内容正文:
第一篇
题型研究
考法分析
板块四 反应变化与规律
选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
1
必备知识 整合归类
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选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
2
必考热点 迁移拓展
水溶液的性质和离子浓度关系
(1)溶液的酸碱性、水的电离、盐的水解与pH。
(2)水溶液中粒子浓度的比较与定量关系。
(3)有关各类常数的计算与应用。
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选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
1.(2024·江苏卷)室温下,通过下列实验探究SO2的性质。已知Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,Ka2(H2SO3)=6.2×10-8。
实验1:将SO2气体通入水中,测得溶液pH=3。
实验2:将SO2气体通入0.1 mol·L-1 NaOH溶液中,当溶液pH=4时停止通气。
实验3:将SO2气体通入0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
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选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
√
下列说法正确的是( )
A.实验1所得溶液中:>c(H+)
B.实验2所得溶液中:
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得NaHSO3固体
D.实验3所得溶液中:>c(Mn2+)
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选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
D [实验1所得溶液中存在电荷守恒:c(H+)=,A错误;实验2所得溶液pH=4,即c(H+)=10-4 mol·L-1,代入H2SO3的二级电离常数计
算式Ka2(H2SO3)==6.2×10-8,得:=
=6.2×10-4<1,故,B错误;NaHSO3受热易分解,且易被空气中的O2氧化,故经过蒸干、灼烧无法得到NaHSO3固体,C错误;SO2通入酸性KMnO4溶液中发生反应:+2Mn2++4H+,生成的多于Mn2+,故实验3所得溶液中:>c(Mn2+),D正确。]
2.(2023·江苏卷)室温下,用含少量Mg2+的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如题图所示。已知Ksp(MgF2)=5.2×10-11,Ka(HF)=6.3×10-4。下列说法正确的是( )
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选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
√
A.0.1 mol ·L-1NaF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-1NaHCO3溶液中:=c(H+)+c(H2CO3)-c(OH-)
D.“沉锰”后的滤液中:c(Na+)+c(H+)=
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选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
C [0.1 mol ·L-1NaF溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+c(F-)=
c(Na+)+c(H+),A错误;“除镁”得到的上层清液为MgF2的饱和溶液,有Ksp(MgF2)=c(Mg2+)·c2(F-),故c(Mg2+)=,B错误;0.1 mol ·L-1NaHCO3溶液中存在质子守恒:+c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3),故=c(H+)+c(H2CO3)-c(OH-),C正确;“沉锰”后的滤液中还存在F-、等,故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立,D错误。]
3.(2021·江苏卷)室温下,通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。
实验1:用pH试纸测量溶液的pH,测得pH约为8。
实验2:将0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1CaCl2溶液等体积混合,产生白色沉淀。
实验3:向0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中通入CO2,溶液pH从12下降到约为9。
实验4:向0.1 mol·L -1Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水,氯水颜色褪去。
下列说法正确的是( )
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选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
√
A.由实验1可得出: Ka2(H2CO3) >
B.实验2中两溶液混合时有: < Ksp(CaCO3)
C.实验3中发生反应的离子方程式为
D.实验4中 <
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选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
C [在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,pH约为8,溶液显碱性,说明的水解程度大于其电离程度。Ka2(H2CO3)==。因为水解程度大于电离程度,所以,且c(H+)<c(OH-),那么Ka2(H2CO3)<,A错误。将0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 CaCl2溶液等体积混合,产生白色沉淀碳酸钙。根据沉淀溶解平衡原理,当Q=>Ksp(CaCO3)时,才会产生沉淀,所以实验2中两溶液
混合时有>Ksp(CaCO3),B错误。已知等物质的量浓度的碳酸钠的碱性大于碳酸氢钠,在Na2CO3溶液中通入CO2,溶液pH从12下降到9,说明碱性减弱,发生反应生成了碱性更弱的NaHCO3,其离子方程式为,C正确。向0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水,氯水颜色褪去,说明发生了反应会参与反应,其浓度应该是减小的,即>
,D错误。]
4.(2021·江苏卷)室温下,用0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末,一段时间后过滤,向滤渣中加稀醋酸,产生气泡。已知Ksp(CaSO4)=5 ×10-5,Ksp(CaCO3)=3 ×10-9。下列说法正确的是( )
A.0.5 mol·L-1Na2CO3溶液中存在:c(OH-)=+c(H2CO3)
B.反应正向进行,需满足>×104
C.过滤后所得清液中一定存在:c(Ca2+)=且
D.滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式:CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
√
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选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
C [在Na2CO3溶液中,根据质子守恒,应该是c(OH-)=+2c(H2CO3),而不是c(OH-)=+c(H2CO3),所以A错误。对于反应,其平衡常数K===。
已知Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9,则K==×104。当反应正向进行时,浓度商Q=<K=×104,而不是
