十溶液中粒子浓度的关系 高考化学一轮复习专项练含解析

溶液中粒子浓度的关系

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1.(2021·哈尔滨模拟)物质的量浓度相同的下列溶液:①Na2CO3②NaHCO3③H2CO3④(NH4)2CO3　按c(C)由小到大顺序排列正确的是              (　　)

A.④<③<②<①　　　  B.③<②<④<①

C.③<②<①<④        D.③<④<②<①

【解析】选B。物质的量浓度相同的Na2CO3、NaHCO3、H2CO3、(NH4)2CO3溶液中,根据盐类水解的规律,无弱不水解,有弱才水解,越弱越水解,谁强显谁性,则:Na2CO3是易溶于水的盐,在水中完全电离,电离出的碳酸根离子部分水解,但水解微弱,所以,碳酸根离子浓度降低,NaHCO3是易溶于水的盐,在水中完全电离,电离出的碳酸氢根离子水解建立水解平衡,因碳酸氢钠溶液显碱性,所以,部分碳酸氢根离子的电离小于其水解,所以碳酸根浓度远远小于碳酸氢根浓度,(NH4)2CO3是易溶于水的盐,在水中完全电离,电离出的铵根离子和碳酸根离子分别和水电离出的氢氧根离子和氢离子结合,水解相互促进,所以,碳酸根离子浓度比Na2CO3中碳酸根离子浓度小一些,H2CO3溶液是二元弱酸,且酸性很弱,电离时分两步电离,且第二步极其微弱,其碳酸根离子的浓度最小;综上碳酸根离子浓度为Na2CO3>(NH4)2CO3>NaHCO3>H2CO3。

2.(2021年河北适应性测试)醋酸为一元弱酸,25 ℃时,其电离常数Ka=1.75×10-5。下列说法错误的是              (　　)

A.0.1 mol·L-1CH3COOH溶液的pH在2~3范围内

B.CH3COONa溶液中,c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)

C.将0.1 mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释,其电离常数和均不变

D.等体积的0.1 mol·L-1NaOH溶液和0.1 mol·L-1CH3COOH溶液混合物,溶液pH>7,且c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)

【解析】选C。Ka==1.75×10-5,c(H+)≈c(CH3COO-),则c(H+)===×10-3,pH=-lg(×10-3)=3-lg,因2<3- lg<3,则溶液的pH在2~3范围内,故A正确;CH3COONa溶液中,根据质子守恒得:c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-),故B正确;温度不变,则电离常数不变,将0.1 mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释,c(CH3COO-)小,Ka=,

增大,故C错误;等体积的0.1 mol·L-1 NaOH溶液和

0.1 mol·L-1CH3COOH溶液混合后,溶液溶质为CH3COONa,pH>7,则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故D正确。

3.改变0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=

]。下列叙述错误的是 (　　)

A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)

B.lg[Ka2(H2A)]=-4.2

C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)

D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)

【解析】选D。因为δ(X)=

 ,根据物料守恒

c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1为定值。根据图象,pH=1.2时,H2A和HA-两曲线相交,因此有c(H2A)=c(HA-),故A项正确;在pH=4.2时,A2-和HA-两曲线相交,即c(A2-)=c(HA-),因此Ka2(H2A)==c(H+)=10-4.2,故B项正确;根据图象,在pH=2.7时,H2A和A2-两曲线相交,且HA-的物质的量分数最大,故有c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),故C项正确;根据图象在pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),根据电荷守恒c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+),因此有c(H+)>c(HA-)=c(A2-),故D项错误。

4.常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)

=1.75×10-5,下列说法正确的是 (　　)

A.浓度均为0.1 mol·L-1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者

B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等

C.0.2 mol·L-1 HCOOH与0.1 mol·L-1 NaOH等体积混合后的溶液中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+)

D.0.2 mol·L-1 CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)

【解析】选A。A项,电离平衡常数越大,其离子水解程度越小,根据电离平衡常数知,其离子水解程度:N>HCOO-,任何电解质溶液中都存在电荷守恒,所以得出c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)=0.1 mol·L-1+c(H+),c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)=0.1 mol·L-1+c(OH-),水解程度N>HCOO-,所以前者c(H+)大于后者c(OH-),所以浓度均为0.1 mol·L-1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者,正确;B项,CH3COOH的电离平衡常数小,即酸性比HCOOH弱,当HCOOH与CH3COOH的pH均等于3时,HCOOH的物质的量浓度小于乙酸,等体积时甲酸消耗的NaOH比乙酸小,错误;C项,两溶液等体积混合后得到甲酸和甲酸钠的混合液,由电荷守恒得c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),由物料守恒得2c(Na+)=c(HCOOH)+c(HCOO-),所以c(HCOOH)+2c(H+)=c(HCOO-)+2c(OH-),错误;D项,反应后溶液是c(CH3COONa)、c(CH3COOH)和c(NaCl)比值为1∶1∶1的混合物,物料守恒有c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Cl-),pH<7,则CH3COOH的电离大于CH3COO-的水解,即c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH),电离和水解均很微弱,故c(H+)小于c(CH3COOH),错误。

