专题08 水溶液中的离子平衡(解析版)

专题08 水溶液中的离子平衡1．（2020届陕西省汉中市重点中学高三4月开学第一次联考）次磷酸(H 3PO 2一元弱酸)和氟硼酸(HBF 4)均可用于植物杀菌。

常温时，有1mol ∙L -1的H 3PO 2溶液和1mol∙L -1的HBF 4溶液，两者起始时的体积均为V 0，分别向两溶液中加水，稀释后溶液的体积均为V ，两溶液的pH 变化曲线如图所示。

下列说法错误的是A ．常温下，NaBF 4溶液的pH=7B ．常温下，H 3PO 2的电离平衡常数约为1.1⨯10-2C ．NaH 2PO 2 溶液中：c(Na +) =c( H 2PO 2- ) +c( HPO 22-) +c(PO 23-) +c( H 3PO 2)D ．常温下，在0≤pH≤4时，HBF 4溶液满足0VpH=lg V 【答案】C【解析】此题的横坐标是0lg1VV +，V 是加水稀释后酸溶液的体积，未稀释时，V =V 0，横坐标值为1；稀释10倍时，V =10V 0，横坐标值为2，以此类推。

此题实际上考察的是稀释过程中，酸碱溶液pH 的变化规律：越强的酸碱，稀释过程中pH 的变化越明显；如果不考虑无限稀释的情况，对于强酸或强碱，每稀释十倍，pH 变化1。

根据此规律，再结合题干指出的次磷酸是弱酸这条信息，就可以明确图像中两条曲线的归属，并且可以得出氟硼酸是强酸这一信息。

A ．根据图像可知，b 表示的酸每稀释十倍，pH 值增加1，所以b 为强酸的稀释曲线，又因为H 3PO 2为一元弱酸，所以b 对应的酸只能是氟硼酸(HBF 4)，即氟硼酸为强酸；那么NaBF 4即为强酸强碱盐，故溶液为中性，常温下pH=7，A 项正确；B ．a 曲线表示的是次磷酸的稀释曲线，由曲线上的点的坐标可知，1mol/L 的次磷酸溶液的pH=1，即c (H +)=0.1mol/L ；次磷酸电离方程式为：3222H PO H H PO +-+垐?噲?，所以1mol/L 的次磷酸溶液中c (H 3PO 2)=0.9mol/L ，c (22H PO -)=0.1mol/L ，那么次磷酸的电离平衡常数即为：222a 32(H )(H PO )0.10.1== 1.110(H PO )0.9c c K c +--⨯⨯≈⨯，B 项正确；C ．次磷酸为一元弱酸，22H PO -无法继续电离，溶液中并不含有22HPO -和32PO -两类离子；此外，22H PO -还会发生水解产生次磷酸分子，所以上述等式错误，C 项错误；D ．令y=pH ，x=0lg1VV +，由图可知，在0≤pH ≤4区间内，y=x-1，代入可得pH=0lgVV ，D 项正确；答案选C 。

2．（安徽省合肥市2020年高三第二次教学质量检测）二甲胺[(CH 3)2NH]在水中电离与氨相似，()-4b 322CH NH H O =1.610K ⎡⎤⋅⨯⎣⎦。

常温下，用0. l00mol/L 的HCl 分别滴定20. 00mL 浓度均为0.l00mol/L 的NaOH 和二甲胺溶液，测得滴定过程中溶液的电导率变化曲线如图所示。

下列说法正确的是A ．b 点溶液：()()()()()+--+323222c CH NH >c CH NH H O >c Cl >c OH >c H⎡⎤⎡⎤⋅⎣⎦⎣⎦B ．d 点溶液：()()()()++-323222c CH NH +c H>c CH NH H O +c Cl ⎡⎤⎡⎤⋅⎣⎦⎣⎦ C ．e 点溶液中：()()()()+-+323222c H-c OH =c CH NH +c CH NH H O ⎡⎤⎡⎤⋅⎣⎦⎣⎦D ．a 、b 、c 、d 点对应的溶液中，水的电离程度：d>c>b>a 【答案】D【解析】NaOH 是强碱，二甲胺是弱碱，则相同浓度的NaOH 和二甲胺，溶液导电率：NaOH>(CH 3)2NH ，所以①曲线表示NaOH 滴定曲线、②曲线表示(CH 3)2NH 滴定曲线，然后结合相关守恒解答。

