离子平衡图象精题例析
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水溶液中的离子平衡典型图像题评析及复习策略作者:***来源:《广东教育·高中》2020年第11期水溶液中的离子平衡是高考的热门考点,主要以选择题的形式出现,偶尔出现在填空题中,分值一般是6分,属于难度较大的题目。
《中国高考评价体系》指出,高考题要体现“基础性、综合性、应用性和创新性”的要求,需要通过真实的问题情境,考查学生解决问题的能力。
对于水溶液中的离子平衡这类理论性比较强的题目,创设直观的问题情境便显得更有意义,近年来这类题目常以图像的形式呈现问题背景,考查同学们的图文信息处理能力。
但由于水溶液中的离子平衡考查知识点多,图像复杂,要“一网打尽”是不容易的。
笔者通过分析近几年的高考题,对典型图像题进行了归类,总结了相应的解题方法,希望能对同学们的复习备考有所帮助。
一、核心知识回顾虽然每一年高考题的内容和形式都有创新,但其考查的核心内容是基本不变的,因此在了解题型之前,同学们需要先掌握水溶液中離子平衡的核心知识,才能“以不变应万变”。
水溶液中的离子平衡主要考查弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡和沉淀溶解平衡,考查温度、稀释、相同离子等因素对平衡移动的影响;在设问中,主要考查平衡常数的应用、pH的计算、离子浓度大小关系、物料守恒、质子守恒和电荷守恒等知识点。
同学们要结合具体的问题,逐一理解上述的基本概念,夯实基础知识。
只有掌握了扎实的基础知识,才能深入理解高考题,掌握解题的方法和规律。
二、典型图像题评析水溶液中的离子平衡图像形式多样,但按其考查的内容来看,可以分为稀释图像、酸碱中和图像和难溶物溶解平衡图像三大类。
1. 弱电解质稀释图像。
【例1】(2019·天津)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。
将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图1所示。
下列叙述正确的是()A. 曲线Ⅰ代表HNO2溶液B. 溶液中水的电离程度:b点>c点C. 从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)D. 相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同分析:CH3COOH的电离常数较小,酸性较弱。
水溶液中的离子平衡图像1.(广东省深圳市2020年普通高中高三年级线上统一测试)常温下,用0.1 mol ·L -1KOH 溶液滴定10 mL 0.1 mol ·L -1HA (K a =1.0×10-5)溶液的滴定曲线如图所示。
下列说法错误..的是A .a 点溶液的pH 约为3B .水的电离程度:d 点>c 点C .b 点溶液中粒子浓度大小:c (A -)>c (K +)>c (HA )>c (H +)>c (OH-)D .e 点溶液中:c (K +)=2c (A -)+2c (HA ) 【答案】D【解析】A .由溶液pH=7时消耗KOH 的体积小于10mL 可知,HA 为弱酸,设0.1 mol ·L -1HA 溶液中c (H +)=xmol/L ,根据电离平衡常数可知2-5x =1100.1-x⨯,解得x ≈1×10-3mol/L ,因此a 点溶液的pH 约为3,故A 不符合题意;B .d 点溶质为KA ,c 点溶质为HA 、KA ,HA 会抑制水的电离,KA 会促进水的电离,因此水的电离程度:d 点>c 点,故B 不符合题意;C .b 点溶质为等浓度的KA 和HA ,149W h 5a 101010K K K ---===,HA 的电离程度大于A -的水解程度,结合溶液呈酸性可知b 点溶液中粒子浓度大小:()()()()()A K HA H OH c c c c c -++->>>>,故C 不符合题意;D .e 点物料守恒为:()()()2K 3A 3HA c c c +-=+,故D 符合题意;故答案为:D 。
【点睛】比较时溶液中粒子浓度:(1)弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。
如在稀醋酸溶液中:CH3COOHCH 3COO -+H +,H 2OOH-+H +,在溶液中微粒浓度由大到小的顺序:c (CH 3COOH)>c (H +)>c (CH 3COO -)>c (OH -);(2)弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的,但水的电离程度远远小于盐的水解程度。
