文档内容
专题 09 水溶液中的离子反应与平衡
考点 三年考情(2022-2024) 命题趋势
◆弱电解质的电离平衡:2024新课标卷、2023
浙江卷、2022全国乙卷、2022湖北卷、2022
浙江卷、2022北京卷
◆水的电离和溶液的pH:2023湖南卷、2023
山东卷、2022山东卷、2022浙江卷
水溶液中的离子反应与平衡主要考查
◆盐类的水解及其应用:2024江苏卷、2024湖
水溶液中的几大平衡问题:电离平
南卷、2023北京卷、2023湖南卷、2022北京 衡、水的电离平衡、水解平衡和沉淀
卷、2022海南卷、2022浙江卷、2022福建 溶解平衡,以及中和滴定原理的应
考点1 水溶液 卷、2022河北卷、2022江苏卷 用,值得注意的是,对离子平衡的考
中的离子反应 ◆沉淀溶解平衡:2024黑吉辽卷、2024湖北 查往往结合电离平衡、沉淀平衡、化
与平衡 卷、2024全国甲卷、2023全国甲卷、2023全 学平衡等问题进行考查,综合性很
国乙卷、2023辽宁卷、2023湖南卷、2023北 强。各省命题的新课标卷中,大多数
不再将水溶液中的离子反应与平衡作
京卷、2022湖南卷、2022福建卷、2022海南
为压轴选择题出现,总体难度有所降
卷、2022重庆卷、2022山东卷
低。
◆离子平衡综合题:2024山东卷、2024浙江
卷、2024安徽卷、2024河北卷、2024湖北
卷、2024江苏卷、2024浙江卷、2023浙江
卷、2023新课标卷、2023湖北卷、2023北京
卷
考法01 弱电解质的电离平衡
1. (2024·新课标卷)常温下 和 的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系
如图所示。[比如: ]下列叙述正确的是
A. 曲线M表示 的变化关系
B. 若酸的初始浓度为 ,则a点对应的溶液中有
C. 的电离常数
D. 时,
【答案】D
【分析】随着pH的增大, 、 浓度减小, 、 浓
度增大,—Cl为吸电子基团, 的酸性强于 ,即
),δ(酸分子)=δ(酸根离子)=0.5时的pH分别约为1.3、2.8,则两
种酸的电离常数分别为 , ,由此分析解题。
【解析】A.根据分析,曲线M表示 的变化关系,A错误;
B.根据 ,初始 ,若溶液中溶质只有
,则 ,但a点对应的
,说明此时溶液中加入了酸性更强的酸,根据电荷守恒, ,
B错误;
C.根据分析,CHClCOOH的电离常数K=10-2.8,C错误;
2 a
D . 电 离 度 , , 则 = ,
, 时, , ,D正确;
故答案选D。2.(2023·浙江卷1月)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
【解析】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R N形态存在,故D错误;
3
故选D。
3.(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
【解析】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,K = =1.0×10-3,c (HA)=c(HA)+c(A-),
a 总
则 =1.0×10-3,解得 = ,B正确;
C.根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,C错误;
D.常温下溶液I的pH=7.0,溶液I中c(H+)=1×10-7mol/L,K = =1.0×10-3,c (HA)=c(HA)
a 总
+c(A-), =1.0×10-3,溶液I中c (HA)=(104+1)c(HA),溶液II的pH=1.0,溶液II中
总
c(H+)=0.1mol/L,K = =1.0×10-3,c (HA)=c(HA)+c(A-), =1.0×10-3,溶液II
a 总
中c (HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,溶液I和II中c
总 总
(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104,D错误;
答案选B。
4.(2022·福建卷)探究醋酸浓度与电离度 关系的步骤如下,与相关步骤对应的操作或叙述正确的
步骤 操作或叙述
A Ⅰ.用 标准溶液标定醋酸溶液浓度 滴定时应始终注视滴定管中的液面
B Ⅱ.用标定后的溶液配制不同浓度的醋酸溶液 应使用干燥的容量瓶
C Ⅲ.测定步骤Ⅱ中所得溶液的 应在相同温度下测定
D Ⅳ.计算不同浓度溶液中醋酸的电离度 计算式为
【答案】C
【解析】A.中和滴定时眼睛应始终注视锥形瓶内溶液颜色的变化,A错误;
B.配制不同浓度的醋酸溶液时,容量瓶不需要干燥,B错误;C.温度影响醋酸的电离平衡,因此测定步骤Ⅰ中所得溶液的 时应在相同温度下测定,C正确;
D.电离度是指弱电解质在溶液里达电离平衡时,已电离的电解质分子数占原来总分子数(包括已电离的
和未电离的)的百分数,因此醋酸的电离度计算式为 ,D错误;
答案选C。
5.(2022·湖北卷)下图是亚砷酸 和酒石酸 混合体系中部分物种的
图(浓度:总 为 ,总T为 )。下列说法错误的是
A. 的 为
B. 的酸性比 的强
C. 时, 的浓度比 的高
D. 时,溶液中浓度最高的物种为
【答案】D
【分析】由图分析,左侧纵坐标浓度的数量级为10-3mol/L,右坐标浓度的数量级为10-6mol/L,横坐标为
pH,随着pH的增大, 先变大,然后再减小,同时 变大,两者浓度均为
右坐标,说明变化的程度很小,当pH=4.6时, = ,Ka=10-4.6。pH继续增
大,则 减小,同时 增大,当pH=9.1时, = ,
,二者用左坐标表示,浓度比较大,说明变化的幅度比较大,但混合溶液中存在着酒石
酸,电离常数远大于亚砷酸,且总T浓度也大于总As。
【解析】A. , ,当pH=9.1时,
= , , 为 ,A正确;B. ,当pH=4.6时,
= ,Ka=10-4.6,而由A选项计算得HAsO 的 ,即Ka
3 3
> Ka1,所以 的酸性比 的强,B正确;
C.由图可知 的浓度为左坐标,浓度的数量级为10-3mol/L, 的浓度为右坐标,浓度
的数量级为10-6mol/L,所以 时, 的浓度比 的高,C正确;
D.由可知条件,酒石酸 , 的 为 ,即酒石酸的第一部电
离常数远大于亚砷酸的第一步电离常数,所以酒石酸的酸性远强于 ,另外总As的浓度也小于总T
的浓度,所以当 时,溶液中浓度最高的物种不是 ,D错误;
