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专题13 水溶液中的离子平衡
【母题来源】2022年全国乙卷
【母题题文】常温下,一元酸的。在某体系中,与离子不能穿过隔膜,未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是
A.溶液Ⅰ中
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为
【答案】B
【试题解析】
A.常温下溶液I的pH=7.0,则溶液I中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错误;
B.常温下溶液II的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B正确;
C.根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,C错误;
D.常温下溶液I的pH=7.0,溶液I中c(H+)=1×10-7mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液I中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液II的pH=1.0,溶液II中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液II中c总(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,溶液I和II中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104,D错误;
答案选B。
【母题来源】2022年湖南卷
【母题题文】室温时,用的标准溶液滴定浓度相等的、和混合溶液,通过电位滴定法获得与的关系曲线如图所示(忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于时,认为该离子沉淀完全。,,)。下列说法正确的是
A.a点:有白色沉淀生成
B.原溶液中的浓度为
C.当沉淀完全时,已经有部分沉淀
D.b点:
【答案】C
【试题解析】
向含浓度相等的 Cl-、 Br-和 I-混合溶液中滴加硝酸银溶液,根据三种沉淀的溶度积常数,三种离子沉淀的先后顺序为I-、Br-、Cl-,根据滴定图示,当滴入4.50mL硝酸银溶液时,Cl-恰好沉淀完全,此时共消耗硝酸银的物质的量为4.50mL×10-3L/mL×0.1000mol/L=4.5×10-4mol,所以Cl-、 Br-和 I-均为1.5×10-4mol。
A.I-先沉淀,AgI是黄色的,所以a点有黄色沉淀AgI生成,故A错误;
B.原溶液中I-的物质的量为1.5×10-4mol,则I-的浓度为=0.0100mol⋅L-1,故B错误;
C.当Br-沉淀完全时(Br-浓度为1.0×10-5mol/L),溶液中的c(Ag+)==5.4×10-8mol/L,若Cl-已经开始沉淀,则此时溶液中的c(Cl-)==3.3×10-3mol/L,原溶液中的c(Cl-)= c(I-)=0.0100mol⋅L-1,则已经有部分Cl-沉淀,故C正确;
D.b点加入了过量的硝酸银溶液,溶液中的I-、Br-、Cl-全部转化为沉淀,则Ag+浓度最大,根据溶度积可知,b点各离子浓度为:,故D错误;
故选C。
【命题意图】
结合图象考查沉淀的溶解平衡、溶液的酸碱性、pH的相关计算及粒子浓度的大小比较等,通过图像分析、反应条件控制等考查难溶电解质的溶解平衡,很好的落实了宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知等化学学科的核心素养。
【命题方向】
电解质溶液是高考的必考题型,涉及的内容很多,如盐溶液中离子浓度的变化、水的离子积的变化、电离平衡常数、水解平衡常数、溶液pH的判断、水解离子方程式的书写、盐水解的应用、电荷守恒规律、物料守恒规律、质子守恒规律的应用,加入其他试剂对水解平衡的影响、稀释规律等。高考试题对本部分能力点的考查以分析和解决化学问题能力、以接受、吸收整合化学信息能力等为主,试题难度适中。在高考试题中经常将弱电解质的电离与溶液的酸碱性、盐类的水解、离子浓度大小比较、沉淀溶解平衡等内容相结合,以图象的形式出现。高考对本讲内容的考查仍将以外界条件对弱电解质电离平衡、水的电离平衡的影响,溶液中离子浓度大小比较,既与盐类的水解有关,又与弱电解质的电离平衡有关,还注重溶液中的各种守恒(电荷守恒、物料守恒、质子守恒等)关系的考查,从而使题目具有一定的综合性、灵活性和技巧性;题型主要以选择题为主。关于溶液pH的计算,题设条件可千变万化,运用数学工具(图表)进行推理的试题在高考中出现的可能性较大,推理性会有所增强,应予以重视。展望2023年高考仍然将以考查以电离平衡常数为载体考查电解质的强弱及对应盐的水解强弱和相关计算;以酸碱中和滴定为载体,考查“强”滴“弱”过程中微粒浓度的变化以及其他