳酸和氫硫酸的Ka如下表。
下列敘述正確的是(　　)
A.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知,NaHCO3溶液中c(C)>c(H2CO3)
B.等濃度的NaHS溶液和NaHCO3溶液等體積混合后,則c(H+)-c(OH-)= c(C)+c(S2-)-c(H2S)-c(H2CO3)
C.pH相同的①Na2CO3溶液和②Na2S溶液中的c(Na+):①<②
D.過量H2S通入Na2CO3溶液中反應的離子方程式為H2S+C===HS-+CO2
B
H2CO3 =4.5×10-7 H2S =1.1×10-7
=4.7×10-11 =1.3×10-13

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