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热点专项 对数图像分析
目录
01 考情透视·目标导航............................................................................................................................
02 知识导图·思维引航............................................................................................................................
03 核心精讲·题型突破............................................................................................................................
【真题研析】...........................................................................................................................................................
【核心精讲】...........................................................................................................................................................
1.常用对数的运算法则.........................................................................................................................................
2.常考对数图像的类型.........................................................................................................................................
3.图像中数据的数学含义.....................................................................................................................................
4.破解对数图像的步骤.........................................................................................................................................
【命题预测】...........................................................................................................................................................
考向1 坐标为简单的对数或负对数......................................................................................................................
考向2 坐标为某些微粒浓度的比值的对数或负对数..........................................................................................
考点要求
考题统计
考情分析
坐标为简单的对
数或负对数
(2024·辽吉黑卷,15,3 分;2024·福建卷,10,4
分;2024·广西卷,1,3 分;2024·全国甲卷,7,6
分) 2023•湖南卷,12,3 分;2023•辽宁省选择性
考试,15,3 分;2023•全国甲卷,13,6 分;
2023•山东卷,15,3 分;2023•全国新课标卷,
13,6 分;2023•海南卷,14,3 分;2022•福建
卷,7,3 分;2022•湖南选择性卷,10,3 分;
2022•海南省选择性卷,14,3 分;2022·浙江省1
月卷,23,2 分;
近年来借助数学的对
数知识,把浓度的对
数融于离子反应平衡
图象中,把所要考查
的知识简明、直观、
形象的寓于坐标曲线
上。预计2025 年用
图象仍时表述化学反
应过程或者呈现信息
情景是常见的表达方
式。
坐标为某些微粒
浓度的比值的对
数或负对数
2024·河北卷,11,3 分;
1
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1.(2024·辽吉黑卷,15,3 分)
下,AgCl、AgBr 和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某
实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl 溶解度大于AgBr;
③
时,
,
。
下列说法错误的是( )
2
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A.曲线②为AgCl 沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+2H+
2Ag++HCrO4
-的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中
【答案】D
【解析】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Ag2CrO4,
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
。A 项,曲线②为AgCl 沉淀溶解平衡曲线,A 正
确;B 项,反应Ag2CrO4+2H+
2Ag++HCrO4
-的平衡常数
,B 正确;
C 项,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,C 正确;
D 项,当Br-到达滴定终点时,
,即
3
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,
,D 错误;故选D。
2.(2024·福建卷,10,4 分)将草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,平衡时部分组分的
lgc- lgc0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=10-1.3,Ka2=10-4.3。下列说法错误的是( )
A.lgc0(HCl)=-1.2 时,溶液的pH=1.3
B.任意c0(HCl)下均有:cCa2+=cC2O4
2-+cHC2O4
-+cH2C2O4
C.CaC2O4(s)+2H+(aq)=Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常数为10-3.0
D.lgc0(HCl)=-4.1 时,2cCa2++ c(H+)=c(OH―)+2cHC2O4
-+c(Cl-)
【答案】D
【解析】草酸钙为强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,滴加盐酸过程中体系中存在一系列平衡CaC2O4(s)
Ca2+(aq)+C2O4
2-(aq)、C2O4
2-+H2O
HC2O4
-+OH-、HC2O4
-+H2O
H2C2O4+OH-,因此曲线Ⅰ代
表C2O4
2-,曲线Ⅱ代表HC2O4
-,曲线Ⅲ代表H2C2O4。A 项,lgc0(HCl)=-1.2 时,c(HC2O4
-)=c(H2C2O4),则
,溶液的pH=1.3,故A 正确;B 项,草酸钙固体滴加稀盐酸,
任意c0(HCl)下均有物料守恒关系cCa2+=cC2O4
2-+cHC2O4
-+cH2C2O4,故B 正确;C 项,lgc0(HCl)=1
时,c(H +)=10mol·L-1 ,c(HC2O4
-)=1.0×10-28mol·L-1 ,
,
4
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c(C2O4
2-)=1.0×10-8.1mol·L-1 ;
,c(H2C2O4)= 1.0×10-
0.5mol·L-1 ,由图可知
lgc0(HCl)=1
时,c(Ca2+)=c(H2C2O4)=1.0×10-0.5mol·L-1 ,则
Ksp(CaC2O4)=
c(Ca2+)×c(C2O4
2-)=1.0×10-8.6;CaC2O4(s)+2H+(aq)=Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常数K=
=
=
=
,故C 正确;D
项,溶液中存在电荷守恒2cCa2++ c(H+)=c(OH―)+cHC2O4
-+2cC2O4
2-+c(Cl-),lgc0(HCl)=-4.1 时,
c(C2O4
2-)=c(HC2O4
-),则存在关系2cCa2++c(H+)=c(OH―)+3cHC2O4
-+c(Cl-),故D 错误;故选D。
3.(2024·广西卷,1,3 分)常温下,用0.1000mol·L-1NaOH 溶液分别滴定下列两种混合溶液:
Ⅰ.20.00mL 浓度均为0.1000mol·L-1HCl 和CH3COOH 溶液
Ⅱ.20.00mL 浓度均为0.1000mol·L-1HCl 和NH4Cl 溶液
两种混合溶液的滴定曲线如图。已知Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,下列说法正确的是( )
A.Ⅰ对应
滴定曲线为N 线
B.
