专题17 离子浓度大小比较.docx
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1、专题17 离子浓度大小比较12019新课标NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1=1.1103 ,Ka2=3.9106)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是A混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关BNa+与A2的导电能力之和大于HA的Cb点的混合溶液pH=7Dc点的混合溶液中,c(Na+)c(K+)c(OH)【答案】C【解析】【分析】邻苯二甲酸氢钾为二元弱酸酸式盐,溶液呈酸性,向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液,两者反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中离子浓度增大,导电性增强,邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠为强碱弱酸盐,邻苯
2、二甲酸根在溶液中水解使溶液呈碱性。【详解】A项、向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液,两者反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中Na+和A2的浓度增大。由图像可知,溶液导电性增强,说明导电能力与离子浓度和种类有关,故A正确;B项、a点和b点K+的物质的量相同,K+的物质的量浓度变化不明显,HA转化为A2,b点导电性强于a点,说明Na+和A2 的导电能力强于HA,故B正确;C项、b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,邻苯二甲酸钾为强碱弱酸盐,A2在溶液中水解使溶液呈碱性,溶液pH7,故C错误;1D项、b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应
3、生成等物质的量的邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中c(Na+)和c(K+)相等,c点是继续加入氢氧化钠溶液后,得到邻苯二甲酸钾、邻苯二甲酸钠、氢氧化钠的混合溶液,则溶液中c(Na+)c(K+),由图可知,a点到b点加入氢氧化钠溶液的体积大于b点到c点加入氢氧化钠溶液的体积,则溶液中c(K+)c(OH),溶液中三者大小顺序为c(Na+)c(K+)c(OH),故D正确。故选C。【点睛】本题考查水溶液中的离子平衡,试题侧重考查分析、理解问题的能力,注意正确分析图象曲线变化,明确酸式盐与碱反应溶液浓度和成分的变化与导电性变化的关系是解答关键。- 22019江苏室温下,反应 +H2O H2CO3+OHH
4、CO 的平衡常数K=2.2108。将NH4HCO33溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取废渣中的ZnO。若溶液混合引起的体积变化可忽略,室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是A0.2 molL1氨水:c (NH3 H2O)c( + ) c (OH) c (H+) NH4B0.2 molL1NH4HCO3溶液(pH7):c ( ) c ( ) c (H2CO3) c (NH3H2O)NH HCO+ -4 3C 0.2 mol L 1 氨水和0.2 mol L 1NH4HCO3 溶液等体积混合:c( )+c(NH3H2O)=c(H2CO3)+c ( )+NH HCO+ -4 3c( )2
5、-CO3D0.6 mol L1 氨水和0.2 molL1 NH4HCO3溶液等体积混合:c (NH3H2O)+c( - )+ c(OH2 )= CO30.3 molL1+ c (H2CO3)+ c (H+)【答案】BD【解析】【详解】A.NH3 H2O 属于弱碱,部分电离,氨水中存在的电离平衡有:NH3H2O NH4+OH-,H2O H+OH-,所以c(OH-)c(NH4+),故A错误;2B.NH4HCO3溶液显碱性,说明HCO3-的水解程度大于NH4+的水解,所以c(NH4+)c(HCO3-),HCO3-水解:H2O+HCO3- H2CO3+OH-,NH4+水解:NH4+H2O NH3H2O
6、+H+,前者水解程度大且水解都是微弱的,则c(H2CO3)c(NH3H2O),故B正确;C.由物料守恒,n(N):n(C)=2:1,则有c(NH4+)+c(NH3H2O)=2c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-),故C错误;D.由物料守恒,n(N):n(C)=4:1,则有c(NH4+)+c(NH3H2O)=4c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-);电 荷守 恒 有:c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-);结合消去c(NH4+)得:c(NH3H2O)+c(OH-)=c(H+)+4c(H2CO3)+3c(HCO3-)+2c(CO3
7、2-),0.2mol/LNH4HCO3 与0.6mol/L氨水等体积混合后瞬间c(NH4HCO3)=0.1mol/L,由碳守恒有,c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1mol/L,将等式两边各加一个c(CO32-),则有c(NH3H2O)+c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3)+3c(H2CO3)+3c(HCO3-)+3c(CO32-),将带入中得,c(NH3H2O)+c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3)+0.3mol/L,故D正确;故选BD。32019浙江选考室温下,取20 mL 0.1 molL1 某二元酸H2A,滴加0.
