题14 水溶液中的离子平衡——新高考五年真题一年模拟:命题逻辑透视与趋势研判(陕晋青宁专用)
2026-08-11
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摘要:
**基本信息**
以“变化观念与平衡思想”为核心,构建“平衡类型-定量工具-图谱解码”三维方法体系,系统整合离子平衡知识逻辑与解题技巧。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|核心框架|2真题+20模拟|平衡类型分析、HH方程应用、Ksp计算|从电离/水解基础到多重平衡耦合,形成“概念-原理-应用”递进链|
|图谱解码|δ-pH/lgc-pH图等|交点pKa读取、斜率判断主导平衡|结合分布系数/对数曲线,建立“图形语言-定量数据”转换逻辑|
|定量严谨|15个常见误区|近似条件审视、单位一致性校验|通过误差分析深化“模型边界意识”,衔接科学思维素养|
内容正文:
题14 水溶液中的离子平衡
1.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)二氧化碳、碳酸及其盐在自然界的迁移转化,是环境中碳循环的重要部分。常温下,H2CO3溶液中各含碳物种的分布系数δ与的变化关系如图
[比如:],的为。将足量置于纯水中得到饱和溶液。下列说法正确的是
A.M点的pH为5.66
B.在纯水中的溶解度为
C.该饱和溶液中,
D.反应的平衡常数为
2.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)常温下,溶液中以氢氧化物形式沉淀时,与的关系如图[其中X代表或]。已知:,比更易与碱反应,形成;溶液中时,X可忽略不计。
下列说法错误的是
A.L为与的关系曲线
B.的平衡常数为
C.调节溶液浓度,通过碱浸可完全分离和
D.调节溶液为,可将浓度均为的和完全分离
水溶液中的离子平衡是化学反应原理模块的难点与核心,在陕晋青宁新高考卷中,该专题已彻底告别对“三大守恒”“电离水解规律”的机械默写,转向对学生“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”素养的深度考查。其命题立意呈现出鲜明的动态化、定量化与系统化特征:
· 强化“多重平衡耦合”的动态系统观:试题不再孤立考查单一弱电解质的电离或盐类的水解,而是要求学生处理酸碱、沉淀、配位、氧化还原等多重平衡共存的复杂体系。例如2026年陕西西安卷以“含氟废水处理”为背景,要求分析CaF₂沉淀溶解平衡与HF电离平衡、Ca²⁺-F⁻配位平衡的竞争关系,并计算不同pH下氟的形态分布,体现从“单一线性思维”到“多变量耦合分析”的认知跃迁。
· 凸显“定量表征与模型修正”的科学思维:命题注重考查学生对平衡常数、分布系数、缓冲容量等定量工具的灵活运用能力。如通过lgc-pH图读取pKa值、通过滴定曲线拐点判断多元酸分步滴定可行性、通过活度系数修正高浓度体系的偏差,强调“理想模型是起点而非终点”的实证精神。2025年宁夏石嘴山卷以“血液缓冲体系”为载体,要求用Henderson-Hasselbalch方程解释呼吸性酸中毒时pH变化机制,引导学生理解理论模型在生命科学中的适用边界。
· 融合“环境治理”与“生命健康”的价值导向:结合重金属去除、土壤修复、药物制剂、生物体液调节等真实场景,将离子平衡知识嵌入可持续发展与人类福祉语境。如2026年青海西宁卷以“盐湖卤水提锂”为背景,考查Mg²⁺/Li⁺分离过程中碳酸盐沉淀平衡与氨配合平衡的协同调控,体现基础理论在服务国家战略资源开发中的支撑作用。
· 信息载体:从“文字描述”转向“多模态定量图谱”
· 分布系数图(δ-pH)成为高频载体:要求识别优势物种区间、读取交点pKa、判断缓冲区域;
· 对数浓度图(lgc-pH)广泛使用:通过斜率变化判断主导平衡、通过截距估算平衡常数;
· 滴定曲线精细化呈现:标注突跃范围、半中和点、等当点pH,需结合指示剂变色域选择合适指示剂;
· 实验数据表格化:提供电导率、吸光度、电位滴定数据,要求反推平衡参数或验证理论预测。
· 考查方式:从“定性排序”转向“定量推导与模型评价”
· 平衡常数计算常态化:不仅要求写出表达式,还需利用图中数据精确求算Ka、Ksp、Kf,并注意单位与有效数字;
· 近似条件批判性审视:错误选项常设置“忽略水的电离”“假设完全沉淀”“混淆浓度与活度”等陷阱,正确选项需明确近似前提;
· 开放性问题渗透:提出“如何优化沉淀pH窗口”“为何实际缓冲容量低于理论值”等问题,需综合考虑副反应、离子强度、温度等因素。
· 知识整合:打破模块壁垒,实现跨域联动
· 与物质结构联动:用离子势解释水解程度差异,用软硬酸碱理论预测配合物稳定性;
· 与电化学联动:用Nernst方程关联pH与电极电势,用溶度积解释腐蚀产物膜的保护性;
· 与有机化学联动:用pKa指导官能团保护/脱保护策略,用缓冲体系控制酶催化反应pH。
· 搭建“水溶液离子平衡”核心分析框架
维度
核心要素
关键思维工具
平衡类型
酸碱电离、沉淀溶解、配位解离、氧化还原
Ka/Kb/Ksp/Kf/E°
定量工具
物料/电荷/质子守恒、分布系数、缓冲方程、溶度积规则
δ-pH图、lgc-pH图、HH方程
影响因素
pH、浓度、温度、离子强度、共存离子
Le Chatelier原理、Debye-Hückel理论
表征手段
pH计、电导仪、分光光度计、电位滴定
数据拟合、误差分析
应用场景
缓冲溶液、沉淀分离、水质分析、生物体液
工程设计、安全阈值
· 开展“离子平衡图谱解码”专项训练
· δ-pH图精读:快速定位pKa(δ=0.5交点)、判断缓冲区间(δ>0.1)、识别两性物质峰值;
· lgc-pH图解析:通过斜率±1/-2等判断H⁺/OH⁻参与计量数,通过水平线段确定饱和浓度;
· 滴定曲线关键点提取:半中和点pH=pKa,等当点pH由产物水解决定,突跃宽度反映滴定可行性;
· 实验数据拟合练习:用线性回归求Ka,用非线性最小二乘法拟合复杂平衡体系。
· 培养“定量严谨性”与“模型边界意识”
· 拒绝无条件近似:始终追问“此条件下[HA]≈c是否成立?”“Ksp表达式是否需活度修正?”;
· 关注数量级匹配:Ka与Kw比较决定是否忽略水电离,Ksp与Q比较判断沉淀方向;
· 重视单位一致性:Ksp无量纲但数值依赖浓度单位,pKa与pH必须同标度。
命题方向
核心考点
典型真题/模拟题溯源
命题意图解析
多重平衡耦合
竞争平衡、形态分布、pH窗口
2026陕晋青宁(Al³⁺-F⁻-OH⁻三元体系);2025陕西渭南(CaCO₃-CO₂-H₂O岩溶平衡);2026青海西宁(Zn²⁺-NH₃-NH₄⁺缓冲沉淀);2025宁夏石嘴山(H₂S-FeS-Fe²⁺除硫体系)
考查复杂体系中平衡竞争与协同
分布系数与pH关系
δ-pH图解读、pKa读取、优势区判断
2026陕西西安(H₃PO₄三级电离δ-pH);2025河南南阳(草酸二元酸分布);2026白银(氨基酸两性离子峰值);2026江西赣州(EDTA酸效应系数α_Y(H))
强化定量表征与图形语言转换能力
缓冲溶液
HH方程应用、缓冲容量、配制原则
2026重庆永川(血液HCO₃⁻/H₂CO₃缓冲);2025浙江(醋酸-醋酸钠缓冲范围);2026陕西榆林(Tris-HCl生化缓冲液);2025广东肇庆(缓冲容量β=dC/dpH计算)
衔接生命科学,理解稳态维持机制
沉淀溶解平衡
Ksp计算、同离子/盐效应、分步沉淀
2026山东潍坊(AgCl-AgBr分步沉淀顺序);2025湖北黄冈(CaSO₄在NaCl中溶解度增大);2026河南信阳(BaSO₄重量法洗涤损失);2026宁夏银川(Mg(OH)₂ vs Fe(OH)₃沉淀pH分离)
掌握分离纯化理论基础
酸碱滴定
突跃范围、指示剂选择、多元酸分步滴定
2026陕西咸阳(Na₂CO₃双指示剂滴定);2025四川成都(弱酸滴定可行性判据cKa≥10⁻⁸);2026青海海东(磷酸电位滴定三突跃);2025新疆乌鲁木齐(非水滴定苯酚酸性增强)
培养定量分析与实验设计能力
水解与盐效应
水解常数Kh、双水解、盐类促进/抑制
2026天水(Al₂S₃完全水解);2025陕西铜川(NH₄F溶液酸性归因);2026河南郑州(泡沫灭火器Al³⁺+HCO₃⁻);2025宁夏吴忠(明矾净水胶体聚沉)
理解盐类行为的微观本质
活度与离子强度
Debye-Hückel极限公式、有效浓度、K°与Kc区别
2026陕西宝鸡(高浓度电解质Ksp表观值偏离);2025河南洛阳(海水pH测量需活度校正);2026青海格尔木(盐湖卤水Li⁺活度系数<1);2025平凉(生理盐水等渗依据)
突破理想模型局限,建立真实溶液观
序号
误区表现
正确认知
纠错关键点与典型案例
1
Ksp小=一定先沉淀
沉淀顺序取决于离子积Q达到Ksp的先后,与Ksp绝对值无直接关系
AgCl (Ksp=1.8×10⁻¹⁰) 比 Ag₂CrO₄ (Ksp=1.1×10⁻¹²) 先沉淀,因后者为AB₂型
2
pH=7一定是中性
中性指[H⁺]=[OH⁻],仅25℃时pH=7;高温下中性pH<7
100℃时Kw=10⁻¹²,中性pH=6
3
弱酸稀释10倍pH增加1
仅适用于强酸;弱酸稀释促进电离,pH增幅<1
0.1 M HAc pH=2.87,稀释10倍后pH=3.37(非3.87)
4
所有盐都水解
强酸强碱盐不水解;弱酸弱碱盐水解程度取决于Ka/Kb相对大小
NH₄Ac溶液近中性因Ka≈Kb
5
缓冲溶液pH只与pKa有关
pH=pKa+lg([A⁻]/[HA]),比值变化则pH变
稀释缓冲液pH基本不变,但加入强酸/碱会改变比值
6
Ksp表达式中固体浓度写入
纯固体/液体活度为1,不写入表达式
CaCO₃(s) ⇌ Ca²⁺ + CO₃²⁻,Ksp=[Ca²⁺][CO₃²⁻]
7
同离子效应总是降低溶解度
高浓度时盐效应可能抵消甚至超过同离子效应
PbSO₄在浓Na₂SO₄中溶解度先降后升
8
多元酸分步滴定必有多个突跃
若相邻Ka比值<10⁴,突跃合并不可分辨
H₃PO₄仅前两步可分步滴定,第三步太弱
9
水解常数Kh=Kw/Ka恒成立
仅适用于一元弱酸强碱盐;多元酸盐需对应级数
Na₂CO₃第一步水解Kh1=Kw/Ka2,第二步Kh2=Kw/Ka1
10
电荷守恒式中所有离子系数为1
系数等于离子电荷绝对值
Na₂CO₃溶液:[Na⁺]+[H⁺]=2[CO₃²⁻]+[HCO₃⁻]+[OH⁻]
11
pKa越小酸性越弱
pKa=-lgKa,pKa越小Ka越大酸性越强
HCl pKa≈-7 > H₂O pKa=15.7
12
沉淀完全=[离子]=0
分析化学定义[离子]≤10⁻⁵ M为沉淀完全
Ksp=10⁻¹⁰时,[M⁺]≤10⁻⁵ M需[A⁻]≥10⁻⁵ M
13
所有指示剂变色点pH=7
指示剂变色点由其pKa决定,酚酞8.2-10.0,甲基橙3.1-4.4
强碱滴定弱酸选酚酞,强酸滴定弱碱选甲基橙
14
离子强度不影响平衡常数
K°是热力学常数不变,但Kc(浓度商)随离子强度变化
高盐度海水中CaCO₃表观Ksp大于纯水
15
质子守恒可由电荷+物料守恒导出
正确,但直接写质子转移更不易出错
NaHCO₃溶液:[H⁺]+[H₂CO₃]=[CO₃²⁻]+[OH⁻](得质子=失质子)
一、电解质溶液中的三大守恒
1.电荷守恒
电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都必须保持电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。
如NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO、CO、OH-,存在如下关系:
c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)。
如Na2S溶液中存在着Na+、H+、S2-、HS-、OH-,存在如下关系:
1×c(Na+)+1×c(H+)=2×c(S2-)+1×c(HS-)+1×c(OH-)
化简得:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
注意易失分点:
①电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加。如2c(CO)的化学计量数2代表一个CO带2个负电荷,不可漏掉。