点水电离出的c(OH―)数量级为10-8
C.V(NaOH)=30.00mL 时,Ⅱ中c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(NH4
+)
D.pH=7 时,Ⅰ中c(CH3COO-)、c(CH3COOH)之和小于Ⅱ中c(NH3·H2O)、c(NH4
+)之和
【答案】D
5
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【解析】溶液中加入40ml 氢氧化钠溶液时,I 中的溶质为氯化钠和醋酸钠,Ⅱ中的溶质为氯化钠和一
水合氨,根据Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,醋酸根、铵根的水解程度小于醋酸、一水合氨的电离
程度,氯化钠显中性,醋酸根和一水合氨在浓度相同时,一水合氨溶液的碱性更强,故I 对应的滴定曲线
为M,Ⅱ对应的滴定曲线为N。A 项,向溶液中加入40ml 氢氧化钠溶液时,I 中的溶质为氯化钠和醋酸钠,
Ⅱ中的溶质为氯化钠和一水合氨,氯化钠显中性,醋酸根和一水合氨在浓度相同时,一水合氨溶液的碱性
更强,故I 对应的滴定曲线为M,A 错误;B 项,a 点的溶质为氯化钠和醋酸钠,醋酸根发生水解,溶液的
pH 接近8,由水电离的c(H+)=c(OH―),数量级接近10-6,B 错误;C 项,当V(NaOH)=30.00mL 时,Ⅱ中的
溶质为氯化钠、氯化铵、一水合氨,且氯化铵和一水合氨的浓度相同,铵根的水解
,即NH4
+水解程度小于一水合氨的电离程度,所以c(NH4
+)
>c(NH3·H2O),又物料守恒c(Cl-)=2c(NH4
+)+2c(NH3·H2O),即c(Cl-)>c(NH4
+),故c(Cl-)>c(NH4
+)>
c(NH3·H2O),C 错误;D 项, 根据元素守恒,n(CH3COO-)、n(CH3COOH)之和等于n(NH3·H2O)、n(NH4
+)
之和,根据图像,pH=7 时,Ⅱ所加氢氧化钠溶液较少,溶液体积较小,故Ⅰ中c(CH3COO-)、
c(CH3COOH)之和小于Ⅱ中c(NH3·H2O)、c(NH4
+)之和,D 正确;故选D。
4.(2024·全国甲卷,7,3 分)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0mL 悬浊液,向其中滴加0.10mol·L-1的
NaCl 溶液。
(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.
6
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C.
时,
不变 D.y1=-7.82,y2= -lg34
【答案】D
【解析】向1.0mL 含0.10 mmol Ag2CrO4 的悬浊液中滴加0.10mol·L-1 的NaCl 溶液,发生反应:
Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)
2AgCl(s)+ CrO4
2-(aq),两者恰好完全反应时, NaCl 溶液的体积为v(NaCl)=
,2mL 之后再加NaCl 溶液,c(Cl-) 增大,据AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl -(aq) ,
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CrO4
2-曲线。A 项,2mL 时Ag2CrO4与
NaCl 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(CrO4
2-)
+c(Cl-)+c(OH-) ,此时c(H+) 、c(OH-) 、c(Ag+) 可忽略不计,a 点为Cl- 和CrO4
2- 曲线的交点,即
c(CrO4
2-)=c(Cl-),则溶液中c(Na+)≈3c(Cl-),A 错误;B 项,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(CrO4
2-)=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,则
=
=102.21,B 错误;C 项,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 项,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-
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7.82mol/L,故y1=-7.82,此时Ag2CrO4 全部转化为AgCl,n(CrO4
2-)守恒,等于起始时n(Ag2CrO4),则
c(CrO4
2-)=
=
=
mol/L,则y2=lg c(CrO4
2-)=lg
=-lg34,D 正确;故选D。
5.(2024·河北卷,11,3 分)在水溶液中,CN-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CN-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CN-的平衡浓度:X>Y
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CN-的物质的量:Y<Z
D.若相关离子的浓度关系如P 点所示,Y 配离子的解离速率小于生成速率
【答案】B
【解析】A 项,99%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-2 时,溶液中
,则溶液中CN-的平衡浓度:X<Y,A 错误;B 项,Q 点时
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,即
,加入少量可溶性Y 盐后,会消耗CN-
形成Y 配离子,使得溶液中c(CN-)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 项,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CN-越多,对应
曲线斜率越大,由题图知,曲线斜率:Y>Z,则由Y、Z 制备等物质的量的
配离子时,消耗CN-的物质的量:Z<Y,C 错误;D 项,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c(Y)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;故选B。
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1 .常用对数的运算法则
2 .