与缓冲溶液有关的图像问题1、(2012•江苏)25℃时,有c(CH3COOH)+c(CH3COO﹣)=0.1mol•L﹣1的一组醋酸、醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO ﹣)与pH 的关系如图所示.下列有关溶液中离子浓度关系的叙述正确的是A.pH=5.5 的溶液中:c(CH3COOH)>c(CH3COO﹣)>c(H+)>c(OH﹣)B.W 点所表示的溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH﹣)C.pH=3.5 的溶液中:c(Na+)+c(H+)﹣c(OH﹣)+c(CH3COOH)=0.1mol•L﹣1D.向W 点所表示的1.0 L 溶液中通入0.05 mol HCl 气体(溶液体积变化可忽略):c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH﹣)2、(2015•抚州模拟)25℃时0.1mol/L的硫化钠含S组份φ%(以物质的量计算)分布图如下,下列结论正确的是A.当c(HS﹣)>c(S2﹣)时,溶液一定显酸性B.当pH=7时,溶液中有c(Na+)=c(HS﹣)+2c(S2﹣)+c(H2S)C.当4<pH时,向其中滴加0.1mol/L CuSO4都有CuS沉淀(Ksp(CuS)=6.3×10﹣36)D.当pH=9时,溶液中有c(H+)=c(OH﹣)+c(HS﹣)3、(2009•包河区校级模拟)右图是一水溶液在pH从0至14的范围内H2CO3、HCO3﹣、CO32﹣三种成分平衡时组成分数,下列叙述不正确的是A.人体血液的pH约为7.4,则CO2在血液中多以HCO3﹣形式存在B.在pH为10.25时,溶液中c(HCO3﹣)=c(CO32﹣)C.若用CO2和NaOH反应制取Na2CO3,溶液的pH必须控制在12以上D.此图是1.0mol/L碳酸钠溶液滴定1.0mol/LHCl溶液的滴定曲线4、(2015•浙江模拟)某浓度的二元弱酸酒石酸溶液的型体分布图如图,将酒石酸简写成H2A,下列有关叙述正确的是A.等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水小B.H2A溶液在不同pH环境中各微粒的分布不同,电离平衡常数也不同C.溶液的pH=4.5时,存在如下关系:c(Na+)>c(HA﹣)>c(A2﹣)>c(H+)>c(OH﹣)D.已知HClO的电离平衡常数为10﹣7.5将少量H2A 的溶液加入足量NaClO溶液中,发生的反应为:H2A+ClO﹣═HClO+HA﹣5、(2012•北京)6、(2015•奉贤区二模)能在一定程度上抵消、减轻外加强酸或强碱对溶液酸度的影响,从而保持溶液的pH值相对稳定.这种溶液称为缓冲溶液.例如:人体血液中HCO3﹣和H2CO3等微粒形成的平衡体系,使得血液pH能稳定在7.4±0.05.某同学取19ml 0.2mol/L的NaH2PO4溶液,81ml 0.2mol/L 的Na2HPO4溶液混合,配制0.2mol/L PH=7.4的磷酸缓冲溶液.已知该缓冲溶液利用的平衡体系是:H2PO4﹣⇌H++HPO42﹣,请根据该平衡体7、(2015•台州校级模拟)磷酸(H 3PO 4)在水中可分三步电离,能够以H 3PO 4、H 2PO 4﹣、HPO 42﹣、PO 43﹣等四种粒子形式存在,当溶液的pH 发生变化时,其中任一粒子的物质的量占四种粒子总物质的量的分数δ(分数分布)也可能发生变化.图1是某浓度H 3PO 4溶液中各种粒子的物质的量分数δ随pH 的变化曲线.用NaOH 标准溶液滴定该H 3PO 4溶液,绘得滴定曲线如图2.下列说法不正确的是 A .从图1可知H 3PO 4、HPO 42﹣、PO 43﹣不能大量共存,0.01mol•L ﹣1NaH 2PO 4溶液中c (H 2PO 4﹣)>c (H 3PO 4)>c (HPO 42﹣)B .PO 43﹣+H 2O ⇌0H ﹣+HPO 42﹣的平衡常数为10﹣1.7C .从a 点到b 点的反应为H 2PO 4﹣+OH ﹣=HPO 42﹣+H 2O ,可以选用pH 计确定滴定终点,无需添加指示剂D .在Na 2HPO 4溶液中存在c (Na +)+c (OH ﹣)=c (H +)+c (PO 43﹣)+2c (HPO 42﹣)+3c (H 2PO 4﹣)+4c (H 3PO 4)8、(2013•江苏)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在.