②电荷守恒式的特点:一边全为阴离子,另一边全为阳离子。
2.物料守恒(原子守恒):
在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发生了变化,变成了其它离子或分子,使离子的种类增多,但却不能使离子或分子中某种特定元素的原子的数目发生变化,其质量在反应前后是守恒的,始终遵循原子守恒。
(1)单一元素守恒,如1 mol NH3通入水中形成氨水,就有n(NH3)+n(NH3·H2O)+n(NH)=1 mol,即氮元素守恒。
(2)两元素守恒,如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。
NaHCO3溶液中,c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)。
注意易失分点:
①元素质量守恒式中,离子浓度系数不能漏写或颠倒。如Na2S溶液中的元素质量守恒式c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]中,“2”表示c(Na+)是溶液中硫原子浓度的2倍,不能写成2c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)。
②元素质量守恒式的特点:式子中有弱电解质分子和对应的离子,一般一边含一种元素,另一边含另一种元素的离子和分子。
3.质子守恒
电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的转移,转移过程中质子数量保持不变,称为质子守恒。
如NaHCO3溶液中:c(H2CO3)+c(H+)=c(CO)+c(OH-)。
注意:质子守恒可以通过电荷守恒与元素质量守恒加减得到。
注意易失分点:
①质子守恒式的特点:一边某微粒能电离出H+,另一边微粒能结合H+。
②等式两边没有明显特征:三个守恒结合。
再如质子守恒——以Na2S溶液为例:
(1)方法一:
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
物料守恒:c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
将Na+消掉得:c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-),即为质子守恒。
(2)方法二:
质子守恒:c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)
二、电解质溶液中粒子浓度大小的比较
1、熟悉两大理论——电离理论与水解理论
(1)电离理论
①弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。
如氨水溶液中:NH3·H2O、NH、OH-浓度的大小关系是各粒子浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)>c(H+)。
如在稀醋酸溶液中:CH3COOHCH3COO-+H+,H2OOH-+H+,在溶液中微粒浓度由大到小的顺序:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
②多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一步电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+的浓度大小关系是c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
(2)水解理论
①弱电解质离子的水解损失是微量的(水解相互促进的除外),水的电离程度远远小于盐的水解程度。但由于水的电离,故水解后酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。
如NH4Cl溶液中:NH、Cl-、NH3·H2O、H+的浓度大小关系是c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
如稀的CH3COONa溶液中:CH3COONa===CH3COO-+Na+,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,H2OH++OH-,所以CH3COONa溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)。
②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解。
如在Na2CO3溶液中:CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
2、电解质溶液中粒子浓度大小比较的思维模型
单一溶液
酸或碱溶液——考虑电离
盐溶液——考虑水解
混合溶液
不反应
同时考虑电离和水解
反应
不过量
生成酸或碱——考虑电离
生成盐——考虑水解
过量
根据过量程度考虑电离或水解
不同溶液中某离子浓度的变化
若其他离子能促进该离子的水解,则该离子浓度减小,若抑制其水解,则该离子浓度增大
(1)对于多元弱酸溶液,应根据多步电离进行分析。
例如,在H3PO4溶液中:c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)。
(2)电离能力大于水解能力。
例如,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,所以等浓度的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后溶液显酸性:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
例如,NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解程度,等浓度的NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合后溶液显碱性:c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
(3)水解能力大于电离能力。
例如,HClO的电离程度小于ClO-水解程度,所以等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性。
例如,在0.1 mol·L-1的NaCN和0.1 mol·L-1的HCN混合溶液中:c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
(4)多元弱酸的酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式酸根的电离能力和水解能力哪一个更强。
如在NaHCO3溶液中,HCO3—的水解大于电离,故溶液显碱性;而在NaHSO3溶液中,HSO3—的电离大于水解,故溶液显酸性。
如HCO3-以水解为主,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-);
而HSO3-以电离为主,0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液中:c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)。
(5)对于多元弱酸的正盐溶液,根据弱酸根离子的分步水解分析。
例如,0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中电离过程有Na2CO3=2Na++ CO32-,H2OOH-+H+;水解过程有CO32-+H2OHCO3-+OH-,HCO3-+H2OH2CO3+OH-。故溶液中存在的离子有Na+、CO32-、OH-、HCO3-、H+,因此溶液中各离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)。
(6)不同溶液中同一离子浓度的大小比较,要考虑溶液中其他离子对该离子的影响。
如在0.10 mol·L-1的①NH4HSO4、②NH4Cl、③CH3COONH4、④(NH4)2SO4溶液中,c(NH4+)的大小顺序为④>①>②>③。
三、分布系数δ(X)与pH曲线图像分析
1.一元弱酸、二元弱酸的分布系数δ(X)与pH曲线图
分布系数曲线是指以pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线。
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以H2C2O4为例)
注:pKa为电离常数的负对数
δ0为CH3COOH的分布系数,
δ1为CH3COO-的分布系数
δ0为H2C2O4的分布系数,
δ1为HC2O的分布系数,
δ2为C2O的分布系数
(1)读“曲线”——每条曲线所代表的粒子及变化趋势(以上图中H2C2O4为例)随pH增大,δ只减不增的为H2C2O4曲线,δ先增后减的为HC2O曲线,δ只增不减的为C2O曲线。
(2)“用交点”——交点是某两种粒子浓度相等的点,可计算电离常数K。
①图中M点:c(HC2O)=c(H2C2O4),其pH为pH1,Ka1(H2C2O4)==。
②图中N点:c(HC2O)=c(C2O),对应pH为pH2,Ka2=。
③图中O点,c(H2C2O4)=c(C2O),此时c(HC2O)最大,其溶液pH为pH3,则pH3=。
【思考】请根据H2C2O4的两级电离常数,推理论证上述③中结论。
提示:H2C2O4H++HC2O,HC2OH++C2O,Ka1·Ka2=,由于交点O时,c(H2C2O4)=c(C2O),c2(H+)=Ka1·Ka2=·,两边取负对数,即可得,pH3=。
2.三元弱酸的分布分数——以“弱酸H3A”为例
曲线的名称
δ0为H3A分布系数、δ1为H2A-分布系数、δ2为HA2-分布系数、δ3为A3-分布系数。
曲线的规律
①当溶液的pH=2时δ0=δ1,pH=7.1时δ1=δ2,pH=12.2时δ2=δ3;
当pH<2时,H3A占优势;
当2<pH<7.1时,H2A-占优势;
当7.1<pH<12.2时,HA2-占优势;
当pH>12.2时,A3-为主要存在形式。
②根据分布系数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式,pH由11到14发生反应的离子方程式:HA2-+OH-===A3-+H2O。
③根据在一定pH的微粒分布系数和酸的分析浓度,就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度。
交点
利用曲线的两个交点可以分别求出弱酸的各级电离平衡常数:
Ka1=c(H+)=10-2、Ka2=c(H+)=10-7.1、Ka3=c(H+)=10-12.2
四、对数曲线图像
将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值[如]取常用对数,即lg c(A)或lg,与溶液中的pH或溶液的体积等关系作出的图像称为对数图像。
1.常考对数图像的类型
图像种类
具体类型
含义
变化规律
对数
图像
lg
生成物与反应物离子浓度比的常用对数
lg越大,反应向正反应方向进行的程度越大
AG=lg
H+与OH-浓度比的常用对数
AG越大,酸性越强,中性时,=1,AG=0
负对数
图像
pH=-lg c(H+)
H+浓度的常用负对数
pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
pC= -lg c(C)
C离子浓度的常用负对数
pC越大,c(C)越小
-lg
生成物与反应物离子浓度比的常用负对数
-lg越大,反应向正反应方向进行的程度越小
2.破解对数图像的数据
(1)运算法则:lg ab=lg a+lg b、lg=lg a-lg b、lg 1=0。
(2)运算突破点:如lg =0的点有c(A)=c(B);lg c(D)=0的点有c(D)=1 mol·L-1。
3.破解对数图像的步骤
