能力课时落实(五)　水溶液中离子浓度的关系

(建议用时：40分钟)

1．在0.1 mol·L－1的醋酸钠溶液中加入等体积的下列物质，溶液中离子浓度大小关系正确的是(　　)

A．水；c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(OH－)＞c(H＋)

B．0.1 mol·L－1盐酸；c(Na＋)＝c(Cl－)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)

C．0.1 mol·L－1醋酸；c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－)

D．0.1 mol·L－1氢氧化钠；c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)

B　[A项，加水稀释，溶液仍为醋酸钠溶液，存在c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)，错误；B项，加入等体积的0.1 mol·L－1盐酸，得到等物质的量浓度的醋酸和氯化钠混合溶液，溶液显酸性，c(Na＋)＝c(Cl－)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)，正确；C项，加入等体积的0.1 mol·L－1醋酸，溶液呈酸性，存在c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，错误；D项，加入等体积的0.1 mol·L－1氢氧化钠，醋酸钠和NaOH混合溶液，溶液呈碱性，存在c(Na＋)＞c(OH－)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)，错误。]

2．室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是(　　)

A．Na2S溶液：c(Na＋)＞c(HS－)＞c(OH－)＞c(H2S)

B．Na2C2O4溶液：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O)＋2c(H2C2O4)

C．Na2CO3溶液：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(OH－)

D．等浓度Na2CO3和NaHCO3混合溶液中：3c(Na＋)＝2c(CO)＋2c(HCO)＋2c(H2CO3)

B　[由质子守恒可知，Na2S溶液中c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)，c(OH－)＞c(HS－)，A错误；同理，Na2C2O4溶液中c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O)＋2c(H2C2O4)，B正确；Na2CO3溶液中的电荷守恒关系式为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)，C错误；等浓度Na2CO3和NaHCO3混合溶液中，物料守恒关系式为2c(Na＋)＝3c(CO)＋3c(HCO)＋3c(H2CO3)，D错误。]

3．室温下，将0.2 mol·L－1的一元酸HA和0.1 mol·L－1的NaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性，下列说法不正确的是(　　)

A．0.1 mol·L－1HA溶液与0.1 mol·L－1的NaOH溶液中，水电离出来的c(H＋)相等

B．混合后溶液中：c(HA)>c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)

C．混合后溶液中：c(A－)＋c(HA)＝0.1 mol·L－1

D．混合后溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)

A　[0.2 mol·L－1的一元酸HA和0.1 mol·L－1的NaOH溶液等体积混合后，生成物为等物质的量浓度的NaA、HA，溶液显碱性，说明A－的水解程度大于HA的电离程度。HA是弱酸，NaOH是强碱，对水电离的抑制程度不同，A错误；经上述分析知，混合后溶液粒子浓度大小：c(HA)>c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)，B正确；根据物料守恒得c(A－)＋c(HA)＝ mol·L－1＝0.1 mol·L－1，C正确；根据电荷守恒得c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，D正确。]

4．25 ℃时，在10 mL浓度均为0.1 mol·L－1 NaOH和NH3·H2O混合溶液中，滴加0.1 mol·L－1的盐酸。下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是(　　)

A．未加盐酸时：c(OH－)＞c(Na＋)＝c(NH3·H2O)

B．加入10 mL盐酸时：c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)

C．加入盐酸至溶液pH＝7时：c(Cl－)＝c(Na＋)

D．加入20 mL盐酸时：c(Cl－)＝c(NH)＋c(Na＋)

