2021高考化学二轮复习热点专攻八水溶液中离子平衡的图像分析学案

1、热点专攻(八)水溶液中离子平衡的图像分析常以酸碱中和反应和电离平衡、沉淀溶解平衡建立过程中离子浓度变化曲线、ph变化曲线等为设计背景。主要命题点有电解质电离方程式的书写、水电离程度的比较、离子浓度的等量关系、离子浓度大小的比较、电离常数的计算、ph的计算及溶度积的计算等,侧重考查考生分析问题的能力。一、一强一弱溶液稀释的图像1.相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释到相同的体积,醋酸的ph大加水稀释到相同的ph,盐酸加入的水多2.相同体积、相同ph的盐酸、醋酸加水稀释到相同的体积,盐酸的ph大加水稀释到相同的ph,醋酸加入的水多3.ph与稀释后溶液体积变化的线性关系(va、vb为稀释前的体积,

2、v为稀释后的体积)续表(1)hy为强酸、hx为弱酸(2)a、b两点的溶液中:c(x-)=c(y-)(3)水的电离程度:dca=b(1)moh为强碱、roh为弱碱(2)c(roh)c(moh)(3)水的电离程度:ab二、kw和ksp图像1.曲线型不同温度下水溶液中c(h+)与c(oh-)的变化曲线常温下,caso4在水中的沉淀溶解平衡曲线ksp=910-6(1)a、c、b三点均为中性,温度依次升高,kw依次增大(2)d点为酸性溶液,e点为碱性溶液,kw=110-14(3)ab直线的左上方均为碱性溶液,任意一点都有c(h+)ksp,将会有沉淀生成(3)d点在曲线的下方,qccaco3mnco3。x

3、点对caso4要析出沉淀,对caco3是不饱和溶液,能继续溶解caco3。y点:c(so42-)c(ca2+),二者的浓度积等于10-5;z点:c(co32-)7,强酸与弱碱反应终点是ph102.(2020湖南长郡中学适应性考试)配离子的稳定性可用k不稳衡量,例如ag(nh3)2+的k不稳=c(ag+)c2(nh3)cag(nh3)2+。在一定温度下,向0.1 moll-1硝酸银溶液中滴入稀氨水,发生反应ag+2nh3ag(nh3)2+。溶液中pnh3与(x)的关系如图。其中pnh3=-lgc(nh3)、(x)=n(x)c(ag+)+cag(nh3)2+x代表ag+或ag(nh3)2+。下列说

4、法不正确的是()ag+和ag(nh3)2+的分布系数图a.图中2代表的是ag(nh3)2+b.向溶液中滴入稀硝酸,(ag+)减小c.该溶液中c(nh4+)+c(h+)=c(oh-)d.该温度时,k不稳ag(nh3)2+=10-7.33.(双选)(2020山东德州一模)常温下,向v ml 0.1 moll-1 ha溶液中滴入0.1 moll-1 naoh溶液,溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数-lgc水(h+)与所加naoh溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是()a.常温下,ka(ha)约为10-5b.p点溶液对应的ph=7c.m点溶液中存在:c(na+)=c(a-)+c(ha)d.n点

5、溶液中存在:c(na+)c(a-)c(oh-)c(h+)4.(双选)(2020山东济宁三模)常温下,用agno3溶液分别滴定浓度均为0.01 moll-1的kcl、k2c2o4溶液,所得沉淀的溶解平衡图像如图所示(不考虑c2o42-的水解)。已知ksp(agcl)的数量级为10-10。下列叙述不正确的是()a.ksp(ag2c2o4)的数量级为10-11b.n点表示ag2c2o4的过饱和溶液c.向c(cl-)=c(c2o42-)的混合液中滴入agno3溶液时,先生成agcl沉淀d.ag2c2o4(s)+2cl-(aq)2agcl(s)+c2o42-(aq)的平衡常数为10-0.715.(202

6、0辽宁部分重点中学协作体模拟)用0.1 moll-1 naoh溶液滴定20 ml 0.1 moll-1 h2so3溶液,所得滴定曲线如图所示(忽略混合时溶液体积的变化,已知加入30 ml naoh溶液后混合溶液呈碱性)。下列叙述不正确的是()a.ka2(h2so3)的数量级为10-8b.向x点溶液中加入少量澄清石灰水溶液,c(so32-)c(hso3-)的值增大c.若将nahso3与na2so3按物质的量之比11混合对应的点应在y、z之间d.图中溶液中水的电离程度:wxyc(haso42-)c(oh-)c(h2aso4-)c(aso43-)c.向h3aso4溶液滴加naoh溶液至中性时c(na