(1)识图像:观察横坐标、纵坐标的含义,看清每条曲线代表的粒子种类以及曲线的变化趋势,计算电离常数时应利用两种粒子浓度相等的点,如lg =0。
图像中数据
的含义
①若c(A)=1,则lg c(A)=0;若c(A)=c(B),则lg =0。
②若c(A)>1,则lg c(A)取正值,且c(A)越大lg c(A)越大。
若c(A)>c(B),则lg 取正值,且越大lg 越大。
③若c(A)<1,则lg c(A)取负值,且c(A)越大lg c(A)越小。
若c(A)<c(B),则lg 取负值,且越大lg 越小。
(2)找联系:根据图像中的坐标含义和曲线的交点,分析所给电解质的电离平衡常数或pH与纵、横坐标之间的联系。
(3)想原理:涉及电离平衡常数,写出平衡常数表达式,在识图像、想原理的基础上,将图像与原理结合起来思考。
(4)用公式:运用对数计算公式分析。
五、沉淀溶解平衡图像
1.双曲线型
(1)阳离子~阴离子单曲线图:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子
以“BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq)”为例:
曲线可知
信息
①曲线上任意一点(a点、c点)都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外
②曲线上方区域的点(b点)均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp,表示有沉淀生成
③曲线下方区域的点(d点)均为不饱和溶液,此时Qc<Ksp,表示无沉淀生成
④计算Ksp:由c点可以计算出Ksp
点的变化
a→c
曲线上变化,增大c(SO)
b→c
加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不可以)
d→c
加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
c→a
曲线上变化,增大c(Ba2+)
溶液蒸发时,离子浓度的变化
原溶液不饱和时,离子浓度都增大;原溶液饱和时,离子浓度都不变
溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同
(2)阴阳离子浓度~温度双曲线图:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子,两条曲线为不同温度
BaSO4
曲线可知信息
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液
T1曲线:a、b点都表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液
T2曲线:a、b点都表示不饱和溶液,c点表示不饱和溶液
②计算Ksp:由a或b点可以计算出T1温度下的Ksp
③比较T1和T2大小:因沉淀溶解平衡大部分为吸热,可知:T1<T2
2.对数曲线
(1)正对数[lgc(M+)~lg c(R-)]曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的正对数
CuS、ZnS
曲线可知信息
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液
ZnS曲线:a点表示饱和溶液,c点表示不饱和溶液
CuS曲线:b点表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液
②计算Ksp:由曲线上面给定数据可以计算CuS、ZnS的Ksp
③比较Ksp大小:Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
(2)负对数[-lgc(M+)~-lg c(R-)]曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的负对数
图像展示
函数关系
函数关系:随着CO浓度增大,Ca2+浓度减小
曲线可知信息
①横坐标数值越大,CO)越小;纵坐标数值越小,c(M)越大
②直线上各点的意义:直线上的任何一点为饱和溶液;直线上方的点为不饱和溶液;直线下方的点为过饱和溶液,有沉淀生成
如:c点,相对于MgCO3来说,处于直线上方,为不饱和溶液;相对于CaCO3来说,处于直线下方,为过饱和溶液,此时有CaCO3沉淀生成
③计算Ksp:由曲线上面给定数据可以计算出相应的Ksp
④比较Ksp大小:Ksp(MgCO3)>Ksp(CaCO3)>Ksp(MnCO3)
3.pM——浓度图:纵坐标为阳离子的负对数,横坐标为滴加阴离子的溶液的体积
沉淀滴定曲线是沉淀滴定过程中构成难溶电解质的离子浓度与滴定剂加入量之间的关系曲线,以向10 mL 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1的K2S溶液为例,滴加过程中溶液中-lgc(Cu2+)与K2S溶液体积(V)的关系曲线如图:
(1)曲线上任一点都代表平衡点,c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp,由b点恰好完全反应可知的c(Cu2+)=10-17.7,进而求出Ksp=10-17.7×10-17.7=10-35.4
(2)滴定终点时(b点)为饱和CuS溶液,c(Cu2+)=c(S2-)。
(3) 滴定终点以前线上点(如a点),代表c(Cu2+)>c(S2-);
滴定终点以后线上点(如c点),代表c(Cu2+)<c(S2-)。
六、中和滴定曲线(pHV曲线)分析
1、强酸(强碱)滴定碱(酸)的pHV曲线比较
氢氧化钠滴定等浓度、等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度、等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:
强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;
强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高;
突跃点变化范围不同:
强碱滴定强酸(强酸滴定强碱)的突跃点变化范围大于强碱滴定弱酸(强酸滴定弱碱)的突跃点变化范围。
2、中和滴定曲线的“5点”分析法
抓反应的“起始”点
判断酸、碱的相对强弱
抓反应“一半”点
判断是哪种溶质的等量混合
抓“恰好”反应点
判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性
抓溶液的“中性”点
判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足
抓反应的“过量”点
判断溶液中的溶质及哪种物质过量
例如:室温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH的变化如图所示。
1.(2026·山西忻州·模拟预测)常温下,的醋酸溶液中、、、的浓度对数与溶液pH(溶液总体积保持不变)之间的关系如图所示。下列说法错误的是
已知:;。
A.M点
B.N点的坐标为
C.曲线④在y轴上截距为-12
D.O点
2.(2026·山西忻州·模拟预测)常温下,和的混合溶液在不同pH条件下,几种含氯微粒在溶液中的分布分数[如的分布分数]随pH的变化情况如图所示。下列有关说法错误的是
A.曲线c代表的分布分数
B.原混合液中,
C.常温下,溶液的pH约为11.25
D.
3.(2026·陕西榆林·模拟预测)常温下,取0.1 mol·L−1的HX溶液和0.1 mol·L−1的ROH溶液各20 mL,分别用0.1 mol·L−1的NaOH溶液、0.1 mol·L−1的盐酸进行滴定。滴定过程中溶液的pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.HX为弱酸,ROH为强碱
B.曲线Ⅰ,当时,
C.曲线Ⅱ,当时,溶液中:
D.滴定至的过程中,两种溶液中由水电离出的不变
4.(2026·青海西宁·一模)已知为二元弱酸。室温下,向的溶液中加入NaOH固体调节pH,忽略溶液体积变化与温度变化,溶液中pH、[,X为或]的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.水的电离程度:
B.室温下,的约为
C.b点溶液中:
D.c点溶液中:
5.(2025·青海西宁·模拟预测)常温下,向酸溶液中滴加的NaOH溶液,溶液的酸度与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。已知:若忽略混合时溶液体积的变化,下列说法正确的是
A.若升高温度,溶液的酸度将减小
B.水的电离程度:
C.c点对应的溶液中:
D.常温下,
6.(2026·云南·二模)25℃时,向0.1 mol·L-1某二元弱酸(记为H2A)溶液中滴加氨水,溶液中lgX[、或]随pH的变化关系如图。下列说法错误的是
A.25℃下,H2A的
B.曲线L3代表的是随pH的变化
C.25℃下,NH4HA溶液呈碱性
D.25℃下,NH4HA溶液中
7.(2026·陕西榆林·二模)常温下,用的溶液滴定(二元弱酸)溶液,滴定曲线如图所示。图中c、e两点溶液中对应的、分布系数[如如表所示。假设c、e两点溶液中只有两种含微粒,下列说法正确的是
c点
e点
pH
1.85
7.22
0.5
0.5
A.水的电离程度:c>d>e>f B.常温下,
C.点对应的溶液中: D.常温下,的溶液
8.(2026·江西宜春·模拟预测)常温下,固体在水溶液中存在平衡:ⅰ. ;ⅱ. 。若用代表或的物质的量浓度(单位为),与溶液的关系如图所示(用固体调节溶液的)。下列说法错误的是
A.曲线Y代表与的关系
B.常温下,
C.点时,溶液中可能存在:
D.常温下,向悬浊液中加入少量水,溶液中不变
9.(2026·四川攀枝花·二模)已知:反应“”的。一定温度下,溶液中有、、、四种含铬元素的物种。初始浓度为的溶液中,四种含铬物种的浓度随溶液pH变化如下图所示。下列说法正确的是
A.时,
B.时,
C.B点
D.反应:的
10.(2026·陕西宝鸡·三模)常温下,将的水杨酸(用表示)和的氨水等体积混合,通入气体或加入固体调节混合液的(忽略溶液体积的变化),混合液中和的浓度对数(实线)、含微粒的分布系数(虚线)与溶液的关系如图所示。下列说法正确的是
A.Ⅰ表示与的关系曲线
B.
C.
D.当时,体系中
11.(25-26高三上·湖北黄冈·期末)常温下,向0.1 mol/L 溶液中通入HCl气体,测得含钼(Ⅵ)微粒的物质的量分数()与pOH的关系如图所示。下列说法错误的是
A.在此过程中,存在反应:
B.当时,溶液的pOH=8.25
C.pOH=7时,若忽略和,则
D.pOH=8时,若忽略和,则
12.(2025·陕西西安·模拟预测)时,向的一元酸HA溶液中滴加等浓度的NaOH溶液,滴定过程中溶液的pH及指由水电离出来的变化如图所示,下列说法正确的是
A.水的电离程度:
B.溶液时,
C.C点溶液中,
D.时,反应的平衡常数为:
13.(2025·陕西西安·模拟预测)将或悬浊液置于分压固定的气相中,体系中pH与lgc关系如图所示,c为、、、的浓度,单位为。已知:下列说法错误的是
A.表示是与pH的关系
B.时,溶液中
C.平衡常数
D.向a点溶液中加入,可以达到b点溶液
14.(2025·陕西榆林·模拟预测)室温下,V0 L 0.1 mol·L-1 C6H5COONH4溶液的pH=6.72,加水稀释至105V0(即V)L,测得pH=6.94.C6H5COO-、C6H5COOH和之NH3·H2O的分布分数δ[如]与的关系如图。NH3·H2O的pKb=4.74。下列说法正确的是
A.曲线a表示的分布分数
B.稀释过程中,C6H5COO-的水解程度减小,的水解程度增大
C.0.1 mol·L-1的C6H5COONH4溶液中由水电离出的c(H+)<10-7 mol·L-1
D.pH=7时,溶液中c()<c(NH3·H2O)
15.(2025·陕西西安·模拟预测)常温下,分别在溶液中滴加NaOH溶液,溶液中与pH关系如图所示。已知:X代表、;
下列叙述正确的是
A.图中曲线代表代表
B.室温下,的数量级为
C.