B　[未加盐酸时，NaOH和NH3·H2O混合溶液中，NaOH完全电离，NH3·H2O部分电离，则离子浓度关系为c(OH－)＞c(Na＋)＞c(NH3·H2O)，A错误；加入10 mL盐酸时，盐酸与NaOH恰好完全反应生成NaCl，此时为NaCl和NH3·H2O混合溶液，根据电荷守恒可得c(NH)＋c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，由于NaCl不发生水解，则有c(Cl－)＝c(Na＋)，从而可得c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)，B正确；加入盐酸至溶液pH＝7时，溶液呈中性，则有c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒可得c(NH)＋c(Na＋)＝c(Cl－)，C错误；加入20 mL盐酸时，恰好完全反应生成NaCl和NH4Cl，由于NH发生水解而使溶液呈酸性，则有c(H＋)＞c(OH－)；根据电荷守恒可得c(NH)＋c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，从而可得c(Cl－)＞c(NH)＋c(Na＋)，D错误。]

5．常温下0.1 mol·L－1①CH3COOH、②NaOH、

③CH3COONa，下列叙述正确的是(　　)

A．①中c(CH3COOH)＞c(CH3COO)＞c(H＋)＞c(OH－)

B．①②等体积混合后，醋酸根离子浓度小于③的二分之一

C．①③等体积混合以后，溶液呈酸性，则c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)

D．①②等体积混合以后，水的电离程度比①③等体积混合的电离程度小

B　[A项，CH3COOH是弱电解质，部分电离，溶剂水电离产生H＋，所以①中c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)，错误；B项，①②等体积混合后，两者恰好完全反应，所以浓度是原来的一半，但溶液的体积变大促进醋酸根离子的水解，①②等体积混合后，醋酸根离子浓度小于③的二分之一，正确；C项，①③等体积混合以后，以醋酸的电离为主，溶液呈酸性，则c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)，错误；D项，①②等体积混合恰好完全反应生成醋酸钠，醋酸钠水解对水的电离起促进作用，而①③等体积混合以醋酸电离为主，溶液呈酸性，对水的电离起抑制作用，所以①②等体积混合以后，水的电离程度比①③等体积混合的电离程度大，错误。]

6．关于浓度均为0.1 mol·L－1的三种溶液：①氨水、②盐酸、③氯化铵溶液，下列说法不正确的是(　　)

A．c(NH)：③>①

B．水电离出的c(H＋)：②>①

C．①和②等体积混合后的溶液：c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)

D．①和③等体积混合后的溶液：c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)

B　[本题主要考查弱电解质的电离、盐类的水解、电离平衡移动以及电荷守恒法判断电解质溶液中离子浓度的大小。A项，氨水是弱电解质，部分电离，NH4Cl是强电解质，完全电离，故NH4Cl溶液中c(NH) 较大；B项，同浓度的盐酸电离得到的c(H＋)要大于氨水电离得到的c(OH－)，对水电离的抑制盐酸大于氨水；C项，①和②等体积混合后得到的是NH4Cl溶液，在该溶液中存在下列关系，电荷守恒：c(Cl－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(NH)，物料守恒：c(Cl－)＝c(NH)＋c(NH3·H2O)，将二式合并得c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)；D项，①与③等体积混合所得溶液呈碱性，故c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)。]

7．(双选)已知电离常数的负对数pK＝－lg K,25 ℃时，HX的pKa＝4.76，H2Y的pKa1＝1.22，pKa2＝4.19，下列说法正确的是(　　)

A．浓度相等的NH4X和NH4HY溶液中c(NH)：前者大于后者

B．NaX溶液中滴加KHY溶液至pH＝4.76：c(K＋)＋c(Na＋)＞c(HY－)＋2c(Y2－)＋c(X－)

C．KHY溶液中滴加氨水至中性：c(NH)＜c(Y2－)

D．K2Y溶液中滴加盐酸至pH＝1.22：c(Cl－)－3c(HY－)＝c(H＋)－c(OH－)

