2025届高三化学二轮复习 选择题突破 水溶液中的离子反应与平衡(基础篇)

选择题突破 水溶液中的离子反应与平衡(基础篇) 题组一　文字描述型离子浓度大小关系 1.(2023·江苏卷)室温下,用含少量Mn2+的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如图所示。已知Ksp(MgF2)=5.2×10-11,Ka(HF)=6.3×10-4。下列说法正确的是(　　) A.0.1 mol·L-1 NaF溶液中:c(F-)=c(Na+)+c(H+) B.“除镁”得到的上层清液中:c(Mg2+)= C.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(C)=c(H+)+c(H2CO3)-c(OH-) D.“沉锰”后的滤液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC)+2c(C) 答案C 解析0.1 mol·L-1 NaF溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+c(F-)=c(Na+)+c(H+),A错误;“除镁”得到的上层清液中为MgF2的饱和溶液,有Ksp(MgF2)=c(Mg2+)c2(F-),故c(Mg2+)=,B错误;0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中存在质子守恒:c(C)+c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3),故c(C)=c(H+)+c(H2CO3)-c(OH-),C正确;“沉锰”后的滤液中还存在F-、S等离子,故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立,D错误。 2.(2024·浙江温州一模)25 ℃时,某小组做如下两组实验: 实验Ⅰ:分别往浓度均为0.10 mol·L-1 NaHCO3、Na2CO3溶液中通入CO2至pH=7; 实验Ⅱ:在1.0 L 0.10 mol·L-1 Na2CO3溶液中加入0.01 mol BaSO4固体,充分反应。 [已知:25 ℃,H2CO3的电离常数=4.5×10-7、=4.7×10-11;Ksp(BaCO3)=2.6×10-9、Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。混合后溶液体积变化忽略不计]。下列说法不正确的是(　　) A.0.10 mol·L-1 NaHCO3、Na2CO3溶液中水的电离程度:Na2CO3>NaHCO3 B.实验Ⅰ结束后,Na2CO3、NaHCO3溶液中均有c(HC)>c(H2CO3) C.实验Ⅱ的转化存在平衡常数:K= D.实验Ⅱ中,改用饱和Na2CO3溶液,Na2CO3的平衡转化率减小 答案D 解析碳酸根的第一步水解程度远远大于第二步水解程度,所以0.10 mol·L-1 NaHCO3、Na2CO3溶液中水解程度Na2CO3>NaHCO3,水的电离程度Na2CO3>NaHCO3,A正确;单一的NaHCO3溶液呈弱碱性,需要通入少量的二氧化碳才能呈中性,此时溶液中以HC为主,还有少量的碳酸根离子和碳酸分子,B正确;实验Ⅱ发生反应:Na2CO3+BaSO4Na2SO4+BaCO3,平衡常数K=,C正确;该反应:C(aq)+BaSO4(s)S(aq)+BaCO3(s)可看作气体平衡反应中的等体积类型,增大Na2CO3溶液浓度,等同于等体积气体反应中的增大压强,平衡不移动,Na2CO3转化率不变,D错误。 题组二　滴定图像的分析 3.(2024·广东新南方联盟4月联考)室温下,在实验室中用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定10 mL 0.1 mol·L-1的盐酸,滴定曲线如图所示。 下列有关叙述错误的是(　　) A.V1=10 B.点A处溶质为NaCl C.点A处曲线斜率最大 D.滴定开始前盐酸的pH为1 答案C 解析由于盐酸和氢氧化钠溶液的浓度相同,则V1时为滴定终点,则此时两者体积相同,即V1=10,A正确;V1 mL时为滴定终点,则此时溶液中只有NaCl,B正确;终点不一定是突跃最快的位置,斜率不一定最大,因为在一定的pH范围内会有一个缓冲期,相当于缓冲溶液的原理,C错误;HCl为强酸,浓度为0.1 mol·L-1,则滴定开始前盐酸的pH为1,D正确。 4.(2024·浙江杭州一模)当25 ℃时,向10 mL某浓度新制氯水中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,滴定曲线如图所示。已知次氯酸的电离常数为Ka=2.5×10-8,下列说法正确的是(　　) A.甲到乙发生的离子反应为Cl2+2OH-H2O+ClO-+Cl- B.乙到丁的过程中,水的电离程度一直增大 C.丙点溶液中:c(Na+)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(H+) D.