A ．b 点溶液中溶质为等物质的量浓度的(CH 3)2NH·H 2O 和(CH 3)2NH 2Cl ，()-4b 322CH NH H O =1.610K ⎡⎤⋅⨯⎣⎦，(CH 3)2NH 2Cl 的水解常数()--11b 32-4214W h b 10= 6.210CH NH H O 1.5610K K K K =⎡⎤⨯=<⋅⎣⎦⨯，所以(CH 3)2NH·H 2O 的电离程度大于(CH 3)2NH 2Cl 的水解程度导致溶液呈碱性，但是其电离和水解程度都较小，则溶液中微粒浓度存在：()()()()()+--+323222CH NH >Cl >CH NH H O >OH >Hc c c c c ⎡⎤⎡⎤⋅⎣⎦⎣⎦，A 错误；B ．d 点二者完全反应生成(CH 3)2NH 2Cl ，()322CH NH +水解生成等物质的量的()322CH NH H O ⋅和H +，()322CH NH +水解程度远大于水的电离程度，因此()322CH NH H O c ⎡⎤⋅⎣⎦与()+c H 近似相等，该溶液呈酸性，因此()()+-HOH c c >，则()()322-CH NH H O OH c c ⎡⎤⋅>⎣⎦， 溶液中存在电荷守恒：()()()()+--322CH NH H OH Cl c c c c ++=+⎡⎤⎣⎦，因此()()()()++-323222CH NH +H CH NH H O +Cl c c c c ⎡⎤⎡⎤<⋅⎣⎦⎣⎦，故B 错误；C ．e 点溶液中溶质为等物质的量浓度的(CH 3)2NH 2Cl 、HCl ，溶液中存在电荷守恒：()()()()+--322CH NH HOH Cl c c c c ++=+⎡⎤⎣⎦，物料守恒：()()()-323222Cl CH NH H O 2CH NH =2c c c +⎡⎤⋅+⎣⎦⎡⎤⎣⎦，则()()()()+32-3222H CH NH -H O OH =2CH NH c c c c +⎡⎤⋅+⎣⎦⎡⎤⎣⎦，故C 错误；D ．酸或碱抑制水电离，且酸中c (H +)越大或碱中c (OH −)越大其抑制水电离程度越大，弱碱的阳离子或弱酸的阴离子水解促进水电离，a 点溶质为等浓度的NaOH 和NaCl ；b 点溶质为等物质的量浓度的[(CH 3)2]NH·H 2O 和(CH 3)2NH 2Cl ，其水溶液呈碱性，且a 点溶质电离的OH -浓度大于b 点，水的电离程度：b>a ；c 点溶质为NaCl ，水溶液呈中性，对水的电离无影响；d 点溶质为(CH 3)2NH 2Cl ，促进水的电离，a 、b 点抑制水电离、c 点不影响水电离、d 点促进水电离，所以水电离程度关系为：d>c>b>a ，故D 正确；故案为D 。

3．（东北三省三校2020届高三第二次联合考试）某温度下，分别向20mL 浓度均为xmol/L 的NaCl 和Na 2CrO 4溶液中滴加0.1mol/LAgNO 3溶液，滴加过程中()--lgc Cl 和()2-4-lgc CrO 与AgNO 3溶液的体积关系如图所示。

下列说法不正确的是A ．x =0.1B ．曲线I 代表NaCl 溶液C ．K sp (Ag 2CrO 4)约为4×10－12D ．y=9【答案】D【解析】A ．根据图像可知，未滴加AgNO 3溶液时()--lgc Cl或()2-4-lgc CrO 均为1，则NaCl 和Na 2CrO4溶液均为0.1mol·L -1，即x=0.1，A 选项正确；B ．1molCl -和CrO 42-分别消耗1mol 和2molAg +，由图像可知，滴加AgNO 3溶液过程中，曲线I 突跃时加入的AgNO 3溶液的体积为20mL ，则曲线I 代表NaCl 溶液，B 选项正确；C ．b 点时，()2-4-lgc CrO =4，则c(CrO 42-)=10-4mol·L -1，c(Ag +)=2×10-4mol·L -1，K sp (Ag 2CrO 4)= c(CrO 42-)·c 2(Ag +)=4×10－12，C 选项正确；D ．a 点时，Cl -恰好完全沉淀，()--lgc Cl=5，则c(Cl -)=10-5mol·L -1，c(Ag +)=10-5mol·L -1，K sp (AgCl)=c(Cl -)·c(Ag +)=10－10，c 点加入40mLAgNO 3溶液，溶液中()-1+-10.02L 0.1mol L 0.1c Ag ==mol L 0.06L 3⨯g g ，()()()-10--9-1+Ksp AgCl 10c Cl ===310mol L 0.1c Ag 3⨯g ，则-lgc(Cl -)=9-lg3≈8.52，D 选项错误；答案选D 。

4．（福建省泉州市2020届高三第一次模拟）在Na 2Cr 2O 7酸性溶液中，存在平衡2CrO 42—(黄色)+2H +⇌Cr 2O 72—(橙红色)+H 2O ，已知:25℃时,Ksp(Ag 2CrO 4)=1×10—12 Ksp(Ag 2Cr 2O 7)=2×10—7。

下列说法正确的是A ．当2c( Cr 2O 72—)=c(CrO 42—)时，达到了平衡状态B ．当pH=1时，溶液呈黄色C ．若向溶液中加入AgNO 3溶液，生成Ag 2CrO 4沉淀D ．稀释Na 2Cr 2O 7溶液时，溶液中各离子浓度均减小 【答案】C【解析】A. 当2c( Cr 2O 72—)=c(CrO 42—)时，无法判断同一物质的正逆反应速率是否相等，则不能判断是否为平衡状态，A 错误；B. 当pH=1时，溶液酸性增强，平衡正向进行，则溶液呈橙红色，B 错误；C. 组成中阴阳离子个数比相同，溶度积常数越小，难溶电解质在水中溶解能力越差，已知Ksp(Ag 2CrO 4)< Ksp(Ag 2Cr 2O 7)，若向溶液中加入AgNO 3溶液，先生成Ag 2CrO 4沉淀，C 正确；D. 稀释Na 2Cr 2O 7溶液时，溶液中c(CrO 42-)、 c(H +)、c(Cr 2O 72-)均减小，由于K W 不变，则c(OH -)增大，D 错误；答案为C 。

5．（福建省泉州市2020届高三第一次模拟）废水中过量的氨氮(NH 3和NH 4+)会导致水体富营养化。

为研究不同pH 下用NaClO 氧化废水中的氨氮(用硝酸铵模拟)，使其转化为无污染的气体，试剂用量如下表。