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1、专题16 水溶液中的离子平衡12019新课标绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是A图中a 和b 分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度B图中各点对应的Ksp的关系为：Ksp(m)=Ksp(n)Ksp(p)c(OH)B随温度升高，CH3COONa溶液的c(OH)减小C随温度升高，CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果D随温度升高，CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低，是因为CH3COO、Cu2+水解平衡移动方向不同【答案】C【解析】【分析】水的电
2、离为吸热过程，升高温度，促进水的电离；盐类水解为吸热过程，升高温度促进盐类水解，据此解题；【详解】A.水的电离为吸热过程，升高温度，平和向着电离方向移动，水中c(H+).c(OH-)=Kw减小，故pH减小，但c(H+)=c(OH-)，故A不符合题意；B.水的电离为吸热过程，升高温度，进水的电离，所以c(OH-)增大，醋酸根水解为吸热过程，CH3COOH-+H2O CH3COOH+OH-,升高温度促进盐类水解，所以c(OH-)增大，故B不符合题意；C.升高温度，促进水的电离，故c(H+)增大；升高温度，促进铜离子水解Cu2+2H2OCu(OH)2+2H+，故c(H+)增大，两者共同作用使pH发生
3、变化，故C符合题意；D.盐类水解为吸热过程，升高温度促进盐类水解，故D不符合题意；综上所述，本题应选C。【点睛】本题考查弱电解质在水中的电离平衡，明确化学平衡常数只是温度的函数，温度对水的电离和盐类水解平衡的影响是解题的关键，盐类水解是高频考点，也是高考的重点和难点，本题难度不大，是基础题。42019天津某温度下，HNO 和CH COOH 的电离常数分别为5.0 10 和1.710 。-4 - 52 3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所示。下列叙述正确的是A曲线代表HNO 溶液2B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
4、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+【答案】C【解析】【分析】电离常数HNO2 大于CH3COOH，酸性HNO2大于CH3COOH；A、由图可知，稀释相同的倍数，的变化大，则的酸性比I的酸性强，溶液中氢离子浓度越大，酸性越强；B、酸抑制水电离，b点pH小，酸性强，对水电离抑制程度大；C、kw 为水的离子积常数，k(HNO2)为HNO2 的电离常数，只与温度有关，温度不变，则不变；D、体积和pH均相同的HNO2 和CH3COOH溶液，c（CH3COOH）c（HNO2）。【详解】A、由图可知，稀释相同的倍数，的变化大，则的酸性比I
5、的酸性强，代表HNO2，I代表CH3COOH，故A错误；B、酸抑制水电离，b点pH小，酸性强，对水电离抑制程度大，故B错误；C、代表HNO2，c(HNO2)c(OH-)/c(NO2-)=c(H+)c(HNO2)c(OH-)/c(H+)c(NO2-)=kw/k(HNO2)，kw 为水的离子积常数，k(HNO2)为HNO2 的电离常数，这些常数只与温度有关，温度不变，则不变，故C正确；D、体积和pH均相同的HNO2 和CH3COOH溶液，c（CH3COOH）c（HNO2），分别滴加同浓度的NaOH溶液至恰好中和，CH3COOH消耗的氢氧化钠溶液体积多，HNO2消耗的NaOH少，故D错误；故选C。【
6、点睛】本题考查酸的稀释及图象，明确强酸在稀释时pH变化程度大及酸的浓度与氢离子的浓度的关系是解答本题的关键，难点C，要将已知的c(HNO2)c(OH-)/c(NO2-)分子和分值母同乘以c(H+)，变成与kw 为水的离子积常数和k(HNO2)为HNO2的电离常数相关的量，再判断。5.（2018天津理综，6，6分）LiH2PO4是制备电池的重要原料。室温下，LiH2PO4 溶液的pH随c初始（H2PO4-）的变化如图1所示，H3PO4溶液中H2PO4-的分布分数随pH的变化如图2所示 。下列有关LiH2PO4 溶液的叙述正确的是A溶液中存在3个平衡B含P元素的粒子有H2PO4-、HPO42-和P