故选D。
6.(2022·湖北卷)根据酸碱质子理论,给出质子 的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。已
知: , ,下列酸性强弱顺序正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据复分解反应的规律,强酸能制得弱酸,根据酸碱质子理论,给出质子 的物质是酸,则反
应 中,酸性: ,反应 中,酸
性: ,故酸性: ,答案选D。
7.(2022·浙江卷)已知25℃时二元酸HA的K =1.3×10-7,K =7.1×10-15。下列说法正确的是
2 a1 a2
A.在等浓度的NaA、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者
2
B.向0.1mol·L-1的HA溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则HA的电离度为0.013%
2 2
C.向HA溶液中加入NaOH溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)
2
D.取pH=a的HA溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,则该溶液pH=a+1
2
【答案】B
【解析】A.在等浓度的NaA、NaHA溶液中,A2-的水解程度大于HA-,水的电离程度前者大于后者,故
2
A错误;
B.溶液中c(H+)=10-3mol/L,HA电离程度较小,溶液中c(HA)≈0.1mol/L,K = ,
2 2 a1
c(HA-)=1.3×10-5mol/L,c(HA-)≈c(HA) ,则HA的电离度 0.013%,故
2 电离 2B正确;
C.向HA溶液中加入NaOH溶液至pH=11, ,则c(A2-)d,故D错
3
误;
答案选D。
10.(2023·山东卷)一定条件下,乙酸酐 醇解反应
可进行完全,利用此反应定量测定有机醇 中的羟
基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入 样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完
全水解: 。
③加指示剂并用 甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液 。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用
甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液 。 样品中羟基含量(质量分数)计算正
确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据滴定过程中,用 -甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸,消耗标准溶
液 ,需要消耗 -甲醇的物质的量为 ,即乙酸酐的总物质的量=;则ROH与乙酸酐反应后剩余的乙酸酐的物质的量= ;设醇解的乙酸酐物质
的量为x,水解的乙酸酐的物质的量为y,则x+y= ;x+2y= ;联立计算得:
x=n(ROH)= , 样品中羟基质量分数=
, A正确;故选A。
11.(2023·山东卷)一定条件下,乙酸酐 醇解反应
可进行完全,利用此反应定量测定有机醇 中的羟
基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入 样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完
全水解: 。
③加指示剂并用 甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液 。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用
-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液 。根据上述实验原理,下列说法正确的是
A.可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验
B.若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小
C.步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小
D.步骤④中,若加水量不足,将导致测定结果偏大
【答案】B
【分析】用 -甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸,消耗标准溶液 ,则消耗
的物质的量为 ,即乙酸酐的总物质的量为 ,ROH与乙酸酐反应
后剩余的乙酸酐的物质的量为 ,所以与ROH反应消耗的乙酸酐的物质的量为
。
【解析】A.乙酸与醇的酯化反应可逆,不能用乙酸代替乙酸酐进行上述实验,A项错误;
B.若甲醇挥发,NaOH-甲醇溶液的浓度将偏大,滴定时消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小,步骤④中所得
V 偏小,而ROH的物质的量为 ,故将导致测定结果偏小,B项正确;
2
C.步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小即V 偏小,而ROH的物
1质的量为 ,故将导致测定结果偏大,C项错误;
D.步骤④中,若加水量不足,乙酸酐未完全水解,生成乙酸的物质的量偏小,消耗NaOH-甲醇溶液的体
积偏小即V 偏小,而ROH的物质的量为 ,故将导致测定结果偏小,D项错
2
误;
答案选B。
12.(2022·山东卷)实验室用基准 配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐
酸滴定 标准溶液。下列说法错误的是
A.可用量筒量取 标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制 标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量 固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
