新苏教版高中化学选择性必修1专题3 水溶液中的离子反应体系构建　体验高考

新苏教版高中化学选择性必修1《化学反应原理》PAGEPAGE1体系构建体验高考考向一电解质溶液中“三大平衡”及其应用例1(2020·北京，11)室温下，对于1L0.1mol·L－1醋酸溶液。下列判断正确的是()A．该溶液中CH3COO－的粒子数为6.02×1022B．加入少量CH3COONa固体后，溶液的pH降低C．滴加NaOH溶液过程中，n(CH3COO－)与n(CH3COOH)之和始终为0.1molD．与Na2CO3溶液反应的离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑答案C解析1L0.1mol·L－1醋酸溶液中醋酸的物质的量为0.1mol，醋酸属于弱酸，是弱电解质，在溶液中部分电离，存在电离平衡，则CH3COO－的粒子数小于6.02×1022，故A错误；加入少量CH3COONa固体后，溶液中CH3COO－的浓度增大，根据同离子效应，会抑制醋酸的电离，溶液中的氢离子浓度减小，酸性减弱，则溶液的pH升高，故B错误；1L0.1mol·L－1醋酸溶液中醋酸的物质的量为0.1mol，滴加NaOH溶液过程中，溶液中始终存在物料守恒，n(CH3COO－)＋n(CH3COOH)＝0.1mol，故C正确；醋酸的酸性强于碳酸，则根据强酸制取弱酸，醋酸与Na2CO3溶液反应生成醋酸钠、二氧化碳和水，醋酸是弱电解质，离子反应中不能拆写，则离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋2CH3COOH=H2O＋CO2↑＋2CH3COO－，故D错误。例2(2019·全国卷Ⅲ,11)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(H2POeq\o\al(－,4))＋2c(HPOeq\o\al(2－,4))＋3c(POeq\o\al(3－,4))＋c(OH－)C．加水稀释使电离度增大，溶液pH减小D．加入NaH2PO4固体，溶液酸性增强答案B解析pH＝2的H3PO4溶液中c(H＋)＝10－2mol·L－1，每升溶液中所含N(H＋)＝0.01NA，A错误；由电荷守恒知，该H3PO4溶液中存在c(H＋)＝c(H2POeq\o\al(－,4))＋2c(HPOeq\o\al(2－,4))＋3c(POeq\o\al(3－,4))＋c(OH－)，B正确；加水稀释能促进H3PO4的电离，使其电离度增大，由于以增大溶液体积为主，导致溶液中c(H＋)减小，溶液pH增大，C错误；向H3PO4溶液中加入NaH2PO4固体，溶液中c(H2POeq\o\al(－,4))增大，促使平衡H3PO4H＋＋H2POeq\o\al(－,4)逆向移动，抑制H3PO4电离，溶液酸性减弱，D错误。考向二电解质溶液中“四大常数”及相关计算例3(1)[2021·湖南，17(5)节选]常温下加入的NH4HCO3溶液呈_____(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知：NH3·H2O的Kb＝1.75×10－5，H2CO3的Kal＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11)。(2)25℃时向浓度均为0.1mol·L－1MnCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，首先生成沉淀的离子方程式为_____________________。已知Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，Ksp[Mn(OH)2]＝1.1×10－13。当两种沉淀共存时，c(Cu2＋)∶c(Mn2＋)＝________。(3)25℃时，H2SO3电离常数Ka1＝1×10－2，Ka2＝1×10－7，则该温度下NaHSO3的平衡常数Kh＝_______。(4)25℃时，将amol·L－1氨水与0.01mol·L－1盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)，则溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性，用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝________。答案(1)碱性(2)Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)2×10－7(3)10－12(4)中eq\f(10－9,a－0.01)解析(1)铵根离子的水解常数Kh(NHeq\o\al(＋,4))＝eq\f(10－14,1.75×10－5)≈5.7×10－10，HCOeq\o\al(－,3)的水解常数Kh(HCOeq\o\al(－,3))＝eq\f(Kw,Ka1)＝eq\f(10－14,4.4×10－7)≈2.3×10－8，则Kh(NHeq\o\al(＋,4))<Kh(HCOeq\o\al(－,3))，因此常温下加入的NH4HCO3溶液呈碱性。(2)Cu(OH)2、Mn(OH)2的Ksp表达式均为c(M2＋)·c2(OH－)(M2＋为Cu2＋或Mn2＋)，Cu(OH)2的Ksp较小，因此Cu(OH)2先沉淀，离子方程式为Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)；当两种沉淀共存时，eq\f(cCu2＋,cMn2＋)＝eq\f(cCu2＋·c2OH－,cMn2＋·c2OH－)＝eq\f(Ksp[CuOH2],Ksp[MnOH2])＝eq\f(2.2×10－20,1.1×10－13)＝2×10－7。