人教版高中化学选修4教学讲义，复习补习资料（含典例分析，巩固练习）：17【提高】《水溶液中的离子平衡》单元复习与巩固
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修4教学讲义，复习补习资料（含典例分析，巩固练习）：17【提高】《水溶液中的离子平衡》单元复习与巩固 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 741.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-01-21 22:16:44 | ||
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文档简介
全章复习与巩固
【学习目标】
1、理解水的离子积常数的含义，并能应用其进行水溶液中的有关简单计算；
2、知道测定溶液pH的方法，能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，知道酸、碱电离理论；
3、认识盐类水解的原理，归纳影响盐类水解程度的因素；
4、能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀生成、转化、溶解的本质；
5、知道离子反应发生的条件，会简单地判断离子反应能否发生；
6、掌握酸碱中和滴定的原理和方法。
【知识网络】
【典型例题】
类型一、弱电解质的电离平衡
例1 氯气溶于水达到平衡后，若其他条件不变，只改变某一条件，下列叙述正确的是( )。
A．再通入少量氯气，c(H+)/c(ClO－)减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量固体NaOH，一定有c(Na+)=c(Cl－)+c(ClO－)
D．加入少量水，水的电离平衡向正反应方向移动
【思路点拨】本题考查弱电解质的电离平衡问题，涉及次氯酸及水的电离平衡，酸碱中和、氧化还原等内容，需要从多方面综合考虑。
【答案】D
【解析】Cl2+H2OH++Cl－+HClO；H2OH++OH－。A项中由于氯气溶于水已达到平衡，故c(H+)/c(ClO－)不变；B项中由于发生反应：Cl2+SO2+2H2O－2HCl+H2SO4，溶液漂白性减弱；C项中根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl－)+c(ClO－)+c(OH－)，由于c(H+)不一定等于c(OH－)，故C项错；D项中因为HCl、HClO对水的电离平衡有抑制作用，加水后，经稀释的氯水对水的电离抑制作用减弱，使水的电离平衡向正反应方向移动。
【总结升华】易错选C项，在氯水中加少量固体NaOH，溶液可能呈中性，但并非一定，只有溶液呈中性时，c(Na+)=c(Cl－)+c(ClO－)才正确。
举一反三：
【变式1】某温度下，相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡时pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是( )。
A．Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线
B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C．a点KW的数值比c点KW的数值大
D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
【答案】B
【解析】本题考查弱电解质的电离平衡。相同pH的盐酸和醋酸分别加水稀释，醋酸稀释过程中电离程度增大，因此醋酸的pH改变值比盐酸的pH改变值小，即Ⅰ为盐酸pH变化曲线，Ⅱ为醋酸pH变化曲线，A项错误；pH b点小于c点，因此溶液中离子浓度b点大于c点，溶液导电性b点比c点强，B项正确；KW只与温度有关，因此a点、c点KW数值相等，C项错误；b点对应的酸为盐酸，a点对应的酸为醋酸，a点pH小，且溶液中还存在大量的醋酸分子，因此a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度。D项错误。
【总结升华】以CH3COOH为例，证明CH3COOH是弱酸的方法如下：
方法
现象
配制某浓度的醋酸溶液，向其中滴入几滴甲基橙试液，然后再加入少量醋酸钠晶体，振荡
溶液由红色逐渐变为橙色
醋酸钠溶液中加入几滴酚酞试液
溶液呈浅红色
测定0.1moL/L的醋酸溶液的pH
测出溶液的pH＞1
在烧杯里加入浓醋酸，接通电源，然后缓缓加入蒸馏水并不断搅拌，观察电流表中电流强度的变化
电流表中电流强度先逐渐变大，然后逐渐变小
取相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸溶液，测其导电性
电流强度：盐酸＞醋酸
取1 mL pH相同的盐酸和醋酸溶液，用蒸馏水稀释相同的倍数，再测定两溶液的pH
盐酸的pH变化大，醋酸溶液的pH变化小
测定相同浓度的盐酸和醋酸溶液的pH
盐酸的pH小，醋酸溶液的pH大
浓度相同的盐酸和醋酸溶液，加入纯度、质量都相同的同种锌粉
产生氢气的速率：盐酸＞醋酸
同体积pH=1的盐酸和醋酸溶液，加入足量的锌，用排水法收集生成的氢气
生成氢气的体积：醋酸＞盐酸
滴定相同pH的等体积的盐酸和醋酸溶液
消耗NaOH标准溶液的体积：醋酸＞盐酸
类型二、水的电离与溶液的酸碱性、酸碱中和滴定
例2、在pH均为9的NaOH和CH3COONa两种溶液中，假设由水电离产生的OH- 离子浓度分别为Amol/L与Bmol/L，则A和B关系为( )
A、 A>B B、A=10-4B C、 B=10-4 A D、A=B
【思路点拨】NaOH的存在会对水的电离起抑制作用；醋酸钠是一种强碱弱酸盐，会对水的电离起促进作用。
【答案】B
【解析】NaOH抑制水的电离、CH3COONa促进水的电离。NaOH溶于水电离产生OH- 离子浓度10-5mol/L，水电离产生c(H+)=c(OH-)=10-9mol/L；CH3COONa溶于水，CH3COO-结合水电离产生H+，使溶液显碱性，水电离产生 c(H+)=c(OH-)=10-5mol/L。
【总结升华】水电离产生c(H+)始终等于c(OH-)，由于外加试剂影响，使c(H+)≠c(OH-)，溶液表现出酸碱性。如由水电离产生的c(H+)=1×10-14mol/L的溶液，其pH可能为14也可能为0。
例3 草酸晶体的组成可表示为H2C2O4·xH2O，为测定x值，进行下述实验：
①称取草酸晶体配成100 mL水溶液；②取25.00 mL所配的草酸溶液置于锥形瓶中，加适量稀H2SO4，用浓度为a mol·L－1的KMnO4溶液滴定，所发生的反应为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4－K2SO4+10CO2 ↑+2MnSO4 +8H2O。
试回答：
(1)实验中不需要的仪器是________(填序号)。还需要补充的仪器是________(填名称)。
①碱式滴定管 ②酸式滴定管 ③天平(带砝码)④100 mL量筒 ⑤100 mL容量瓶 ⑥烧杯 ⑦锥形瓶 ⑧药匙 ⑨漏斗
(2)滴定过程中若用去KMnO4溶液V mL，则所配草酸溶液的浓度为________mol·L－1，由此可计算出x的值为________。
(3)若滴定终点时，俯视读数，则x值可能会________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)为了计算方便，当每次取25.00 mL草酸溶液时，配制适当浓度的标准KMnO4溶液，使在数值上c(H2C2O4)=0.5 V(KMnO4)，这样只要测出KMnO4溶液的体积就可以快速得出所配草酸溶液的浓度，试计算标准KMnO4溶液的浓度。
【思路点拨】高锰酸钾滴定草酸，实验步骤及误分析同酸碱中和滴定。所以本题的实质仍然属于考查酸碱中和滴定的操作，是在教材实验的基础上进行的升华。所用到的有关滴定的基础知识仍然不变。
【答案】(1)①④⑨ 滴定管夹、铁架台、白纸、洗瓶、玻璃棒
(2) (3)偏高 (4)5.00 mol·L－1。
【解析】(1)KMnO4溶液具有强氧化性，不能盛放在碱式滴定管中，该实验所取溶液量精度为0.01 mL，不能用量筒。在考虑所用仪器时，主要考虑两个实验：a．滴定实验所用仪器；b．配制草酸溶液所需仪器。
(2)根据反应的方程式有：2KMnO4～5H2C2O4；5a mol·L－1×V mL×10－3 L·mL－1=2c(H2C2O4)×25.00 mL×10－3 L·mL－1；；则25 mL草酸溶液中
，
，
。
(3)滴定终点时．俯视读数．所读取的数值偏小，根据，V偏小，则x偏高。
(4)根据：2KMnO4～5H2C2O4；2c(H2C2O4)·V(H2C2O4)=5c(KMnO4)·V(KMnO4)，把c(H2C2O4)=0.5V(KMnO4)，V(H2C2O4)=25.00 mL代入得到c(KMnO4)=5.00 mol·L－1。
