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专题3复习提升-2022版化学选择性必修1 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析）
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这是一份专题3复习提升-2022版化学选择性必修1 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析），共22页。
本专题复习提升
易混易错练
易错点1 对溶液酸碱性或pH分析错误
1.(2020北京师范大学附属中学高二期末,)常温下用0.1 mol/L NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/L盐酸,恰好中和后不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的体积以0.05 mL计),再往锥形瓶中加蒸馏水至反应液的总体积为50 mL,此时混合溶液的pH约为 ( )
A.4 B.7.2 C.10 D.11.3
2.(2020江苏扬州中学高二下月考,)下列说法不正确的是 ( )
A.pH<7的溶液不一定呈酸性
B.在相同温度下,物质的量浓度相等的氨水、NaOH溶液,c(OH-)相等
C.在相同温度下,pH相等的盐酸、CH3COOH溶液,c(Cl-)=c(CH3COO-)
D.氨水和盐酸反应后的溶液,若c(Cl-)=c(NH4+),则溶液呈中性
3.(2021安徽肥东高级中学高二上期中,)实验室为标定一种烧碱样品的物质的量浓度,称取该烧碱样品4.0 g配成1 L溶液,取出20.00 mL置于锥形瓶中,以甲基橙为指示剂,用0.10 mol·L-1 HCl标准溶液滴定,恰好完全中和时消耗标准盐酸19.00 mL,若烧碱中只含有一种杂质,则不可能是 ( )
A.NaCl B.Ca(OH)2
C.Na2CO3 D.NaHCO3
易错点2 对图像信息分析不到位
4.(2020北京师范大学附属中学高二上期末,)常温下,向1 L pH=10的NaOH溶液中持续通入CO2。通入的CO2的体积(V)与溶液中水电离出的OH-浓度(φ)的关系如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.a点溶液:水电离出的c(OH-)=1×10-4 mol/L
B.b点溶液:c(OH-)=c(H+)
C.c点溶液:c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)
D.d点溶液:c(Na+)>2c(CO32-)+c(HCO3-)
5.(双选)(2021江苏泰州高三上期中,)室温下,向20 mL 0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中由水电离出H+浓度的负对数[-lgc水(H+)]与所加NaOH溶液体积关系如图所示。若溶液混合引起的体积变化可忽略,下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是 ( )
A.b点溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+)
B.c、e两点溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
C.d点溶液中:c(Na+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.10 mol/L
D.f点溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
易错点3 对电离平衡常数的应用不熟练
6.(双选)(2020江苏盐城高三三模,)KHC2O4·H2C2O4·2H2O(四草酸钾,记作PT)是一种分析试剂。室温时,H2C2O4的pKa1、pKa2分别为1.23、4.19(pKa=-lgKa)。下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系错误的是 ( )
A.0.1 mol·L-1 PT溶液中:c(K+)>c(HC2O4-)>c(H2C2O4)
B.0.1 mol·L-1 PT溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=4.19:c(Na+)-c(K+)
D.0.1 mol·L-1PT与0.3 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合:c(Na+)-c(K+)=c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)
7.(2021江西宜春高三上联考,)常温下,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Ka(HCN)=6.2×10-10,Ka(HF)=6.31×10-4。下列说法正确的是 ( )
A.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HF溶液和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
B.0.2 mol·L-1 CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
C.0.2 mol·L-1HCN溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后的溶液中:c(CN-)+c(OH-)
思想方法练
应用守恒思想分析溶液中粒子浓度的大小关系
方法概述
熟练运用三大守恒关系解决溶液中粒子浓度的大小关系:(1)物料守恒,电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离成其他离子或分子,离子种类增多,但原子总数是守恒的。(2)电荷守恒,在电解质溶液中,阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等,即溶液呈电中性。(3)质子守恒:电解质溶液中,分子或离子得、失质子(H+)的物质的量应相等。
1.(双选)(2020江苏无锡高三上期末,)H2C2O4为二元弱酸。25 ℃时,向0.100 mol·L-1 Na2C2O4溶液中缓缓通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是 (深度解析)
A.0.100 mol·L-1 Na2C2O4溶液中:c(C2O42-)>c(HC2O4-)>c(OH-)>c(H+)
B.pH=7的溶液中:c(Cl-)=c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)
C.c(Cl-)=0.100 mol·L-1溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(H2C2O4)-c(C2O42-)
D.c(HC2O4-)=c(C2O42-)的酸性溶液中:c(Cl-)+c(HC2O4-)<0.100 mol·L-1+c(H2C2O4)
2.(双选)(2021江苏常熟高三上阶段性抽测,)常温下,H2A是一种易溶于水的二元酸,将NaOH溶液滴入等物质的量浓度的H2A溶液中,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数随溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是 (深度解析)
A.常温下,H2A的一级电离平衡常数Ka1=10-6.27
B.当V(NaOH溶液)∶V(H2A溶液)=1∶1时,c(H+)-c(OH-)=2c(A2-)-c(H2A)
C.当pH=6.27时,c(A2-)=c(HA-)>c(H+)>c(OH-)
D.当溶液呈中性时,c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)
3.(双选)(2020江苏常熟高二下期中,)常温下,下列有关醋酸溶液的叙述不正确的是 ( )
A.pH=5.6的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中:c(Na+)
C.将pH=a的醋酸溶液稀释为pH=a+1的过程中,c(CH3COOH)c(H+)不变
D.等体积pH=a的醋酸溶液与pH=b的NaOH溶液恰好中和时,a+b=14