氯水中存在平衡:Cl2(aq)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),该反应的平衡常数K约为10-5 答案D 解析氯水中存在Cl2(aq)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),从图中可以看出,用NaOH溶液滴定氯水,滴定过程中有两个突变点,则从甲到乙,主要发生HCl与NaOH的反应,平衡正向移动,此时溶液中不再有氯气;从乙到pH=10的点,主要发生HClO与NaOH的反应,总反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,溶液中氯原子总物质的量为10 mL×0.1 mol·L-1=10-3 mol。由分析可知,甲到乙发生的非氧化还原反应主要为H++OH-H2O,A错误;甲到丙的过程中,氯气与水反应的产物不断与NaOH发生反应,水的电离程度一直增大;从丙到丁的过程中,溶液中c(NaOH)不断增大,对水电离的抑制作用不断增大,水的电离程度不断减小,B错误;丙点为NaCl、NaClO、HClO混合溶液,且溶质的物质的量有:n(NaCl)>n(NaClO)>n(HClO),所以c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(H+),C错误;氯水中存在平衡:Cl2(aq)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),pH=10时,Cl2与NaOH刚好完全反应,由Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,可求出n总(Cl)=2×0.001 mol=2×10-3 mol,根据起点pH=2,则氯水中有c(H+)≈c(Cl-)≈c(HClO)≈0.01 mol·L-1,n(Cl-)+n(HClO)=0.01 mol·L-1×2×10 mL=2×10-4 mol,n(Cl2)=(2×10-3 mol-2×10-4 mol)÷2=9×10-4 mol,c(Cl2)==9×10-2 mol·L-1,该反应的平衡常数K≈≈10-5,D正确。 题组三　对数图像的分析 5.已知K2Cr2O7溶液中存在如下平衡: Cr2(aq)+H2O(l)2HCr(aq)　K1=3.0×10-2 HCr(aq)Cr(aq)+H+(aq)　K2=3.0×10-7 常温下,0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中lg随溶液pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.将K2Cr2O7溶液加水稀释,溶液颜色变浅且增大 B.溶液中存在c(Cr2)+c(HCr)+c(Cr)<0.2 mol·L-1 C.当c(HCr)=c(Cr)时,有c(K+)>c(Cr2)>c(Cr)>c(OH-)>c(H+) D.pH=8.8时,溶液中c(HCr)=9.0×10-4 mol·L-1 答案C 解析由Cr2(aq)+H2O(l)2HCr(aq)和HCr(aq)Cr(aq)+H+(aq)得,Cr2(aq)+H2O(l)2Cr(aq)+2H+(aq)　K==K1=2.7×10-15。加水稀释,溶液颜色变浅,c(H+)减小,又,比值增大,由元素守恒得,2c(Cr2)+c(HCr)+c(Cr)=0.2 mol·L-1,故c(Cr2)+c(HCr)+c(Cr)<0.2 mol·L-1,A、B正确;当c(HCr)=c(Cr)时,c(H+)=3.0×10-7 mol·L-1,显然c(OH-)<c(H+),又=0.03,又2c(Cr2)+c(HCr)+c(Cr)=0.2 mol·L-1,即c(Cr2)+c(Cr)=0.1 mol·L-1,联立解得c(Cr2)=0.06 mol·L-1,c(Cr)=0.04 mol·L-1,故c(K+)>c(Cr2)>c(Cr)>c(H+)>c(OH-),C错误;pH=8.8时,=103.8,解得c(HCr)=9.0×10-4 mol·L-1,D正确。 6.(2024·四川宜宾一模)25 ℃时,用NaOH溶液分别滴定HX、CuSO4、MgSO4三种溶液,pM[p表示负对数,M表示、c(Cu2+)、c(Mg2+)等]随pH变化关系如图所示,已知Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],下列说法不正确的是(　　) A.HX的电离平衡常数Ka=10-5 B.滴定HX,当pH=7时,c(X-)>c(HX) C.③代表滴定CuSO4溶液的变化关系 D.Mg(OH)2易溶于HX溶液中 答案C 解析pM[p表示负对数,M表示、c(Cu2+)、c(Mg2+)等],随着pH不断增大,溶液中的、c(Cu2+)、c(Mg2+)不断减小,即pM增大,Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]即氢氧化铜比氢氧化镁更难溶,pH相同时,c(Cu2+)更小pM更大,又因为Ksp[Cu(OH)2]和Ksp[Mg(OH)2]的表达式结构类似,-lgc(Cu2+)、-lgc(Mg2+)和pH是一次函数的关系,且二者的斜率相等,则曲线①代表CuSO4,曲线③代表MgSO4,曲线②代表HX溶液。由分析可知,曲线②代表HX溶液,当pH=5.0时,-lg=0,则c(HX)=c(X-),HX的电离平衡常数Ka==c(H+)=10-5,故A正确;HX的电离平衡常数Ka=10-5,说明HX是一元弱酸,等浓度的NaX和HX溶液中,X-的水解常数Kh==10-9<Ka=10-5,该溶液呈酸性,则滴定HX,当pH=7时,c(X-)>c(HX),故B正确;由分析可知,曲线③代表MgSO4,故C错误;pH=8.6时,-lgc(Mg2+)=0,c(Mg2+)=1 mol·L-1,Ksp[Mg(OH)2]=c2(OH-)c(Mg2+)=c2(OH-)=()2=10-10.8,假设Mg(OH)2易溶于HX溶液中,则有反应Mg(OH)2+2HXMg2++2X-+2H2O,该反应的平衡常数K==107.2,平衡常数越大,反应越彻底,所以Mg(OH)2易溶于HX溶液中,故D正确。 