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【第一部分】
专题十一 电解质溶液
【复习目标】
1、理解影响电离平衡、水解平衡及沉淀溶解平衡的因素。
2、掌握电离平衡、水解平衡及沉淀溶解平衡的应用。
3.理解电离常数、水解常数、溶度积常数的概念及影响因素。
4.掌握电离常数、水解常数、溶度积常数的相关计算。
【专题知识体系构建】
【核心精讲】
一、.电离平衡、水解平衡及沉淀溶解平衡的分析应用
1.对比剖析“三大”平衡
平衡类型
电离平衡CH3COOH⇌
CH3COO-+H+
水解平衡CH3COO-+
H2O
CH
⇌
3COOH+OH-
沉淀溶解平衡AgCl(s)⇌
Ag+(aq)+Cl-(aq)
研究对象
弱电解质溶液
能水解的盐溶液
难溶电解质
影
响
因
素
升温
促进电离
Ka增大
促进水解
Kh增大
若难溶物的溶解度
与温度成正比,促
进溶解;反之,则
抑制溶解
若难溶物的溶
解度与温度成
正比,Ksp增
大;反之,则
Ksp减小
加水
促进电离
Ka不变
促进水解
Kh不变
促进溶解
Ksp不变
加入相应离子
(或物质)
加入CH3COONa
或HCl,抑制电
离
Ka不变
加入CH3COOH 或
NaOH,抑制水解
Kh不变
加入AgNO3或
NaCl,抑制溶解
Ksp不变
加入反应离
子(或物质)
加入OH-,促
进电离
Ka不变
加入H+,促进水
解
Kh不变
加入氨水,促进溶
解
Ksp不变
2.证明弱电解质的思维方法(以醋酸为例)
(1)测定常温下0.1 mol·L-1醋酸溶液的pH,pH>1,说明醋酸为弱酸。
(2)测定常温下CH3COONa 溶液的pH,pH>7,说明醋酸为弱酸。
(3)同温度、同浓度的盐酸的导电性强于醋酸溶液的导电性,说明醋酸是弱酸。
1
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(4)1 mol·L-1的醋酸溶液中c(H+)约为0.01 mol·L-1,说明醋酸为弱酸。
(5)取pH=3 的醋酸1 mL,用蒸馏水稀释到100 mL,pH<5,说明醋酸为弱酸。
(6)向0.1 mol·L-1的CH3COOH 溶液中加入少量CH3COONH4(水溶液呈中性)固体,溶液的pH 变大,说明醋酸为
弱酸。
3.走出溶液稀释、混合的误区
误区一:不能正确理解酸、碱的无限稀释规律
常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH 都不可能大于7 或小于7,只能接近7。
误区二:不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律
溶液
稀释前溶液pH
加水稀释
到原来体
积的10n倍
稀释后溶液pH
酸
强酸
pH=a
pH=a+n
弱酸
a<pH<a+n
碱
强碱
pH=b
pH=b-n
弱碱
b-n<pH<b
误区三:不能正确掌握混合溶液的定性规律
常温下,pH=n(n<7)的强酸和pH=14-n 的强碱溶液等体积混合,混合溶液pH=7;pH=n(n<7)的醋酸和pH=14
-n 的氢氧化钠溶液等体积混合,混合溶液pH<7;pH=n(n<7)的盐酸和pH=14-n 的氨水等体积混合,混合溶液
pH>7。
4.25 ℃时,不同溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)与溶液中c(H+)或c(OH-)的关系
举例
由水电离出的c(H+)/( mol/L)
说明
pH=3 的HCl、CH3COOH 溶液
10
- 11
①酸(或显酸性的酸式盐)溶液中:c 水(H+)
=c 水(OH-)=
②碱溶液中:c 水(H+)=
③强酸弱碱盐溶液中:c 水(H+)=c 溶液(H+)
④强碱弱酸盐溶液中:c 水(H+)=c 水(OH-)
=c 溶液(OH-)
pH=12 的NaOH、NH3·H2O 溶液
10
- 12
pH=3 的AlCl3、FeCl3溶液
10
- 3
pH=11 的CH3COONa、
Na2CO3、NaHCO3溶液
10
- 3
二、溶液中粒子浓度大小比较
1.建立模型突破溶液中粒子浓度关系比较
举例
溶液中粒子浓度分析
NaHA 溶液
(a:水解为主,b:电离
为主)
守恒
关系
①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)
②物料守恒:c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)
③质子守恒:c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-)
大小
关系
{
a:c( N a
+)>c( H A
-)>c( H 2 A )>c( A
2−)
b:c( N a
+)>c( H A
-)>c( A
2−)>c( H 2 A )
HA(弱酸)与NaA
混合液
(同浓度、同体积)
守恒
关系
①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
②物料守恒:2c(Na+)=c(HA)+c(A-)
2
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(a:pH<7,b:pH>7)
③质子守恒:c(HA)+2c(H+)=c(A-)+2c(OH-)
大小
关系
{
a:c( A
-)>c( N a
+)>c( HA )>c( H
+)>c(O H
-)
b:c( HA )>c( N a
+)>c( A
-)>c(O H
-)>c( H
+)
MOH(弱碱)与MCl
混合液(同浓度、
同体积)
(a:pH>7,b:pH<7)
守恒
关系
①电荷守恒:c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
②物料守恒:2c(Cl-)=c(MOH)+c(M+)
③质子守恒:c(M+)+2c(H+)=c(MOH)+2c(OH-)
大小
关系
{
a:c( M
+)>c(C l
-)>c( MOH )>c(O H
-)>c( H
+)
b:c( MOH )>c(C l
-)>c( M
+)>c( H
+)>c(O H
-)
2.模型分析
守恒
关系
分析
大小
关系
分析
第一步:根据所给的物质的量,确定溶质的组成及比例;
第二步:判断由于盐的水解、电解质的电离所造成的粒子浓度变化;
第三步:根据溶液酸碱性,确定氢离子及氢氧根离子浓度的相对大小;
第四步:综合比较得出粒子间的浓度大小关系
【典例剖析】
例1: (2022·全国乙卷,13)常温下,一元酸HA 的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-不能穿过隔膜,未电
离的HA 可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c 总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中的HA 的电离度[]为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c 总(HA)之比为10-4
【答案】 B
【解析】 常温下,溶液Ⅰ的pH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A
错误;常温下,溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,Ka(HA)==1.0×10-3,c 总(HA)=c(HA)+c(A-),
则=1.0×10-3,解得=,B 正确;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;常温下,溶液Ⅰ的pH=7.0,溶液Ⅰ中c(H+)=1×10-7 mol·L-1,Ka(HA)==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中,由B 项【解析】可知c 总(HA)=1.01 c(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)] [1.01
∶
c(HA)]=(104+1) 1.01≈10
∶
4,D 错误。
三、中和滴定反应“突跃”曲线的分析应用
3
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1、指示剂
结合滴定终点选择:
碱性时,选酚酞;
酸性时,选甲基橙;
中性时,酚酞、甲基橙均可。
一般不选石蕊,变色现象不明显。
2.强碱滴定强酸
(1)0.10 mol/L NaOH 标准液滴定20 mL 0.10 mol/L HCl 溶液(如图)
NaOH 溶液从19.98 mL 到20.02 mL,只
增加了0.04 mL(约1 滴),就使得溶液的pH 改变了5.4 个单位。这种在化学计量点±0.1%范围内,pH 的急剧变化就
称为滴定突跃。滴定突跃范围是选择指示剂的重要依据,凡是在滴定突跃范围内能发生颜色变化的指示剂都可以
用来指示滴定终点。实际分析时,为了更好地判断终点,氢氧化钠溶液滴定盐酸通常选用酚酞作指示剂的原因:
终点的颜色由无色变为浅红色,更容易辨别。
(2)浓度越大,滴定突跃就越大,可供选择的指示剂就越多。
3.强碱滴定弱酸曲线
由图可知:酸性越弱,Ka越小,滴定突跃范围就越小。
4、五点分析法
【探究活动】用0.1000 mol/L NaOH 滴定20.00 mL 0.100mo1/L CH3COOH 溶液的曲线如下,分析各点对应溶液的成
分,比较导电性、水的电离程度。
加入NaOH 溶液
剩余HCl
溶液体
积/mL
过量NaOH
溶液体积/mL
pH
滴定/%
V/mL
99.9
19.98
0.02
4.30
滴定突跃
ΔpH=5.4
100.0
20.00
0.00
0.00
7.00
100.1
20.02
0.02
9.70
NaOH 溶液浓度
HCl 溶液浓度
A 点pH
B 点pH
滴定突跃
1.00 mol·L-1
1.00 mol·L-1
3.30
10.70
ΔpH=7.4
0.10 mol·L-1
0.10 mol·L-1
4.30
9.70
ΔpH=5.4
0.01 mol·L-1
0.01 mol·L-1
5.30
8.70
ΔpH=3.4
4
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起点(O
点)
半反应点(a
点)
反应终点(c
点)
中性点(b 点)
二倍反应点(d 点)
标准液体积
0mL
10mL
20mL
略<20mL
20mL
溶质的化学式
CH3COOH
CH3COOH:
CH3COONa=1:1
CH3COONa
CH3COOH(少)
CH3COONa
(多)
CH3COONa:
NaOH=1:1
溶质的物质的量浓度
0.100mo1/L
⅓×0.05
0.05 mo1/L
-------
⅓×0.1
分析:
(1)已知,Ka(乙酸)=1.75×10-5,求起点(o 点)溶液的pH= 2.87 。
(2)a 点,离子浓度关系:
c (CH
3COO
- ) >
c (Na
+ ) >
c (H
+ ) >
c (OH
- )
;
元素守恒:
2 c (Na
+ ) =
c (CH
3COO
- ) +
c (CH
3COO
H )
。