D.反应的平衡常数的值为
16.(2026·陕西榆林·模拟预测)是二元弱酸,不发生水解。25℃时,向足量的难溶盐MA粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中与pH的关系如图所示。已知25℃时,,,。下列说法错误的是
A.a点时,
B.时,溶液中
C.溶液中存在
D.pH在1.6~6.8时,溶液中
17.(2025·陕西西安·一模)常温下,向含废液中加入溶液(或适量固体)可生成沉淀除去。溶液中含物种的分布系数[如溶液中含S物种的分布系数]与变化的关系如图所示。已知:常温下,,。下列说法错误的是
A.图中曲线③表示的是的分布系数随的变化
B.常温下,氢硫酸的和满足关系:
C.溶液中存在:
D.向含的废液中加入固体,不可能使降压到以下
18.(2026·陕西榆林·模拟预测)常温下,向某浓度草酸()溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中、、三种粒子的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。已知25℃时,,。下列说法错误的是
A.
B.
C.向溶液中加入NaOH溶液至时发生的反应为
D.向0.5 L饱和溶液中加入0.5 L 溶液,有沉淀生成
19.(2026·山西忻州·模拟预测)25℃时,某总硫浓度c0=0.1 mol/L的H2S溶液中,H2S、HS-和S2-的分布分数δ[如:δ(H2S)=]与溶液pH的关系,Ag2S和CdS临界金属离子浓度的lg[c(Mn+)]与溶液pH的关系如图。已知:25℃时,Ksp(Ag2S)=2×10-49、Ksp(CdS)=8×10-27。下列说法错误的是
A.25℃时,NaHS溶液中,c(H2S)>c(S2-)
B.曲线a代表lg[c(Cd2+)]随pH的变化
C.pH=6.0时,c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
D.用CdS可除去Cd(NO3)2溶液中混有的少量AgNO3
20.(2026·福建福州·三模)某温度下,在含的溶液中,一定pH范围内存在如下平衡:
(、2或3)
溶液中(c表示含Al粒子的浓度,单位为)与pH的关系如图所示。
下列说法错误的是
A.l表示与pH的关系
B.的平衡常数
C.反应(、2或3)的平衡常数随n增大而增大
D.该溶液的pH为6~8时,铝元素的去除效果较好
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题14 水溶液中的离子平衡
1.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)二氧化碳、碳酸及其盐在自然界的迁移转化,是环境中碳循环的重要部分。常温下,H2CO3溶液中各含碳物种的分布系数δ与的变化关系如图
[比如:],的为。将足量置于纯水中得到饱和溶液。下列说法正确的是
A.M点的pH为5.66
B.在纯水中的溶解度为
C.该饱和溶液中,
D.反应的平衡常数为
【答案】C
【解析】低pOH(高pH,碱性环境)时,虚线占主导,因此虚线代表,中间区域实线占主导,代表,高pOH(低pH,酸性环境)时,点线占主导,代表;计算电离常数: 当pOH=3.67时,实线与虚线相交,即。此时pH=14-3.67=10.33,碳酸的二级电离常数,同理当pOH=7.65时,,求得碳酸的一级电离常数,据此解答。A.M点是点线和虚线的交点,即。 根据,当两浓度相等时,,所以,即pH=8.34,A错误; B.若不考虑水解,溶解度满足,得;但实际上会水解为、,因此溶解度大于,B错误;C.根据物料守恒,,故最大;,可得①pc()-pc()=pKa2-pH=10.33-pH;Ksp=10-8.48,c()≈c(Ca2+),则pc()==4.24;Kh1=,c()≈c(OH-),2pOH=pKh1+pc()=3.67+4.24>3.67×2,pOH>3.67,pH<10.33。代入①得pc()>pc(),则c()<c(),C正确;D.平衡常数,代入、、,得,不是,D错误;故选C。
2.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)常温下,溶液中以氢氧化物形式沉淀时,与的关系如图[其中X代表或]。已知:,比更易与碱反应,形成;溶液中时,X可忽略不计。
下列说法错误的是
A.L为与的关系曲线
B.的平衡常数为
C.调节溶液浓度,通过碱浸可完全分离和
D.调节溶液为,可将浓度均为的和完全分离
【答案】B
【解析】和沉淀形成Zn(OH)2和Cd(OH)2,沉淀形成Al(OH)3,则和的曲线平行,根据,比更易与碱反应,因此[Zn(OH)4]2-生成的pH低于[Cd(OH)4]2-,故从左到右曲线依次为:或。如图可知:的平衡常数为,的平衡常数为,的平衡常数为,的平衡常数为,的平衡常数为,的平衡常数为。据此分析:A.据分析,L为与的关系曲线,故A正确;B.如图可知,的平衡常数为,则的平衡常数为,故B错误;C.如图可知,pH=14时开始溶解,pH=8.4时开始溶解,且pH=14时,即可认为完全溶解,并转化为,因此调节溶液浓度,通过碱浸可完全分离和,故C正确;D.的开始沉淀pH为,的完全沉淀pH为,因此调节溶液为,可将浓度均为的和完全分离,故D正确;故答案为B。
水溶液中的离子平衡是化学反应原理模块的难点与核心,在陕晋青宁新高考卷中,该专题已彻底告别对“三大守恒”“电离水解规律”的机械默写,转向对学生“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”素养的深度考查。其命题立意呈现出鲜明的动态化、定量化与系统化特征:
· 强化“多重平衡耦合”的动态系统观:试题不再孤立考查单一弱电解质的电离或盐类的水解,而是要求学生处理酸碱、沉淀、配位、氧化还原等多重平衡共存的复杂体系。例如2026年陕西西安卷以“含氟废水处理”为背景,要求分析CaF₂沉淀溶解平衡与HF电离平衡、Ca²⁺-F⁻配位平衡的竞争关系,并计算不同pH下氟的形态分布,体现从“单一线性思维”到“多变量耦合分析”的认知跃迁。
· 凸显“定量表征与模型修正”的科学思维:命题注重考查学生对平衡常数、分布系数、缓冲容量等定量工具的灵活运用能力。如通过lgc-pH图读取pKa值、通过滴定曲线拐点判断多元酸分步滴定可行性、通过活度系数修正高浓度体系的偏差,强调“理想模型是起点而非终点”的实证精神。2025年宁夏石嘴山卷以“血液缓冲体系”为载体,要求用Henderson-Hasselbalch方程解释呼吸性酸中毒时pH变化机制,引导学生理解理论模型在生命科学中的适用边界。
· 融合“环境治理”与“生命健康”的价值导向:结合重金属去除、土壤修复、药物制剂、生物体液调节等真实场景,将离子平衡知识嵌入可持续发展与人类福祉语境。如2026年青海西宁卷以“盐湖卤水提锂”为背景,考查Mg²⁺/Li⁺分离过程中碳酸盐沉淀平衡与氨配合平衡的协同调控,体现基础理论在服务国家战略资源开发中的支撑作用。
· 信息载体:从“文字描述”转向“多模态定量图谱”
· 分布系数图(δ-pH)成为高频载体:要求识别优势物种区间、读取交点pKa、判断缓冲区域;
· 对数浓度图(lgc-pH)广泛使用:通过斜率变化判断主导平衡、通过截距估算平衡常数;
· 滴定曲线精细化呈现:标注突跃范围、半中和点、等当点pH,需结合指示剂变色域选择合适指示剂;
· 实验数据表格化:提供电导率、吸光度、电位滴定数据,要求反推平衡参数或验证理论预测。
· 考查方式:从“定性排序”转向“定量推导与模型评价”
· 平衡常数计算常态化:不仅要求写出表达式,还需利用图中数据精确求算Ka、Ksp、Kf,并注意单位与有效数字;
· 近似条件批判性审视:错误选项常设置“忽略水的电离”“假设完全沉淀”“混淆浓度与活度”等陷阱,正确选项需明确近似前提;
· 开放性问题渗透:提出“如何优化沉淀pH窗口”“为何实际缓冲容量低于理论值”等问题,需综合考虑副反应、离子强度、温度等因素。
· 知识整合:打破模块壁垒,实现跨域联动
· 与物质结构联动:用离子势解释水解程度差异,用软硬酸碱理论预测配合物稳定性;
· 与电化学联动:用Nernst方程关联pH与电极电势,用溶度积解释腐蚀产物膜的保护性;
· 与有机化学联动:用pKa指导官能团保护/脱保护策略,用缓冲体系控制酶催化反应pH。
· 搭建“水溶液离子平衡”核心分析框架
维度
核心要素
关键思维工具
平衡类型
酸碱电离、沉淀溶解、配位解离、氧化还原
Ka/Kb/Ksp/Kf/E°
定量工具
物料/电荷/质子守恒、分布系数、缓冲方程、溶度积规则
δ-pH图、lgc-pH图、HH方程
影响因素
pH、浓度、温度、离子强度、共存离子
Le Chatelier原理、Debye-Hückel理论
表征手段
pH计、电导仪、分光光度计、电位滴定
数据拟合、误差分析
应用场景
缓冲溶液、沉淀分离、水质分析、生物体液
工程设计、安全阈值
· 开展“离子平衡图谱解码”专项训练
· δ-pH图精读:快速定位pKa(δ=0.5交点)、判断缓冲区间(δ>0.1)、识别两性物质峰值;
· lgc-pH图解析:通过斜率±1/-2等判断H⁺/OH⁻参与计量数,通过水平线段确定饱和浓度;
· 滴定曲线关键点提取:半中和点pH=pKa,等当点pH由产物水解决定,突跃宽度反映滴定可行性;
· 实验数据拟合练习:用线性回归求Ka,用非线性最小二乘法拟合复杂平衡体系。
· 培养“定量严谨性”与“模型边界意识”
· 拒绝无条件近似:始终追问“此条件下[HA]≈c是否成立?”“Ksp表达式是否需活度修正?”;
· 关注数量级匹配:Ka与Kw比较决定是否忽略水电离,Ksp与Q比较判断沉淀方向;
· 重视单位一致性:Ksp无量纲但数值依赖浓度单位,pKa与pH必须同标度。
命题方向
核心考点
典型真题/模拟题溯源
命题意图解析
多重平衡耦合
竞争平衡、形态分布、pH窗口
2026陕晋青宁(Al³⁺-F⁻-OH⁻三元体系);2025陕西渭南(CaCO₃-CO₂-H₂O岩溶平衡);2026青海西宁(Zn²⁺-NH₃-NH₄⁺缓冲沉淀);2025宁夏石嘴山(H₂S-FeS-Fe²⁺除硫体系)
考查复杂体系中平衡竞争与协同
分布系数与pH关系
δ-pH图解读、pKa读取、优势区判断
2026陕西西安(H₃PO₄三级电离δ-pH);2025河南南阳(草酸二元酸分布);2026白银(氨基酸两性离子峰值);2026江西赣州(EDTA酸效应系数α_Y(H))
强化定量表征与图形语言转换能力
缓冲溶液
HH方程应用、缓冲容量、配制原则
2026重庆永川(血液HCO₃⁻/H₂CO₃缓冲);2025浙江(醋酸-醋酸钠缓冲范围);2026陕西榆林(Tris-HCl生化缓冲液);2025广东肇庆(缓冲容量β=dC/dpH计算)
衔接生命科学,理解稳态维持机制
沉淀溶解平衡
Ksp计算、同离子/盐效应、分步沉淀
2026山东潍坊(AgCl-AgBr分步沉淀顺序);2025湖北黄冈(CaSO₄在NaCl中溶解度增大);2026河南信阳(BaSO₄重量法洗涤损失);2026宁夏银川(Mg(OH)₂ vs Fe(OH)₃沉淀pH分离)
掌握分离纯化理论基础
酸碱滴定
突跃范围、指示剂选择、多元酸分步滴定
2026陕西咸阳(Na₂CO₃双指示剂滴定);2025四川成都(弱酸滴定可行性判据cKa≥10⁻⁸);2026青海海东(磷酸电位滴定三突跃);2025新疆乌鲁木齐(非水滴定苯酚酸性增强)
培养定量分析与实验设计能力
水解与盐效应
水解常数Kh、双水解、盐类促进/抑制
2026天水(Al₂S₃完全水解);2025陕西铜川(NH₄F溶液酸性归因);2026河南郑州(泡沫灭火器Al³⁺+HCO₃⁻);2025宁夏吴忠(明矾净水胶体聚沉)
理解盐类行为的微观本质
活度与离子强度
Debye-Hückel极限公式、有效浓度、K°与Kc区别
2026陕西宝鸡(高浓度电解质Ksp表观值偏离);2025河南洛阳(海水pH测量需活度校正);2026青海格尔木(盐湖卤水Li⁺活度系数<1);2025平凉(生理盐水等渗依据)
突破理想模型局限,建立真实溶液观
序号
误区表现
正确认知
纠错关键点与典型案例
1
Ksp小=一定先沉淀