它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用.(3)磷的重要化合物NaH 2PO 4、Na 2HPO 4和Na 3PO 4可通过H 3PO 4与NaOH 溶液反应获得,含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH 的关系如图所示.①为获得尽可能纯的NaH 2PO 4,pH 应控制在 ;pH=8时,溶液中主要含磷物种浓度大小关系为 . ②Na 2HPO 4溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl 2溶液,溶液则显酸性,其原因是 (用离子方程式表示).9、(2015•石家庄一模)高铁酸钾(K 2FeO 4)是一种绿色氧化剂,在许多领域展现出广阔的应用前景.(1)湿法制备K 2FeO 4:在KOH 溶液中,用KC1O 直接氧化Fe (NO 3)3即可制得K 2FeO 4.该反应的离子方程式为 . (2)测定K 2FeO 4:样品纯度:i .称取样品mg ,加入到盛有过量碱性亚铬酸钠[NaCr (OH )4]溶液的锥形瓶中充分反应; ii .将所得铬酸钠(Na 2CrO 4)溶液酸化;iii .在所得Na 2Cr 2O 7溶液中加入8﹣9滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂,用c mol .L ﹣1(NH 4)2Fe (SO 4)2溶液滴定至终点,消耗溶液体积为V mL .整个过程中发生的反应如下:i . Cr (OH )4﹣+ FeO 42﹣+ = Fe (OH )3(H 2O )3↓+ CrO 42﹣+ii .2CrO 42﹣+2H +═Cr 2O 72﹣+H 2Oiii .Cr 2O 72﹣+6Fe 2++14H +═2Cr 3++6Fe 3++7H 2O①配平方程式i ; ②利用上述数据计算该样品的纯度为 .(用含字母的代数式表示). (3)高铁酸盐在水溶液中有四种含铁形体.25℃时,它们的物质的量分数随pH 的变化如图所示: ①pH=2.2时,溶液中主要含铁形体浓度的大小关系为 ;为获得尽可能纯净的高铁酸盐,pH 应控制在 .②已知H 3FeO 4+的电离常数分别为:K 1=2.51×10﹣2,K 2=4.16×10﹣4,K 3=5.01×10﹣8,当pH=4时,溶液中 .③向pH=6的高铁酸盐溶液中加入KOH 溶液,发生反应的离子方程式为 . (4)某新型电池以金属锂为负极,K 2FeO 4为正极,溶有LiPF 6的有机溶剂为电解质.工作时+第8题图10、(2015•杭州三模)酒石酸是葡萄酒中特有的一种有机酸,葡萄酒的pH主要取决于酒石酸的含量,正常的葡萄酒pH约为2.9﹣3.8.常温下,酒石酸(用H2T表示)水溶液中三种微粒所占分数(a)与pH关系如图所示.下列表述不正确是A.常温下,H2T⇌H++HT﹣Ka=10﹣3B.当HT﹣和T2﹣物质的量浓度相等时,溶液中水电离出的H+浓度大于纯水中H+的浓度C.当葡萄酒的pH为3.7时,HT﹣所占分数达到最大,此时葡萄酒中c(H2T)<c(T2﹣)D.葡萄酒中除了存在酒石酸外,还存在酒石酸盐11、(2012•广州校级三模)常温下,向10mL H2A溶液中滴加0.1mol/L NaOH溶液.有关微粒的物质的量变化如图.根据图示判断,下列说法不正确的是A.H2A是二元弱酸B.当0 mL<V(NaOH)<20 mL时,一定有:c(OH﹣)+c(HA﹣)+2c(A2﹣)=c(Na+)+c(H+)C.当V(NaOH)=10 mL时,溶液中离子浓度关系一定有:c(Na+)>c(HA﹣)>c(H+)>c(A2﹣)>c(OH﹣)D.当V(NaOH)=20 mL后,再向溶液中加水稀释,c(H+)减小,c(OH﹣)也减小12、(2015•台州一模)在25℃时,向10mL0.01moL.L﹣1NaCN溶液滴加入0.01moL.L﹣1的盐酸,滴定曲线如图1所示,CN﹣1、HCN浓度所占分数(α)随pH变化的关系如图2所示,下列表述正确的是A.b点时,溶液中微粒浓度大小的关系:c(CN﹣)>c(Cl﹣)>c(HCN)>c(OH﹣)>c(H+)B.d点溶液垂直的关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCN)+c(OH﹣)+2c(CN﹣)C.图2中的e点对应图1中的c点D.