9-水溶液中的离子平衡复习及专题练习

9水溶液中的离子平衡复习及专题练习2年考情回顾知识网络构建热点考点突破热点题源预测2年考情回顾设问方式①溶液酸碱性判断及pH计算与比较[例](2017·全国卷Ⅰ，13)，(2017·全国卷Ⅱ，12)②盐类水解与离子浓度大小比较[例](2018·江苏卷，14)，(2018·北京卷，6)③中和滴定及迁移应用[例](2018·全国卷Ⅰ，27)，(2018·全国卷Ⅱ，28)(2018·全国卷Ⅲ，13)，(2018·天津卷，9)④溶液中的三大平衡问题[例](2018·天津卷，6)，(2018·天津卷，10)知识网络构建热点考点突破考点一溶液的酸碱性和pH•命题规律：•1．题型：选择题、填空题。•2．考向：(1)运用勒夏特列原理分析外因对电离平衡影响；•(2)pH的相关计算；•(3)电离常数的计算与应用•方法点拨：•1．熟悉“四条件”对弱电解质电离的影响条件改变影响微粒浓度影响结果电离程度电离常数浓度加水正向移动弱酸的H＋、酸根离子浓度减小，OH－浓度增大；弱碱的OH－，金属离子(NH)浓度减小，H＋浓度增大增大不变加弱电解质正向移动弱电解质相应离子和弱电解质浓度均增大减小不变条件改变影响微粒浓度影响结果电离程度电离常数加热正向移动弱电解质分子浓度减小；弱电解质相应离子浓度增大增大增大同离子效应逆向移动弱电解质浓度增大，“同离子”浓度增大，相反电荷离子浓度减小减小不变加入与弱电解质反应的物质正向移动参与反应的离子浓度减小，其他离子浓度增大增大不变•2．对比区分影响水电离的因素3．溶液的酸碱性及pH的本质(1)(在任何温度下的)中性溶液中c(H＋)＝c(OH－)＝Kw，常温下中性溶液pH＝7，温度升高时，中性溶液的pH＜7。(2)溶液pH的计算方法——先判断溶液的酸碱性4．弱电解质的平衡常数特点与计算(1)弱电解质(以弱酸HX为例)电离平衡常数K＝cH＋·cX－cHX－cH＋≈c2H＋cHX，对于多元酸，通常也是进行粗略计算的。(2)同一弱电解质，K值只与温度有关，一般情况下，温度升高，K值增大；对于多元弱酸来说，其K1≫K2≫K3。•1．(1)下列说法正确的是()•A．(2018·天津卷)向C6H5ONa溶液中通入CO2溶液变浑浊，说明酸性：H2CO3C6H5OH•B．(2016·江苏卷)室温下，稀释0.1mol/LCH3COOH溶液，溶液的导电能力增强•C．(2017·江苏卷)已知常温下，Ka(HCOOH)＝1.77×10－4，Ka(CH3COOH)＝1.75×10－5，则用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点，消耗NaOH溶液的体积相等•D．(2017·全国卷Ⅰ)氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以，说明氢硫酸比亚硫酸的酸性弱•E．(2017·全国卷Ⅰ)氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸，说明氢硫酸比亚硫酸的酸性弱•F．(2017·全国卷Ⅰ)0.10mol·L－1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1说明氢硫酸比亚硫酸的酸性弱答案ADEF(2)(2018·天津卷)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH＝13，CO2主要转化为__________(写离子符号)；若所得溶液c(HCO－3)：c(CO2－3)＝2：1，溶液pH＝______。(室温下，H2CO3的K1＝4×10－7；K2＝5×10－11)CO2－310•(3)(2017·江苏卷)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(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1和图2所示。•①以酚酞为指示剂(变色范围pH8.0～10.0)，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停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为____________________________。②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO－4＋H＋的电离常数为Ka1，则pKa1＝_______(pKa1＝－lgKa1)。OH－＋H3AsO3===H2AsO－3＋H2O2.2•突破点拨•(1)强酸与弱酸对比时注意两点：①二者是物质的量浓度相同，还是pH即c(H＋)相同；②对比的问题是与c(H＋)有关还是与能提供的n(H＋)有关；•(2)涉及到电离常数，既可以用常规的计算方法解答，也可以根据图像中特殊点突破。•解析(1)根据强酸制弱酸的原理可知选项A正确；稀释0.1mol/LCH3COOH溶液时，溶液中离子浓度减小，所以导电能力减弱，选项B错误；pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液，醋酸浓度大，所以等体积的两种酸溶液进行中和滴定时，醋酸溶液消耗的NaOH溶液的体积大，选项C错误；氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以，体现强酸制备弱酸的规律，可说明亚硫酸的酸性比氢硫酸强，选项D正确；氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸，可说明亚硫酸的电离程度大，则亚硫酸的酸性强，选项E正确；0.10mol·L－1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1，可说明亚硫酸的电离程度大，酸性较强，选项F正确。(2)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH＝13，因为得到溶液的碱性较强，所以CO2主要转化为碳酸根离子(CO2－3)。若所得溶液c(HCO－3)∶c(CO2－3)＝2∶1，则根据第二步电离平衡常数K2＝cH＋×cCO2－3cHCO－3＝cH＋2＝5×10－11，所以氢离子浓度为1×10－10mol/L，pH＝10。