
(1)水解平衡向正向移動(dòng),離子的水解程度不一定增大。如向FeCl3溶液中,加入少量FeCl3固體,平衡向水解方向移動(dòng),但Fe3+的水解程度減小。
(2)弱酸強(qiáng)堿鹽不一定因水解而顯堿性。如NaHSO3溶液顯酸性。
(3)可水解的鹽溶液在蒸干后不一定得不到原溶質(zhì)。如對(duì)于水解程度不大且水解產(chǎn)物不離開平衡體系的情況[如Al2(SO4)3]來說,溶液蒸干仍得原溶質(zhì)。
易錯(cuò)題【02】鹽溶液蒸干時(shí)所得產(chǎn)物的判斷
(1)鹽溶液水解生成難揮發(fā)性酸時(shí)蒸干后一般得原物質(zhì),如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4(s)。
(2)鹽溶液水解生成易揮發(fā)性酸時(shí),蒸干灼燒后一般得到對(duì)應(yīng)的氧化物,如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3,灼燒得Al2O3。
(3)考慮鹽受熱時(shí)是否分解。
易錯(cuò)題【03】溶液中粒子濃度大小的比較
(1)明確三個(gè)比較
①電離能力大于水解能力。如CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,所以等濃度的CH3COOH與CH3COONa溶液等體積混合后溶液顯酸性。
②水解能力大于電離能力。如HClO的電離程度小于ClO-水解的程度,所以等濃度的HClO與NaClO溶液等體積混合后溶液顯堿性。
③酸式鹽電離能力和水解能力的比較。如在NaHCO3溶液中,HCOeq \\al(-,3)的水解大于電離,故溶液顯堿性。
(2)熟練三個(gè)守恒
①電荷守恒。電解質(zhì)溶液中所有陽離子所帶的正電荷總數(shù)與所有的陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)相等。如在Na2CO3溶液中存在著Na+、COeq \\al(2-,3)、H+、OH-、HCOeq \\al(-,3),它們存在如下關(guān)系:c(Na+)+c(H+)=2c(COeq \\al(2-,3))+c(HCOeq \\al(-,3))+c(OH-)。
②物料守恒。電解質(zhì)溶液中,由于某些離子能水解或電離,離子種類增多,但某些關(guān)鍵性的原子總是守恒的。
③質(zhì)子守恒。在電離或水解過程中,會(huì)發(fā)生質(zhì)子(H+)轉(zhuǎn)移,但在質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程中其數(shù)量保持不變。
以Na2CO3和NaHCO3溶液為例,可用下圖所示幫助建立質(zhì)子守恒關(guān)系式:
a.Na2CO3溶液
所以c(OH-)=c(HCOeq \\al(-,3))+2c(H2CO3)+c(H3O+),
即c(OH-)=c(HCOeq \\al(-,3))+2c(H2CO3)+c(H+)。
b.NaHCO3溶液
所以c(OH-)+c(COeq \\al(2-,3))=c(H2CO3)+c(H+)。
另外,將混合溶液中的電荷守恒式和物料守恒式相聯(lián)立,通過代數(shù)運(yùn)算消去其中某些離子,即可推出該溶液中的質(zhì)子守恒。
易錯(cuò)題【04】分布系數(shù)圖及分析
分布曲線是指以pH為橫坐標(biāo)、分布系數(shù)(即組分的平衡濃度占總濃度的分?jǐn)?shù))為縱坐標(biāo)的關(guān)系曲線。
易錯(cuò)題【05】對(duì)數(shù)圖像分析
(1)??加嘘P(guān)對(duì)數(shù)舉例
①pC:類比pH,即為C離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù),規(guī)律是pC越大,C離子濃度越小。
②pK:平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù),規(guī)律是pK越大,平衡常數(shù)越小,對(duì)于一元弱酸(HX):pKa=pH-lgeq \f(c(X-),c(HX)),lgeq \f(c(X-),c(HX))越大,HX的電離程度越大。
③AG=lgeq \f(c(H+),c(OH-)),氫離子濃度與氫氧根離子濃度比的對(duì)數(shù),規(guī)律是AG越大,酸性越強(qiáng),中性時(shí)AG=0。
