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第56 讲 反应过程中溶液粒子浓度变化的图像分析
[复习目标] 1.能正确识别图像,能从图像中找到曲线指代、趋势、关键点。2.利用溶液中
的平衡关系,学会分析不同类型图像中各粒子浓度之间的关系。
类型一 滴定过程pH 变化曲线
关键点
溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系
常温下,用0.100 0 mol·L-1
NaOH 溶液滴定20.00 mL
0.100 0 mol·L-1 CH3COOH
溶液
起点
V(NaOH)=0(0 点)
溶质是CH3COOH
粒子浓度大小关系:c (CH
3COOH)
>
c (H
+ ) >
c (CH
3COO
- ) >
c (OH
- )
一半点
V(NaOH)=10 mL
(点①)
溶质是等物质的量的CH3COOH 和
CH3COONa
粒子浓度大小关系:c (CH
3COO
- ) >
c (Na
+ ) >
c (CH
3COOH)
>
c (H
+ ) >
c (OH
- )
元素质量守恒:c(CH3COOH)+
c(CH3COO-)=2 c (Na
+ )
中性点
pH=7(点②)
溶质是CH3COONa 和少量的CH3COOH
粒子浓度大小关系:c (Na
+ ) =
c (CH
3COO
- ) >
c (H
+ ) =
c (OH
- )
恰好反应点
V(NaOH)=20 mL
(点③)
溶质是CH3COONa
粒子浓度大小关系:c (Na
+ ) >
c (CH
3COO
- ) >
c (OH
- ) >
c (H
+ )
过量1 倍点
V(NaOH)=40 mL
溶质是等物质的量的CH3COONa 和
NaOH
粒子浓度大小关系:c (Na
+ ) >
c (OH
- ) >
c (CH
3COO
- ) >
c (H
+ )
一、一元弱电解质的滴定曲线
1 .常温下,用0.10 mol·L -1 NaOH 溶液分别滴定20.00 mL 浓度均为0.10 mol·L -1
CH3COOH 溶液和HCN 溶液所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
1
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A.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)<c(CN-)
B.点③和点④所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
C.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
D.点②和点③所示溶液中都有:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
答案 C
解析 A 项,点①的溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+c(CN-)=c(Na+)+c(H+),且c(OH-)>
c(H+),点②溶液中的电荷守恒为c(OH-)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+),且c(OH-)<c(H
+),二者中钠离子浓度相同,所以c(CH3COO-)>c(CN-),错误;B 项,点③溶液pH=7,则
c(OH-)=c(H+),则点③溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),错误;C 项,点①
所示的溶液中存在元素质量守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),点②所示的溶液中存在元素
质量守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+),二者中钠离子浓度相同,则c(HCN)+
c(CN-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),即c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH),
正确。
2. (2022·辽宁高三联考)用0.100 0 mol·L-1 的盐酸标准液分别滴定20.00 mL 浓度均为
0.100 0 mol·L-1的氨水和NaOH 溶液,滴定曲线如图。下列说法错误的是( )
A.滴加10.00 mL 盐酸时,氨水中存在c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(Cl-)+c(H+)
B.分别滴加20.00 mL 盐酸时,NaOH 溶液中水的电离程度大于氨水
C.若用甲基橙作指示剂,滴定终点时NaOH 溶液消耗盐酸的量略大于氨水
D.滴加10.00 mL 盐酸时,氨水中存在c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
答案 B
解析 滴加10.00 mL 盐酸时,溶质为NH4Cl 和NH3·H2O,且物质的量相等,利用电荷守恒
和元素质量守恒,氨水中存在c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)和c(NH)+c(NH3·H2O)=2c(Cl
2
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-),所以有c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(Cl-)+c(H+),故A 说法正确;分别滴加20.00 mL 盐酸
时,恰好反应生成氯化钠和氯化铵,铵根离子能够水解,所以NaOH 溶液中水的电离程度
小于氨水,故B 说法错误;若用甲基橙作指示剂,滴定终点时pH 为3.1~4.4,若不考虑铵
根离子水解,两份溶液消耗盐酸的量相等,铵根离子水解呈酸性,所以NaOH 溶液消耗盐
酸的量略大于氨水,故C 说法正确;滴加10.00 mL 盐酸时,氨水中存在等量的NH3·H2O 和
