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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
考点1 水溶液
中的离子反应
与平衡
◆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
◆盐类的水解及其应用:2024 江苏卷、2024 湖
南卷、2023 北京卷、2023 湖南卷、2022 北京
卷、2022 海南卷、2022 浙江卷、2022 福建
卷、2022 河北卷、2022 江苏卷
◆沉淀溶解平衡:2024 黑吉辽卷、2024 湖北
卷、2024 全国甲卷、2023 全国甲卷、2023 全
国乙卷、2023 辽宁卷、2023 湖南卷、2023 北
京卷、2022 湖南卷、2022 福建卷、2022 海南
卷、2022 重庆卷、2022 山东卷
◆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
水溶液中的离子反应与平衡主要考查
水溶液中的几大平衡问题:电离平
衡、水的电离平衡、水解平衡和沉淀
溶解平衡,以及中和滴定原理的应
用,值得注意的是,对离子平衡的考
查往往结合电离平衡、沉淀平衡、化
学平衡等问题进行考查,综合性很
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
为压轴选择题出现,总体难度有所降
低。
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:
]
1
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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,CH2ClCOOH 的电离常数Ka=10-2.8,C 错误;
D
.
电
离
度
,
,
则
=
,
,
时,
,
,D 正确;
故答案选D。
2
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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R3N 形态存在,故D 错误;
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)。
3
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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,Ka=
=1.0×10-3,c 总(HA)=c(HA)+c(A-),
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,Ka=
=1.0×10-3,c 总(HA)=c(HA)
+c(A-),
=1.0×10-3,溶液I 中c 总(HA)=(104+1)c(HA),溶液II 的pH=1.0,溶液II 中
c(H+)=0.1mol/L,Ka=
=1.0×10-3,c 总(HA)=c(HA)+c(A-),
=1.0×10-3,溶液II
中c 总(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
(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;
4
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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;
5
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B.
,当pH=4.6 时,
=
,Ka=10-4.6,而由A 选项计算得H3AsO3的
,即Ka
> 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H2A 的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15。下列说法正确的是
A.在等浓度的Na2A、NaHA 溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.向0.1mol·L-1的H2A 溶液中通入HCl 气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则H2A 的电离度为0.013%
C.向H2A 溶液中加入NaOH 溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)
D.取pH=a 的H2A 溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,则该溶液pH=a+1
【答案】B
【解析】A.在等浓度的Na2A、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
A 错误;
B.溶液中c(H+)=10-3mol/L,H2A 电离程度较小,溶液中c(H2A)≈0.1mol/L,Ka1=
,
c(HA-)=1.3×10-5mol/L,c(HA-)≈c(H2A) 电离,则H2A 的电离度
0.013%,故
6
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B 正确;
C.向H2A 溶液中加入NaOH 溶液至pH=11,
,则c(A2-)<c(HA-),故C 错误;
D.H2A 是弱酸,取pH=a 的H2A 溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,H2A 的电离平衡正向移动,则该溶
液pH<a+1,故D 错误;
选B。
8.(2022·北京卷)2022 年3 月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其中太空
