2020届高考化学三轮冲刺要点突破：水溶液中的离子平衡【专题训练、专题总结】

——水溶液中的离子平衡

【专题训练】

1．已知常温下浓度均为0.1 mol·L－1的溶液的pH如下表所示：

溶液 NaF NaClO Na2CO3 pH 7.5 9.7 11.6 下列有关说法正确的是( )

A．根据上表得出三种酸的电离平衡常数：HF＞HClO＞H2CO3(一级电离平衡常数)

B．加热0.1 mol·L－1 NaClO溶液，其pH将小于9.7

C．pH＝2的HF溶液与pH＝12的NaOH溶液以等体积混合，则有

c(Na＋)＝c(F－)＞c(H＋)＝c(OH－)

D．0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中：c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO－3)＋2c(H2CO3)

【答案】D

【解析】相同温度下，相同浓度的钠盐溶液中，弱酸根离子水解程度越大其溶液pH越大。根据表中数据可知，离子水解程度F－＜ClO

－

－－

＜CO23，则酸的电离平衡常数HF＞HClO＞HCO3，A项错误；盐类水

解是吸热反应，升高温度促进盐类水解，故加热NaClO溶液，ClO－水解程度增大，溶液的碱性增强，pH增大，B项错误；常温下，NaF溶液的pH＝7.5＞7，说明NaF是强碱弱酸盐，则HF是弱酸，pH＝2

的HF浓度大于pH＝12的NaOH溶液浓度，二者等体积混合，HF有剩余，溶液呈酸性，则c(H＋)＞c(OH－)，结合电荷守恒得c(Na＋)＜c(F

－

)，酸的电离程度较小，则溶液中离子浓度c(F－)＞c(Na＋)＞c(H＋)

－－

＞c(OH－)，C项错误；根据物料守恒得2[c(CO23)＋c(HCO3)＋c(H2CO3)]

＝c(Na＋)，根据电荷守恒得c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(HCO－3)＋

－－＋－2c(CO23)，故c(OH)－c(H)＝c(HCO3)＋2c(H2CO3)，D项正确。

2．水的电离常数如图两条曲线所示，曲线中的点都符合c(H＋)×c(OH－)＝常数，下列说法错误的是( )

A．图中温度T1>T2

B．图中五点Kw间的关系：B>C>A＝D＝E C．曲线a、b均代表纯水的电离情况

D．若处在B点时，将pH＝2的硫酸溶液与pH＝12的KOH溶液等体积混合后，溶液显碱性

【答案】C

【解析】由图象可知，A点在T2时的曲线上，而B点在T1时的曲

线上，因为A、B点水电离产生的氢离子与氢氧根离子的浓度相等，所以是纯水的电离，B点的电离程度大于A点，所以温度T1>T2，故A正确；由图象可知，A、E、D都是T2时曲线上的点，Kw只与温度有关，温度相同时Kw相同，温度升高，促进水的电离，Kw增大，则B>A＝D＝E，由C点c(OH－)×c(H＋)可知，C点的Kw大于A点，则B>C>A＝D＝E，故B正确；由E和D点c(H＋)≠c(OH－)可知其不是纯水的电离，故C错误；B点时，Kw＝1×10－12，pH＝2的硫酸中c(H＋)＝0.01 mol·L

－1

，pH＝12的KOH溶液中c(OH－)＝1 mol·L－1，等体积混合后，溶液

显碱性，故D正确。

3．某温度下，水的离子积常数Kw=1×10-12。该温度下，将pH=4的H2SO4溶液与pH=9的NaOH溶液混合并保持恒温，欲使混合溶液的pH=7，则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为( )

A.1∶10 B.9∶1 C.1∶9 D.99∶21 【答案】B

【解析】该温度下，水的离子积常数Kw=1×10-12，pH=4的H2SO4

溶液中c(H+)=10-pH mol·L-1=10-4 mol·L-1，pH=9的NaOH溶液中

c(OH-)= mol·L-1=10-3 mol·L-1，混合并保持恒温，使混合溶液

mol·L-1=10-5

的pH=7>6，即溶液呈碱性，则混合溶液中c(OH-)=

mol·L-1，设稀硫酸、NaOH溶液体积分别为x L、y L，则c(OH-)=mol·L-1=10-5 mol·L-1，解得x∶y=9∶1。

4．在一定体积pH＝12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物质的

量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2＋恰好完全沉淀时，溶液pH＝11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2 溶液与NaHSO4溶液的体积之和，则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是( )

A．1∶9 B．1∶1 C．1∶2 D．1∶4 【答案】D

【解析】pH＝12的氢氧化钡溶液中c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1，

－14

1×10－1

c(OH－)＝＝1×10－2 mol·L－1，c[Ba(OH)2]＝0.5×－12 mol·L1×10

10－2 mol·L－1；反应后溶液pH＝11，c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1，c(OH

－14

1×10－－1

)＝＝1×10－3 mol·L－1。设氢氧化钡溶液体积为－11 mol·L1×10－V1，硫酸氢钠溶液的体积为V2。依题意知，n(Ba2＋)＝n(SO2由Ba(OH)24)。

＋NaHSO4===BaSO4↓＋NaOH＋H2O知，生成的氢氧化钠的物质的量为

n(NaOH)＝n[Ba(OH)2]＝0.5×10－2V1 mol，0.5×10－2V1 mol/(V1＋V2)

＝1×10－3 mol·L－1，V1∶V2＝1∶4。

5．室温下，将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液，向溶液中加入下列物质，有关结论正确的是( )

加入的物质 A.50 mL 1 mol·L H2SO4 －c(Na＋)＝c(SO24) －1结论 反应结束后， B.0.05 mol CaO C.50 mL H2O c（OH－）溶液中增大 c（HCO－）3由水电离出的c(H＋)·c(OH－)不变