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第56 讲 溶液中的粒子平衡曲线分类突破
[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 中和反应进程中pH 变化曲线
解决酸碱中和滴定曲线类问题的关键是巧抓“5 点”,即曲线的起点、反应一半点、中性点、
恰好反应点和过量点,先判断出各点中的溶质及溶液的酸碱性。以室温时用0.1 mol·L-
1NaOH 溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液为例(如图),总结如何抓住滴定曲线的5
个关键点。
(1)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
- ) 。
(2)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
- ) ;元素守恒:c(CH3COOH)+
c(CH3COO-)=2 c (Na
+ ) 。
(3)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
- ) 。
(4)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
+ ) 。
(5)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
+ ) 。
1.(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
1
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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,相应钠盐的
水解程度越大,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。
2.(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
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
2
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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。
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 ,可推出c(HSO) =
c(H2SO3),代入上式得出,2c(H2SO3)+c(SO)<0.1 mol·L -1,故A 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 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(SO)==,c(OH-)=,推出c(HSO)=
c(SO)①,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)②,将①代入②得c(Na
+)+c(H+)=3c(HSO)+c(OH-),c 点溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),显然:c(Na+)>3c(HSO),
故C 正确;d 点溶质为Na2SO3,溶液中离子浓度c(Na+)>c(SO)>c(HSO),故D 错误。
类型二 分布系数曲线
1.认识分布系数δ(X)与pH 曲线
分布系数曲线是指以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)
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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.读图解题要领
(1)读“曲线”——每条曲线所代表的粒子及变化趋势(以上图中H2C2O4为例)随pH 增大,δ
只减不增的为H2C2O4曲线,δ 先增后减的为HC2O 曲线,δ 只增不减的为C2O 曲线。
(2)“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:
①图中M 点:c(HC2O)=c(H2C2O4),其pH 为pH1,Ka1(H2C2O4)==
。
②同理图中N 点:c(HC2O)=c(C2O),对应pH 为pH2,Ka2=
。
③图中O 点,c(H2C2O4)=c(C2O),此时c(HC2O)最大,其溶液pH 为pH3,则pH3=。
思考 请根据H2C2O4的两级电离常数,推理论证上述③中结论。
提示 H2C2O4H++HC2O,HC2OH++C2O,Ka1·Ka2=,由于交点O 时,c(H2C2O4)=
c(C2O),c2(H+)=Ka1·Ka2=
·
,两边取负对数,即可得,pH3=。
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:c(HA)=c(A-),此时溶液的pH≈4.7,该酸Ka=≈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,δ(HA)为0.8,δ(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。
2 .(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。
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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—COOH 和—NH2,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K =10 -9.78,=,则×=×<1 ,即
c2(NHCH2COO-)>c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO-),故D 错误。
3.(2021·山东,15 改编)赖氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR 表示]是人体必需氨基酸,