NH4Cl,此时NH3·H2O 电离程度强于NH 水解程度,所以存在c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H
+),故D 说法正确。
二、二元弱电解质的滴定曲线
3.已知pKa=-lg Ka,25 ℃时,H2SO3 的pKa1=1.85,pKa2=7.19。常温下,用0.1 mol·L-
1NaOH 溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是(
)
A.a 点所得溶液中:2c(H2SO3)+c(SO)<0.1 mol·L-1
B.b 点所得溶液中:c(H2SO3)+c(H+)=c(SO)+c(OH-)
C.c 点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO)
D.d 点所得溶液中:c(Na+)>c(HSO)>c(SO)
答案 D
解析 滴定过程中发生反应:NaOH+H2SO3===NaHSO3+H2O、NaHSO3+NaOH===Na2SO3
+H2O。a 点溶液中的溶质为NaHSO3和H2SO3,根据元素质量守恒得出,c(H2SO3)+c(HSO)
+c(SO)<0.1 mol·L-1,根据电离常数Ka1=,此时溶液的pH=1.85,即c(H+)=10-1.85 mol·L-
1,推出c(HSO)=c(H2SO3),代入上式得出,2c(H2SO3)+c(SO)<0.1 mol·L-1,故A 说法正确;
b 点加入20 mL NaOH 溶液,NaOH 和H2SO3 恰好完全反应生成NaHSO3 ,即溶质为
NaHSO3,根据质子守恒得c(H2SO3)+c(H+)=c(SO)+c(OH-),故B 说法正确;c 点溶质为
Na2SO3 和NaHSO3,溶液显碱性,SO+H2OHSO+OH-,根据水解平衡常数Kh==,
c(OH-)=,推出c(HSO)=c(SO),根据元素质量守恒:2c(Na+)=3c(H2SO3)+3c(HSO)+
3c(SO),则有c(Na+)=3c(HSO)+1.5c(H2SO3),显然:c(Na+)>3c(HSO),故C 说法正确;d
点溶质主要为Na2SO3和少量NaHSO3,溶液中离子浓度c(Na+)>c(SO)>c(HSO),故D 说法错
误。
4.常温下向100 mL 0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中滴加0.1 mol·L-1的盐酸,溶液中pOH 与加
入盐酸的体积关系如图所示。已知:pOH =-lg c(OH -),Ka1(H2C2O4)=1×10 -2,
Ka2(H2C2O4)=1×10-5。下列说法不正确的是( )
3
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A.m 的值约为5
B.若V1=100,则n>7
C.a 点:c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(Cl-)+c(OH-)
D.若q=10,则b 点对应的溶液>100
答案 D
解析 m 点还没有加入盐酸,C2O 发生水解:C2O+H2OHC2O+OH-,Kh==,所以
c(OH-)≈= mol·L-1=10-5 mol·L-1,pOH=5,A 正确;V1=100 时,Na2C2O4与盐酸按照
1∶1 恰好反应,生成NaHC2O4和NaCl,HC2O 的电离程度大于其水解程度,溶液呈酸性,
pH<7,pOH>7,B 正确;a 点溶液满足电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(Cl
-)+c(OH-),C 正确;q=10,即pOH=10,c(OH-)=1×10-10 mol·L-1,c(H+)=1×10-4
mol·L-1,==100,D 错误。
抓两点突破二元弱电解质滴定曲线
二元弱酸(H2A)与碱(NaOH)发生反应分两步进行:
第一滴定终点:H2A+NaOH===NaHA+H2O,此时,酸、碱的物质的量之比为1∶1,得到
的是NaHA 的溶液,其中Ka1=,若溶液中c(HA-)=c(H2A),则Ka1=c(H+);第二滴定终点:
NaHA+NaOH===Na2A+H2O,此时,酸、碱的物质的量之比为1∶2,得到的是Na2A 的溶
液,其中Ka2=,若溶液中c(A2-)=c(HA-),则Ka2=c(H+)。
类型二 分布系数曲线
1.透析分布曲线 确定思维方向
分布曲线是指以pH 为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关
系曲线。
一元弱酸(以CH3COOH 为例)
二元弱酸(以H2C2O4为例)
4
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注:pKa为电离常数的负对数
δ0为CH3COOH 的分布系数,δ1为
CH3COO-的分布系数
δ0为H2C2O4的分布系数,δ1为
HC2O 的分布系数,δ2为C2O 的分
布系数
2.明确解题要领 快速准确作答
(1)读“曲线”——每条曲线所代表的粒子及变化趋势;
(2)读“浓度”——通过横坐标的垂线,可读出某pH 时的粒子浓度;
(3)“用交点”——交点是某两种粒子浓度相等的点,可计算电离常数K;
(4)“可替换”——根据溶液中的元素质量守恒进行替换,分析得出结论。
1.(2020·海南,12)某弱酸HA 溶液中主要成分的分布分数随pH 的变化如图所示。下列说法
错误的是( )
A.该酸-lg Ka ≈4.7
B.NaA 的水解平衡常数Kh=
C.当该溶液的pH=7.0 时,c(HA)<c(A-)
D.某c(HA)∶c(A-)=4∶1 的缓冲溶液,pH≈4
答案 B
解析 观察曲线的交点为c(HA)=c(A-)时,此时溶液的pH≈4.7,该酸Ka==c(H+)
≈10-4.7,故-lg Ka≈4.7,A 说法正确;NaA 的水解平衡常数Kh==,B 说法错误;根据图
像可知,当该溶液的pH=7.0 时,c(HA)<c(A- ),C 说法正确;根据图像可知,c(HA)为
0.8,c(A-)为0.2 时,pH 约为4,故某c(HA)∶c(A- )=4∶1 的缓冲溶液,pH≈4,D 说法正
确。