在滴定过程中选用酚酞试剂比选用甲基橙试剂作指示剂误差更小13、(2009•平邑县校级模拟)常温下在20mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL,溶液的pH逐渐降低,此时溶液中含碳元素的微粒物质的量浓度的百分含量(纵轴)也发生变化(CO2因逸出未画出),如图所示.请回答下列问题:(1)用等式表示Na2CO3溶液中所有阳离子和阴离子浓度的关系:.(2)写出Na2CO3溶液中加入少量盐酸的离子方程式.(3)当混合液的pH=时,开始放出CO2气体.(4)在20mL 0.1mol/LNa2CO3溶液中加入BaCl2粉末3.328×10﹣7 g时开始产生沉淀X,则K SP(X)=.14、(2014秋•榕城区校级期中)磷酸(H3PO4)在水溶液中各种存在形式物质的量分数δ随pH的变化曲线如图:①从图1中推断NaH2PO4溶液呈性(填“酸”、“碱”或“中”),这说明.②在Na3PO4溶液中,c(Na+)/c(PO43﹣)3(填“>”“=”“<”);向该溶液中滴入几滴浓KOH溶液后,c(Na+)/c(PO43﹣)的值减小,原因是.③羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]是一种重要的生物无机材料,有关反应为:5Ca(OH)2+3H3PO4=Ca5(PO4)3OH+9H2O.如图2是生产羟基磷灰石时得到的实验曲线,请计算磷酸的初始浓度为0.70mmol/L,pH=10.0条件下,反应前10min内磷酸的沉淀速率.15、(2009•淮阴区校级模拟)磷酸(H3PO4)在溶液中能够以H3PO4、H2PO4﹣、HPO42﹣、和PO43﹣四种粒子形式存在,当溶液的pH发生变化时,其中任一种粒子的物质的量占四种粒子总物质的量的分数δ也可能发生变化.下图是H3PO4溶液中,各种粒子的物质的量分数δ随pH的变化曲线:(1)设磷酸总浓度为c(总),写出c(总)与各粒子浓度间的关系式.(2)向Na3PO4溶液中逐滴滴入稀盐酸,当pH从9降到6的过程中发生的主要反应的离子方程式为.当pH=7时,溶液中主要存在的阴离子(OH﹣离子除外)是.(3)从图中推断NaH2PO4溶液呈性(填“酸”、“碱”、或“中”),其原因是.(4)在Na3PO4溶液中,3(填“>”、“═”、或“<”);向该溶液中滴入几滴浓KOH溶液后,的值减小,原因是16、(2010秋•红岗区校级期末)草酸(H2C2O4)是一种易溶于水的二元中强酸,在水中它的存在形态有H2C2O4、HC2O4﹣、C2O42﹣,各形态的分布系数(浓度分数)α随溶液pH变化的关系如图所示:(1)图中曲线1表示的分布系数变化;曲线3表示的分布系数变化.现有物质的量浓度均为0.1mol/L的下列溶液:①Na2C2O4②NaHC2O4③H2C2O4④(NH4)2C2O4⑤NH4HC2O4已知NaHC2O4溶液显酸性.(2)Na2C2O4溶液中,c(Na+)/c(C2O42﹣) 2 (填“>”、“=”、“<”),原因是(用离子方程式表示).(3)常温下,向10mL 0.1mol/L H2C2O4溶液中滴加0.1mol/L NaOH溶液,随着NaOH溶液体积的增加,当溶液中c(Na+)=2c(C2O42﹣)+c(HC2O4﹣)时,溶液显性(填“酸”、“碱”或“中”),且V(NaOH)10mL(填“>”、“=”或“<”).(4)下列关于五种溶液的说法中,正确的是A.溶液②中,c(C2O42﹣)<c(H2C2O4)B.溶液②中,c(H2C2O4)+c(OH﹣)=c(C2O42﹣)+c(H+)C.溶液④⑤中都符合c(NH4+)+c(H+)=c(HC2O4﹣)+2c(C2O42﹣)+c(OH﹣)D.五种溶液都符合c(H2C2O4)+c(HC2O4﹣)+c(C2O42﹣)=0.1mol•L﹣1.(5)五种溶液中c(H2C2O4)由大到小排列的顺序是.(6)配平氧化还原反应方程式:C2O42﹣+MnO4﹣+H+=CO2↑+Mn2++H2O(7)称取6.0g含H2C2O4•2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解,配成250mL 溶液.量取两份此溶液各25mL,分别置于两个锥形瓶中.第一份溶液中加入2滴酚酞试液,滴加0.25mol/L NaOH 溶液至20mL时,溶液由无色变为浅红色.第二份溶液用0.10mol/L 酸性KMnO4溶液滴定,滴定终点如何判断.当加入16mL 0.10mol/L 酸性KMnO4溶液时恰好反应完全.则原试样中H2C2O4•2H2O 的质量分数为,KHC2O4的质量分数为.如果用0.25mol/L NaOH 溶液滴定第一份溶液的实验滴定终点仰视读数则测得的KHC2O4的质量分数(填“偏高”“偏低”或“无影响”)17、(2006•广东)水体中重金属铅的污染问题备受关注。
