09水溶液中的离子反应与平衡-高考化学(2021-2023).docx
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1、专题九 水溶液中的离子反应与平衡考点一 弱电解质的电离平衡1(2023年6月浙江卷)草酸()是二元弱酸。某小组做如下两组实验:实验I:往溶液中滴加溶液。实验:往溶液中滴加溶液。已知:的电离常数,溶液混合后体积变化忽略不计,下列说法正确的是A实验I可选用甲基橙作指示剂,指示反应终点B实验I中时,存在C实验中发生反应D实验中时,溶液中【答案】D【详解】A溶液被氢氧化钠溶液滴定到终点时生成显碱性的草酸钠溶液,为了减小实验误差要选用变色范围在碱性范围的指示剂,因此,实验I可选用酚酞作指示剂,指示反应终点,故A错误;B实验I中时,溶质是、且两者物质的量浓度相等,则草酸氢根的电离程度大于草酸根的水解程度,
2、因此存在,故B错误;C实验中,由于开始滴加的氯化钙量较少而过量,因此该反应在初始阶段发生的是,该反应的平衡常数为,因为平衡常数很大,说明反应能够完全进行,当完全消耗后,再和发生反应,故C错误;D实验中时,溶液中的钙离子浓度为,溶液中,故D正确。综上所述,答案为D。2(2023湖北卷)为某邻苯二酚类配体,其,。常温下构建溶液体系,其中,。体系中含Fe物种的组分分布系数与pH的关系如图所示,分布系数,已知,。下列说法正确的是A当时,体系中BpH在9.510.5之间,含L的物种主要为C的平衡常数的lgK约为14D当时,参与配位的【答案】C【分析】从图给的分布分数图可以看出,在两曲线的交点横坐标值加和
3、取平均值即为某型体含量最大时的pH,利用此规律解决本题。【详解】A从图中可以看出Fe()主要与L2-进行络合,但在pH=1时,富含L的型体主要为H2L,此时电离出的HL-较少,根据H2L的一级电离常数可以简单计算pH=1时溶液中c(HL-)10-9.46,但pH=1时c(OH-)=10-13,因此这四种离子的浓度大小为c(H2L)c(FeL+)c(HL-)c(OH-),A错误;B根据图示的分布分数图可以推导出,H2L在pH9.9时HL-的含量最大,而H2L和L2-的含量最少,因此当pH在9.510.5之间时,含L的物种主要为HL-,B错误;C该反应的平衡常数K=,当FeL2-与FeL+分布分数
4、相等时,可以将K简化为K=,此时体系的pH=4,在pH=4时可以计算溶液中c(L2-)=5.010-14.86,则该络合反应的平衡常数K10-14.16,即lg K14,C正确;D根据图像,pH=10时溶液中主要的型体为FeL33-和FeL2(OH)2-,其分布分数均为0.5,因此可以得到c(FeL33-)=c(FeL2(OH)2-)=110-4molL-1,此时形成FeL33-消耗了310-4molL-1的L2-,形成FeL2(OH)2-消耗了210-4molL-1的L2-,共消耗了510-4molL-1的L2-,即参与配位的c(L2-)510-4,D错误;故答案选C。3(2023年1月浙江
5、卷)甲酸是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换树脂(含固体活性成分,R为烷基)因静电作用被吸附回收,其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数)与废水初始关系如图(已知甲酸),下列说法不正确的是A活性成分在水中存在平衡:B的废水中C废水初始,随下降,甲酸的电离被抑制,与作用的数目减少D废水初始,离子交换树脂活性成分主要以形态存在【答案】D【详解】A由图可知,溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡,故A正确;B由电离常数公式可知,溶液中=,当溶液pH为5时,溶液中=18,故B正确;C由图可知,溶液pH为2.4时,废水中的甲酸及其盐回收率最高,当溶液中pH小于2.4时,随溶液pH下降,溶
6、液中氢离子浓度增大,甲酸的电离被抑制,溶液中甲酸根个离子浓度减小,与作用的数目减小,故C正确;D由图可知,溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡,当废水初始pH大于5时,平衡向左移动,离子交换树脂活性成分主要以R3N形态存在,故D错误;故选D。4(2022全国乙卷)常温下,一元酸的。在某体系中,与离子不能穿过隔膜,未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是A溶液中B溶液中的HA的电离度为C溶液和中的不相等D溶液和中的之比为【答案】B【详解】A常温下溶液I的pH=7.0,则溶液I中c(H+)=c(OH-)=110-7mol/L,c(H+)c(OH-)c(A-),A错误;
7、B常温下溶液II的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1mol/L,Ka=1.010-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.010-3,解得=,B正确;C根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,C错误;D常温下溶液I的pH=7.0,溶液I中c(H+)=110-7mol/L,Ka=1.010-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.010-3,溶液I中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液II的pH=1.0,溶液II中c(H+)=0.1mol/L,Ka=1.010-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.010-3,溶液II中c总
8、(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,溶液I和II中c总(HA)之比为(104+1)c(HA)1.01c(HA)=(104+1)1.01104,D错误;答案选B。5(2022福建卷)探究醋酸浓度与电离度关系的步骤如下,与相关步骤对应的操作或叙述正确的步骤操作或叙述A.用标准溶液标定醋酸溶液浓度滴定时应始终注视滴定管中的液面B.用标定后的溶液配制不同浓度的醋酸溶液应使用干燥的容量瓶C.测定步骤中所得溶液的应在相同温度下测定D.计算不同浓度溶液中醋酸的电离度计算式为AABBCCDD【答案】C【详解】A中和滴定时眼睛应始终注视锥形瓶内溶液颜色的变