【总结升华】中和滴定是高中化学中一个非常重要的定量实验，滴定原理在实验和生产中有着广泛的应用。对于很多不是中和反应的化学反应，在选择了合适的指示剂指示反应的终点后，利用与中和滴定相似的实验手段，同样能达到目的。
举一反三：
【变式1】由水电离产生的c(H+)=1×10-5mol/L的溶液，其溶质可能是( )
A、NaHSO4 B、AlCl3 C、H2SO4 D、NaH2PO4
【答案】B
【解析】此种情况为外加某种盐能结合水电离产生OH-生成弱电解质，而促进水的电离，使溶液显酸性。
类型三、溶液中离子浓度关系
例4 (2019 山东高考)室温下向10mL0.1 mol·L-1NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C．pH=7时，c(Na+)= c(A-)+ c(HA)
D．b点所示溶液中c(A-)> c(HA)
【思路点拨】a点表示二者恰好反应生成NaA，NaA为强碱弱酸盐水解显碱性。
【答案】D
【解析】
A、a点NaOH与HA恰好完全反应，溶液pH为8.7，呈碱性，说明HA为弱酸，NaA发生水解反应，c(Na+)>c(A-)>c(HA)>c(H+)。
B、a点NaA发生水解反应，促进了水的电离，所以a点水的电离程度大于b点。
C、根据电荷守恒c（H+）+c（Na+）=c（OH￣）+c（A-），pH=7，则c（H+）=c（OH￣），则c（Na+）= c（A-）。
D、b点HA过量，溶液呈酸性，HA的电离程度大于NaA的水解程度，所以c（A-）>c(HA)。
故选：D
【总结升华】要特别注意图中各关键点的几何意义，理清反应后溶液中的溶质的种类和物质的量，进行综合分析。
例5 (2019 安徽模拟)25℃时，在10mL浓度均为0.1mol/LNaOH和NH3·H2O混合溶液中，滴加0.1mol/L的盐酸，下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是：
A．未加盐酸时：c(OH－)＞c(Na＋)= c(NH3·H2O)
B．加入10mL盐酸时：c(NH4＋)＋c(H＋)＝c(OH－)
C．加入盐酸至溶液pH=7时：c(Cl－) = c(Na＋)
D．加入20mL盐酸时：c(Cl－)＝c(NH4＋)＋c(Na＋)
【思路点拨】逐滴加入盐酸少量时，盐酸先与NaOH反应，等NaOH消耗完，再与NH3·H2O反应。
【答案】B
【解析】A项，考虑水的电离与NH3·H2O的电离，未加盐酸时：c(OH－)＞c(Na＋)> c(NH3·H2O)；B项，加入10mL盐酸时，NH3·H2O没有反应，NaOH完全反应，由质子守恒，c(NH4＋)＋c(H＋)＝c(OH－)，正确；C项，加入盐酸至溶液pH=7时，据电荷守恒，c(Cl－) = c(Na＋)+c(NH4＋)；D项，加入20mL盐酸时，完全反应，溶液呈酸性，电荷守恒方程为：c(Cl－) +c(OH－)= c(Na＋)+c(NH4＋)+c(H＋)。
【总结升华】解答此类题目时应抓住反应的顺序，同时要注意NH4Cl水解。
举一反三：
【变式1】（2019 湖南长沙模拟）下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系正确的是（ ）
A．1.0 mol／L Na2CO3溶液：c (OH－)=c (HCO3－)+c (H+)+c (H2CO3)
B．1.0 mol／L NH4Cl溶液：c (NH4+)=c (Cl－)
C．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液：c (Na+)＞c (CH3COO－)＞c (H+)＞c (OH－)
D．向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的pH=5的混合溶液：c (Na+)=c (NO3－)
【答案】D
【解析】Na2CO3溶液中电荷守恒：c (H+)+c (Na+)=c (OH－)+c (HCO32－)+2c (CO32－)，物料守恒：
c (Na+)=2c (CO32－)+2c (HCO3－)+2c (H2CO3)，可得c (OH－)=c (HCO3－)+c (H+)+2c (H2CO3)，A项错误。NH4Cl溶液中根据电荷守恒和溶液呈酸性可知c (NH4+)＜c (Cl－)，B项错误。C项不满足电荷守恒，应为c (CH3COO－)＞c (Na+)＞c (H+)＞c (OH－)。D项满足物料守恒。
类型四、沉淀溶解平衡
例6 已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10－12，Ksp[MgF2]=7.42×10－11。下列说法正确的是( )。
A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大
B．25℃：时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2+)增大
C．25℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
【思路点拨】对于同一类型的物质，其溶度积越小，相应溶解度越小，其溶解平衡后溶液中离子浓度也越小。而当某个体系有生成多个物质的可能性时，反应总向生成更难溶的物质的方向进行。
【答案】B
【解析】Mg(OH)2的溶度积小，故其电离出的Mg2+浓度要小一些，A项错；NH4+可以结合Mg(OH)2电离出的OH－，从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动，c(Mg2+)增大，B项正确；Ksp仅与温度有关，C项错；当c(Mg2+)·c2(F－)≥7.42×10－11时，就有沉淀MgF2生成，D项错。
【总结升华】溶度积Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，Ksp的大小和溶质的溶解度不同，它只与温度有关，与浓度无关。利用溶度积Ksp可以判断沉淀的生成、沉淀的溶解以及沉淀的转化等情况。
当Qc＞Ksp时，此时有沉淀析出直至沉淀与溶解达到平衡。
当Qc=Ksp时，沉淀与溶解处于平衡状态。
当Qc＜Ksp时，若溶液中存在难溶电解质，则难溶电解质会溶解，直至沉淀与溶解达到平衡状态。
溶度积和溶解度的值都可用来表示物质的溶解能力。
举一反三：
【变式1】一定温度下，向足量的石灰乳中加少量生石灰时，下列有关说法错误的是( )
A、溶液中Ca2+数不变 B、溶液的pH不变 C、溶液的密度不变 D、溶液中c(Ca2+)不变
【答案】A
【解析】题目已说明温度不变，故不需考虑热效应。CaO + H2O = Ca(OH)2(s)，使溶液中水减少而析出 Ca(OH)2，但溶液仍为饱和溶液。各组分的量变小了，但浓度、密度不变。
类型六、溶液中平衡的综合应用
例7 在下列给定条件的溶液中，一定能大量共存的离子组是( )。
A．无色溶液：Ca2+、H+、Cl－、HSO3－
B．能使pH试纸呈红色的溶液：Na+、NH4+、I－、NO3－
C．FeCl2溶液：K+、Na+、SO42－、AlO2－
D．的溶液：Na+、K+、SiO32－、NO3－
【思路点拨】本题虽然考查的是离子共存问题，但涉及到离子反应条件、盐类水解、水的离子积等知识点，题目综合性强，需要综合考虑。
【答案】D
【解析】本题考查一定条件下的离子共存问题。A项中离子都是无色的，但H+和HSO3－因生成H2SO3(H2SO3SO2+H2O)而不能大量共存；B项能使pH试纸呈红色，说明溶液显酸性，溶液中相当于有HNO3存在，I－易被氧化而不能大量共存；C项中AlO3－和Fe2+在溶液中发生完全双水解反应生成Al(OH)3，和Fe(OH)2[最终转化成Fe(OH)3]而不能大量共存；D项即c(OH－)=0.1 moL/L，溶液显强碱性，四种离子均能大量共存。
【总结升华】解答离子共存题时要做到“两看”：首先看隐含条件(包括溶液的颜色、溶液的性质、一定或可能等)；其次看选项中不符合要求的离子，从而对某些选项进行排除。
高考试题中常考的隐含条件有：
(1)NO3－遇到H+会使还原性离子(S2－、I－、Fe2+等)不能存在。
(2)ClO－有强氧化性，不仅与H+不能大量共存，也不能与S2－等还原性强的离子共存。
(3)与Al反应放出H2，则表明溶液呈强酸性或强碱性，但该溶液中不会同时存在OH－和H+。
(4)溶液无色时，可排除Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)、MnO4－(紫红色)等有色离子的存在。
例8 工业上制备BaCl2的工艺流程图如图：
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得：
BaSO4(s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s) ΔH1=+571.2 kJ·mol－1 ①