水溶液中的离子平衡典型图像题评析及复习策略一、离子平衡典型图像题剖析生活中,许多物质都能够溶解在水中,形成各种不同浓度的溶液,而溶液中存在的离子ü将影响溶液的导电能力,形成离子平衡。
要深入了解离子平衡,特别是对于考研同学来说,最简单的方式就是看一看典型的离子平衡图像题。
典型的离子平衡图像题一般有以下特点:1、图像清晰,表示一定量的离子;2、图像有明确的文字注释,说明离子的增减情况;3、离子间的选择及释放现象,能够从图像中直观理解;4、问题引入离子平衡概念,用文字给出条件;5、问题要求推断出离子平衡中离子的形成情况;6、图像中有一些有趣却不规则的观察点,例如一些正负离子量存在某方向上并不均衡。
二、典型离子平衡图像题复习策略典型的离子平衡图像题由于有明确且生动的图像,被广泛应用于考试中。
学习者要想复习上典型的离子平衡图像题,可以从以下几点进行:1、仔细围绕题中的描述,理清全文内容。
2、理清图中离子的变化情况,根据文中提到的离子间的选择及释放现象,把离子情况具体化;3、总结离子平衡公式及离子变化过程,以及其变化影响的事实;4、学习总结主流的离子平衡理论,联系现实世界中更加细节的问题;5、结合自身实际想法,探索具体的答案和推理步骤,确认题中的正误。
三、总结离子平衡图像题在考题中占比很大,从考古题中看出,这类题目比较受考官青睐。
因此,学习者要想复习上离子平衡图像题,在理解文章要点的同时,可以有意识地将图像中离子的变化 imput和具体问题相结合,加深对离子平衡公式及理论的认知,结合自身实际想法,探索具体的正确答案及步骤,在复习过程中构建出坚实的复习策略。
易错专题14水溶液中离子平衡图像聚焦易错点:►易错点一稀释图像►易错点二滴定曲线►易错点三K W 、K sp 的图像►易错点四分布系数图像易错点一稀释图像【易错典例】例1(2023·浙江温州·三模)在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力与pH 的变化如图。
下列有关说法中正确的是A .a 点3CH COOH 溶液未达到电离平衡状态B .离子总浓度越大,溶液导电能力越强C .向a 、b 两点溶液中分别滴入同一NaOH 溶液至中性,溶液中的()3n CH COO -相同D .b 点后,溶液中加水稀释,所有离子浓度均减小B 【详解】A .加水稀释过程中,a 点、b 点都达到了电离平衡,故A 错误;B .导电能力与离子浓度和所带电荷数有关,因此离子总浓度越大,溶液导电能力越强,故B 正确;C .根据电荷守恒3n(CH COO )n(OH )n(Na )n(H )--+++=+,溶液呈中性,3n(CH COO )n(Na )-+=,a 点醋酸浓度大,向a 、b两点溶液中分别滴入同一NaOH 溶液至中性,a 点消耗的氢氧化钠溶液比b 点消耗的氢氧化钠溶液多,因此溶液中的()3n CH COO -是a 点大于b 点,故C 错误;D .b 点后,溶液中加水稀释,醋酸根、氢离子浓度减小,氢氧根浓度增大,故D 错误。
【解题必备】稀释图像(pH 与稀释倍数的线性关系)①HY为强酸、HX为弱酸②a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-)③水的电离程度:d>c>a=b ①MOH为强碱、ROH为弱碱②c(ROH)>c(MOH)③水的电离程度:a>b【变式突破】1.(2023·北京房山·一模)某温度下,将pH和体积均相同的HCl和3CH COOH溶液分别加水稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。
下列叙述不正确的是A.稀释前溶液的浓度:()()3HCl CH COOHc c<B.溶液中水的电离程度:b点<c点C.从b点到d点,溶液中()()c H c OH+-⋅逐渐增大D.在d点和e点均存在:()H c c+>(酸根阴离子)C【详解】A.稀释前两溶液的pH值相等,由于醋酸是部分电离,因此溶液的浓度:c(HCl)<c(CH3COOH),故A正确;B.b点pH值小于c点pH值,说明c点酸性弱,抑制水的电离程度小,水的电离程度大,因此溶液中水的电离程度:b点<c点,故B正确;C.从b点到d点,由于溶液的温度不变,因此溶液中c(H+)·c(OH-)不变,故C错误;D.在d点和e点均存在电荷守恒即c(H+)=c(酸根阴离子)+c(OH-),因此存在:c(H+)>c(酸根阴离子),故D正确。