(3)HSOeq\o\al(－,3)的Kh＝eq\f(cH2SO3·cOH－,cHSO\o\al(－,3))，H2SO3的第一步电离常数Ka1＝eq\f(cHSO\o\al(－,3)·cH＋,cH2SO3)，故Kh＝eq\f(Kw,Ka1)＝eq\f(1×10－14,1×10－2)＝10－12。(4)根据电荷守恒知c(H＋)＋c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)＋c(OH－)，由于c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)，故c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性；等体积混合溶液的体积变为原来的2倍，故平衡时溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)＝0.005mol·L－1，剩余的c(NH3·H2O)＝(0.5a－0.005)mol·L－1，溶液呈中性，c(OH－)＝10－7mol·L－1，NH3·H2O的电离常数Kb＝eq\f(cNH\o\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O)＝eq\f(0.005×10－7,0.5a－0.005)＝eq\f(10－9,a－0.01)。考向三电解质溶液中离子平衡图像探析例4(2019·全国卷Ⅰ,11)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Kal＝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－)答案C解析滴定至终点时发生反应：2NaOH＋2KHA=K2A＋Na2A＋2H2O。溶液导电能力与溶液中离子浓度、离子种类有关，离子浓度越大、所带电荷越多，其导电能力越强，A项正确；图像中纵轴表示相对导电能力，随着NaOH溶液的滴加，溶液中c(K＋)、c(HA－)逐渐减小，而Na＋、A2－的物质的量逐渐增大，由题图可知，溶液的相对导电能力逐渐增强，说明Na＋与A2－的导电能力之和大于HA－的，B项正确；本实验默认在常温下进行，滴定终点时，溶液中的溶质为邻苯二甲酸钠和邻苯二甲酸钾，由于邻苯二甲酸是弱酸，所以溶液呈碱性，pH>7，C项错误；滴定终点时，c(K＋)＝c(Na＋)，a点到b点加入NaOH溶液的体积大于b点到c点的，故c点时c(K＋)>c(OH－)，所以c(Na＋)>c(K＋)>c(OH－)，D项正确。例5(2020·全国卷Ⅰ,13)以酚酞为指示剂，用0.1000mol·L－1的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如下图所示。[比如A2－的分布系数：δ(A2－)＝eq\f(cA2－,cH2A＋cHA－＋cA2－)]下列叙述正确的是()A．曲线①代表δ(H2A)，曲线②代表δ(HA－)B．H2A溶液的浓度为0.2000mol·L－1C．HA－的电离常数Ka＝1.0×10－2D．滴定终点时，溶液中c(Na＋)＜2c(A2－)＋c(HA－)答案C解析根据图像可知，滴定终点消耗NaOH溶液40mL，H2A是二元酸，可知酸的浓度是0.1000mol·L－1，B项错误；起点溶液pH＝1.0，c(H＋)＝0.1000mol·L－1，可知H2A第一步电离是完全的，溶液中没有H2A，所以曲线①代表δ(HA－)，曲线②代表δ(A2－)，A项错误；由图可知，当δ(A2－)＝δ(HA－)时，pH＝2.0，c(H＋)＝1.0×10－2mol·L－1，HA－A2－＋H＋，Ka(HA－)＝eq\f(cA2－·cH＋,cHA－)＝1.0×10－2，C项正确；滴定终点时，根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)，以酚酞为指示剂，说明滴定终点时溶液呈碱性，c(OH－)＞c(H＋)，所以c(Na＋)＞2c(A2－)＋c(HA－)，D项错误。例6(2021·全国甲卷，12)已知相同温度下，Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3)。某温度下，饱和溶液中－lg[c(SOeq\o\al(2－,4))]、－lg[c(COeq\o\al(2－,3))]与－lg[c(Ba2＋)]的关系如图所示。下列说法正确的是()A．曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线B．该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10－10C．加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点D．c(Ba2＋)＝10－5.1时两溶液中eq\f(cSO\o\al(2－,4),cCO\o\al(2－,3))＝答案B解析由题图分析可知，曲线上的点均为饱和溶液中微粒浓度关系，曲线①为BaSO4的沉淀溶解曲线，选项A错误；曲线①为BaSO4溶液中－lg[c(Ba2＋)]与－lg[c(SOeq\o\al(2－,4))]的关系，由图可知，当溶液中－lg[c(Ba2＋)]＝3时，－lg[c(SOeq\o\al(2－,4))]＝7，则－lg[Ksp(