1、第8讲水溶液中的离子平衡一、小题对点练一、弱电解质的电离平衡1用A、B、C、D四种酸进行下列实验：25 时，pHa的酸A与pHb的NaOH溶液等体积混合，混合后测得溶液的pH7，且ab14；酸B与NaCl不反应，能与Na2CO3反应生成CO2；向物质的量浓度为102 molL1的C溶液中滴加甲基橙试液，溶液呈黄色；酸D的钠盐不止一种，向两种D的钠盐水溶液中分别滴加紫色石蕊试液时，一个显红色，一个显蓝色。从上述实验数据和现象中，可以用来确定是弱酸的实验是()。A B C D全部解析中若A为强酸，混合后溶液的pH7，则有ab14，而题中ab14，说明A一定为弱酸；中与Na2CO3能发生反应只能说明
2、B的酸性比H2CO3的强，故B可能是强酸也可能是弱酸；中溶液呈黄色，说明102molL1的C溶液pH4.4，C一定为弱酸；中D的钠盐不止一种，说明D是多元酸，显红色呈酸性的为酸式盐，显蓝色呈碱性的为正盐，正盐溶液显碱性，表明酸根离子能水解，故D为弱酸。综上所述，B项正确。答案B2关于pH相同的醋酸和盐酸，下列叙述正确的是()。A取等体积的醋酸和盐酸，分别稀释至原溶液的m倍和n倍，结果两溶液的pH仍然相同，则mc(Cl)解析A项，若稀释相同倍数，由于醋酸是弱酸，稀释促进其电离，则电离度增大，H浓度的减小程度要小于盐酸中H浓度的减小程度，所以醋酸的pH会小于盐酸的pH，现稀释后两溶液的pH仍相同，
3、说明醋酸稀释的倍数大于盐酸稀释的倍数，A错误；B项，在pH相同时，虽然醋酸的浓度要大于盐酸的浓度，但起始时H浓度相同，所以开始时反应速率相等，B错误；C项，pH相同的醋酸与盐酸，醋酸的物质的量浓度大于盐酸，相同体积时，醋酸中所含CH3COOH的物质的量大，需要消耗的NaOH多，C正确；D项，在醋酸中，c(CH3COO)c(OH)c(H)，在盐酸中，c(Cl)c(OH)c(H)，pH相同的两种溶液，其H浓度相等，OH浓度也相等，故c(CH3COO)c(Cl)，D错误。答案C3常温下，已知7.2104、4.6104、4.91010分别是三种酸的电离平衡常数，若已知这些酸可发生如下反应：NaCNHN
4、O2=HCNNaNO2NaCNHF=HCNNaFNaNO2HF=HNO2NaF。常温下，由此可判断下列叙述中不正确的是()。AHF的电离平衡常数为7.2104BHNO2的电离平衡常数为4.91010C根据、两个反应即可知三种酸的相对强弱DHNO2的电离平衡常数比HCN大，比HF小解析由三个反应可知，酸性：HNO2HCN、HFHCN、HFHNO2，所以酸性：HFHNO2HCN，电离平衡常数越大，酸性越强。综上所述，B项错误。答案B二、水的电离及溶液酸碱性4.(2014重庆一中模拟)在不同温度下，水溶液中c(H)与 c(OH)关系如图所示。下列说法不正确的是()。A图中五点KW间的关系：BCADE
5、BE点对应的水溶液中，可能有NH、Ba2、Cl、I大量 同时存在C若处在B点时，将pH2的硫酸溶液与pH10的KOH溶液等体积混合，所得溶液呈中性D若0.1 mol/L的NaHA溶液中c(H)与c(OH)关系如图D点所示，则溶液中有c(HA)c(OH)c(A2)c(H2A)解析A项，由图中五点的位置关系可知，A、D、E三点同在25 时水的电离平衡曲线上，则三点对应的KW相等，A、C、B三点对应的c(H)c(OH)，且逐渐增大，故三点对应的KW逐渐增大；B项，E点c(H)c(OH)溶液显酸性，四种离子可以大量存在；C项，B点时水的离子积常数为1012，所以两溶液中c(H)c(OH)，等体积混合后
6、溶液显中性；D项，D点显碱性说明HA水解程度大于电离程度，所以c(H2A)c(A2)。答案D5下列说法正确的是()。A25 时，在pH4的盐酸和NH4Cl溶液中， 由水电离出的H浓度相等B25 时，pH3和pH5的盐酸等体积混合后，溶液的pH4C25 时，pH9和pH11的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH10D25 时，pH3.6的某橙汁中的c(H)是pH5.6的某西瓜汁中的c(H)的100倍解析A项，向水里加入强酸时会抑制水的电离，加入能水解的盐时会促进水的电离，故由水电离出的H浓度不等。B项，混合溶液的c(H)(103molL1105 molL1)25.05104molL1，pH3.3
7、。C项，混合溶液的 c(OH)(105molL1103molL1)25.05104molL1，c(H) 1014(5.05104)1.981011(molL1), pH10.7。 D项橙汁和西瓜汁中c(H)的比值是103.6molL1105.6molL1100，正确。答案D6室温下，pH相差1的两种一元碱溶液A和B，分别加水稀释，溶液的pH变化如图所示。下列说法正确的是()。A稀释前，c(A)10c(B)B稀释前，A溶液中由水电离出的c(OH)107molL1CM点，A、B两种碱溶液中阳离子的物质的量浓度相等D用醋酸中和A溶液至恰好完全反应时，溶液的pH将大于7解析由图像可知，随着溶液的稀释，
8、A溶液的pH变化较大，即A溶液的碱性大于B溶液的碱性，且A溶液中OH浓度是B溶液的10倍，但由于A的碱性较强，故c(A)B溶液等体积混合后pH7，则：c(NH)D向溶液中分别加入12.5 mL 0.1 mol/L NaOH溶液后，两溶液中的离子种类相同解析A项，氨水是弱碱溶液，NH4Cl是强酸弱碱盐，其溶液显酸性，Na2CO3、NaHCO3均属于强碱弱酸盐，其溶液均显碱性，由于水解程度：COHCO，故浓度相同时，溶液的pH：，A项错误；B项，NH水解使溶液显酸性，NH3H2O的电离使溶液显碱性，等体积混合后溶液显碱性，说明NH3H2O的电离程度大于NH的水解程度，则c(NH3H2O)c(Na)