(3)b 点,离子浓度关系:
c (CH
3COO
- ) =
c (Na
+ ) >
c (H
+ ) =
c (OH
- )
;
(4)c 点,离子浓度关系:
c (Na
+ ) >
c (CH
3COO
- ) >
c (OH
- ) >
c (H
+ )
;
质子守恒:c (OH
- ) = c (H
+ ) +
c (CH
3COO
H )
。
(5)d 点,离子浓度关系:
c (Na
+ ) >
c (OH
- ) >
c (CH
3COO
- ) >
c (H
+ )
。
电荷守恒:
c (H
+ ) +
c (Na
+ ) =
c (OH
- ) +
c (CH
3COO
- ) 。
【典例剖析】
例2(2022·河北,9)某水样中含一定浓度的CO3
2-、HCO3
-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)。
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
5
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【解析】 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CO3
2-+H+=HCO3
-、HCO3
-+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CO3
2-+H+=HCO3
-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 。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(CO3
2-),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CO3
2-+H+=HCO3
-,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(CO3
2-)+c(HCO3
-)+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(CO3
2-)
+c(HCO3
-)+c(H2CO3)]会小于0.03 mol/L,故D 错误;故选C。
例3:(2021·湖南·高考真题)常温下,用
的盐酸分别滴定20.00mL 浓度均为
三种一元
弱酸的钠盐
溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是
A.该
溶液中:
B.三种一元弱酸的电离常数:
C.当
时,三种溶液中:
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D.分别滴加20.00mL 盐酸后,再将三种溶液混合:
【答案】 C
【解析】由图可知,没有加入盐酸时,NaX、NaY、NaZ 溶液的pH 依次增大,则HX、HY、HZ 三种一元弱酸的
酸性依次减弱。A.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;B.弱酸的酸性越弱,电离常数越小,由分析可知,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;C.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的浓度大小顺
序为c(X-)>c(Y-)>c(Z-),故C 错误;D.向三种盐溶液中分别滴加20.00mL 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关系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;故选C。
四、中和滴定反应中“分布系数图像”的分析应用
1.CH3COOH 溶液、CH3COONa 溶液
CH3COOH 电离: CH3COOH
CH
⇌
3COO-+H+ Ka==1.8×10-5
CH3COONa 水解: CH3COO-+H2O
CH
⇌
3COOH+OH- Kh=
分布系数图(δ0、δ1分别为CH3COOH、CH3COO-的分布系数):
在分布系数图中的交叉点的含义: c(CH3COOH)=c(CH3COO-)―→c(H+)=Ka=1.8×10-5 → pH=pKa=4.76。
2.H2C2O4溶液
T ℃时,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH 溶液,所得溶液中三种微粒H2C2O4、HC2O、C2O 的物
质的量分数(δ)与pH 的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)写出H2C2O4的电离方程式及电离平衡常数表达式:
H
①
2C2O4
H
⇌
++HC2O, Ka1=;
HC
②
2O
H
⇌
++C2O, Ka2=。
(2)根据A 点,得Ka1=10
- 1.2 (
取
A 点时计算
)
,根据B 点,得Ka2=10
- 4.2 (
取
B 点时计算
)
。
(3)在pH=2.7 的溶液中,=___1 000_____。
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(4)0.1 mol·L-1的NaHC2O4溶液呈___
酸
___
(填“酸”“碱”或“中”)性,其离子浓度从大到小的顺序为__c (Na
+ )
>
c (HC
2O4
- ) >
c (H
+ ) >
c (C
2O4
2- ) >
c (OH
- ) ______。
(5)C 点的C(H+)=_ (
K a1·Ka1)
½ ___
,pH=__
10
-2.7
______
。
3.H3PO4溶液
25 ℃时,向某浓度的H3PO4溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH 溶液,所得溶液中四种微粒H3PO4、H2PO、HPO、
PO 的物质的量分数(δ)与pH 的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)δ0、δ1、δ2、δ3分别代表的微粒是__H3PO4______、____H2PO
_______
、___
HPO
________
、________
PO
______
。
(2)写出pH 由1 到14 依次发生反应的离子方程式:__H3PO4+
OH
- = H 2PO
+
H 2O__、
_ _H
2PO
+
OH
- =HPO
+
H 2O_____
_ 、_____HPO
+
OH
- = PO
+
H 2O_____。
(3)Ka1=_____10
- 2 __
,Ka2=_____10
- 7.1 _____
,Ka3=________10
- 12.2
______
。
(4)常温下,试判断①0.1 mol·L-1NaH2PO4溶液呈____
酸性
___
;
0.1 mol·L
②
-1Na2HPO4溶液的呈____
碱性
___
。
【典例剖析】
例4 (2024·西安模考)室温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 HA 溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH 溶液,溶液pH 的变化如
图所示,下列说法正确的是( )
A.水的电离程度:e>d>c>b>a
B.d 点溶液中c(Na+)=c(A-)
C.HA 的电离平衡常数约为10-5
D.b 点溶液中粒子浓度关系:c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
【答案】 C
【解析】 由a 点可知,0.1 mol·L-1 HA 溶液的pH=3,说明HA 为弱酸,c(H+)=1.0×10-3 mol·L-1。当加入20 mL NaOH
溶液时,恰好反应生成NaA,为强碱弱酸盐,故d 点水的电离程度最大,故A 错误;d 点溶液为NaA 溶液,由于A-发生水解,
则c(Na+)>c(A-),故B 错误;由a 点可知,0.1 mol·L-1 HA 溶液的pH=3,说明HA 为弱酸,c(H+)=1.0×10-3 mol·L-1,则 HA 的
电离平衡常数约为10
-3×10
-3
0.1
=10-5,故C 正确;b 点溶液表示10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH 溶液与20 mL 0.1 mol·L-1 HA
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溶液混合,反应后为等浓度的NaA 与HA 的混合溶液,由图可知,此时溶液显酸性,则HA 的电离程度大于A-的水解程
度,故粒子浓度关系为c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故D 错误。
【思维过程】
一元滴定图像是滴定曲线中最基础的图像,分析时要吃透图像所反映的本质原理,准确判断特殊点的溶质,熟悉特殊点
的考点,并在此基础上迁移应用。
起点:0.1 mol·L-1 HA 溶液,pH>1,HA 为弱酸,Ka=c( H
+)·c( A
-)
c( HA )
≈c( H
+)·c( H
+)
c0( HA )
≈10
-3×10
-3
10
-1
≈10-5
半点:HA 反应一半(剩一半)的点,pH<7,说明HA 的电离程度>A-的水解程度,微粒浓度:c(A-)>c(Na+)>c(HA);物料
守恒:2c(Na+)=c(A-)+c(HA)
中性点:溶质为NaA 和HA,电荷守恒为c(H+)+c(Na+)=c(A-)+c(OH-),则c(A-)=c(Na+);c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
终点:溶质为NaA,pH>7,NaA 是强碱弱酸盐,也可判断HA 为弱酸,微粒浓度:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);物料守
恒:c(Na+)=c(A-)+c(HA)
过量点:溶质为NaA 和NaOH,pH>7,NaOH 过量较少时微粒浓度:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);NaOH 过量较多时
c(OH-)>c(A-)
五、图像的分析应用
【图像1:电导率】用0.1000 mol/L NaOH 滴定10.00 mL 0.100mo1/L 盐酸或CH3COOH 溶液,溶液导电能力变化如
图所示。
(1)曲线①表示
CH
3COOH
,曲线②表示 盐酸 。
(2)A、B、C、D 四点的溶液成分分别是:
A CH
3COO
Na
,B CH
3COO
Na
:
NaOH=1:1
,
C NaCl ,D NaCl
:
NaOH=2:1
。
(3)A 点溶液的质子守恒: c (OH
- ) = c (H
+ ) +
c (CH
3COO
H )
。
(4)B 点溶液的离子浓度大小排序
c(Na
+ )>
c (OH
- ) > c (CH
3COO
- ) >
c (H
+ )
。
(5)A、B、C 三点溶液中水的电离程度: A > B > C
。
