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第三章　水溶液中的離子反應(yīng)與平衡
專題強化練3　溶液中粒子濃度的關(guān)系與大小比較
1.在0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中,下列關(guān)系式正確的是 (　　)
A.c(Na+)>c(HC)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)=c(HC)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Na+)+c(H+)=c(HC)
D.c(Na+)=c(HC)+c(H2CO3)
2.常溫下,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的敘述正確的是 (　　)
A.在0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中,c(H3PO4)>c(H2P)
B.在0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2)
C.在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,c(H2CO3)+c(HC)=0.1 mol·L-1
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中,c(Cl-)>c(N)>
c(OH-)>c(H+)
3.氫硫酸是一種弱酸(常溫下,H2S的Ka1=1.1×10-7、Ka2=7.0×10-15)。常溫下用0.1 mol·L-1 NaOH溶液吸收H2S得X溶液。下列說法正確的是 (　　)
A.X溶液中一定存在:c(H2S)>c(HS-)
B.若X溶液中c(HS-)=c(S2-),則c(OH-)= mol·L-1
C.當X溶液的pH=7時,溶液中存在:c(Na+)=c(HS-)+c(S2-)
D.Na2C2O4[Ka1(H2C2O4)=5.9×10-2]能與H2S發(fā)生反應(yīng):Na2C2O4+H2S H2C2O4+Na2S
4.取濃度均為0.1 mol·L-1的Na2CO3和NaHCO3兩種溶液各25 mL,分別加入25 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,依次形成混合溶液①和②,下列關(guān)于①和②中各指定離子的濃度大小關(guān)系不正確的是 (　　)
A.①中離子濃度:c(OH-)>c(C)
B.c(Na+):①>②
C.②中離子濃度:c(OH-)>c(HC)
D.c(C):①=②
5.已知常溫下,向20 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,所得滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.HA為一元弱酸,其電離平衡常數(shù)的數(shù)量級為10-5
B.b點各微粒物質(zhì)的量濃度的關(guān)系:c(A-)+2c(H+)=2c(OH-)+c(HA)
C.c點存在關(guān)系式:c(Na+)=c(A-)+c(HA)
D.若d點溶液的pH=8.4,則水電離出的c(H+)=10-8.4 mol·L-1
6.常溫下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定10 mL濃度均為0.1 mol·L-1的HCl和NH4Cl的混合液,下列說法不正確的是 (　　)
A.當?shù)稳隢aOH溶液10 mL時,c(Na+)+c(N)B.當?shù)稳隢aOH溶液15 mL時,2c(NH3·H2O)+2c(N)=3c(Na+)
C.當?shù)稳隢aOH溶液15 mL時,c(N)>c(NH3·H2O)
D.當溶液呈中性時,NaOH溶液滴入量小于20 mL,c(Na+)+c(N)=c(Cl-)
7.常溫下,已知醋酸的電離常數(shù)為1.75×10-5,向20 mL 0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中水電離的c(H+)隨加入NaOH溶液的體積變化如圖所示。下列說法正確的是(已知≈4.2) (　　)
A.b、d兩點溶液的pH相同
B.b點溶液中微粒濃度大小順序為c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
C.e點所示溶液中c(Na+)=2[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)]=0.005 mol·L-1
D.a點坐標為(0,4.2×10-4)
8.25 ℃時,以NaOH溶液調(diào)節(jié)0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中的H2A、HA-、A2-的物質(zhì)的量分數(shù)δ(X)(X為H2A、HA-或A2-)隨pH的變化如圖所示[已知δ(X)=]。下列說法不正確的是 (　　)
A.二元弱酸H2A的pKa1=1.2(已知:pKa=-lg Ka)
B.20.0 mL 0.1 mol·L-1的H2A溶液與30.0 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液混合,混合液的pH=4.2
C.往H2A溶液中滴加NaOH溶液的過程中,一定存在:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)
D.在0.1 mol·L-1 NaHA溶液中,各離子濃度大小關(guān)系:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)
9.已知:pKa=-lg Ka,25 ℃時,二元弱酸H2A的pKa1=1.23,pKa2=4.19。常溫下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液的曲線如圖所示(曲線邊上的數(shù)字為pH)。下列說法正確的是(　　)
A.a點溶液中:2c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1
B.b點溶液中:c(A2-)+c(H+)=c(H2A)+c(OH-)
C.c點溶液中:c(Na+)<3c(HA-)
D.d點溶液中:c(Na+)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)
答案與分層梯度式解析
1.C 2.A 3.B 4.D 5.A 6.B 7.B 8.B
9.C
1.C　HC水解使溶液顯堿性,c(OH-)>c(H+),A錯誤;NaHCO3為強堿弱酸鹽,HC水解,則c(Na+)>c(HC),B錯誤;溶液呈電中性,根據(jù)電荷守恒可知,存在c(Na+)+c(H+)=c(HC)+c(OH-)+2c(C),C正確;根據(jù)元素守恒可知,存在c(Na+)=c(HC)+c(C)+c(H2CO3),D錯誤。
