专题8 水溶液中的离子平衡(选修4)
Ⅰ—弱电解质的电离
1．（2017?江苏-14）常温下，Ka(HCOOH) =1.77×10Kb(NH3?H2O) =1.76×105，下列说法正确的是
—
—4
，Ka(CH3COOH) =1.75×10
—5
，
A．浓度均为0.1 mol?L大于后者
﹣1
的 HCOONa和NH4Cl 溶液中阳离子的物质的量浓度之和：前者
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?L1 HCOOH 与 0.1 mol?L1 NaOH 等体积混合后的溶液中：
—
—
C(HCOO) +c(OH) =c(HCOOH) +c(H+)
—
—
D．0.2 mol?L1 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(CH3COOH)＞c(H+) 【答案】AD
【解析】A．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：CH3COO＞NH4+＞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+）=0.1mol/L+c（H+）；
—
—
c（NH4+）+c（H+）=c（Cl）+c（OH）=0.1mol/L+c（OH）；
—
—
—
水解程度NH4+＞HCOO，所以前者c（H+）大于后者c（OH）；故A正确；
—
—
B．pH相同的HCOOH和CH3COOH，浓度：c（HCOOH）＜c（CH3COOH），用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点时，酸的浓度越大，消耗的碱体积越大；，故B错误；
C．任何电解质溶液中都存在电荷守恒和物料守恒，根据电荷守恒得c（HCOO）+c（OH
—
—
）=c（Na+）+c（H+），混合溶液中溶质为等物质的量浓度的HCOOH和HCOONa；
D．二者混合后溶液中的溶质为等物质的量浓度的CH3COONa、CH3COOH和NaCl，混合溶液的pH＜7，说明醋酸电离程度大于醋酸钠水解程度。故D正确； 【考点】 弱电解质在水溶液中的电离平衡；盐的水解； 菁优网版权所有 【专题】 电离平衡与溶液的pH专题
【点评】本题考查弱电解质的电离，为高频考点，侧重考查学生分析判断能力，明确电离平衡常数与水解程度关系、溶液中存在的守恒是解本题关键，注意C中等量代换，题目难度不大。
2．(2017?新课标Ⅱ-12)改变0.1mol?L
—
—1
二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中的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）=c(x)/(c(H2A)+c(HA)+c(A2)])。下列叙述错误的是
1
A．pH=1.2时，c(H2A）=c(HA)
—
—
B．lg[K2(H2A)]=﹣4.2
—
﹣
—
C．PH=2.7时，c(HA)＞c(H2A) =c(A2) D．pH=4.2时，c(HA) =c (A2) =c(H2A) 【答案】D
【考点】 弱电解质在水溶液中的电离平衡 菁优网版权所有 【专题】 电离平衡与溶液的pH专题
【解析】 A．由图象可知pH=1.2时，H2A与HA的曲线相交，则c（H2A）=c（HA），故A正确； B．pH=4.2时，c（H+）=10=c(A2) ·c(H+) /c(HA) ==10
—
—
—4.2
—
—4.2—
—
mol/L，c（HA）=c（A2），K2（H2A）
—
—
—
—
，则lg[K2（H2A）]=﹣4.2，故B正确； C．由图象可
﹣
—
知，PH=2.7时，c（H2A）=c（A2），由纵坐标数据可知c(HA)＞c(H2A) =c(A2)，故C正确； D．pH=4.2时，c（HA）=c（A2），但此时c（H2A）≈0，故D错误． 【点评】本题考查弱电解质的电离，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和计算能力，本题注意把握弱电解质的电离特点以及题给图象的曲线变化，难度中等。
3． （2017?新课标Ⅲ-10）NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．0.1 mol 的11B中，含有0.6NA个中子 B．pH=1的H3PO4溶液中，含有0.1NA个H+
C．2.24L（标准状况）苯在O2中完全燃烧，得到0.6NA个CO2分子
D．密闭容器中1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备 PCl5(g)，增加2NA个P﹣Cl键 【答案】A
【解析】A．11B中含有中子数=11﹣5=6，0.1 mol 的11B中含有0.6mol中子，含有0.6NA个中子，故A正确； B．没有告诉pH=1的H3PO4溶液的体积，无法计算溶液中含有氢离子的物质的量就数目，故B错误；
C．标准状况下苯不是气体，不能使用标况下的气体摩尔体积计算，故C错误； D．PCl3与Cl2生成PCl5的反应为可逆反应，则生成PCl5的物质的量小于1mol，增加的P﹣Cl键小于2NA，故D错误；
【考点】 阿伏加德罗常数；弱电解质的电离；化学计量；物质结构。 菁优网版权所有 【专题】 阿伏加德罗常数和阿伏加德罗定律
【点评】本题考查阿伏伽德罗常数的计算与判断，题目难度不大，明确标况下气体摩尔体
2
积的使用条件为解答关键，注意掌握物质的量与其它物理量之间的关系，B为易错点，注意缺少溶液体积。
4、（14分）（2017?新课标Ⅰ-28）近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：
（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是__________（填标号）。
A. 氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以 B. 氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C. 0.10mol?L?1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1
D. 氢硫酸的还原性强于亚硫酸
（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原
理。