7.(2024·福建龙岩一模)室温下,将盐酸滴入Na3R溶液中,测得混合溶液的pH与-lg、 -lg或-lg的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.L3表示pH与-lg的关系曲线 B.Na2HR溶液呈碱性 C.水解常数的数量级为10-12 D.混合溶液的pH=7时,c(Na+)>c(H2R-)+ 2c(HR2-)+3c(R3-) 答案C 解析25 ℃时,(H3R)=,则溶液pH相同时,,函数-lgx为减函数,值越小说明分式越大,则-lg>-lg>-lg,所以L1表示pH与-lg的关系曲线,L2表示pH与-lg的关系曲线,L3表示pH与-lg的关系曲线。根据分析可知:L3表示pH与-lg的关系曲线,A正确;L1曲线表示pH与-lg的关系曲线,在溶液pH=8时,-lg=-5.2,则=105.2,=10-5.2,=10-8×10-5.2=10-13.2;L2表示pH与-lg的关系曲线,在pH=7.1时,-lg=0,=1,c(H+)=10-7.1 mol·L-1,=10-7.1,=10-6.9,,水解程度大于电离程度,所以Na2HR的水溶液显碱性,B正确;根据上述分析可知:L3表示pH与-lg的关系曲线,在pH=3时,-lg=2.2,=10-2.2,=102.2,=10-3×102.2=10-0.8,=10-13.2,则水解常数的数量级为10-14,C错误;溶液中存在电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2R-)+2c(HR2-)+3c(R3-)+c(Cl-),由于混合溶液pH=7,c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(H2R-)+2c(HR2-)+3c(R3-)+c(Cl-),因此c(Na+)>c(H2R-)+2c(HR2-)+3c(R3-),D正确。 题组四　分布分数图像分析 8.(2024·湖北卷)CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1,p(H2CO3)=6.4、p(H2CO3)=10.3, pKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是(　　) A.pH=6.5时,溶液中c(C)<c(Pb2+) B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1 C.pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(C)+c(HC)+c(Cl) D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解 答案D 解析由图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5 mol·L-1,则c(C)< mol·L-1=10-7.1 mol·L-1<c(Pb2+),A项正确;由图可知,δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,溶液中还存在Pb(OH)+,根据c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1和Pb守恒,溶液中c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1,B项正确;由物料守恒可知,n(Cl)=2n(Pb2+)+2n[Pb(OH)+]+2n(PbCO3)+2n[Pb(CO3],则n(Cl)>2n(Pb2+)+2n[Pb(OH)+]+2n[Pb(CO3],故c(Cl)>2c(Pb2+)+2c[Pb(OH)+]+2c[Pb(CO3],即2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(C)+c(HC)+c(Cl),C正确;NaHCO3溶液中HC的水解平衡常数为=10-7.6>(H2CO3),NaHCO3溶液呈碱性,(H2CO3)·(H2CO3)=,由于HC的水解和电离都是微弱的,则NaHCO3溶液的pH约为=8.35,说明加入少量NaHCO3固体,溶液pH稍有增大,由题图可知,当pH由8稍微增大时,PbCO3的物质的量也略有增加,即PbCO3不会溶解,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 选择题突破 水溶液中的离子反应与平衡(基础篇) 题组一　文字描述型离子浓度大小关系 1.(2023·江苏卷)室温下,用含少量Mn2+的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如图所示。已知Ksp(MgF2)=5.2×10-11,Ka(HF)=6.3×10-4。下列说法正确的是(　　) A.0.1 mol·L-1 NaF溶液中:c(F-)=c(Na+)+c(H+) B.