(2)??加嘘P(guān)圖像舉例
①pOH-pH曲線
i.表示一元酸與一元堿中和過程中H+與OH-離子濃度的關(guān)系。
ii.Q點(diǎn)代表中性。
iii.M點(diǎn)顯酸性,N點(diǎn)顯堿性,兩點(diǎn)水的電離程度相同。
②常溫下將KOH溶液滴入二元弱酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系圖如下:
i.二元弱酸(H2X)一級(jí)電離程度遠(yuǎn)大于二級(jí)電離程度。
lgeq \f(c(X2-),c(HX-))越大,表示電離程度越大,因而N代表一級(jí)電離的曲線,M代表二級(jí)電離曲線。
ii.可以根據(jù)m點(diǎn)、n點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算pKa1和pKa2。
典例分析
例題1、25℃時(shí),向1L0.01 ml?L-1H2B溶液中滴加鹽酸或NaOH溶液,溶液中 c(H2B)、c(HB-)、c(B2-)、c(OH-)、c(H+) 的對(duì)數(shù)值(lgc)與pH的關(guān)系如圖所示(溫度保持不變),下列說法錯(cuò)誤的是
A. 曲線c表示lgc(HB-)與pH的關(guān)系
B. 隨pH增加,c(H2B)?c(OH-)減小
C. 0.01 ml?L-1Na2B溶液,Kh1(B2-)的數(shù)量級(jí)為10-9
D. M點(diǎn)溶液中n(Na+)+n(H+)―n(B2-)=0.01ml
C【解析】pH=-lgc(H+),所以a曲線代表c(H+),e曲線代表c(OH-);H2B可以NaOH發(fā)生反應(yīng)H2B+NaOH=NaHB+H2O,NaHB+NaOH=Na2H+H2O,所以隨溶液pH增大,c(H2B)逐漸減小,c(HB-)先增多后減小,c(B2-)逐漸增大,所以b代表c(H2B),c代表c(HB-),d代表c(B2-)。曲線c表示lgc(HB-)與pH的關(guān)系,A正確;HB-的水解平衡常數(shù)的表達(dá)式為Kh=,所以c(H2B)?c(OH-)=Kh·c(HB-),而隨pH增加,c(HB-)先增大后減小,水解平衡常數(shù)不變,所以c(H2B)?c(OH-)先增大后減小,B正確;Kh1(B2-)=,據(jù)圖可知當(dāng)c(B2-)= c(HB-)時(shí)溶液的pH=9,所以此時(shí)溶液中c(OH-)=10-5ml/L,則Kh1(B2-)=10-5ml/L,C錯(cuò)誤;M點(diǎn)溶液中存在電荷守恒2c(B2-)+c(HB-)+c(OH-)= c(Na+)+ c(H+),因?yàn)樵谕蝗芤褐?,所?n(B2-)+n(HB-)+n(OH-)=n(Na+)+n(H+),存在物料守恒n(B2-)+n(HB-)+n(H2B)=0.01ml,據(jù)圖可知該點(diǎn)n(OH-)=n(H2B),所以n(B2-)+n(HB-)+n(OH-)=0.01ml,根據(jù)物料守恒可知n(HB-)+n(OH-)=n(Na+)+n(H+)-2n(B2-),帶入可得n(Na+)+n(H+)―n(B2-)=0.01ml,D正確。
例題2、外加少量酸或堿而pH基本不變的溶液,稱為緩沖溶液。人體血液存在H2CO3/HCO的緩沖體系,能消耗人體正常代謝產(chǎn)生的酸或堿,保持pH的穩(wěn)定。己知人體血液在正常體溫時(shí),H2CO3的一級(jí)電離常數(shù)Ka1=1×10-6。下列說法不正確的是
A. 人體血液存在緩沖作用可用平衡表示:H++HCO H2CO3CO2+H2O
B. 人體血液在酸中毒時(shí),可注射少量NaHCO3溶液緩解
C. 代謝產(chǎn)生的H+與HCO結(jié)合形成H2CO3來維持血液pH的穩(wěn)定
D. 某血液中c(HCO):c(H2CO3) ≈ 20:1,則c(H+) ≈ 5×10-7ml/L
D【解析】人體血液存在H2CO3/HCO的緩沖體系,當(dāng)生成酸性物質(zhì)時(shí),HCO與H+結(jié)合生成H2CO3,碳酸分解生成H2O和CO2,CO2可通過呼吸排出體外;當(dāng)生成堿性物質(zhì)時(shí),堿性物質(zhì)可與H+反應(yīng),消耗H+,促進(jìn)H2CO3電離產(chǎn)生HCO,維持pH的穩(wěn)定,其緩沖作用可用平衡表示:H++HCO H2CO3CO2+H2O,A正確;酸中毒時(shí),H+過多,可用NaHCO3溶液與之反應(yīng)加以緩解,B正確;人體代謝產(chǎn)生的H+可與緩沖體系中的HCO結(jié)合形成H2CO3,血液pH基本不變,C正確;Ka1=1×10-6,c(HCO):c(H2CO3) ≈ 20:1,則c(H+)= Ka1=110-6 ml/L≈ 5×10-8ml/L,D錯(cuò)誤。