9、化,A错误;B配制不同浓度的醋酸溶液时,容量瓶不需要干燥,B错误;C温度影响醋酸的电离平衡,因此测定步骤中所得溶液的时应在相同温度下测定,C正确;D电离度是指弱电解质在溶液里达电离平衡时,已电离的电解质分子数占原来总分子数(包括已电离的和未电离的)的百分数,因此醋酸的电离度计算式为,D错误;答案选C。6(2022湖北卷)下图是亚砷酸和酒石酸混合体系中部分物种的图(浓度:总为,总T为)。下列说法错误的是A的为B的酸性比的强C时,的浓度比的高D时,溶液中浓度最高的物种为【答案】D【分析】由图分析,左侧纵坐标浓度的数量级为10-3mol/L,右坐标浓度的数量级为10-6mol/L,横坐标为pH,随着
10、pH的增大,先变大,然后再减小,同时变大,两者浓度均为右坐标,说明变化的程度很小,当pH=4.6时,=,Ka=10-4.6。pH继续增大,则减小,同时增大,当pH=9.1时,=,二者用左坐标表示,浓度比较大,说明变化的幅度比较大,但混合溶液中存在着酒石酸,电离常数远大于亚砷酸,且总T浓度也大于总As。【详解】A,当pH=9.1时,=,为,A正确;B,当pH=4.6时,=,Ka=10-4.6,而由A选项计算得H3AsO3的,即Ka Ka1,所以的酸性比的强,B正确;C由图可知的浓度为左坐标,浓度的数量级为10-3mol/L,的浓度为右坐标,浓度的数量级为10-6mol/L,所以时,的浓度比的高,
11、C正确;D由可知条件,酒石酸,的为,即酒石酸的第一部电离常数远大于亚砷酸的第一步电离常数,所以酒石酸的酸性远强于,另外总As的浓度也小于总T的浓度,所以当时,溶液中浓度最高的物种不是,D错误;故选D。7(2022湖北卷)根据酸碱质子理论,给出质子的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。已知:,下列酸性强弱顺序正确的是ABCD【答案】D【详解】根据复分解反应的规律,强酸能制得弱酸,根据酸碱质子理论,给出质子的物质是酸,则反应中,酸性:,反应中,酸性:,故酸性:,答案选D。8(2022浙江卷)时,苯酚的,下列说法正确的是A相同温度下,等的和溶液中,B将浓度均为的和溶液加热,两种溶液的均变大C时,
12、溶液与溶液混合,测得,则此时溶液中D时,的溶液中加少量固体,水的电离程度变小【答案】C【详解】A醋酸的酸性大于苯酚,则醋酸根离子的水解程度较小,则相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中c(C6H5O-)c(CH3COO-),A错误;BC6H5ONa溶液中,C6H5O-离子水解出氢氧根离子,升温促进C6H5O-离子的水解,氢氧根离子浓度增大,pH变大,而升高温度,Kw增大,NaOH溶液中OH-浓度不变,H+浓度增大,pH减小,B错误;C当pH=10.00时,c(H+)=1.010-10,故c(C6H5O-)= c(C6H5OH),C正确;DC6H5ONa中的C6H5O-可以水
13、解,会促进水的电离,D错误;故选C。9(2022浙江卷)已知25时二元酸H2A的Ka1=1.310-7,Ka2=7.110-15。下列说法正确的是A在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者B向0.1molL-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则H2A的电离度为0.013%C向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,则c(A2-)c(HA-)D取pH=a的H2A溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,则该溶液pH=a+1【答案】B【详解】A在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,A2-的水解程度大于HA-,水的电离程度前者大于后者,故A错误;B溶液
14、中c(H+)=10-3mol/L,H2A电离程度较小,溶液中c(H2A)0.1mol/L,Ka1=,c(HA-)=1.310-5mol/L,c(HA-)c(H2A) 电离,则H2A的电离度 0.013%,故B正确;C向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,则c(A2-)c(HA-),故C错误;DH2A是弱酸,取pH=a的H2A溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,H2A的电离平衡正向移动,则该溶液pHa+1,故D错误;选B。10(2021湖北卷)常温下,已知H3PO3溶液中含磷物种的浓度之和为0.1molL-1,溶液中各含磷物种的pcpOH关系如图所示。图中pc表示各含磷物种的浓度负对数
15、(pc=-lgc),pOH表示OH-的浓度负对数pOH=-lgc(OH-);x、y、z三点的坐标:x(7.3,1.3),y(10.0,3.6),z(12.6,1.3)。下列说法正确的是A曲线表示pc(H3PO3)随pOH的变化BH3PO3的结构简式为CpH=4的溶液中:c(H2PO)1.0105【答案】D【详解】A图象中含P物质只有3种,说明为二元弱酸。随着逐渐增大,减小,根据 、 ,知逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大,则逐渐增大,先减小后增大,逐渐减小,故曲线表示,曲线表示,曲线表示;根据x点知,时,c(OH-)=10-7.3mol/L,c(H+)=10-6.7mol/L,则的,根据z点知,