>×104,所以B错误。因为过滤后的清液是CaCO3的饱和溶液,根
据溶度积常数的表达式Ksp(CaCO3)=,可得c(Ca2+)=。又因为CaSO4转化为CaCO3,清液对于CaSO4是不饱和溶液或者刚好饱和,根据溶度积常数表达式Ksp(CaSO4)=,则,所以C正确。醋酸是弱酸,在离子方程式中不能拆写成离子形式,正确的离子方程式为CaCO3+2CH3COOH===Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O,而不是CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,所以D错误。]
(1)25 ℃,pH=4的溶液中c(H+)H2O=。 ( )
(2)向水中加入Na2CO3和NH4Cl,水的电离程度均减小。 ( )
(3)向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加水稀释,CH3COOH的电离程度增大,c(H+)增大,pH减小。 ( )
(4)0.01 mol·L-1的FeCl3溶液中,c(Fe3+)=c(Cl-)。 ( )
(5)NaHCO3溶液呈碱性是因为只发生水解反应。 ( )
(6)Na2S溶液中c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)]。 ( )
×
×
×
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选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
1.水溶液中c(H+)H2O或c(OH-)H2O的确定思路
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选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
2.利用电离常数(Ka或Kb)计算水解常数(Kh)
弱酸或弱碱 Ka(或Kb)与Kh的关系 水解常数(Kh) 的计算
一元弱酸 Ka·Kh=Kw Kh=
一元弱碱 Kb·Kh=Kw Kh=
二元弱酸(H2X) 一级电离[产生(HX-)] Kh(HX-)·Ka1=Kw Kh(HX-)=
二级电离[产生(X2-)] Kh(X2-)·Ka2=Kw Kh(X2-)=
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3.水溶液中粒子浓度的分析思路
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4.水溶液中粒子浓度的等量关系
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5.弱酸酸式盐(NaHR)溶液中粒子浓度关系
(1)呈酸性
(2)呈碱性
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选择题命题区间九 水溶液中的离子平衡
1.(2025·南京模拟)室温下,通过下列实验探究NaHSO3溶液的性质。
实验1:用pH试纸测量0.1 mol ·L-1 NaHSO3溶液的pH,测得pH约为5。
实验2:向10 mL 0.1 mol ·L-1 NaHSO3溶液中加入等体积0.1 mol ·L-1氨水,充分混合后,溶液pH约为9。
实验3:向10 mL 0.1 mol ·L-1 Na2CO3溶液中滴加几滴0.1 mol ·L-1 NaHSO3溶液,无明显现象。
实验4:向10 mL 0.1 mol ·L-1 NaHSO3溶液中加入过量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀。
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下列有关说法正确的是( )
A.由实验1可得出:Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)<Kw
B.实验2所得溶液中存在:+c(H2SO3)=
C.由实验3可得出:Ka2(H2SO3)<Ka1(H2CO3)
D.实验4反应后的上层清液中:·c(Ba2+)<Ksp(BaSO3)
√
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B [A.实验1中NaHSO3溶液的pH约为5,可知溶液显酸性,则的水解程度小于其电离程度>c(H2SO3),则有>1,Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)==
>c2(H+)>Kw,A项错误;实验2中NaHSO3和氨水等物质的量混合,根据物料守恒可知,含硫元素微粒的总浓度等于含氮元素微粒的总浓度,即+c(H2SO3)=,B项正确;实验3中NaHSO3溶液只有几滴,NaHSO3的量远远不足,只可能发生:
,无明显现象,因此不能得出Ka2(H2SO3)<Ka1(H2CO3),C项错误;实验4中过量Ba(OH)2使完全沉淀,说明上层清液为饱和溶液,则上层清液中·c(Ba2+)=Ksp(BaSO3),D项错误。]
2.(2025·宿迁模拟)实验室通过下列过程制取草酸亚铁晶体:
已知:Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2、Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4。下列说法不正确的是( )
A.pH=4的H2C2O4溶液中:
B.“酸化”后的溶液中:
C.“沉淀”后的上层清液中:+c(NH3·H2O)=
D.水洗后,再用乙醇洗涤有利于晶体快速干燥
√
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C [(NH4)2Fe(SO4)2加入H2SO4溶液酸化得到Fe2+,加入H2C2O4溶液生成FeC2O4沉淀,过滤、洗涤得到草酸亚铁晶体。pH=4的H2C2O4溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,Ka2(H2C2O4)=====1.5,即=,即,A正确;根据电荷守恒:+2c(Fe2+)+c(H+)=+c(OH-),溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),则,B正确;“沉淀”后的上层清液中溶质为(NH4)2SO4、H2SO4和过量的H2C2O4,C错误;乙醇与水互溶,且乙醇易挥发,用乙醇洗涤可带走水分,有利于晶体快速干燥,D正确。]
3.(2025·连云港一模)室温下,通过下列实验探究H2SO3溶液的性质。
实验1:测定0.40 mol ·L-1新制H2SO3溶液,其pH约为1。
实验2:将等体积浓度均为0.40 mol ·L-1BaCl2溶液与新制H2SO3溶液混合,出现白色浑浊。
实验3:向上述实验2后得到的混合物中滴加过量的H2O2溶液,充分振荡后出现白色沉淀。
已知:Ka1(H2SO3)=1.5×10-2,Ka2(H2SO3)=1.0×10-7,Ksp(BaSO3)=5.0×10-10, Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。
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√
下列说法正确的是( )
A.0.40 mol ·L-1H2SO3溶液中存在
B.将0.40 mol ·L-1H2SO3溶液稀释到快速增大
C.实验2中充分反应后静置,上层清液中有:<Ksp(BaSO3)
D.实验3中发生的主要反应为Ba2++H2SO3+H2O2===BaSO4↓+2H++H2O
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D [由电荷守恒可得c(H+)=+c(OH-),故,A错误;由第一步电离平衡表达式可知,Ka2(H2SO3)=,温度不变,Ka2(H2SO3)不变,因此稀释时亚硫酸根离子浓度基本不变,B错误;实验2中生成的白色浑浊为BaSO3沉淀,静置后上层清液为BaSO3饱和溶液,因此
=Ksp(BaSO3),C错误;H2O2将H2SO3氧化为H2SO4,生成BaSO4沉淀,离子方程式为Ba2++H2SO3+H2O2===BaSO4↓+2H++H2O,D正确。]
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