7、O43-C随c初始（H2PO4-）增大，溶液的pH明显变小D用浓度大于1 molL-1的H3PO4 溶液溶解Li2CO3，当pH达到4.66时，H3PO4 几乎全部转化为LiH2PO4D 本题主要考查水溶液中的离子平衡和图象分析。6. （2018北京理综，11，6分）测定0.1 molL-1Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。实验过程中,取时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,产生白色沉淀多。下列说法不正确的是A.Na2SO3 溶液中存在水解平衡:SO32-+H2O HSO3-+OH-B.的pH与不同,是由于SO32-浓度减小造成的C.的过程中,温度和浓度对水解平
8、衡移动方向的影响一致D.与的KW值相等C 本题考查盐类的水解平衡及其影响因素。亚硫酸钠是强碱弱酸盐，存在水解平衡：SO32-+H2O HSO3-+OH-，A项正确；与的温度相同，但pH不同，主要是由于亚硫酸钠被氧化为硫酸钠，从而导致溶液的碱性减弱，pH减小，B项正确；的过程中，温度升高使水解平衡正向移动，而SO32-浓度逐渐减小，使水解平衡逆向移动，故温度和浓度对水解平衡移动方向的影响不一致，C项错误；与的温度相同，故KW相同，D项正确。7. (2018江苏，13，4分) 根据下列图示所得出的结论不正确的是A.图甲是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲
9、线,说明该反应的Hc(H2A)=c(A2-)D.pH=4.2时，c(HA-)=c(A2-)=c(H+)【答案】D【解析】本题考查水溶液中的离子平衡。解答本题的关键是明确(X)与溶液pH的对应关系，以及H2A、HA-、A2-的浓度与pH的大小关系。从图象中可以看出pH=1.2时，(H2A)=(HA-)，则c(H2A)=c(HA-)，A项正确；根据HA- H+A2-，可确定K2(H2A)= ，从图象中可以看出pH=4.2时，(HA-)=(A2-)，则c(HA-)=c(A2-)，即lgK2(H2A)=lg c(H+)=-4.2，B项正确；从图象中可以看出pH=2.7时，(HA-)(H2A)=(A2-
10、)，则c(HA-)c(H2A)=c(A2-)，C项正确；从图象中可以看出pH=4.2时，(HA-)=(A2-)，则c(HA-)=c(A2 -)0.05 molL-1，而c(H+)=10-4.2 molL-1，D项错误。11.【2017高考全国卷卷13题】在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是（ ）A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7B.除Cl-反应为Cu+Cu2+2Cl- 2CuClC.加入Cu越多，Cu+浓度越高，除Cl-效果越好D.
11、2Cu+ Cu2+Cu平衡常数很大，反应趋于完全【答案】C【解析】本题考查溶度积常数、平衡常数的计算及其应用。由题图可知，当c(Cu+)=10-2 molL-1时，c(Cl-)约为10-4.75 molL-1，则Ksp(CuCl)=c(Cu+)c(Cl-)的数量级为10-7，A项正确；根据题目信息可知B项正确；Cu、Cu2+是按一定物质的量之比反应的，并不是加入Cu越多，Cu+浓度越高，除Cl-效果越好，C项错误；由题图可知，交点处c(Cu+)=c(Cu2 +)10-6 molL- 1，则2Cu+ Cu2+Cu的平衡常数K= 106，该平衡常数很大，因而反应趋于完全，D项正确。【名师点睛】上述
12、详细分析过程包含较多的计算，在高考时间紧迫的情况下，可以回避这些繁琐的计算，直接运用常识判断出本题的答案为C项。对于非可逆反应，加入过多的铜是浪费原料，所以C项说法是错误的。12. 【2017高考浙江卷自选模块23题】25时，在含CH3COOH和CH3COO的溶液中，CH3COOH和CH3COO二者中各自所占的物质的量分数()随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法不正确的是（ ）A在pH4.76的溶液中，c(CH3COO)c(CH3COOH)B在pH7的溶液中，(CH3COOH)0，(CH3COO)1.0C在pH4.76的溶液中，c(CH3COO)与c(OH)之和可大于c(H+)D在pH4.7
13、6的溶液中加盐酸，(CH3COOH)与(CH3COO)之和保持不变【答案】B【考点】考查结合图像解答溶液中微粒之间的关系，电荷守恒、物料守恒思想的应用【解析】根据电离平衡判断CH3COOH和CH3COO两者含量随PH升高的变化情况，酸性越强CH3COOH含量越大，碱性越强CH3COO越大，判断A正确；加入盐酸，根据物料守恒，始终存在(CH3COOH)+(CH3COO)=1，D正确；电离平衡或是水解平衡是可逆的，(CH3COOH)或(CH3COO)不可能=0或=1，只能接近于0或1，若不考虑溶液中的平衡原理只看图，将出错选B；PH4.76，溶液中存在其他阳离子,根据电荷守恒，判断C正确。13.
