专题强化练4　溶液中粒子浓度大小关系（含解析）高中化学苏教版（2019）选择性必修一

专题强化练4　溶液中粒子浓度大小关系
1.通过滴加相同浓度的盐酸或KOH溶液来调节0.01 mol·L-1 Na2HAsO3溶液的pH,实验测得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)与溶液pH的关系如图所示。
下列有关说法正确的是(　　)
A.Ka2(H3AsO3)为1×10-9.2
B.NaH2AsO3溶于水,所得溶液中H2As的水解程度小于其电离程度
C.水的电离程度:a点大于b点
D.Na2HAsO3溶液中存在:c(Na+)=2c(H2As)+2c(HAs)+2c(As)+
2c(H3AsO3)
2.(2024山东聊城期中)下列关于电解质溶液中离子浓度关系的说法正确的是(　　)
A.0.1 mol/L的Na2CO3溶液中离子浓度的关系:2c(Na+)=c(HC)+c(H2CO3)+c(C)
B.0.1 mol/L的NH4Cl溶液和0.1 mol/L的氨水[已知Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5]等体积混合后离子浓度的关系:c(Cl-)>
c(N)>c(H+)>c(OH-)
C.常温下,向醋酸钠溶液中滴加少量醋酸使溶液的pH=7,则混合溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)
D.KHS溶液中存在等式关系:2c(S2-)+c(OH-)=c(H+)+c(H2S)
3.(2024江苏南通海安期中)常温下:Ka(CH3COOH)=1.8×10-5、Ka1(H2SO3)=10-1.85、Ka2(H2SO3)=10-7.22、Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。小组同学进行如下实验:
实验 实验操作和现象
1 测定0.10 mol·L-1 NaHSO3溶液的pH≈a
2 向0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通入少量SO2
3 向20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入等浓度NaOH溶液10 mL
4 配制0.10 mol·L-1的①(NH4)2SO3溶液、②CH3COONH4溶液、③NH4HSO3溶液
下列所得结论正确的是(　　)
A.实验1溶液中存在:c(Na+)>c(HS)>c(H2SO3)>c(S)
B.实验2反应的离子方程式:CH3COO-+SO2+H2O CH3COOH+S
C.实验3反应后的溶液中存在:c(CH3COOH)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+)
D.实验4中各溶液pH大小:③<②<①
4.(创新题新考法)(2025辽宁沈阳期中)25 ℃时,用0.1 mol·L-1 KOH溶液滴定同浓度的H2A溶液,H2A被滴定分数[]与pH、微粒分布分数δ[δ(X)=,X表示H2A、HA-或A2-]的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.曲线Ⅱ表示HA-,且c点溶液中:存在c(K+)=3c(HA-)
B.25 ℃时,H2A第一步电离平衡常数Ka1≈10-7
C.当H2A的被滴定分数为1时,溶液中c(A2-)D.当H2A的被滴定分数为2时,此时溶液显酸性
5.(2025河北石家庄期中)室温下:Ka1(H2CO3)=10-6.38、Ka2(H2CO3)=10-10.25。下列实验中的有关说法不正确的是(　　)
实验 实验操作和现象
1 分别配制0.1 mol/L的NaHCO3溶液和0.1 mol/L的Na2CO3溶液
2 用pH计测得某Na2CO3和NaHCO3的混合溶液的pH为10.25
3 向0.2 mol/L NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol/L NaOH溶液
4 向实验2的混合溶液中通入过量的CO2,无明显现象
A.实验1的0.1 mol/L Na2CO3溶液中存在c(OH-)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HC)
B.实验2溶液中存在:c(Na+)>c(HC)-c(C)
C.实验3所得溶液中存在:c(Na+)=c(C)+c(HC)+c(H2CO3)
D.实验4所得溶液中存在c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-)