5.(2021·昆明模拟)某课外研究小组设计数字化实验探究温度对盐类水解反应的影响。通过加热50 mL 0.100 0 mol·L-1的Na2CO3标准溶液进行实验,测得溶液的pH随温度变化的关系如图所示。下列说法不正确的是              (　　)

A.由ab段可得结论:C(aq)+H2O(l)HC(aq)+OH-(aq)　ΔH>0

B.c点溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)=1×10-3.35 mol·L-1

C.bd段pH减小是水的Kw随着温度的升高而增大所致

D.从a→d随着温度升高,始终增大

【解析】选B。随着温度的升高,Na2CO3溶液的pH增大,说明平衡C(aq)+H2O(l)HC(aq)+OH-(aq)正移,即说明水解反应是吸热反应,ΔH>0,故A正确;c点溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)表示Na2CO3溶液中的质子守恒式,c点的pH=11.65,c(H+)=1×10-11.65 mol·L-1,因为c点的温度是30℃,Kw≠1×10-14,故c(OH-)≠1×10-3.35 mol·L-1,故B错误;随着温度的升高,水的电离程度越来越大,水的离子积常数Kw增大,水电离出来的c(H+)即溶液中的c(H+)逐渐增大,故pH呈减小趋势,故C正确;选项中的代数式为C(aq)+H2O(l)HC(aq)+OH-(aq)的水解常数Kh表达式,从a→d随着温度的升高,水解程度增大,故Kh增大,故D正确。

6.(2021·唐山模拟)25 ℃时,向10 mL 0.10 mol·L-1 的一元弱酸HA (Ka =1.0×10-3)中逐滴加入0.10 mol·L-1NaOH溶液,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示。下列说法正确的是              (　　)

A.a点时,c(HA) +c(OH-)=c(Na+)+c(H+)

B.溶液在a点和b点时水的电离程度相同

C.b点时,c(Na+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-)

D.V=10 mL 时,c(Na+)>c(A—)>c(H+)>c(HA)

【解析】选A。a点时,pH=3, c(H+)=10-3 mol·L-1,因为Ka =1.0×10-3,所以c(HA)=c(A—),根据电荷守恒c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)和c(HA) =c(A-),A正确;a点溶质为HA和NaA,pH=3,水电离出的c(OH-)=10-11 mol·L-1;b点溶质为NaOH和NaA,pH=11,c(OH-)=10-3 mol·L-1,OH-是由 NaOH电离和水电离出两部分之和组成的,推断出由水电离出的c(OH-)<10-3 mol·L-1,那么水电离的c(H+)>10-11 mol·L-1,B错误;根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)可得c(Na+)=c(A-)+c(OH-)-c(H+),假设C选项成立,则c(A-) +c(OH-)-c(H+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-),推出c(HA)+c(H+)=0,故假设不成立,C错误;V=10 mL 时,HA与NaOH恰好完全反应生成NaA,A-+ H2OHA +OH-,水解后溶液显碱性, c(OH-) >c(H+), 即c(HA)>c(H+) ,D错误。

7.(2021·无锡模拟)常温下,用0.1 mol·L-1KOH溶液滴定10 mL 0.1 mol·L-1HA溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是              (　　)

A.a点pH约为3,可以判断HA是弱酸

B.b点溶液:c(A-)>c(K+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)

C.c点溶液:c(K+)=c(A-)

D.水的电离程度:c点>d点

【解析】选D。a点为0.1 mol·L-1HA溶液,若是强酸,则pH=1,但pH约为3,故HA是弱酸,A正确;b点溶液中溶质为等物质的量的KA和HA,溶液显酸性,离子浓度关系为c(A-)>c(K+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-),B正确;c点溶液的pH=7,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒,c(K+)=c(A-),C正确;c点溶液的pH=7,溶质为HA和KA,HA抑制水的电离,d点溶液的溶质为KA,KA促进水的电离,水的电离程度:c点<d点,D错误。

8.(2021·咸宁模拟)25 ℃时,H3AsO4水溶液中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pH的关系分别如图所示。

下列叙述错误的是 (　　)

A.将NaOH溶液逐滴加入H3AsO4溶液中,当溶液pH在5~6时发生反应的离子方程式为

H2As+OH-HAs+H2O

B.Na2HAsO4溶液中离子浓度关系:c(Na+)>c(HAs)>c(OH-)>c(H2As)>c(As)

C.向H3AsO4溶液滴加NaOH溶液至中性时,c(Na+)=2c(HAs)+3c(As)