【图像2:水的电离程度】常温,向20.00m1 0.1mol/L HA 溶液中滴入等浓度的NaOH 溶液,[-lgc(H+)水]与NaOH
溶液体积关系如图所示。
(1)HA 电离常数Ka= 1.0×10
-5
。
(2)c、d、e 各点的溶质分别是:
c HA
、
NaA
、d NaA 、e NaOH
、
NaA
。
(3) 反应终点为
d
点,溶液呈 碱性 。
(4)c、d、e 三点所示溶液的pH 的大小顺序
c<d<e
。
9
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(5)e 点的离子浓度的大小顺序为 c(Na
+ ) >
c ( A - ) >
c (OH
- ) >
c (H
+ )
。
(6)d 点所示溶液的质子守恒 c (OH
- ) = c (H
+ ) +
c (H
A ) 。
【图像3:水对数函数曲线】常温下将 NaOH 溶液滴加到已二酸(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( )。
【解析】曲线N 表示pH 与
的变化关系,
曲线M 是己二酸的第二步电离pH 与
的变化关系
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B.曲线N 表示pH 与
的变化关系
C.NaHX 溶液中(H+)>(OH-)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>(OH- )=c(H+ )
【答案】 D
【解析】 A、己二酸是二元弱酸,第二步电离小于第一步,即Ka1=
>Ka2=
,所以当pH 相等即
氢离子浓度相等时
>
,因此曲线N 表示pH 与
的变化关系,则曲线M 是己二酸的第二步
电离,根据图象取-0.6 和4.8 点,
=10-0.6mol·L-1,c(H+)=10-4.8mol·L-1,代入Ka2得到Ka2=10-5.4,因此
Ka2(H2X)的数量级为10-6,A 正确;B.根据以上分析可知曲线N 表示pH 与
的关系,B 正确;C. 曲线N
是己二酸的第一步电离,根据图象取0.6 和5.0 点,
=100.6mol·L-1,c(H+)=10-5.0mol·L-1,代入Ka1得到
Ka2=10-4.4,因此HX-的水解常数是10-14/10-4.4<Ka2,所以NaHX 溶液显酸性,即c(H+)>c(OH-),C 正确;D.根
据图象可知当
=0 时溶液显酸性,因此当混合溶液呈中性时,
>0,即c(X2-)>c(HX-),D 错误;
答案选D。
【思维过程】
常温下,将NaOH 溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液中pH 与粒子浓度变化如图所示:
10
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(1)识图像:观察横坐标、纵坐标含义,找到横坐标的零点,即lg c( H X
-)
c( H 2 X )=0 和lg c( X
2−)
c( H X
-)
=0 的点。
(2)找联系:二元弱酸H2X 分步电离,H2X
H
⇌
++HX-,HX-⇌H++X2-,第一步电离要远远大于第二步的电离,即Ka1>Ka2、
c(H+)1>c(H+)2。
(3)思原理:涉及电离平衡常数,写出Ka1(H2X)=c( H
+)·c( H X
-)
c( H 2 X )
,Ka2(H2X)=c( H
+)·c( X
2−)
c( H X
-)
;横坐标为0 时,
可以看出N 曲线的pH 小,酸性强,则曲线N 表示pH 与lg c( H X
-)
c( H 2 X )的关系,曲线M 表示pH 与lg c( X
2−)
c( H X
-)
的关
系。
(4)用公式,确定平衡常数
①lg c( H X
-)
c( H 2 X )=0 即c(HX-)=c(H2X)时,pH≈4.4,Ka1=c( H
+)·c( H X
-)
c( H 2 X )
=c(H+)≈10-4.4;
②lg c( X
2−)
c( H X
-)
=0 即c(HX-)=c(X2-)时,pH≈5.35,Ka2(H2X)=c( H
+)·c( X
2−)
c( H X
-)
=c(H+)≈10-5.35
六.沉淀溶解平衡曲线的分析应用
1.有关Ksp曲线图的分析
如:
(1)a→c,曲线上变化,增大c(SO)。
(2)b→c,加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不行)。
(3)d→c,加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)。
(4)c→a,曲线上变化,增大c(Ba2+)。
(5)曲线上方的点表示有沉淀生成;曲线下方的点表示不饱和溶液。
(6)不同曲线(T1、T2)之间变化仅能通过改变温度实现。
2.有关沉淀溶解平衡对数直线图的分析
如:
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已知:pM=-lg c(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),p(CO)=-lg c(CO)。
(1)横坐标数值越大,c(CO)越小。
(2)纵坐标数值越大,c(M)越小。
(3)直线上方的点为不饱和溶液。
(4)直线上的点为饱和溶液。
(5)直线下方的点表示有沉淀生成。
(6)直线上任意点,坐标数值越大,其对应的离子浓度越小。
3、沉淀溶解平衡图像分析
沉淀溶解平衡图像的分析 (以氯化银为例)
已知Ksp=c(Ag+)×c(Cl-),此时c(Ag+)随c(Cl-)的变化为曲线图(如图甲),若将上述关系式取对数,则得到lg Ksp=lg c(Ag+)
+lg c(Cl-),此时-lg c(Ag+)随-lg c(Cl-)的变化为线性关系图(如图乙)。
甲 乙
①在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到沉淀溶解平衡状态。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另
一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外。
②曲线以外区域上的点根据离子浓度的大小,判断Qc与Ksp的关系,分析溶液属于不饱和溶液或过饱和溶液。
③当沉淀溶解平衡对应的物质更换为Ag2CrO4时,上述曲线的形状或直线斜率会发生改变。单一溶质的溶液中各离
子的浓度不相等,例如单一的Ag2CrO4饱和溶液中存在c(Ag+)=2c(CrO4
2-)。
④改变溶液的温度会影响沉淀溶解平衡的平衡常数,稀释过程不会影响沉淀溶解平衡的平衡常数,但初始时饱和溶液
是否存在固体,会影响改变温度或稀释过程中溶液中各离子的浓度。
【典例剖析】
例5: 已知相同温度下,
。某温度下,饱和溶液中
、
、
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与
的关系如图所示。
下列说法正确的是
A. 曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线
B. 该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10-10
C. 加适量BaCl2固体可使溶液由a 点变到b 点
D.c(Ba2+)=10-5.1 时两溶液中
【答案】 B
【解析】 BaCO3、BaSO4 均为难溶物,饱和溶液中-lg[c(Ba2+)]+{-lg[c(SO4
2-)]}=-lg[c(Ba2+)×c(SO4
2-)]=-
lg[Ksp(BaSO4)],同理可知溶液中-lg[c(Ba2+)]+{-lg[c(CO3
2-)]}=-lg[Ksp(BaCO3)],因Ksp(BaSO4)< Ksp(BaCO3),
则-lg[Ksp(BaCO3)]<-lg[Ksp(BaSO4)],由此可知曲线①为-lg[c(Ba2+)]与-lg[c(SO4
2-)]的关系,曲线②为-lg[c(Ba2
+)]与-lg[c(CO3
2-)]的关系。A.由题可知,曲线上的点均为饱和溶液中微粒浓度关系,由上述分析可知,曲线①为
BaSO4的沉淀溶解曲线,选项A 错误;B.曲线①为BaSO4溶液中-lg[c(Ba2+)]与-lg[c(SO4
2-)]的关系,由图可知,
当溶液中-lg[c(Ba2+)]=3 时,-lg[c(SO4
2-)=7,则-lg[Ksp(BaSO4)]=7+3=10,因此Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,选项
B 正确;C.向饱和BaCO3溶液中加入适量BaCl2固体后,溶液中c(Ba2+)增大,根据温度不变则Ksp(BaCO3)不变可
知,溶液中c(CO3
2-)将减小,因此a 点将沿曲线②向左上方移动,选项C 错误;D.由图可知,当溶液中c(Ba2+)=
10-5 1时,两溶液中
=
=
,选项D 错误;答案选B。
【真题演练】
1.(2023·全国甲卷,13)下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM-pH 关系图(pM=-
lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5mol·L-1可认为M 离子沉淀完全)。下列叙述正确的是( )
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A.由a 点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5
B.pH=4 时Al(OH)3的溶解度为mol·L-1
C.浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时二者不会同时沉淀
【答案】 C
【解析】 由a 点(2,2.5)可知,此时pH=2,pOH=12,则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-2.5 ×(10-12)3=10-
38.5,故A 错误;pH=4 时Al3+对应的pM=3,即c(Al3+)=10-3 mol/L,故B 错误;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Fe3+和Al3+,故C 正确;Cu2+刚要开始沉淀,此时c(Cu2+)=
0.1 mol/L,若c(Cu2+)=0.2 mol/L,则对应的pM<1,由图像知,此时c(Al3+)>10-5 mol/L,则Al3+、Cu2+会同时沉
淀,故D 错误。
2.(2023·全国乙卷,13)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0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
【答案】 C
【解析】 a 点在两曲线右上方,对应的c(Ag+)·c(Cl-)<Ksp(AgCl),c2(Ag+)·c(CrO)<Ksp(Ag2CrO4),故不会生成沉淀,
A 错误;b 点时,c(Cl-)=c(CrO),且c(Ag+)相等,但两沉淀的溶度积表达式不同,Ksp(AgCl)≠Ksp(Ag2CrO4),B 错误;