“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正确的是
A.醋酸钠是强电解质
B.醋酸钠晶体与冰都是离子晶体
C.常温下,醋酸钠溶液的
D.该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
【答案】B
【解析】A.醋酸钠在水溶液中能完全电离,醋酸钠是强电解质,故A 正确;
B.醋酸钠晶体是离子晶体,冰是分子晶体,故B 错误;
C.醋酸钠是强碱弱酸盐,常温下,醋酸钠溶液的
,故C 正确;
D.过饱和醋酸钠溶液处于亚稳态,加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出,形成饱和溶液,故D
正确;
选B。
考法02 水的电离和溶液的pH
9.(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:
7
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D.水的电离程度:
【答案】D
【分析】NaOH 溶液和HCl、CH3COOH 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,
a 点时NaOH 溶液和HCl 恰好完全反应生成NaCl 和水,CH3COOH 未发生反应,溶质成分为NaCl 和
CH3COOH;b 点时NaOH 溶液反应掉一半的CH3COOH,溶质成分为NaCl、CH3COOH 和 CH3COONa;c
点时NaOH 溶液与CH3COOH 恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d 点时NaOH 过量,溶质成
分为NaCl、CH3COONa 和NaOH,据此解答。
【解析】A.由分析可知,a 点时溶质成分为NaCl 和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.0100mol/L,c(H+)=10-
3.38mol/L,
=
=10-4.76,故A 正确;
B.a 点溶液为等浓度的NaCl 和CH3COOH 混合溶液,存在物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)
+c(CH3COO-),故B 正确;
C.点b 溶液中含有NaCl 及等浓度的CH3COOH 和 CH3COONa,由于pH<7,溶液显酸性,说明
CH3COOH 的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(CH3COOH)<c(CH3COO-),故C 正确;
D.c 点溶液中CH3COO-水解促进水的电离,d 点碱过量,会抑制水的电离,则水的电离程度c>d,故D 错
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=
8
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;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
V2偏小,而ROH 的物质的量为
,故将导致测定结果偏小,B 项正确;
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V1偏小,而ROH 的物
9
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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V2偏小,而ROH 的物质的量为
,故将导致测定结果偏小,D 项错
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Na2CO3标准溶液,则应将Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,将
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Na2CO3标准溶液,应该用碱式滴定管或移液管量取
25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,A 说法错误;
B.Na2CO3溶液显碱性,盛放Na2CO3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
钠溶液而将瓶塞粘住,故应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液,B 说法正确;
C.Na2CO3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Na2CO3固体,C 说法正确;
D.Na2CO3溶液显碱性,甲基橙滴入Na2CO3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
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:
10
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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H2SO3 溶液,实验2 溶液的pH 为4,实验2 为NaHSO3 溶液,实验3
和酸性
溶液反应的离子方程式为:
。
【解析】A. 实验1 得到H2SO3溶液,其质子守恒关系式为:
,
则
,A 错误;
B.实验2 为pH 为4,依据
,则
=
,溶液,则
,B 错误;
C.NaHSO3溶液蒸干、灼烧制得
固体,C 错误;
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
11
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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