【答案】A
【分析】选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定NaCO 标准溶液,则应将NaCO 标准溶液置于锥形瓶中,将
2 3 2 3
待测盐酸置于酸式滴定管中,滴定终点时溶液由黄色变为橙色。
【解析】A.量筒的精确度不高,不可用量筒量取NaCO 标准溶液,应该用碱式滴定管或移液管量取
2 3
25.00 mL Na CO 标准溶液置于锥形瓶中,A说法错误;
2 3
B.NaCO 溶液显碱性,盛放NaCO 溶液的容器不能用玻璃塞,以防碱性溶液腐蚀玻璃产生有粘性的硅酸
2 3 2 3
钠溶液而将瓶塞粘住,故应选用配带塑料塞的容量瓶配制NaCO 标准溶液,B说法正确;
2 3
C.NaCO 有吸水性且有一定的腐蚀性,故应选用烧杯而非称量纸称量NaCO 固体,C说法正确;
2 3 2 3
D.NaCO 溶液显碱性,甲基橙滴入NaCO 溶液中显黄色,当滴入最后一滴盐酸时,溶液由黄色突变为橙
2 3 2 3
色且半分钟之内不变色即为滴定终点,故达到滴定终点时溶液显橙色,D说法正确;
综上所述,本题选A。
考法03 盐类水解及应用
13. (2024·江苏卷)室温下,通过下列实验探究SO2的性质。已知 ,
。
实验1:将 气体通入水中,测得溶液 。
实验2:将 气体通入 溶液中,当溶液 时停止通气。
实验3:将 气体通入 酸性 溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是
A. 实验1所得溶液中:
B. 实验2所得溶液中:C. 实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得 固体
D. 实验3所得溶液中:
【答案】D
【分析】实验 1得到 HSO 溶液,实验 2溶液的 pH为4,实验 2为NaHSO 溶液,实验 3 和酸性
2 3 3
溶液反应的离子方程式为: 。
【解析】A. 实验1得到HSO 溶液,其质子守恒关系式为: ,
2 3
则 ,A错误;
B.实验2为pH为4,依据 ,则 = ,溶液,则
,B错误;
C.NaHSO 溶液蒸干、灼烧制得 固体,C错误;
3
D.实验3依据发生的反应: ,则恰好完全反应后
,D正确;
故选D。
14. (2024·湖南卷)中和法生产 的工艺流程如下:
已知:① 的电离常数: , ,
② 易风化。
下列说法错误的是
A. “中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入 溶液
B. “调pH”工序中X为 或
C. “结晶”工序中溶液显酸性
D. “干燥”工序需在低温下进行
【答案】C
【分析】 和 先发生反应,通过加入X调节pH,使产物完全转化为 ,通过结晶、
过滤、干燥,最终得到 成品。
【解析】A.铁是较活泼金属,可与 反应生成氢气,故“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入 溶液,A项正确;
B.若“中和”工序加入 过量,则需要加入酸性物质来调节pH,为了不引入新杂质,可加入
;若“中和”工序加入 过量,则需要加入碱性物质来调节pH,为了不引入新杂质,可加入
NaOH,所以“调pH”工序中X为NaOH或 ,B项正确;
C.“结晶”工序中的溶液为饱和 溶液,由已知可知 的 , ,
则 的水解常数 ,由于 ,则 的水解程度大于
电离程度,溶液显碱性,C项错误;
D.由于 易风化失去结晶水,故“干燥”工序需要在低温下进行,D项正确;
故选C。
15. (2024·湖南卷)常温下 ,向 溶液中缓慢滴入相同
浓度 的溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入 溶液体积的变化关系如图所示,下
列说法错误的是
A. 水的电离程度:
B. M点:
C. 当 时,
D. N点:
【答案】D
【解析】
【分析】结合起点和终点,向 溶液中滴入相同浓度的 溶液,发生浓度
改变的微粒是 和 ,当 ,溶液中存在的微粒是 ,可知随着甲酸的
加入, 被消耗,逐渐下降,即经过M点在下降的曲线表示的是 浓度的改变,经过M点、N点
的在上升的曲线表示的是 浓度的改变。【解析】A.M点时, ,溶液中的溶质为 ,仍剩余
有未反应的甲酸,对水的电离是抑制的,N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,此时仅
存在HCOONa的水解,此时水的电离程度最大,故A正确;
B.M点时, ,溶液中的溶质为 ,根据电荷守恒有
,M点为交点可知 ,联合可得
,故B正确;
C.当 时,溶液中的溶质为 ,根据电荷守恒有
,根据物料守恒 ,联
合可得 ,故C正确;
D.N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,甲酸根发生水解,因此
及 观察图中N点可知, ,根据
,可知 ,故D错误;
故答案选D。
16.(2023·北京卷)下列过程与水解反应无关的是
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和 溶液制备 胶体
【答案】B
【解析】A.热的纯碱溶液因碳酸根离子水解显碱性,油脂在碱性条件下能水解生成易溶于水的高级脂肪
酸盐和甘油,故可用热的纯碱溶液去除油脂,A不符合题意;
B.重油在高温、高压和催化剂作用下发生裂化或裂解反应生成小分子烃,与水解反应无关,B符合题意;
C.蛋白质在酶的作用下可以发生水解反应生成氨基酸,C不符合题意;
D. Fe3+能发生水解反应生成 Fe(OH) ,加热能增大Fe3+ 的水解程度,D不符合题意;
3
故选B。
17.(2023·湖南卷)常温下,用浓度为 的 标准溶液滴定浓度均为 的
和 的混合溶液,滴定过程中溶液的 随 ( )的变化曲线如图所示。下列
说法错误的是A. 约为
B.点a:
C.点b:
D.水的电离程度:
【答案】D
【分析】NaOH溶液和HCl、CHCOOH混酸反应时,先与强酸反应,然后再与弱酸反应,由滴定曲线可知,
3
a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水,CHCOOH未发生反应,溶质成分为NaCl和
3
CHCOOH;b点时NaOH溶液反应掉一半的CHCOOH,溶质成分为NaCl、CHCOOH和 CHCOONa;c
3 3 3 3
点时NaOH溶液与CHCOOH恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CHCOONa;d点时NaOH过量,溶质成