沉淀顺序取决于离子积Q达到Ksp的先后,与Ksp绝对值无直接关系
AgCl (Ksp=1.8×10⁻¹⁰) 比 Ag₂CrO₄ (Ksp=1.1×10⁻¹²) 先沉淀,因后者为AB₂型
2
pH=7一定是中性
中性指[H⁺]=[OH⁻],仅25℃时pH=7;高温下中性pH<7
100℃时Kw=10⁻¹²,中性pH=6
3
弱酸稀释10倍pH增加1
仅适用于强酸;弱酸稀释促进电离,pH增幅<1
0.1 M HAc pH=2.87,稀释10倍后pH=3.37(非3.87)
4
所有盐都水解
强酸强碱盐不水解;弱酸弱碱盐水解程度取决于Ka/Kb相对大小
NH₄Ac溶液近中性因Ka≈Kb
5
缓冲溶液pH只与pKa有关
pH=pKa+lg([A⁻]/[HA]),比值变化则pH变
稀释缓冲液pH基本不变,但加入强酸/碱会改变比值
6
Ksp表达式中固体浓度写入
纯固体/液体活度为1,不写入表达式
CaCO₃(s) ⇌ Ca²⁺ + CO₃²⁻,Ksp=[Ca²⁺][CO₃²⁻]
7
同离子效应总是降低溶解度
高浓度时盐效应可能抵消甚至超过同离子效应
PbSO₄在浓Na₂SO₄中溶解度先降后升
8
多元酸分步滴定必有多个突跃
若相邻Ka比值<10⁴,突跃合并不可分辨
H₃PO₄仅前两步可分步滴定,第三步太弱
9
水解常数Kh=Kw/Ka恒成立
仅适用于一元弱酸强碱盐;多元酸盐需对应级数
Na₂CO₃第一步水解Kh1=Kw/Ka2,第二步Kh2=Kw/Ka1
10
电荷守恒式中所有离子系数为1
系数等于离子电荷绝对值
Na₂CO₃溶液:[Na⁺]+[H⁺]=2[CO₃²⁻]+[HCO₃⁻]+[OH⁻]
11
pKa越小酸性越弱
pKa=-lgKa,pKa越小Ka越大酸性越强
HCl pKa≈-7 > H₂O pKa=15.7
12
沉淀完全=[离子]=0
分析化学定义[离子]≤10⁻⁵ M为沉淀完全
Ksp=10⁻¹⁰时,[M⁺]≤10⁻⁵ M需[A⁻]≥10⁻⁵ M
13
所有指示剂变色点pH=7
指示剂变色点由其pKa决定,酚酞8.2-10.0,甲基橙3.1-4.4
强碱滴定弱酸选酚酞,强酸滴定弱碱选甲基橙
14
离子强度不影响平衡常数
K°是热力学常数不变,但Kc(浓度商)随离子强度变化
高盐度海水中CaCO₃表观Ksp大于纯水
15
质子守恒可由电荷+物料守恒导出
正确,但直接写质子转移更不易出错
NaHCO₃溶液:[H⁺]+[H₂CO₃]=[CO₃²⁻]+[OH⁻](得质子=失质子)
一、电解质溶液中的三大守恒
1.电荷守恒
电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都必须保持电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。
如NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO、CO、OH-,存在如下关系:
c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)。
如Na2S溶液中存在着Na+、H+、S2-、HS-、OH-,存在如下关系:
1×c(Na+)+1×c(H+)=2×c(S2-)+1×c(HS-)+1×c(OH-)
化简得:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
注意易失分点:
①电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加。如2c(CO)的化学计量数2代表一个CO带2个负电荷,不可漏掉。
②电荷守恒式的特点:一边全为阴离子,另一边全为阳离子。
2.物料守恒(原子守恒):
在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发生了变化,变成了其它离子或分子,使离子的种类增多,但却不能使离子或分子中某种特定元素的原子的数目发生变化,其质量在反应前后是守恒的,始终遵循原子守恒。
(1)单一元素守恒,如1 mol NH3通入水中形成氨水,就有n(NH3)+n(NH3·H2O)+n(NH)=1 mol,即氮元素守恒。
(2)两元素守恒,如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。
NaHCO3溶液中,c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)。
注意易失分点:
①元素质量守恒式中,离子浓度系数不能漏写或颠倒。如Na2S溶液中的元素质量守恒式c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]中,“2”表示c(Na+)是溶液中硫原子浓度的2倍,不能写成2c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)。
②元素质量守恒式的特点:式子中有弱电解质分子和对应的离子,一般一边含一种元素,另一边含另一种元素的离子和分子。
3.质子守恒
电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的转移,转移过程中质子数量保持不变,称为质子守恒。
如NaHCO3溶液中:c(H2CO3)+c(H+)=c(CO)+c(OH-)。
注意:质子守恒可以通过电荷守恒与元素质量守恒加减得到。
注意易失分点:
①质子守恒式的特点:一边某微粒能电离出H+,另一边微粒能结合H+。
②等式两边没有明显特征:三个守恒结合。
再如质子守恒——以Na2S溶液为例:
(1)方法一:
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
物料守恒:c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
将Na+消掉得:c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-),即为质子守恒。
(2)方法二:
质子守恒:c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)
二、电解质溶液中粒子浓度大小的比较
1、熟悉两大理论——电离理论与水解理论
(1)电离理论
①弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。
如氨水溶液中:NH3·H2O、NH、OH-浓度的大小关系是各粒子浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)>c(H+)。
如在稀醋酸溶液中:CH3COOHCH3COO-+H+,H2OOH-+H+,在溶液中微粒浓度由大到小的顺序:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
②多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一步电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+的浓度大小关系是c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
(2)水解理论
①弱电解质离子的水解损失是微量的(水解相互促进的除外),水的电离程度远远小于盐的水解程度。但由于水的电离,故水解后酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。
如NH4Cl溶液中:NH、Cl-、NH3·H2O、H+的浓度大小关系是c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
如稀的CH3COONa溶液中:CH3COONa===CH3COO-+Na+,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,H2OH++OH-,所以CH3COONa溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)。
②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解。
如在Na2CO3溶液中:CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
2、电解质溶液中粒子浓度大小比较的思维模型
单一溶液
酸或碱溶液——考虑电离
盐溶液——考虑水解
混合溶液
不反应
同时考虑电离和水解
反应
不过量
生成酸或碱——考虑电离
生成盐——考虑水解
过量
根据过量程度考虑电离或水解
不同溶液中某离子浓度的变化
若其他离子能促进该离子的水解,则该离子浓度减小,若抑制其水解,则该离子浓度增大
(1)对于多元弱酸溶液,应根据多步电离进行分析。
例如,在H3PO4溶液中:c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)。
(2)电离能力大于水解能力。
例如,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,所以等浓度的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后溶液显酸性:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
例如,NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解程度,等浓度的NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合后溶液显碱性:c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
(3)水解能力大于电离能力。
例如,HClO的电离程度小于ClO-水解程度,所以等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性。
例如,在0.1 mol·L-1的NaCN和0.1 mol·L-1的HCN混合溶液中:c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
(4)多元弱酸的酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式酸根的电离能力和水解能力哪一个更强。
如在NaHCO3溶液中,HCO3—的水解大于电离,故溶液显碱性;而在NaHSO3溶液中,HSO3—的电离大于水解,故溶液显酸性。
如HCO3-以水解为主,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-);
而HSO3-以电离为主,0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液中:c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)。
(5)对于多元弱酸的正盐溶液,根据弱酸根离子的分步水解分析。
例如,0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中电离过程有Na2CO3=2Na++ CO32-,H2OOH-+H+;水解过程有CO32-+H2OHCO3-+OH-,HCO3-+H2OH2CO3+OH-。故溶液中存在的离子有Na+、CO32-、OH-、HCO3-、H+,因此溶液中各离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)。
(6)不同溶液中同一离子浓度的大小比较,要考虑溶液中其他离子对该离子的影响。
如在0.10 mol·L-1的①NH4HSO4、②NH4Cl、③CH3COONH4、④(NH4)2SO4溶液中,c(NH4+)的大小顺序为④>①>②>③。
三、分布系数δ(X)与pH曲线图像分析