14、【2016江苏卷】下列图示与对应的叙述不相符合的是（ ）A.图甲表示燃料燃烧反应的能量变化B.图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化C.图丙表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程D.图丁表示强碱滴定强酸的滴定曲线【答案】A【解析】本题考查图象中的化学知识，意在考查考生运用图象分析化学知识的能力。A项，燃烧反应一定是放热反应，而图甲表示的是吸热反应，错误；B项，酶在一定温度下，催化效果好反应速率快，但是如果温度过高或过低，酶的活性会降低，反应速率慢，正确；C项，弱电解质电离时，开始时分子电离为离子的速率最大，而离子结合为分子的速率最小，当二者的速率相等时，则建立了电离平衡，正确；D项，在强酸
15、中滴加入强碱，pH不断增大，当接近终点时，溶液中的pH会发生突变，正确。14. 【2016天津卷】下列叙述正确的是 ( )A.使用催化剂能够降低化学反应的反应热(H)B.金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率与氧气浓度无关C.原电池中发生的反应达平衡时，该电池仍有电流产生D.在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小【答案】D【解析】本题考查化学基本原理，意在考查考生运用化学概念分析实际问题的能力。催化剂可以降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，A项错误；金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率与氧气浓度有关，O2浓度越大，腐蚀速率越快，B项错误；反应达到平衡时，正负极的电势差
16、为0，所以电池不会产生电流，C项错误；CuS不溶于盐酸，而ZnS溶于盐酸，说明CuS更难溶，对应的溶解度小，D项正确。15.【2016全国卷卷（乙卷）】298 K时，在20.0 mL 0.10 molL-1 氨水中滴入0.10molL-1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 molL-1氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是 ( )A.该滴定过程应选择酚酞作为指示剂B.M点对应的盐酸体积为20.0 mLC.M点处的溶液中c(NH4)=c (Cl-)=c(H+)=c(OH-)D.N点处的溶液中pH12【答案】D【解析】本题考查了酸碱中和滴定过程中溶液中存在的平衡的
17、分析，意在考查考生分析图象的能力以及灵活运用所学知识解决问题的能力。当恰好完全中和时，生成NH4Cl，而NH4Cl溶液呈酸性，酚酞的变色范围为pH=8.210.0，甲基橙的变色范围为pH=3.14.4，故应选甲基橙作指示剂，A项错误；当V (盐酸)=20.0 mL时，恰好完全反应，溶液呈酸性，B项错误；M点时由溶液中电荷守恒知c(NH4)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，而溶液呈中性，即c(H+)=c(OH-)，则c(NH4)=c(Cl-)，但c(NH4)=c(Cl-)c(H+) =c(OH-)，C项错误；该温度下，0.10molL-1 一元强碱溶液的pH=13，若0.10 molL-
18、1一元弱碱溶液的电离度为10%，则其pH=12，而0.10 molL-1 氨水的电离度小于10%，故溶液的pH1 c(Cl )- c(Cl )D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中 不变- c(Br )【答案】D【解析】本题考查电解质溶液知识，意在考查考生对电离平衡、水解平衡、溶解平衡基础知识的理解和应用能力。对于离子比值变化的题目，一般通过电离平衡常数、水解平衡常数或难溶电解质的Ksp 进行分析；对于比较离子浓度大小的题目，一般根据电荷守恒、物料守恒进行分析。CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+，加水平衡正向移动，n(H+)+ c(H