CD　[HY－的电离程度大于其水解程度使溶液呈酸性，对NH水解起抑制作用，X－水解生成OH－，对NH水解起促进作用，故NH4X中c(NH)小于NH4HY中c(NH)，A错误。pH＝4.76表明溶液呈酸性，即c(OH－)＜c(H＋)，由电荷守恒c(K＋)＋c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HY－)＋2c(Y2－)＋c(X－)＋c(OH－)推知，c(K＋)＋c(Na＋)＜c(HY－)＋2c(Y2－)＋c(X－)，B错误。根据电荷守恒有c(K＋)＋c(NH)＋c(H＋)＝c(HY－)＋2c(Y2－)＋c(OH－)，根据物料守恒有c(K＋)＝c(HY－)＋c(Y2－)＋c(H2Y)，两式相减得c(NH)＋c(H＋)＝c(Y2－)＋c(OH－)－c(H2Y)，中性溶液中有c(H＋)＝c(OH－)，故c(NH)＝c(Y2－)－c(H2Y)，即c(NH)＜c(Y2－)，C正确。K2Y溶液中滴加盐酸至pH＝1.22，则生成KCl和弱酸H2Y，且c(H＋)＝10－1.22mol·L－1，已知H2YHY－＋H＋，Ka1＝10－1.22，所以c(H2Y)＝c(HY－)，由质子守恒可得c(H＋)＋c(HY－)＋2c(H2Y)＝c(OH－)＋c(Cl－)，所以c(H＋)－c(OH－)＝c(Cl－)－3c(HY－)，D正确。]

8．(2021·安阳调研)将0.2 mol·L－1 Na2CO3溶液和0.1 mol·L－1盐酸等体积混合，在混合溶液中，下列关系式正确的是(　　)

A．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)＋c(HCO)＋c(CO)

B．c(Na＋)＞c(HCO)＞c(Cl－)＞c(CO)＞c(OH－)＞c(H＋)

C．2c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)

D．c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)

B　[混合后发生反应：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，混合溶液中含三种溶质(Na2CO3、NaCl、NaHCO3)且物质的量浓度相等。电荷守恒式为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)＋c(HCO)＋2c(CO)，A错误；CO的水解程度大于HCO，且溶液呈碱性，c(Na＋)>c(HCO)>c(Cl－)>c(CO)> c(OH－)>c(H＋)，B正确；物量守恒式应为c(Na＋)＝2c(HCO)＋2c(CO)＋2c(H2CO3)，C错误；根据电荷守恒与物料守恒，联立可得c(OH－)＋c(Cl－)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)＋c(H＋)，D错误。]

9．室温下向10 mL 0.1 mol·L－1NaOH溶液中加入0.1 mol·L－1的一元酸HA，溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．a点所示溶液中c(Na＋)>c(A－)>c(H＋)>c(HA)

B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同

C．pH＝7时，c(Na＋)＝c(A－)＋c(HA)

D．b点所示溶液中c(A－)>c(HA)

D　[A项，a点NaOH与HA恰好完全反应，溶液的pH为8.7，呈碱性，说明HA为弱酸，NaA发生了水解反应，则溶液中c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(HA)>c(H＋)，错误；B项，a点NaA发生了水解反应，促进了水的电离，b点主要由于HA的电离而使溶液呈酸性，抑制了水的电离，所以a点水的电离程度大于b点水的电离程度，错误；C项，根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，pH＝7，则c(H＋)＝c(OH－)，可得c(Na＋)＝c(A－)，错误；D项，b点溶液中溶质为等物质的量NaA和HA，溶液呈酸性，说明HA的电离程度大于NaA的水解程度，所以c(A－)>c(HA)，正确。]

10．室温下，用0.100 mol·L－1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol·L－1 的盐酸和醋酸，滴定曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线

B．pH＝7时，滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20.00 mL

C．V(NaOH) ＝20.00 mL时，两份溶液中c(Cl－)＝c(CH3COO－)

D．V(NaOH) ＝10.00 mL时，醋酸溶液中c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－)