D.As第一步水解的平衡常数的数量级为10-3

【解析】选C。根据图象分析pH在5~6时,H2As逐渐减小,HAs逐渐增多,发生反应的离子方程式为H2As+OH-HAs+H2O,A正确;Na2HAsO4的溶液中,溶液pH在8~10,溶液呈碱性,HAs的水解程度大于电离程度,离子浓度关系c(Na+)>c(HAs)>c(OH-)>c(H2As)>c(As),B正确;向H3AsO4溶液滴加NaOH溶液至中性时,c(HAs)=c(H2As),再根据电荷守恒,c(Na+)=3c(HAs)+3c(As),C错误;pH=11.5时,c(HAs)=c(As),求得Ka3==10-11.5,则As第一步水解的平衡常数Kh1===10-2.5,数量级为10-3,D正确。

9.(2021·杭州模拟)常温下,用0.10 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1的CH3COONa溶液和NaCN溶液,所得滴定曲线如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是              (　　)

A.溶液中阳离子的物质的量浓度之和:点②等于点③

B.点①所示溶液中:c(CN-)+c(HCN)>2c(Cl-)

C.点②所示溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)

D.点④所示溶液中:c(Na+)+c(CH3COOH)+c(H+)>0.10 mol·L-1

【解析】选D。溶液中所有阳离子浓度之和为c(Na+)+c(H+),结合图象可知,点②和点③溶液的pH相等,但两溶液加入盐酸体积不等,溶液体积越大c(Na+)越小,所以溶液中阳离子的物质的量浓度之和:点②>点③,故A错误;点①为加入盐酸的体积为10 mL,反应后溶质为等浓度的NaCN、HCN和NaCl,根据物料守恒可知:c(CN-)+c(HCN)=2c(Cl-),故B错误;点②溶液为pH=5,此时加入盐酸体积为10 mL,反应生成等浓度的CH3COONa、CH3COOH,溶液呈酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,则c(CH3COO-)>c(CH3COOH),结合物料守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Cl-)可知:c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH),故C错误;点④为加入盐酸溶液体积为20 mL,此时恰好生成CH3COOH,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)+c(Cl-)、由物料守恒c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)可知:c(Na+)+c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(CH3COOH)=2c(Cl-)+c(OH-)=×2+c(OH-)=0.1 mol·L-1+c(OH-)>0.1 mol·L-1,故D正确。

10.(2021年湖南适应性测试改编)常温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中,lg随pH的变化关系如图所示(取lg5=0.7)。

下列说法不正确的是 (　　)

A.常温下,CH3COOH的电离常数为10-4.76

B.当溶液的pH=7时,消耗NaOH溶液20.00 mL

C.溶液中水的电离程度大小:a<b<c

D.c点溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)

【解析】选B。CH3COOH在溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,以b(4.76,0)点作分析,lg=0,=100=1,Ka(CH3COOH)==c(H+)=10-4.76 mol·L-1,且溶质为CH3COOH和CH3COONa的混合物。以此作为依据,分析a点坐标和c点坐标,2.88+1.88=8.73-3.97=4.76。当加入的NaOH为0时:溶质为CH3COOH,c(CH3COO-)≈c(H+),Ka(CH3COOH)=≈≈=10-4.76,c(H+)=10-2.88 mol·L-1,pH=2.88,=10-1.88 ,lg=-1.88,与a点相符,说明a点溶质为CH3COOH。当CH3COOH与NaOH恰好中和生成CH3COONa时:c(CH3COONa)==0.05 mol·L-1(体积增倍,浓度减半),溶液中存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,c(CH3COOH)≈c(OH-),Kh(CH3COO-)===10-9.24 。又Kh(CH3COO-)=≈≈=10-9.24,得 c2(OH-)=5×10-11.24,c2(H+)===×10-16.76 ,c(H+)=×10-8.38,pH=-lg(×10-8.38)=8.38-lg=8.38+lg5=8.38+×0.7=8.73和c点相符,说明c点溶质为CH3COONa。A项:以b(4.76,0)点作分析,lg=0,=100=1,Ka(CH3COOH)==c(H+)=10-4.76 mol·L-1 ,故A正确;B项:当消耗NaOH溶液20.00 mL时,加入的CH3COOH和NaOH的物质的量相等,恰好中和生成CH3COONa,溶液呈碱性,若要使溶液pH=7(中性),则需要少加些NaOH溶液,故pH=7时,加入的NaOH溶液体积小于20 mL ,故B错误;C项:酸碱抑制水的电离,盐类的水解促进水的电离,结合前面的分析,a点溶质为CH3COOH ,b点为CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,c点为CH3COONa溶液,溶液中水的电离程度大小:c>b>a,故C正确;D项:c点溶质为CH3COONa,由于CH3COO-的水解:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,使得c(Na+)>c(CH3COO-)、c(OH-)>c(H+),但水解较微弱,c(CH3COO-)>c(OH-),所以有c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故D正确。