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2.常温下,在20 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入40 mL 0.1 mol·L-1稀盐酸,溶液
中含碳元素各种微粒(CO2因逸出未画出)的物质的量分数(纵轴)随溶液pH 变化的部分情况如
图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线a 表示CO 的变化曲线
B.H2CO3、HCO、CO 可大量共存于同一溶液中
C.pH=11 时,c(HCO)<c(Cl-)
D.碳酸钠的水解平衡常数为1.0×10-11
答案 A
解析 曲线a 显示,pH 越大,该微粒的含量越高,表示的是CO,故A 正确;根据碳酸钠的
性质可知,b 表示HCO 的变化,c 表示H2CO3的变化,由图像可知,H2CO3、HCO、CO 不
可大量共存于同一溶液中,故B 错误;根据pH=11 可求得碳酸钠的水解平衡常数,Kh==
1.0×10-3,故D 错误。
3.(2022·辽宁模拟)常温下,将一定量稀硫酸逐滴滴入高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中,溶液中含
铁微粒存在如下平衡:FeOHFeOH2FeO4H3FeO,各微粒的物质的量分数δ(X)
随pOH 变化如图。下列说法正确的是( )
A.Ⅲ代表HFeO 的变化曲线
B.a、b、c 三点水的电离程度相等
C.<
D.a 点处:c(Na+)+c(H+)+c(H3FeO)=c(OH-)+2c(FeO)+3c(HFeO)
答案 C
解析 稀硫酸逐滴滴入高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中,溶液pOH 不断增大,OH-的浓度不断减
小,可知Ⅱ代表HFeO 的变化曲线,故A 错误;a、b、c 三点溶液中微粒成分不同,溶液
pOH 不同,对水的电离影响程度不同,故B 错误;FeO+H2OHFeO+OH-的平衡常数K1
=,a 点时c(FeO)=c(HFeO),pOH=1.6,则K1=c(OH -)=10 -1.6,同理可知HFeO+
H2OH2FeO4+OH-的平衡常数K2=10-5.2,H2FeO4+H2OH3FeO+OH-的平衡常数K3=
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10-7.3,由此推出<,故C 正确;a 点溶液中c(FeO)=c(HFeO),溶液中存在电荷守恒:c(Na+)
+c(H+)+c(H3FeO)=c(OH-)+2c(FeO)+c(HFeO)+2c(SO),从O 到a 点溶液中发生反应:
2Na2FeO4+H2SO4===2NaHFeO4+Na2SO4,溶液中c(SO)≠c(HFeO),则a 点溶液中c(Na+)+
c(H+)+c(H3FeO)≠c(OH-)+2c(FeO)+3c(HFeO),故D 错误。
类型三 对数图像中的粒子浓度关系
将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取常用对数,即lg c(A)或lg 得到
的粒子浓度对数图像。
1.破解对数图像的数据
(1)运算法则:lg ab=lg a+lg b、lg=lg a-lg b、lg 1=0。
(2)运算突破点:如lg=0 的点有c(A)=c(B);lg c(D)=0 的点有c(D)=1 mol·L-1。
2.破解对数图像的步骤
(1)识图像:观察横坐标、纵坐标的含义,看清每条曲线代表的粒子种类以及曲线的变化趋
势,计算电离常数时应利用两种粒子浓度相等的点,如lg=0。
(2)找联系:根据图像中的坐标含义和曲线的交点,分析所给电解质的电离平衡常数或pH 与
纵、横坐标之间的联系。
(3)想原理:涉及电离平衡常数,写出平衡常数表达式,在识图像、想原理的基础上,将图
像与原理结合起来思考。
(4)用公式:运用对数计算公式分析。
1.(2022·吉林白山模拟)丙酮酸(CH3COCOOH)是一元弱酸。298 K 时,向20 mL 0.1 mol·L-1
丙酮酸溶液中滴加pH=13 的NaOH 溶液,溶液中lg 与pH 的关系曲线如图所示。下列说法
错误的是( )
A.298 K 时,CH3COCOOH 的电离常数的数量级为10-3
B.E 点溶液中,a=2
C.G 点对应的NaOH 溶液的体积为20 mL
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D.E、F、G 三点对应的溶液中水的电离程度:E<F<G
答案 C
解析 F 点lg=0,则c(CH3COCOO-)=c(CH3COCOOH),此时溶液pH=2.5,即c(H+)=10
-2.5 mol·L-1,所以Ka==10-2.5,298 K 时,CH3COCOOH 的电离常数的数量级为10-3,A 正
确;E 点溶液中,lg=-0.5,=10-0.5,Ka==10-2.5,c(H+)=10-2 mol·L-1,pH=a=2,B
正确;G 点对应的NaOH 溶液的体积如果为20 mL ,则刚好完全反应,溶质为
CH3COCOONa,溶液应呈碱性,但G 点pH=4.5,呈酸性,C 错误;E、F、G 三点随NaOH
的加入,CH3COCOONa 的浓度越来越大,CH3COCOONa 水解促进水的电离,对应的溶液
中水的电离程度:E<F<G,D 正确。
2.25 ℃时,向Na2CO3溶液中滴入盐酸,混合溶液的pH 与lg X 的变化关系如图所示。已
知:lg X=lg 或lg,下列叙述正确的是( )
A.曲线m 表示pH 与lg 的变化关系
B.当溶液呈中性时,c(Na+)=c(HCO)+2c(CO)
C.Ka1(H2CO3)的数量级为10-6
D.滴加过程中,保持不变
答案 D
解析 当溶液显中性时,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)+c(Cl
-),c(H+)=c(OH-),则c(Na+)>c(HCO)+2c(CO),B 项错误;根据图像分析知Ka1(H2CO3)=
10-6.4,数量级为10-7,C 项错误;=×=Ka1(H2CO3)·Ka2(H2CO3),温度不变,Ka1(H2CO3)、
Ka2(H2CO3)不变,故滴加过程中,保持不变,D 项正确。