3 3
分为NaCl、CHCOONa和NaOH,据此解答。
3
【解析】A.由分析可知,a点时溶质成分为NaCl和CHCOOH,c(CHCOOH)=0.0100mol/L,c(H+)=10-
3 3
3.38mol/L, = =10-4.76,故A正确;
B.a点溶液为等浓度的NaCl和CHCOOH混合溶液,存在物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH COOH)
3 3
+c(CH COO-),故B正确;
3
C.点b溶液中含有NaCl及等浓度的CHCOOH和 CHCOONa,由于pH<7,溶液显酸性,说明
3 3
CHCOOH的电离程度大于CHCOO-的水解程度,则c(CHCOOH)d,故D错
3
误;
答案选D。
18.(2022·浙江卷) 时,苯酚 的 ,下列说法正确的是
A.相同温度下,等 的 和 溶液中,
B.将浓度均为 的 和 溶液加热,两种溶液的 均变大
C. 时, 溶液与 溶液混合,测得 ,则此时溶液中
D. 时, 的 溶液中加少量 固体,水的电离程度变小
【答案】C
【解析】A.醋酸的酸性大于苯酚,则醋酸根离子的水解程度较小,则相同温度下,等pH的C HONa和
6 5CHCOONa溶液中c(C HO-) ,则 会同时沉淀,故D错
误;
答案选C。
24.(2023·全国乙卷)一定温度下,AgCl和Ag CrO 的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
2 4
下列说法正确的是
A.a点条件下能生成Ag CrO 沉淀,也能生成AgCl沉淀
2 4
B.b点时,c(Cl-)=c(CrO ),K (AgCl)=K (Ag CrO)
sp sp 2 4
C.Ag CrO+2Cl- 2AgCl+CrO 的平衡常数K=107.9
2 4
D.向NaCl、NaCrO 均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO 溶液,先产生Ag CrO 沉淀
2 4 3 2 4
【答案】C
【分析】根据图像,由(1.7,5)可得到Ag CrO 的溶度积K (Ag CrO)=c2(Ag+)·c(CrO )=(1×10-5)2×1×10-
2 4 sp 2 4
1.7=10-11.7,由(4.8,5)可得到AgCl的溶度积K (AgCl)=c(Ag+)·c(Cl)=1×10-5×1×10-4.8=10-9.8,据此数据计算各选
sp
项结果。
【解析】A.假设a点坐标为(4,6.5),此时分别计算反应的浓度熵Q得,Q(AgCl)=10-10.5,Q(Ag CrO)=10-
2 4
17,二者的浓度熵均小于其对应的溶度积K ,二者不会生成沉淀,A错误;
sp
B.K 为难溶物的溶度积,是一种平衡常数,平衡常数只与温度有关,与浓度无关,根据分析可知,二者
sp
的溶度积不相同,B错误;
C.该反应的平衡常数表达式为K= ,将表达式转化为与两种难溶物的溶度积有关的式子得K=
= = = =1×107.9,C正确;D.向NaCl、NaCrO 均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8和
2 4 3
10-5.35,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,在这种情况下,先沉淀的是AgCl,D错误;
故答案选C。
25.(2023·辽宁卷)某废水处理过程中始终保持HS饱和,即 ,通过调节pH使
2
和 形成硫化物而分离,体系中 与 关系如下图所示,c为 和 的浓度,单位为
。已知 ,下列说法正确的是
A. B.③为 与 的关系曲线
C. D.
【答案】D
【分析】已知HS饱和溶液中随着pH的增大,HS的浓度逐渐减小,HS-的浓度增大,S2-浓度逐渐增大,
2 2
则有-lgc(HS-)和-lg(S2-)随着pH增大而减小,且相同pH相同时,HS-浓度大于S2-,即-lgc(HS-)小于-lg(S2-),
则Ni2+和Cd2+浓度逐渐减小,且 即当c(S2-)相同时,c(Ni2+)>c(Cd2+),则-lgc(Ni2+)和-
lg(Cd2+)随着pH增大而增大,且有-lgc(Ni2+)小于-lg(Cd2+),由此可知曲线①代表Cd2+、②代表Ni2+、③代表
S2-,④代表HS-,据此分析结合图像各点数据进行解题。
【解析】A.由分析可知,曲线①代表Cd2+、③代表S2-,由图示曲线①③交点可知,此时
c(Cd2+)=c(S2-)=10-13mol/L,则有 ,A错误;
B.由分析可知,③为 与 的关系曲线,B错误;
C.由分析可知,曲线④代表HS-,由图示曲线④两点坐标可知,此时c(H+)=10-1.6mol/L时,c(HS-)=10-
6.5mol/L, 或者当c(H+)=10-4.2 mol/L时,c(HS-)=10-3.9 mol/L,
,C错误;
D.已知KaKa= = ,由曲线③两点坐标可知,当c(H+)=10-4.9mol/L时,
1 2c(S2-)=10-13mol/L,或者当c(H+)=10-6.8mol/L时,c(S2-)=10-9.2mol/L,故有KaKa= =
1 2
=10-21.8,结合C项分析可知,Ka=10-7.1故有 ,D正确;
1
故答案为:D。
26.(2023·湖南卷)处理某铜冶金污水(含 )的部分流程如下:
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 如下表所示:
物质
开始沉淀 1.9 4.2 6.2 3.5
完全沉淀 3.2 6.7 8.2 4.6
② 。
下列说法错误的是
A.“沉渣Ⅰ”中含有 和
B. 溶液呈碱性,其主要原因是
C.“沉淀池Ⅱ”中,当 和 完全沉淀时,溶液中
D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后,可用作工业冷却循环用水
【答案】D
【分析】污水中含有铜离子、三价铁离子、锌离子、铝离子,首先加入石灰乳除掉三价铁离子和铝离子,
过滤后,加入硫化钠除去其中的铜离子和锌离子,再次过滤后即可达到除去其中的杂质,以此解题。
【解析】A.根据分析可知氢氧化铁当pH=1.9时开始沉淀,氢氧化铝当pH=3.5时开始沉淀,当pH=4时,
则会生成氢氧化铝和氢氧化铁,即“沉渣I”中含有Fe(OH) 和Al(OH) ,A正确;
3 3
B.硫化钠溶液中的硫离子可以水解,产生氢氧根离子,使溶液显碱性,其第一步水解的方程式为:S2-