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。
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【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)3,加热能增大Fe3+ 的水解程度,D 不符合题意;
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
13
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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、CH3COOH 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,
a 点时NaOH 溶液和HCl 恰好完全反应生成NaCl 和水,CH3COOH 未发生反应,溶质成分为NaCl 和
CH3COOH;b 点时NaOH 溶液反应掉一半的CH3COOH,溶质成分为NaCl、CH3COOH 和 CH3COONa;c
点时NaOH 溶液与CH3COOH 恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d 点时NaOH 过量,溶质成
分为NaCl、CH3COONa 和NaOH,据此解答。
【解析】A.由分析可知,a 点时溶质成分为NaCl 和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.0100mol/L,c(H+)=10-
3.38mol/L,
=
=10-4.76,故A 正确;
B.a 点溶液为等浓度的NaCl 和CH3COOH 混合溶液,存在物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)
+c(CH3COO-),故B 正确;
C.点b 溶液中含有NaCl 及等浓度的CH3COOH 和 CH3COONa,由于pH<7,溶液显酸性,说明
CH3COOH 的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(CH3COOH)<c(CH3COO-),故C 正确;
D.c 点溶液中CH3COO-水解促进水的电离,d 点碱过量,会抑制水的电离,则水的电离程度c>d,故D 错
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C6H5ONa 和
14
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CH3COONa 溶液中c(C6H5O-)<c(CH3COO-),A 错误;
B.C6H5ONa 溶液中,C6H5O-离子水解出氢氧根离子,升温促进C6H5O-离子的水解,氢氧根离子浓度增大,
pH 变大,而氢氧化钠溶液中不存在平衡,升温pH 不变,B 错误;
C.当pH=10.00 时,c(OH-)=1.0×10-10,
,故
c(C6H5O-)= c(C6H5OH),C 正确;
D.C6H5ONa 中的C6H5O-可以水解,会促进水的电离,D 错误;
故选C。
19.(2022·浙江卷)已知25℃时二元酸H2A 的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15。下列说法正确的是
A.在等浓度的Na2A、NaHA 溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.向0.1mol·L-1的H2A 溶液中通入HCl 气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则H2A 的电离度为0.013%
C.向H2A 溶液中加入NaOH 溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)
D.取pH=a 的H2A 溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,则该溶液pH=a+1
【答案】B
【解析】A.在等浓度的Na2A、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
A 错误;
B.溶液中c(H+)=10-3mol/L,H2A 电离程度较小,溶液中c(H2A)≈0.1mol/L,Ka1=
,
c(HA-)=1.3×10-5mol/L,c(HA-)≈c(H2A) 电离,则H2A 的电离度
0.013%,故
B 正确;
C.向H2A 溶液中加入NaOH 溶液至pH=11,
,则c(A2-)<c(HA-),故C 错误;
D.H2A 是弱酸,取pH=a 的H2A 溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,H2A 的电离平衡正向移动,则该溶
液pH<a+1,故D 错误;
选B。
20.(2022·河北卷)某水样中含一定浓度的CO
、HCO 和其他不与酸碱反应的离子。取10.00mL 水样,
用0.01000mol•L-1的HCl 溶液进行滴定,溶液pH 随滴加HCl 溶液体积V(HCl)的变化关系如图(混合后溶液
体积变化忽略不计)。
15
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下列说法正确的是
A.该水样中c(CO
)=0.01mol•L-1
B.a 点处c(H2CO3)+c(H+)=c(OH—)
C.当V(HCl)≤20.00mL 时,溶液中c(HCO )基本保持不变
D.曲线上任意一点存在c(CO
)+c(HCO )+c(H2CO3)=0.03mol•L-1
【答案】C
【分析】向碳酸根和碳酸氢根的混合溶液中加入盐酸时,先后发生如下反应CO
+H+=HCO 、HCO
+H+= H2CO3,则滴定时溶液pH 会发生两次突跃,第一次突跃时碳酸根离子与盐酸恰好反应生成碳酸氢根