6.(易错题)(2025江西南昌期中)室温下,体积均为20 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的HX溶液、HY溶液中分别滴加同浓度的NaOH溶液,反应后溶液中水电离的c(H+)水的负对数]与滴加氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.室温时,Ka(HX)=10-6
B.a、b、c三点溶液均显中性
C.b、d两点溶液的离子总浓度不同
D.c点溶液中c(X-)+c(HX)=0.05 mol·L-1
7.(2025江苏扬州月考)乙二酸(用H2A表示)为二元弱酸。25 ℃时,向0.1 mol·L-1的NH4HA溶液中滴加适量的盐酸或NaOH溶液,溶液中各含N或含A微粒的分布分数δ与溶液pH的关系如图所示(不考虑溶液中NH3分子)。例如,溶液中H2A的分布分数δ(H2A)=。下列说法正确的是(　　)
A.NH4HA溶液中:c(HA-)>c(N)>c(H+)>c(OH-)
B.pH=8的溶液中:c(A2-)>c(N)>c(NH3·H2O)>c(HA-)
C.d点溶液中:c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1
D.向NH4HA溶液中滴加少量NaOH溶液发生的主要离子反应为N+OH- NH3·H2O
答案与分层梯度式解析
专题强化练4　溶液中粒子浓度大小关系
1.D　c(H2As)=c(H3AsO3)时,pH=9.2,Ka1(H3AsO3)==1×10-9.2,A错误;分析题图可得出NaH2AsO3溶液显碱性,即H2As的水解程度大于其电离程度,B错误;分析题图可以得出a点H3AsO3的电离对水的电离起到抑制作用,b点溶液显碱性,H2As、HAs的水解对水的电离起到促进作用,则水的电离程度:a点小于b点,C错误;根据元素守恒得Na2HAsO3溶液中c(Na+)=2c(H2As)+2c(H3AsO3),D正确。
2.C　Na2CO3溶液中,根据元素守恒可得c(Na+)=2c(HC),A项错误;N的水解常数Kh=c(OH-)>c(H+),离子浓度关系是c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),B项错误;根据电荷守恒可知:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),由于溶液的pH=7,则c(H+)=c(OH-),所以混合溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),C项正确;KHS溶液中,根据质子守恒可得c(S2-)+c(OH-)=c(H+)+c(H2S),D项错误。
D　NaHSO3溶液中,HS电离常数为Ka2(H2SO3)=10-7.22,水解常数Kh(HS=10-12.15,故其电离程度大于水解程度,则c(S)>c(H2SO3),A项错误;酸性H2SO3>CH3COOH>HS,故向CH3COONa溶液中通入少量SO2时应该产生醋酸和HS:CH3COO-+SO2+H2O CH3COOH+HS,B项错误;逐滴加入等浓度NaOH溶液10 mL,得到等浓度的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,存在电荷守恒:c(CH3COO-)+
c(OH-)=c(Na+)+c(H+),即c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+),水解常数Kh(CH3COO-)=<1.8×10-5,则CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,即c(Na+)>c(CH3COOH),故c(CH3COOH)-c(CH3COO-)A　随H2A被滴定分数的增大,pH逐渐增大,由题图可知,a、b、c、d所在曲线为H2A被滴定分数与pH的关系曲线。用0.1 mol·L-1 KOH溶液滴定同浓度的H2A溶液,依次发生反应H2A+OH- HA-+H2O、HA-+OH- A2-+H2O,则δ(H2A)随H2A被滴定分数的增大而减小,δ(HA-)随H2A被滴定分数的增大先增大后减小,δ(A2-)随H2A被滴定分数的增大而增大,则曲线Ⅰ表示H2A,曲线Ⅱ表示HA-,曲线Ⅲ表示A2-。根据题图可知,c点溶液pH=7,即c(H+)=c(OH-),且c(HA-)=
c(A2-),由电荷守恒得c(K+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-),即c(K+)=c(HA-)+2c(A2-)=3c(HA-),A正确;由题图可知,25 ℃时,当溶液中c(HA-)=c(H2A)时,对应溶液pH约为4,则H2A第一步电离平衡常数Ka1==c(H+)≈10-4,B错误;当=1时,反应恰好生成KHA,由题图可知,此时溶液显酸性,则HA-的电离程度大于水解程度,即溶液中c(A2-)>c(H2A),C错误;当=2时,反应恰好生成K2A,因A2-在溶液中水解使溶液显碱性,或直接观察题图可知,当=2时,溶液pH>7,D错误。