B　[A项，滴定开始时0.100 0 mol·L－1盐酸pH＝1,0.100 0 mol·L－1醋酸pH＞1，所以滴定盐酸的曲线是Ⅱ，滴定醋酸的曲线是Ⅰ，错误；B项，醋酸钠水解呈碱性，氯化钠不水解，pH＝7时，醋酸所用NaOH溶液的体积小，正确；C项，V(NaOH)＝20.00 mL 时，二者反应生成氯化钠和醋酸钠，醋酸根发生水解，浓度小于氯离子，错误；D项，加入10 mL氢氧化钠时，溶液中恰好为同浓度的醋酸和醋酸钠，醋酸的电离程度大于醋酸根的水解程度，所以c(CH3COO－ ) ＞c(Na＋)，错误。]

11．25 ℃，有c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.1 mol·L－1的一组醋酸和醋酸钠混合溶液，溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO－)与pH的关系如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)

A．pH＝5.5溶液中：c(CH3COOH)>c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－)

B．由图可知该温度下醋酸的电离常数为1×10－4.75

C．pH＝3.5溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)－c(OH－)＋c(CH3COOH)＝0.1 mol·L－1

D．向1 L W点所表示溶液中通入0.05 mol HCl气体(溶液体积变化可忽略)：2c(H＋)＋c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)＋2c(OH－)＋2c(Cl－)

A　[递减曲线为CH3COOH的变化曲线，递增曲线为CH3COO－的变化曲线。A项，当pH＝5.5时，c(CH3COO－)＞c(CH3COOH)，错误；B项，CH3COOHH＋＋CH3COO－，c(H＋)＝10－4.75 mol·L－1，c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)＝0.05 mol·L－1，Ka＝＝1×10－4.75；C项，电荷守恒式为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，由于c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝0.1 mol·L－1，所以c(Na＋)＋c(H＋)－c(OH－)＝c(CH3COO－)＝0.1 mol·L－1－c(CH3COOH)，即c(Na＋)＋c(H＋)－c(OH－)＋c(CH3COOH)＝0.1 mol·L－1；D项，通入HCl气体后发生反应为

CH3COONa＋HCl　===　CH3COOH＋NaCl

0.05 mol　　0.05 mol　　0.05 mol　 0.05 mol

相当于有0.1 mol的CH3COOH和0.05 mol的NaCl混合，c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝2c(Na＋)＝2c(Cl－)，电荷守恒式为2c(Na＋)＋2c(H＋)＝2c(OH－)＋2c(Cl－)＋2c(CH3COO－)，即：c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＋2c(H＋)＝2c(OH－)＋2c(Cl－)＋2c(CH3COO－)，化简得：2c(H＋)＋c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)＋2c(OH－)＋2c(Cl－)。]

12．(2020·全国卷Ⅰ)以酚酞为指示剂，用0.100 0 mol·L－1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。

[比如A2－的分布系数：

δ(A2－)＝]

下列叙述正确的是(　　)

A．曲线①代表δ(H2A)，曲线②代表δ(HA－)

B．H2A溶液的浓度为0.200 0 mol·L－1

C．HA－的电离常数Ka＝1.0×10－2

D．滴定终点时，溶液中c(Na＋)<2c(A2－)＋c(HA－)

C　[由题图可知加入40 mL NaOH溶液时达到滴定终点，又H2A为二元酸，则H2A溶液的浓度为0.100 0 mol·L－1，由题图可知，没有加入NaOH溶液时，H2A溶液的pH约为1.0，分析可知H2A第一步完全电离，曲线①代表δ(HA－)，曲线②代表δ(A2－)，A项错误，B项错误；由于H2A第一步完全电离，则HA的起始浓度为0.100 0 mol·L－1，根据图像当VNaOH＝0时，δ(HA－)＝0.9，δ(A2－)＝0.1，则HA的电离常数Ka＝＝≈1×10－2，C项正确；滴定终点时溶液中存在的离子有Na＋、H＋、A2－、HA－、OH－，根据电荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)，此时c(H＋)<c(OH－)，则c(Na＋)＞2c(A2－)＋c(HA－)，D项错误。]