该反应的平衡常数K=====107.9,C 正确;向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·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 mol/L 和10-5.35 mol/L,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,先产生
AgCl 沉淀,D 错误。
3.(2023·新课标卷,13)向AgCl 饱和溶液(有足量AgCl 固体)中滴加氨水,发生反应Ag++NH3[Ag(NH3)]+和
[Ag(NH3)]++NH3⇌[Ag(NH3)2]+,lg[c(M)/(mol·L-1)]与lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的关系如下图所示(其中M 代表Ag+、Cl
-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+)。
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下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅰ可视为AgCl 溶解度随NH3浓度变化曲线
B.AgCl 的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75
C.反应[Ag(NH3)]++NH3
[
⇌Ag(NH3)2]+的平衡常数K 的值为103.81
D.c(NH3)=0.01 mol·L-1时,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+)
【答案】 A
【解析】 AgCl 饱和溶液中存在AgCl(s)
Ag
⇌
+(aq)+Cl-(aq),当滴入的氨水非常少时,可以认为Ag+浓度和Cl-
浓度相等,随着氨水的滴入,Ag+浓度减小,AgCl 的沉淀溶解平衡正向移动,Cl-浓度增大,AgCl 的溶解度也增
大,故曲线Ⅲ表示Ag+,曲线Ⅳ表示Cl-,曲线Ⅳ也可视为AgCl 的溶解度随NH3浓度的变化曲线,A 错误;AgCl
的溶度积常数Ksp仅与温度有关,由图可知,当c(NH3)=10-1 mol·L-1时,c(Cl-)=10-2.35 mol·L-1,c(Ag+)=10-7.40
mol·L-1,Ksp(AgCl)=c(Cl-)·c(Ag+)=10-2.35×10-7.40=10-9.75,B 正确;随着氨水的滴入,Ag+先转化为[Ag(NH3)]
+,[Ag(NH3)] +再转化为[Ag(NH3)2] +,所以开始时,[Ag(NH3)2] +浓度比[Ag(NH3)] +浓度小,则曲线 Ⅰ 表示
[Ag(NH3)2]+,曲线 Ⅱ 表示[Ag(NH3)]+,反应[Ag(NH3)]++NH3
[Ag(NH
⇌
3)2]+的平衡常数K===103.81,C 正确;
结合上述分析及图知,当c(NH3)=0.01 mol·L-1时,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+),D 正确。
4.(2023·北京,14)利用平衡移动原理,分析一定温度下Mg2+在不同pH 的Na2CO3体系中的可能产物。
已知:i.图1 中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH 的关系。
ii.图2 中曲线 Ⅰ 的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2];曲线 Ⅱ 的离子浓度关系符合c(Mg2
+)·c(CO)=Ksp(MgCO3)[注:起始c(Na2CO3)=0.1 mol·L-1,不同pH 下c(CO)由图1 得到]。
下列说法不正确的是( )
A.由图1,pH=10.25,c(HCO)=c(CO)
B.由图2,初始状态pH=11、lg[c(Mg2+)]=-6,无沉淀生成
C.由图2,初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2,平衡后溶液中存在c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)=0.1 mol·L-1
D.由图1 和图2,初始状态pH=8、lg[c(Mg2+)]=-1,发生反应:Mg2++2HCO=MgCO3↓+CO2↑+H2O
【答案】 C
【解析】 从图1 可以看出pH=10.25 时,碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同,A 项正确;从图2 可以看出初始
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状态pH=11、lg[c(Mg2+)]=-6 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;从图2 可以看出初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2 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(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)<0.1 mol·L-1,C 项错误;pH=8 时,溶液中主要含碳微粒是HCO,
pH=8,lg[c(Mg2+)]=-1 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Mg2++
2HCO=MgCO3↓+H2O+CO2↑,D 项正确。
5. 以酚酞为指示剂,用0.1000 mol·L−1的NaOH 溶液滴定20.00 mL 未知浓度的二元酸H2A 溶液。溶液中,pH、分
布系数
随滴加NaOH 溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。[比如A2−的分布系数:
]
下列叙述正确的是
A. 曲线①代表
,曲线②代表
B. H2A 溶液的浓度为0.2000 mol·L−1
C. HA−的电离常数Ka=1.0×10−2
D. 滴定终点时,溶液中
【答案】 C
【解析】 根据图象,曲线①代表的粒子的分布系数随着NaOH 的滴入逐渐减小,曲线②代表的粒子的分布系数
随着NaOH 的滴入逐渐增大,粒子的分布系数只有1 个交点;当加入40mLNaOH 溶液时,溶液的pH 在中性发生
突变,且曲线②代表的粒子达到最大值接近1;没有加入NaOH 时,pH 约为1,说明H2A 第一步完全电离,第二
步部分电离,曲线①代表δ(HA-) ,曲线②代表δ(A2-) ,根据反应2NaOH+H2A=Na2A+2H2O ,c(H2A)=
=0.1000mol/L,据此分析作答。A.根据分析,曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),A
错误;B.当加入40.00mLNaOH 溶液时,溶液的pH 发生突变,说明恰好完全反应,结合分析,根据反应
2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)=
=0.1000mol/L,B 错误;C.根据曲线当δ(HA-)=δ(A2-)
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时溶液的pH=2,则HA-的电离平衡常数Ka=
=c(H+)=1×10-2,C 正确;D.用酚酞作指示剂,酚酞变
色的pH 范围为8.2~10,终点时溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)
+c(OH-),则c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-),D 错误;答案选C。
【点睛】本题的难点是判断H2A 的电离,根据pH 的突变和粒子分布分数的变化确定H2A 的电离方程式为H2A=H+
+A2-,HA-
H
⇌
++A2-;同时注意题中是双纵坐标,左边纵坐标代表粒子分布分数,右边纵坐标代表pH,图象中
δ(HA-)=δ(A2-)时溶液的pH≠5,而是pH=2。
6.(2023·辽宁,15)某废水处理过程中始终保持H2S 饱和,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH 使Ni2+和Cd2+形
成硫化物而分离,体系中pH 与-lg c 关系如图所示,c 为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol·L-1。已知
Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法正确的是( )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.③为pH 与-lg c(HS-)的关系曲线
C.Ka1(H2S)=10-8.1
D.Ka2(H2S)=10-14.7
【答案】 D
【解析】 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-)=10-13
mol·L-1,则有Ksp(CdS)=c(Cd2+)·c(S2-)=10-13×10-13=10-26,A、B 错误;曲线④代表HS-,由图示曲线④两点坐
标可知,c(H+)=10-1.6 mol·L-1时,c(HS-)=10-6.5 mol·L-1,Ka1(H2S)=≈=10-7.1或者当c(H+)=10-4.2 mol·L-1时,
c(HS-)=10-3.9 mol·L-1,Ka1(H2S)=≈=10-7.1,C 错误;已知Ka1·Ka2=×=,由曲线③两点坐标可知,当c(H+)=10
-4.9 mol·L-1时,c(S2-)=10-13 mol·L-1,或者当c(H+)=10-6.8 mol·L-1时,c(S2-)=10-9.2 mol·L-1,故有Ka1·Ka2=
≈=10-21.8或Ka1·Ka2≈=10-21.8,结合C 项分析可知,Ka1=10-7.1,故有Ka2(H2S)=10-14.7,D 正确。
7 .(2023· 山东,15 改编) 在含HgI2(s) 的溶液中,一定c(I -) 范围内,存在平衡关系:HgI2(s)
HgI
⇌
2(aq) ;
HgI2(aq)
Hg
⇌
2++2I-;HgI2(aq)
HgI
⇌
++I-;HgI2(aq)+I-⇌HgI;HgI2(aq)+2I-⇌HgI,平衡常数依次为K0、K1、
K2、K3、K4。已知lg c(Hg2+)、lg c(HgI+),lg c(HgI)、lg c(HgI)随lg c(I-)的变化关系如图所示,下列说法错误的
是( )
A.线L 表示lg c(HgI)的变化情况
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B.随c(I-)增大,c[HgI2(aq)]先增大后减小
C.a=lg
D.溶液中I 元素与Hg 元素的物质的量之比无法确定
【答案】 B
【解析】 含HgI2的溶液中各反应达到平衡后,增大c(I-),平衡HgI2(aq)