5.C　Na2CO3溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(C),元素守恒:c(Na+)=2c(C)+2c(H2CO3),两式联立得质子守恒:c(OH-)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HC),A正确;实验2溶液中,pH为10.25,则c(H+)=10-10.25 mol/L,Ka2(H2CO3)==10-10.25,则=1,c(Na+)>0,即c(Na+)>c(HC),B正确;向0.2 mol/L NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol/L NaOH溶液,只有一半的NaHCO3发生反应,则溶液溶质为等物质的量的NaHCO3和Na2CO3,溶液中存在元素守恒:2c(Na+)=3[c(C)+c(H2CO3)],C错误;向实验2的混合溶液中通入过量的CO2,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(OH-),D正确。
6.C　由题图可知,0.1 mol·L-1的HX溶液中c(H+)水=c(OH-)=10-11 mol·L-1,则溶液中c(H+)= mol·L-1=1.0×10-3 mol·L-1易错点,则HX为弱酸,Ka(HX)==10-5,A错误。a点加入NaOH溶液的体积小于20 mL,溶液溶质为NaX、HX,X-水解促进水电离的作用与HX电离抑制水电离的作用相互抵消,则水的电离不受影响,溶液显中性;b点加入NaOH溶液的体积等于20 mL,溶液溶质为NaY,此时溶液中的H+和OH-均是由水电离出来的,且c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,则溶液显中性;c点加入NaOH溶液的体积大于20 mL,溶液溶质为NaX、NaOH,NaX为强碱弱酸盐,X-水解促进水电离的作用与NaOH电离抑制水电离的作用相互抵消,但这两种作用均使溶液显碱性,则溶液显碱性,B错误。b点溶液溶质为NaY,溶液呈中性,存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(Y-)+c(OH-),d点溶液溶质为NaX,溶液显碱性,存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),两种溶液中加入的n(NaOH)相等且两溶液体积相等,则b、d点溶液中c(Na+)相等,又因为b点溶液呈中性、d点溶液呈碱性,则c(H+):b点>d点,两种溶液中均存在阳离子浓度之和等于阴离子浓度之和,所以b、d两点溶液中离子总浓度不同,C正确;由题图可知,d点HX溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应,d点溶液中溶质为NaX,由元素守恒得c(X-)+c(HX)= mol·L-1=0.05 mol·L-1,c点溶液体积大于40 mL,则溶液中c(X-)+
c(HX)<0.05 mol·L-1,D错误。
7.B　向NH4HA溶液中滴加盐酸,H2A浓度增大,向NH4HA溶液中滴加NaOH溶液,A2-浓度增大,N浓度减小,NH3·H2O浓度增大。
从图中可以看出,d点c(H2A)=c(HA-),可知H2A的Ka1=10-1.3,e点c(HA-)=
c(A2-),可知H2A的Ka2=10-4.3,n点c(N)=c(NH3·H2O),可知NH3·H2O的Kb=10-4.7 。NH4HA溶液中,存在着N的水解、HA-的电离和水解,N的水解常数Kh==10-9.3,HA-的电离常数Ka2(H2A)=
10-4.3,Kh(HA-)==10-12.7,所以以HA-的电离为主,溶液显酸性。综上所述NH4HA溶液中c(N)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-),A错误;由图可知pH=8的溶液中:c(A2-)>c(N)>c(NH3·H2O)>c(HA-),B正确;NH4HA的浓度为0.1 mol·L-1,若没有向溶液中加入酸或碱溶液,溶液中存在:c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1,但加入盐酸或NaOH溶液,溶液体积增大,c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)<0.1 mol·L-1,d点不是0.1 mol·L-1的NH4HA溶液,C错误;由上述分析可知,NH4HA溶液中以HA-的电离为主,则向NH4HA溶液中滴加少量NaOH溶液,发生的主要离子反应为HA-+OH- A2-+H2O,D错误。
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