4.(双选)(2021江苏苏州高三上期初调研,)已知常温下,碳酸电离平衡常数为K1、K2。向0.100 mol/L Na2CO3溶液中缓缓通入HCl气体(忽略溶液体积的变化,假设没有二氧化碳放出)。下列各指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是 ( )
A.pH=12的Na2CO3溶液中:c(H2CO3)∶c(HCO3-)∶c(CO32-)=1∶1012K1∶1024K1K2
B.pH=7的溶液中:c(Cl-)=c(HCO3-)+c(H2CO3)
C.c(Cl-)=0.100 mol/L溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(H2CO3)-c(CO32-)
D.c(HCO3-)=c(CO32-)的碱性溶液中:c(Cl-)+c(HCO3-)>0.100 mol/L+c(H2CO3)
5.(双选)(2020江苏苏州高二下期中,)常温下,下列有关叙述正确的是 ( )
A.常温下,pH=6的NaHSO3溶液中:c(SO32-)-c(H2SO3)=9.9×10-7 mol·L-1
B.向0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中通入适量CO2气体后:c(Na+)=2[c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)]
C.等物质的量浓度、等体积的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液混合:c(HCO3-)c(H2CO3)>c(CO32-)c(HCO3-)
D.0.1 mol·L-1 NaCN溶液与0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液等体积混合:c(Na+)+c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)=0.2 mol·L-1(忽略溶液的体积变化)
6.(2020浙江慈溪高二下期末,)在常温下,向10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1的盐酸,溶液pH随盐酸加入体积的变化如图所示。
下列说法不正确的是 (深度解析)
A.在a点的溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.在b点(pH=7)的溶液中:2n(CO32-)+n(HCO3-)<0.001 mol
C.在c点的溶液pH<7,是因为此时溶液中含有碳酸
D.若将0.1 mol·L-1的盐酸换成同浓度的醋酸,当滴至溶液pH=7时:c(Na+)>c(CH3COO-)
7.(2021安徽太和第一中学高二上期中,)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。常温下,向H2C2O4溶液中逐滴加入NaOH溶液,混合溶液中lgX[X为c(HC2O4-)c(H2C2O4)或c(C2O42-)c(HC2O4-)]与pH的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.曲线Ⅰ表示lgc(HC2O4-)c(H2C2O4)与pH的变化关系
B.pH=1.22的溶液中:2c(C2O42-)+c(HC2O4-)>c(Na+)
C.1.22c(C2O42-)>c(H2C2O4)
D.pH=4.19的溶液中:c(Na+)<3c(HC2O4-)
8.(双选)(2021江苏南京高二上期中,)25 ℃时,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。室温时,下列关于指定溶液的说法正确的是 ( )
A.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液:c(NH4+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
C.将0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液按一定体积比混合,混合溶液中:c(NH4+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
D.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液等体积混合所得溶液:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)
9.(双选)(2021江苏盐城高三上期中,)25 ℃时,0.10 L某二元弱酸H2A用1.00 mol·L-1 NaOH溶液调节其pH,溶液中H2A、HA-及A2-的物质的量浓度变化如图所示。
下列说法错误的是 ( )
A.H2A的Ka1=1×10-4
B.溶液在X点和Z点时水的电离程度相同
C.在Y点时,c(Na+)>3c(A2-)
D.NaHA溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
10.(2021湖北部分重点中学高二上期中,)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。常温时,H2S在水中的电离常数Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.0×10-15。按要求回答下列问题。
(1)H2S在水中的二级电离常数表达式Ka2= ;0.1 mol/L Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(2)常温下,向0.1 mol/L H2S溶液中通入HCl或加入NaOH固体,测得c(S2-)与溶液pH的关系如图(忽略溶液体积的变化及H2S的挥发)。
①当溶液中c(S2-)=1.4×10-19 mol/L时,溶液中c(OH-)= ,水电离产生的c(H+)= 。
②当pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= 。
(3)在工业废水处理中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去。常温下,向含有0.01 mol/L Mn2+废水中通入H2S以调节废水的pH,当c(HS-)=2.0×10-4 mol/L时,Mn2+开始沉淀,此时废水的pH= 。[已知Ksp(MnS)=1.4×10-15]
答案全解全析
易混易错练
1.C 恰好中和后不慎多加了1滴NaOH溶液,则碱过量,溶液显碱性,加水稀释后溶液中c(OH-)=0.05×10-3L×0.1 mol/L0.05 L=10-4 mol/L,则溶液中c(H+)=10-10 mol/L,pH=10,故答案为C。
易错警示 计算酸和碱混合后的pH时要先判断谁过量,酸过量则直接计算溶液中氢离子的浓度,得到pH;若碱过量,要先计算溶液中的氢氧根离子浓度,再计算氢离子浓度得到pH。
2.B pH<7的溶液不一定呈酸性,当溶液中c(OH-)
易错警示 根据题干信息得出杂质对消耗氯化氢的量的影响为解答的关键。本题的易错点为A,要注意氯化钠与盐酸不反应,含有氯化钠消耗的盐酸减少。
4.C a点溶液为NaOH溶液,水电离出的c(H+)=1×10-10 mol/L,水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,所以水电离出的c(OH-)=1×10-10 mol/L,A项错误;c点二氧化碳和NaOH完全反应生成Na2CO3,则b点溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH,溶液显碱性,所以c(OH-)>c(H+),B项错误;c点溶液中的溶质为Na2CO3,存在物料守恒c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3),C项正确;d点溶液中水电离出氢氧根离子浓度为10-7 mol/L,水的电离既不受到促进也不受到抑制,则此时溶液中的溶质应为NaHCO3和H2CO3,溶液应呈中性,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),联立两式得c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-),D项错误。
易错警示 解答本题的关键一是要明确二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液,不同阶段溶液中的溶质成分,二是要明确水电离出的氢氧根离子浓度两次为10-7 mol/L,哪一次溶液呈中性。
