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水溶液中的离子平衡1．了解水的电离、离子积常数(KW)。2.了解溶液pH的含义及其测定方法，能进行pH的简单计算。3.理解弱电解质在水中的电离平衡，能利用电离平衡常数(Ka、Kb、Kh)进行相关计算。4.了解盐类水解的原理，影响盐类水解程度的主要因素，盐类水解的应用。5.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。6.以上各部分知识的综合运用。1．(2019·全国卷Ⅰ)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253K冰表面吸附和溶解过程的示意图，下列叙述错误的是()A．冰表面第一层中，HCl以分子形式存在B．冰表面第二层中，H＋浓度为5×10－3mol·L－1(设冰的密度为0.9g·cm－3)C．冰表面第三层中，冰的氢键网络结构保持不变D．冰表面各层之间，均存在可逆反应HClH＋＋Cl－D[A项，由图示可知，第一层中，HCl以分子形式存在，正确；B项，第二层中，已知Cl－∶H2O＝10－4∶1，HCl===H＋＋Cl－，H＋和Cl－的物质的量是相同的，设H2O的物质的量为1mol，则n(H＋)＝10－4mol，V(H2O)＝1mol×18g·mol－10.9g·cm－3＝20cm3＝0.02L，故c(H＋)＝10－4mol0.02L＝5×10－3mol·L－1，正确；C项，第三层中，只有水分子存在，所以冰的氢键网络结构保持不变，正确；D项，由A项、C项分析可知，第一层和第三层中的物质均以分子形式存在，故均不存在可逆反应HClH＋＋Cl－，错误。]2．(2019·全国卷Ⅰ)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸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－)C[A项，溶液导电能力的强弱与溶液中自由移动的离子浓度和种类有关，正确；B项，由图像知，a点到b点，HA－转化为A2－，b点导电能力相对于a点增强，可判断Na＋和A2－的导电能力之和大于HA－的，正确；C项，b点为反应终点，发生的反应为2KHA＋2NaOH===Na2A＋K2A＋2H2O。因为H2A为弱酸，所以Na2A、K2A溶液显碱性，pH7，错误；D项，c点为Na2A、K2A和NaOH的混合溶液，由图像经分析可知c(Na＋)c(K＋)c(OH－)，正确。]3．(2018·全国卷Ⅱ，节选)测定K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)中铁的含量。(1)称量mg样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是_____________。(2)向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液VmL。该晶体中铁的质量分数的表达式为________。[解析](1)将C2O2－4氧化成CO2，达到滴定终点时，KMnO4稍过量，溶液中出现粉红色且半分钟内不变色。(2)加入过量锌粉能将溶液中Fe3＋还原为Fe2＋，酸化后Fe2＋与KMnO4溶液反应，根据化合价变化可找出关系式为5Fe2＋～MnO－4，根据消耗KMnO4溶液的浓度和体积可知溶液中n(Fe2＋)＝cmol·L－1×V×10－3L×5＝5×10－3cVmol，则该晶体中铁元素的质量分数为5×10－3×cVmol×56g·mol－1mg×100%或5cV×56m×1000×100%。[答案](1)当滴入最后一滴标准液后，溶液变为粉红色，且半分钟内不变色(2)5cV×56m×1000×100%4．(2018·全国卷Ⅲ)用0.100mol·L－1AgNO3滴定50.0mL0.0500mol·L－1Cl－溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是()A．根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10－10B．曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)C．相同实验条件下，若改为0.0400mol·L－1Cl－，反应终点c移到aD．相同实验条件下，若改为0.0500mol·L－1Br－，反应终点c向b方向移动C[根据滴定曲线，当加入25mLAgNO3溶液时，Ag＋与Cl－刚好完全反应，AgCl处于沉淀溶解平衡状态，此时溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)＝10－4.75mol·L－1，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－9.5≈3.16×10－10，A项正确；曲线上各点都处于沉淀溶解平衡状态，故符合c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)，B项正确；根据图示，Cl－浓度为0.0500mol·L－1时消耗25mLAgNO3溶液，则Cl－浓度为0.0400mol·L－1时消耗20mLAgNO3溶液，a点对应AgNO3溶液体积为15mL，所以反应终点不可能由c点移到a点，C项错误；由于AgBr的Ksp小于AgCl的Ksp，初始c(Br－)与c(Cl－)相同时，反应终点时消耗的AgNO3溶液体积相同，但Br－浓度小于Cl－浓度，即反应终点从曲线上的c点向b点方向移动，D项正确。]5．(2017·全国卷Ⅰ)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是()A．Ka2(H2X)的数量级为10－6B．曲线N表示pH与lgcHXcH2X的变化关系C．NaHX溶液中c(H＋)c(OH－)D．