19、 )增大，n(CH3COOH)减小，溶液体积相同，所以 增大，A项错误。CH3COONa溶c(CH COOH)3液中存在水解平衡:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-，水解反应属于吸热反应，升高温度，水解平衡常数增大，即 增大，则 减小，B项错误。根据电荷守恒:c(NH4)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，溶液呈中性，则c(H+)=c(OH-)，c(NH4)=c(Cl-)，所以c(NH4)与c(Cl-)的比值为1，C项错误。向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入AgNO3 后Ag+浓度不变，由于Ksp不变，故c(Cl-)与c(Br-)的比值也不变，D项正确。17【2016浙江卷
20、】苯甲酸钠( ，缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A-。已知25 时，HA的Ka=6.2510-5，H2CO3的Ka1=4.1710-7，Ka2=4.9010-11。 在生产碳酸饮料的过程中，除了添加NaA外，还需加压充入CO2 气体。下列说法正确的是(温度为25 ，不考虑饮料中其他成分)（ ）A.相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料的抑菌能力较低B.提高CO2 充气压力，饮料中c(A-)不变c(HA)C.当pH为5.0时，饮料中 =0.16c -(A )D.碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为:c(H+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)-c(H
21、A)【答案】C【解析】本题考查电离平衡等知识，意在考查考生分析问题和解决问题的能力。根据题中所给的电离平衡常数可知，酸性:HAH2CO3 HCO3-。A项，碳酸饮料因充有CO2而使HA的电离受到抑制，故相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料中HA的浓度较大，抑菌能力较强，错误；B项，提高CO2 充气压力，CO2的溶解度增大，HA的电离平衡左移，c(A-)减小，错误；C项，因为HA H+A-，Ka= ，故 = = =0.16，正确；D项，依据溶液中电荷守恒可知:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)+c(A-)，结合物料守恒:c(Na+)=c(A-)+c(HA)，
22、所以，c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)-c(HA)，错误。18 15 浓度均为0.10 molL-1、体积均为V0 的MOH和ROH【20 新课标卷】V溶液,分别加水稀释至体积V,pH随 的变化如图所示。下列叙述lgV0错误的是（ ）A.MOH的碱性强于ROH的碱性B.ROH的电离程度:b点大于a点C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等+Vc M( )D.当lg =2时,若两溶液同时升高温度,则 增大 V c(R )+0【答案】D【解析】本题考查强、弱电解质电离知识,意在考查考生对知识的迁移应用能力,以及对图形的观察判断能力。由图可知MOH溶液稀释104倍
23、时pH改变了4个单位,而ROH溶液稀释104倍时pH改变小于4个单位,所以MOH是强碱,ROH是弱碱,A项正确;加水稀释促进电离,ROH的电离程度:b点大于a点,B项正确;若两溶液无限稀释,则两溶液接近中性,二者氢氧根离子浓度相等,C项正确;当稀释100倍时,同时加热,MOH中c(M+)不变,加热促进ROH电+ c(M)离,c(R+)增大, 减小,D项错误。对于强酸,体积扩大10倍,pH增加1个单位;对于+ c(R)强碱,体积扩大10倍,pH减小1个单位;对于弱酸,体积扩大10倍,pH增加小于1个单位;对于弱碱,体积扩大10倍,pH减小小于1个单位;而当无限稀释时,只能接近中性,酸不能变成碱,