离子,第二次突跃时碳酸氢根离子与盐酸恰好反应生成碳酸,由图可知,滴定过程中溶液pH 第一次发生
突跃时,盐酸溶液的体积为20.00mL,由反应方程式CO
+H+=HCO 可知,水样中碳酸根离子的浓度为
=0.02mol/L,溶液pH 第二次发生突跃时,盐酸溶液的体积为50.00mL,则水样中
碳酸氢根离子的浓度为
=0.01mol/L。
【解析】A.由分析可知,水样中碳酸根离子的浓度为0.02mol/L,故A 错误;
B.由图可知,a 点发生的反应为碳酸根离子与氢离子恰好反应生成碳酸氢根离子,可溶性碳酸氢盐溶液中
质子守恒关系为c(H2CO3)+c(H+)=c(OH—)+ c(CO
),故B 错误;
C.由分析可知,水样中碳酸氢根离子的浓度为0.01mol/L,当盐酸溶液体积V(HCl)≤20.00mL 时,只发生
反应CO
+H+=HCO ,滴定时溶液中碳酸氢根离子浓度为
=0.01mol/L,则滴定时溶液中碳酸氢根离子浓度不变,故C 正确;
D.由分析可知,水样中碳酸根离子和碳酸氢根离子浓度之和为0.03mol/L,由物料守恒可知,溶液中
c(CO
)+c(HCO )+c(H2CO3)=0.03 mol/L,滴定加入盐酸会使溶液体积增大,则溶液中[c(CO
)+c(HCO )
+c(H2CO3)]会小于0.03 mol/L,故D 错误;
故选C。
考法04 沉淀溶解平衡
16
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21. (2024·黑吉辽卷)
下,
、
和
的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组
以
为指示剂,用
标准溶液分别滴定含
水样、含
水样。
已知:①
为砖红色沉淀;
②相同条件下
溶解度大于
;
③
时,
,
。
下列说法错误的是
A. 曲线②为
沉淀溶解平衡曲线
B. 反应
的平衡常数
C. 滴定
时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D. 滴定
达终点时,溶液中
【答案】D
【分析】由于AgCl 和AgBr 中阴、阳离子个数比均为1:1,即两者图象平行,所以①代表
,由
于相同条件下,AgCl 溶解度大于AgBr,即
,所以②代表AgCl,则③代表
AgBr,根据①上的点(2.0,7.7),可求得
,根据②上的点(2.0,7.7),可求得
,根据③上的点(6.1,6.1),可求得
。
【解析】A.由分析得,曲线②为AgCl 沉淀溶解平衡曲线,故A 正确;
B.反应
的平衡常数
,故B 正确;
17
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C.当Cl-恰好滴定完全时,
,即
,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2mol/L,故C 正
确;
D.当Br-到达滴定终点时,
,即
,
,故D 错误;
故选D。
22. (2024·全国甲卷)将0.10mmol Ag2CrO4 配制成1.0mL 悬浊液,向其中滴加0.10mol·L-1 的NaCl 溶液。
lg[cM/(mol·L-1)](M 代表Ag+、Cl⁻或CrO4
2⁻)随加入NaCl 溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是
A.交点a 处:c(Na+)=2c(Cl⁻)
B.Kₛₚ(AgCl)/Kₛₚ(Ag2CrO4)=10-2.21
C.V≤2.0mL 时c(CrO4
2-)/c(Cl⁻)不变
D.y1=−7.82,y2=−lg34
【答案】D
【分析】向
含
的悬浊液中滴加
的
溶液,发生反应:
,两者恰好完全反应时,
溶液的体积为v(NaCl)=
,2mL 之后再加
溶液,c(Cl-)增大,据
,
Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)可知,c(Ag+)会随着c(Cl-)增大而减小,所以2mL 后降低的曲线,即最下方的虚线代
表Ag+,升高的曲线,即中间虚线代表Cl-,则剩余最上方的实线为
曲线。由此分析解题:
【解析】A.2mL 时
与
溶液恰好完全反应,则a 点时溶质为NaCl 和Na2CrO4,电荷守恒:
c(Na+)+c(Ag+)+c(H+)=2c(
)+c(Cl-)+c(OH-),此时c(H+)、c(OH-)、c(Ag+)可忽略不计,a 点为Cl-和
曲线的交点,即c(
)=c(Cl-),则溶液中c(Na+)≈3c(Cl-),A 错误;
18
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B.当V(NaCl)=1.0mL 时,有一半的Ag2CrO4转化为AgCl,Ag2CrO4与AgCl 共存,均达到沉淀溶解平衡,
取图中横坐标为1.0mL 的点,得Ksp(AgCl)= c(Ag+)c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)= c2(Ag+)c(
)=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,则
=
=102.21,B 错误;
C.V<2.0mL 时,Ag+未沉淀完全,体系中Ag2CrO4和AgCl 共存,则
=
为定值,即
为定值,由图可知,在V≤2.0mL 时c(Ag+)并不是定值,则
的值也不
是定值,即在变化,C 错误;
D.V>2.0mL 时AgCl 处于饱和状态,V(NaCl)=2.4mL 时,图像显示c(Cl-)=10-1.93mol/L,则c(Ag+)=
=
=10-7.82mol/L,故y1=-7.82,此时Ag2CrO4全部转化为AgCl,n(
)守恒,等于起始时
n(Ag2CrO4),则c(CrO
)=
=
=
mol/L,则y2=lg c(CrO
)=lg
=-lg34,D 正确;
故答案选D。
23.(2023·全国甲卷)下图为
和
在水中达沉淀溶解平衡时的
关系图(
;
可认为
离子沉淀完全)。下列叙述正确的是
A.由
点可求得
B.
时
的溶解度为
C.浓度均为
的
和
可通过分步沉淀进行分离
D.