13．室温下，用相同物质的量浓度的HCl溶液分别滴定物质的量浓度均为0.1 mol·L－1的三种碱溶液，滴定曲线如图所示。下列判断正确的是(　　)

A．滴定前，三种碱溶液中水电离出的c(H＋)大小关系：DOH＞BOH＞AOH

B．滴定至P点时，溶液中：c(Cl－)＞c(B＋)＞c(BOH)＞c(OH－)＞c(H＋)

C．pH＝7时，c(A＋)＝c(B＋)＝c(D＋)

D．当中和百分数达100%时，将三种溶液混合后：c(AOH)＋c(BOH)＋c(DOH)＝c(H＋)－c(OH－)

D　[三种碱溶液的起始浓度均为0.1 mol·L－1，由图中信息可知，起始时pH都小于13，说明三种碱均为弱碱，且碱性强弱顺序为AOH＜BOH＜DOH。滴定前，三种碱溶液中H＋全部是由水电离出来的，由pH大小关系可推知水电离出的c(H＋)大小关系为AOH＞BOH＞DOH，故A错误；滴定至P点时中和百分数为50%，即BOH恰好有一半被中和，溶液为物质的量浓度相同的BOH和BCl的混合溶液，pH＞7，溶液显碱性，则BOH的电离程度大于BCl的水解程度，所以溶液中c(Cl－)＜c(B＋)，故B错误；pH＝7时，溶液中c(H＋)＝c(OH－)，由电荷守恒可知，三种溶液中c(Cl－)均等于c(弱碱阳离子)。由于三种盐在相同的条件下的水解程度由小到大的顺序是DCl＜BCl＜ACl，且其水解均使溶液显酸性，则滴定到溶液恰好呈中性时，三种溶液中消耗HCl溶液的体积由小到大的顺序为AOH＜BOH＜DOH，则三种溶液中c(Cl－)不相等，且c(Cl－)由小到大的顺序为AOH＜BOH＜DOH，因而c(A＋)＜c(B＋)＜c(D＋)，故C错误；当中和百分数达100%时，三种溶液的物质的量浓度相同，混合后，根据质子守恒，c(DOH)＋c(AOH)＋c(BOH)＋c(OH－)＝c(H＋)，则c(AOH)＋c(BOH)＋c(DOH)＝c(H＋)－c(OH－)，故D正确。]

14．某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是

H2A===H＋＋HA－、HA－H＋＋A2－。

回答下列问题：

(1)Na2A溶液显________(填“酸性”“中性”或“碱性”)；理由是

____________________________________________________________

_______________________________________________________(用离子方程式表示)。

(2)已知0.1 mol·L－1 NaHA溶液的pH＝2，则0.1 mol·L－1 H2A溶液中氢离子的物质的量浓度可能________0.11 mol·L－1(填“＜”“＞”或“＝”)，理由是________________________________________________________________

_______________________________________________________________。

(3)0.1 mol·L－1 NaHA溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是__________

_______________________________________________________________。

[解析]　由题意得：HA－不水解，A2－水解。(1)Na2A溶液应显碱性，因为A2－＋H2OHA－＋OH－。

(2)H2A　===　HA－　　＋　　H＋

0.1 mol·L－1 0.1 mol·L－1   0.1 mol·L－1

HA－H＋＋A2－

第一步产生的H＋对第二步的电离起抑制作用。所以c(H＋)＜0.11 mol·L－1。

(3)NaHA===Na＋＋HA－，

HA－H＋＋A2－，

H2OH＋＋OH－，

所以c(Na＋)＞c(HA－)＞c(H＋)＞c(A2－)＞c(OH－)。

[答案]　(1)碱性　A2－＋H2OHA－＋OH－　

(2)＜　H2A第一步电离产生的H＋，抑制了HA－的电离

(3)c(Na＋)＞c(HA－)＞c(H＋)＞c(A2－)＞c(OH－)