内容正文:
选择题突破(一) 电离平衡、水解平衡及沉淀溶解平衡的分析应用
优化探究
大单元六 水溶液中的离子平衡
提炼 核心知识
精研 高考真题
强化 关键能力
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提炼 核心知识
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提炼 核心知识
对比剖析“三大”平衡
平衡
类型 电离平衡(如CH3COOH⥫⥬CH3COO-+H+) 水解平衡(如CH3COO-+H2O⥫⥬CH3COOH+OH-) 沉淀溶解平衡[如AgCl(s)⥫⥬Ag+(aq)+Cl-(aq)]
研究
对象 弱电解质 能水解的盐溶液 难溶电解质
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影响因素 升温 促进电离 Ka增大 促进水解 Kh增大 若难溶物的溶解度与温度成正比,促进溶解;反之,则抑制溶解 若难溶物的溶解度与温度成正比,Ksp增大;反之,则Ksp减小
加水 促进电离 Ka不变 促进水解 Kh不变 促进溶解 Ksp不变
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影响因素 加入相应离子
(或物质) 加入CH3COONa固体或盐酸,抑制电离 Ka不变 加入CH3COOH或NaOH,抑制水解 Kh不变 加入AgNO3或NaCl,抑制溶解 Ksp不变
加入反应离子
(或物质) 加入OH-,促进电离 Ka不变 加入H+,促进水解 Kh不变 加入氨水,促进溶解 Ksp不变
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精研 高考真题
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精研 高考真题
1.(2021·广东卷)鸟嘌呤(G)是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性,下列叙述正确的是( )
A.0.001 mol·L-1 GHCl水溶液的pH=3
B.0.001 mol·L-1 GHCl水溶液加水稀释,pH升高
C.GHCl在水中的电离方程式为GHCl===G+HCl
D.GHCl水溶液中:c(OH-)+c(Cl-)=c(GH+)+c(G)
B
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解析:A.GHCl为强酸弱碱盐,电离出的GH+会发生水解,弱离子的水解较为微弱,因此0.001 mol·L-1 GHCl水溶液的pH>3,故A错误;B.稀释GHCl溶液时,GH+水解程度将增大,根据勒夏特列原理可知溶液中c(H+)将减小,溶液pH将升高,故B正确;C.GHCl为强酸弱碱盐,在水中电离方程式为GHCl===
GH++Cl-,故C错误;D.根据电荷守恒可知,GHCl水溶液中:c(OH-)+c(Cl-)
=c(H+)+c(GH+),故D错误。
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2.(2025·广西卷)化学与生活息息相关。下列相关反应的离子方程式书写正确的是( )
A.用Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4:CaSO4(s)+C(aq)⥫⥬CaCO3(s)+S(aq)
B.明矾用于净水:Al3++3H2O⥫⥬Al(OH)3↓+3H+
C.抗酸药中的Mg(OH)2可治疗胃酸过多:OH-+H+===H2O
D.用酸化的淀粉-KI溶液检验加碘盐中的I:I+I-+2H+===I2+H2O
A
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解析:A.用Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4,生成溶解度更小的碳酸钙,
CaSO4(s)+C(aq)⥫⥬CaCO3(s)+S(aq),A项正确;B.明矾是硫酸铝钾晶体,溶于水,铝离子水解生成氢氧化铝胶体,可用于净水:Al3++3H2O
⥫⥬Al(OH)3(胶体)+3H+,不写沉淀符号,B项错误;C.物质拆分不对,抗酸药中的Mg(OH)2可治疗胃酸过多,Mg(OH)2属于难溶性碱,离子方程式:
Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O,C项错误;D.未配平离子方程式,用酸化的淀粉-KI溶液检验加碘盐中的I:I+5I-+6H+===3I2+3H2O,D项错误。
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3.(2025·重庆卷)某兴趣小组探究沉淀的转化。将2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液与同浓度同体积的NaCl溶液混合,得悬浊液1,然后进行如下实验。下列叙述错误的是( )