BaSO4(s)+2C(s)2CO2(g)+BaS(s) ΔH2=+226.2 kJ·mol－1 ②
(1)气体用过量的NaOH溶液吸收，得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为________。
(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，________。
[Ksp(AgBr)=5.4×10－13，Ksp(AgCl)=2.0×10－10]
(3)反应C(s)+CO2(g)2CO(g)的ΔH=________kJ·mol－1。
(4)实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是________。
【答案】(1)S2－+H2OHS－+OH－ HS－+H2OH2S+OH－(可不写)
(2)2.7×10－3 (3)+172.5
(4)使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量)，①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需的高温
【解析】(1)S2－+H2OHS－+OH－。
(2)两种沉淀共存则可由两个沉淀溶解平衡中c(Ag+)相同建立等式：
转化为：。
(3)由方程式转化关系即得所给方程式，
则。
(4)过量的C使BaSO4得到充分还原，通入空气使C和O2反应放热，同时使CO燃烧生成CO2放热，且不污染空气。
【总结升华】本题意在考查学生对盐类的水解、难溶电解质的溶解平衡以及盖斯定律的理解，考查学生综合运用知识解决实际问题的能力。
【巩固练习】
一、选择题
1．下列说法正确的是( )。
A．向0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中滴加酚酞，溶液变红色
B．Al3+、NO3－、Cl－、CO32－、Na+可大量共存于pH=2的溶液中
C．乙醇和乙酸都能溶于水，都是电解质
D．分别与等物质的量的HCl和H2SO4反应时，消耗NaOH的物质的量相同
2．下列有关pH的变化的判断中，正确的是( )。
A．随着温度的升高，碳酸钠溶液的pH减小
B．随着温度的升高，纯水的pH增大
C．新制氯水经光照一段时间后，pH减小
D．氢氧化钠溶液久置于空气中，pH增大
3．下列根据反应原理设计的应用，不正确的是( )。
A．CO32－+H2OHCO3－+OH－ 用热的纯碱溶液清洗油污
B．Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ 明矾净水
C．TiCl4+(x+2) H2O(过量)TiO2·xH2O↓+4HCl 制备TiO2纳米粉
D．SnCl2+H2OSn(OH)Cl↓+HCl 配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠
4．25℃时，水的电离达到平衡：H2OH++OH－ ΔH＞0，下列叙述正确的是( )。
A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H+)增大，KW不变
C．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H+)降低
D．将水加热，KW增大，pH不变
5．向三份0.1 mol·L－1的CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固体(忽略溶液体积变化)，则CH3COO－浓度的变化依次为( )。
A．减小、增大、减小 B．增大、减小、减小
C．减小、增大、增大 D．增大、减小、增大
6．(2019 东城一模)某同学在实验室探究NaHCO3的性质：常温下，配制0.10mol/LNaHCO3溶液，测其pH为8.4；取少量该溶液滴加CaCl2溶液至pH＝7，滴加过程中产生白色沉淀，但无气体放出。下列说法不正确的是（ ）。
A.NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO3-的水解程度大于电离程度
B.加入CaCl2促进了HCO3-的水解
C.反应的离子方程式是2HCO3-＋Ca2+==CaCO3↓＋H2CO3
D.反应后的溶液中存在：c(Na+)＋2c(Ca2+)＝c(HCO3-)＋2c(CO32-)＋c(Cl－)
7．下列说法正确的是( )。
A．pH=2与pH=l的硝酸中c(H+)之比为1∶10
B．Na2CO3溶液中c(Na+)与c(CO32－)之比为2∶1
C．0.2 mol·L－1与0.1 mol·L－1醋酸中c(H+)之比为2∶1
D．NO2溶于水时，被氧化的n(NO2)与被还原的n(NO2)之比为3∶1
8．（2019 烟台一模）常温下，向20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 (NH4)2SO4溶液中逐滴加入0.200 0 mol·L－1 NaOH溶液时，溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如图所示（不考虑NH3·H2O的分解）。下列说法不正确的是（ ）
A．a点所示溶液中：c (NH4+)＞c (SO42－)＞c (H+)＞c (OH－)
B．b点所示溶液中：c (NH4+)=c (Na+)＞c (H+)=c (OH－)
C．c点所示溶液中：c (NH4+)+c (H+)+c (Na+)=c (OH－)+2c (SO42－)
D．d点所示溶液中：c (NH4+)+c (NH3·H2O)=0.100 0 mol·L－1
9．下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是( )。
①热纯碱溶液洗涤油污能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5％的Na2SO4溶液解毒 ③溶洞、珊瑚的形成 ④碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡则能 ⑤泡沫灭火器灭火的原理
A．②③④ B．①②③ C．③④⑤ D．①②③④⑤
10．(2019 四川高考)常温下，将等体积，等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合，析出部分NaHCO3晶体，过滤，所得滤液pH<7。下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是
A．Kw/ c(H+)<1.0×10-7mol/L
B．c(Na+)= c(HCO3－)+ c(CO32－)+ c(H2CO3)
C．c(H+)+c(NH4+)= c(OH－)+ c(HCO3－)+2 c(CO32－)
D．c(Cl－)> c(NH4+)> c(HCO3－)> c(CO32－)
11．右图为一定体积、物质的量浓度为0.09 mol/L的盐酸X，用一定物质的量浓度的NaOH溶液Y滴定的图示，据图推出NaOH溶液物质的量浓度(mol/L)和盐酸的体积(mL)，正确的是( )。
A．0.12，15 B．0.04，12 C．0.12，20 D．0.03，10
12．(2019 四中同步)常温下，向1LpH=10的 NaOH溶液中持续通入CO2，通入的CO2的体积（V）与溶液中水电离出的OH－离子浓度（φ）的关系如下图所示。下列叙述不正确的是（? ）。
A．a点溶液中：水电离出的c(H+)＝1×10-10mol/L
B．b点溶液中：c(H+)＝1×10-7mol/L
C．c点溶液中：c(Na+)＞c()＞c()
D．d点溶液中：c(Na+)＝2c()＋c()
二、非选择题
1．某研究性学习小组为了证明在同温同压下，相同浓度相同体积的酸性不同的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积。设计的简易实验装置如图所示。该实验的主要操作步骤如下：
①配制浓度均为l mol·L－1的盐酸和醋酸溶液；
②用________量取10.00 mL l mol·L－1的盐酸和醋酸溶液分别加入到两个锥形瓶中；
③分别称取除去表面氧化膜的镁带a g，并系于铜丝，末端，a的数值至少为________；
④在广口瓶中装足量的水，按图3-3所示连接好装置，检查装置的气密性；
⑤将铜丝向下移动，使足量镁带浸人酸中(铜丝不与酸接触)，至反应完全，记录________；
⑥反应结束后待温度恢复到室温，若丙中液面高于乙中液面，读取量筒中水的体积前，应________，读出量筒中水的体积为V mL。
请将上述步骤补充完整并回答下列问题：
(1)用文字表述步骤④中检查该装置气密性的操作与观察方法：________。
(2)本实验中应选用________(填序号)的量筒。
A．100 mL B．200 mL C．500 mL