分布系数图像1.柠檬酸(用H 3R 表示)可用作酸洗剂。
常温下,向0.1mol ·L -1H 3R 溶液中加入少量NaOH 固体(忽略溶液体积的变化),H 3R 、H 2R -、HR 2-和R 3-的含量与pH 的关系如图所示。
下列叙述正确的是( )。
A .图中b 曲线表示HR 2-的变化B .HR 2-的电离常数为K a3=1×10-6C .pH =7时,c (Na +)=c (HR 2-)+c (H 2R -)+c (R 3-)D .pH =5时,c (HR 2-)+c (H 2R -)+c (R 3-)=0.1mol ·L -1【解析】选B 。
A 项,H 3R 溶液中加入NaOH ,先反应生成NaH 2R ,再生成Na 2HR ,最后生成Na 3R ,则图中曲线a 、b 、c 、d 分别代表H 3R 、H 2R -、HR 2-和R 3-,错误;B 项,HR 2-的电离常数K a3=)()()(--23HR R H c c c ⨯+,由图可知,HR 2-和R 3-的含量相等时,溶液的pH =6,则有K a3=c (H +)=1×10-6,正确;C 项,常温下,pH =7时,溶液呈中性,则有c (H +)=c (OH -),结合电荷守恒推知,c (Na +)=2c (HR 2-)+c (H 2R -)+3c (R 3-),错误;D 项,由图可知,pH =5时溶液中存在H 3R 、H 2R -、HR 2-和R 3-,据物料守恒可得c (HR 2-)+c (H 2R-)+c(R3-)+c(H3R)=0.1mol·L-1,错误。
2.(2020·滨州二模)柠檬酸(用H3R表示)是一种高效除垢剂。
常温时,用一定浓度的柠檬酸溶液去除水垢,溶液中H3R、H2R-、HR2-、R3-的物质的量百分数随pH的变化如图所示。
下列说法正确的是()。
A.由a点判断H3R的第一步电离常数K a1(H3R)的数量级为10-3B.若b点溶液中金属阳离子只有Na+,则有c(Na+)=c(R3-)+c(HR2-)+c(H2R-)+c(H3R)C.pH=6时,c(R3-)=c(HR2-)>c(H+)>c(OH-)D.反应2H2R-H3R+HR2-在该温度下的平衡常数K=10x-y【解析】选CD。
《水溶液中的离子平衡》图像题分类赏析
《水溶液中的离子平衡》是一幅以图像形式表示的离子平衡的绘图题目。
本图像题目以水溶液中的氢离子、钠离子、氯离子和硫酸根离子之间的平衡关系为研究对象,以视觉图像形式表示出水溶液中离子的平衡关系。
本图像题目由三部分构成:第一部分是由三个离子的绘图题,即氢离子、钠离子和氯离子的绘图;第二部分是由硫酸根离子和水溶液的液体绘图;第三部分是由水溶液中的四种离子的混合物的液体绘图。
从本图像题目中,我们可以得出结论:当水溶液中的氢离子、钠离子、氯离子和硫酸根离子之间处于平衡状态时,水溶液中的四种离子的浓度也处于相应的平衡状态。
因此,本图像题目可以帮助学生有效地掌握水溶液中离子平衡的知识。
本图像题目的设计也非常合理,可以最大程度地凸显出水溶液中离子的平衡关系。
因此,本图像题目可以帮助学生有效地熟悉水溶液中离子平衡的原理。
总之,《水溶液中的离子平衡》图像题目可以有效地帮助学生掌握水溶液中离子平衡的知识,是一种对学生非常有价值的学习方式。
离子平衡图象1.常温常压下,将NH 3缓慢通入饱和食盐水中至饱和,然后向所得溶液中缓慢通入CO 2,整个实验进程中溶液的pH 随通入气体体积的变化曲线如图所示(实验中不考虑氨水的挥发)。
下列叙述不正确...的是A .由a 点到b 点的过程中,溶液中324(NH H O)(NH )c c +⋅增大B .由图可知(NH 4)2CO 3溶液显碱性、NH 4Cl 溶液显酸性C .c 点所示溶液中,c(NH 4+)> c(CO 32-) > c(OH -) >c(H +)D .d 点所示溶液中,c(NH 4+)+c(NH 3·H 2O)=c(HCO 3-)+c(CO 32-)+c(H 2CO 3)【答案】D【解析】A 项,a K OH c OH c OH c NH c O H NH NH c O H NH )()()()()(c )()(c 423423---++=∙∙=∙,由a 点到b 点,溶液pH 增大,c(OH -)增大,由于温度不变,K a 不变,因此324(NH H O)(NH )c c +⋅增大,A 正确;B 项,b 点表示NH 3的量达到最大值,c 点时,溶液中的一水合氨和二氧化碳恰好完全反应,溶质为碳酸铵,由图可知(NH 4)2CO 3溶液显碱性、NH 4Cl 溶液显酸性,B 正确;C 项,c 点所示溶液中,溶质为碳酸铵,溶液呈碱性,因此离子浓度大小为:c(NH 4+)> c(CO 32-) > c(OH -) >c(H +),C 正确;D 项,d 点所示溶液中,溶质为碳酸氢铵,根据质子守恒可知,c(NH 4+)+c(NH 3·H 2O)+ c(NH 3)=c(HCO 3-)+c(CO 32-)+c(H 2CO 3),D 错误。