其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:H3R2+H2R+HRR-。向一定
浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH 溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR 和R-的分布系数δ(X)随
pH 变化如图所示。已知δ(X)=,下列表述正确的是( )
A.>
B.M 点,c(Cl-) +c(OH-)+c(R-)=2c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)
C.O 点,pH=
D.P 点,c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
答案 D
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解析 M 点c(H3R2+)=c(H2R+),由此可知K1≈10-2.2,同理K2≈10-9.1,K3≈10-10.8,==10
-6.9,==10-1.7,因此<,故A 错误;M 点存在电荷守恒:c(R-)+c(OH-)+c(Cl-)=2c(H3R2
+)+c(H2R+)+c(H+)+c(Na+),此时c(H3R2+)=c(H2R+),因此c(R-)+c(OH-)+c(Cl-)=
3c(H2R+)+c(H+)+c(Na+),故B 错误;O 点c(H2R+)=c(R-),因此=1,即==1,因此溶液
pH=-lg c(H+)=,故C 错误;P 点溶质为NaCl、HR、NaR,此时溶液呈碱性,因此c(OH
-)>c(H+),溶质浓度大于水解和电离所产生的微粒浓度,因此c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H
+),故D 正确。
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.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
D.E、F、G 三点对应的溶液中水的电离程度:E<F<G
答案 C
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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.(2017·全国卷Ⅰ,13)常温下将NaOH 溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH 与
离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B.曲线N 表示pH 与lg 的变化关系
C.NaHX 溶液中c(H+)>c(OH-)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
答案 D
解析 横坐标取0 时,曲线M 对应pH 约为5.4,曲线N 对应pH 约为4.4,因为是NaOH 滴
定H2X 溶液,所以在酸性较强的溶液中会存在c(HX-)=c(H2X),所以曲线N 表示pH 与lg
的变化关系,B 正确;=1 时,即lg=0,pH≈5.4,c(H+)=1×10-5.4 mol·L-1,Ka2==1×10
-5.4,A 正确;NaHX 溶液中,c(HX-)>c(X2-),即<1,lg <0,此时溶液呈酸性,C 正确;当
溶液呈中性时,由曲线M 可知lg >0,>1,即c(X2-)>c(HX-),D 错误。
课时精练
1.常温下,用0.10 mol·L-1 NaOH 溶液分别滴定20.00 mL 0.10 mol·L-1 盐酸和20.00 mL
0.10 mol·L-1 CH3COOH 溶液,得到两条滴定曲线,如图所示,则下列说法正确的是( )
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A.图2 是滴定盐酸的曲线
B.a 与b 的关系是a<b
C.E 点对应离子浓度由大到小的顺序可能为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.这两次滴定都可以用甲基橙作为指示剂
答案 C
解析 根据酸的初始pH 知,图1 为滴定盐酸的曲线,故A 错误;根据图1 知,a 点氢氧化
钠溶液的体积是20.00 mL,酸和碱的物质的量相等,二者恰好反应生成强酸强碱盐,其溶
液呈中性;醋酸中滴入氢氧化钠溶液,醋酸钠溶液呈碱性,所以b 点氢氧化钠溶液的体积小
于20.00 mL,a>b,故B 错误;E 点溶液的成分为醋酸钠和醋酸,溶液呈酸性,说明醋酸的
电离程度大于醋酸钠的水解程度,盐类水解程度较小,则溶液中离子浓度可能为c(CH3COO
-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故C 正确;氢氧化钠和盐酸恰好反应,溶液呈中性,可以选择
甲基橙或酚酞;氢氧化钠和醋酸恰好反应生成醋酸钠,溶液呈碱性,只能选择酚酞,故D
错误。
2.(2023·大连高三联考)用0.100 0 mol·L-1的盐酸标准溶液分别滴定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
和元素守恒,氨水中存在c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)和c(NH)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-),
所以有c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(Cl-)+c(H+),故A 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,
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故B 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 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 正确。
3.(2024·厦门模拟)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。
4.某温度下,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( )
