2021高考化学专题讲解 专题八　弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性（试题部分）

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专题八　弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性
【考情探究】
课
标
解
读
内容
弱电解质的电离平衡
水的电离　溶液的酸碱性
解读
1.理解弱电解质在水中的电离平衡
2.了解强电解质和弱电解质的概念
3.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性
1.了解水的电离、离子积常数
2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算
3.掌握中和滴定实验的基本操作
4.了解中和滴定实验主要仪器的使用方法
考情分析
该专题内容是近几年的必考内容。主要考查影响弱电解质电离平衡的因素,通过图像判断强、弱电解质,计算电离常数,比较微粒浓度大小,进行pH的相关计算和中和滴定的迁移应用等,命题时与水解相结合又增加了试题难度,预计在今后的高考中出现的概率仍较大
备考策略
备考时应重点关注数形结合与分析推理型选择题、滴定终点判断的规范表达,同时,要了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用
【真题探秘】

【基础集训】
考点一　弱电解质的电离平衡
1.常温下向10 mL 0.1 mol/L的HR溶液中逐滴加入0.1 mol/L的氨水,所得溶液pH及导电能力变化如图。下列分析正确的是(　　)

A.a~c点,溶液中离子数目先增大后减小
B.b点溶液pH=7,说明c(NH4+)=c(R-)
C.c点溶液中存在c(NH4+)>c(R-)>c(H+)>c(OH-)
D.b、c两点对应溶液中,水的电离程度相同
答案　B　
2.下列有关电解质溶液的说法正确的是(　　)
A.向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量水,溶液中c(NH3·H2O)c(NH4+)增大
B.向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加入少量冰醋酸,溶液中c(H+)c(CH3COOH)减小
C.将NH4Cl溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中c(NH4+)·c(OH-)c(NH3·H2O)·KW不变
D.向NaHCO3溶液中加入NH4Cl至中性,溶液中c(Na+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+c(CO32-)
答案　B　
3.25 ℃时,将1.0 L w mol·L-1的CH3COOH溶液与0.1 mol NaOH固体混合,充分反应后向混合液中通(加)入HCl气体或NaOH固体,溶液的pH随通(加)入HCl或NaOH的物质的量(n)的变化如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A.a、b、c对应的混合液中,水的电离程度由大到小的顺序是a>b>c
B.c点混合液中c(Na+)>c(CH3COO-)
C.加入NaOH过程中,c(Na+)·c(OH-)c(CH3COO-)的值减小
D.若忽略溶液体积变化,则25 ℃时CH3COOH的电离平衡常数K=0.2w-0.2×10-7
答案　D　
考点二　水的电离　溶液的酸碱性
4.25 ℃时,体积均为100 mL、浓度均为0.1 mol/L的两种一元碱MOH和ROH的溶液中,分别通入HCl气体,lgc(OH-)c(H+)随通入HCl的物质的量的变化如图所示。下列有关说法中不正确的是(不考虑溶液体积的变化)(　　)

A.a点由水电离产生的c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-26mol2/L2
B.b点溶液中:c(Cl-)>c(R+)>c(H+)>c(OH-)
C.c点溶液的pH=7,且所含溶质为ROH和RCl
D.碱性:MOH>ROH,且MOH是强碱,ROH是弱碱
答案　B　
5.下列实验误差分析错误的是(　　)
A.用湿润的pH试纸测某稀碱性溶液的pH,测定值偏小
B.用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小
C.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏小
D.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,所测温度值偏小
答案　B　
6.常温下,向20.00 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液中滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数[-lgc水(H+)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示,下列说法中不正确的是(　　)

A.常温下,Ka(HA)约为10-5
B.M、P两点溶液对应的pH=7
C.b=20.00
D.M点后溶液中均存在c(Na+)>c(A-)
答案　B　
【综合集训】
1.(2018湖北荆州第一次质量检查,14)关于相同体积、pH均为3的醋酸溶液和盐酸,下列说法中正确的是(　　)　
A.稀释至原体积的10倍后,两者的pH变化醋酸溶液大于盐酸
B.用同浓度的氢氧化钠溶液中和,消耗氢氧化钠的物质的量盐酸大于醋酸溶液
C.加入一定量的锌粉,产生气体的体积相同,则醋酸溶液一定过量
D.加入足量的锌粉,产生氢气的速率随时间的变化如图所示