例題3、常溫下,用的鹽酸分別滴定20.00mL濃度均為三種一元弱酸的鈉鹽溶液,滴定曲線如圖所示。下列判斷錯(cuò)誤的是
A. 該溶液中:
B. 三種一元弱酸的電離常數(shù):
C. 當(dāng)時(shí),三種溶液中:
D. 分別滴加20.00mL鹽酸后,再將三種溶液混合:
C【解析】由圖可知,未加入鹽酸時(shí),NaX、NaY、NaZ溶液的pH依次增大,則HX、HY、HZ三種一元弱酸的酸性依次減弱。NaX為強(qiáng)堿弱酸鹽,在溶液中水解使溶液呈堿性,則溶液中離子濃度的大小順序?yàn)閏(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),A正確;弱酸的酸性越弱,電離常數(shù)越小,由分析可知,HX、HY、HZ三種一元弱酸的酸性依次減弱,則三種一元弱酸的電離常數(shù)的大小順序?yàn)镵a(HX)>Ka (HY)>Ka(HZ),B正確;當(dāng)溶液pH為7時(shí),酸越弱,向鹽溶液中加入鹽酸的體積越大,酸根離子的濃度越小,則三種鹽溶液中酸根的濃度大小順序?yàn)閏(X-)>c(Y-)>c(Z-),C錯(cuò)誤;向三種鹽溶液中分別滴加20.00mL鹽酸,三種鹽都完全反應(yīng),溶液中鈉離子濃度等于氯離子濃度,將三種溶液混合后溶液中存在電荷守恒關(guān)系c(Na+)+ c(H+)= c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+ c(Cl-)+ c(OH-),由c(Na+)= c(Cl-)可得:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)= c(H+)—c(OH-),D正確。
例題4、水體中重金屬鉛的污染問題備受關(guān)注。溶液中Pb2+及其與OH- 形成的微粒的濃度分?jǐn)?shù)α隨溶液pH變化的關(guān)系如圖所示。已知NH3·H2O 的Kb=1.74 ×10-5。向Pb(NO3)2 溶液中滴加氨水,關(guān)于該過程的說法正確的是
A. Pb2+的濃度分?jǐn)?shù)先減小后增大
B. c(NO)與c(Pb2+)的比值減小后增大, pH> 10后不變
C. pH=7時(shí),存在的陽離子僅有Pb2+、Pb(OH)+和H+
D. 溶液中Pb2+與Pb(OH)2濃度相等時(shí),氨主要以NH的形式存在
D【解析】由圖示可知,Pb2+與OH–依次形成Pd(OH)+、Pd(OH)2、Pd(OH)、Pd(OH)四種微粒。隨著pH的增大,Pb2+的濃度分?jǐn)?shù)逐漸減小,當(dāng)pH=10時(shí),Pb2+的濃度分?jǐn)?shù)減小為0,A錯(cuò)誤;NO與Pb2+在同一溶液中,c(NO)與c(Pb2+)的比值等于其物質(zhì)的量之比,滴加氨水過程中,隨著pH的增大,n(Pb2+)逐漸減小,n(NO)不變,n(NO)與n(Pb2+)的比值增大,C(NO)與c(Pb2+)的比值增大,pH>10,c(Pb2+)減小為0時(shí),比值無意義,B錯(cuò)誤;當(dāng)pH=7時(shí),根據(jù)圖示可知,溶液中存在的陽離子有Pb2+、Pb(OH)+、H+以及NH,C錯(cuò)誤;當(dāng)溶液中Pb2+與Pb(OH)2濃度相等時(shí),由圖可知,此時(shí)溶液pH約等于8,由NH3·H2O電離常數(shù)Kb = =1.74 ×10-5,則= = =17.4,故溶液中氨主要以NH形式存在,D正確。
1.(2021·天津·高考真題)常溫下,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的敘述正確的是
A.在溶液中
B.在溶液中
C.在溶液中
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中
2.(2022·河南·焦作市第一中學(xué)模擬預(yù)測)“靈感是在勞動(dòng)時(shí)候產(chǎn)生的”。下列勞動(dòng)項(xiàng)目與所寫反應(yīng)無關(guān)聯(lián)的是