3.(2022·济宁模拟)25 ℃时,用HCl 气体调节0.1 mol·L-1氨水的pH,系统中微粒浓度的对
数值(lg c)与pH 的关系如图1 所示,反应物的物质的量之比[t=]与pH 的关系如图2 所示。
若忽略通入气体后溶液体积的变化,下列有关说法正确的是( )
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A.P1所示溶液:c(Cl-)=0.05 mol·L-1
B.P2所示溶液:c(NH3·H2O)<c(OH-)+c(Cl-)
C.P3所示溶液:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)+c(H+)
D.25 ℃时,NH3·H2O 的电离平衡常数为10-9.25
答案 B
解析 根据图示可知,P1时c(NH)=c(NH3·H2O)=0.05 mol·L-1,溶液中存在电荷守恒:c(H+)
+c(NH)=c(OH-)+c(Cl-),P1点溶液pH=9.25,则c(OH-)>c(H+),因此c(Cl-)<0.05 mol·L
-1,A 错误;根据电荷守恒:c(H+)+c(NH)=c(OH-)+c(Cl-),根据图示可知,P2时c(NH)
>c(NH3·H2O),则c(H+)+c(NH)>c(NH3·H2O),所以c(NH3·H2O)<c(OH-)+c(Cl-),B 正确;
根据图示可知,P3时t==1.0,溶液的溶质为NH4Cl,根据元素质量守恒可得c(Cl-)=c(NH)
+c(NH3·H2O),所以c(NH)+c(NH3·H2O)<c(Cl-)+c(H+),C 错误;25 ℃时,NH3·H2O 的电
离平衡常数Kb=,当溶液中c(NH)=c(NH3·H2O)时,pH=9.25,则Kb=c(OH-)=10-4.75,D
错误。
1.(2021·浙江6 月选考,23)取两份10 mL 0.05 mol·L -1 的NaHCO3 溶液,一份滴加0.05
mol·L-1的盐酸,另一份滴加0.05 mol·L-1 NaOH 溶液,溶液的pH 随加入酸(或碱)体积的变
化如图,下列说法不正确的是( )
A.由a 点可知:NaHCO3溶液中HCO 的水解程度大于电离程度
B.a→b→c 过程中:c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)逐渐减小
C.a→d→e 过程中:c(Na+)<c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
D.令c 点的c(Na+)+c(H+)=x,e 点的c(Na+)+c(H+)=y,则x>y
答案 C
解析 a 点溶质为NaHCO3,此时溶液呈碱性,HCO 在溶液中电离使溶液呈酸性,HCO 在
溶液中水解使溶液呈碱性,由此可知,NaHCO3溶液中HCO 的水解程度大于电离程度,故
A 正确;由电荷守恒可知,a→b→c 过程溶液中c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),
滴加NaOH 溶液的过程中c(Na+)保持不变,c(H+)逐渐减小,因此c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)
逐渐减小,故B 正确;由元素质量守恒可知,a 点溶液中c(Na +)=c(HCO)+c(CO)+
c(H2CO3),向NaHCO3 溶液中滴加盐酸过程中有CO2 逸出,因此a→d→e 过程中c(Na
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+)>c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),故C 错误;c 点溶液中c(H+)+c(Na+)=(0.05+10-11.3)mol·L
-1,e 点溶液体积增大1 倍,此时溶液中c(H+)+c(Na+)=(0.025+10-4.3)mol·L-1,因此
x>y,故D 正确。
2.(2021·湖南,9)常温下,用0.100 0 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL 浓度均为0.100 0 mol·L
-1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是(
)
A.该NaX 溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
C.当pH=7 时,三种溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)
D.分别滴加20.00 mL 盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
答案 C
解析 NaX 为强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,则溶液中离子浓度的大小顺序为
c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),故A 正确;弱酸的酸性越弱,电离常数越小,由题图分析
可知,HX、HY、HZ 三种一元弱酸的酸性依次减弱,则三种一元弱酸的电离常数的大小顺
序为Ka(HX)>Ka (HY)>Ka(HZ),故B 正确;当溶液pH 为7 时,酸越弱,向盐溶液中加入
盐酸的体积越大,酸根离子的浓度越小,则三种盐溶液中酸根离子的浓度大小顺序为c(X-)>
c(Y-)>c(Z-),故C 错误;向三种盐溶液中分别滴加20.00 mL 盐酸,三种盐都完全反应,
溶液中钠离子浓度等于氯离子浓度,将三种溶液混合后溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H
+)=c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+c(Cl-)+c(OH-),由c(Na+)=c(Cl-)可得:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)
=c(H+)-c(OH-),故D 正确。