7、+)=2c(haso42-)+3c(aso43-)d.aso43-第一步水解的平衡常数的数量级为10-37.(双选)(2020山东济南二模)室温时,向100 ml 0.1 moll-1 nh4hso4溶液中滴加0.1 moll-1 naoh溶液,溶液ph随naoh溶液体积的变化如图所示。下列说法正确的是()a.图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是d点b.a点处存在c(nh4+)+c(nh3h2o)=0.1 moll-1c.b点处存在c(na+)c(so42-)c(nh4+)c(oh-)=c(h+)d.由b到c发生反应的离子方程式为nh4+oh-nh3h2o8.(双选)(2020江苏苏

8、锡常镇四市教学情况调查)25 时,将so2通入naoh溶液得到一组c(h2so3)+c(hso3-)+c(so32-)=0.100 moll-1的混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度与ph的关系曲线如下图所示。下列叙述正确的是()a.h2so3的ka2=10-7.2b.ph=1.9的溶液中:c(na+)c(h2so3)=c(hso3-)c(so32-)c.c(na+)=0.100 moll-1的溶液中:c(h+)+c(so32-)=c(oh-)+c(h2so3)d.c(hso3-)=0.050 moll-1的溶液中:c(h+)+c(na+)10,故d正确。2.b解析向0.1moll-1硝酸银

9、溶液中滴入稀氨水,随着氨水的加入,n(ag+)逐渐减少,nag(nh3)2+逐渐增大,即(ag+)减少,ag(nh3)2+增大,结合图像变化趋势,(ag+)随着pnh3的增大而增大,所以1代表的是(ag+),2代表的是ag(nh3)2+,a项正确;nh3与h+反应生成nh4+,使反应ag+2nh3ag(nh3)2+逆向移动,c(ag+)增大,则向溶液中滴入稀硝酸,(ag+)增大,b项错误;溶液中电荷守恒关系为c(ag+)+cag(nh3)2+c(nh4+)+c(h+)=c(oh-)+c(no3-),物料守恒关系为:c(ag+)+cag(nh3)2+=c(no3-),整理两式可得c(nh4+)+

10、c(h+)=c(oh-),c项正确;a点时,c(ag+)=cag(nh3)2+,pnh3=3.65,则c(nh3)=10-3.65moll-1,k不稳ag(nh3)2+=c2(nh3)=(10-3.65)2=10-7.3,d项正确。3.bc解析由示意图可知,0.1moll-1ha溶液中水电离出的氢离子浓度为10-11moll-1,溶液中氢离子浓度为10-3moll-1,则ka(ha)=c(h+)c(a-)c(ha)110-3110-30.1=10-5,故a正确;p点为naa和naoh的混合溶液,溶液呈碱性,溶液的ph7,故b错误;m点为ha和naa的混合溶液,溶液呈中性,溶液中c(oh-)=c

11、(h+),由电荷守恒可得c(na+)+c(h+)=c(a-)+c(oh-)可知,溶液中c(na+)=c(a-),故c错误;n点水电离出的氢离子浓度的负对数最小,水电离出的氢离子浓度最大,说明ha溶液与naoh溶液恰好完全反应生成naa,a-在溶液中水解使溶液呈碱性,溶液中存在:c(na+)c(a-)c(oh-)c(h+),故d正确。4.bd解析若曲线x为agcl的沉淀溶解平衡曲线,则ksp(agcl)=c(ag+)c(cl-)=10-410-5.75=10-9.75=100.2510-10,则数量级为10-10,若曲线y为agcl的沉淀溶解平衡曲线,则ksp(agcl)=c(ag+)c(cl-

12、)=10-410-2.46=10-6.46=100.5410-7,则数量级为10-7,由题意可知ksp(agcl)的数量级为10-10,则曲线x为agcl的沉淀溶解平衡曲线,则曲线y为ag2c2o4的沉淀溶解平衡曲线,ksp(ag2c2o4)=c2(ag+)c(c2o42-)=(10-4)2(10-2.46)=10-10.46。由以上分析知,曲线y为ag2c2o4的沉淀溶解平衡曲线,ksp(ag2c2o4)=100.5410-11,则ksp(ag2c2o4)的数量级为10-11,故a正确;曲线y为ag2c2o4的沉淀溶解平衡曲线,n点的离子积qc(ag2c2o4)ksp(ag2c2o4),故n