热化学硫碘循环水分解制氢系统（Ⅰ） 1?1O?g2??H?Ol?2? OgH1?327kJ H2SO ? l?mo?q===2?S?4?a2 SO2?g??I2?s??2H2O?l????2HI?aq??H2SO4?aq? ?H2??151kJ?mol?1
2HI?aq????H2?g??I2?s? H2S?g??H?2SO4
?H3?110kJ?mol?1
2s?2S?a?q????S??O?g2 H??O?Hl4?61kJ?mol?1
热化学硫碘循环硫化氢分解联产氢气、硫磺系统（Ⅱ）
通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制备的化学方程式分别为 、 ，制得等量H2所需能量较少的是 。 （3）H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)
COS(g)+H2O(g)。在610K时，
将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
①H2S的平衡转化率?1?________%，反应平衡常数K? ②在620K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率
?2_____?1，该反应的?H_____0。（填“?”“?”或“?”）
③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是______（填标号）。A. H2S
B. CO2
C. COS
D. N2
1【答案】（1）D （2）H2O?l??H2?g??O2?g? ?H=?286kJ/mol
2 H2S?g??H2?g??S?s? ?H=?20kJ/m o?3（3）①2.5 2.8?（或5101） ②?；? ③B 3513
【解析】（1）酸性强弱可由“强酸制弱酸”、“同浓度导电能力”、“同浓度pH值”进行比较，
不可由“还原性”比较。
（2）利用盖斯定律，系统Ⅰ三个热化学方程式加合，即得：
1H2O?l??H2?g??O2?g??H=+286kJ/mol
2系统Ⅱ三个热化学方程式加合，即得： H2S?g??H2?g??S?s? ?H=+20kJ/m o（3）列“三段式”解题
H2S(g) + CO2(g) COS(g) + H2O(g)
n始 0.40 0.10 0 0 △n x x x x n平 0.40- x 0.10- x x x
x?0.02 解得x?0.01 水的物质的量分数为：
0.40?x?0.10?x?x?x0.010.01?0.012.52.5?1 ?100%?2.5% k?①?1?0.390.093510.40?2.52.5②升温，水的物质的量分数升高，说明升温时平衡正移，则?2??1，?H?0 ③不改变H2S用量的条件下，平衡正移，即可使H2S转化率增大，所以选B。 【考点】弱酸酸性强弱的比较；盖斯定律；化学平衡常数；化学平衡的相关计算。 【专题】化学反应原理专题
【点评】本题考查较为综合，涉及元素周期律、热化学方程式以及化学平衡的影响因素和计算等问题，综合考查学生的分析能力和计算能力，注意把握盖斯定律的应用以及化学平衡三段式的计算方法，难度中等。
5.（2017?新课标Ⅰ-13）常温下将NaOH溶液滴加到己二酸（H2X）溶液中，混合溶液的
pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是
A. Ka2(H2X)的数量级为10?6
c(HX?)B. 曲线N表示pH与lg的变化关系
c(H2X)C. NaHX溶液中c(H?)?c(OH?) D. 当混合溶液呈中性时，
c(Na?)?c(HX?)?c(X2?)?c(OH?)?c(H?) 【答案】D
c(HX?)?0时，则【解析】由图像可知，当lgc(H2X)c(HX?)?c(H2X)
4
H2X
c(H?)?c(HX?)?c(H?)?10?4.4 HX+H，Ka1(H2X)?c(H2X)—
+
c(X2?)?0时，则c(X2?)?c(HX?) 当lg?c(HX)HX
—
c(H?)?c(X2?)?c(H?)?10?5.4 X+H，Ka2(H2X)??c(HX)2—
+
A选项，由上述计算可知，Ka2?10?5.4?4?10?6，即数量级为10?6，故A正确； c(X2?)B选项，由曲线M可得Ka2(H2X)，即M对应lg，
c(HX?)c(HX?)由曲线N可得Ka1(H2X)，即N对应lg，故B正确；
c(H2X)C选项，在NaHX溶液中，HX?既存在电离，也存在水解；
—
X2—+H+； 水解平衡为： H2O+HX— H2X+OH— 电离平衡为：HX
Kh=c(H2X)·c(OH—)/c(HX—)=c(H2X)·Kw /[c(HX—)·c(H+)]= Kw/ Ka1=10-14/10-4.4=10-9.9
＜Ka2。电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，故c(H+)?c(OH?)， NaHX溶液中，故C正确；
+D选项，c (X2—)/c(HX—)= 当溶液呈中性，c(H+)?c(OH?)?10?7 mol?L?1，而c(H)·
10-5.4， c (X2—)/c(HX—)= 10-5.4/10-7= 10-1.6，即c(X2?)?c(HX?)，故D错误。
【考点】酸碱混合时的定性判断及PH的计算；弱电解质的电离；电离平衡常数及其计算。 【专题】电离平衡与溶液的pH专题。
【点评】本题考查弱电解质的电离，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和计算能力，
本题注意把握图象的曲线的变化意义，把握数据的处理，难度较大。
6．（14分）（2017?天津-10）H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列方法中的问题． Ⅰ．H2S的除去
方法1：生物脱H2S的原理为： H2S+Fe2(SO4) 3═S↓+2FeSO4+H2SO4 4FeSO4+O2+2H2SO4
2Fe2(SO4) 3+2H2O
（1）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是
。
（2）由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为 。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是 。
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