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专题八水溶液中的离子平衡1．(2019·全国卷Ⅰ)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸氢钾H2A的Ka1＝1.1×10－3，Ka2＝3.9×10－6)溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示，其中b点为反应终点。下列叙述错误的是()A．混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关B．Na＋与A2－的导电能力之和大于HA－的C．b点的混合溶液pH＝7D．c点的混合溶液中，c(Na＋)c(K＋)c(OH－)解析：A项，向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液，两者反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠，溶液中Na＋和A2－的浓度增大。由图象可知，溶液导电性增强，说明导电能力与离子浓度和种类有关，正确；B项，a点和b点K＋的物质的量相同，K＋的物质的量浓度变化不明显，HA－转化为A2－，b点导电性强于a点，说明Na＋和A2－的导电能力强于HA－，正确；C项，b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠，由于邻苯二甲酸是弱酸，A2－在溶液中水解使溶液呈碱性，溶液pH＞7，错误；D项，b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成等物质的量的邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠，溶液中c(Na＋)和c(K＋)相等，c点是继续加入氢氧化钠溶液后，得到邻苯二甲酸钾、邻苯二甲酸钠、氢氧化钠的混合溶液，则溶液中c(Na＋)＞c(K＋)，由图可知，a点到b点加入氢氧化钠溶液的体积大于b点到c点加入氢氧化钠溶液的体积，则溶液中c(K＋)＞c(OH－)，溶液中三者大小顺序为c(Na＋)＞c(K＋)＞c(OH－)，正确。答案：C2．(2019·全国卷Ⅱ)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是()A．图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度B．图中各点对应的Ksp的关系为：Ksp(m)＝Ksp(n)Ksp(p)Ksp(q)C．向m点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动D．温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动解析：A项，CdS在水中存在沉淀溶解平衡：CdS(s)Cd2＋(aq)＋S2－(aq)，其溶度积Ksp＝c(Cd2＋)·c(S2－)，在饱和溶液中，c(Cd2＋)＝c(S2－)，则图中a和b可间接表示T1和T2温度下CdS的溶解度，正确；B项，CdS的沉淀溶解平衡中的溶度积受温度影响，m、n和p点均在温度为T1条件下所测的对应离子浓度，则其溶度积相同，错误；C项，m点达到沉淀溶解平衡，向其中加入硫化钠后，平衡向逆反应方向移动，c(Cd2＋)减小，c(S2－)增大，溶液组成由m沿mnp向p方向移动，正确；D项，从图象中可以看出，随着温度的升高，溶解的离子浓度增大，则说明CdSCd2＋＋S2－为吸热反应，则温度降低时，q点对应饱和溶液的溶解度下降，溶液中的c(Cd2＋)与c(S2－)同时减小，会沿qp线向p点方向移动，正确。答案：B3．(2019·全国卷Ⅲ)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法错误的是()A．经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变B．水中的NO－3、SO2－4、Cl－通过阴离子树脂后被除去C．通过净化处理后，水的导电性降低D．阴离子树脂填充段存在反应H＋＋OH－===H2O解析：离子交换树脂净化水的原理是：当含有Na＋、Ca2＋、Mg2＋等阳离子及SO2－4、Cl－、NO－3等阴离子的原水通过阳离子交换树脂时，水中的阳离子被树脂所吸附，而树脂上可交换的阳离子H＋则被交换到水中，并和水中的阴离子组成相应的无机酸；当含有无机酸的水再通过阴离子交换树脂时，水中的阴离子也被树脂所吸附，树脂上可交换的阴离子OH－也被交换到水中，同时与水中的H＋离子结合成水。A项，根据电荷守恒可知经过阳离子交换树脂后，水中阳离子总数增加，错误；B项，根据以上分析可知水中的SO2－4、Cl－、NO－3等阴离子通过阴离子交换树脂被除去，正确；C项，通过净化处理后，溶液中离子的浓度降低，导电性降低，正确；D项，根据以上分析可知阴离子交换树脂填充段存在反应H＋＋OH－===H2O，D正确。答案：A考点1弱电解质的电离平衡与溶液的酸碱性1．走出电离平衡分析中的“三大误区”(1)误认为电离平衡正向移动，弱电解质的电离程度一定增大。如向醋酸溶液中加入少量冰醋酸，平衡向电离方向移动，但醋酸的电离程度减小。(2)误认为当对酸、碱溶液稀释时，所有离子的浓度都减小。如对于电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，当加水稀释时，由于KW是定值，故c(H＋)减小，c(OH－)增大；又如碱溶液稀释时，c(OH－)减小，c(H＋)增大。(3)误认为由水电离出的c(H＋)＝10－13mol·L－1的溶液一定呈碱性。如25℃，0.1mol·L－1的盐酸或氢氧化钠溶液中由水电离出的c(H＋)都为10－13mol·L－1。2．掌握水电离的c(H＋)或c(OH－)的计算方法(25℃)(1)中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7mol·L－1。