3.(2021·海南,13 改编)25 ℃时,向10.00 mL 0.100 0 mol·L-1 的NaHCO3 溶液中滴加
0.100 0 mol·L-1的盐酸,溶液的pH 随加入的盐酸的体积V 变化如图所示。下列有关说法正
确的是( )
A.a 点,溶液pH>7 是由于HCO 水解程度大于电离程度
B.b 点,c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(Cl-)
C.c 点,溶液中的H+主要来自HCO 的电离
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D.d 点,c(Na+)=c(Cl-)=0.100 0 mol·L-1
答案 A
解析 HCO 存在水解平衡和电离平衡,a 点溶液pH>7 是由于HCO 水解程度大于电离程度,
故A 正确;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-)+c(OH-),b 点pH=7
即c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-),故B 错误;c 点溶质为碳酸氢
钠、氯化钠、碳酸,溶液中的H+主要来自H2CO3的电离,故C 错误;d 点,碳酸氢钠和盐
酸恰好反应,c(Na+)=c(Cl-)=0.050 0 mol·L-1,故D 错误。
4 .(2022· 辽宁,15) 甘氨酸(NH2CH2COOH) 是人体必需氨基酸之一。在25 ℃时,
NHCH2COOH、NHCH2COO-和NH2CH2COO-的分布分数[如δ(A2-)=]与溶液pH 关系如图。
下列说法错误的是( )
A.甘氨酸具有两性
B.曲线c 代表NH2CH2COO-
C.NHCH2COO-+H2ONHCH2COOH+OH-的平衡常数K=10-11.65
D.c2(NHCH2COO-)<c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO-)
答案 D
解析 NH2CH2COOH 中存在—NH2和—COOH,所以甘氨酸既有酸性又有碱性,故A 正确;
氨基具有碱性,在酸性较强时会结合氢离子,羧基具有酸性,在碱性较强时与氢氧根离子反
应,故曲线a 表示NHCH2COOH 的分布分数随溶液pH 的变化,曲线b 表示NHCH2COO-的
分布分数随溶液pH 的变化,曲线c 表示NH2CH2COO-的分布分数随溶液pH 的变化,故B
正确;NHCH2COO-+H2ONHCH2COOH+OH-的平衡常数K=,25 ℃时,根据a、b 曲
线交点坐标(2.35,0.50)可知,pH=2.35 时,c(NHCH2COO-)=c(NHCH2COOH),则K==10-
11.65,故C 正确;由C 项分析可知,=,根据b、c 曲线交点坐标(9.78,0.50)分析可得电离平
衡NHCH2COO -NH2CH2COO -+H +的电离常数K1=10 -9.78,==,则×=×<1,即
c2(NHCH2COO-)>c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO-),故D 错误。
5.(2020·山东,15 改编)25 ℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-
1,lg c(CH3COOH)、lg c(CH3COO-)、lg c(H+)和lg c(OH-)随pH 变化的关系如下图所示。
Ka为CH3COOH 的电离常数,下列说法正确的是( )
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A.O 点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
B.N 点时,pH=lg Ka
C.该体系中,c(CH3COOH)= mol·L-1
D.pH 由7 到14 的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终增大
答案 C
解析 随着溶液碱性的增强,c(CH3COOH)减小,c(CH3COO -)增大,故MN 线表示lg
c(CH3COO-),NP 线表示lg c(CH3COOH),MO 线表示lg c(H+),OP 线表示lg c(OH-)。O
点时,c(H+)=c(OH-),A 项错误;N 点时,lg c(CH3COOH)与lg c(CH3COO-)相等,Ka
=,pH=-lg Ka,B 项错误;由CH3COOH 的电离平衡常数推导可知Ka==c(H+)·,故
c(CH3COOH)= mol·L-1,C 项正确;溶液pH 增大,碱性增强,CH3COO-的水解程度减小,
D 项错误。
课时精练
1.20 ℃时,用0.1 mol·L-1盐酸滴定20 mL 0.1 mol·L-1氨水的图像如图所示,下列说法正
确的是( )
A.a 点时c(Cl-)=2c(NH3·H2O)+2c(NH)
B.b 点表示酸碱恰好完全反应
C.c 点时c(NH)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
D.a、b、c、d 点均有c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
答案 D
解析 a 点时加入的盐酸为10 mL,所得溶液的溶质为等物质的量浓度的氯化铵和一水合氨,
根据元素质量守恒:2c(Cl-)=c(NH3·H2O)+c(NH),故A 错误;c 点时加入的盐酸为20
mL,表示酸碱恰好完全反应,b 点表示碱过量,盐酸完全反应,故B 错误;c 点时,酸碱恰
好完全反应生成氯化铵,溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl
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-)+c(OH-)可知,c(NH)<c(Cl-),故C 错误;a、b、c、d 点对应的溶液中均只有NH、H+、
Cl-和OH-四种离子,根据电荷守恒,故均有c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),故D 正确。