5.AC A项,b点:c(CH3COOH)∶c(CH3COONa)=1∶1,对比c点可知b点溶液呈酸性,说明CH3COOH电离程度大于CH3COO-水解程度,故c(CH3COO-)>c(CH3COOH),c(Na+)保持不变,所以c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH),由电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)>c(CH3COOH)+c(H+),正确;B项,c点溶液显中性,关系成立,但e点溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒知c(Na+)>c(CH3COO-),错误;C项,d点溶液中溶质为CH3COONa,根据物料守恒c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L2=0.05 mol/L(注意两者等体积混合浓度变为原来的一半),故左右两边相加之和为0.1 mol/L,正确;D项,f点溶液中:c(CH3COONa)∶c(NaOH)=1∶1,c(Na+)相当于两份,c(CH3COO-)相当于一份,故c(Na+)>c(CH3COO-),此时NaOH完全电离产生的OH-与CH3COO-近似相等,由于CH3COO-水解导致自身减少,OH-变多,故c(OH-)>c(CH3COO-),故c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),错误。
易错警示 ①注意图像纵坐标不是由溶液中总的c(H+)计算得到,仅仅是c水(H+),不能直接换算成pH;②混合过程中注意溶液被稀释的问题。
6.AC PT溶于水后,若HC2O4-和H2C2O4不电离也不水解,则有c(K+)=c(HC2O4-)=c(H2C2O4),但是HC2O4-和H2C2O4均会电离,HC2O4-会水解,根据电离平衡常数大小,H2C2O4电离程度大于HC2O4-的水解程度,根据H2C2O4 H++HC2O4-,溶液中的HC2O4-的浓度会增加,H2C2O4浓度减小,因此c(HC2O4-)>c(K+)>c(H2C2O4),A项错误。pH=4.19,则c(H+)=10-4.19 mol·L-1,pKa2=4.19,则Ka2=c(C2O42-)·c(H+)c(HC2O4-)=10-4.19,带入c(H+)=10-4.19 mol·L-1,得c(C2O42-)=c(HC2O4-),根据电荷守恒有c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),根据物料守恒有2c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-),联立得c(H2C2O4)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+c(K+)。溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),则c(H2C2O4)+c(Na+)
7.C 由电离平衡常数知,HF的酸性比CH3COOH强,pH均为3的HF溶液和CH3COOH溶液,CH3COOH的物质的量浓度大,故相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HF溶液和CH3COOH溶液至终点,醋酸消耗NaOH溶液的体积大,A项错误;0.2 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后,所得溶液为物质的量浓度相等的醋酸、醋酸钠和NaCl溶液,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,则醋酸钠的水解常数Kh=KWKa(CH3COOH)=1×10-141.75×10-5c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),B项错误;0.2 mol·L-1HCN溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后溶液中溶质为等浓度的NaCN和HCN由电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),由物料守恒可知2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN),联立上面两式得到:c(CN-)+2c(OH-)=c(HCN)+2c(H+),Ka(HCN)=6.2×10-10,则Kh=(CN-)=KWKa(HCN)=1×10-146.2×10-10>Ka(HCN),则该溶液显碱性c(OH-)>c(H+),则c(CN-)+c(OH-)
思想方法练
1.BC Na2C2O4在水中电离为Na+和C2O42-,少部分C2O42-分两步水解,且以第一步为主,C2O42-+H2O HC2O4-+OH-,HC2O4-+H2O H2C2O4+OH-,水也电离出OH-,故c(OH-)>c(HC2O4-),A项错误;常温下pH=7的溶液中,c(H+)=c(OH-),依据电荷守恒可得:c(Na+)=c(Cl-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),再依据物料守恒:c(Na+)=2c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+2c(H2C2O4),联立两式即可得到B项关系式,B项正确;当c(Cl-)=0.100 mol·L-1,有物料守恒:c(Cl-)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4),依据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),此时溶液中有c(Na+)=2c(Cl-),联立得c(OH-)-c(H+)=c(H2C2O4)-c(C2O42-),C项正确;依据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),由于c(H+)>c(OH-),则c(Na+)c(HC2O4-)+2c(H2C2O4),进而得到c(Cl-)+c(HC2O4-)>2c(HC2O4-)+2c(H2C2O4),而c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)=0.100 mol·L-1,结合c(HC2O4-)=c(C2O42-),即2c(HC2O4-)+c(H2C2O4)=0.100 mol·L-1,则c(Cl-)+c(HC2O4-)>0.100 mol·L-1+c(H2C2O4),D项错误。
方法指导 如何判断三大守恒
2.CD 由题图可知H2A HA-+H+的电离平衡常数Ka1=10-3.30,Ka2=10-6.27,A项错误;V(NaOH溶液)∶V(H2A溶液)=1∶1,所得溶液中溶质为NaHA,溶液中存在物料守恒,c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A),电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),联立两式得c(H+)-c(OH-)=c(A2-)-c(H2A),B项错误;由题图可知pH=6.27时c(A2-)=c(HA-),此时溶液显酸性,溶液中离子浓度关系为c(A2-)=c(HA-)>c(H+)>c(OH-),C项正确;溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),pH=7时c(H+)=c(OH-),故有c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-),D项正确。
方法指导 质子守恒式可以由电荷守恒式和物料守恒式推导得出。以KHS溶液为例,电荷守恒式为c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)①,物料守恒式为c(K+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)②,联立两式得质子守恒式c(H+)+c(H2S)=c(OH-)+c(S2-)。
3.CD 溶液中存在电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),溶液显酸性,c(OH-)14,D项错误。