+H
2
O⇌HS-+OH-,B正确;
C.当铜离子和锌离子完全沉淀时,则硫化铜和硫化锌都达到了沉淀溶解平衡,则
,C正确;
D.污水经过处理后其中含有较多的钙离子以及没有除净的铝离子,故“出水”应该经过阳离子交换树脂
软化处理,达到工业冷却循环用水的标准后,才能使用,D错误;故选D。
27.(2023·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
【解析】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。
28.(2023·浙江卷)碳酸钙是常见难溶物,将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡:
[已知 , , 的电离常数 ],下列有关说法正确的是
A.上层清液中存在
B.上层清液中含碳微粒最主要以 形式存在
C.向体系中通入 气体,溶液中 保持不变
D.通过加 溶液可实现 向 的有效转化
【答案】B
【解析】A.上层清液为碳酸钙的饱和溶液,碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子,因此 ,
A错误;
B.根据K =4.7×10-11可得 ,则碳酸根的水解平衡常数为
a2
,说明碳酸根的水解程度较大,则上层清液中含碳微粒主要为
碳酸氢根离子,B正确;
C.向体系中通入CO
2
, ,c( )减小,CaCO
3
(s)⇌Ca2+(aq)+CO (aq)正向移动,
溶液中钙离子浓度增大,C错误;
D.由题干可知, , ,碳酸钙比硫酸钙更难溶,加入硫酸钠
后碳酸钙不会转化成硫酸钙,D错误;
故答案选B。
29.(2022·湖南卷)室温时,用 的标准 溶液滴定 浓度相等的 、 和 混
合溶液,通过电位滴定法获得 与 的关系曲线如图所示(忽略沉淀对离子的吸附作用。若
溶液中离子浓度小于 时,认为该离子沉淀完全。 ,
, )。下列说法正确的是
A.a点:有白色沉淀生成
B.原溶液中 的浓度为
C.当 沉淀完全时,已经有部分 沉淀D.b点:
【答案】C
【解析】向含浓度相等的 Cl-、 Br-和 I-混合溶液中滴加硝酸银溶液,根据三种沉淀的溶度积常数,三种离
子沉淀的先后顺序为I-、Br-、Cl-,根据滴定图示,当滴入4.50mL硝酸银溶液时,Cl-恰好沉淀完全,此时
共消耗硝酸银的物质的量为4.50mL×10-3L/mL×0.1000mol/L=4.5×10-4mol,所以Cl-、 Br-和 I-均为1.5×10-
4mol。
A.I-先沉淀,AgI是黄色的,所以a点有黄色沉淀AgI生成,故A错误;
B.原溶液中I-的物质的量为1.5×10-4mol,则I-的浓度为 =0.0100mol⋅L-1,故B错误;
C.当Br-沉淀完全时(Br-浓度为1.0×10-5mol/L),溶液中的c(Ag+)= =5.4×10-8mol/L,若
Cl-已经开始沉淀,则此时溶液中的c(Cl-)= =3.3×10-3mol/L,原溶液中的c(Cl-)=
c(I-)=0.0100mol⋅L-1,则已经有部分Cl-沉淀,故C正确;
D.b点加入了过量的硝酸银溶液,Ag+浓度最大,则b点各离子浓度为: ,故
D错误;
故选C。
30.(2022·福建卷)锂辉石是锂的重要来源,其焙烧后的酸性浸出液中含有 和 杂质
离子,可在0~14范围内调节 对其净化(即相关离子浓度 )。 时, 与 关系见下图
(碱性过强时 和 会部分溶解)。下列说法正确的是
A. 可被净化的 区间最大
B.加入适量 ,可进一步提升净化程度
C.净化的先后顺序:
D.【答案】B
【解析】A.对离子净化时,相关离子浓度c<10-5mol/L,则lgc<-5,由图可知,可作净化的pH区间最大的
是Fe3+,A错误;
B.加入适量HO,可将Fe2+氧化为Fe3+,提高净化程度,B正确;
2 2
C.由图可知,净化的先后顺序为 ,C错误;
D.对离子净化时,相关离子浓度c<10-5mol/L,lgc<-5,,由图可知,Fe3+完全沉淀的pH约为2.5,
c(H+)=10-2.5mol/L,c(OH-)=10-11.5mol/L, ,Al3+完全沉淀的
pH约为4.5,c(H+)=10-4.5mol/L,c(OH-)=10-9.5mol/L, ,
Fe2+完全沉淀的pH约为8.5,c(H+)=10-8.5mol/L,c(OH-)=10-5.5mol/L,
,则有 ,D错
误;
故选B。
31.(2022·海南卷)某元素M的氢氧化物 在水中的溶解反应为:
、 ,25℃,-lgc与pH的关系如
图所示,c为 或 浓度的值,下列说法错误的是
A.曲线①代表 与pH的关系
B. 的 约为
C.向 的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,体系中元素M主要以 存在
pH=9.0,体系中元素M主要以 存在
D.向 的溶液中加入等体积0.4mol/L的HCl后,体系中元素M主要以 存在
【答案】BD
【解析】由题干信息,M(OH) (s) M2+(aq)+2OH-(aq),M(OH) (s)+2OH-(aq) M(OH) (aq),随着pH
2 2增大,c(OH-)增大,则c(M2+)减小,c[M(OH) ]增大,即-lg c(M2+)增大,-lg c[M(OH) ]减小,因此曲线①
代表-lg c(M2+)与pH的关系,曲线②代表-lg c[M(OH) ]与pH的关系,据此分析解答。
A.由分析可知,曲线①代表-lg c(M2+)与pH的关系,A正确;
B.由图象,pH=7.0时,-lg c(M2+)=3.0,则M(OH) 的K =c(M2+)·c2(OH-)=1×10-17,B错误;
2 sp
C.向c(M2+)=0.1mol/L的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,根据图像,pH=9.0时,c(M2+)、c[M(OH) ]均
极小,则体系中元素M主要以M(OH) (s)存在,C正确;
2
D.c[M(OH) ]=0.1mol/L的溶液中,由于溶解平衡是少量的,因此加入等体积的0.4mol/L的HCl后,体系
中元素M仍主要以M(OH) 存在,D错误;
答案选BD。
32.(2022·重庆卷)某小组模拟成垢-除垢过程如图。
100mL0.1mol•L-1CaCl 水溶液 ……
2
忽略体积变化,且步骤②中反应完全。下列说法正确的是
A.经过步骤①,溶液中c(Ca2+)+c(Na+)=c(Cl-)