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
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+),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守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),点②所示的溶液中存在元素守
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。
5.(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,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+)>c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),故C 错误;c 点溶液中c(Na+)+c(H+)=(0.05+
10-11.3)mol·L-1,e 点溶液体积增大1 倍,此时溶液中c(Na+)+c(H+)=(0.025+10-4.3)mol·L-
1,因此x>y,故D 正确。
6.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
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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。
7.常温下,向20.00 mL 0.1 mol·L-1 HA 溶液中滴入0.1 mol·L-1 NaOH 溶液,溶液中由水
电离出的氢离子浓度的负对数[-lg c 水(H+)]与所加NaOH 溶液体积的关系如图所示。下列
说法不正确的是( )
A.常温下,Ka(HA)约为10-5
B.M、P 两点溶液对应的pH=7
C.b=20.00
D.M 点后溶液中均存在c(Na+)>c(A-)
答案 B
解析 0.1 mol·L-1 HA 溶液中,-lg c 水(H+)=11,c 水(H+)=c 水(OH-)=10-11 mol·L-1,c(H
+)==10-3 mol·L-1,HAH++A-,Ka(HA)=≈=10-5,A 项正确;N 点水电离出的H+
浓度最大,说明HA 与NaOH 恰好完全反应生成NaA,则P 点溶质为NaOH 和NaA,溶液显
碱性,即P 点溶液pH 不等于7,且b=20.00,B 项错误、C 项正确;M 点溶液的pH=7,根
据溶液呈电中性可知,c(Na+)=c(A-),则M 点后,溶液呈碱性,c(Na+)>c(A-),D 项正确。
8.25 ℃时,用0.10 mol·L-1的氨水滴定10.00 mL 0.05 mol·L-1 H2A 溶液,加入氨水的体积
(V)与溶液中lg 的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是( )
A.A 点溶液的pH 等于1
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B.由图中数据可知,H2A 为强酸
C.B 点水电离出的H+浓度为1.0×10-6 mol·L-1
D.C 点溶液中c(A2-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
答案 D
解析 A 点:根据c(H+)·c(OH-)=Kw=1×10-14,lg =12,计算得c(H+)=10-1 mol·L-1,
则pH=1,0.05 mol·L-1H2A 完全电离,H2A 为强酸,故A、B 正确;B 点酸碱恰好完全中和
生成盐(NH4)2A,lg =2,计算得c(H+)=10-6 mol·L-1,则水电离出的H+浓度为1.0×10-6
mol·L-1,故C 正确;C 点是(NH4)2A 与NH3·H2O 的混合溶液,lg =-4,计算得c(H+)=10
-9 mol·L-1,则pH=9,呈碱性,溶液中存在电荷守恒:c(NH)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-),
则c(NH)>c(A2-),则溶液中c(NH)>c(A2-)>c(OH-)>c(H+),故D 错误。
9.(2023·河北衡水高三模拟)常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1的草酸(H2C2O4)溶液中逐滴滴入
等浓度的NaOH 溶液至过量,用甲基橙(变色范围的pH 为3.1~4.4)作指示剂,并用pH 计测
定滴定过程的溶液pH 变化,其滴定曲线如图所示,则下列分析正确的是( )
A.滴入10 mL 标准NaOH 溶液时,溶液颜色由红色变为橙色
B.图中①点所示溶液中:c(H2C2O4)+c(H+)=c(OH-)+c(C2O)
C.在①②之间的任意一点,均存在:c(Na+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4)
D.图中②点所示的溶液中:2c(Na+)=c(HC2O)+c(C2O)+c(H2C2O4)
答案 B
解析 甲基橙变色范围的pH 为3.1~4.4,滴入10 mL 标准NaOH 溶液时,溶液pH 为4.7,
颜色由红色变为黄色,A 错误;图中①点为第一滴定终点,得到的溶质为NaHC2O4,由质子
守恒可知,所示溶液中:c(H2C2O4)+c(H+)=c(OH-)+c(C2O),B 正确;在①②之间的任意
一点,得到的溶质为NaHC2O4、Na2C2O4,如果溶质以Na2C2O4为主,则c(HC2O)<c(C2O),C
错误;图中②点为第二滴定终点,得到的溶质为Na2C2O4,所示的溶液中由元素守恒可知:
c(Na+)=2c(HC2O)+2c(C2O)+2c(H2C2O4),D 错误。
10.常温下,二甲胺[(CH3)2NH·H2O]是一元弱碱,其电离常数Kb=1.6×10-4。向10 mL c
mol·L-1二甲胺溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,混合溶液的温度与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.二甲胺溶液的浓度为0.2 mol·L-1
B.在Y 和Z 点之间某点溶液pH=7
C.Y 点存在:c(Cl-)>c[(CH3)2NH]>c(H+)>c(OH-)