(3)若水蒸气的影响忽略不计，在实验室条件下，气体摩尔体积的计算式为：Vm=________。
(4)简述速率不等的原因________，铜丝不与酸接触的原因是________。
2．（2019 北师大二附中）常温下，浓度均为0.1 mol/L的6种溶液pH如下：
溶质
Na2CO3
NaHCO3
Na2SiO3
Na2SO3
NaHSO3
NaClO
pH
11.6
9.7
12.3
10.0
4.0
10.3
请由上表数据回答：
（1）非金属性Si C（填“>”或“<”），用原子结构解释其原因：同主族元素由上到下 。
（2）常温下，相同物质的量浓度的下列稀溶液，其酸性由强到弱的顺序是（填序号） 。
a．H2SiO3 b．H2SO3 c．H2CO3
（3）用离子方程式说明Na2CO3溶液pH＞7的原因 。
（4）6种溶液中，水的电离程度最小的是（填化学式） 。
（5）若增大氯水中次氯酸的浓度，可向氯水中加入上表中的物质是（填化学式） ，
用化学平衡移动的原理解释其原因： 。
3．常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：
实验编号
HA物质的量浓度(mol / L)
NaOH物质的量浓度(mol / L)
混合溶液的pH
①
0.1
0.1
pH=9
②
c
0.2
pH=7
③
0.2
0.1
pH＜7
请回答：
(1)从①组情况分析，HA是强酸还是弱酸？________(填“强酸”或“弱酸”)。
(2)②组情况表明，c________(填“大于”“小于”或“等于”)0.2 mol/L。混合液中离子浓度c(A－)与c(Na+)的大小关系________。
(3)从③组实验结果分析，说明HA的电离程度________(填“大于”“小于”或“等于”)NaA的水解程度，该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是________。
【参考答案与解析】
1．A
【解析】B项CO32－与H+、CO32－与Al3+不能大量共存，C中乙醇为非电解质。
2．C
【解析】升高温度，Na2CO3的水解平衡(CO32－+H2OHCO3－+OH－)向正反应方向移动，c(OH－)增大，pH增大，A错误；升高温度，H2O的电离平衡(H2OH++OH－)向正反应方向移动，c(H+)增大，pH减小，B错误；新制氯水光照后发生反应：2HClO2H++2Cl－+O2↑，c(H+)增大，pH减小，C正确；NaOH溶液久置于空气中发生反应：2OH－+CO2＝CO32－+H2O，c(OH－)减小，pH减小，D错误。
3．D
【解析】纯碱溶液能用于清洗油污的原因是其水解呈碱性，A项正确；明矾用作净水剂的原理是Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有较强的吸附能力，能吸附水中的悬浮杂质，达到净水的效果，B项正确；C项利用TiCl4水解生成TiO2纳米粉，正确；为防止SnCl2的水解，在配制SnCl2溶液时应加入盐酸，而不是氢氧化钠。D项错误。
4．B
【解析】向水中加入稀氨水，c(OH－)增大，平衡H2OH++OH－逆向移动，故A项错误；向水中加入NaHSO4固体，NaHSO4溶于水全部电离：NaHSO4＝Na++H++SO42－，故c(H+)增大，使水的电离平衡逆向移动，但溶液的温度不变，KW不变，B项正确；向水中加入CH3COONa，由于存在：CH3COO－+H2OCH3COOH+OH－，促进了水的电离，使水的电离平衡向正方向移动，C项说法不正确；KW=c(H+)·c(OH－)，加热，促进了水的电离，c(H+)和c(OH－)都增大，故KW增大，pH减小，D项不正确，故本题应选择B项。
5．A
【解析】0.1 mol·L－1 CH3COONa中存在平衡CH3COO－+H2OCH3COOH+OH－，加入NH4NO3、FeCl3两种水解显酸性的盐会使平衡正向移动，c(CHCOO－)减小；加入Na2SO3这种水解显碱性的盐会使平衡逆向移动，c(CH3COO－)增大。
6．B
【解析】A项，HCO3-既能电离又能水解，水解显碱性，电离显酸性，NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO3-的水解程度大于电离程度，故A正确；B项，溶液中存在HCO3- CO32- + H+，加入CaCl2消耗CO32-，促进HCO3-的电离，故B错误；C项，HCO3-与Ca2+生成CaCO3和氢离子，氢离子结合HCO3-生成H2CO3，故C正确；D项，由电荷守恒c(Na+)＋c(H+)+2c(Ca2+)＝c(HCO3-)＋2c(CO32-)＋c(Cl－)+ c(OH－)，溶液PH=7，c(H+)＝c(OH－)，则c(Na+)＋2c(Ca2+)＝c(HCO3-)＋2c(CO32-)＋c(Cl－)，故D正确。故选B。
7．A
【解析】由pH=－lg c(H+)可知两种硝酸中的c(H+)之比为10－2 mol/L∶10－1 mol/L=1∶10；由于CO32－易水解：CO32－+H2OHCO3－+OH－，使Na2CO3溶液中c(Na+)∶c(CO32－)＞2∶1；由于醋酸是弱酸，0.2 mol/L的醋酸与0.1 mol/L的醋酸的电离程度不相同，则两种酸溶液中c(H+)之比并不等于2∶1；由反应3NO2+H2O＝2HNO3+NO可知，被氧化的n(NO2)与被还原的n(NO2)之比为2∶1。
8．B
(NH4)2SO4是强酸弱碱盐，故a点所示溶液中：c (NH4+)＞c (SO42－)＞c (H+)＞c (OH－)，A项正确；NH4+水解是微弱的，所以溶液显中性时加入的NaOH溶液是少量的，故c (NH4+)＞c (Na+)，B项错误；根据电荷守恒可知C项正确；根据物料守恒可知D项正确。
9．A
【解析】热纯碱溶液洗涤油污能力强，是由于碳酸钠的水解程度随温度的升高而增强．因而溶液的碱性越强，除油污的效果越好；泡沫灭火器灭火的原理也运用了盐类的水解原理，只是强度更大，能够进行得更彻底。
10．C
【解析】
A、Kw/ c(H+)= c(OH-)，pH＜7时，c (OH―)＜1.0×10―7 mol / L，A正确；B、物料守恒，B正确；C、电荷守恒，应为c (H+)+c (NH4+)=c (OH―)+c (HCO3―)+2c (CO32―)+c (Cl―)，C错误；D、c (Cl―)不变，NH4+水解，则c (Cl―)＞c (NH4+)，HCO3―部分结晶析出，则c (NH4+)＞c (HCO3―)，CO32―是HCO3―电离产生的，电离很微弱，则c (HCO3―)＞c (CO32―)，D正确。
故选：C。
11．D
【解析】pH=2时显酸性，即c(H+)=0.01 moL/L，列方程求解。也可以用排除法：pH=7时，0.09 mol·L－1×VX=cY×30 mL，即3VX=1000cY，D成立。
12．B
【解析】A项，a点为pH=10的NaOH溶液，水电离出的c(H+)=1×10-10mol/L，A正确；B项，b点溶液含有NaOH和Na2CO3，该点时溶液中剩余的OH-对水电离的抑制和生成的CO32-对水电离的促进恰好完全抵消，因而在该点水电离出的OH-恰为1×10-7mol/L，但溶液不为中性，应还是碱性环境，溶液的c(H+)＞1×10-7mol/L，B错误；C项，c点水解最强，对应Na2CO3溶液，Na+显著多于CO32-，而水解程度是微弱的，故HCO3-数目应较CO32-少很多，C正确；D项，d点为溶有CO2的NaHCO3溶液，为中性溶液，c(H+)= c(OH-)，由电荷守恒知，D正确。
二、非选择题
1．②酸式滴定管 ③0.12 ⑤反应起止时间 ⑥将量筒缓缓向下移动，使乙、丙中液面相平
(1)两手掌紧贴锥形瓶外壁一会，若观察到广口瓶中长导管内有一段水柱高出液面，表明装置不漏气(只要表述明确、合理均可)
(2)B (3)0.2V L/mol
(4)盐酸与醋酸的浓度相同时c(H+)不同 防止形成原电池，干扰实验现象的观察及实验结果的准确性
2．（1）＜ 原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱
（2）bca
（3）CO32－+H2OHCO3－+OH－
（4）NaHSO3
（5）NaHCO3（或NaClO） 因为Cl2 + H2OH++Cl－+HClO， NaHCO3（或NaClO）消耗 H+，平衡正向移动，使溶液中次氯酸浓度增大。
3．(1)弱酸 (2)大于 c(A－)=c(Na+) (3)大于 c(A－)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH－)
【解析】(1)从第①组情况分析，等体积等物质的量浓度的HA和NaOH溶液混合后，溶液显碱性，说明生成强碱弱酸盐，说明HA是弱酸。
(2)第②组中NaOH的物质的量浓度为0.2 mol/L，混合后溶液显中性，说明HA稍过量，HA的物质的量浓度应大于0.2 moL/L。根据电中性原理，混合液中离子浓度c(A－)=c(Na+)。