B.经过步骤②,溶液中c(Na+)=4c(SO )
C.经过步骤②,溶液中c(Cl-)=c(CO )+c(HCO )+c(H CO)
2 3
D.经过步骤③,溶液中c(CHCOOH)+c(CH COO-)=c(Cl-)
3 3
【答案】D
【解析】A.经过步骤①,100mL0.1mol•L-1CaCl 水溶液和0.01molNa SO 反应方程式为CaCl +
2 2 4 2
NaSO =2NaCl+CaSO ↓,生成0.02mol NaCl和0.01molCaSO,CaSO 微溶,则溶液中含有SO 和Ca2+,则
2 4 4 4 4
c(Ca2+)+c(Na+)>c(Cl-),故A错误;
B.步骤②中,CaSO(s)+Na CO(aq)=CaCO ↓+NaSO(aq),步骤②中反应完全,则反应后的溶质为0.01mol
4 2 3 3 4
NaSO 、0.01mol Na CO 和0.02molNaCl,则c(Na+)=6c(SO ),故B错误;
2 4 2 3
C.经过步骤②,反应后的溶质为0.01mol Na SO 、0.01mol Na CO 和0.02molNaCl,存在物料守恒:
2 4 2 3
c(Cl-)=2c(CO )+2c(HCO )+2c(H CO),故C错误;
2 3
D.步骤③中,CaCO +2CH COOH=Ca(CH COO) +H O+CO↑,反应后的溶液中含有0.02molNaCl、0.01mol
3 3 3 2 2 2
Ca(CHCOO) ,则c(CHCOOH)+c(CH COO-)=c(Cl-),故D正确;
3 2 3 3
故选D。
33.(2022·山东卷)工业上以 为原料生产 ,对其工艺条件进行研究。现有含 的
、 溶液,含 的 、 溶液。在一定pH范围内,
四种溶液中 随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是A.反应 的平衡常数
B.
C.曲线④代表含 的 溶液的变化曲线
D.对含 且 和 初始浓度均为 的混合溶液, 时才发生沉淀转化
【答案】D
【分析】溶液pH变化,含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,pH相同时,溶液中硫酸根
离子越大,锶离子浓度越小,所以曲线①代表含硫酸锶固体的0.1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,曲线②代
表含硫酸锶固体的1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线;碳酸是弱酸,溶液pH减小,溶液中碳酸根离子离子浓
度越小,锶离子浓度越大,pH相同时,1mol/L碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度大于0.1mol/L碳酸钠溶液,
则曲线③表示含碳酸锶固体的0.1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线,曲线④表示含碳酸锶固体的1mol/L碳酸钠
溶液的变化曲线。
【解析】A.反应SrSO (s)+CO SrCO (s)+SO 的平衡常数K= = = ,
4 3
A正确;
B.由分析可知,曲线①代表含硫酸锶固体的0.1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,则硫酸锶的溶度积
K (SrSO )=10—5.5×0.1=10—6.5,温度不变,溶度积不变,则溶液pH为7.7时,锶离子的浓度为 =10—
sp 4
6.5,则a为-6.5,B正确;
C.由分析可知,曲线④表示含碳酸锶固体的1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线,C正确;
D.对含SrSO (s)且NaSO 和NaCO 初始浓度均为1.0mol·L-1的混合溶液中锶离子的浓度为10-6, 5,根据图
4 2 4 2 3
示, 锶离子的降低,所以 发生沉淀转化,D错误;
故选D。
考法05 离子平衡综合题
34. (2024·山东卷)常温下 水溶液体系中存在反应:
,平衡常数为K。已初始浓度,所有含碳物种的摩尔分数与 变化关系如图所示(忽略溶液
体积变化)。下列说法正确的是
A. 线Ⅱ表示 的变化情况
B. 的电离平衡常数
C. 时,
D. 时,
【答案】C
【分析】在溶液中存在平衡:CHCOOH CHCOO-+H+(①)、Ag++CH COO- CHCOOAg(aq)(②),
3 3 3 3
Ag+的水解平衡 Ag++H O AgOH+H+(③),随着 pH 的增大,c(H+)减小,平衡①③正向移动,
2
c(CHCOOH)、c(Ag+)减小,pH较小时(约小于7.8)CHCOO-浓度增大的影响大于Ag+浓度减小的影响,
3 3
CHCOOAg浓度增大,pH较大时(约大于 7.8)CHCOO-浓度增大的影响小于 Ag+浓度减小的影响,
3 3
CHCOOAg浓度减小,故线Ⅰ表示CHCOOH的摩尔分数随pH变化的关系,线Ⅱ表示CHCOO-的摩尔分
3 3 3
数随pH变化的关系,线Ⅲ表示CHCOOAg随pH变化的关系。
3
【解析】A.根据分析,线Ⅱ表示CHCOO-的变化情况,A项错误;
3
B.由图可知,当c(CHCOOH)=c(CHCOO-)相等时(即线Ⅰ和线Ⅱ的交点),溶液的pH=m,则
3 3
CHCOOH的电离平衡常数K= =10-m,B项错误;
3 a
C.pH=n时 =10-m,c(CHCOO-)= =10n-mc(CHCOOH),Ag+
3 3
+CH COO- CHCOOAg(aq) K= ,c(Ag+)= ,由图可知pH=n时,
3 3
的
c(CHCOOH)=c(CHCOOAg),代入整理得c(Ag+)= mol/L,C项正确;
3 3
D.根据物料守恒,pH=10时溶液中c(Ag+)+c(CHCOOAg)+c(AgOH)=0.08mol/L,D项错误;
3
答案选C 。
35. (2024·浙江卷1月)常温下、将等体积、浓度均为0.40mol·L-1BaCl2溶液与新制H2SO3溶液混合,出现白色浑浊;再滴加过量的H2O2溶液,振荡,出现白色沉淀。
已知:HSO K =1.4×10-2 K =6.0×10-8
2 3 a1 a2
K (BaSO3)=5.0×10-10, K (BaSO4)=1.1×10-10
sp sp
下列说法不正确的是
A. H2SO3溶液中存在c(H+)>c(HSO -)>c(SO2-)>c(OH-)
3 3