(2)溶质为酸的溶液：H＋来源于酸和水的电离，而OH－只来源于水。如计算pH＝2的盐酸中水电离出的c(H＋)：方法是求出溶液中的c(OH－)＝10－12mol·L－1，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12mol·L－1。(3)溶质为碱的溶液：OH－来源于碱和水的电离，而H＋只来源于水。如pH＝12的NaOH溶液中，c(H＋)＝10－12mol·L－1，即水电离产生的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12mol·L－1。(4)水解呈酸性或碱性的正盐溶液：H＋和OH－均由水电离产生。如pH＝2的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－2mol·L－1；又如pH＝12的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH－)＝10－2mol·L－1。3．突破溶液酸碱判断的四条规律(1)正盐溶液：强酸强碱盐溶液显中性，强酸弱碱盐溶液(如NH4Cl溶液)显酸性，强碱弱酸盐溶液(如CH3COONa)显碱性。(2)酸式盐溶液：NaHSO4溶液显酸性(NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4)、NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4溶液显酸性(酸式根电离程度大于水解程度)；NaHCO3、NaHS、Na2HPO4溶液显碱性(酸式根水解程度大于电离程度)。注意：因为浓度相同的CH3COO－与NH＋4的水解程度相同，所以CH3COONH4溶液显中性，而NH4HCO3溶液略显碱性。(3)弱酸(或弱碱)及其盐1∶1混合溶液：①CH3COOH和CH3COONa混合液呈酸性(等浓度的CH3COOH与CH3COO－，CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度)。②NH3·H2O和NH4Cl混合溶液呈碱性。(4)酸碱pH之和等于14的混合溶液：pH和等于14的意义：酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度。①已知酸、碱溶液的pH之和为14，则等体积混合时：强酸、强碱――→恰好中和pH＝7强酸、弱碱――→碱过量pH＞7弱酸、强碱――→酸过量pH＜7②已知酸、碱溶液的pH之和为14，若混合后溶液的pH为7，溶液呈中性，则：强酸、强碱―→V酸∶V碱＝1∶1强酸、弱碱―→V酸∶V碱＞1∶1弱酸、强碱―→V酸∶V碱＜1∶1③强酸、强碱等体积混合后溶液酸、碱性的判断：1．(2017·全国卷Ⅰ，节选)近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是()A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C．0.10mol·L－1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸解析：A项，氢硫酸不能与NaHCO3溶液反应，说明酸性：H2SH2CO3，而亚硫酸能，则说明酸性：H2SO3H2CO3，不符合题意；B项，相同浓度时导电能力越强，说明溶液中离子浓度越大，酸的电离程度越大，故可判断酸性：H2SH2SO3，不符合题意；C项，pH：H2SH2SO3，则c(H＋)：H2SH2SO3，故酸性：H2SH2SO3，不符合题意；D项，还原性的强弱与酸的强弱无必然联系，符合题意。答案：D2．用0.1mol·L－1NaOH溶液分别滴定10mL相同浓度的盐酸和醋酸(醋酸用HA表示)，利用电导率传感器绘制的电导率曲线如图所示。下列说法错误的是()A．b点对应溶液的pH大于1B．盐酸浓度为0.1mol·L－1C．c点：c(Na＋)c(A－)c(H＋)c(OH－)D．曲线Ⅰ为盐酸，曲线Ⅱ为醋酸溶液解析：电导率与离子浓度和离子所带电荷数有关，电导率越高，溶液导电能力越强。醋酸是弱酸、盐酸是强酸，所以随着NaOH溶液的滴加，醋酸溶液不断生成强电解质醋酸钠，它的电导率逐渐增大，即曲线Ⅱ表示醋酸、曲线Ⅰ表示盐酸，D项正确；由于滴入10mLNaOH溶液时盐酸中电导率最小，即两种溶液刚好完全反应，则c(HCl)＝0.1mol·L－1，B项正确；由于醋酸与盐酸浓度相同，且醋酸的电导率低于盐酸，所以b点对应溶液的pH1，A项正确；c点时，CH3COOH和NaOH恰好反应生成CH3COONa，由于CH3COO－水解使得溶液呈碱性，所以c点：c(Na＋)c(CH3COO－)c(OH－)c(H＋)，C项错误。答案：C3．(2017·天津卷，节选)已知25℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的浓度为2.0mol·L－1，溶液中的c(OH－)＝_________mol·L－1。将SO2通入该氨水中，当c(OH－)降至1.0×10－7mol·L－1时，溶液中的c（SO2－3）c（HSO－3）＝______。解析：NH3·H2O发生电离：NH3·H2ONH＋4＋OH－。Kb＝c（NH＋4）·c（OH－）c（NH3·H2O）。c(OH－)＝c(NH＋4)，则c(OH－)＝Kb·c（NH3·H2O）＝1.8×10－5×2.0mol·L－1＝6.0×10－3mol·L－1。在25℃的电解质溶液中c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14，已知c(OH－)＝1.0×10－7mol·L－1，可得c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1。H2SO3发生两步电离：H2SO3HSO－3＋H＋HSO－3SO2－3＋H＋Ka2＝c（SO2－3）·c（H＋）c（HSO－3）则c（SO2－3）c（HSO－3）＝Ka2c（H＋）＝6.2×10－81.0×10－7＝0.62。答案：6.0×10－30.62