24、碱不能变成酸。19【2015重庆卷】下列叙述正确的是（ ）A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度B.25 时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7C.25 时,0.1 molL-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱D.0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)【答案】C【解析】本题考查电解质溶液知识,意在考查考生对弱电解质的电离平衡、盐类水解和溶解平衡基础知识的理解能力。CH3COOH在水溶液中存在如下平衡:CH3COOHCH3COO- + H+,加入CH3COONa,增加了CH3COO-浓度,平衡逆向移动
25、,CH3COOH电离程度减小,A项错误。二者完全反应后生成NH4NO3, NH4水解导致溶液呈酸性,故反应后的溶液pH乙酸。在温度不变、浓度相等时,电离度:一氯乙酸乙酸,对于弱酸,浓度越大,电离度越小。本题选B。26【2015江苏卷】下列说法正确的是（ ）A.若H2O2分解产生1 mol O2,理论上转移的电子数约为46.021023B.室温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液pH7C.钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀D.一定条件下反应N2+3H2 2NH3 达到平衡时,3v 正(H2)=2v 逆(NH3)【答案】C【解析】本题考查化学
26、基本概念与基本理论,意在考查考生对相关知识的迁移应用能力。2H2O2 2H2O + O2,生成1 mol O2时转移2 mol e-,A项错误;pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,反应后醋酸过量,溶液显酸性,B项错误;当铁作原电池的正极或电解池的阴极时,铁均会受到保护,C项正确;由反应方程式的系数知,任何时候均存在2v 正(H2)=3v 正(NH3),只有达到平衡时,v 正(NH3)=v 逆(NH3),所以当2v 正(H2)=3v逆(NH3)时,表明反应已达平衡,D项错误。27 2014 向饱和澄清石灰水中加入少量CaC2，充分反应后恢复到原来的温度，所【 上海卷
27、】得溶液中（ ）Ac(Ca2)、c(OH)均增大 Bc(Ca2)、c(OH)均保持不变Cc(Ca2)、c(OH)均减小 Dc(OH)增大、c(H)减小【答案】B【解析】试题分析：碳化钙溶于水与水反应生成氢氧化钙和乙炔，反应的化学方程式为CaC22H2OCa(OH)2HCCH。由于原氢氧化钙是饱和溶液因此生成的氢氧化钙不可能再溶解。另一方面溶剂水被消耗，导致原溶液中氢氧化钙析出，但温度不变，析出后的溶液仍然是饱和溶液，因此溶液中离子的浓度均保持不变，答案选B。28【2014上海卷】室温下，甲、乙两烧杯均盛有5mlpH3的某一元酸溶液，向乙烧杯中加水稀释至pH4，关于甲、乙 两烧杯中溶液的描述正确
28、的是（ ）A溶液的体积：10V甲V乙B水电离出的OH浓度：10c(OH)甲c(OH)乙C若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和，所得溶液的pH：甲乙D若分别与5mlpH11的NaOH溶液反应，所得溶液的pH：甲乙【答案】AD【解析】该试题题目难度较大，对学生的思维能力要求较高，意在考查学生灵活应变能力和应用基础知识解决实际问题的能力。该类试题重点考查了学生对知识理解、综合运用能力，以及学生分析、归纳、总结问题的能力。明确弱电解质的电离平衡以及影响因素是答题的关键。29【2014福建卷】下列关于0.10 molL-1 NaHCO3 溶液的说法正确的是（ ）A.溶质的电离方程式为NaHCO3NaHC
29、O B.25 时,加水稀释后, n(H)与n(OH)的乘积变大C.离子浓度关系: c(Na)c(H)c(OH)c(HCO )c(CO )D.温度升高, c(HCO )增大【答案】B【解析】本题考查电解质溶液的性质,意在考查考生对化学反应原理的理解和应用能力。A项中HCO 不能拆开,正确的电离方程式为: NaHCO3NaHCO ,A项错误;B项,n(H)n(OH)=c(H+)Vc(OH-)V=c(H+ )c(OH-)(VV)=KWV2,由于水的离子积不变而溶液体积增大,故n(H)n(OH)的值增大,B项正确;由电荷守恒可知: c(Na)c(H)c(OH)c(HCO )2c(CO),C项错误;温度升高, HCO水解程度增大,反应HCO+H2O H2CO3+OH-平衡右移, HCO浓度减小,D项错误。30【2014广东卷】常温下,0.2 molL-1的一元酸HA与等浓度NaOH溶液等体积混合后,所