混合溶液中
时二者不会同时沉淀
【答案】C
【解析】A.由点a(2,2.5)可知,此时pH=2,pOH=12,则
=
=
=
,故A 错误;
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B.由点(5,6)可知,此时pH=5,pOH=9,则
=
=
=
,
时
的溶解度为
=10-3
,故B 错误;
C.由图可知,当铁离子完全沉淀时,铝离子尚未开始沉淀,可通过调节溶液pH 的方法分步沉淀
和
,故C 正确;
D.由图可知,
沉淀完全时,
,pM
5,此时pH 约为4.7,在此pH 下
刚开
始沉淀的浓度为
,而题中
>
,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Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.a 点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl 沉淀
B.b 点时,c(Cl-)=c(CrO
),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-
2AgCl+CrO
的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
【答案】C
【分析】根据图像,由(1.7,5)可得到Ag2CrO4的溶度积Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO
)=(1×10-5)2×1×10-
1.7=10-11.7,由(4.8,5)可得到AgCl 的溶度积Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl)=1×10-5×1×10-4.8=10-9.8,据此数据计算各选
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(Ag2CrO4)=10-
17,二者的浓度熵均小于其对应的溶度积Ksp,二者不会生成沉淀,A 错误;
B.Ksp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
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;
20
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D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8和
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H2S 饱和,即
,通过调节pH 使
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H2S 饱和溶液中随着pH 的增大,H2S 的浓度逐渐减小,HS-的浓度增大,S2-浓度逐渐增大,
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Ka1Ka2=
=
,由曲线③两点坐标可知,当c(H+)=10-4.9mol/L 时,
21
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c(S2-)=10-13mol/L,或者当c(H+)=10-6.8mol/L 时,c(S2-)=10-9.2mol/L,故有Ka1Ka2=
=
=10-21.8,结合C 项分析可知,Ka1=10-7.1故有
,D 正确;
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)3和Al(OH)3,A 正确;
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-
+H2O⇌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;
22
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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
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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Ka2=4.7×10-11可得
,则碳酸根的水解平衡常数为
,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CO2,
,c(
)减小,CaCO3(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
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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.
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【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H2O2,可将Fe2+氧化为Fe3+,提高净化程度,B 正确;
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)2(s)
M2+(aq)+2OH-(aq),M(OH)2(s)+2OH-(aq)
M(OH)
(aq),随着pH
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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)2的Ksp=c(M2+)·c2(OH-)=1×10-17,B 错误;
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)2(s)存在,C 正确;
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-1CaCl2水溶液
……
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(H2CO3)
D.经过步骤③,溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Cl-)
【答案】D
【解析】A.经过步骤①,100mL0.1mol•L-1CaCl2水溶液和0.01molNa2SO4反应方程式为CaCl2+
Na2SO4=2NaCl+CaSO4↓,生成0.02mol NaCl 和0.01molCaSO4,CaSO4微溶,则溶液中含有SO
和Ca2+,则
c(Ca2+)+c(Na+)>c(Cl-),故A 错误;
B.步骤②中,CaSO4(s)+Na2CO3(aq)=CaCO3↓+NaSO4(aq),步骤②中反应完全,则反应后的溶质为0.01mol
Na2SO4、0.01mol Na2CO3和0.02molNaCl,则c(Na+)=6c(SO
),故B 错误;
C.经过步骤②,反应后的溶质为0.01mol Na2SO4、0.01mol Na2CO3和0.02molNaCl,存在物料守恒:
c(Cl-)=2c(CO
)+2c(HCO )+2c(H2CO3),故C 错误;
D.步骤③中,CaCO3+2CH3COOH=Ca(CH3COO)2+H2O+CO2↑,反应后的溶液中含有0.02molNaCl、0.01mol
Ca(CH3COO)2,则c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Cl-),故D 正确;
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
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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SrSO4(s)+CO
SrCO3(s)+SO
的平衡常数K=
=
=
,
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
Ksp(SrSO4)=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—
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SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3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
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
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,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:CH3COOH