4.AC pH=12的Na2CO3溶液中c(H+)=10-12 mol/L,根据电离平衡常数可知c(H2CO3)=c(H+)·c(HCO3-)K1,c(CO32-)=K2·c(HCO3-)c(H+),则c(H2CO3)∶c(HCO3-)∶c(CO32-)=1∶(1012K1)∶(1024K1K2),A项正确;常温下pH=7时c(OH-)=c(H+),再依据电荷守恒得出c(Na+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),由物料守恒得c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HCO3-)+2c(CO32-),联立两式得c(Cl-)=c(HCO3-)+2c(H2CO3),B项错误;c(Cl-)=0.100 mol/L时,溶液中溶质为等物质的量的NaCl和NaHCO3,由物料守恒关系得c(Cl-)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-),且c(Na+)=2c(Cl-),由电荷守恒关系得c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),消去c(Na+)、c(Cl-)得到c(OH-)-c(H+)=c(H2CO3)-c(CO32-),C项正确;由电荷守恒关系得c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),由物料守恒关系得c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HCO3-)+2c(CO32-)=0.100 mol/L×2,整理得c(Cl-)+c(HCO3-)=c(Cl-)+c(CO32-)<0.100 mol/L+c(H2CO3),D项错误。
5.AC 常温下,pH=6的NaHSO3溶液中,c(H+)=10-6 mol·L-1,c(OH-)=10-8 mol·L-1,由电荷守恒列关系式c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),根据物料守恒得c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3),联立得c(SO32-)-c(H2SO3)=c(H+)-c(OH-)=9.9×10-7 mol·L-1,A项正确;原碳酸钠溶液中存在物料守恒:c(Na+)=2[c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)],通入CO2,HCO3-、CO32-、H2CO3浓度之和增大,c(Na+)不变,该守恒关系被破坏,B项错误;c(HCO3-)c(H2CO3)=c(HCO3-)·c(H+)c(H2CO3)·c(H+)=Ka1c(H+),c(CO32-)c(HCO3-)=c(CO32-)·c(H+)c(HCO3-)·c(H+)=Ka2c(H+),碳酸的第一步电离程度远大于第二步电离程度,即Ka1>Ka2,所以c(HCO3-)c(H2CO3)>c(CO32-)c(HCO3-),C项正确;0.1 mol·L-1 NaCN溶液与0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液等体积混合,Na+浓度不变,C2O42-、HC2O4-、H2C2O4的浓度之和变为原来的一半,则c(Na+)+c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)=0.1 mol·L-1+0.1mol·L-12=0.15 mol·L-1,D项错误。
6.A 在a点的溶液中离子浓度大小:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),A项错误;b点溶液pH=7,溶液中溶质为氯化钠、碳酸氢钠和碳酸,n(CO32-)c(CH3COO-),D项正确。
归纳总结 比较溶液中粒子浓度大小的三大类型
类型一:单一溶液中各离子浓度的比较
①多元弱酸溶液:多元弱酸分步电离,电离程度逐级减弱。如H3PO4溶液中:c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)。
②多元弱酸的正盐溶液:多元弱酸的酸根离子分步水解,水解程度逐级减弱。如在Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)。
类型二:混合溶液中各离子浓度的比较
混合溶液要综合分析电离、水解等因素。如在0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液和0.1 mol·L-1的氨水混合溶液中,各离子浓度大小的顺序为c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
类型三:不同溶液中同一离子浓度的比较
不同溶液要看溶液中其他离子对该离子的影响。
如在相同物质的量浓度的下列物质的溶液中:①NH4Cl;②CH3COONH4;③NH4HSO4,c(NH4+)由大到小的顺序为③>①>②。
7.C 二元弱酸草酸的Ka1=c(H+)·c(HC2O4-)c(H2C2O4)>Ka2=c(H+)·c(C2O42-)c(HC2O4-),当溶液的pH相同时,c(H+)相同,lgX:Ⅰ>Ⅱ,则Ⅰ表示lgc(HC2O4-)c(H2C2O4)与pH的变化关系,Ⅱ表示lgc(C2O42-)c(HC2O4-)与pH的变化关系,A项正确;pH=1.22时,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-)可知,2c(C2O42-)+c(HC2O4-)>c(Na+),B项正确;当lgc(HC2O4-)c(H2C2O4)=0时,pH=1.22,即c(H+)=10-1.22 mol/L,所以Ka1=c(H+)·c(HC2O4-)c(H2C2O4)=10-1.22,同理可得Ka2=10-4.19;当pH<4.19时,溶液中c(H+)>10-4.19 mol/L,c(C2O42-)c(HC2O4-)=Ka2c(H+)<1,则c(HC2O4-)>c(C2O42-);当1.22c(C2O42-),C项错误;pH=4.19的溶液中存在电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),c(HC2O4-)=c(C2O42-),c(H+)>c(OH-),则3c(HC2O4-)>c(Na+),D项正确。
8.BC 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中,氢离子不仅来自醋酸电离,还有水的电离,故c(H+)>c(CH3COO-),A项错误;由题干可知,25 ℃时,醋酸的电离常数等于一水合氨的电离常数,故醋酸铵溶液中CH3COO-与NH4+水解程度相同,溶液呈中性,即c(NH4+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),B项正确;溶液中存在电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),C项正确;由物料守恒可知,CH3COO-和CH3COOH粒子总浓度应该为NH4+和NH3·H2O的粒子总浓度的两倍,D项错误。
9.BD A项,H2A第一步电离平衡:H2A H++HA-,该步电离平衡常数Ka1=c(H+)·c(HA-)c(H2A),X点时,溶液pH=4,c(H+)=10-4 mol/L,此时c(HA-)=c(H2A),则Ka1=c(H+)=10-4,正确;B项,H2A溶液中酸电离产生H+,对水的电离起抑制作用,向H2A溶液中逐滴加入NaOH溶液,在恰好被完全中和前,水电离程度逐渐增大,X点时H2A仅部分被中和,在Z点恰好生成Na2A,所以水的电离程度:Z>X,错误;C项,根据图示可知:Y点对应溶液中溶质为等浓度的Na2A与NaHA,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),由于此时溶液pH=8,说明溶液中c(H+)2c(A2-)+c(HA-),由于溶液中c(HA-)=c(A2-),则c(Na+)>3c(A2-),正确;D项,根据滴定曲线可知,在恰好发生反应:H2A+NaOH NaHA+H2O时,得到的溶液为NaHA溶液,此时溶液pH=6,溶液显酸性,说明HA-的电离程度大于其水解程度,所以c(A2-)>c(H2A),错误。
10.答案 (1)c(S2-)·c(H+)c(HS-) c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