当混合溶液呈中性时，c(Na＋)c(HX－)c(X2－)c(OH－)＝c(H＋)D[由Ka1≫Ka2，则－lgKa1－lgKa2。当lgcHXcH2X＝lgcX2cHX时，有pH1pH2，故曲线N表示pH与lgcHXcH2X的变化关系，曲线M表示pH与lgcX2cHX的变化关系，B项正确。由曲线M可知，当pH＝4.8时，lgcX2cHX≈－0.6，由pH2＝－lgKa2＋lgcX2cHX可得：lgKa2≈－0.6－4.8＝－5.4，Ka2＝10－5.4＝100.6×10－6，故Ka2的数量级为10－6，A项正确。NaHX溶液中，cX2cHX1，则lgcX2cHX0，此时溶液pH5.4，溶液呈酸性，所以c(H＋)c(OH－)，C项正确。由以上分析可知，HX－的电离程度大于其水解程度，故当溶液呈中性时，c(Na2X)c(NaHX)，溶液中各离子浓度大小关系为c(Na＋)c(X2－)c(HX－)c(OH－)＝c(H＋)，D项错误。]6．(1)(2017·全国卷Ⅰ，节选)若“滤液②”中c(Mg2＋)＝0.02mol·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5mol·L－1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－24。(2)(2015·全国卷Ⅱ，节选)已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－39，Ksp[Zn(OH)2]＝10－17，Ksp[Fe(OH)2]＝1.6×10－14。用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为________，加碱调节至pH为______时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为________时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1mol·L－1)。若上述过程不加H2O2后果是___________________________________________________________________，原因是____________________________________________。[解析](2)根据氢氧化铁的溶度积常数可知，当铁离子完全沉淀时溶液中氢氧根的浓度为310－3910－5mol·L－1≈5×10－12mol·L－1，所以氢离子浓度是2×10－3mol·L－1，因此加碱调节pH为2.7，Fe3＋刚好完全沉淀。Zn2＋浓度为0.1mol·L－1，根据氢氧化锌的溶度积常数可知开始沉淀时的氢氧根浓度为10－8mol·L－1，则pH＝6，即继续加碱调节pH为6，锌开始沉淀。如果不加双氧水，则在沉淀锌离子的同时亚铁离子也沉淀，导致生成的氢氧化锌不纯，无法分离开Zn2＋和Fe2＋。[答案](1)Fe3＋恰好沉淀完全时，c(PO3－4)＝1.3×10－221×10－5mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1，c3(Mg2＋)·c2(PO3－4)＝(0.02×12)3×(1.3×10－17)2≈1.7×10－40Ksp[Mg3(PO4)2]＝1.0×10－24，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀(2)Fe3＋2.76Zn2＋与Fe2＋不能分离开Fe(OH)2与Zn(OH)2的Ksp相近上述真题涉及的题型有选择题和填空题。命题角度主要涉及：(1)物质的电离，如T1。(2)中和滴定及其拓展：①滴定现象，②滴定的有关计算，③滴定曲线分析，如T2、T3、T4。(3)溶液中的四种平衡常数的有关计算及关系，如T4、T5。(4)溶液中特定离子的大小比较，如T2、T4。(5)特殊图像的分析等，如T4。预测2020年高考仍会加强①滴定计算与Ka、Kb、Kh、Ksp的有关计算；②特殊图像的多角度设问；③离子浓度的比较等。复习时注意理解领悟。水的电离和溶液的酸碱性(对应学生用书第51页)1．溶液中水电离出的c(H＋)H2O或c(OH－)H2O计算(1)酸或碱溶液：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(OH－)或c(H＋)。(2)水解呈酸性或碱性的盐溶液：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(H＋)或c(OH－)。2．酸碱混合液性质的两种判断(1)同浓度同体积的HA与BOH混合，溶液的性质决定谁强显谁性。(2)25℃，pH之和为14的HA与BOH等体积混合，溶液的性质决定于谁弱谁过量显谁性。3．强酸与强碱混合的有关计算(1)n(OH－)n(H＋)：c(OH－)＝nOHnHV1＋V2⇒c(H＋)⇒pH(2)n(OH－)n(H＋)：c(H＋)＝nHnOHV1＋V2⇒pH(3)n(OH－)＝n(H＋)：pH＝7(25℃)(4)25℃，pH＝a的强酸与pH＝b的强碱按V1∶V2混合，混合液pH＝7时，V1×10－a＝V2×10－14＋b。4．溶液的稀释问题(1)相同体积、相同pH的酸性溶液稀释⇒①稀释相同倍数，强酸的pH大②ΔpH相同，稀释倍数，强酸的小(2)相同体积、相同浓度酸性溶液稀释⇒①稀释相同倍数，强酸的pH小②pH相同时，稀释倍数，强酸的大5．向10mL0.1mol·L－1的氨水中，滴加同浓度的盐酸(25℃)⇒①V0＝10mL，即c点为恰好反应点②b点、d点分别呈中性、酸性③b点的离子浓度大小顺序为cCl＝cNH＋4cOHcH水的电离和溶液的酸碱性1．(2019·全国卷Ⅲ)设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH＝2的H3PO4溶液，下列说法正确的是()A．每升溶液中的H＋数目为0.02NAB．c(H＋)＝c(H2PO－4)＋2c(HPO2－4)＋3c(PO3－4)＋c(