CH3COO-+H+(①)、Ag++CH3COO-
CH3COOAg(aq)(②),
Ag+的水解平衡Ag++H2O
AgOH+H+(③),随着pH 的增大,c(H+)减小,平衡①③正向移动,
c(CH3COOH)、c(Ag+)减小,pH 较小时(约小于7.8)CH3COO-浓度增大的影响大于Ag+浓度减小的影响,
CH3COOAg 浓度增大,pH 较大时(约大于7.8)CH3COO-浓度增大的影响小于Ag+浓度减小的影响,
CH3COOAg 浓度减小,故线Ⅰ表示CH3COOH 的摩尔分数随pH 变化的关系,线Ⅱ表示CH3COO-的摩尔分
数随pH 变化的关系,线Ⅲ表示CH3COOAg 随pH 变化的关系。
【解析】A.根据分析,线Ⅱ表示CH3COO-的变化情况,A 项错误;
B.由图可知,当c(CH3COOH)=c(CH3COO-)相等时(即线Ⅰ和线Ⅱ的交点),溶液的pH=m,则
CH3COOH 的电离平衡常数Ka=
=10-m,B 项错误;
C.pH=n 时
=10-m,c(CH3COO-)=
=10n-mc(CH3COOH),Ag+
+CH3COO-
CH3COOAg(aq)
K=
,c(Ag+)=
,由图可知pH=n 时,
c(CH3COOH)=c(CH3COOAg),代入整理得c(Ag+)=
mol/L,C 项正确;
D.根据物料守恒,pH=10 时溶液中c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.08mol/L,D 项错误;
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
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现白色浑浊;再滴加过量的H2O2 溶液,振荡,出现白色沉淀。
已知:H2SO3 Ka1=1.4×10-2 Ka2=6.0×10-8
Ksp(BaSO3)=5.0×10-10, Ksp(BaSO4)=1.1×10-10
下列说法不正确的是
A. H2SO3 溶液中存在c(H+)>c(HSO3
-)>c(SO3
2-)>c(OH-)
B. 将0.40mol·L-1H2SO3溶液稀释到0.20mol·L-1,c(SO32-)几乎不变
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BaSO3沉淀,C 错误;
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BaSO4沉淀,D 正确;
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
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,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
31
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【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
32
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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/L<c(Pb2+),A 项正确;
B.由图可知,δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,溶液中还存在Pb(OH)+,根据c0(Pb2+)=2.0×10-5mol/L 和Pb 守恒,溶液
中c(Pb2+)<1.0×10-5mol/L,B 项正确;
C.溶液中的电荷守恒为2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]+c(H+)=2c(
)+c(
)+c(
)+2c[
]
+c(OH-),pH=7 时溶液中c(H+)=c(OH-),则2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]=2c(
)+c(
)+c(
)+2c[
],C 项错误;
D.NaHCO3溶液中
的水解平衡常数为
=
=10-7.6>Ka2(H2CO3),NaHCO3溶液呈
碱性,加入少量NaHCO3固体,溶液pH 增大,PbCO3转化成
而溶解,D 项正确;
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
项
实验过程及现象
实验结论
A
用
溶液分别中和等体积的
溶液和
溶液,
消耗的
溶液
多
酸性:
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B
向
溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色
沉淀
氧化性:
C
向
浓度均为
的
和
混合溶液中滴加少
量
溶液,振荡,产生白色沉淀
溶度积常数:
D
用pH 试纸分别测定
溶液和
溶液pH,
溶液pH 大
结合
能力:
【答案】B
【解析】A.H2SO4是二元酸,CH3COOH 是一元酸,通过该实验无法说明H2SO4和CH3COOH 酸性的强弱,
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
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【答案】C
【分析】在H2S 溶液中存在电离平衡:H2S
H++HS-、HS-
H++S2-,随着pH 的增大,H2S 的物质的量
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H2S、HS-、S2-的物质的量分数随pH 的
变化,由①和②交点的pH=7 可知Ka1(H2S)=1×10-7,由②和③交点的pH=13.0 可知Ka2(H2S)=1×10-13。
【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)2的溶解平衡为Fe(OH)2
Fe2+(aq)+2OH-(aq),饱和Fe(OH)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)2,A 项错误;
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H2S 水溶液,由图可知当酚酞
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.Na2S 溶液中存在水解平衡S2-+H2O
HS-+OH-、HS-+H2O
H2S+OH-(忽略第二步水解),第一步水
解平衡常数Kh(S2-)=
=
=
=
=0.1,设水解的S2-的浓
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 FeCl2溶液中加入等体积0.2mol/L Na2S 溶液,瞬间得到0.005mol/L FeCl2和0.1mol/L Na2S 的
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>Ksp(FeS),
c(Fe2+)c2(OH-)=0.005mol/L×(0.062mol/L)2=1.922×10-5>Ksp[Fe(OH)2],故反应初始生成的沉淀是FeS 和
Fe(OH)2,D 项错误;
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
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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
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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
lg K≈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。
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
)。
37
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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) +2NH3
(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(NH3)=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-
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。
38
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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。
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