A.溶液1中c(Ag+)+c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(N)+c(OH-)
B.溶液2中c(Cl-)>c([Ag(NH3)2]+)
C.溶液3中c(H+)=c(OH-)
D.上述实验可证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C
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解析:溶液1中主要溶质是NaNO3,同时由于存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)⥫⥬
Ag+(aq)+Cl-(aq),还存在极少量的Ag+、Cl-,选项中满足电荷守恒关系,A正确;根据元素守恒可知,若Ag+不水解,则c(Cl-)=c([Ag(NH3)2]+),但Ag+会水解生成其他含Ag+的微粒,故c(Cl-)>c([Ag(NH3)2]+),B正确;溶液3中可能存在氨水过量的情况,不能得出c(H+)=c(OH-)的结论,C错误;由实验操作可知,存在转化AgCl [Ag(NH3)2]Cl AgI,由此说明AgI更难溶,故可得出结论Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),D正确。
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4.(2024·贵州卷)硼砂[Na2B4O5(OH)4·8H2O]水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3(硼酸)和Na[B(OH)4](硼酸钠)。
已知:①25 ℃时,硼酸显酸性的原理B(OH)3+2H2O⥫⥬H3O++[ ]- Ka=5.8×10-10;②lg≈0.38。
下列说法正确的是( )
A.硼砂稀溶液中c(Na+)=c[B(OH)3]
B.硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离
C.25 ℃时,0.01 mol·L-1硼酸水溶液的pH≈6.38
D.等浓度等体积的B(OH)3和Na[B(OH)4]溶液混合后,溶液显酸性
B
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解析:硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3和Na[B(OH)4],结合D项分析可得硼砂稀溶液中c(Na+)<c[B(OH)3],A错误;由已知信息可知,B(OH)3能结合水电离出的OH-形成[B(OH)4]-,所以硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离,B正确;设生成的H3O+的浓度为x mol·L-1,列出三段式:
B(OH)3+2H2O⥫⥬H3O++[B(OH)4]-
起始浓度/(mol·L-1) 0.01
转化浓度/(mol·L-1) x x x
平衡浓度/(mol·L-1) 0.01-x x x
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Ka==≈=5.8×10-10,求得c(H3O+)= mol·L-1,pH=-lg c(H3O+)=-lg+6≈6-0.38=5.62,C错误;等浓度等体积的B(OH)3和Na[B(OH)4]溶液混合后,溶液的酸碱性取决于B(OH)3的Ka与[B(OH)4]-的Kh的相对大小,Kh===×10-4>Ka,故溶液显碱性,D错误。
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强化 关键能力
强化 关键能力
1.(2025·天津模拟)C6H5NH2是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐C6H5NH3Cl,下列叙述正确的是( )
A.常温下,0.001 mol·L-1 C6H5NH2水溶液的pH=11
B.0.001 mol·L-1 C6H5NH3Cl水溶液加水稀释,pH升高
C.C6H5NH3Cl水溶液的电离方程式为C6H5NH3Cl===C6H5NH2+HCl
D.C6H5NH3Cl水溶液中,c(OH-)+c(Cl-)=c(C6H5N)+c(C6H5NH2)
B