8、1 molL1 NaOH溶液。已知:H2A H+HA,HA H+A2。下列说法不正确的是A0.1 molL1 H2A溶液中有c(H+)c(OH)c(A2)0.1 molL1B当滴加至中性时,溶液中c(Na+)c(HA)2c(A2),用去NaOH溶液的体积小于10mLC当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液的pH7,此时溶液中有c(A2)c(H+)c(OH)D当用去NaOH溶液体积20 mL时,此时溶液中有c(Na+)2c(HA)2c(A2)【答案】B【解析】【分析】由于该二元酸H2A,第一步电离完全,第二步部分电离,可以把20 mL 0.1 molL1二元酸H2A看做20 mL 0.1 mo
9、lL1HA-一元弱酸和0.1mol/LH+溶液,注意该溶液是不存在H2A微粒。【详解】A. 0.1 molL1H2A溶液存在电荷守恒,其关系为c(H+)=c(OH)+2c(A2)+ c(HA),3因而c(H+)-c(OH)-c(A2)= c(A2)+c(HA)=0.1molL 1,A项正确;B.若NaOH用去10ml,反应得到NaHA溶液,由于HAH+A2,溶液显酸性,因而滴加至中性时,需要加入超过10ml的NaOH溶液,B项错误;C.当用去NaOH溶液体积10 mL时,得到NaHA溶液,溶液的pH7,存在质子守恒,其关系为c(A2)c(H+)c(OH),C项正确;D.当用去NaOH溶液体积2
10、0 mL时,得到Na2A溶液,根据物料守恒有:c(Na+)2c(HA)2c(A2),D项正确。故答案选B。4. (2018 江苏,14,4 分)(双选) H2C2O4 为二元弱酸,Ka1 (H2C2O4)=5.4 10-2,Ka2(H2C2O4)=5.410-5,设H2C2O4 溶液中c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)。 室温下用NaOH 溶液滴定25.00 mL 0.100 0 molL-1 H2C2O4 溶液至终点。 滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是A. 0.100 0 molL-1 H2C2O4溶液:c(H+)=0.100 0
11、molL-1+c(C2O42-)+c(OH-)-c(H2C2O4)B.c(Na+)=c(总)的溶液:c(Na+)c(H2C2O4)c(C2O42-)c(H+)C.pH=7 的溶液:c(Na+)=0.100 0 molL-1+c(C2O42-)-c(H2C2O4)D.c(Na+)=2c(总)的溶液:c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4-)AD 本题考查溶液中粒子浓度大小的关系,较难。H2C2O4溶液中存在电荷守恒:c(H)=c(OH)+c(HC2O4)+2c(C2O42-),物料守恒:c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.100 0 molL-
12、1,将两式相加,可得c(H+)=0.100 0 molL-1+c(C2O42-)+c(OH-)c(H2C2O4),A项正确;c(Na)=c(总)的溶液,相当于等物质的量的H2C2O4 与NaOH反应后的溶液,即为NaHC2O4溶液,已知Ka2=5.410-5,Kh(HC2O4-)= ,说明HC2O4-的电离程度大于其水解程度,故NaHC2O4溶液显酸性,则c(C2O42-)c(H2C2O4),B项错误;起始时,H2C2O4溶液中c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.100 0 mol L-1 ,滴入NaOH溶液后,c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(
13、C2O42-)0.100 0 molL-1,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),pH=7的溶液中,c(Na+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)c(OH-)D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)c(HX-)c(X2-)c(OH-)=c(H+)【答案】D【解析】本题考查弱酸电离平衡和溶液中离子浓度大小比较等。(1)图象纵轴表示pH,横轴表示溶液中两种粒子浓度比的对数;(2)酸性越强,c( )越大,pH越 小;(3)横坐标为0.0时两种粒子浓度之比为1,而电离平衡常数只与温度有关,与浓度无关。选择该点计算电离常数。H2X的电离
14、方程式为H2X +H ,H + 。当 = =1时,即横坐标为0.0时,Ka1=c( ),Ka2=c( ),因为Ka1Ka2,故c(H+)c(H+),即pHc(OH-) ,C 项正确;电荷守恒式为c(N )+c( )=c(O )+c(H )+2c( ),中性溶液中存在c( )=c(O ),故有5c(N )=c(H )+2c( ),假设c(HX-)=c(X2-)或c(HX-)c(X2-)(见C项分析),则溶液一定呈酸性,故中性溶液中c(HX-)c( ),会认为D项正确,导致错选,其错选本质原因是忽视了“混合溶液呈中性”条件的限制。本题主要考查弱电解质电离及电离常数的计算,难点在于选择两种粒子浓度相