9、c(CH3COO)c(H)c(OH)B0.1 molL1 pH为4的NaHB溶液中：c(HB)c(H2B)c(B2)C硫酸氢铵溶液中滴加氢氧化钠至溶液恰好呈中性：c(Na)c(SO)c(NH)c(OH)c(H)DpH相等的(NH4)2SO4、(NH4)2Fe(SO4)2和NH4Cl溶液中：c(NH4)2SO4c(NH4)2Fe(SO4)2c(Na)c(H)c(CH3COO)c(OH)；B项中HB仅少部分电离且电离程度大于水解程度，粒子浓度大小为：c(HB)c(B2)c(H2B)；D项中物质的量浓度相同时，pH大小为：NH4Cl(NH4)2Fe(SO4)2(NH4)2SO4(根据NH的水解程度比
10、较)，则当pH相等时，c(NH4Cl)c(NH4)2Fe(SO4)2c(SO)D向该饱和溶液中加入BaCl2固体，则该溶液中c(SO)减小解析BaSO4(s) Ba2(aq)SO(aq)，加入BaSO4固体不影响平衡的移动，c(SO)不变，A项错误；BaSO4的溶度积常数只随温度的改变而改变，即加入Ba(NO3)2，BaSO4的溶度积常数不变，B项错误；向该饱和溶液中加入Na2SO4固体，c(SO)增大，平衡BaSO4(s) Ba2(aq)SO(aq)向逆反应方向移动，c(Ba2)减小，c(SO)c(Ba2)，C项错误；向该饱和溶液中加入BaCl2固体，c(Ba2)增大，平衡BaSO4(s)
11、Ba2(aq)SO(aq)向逆反应方向移动，c(SO)减小，D项正确。答案D11在t 时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t 时AgCl的Ksp41010，下列说法不正确的是()。A在t 时，AgBr的Ksp为4.91013B在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点到b点C图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液D在t 时，AgCl(s)Br(aq) AgBr(s)Cl(aq)平衡常数K816解析根据图中c点的c(Ag)和c(Br)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9 1013，A正确。在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c(Br)增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag)减
12、小，故B错。在a点时QcKsp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确。选项D中K，代入数据得K816，D正确。答案B12已知298 K时下列物质的溶度积(单位略)如表所示：物质CH3COOAgAgClAg2CrO4Ag2SKsp2.31031.7710101.1210126.71015则298 K时，下列说法正确的是()。A等体积浓度均为0.02 molL1的CH3COONa溶液和AgNO3溶液混合能产生沉淀B向浓度均为0.01 molL1的CrO和Cl混合溶液中慢慢滴入AgNO3溶液，CrO先沉淀C在CH3COOAg悬浊液中加入盐酸，发生反应的离子方程式为CH3COOAg(s)H(aq)Cl(a
13、q) CH3COOH(aq)AgCl(s)D上述四种饱和溶液的物质的量浓度：c(CH3COOAg)c(AgCl)c(Ag2CrO4)c(Ag2S)解析浓度均为0.02 molL1的CH3COONa溶液和AgNO3溶液等体积混合，则c(Ag)c(CH3COO)0.01 molL1，c(Ag)c(CH3COO)1 104Ksp(AgCl)，向CH3COOAg悬浊液中加入盐酸，CH3COOAg转化为AgCl，离子方程式为CH3COOAg(s)H(aq) Cl(aq) CH3COOH(aq)AgCl(s)，C对；对于AgX，饱和溶液的物质的量浓度c，对于Ag2X，饱和溶液的物质的量浓度c，代入数值，可
14、得物质的量浓度大小为c(CH3COOAg)c(Ag2CrO4)c(AgCl)c(Ag2S)，D错。答案C二、大题冲关练13NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品；NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题：(1)NH4Al(SO4)2可作净水剂，其原理是_(用必要的化学用语和相关文字说明)。(2)相同条件下，0.1 molL1的NH4Al(SO4)2中c(NH)_(填“等于”、“大于”或“小于”)0.1 molL1NH4HSO4中c(NH)。(3)均为0.1 molL1的几种电解质溶液的 pH随温度变化的曲线如图所示。其中符合0.1 mol