故答案D 。
2.室温时,向20 mL 0.1 mol·L -1NH 4HSO 4溶液中滴加0.1 mol·L -1NaOH 溶液,得到溶液pH与NaOH 溶液体积的关系曲线如图所示(假设滴加过程中无气体产生,且混合溶液的体积可看成混合前两溶液的体积之和),下列说法不正确的是:A .pH=7时,溶液中c(Na +)>c(SO 42-)>c(NH 4+)>c(OH -)=c(H +)B .当V(NaOH)=20mL 时,溶液中水的电离程度比纯水大C .当V(NaOH)=30mL 时,溶液中 c(SO 42-)+ c(H +)=c(NH 3·H 2O)+ c(OH -)D .滴加NaOH 溶液从30mL 至40mL ,溶液中Na +与SO 42-浓度之和始终为0.1 mol·L -1【答案】C【解析】A 项,溶液中存在物料守恒:c(SO 42-)=c(NH 4+)+ c(NH 3·H 2O),电荷守恒:c(Na+)+c(NH 4+)+c(H +)= c(OH -)+ 2c(SO 42-),PH=7时,c(H +)= c(OH -),则c(Na +)+c(NH 4+)=2c(SO 42-),由于c(SO 42-)>c(NH 4+),则c(Na +)>c(SO 42-),所以溶液中c(Na +)>c(SO 42-)>c(NH 4+)>c(OH -)=c(H +),A 正确;B 项,当V(NaOH)=20mL 时,生成硫酸铵和硫酸钠,铵根离子会发生水解,促进水的电离,则溶液中水的电离程度比纯水大,B 正确;C 项,当V(NaOH)=30mL 时,3c(SO 42-)=2 c(Na +),根据电荷守恒:c(Na +)+c(NH 4+)+c(H +)= c(OH -)+ 2c(SO 42-),物料守恒:c(SO 42-)=c(NH 4+)+c(NH 3·H 2O),整理得c(SO 42-)+2 c(H +)=2c(NH 3·H 2O) + 2c(OH -),C 错误;D 项,假设滴加NaOH溶液vml ,c(Na +)+c(SO 42-)=(0.1×20+0.1×v)/(20+v)=0.1mol/L ,D 正确。
3. 25℃时,已知H2CO 3H ++HCO 3- K 1=4.3×10-7、HCO 3-H ++CO 32- K 2=5.6×10-11、、H 2O H ++OH - K=1.0×10-14,现取10.6 g Na 2CO 3与盐酸混合所得的一组体积为1 L 的溶液,溶液中部分微粒与pH 的关系如图所示。
在25℃时,下列有关溶液中离子浓度关系叙述正确的是A .W 点所示的溶液中:c(Na +) + c(H +) = 2c(CO 32-) + c(OH -) + c(HCO 3-)B .pH = 4 的溶液中:c(H 2CO 3)+ c(HCO 3-) + c(CO 32-) = 0.1 mol·L -1C .pH=8 的溶液中:c(H +) + c(H 2CO 3)+ c(HCO 3-) = c(OH -) + c(Cl -)D .pH=11 的溶液中:CO 32-+ H 2O HCO 3-+ OH - K ≈2.5×l0-4【答案】D【解析】A 项,根据电荷守恒,c(Na +) + c(H +) = 2c(CO 32-) + c(OH -) + c(HCO 3-) + c(Cl -),A 项错误;B 项,pH=4的溶液中碳酸根离子和碳酸氢根离子的浓度为零,B 项错误;C 项,pH=8的溶液中,含碳的三种微粒都有,则依据电荷守恒和物料守恒有c(H +) + c(Na +)=c(HCO 3-)+c(OH -) +c(Cl -)+ 2c(CO 32-)、c(Na +)=2 c(HCO 3-)+ 2c(H 2CO 3)+ 2c(CO 32-),整理的c(H +) +2c(H 2CO 3)+ c(HCO 3-) = c(OH -) + c(Cl -),C 项错误;D 项,pH=11的溶液中,c(HCO 3-)=0.02mol/L ,c(CO 32-)=0.08mol/L ,K=([HCO 3-][OH -])÷[CO 32-]=0.02×10-3÷0.08= 2.5×l0-4,D 项正确。