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解析:A.C6H5NH2是一种有机弱碱,在水中不能完全电离,所以常温下0.001 mol·L-1 C6H5NH2水溶液的pH应小于11,A错误;B.C6H5NH3Cl为强酸弱碱盐,发生水解使其溶液显酸性,加水稀释后,水解程度增大,但由于溶液被稀释,H+浓度减小,pH升高,B正确;C.C6H5NH3Cl为强电解质,在水中能完全电离,电离方程式应为C6H5NH3Cl===C6H5N+Cl-,C错误;D.根据电荷守恒可得,C6H5NH3Cl水溶液中c(OH-)+c(Cl-)=c(C6H5N)+c(H+),D错误。
2.(2025·北京高三一模)室温时,下列说法正确的是( )
A.pH=11的氨水和pH=11的Na2CO3溶液中,由水电离产生的c(OH-)均为1×10-11 mol·L-1
B.分别把100 mL pH=11的NaOH溶液和pH=11的氨水加水稀释至1 L,所得溶液pH均为10
C.分别向等体积等浓度的HCl溶液和CH3COOH溶液中加入等浓度的NaOH溶液,恰好为中性时,消耗NaOH溶液的体积相等
D.分别向1 mL pH=3的盐酸和pH=3的CH3COOH溶液中加入少量CH3COONH4固体,两溶液中水的电离程度均增大
D
解析:A.酸和碱均会抑制水的电离,可以水解的盐能促进水的电离。pH=11的氨水中,由水电离产生的c(OH-)为1×10-11 mol·L-1,pH=11的Na2CO3溶液中,由水电离产生的c(OH-)为1×10-3 mol·L-1,A错误; B.氢氧化钠为强碱,把100 mL pH=11的NaOH溶液加水稀释至1 L,所得溶液pH为10,氨水是弱电解质,存在电离平衡,把100 mL pH=11的氨水加水稀释至1 L,所得溶液pH>10,B错误;C.等体积等浓度的HCl溶液和CH3COOH溶液中HCl和CH3COOH的物质的量相等,当分别加入等物质的量的NaOH时,盐酸变为氯化钠溶液,溶液显中性,此时醋酸溶液变为醋酸钠溶液,醋酸钠水解使其溶液呈碱性,因此,若要使醋酸溶液呈中性,必须少加一些氢氧化钠溶液,C错误;D.向盐酸中加入少量CH3COONH4固体,两者发生反应生成弱酸醋酸,对水的电离抑制作用减小,水的电离程度增大;向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONH4固体,会使醋酸的电离平衡逆向移动,pH增大,对水的电离抑制作用减小,水的电离程度增大,D正确。
3.(2025·天津模拟)某兴趣小组同学探究CaCl2与NaHCO3的反应:首先用CO2传感器测定密闭装置中CO2的分压,然后依次在装置内加入水,缓慢加入NaHCO3固体,再加入CaCl2固体。数字传感器测得CO2的分压的变化曲线如图所示。
已知:①NaHCO3溶液中HC也存在类似水的自耦电离(H2O+H2O⥫⥬H3O++OH-);
②常温下碳酸的电离平衡常数Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11。
下列说法错误的是( )
A.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HC)>c(OH-)>c(H+)
B.不可以用CaCl2溶液来鉴别NaHCO3与Na2CO3
C.HC自耦电离的方程式为HC+HC⥫⥬C+H2CO3,其平衡常数数量级为10-4
D.由该实验可推出NaHCO3与CaCl2反应的离子方程式为Ca2++2HC===CaCO3↓+H2O+CO2↑
B
解析:当加入NaHCO3固体后,初期CO2分压几乎为0,随着时间推移,CO2的分压开始逐渐增大,但增大的较为缓慢,说明NaHCO3溶液会缓慢地分解产生微量的CO2,结合已知①NaHCO3溶液中HC也存在类似水的自耦电离(H2O+H2O⥫⥬H3O++OH-),则有HC+HC⥫⥬H2CO3+C,然后生成的H2CO3发生很微弱的分解产生CO2;再加入CaCl2固体后,CO2分压快速增大,说明体系中反应产生大量的CO2,即加入CaCl2后,消耗碳酸根离子,平衡HC+HC⥫⥬H2CO3+C正向移动,反应产生了大量的CO2,据此分析解答。A.NaHCO3溶液中,NaHCO3完全电离成Na+和HC,HC既能微弱电离又能微弱水解,且溶液呈碱性,则水解程度大于其电离程度,得到溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HC)>c(OH-)>c(H+),A正确;
B.CaCl2与Na2CO3反应可生成CaCO3沉淀,而CaCl2与NaHCO3反应生成CaCO3沉淀的同时产生了CO2气体,所以CaCl2溶液可以用于NaHCO3与Na2CO3的鉴别,B错误;C.由上述分析可知,HC自耦电离的方程式为HC+HC⥫⥬H2CO3+C,其平衡常数K==
==≈1.3×10-4,数量级为10-4,C正确;D.根据上述分析可知,NaHCO3与CaCl2反应生成CaCO3沉淀的同时产生了CO2气体,则反应的离子方程式为Ca2++2HC===CaCO3↓+H2O+CO2↑,D正确。
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