B. 将0.40mol·L-1HSO 溶液稀释到0.20mol·L-1,c(SO32-)几乎不变
2 3
C. BaCl2溶液与H2SO3溶液混合后出现的白色浑浊不含有BaSO3
D. 存在反应Ba2++H2SO3+H2O2=BaSO4↓+2H++H2O是出现白色沉淀的主要原因
【答案】C
【解析】A.亚硫酸是二元弱酸,存在二次电离,电离方程式为: ,
,则溶液中 ,A正确;
B.亚硫酸根离子是其二级电离产生的,则稀释的时候对氢离子的影响较大,稀释的时候,亚硫酸的浓度
变为原来的一半,另外稀释的平衡常数不变,对第二级电离影响很小,则稀释时亚硫酸根浓度基本不变,
B正确;
C.加入双氧水之前,生成的白色浑浊为BaSO 沉淀,C错误;
3
D.过氧化氢具有强氧化性,可以将+4价硫氧化为+6价硫酸根离子,则存在反应,
,则出现白色沉淀的主要原因生成BaSO 沉淀,D正确;
4
故答案为:C。
36. (2024·安徽卷)环境保护工程师研究利用 、 和 处理水样中的 。已知 时,
饱和溶液浓度约为 , , , ,
。下列说法错误的是
A. 溶液中:
B. 溶液中:
C. 向 的溶液中加入 ,可使
D. 向 的溶液中通入 气体至饱和,所得溶液中:
【答案】B
【解析】A. 溶液中只有5种离子,分别是 ,溶液是电中性的,存在电
荷守恒,可表示为 ,A正确;
B. 溶液中, 水解使溶液呈碱性,其水解常数为,根据硫元素守恒可知 ,所以
,则 ,B不正确;
C. 远远大于 ,向 的溶液中加入 时,可以发生沉淀的转化,
该反应的平衡常数为 ,因此该反应可以完全进行, 的饱和溶
液中 ,若加入足量 时可使 ,C正
确
D. 的平衡常数
,该反应可以完全进行,因此,当向
的溶液中通入 气体至饱和, 可以完全沉淀,所得溶液中
,D正确;
综上所述,本题选B。
37. (2024·河北卷)在水溶液中, 可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与
形成配离子达平衡时, 与 的关系如图。
下列说法正确的是
A. 的X、Y转化为配离子时,两溶液中 的平衡浓度:
B. 向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,达平衡时
C. 由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗 的物质的量:
D. 若相关离子的浓度关系如P点所示,Y配离子的解离速率小于生成速率【答案】B
【解析】A. 的X、Y转化为配离子时,溶液中 ,则
,根据图像可知,纵坐标约为 时,溶液中
,则溶液中 的平衡浓度: ,A错误;
B.Q点时 ,即 ,加入少量可溶性Y盐后,
会消耗 形成Y配离子,使得溶液中 减小(沿横坐标轴向右移动), 与
曲线在Q点相交后,随着 继续增大,X对应曲线位于Z对应曲线上方,即
,则 ,B正确;
C.设金属离子形成配离子的离子方程式为金属离子 配离子,则平衡常数
, ,即
,故X、Y、Z三种金属离子形成配离子时结合的 越多,对应
曲线斜率越大,由题图知,曲线斜率: ,则由Y、Z制备等物质的量
的配离子时,消耗 的物质的量: ,C错误;
D.由P点状态移动到形成Y配离子的反应的平衡状态时, 不变, 增大,即
增大、c(Y配离子)减小,则P点状态Y配离子的解离速率>生成速率,D错误;
本题选B。
38. (2024·湖北卷) 气氛下, 溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标( )为组分中铅占总铅的
质量分数。已知 , 、 ,
。下列说法错误的是A. 时,溶液中
B. 时,
C. 时,
D. 时,溶液中加入少量 , 会溶解
【答案】C
【解析】A.由图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5mol/L,则c( )≤ =
mol/L=10-7.1mol/LK (H CO),NaHCO 溶液呈
3 a2 2 3 3
碱性,加入少量NaHCO 固体,溶液pH增大,PbCO 转化成 而溶解,D项正确;
3 3
答案选C。
39. (2024·江苏卷)室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是
选
实验过程及现象 实验结论
项
用 溶液分别中和等体积的
酸性:
A
溶液和 溶液, 消耗的 溶液
多向 溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色
B 氧化性:
沉淀
向 浓度均为 的 和 混合溶液中滴加少 溶度积常数:
C
量 溶液,振荡,产生白色沉淀
用pH试纸分别测定 溶液和 溶液pH, 结合 能力:
D
溶液pH大
【答案】B
【解析】A.HSO 是二元酸,CHCOOH是一元酸,通过该实验无法说明HSO 和CHCOOH酸性的强弱,
2 4 3 2 4 3
故A错误;
B.向 溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀,说明发生反应:
,氧化剂的氧化性大于氧化产物,因此氧化性: ,故B正确;
C. 和 均为白色沉淀,无法通过现象确定沉淀种类,无法比较 和 溶度积常
数的大小,故C错误;
D.比较 和 结合 能力,应在相同条件下测定相同浓度 溶液和 溶
液的pH,但题中未明确指出两者浓度相等,故D错误;
故选B。
40. (2024·浙江卷6月)室温下, 水溶液中各含硫微粒物质的量分数 随 变化关系如下图[例如
]。已知: 。
下列说法正确的是
A. 溶解度: 大于
B. 以酚酞为指示剂(变色的 范围8.2~10.0),用 标准溶液可滴定 水溶液的浓度
C. 忽略 的第二步水解, 的 溶液中 水解率约为
D. 的 溶液中加入等体积 的 溶液,反应初始生成的沉淀是【答案】C
【分析】在HS溶液中存在电离平衡:HS H++HS-、HS- H++S2-,随着pH的增大,HS的物质的量
2 2 2
分数逐渐减小, HS-的物质的量分数 先增大后减小, S2-的物质的量分数 逐渐增大,图
中线①、②、③依次代表HS、HS-、S2-的物质的量分数随pH的
2
变化,由①和②交点的pH=7可知K (H S)=1×10-7,由②和③交点的pH=13.0可知K (H S)=1×10-13。
a1 2 a2 2
【解析】A.FeS的溶解平衡为FeS(s) Fe2+(aq)+S2-(aq),饱和FeS溶液物质的量浓度为 =
mol/L= ×10-9mol/L,Fe(OH) 的溶解平衡为Fe(OH) Fe2+(aq)+2OH-(aq),饱和Fe(OH)