4.常温下 0.1mol/L 的H 2A 溶液中H 2A 项,HA -、A 2- 三者中所占物质的量分数(分布系数)随pH 变化的关系如图所示。
下列表述不正确...的是( )pH分布系数A .H 2A 2H + + A 2- K=10-5.4B .在 0.1mol/L NaHA 溶液中,各离子浓度大小关系为: c(Na +)>c(HA -)>c(H +)>c(A 2-)>c(OH -)C .已知25℃时HF 的 K a =10-3.45,将少量H 2A 的溶液加入足量NaF 溶液中,发生的反应为: H 2A+F -═ HF+HA -D .将等物质的量的NaHA 项,Na 2A 溶于水中,所得溶液pH 恰好为4.2【答案】D【解析】由图象可知,pH=1.2时,溶液中存在H 2A 项,HA -,且二者浓度相等,说明H 2A 部分电离,电离方程式为H 2A ⇌H ++HA -,则K 1==10-1.2,pH=4.2时,HA -、A 2-浓度相等,且二者浓度相等,电离方程式为HA -⇌H ++A 2-,则K 2==10-4.2。
A 项,H 2A 部分电离,分步电离,以第一步电离为主,则电离方程式为H 2A ⇌H ++HA -,故A 错误;B 项,pH=4.2时,HA -、A 2-浓度相等,溶液呈酸性,说明HA -电离程度大于HA -水解程度,则在0.1mo/LNaHA 溶液中,各离子浓度大小关系为:c(Na +)>c(HA -)>c(H +),因还存在水的电离,则c(H +)>c(A 2-)>c(OH -),所以各离子浓度大小关系为:c(Na +)>c(HA -)>c(H +)>c(A 2-)>c(OH -),故B 正确;C 项,已知25℃时HF 的K a =10-3.45,由以上信息可知K 1==10-1.2,K 2==10-4.2,则酸性H 2A >HF >HA -,则将少量H 2A 的溶液加入足量的NaF 溶液中,发生的反应为:H 2A+F -═HF+HA -,故C 正确;D 项,将等物质的量的NaHA 项,Na 2A 溶于水中,HA -、A 2-浓度相等,K 2==10-4.2,则c(H +)=10-4.2mol/L ,pH 为4.2,故D 正确。
5.已知草酸为二元弱酸:H 2C 2O 4 HC 2O 4-+ H + K a 1 ; HC 2O 4-C 2O 42-+ H + K a2常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定量浓度的KOH 溶液,所得溶液中 H 2C 2O 4、HC 2O 4-、C 2O 42- 三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液 pH 的关系如图所示,则下列说法中不正确的是()A .常温下,K a 1 :K a 2 =1000B .将相同物质的量 KHC 2O 4 和 K 2C 2O 4 固体完全溶于水可配得 pH 为 4.2 的混合液C .pH=1.2 溶液中:c(K + ) + c(H + ) = c(OH -) + c(H 2C 2O 4)D .向 pH=1.2 的溶液中加 KOH 溶液将pH 增大至4.2的过程中水的电离度一直增大【答案】B【解析】A 项,电离平衡常数K a1 =[H +][HC 2O 4-]÷[H 2C 2O 4]=10-1..2,K a2=[H +][C 2O 42-]÷[HC 2O 4-]=10-4.2,K a 1 :K a 2=1000,A 项正确;B 项,pH=4.2时,[HC 2O 4-]、[C 2O 42-]的浓度相等,而相同物质的量 KHC 2O 4 和 K 2C 2O 4 固体完全溶于水得到的溶液, HC 2O 4-和C 2O 42-的水解程度不同,离子浓度不再相等,B 项错误;C 项,pH=1.2溶液中,存在电荷守恒c(K + ) + c(H+ ) = c(OH -) + c(HC 2O 4-),c (HC 2O 4-)=c(H 2C 2O 4),则c(K + ) + c(H + ) = c(OH -) + c(H 2C 2O 4),C 项正确;D 项,随着KOH 溶液的加入,HC 2O 4-的浓度逐渐减少,C 2O 42-的浓度增大,而HC 2O 4-的水解程度小于C 2O 42-的水解程度,盐的水解促进水的电离,所以向 pH=1.2 的溶液中加 KOH 溶液将pH 增大至4.2的过程中水的电离度一直增大,D 项正确;答案选B 。