2.(2022·甘肃民乐一中模拟)次氯酸为一元弱酸,具有强氧化性,能杀菌、消毒。其溶液中
HClO、ClO-所占物质的量分数(分布系数δ)随pH 变化的关系如图所示。下列说法错误的是(
)
A.该温度下,次氯酸的电离平衡常数Ka=10-5
B.次氯酸的电离方程式为HClOH++ClO-
C.向pH=5 的次氯酸溶液中滴加少量的甲基橙,溶液最终变为黄色
D.某浓度的次氯酸溶液中加水稀释过程中,保持不变
答案 C
解析 次氯酸为一元弱酸,电离方程式为HClOH++ClO-,B 正确;次氯酸具有强氧化
性,能漂白酸碱指示剂,故滴加甲基橙溶液后溶液最终变为无色,C 错误;加水稀释过程中,
=保持不变,D 正确。
3.(2022·北京西城区模拟)在常温下,向30 mL 0.1 mol·L-1 NH4Cl 溶液中加入0.1 mol·L-1
CH3COONH4 溶液,溶液的pH 随加入CH3COONH4 溶液的体积的变化如图。已知:
CH3COONH4溶液的pH 约为7。
下列说法正确的是( )
A.NH4Cl 溶液中存在:c(NH)>c(Cl—)>c(H+)>c(OH—)
B.0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液中的c(NH)比0.1 mol·L-1 NH4Cl 溶液中的大
C.如图说明NH4Cl 溶液中存在水解平衡
D.溶液的pH 变化是NH 浓度改变造成的
答案 C
解析 铵根离子在溶液中水解使溶液呈酸性,溶液中离子浓度的大小顺序为c(Cl-)>c(NH)>
c(H+)>c(OH-),故A 错误;氯化铵中铵根离子在溶液中水解使溶液呈酸性,醋酸铵中醋酸
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根离子在溶液中水解促进铵根离子水解,所以醋酸铵溶液中铵根离子浓度小于等浓度的氯化
铵溶液,故B 错误;未加入醋酸铵溶液时,0.1 mol·L-1氯化铵溶液的pH 为6 说明铵根离子
在溶液中水解使溶液呈酸性,溶液中存在水解平衡,故C 正确;醋酸铵中醋酸根离子和铵
根离子在溶液中都发生水解反应,向氯化铵溶液中加入醋酸铵溶液时,溶液的pH 变化是铵
根离子浓度和醋酸根离子浓度的相对大小发生改变造成的,故D 错误。
4. (2022·山东青岛模拟)常温时,向20.00 mL 0.1 mol·L-1 C6H5COOH(苯甲酸)溶液中滴加
0.1 mol·L-1 NaOH 溶液,混合溶液的pH 与微粒浓度变化的关系如图所示。下列说法错误的
是( )
A.a 点溶液对应的pH 为3.2
B.b 点对应的NaOH 溶液体积为10.00 mL
C.c 点溶液中:c(C6H5COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.常温时,C6H5COO-的水解常数Kh=10-9.8
答案 B
解析 由图可知,b 点lg=0,溶液中c(C6H5COOH)=c(C6H5COO—),溶液pH 为4.2,则电
离常数Ka==c(H+)=10-4.2;a 点lg=-1,则溶液中c(H+)==10-3.2 mol·L-1;c 点lg=2,
则溶液中c(H+)==10-6.2 mol·L-1。由分析可知,a 点溶液中氢离子浓度为10—3.2 mol·L-1,
则溶液的pH 为3.2,故A 正确;b 点若氢氧化钠溶液体积为10.00 mL,苯甲酸溶液与氢氧化
钠溶液反应得到等浓度的苯甲酸和苯甲酸钠混合溶液,由苯甲酸根离子的水解常数Kh==
=10-9.8<Ka可知,苯甲酸在溶液中的电离程度大于苯甲酸根离子的水解程度,溶液中苯甲
酸的浓度小于苯甲酸根离子,由分析可知,b 点溶液中c(C6H5COOH)=c(C6H5COO—),则对
应氢氧化钠溶液的体积应小于10.00 mL,故B 错误、D 正确;c 点溶液中氢离子为10—6.2
mol·L-1,溶液中c(H+)>c(OH—),由电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(C6H5COO—)+c(OH—)可得
c(C6H5COO—)>c(Na+),则溶液中离子浓度的大小顺序为c(C6H5COO—)>c(Na+)>c(H+)>
c(OH—),故C 正确。
5.(2022·深圳模拟)甘氨酸盐酸盐(HOOCCH2NH3Cl)的水溶液呈酸性,溶液中存在以下平衡:
HOOCCH2NH-OOCCH2NH+H+ K1
-OOCCH2NH-OOCCH2NH2+H+ K2
常温时,向10 mL 一定浓度的HOOCCH2NH3Cl 的水溶液中滴入同浓度的NaOH 溶液。混合
溶液pH 随加入NaOH 溶液体积的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
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A.Q→X 过程中:逐渐减小
B.X 点的溶液中:c(-OOCCH2NH2)>c(HOOCCH2NH)
C.P 点的溶液中:c(HOOCCH2NH)+c(H+)=c(-OOCCH2NH2)+c(OH-)
D.当V(NaOH)=20 mL 时,混合溶液中的溶质主要为NaOOCCH2NH2和NaCl
答案 C
解析 由K2=可知,=,由图可知,Q→X 过程中溶液pH 增大,即c(H+)减小,K2不变,
则逐渐减小,A 正确;由图可知,X 点溶液的溶质为NaOOCCH2NH,X 点的溶液呈酸性,
则-OOCCH2NH 的电离程度大于其水解程度,故c(-OOCCH2NH2)>c(HOOCCH2NH),B 正确;
P 点溶液中的溶质为等物质的量的NaOOCCH2NH 和NaOOCCH2NH2,则此时溶液中有电荷
守恒:c(HOOCCH2NH)+c(H+)+c(Na+)=c(-OOCCH2NH2)+c(OH-)+c(Cl-),且c(Na+)>
c(Cl-),故c(HOOCCH2NH)+c(H+)<c(-OOCCH2NH2)+c(OH-),C 错误;当V(NaOH)=20
mL 时,即甘氨酸盐酸盐(HOOCCH2NH3Cl)和NaOH 的物质的量之比为1∶2,反应的化学方
程式为HOOCCH2NH3Cl+2NaOH===NaOOCCH2NH2+NaCl+2H2O,故此时混合溶液中的
溶质主要为NaOOCCH2NH2和NaCl,D 正确。