(3)第③组实验相当于等体积等物质的量浓度的HA和NaA溶液混合，pH＜7说明HA的电离程度大于NaA的水解程度，溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(A－)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH－)。
【学习目标】
1、理解水的离子积常数的含义，并能应用其进行水溶液中的有关简单计算；
2、知道测定溶液pH的方法，能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，知道酸、碱电离理论；
3、认识盐类水解的原理，归纳影响盐类水解程度的因素；
4、能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀生成、转化、溶解的本质；
5、知道离子反应发生的条件，会简单地判断离子反应能否发生；
6、掌握酸碱中和滴定的原理和方法。
【知识网络】
【典型例题】
类型一、弱电解质的电离平衡
例1 氯气溶于水达到平衡后，若其他条件不变，只改变某一条件，下列叙述正确的是( )。
A．再通入少量氯气，c(H+)/c(ClO－)减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量固体NaOH，一定有c(Na+)=c(Cl－)+c(ClO－)
D．加入少量水，水的电离平衡向正反应方向移动
【思路点拨】本题考查弱电解质的电离平衡问题，涉及次氯酸及水的电离平衡，酸碱中和、氧化还原等内容，需要从多方面综合考虑。
【答案】D
【解析】Cl2+H2OH++Cl－+HClO；H2OH++OH－。A项中由于氯气溶于水已达到平衡，故c(H+)/c(ClO－)不变；B项中由于发生反应：Cl2+SO2+2H2O－2HCl+H2SO4，溶液漂白性减弱；C项中根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl－)+c(ClO－)+c(OH－)，由于c(H+)不一定等于c(OH－)，故C项错；D项中因为HCl、HClO对水的电离平衡有抑制作用，加水后，经稀释的氯水对水的电离抑制作用减弱，使水的电离平衡向正反应方向移动。
【总结升华】易错选C项，在氯水中加少量固体NaOH，溶液可能呈中性，但并非一定，只有溶液呈中性时，c(Na+)=c(Cl－)+c(ClO－)才正确。
举一反三：
【变式1】某温度下，相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡时pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是( )。
A．Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线
B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C．a点KW的数值比c点KW的数值大
D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
【答案】B
【解析】本题考查弱电解质的电离平衡。相同pH的盐酸和醋酸分别加水稀释，醋酸稀释过程中电离程度增大，因此醋酸的pH改变值比盐酸的pH改变值小，即Ⅰ为盐酸pH变化曲线，Ⅱ为醋酸pH变化曲线，A项错误；pH b点小于c点，因此溶液中离子浓度b点大于c点，溶液导电性b点比c点强，B项正确；KW只与温度有关，因此a点、c点KW数值相等，C项错误；b点对应的酸为盐酸，a点对应的酸为醋酸，a点pH小，且溶液中还存在大量的醋酸分子，因此a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度。D项错误。
【总结升华】以CH3COOH为例，证明CH3COOH是弱酸的方法如下：
方法
现象
配制某浓度的醋酸溶液，向其中滴入几滴甲基橙试液，然后再加入少量醋酸钠晶体，振荡
溶液由红色逐渐变为橙色
醋酸钠溶液中加入几滴酚酞试液
溶液呈浅红色
测定0.1moL/L的醋酸溶液的pH
测出溶液的pH＞1
在烧杯里加入浓醋酸，接通电源，然后缓缓加入蒸馏水并不断搅拌，观察电流表中电流强度的变化
电流表中电流强度先逐渐变大，然后逐渐变小
取相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸溶液，测其导电性
电流强度：盐酸＞醋酸
取1 mL pH相同的盐酸和醋酸溶液，用蒸馏水稀释相同的倍数，再测定两溶液的pH
盐酸的pH变化大，醋酸溶液的pH变化小
测定相同浓度的盐酸和醋酸溶液的pH
盐酸的pH小，醋酸溶液的pH大
浓度相同的盐酸和醋酸溶液，加入纯度、质量都相同的同种锌粉
产生氢气的速率：盐酸＞醋酸
同体积pH=1的盐酸和醋酸溶液，加入足量的锌，用排水法收集生成的氢气
生成氢气的体积：醋酸＞盐酸
滴定相同pH的等体积的盐酸和醋酸溶液
消耗NaOH标准溶液的体积：醋酸＞盐酸
类型二、水的电离与溶液的酸碱性、酸碱中和滴定
例2、在pH均为9的NaOH和CH3COONa两种溶液中，假设由水电离产生的OH- 离子浓度分别为Amol/L与Bmol/L，则A和B关系为( )
A、 A>B B、A=10-4B C、 B=10-4 A D、A=B
【思路点拨】NaOH的存在会对水的电离起抑制作用；醋酸钠是一种强碱弱酸盐，会对水的电离起促进作用。
【答案】B
【解析】NaOH抑制水的电离、CH3COONa促进水的电离。NaOH溶于水电离产生OH- 离子浓度10-5mol/L，水电离产生c(H+)=c(OH-)=10-9mol/L；CH3COONa溶于水，CH3COO-结合水电离产生H+，使溶液显碱性，水电离产生 c(H+)=c(OH-)=10-5mol/L。
【总结升华】水电离产生c(H+)始终等于c(OH-)，由于外加试剂影响，使c(H+)≠c(OH-)，溶液表现出酸碱性。如由水电离产生的c(H+)=1×10-14mol/L的溶液，其pH可能为14也可能为0。
例3 草酸晶体的组成可表示为H2C2O4·xH2O，为测定x值，进行下述实验：
①称取草酸晶体配成100 mL水溶液；②取25.00 mL所配的草酸溶液置于锥形瓶中，加适量稀H2SO4，用浓度为a mol·L－1的KMnO4溶液滴定，所发生的反应为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4－K2SO4+10CO2 ↑+2MnSO4 +8H2O。
试回答：
(1)实验中不需要的仪器是________(填序号)。还需要补充的仪器是________(填名称)。
①碱式滴定管 ②酸式滴定管 ③天平(带砝码)④100 mL量筒 ⑤100 mL容量瓶 ⑥烧杯 ⑦锥形瓶 ⑧药匙 ⑨漏斗
(2)滴定过程中若用去KMnO4溶液V mL，则所配草酸溶液的浓度为________mol·L－1，由此可计算出x的值为________。
(3)若滴定终点时，俯视读数，则x值可能会________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)为了计算方便，当每次取25.00 mL草酸溶液时，配制适当浓度的标准KMnO4溶液，使在数值上c(H2C2O4)=0.5 V(KMnO4)，这样只要测出KMnO4溶液的体积就可以快速得出所配草酸溶液的浓度，试计算标准KMnO4溶液的浓度。
【思路点拨】高锰酸钾滴定草酸，实验步骤及误分析同酸碱中和滴定。所以本题的实质仍然属于考查酸碱中和滴定的操作，是在教材实验的基础上进行的升华。所用到的有关滴定的基础知识仍然不变。
【答案】(1)①④⑨ 滴定管夹、铁架台、白纸、洗瓶、玻璃棒
(2) (3)偏高 (4)5.00 mol·L－1。
【解析】(1)KMnO4溶液具有强氧化性，不能盛放在碱式滴定管中，该实验所取溶液量精度为0.01 mL，不能用量筒。在考虑所用仪器时，主要考虑两个实验：a．滴定实验所用仪器；b．配制草酸溶液所需仪器。
(2)根据反应的方程式有：2KMnO4～5H2C2O4；5a mol·L－1×V mL×10－3 L·mL－1=2c(H2C2O4)×25.00 mL×10－3 L·mL－1；；则25 mL草酸溶液中
，
，
。
(3)滴定终点时．俯视读数．所读取的数值偏小，根据，V偏小，则x偏高。
(4)根据：2KMnO4～5H2C2O4；2c(H2C2O4)·V(H2C2O4)=5c(KMnO4)·V(KMnO4)，把c(H2C2O4)=0.5V(KMnO4)，V(H2C2O4)=25.00 mL代入得到c(KMnO4)=5.00 mol·L－1。
【总结升华】中和滴定是高中化学中一个非常重要的定量实验，滴定原理在实验和生产中有着广泛的应用。对于很多不是中和反应的化学反应，在选择了合适的指示剂指示反应的终点后，利用与中和滴定相似的实验手段，同样能达到目的。
举一反三：
【变式1】由水电离产生的c(H+)=1×10-5mol/L的溶液，其溶质可能是( )