HgI
⇌
++I-、HgI2(aq)
Hg
⇌
2++2I-逆向
移动,c(HgI+)、c(Hg2+)减小,且开始时c(HgI+)<c(Hg2+);平衡HgI2(aq)+I-⇌HgI、HgI2(aq)+2I-⇌HgI 正向移动,
c(HgI)、c(HgI)增大,且开始c(HgI)>c(HgI)。
分析可知,线L 表示lg c(HgI)的变化情况,A 正确;HgI2(s)
HgI
⇌
2(aq)的化学平衡常数K0=c[HgI2(aq)],温度不变
平衡常数不变,故随c(I-)增大,c[HgI2(aq)]始终保持不变,B 错误;K1=,K2=,带入M 点值可得K1=,K2=,
则可得a=lg,C 正确;需要外加I-调节,则I 元素与Hg 元素的物质的量之比无法确定,D 正确。
8.(2023·湖北,14)H2L 为某邻苯二酚类配体,其pKa1=7.46,pKa2=12.4。常温下构建Fe(Ⅲ)-H2L 溶液体系,其中
c0(Fe3+)=2.0×10-4 mol·L-1,c0(H2L)=5.0×10-3 mol·L-1。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δ(x)=,已知lg 2 ≈0.30,lg 3≈0.48。下列说法正确的是( )
A.当pH=1 时,体系中c(H2L)>c([FeL]+)>c(OH-)>c(HL-)
B.pH 在9.5~10.5 之间,含L 的物种主要为L2-
C.L2-+[FeL]+⇌[FeL2]-的平衡常数的lg K 约为14
D.当pH=10 时,参与配位的c(L2-)≈1.0×10-3 mol·L-1
【答案】 C
【解析】 由图可知,pH=1,即c(H+)=0.1 mol·L-1时c([FeL]+)=1.0×10-4 mol·L-1,又c0(H2L)=5.0×10-3 mol·L
-1,根据Fe3++H2L⇌[FeL]++2H+知,此时c(H2L)=(5.0-0.1)×10-3 mol·L-1=4.9×10-3 mol·L-1,结合Ka1==10-
7.46知,此时c(HL-)=10-7.46×4.9×10-3× 10 mol·L-1=4.9×10-9.46 mol·L-1,又pH=1 时,c(OH-)=10-13 mol·L-1,
故A 错误;pH 在9.5~10.5 之间时c([FeL3]3-)=c([FeL2(OH)]2-)=10-4 mol·L-1,其中两种离子共含c(L2-)=3×10-4
mol·L-1+2×10-4 mol·L-1=5×10-4 mol·L-1,当pH=10 时,c(H+)=10-10 mol·L-1,根据Ka1===10-7.46,c(HL
-)=102.54c(H2L),即c(HL-)>c(H2L),由Ka2==10-12.4,得c(HL-)=102.4c(L2-),即c(HL-)>c(L2-),B、D 错误;该
反应的平衡常数K=,由题图知,当c([FeL2]-)=c([FeL]+)时,pH=4,由Ka1·Ka2=10-19.86=,得①式:10-
19.86×c(H2L)=10-8c(L2-),此时c(H2L)=5.0×10-3 mol·L-1-3×10-4 mol·L-1=4.7×10-3 mol·L-1,代入①式,c(L2-)
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= mol·L-1=4.7×10-14.86 mol·L-1,则K=≈2×1013.86,故lg K=13.86+lg 2≈14,C 正确。
9.(2023·湖南,12)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1 的NaOH 标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L-1的HCl
和CH3COOH 的混合溶液,滴定过程中溶液的pH 随η[η=]的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)<c(CH3COO-)
D.水的电离程度:a<b<c<d
【答案】 D
【解析】 a 点时溶质成分为NaCl 和CH3COOH,c(CH3COOH)≈0.010 0 mol·L-1,c(H+)=10-3.38 mol·L-1,
Ka(CH3COOH)=≈=10-4.76,故A 正确;点a 溶液为等浓度的NaCl 和CH3COOH 混合溶液,存在物料守恒:c(Na
+) =c(Cl -) =c(CH3COOH) +c(CH3COO -) ,故B 正确;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;点c 溶液中CH3COO-水解促进水的电离,点d 碱过量,会抑制水的电离,
则水的电离程度:c>d,故D 错误。
10.(2023·浙江1 月选考,15)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:
CaCO3(s)
Ca
⇌
2+(aq)+CO(aq)[已知Ksp(CaCO3)=3.4×10-9,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-
7,Ka2=4.7×10-11],下列有关说法正确的是( )
A.上层清液中存在c(Ca2+)=c(CO)
B.上层清液中含碳微粒最主要以HCO 形式存在
C.向体系中通入CO2气体,溶液中c(Ca2+)保持不变
D.通过加Na2SO4溶液可实现CaCO3向CaSO4的有效转化
【答案】 B
【解析】 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c(Ca2+)>c(CO),A 错误;根
据Ka2==4.7×10-11,则碳酸根的水解平衡常数为Kh(CO)==≈2.1×10-4>Ka2,说明碳酸根的水解程度较大,上层
清液中含碳微粒主要为碳酸氢根离子,B 正确;向体系中通入CO2,CO+CO2+H2O=2HCO,c(CO)减小,
CaCO3(s)
Ca
⇌
2+(aq)+CO(aq)正向移动,溶液中钙离子浓度增大,C 错误;由题干可知,Ksp(CaCO3)=3.4×10-9,
Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,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。
【考向预测】
1.(2024·北京朝阳·一模)常温下,用0.20mol·L-1盐酸滴定25.00mL0.20mol·L-1NH3·H2O 溶液,所得溶液的pH、
NH4
+和NH3·H2O 的物质的量分数(x)与滴加盐酸体积的关系如图所示。下列说法不正确的是
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A.曲线①代表x(NH3·H2O)
B.当溶液显中性时,滴入盐酸的体积小于25.00mL
C.NH3·H2O 的电离常数约为1×10-9.26
D.a 点的溶液中存在c(NH )=c(NH3·H2O)>c(Cl-)
【答案】C
【解析】A.随着盐酸的滴入,溶液pH 减小,且在二者恰好完全反应前后,pH 会发生突变,溶液中铵根离子的物
质的量增加、一水合氨的物质的量减小,所以①代表x(NH3·H2O)、曲线②代表x(
),A 正确;B.氯化铵溶液
显酸性,则当溶液显中性时,溶液溶质为氯化铵和一水合氨,此时滴入盐酸的体积小于25.00mL,故B 正确;C.
a 点溶液中
=c(NH3·H2O),此时溶液的pH 为9.26,pOH=pKw-pH=4.74 溶液中c(OH-)=10-4.74mol/L,则
,故C 错误;D.a 点溶液中c(
)=c(NH3·H2O),此时溶液的pH 为9.26,
溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒,可知c(Cl-)<c(
),D 正确;故答案为:C。
2.(2021·北京顺义·一模)常温下,向
溶液中逐滴加入
的
溶液,溶
液中水电离的
随加入
溶液的体积变化如图所示,下列说法正确的是
A.b、d 两点溶液的
相同
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B.从a 到e,水的电离程度一直增大
C.从a
c 的过程中,溶液的导电能力逐渐增强
D.e 点所示溶液中,
【答案】 C
【解析】 A. b 点溶质为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa,c 点溶质为CH3COONa,d 点溶质为
CH3COONa、NaOH,CH3COO −水解平衡常数
,说明CH3COOH 电离程度大于
CH3COO −水解程度导致溶液呈酸性,则b 点溶液呈酸性,d 点溶液呈碱性,两种溶液的pH 不相同, A 错误;
B.溶液中水电离出的OH−浓度等于溶液中水电离出的氢离子浓度,都代表了水的电离程度,醋酸、氢氧化钠溶液
中水的电离被抑制,醋酸钠溶液中因水解促进了水的电离,从a 到e,c 点为醋酸钠溶液其中水的电离程度最大,
结合选项A,可知水的电离程度先增大后减小,B 错误;C. 从a→c 的过程中,醋酸浓度不断下降、醋酸钠浓度
不断增大,则溶液的导电能力逐渐增强,C 正确;D. e 点所示溶液中,溶液体积约60mL,物料守恒:
,D 错误;答案选C。
3.(2024·黑龙江吉林·一模)菠萝“扎嘴”的原因之一是菠萝中含有一种难溶于水的草酸钙针晶。常温下,草酸
钙在不同
下体系中
与
关系如图所示(
代表
),已知
。下列有关说法正确的是
A.
数量级为
B.溶液
时,
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C.
时,曲线①呈上升趋势的原因是部分
转化为
D.
点时,体系中
【答案】 B
【解析】 CaC2O4为强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,体系中存在一系列平衡,
、
、
,所以在CaC2O4溶液中,
,即①表示
、②表示H2C2O4、③表示
、④表示Ca2+。A.
,
,①③相交时
从图中可知此时pH 大于4 小于5,所
以Ka2数量级为10-5,故A 错误;B.溶液pH=7 时c(H+)=c(OH-),溶液中电荷守恒
,所以
,故B 正确;C.由图像可
知,pH>12 时,如pH=13,c(OH-)=0.1mol/L、c(Ca2+)=10-4.5mol/L,此时
,即没有氢氧化钙沉淀析出,故C 错误;D.据以上分析可
知,①表示
、②表示H2C2O4、③表示
、④表示Ca2+,所以A 点时①表示的
浓度小于此时溶液中
的c(H+),故D 错误;故答案为:B。
4.(2024·河北·二模)湿法提银工艺中,浸出的
需加入
进行沉淀。
与
可结合生成多种配合物,在
水溶液中存在如下平衡:
I.
平衡常数
II.
平衡常数
III.
平衡常数
IV.
平衡常数
时,平衡体系中含Ag 微粒的分布系数
随
的变化曲线如图所示。已知;沉淀最彻底时,溶液中
下列说法错误的是
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A.曲线a、b、c、d、e 分别表示
、
B.
时,
C.
时,平衡常数
D.