6. (2022·海南学业水平诊断)已知亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,298 K 时的电离常数分别为Ka1
=10-1.4,Ka2=10-6.1。298 K 时,向1 L 0.2 mol·L-1 NaH2PO3溶液中通入HCl 气体,溶液的
pH 与通入HCl 物质的量的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a 点溶液中:c(H2PO)>c(HPO)>c(H+)>c(H3PO3)
B.室温下,b 点溶液的pH>7
C.c 点溶液中:c(Cl-)=c(H2PO)+c(H3PO3)+c(HPO)
D.NaH2PO3溶液中存在的含P 的离子有H2PO、HPO、PO
答案 C
解析 a 点为NaH2PO3溶液,亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,所以a 点溶液中存在:c(H2PO)>c(H
+)>
c(HPO)>c(H3PO3),A 错误;b 点溶液中的溶质为NaH2PO3和H3PO3、NaCl,所以溶液显酸性,
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故pH<7,B 错误;c 点溶液中的溶质为H3PO3和NaCl,且物质的量之比为1∶1,根据元素
质量守恒:c(Cl-)=c(H2PO)+c(H3PO3)+c(HPO),C 正确;亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,
NaH2PO3溶液中存在H2PO、HPO 离子和H3PO3分子,D 错误。
7.已知H2A 为二元弱酸。常温下,向0.01 mol·L-1的NaHA 溶液中通入HCl 或加入KOH 固
体调节溶液的pH(忽略体积变化),溶液中c(HA-)随pH 变化的曲线如图。下列说法正确的
是( )
A.水的电离程度:d>c>b>a
B.c→b 之间发生反应的离子方程式:A2-+H+===HA-
C.c 点溶液中存在:c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
D.d 点溶液中存在:c(HA-)+2c(A2-)= c(Na+)
答案 A
解析 酸抑制水的电离,酸中c(H+)越大,水的电离程度越小,中性溶液不影响水的电离,
a、b、c 点溶液都呈酸性,且是酸电离导致溶液呈酸性,这三点溶液都抑制水的电离,c(H
+):a>b>c,d 点溶液呈中性,不影响水的电离,因此水的电离程度:d>c>b>a,故A 正确;
c 点c(HA-)最大,说明溶质为NaHA,向c 点溶液通入HCl,则c→b 之间发生反应的离子方
程式:HA-+H+===H2A,故B 错误;c 点溶液显酸性,说明HA-的电离程度大于其水解程
度,存在:c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),故C 错误;d 点溶液呈中性,再根据电荷守恒得到:
c(HA-)+2c(A2-)=c(Na+) +c(K+),故D 错误。
8.在某温度时,将n mol·L-1氨水滴入 10 mL 1.0 mol·L-1盐酸中,溶液pH 和温度随加入
氨水体积变化曲线如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.c 点存在守恒关系:c(NH)=c(Cl-)
B.b 点:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
C.水的电离程度:b>c>a>d
D.25 ℃时 ,NH4Cl 水解平衡常数为(n-1)×10-7(用n 表示)
答案 C
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解析 c 点溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),所以
c(NH)=c(Cl-),A 正确;b 点溶液为NH4Cl 溶液,此溶液中离子浓度大小为c(Cl-)>c(NH)>
c(H+)>c(OH-),B 正确;b 点溶液铵根离子水解促进水的电离,而a、d 两点都抑制水的电离,
所以b 点水的电离程度最大;由于d 点混合液的pH 未知,则无法判断a、d 两点水的电离程
度大小,C 错误;根据图像可知,25 ℃时溶液的pH=7,则:c(H+)=c(OH-)=10-7mol·L-
1,c(NH)=c(Cl-)=0.5 mol·L-1,根据元素质量守恒可知:c(NH3·H2O)=(0.5n-0.5) mol·L-
1,则25 ℃时NH4Cl 水解常数为Kh==(n-1)×10-7,D 正确。
9.(2023·广州质检)某浓度的二元弱酸H2B 溶液在不同pH 下,测得pC(M)变化如图所示[已
知: pC(M)=-lg c(M),M 代指H2B 或HB-或B2-],下列说法正确的是( )
A.曲线 Ⅱ 表示pC(HB-)与pH 关系
B.pH=5 时,c(HB-)<c(B2-)<c(H2B)
C.由图像数据可以计算出的值
D.在pH 增大的过程中,c(H2B)、c(HB-)、c(B2-)三者浓度和先减小后增大
答案 C
解析 H2B 为二元弱酸,其电离方程式为H2BH++HB-、HB-H++B2-,pH 增大促
进电离平衡正向移动,所以由图可知:曲线Ⅰ是c(HB-)的负对数,曲线Ⅱ是c(H2B)的负对
数,曲线Ⅲ是c(B2-)的负对数,故A 项错误;由图可知,pH=5 时,此时pC(H2B)>pC(B2-)
>pC(HB-),即c(HB-)>c(B2-)>c(H2B),故B 项错误;由X 点可知H2BHB-+H+,
c(HB-)=c(H2B),Ka1=1×10-1.9,由Z 点可知,c(HB-)=c(B2-),则HB-B2-+H+,Ka2
=1×10-7.1,则==105.2,故C 项正确;调节溶液pH 的过程中,随着溶液体积的增大,
H2B、HB-、B2-总物质的量之和不变,浓度之和逐渐减小,故D 项错误。
10.(2022·湖南模拟)草酸是一种二元弱酸,Ka1=5.9 ×10-2,Ka2=6.4 ×10-5,室温下,用
0.100 0 mol· L-1的NaOH 标准溶液滴定25 mL 0.1 mol·L-1的H2C2O4(草酸)溶液的滴定曲线如