2 2 2
溶液物质的量浓度为 = mol/L= ×10-6mol/L> ×10-9mol/L,故溶解
度:FeS小于Fe(OH) ,A项错误;
2
B.酚酞的变色范围为8.2~10,若以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定HS水溶液,由图可知当酚酞
2
发生明显颜色变化时,反应没有完全,即不能用酚酞作指示剂判断滴定终点,B项错误;
C.NaS溶液中存在水解平衡S2-+H O HS-+OH-、HS-+H O HS+OH-(忽略第二步水解),第一步水
2 2 2 2
解平衡常数K (S2-)= = = = =0.1,设水解的S2-的浓
h
度为x mol/L,则 =0.1,解得x≈0.062,S2-的水解率约为 ×100%=62%,C项正确;
D.0.01mol/L FeCl 溶液中加入等体积0.2mol/L Na S溶液,瞬间得到0.005mol/L FeCl 和0.1mol/L Na S的
2 2 2 2
混合液,结合C项,瞬时c(Fe2+)c(S2-)=0.005mol/L×(0.1mol/L-0.062mol/L)=1.9×10-4>K (FeS),
sp
c(Fe2+)c2(OH-)=0.005mol/L×(0.062mol/L)2=1.922×10-5>K [Fe(OH) ],故反应初始生成的沉淀是FeS和
sp 2
Fe(OH) ,D项错误;
2
答案选C。
41.(2023·浙江卷6月)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
【解析】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。
42.(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。
【解析】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HL,此时电
2
离出的HL-较少,根据HL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
2
c(OH-)=10-13,因此这四种离子的浓度大小为c(H L)>c([FeL]+)>c(HL-)>c(OH-),A错误;
2
B.根据图示的分布分数图可以推导出,HL在pH≈9.9时HL-的含量最大,而HL和L2-的含量最少,因此
2 2
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[FeL ]-与[FeL]+分布分数相等时,可以将K简化为K=
2
,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
lg K≈14,C正确;
D.根据图像,pH=10时溶液中主要的型体为[FeL ]3-和[FeL (OH)]2-,其分布分数均为0.5,因此可以得到
3 2
c([FeL ]3-)=c([FeL (OH)]2-)=1×10-4mol·L-1,此时形成[FeL ]3-消耗了3×10-4mol·L-1的L2-,形成[FeL (OH)]2-消耗
3 2 3 2
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。
43.(2023·新课标卷)向 饱和溶液(有足量 固体)中滴加氨水,发生反应
和 , 与
的关系如下图所示(其中M代表 、 、 或 )。下列说法错误的是
A.曲线I可视为 溶解度随 浓度变化曲线
B. 的溶度积常数
C.反应 的平衡常数K的值为
D. 时,溶液中
【答案】A
【分析】氯化银饱和溶液中银离子和氯离子的浓度相等,向饱和溶液中滴加氨水,溶液中银离子浓度减小,
氯离子浓度增大、一氨合银离子增大,继续滴加氨水,一氨合银离子增大的幅度小于二氨合银离子,则曲
线I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度对数变化的曲线。
【解析】A.氨的浓度较小时AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),浓度较大时AgCl(s) +2NH
3
(aq)+Cl-(aq),氯化银的溶解度曲线应与氯离子的曲线吻合,应该为曲线Ⅳ,故A错误;
B.由图可知,c(NH )=10-1mol/L时,c(Cl-)=10-2.35mol/L, c(Ag+)=10-7.40mol/L,则氯化银的溶度积为10-2.35×10-
3
7.40=10-9.75,故B正确;
C.由图可知,氨分子浓度对数为-1时,溶液中二氨合银离子和一氨合银离子的浓度分别为10-2.35mol/L和
10-5.16mol/L,则 的平衡常数K=
= = ,故C正确;
D.由分析可知,曲线I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度
对数变化的曲线,则 时,溶液中 ,故D正
确;
故选A。
44.(2023·北京卷)利用平衡移动原理,分析一定温度下 在不同 的 体系中的可能产物。
已知:i.图1中曲线表示 体系中各含碳粒子的物质的量分数与 的关系。ii.2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合 ;曲线Ⅱ的离子浓度关系符合
[注:起始 ,不同 下 由图1得到]。
下列说法不正确的是
A.由图1,
B.由图2,初始状态 ,无沉淀生成
C.由图2,初始状态 ,平衡后溶液中存在
D.由图1和图2,初始状态 、 ,发生反应:
【答案】C
【解析】A.水溶液中的离子平衡 从图1可以看出 时,碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同,
A项正确;
B.从图2可以看出 、 时,该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方,不会产生碳酸镁沉
淀或氢氧化镁沉淀,B项正确;
C.从图2可以看出 、 时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,根据物料
守恒,溶液中 ,C项错误;D. 时,溶液中主要含碳微
粒是 , , 时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子
方程式为 ,D项正确;
故选C。