A、NaHSO4 B、AlCl3 C、H2SO4 D、NaH2PO4
【答案】B
【解析】此种情况为外加某种盐能结合水电离产生OH-生成弱电解质，而促进水的电离，使溶液显酸性。
类型三、溶液中离子浓度关系
例4 (2019 山东高考)室温下向10mL0.1 mol·L-1NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C．pH=7时，c(Na+)= c(A-)+ c(HA)
D．b点所示溶液中c(A-)> c(HA)
【思路点拨】a点表示二者恰好反应生成NaA，NaA为强碱弱酸盐水解显碱性。
【答案】D
【解析】
A、a点NaOH与HA恰好完全反应，溶液pH为8.7，呈碱性，说明HA为弱酸，NaA发生水解反应，c(Na+)>c(A-)>c(HA)>c(H+)。
B、a点NaA发生水解反应，促进了水的电离，所以a点水的电离程度大于b点。
C、根据电荷守恒c（H+）+c（Na+）=c（OH￣）+c（A-），pH=7，则c（H+）=c（OH￣），则c（Na+）= c（A-）。
D、b点HA过量，溶液呈酸性，HA的电离程度大于NaA的水解程度，所以c（A-）>c(HA)。
故选：D
【总结升华】要特别注意图中各关键点的几何意义，理清反应后溶液中的溶质的种类和物质的量，进行综合分析。
例5 (2019 安徽模拟)25℃时，在10mL浓度均为0.1mol/LNaOH和NH3·H2O混合溶液中，滴加0.1mol/L的盐酸，下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是：
A．未加盐酸时：c(OH－)＞c(Na＋)= c(NH3·H2O)
B．加入10mL盐酸时：c(NH4＋)＋c(H＋)＝c(OH－)
C．加入盐酸至溶液pH=7时：c(Cl－) = c(Na＋)
D．加入20mL盐酸时：c(Cl－)＝c(NH4＋)＋c(Na＋)
【思路点拨】逐滴加入盐酸少量时，盐酸先与NaOH反应，等NaOH消耗完，再与NH3·H2O反应。
【答案】B
【解析】A项，考虑水的电离与NH3·H2O的电离，未加盐酸时：c(OH－)＞c(Na＋)> c(NH3·H2O)；B项，加入10mL盐酸时，NH3·H2O没有反应，NaOH完全反应，由质子守恒，c(NH4＋)＋c(H＋)＝c(OH－)，正确；C项，加入盐酸至溶液pH=7时，据电荷守恒，c(Cl－) = c(Na＋)+c(NH4＋)；D项，加入20mL盐酸时，完全反应，溶液呈酸性，电荷守恒方程为：c(Cl－) +c(OH－)= c(Na＋)+c(NH4＋)+c(H＋)。
【总结升华】解答此类题目时应抓住反应的顺序，同时要注意NH4Cl水解。
举一反三：
【变式1】（2019 湖南长沙模拟）下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系正确的是（ ）
A．1.0 mol／L Na2CO3溶液：c (OH－)=c (HCO3－)+c (H+)+c (H2CO3)
B．1.0 mol／L NH4Cl溶液：c (NH4+)=c (Cl－)
C．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液：c (Na+)＞c (CH3COO－)＞c (H+)＞c (OH－)
D．向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的pH=5的混合溶液：c (Na+)=c (NO3－)
【答案】D
【解析】Na2CO3溶液中电荷守恒：c (H+)+c (Na+)=c (OH－)+c (HCO32－)+2c (CO32－)，物料守恒：
c (Na+)=2c (CO32－)+2c (HCO3－)+2c (H2CO3)，可得c (OH－)=c (HCO3－)+c (H+)+2c (H2CO3)，A项错误。NH4Cl溶液中根据电荷守恒和溶液呈酸性可知c (NH4+)＜c (Cl－)，B项错误。C项不满足电荷守恒，应为c (CH3COO－)＞c (Na+)＞c (H+)＞c (OH－)。D项满足物料守恒。
类型四、沉淀溶解平衡
例6 已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10－12，Ksp[MgF2]=7.42×10－11。下列说法正确的是( )。
A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大
B．25℃：时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2+)增大
C．25℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
【思路点拨】对于同一类型的物质，其溶度积越小，相应溶解度越小，其溶解平衡后溶液中离子浓度也越小。而当某个体系有生成多个物质的可能性时，反应总向生成更难溶的物质的方向进行。
【答案】B
【解析】Mg(OH)2的溶度积小，故其电离出的Mg2+浓度要小一些，A项错；NH4+可以结合Mg(OH)2电离出的OH－，从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动，c(Mg2+)增大，B项正确；Ksp仅与温度有关，C项错；当c(Mg2+)·c2(F－)≥7.42×10－11时，就有沉淀MgF2生成，D项错。
【总结升华】溶度积Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，Ksp的大小和溶质的溶解度不同，它只与温度有关，与浓度无关。利用溶度积Ksp可以判断沉淀的生成、沉淀的溶解以及沉淀的转化等情况。
当Qc＞Ksp时，此时有沉淀析出直至沉淀与溶解达到平衡。
当Qc=Ksp时，沉淀与溶解处于平衡状态。
当Qc＜Ksp时，若溶液中存在难溶电解质，则难溶电解质会溶解，直至沉淀与溶解达到平衡状态。
溶度积和溶解度的值都可用来表示物质的溶解能力。
举一反三：
【变式1】一定温度下，向足量的石灰乳中加少量生石灰时，下列有关说法错误的是( )
A、溶液中Ca2+数不变 B、溶液的pH不变 C、溶液的密度不变 D、溶液中c(Ca2+)不变
【答案】A
【解析】题目已说明温度不变，故不需考虑热效应。CaO + H2O = Ca(OH)2(s)，使溶液中水减少而析出 Ca(OH)2，但溶液仍为饱和溶液。各组分的量变小了，但浓度、密度不变。
类型六、溶液中平衡的综合应用
例7 在下列给定条件的溶液中，一定能大量共存的离子组是( )。
A．无色溶液：Ca2+、H+、Cl－、HSO3－
B．能使pH试纸呈红色的溶液：Na+、NH4+、I－、NO3－
C．FeCl2溶液：K+、Na+、SO42－、AlO2－
D．的溶液：Na+、K+、SiO32－、NO3－
【思路点拨】本题虽然考查的是离子共存问题，但涉及到离子反应条件、盐类水解、水的离子积等知识点，题目综合性强，需要综合考虑。
【答案】D
【解析】本题考查一定条件下的离子共存问题。A项中离子都是无色的，但H+和HSO3－因生成H2SO3(H2SO3SO2+H2O)而不能大量共存；B项能使pH试纸呈红色，说明溶液显酸性，溶液中相当于有HNO3存在，I－易被氧化而不能大量共存；C项中AlO3－和Fe2+在溶液中发生完全双水解反应生成Al(OH)3，和Fe(OH)2[最终转化成Fe(OH)3]而不能大量共存；D项即c(OH－)=0.1 moL/L，溶液显强碱性，四种离子均能大量共存。
【总结升华】解答离子共存题时要做到“两看”：首先看隐含条件(包括溶液的颜色、溶液的性质、一定或可能等)；其次看选项中不符合要求的离子，从而对某些选项进行排除。
高考试题中常考的隐含条件有：
(1)NO3－遇到H+会使还原性离子(S2－、I－、Fe2+等)不能存在。
(2)ClO－有强氧化性，不仅与H+不能大量共存，也不能与S2－等还原性强的离子共存。
(3)与Al反应放出H2，则表明溶液呈强酸性或强碱性，但该溶液中不会同时存在OH－和H+。
(4)溶液无色时，可排除Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)、MnO4－(紫红色)等有色离子的存在。
例8 工业上制备BaCl2的工艺流程图如图：
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得：
BaSO4(s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s) ΔH1=+571.2 kJ·mol－1 ①
BaSO4(s)+2C(s)2CO2(g)+BaS(s) ΔH2=+226.2 kJ·mol－1 ②
(1)气体用过量的NaOH溶液吸收，得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为________。