3.(2021·江蘇·高考真題)室溫下,通過下列實(shí)驗(yàn)探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)1:用pH試紙測量0.1ml·L-1NaHCO3溶液的pH,測得pH約為8
實(shí)驗(yàn)2:將0.1ml·L-1NaHCO3溶液與0.1ml·L-1CaCl2溶液等體積混合,產(chǎn)生白色沉淀
實(shí)驗(yàn)3:向0.1ml·L-1Na2CO3溶液中通入CO2,溶液pH從12下降到約為9
實(shí)驗(yàn)4:向0.1ml·L-1Na2CO3溶液中滴加新制飽和氯水,氯水顏色褪去
下列說法正確的是
A.由實(shí)驗(yàn)1可得出:Ka2(H2CO3)>
B.實(shí)驗(yàn)2中兩溶液混合時(shí)有:c(Ca2+)·c(CO) c(H+) > c(MOH) > c(OH-)
8.(2022·廣西·模擬預(yù)測)常溫下,向NaOH溶液中緩慢滴加H2C2O4,溶液中的H2C2O4、、的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ(X)[ δ(X)= ]隨pOH的變化如圖所示。
下列敘述錯(cuò)誤的是
A.曲線a表示δ()
B.pH=3時(shí),c( )>c( )>c(H2C2O4)
C.lg[Ka2()]=—5.2
D.等濃度的Na2C2O4和NaHC2O4混合溶液中,pH 3c(HX- )
D.NaHX溶液中存在c(H2X)c(C2O)>c(H2C2O4)
D.實(shí)驗(yàn)4中滴加KMnO4溶液所發(fā)生的離子方程式為:5H2C2O4+2MnO+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
12.(2022·陜西師大附中高三開學(xué)考試)一種捕集煙氣中CO2的過程如圖所示。室溫下以溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液體積變化和揮發(fā)可忽略,溶液中含碳物種的濃度。電離常數(shù)分別為。下列說法錯(cuò)誤的是
A.KOH吸收CO2所得到的溶液中:
B.KOH完全轉(zhuǎn)化為時(shí),溶液中:
C.KOH溶液吸收CO2,溶液中:
D.如圖所示的“吸收”“轉(zhuǎn)化”過程中,溶液的溫度升高
13.(2022·湖北·高三開學(xué)考試)常溫下,向一定濃度的H2X溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.H2X的電離常數(shù)Ka1的數(shù)量級(jí)為10-2
B.水電離的(H+):N點(diǎn)c(HX-)>c(H+)=c(OH-)
14.(2022·浙江·高三開學(xué)考試)常溫下,現(xiàn)有兩份濃度均為的NaA溶液和NaB溶液,分別用濃度為的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液進(jìn)行滴定實(shí)驗(yàn),滴定過程中混合溶液的pH與所加鹽酸體積(V)的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是
A.滴定前的兩份溶液體積:V(NaA溶液)0.某課題組配制“模擬關(guān)節(jié)滑液”進(jìn)行研究,回答下列問題:
已知:①37℃時(shí),Ka(HUr)=,Kw=,Ksp(NaUr)=
②37℃時(shí),模擬關(guān)節(jié)滑液pH=7.4,c(Ur— )=ml·L-1
(1)尿酸電離方程式為_______。
(2)Kh為鹽的水解常數(shù),37℃時(shí),Kh(Ur—)=_______。
(3)37℃時(shí),向HUr溶液中加入NaOH溶液配制“模擬關(guān)節(jié)滑液”,溶液中c(Na+)_______c(Ur—)(填“>”、“y,故D正確;
綜上所述,說法不正確的是C項(xiàng),故答案為C。
6.C【詳解】滴定至a點(diǎn)時(shí),溶液成分為NaHA和H2A,滴定至b點(diǎn)時(shí),溶液全為NaHA,滴定至c點(diǎn)時(shí)溶液成分為NaHA和 Na2A。
A.a(chǎn)點(diǎn)時(shí)pH≈3,加入10mLNaOH溶液,此時(shí)c(H2A)=c(NaHA),可知, ,A項(xiàng)正確;