答案　C　
2.(2018安徽马鞍山二模,13)室温时,1 mol·L-1的HA溶液和1 mol·L-1的HB溶液,起始时的体积均为V0,分别向两溶液中加水进行稀释,所得曲线如图所示。下列说法中错误的是(　　)

A.M点溶液中c(A-)等于N点溶液中c(B-)
B.HA的电离常数约为10-4
C.浓度均为0.1 mol·L-1的NaA和HA混合溶液的pHM
答案　D　
3.(2019湖南邵东创新实验学校月考,20)室温下,甲、乙两烧杯中均盛有5 mL pH=3的某一元酸溶液,向乙烧杯中加水稀释至pH=4。关于甲、乙两烧杯中溶液的描述不正确的是(　　)
①溶液的体积:10V甲≤V乙
②水电离出的OH-浓度:10c(OH-)甲≤c(OH-)乙
③若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,所得溶液的pH:甲≤乙
④若分别与5 mL pH=11的NaOH溶液反应,所得溶液的pH:甲≤乙
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
答案　B　
4.(2018陕西西安长安一中六检,15)某温度时,测得0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH=11。下列说法中错误的是(　　)
A.该温度下水的离子积常数KW=10-13
B.该温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的稀硫酸Vb L混合,所得溶液为中性,若a=12,b=2,则Va∶Vb=1∶10
C.该温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的稀硫酸Vb L混合,所得溶液为中性,若a+b=12,则Va∶Vb=10∶1
D.该温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的稀硫酸Vb L 混合,所得溶液为中性,若Va∶Vb=100∶1,则a+b=10
答案　D　
【应用集训】
1.(2020届湖北名师联盟月考,21)过碳酸钠俗称固体双氧水,被大量应用于洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域中,它的制备原理和路线如下:

已知:2Na2CO3+3H2O2 2Na2CO3·3H2O2　ΔHc点
C.从c点到d点,溶液中c(HA)·c(OH-)c(A-)保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
答案　C　
4.(2018北京理综,8,6分)下列化学用语对事实的表述不正确的是(　　)
A.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B.常温时,0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2ONH4++OH-
C.由Na和Cl形成离子键的过程:
D.电解精炼铜的阴极反应:Cu2++2e-Cu
答案　A　
5.(2017课标Ⅱ,12,6分)改变0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=c(X)c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)]。
下列叙述错误的是(　　)

A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg[K2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
答案　D　
6.(2016浙江理综,12,6分)苯甲酸钠(,缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A-。已知25 ℃时,HA的Ka=6.25×10-5,H2CO3的Ka1=4.17×10-7,Ka2=4.90×10-11。在生产碳酸饮料的过程中,除了添加NaA外,还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是(温度为25 ℃,不考虑饮料中其他成分)(　　)
A.相比于未充CO2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较低
B.提高CO2充气压力,饮料中c(A-)不变
C.当pH为5.0时,饮料中c(HA)c(A-)=0.16
D.碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为:c(H+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)-c(HA)
答案　C　
7.(2016北京理综,11,6分)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。

下列分析不正确的是(　　)
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.c点,两溶液中含有相同量的OH-
D.a、d两点对应的溶液均显中性
答案　C　
8.(2017江苏单科,20,14分)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有CO32-,其原因是　　　　　　　　　　　　。 
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。

图1

图2
①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4 H2AsO4-+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=　　　　　(pKa1=-lg Ka1)。 
(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH=7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH>7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pHc(HA)
答案　D　
3.(2015浙江理综,12,6分)40 ℃,在氨-水体系中不断通入CO2,各种离子的变化趋势如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A.在pH=9.0时,c(NH4+)>c(HCO3-)>c(NH2COO-)>c(CO32-)
B.不同pH的溶液中存在关系:c(NH4+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(NH2COO-)+c(OH-)
C.随着CO2的通入,c(OH-)c(NH3·H2O)不断增大
D.在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO-的中间产物生成
答案　C　
4.(2015广东理综,11,4分)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.升高温度,可能引起由c向b的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
答案　C　
考点二　水的电离　溶液的酸碱性
5.(2016江苏单科,10,2分)下列图示与对应的叙述不相符合的是(　　)


A.图甲表示燃料燃烧反应的能量变化
B.图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化
C.图丙表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程
D.图丁表示强碱滴定强酸的滴定曲线
答案　A　
6.(2015重庆理综,3,6分)下列叙述正确的是(　　)
A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B.25 ℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7
C.25 ℃时,0.1 mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D.0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
答案　C　
7.(2015广东理综,12,4分)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定,下列说法正确的是(　　)
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
答案　B　
8.(2015山东理综,31,19分)毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:

(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸,除量筒外还需使用下列仪器中的　　　　。 
a.烧杯 b.容量瓶 c.玻璃棒 d.滴定管
(2)加入NH3·H2O调pH=8可除去　　　　(填离子符号),滤渣Ⅱ中含　　　　　　　(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9

Ca2+
Mg2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
13.9
11.1
3.2
(3)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量,实验分两步进行。
已知:2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O　Ba2++CrO42- BaCrO4↓
步骤Ⅰ:移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用b mol·L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V0 mL。
步骤Ⅱ:移取y mL BaCl2溶液于锥形瓶中,加入x mL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用b mol·L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1 mL。
滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的　　　　(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为　　　　mol·L-1。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,Ba2+浓度测量值将　　　　(填“偏大”或“偏小”)。 
答案　(1)增大接触面积从而使反应速率加快　a、c
(2)Fe3+　Mg(OH)2、Ca(OH)2　H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀,产品产量减少
(3)上方　b(V0-V1)y　偏大
【三年模拟】
时间:40分钟　分值:90分
一、选择题(每题6分,共42分,每小题只有一个选项正确)
1.(2020届河北衡水中学五调,20)下列叙述正确的是(　　)
A.某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液的pH=b,则a>b
B.常温下,向滴有酚酞的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pHHNO3
答案　C　
3.(2019江西南昌一模,12)向25 ℃时,体积均为20 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的两种酸HX、HY溶液中分别滴加0.1 mol·L-1的NaOH溶液,所加NaOH溶液体积与反应后溶液的pH的关系如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A.HX、HY均为弱酸
B.Ka(HY)的数量级约为10-6
C.b点时:2c(Na+)=c(Y-)+c(HY)
D.V(NaOH溶液)=20 mL时,反应后的两种溶液中c(X-)=c(Y-)
答案　C　
4.(2019山西适应性测试,13)室温下,向10 mL 0.1 mol·L-1HX溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1 YOH溶液,混合溶液的pH变化情况如图所示(温度和体积变化忽略不计)。则下列结论错误的是(　　)

A.HX为一元强酸,YOH为一元弱碱
B.M点水的电离程度大于N点水的电离程度
C.N点对应溶液中粒子浓度:c(YOH)>c(Y+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
D.25 ℃时pH=4的YX溶液中水电离出的c(H+)=1.0×10-4 mol·L-1
答案　C　
5.(2019安徽合肥调研,11)下列图示与对应的叙述相符的是(　　)

A.图甲表示某吸热反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应的能量变化
B.图乙表示常温下,0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1醋酸溶液的滴定曲线
C.图丙表示某可逆反应的反应速率随时间的变化关系,t0时刻改变的条件一定是使用了催化剂
D.图丁表示一定质量的冰醋酸在加水过程中,溶液导电能力的变化曲线,且醋酸电离程度:ac(NH4+)
答案　B　
9.(2018河北武邑中学三调,19)下列说法正确的是(　　)
A.0.1 mol·L-1 pH为4的NaHB溶液中:c(HB-)>c(H2B)>c(B2-)
B.图1表示25 ℃时,用0.1 mol·L-1盐酸滴定20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随加入酸体积的变化

C.在pH=2的NaHSO4溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(SO42-)
D.pH=2的两种一元酸x和y的溶液,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图2所示,分别滴加NaOH溶液(c=0.1 mol·L-1)至pH=3,消耗NaOH溶液的体积分别为Vx、Vy,则x为强酸,y为弱酸,且Vx>Vy
答案　C　
10.(2019山东济宁二模改编)人体血液存在H2CO3/HCO3-、HPO42-/H2PO4-等缓冲对。常温下,水溶液中各缓冲对的微粒浓度之比的对数值lgx[x表示c(H2CO3)c(HCO3-)或c(HPO42-)c(H2PO4-)]与pH的关系如图所示。已知碳酸的pKa1=6.4、磷酸的pKa2=7.2(pKa=-lgKa)。