(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，________。
[Ksp(AgBr)=5.4×10－13，Ksp(AgCl)=2.0×10－10]
(3)反应C(s)+CO2(g)2CO(g)的ΔH=________kJ·mol－1。
(4)实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是________。
【答案】(1)S2－+H2OHS－+OH－ HS－+H2OH2S+OH－(可不写)
(2)2.7×10－3 (3)+172.5
(4)使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量)，①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需的高温
【解析】(1)S2－+H2OHS－+OH－。
(2)两种沉淀共存则可由两个沉淀溶解平衡中c(Ag+)相同建立等式：
转化为：。
(3)由方程式转化关系即得所给方程式，
则。
(4)过量的C使BaSO4得到充分还原，通入空气使C和O2反应放热，同时使CO燃烧生成CO2放热，且不污染空气。
【总结升华】本题意在考查学生对盐类的水解、难溶电解质的溶解平衡以及盖斯定律的理解，考查学生综合运用知识解决实际问题的能力。
【巩固练习】
一、选择题
1．下列说法正确的是( )。
A．向0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中滴加酚酞，溶液变红色
B．Al3+、NO3－、Cl－、CO32－、Na+可大量共存于pH=2的溶液中
C．乙醇和乙酸都能溶于水，都是电解质
D．分别与等物质的量的HCl和H2SO4反应时，消耗NaOH的物质的量相同
2．下列有关pH的变化的判断中，正确的是( )。
A．随着温度的升高，碳酸钠溶液的pH减小
B．随着温度的升高，纯水的pH增大
C．新制氯水经光照一段时间后，pH减小
D．氢氧化钠溶液久置于空气中，pH增大
3．下列根据反应原理设计的应用，不正确的是( )。
A．CO32－+H2OHCO3－+OH－ 用热的纯碱溶液清洗油污
B．Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ 明矾净水
C．TiCl4+(x+2) H2O(过量)TiO2·xH2O↓+4HCl 制备TiO2纳米粉
D．SnCl2+H2OSn(OH)Cl↓+HCl 配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠
4．25℃时，水的电离达到平衡：H2OH++OH－ ΔH＞0，下列叙述正确的是( )。
A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H+)增大，KW不变
C．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H+)降低
D．将水加热，KW增大，pH不变
5．向三份0.1 mol·L－1的CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固体(忽略溶液体积变化)，则CH3COO－浓度的变化依次为( )。
A．减小、增大、减小 B．增大、减小、减小
C．减小、增大、增大 D．增大、减小、增大
6．(2019 东城一模)某同学在实验室探究NaHCO3的性质：常温下，配制0.10mol/LNaHCO3溶液，测其pH为8.4；取少量该溶液滴加CaCl2溶液至pH＝7，滴加过程中产生白色沉淀，但无气体放出。下列说法不正确的是（ ）。
A.NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO3-的水解程度大于电离程度
B.加入CaCl2促进了HCO3-的水解
C.反应的离子方程式是2HCO3-＋Ca2+==CaCO3↓＋H2CO3
D.反应后的溶液中存在：c(Na+)＋2c(Ca2+)＝c(HCO3-)＋2c(CO32-)＋c(Cl－)
7．下列说法正确的是( )。
A．pH=2与pH=l的硝酸中c(H+)之比为1∶10
B．Na2CO3溶液中c(Na+)与c(CO32－)之比为2∶1
C．0.2 mol·L－1与0.1 mol·L－1醋酸中c(H+)之比为2∶1
D．NO2溶于水时，被氧化的n(NO2)与被还原的n(NO2)之比为3∶1
8．（2019 烟台一模）常温下，向20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 (NH4)2SO4溶液中逐滴加入0.200 0 mol·L－1 NaOH溶液时，溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如图所示（不考虑NH3·H2O的分解）。下列说法不正确的是（ ）
A．a点所示溶液中：c (NH4+)＞c (SO42－)＞c (H+)＞c (OH－)
B．b点所示溶液中：c (NH4+)=c (Na+)＞c (H+)=c (OH－)
C．c点所示溶液中：c (NH4+)+c (H+)+c (Na+)=c (OH－)+2c (SO42－)
D．d点所示溶液中：c (NH4+)+c (NH3·H2O)=0.100 0 mol·L－1
9．下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是( )。
①热纯碱溶液洗涤油污能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5％的Na2SO4溶液解毒 ③溶洞、珊瑚的形成 ④碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡则能 ⑤泡沫灭火器灭火的原理
A．②③④ B．①②③ C．③④⑤ D．①②③④⑤
10．(2019 四川高考)常温下，将等体积，等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合，析出部分NaHCO3晶体，过滤，所得滤液pH<7。下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是
A．Kw/ c(H+)<1.0×10-7mol/L
B．c(Na+)= c(HCO3－)+ c(CO32－)+ c(H2CO3)
C．c(H+)+c(NH4+)= c(OH－)+ c(HCO3－)+2 c(CO32－)
D．c(Cl－)> c(NH4+)> c(HCO3－)> c(CO32－)
11．右图为一定体积、物质的量浓度为0.09 mol/L的盐酸X，用一定物质的量浓度的NaOH溶液Y滴定的图示，据图推出NaOH溶液物质的量浓度(mol/L)和盐酸的体积(mL)，正确的是( )。
A．0.12，15 B．0.04，12 C．0.12，20 D．0.03，10
12．(2019 四中同步)常温下，向1LpH=10的 NaOH溶液中持续通入CO2，通入的CO2的体积（V）与溶液中水电离出的OH－离子浓度（φ）的关系如下图所示。下列叙述不正确的是（? ）。
A．a点溶液中：水电离出的c(H+)＝1×10-10mol/L
B．b点溶液中：c(H+)＝1×10-7mol/L
C．c点溶液中：c(Na+)＞c()＞c()
D．d点溶液中：c(Na+)＝2c()＋c()
二、非选择题
1．某研究性学习小组为了证明在同温同压下，相同浓度相同体积的酸性不同的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积。设计的简易实验装置如图所示。该实验的主要操作步骤如下：
①配制浓度均为l mol·L－1的盐酸和醋酸溶液；
②用________量取10.00 mL l mol·L－1的盐酸和醋酸溶液分别加入到两个锥形瓶中；
③分别称取除去表面氧化膜的镁带a g，并系于铜丝，末端，a的数值至少为________；
④在广口瓶中装足量的水，按图3-3所示连接好装置，检查装置的气密性；
⑤将铜丝向下移动，使足量镁带浸人酸中(铜丝不与酸接触)，至反应完全，记录________；
⑥反应结束后待温度恢复到室温，若丙中液面高于乙中液面，读取量筒中水的体积前，应________，读出量筒中水的体积为V mL。
请将上述步骤补充完整并回答下列问题：
(1)用文字表述步骤④中检查该装置气密性的操作与观察方法：________。
(2)本实验中应选用________(填序号)的量筒。
A．100 mL B．200 mL C．500 mL
(3)若水蒸气的影响忽略不计，在实验室条件下，气体摩尔体积的计算式为：Vm=________。
(4)简述速率不等的原因________，铜丝不与酸接触的原因是________。
2．（2019 北师大二附中）常温下，浓度均为0.1 mol/L的6种溶液pH如下：
溶质
Na2CO3
NaHCO3
Na2SiO3
Na2SO3