1.一元弱酸、二元弱酸的分布系数δ(X)与pH曲线图
分布系数曲线是指以pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线。
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以H2C2O4为例)
注:pKa为电离常数的负对数
δ0为CH3COOH的分布系数,
δ1为CH3COO-的分布系数
δ0为H2C2O4的分布系数,
δ1为HC2O的分布系数,
δ2为C2O的分布系数
(1)读“曲线”——每条曲线所代表的粒子及变化趋势(以上图中H2C2O4为例)随pH增大,δ只减不增的为H2C2O4曲线,δ先增后减的为HC2O曲线,δ只增不减的为C2O曲线。
(2)“用交点”——交点是某两种粒子浓度相等的点,可计算电离常数K。
①图中M点:c(HC2O)=c(H2C2O4),其pH为pH1,Ka1(H2C2O4)==。
②图中N点:c(HC2O)=c(C2O),对应pH为pH2,Ka2=。
③图中O点,c(H2C2O4)=c(C2O),此时c(HC2O)最大,其溶液pH为pH3,则pH3=。
【思考】请根据H2C2O4的两级电离常数,推理论证上述③中结论。
提示:H2C2O4H++HC2O,HC2OH++C2O,Ka1·Ka2=,由于交点O时,c(H2C2O4)=c(C2O),c2(H+)=Ka1·Ka2=·,两边取负对数,即可得,pH3=。
2.三元弱酸的分布分数——以“弱酸H3A”为例
曲线的名称
δ0为H3A分布系数、δ1为H2A-分布系数、δ2为HA2-分布系数、δ3为A3-分布系数。
曲线的规律
①当溶液的pH=2时δ0=δ1,pH=7.1时δ1=δ2,pH=12.2时δ2=δ3;
当pH<2时,H3A占优势;
当2<pH<7.1时,H2A-占优势;
当7.1<pH<12.2时,HA2-占优势;
当pH>12.2时,A3-为主要存在形式。
②根据分布系数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式,pH由11到14发生反应的离子方程式:HA2-+OH-===A3-+H2O。
③根据在一定pH的微粒分布系数和酸的分析浓度,就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度。
交点
利用曲线的两个交点可以分别求出弱酸的各级电离平衡常数:
Ka1=c(H+)=10-2、Ka2=c(H+)=10-7.1、Ka3=c(H+)=10-12.2
四、对数曲线图像
将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值[如]取常用对数,即lg c(A)或lg,与溶液中的pH或溶液的体积等关系作出的图像称为对数图像。
1.常考对数图像的类型
图像种类
具体类型
含义
变化规律
对数
图像
lg
生成物与反应物离子浓度比的常用对数
lg越大,反应向正反应方向进行的程度越大
AG=lg
H+与OH-浓度比的常用对数
AG越大,酸性越强,中性时,=1,AG=0
负对数
图像
pH=-lg c(H+)
H+浓度的常用负对数
pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
pC= -lg c(C)
C离子浓度的常用负对数
pC越大,c(C)越小
-lg
生成物与反应物离子浓度比的常用负对数
-lg越大,反应向正反应方向进行的程度越小
2.破解对数图像的数据
(1)运算法则:lg ab=lg a+lg b、lg=lg a-lg b、lg 1=0。
(2)运算突破点:如lg =0的点有c(A)=c(B);lg c(D)=0的点有c(D)=1 mol·L-1。
3.破解对数图像的步骤
(1)识图像:观察横坐标、纵坐标的含义,看清每条曲线代表的粒子种类以及曲线的变化趋势,计算电离常数时应利用两种粒子浓度相等的点,如lg =0。
图像中数据
的含义
①若c(A)=1,则lg c(A)=0;若c(A)=c(B),则lg =0。
②若c(A)>1,则lg c(A)取正值,且c(A)越大lg c(A)越大。
若c(A)>c(B),则lg 取正值,且越大lg 越大。
③若c(A)<1,则lg c(A)取负值,且c(A)越大lg c(A)越小。
若c(A)<c(B),则lg 取负值,且越大lg 越小。
(2)找联系:根据图像中的坐标含义和曲线的交点,分析所给电解质的电离平衡常数或pH与纵、横坐标之间的联系。
(3)想原理:涉及电离平衡常数,写出平衡常数表达式,在识图像、想原理的基础上,将图像与原理结合起来思考。
(4)用公式:运用对数计算公式分析。
五、沉淀溶解平衡图像
1.双曲线型
(1)阳离子~阴离子单曲线图:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子
以“BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq)”为例:
曲线可知
信息
①曲线上任意一点(a点、c点)都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外
②曲线上方区域的点(b点)均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp,表示有沉淀生成
③曲线下方区域的点(d点)均为不饱和溶液,此时Qc<Ksp,表示无沉淀生成
④计算Ksp:由c点可以计算出Ksp
点的变化
a→c
曲线上变化,增大c(SO)
b→c
加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不可以)
d→c
加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
c→a
曲线上变化,增大c(Ba2+)
溶液蒸发时,离子浓度的变化
原溶液不饱和时,离子浓度都增大;原溶液饱和时,离子浓度都不变
溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同
(2)阴阳离子浓度~温度双曲线图:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子,两条曲线为不同温度
BaSO4
曲线可知信息
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液
T1曲线:a、b点都表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液
T2曲线:a、b点都表示不饱和溶液,c点表示不饱和溶液
②计算Ksp:由a或b点可以计算出T1温度下的Ksp
③比较T1和T2大小:因沉淀溶解平衡大部分为吸热,可知:T1<T2
2.对数曲线
(1)正对数[lgc(M+)~lg c(R-)]曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的正对数
CuS、ZnS
曲线可知信息
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液
ZnS曲线:a点表示饱和溶液,c点表示不饱和溶液
CuS曲线:b点表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液
②计算Ksp:由曲线上面给定数据可以计算CuS、ZnS的Ksp
③比较Ksp大小:Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
(2)负对数[-lgc(M+)~-lg c(R-)]曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的负对数
图像展示
函数关系
函数关系:随着CO浓度增大,Ca2+浓度减小
曲线可知信息
①横坐标数值越大,CO)越小;纵坐标数值越小,c(M)越大
②直线上各点的意义:直线上的任何一点为饱和溶液;直线上方的点为不饱和溶液;直线下方的点为过饱和溶液,有沉淀生成
如:c点,相对于MgCO3来说,处于直线上方,为不饱和溶液;相对于CaCO3来说,处于直线下方,为过饱和溶液,此时有CaCO3沉淀生成
③计算Ksp:由曲线上面给定数据可以计算出相应的Ksp
④比较Ksp大小:Ksp(MgCO3)>Ksp(CaCO3)>Ksp(MnCO3)
3.pM——浓度图:纵坐标为阳离子的负对数,横坐标为滴加阴离子的溶液的体积
沉淀滴定曲线是沉淀滴定过程中构成难溶电解质的离子浓度与滴定剂加入量之间的关系曲线,以向10 mL 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1的K2S溶液为例,滴加过程中溶液中-lgc(Cu2+)与K2S溶液体积(V)的关系曲线如图:
(1)曲线上任一点都代表平衡点,c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp,由b点恰好完全反应可知的c(Cu2+)=10-17.7,进而求出Ksp=10-17.7×10-17.7=10-35.4
(2)滴定终点时(b点)为饱和CuS溶液,c(Cu2+)=c(S2-)。
(3) 滴定终点以前线上点(如a点),代表c(Cu2+)>c(S2-);
滴定终点以后线上点(如c点),代表c(Cu2+)<c(S2-)。
六、中和滴定曲线(pHV曲线)分析
1、强酸(强碱)滴定碱(酸)的pHV曲线比较
氢氧化钠滴定等浓度、等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度、等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:
强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;
强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高;
突跃点变化范围不同:
强碱滴定强酸(强酸滴定强碱)的突跃点变化范围大于强碱滴定弱酸(强酸滴定弱碱)的突跃点变化范围。
2、中和滴定曲线的“5点”分析法
抓反应的“起始”点
判断酸、碱的相对强弱
抓反应“一半”点
判断是哪种溶质的等量混合
抓“恰好”反应点
判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性
抓溶液的“中性”点
判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足
抓反应的“过量”点
判断溶液中的溶质及哪种物质过量
例如:室温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH的变化如图所示。
1.(2026·山西忻州·模拟预测)常温下,的醋酸溶液中、、、的浓度对数与溶液pH(溶液总体积保持不变)之间的关系如图所示。下列说法错误的是
已知:;。
A.M点
B.N点的坐标为
C.曲线④在y轴上截距为-12
D.O点
【答案】C
【解析】,故对应的曲线是斜率为-1,y轴截距为0的直线,因此曲线②是与pH间的关系图;,故对应的曲线是斜率为1,y轴截距为-14的直线,因此曲线④是与pH间的关系图;随pH增大,有减小趋势,有增大趋势,故①是与pH间的关系图,③是与pH间的关系图。A.根据已知,M点醋酸溶液浓度为,醋酸少数电离,则,计算得,则pH为3.37;图中M点溶液的pH小于3.37,因此该点需要向醋酸溶液中加入其它的酸调节pH才行,故溶液中还含有其它酸根,根据电荷守恒可知,A正确;B.N点CH3COOH和的浓度相等,根据物料守恒,故,,,B正确;C.,曲线④在y轴上截距为-14,C错误;D.O点和浓度相等,根据水解平衡常数,则有,D正确;故答案选C。
2.(2026·山西忻州·模拟预测)常温下,和的混合溶液在不同pH条件下,几种含氯微粒在溶液中的分布分数[如的分布分数]随pH的变化情况如图所示。下列有关说法错误的是
A.曲线c代表的分布分数
B.原混合液中,
C.常温下,溶液的pH约为11.25
D.