15、等条件下求电离常数。6. 【2017高考江苏卷14题】常温下,Ka(HCOOH)=1.7710-4,Ka(CH3COOH)=1.7510-5,Kb(NH3H2O)=1.7610-5,下列说法正确的是( )A.浓度均为0.1 molL-1 的HCOONa 和NH4Cl 溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH 溶液的体积相等C.0.2 mol L-1 HCOOH 与 0.1 mol L-1 NaOH 等 体 积 混 合 后 的 溶 液中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(HCOOH)+c
16、(H+)D.0.2 mol L-1 CH3COONa 与 0.1 mol L-1 盐酸等体积混合后的溶液中(pHc(Cl-)c(CH3COOH)c(H+)【答案】AD【解析】本题考查弱电解质的电离平衡知识。HCOONa溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-),NH4Cl溶液中存在c( )+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),两溶液中有c(Na+)=c(Cl-),只要比较HCOONa溶液中c(H+)与NH4Cl溶液中c(OH-)的大小即可,由电离常数可知, 的水解程度比HCOO-的大,则NH4Cl溶液中c(H+)较HCOONa溶液中c(OH-) 大,即 NH4Cl
17、溶液中 c(OH-) 较 HCOONa 溶液中 c(H+) 小,所以有c(Na+)+c(H+)c(Cl-)+c(OH-)=c( )+c(H+),A项正确;CH3COOH的电离平衡常数比HCOOH的小,即CH3COOH的酸性弱,则相同pH的CH3COOH溶液的浓度大于HCOOH的,和NaOH反应时,CH3COOH溶液消耗NaOH溶液的体积较大,B项错误;反应后得到c(HCOOH)与c(HCOONa)相等的混合溶液,溶液呈酸性,由电荷守恒得:c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),由物料守恒6得 :2c(Na+)=c(HCOOH)+c(HCOO-) , 则 c(HCOO-)c(N
18、a+)c(HCOOH) , 所 以c(HCOO-)+c(OH-)c(HCOOH)+c(H+),C项错误;反应后得到c(CH3COONa)=c(CH3COOH)=c(NaCl)的混合溶液,由物料守恒得:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Cl-),pHc(Cl-)c(CH3COOH),电离和水解均很微弱,故c(H+)小于c(CH3COOH),D项正确。【名师点晴】电解质溶液中存在物料守恒,要抓住谁和谁物料守恒,如本题C项,c(HCOOH)与c(HCOONa)相等的混合溶液,HCOOH电离出HCOO-,HCOO-水解生成HCOOH,故c(HCOO-)和c(HCOOH)之和不变,是Na
19、+浓度的两倍。D项也是如此,0.2 molL-1 CH3COONa溶液与0.1mol L-1 盐酸等体积反应,两者物质的量之比为 2 1 ,则有物料守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Cl-)。7 【2016 年高考江苏卷】H2C2O4 为二元弱酸。20 时,配制一组c(H2C2O4 )+c(H2C2O4 )+c( )+c( )=0.100 molL-1 的H2C2O4和NaOH混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH 的变化曲线如图所示。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )A.pH=2.5 的溶液中:c(H2C2O4)+c( )c( )B.c(Na+
20、)=0.100 molL-1的溶液中:c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH-)+c( )C.c( )=c( )的溶液中:c(Na+)0.100 molL-1+c( )D.pH=7.0 的溶液中:c(Na+)2c( )【答案】BD【解析】本题考查离子浓度大小比较,意在考查考生对溶液中存在的守恒关系的理解能力。A项,由题图知pH=2.5 时,c( )0.08 mol L-1 ,则c( )+c(H2C2O4)0,由题图知c(H+)-c(OH-)0,则c(Na+)2c( ),正确。【考点定位】本题主要是考查电解质溶液中的离子平衡以及离子浓度大小比较【名师点晴】该题综合性强,难度较大。电解质溶液中离
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