NaHSO3
NaClO
pH
11.6
9.7
12.3
10.0
4.0
10.3
请由上表数据回答：
（1）非金属性Si C（填“>”或“<”），用原子结构解释其原因：同主族元素由上到下 。
（2）常温下，相同物质的量浓度的下列稀溶液，其酸性由强到弱的顺序是（填序号） 。
a．H2SiO3 b．H2SO3 c．H2CO3
（3）用离子方程式说明Na2CO3溶液pH＞7的原因 。
（4）6种溶液中，水的电离程度最小的是（填化学式） 。
（5）若增大氯水中次氯酸的浓度，可向氯水中加入上表中的物质是（填化学式） ，
用化学平衡移动的原理解释其原因： 。
3．常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：
实验编号
HA物质的量浓度(mol / L)
NaOH物质的量浓度(mol / L)
混合溶液的pH
①
0.1
0.1
pH=9
②
c
0.2
pH=7
③
0.2
0.1
pH＜7
请回答：
(1)从①组情况分析，HA是强酸还是弱酸？________(填“强酸”或“弱酸”)。
(2)②组情况表明，c________(填“大于”“小于”或“等于”)0.2 mol/L。混合液中离子浓度c(A－)与c(Na+)的大小关系________。
(3)从③组实验结果分析，说明HA的电离程度________(填“大于”“小于”或“等于”)NaA的水解程度，该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是________。
【参考答案与解析】
1．A
【解析】B项CO32－与H+、CO32－与Al3+不能大量共存，C中乙醇为非电解质。
2．C
【解析】升高温度，Na2CO3的水解平衡(CO32－+H2OHCO3－+OH－)向正反应方向移动，c(OH－)增大，pH增大，A错误；升高温度，H2O的电离平衡(H2OH++OH－)向正反应方向移动，c(H+)增大，pH减小，B错误；新制氯水光照后发生反应：2HClO2H++2Cl－+O2↑，c(H+)增大，pH减小，C正确；NaOH溶液久置于空气中发生反应：2OH－+CO2＝CO32－+H2O，c(OH－)减小，pH减小，D错误。
3．D
【解析】纯碱溶液能用于清洗油污的原因是其水解呈碱性，A项正确；明矾用作净水剂的原理是Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有较强的吸附能力，能吸附水中的悬浮杂质，达到净水的效果，B项正确；C项利用TiCl4水解生成TiO2纳米粉，正确；为防止SnCl2的水解，在配制SnCl2溶液时应加入盐酸，而不是氢氧化钠。D项错误。
4．B
【解析】向水中加入稀氨水，c(OH－)增大，平衡H2OH++OH－逆向移动，故A项错误；向水中加入NaHSO4固体，NaHSO4溶于水全部电离：NaHSO4＝Na++H++SO42－，故c(H+)增大，使水的电离平衡逆向移动，但溶液的温度不变，KW不变，B项正确；向水中加入CH3COONa，由于存在：CH3COO－+H2OCH3COOH+OH－，促进了水的电离，使水的电离平衡向正方向移动，C项说法不正确；KW=c(H+)·c(OH－)，加热，促进了水的电离，c(H+)和c(OH－)都增大，故KW增大，pH减小，D项不正确，故本题应选择B项。
5．A
【解析】0.1 mol·L－1 CH3COONa中存在平衡CH3COO－+H2OCH3COOH+OH－，加入NH4NO3、FeCl3两种水解显酸性的盐会使平衡正向移动，c(CHCOO－)减小；加入Na2SO3这种水解显碱性的盐会使平衡逆向移动，c(CH3COO－)增大。
6．B
【解析】A项，HCO3-既能电离又能水解，水解显碱性，电离显酸性，NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO3-的水解程度大于电离程度，故A正确；B项，溶液中存在HCO3- CO32- + H+，加入CaCl2消耗CO32-，促进HCO3-的电离，故B错误；C项，HCO3-与Ca2+生成CaCO3和氢离子，氢离子结合HCO3-生成H2CO3，故C正确；D项，由电荷守恒c(Na+)＋c(H+)+2c(Ca2+)＝c(HCO3-)＋2c(CO32-)＋c(Cl－)+ c(OH－)，溶液PH=7，c(H+)＝c(OH－)，则c(Na+)＋2c(Ca2+)＝c(HCO3-)＋2c(CO32-)＋c(Cl－)，故D正确。故选B。
7．A
【解析】由pH=－lg c(H+)可知两种硝酸中的c(H+)之比为10－2 mol/L∶10－1 mol/L=1∶10；由于CO32－易水解：CO32－+H2OHCO3－+OH－，使Na2CO3溶液中c(Na+)∶c(CO32－)＞2∶1；由于醋酸是弱酸，0.2 mol/L的醋酸与0.1 mol/L的醋酸的电离程度不相同，则两种酸溶液中c(H+)之比并不等于2∶1；由反应3NO2+H2O＝2HNO3+NO可知，被氧化的n(NO2)与被还原的n(NO2)之比为2∶1。
8．B
(NH4)2SO4是强酸弱碱盐，故a点所示溶液中：c (NH4+)＞c (SO42－)＞c (H+)＞c (OH－)，A项正确；NH4+水解是微弱的，所以溶液显中性时加入的NaOH溶液是少量的，故c (NH4+)＞c (Na+)，B项错误；根据电荷守恒可知C项正确；根据物料守恒可知D项正确。
9．A
【解析】热纯碱溶液洗涤油污能力强，是由于碳酸钠的水解程度随温度的升高而增强．因而溶液的碱性越强，除油污的效果越好；泡沫灭火器灭火的原理也运用了盐类的水解原理，只是强度更大，能够进行得更彻底。
10．C
【解析】
A、Kw/ c(H+)= c(OH-)，pH＜7时，c (OH―)＜1.0×10―7 mol / L，A正确；B、物料守恒，B正确；C、电荷守恒，应为c (H+)+c (NH4+)=c (OH―)+c (HCO3―)+2c (CO32―)+c (Cl―)，C错误；D、c (Cl―)不变，NH4+水解，则c (Cl―)＞c (NH4+)，HCO3―部分结晶析出，则c (NH4+)＞c (HCO3―)，CO32―是HCO3―电离产生的，电离很微弱，则c (HCO3―)＞c (CO32―)，D正确。
故选：C。
11．D
【解析】pH=2时显酸性，即c(H+)=0.01 moL/L，列方程求解。也可以用排除法：pH=7时，0.09 mol·L－1×VX=cY×30 mL，即3VX=1000cY，D成立。
12．B
【解析】A项，a点为pH=10的NaOH溶液，水电离出的c(H+)=1×10-10mol/L，A正确；B项，b点溶液含有NaOH和Na2CO3，该点时溶液中剩余的OH-对水电离的抑制和生成的CO32-对水电离的促进恰好完全抵消，因而在该点水电离出的OH-恰为1×10-7mol/L，但溶液不为中性，应还是碱性环境，溶液的c(H+)＞1×10-7mol/L，B错误；C项，c点水解最强，对应Na2CO3溶液，Na+显著多于CO32-，而水解程度是微弱的，故HCO3-数目应较CO32-少很多，C正确；D项，d点为溶有CO2的NaHCO3溶液，为中性溶液，c(H+)= c(OH-)，由电荷守恒知，D正确。
二、非选择题
1．②酸式滴定管 ③0.12 ⑤反应起止时间 ⑥将量筒缓缓向下移动，使乙、丙中液面相平
(1)两手掌紧贴锥形瓶外壁一会，若观察到广口瓶中长导管内有一段水柱高出液面，表明装置不漏气(只要表述明确、合理均可)
(2)B (3)0.2V L/mol
(4)盐酸与醋酸的浓度相同时c(H+)不同 防止形成原电池，干扰实验现象的观察及实验结果的准确性
2．（1）＜ 原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱
（2）bca
（3）CO32－+H2OHCO3－+OH－
（4）NaHSO3
（5）NaHCO3（或NaClO） 因为Cl2 + H2OH++Cl－+HClO， NaHCO3（或NaClO）消耗 H+，平衡正向移动，使溶液中次氯酸浓度增大。
3．(1)弱酸 (2)大于 c(A－)=c(Na+) (3)大于 c(A－)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH－)
【解析】(1)从第①组情况分析，等体积等物质的量浓度的HA和NaOH溶液混合后，溶液显碱性，说明生成强碱弱酸盐，说明HA是弱酸。
(2)第②组中NaOH的物质的量浓度为0.2 mol/L，混合后溶液显中性，说明HA稍过量，HA的物质的量浓度应大于0.2 moL/L。根据电中性原理，混合液中离子浓度c(A－)=c(Na+)。
(3)第③组实验相当于等体积等物质的量浓度的HA和NaA溶液混合，pH＜7说明HA的电离程度大于NaA的水解程度，溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(A－)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH－)。