13、点为ag2c2o4的不饱和溶液,故b错误;根据图像可知,当阴离子浓度相同时,生成agcl沉淀所需的c(ag+)小于生成ag2c2o4沉淀所需的c(ag+),故向c(cl-)=c(c2o42-)的混合液中滴入agno3溶液时,先析出氯化银沉淀,故c正确;ag2c2o4+2cl-2agcl+c2o42-的平衡常数k=c(c2o42-)c2(cl-),此时溶液中的c(ag+)相同,故有k=c(c2o42-)c2(cl-)=ksp(ag2c2o4)ksp2(agcl)=10-2.46(10-5.75)2=109.04,故d错误。5.c解析ka2(h2so3)=c(so32-)c(h+)c(hso3-)

14、,据图像可知,当c(so32-)=c(hso3-)时溶液ph=7.19,即c(h+)=10-7.19moll-1,则ka2(h2so3)=10-7.19,即ka2(h2so3)的数量级为10-8,故a正确;c(so32-)c(hso3-)=ka2(h2so3)c(h+),温度不变时平衡常数不变,加入少量澄清石灰水溶液碱性增强,c(h+)减小,所以该比值增大,故b正确;当滴入30mlnaoh溶液时,溶液中的溶质恰好为等物质的量的亚硫酸氢钠和亚硫酸钠,此时溶液显碱性,所以so32-的水解程度大于hso3-的电离程度,所以c(so32-)c(hso3-),根据滴定过程发生的反应可知,随着naoh溶液

15、加入的量增多,c(so32-)变大,c(hso3-)减少,y点时c(so32-)=c(hso3-),则当c(so32-)c(hso3-)时,对应y点之前的某个点,故c错误;酸或碱的电离抑制水的电离,盐类的水解促进水的电离,所以当溶液中的溶质只有na2so3时水的电离程度达到最大,在未完全反应之前,随着naoh的滴入水的电离程度逐渐增大,所以水的电离程度wxyc(aso43-),同时水也电离出氢氧根离子,故溶液中离子浓度关系为c(na+)c(haso42-)c(oh-)c(h2aso4-)c(aso43-),b正确;向h3aso4溶液滴加naoh溶液至中性时,溶液c(h+)=c(oh-),此时溶

16、液中不存在aso43-,结合电荷守恒可得c(na+)=2c(haso42-)+c(h2aso4-),c错误;当ph=11.5时,c(haso42-)=c(aso43-),求得ka3=c(h+)c(aso43-)c(haso42-)=10-11.5,则aso43-第一步水解的平衡常数kb1=kwka3=10-1410-11.5=10-2.5,其数量级为10-3,d正确。7.cd解析根据反应量的关系可知,a点恰好消耗完h+,溶质为(nh4)2so4与na2so4;b、c、d三点溶液均含有nh3h2o;(nh4)2so4可以促进水的电离,而nh3h2o抑制水的电离,b点溶液呈中性,所以a点水的电离程

17、度最大,a错误;等体积混合后浓度变为原来的一半,a点溶质为(nh4)2so4与na2so4,根据物料守恒可知,c(nh4+)+c(nh3h2o)=c(so42-)=0.05moll-1,b错误;b点溶液显中性,溶质为(nh4)2so4、na2so4和nh3h2o,nh4+会水解,离子浓度大小关系为:c(na+)c(so42-)c(nh4+)c(oh-)=c(h+),c正确;b点溶液为中性溶液,溶质为(nh4)2so4、na2so4和nh3h2o,再加入naoh溶液,发生的离子反应为nh4+oh-nh3h2o,d正确。8.ad解析当ph=7.2时,c(h+)=10-7.2moll-1,此时c(so32-)=c(hso3-),h2so3的二级电离方程式为hso3-h+so32-,则h2so3的ka2=c(so32-)c(h+)c(hso3-)=10-7.2,故a正确;根据图像可知,ph=1.9时,溶液中不含so32-,故b错误;溶液中存在电荷守恒:c(na+)+c(h+)=2c(so32-)+c(hso3-)+c(oh-),c(na+)=0.100moll-1时,c(h2so3)+c(hso3-)+c(so32-)=c(na+),代入电荷守恒式中可得c(h+)+c(h2so3