【答案】C
【解析】混合溶液含等浓度NaCl与NaClO,体系含Cl-、Cl2、HClO、ClO-四种含氯微粒;Cl-不发生水解、平衡转化,其物质的量恒定,分布分数固定为=,对应图中数值恒为的水平虚线;pH越小(酸性越强),H+越多,ClO-先结合H+生成HClO,酸性极强时HClO与Cl-归中生成Cl2,因此低pH区微粒顺序:Cl2(a)、HClO(b)、高pH区ClO-(c):曲线a随pH升高快速减小,代表Cl2,酸性越强Cl2越多;曲线b先增后减,中等pH时HClO占比最高,代表HClO;曲线c随pH升高持续增大,碱性越强ClO-越多,代表ClO-;pH=7.5处HClO(b)与ClO-(c)分布分数相等,即c(HClO)=c(ClO-),此点可计算HClO电离常数Ka(HClO)==c(H+)=10-7.5;A.曲线a、b、c分别代表Cl2、HClO、ClO-的分布分数;碱性条件下ClO-不结合氢离子,pH越大,ClO-分布分数越高,曲线c随pH上升单调递增,符合ClO-变化规律;A正确;B.和混合溶液中,水解使溶液呈碱性,所以和不发生反应,最大,,由于水解,略小于,但大于;故离子浓度顺序为c(Na+)>c(Cl−)>c(ClO−)>c(OH−)>c(H+);B正确;C.由图可知,pH=7.5时,,所以溶液中,,则,pH≈10.25,C错误;D.由图可知,pH=2时,的分布分数均为,又因为原混合溶液中可认为,所以平衡时,,D正确;故选C。
3.(2026·陕西榆林·模拟预测)常温下,取0.1 mol·L−1的HX溶液和0.1 mol·L−1的ROH溶液各20 mL,分别用0.1 mol·L−1的NaOH溶液、0.1 mol·L−1的盐酸进行滴定。滴定过程中溶液的pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.HX为弱酸,ROH为强碱
B.曲线Ⅰ,当时,
C.曲线Ⅱ,当时,溶液中:
D.滴定至的过程中,两种溶液中由水电离出的不变
【答案】C
【解析】0.1 mol/L的HX初始pH>1,说明HX不完全电离,为弱酸;0.1 mol/L的ROH初始pH<13,说明ROH不完全电离,为弱碱。 曲线I初始pH>7,是盐酸滴定ROH;曲线II初始pH<7,是NaOH滴定HX。A.根据分析可知,ROH是弱碱,不是强碱,A错误;B.曲线I(盐酸滴定ROH),时,恰好完全反应生成。是弱碱阳离子,其会水解,因此,B错误;C.曲线II(NaOH滴定HX),时,溶质为等物质的量的和;已知物料守恒和电荷守恒,联立两式整理可得:,C正确;D.酸和碱都会抑制水的电离,滴定至V=40mL的过程中盐酸、氢氧化钠溶液均过量,水的电离程度先变大后减小,则两种溶液中由水电离出的先增大后减小,D错误;故选C。
4.(2026·青海西宁·一模)已知为二元弱酸。室温下,向的溶液中加入NaOH固体调节pH,忽略溶液体积变化与温度变化,溶液中pH、[,X为或]的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.水的电离程度:
B.室温下,的约为
C.b点溶液中:
D.c点溶液中:
【答案】D
【解析】A.由于为二元弱酸,随着NaOH加入,浓度先增大后减小,浓度逐渐增大,根据图像曲线的变化趋势,曲线①表示的变化曲线,曲线②表示的变化曲线。a→b→c点溶质还未完全转化为,盐溶液pH越大,说明水的电离程度越大,A正确;B.c点,此时,可以求,B正确;C.b点对应的是NaHA溶液,其,说明电离程度大于其水解程度,,C正确;D.c点溶液,根据电荷守恒,所以,溶液呈碱性,因此,D错误。故选D。
5.(2025·青海西宁·模拟预测)常温下,向酸溶液中滴加的NaOH溶液,溶液的酸度与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。已知:若忽略混合时溶液体积的变化,下列说法正确的是
A.若升高温度,溶液的酸度将减小
B.水的电离程度:
C.c点对应的溶液中:
D.常温下,
【答案】D
【解析】A.升高温度时水的电离程度增大,溶液中增大,根据酸度的定义可知溶液的酸度将变大,故A错误;B.a点时、,其,同理b点时,c点时,d点时,酸或碱抑制水的电离,或浓度越大,抑制作用越强,则水的电离程度:,故B错误;C.c点对应溶液中溶质为NaA、,则,即c点溶液中离子浓度大小关系为,故C错误;D.a点时、,可得HA溶液中,,则,故D正确;故选:D.
6.(2026·云南·二模)25℃时,向0.1 mol·L-1某二元弱酸(记为H2A)溶液中滴加氨水,溶液中lgX[、或]随pH的变化关系如图。下列说法错误的是
A.25℃下,H2A的
B.曲线L3代表的是随pH的变化
C.25℃下,NH4HA溶液呈碱性
D.25℃下,NH4HA溶液中
【答案】C
【解析】由电离方程式可知,,,故pH越大,、越大,越小,又,故,、、分别代表、、随pH的变化,据此作答。A.由,根据过点,可计算得,A正确;B.由分析可知,曲线代表随pH的变化,B正确;C.由、和,根据、过点,可计算得,,故在溶液中,水解平衡常数为,电离平衡常数为,水解平衡常数为,溶液以电离平衡为主,呈酸性,C错误;D.根据电荷守恒,①,②根据元素守恒,,①-②得,即,D正确;故答案为:C。
7.(2026·陕西榆林·二模)常温下,用的溶液滴定(二元弱酸)溶液,滴定曲线如图所示。图中c、e两点溶液中对应的、分布系数[如如表所示。假设c、e两点溶液中只有两种含微粒,下列说法正确的是
c点
e点
pH
1.85
7.22
0.5
0.5
A.水的电离程度:c>d>e>f B.常温下,
C.点对应的溶液中: D.常温下,的溶液
【答案】B
【解析】用滴定,c点加入,溶质为等物质的量和,且,,故;e点加入,溶质为等物质的量和,且,,故。A.酸抑制水的电离,随着加入,溶液中可水解的盐(、)占比逐渐增大,水的电离程度逐渐增大,完全中和生成的f点水的电离程度最大,因此水的电离程度:,A错误;B.由上述推导,,B正确;C.e点电荷守恒:,已知,代入得:,e点,,故,C错误;D.由分析可知,,则,电离大于水解,故显酸性,D错误;故答案为:B。
8.(2026·江西宜春·模拟预测)常温下,固体在水溶液中存在平衡:ⅰ. ;ⅱ. 。若用代表或的物质的量浓度(单位为),与溶液的关系如图所示(用固体调节溶液的)。下列说法错误的是
A.曲线Y代表与的关系
B.常温下,
C.点时,溶液中可能存在:
D.常温下,向悬浊液中加入少量水,溶液中不变
【答案】B
【解析】A.对于平衡i:,pH越大,c(OH−)越大,c(M3+)越小,lgc(M3+)越小; 对于平衡ii:pH越大,c(OH−)越大,c([M(OH)4]−)越大,lgc([M(OH)4]−)越大。曲线Y代表与的关系,A正确;B.Z点lgc(M3+)=n,故c(M3+)=10nmol/L;Z点pH=m,故c(H+)=10−m mol/L,常温下c(OH−)= mol/L。 溶度积,并非,B错误;C.Z点c(M3+)=c([M(OH)4]−),根据电荷守恒:c(Na+)+3c(M3+)+c(H+)=c(OH−)+c([M(OH)4]−),代入c(M3+)=c([M(OH)4]−)得:c(Na+)+2c(M3+)+c(H+)=c(OH−),因c(Na+)>0,故2c(M3+)+c(H+)<c(OH−),C正确;D.温度不变,Ksp、均不变,悬浊液中加入少量水后仍有固体剩余,体系中各离子浓度保持定值,故不变,D正确;答案为B。
9.(2026·四川攀枝花·二模)已知:反应“”的。一定温度下,溶液中有、、、四种含铬元素的物种。初始浓度为的溶液中,四种含铬物种的浓度随溶液pH变化如下图所示。下列说法正确的是
A.时,
B.时,
C.B点
D.反应:的
【答案】D
【解析】由图可知,随着pH的增大,物种X和Y均呈现先增大后减小的趋势,在pH=12及以上时,溶液中几乎只含有,纵坐标的浓度约为0.195 mol/L,在pH=4左右时,溶液中几乎只有物种X和物种Y,物种X浓度约为0.075 mol/L,物种Y浓度约为0.045 mol/L,初始浓度为的溶液中,故根据Cr元素守恒可知,因此物种X为,物种Y为;则交点A处,,故的,则交点B处,,故的,据此分析。A.由可知,时,,A错误;B.由、可知,时,,故,B错误;C.根据电荷守恒可知溶液中,B点时,,故,C错误;D.反应:的,D正确;故选D。
10.(2026·陕西宝鸡·三模)常温下,将的水杨酸(用表示)和的氨水等体积混合,通入气体或加入固体调节混合液的(忽略溶液体积的变化),混合液中和的浓度对数(实线)、含微粒的分布系数(虚线)与溶液的关系如图所示。下列说法正确的是
A.Ⅰ表示与的关系曲线
B.
C.