16、c(OH-)=10-12.6mol/L,c(H+)=10-1.4mol/L,则的,曲线表示随的变化,故A错误;B为二元弱酸,其结构简式为,故B错误;C即,由图可知,此时,即,而,故,故C错误;D由减去,可得,则平衡常数,故D正确;故答案:D。考点二 水的电离和溶液的pH1(2023湖南卷)常温下,用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液,滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是A约为B点a:C点b:D水的电离程度:【答案】D【分析】NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反应时,先与强酸反应,然后再与弱酸反应,由滴定曲线可知,a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成Na
17、Cl和水,CH3COOH未发生反应,溶质成分为NaCl和CH3COOH;b点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH,溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa;c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d点时NaOH过量,溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH,据此解答。【详解】A由分析可知,a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.0100mol/L,c(H+)=10-3.38mol/L,=10-4.76,故A正确;Ba点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在物料守恒关系c(Na+)=c
18、(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),故B正确;C点b溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和 CH3COONa,由于pH7,溶液显酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(CH3COOH)d,故D错误;答案选D。2(2023山东卷)一定条件下,乙酸酐醇解反应可进行完全,利用此反应定量测定有机醇中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:。加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。在相同条件下,量取相同体积
19、的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是ABCD【答案】A【详解】根据滴定过程中,用-甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸,消耗标准溶液,需要消耗-甲醇的物质的量为,即乙酸酐的总物质的量=;则ROH与乙酸酐反应后剩余的乙酸酐的物质的量=;设醇解的乙酸酐物质的量为x,水解的乙酸酐的物质的量为y,则x+y=;x+2y=;联立计算得:x=n(ROH)=,样品中羟基质量分数=, A正确;故选A。3(2023山东卷)一定条件下,乙酸酐醇解反应可进行完全,利用此反应定量测定有机醇中的羟基含量,实验过程中酯的水
20、解可忽略。实验步骤如下:配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:。加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。根据上述实验原理,下列说法正确的是A可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验B若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小C步骤滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小D步骤中,若加水量不足,将导致测定结果偏大【答案】B【分析】用-甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生
21、成的乙酸,消耗标准溶液,则消耗的物质的量为,即乙酸酐的总物质的量为,ROH与乙酸酐反应后剩余的乙酸酐的物质的量为,所以与ROH反应消耗的乙酸酐的物质的量为。【详解】A乙酸与醇的酯化反应可逆,不能用乙酸代替乙酸酐进行上述实验,A项错误;B若甲醇挥发,NaOH-甲醇溶液的浓度将偏大,滴定时消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小,步骤中所得V2偏小,而ROH的物质的量为,故将导致测定结果偏小,B项正确;C步骤滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小即V1偏小,而ROH的物质的量为,故将导致测定结果偏大,C项错误;D步骤中,若加水量不足,乙酸酐未完全水解,生成乙酸的物质的量偏小,消耗
22、NaOH-甲醇溶液的体积偏小即V2偏小,而ROH的物质的量为,故将导致测定结果偏小,D项错误;答案选B。4(2022山东卷)实验室用基准配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定标准溶液。下列说法错误的是A可用量筒量取标准溶液置于锥形瓶中B应选用配带塑料塞的容量瓶配制标准溶液C应选用烧杯而非称量纸称量固体D达到滴定终点时溶液显橙色【答案】A【分析】选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液,则应将Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,将待测盐酸置于酸式滴定管中,滴定终点时溶液由黄色变为橙色。【详解】A量筒的精确度不高,不可用量筒量取Na2CO3标准溶液,应该用碱式滴定管或
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