D.常温下,(CH3)2NH2Cl 水解常数Kh=6.25×10-11
答案 B
解析 二甲胺与盐酸恰好完全中和时放出热量最多,溶液温度最高,即Y 点表示酸碱恰好
完全反应。根据(CH3)2NH·H2O+HCl===(CH3)2NH2Cl+H2O,可得10×10-3 L×c mol·L-1=
20×10-3 L×0.1 mol·L-1,c=0.2,A 项正确;二甲胺是弱碱,Y 点对应溶质是强酸弱碱盐,
其溶液呈酸性,X 点对应的溶液中(CH3)2NH·H2O、(CH3)2NH2Cl 的浓度相等,根据Kb推知,
(CH3)2NH·H2O 的电离大于(CH3)2NH2Cl 的水解,其混合溶液呈碱性,故中性点应在X 点与Y
点之间,B 项错误;二甲胺是弱碱,Y 点对应溶质是强酸弱碱盐,其溶液呈酸性,Y 点存在:
c(Cl-)>c[(CH3)2NH]>c(H+)>c(OH-),C 项正确;Kh===6.25×10-11,D 项正确。
11.(2023·南京模拟)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=10-1.6,同理可知HFeO+H2OH2FeO4+
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OH-的平衡常数K2=10-5.2,H2FeO4+H2OH3FeO+OH-的平衡常数K3=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。
12.(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;a 点溶液为等浓度的NaCl 和
CH3COOH 混合溶液,存在元素守恒: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;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。
13.298 K 时,向20.0 mL 0.10 mol·L-1 H2A 溶液中滴加0.10 mol·L-1 NaOH 溶液,滴定曲
线如图所示。下列说法正确的是( )
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A.该滴定过程应该选择石蕊溶液作指示剂
B.W 点到X 点发生的主要反应的离子方程式为H2A+2OH-===A2-+2H2O
C.Y 点对应的溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(A2-)
D.反应H2A+A2-2HA-的平衡常数K=1.0×107.4
答案 D
解析 石蕊不能用作酸碱中和滴定的指示剂,根据图示滴定终点的pH,可知第二反应终点
应用酚酞作指示剂,A 项错误;X 点对应的溶液中溶质主要是NaHA,W 点到X 点发生的主
要反应的离子方程式为H2A+OH-===HA-+H2O,B 项错误;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H
+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),因为Y 点对应的溶液中c(HA-)=c(A2-),所以c(Na+)+
c(H+)=c(OH-)+3c(A2-),C 项错误;Ka1=,由于W 点c(HA-)=c(H2A),故Ka1=1.0×10-
2.3;Ka2=,由于Y 点对应的溶液中c(HA-)=c(A2-),故Ka2=1.0×10-9.7;H2AHA-+H+
与HA-A2-+H+相减即得H2A+A2-2HA-,此时的平衡常数K===1.0×107.4,D 项
正确。
14.(2020·江苏,16)吸收工厂烟气中的SO2,能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO 水
悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化,可得到硫酸盐。
已知:室温下,ZnSO3微溶于水,Zn(HSO3)2易溶于水;溶液中H2SO3、HSO、SO 的物质的
量分数随pH 的分布如图1 所示。
(1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2,主要反应的离子方程式为________________;当
通入SO2至溶液pH=6 时,溶液中浓度最大的阴离子是________(填化学式)。
(2)ZnO 水悬浊液吸收SO2。向ZnO 水悬浊液中匀速缓慢通入SO2,在开始吸收的40 min 内,
SO2吸收率、溶液pH 均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图2)。溶液pH 几乎不变阶
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段,主要产物是________(填化学式);SO2吸收率迅速降低阶段,主要反应的离子方程式为
________________________________________。
(3)O2催化氧化。其他条件相同时,调节吸收SO2得到溶液的pH 在4.5~6.5 范围内,pH 越
低SO 生成速率越大,其主要原因是__________________________________________;随着
氧化的进行,溶液的pH 将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 (1)2NH3+H2O+SO2===2NH+SO
(或2NH3·H2O+SO2===2NH+SO+H2O) HSO
(2)ZnSO3 ZnSO3+SO2+H2O===Zn2++2HSO(或ZnO+2SO2+H2O===Zn2++2HSO)
(3)随着pH 降低,HSO 浓度增大 减小
解析 (1)由图1 可知,当pH=6 时,溶液中浓度最大的阴离子是HSO。
(2)通入SO2,在开始阶段溶液pH 没有大的变化,说明SO2被吸收生成了微溶于水的盐,根
据题给信息知,应该是生成了ZnSO3。溶液pH 迅速降低,说明生成了酸性物质,应该是易
溶的酸式盐Zn(HSO3)2。
(3)催化氧化时发生反应:2HSO+O2===2SO+2H+,随着氧化的进行,溶液的pH 将减小。
HSO 是反应物,且存在HSOH++SO,所以降低pH 时,该平衡逆向移动,c(HSO)增大,
即随着pH 的降低,c(HSO)增大,SO 的生成速率增大。
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