B.,由c點(diǎn)pH=9.5可知Ka2(H2A)=10-9.5,b點(diǎn)時(shí)溶液為NaHA,則HA-的電離程度大于水解程度,溶液中c(HA-) >c(A2-) >c(H2A),B項(xiàng)正確;
C.由電荷守恒可知,c點(diǎn)時(shí)溶液中c(Na+)+c(H+)= c(HA-)+ c(OH-)+2 c(A2-),C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D.a(chǎn)點(diǎn)為H2A與NaHA混合溶液,b點(diǎn)為NaHA,c點(diǎn)為NaHA與Na2A混合溶液,溶液中水的電離程度:c>b>a,D項(xiàng)正確;
故選C。
7.D【詳解】A.該溫度下純水溶液中c(H+)=c(OH-),Kw= c(H+)c(OH-)=c2(H+)=210-14,當(dāng) c(M+) = 2 ×10-4 ml·L-1 時(shí),c2(H+)=410-14,Kw= 210-14,故c(OH-) = 1×10-7 ml·L-1,A正確;
B.溶液呈電中性,故MCl 的稀溶液中始終存在:c(M+) + c(H+) = c(Cl- ) + c(OH-),B正確;
C.該溫度下,M+ 的水解方程式為M++H2OMOH+H+,平衡常數(shù) Kh=,利用c(M+) = 2 ×10-4 ml·L-1 點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算,該點(diǎn)c(H+)=2×10-7 ml·L-1, c(OH-) = 1×10-7 ml·L-1,c(MOH)= c(H+)- c(OH-)= 1×10-7 ml·L-1,故Kh=,C正確;
D.,其中c(M+)=110-4 ml·L-1,c(OH-)/c(MOH)=2>1,故c(OH-)>c(MOH),D錯(cuò)誤。
8.C【詳解】向氫氧化鈉溶液中緩慢滴加草酸溶液,草酸溶液與氫氧化鈉溶液先反應(yīng)生成草酸鈉溶液,繼續(xù)緩慢滴加草酸溶液,溶液中草酸鈉逐漸轉(zhuǎn)化為草酸氫鈉,則a、b、c三條曲線分別代表草酸根離子、草酸氫根離子、草酸的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。
A.由分析可知,曲線a表示草酸根離子隨pOH的變化,故A正確;
B.溶液pH=3時(shí),溶液pOH=11,由圖可知,溶液中c( )>c( )>c(H2C2O4),故B正確;
C.草酸的二級(jí)電離常數(shù)Ka2()=,由圖可知,m點(diǎn)時(shí),溶液中c()=c(),溶液POH=9.8,則Ka2()=c()=10—4.2,所以lg[Ka2()]=—4.2,故C錯(cuò)誤;
D.草酸的二級(jí)電離常數(shù)Ka2()=,由圖可知,m點(diǎn)時(shí),溶液中c()=c(),溶液POH=9.8,則Ka2()=c()=10—4.2,草酸根離子的水解常數(shù)Kh===<Ka2(),則濃度的草酸鈉和草酸氫鈉混合溶液中,草酸根離子的水解程度小于草酸氫根離子的電離程度,溶液呈酸性,溶液pH小于7,故D正確;
故選C。
9.C【詳解】H2X的電離為H2X H++HX-、HX- H++X2-;當(dāng)=1時(shí),即縱坐標(biāo)為0,c1(H+)= Ka1= Ka1、c2(H+)= Ka2= Ka2,由于H2X的一級(jí)電離大于二級(jí)電離,則c1 (H+)>c2 (H+),pH1c(X2-),故(HX- )+2c(X2-)M點(diǎn),B錯(cuò)誤;
C.N點(diǎn)存在電荷守恒,c(Na+)+ c(H+)=2c(X2-)+c(HX-)+c(OH-),由圖可知N點(diǎn)時(shí)c(X2-)=c(HX-),由選項(xiàng)B分析可知,此時(shí)溶液顯酸性,c(H+)>c(OH-),則c(Na+)c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-),D正確;
故選B。
14.A【詳解】由起點(diǎn)可知等濃度的NaA溶液和NaB溶液NaA的pH較大堿性較強(qiáng),由越弱越水解可知,HA的酸性比HB的弱;
A.由相同濃度的鈉鹽溶液pH:pH(NaA)>pH(NaB),相同濃度下A-的水解程度大于B-的水解程度,滴加鹽酸后要使混合溶液的pH值相等,則滴加鹽酸后c(NaA)
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