“除镁”得到的上层清液中:c(Mg2+)= C.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(C)=c(H+)+c(H2CO3)-c(OH-) D.“沉锰”后的滤液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC)+2c(C) 2.(2024·浙江温州一模)25 ℃时,某小组做如下两组实验: 实验Ⅰ:分别往浓度均为0.10 mol·L-1 NaHCO3、Na2CO3溶液中通入CO2至pH=7; 实验Ⅱ:在1.0 L 0.10 mol·L-1 Na2CO3溶液中加入0.01 mol BaSO4固体,充分反应。 [已知:25 ℃,H2CO3的电离常数=4.5×10-7、=4.7×10-11;Ksp(BaCO3)=2.6×10-9、Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。混合后溶液体积变化忽略不计]。下列说法不正确的是(　　) A.0.10 mol·L-1 NaHCO3、Na2CO3溶液中水的电离程度:Na2CO3>NaHCO3 B.实验Ⅰ结束后,Na2CO3、NaHCO3溶液中均有c(HC)>c(H2CO3) C.实验Ⅱ的转化存在平衡常数:K= D.实验Ⅱ中,改用饱和Na2CO3溶液,Na2CO3的平衡转化率减小 题组二　滴定图像的分析 3.(2024·广东新南方联盟4月联考)室温下,在实验室中用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定10 mL 0.1 mol·L-1的盐酸,滴定曲线如图所示。 下列有关叙述错误的是(　　) A.V1=10 B.点A处溶质为NaCl C.点A处曲线斜率最大 D.滴定开始前盐酸的pH为1 4.(2024·浙江杭州一模)当25 ℃时,向10 mL某浓度新制氯水中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,滴定曲线如图所示。已知次氯酸的电离常数为Ka=2.5×10-8,下列说法正确的是(　　) A.甲到乙发生的离子反应为Cl2+2OH-H2O+ClO-+Cl- B.乙到丁的过程中,水的电离程度一直增大 C.丙点溶液中:c(Na+)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(H+) D.氯水中存在平衡:Cl2(aq)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),该反应的平衡常数K约为10-5 题组三　对数图像的分析 5.已知K2Cr2O7溶液中存在如下平衡: Cr2(aq)+H2O(l)2HCr(aq)　K1=3.0×10-2 HCr(aq)Cr(aq)+H+(aq)　K2=3.0×10-7 常温下,0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中lg随溶液pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.将K2Cr2O7溶液加水稀释,溶液颜色变浅且增大 B.溶液中存在c(Cr2)+c(HCr)+c(Cr)<0.2 mol·L-1 C.当c(HCr)=c(Cr)时,有c(K+)>c(Cr2)>c(Cr)>c(OH-)>c(H+) D.pH=8.8时,溶液中c(HCr)=9.0×10-4 mol·L-1 6.(2024·四川宜宾一模)25 ℃时,用NaOH溶液分别滴定HX、CuSO4、MgSO4三种溶液,pM[p表示负对数,M表示、c(Cu2+)、c(Mg2+)等]随pH变化关系如图所示,已知Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],下列说法不正确的是(　　) A.HX的电离平衡常数Ka=10-5 B.滴定HX,当pH=7时,c(X-)>c(HX) C.③代表滴定CuSO4溶液的变化关系 D.Mg(OH)2易溶于HX溶液中 7.(2024·福建龙岩一模)室温下,将盐酸滴入Na3R溶液中,测得混合溶液的pH与-lg、 -lg或-lg的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.L3表示pH与-lg的关系曲线 B.Na2HR溶液呈碱性 C.水解常数的数量级为10-12 D.混合溶液的pH=7时,c(Na+)>c(H2R-)+ 2c(HR2-)+3c(R3-) 题组四　分布分数图像分析 8.(2024·湖北卷)CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1,p(H2CO3)=6.4、p(H2CO3)=10.3, pKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是(　　) A.pH=6.5时,溶液中c(C)<c(Pb2+) B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1 C.pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(C)+c(HC)+c(Cl) D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解 学科网（北京）股份有限公司 $$