D.当时,体系中
【答案】B
【解析】实线中曲线Ⅰ随pH增大减小,对应,曲线Ⅱ随pH增大增大,对应;虚线中曲线Ⅲ随pH升高持续递减代表,曲线Ⅳ先增后减为中间体,曲线Ⅴ随pH升高持续递增代表,据此分析。A.随着pH增大,溶液中浓度升高, 正向移动,减小、增大,故Ⅰ表示 与pH的关系曲线,Ⅱ表示 与pH的关系曲线,A错误;B.由图像可知,时, ,,此时;当时,,代入表达式:,解得 ,B正确;C.pH=12.6时,,则; pH=7.8时,,则,得。反应 的平衡常数,C错误;D.pH=7.8时,含A物料守恒:,且;由,得,因此,远大于和;由曲线得,因此浓度关系为:,D错误;故选B。
11.(25-26高三上·湖北黄冈·期末)常温下,向0.1 mol/L 溶液中通入HCl气体,测得含钼(Ⅵ)微粒的物质的量分数()与pOH的关系如图所示。下列说法错误的是
A.在此过程中,存在反应:
B.当时,溶液的pOH=8.25
C.pOH=7时,若忽略和,则
D.pOH=8时,若忽略和,则
【答案】C
【解析】A.根据图像可知:当pOH在8~12,减小,增大,存在反应:,A正确;B.根据图像可知:H2MoO4的,,当时代入可得c(H+)=10-5.75,即pOH=8.25,B正确;C.若忽略和,电荷守恒有 ,pOH=7时,则 ,根据物料守恒有:溶液中,,即,代入电荷守恒式得,整理得,C错误;D. pOH=8时,若忽略和,根据质子守恒存在关系:,D正确;故答案选C。
12.(2025·陕西西安·模拟预测)时,向的一元酸HA溶液中滴加等浓度的NaOH溶液,滴定过程中溶液的pH及指由水电离出来的变化如图所示,下列说法正确的是
A.水的电离程度:
B.溶液时,
C.C点溶液中,
D.时,反应的平衡常数为:
【答案】D
【解析】曲线①:随NaOH体积增大,数值从11.1持续减小。越大,代表水电离出的浓度越小,水的电离被抑制程度越强。初始HA溶液中,酸电离出的会强烈抑制水的电离,因此曲线①对应的变化趋势(随体积增大,数值先从11.1减小,达到最小值后再增大”,匹配滴定过程中水电离程度先增大后减小的规律)。曲线②:随NaOH体积增大,数值从小于7持续增大。符合向酸中滴加强碱时,溶液整体逐渐升高的变化规律,因此曲线②对应溶液的变化趋势,且由图可知,氢氧化钠溶液为50毫升时恰好完全中和得到NaA溶液。A.水的数值越小,代表水电离出的越大,水的电离程度越强。由图可知:a>c>b,因此水的电离程度为,A错误;B.当时,溶液中溶质为等物质的量的和,根据物料守恒:,根据电荷守恒:,将物料守恒的代入电荷守恒式,整理可得:,和选项给出的等式不符,B错误;C.c点溶液,即,根据电荷守恒,可推出,C错误;D.起点()为 溶液,此时,即,酸溶液中全部来自水的电离,,因此溶液中,的电离常数。水解反应的平衡常数,D正确;故选D。
13.(2025·陕西西安·模拟预测)将或悬浊液置于分压固定的气相中,体系中pH与lgc关系如图所示,c为、、、的浓度,单位为。已知:下列说法错误的是
A.表示是与pH的关系
B.时,溶液中
C.平衡常数
D.向a点溶液中加入,可以达到b点溶液
【答案】B
【解析】随着逐渐增大,的浓度逐渐增大,对应逐渐增大,且较小时的浓度大于的浓度,对应,所以表示,表示;根据判断,为,为,据此分析解答。A.表示与pH的关系,A正确;B.由图可知,时,由上到下分别是,则溶液中,B错误;C.,平衡常数,,则,所以,C正确;D.是与关系,图中:a点<b点,所以,向a点溶液中加入,可以达到b点,D正确;故选B。
14.(2025·陕西榆林·模拟预测)室温下,V0 L 0.1 mol·L-1 C6H5COONH4溶液的pH=6.72,加水稀释至105V0(即V)L,测得pH=6.94.C6H5COO-、C6H5COOH和之NH3·H2O的分布分数δ[如]与的关系如图。NH3·H2O的pKb=4.74。下列说法正确的是
A.曲线a表示的分布分数
B.稀释过程中,C6H5COO-的水解程度减小,的水解程度增大
C.0.1 mol·L-1的C6H5COONH4溶液中由水电离出的c(H+)<10-7 mol·L-1
D.pH=7时,溶液中c()<c(NH3·H2O)
【答案】B
【解析】C6H5COONH4溶液中存在弱离子的水解平衡和,0.1 mol·L-1的C6H5COONH4溶液呈酸性,说明的水解程度更大,故离子浓度大小关系为。V0 L 0.1 mol·L-1 C6H5COONH4溶液的pH=6.72,加水稀释至105V0 L,测得pH=6.94,溶液酸性减弱,c(H+)减小,c(OH-)增大。常温下Kh不变,根据,可得,减小,则δ(NH3·H2O)增大,减小,曲线b表示的分布分数,曲线c表示NH3·H2O的分布分数,同理,曲线a表示C6H5COO-的分布分数,曲线d表示C6H5COOH的分布分数,据此分析各选项;A.由分析可知曲线a表示C6H5COO-的分布分数,A项错误;B.稀释过程中,增大,减小,可知水解平衡正向移动,水解程度增大,C6H5COO-水解平衡逆向移动,水解程度减小,B项正确;C.0.1 mol·L-1的C6H5COONH4溶液中弱离子的水解促进水的电离,因此由水电离出的c(H+)>10-7 mol·L-1,C项错误;D.pH=7时,根据,可得,则溶液中,D项错误。故选B。
15.(2025·陕西西安·模拟预测)常温下,分别在溶液中滴加NaOH溶液,溶液中与pH关系如图所示。已知:X代表、;
下列叙述正确的是
A.图中曲线代表代表
B.室温下,的数量级为
C.
D.反应的平衡常数的值为
【答案】D
【解析】常温下,曲线过点(4,10),则曲线代表pOH;醋酸电离平衡:,pH升高,减小,变大,随之减小,则曲线代表;金属氢氧化物沉淀平衡:,pH增大,减小,增大,已知,相同pH下,,则曲线代表,曲线代表。A.曲线代表,曲线代表,曲线代表,A错误;B.曲线代表,过点(9,6.15),,,B错误;C.曲线代表,过点(2,2.75),,,C错误;D.,,,D正确;故选D。
16.(2026·陕西榆林·模拟预测)是二元弱酸,不发生水解。25℃时,向足量的难溶盐MA粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中与pH的关系如图所示。已知25℃时,,,。下列说法错误的是
A.a点时,
B.时,溶液中
C.溶液中存在
D.pH在1.6~6.8时,溶液中
【答案】D
【解析】A.a点,,,,由,,,,,A正确;B.结合A项分析,① ,② ,得,,时,,则,B正确;C.溶液中存在电荷守恒:①,物料守恒:②,将②代入①得,C正确;D.C中①-②得,pH在1.6~6.8时,均有,代入上式,即,D错误;故答案选D。
17.(2025·陕西西安·一模)常温下,向含废液中加入溶液(或适量固体)可生成沉淀除去。溶液中含物种的分布系数[如溶液中含S物种的分布系数]与变化的关系如图所示。已知:常温下,,。下列说法错误的是
A.图中曲线③表示的是的分布系数随的变化
B.常温下,氢硫酸的和满足关系:
C.溶液中存在:
D.向含的废液中加入固体,不可能使降压到以下
【答案】D
【解析】A.根据图中各曲线随着溶液的增大的变化规律可知,曲线①②③分别表示的含物质是、、,A项正确;B.和的交点,,和的交点,,则,B项正确;C.根据质子守恒可得:,则溶液中存在:,C项正确;D.向含的废液中加入固体,存在沉淀转化方程式:,该反应的平衡常数,说明反应进行完全,所得饱和溶液中,可使溶液中,D项错误;因此答案选D。
18.(2026·陕西榆林·模拟预测)常温下,向某浓度草酸()溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中、、三种粒子的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。已知25℃时,,。下列说法错误的是
A.
B.
C.向溶液中加入NaOH溶液至时发生的反应为
D.向0.5 L饱和溶液中加入0.5 L 溶液,有沉淀生成
【答案】D
【解析】草酸溶液中存在两步电离平衡,分别为,和,;随着pH增大,不断减少,先增大后减少,不断增大,可以对应每种物质的相应曲线,在E点时,,因此可以求出,同理在F点时,,可以求出,由此解答;A.反应中,A正确;B.反应中,B正确;C.pH=4.2时,对应为图中的F点,此时,,说明草酸全部转化为和,并且二者的物质的量之比为1:1,因此离子方程式为,C正确;D.根据可以计算饱和溶液中和,饱和溶液中=,根据,得到==,因此0.5 L饱和溶液中有;加入0.5 L的Na2SO4溶液后,总体积为1 L,,,因此,,此时无CaSO4沉淀生成,D错误;故答案为D。
19.(2026·山西忻州·模拟预测)25℃时,某总硫浓度c0=0.1 mol/L的H2S溶液中,H2S、HS-和S2-的分布分数δ[如:δ(H2S)=]与溶液pH的关系,Ag2S和CdS临界金属离子浓度的lg[c(Mn+)]与溶液pH的关系如图。已知:25℃时,Ksp(Ag2S)=2×10-49、Ksp(CdS)=8×10-27。下列说法错误的是
A.25℃时,NaHS溶液中,c(H2S)>c(S2-)
B.曲线a代表lg[c(Cd2+)]随pH的变化
C.pH=6.0时,c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
D.用CdS可除去Cd(NO3)2溶液中混有的少量AgNO3
【答案】C
【解析】H2S、HS-和S2-的分布分数是除了a、b线剩余的三条,从分布分数1.0逐渐减小的代表H2S,pH=7.0之前逐渐增加后又逐渐减小的线代表HS-,逐渐增多的线代表S2-;Ag2S的溶度积:Ksp(Ag2S)=2×10-40 =c2(Ag+)·c(S2-),则c2(Ag+)=;CdS的溶度积:Ksp(CdS)=8×10-27=c(Cd2+)·c(S2-),则c(Cd2+)=;当pH=12.9时,c(S2-)最大,近似认为c(S2-)=0.1 mol/L,则c2(Ag+)=,而c(Ag+)近似等于1×10-24,lg[c(Ag+)]=-24根据图像b线与纵坐标交点值约为-24,因此曲线a代表lg[c(Cd2+)],曲线b代表lg[c(Ag+)],据此回答问题。A.NaHS溶液中,存在HS⁻的电离和HS⁻的水解从H2S的分布分数图可以看出,当δ(HS⁻)最大时,溶液呈碱性,说明HS⁻的水解程度大于电离程度,因此水解产生的c(H2S)>c(S2-),A正确;B.根据分析,曲线a代表lg[c(Cd2+)]随pH的变化,B正确;C.溶液中,电荷守恒式为:c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),但结合图像,分布分数的pH 范围到12.9,说明溶液经过了酸碱调节。若有外加酸或碱调节pH,电荷守恒式中会引入其他离子,此时该式不成立,C错误; D.CdS(s)+2Ag+(aq)Ag2S(s)+Cd2+(aq),该反应的平衡常数K=====4×1022>1×105,所以反应可以发生,因此可用CdS可除去Cd(NO3)2溶液中混有的少量AgNO3,D正确;故选C。
20.(2026·福建福州·三模)某温度下,在含的溶液中,一定pH范围内存在如下平衡:
(、2或3)
溶液中(c表示含Al粒子的浓度,单位为)与pH的关系如图所示。
下列说法错误的是
A.l表示与pH的关系
B.的平衡常数
C.反应(、2或3)的平衡常数随n增大而增大
D.该溶液的pH为6~8时,铝元素的去除效果较好
【答案】C
【解析】体系存在三步平衡:①,浓度固定,对应图中水平(黑)线;②,减小(升高、降低)平衡右移,阳离子浓度变大、变小;③,增大(升高)平衡右移,阴离子浓度变大、变小;曲线l随升高上升,代表阳离子();随变大的下降曲线代表羟基合铝酸根阴离子。A.l曲线随增大、增多,不断消耗、浓度减小,随之增大,因此l表示随变化,A正确;B.反应,平衡常数,由图像交点数据:时,此时、,代入得,B正确;C.平衡,平衡常数,变形,相同时固定,随增大而减小,因此平衡常数随变大而减小,C错误;D.pH为时,溶液中各种溶解态含铝粒子的浓度都很小(大,浓度低),铝元素主要以沉淀形式存在,因此铝元素去除效果较好,D正确;故选C。
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