(2)①1.0×10-13 mol/L 1.0×10-13 mol/L ②0.043 mol/L
(3)5
解析 (1)H2S在水中的电离方程式为H2S HS-+H+、HS- S2-+H+,所以二级电离常数表达式Ka2=c(S2-)·c(H+)c(HS-);0.1 mol/L Na2S溶液中硫离子水解,溶液显碱性,离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。(2)①根据图像可知当溶液中c(S2-)=1.4×10-19 mol/L时溶液pH=1,则溶液中c(OH-)=1×10-13 mol/L,水电离产生的c(H+)等于溶液中氢氧根离子的浓度,为1.0×10-13 mol/L;②当pH=13时溶液中c(S2-)=5.7×10-2 mol/L,根据硫原子守恒,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=0.1 mol/L-0.057 mol/L=0.043 mol/L。(3)Mn2+开始沉淀时溶液中c(S2-)=1.4×10-150.01 mol/L=1.4×10-13 mol/L,根据H2S的二级电离常数可知溶液中c(H+)=Ka2·c(HS-)c(S2-)=7.0×10-15×2.0×10-41.4×10-13 mol/L=1×10-5 mol/L,所以pH=5。
本专题复习提升
易混易错练
易错点1 对溶液酸碱性或pH分析错误
1.(2020北京师范大学附属中学高二期末,)常温下用0.1 mol/L NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/L盐酸,恰好中和后不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的体积以0.05 mL计),再往锥形瓶中加蒸馏水至反应液的总体积为50 mL,此时混合溶液的pH约为 ( )
A.4 B.7.2 C.10 D.11.3
2.(2020江苏扬州中学高二下月考,)下列说法不正确的是 ( )
A.pH<7的溶液不一定呈酸性
B.在相同温度下,物质的量浓度相等的氨水、NaOH溶液,c(OH-)相等
C.在相同温度下,pH相等的盐酸、CH3COOH溶液,c(Cl-)=c(CH3COO-)
D.氨水和盐酸反应后的溶液,若c(Cl-)=c(NH4+),则溶液呈中性
3.(2021安徽肥东高级中学高二上期中,)实验室为标定一种烧碱样品的物质的量浓度,称取该烧碱样品4.0 g配成1 L溶液,取出20.00 mL置于锥形瓶中,以甲基橙为指示剂,用0.10 mol·L-1 HCl标准溶液滴定,恰好完全中和时消耗标准盐酸19.00 mL,若烧碱中只含有一种杂质,则不可能是 ( )
A.NaCl B.Ca(OH)2
C.Na2CO3 D.NaHCO3
易错点2 对图像信息分析不到位
4.(2020北京师范大学附属中学高二上期末,)常温下,向1 L pH=10的NaOH溶液中持续通入CO2。通入的CO2的体积(V)与溶液中水电离出的OH-浓度(φ)的关系如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.a点溶液:水电离出的c(OH-)=1×10-4 mol/L
B.b点溶液:c(OH-)=c(H+)
C.c点溶液:c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)
D.d点溶液:c(Na+)>2c(CO32-)+c(HCO3-)
5.(双选)(2021江苏泰州高三上期中,)室温下,向20 mL 0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中由水电离出H+浓度的负对数[-lgc水(H+)]与所加NaOH溶液体积关系如图所示。若溶液混合引起的体积变化可忽略,下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是 ( )
A.b点溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+)
B.c、e两点溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
C.d点溶液中:c(Na+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.10 mol/L
D.f点溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
易错点3 对电离平衡常数的应用不熟练
6.(双选)(2020江苏盐城高三三模,)KHC2O4·H2C2O4·2H2O(四草酸钾,记作PT)是一种分析试剂。室温时,H2C2O4的pKa1、pKa2分别为1.23、4.19(pKa=-lgKa)。下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系错误的是 ( )
A.0.1 mol·L-1 PT溶液中:c(K+)>c(HC2O4-)>c(H2C2O4)
B.0.1 mol·L-1 PT溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=4.19:c(Na+)-c(K+)
D.0.1 mol·L-1PT与0.3 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合:c(Na+)-c(K+)=c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)
7.(2021江西宜春高三上联考,)常温下,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Ka(HCN)=6.2×10-10,Ka(HF)=6.31×10-4。下列说法正确的是 ( )
A.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HF溶液和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
B.0.2 mol·L-1 CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
C.0.2 mol·L-1HCN溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后的溶液中:c(CN-)+c(OH-)
思想方法练
应用守恒思想分析溶液中粒子浓度的大小关系
方法概述
熟练运用三大守恒关系解决溶液中粒子浓度的大小关系:(1)物料守恒,电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离成其他离子或分子,离子种类增多,但原子总数是守恒的。(2)电荷守恒,在电解质溶液中,阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等,即溶液呈电中性。(3)质子守恒:电解质溶液中,分子或离子得、失质子(H+)的物质的量应相等。
1.(双选)(2020江苏无锡高三上期末,)H2C2O4为二元弱酸。25 ℃时,向0.100 mol·L-1 Na2C2O4溶液中缓缓通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是 (深度解析)
A.0.100 mol·L-1 Na2C2O4溶液中:c(C2O42-)>c(HC2O4-)>c(OH-)>c(H+)
B.pH=7的溶液中:c(Cl-)=c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)
C.c(Cl-)=0.100 mol·L-1溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(H2C2O4)-c(C2O42-)
D.c(HC2O4-)=c(C2O42-)的酸性溶液中:c(Cl-)+c(HC2O4-)<0.100 mol·L-1+c(H2C2O4)
2.(双选)(2021江苏常熟高三上阶段性抽测,)常温下,H2A是一种易溶于水的二元酸,将NaOH溶液滴入等物质的量浓度的H2A溶液中,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数随溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是 (深度解析)
A.常温下,H2A的一级电离平衡常数Ka1=10-6.27
B.当V(NaOH溶液)∶V(H2A溶液)=1∶1时,c(H+)-c(OH-)=2c(A2-)-c(H2A)