(3)①根据图知，碱性条件下H3AsO3的浓度减小、H2AsO－3浓度增大，说明碱和H3AsO3反应生成H2AsO－3，该反应为酸碱的中和反应，同时还生成水，离子方程式为：OH－＋H3AsO3===H2AsO－3＋H2O；②pH＝2.2时，c(H＋)＝10－2.2mol/L，c(H3AsO4)＝c(H2AsO－4)，所以Ka1＝c(H＋)＝10－2.2mol/LpKa1＝－lgKa1＝2.2。【变式考法】(1)(2018·北京卷)磷精矿粉酸浸时发生反应：2Ca5(PO4)3(OH)＋3H2O＋10H2SO4=====△10CaSO4·0.5H2O＋6H3PO4该反应体现出酸性关系：H3PO4______H2SO4(填“”或“”)(2)(2017·天津卷)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上常采取用氨水除去SO2，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，则溶液中的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)＝________。6.0×10－30.62(3)(2018·潍坊模拟)25℃时，两种酸的电离平衡常数如表：K1K2H2SO31.3×10－26.3×10－8H2CO34.2×10－75.6×10－11某同学设计实验比较H2SO3和H2CO3的酸性强弱：将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测量两溶液的c(H＋)。该实验设计不正确，错误在于______________________________________________。用于比较pH的两种溶液的物质的量浓度不相等另一同学认为，可以通过测定相同物质的量浓度的盐溶液的pH，根据测得的pH大小，可以比较H2SO3和H2CO3的酸性强弱，你认为应该选择的盐是______。A．Na2SO3和Na2CO3B．NaHSO3和NaHCO3C．Na2SO3和NaHCO3D．NaHSO3和Na2CO3B解析(1)根据强酸制弱酸的原理进行判断；(2)根据NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5可知，cNH＋4·cOH－cNH3·H2O＝1.8×10－5，当氨水的浓度为2.0mol·L－1时，溶液中的c(OH－)＝c(NH＋4)＝1.8×10－5×2.0mol·L－1＝6.0×10－3mol·L－1。根据H2SO3的Ka2＝6.2×10－8可知，cH＋·cSO2－3cHSO－3＝6.2×10－8，当c(OH－)降至1.0×10－7mol·L－1，则c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1，溶液中的c(SO2－3)/c(HSO－3)＝0.62。•(3)要想通过比较H2SO3和H2CO3的pH来验证二者的酸性强弱，必需使二者的浓度相同，但是SO2和CO2气体溶解度不同，溶于水后的饱和溶液其浓度不相等，所以该实验设计不正确。要想通过测得盐溶液的pH来比较酸性强弱，第一，盐溶液浓度必须相同，第二，必须使用酸式盐。•2．(2018·青岛二模)电解质溶液电导率越大导电能力越强。常温下用0.100mol·L－1盐酸分别滴定10.00mL浓度均为0.100mol·L－1的NaOH溶液和二甲胺[(CH3)2NH]溶液，常温Kb[(CH3)2NH·H2O)]＝1.6×10－4(二甲胺在水中电离与氨相似)。利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是()A．曲线①代表滴定二甲胺溶液的曲线B．a点溶液中：c[(CH3)2NH＋2]＞c[(CH3)2NH·H2O]C．d点溶液中：c(H＋)＝c(OH－)＋c[(CH3)2NH·H2O]D．b、d、e三点的溶液中，水的电离程度最大的是b点解析由于NaOH是强碱，二甲胺是弱碱，所以0.100mol·L－1的NaOH溶液和二甲胺[(CH3)2NH]溶液导电能力前者大，所以①为NaOH的变化曲线，曲线②为(CH3)2NH·H2O的变化曲线，选项A、B错误；d点溶液中，根据质子守恒可以得出c(H＋)＝c(OH－)＋c[(CH3)2NH·H2O]，选项C正确；d点时恰反应，溶质为(CH3)2NH2Cl，该物质水解促进水的电离；而b点溶质为(CH3)2NH2Cl和(CH3)2NH·H2O，(CH3)2NH·H2O是碱抑制水的电离；e点溶质为(CH3)2NH2Cl和HCl，其中HCl抑制水的电离，所以d点水的电离程度最大，选项D错误。答案C•3.(1)(2018·葫芦岛二模)已知pH＝2的正高碘酸(H5IO6)溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，所得混合液显酸性；0.01mol·L－1的碘酸(HIO3)溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，所得混合液显中性。高碘酸电离方程式为______________________。•(2)(2018·黄冈期末)三种弱酸HA、H2B、HC，电离常数为1.8×10－5、5.6×10－11、4.9×10－10、4.3×10－7(数据顺序已打乱)，已知三种酸和它们的盐之间能发生以下反应：①HA＋HB－(少量)===A－＋H2B②H2B(少量)＋C－===HB－＋HC③HA(少量)＋C－===A－＋HC若H2B的Ka1＝4.3×10－7，则HA酸对应的电离常数Ka＝___________(根据已知数据填空)。H5IO6H4IO－6＋H＋1.8×10－5(3)(2018·东北三校联考)联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为___________(已知：N2H4＋H＋N2H＋5的K＝8.7×107；Kw＝1.0×10－14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为__________________。(4)(2018·皖江名校联考)常温下，将amol·L－1的醋酸与bmol·L－1Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka＝_____________(用含a和b的代数式表示)。8.7×10－7N2H6(HSO4)2Ka＝2b·10－7a－2bmol/L解析(1)等体积相混时，pH＝2的高碘酸溶液的n(H＋)与pH＝12的NaOH溶液中n(OH－)相等，混合后显酸性，说明混合过程中，又电离出了部分氢离子，所