三年高考(2015-2017)化学试题分项版解析：专题11 水溶液中的离子平衡(解析版)

1．【2017新课标1卷】常温下将NaOH溶液滴加到己二酸（H2X）溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是A．Ka2（H2X）的数量级为10–6B．曲线N表示pH与2(HX)lg(HX)cc的变化关系C．NaHX溶液中(H)(OH)ccD．当混合溶液呈中性时，2(Na)(HX)(X)(OH)(H)ccccc【答案】D【解析】A、己二酸是二元弱酸，第二步电离小于第一步，即Ka1=2(HX)(H)(HX)ccc＞Ka2=2(X)(H)(HX)ccc，所以当pH相等即氢离子浓度相等时2(HX)lg(HX)cc＞2(X)lg(HX)cc，因此曲线N表示pH与2(HX)lg(HX)cc的变化关系，则曲线M是己二酸的第二步电离，根据图像取－0.6和4.8点，2(X)(HX)cc=10－0.6mol·L－1，c(H＋)=10－4.8mol·L－1，代入Ka2得到Ka2=10－5.4，因此Ka2（H2X）的数量级为10–6，A正确；B.根据以上分析可知曲线N表示pH与2(HX)lg(HX)cc的关系，B正确；C.曲线N是己二酸的第一步电离，根据图像取0.6和5.0点，2(HX)(HX)cc=100.6mol·L－1，c(H＋)=10－5.0mol·L－1，代入Ka1得到Ka1=10－4.4，因此HX－的水解常数是w1aKK=10－14/10－4.4＜Ka2，所以NaHX溶液显酸性，即c(H＋)＞c(OH－)，C正确；D.根据图像可知当2(X)lg(HX)cc＝0时溶液显酸性，因此当混合溶液呈中性时，2(X)lg(HX)cc＞0，即c(X2–)＞c(HX–)，D错误；答案选D。【名师点睛】该题综合性强，该题解答时注意分清楚反应的过程，搞清楚M和N曲线表示的含义，答题的关键是明确二元弱酸的电离特点。电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考热点中的热点。多年以来全国高考化学试卷几乎年年涉及。这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的区分度，它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度以及对这些知识的综合运用能力。围绕盐类水解的类型和规律的应用试题在高考中常有涉及。解决这类题目必须掌握的知识基础有：掌握强弱电解质判断及其电离，盐类的水解，化学平衡理论(电离平衡、水解平衡)，电离与水解的竞争反应，以及化学反应类型，化学计算，甚至还要用到“守恒”来求解。2．【2017新课标2卷】改变0.11molL二元弱酸2HA溶液的pH，溶液中的2HA、HA、2A的物质的量分数(X)随pH的变化如图所示[已知22(X)(X)(HA)(HA)(A)cccc]。下列叙述错误的是A．pH=1.2时，2(HA)(HA)ccB．22lg[(HA)]4.2KC．pH=2.7时，22(HA)(HA)(A)cccD．pH=4.2时，2(HA)(A)(H)ccc【答案】D【解析】A、根据图像，pH=1.2时，H2A和HA−相交，则有c(H2A)=c(HA−)，故A说法正确；B、pH=4.2时，c(A2−)=c(HA−)，根据第二步电离HA−H＋＋A2−，得出：K2(H2A)=c(H+)×c(A2−)/c(HA−)=c(H+)=10−4.2，故B说法正确；C、根据图像，pH=2.7时，H2A和A2−相交，则有22(HA)(HA)(A)ccc，故C说法正确；D、由图知，pH=4.2时，c(HA−)=c(A2−)，H2A电离出一个HA−时释放出一个H+，电离出一个A2−时，释放出2个H+，同时水也会电离出H+，因此c(H+)＞c(HA−)=c(A2−)，错误。【名师点睛】该题综合性强，该题解答时注意利用守恒的思想解决问题。电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考热点中的热点。多年以来全国高考化学试卷几乎年年涉及。这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的区分度，它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度以及对这些知识的综合运用能力。围绕盐类水解的类型和规律的应用试题在高考中常有涉及。解决这类题目必须掌握的知识基础有：掌握强弱电解质判断及其电离，盐类的水解，化学平衡理论(电离平衡、水解平衡)，电离与水解的竞争反应，以及化学反应类型，化学计算，甚至还要用到“守恒”来求解。3．【2017新课标3卷】在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是A．SP(CuCl)K的数量级为710B．除Cl反应为Cu+Cu2++2Cl=2CuClC．加入Cu越多，Cu+浓度越高，除Cl效果越好D．2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大，反应趋于完全【答案】C【解析】A．Ksp(CuCl)=c(Cu+)·c(Cl－)，在横坐标-1(Cl)lgmolLc为1时，纵坐标-1(Cu)lgmolLc大于－6，小于－5，所以Ksp(CuCl)的数量级是10－7，A正确；B．除去Cl－反应应该是Cu+Cu2＋＋2Cl－＝2CuCl，B正确；C．溶液中存在平衡：Cu++Cl－CuCl、2Cu+Cu2++Cu，加入纯固态物质Cu对平衡无影响，故C错误；D．在没有Cl－存在的情况下，反应2Cu＋Cu2＋＋Cu的平衡常数约为26.77.927.32(Cu)1010(Cu)(10)cc，平衡常数很大，反应趋于完全，D正确。答案选C。【名师点睛】本题考查溶度积常数的计算及平衡的移动，难点是对溶液中平衡时相关离子浓度的关系图的理解，通过图示可以提取出Ksp(CuCl)，2Cu＋Cu2＋＋Cu的平衡常数，并且要注意在化学平衡中纯物质对反应无影响。4．