C.当pH=6.27时,c(A2-)=c(HA-)>c(H+)>c(OH-)
D.当溶液呈中性时,c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)
3.(双选)(2020江苏常熟高二下期中,)常温下,下列有关醋酸溶液的叙述不正确的是 ( )
A.pH=5.6的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中:c(Na+)
C.将pH=a的醋酸溶液稀释为pH=a+1的过程中,c(CH3COOH)c(H+)不变
D.等体积pH=a的醋酸溶液与pH=b的NaOH溶液恰好中和时,a+b=14
4.(双选)(2021江苏苏州高三上期初调研,)已知常温下,碳酸电离平衡常数为K1、K2。向0.100 mol/L Na2CO3溶液中缓缓通入HCl气体(忽略溶液体积的变化,假设没有二氧化碳放出)。下列各指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是 ( )
A.pH=12的Na2CO3溶液中:c(H2CO3)∶c(HCO3-)∶c(CO32-)=1∶1012K1∶1024K1K2
B.pH=7的溶液中:c(Cl-)=c(HCO3-)+c(H2CO3)
C.c(Cl-)=0.100 mol/L溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(H2CO3)-c(CO32-)
D.c(HCO3-)=c(CO32-)的碱性溶液中:c(Cl-)+c(HCO3-)>0.100 mol/L+c(H2CO3)
5.(双选)(2020江苏苏州高二下期中,)常温下,下列有关叙述正确的是 ( )
A.常温下,pH=6的NaHSO3溶液中:c(SO32-)-c(H2SO3)=9.9×10-7 mol·L-1
B.向0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中通入适量CO2气体后:c(Na+)=2[c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)]
C.等物质的量浓度、等体积的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液混合:c(HCO3-)c(H2CO3)>c(CO32-)c(HCO3-)
D.0.1 mol·L-1 NaCN溶液与0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液等体积混合:c(Na+)+c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)=0.2 mol·L-1(忽略溶液的体积变化)
6.(2020浙江慈溪高二下期末,)在常温下,向10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1的盐酸,溶液pH随盐酸加入体积的变化如图所示。
下列说法不正确的是 (深度解析)
A.在a点的溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.在b点(pH=7)的溶液中:2n(CO32-)+n(HCO3-)<0.001 mol
C.在c点的溶液pH<7,是因为此时溶液中含有碳酸
D.若将0.1 mol·L-1的盐酸换成同浓度的醋酸,当滴至溶液pH=7时:c(Na+)>c(CH3COO-)
7.(2021安徽太和第一中学高二上期中,)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。常温下,向H2C2O4溶液中逐滴加入NaOH溶液,混合溶液中lgX[X为c(HC2O4-)c(H2C2O4)或c(C2O42-)c(HC2O4-)]与pH的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.曲线Ⅰ表示lgc(HC2O4-)c(H2C2O4)与pH的变化关系
B.pH=1.22的溶液中:2c(C2O42-)+c(HC2O4-)>c(Na+)
C.1.22
D.pH=4.19的溶液中:c(Na+)<3c(HC2O4-)
8.(双选)(2021江苏南京高二上期中,)25 ℃时,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。室温时,下列关于指定溶液的说法正确的是 ( )
A.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液:c(NH4+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
C.将0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液按一定体积比混合,混合溶液中:c(NH4+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
D.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液等体积混合所得溶液:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)
9.(双选)(2021江苏盐城高三上期中,)25 ℃时,0.10 L某二元弱酸H2A用1.00 mol·L-1 NaOH溶液调节其pH,溶液中H2A、HA-及A2-的物质的量浓度变化如图所示。
下列说法错误的是 ( )
A.H2A的Ka1=1×10-4
B.溶液在X点和Z点时水的电离程度相同
C.在Y点时,c(Na+)>3c(A2-)
D.NaHA溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
10.(2021湖北部分重点中学高二上期中,)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。常温时,H2S在水中的电离常数Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.0×10-15。按要求回答下列问题。
(1)H2S在水中的二级电离常数表达式Ka2= ;0.1 mol/L Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(2)常温下,向0.1 mol/L H2S溶液中通入HCl或加入NaOH固体,测得c(S2-)与溶液pH的关系如图(忽略溶液体积的变化及H2S的挥发)。
①当溶液中c(S2-)=1.4×10-19 mol/L时,溶液中c(OH-)= ,水电离产生的c(H+)= 。
②当pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= 。
(3)在工业废水处理中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去。常温下,向含有0.01 mol/L Mn2+废水中通入H2S以调节废水的pH,当c(HS-)=2.0×10-4 mol/L时,Mn2+开始沉淀,此时废水的pH= 。[已知Ksp(MnS)=1.4×10-15]
答案全解全析
易混易错练
1.C 恰好中和后不慎多加了1滴NaOH溶液,则碱过量,溶液显碱性,加水稀释后溶液中c(OH-)=0.05×10-3L×0.1 mol/L0.05 L=10-4 mol/L,则溶液中c(H+)=10-10 mol/L,pH=10,故答案为C。
易错警示 计算酸和碱混合后的pH时要先判断谁过量,酸过量则直接计算溶液中氢离子的浓度,得到pH;若碱过量,要先计算溶液中的氢氧根离子浓度,再计算氢离子浓度得到pH。
2.B pH<7的溶液不一定呈酸性,当溶液中c(OH-)
易错警示 根据题干信息得出杂质对消耗氯化氢的量的影响为解答的关键。本题的易错点为A,要注意氯化钠与盐酸不反应,含有氯化钠消耗的盐酸减少。
4.C a点溶液为NaOH溶液,水电离出的c(H+)=1×10-10 mol/L,水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,所以水电离出的c(OH-)=1×10-10 mol/L,A项错误;c点二氧化碳和NaOH完全反应生成Na2CO3,则b点溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH,溶液显碱性,所以c(OH-)>c(H+),B项错误;c点溶液中的溶质为Na2CO3,存在物料守恒c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3),C项正确;d点溶液中水电离出氢氧根离子浓度为10-7 mol/L,水的电离既不受到促进也不受到抑制,则此时溶液中的溶质应为NaHCO3和H2CO3,溶液应呈中性,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),联立两式得c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-),D项错误。