图a 所示。图b 为在上述滴定过程中草酸溶液中草酸各种形态的粒子分布系数与pH 的关系。
下列说法错误的是( )
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A.该温度下,将0.1 mol·L-1草酸溶液和0.1 mol· L-1草酸钠溶液等体积混合,溶液pH 约为
2.6
B.X 点附近滴定突跃不如Y 点附近明显,是因为X 点时形成缓冲溶液
C.X 点对应图b 中的M 点,Y 点对应图b 中的N 点
D.Y 点时,溶液中c(Na+ )>c(C2O )>c(OH- )>c(HC2O)>c(H+)
答案 C
解析 根据图示可知:δ0表示H2C2O4的分布系数与pH 的关系,δ1表示HC2O 的分布系数与
pH 的关系,δ2表示C2O 的分布系数与pH 的关系。X 点时为NaHC2O4溶液,该溶液为缓冲
溶液,加酸加碱,pH 都不会明显变化;Y 点时滴定结束,生成Na2C2O4,此时加碱,
Na2C2O4不再反应,pH 会明显升高,B 正确;X 点为NaHC2O4溶液,对应图b 中pH=2.6 处;
Y 点为Na2C2O4溶液,图a 中Y 点pH=8.4,故Y 点不对应图b 中的N 点,C 错误;Y 点为
Na2C2O4溶液,溶液中各离子浓度大小关系为c(Na+)>c(C2O)>c(OH-)>c(HC2O)>c(H+),D 正
确。
11.草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,在菠菜、苋菜等植物中含量较高。25 ℃时,向H2C2O4
溶液中滴加NaOH 溶液,混合溶液中lg X [X 表示或]随pH 的变化关系如图所示。下列说法
不正确的是( )
A.Ⅰ中X 表示的是
B.当溶液pH=4.19 时,c(Na+)<3c(C2O)
C.已知:25 ℃时,NH3·H2O 的电离常数为10-4.69,则(NH4)2C2O4溶液呈碱性
D.0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中:c(Na+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4)
答案 C
解析 二元弱酸草酸的Ka1=>Ka2=,当lg X=0 时,pH=-lg c(H+)=-lg K,pH1=
1.22<pH2=4.19,表明Ka1=10-1.22>Ka2=10-4.19,所以Ⅰ中X 表示的是,Ⅱ中X 表示的是,A
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正确;当溶液pH=4.19 时,c(H+)=1×10-4.19mol·L-1, =1,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)
=c(OH-)+c(HC2O)+2c(C2O)=c(OH-)+3c(C2O),c(H+)>c(OH-),故c(Na+)<3c(C2O),B
正确;NH3·H2O 的电离常数为10-4.69,则NH 的水解常数为;C2O 的水解常数为=,>,NH
水解程度较大,则(NH4)2C2O4溶液呈酸性,C 不正确;0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中,HC2O
电离平衡常数为Ka2=10-4.19,水解常数Kh==<Ka2,电离程度大于水解程度,溶液为酸性,
则浓度大小为c(Na+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4),D 正确。
12.常温下,H3PO4水溶液中含磷微粒的分布分数(平衡时某微粒的浓度占各含磷微粒总浓
度的分数)与pH 的关系如图,下列说法正确的是( )
A.H3PO4的电离方程式为H3PO43H++PO
B.pH=2 时,溶液中大量存在的微粒有H3PO4、H2PO、HPO、PO
C.滴加NaOH 溶液至pH=7,溶液中c(Na+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO)
D.滴加少量Na2CO3溶液,3Na2CO3+2H3PO4===2Na3PO4+3H2O+3CO2↑
答案 C
解析 H3PO4为多元弱酸,电离应分步进行,电离方程式为H3PO4H++H2PO、H2POH+
+HPO、HPOH ++PO,故A 错误;pH=2 时,溶液中大量存在的微粒有H3PO4、
H2PO,故B 错误;滴加NaOH 溶液至pH=7,依据电荷守恒,溶液中c(Na+)=c(H2PO)+
2c(HPO) +3c(PO) ,故C 正确;滴加少量Na2CO3 溶液,发生反应为Na2CO3 +
2H3PO4===2NaH2PO4+H2O+CO2↑,故D 错误。
13.H2A 是一种二元弱酸,H2A 由于与空气中的某种成分作用而保持浓度不变,已知
Ksp(MA)=3.0×10-9,某水体中lg c(X)(X 为H2A、HA-、A2-、M2+)与pH 的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
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A.曲线③代表HA-
B.H2A 的一级电离常数为10-8.3
C.c(M2+)随pH 升高而增大
D.pH=10.3 时,c(M2+)=3.0×10-7.9 mol·L-1
答案 D
解析 H2A 的浓度保持不变,则①代表H2A,随着pH 逐渐增大,HA-、A2-的浓度增大,pH
较小时HA-的浓度大于A2-的浓度,则曲线②代表HA-,曲线③代表A2-,A 错误;曲线
①②的交点代表溶液中H2A、HA-的浓度相等,由坐标 (6.3,-5)知:H2A 的一级电离常数
Ka1==c(H+)=10-6.3,B 错误;曲线④代表M2+ ,则c(M2+)随pH 升高而减小,C 错
误;据图像,曲线②③的交点(10.3,-1.1)代表溶液中HA-、A2-浓度相等,均为10-
1.1 mol·L-1,则c(M2+)== mol·L-1=3.0×10-7.9 mol·L-1,D 正确。
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