下列说法正确的是(　　)
A.曲线Ⅰ表示lgc(HPO42-)c(H2PO4-)与pH的变化关系
B.a→b的过程中,水的电离程度逐渐增大
C.当c(H2CO3)=c(HCO3-)时,c(HPO42-)=c(H2PO4-)
D.当pH增大时,c(HCO3-)·c(H2PO4-)c(HPO42-)逐渐减小
答案　BD　
三、非选择题(共30分)
11.(2019湖北八市二联,26)(16分)氰化钠(NaCN)是一种基本化工原料,同时也是一种剧毒物质。一旦泄漏需要及时处理,一般可以通过喷洒双氧水或过硫酸钠(Na2S2O8)溶液来处理,以减轻环境污染。
Ⅰ.(1)NaCN用双氧水处理后,产生一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
Ⅱ.工业制备过硫酸钠的反应原理如下:
主反应:(NH4)2S2O8+2NaOH Na2S2O8+2NH3↑+2H2O
副反应:2NH3+3Na2S2O8+6NaOH 6Na2SO4+N2+6H2O
某化学小组利用上述原理在实验室制备过硫酸钠,并用过硫酸钠溶液处理含氰化钠的废水。
实验一:实验室通过如图所示装置制备Na2S2O8。

(2)装置中盛放双氧水的仪器名称是　　　　　　。 
(3)装置a中反应产生的气体需要持续通入装置c的原因是　　　　　　　　 　　　　　。 
(4)上述装置中还需补充的实验仪器或装置有　　　　(填字母)。 
A.温度计 B.洗气瓶
C.水浴加热装置 D.环形玻璃搅拌棒
实验二:测定用过硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量。
已知:①废水中氰化钠的最高排放标准为0.50 mg/L。
②Ag++2CN- [Ag(CN)2]-,Ag++I- AgI↓,AgI呈黄色,Ag+优先与CN-反应。实验如下:取1 L处理后的NaCN废水,浓缩为10.00 mL置于锥形瓶中,并滴加几滴KI溶液作指示剂,用1.0×10-3 mol/L的标准AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的体积为5.00 mL。
(5)滴定终点的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(6)处理后的废水中氰化钠的浓度为　　　　mg/L;处理后的废水是否达到排放标准?　　　　(填“是”或“否”)。 
Ⅲ.(7)常温下,含硫微粒主要存在形式受pH影响。利用电化学原理,用惰性电极电解饱和NaHSO4溶液也可以制备过硫酸钠。已知在阳极放电的离子主要为HSO4-,则阳极反应式为　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)NaCN+H2O2+H2O NH3↑+NaHCO3
(2)分液漏斗
(3)将产生的氨气及时排出,防止发生副反应
(4)AC
(5)滴入最后一滴标准硝酸银溶液,锥形瓶中产生黄色沉淀,且半分钟沉淀不消失
(6)0.49　是
(7)2HSO4--2e- S2O82-+2H+
12.(2018湖北荆州一检,18)(14分)氨是重要的工业原料,在农业、医药和化工等领域有重要应用。
Ⅰ.(1)工业上用N2和H2在一定条件下合成氨,下列措施能使正反应速率增大,且平衡混合物中NH3的体积分数一定增大的是　　　。 
A.降低反应温度 B.压缩反应混合物 C.充入N2 D.液化分离NH3
(2)常温下,向100 mL 0.2 mol/L的氨水中逐滴加入0.2 mol/L的盐酸,所得溶液的pH、溶液中NH4+和NH3·H2O物质的量分数与加入盐酸的体积的关系如图所示,根据图像回答下列问题。

①表示NH3·H2O浓度变化的曲线是　　　(填“A”或“B”)。 
②NH3·H2O的电离常数为　　　(已知lg1.8≈0.26)。 
③当加入盐酸体积为50 mL时,溶液中c(NH4+)-c(NH3·H2O)=　　　　　　　mol/L(用数字表示)。 
Ⅱ.若液氨中也存在类似水的电离(H2O+H2O H3O++OH-),碳酸钠溶于液氨后也能发生完全电离和类似水解的氨解。
(1)写出液氨的电离方程式:　 。 
(2)写出碳酸钠溶于液氨后一级氨解的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)写出碳酸钠的液氨溶液中各离子浓度的大小关系:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　Ⅰ.(1)B
(2)①A　②1.8×10-5或10-4.74　③2×10-5-2×10-9
Ⅱ.(1)NH3+NH3 NH4++NH2-
(2)CO32-+2NH3 NH2-+NH4CO3-
(3)c(Na+)>c(CO32-)>c(NH2-)>c(NH4CO3-)>c(NH4+)