易错警示 解答本题的关键一是要明确二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液,不同阶段溶液中的溶质成分,二是要明确水电离出的氢氧根离子浓度两次为10-7 mol/L,哪一次溶液呈中性。
5.AC A项,b点:c(CH3COOH)∶c(CH3COONa)=1∶1,对比c点可知b点溶液呈酸性,说明CH3COOH电离程度大于CH3COO-水解程度,故c(CH3COO-)>c(CH3COOH),c(Na+)保持不变,所以c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH),由电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)>c(CH3COOH)+c(H+),正确;B项,c点溶液显中性,关系成立,但e点溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒知c(Na+)>c(CH3COO-),错误;C项,d点溶液中溶质为CH3COONa,根据物料守恒c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L2=0.05 mol/L(注意两者等体积混合浓度变为原来的一半),故左右两边相加之和为0.1 mol/L,正确;D项,f点溶液中:c(CH3COONa)∶c(NaOH)=1∶1,c(Na+)相当于两份,c(CH3COO-)相当于一份,故c(Na+)>c(CH3COO-),此时NaOH完全电离产生的OH-与CH3COO-近似相等,由于CH3COO-水解导致自身减少,OH-变多,故c(OH-)>c(CH3COO-),故c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),错误。
易错警示 ①注意图像纵坐标不是由溶液中总的c(H+)计算得到,仅仅是c水(H+),不能直接换算成pH;②混合过程中注意溶液被稀释的问题。
6.AC PT溶于水后,若HC2O4-和H2C2O4不电离也不水解,则有c(K+)=c(HC2O4-)=c(H2C2O4),但是HC2O4-和H2C2O4均会电离,HC2O4-会水解,根据电离平衡常数大小,H2C2O4电离程度大于HC2O4-的水解程度,根据H2C2O4 H++HC2O4-,溶液中的HC2O4-的浓度会增加,H2C2O4浓度减小,因此c(HC2O4-)>c(K+)>c(H2C2O4),A项错误。pH=4.19,则c(H+)=10-4.19 mol·L-1,pKa2=4.19,则Ka2=c(C2O42-)·c(H+)c(HC2O4-)=10-4.19,带入c(H+)=10-4.19 mol·L-1,得c(C2O42-)=c(HC2O4-),根据电荷守恒有c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),根据物料守恒有2c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-),联立得c(H2C2O4)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+c(K+)。溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),则c(H2C2O4)+c(Na+)
7.C 由电离平衡常数知,HF的酸性比CH3COOH强,pH均为3的HF溶液和CH3COOH溶液,CH3COOH的物质的量浓度大,故相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HF溶液和CH3COOH溶液至终点,醋酸消耗NaOH溶液的体积大,A项错误;0.2 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后,所得溶液为物质的量浓度相等的醋酸、醋酸钠和NaCl溶液,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,则醋酸钠的水解常数Kh=KWKa(CH3COOH)=1×10-141.75×10-5
思想方法练
1.BC Na2C2O4在水中电离为Na+和C2O42-,少部分C2O42-分两步水解,且以第一步为主,C2O42-+H2O HC2O4-+OH-,HC2O4-+H2O H2C2O4+OH-,水也电离出OH-,故c(OH-)>c(HC2O4-),A项错误;常温下pH=7的溶液中,c(H+)=c(OH-),依据电荷守恒可得:c(Na+)=c(Cl-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),再依据物料守恒:c(Na+)=2c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+2c(H2C2O4),联立两式即可得到B项关系式,B项正确;当c(Cl-)=0.100 mol·L-1,有物料守恒:c(Cl-)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4),依据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),此时溶液中有c(Na+)=2c(Cl-),联立得c(OH-)-c(H+)=c(H2C2O4)-c(C2O42-),C项正确;依据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),由于c(H+)>c(OH-),则c(Na+)
方法指导 如何判断三大守恒
2.CD 由题图可知H2A HA-+H+的电离平衡常数Ka1=10-3.30,Ka2=10-6.27,A项错误;V(NaOH溶液)∶V(H2A溶液)=1∶1,所得溶液中溶质为NaHA,溶液中存在物料守恒,c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A),电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),联立两式得c(H+)-c(OH-)=c(A2-)-c(H2A),B项错误;由题图可知pH=6.27时c(A2-)=c(HA-),此时溶液显酸性,溶液中离子浓度关系为c(A2-)=c(HA-)>c(H+)>c(OH-),C项正确;溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),pH=7时c(H+)=c(OH-),故有c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-),D项正确。
方法指导 质子守恒式可以由电荷守恒式和物料守恒式推导得出。以KHS溶液为例,电荷守恒式为c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)①,物料守恒式为c(K+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)②,联立两式得质子守恒式c(H+)+c(H2S)=c(OH-)+c(S2-)。
3.CD 溶液中存在电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),溶液显酸性,c(OH-)