时,随着
的不断加入,溶液中
的比值保持不变
【答案】 C
【解析】 由反应平衡过程
可知,向Ag+溶液中加入Cl-进行沉淀过程,
曲线a、b、c、d、e 分别代表Ag+、AgCl、
、
、
,据此解答。A.lgc(Cl-)越大,氯离子浓度越
大,根据分析中的平衡过程,与银离子配位的氯离子增加,故曲线a、b、c、d、e 分别代表Ag+、AgCl、
、
、
,A 正确;B.氯化银最多即淀最彻底时,溶液中c(Ag+)=1×10−7.21mol L
⋅
−1,由曲线b 可知此时
c(Cl-)=10-2.54mol/L,Ksp(AgCl)=c(Cl-)×c(Ag+)=10-9.75,B 正确;C.由平衡III,
,曲线c、d 交点
有
且c(Cl-)=10-0.2mol/L,代入得K3=100.2,C 错误;D.题干中四个反应相加可得
,
该总反应
,K 只受温度影响,比值不变,D 正确;本题选C。
5.(2024·浙江金华·二模)已知:
;草酸:
、
;醋酸:
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。下列说法正确的是
A.
悬浊液中滴加过量冰醋酸,悬浊液变澄清
B.
饱和溶液中加
溶液,无现象,则
C.
饱和溶液中存在:
D.
溶液中滴加等浓度等体积的醋酸,有
生成
【答案】 D
【解析】 A.醋酸的
小于草酸的
,说明酸性:CH3COOH<
,根据强酸制取弱
酸的原理,
悬浊液中滴加过量冰醋酸,不发生反应,A 错误;B.
饱和溶液中加
溶液说明
不能转化为CaCO3,
的溶解度小于CaCO3,则
,B 错误;C.
饱和溶液中存在物料守恒:
,C 错误;D.
溶液中
发生水解反应生成
,滴加等浓度等体积的醋酸后,溶液中仍然存在
,D 正确;故选D。
6.(2024·福建福州·三模)向敞口容器中加入一定体积 pH = 13 的 84 消毒液 (NaClO 的浓度约为
不断搅拌,逐滴加入
溶液,溶液pH 变化曲线如图1 所示 (AB 段pH 快速下降的原因之一是
图 2 表示 NaClO 溶液中含氯微粒的物质的量分数与pH 的关系。
关于上述滴定过程,下列说法正确的是
A.原84 消毒液中, HClO 的含量约为
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B.AB 段 Fe
被氧化的反应
C.CD 段较 BC 段pH 下降快的主要原因是 HClO 的氧化性强于 ClO⁻
D.400 s 后反应几乎停止
【答案】 C
【解析】 A.由图2 可知,HClO 的电离常数为Ka=10-7.5,原84 消毒液中,NaClO 的浓度约为
,
pH=13,则
,
,故A 错误;B.根据分析可知,AB 段溶液为
碱性环境,存在大量OH-,Fe
被氧化的反应为
,故B 错误;C.当溶液
中原本存在的OH-反应完全后,BC 段发生反应
,生成弱酸HClO,BC
段pH 缓慢下降,再滴入FeCl2溶液,由于HClO 的氧化性强于 ClO⁻,CD 段HClO 氧化Fe2+,发生反应
HClO+2Fe2+ +5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+ 5H+,生成强酸HCl,所以CD 段pH 迅速下降,故C 正确;D.反应进行至
400s 时,此时仍反应进行,生成的HClO 氧化Cl-产生Cl2,离子方程式为HClO+ Cl-+H+=Cl2↑+ H2O,故D 错误;故
选C。
7.(2024·湖北·三模)乙二胺四乙酸(简称EDTA,可用
表示)在化学分析中常用于络合滴定,还广泛用作掩蔽
剂。水溶液中,EDTA 常以
、
、
、
、
、
和
等7 种形式存在。常温下,EDTA
溶液中上述7 种微粒的分布分数[如
]与溶液pH 关系如下左图所示,右图表示EDTA 与某
金属离子
形成的螯合物的结构。下列说法错误的是
A.曲线d 代表
B.pH=0.9 时有
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C.交点Q 处
D.金属离子
的
【答案】 D
【解析】 随着溶液pH 升高,EDTA 依次主要以
、
、
、
、
、
和
型体存在,分
别由曲线a、b、c、d、e、f、g 表示,据此作答。A.根据分析,d 代表
,A 正确; B.由图可知,
时,
,B 正确;C.交点Q 处,
,
,由图可知,
,
,则有
,
,C 正确;D.该螯合物是由
与
形成的负一价阴离子,则
应为三价阳离子,D 错误;故选
D。
8.(2024·湖南·二模)
盐酸与
碳酸钠溶液相互滴定,下图为反应过程中
、
、
微
粒浓度以及pH 随溶液总体积变化曲线。下列说法不正确的是
A.上图是盐酸滴定碳酸钠溶液的曲线变化图
B.
C.碳酸的电离平衡常数
数量级是
D.已知草酸酸性大于碳酸,若用同浓度
溶液代替
溶液,其它实验条件不变,则A 点下移
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【答案】 C
【解析】 若碳酸钠溶液滴定盐酸,则pH 随溶液总体积一直增大,若盐酸滴定碳酸钠溶液,则pH 随溶液总体积一
直减小,则曲线①是pH 变化曲线,且未滴定时,溶液的pH>7,溶液呈碱性,则上图是盐酸滴定碳酸钠溶液的变
化曲线;向碳酸钠溶液中加入盐酸,先后发生反应:
、
,随着加入盐酸
的体积增大,
的浓度一直减小,
的浓度先增大后减小,溶液的pH 一直减小,则曲线①代表pH 的变化,
曲线②代表
浓度变化,曲线③代表
浓度变化,曲线④代表
浓度变化,以此解答。A.分析可知,
如图是盐酸滴定碳酸钠溶液的曲线变化图,A 正确;B.起始溶液体积是10mL,加入盐酸后依次反应:
、
,则A 点、B 点分别是第1 个、第2 个滴定终点,B 点时:
,由于二者浓度相同,故应加入20mL 盐酸溶液,才能达到第2 个滴定终点,故
,B 正确;C.曲线③代表
,曲线④代表
,由图可知,曲线③④交点有
,则碳酸的电离平衡常数
,此时溶液
,即
,所以
数量级是
,C 错误;D.若用同浓度
溶液代替
溶
液,A 点得到
溶液,已知草酸酸性大于碳酸,则
的水解程度大于
,
溶液的碱性弱
于
溶液,A 点下移,D 正确;故选C。
9.(2024·云南昆明·二模)室温下,向
溶液中加入
固体,溶液中
、
随
的变化如下图所示(忽略该过程中溶液体积和温度的变化)。
已知:室温时,
。下列说法不正确的是
27
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A.曲线
分别代表
的变化
B.随
的加入,
的值不断减小
C.M 点存在:
D.N 点时,溶液的
为9.26
【答案】 B
【解析】 原溶液是
,开始电离出的是
和
,因此开始较多的离子是
和
,
加入NaOH 先和
离子反应,
变化不大,得出a 曲线代表
离子浓度变化,b 曲线代表
离子浓度变
化,c 曲线代表
离子浓度变化,d 曲线代表
浓度变化。A.由分析知,曲线
分别代表
的变化,A 正确;B.随
的加入,酸性逐渐减弱,氢离子浓度逐渐减小,温度不变,
Ka2不变,
的值不断增大,B 错误;C.M 点的溶液中
,此时
pH=7.2,溶液呈碱性,即
,由电荷守恒
得,
,C 正确;D.N 点时
,由
,则溶液的
为9.26,D 正确; 故选B。
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10.(2024·河南·三模)已知AG 的定义为
,室温下用0.1
的HCl 溶液滴定10.00mL 0.1
某一元碱MOH 溶液,滴定过程中AG 与HCl 溶液体积变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.MOH 的电离常数的数量级为
B.A 点时水的电离程度最大
C.A 点时加入HCl 溶液的体积等于10.00mL
D.B 点时溶液中存在:
【答案】 D
【解析】A.AG=-7.2 时,
,可知
,由
,MOH
的电离常数的数量级为
,A 错误;B.滴定终点时,刚好生成MCl,溶液显酸性,水的电离程度最大,A 点溶
液显中性,MOH 过量,不是滴定终点,A 点时水的电离程度不是最大,,B 错误;C.A 点的
,
即
,则
,此时溶液显中性,MOH 过量,不是滴定终点,加入HCl 溶液的体积小于
10.00 mL,C 错误;D.B 点时得到的溶液是等浓度的MCl 和HCl 的混合溶液,由电荷守恒
和物料守恒
可得出
,D 正确; 故选D。
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11.(2023·广东珠海第一中学高三模拟)25 ℃时,向20.00 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH 溶液中滴入0.10 mol·L-1
NaOH 溶液,溶液pH 与NaOH 溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.25 ℃时,CH3COOH 的电离平衡常数Ka=1.0×10-3
B.M 点对应的NaOH 溶液体积为20.0 mL
C.N 点与Q 点所示溶液中水的电离程度:N>Q
D.N 点所示溶液(溶质只有CH3COONa)中c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
【答案】 C
【解析】 由图可知,0.10 mol·L-1 CH3COOH 溶液的pH=3,则Ka==≈10-5,A 项错误;M 点pH=7,若加入
20 mL NaOH 溶液,溶液中溶质是CH3COONa,CH3COO-水解使溶液显碱性,与题干的溶液显中性相违背,说明
M 点对应的NaOH 溶液的体积小于20.00 mL,B 项错误;CH3COOH 完全反应后,加入的NaOH 越多,OH-对水的
电离抑制程度越大,故N 点水的电离程度比Q 点大,C 项正确;N 点所示溶液中醋酸与NaOH 恰好中和,溶液为
CH3COONa 溶液,CH3COO-发生水解反应而消耗,所以c(Na+)>c(CH3COO-),CH3COO-发生水解反应消耗水电