15、L1NH4 Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是_(填字母)，导致pH随温度变化的原因是_；20 时，0.1 molL1的NH4 Al(SO4)2中2c(SO)c(NH)3c(Al3)_。(4)室温时，向100 mL 0.1 molL1NH4HSO4溶液中滴加0.1 molL1NaOH溶液，溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示：试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是_点；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是_。解析Al3水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性，即：Al33H2OAl(OH)33H，Al(OH)3吸附悬浮颗粒使其沉降。NH4 Al(SO4)2与N
16、H4HSO4中的NH均发生水解，但NH4Al(SO4)2中Al3水解呈酸性抑制NH水解，HSO电离出的H同样抑制NH水解，因为HSO电离生成的H浓度比Al3水解生成的H浓度大，所以NH4HSO4中NH的水解程度比NH4Al(SO4)2中的小，相同条件下0.1 molL1的NH4Al(SO4)2中c(NH)小于0.1 molL1NH4HSO4中的c(NH)。NH4Al(SO4)2水解使溶液呈酸性，升高温度使其水解程度增大，pH减小，符合的曲线为。根据电荷守恒，可以求出2c(SO)c(NH)3c(Al3)c(H)c(OH)103molL1c(OH)太小，可忽略。a、b、c、d四个点，根据反应量的关
17、系，a点恰好完全反应，溶液中只有等物质的量的(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，因此，a点水的电离程度最大。b点溶液呈中性，即溶液中含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3H2O三种成分，a点时c(Na)c(SO)，b点时c(Na)c(SO)，由于NH会水解和与OH反应，可以得出c(SO)c(NH)，故c(Na)c(SO)c(NH) c(OH)c(H)。答案(1)Al3水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性，吸附悬浮颗粒使其沉降，从而达到净化水的目的(2)小于(3)NH4Al(SO4)2水解
18、使溶液呈酸性，升高温度使其水解程度增大，pH减小103molL1(4)ac(Na)c(SO)c(NH)c(OH)c(H)14根据电离平衡常数(用Ka表示)的大小可以判断电解质的相对强弱。25时，有关物质的电离平衡常数如表所示： 物质HFH2CO3HClO电离平衡常数(Ka)7.2104Kal4.4107 Ka24.710113.0108(1)已知25 时，HF(aq)OH(aq)=F(aq)H2 O(l)H67.7 kJmol1H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为_。(2)将浓度为0.1 molL1的HF溶液加水稀释一倍(假设温度不变)
19、，下列各项中的值将增大的是_。Ac(H) Bc(H)c(OH)C. D.(3)25 时，在20 mL 0.1 molL1的氢氟酸中加入V mL 0.1 molL1的NaOH溶液，测得混合溶液的pH变化曲线如图所示，下列说法正确的是()。ApH3的HF和pH11的NaF溶液中，由水电离的c(H)相等B点时pH6，此时溶液中c(F)c(Na)9.9107molL1C点时，溶液中c(F)c(Na)D点时，V20，此时溶液中c(F)c(Na)0.1 molL1(4)物质的量浓度均为0.1molL1的下列四种溶液：Na2CO3溶液，NaHCO3溶液，NaF溶液，NaClO溶液，依据数据判断pH由大到小的
20、顺序是_(填序号)。(5)长期以来，人们一直认为氟的含氧酸不存在。1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO，其结构式为HOF。HFO与水反应得到HF和化合物A，每生成1 mol HF转移_mol电子。解析(1)HF的电离方程式为HF(aq) H(aq)F(aq)，可由反应反应计算获得反应热。(2)稀释促进HF的电离，由勒夏特列原理，平衡的移动只是“减弱”的过程，所以c(H)减小，c(OH)增大A错误，D正确；B项表示水的离子积常数，温度不变，水的离子积常数不变，B错误；C项中，由电离平衡常数的表达式得，Ka不变，c(F)减小，其比值增大。(3)A项，前者抑制水的电离，后者促进水的电离，
21、错误：B项，点时，由电荷守恒有：c(Na)c(H)c(F)c(OH)，得c(F)c(Na)c(H)c(OH)106molL1108molL19.9107molL1，正确；C项，根据电荷守恒，正确；D项，点正好完全反应，溶质为NaF注意混合后的溶液体积为原来的2倍，F水解浓度减小，所以c(Na)0.05 molL1，错误。(4)由Ka判断酸性相对强弱，酸性越弱，其对应阴离子水解程度越大溶液碱性越强，pH越大。(5)HFO与水的反应为HFOH2O=HFH2O2，可以假设HFO中的F为1价，O为0价，然后根据电子守恒计算转移电子数。答案(1)HF(aq) H(aq)F(aq)H10.4 kJmol1 (2)CD(3)BC(4)(5)1