【2017江苏卷】常温下，Ka(HCOOH)=1.77×10−4，Ka(CH3COOH)=1.75×10−5，Kb(NH3·H2O)=1.76×10−5，下列说法正确的是A．浓度均为0.1mol·L−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．0.2mol·L−1HCOOH与0.1mol·L−1NaOH等体积混合后的溶液中：c(HCOO−)+c(OH−)=c(HCOOH)+c(H+)D．0.2mol·L−1CH3COONa与0.1mol·L−1盐酸等体积混合后的溶液中(pH7)：c(CH3COO−)c(Cl−)c(CH3COOH)c(H+)【答案】AD【名师点睛】本题以3种弱电解质及其盐的电离、反应为载体，考查了酸碱中和滴定和溶液中离子浓度的大小比较。电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考热点中的热点。这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的区分度，它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度以及对这些知识的综合运用能力。高考试题常围绕盐类水解的类型和规律的应用出题。解决这类题目必须掌握的知识基础有：掌握强弱电解质判断及其电离，弱电解质的电离平衡常数的意义及其重要应用，盐类的水解，化学平衡理论(电离平衡、水解平衡)，电离与水解的竞争反应，要用到三个“守恒”（物料守恒、电荷守恒、质子守恒）来求解。很多大小关系要巧妙运用守恒关系才能判断其是否成立。5．【2016新课标1卷】298K时，在20.0mL0.10mol/L氨水中滴入0.10mol/L的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10mol/L氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是A．该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂B．M点对应的盐酸体积为20.0mLC．M点处的溶液中c(NH4＋)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)D．N点处的溶液中pH＜12【答案】D根据水的离子积常数可知：N处的溶液中氢离子浓度＝14310mol1.3210＝7.6×10－12mol/L，根据pH=−lgc(H+)可知此时溶液中pH＜12，正确。【考点定位】考查酸碱中和滴定、弱电解质的电离以及离子浓度大小比较等知识。【名师点睛】酸碱中和滴定是中学化学的重要实验，通常是用已知浓度的酸(或碱)来滴定未知浓度的碱(或酸)，由于酸、碱溶液均无色，二者恰好反应时溶液也没有颜色变化，所以通常借助指示剂来判断，指示剂通常用甲基橙或酚酞，而石蕊溶液由于颜色变化不明显，不能作中和滴定的指示剂。酸碱恰好中和时溶液不一定显中性，通常就以指示剂的变色点作为中和滴定的滴定终点，尽管二者不相同，但在实验允许的误差范围内。进行操作时，要注意仪器的润洗、查漏、气泡的排除，会进行误差分析与判断。判断电解质溶液中离子浓度大小时，经常要用到三个守恒：电荷守恒、物料守恒、质子守恒，会根据相应的物质写出其符合题意的式子，并进行叠加，得到正确的算式。掌握水的离子积常数的计算方法、离子浓度与溶液pH的关系等是本题解答的关键所在。本题难度适中。6．【2016新课标3卷】下列有关电解质溶液的说法正确的是A．向0.1mol1LCH3COOH溶液中加入少量水，溶液中3(H)(CHCOOH)cc减小B．将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃，溶液中33(CHCOO)(CHCOOH)(OH)ccc增大C．向盐酸中加入氨水至中性，溶液中4(NH)1(Cl)ccD．向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中(Cl)(Br)cc不变【答案】D【考点定位】考查弱电解质的电离平衡，盐类水解平衡，难溶电解质的溶解平衡【名师点睛】本试题考查影响弱电解质电离平衡移动、盐类水解移动、离子浓度大小比较、难溶电解质的溶解平衡等知识，属于选修4的知识点，这部分题考查学生对上述知识的运用、分析、审题能力，平时训练中需要强化这部分知识的练习，因为它是高考的重点。醋酸属于弱电解质，CH3COOHCH3COO－＋H＋，影响弱电解质的因素：（1）温度：升高温度促进电离；（2）加水稀释，促进电离；（3）同离子效应：加入相同离子抑制电离；（4）加入反应离子：促进电离；因为是都在同一溶液，溶液体积相同，因此看物质的量变化，加水稀释促进电离，n(H＋)增大，n(CH3COOH)减小，则比值增大。影响盐类水解的因素：温度、浓度、加入反应离子、同离子等，依据水解常数的表达式，得出：33(CHCOO)(CHCOOH)(OH)ccc=1/K，K只受温度的影响，盐类水解是中和反应的逆过程，属于吸热反应，升高温度促进水解，K增大，则比值变小。离子浓度大小比较中，有“三个守恒”：电荷守恒、物料守恒、质子守恒，根据相应的物质写出其符合题意的式子，并进行叠加，即得到正确的算式。因为是溶液显中性，常用电荷守恒的思想解决，即c(NH4＋)＋c(H＋)=c(OH－)＋c(Cl－)，溶液显中性则c(H＋)=c(OH－)，即c(NH4＋)=c(Cl－)，比值等于1；依据溶度积的表达式得出：Ksp(AgCl)=c(Ag＋)×c(Cl－)，Ksp(AgBr)=c(Ag＋)×c(Br－)，则两式相比得到c(Cl－)/c(Br－)=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，溶度积只受温度的影响，温度不变，则比值不变，溶度积和离子积的关系：Qc=Ksp溶液达到饱和，QcKsp溶液过饱和有沉淀析出，QcKsp溶液未达到饱和。本题难度适中。7．【2016北京卷】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