4.AC pH=12的Na2CO3溶液中c(H+)=10-12 mol/L,根据电离平衡常数可知c(H2CO3)=c(H+)·c(HCO3-)K1,c(CO32-)=K2·c(HCO3-)c(H+),则c(H2CO3)∶c(HCO3-)∶c(CO32-)=1∶(1012K1)∶(1024K1K2),A项正确;常温下pH=7时c(OH-)=c(H+),再依据电荷守恒得出c(Na+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),由物料守恒得c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HCO3-)+2c(CO32-),联立两式得c(Cl-)=c(HCO3-)+2c(H2CO3),B项错误;c(Cl-)=0.100 mol/L时,溶液中溶质为等物质的量的NaCl和NaHCO3,由物料守恒关系得c(Cl-)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-),且c(Na+)=2c(Cl-),由电荷守恒关系得c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),消去c(Na+)、c(Cl-)得到c(OH-)-c(H+)=c(H2CO3)-c(CO32-),C项正确;由电荷守恒关系得c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),由物料守恒关系得c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HCO3-)+2c(CO32-)=0.100 mol/L×2,整理得c(Cl-)+c(HCO3-)=c(Cl-)+c(CO32-)<0.100 mol/L+c(H2CO3),D项错误。
5.AC 常温下,pH=6的NaHSO3溶液中,c(H+)=10-6 mol·L-1,c(OH-)=10-8 mol·L-1,由电荷守恒列关系式c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),根据物料守恒得c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3),联立得c(SO32-)-c(H2SO3)=c(H+)-c(OH-)=9.9×10-7 mol·L-1,A项正确;原碳酸钠溶液中存在物料守恒:c(Na+)=2[c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)],通入CO2,HCO3-、CO32-、H2CO3浓度之和增大,c(Na+)不变,该守恒关系被破坏,B项错误;c(HCO3-)c(H2CO3)=c(HCO3-)·c(H+)c(H2CO3)·c(H+)=Ka1c(H+),c(CO32-)c(HCO3-)=c(CO32-)·c(H+)c(HCO3-)·c(H+)=Ka2c(H+),碳酸的第一步电离程度远大于第二步电离程度,即Ka1>Ka2,所以c(HCO3-)c(H2CO3)>c(CO32-)c(HCO3-),C项正确;0.1 mol·L-1 NaCN溶液与0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液等体积混合,Na+浓度不变,C2O42-、HC2O4-、H2C2O4的浓度之和变为原来的一半,则c(Na+)+c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)=0.1 mol·L-1+0.1mol·L-12=0.15 mol·L-1,D项错误。
6.A 在a点的溶液中离子浓度大小:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),A项错误;b点溶液pH=7,溶液中溶质为氯化钠、碳酸氢钠和碳酸,n(CO32-)
归纳总结 比较溶液中粒子浓度大小的三大类型
类型一:单一溶液中各离子浓度的比较
①多元弱酸溶液:多元弱酸分步电离,电离程度逐级减弱。如H3PO4溶液中:c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)。
②多元弱酸的正盐溶液:多元弱酸的酸根离子分步水解,水解程度逐级减弱。如在Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)。
类型二:混合溶液中各离子浓度的比较
混合溶液要综合分析电离、水解等因素。如在0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液和0.1 mol·L-1的氨水混合溶液中,各离子浓度大小的顺序为c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
类型三:不同溶液中同一离子浓度的比较
不同溶液要看溶液中其他离子对该离子的影响。
如在相同物质的量浓度的下列物质的溶液中:①NH4Cl;②CH3COONH4;③NH4HSO4,c(NH4+)由大到小的顺序为③>①>②。
7.C 二元弱酸草酸的Ka1=c(H+)·c(HC2O4-)c(H2C2O4)>Ka2=c(H+)·c(C2O42-)c(HC2O4-),当溶液的pH相同时,c(H+)相同,lgX:Ⅰ>Ⅱ,则Ⅰ表示lgc(HC2O4-)c(H2C2O4)与pH的变化关系,Ⅱ表示lgc(C2O42-)c(HC2O4-)与pH的变化关系,A项正确;pH=1.22时,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-)可知,2c(C2O42-)+c(HC2O4-)>c(Na+),B项正确;当lgc(HC2O4-)c(H2C2O4)=0时,pH=1.22,即c(H+)=10-1.22 mol/L,所以Ka1=c(H+)·c(HC2O4-)c(H2C2O4)=10-1.22,同理可得Ka2=10-4.19;当pH<4.19时,溶液中c(H+)>10-4.19 mol/L,c(C2O42-)c(HC2O4-)=Ka2c(H+)<1,则c(HC2O4-)>c(C2O42-);当1.22
8.BC 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中,氢离子不仅来自醋酸电离,还有水的电离,故c(H+)>c(CH3COO-),A项错误;由题干可知,25 ℃时,醋酸的电离常数等于一水合氨的电离常数,故醋酸铵溶液中CH3COO-与NH4+水解程度相同,溶液呈中性,即c(NH4+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),B项正确;溶液中存在电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),C项正确;由物料守恒可知,CH3COO-和CH3COOH粒子总浓度应该为NH4+和NH3·H2O的粒子总浓度的两倍,D项错误。
9.BD A项,H2A第一步电离平衡:H2A H++HA-,该步电离平衡常数Ka1=c(H+)·c(HA-)c(H2A),X点时,溶液pH=4,c(H+)=10-4 mol/L,此时c(HA-)=c(H2A),则Ka1=c(H+)=10-4,正确;B项,H2A溶液中酸电离产生H+,对水的电离起抑制作用,向H2A溶液中逐滴加入NaOH溶液,在恰好被完全中和前,水电离程度逐渐增大,X点时H2A仅部分被中和,在Z点恰好生成Na2A,所以水的电离程度:Z>X,错误;C项,根据图示可知:Y点对应溶液中溶质为等浓度的Na2A与NaHA,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),由于此时溶液pH=8,说明溶液中c(H+)
10.答案 (1)c(S2-)·c(H+)c(HS-) c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
(2)①1.0×10-13 mol/L 1.0×10-13 mol/L ②0.043 mol/L
(3)5
解析 (1)H2S在水中的电离方程式为H2S HS-+H+、HS- S2-+H+,所以二级电离常数表达式Ka2=c(S2-)·c(H+)c(HS-);0.1 mol/L Na2S溶液中硫离子水解,溶液显碱性,离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。(2)①根据图像可知当溶液中c(S2-)=1.4×10-19 mol/L时溶液pH=1,则溶液中c(OH-)=1×10-13 mol/L,水电离产生的c(H+)等于溶液中氢氧根离子的浓度,为1.0×10-13 mol/L;②当pH=13时溶液中c(S2-)=5.7×10-2 mol/L,根据硫原子守恒,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=0.1 mol/L-0.057 mol/L=0.043 mol/L。(3)Mn2+开始沉淀时溶液中c(S2-)=1.4×10-150.01 mol/L=1.4×10-13 mol/L,根据H2S的二级电离常数可知溶液中c(H+)=Ka2·c(HS-)c(S2-)=7.0×10-15×2.0×10-41.4×10-13 mol/L=1×10-5 mol/L,所以pH=5。
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