2.A　由于磷酸為多元酸,第一步電離大于第二步電離,第二步電離大于第三步電離,所以在0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中,c(H3PO4)>c(H2P)>c(HP)>c(P),A正確;在0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中,根據(jù)電荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2)+2c(C2),B錯誤;在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,根據(jù)元素守恒得到c(H2CO3)+c(HC)+c(C)=0.1 mol·L-1,C錯誤;氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液,則c(OH-)>c(H+),根據(jù)電荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c(N)+c(H+),則c(Cl-)3.B　沒有H2S的物質(zhì)的量,無法確定X溶液成分,若X溶液為NaHS溶液,則溶液中c(H2S)4.D　溶液①為等濃度Na2CO3和NaOH的混合溶液,由于C水解,則c(OH-)>c(C),A正確;溶液①為Na2CO3和NaOH的混合溶液,n(Na2CO3)=n(NaOH)=0.002 5 mol,溶液①中n(Na+)=0.007 5 mol,溶液②中n(Na+)=0.005 mol,且溶液②中有水生成,體積大于溶液①,則c(Na+):①>②,B正確;溶液②為Na2CO3溶液,C存在兩步水解:C+H2O HC+OH-、HC+H2O H2CO3+OH-,則c(OH-)>c(HC),C正確;溶液①為Na2CO3和NaOH的混合溶液,溶液②為Na2CO3溶液,由于①中NaOH的存在抑制了C的水解,溶液①、②中Na2CO3的物質(zhì)的量相同,水解程度不同,且溶液②中有水生成,體積大于溶液①,c(C):①≠②,D錯誤。
5.A　圖像中的關(guān)鍵點分析如下所示:
6.B　當?shù)稳隢aOH溶液10 mL時,有:n(NaOH)=n(HCl)=n(NH4Cl),NaOH與HCl恰好發(fā)生中和反應(yīng)生成NaCl、H2O,n(NaCl)=n(NH4Cl),溶液中N水解生成NH3·H2O,根據(jù)元素守恒可知c(Na+)+c(N)+c(NH3·H2O)=c(Cl-),故c(Na+)+c(N)c(NH3·H2O),C正確;若加入NaOH溶液20 mL,HCl、NH4Cl恰好反應(yīng)完全,最終得到NaCl、NH3·H2O的混合溶液,NH3·H2O電離產(chǎn)生OH-,使溶液顯堿性,因此要使溶液顯中性,則NaOH溶液滴入量小于20 mL,溶液中離子濃度關(guān)系為c(Na+)+c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),溶液顯中性,c(H+)=c(OH-),則c(Na+)+c(N)=c(Cl-),D正確。
方法點撥　分析混合溶液中粒子濃度關(guān)系時,要先看溶液混合后是否發(fā)生反應(yīng),再結(jié)合電離和水解程度進行判斷。
7.B　由題圖可知,a點為醋酸溶液,b點為等濃度的醋酸和醋酸鈉的混合溶液,c點為醋酸鈉溶液,d點為醋酸鈉和氫氧化鈉的混合溶液,e點為等濃度的醋酸鈉和氫氧化鈉的混合溶液。b點為等濃度的醋酸和醋酸鈉的混合溶液,CH3COO-的水解常數(shù)為==×10-9,則CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,溶液呈酸性,pH<7;d點為醋酸鈉和氫氧化鈉的混合溶液,溶液呈堿性,pH>7,因此b、d兩點溶液的pH不相同,A錯誤;b點對應(yīng)溶液的溶質(zhì)為等濃度的CH3COOH和CH3COONa,溶液呈酸性,溶液中微粒濃度大小順序為c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),B正確;由分析可知,e點為等濃度的醋酸鈉和氫氧化鈉的混合溶液,溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2[c(CH3COOH)+c(CH3COO-)]=≈6.7×10-3 mol·L-1≠0.005 mol·L-1,C錯誤;由分析可知,a點為醋酸溶液,由電離常數(shù)可知,溶液中氫離子濃度為 mol·L-1≈4.2×10-4 mol·L-1,水電離出的氫離子濃度等于水電離出的氫氧根離子濃度,則溶液中水電離出的氫離子濃度為 mol·L-1≈2.4×10-11 mol·L-1,則a點坐標為(0,2.4×10-11),D錯誤。
8.B　圖像中的關(guān)鍵點分析如下:
由上述分析知c(HA-)=c(A2-)時pH=4.2,20.0 mL 0.1 mol·L-1的H2A溶液與30.0 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液混合得到等物質(zhì)的量的NaHA和Na2A的混合液,該溶液中c(HA-)≠c(A2-),則混合液的pH≠4.2,B錯誤;根據(jù)電荷守恒可知,溶液中一定存在:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),C正確;NaHA溶液中由于HA-發(fā)生部分電離,c(Na+)>c(HA-),且c(HA-)>c(A2-),則離子濃度大小關(guān)系為c(Na+)>c(HA-)>c(A2-),D正確。
9.C　a點,pH=pKa1,根據(jù)Ka1(H2A)=,可知溶液中c(H2A)=c(HA-),由元素守恒關(guān)系可得c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=2c(HA-)+c(A2-)=,V(NaOH)>0,2c(HA-)+c(A2-)≠0.1 mol·L-1,A錯誤;b點H2A溶液與氫氧化鈉溶液恰好反應(yīng)得到NaHA溶液,溶液中存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)和元素守恒:c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-),整理可得c(A2-)+c(OH-)=c(H2A)+c(H+),B錯誤;c點為NaHA和Na2A的混合溶液,溶液pH為4.19,溶液中c(H+)>c(OH-),pKa2=4.19,c(A2-)=c(HA-),由電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)可知,溶液中c(Na+)<3c(HA-),C正確;d點H2A溶液與氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)得到Na2A溶液,溶液的pH為8.36,溶液中c(OH-)>c(H+),D錯誤。
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