离产生的H+,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,水解产生的离子浓度远小于盐电
离产生的离子浓度,因此c(CH3COO-)>c(OH-),故该溶液中离子浓度关系为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)> c(H
+),D 项错误。
12.(2023·北京房山区高三一模)某温度下,将pH 和体积均相同的HCl 和CH3COOH 溶液分别加水稀释,其pH 随
加水体积的变化如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.稀释前溶液的浓度:c(HCl)<c(CH3COOH)
B.溶液中水的电离程度:b 点<c 点
C.从b 点到d 点,溶液中c(H+)·c(OH-)逐渐增大
D.溶液的导电能力:d 点>e 点
【答案】 C
【解析】 稀释前两溶液的pH 相等,由于醋酸是弱酸,部分电离,因此稀释前溶液的浓度:c(HCl)<
c(CH3COOH),故A 正确;b 点pH 小于c 点pH,说明c 点酸性弱,水的电离程度大,因此溶液中水的电离程度:b
点<c 点,故B 正确;从b 点到d 点,由于溶液的温度不变,因此溶液中c(H+)·c(OH-)不变,故C 错误。
13.(2023·福建漳州高三质检)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 的
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( )
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A.两种一元弱酸的电离常数:Ka(CH3COOH)<Ka(HCN)
B.溶液中水的电离程度:③>
>
②①
C.pH=7 时,c(CH3COO-)=c(CN-)
D.滴定时均可选用甲基橙作指示剂,指示滴定终点
【答案】 B
【解析】 同浓度的酸溶液,电离平衡常数越大,溶液酸性越强,起始时CH3COOH 溶液pH 较小,CH3COOH 酸
性较强,则室温下,电离平衡常数:Ka(CH3COOH)>Ka(HCN),A 错误;由图可知,①对应溶液显酸性,以
CH3COOH 的电离为主,此时抑制水的电离,②对应溶液呈中性,对水的电离几乎无影响,③对应溶液中溶质为
CH3COONa,CH3COO-水解促进水的电离,故溶液中水的电离程度:③>
>
②①,B 正确;根据电荷守恒可知,溶
液中分别有:c(CN-)+c(OH-)=c1(Na+)+c(H+),c(CH3COO-)+c(OH-)=c2(Na+)+c(H+),pH=7 时,则有c(CN
-)=c1(Na+),c(CH3COO-)=c2(Na+),由图可知,c2(Na+)>c1(Na+),即c(CH3COO-)>c(CN-),C 错误;由图可知,
滴定终点溶液均显碱性,故滴定时均应选酚酞作指示剂,不能选用甲基橙作指示剂指示滴定终点,D 错误。
14.(2023·辽宁鞍山高三模拟)常温下,用0.100 0 mol·L-1 的NaOH 溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的二元
酸H2A 溶液。溶液中分布系数δ[例如A2-的分布系数:δ=]随pH 的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线①代表δ(H2A)
B.滴加NaOH 溶液体积为30.00 mL 时,溶液中c(HA-)+2c(H+)=c(A2-)+2c(OH-)
C.A2-的水解常数Kh=1.0×10-2
D.a 点时溶液中c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
【答案】 B
【解析】 在未加NaOH 溶液时,曲线①的分布系数与曲线②的分布系数之和等于1,且曲线①一直在减小,曲线
②一直在增加,说明H2A 第一步完全电离,第二步存在电离平衡,即H2A===H++HA-,HA-H++A2-,曲
线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),故A 错误;由电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-),
滴加NaOH 溶液体积为30.00 mL 时,根据物料守恒得:2c(Na+)=3c(A2-)+3c(HA-),联立两式得:c(HA-)+2c(H
+)=c(A2-)+2c(OH-),故B 正确;A2-的水解常数Kh=,结合图中a 点数据可知此时c(HA-)=c(A2-),pH=2,
c(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1,Kh=1.0×10-12,故C 错误;a 点时溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+
c(HA-)+c(OH-),此时溶液显酸性,则c(Na+) <2c(A2-)+c(HA-),c(H2A)=0,则c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)+
c(H2A),故D 错误。
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15.(2023·湖北八市高三联考)已知pKa=-lg Ka,25 ℃时,H2R 的pKa1=1.85,pKa2=7.22。用0.100 0 mol·L-1
NaOH 溶液滴定20.00 mL H2R 溶液,溶液中H2R、HR-、R2-的分布分数δ[如R2-分布分数:δ(R2-)=]随pH 变化曲
线及滴定曲线如图(忽略滴定过程中温度的变化)。下列说法错误的是( )
A.两次突变,应选用不同的指示剂
B.pH=8 时:c(Na+)>c(R2-)>c(HR-)
C.b 点溶液的pH 约为4.54
D.c2(HR-)<c(R2-)·c(H2R)
【答案】 D
【解析】 用0.100 0 mol·L-1NaOH 溶液滴定20.00 mL H2R 溶液,pH 较大时,R-的分布分数较大,随着pH 的减
小,R2-的分布分数逐渐减小,HR-的分布分数逐渐增大,恰好生成NaHR 之后,HR-的分布分数逐渐减小,H2R
的分布分数逐渐增大,表示H2R、HR-、R2-的分布分数的曲线如图所示
。根据
图像可知,第一次滴定突变时溶液呈酸性,可以选择甲基橙作指示剂,第二次滴定突变时溶液呈碱性,可以选择
酚酞作指示剂,故A 正确;根据图像可知,pH=8 时,溶液中含有Na2R 和NaHR,此时δ(R2-)>δ(HR-),则c(Na
+)>c(R2-)>c(HR-),故B 正确;x 点时,c(R2-)=c(HR-),pKa2=7.22,即Ka2==10-7.22,z 点时,c(H2R)=c(HR
-),pKa1=1.85,即Ka1==10-1.85,y 点时,c(H2R)=c(R2-),Ka1·Ka2=,则c(H+)==10-4.535 mol·L-1,则b 点溶
液的pH=-lg c(H+)≈4.54,故C 正确;H2R 的pKa1=1.85,pKa2=7.22,则===>1,则c2(HR-)>c(R2-)·c(H2R),
故D 错误。
16.(2023·杭州第二中学高三模拟)草酸钙具有优异光学性能,在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(T1<T2)。已知
T1时Ksp(CaC2O4)=6.7×10-4。下列说法错误的是( )
A.图中a 的数量级为10-2
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B.升高温度,m 点的饱和溶液的组成由m 沿mq 线向q 方向移动
C.恒温条件下,向m 点的溶液加入少量Na2C2O4固体,溶液组成由m 沿曲线向n 方向移动
D.T1时,将浓度均为0.03 mol·L-1的草酸钠和氯化钙溶液等体积混合,不能观察到沉淀
【答案】 B
【解析】 Ksp(CaC2O4)=c(Ca2+)·c(C2O)=6.7×10-4,则图中a 的数量级为10-2,A 正确;m 点c(Ca2+)=c(C2O),升
高温度,则m 点的饱和溶液的组成由m 沿Om 线向远离O 点方向移动,B 错误;恒温条件下,向m 点的溶液加入
少量Na2C2O4固体,c(C2O)浓度增大,温度未变,Ksp(CaC2O4)不变,则溶液组成由m 沿曲线向n 方向移动,C 正确;
T1 时,将浓度均为0.03 mol·L -1 的草酸钠和氯化钙溶液等体积混合,c(Ca2+)=c(C2O)=0.015 mol·L -1,Qc=
0.015×0.015=2.25×10-4<Ksp(CaC2O4),不能观察到沉淀,D 正确。
17.(2023·湖北华中师范大学第一附属中学检测)溶洞水体中的H2CO3与空气中的CO2保持平衡。现测得溶洞水体
中lg c(X)(X 为H2CO3、HCO、CO 或Ca2+)与pH 的关系如图所示,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9。下列说法错误的是(
)
A.曲线 Ⅰ 代表HCO 与pH 的关系
B.溶洞水体中存在关系式:2pH(b)<pH(a)+pH(c)
C.a 点溶液中,c(Ca2+)=2.8 mol·L-1
D.=104
【答案】 B
【解析】 随着pH 增大,溶液碱性增强,HCO、CO 浓度均增大,pH 较小时c(HCO)>c(CO),故曲线 Ⅰ 为HCO
与pH 的关系,曲线 Ⅱ 为CO 与pH 的关系,曲线 Ⅲ 为Ca2+与pH 的关系,A 正确;Ka1==10-6.3,Ka2==10-
10.3,=104,D 正确;Ka1·Ka2=10-6.3×10-10.3==c(H+),pH(b)=8.3,由此可知2pH(b)=pH(a)+pH(c),B 错误;a 点
溶液中,pH=6.3,Ka1·Ka2===10-6.3×10-10.3,则c(CO)=10-9 mol·L-1,c(Ca2+)= mol·L-1=2.8 mol·L-1,C
