09水溶液中的离子反应与平衡-高考化学(2021-2023).docxVIP

专题九水溶液中的离子反应与平衡

考点一弱电解质的电离平衡

1．（2023年6月·浙江卷）草酸()是二元弱酸。某小组做如下两组实验：

实验I：往溶液中滴加溶液。

实验Ⅱ：往溶液中滴加溶液。

[已知：的电离常数，溶液混合后体积变化忽略不计]，下列说法正确的是

A．实验I可选用甲基橙作指示剂，指示反应终点

B．实验I中时，存在

C．实验Ⅱ中发生反应

D．实验Ⅱ中时，溶液中

【答案】D

【详解】A．溶液被氢氧化钠溶液滴定到终点时生成显碱性的草酸钠溶液，为了减小实验误差要选用变色范围在碱性范围的指示剂，因此，实验I可选用酚酞作指示剂，指示反应终点，故A错误；

B．实验I中时，溶质是、且两者物质的量浓度相等，，，则草酸氢根的电离程度大于草酸根的水解程度，因此存在，故B错误；

C．实验Ⅱ中，由于开始滴加的氯化钙量较少而过量，因此该反应在初始阶段发生的是，该反应的平衡常数为，因为平衡常数很大，说明反应能够完全进行，当完全消耗后，再和发生反应，故C错误；

D．实验Ⅱ中时，溶液中的钙离子浓度为，溶液中，故D正确。

综上所述，答案为D。

2．（2023·湖北卷）为某邻苯二酚类配体，其，。常温下构建溶液体系，其中，。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示，分布系数，已知，。下列说法正确的是

??

A．当时，体系中

B．pH在9.5~10.5之间，含L的物种主要为

C．的平衡常数的lgK约为14

D．当时，参与配位的

【答案】C

【分析】从图给的分布分数图可以看出，在两曲线的交点横坐标值加和取平均值即为某型体含量最大时的pH，利用此规律解决本题。

【详解】A．从图中可以看出Fe(Ⅲ)主要与L2-进行络合，但在pH=1时，富含L的型体主要为H2L，此时电离出的HL-较少，根据H2L的一级电离常数可以简单计算pH=1时溶液中c(HL-)≈10-9.46，但pH=1时c(OH-)=10-13，因此这四种离子的浓度大小为c(H2L)c([FeL]+)c(HL-)c(OH-)，A错误；

B．根据图示的分布分数图可以推导出，H2L在pH≈9.9时HL-的含量最大，而H2L和L2-的含量最少，因此当pH在9.5~10.5之间时，含L的物种主要为HL-，B错误；

C．该反应的平衡常数K=，当[FeL2]-与[FeL]+分布分数相等时，可以将K简化为K=，此时体系的pH=4，在pH=4时可以计算溶液中c(L2-)=5.0×10-14.86，则该络合反应的平衡常数K≈10-14.16，即lgK≈14，C正确；

D．根据图像，pH=10时溶液中主要的型体为[FeL3]3-和[FeL2(OH)]2-，其分布分数均为0.5，因此可以得到c([FeL3]3-)=c([FeL2(OH)]2-)=1×10-4mol·L-1，此时形成[FeL3]3-消耗了3×10-4mol·L-1的L2-，形成[FeL2(OH)]2-消耗了2×10-4mol·L-1的L2-，共消耗了5×10-4mol·L-1的L2-，即参与配位的c(L2-)≈5×10-4，D错误；

故答案选C。

3．（2023年1月·浙江卷）甲酸是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐，通过离子交换树脂(含固体活性成分，R为烷基)因静电作用被吸附回收，其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数)与废水初始关系如图(已知甲酸)，下列说法不正确的是

A．活性成分在水中存在平衡：

B．的废水中

C．废水初始，随下降，甲酸的电离被抑制，与作用的数目减少

D．废水初始，离子交换树脂活性成分主要以形态存在

【答案】D

【详解】A．由图可知，溶液呈碱性，溶液中存在如下平衡，故A正确；

B．由电离常数公式可知，溶液中=，当溶液pH为5时，溶液中==18，故B正确；

C．由图可知，溶液pH为2.4时，废水中的甲酸及其盐回收率最高，当溶液中pH小于2.4时，随溶液pH下降，溶液中氢离子浓度增大，甲酸的电离被抑制，溶液中甲酸根个离子浓度减小，与作用的数目减小，故C正确；

D．由图可知，溶液呈碱性，溶液中存在如下平衡，当废水初始pH大于5时，平衡向左移动，离子交换树脂活性成分主要以R3N形态存在，故D错误；

故选D。

4．（2022·全国乙卷）常温下，一元酸的。在某体系中，与离子不能穿过隔膜，未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。

设溶液中，当达到平衡时，下列叙述正确的是

A．溶液Ⅰ中

B．溶液Ⅱ中的HA的电离度为

C．溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等

D．溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为

【答案】B

【详解】A．常温下溶液I的pH=7.0，则溶液I中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L，c(H+)＜c(OH-)＋c(A-)，A错误；

B．常温下溶液II的pH=1.0，溶液中c(H+)=0.1mol/L，Ka==1.0×10-3，c总(HA)=c