正确。
18.(2023·四川绵阳模拟)常温下,向某浓度H2A 溶液中缓慢加入NaOH(s),保持溶液体积和温度不变,测得pH 与
-lg c(H2A)、-lg c(A2-)、-lg []变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.a 到b 的滴定过程水的电离程度逐渐减小
B.常温下,H2A 的电离平衡常数Ka1为10-0.8
C.a 点溶液中c(A2-)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-)
D.NaHA 溶液中c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
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【答案】 B
【解析】 向某浓度 H2A 溶液中加入 NaOH(s)时,由于二者发生反应,所以 H2A 逐渐减少,-lg c(H2A)会逐渐
增大,所以图中呈上升趋势的曲线为-lg c(H2A)与pH 的变化关系,标①;H2AH++HA-,HA-H++A2
-,A2-会逐渐增大,-lg c(A2-)会逐渐减小,但是不会等于 0,所以呈下降趋势且与横坐标无交点的曲线为-lg
c(A2-)与pH 的变化关系,标②,另一条曲线则是-lg []与pH 的变化关系,标③,以此解题。a 到b 的滴定过程-
lg c(A2-)逐渐减小,则c(A2-)逐渐增大,A2-对水电离起促进作用,c(A2-)越大,水的电离程度越大,a 到b 过程中
水的电离程度逐渐增大,故A 错误;电离常数的表达式:Ka1=,Ka2=,Ka1·Ka2=,当pH=3.05 时,-lg c(A2-)
与-lg c(H2A)相等,即c(A2-)=c(H2A),可得Ka1·Ka2=(10-3.05)2=10-6.1,又由图中③可知,当pH=5.3 时,-lg []
=0,即c(A2-)=c(HA-),即Ka2=10-5.3,所以Ka1==10-0.8,故B 正确;a 点溶液中c(A2-)=c(H2A),a 点时Ka1=
=,===102.25,则c(HA-)>c(A2-),故C 错误;NaHA 溶液,由于HA-既存在电离又存在水解,所以c(Na
+)>c(HA -),Ka2=10 -5.3,HA -的水解常数Kh===10 -13.2<Ka2,HA -的水解程度小于其电离程度,所以
c(H2A)<c(A2-),NaHA 溶液中c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),故D 错误。
19.(2023·湖南九校联盟高三下学期第二次联考)谷氨酸(
,用H2A 表示)在生物体内的蛋白质代谢过
程中占重要地位,在水溶液中有4 种分布形式(H3A+、H2A、HA-和A2-),常温下,用0.1 mol·L-1 HCl 溶液滴定
20.00 mL 0.1 mol·L-1的Na2A 溶液,溶液中pOH 与离子浓度变化的关系如图所示[pOH=-lg c(OH-)],下列叙述
正确的是( )
A.曲线X 表示pOH 与-lg 的关系
B.Na2A 溶液中,c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)
C.溶液显中性时,c(H2A)>c(A2-)
D.当V(HCl)=10 mL 时,c(HA-)+2c(H2A)+3c(H3A+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)
【答案】 D
【解析】 由方程式可知,溶液中-lg=-lg、-lg=-lg、-lg=-lg,H2A、HA-、A2-与水反应的程度依次
增大,Kh(H2A)、Kh(HA-)、Kh(A2-)依次增大,则X、Y、Z 分别表示pOH 与-lg、-lg、-lg 的关系,溶液中-
lg、-lg、-lg 都为0 时,Kh(H2A)=10-11.7、Kh(HA-)=10-9.8、Kh(A2-) =10-4.4。Na2A 溶液中存在电荷守恒关系:
c(Na+)+c(H+)+c(H3A+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),故B 错误;由分析可知,水解常数Kh(HA-) =10-9.8、
Kh(A2-)=10-4.4,则溶液显中性时,c(H2A)=×c(HA-)、c(A2-)=×c(HA-),则溶液中c(A2-)大于c(H2A),故C 错误;
HCl 溶液体积为10 mL 时,反应得到等浓度的Na2A、NaHA、NaCl 的混合溶液,溶液中存在电荷守恒关系:c(Na
+)+c(H+)+c(H3A+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)+c(Cl-)和物料守恒关系:c(Na+)=2c(HA-)+2c(H2A)+2c(H3A+)
+2c(A2-),整合两式可得c(HA-)+2c(H2A)+3c(H3A+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),故D 正确。
20.(2023·山东济宁高三一模)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 NaN 溶液中滴入等浓度的HM 溶液,所得溶液中lg
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与lg 的关系如图所示。已知Ka(HN)=3.0×10-5,下列说法错误的是( )
A.Ka(HM)=3.0×10-6
B.滴入20 mL HM 溶液后,溶液中存在:c(M-)>c(HN)
C.随着HM 溶液的加入,的值变大
D.滴入20 mL HM 溶液后,溶液中存在:c(HN)+c(OH-)+2c(N-)=c(HM)+c(Na+)+c(H+)
【答案】 A
【解析】 根据坐标图示可知,当lg=-1 时,lg=0,即此时10c(HM)=c(HN)、c(M-)=c(N-),所以Ka(HM)==
=3.0×10-4,A 错误;滴入等浓度20 mL HM 溶液后,根据复分解反应的规律:强酸与弱酸盐反应可以制备弱酸,
二者恰好发生反应:HM+NaN===HN+NaM,M-会发生水解反应,HN 会发生电离作用,Kh(M-)===×10-10<
Ka(HN),故c(M-)>c(HN),B 正确;随着HM 溶液的加入,溶液中存在==,溶液中c(H+)会不断增大,电离平衡
常数不变,故的值变大,C 正确;滴入20 mL 等浓度的HM 溶液后,根据物料守恒可得c(HM)+c(M-)=c(HN)+
c(N-);根据电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(M-)+c(N-)+c(OH-),两式相加,整理可得关系式c(HN)+c(OH-)+
2c(N-)=c(HM)+c(Na+)+c(H+),D 正确。
21.(2023·青岛高三下学期一模)25 ℃时,向0.1 mol·L-1的NH4HCO3溶液(pH=7.8)中通入HCl 或加入NaOH 调节
pH,不考虑溶液体积变化且过程中无气体逸出。含碳(或氮)微粒的分布分数δ[如:δ(HCO)=]与pH 关系如图。下
列说法正确的是( )
A.NH4HCO3溶液中存在:c(OH-)+c(NH3·H2O)+c(CO)=c(H2CO3)+c(H+)
B.曲线M 表示NH3·H2O 的分布分数随pH 变化
C.H2CO3的Ka2=10-8.3
D.该体系中c(NH)=
【答案】 A
【解析】 根据题意结合题图可知,图像中左侧的曲线分别是H2CO3、HCO、CO 的分布分数;右侧为NH3·H2O、
NH 的分布分数,其中M 为NH 的分布分数,B 错误;由质子守恒可知NH4HCO3溶液中存在c(OH-)+c(NH3·H2O)
+c(CO)=c(H2CO3)+c(H+),A 正确;Ka1=,图中pH=6.3 时c(H2CO3)=c(HCO),Ka1=10-6.3;Ka1·Ka2=×=,图中
pH=8.3 时c(CO)=c(H2CO3),Ka1·Ka2=c2(H+),即(10-8.3)2=10-6.3×Ka2,Ka2=10-10.3,C 错误;NH3·H2ONH+OH
-,Kb=,图中pH=9.3 时c(NH)=c(NH3·H2O),则Kb=10 -4.7;由氮元素守恒可知c(NH)+c(NH3·H2O)=0.1
mol·L-1,故Kb===10-4.7,c(NH)=,D 错误。
22.(2023·河南周口高三二模)某同学设计下述实验检验[Ag(NH3)2]Cl 溶液中的Ag+,实验如表:
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下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ中的c(Ag+)较小,不足以与Cl-沉淀
B.Ⅱ中存在平衡:AgI(s)⇌Ag+(aq)+I-(aq)
C.Ⅲ说明NH3与H+的结合能力小于与Ag+的结合能力
D.配离子与其他离子能否反应,其本质是平衡移动的问题
【答案】 C
【解析】 25 ℃时,Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),对比实验 Ⅰ 和 Ⅱ,说明 Ⅰ 中的c(Ag+)较小,不足以与Cl-沉淀,
故A 正确;Ⅱ 中产生黄色沉淀即生成AgI 沉淀,AgI 沉淀存在溶解平衡:AgI(s)
Ag
⇌
+(aq)+I-(aq),故B 正确;
根据 Ⅰ 和 Ⅲ 的实验现象,说明[Ag(NH3)2]Cl 和氢离子反应,有大量银离子生成,银离子和氯离子反应生成
AgCl 沉淀,则 Ⅲ 中NH3与H+的结合能力大于与Ag+的结合能力,故C 错误;通过对比实验Ⅰ和Ⅲ可知,NH3与
H+的结合使[Ag(NH3)2]+(aq)
Ag
⇌
+(aq)+2NH3(aq)正向移动,即配离子与其他离子能否反应,其本质是平衡移动的
问题,故D 正确。
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