常考对数图像的类型
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
数,即
对
lg c(A)或lg 得到的粒子
度
浓
数
像。
对
图
图像种类
具体类型
含义
变化规律
对数
图像
lg
生成物与反应物离子
浓度比的常用对数
lg
越大,反应向正反应方向进行的程度越大
AG=lg
H+与OH-浓度比的常
用对数
AG 越大,酸性越强,中性时,
=1,AG=0
负对数
图像
pH=—lg c(H+)
H+浓度的常用负对数
pH 越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
pC=—lg c(C)
C 离子浓度的常用负
对数
pC 越大,c(C)越小
—lg
生成物与反应物离子
浓度比的常用负对数
—lg
越大,反应向正反应方向进行的程度越
小
3 .图像中数据的数学含义
①若c(A)=1,则lg c(A)=0;若c(A)=c(B),则lg
=0
②若c(A)>1,则lg c(A)取正值;且c(A)越大lg c(A)越大
若c(A)>c(B),则lg
取正值,且
越大lg
越大
③若c(A)<1,则lg c(A)取负值,且c(A)越大lg c(A)越小
若c(A)<c(B),则lg
取负值,且
越大lg
越小
4 .
破解对数图像的步骤
10
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(1)识图像:观察横坐标、纵坐标的含义,先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像,再弄清楚图
像中横坐标和纵坐标的含义,是浓度对数还是比值对数。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 的点有c(A)=c(B);lg c(D)=0 的点有c(D)
=1 mol·L-1。
(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。
考向
1 坐标为简单对数或负对数
1.甘氨酸盐酸盐(HOOCCH2NH3Cl)的水溶液呈酸性,溶液中存在以下平衡:
HOOCCH2NH3
+
H++-OOCCH2NH3
+ K1
-OOCCH2NH3
+
H++-OOCCH2NH2
K2
常温时,向10mL 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。下列说法正确的是( )
A.水的电离程度:Q>X
B.X→P 过程中:
逐渐增大
C.P 点的溶液中:c(HOOCCH2NH3
+)+c(H+)=c(-OOCCH2NH2)+c(OH-)
D.当
时,混合溶液中的溶质主要为NaOOCCH2NH2和NaCl
【答案】D
【解析】A 项,由图示可知,X 点对应的溶液酸性小于Q 点,则溶液中氢离子浓度Q>X,氢离子浓
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度越大水的电离程度越弱,则水的电离程度Q<X,A 错误;B 项,由K2=
可知,
=
,由题干图示可知,Q→P 过程中溶液pH 增大,即c(H+)减小,K2 不变,则
逐渐减小,B 错误;C 项,由题干图示信息可知,P 点对应加入的NaOH 为15mL,此时
反应后的溶液中的溶质为等物质的量的NaOOCCH2NH3
+和NaOOCCH2NH2,则此时溶液中有电荷守恒式为:
c(HOOCCH2NH3
+)+c(H+)+c(Na+)=c(-OOCCH2NH2)+c(OH-)+c(Cl-) ,且c(Na+) >c(Cl-) ,故c(HOOCCH2NH3
+)
+c(H+) <c(-OOCCH2NH2)+c(OH-) ,C 错误;D 项,当V(NaOH)=20mL 时,即甘氨酸盐酸盐
(HOOCCH2NH3Cl) 和
NaOH
的物质的量之比为
1 :2 ,反应方程式为:
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;故选C。
2.(2025· 浙江省金华第一中学高三选考模拟)室温下,将Na2CO3溶液与过量CaSO4固体混合,溶液
pH 随时间变化如图所示。
已知:Ksp(CaSO4)= 4.9×10-5、Ksp(CaCO3)= 3.4×10-9
下列说法不正确的是( )
A.室温下,反应CaSO4(s)+CO3
2-(aq)
CaCO3(s)+SO4
2-(aq)的
B.随着反应的进行,溶液pH 下降的原因是CO3
2-+H2O
HCO3
-+OH-逆向移动
C.0~600s 内上层清液中存在:cNa++2cCa2+>cHCO3
-+2cCO3
2-+2cSO4
2-
D.反应过程中,溶液中始终存在:cNa+=2cCO3
2-+2cHCO3
-+2cH2CO3
【答案】D
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【解析】A 项,反应CaSO4(s)+CO3
2-(aq)
CaCO3(s)+SO4
2-(aq)的
,A 正确;B 项,随着反应进行,碳酸根浓度减小,水解平
衡CO3
2-+H2O
HCO3
-+OH-左移,溶液pH 下降,B 正确;C 项,根据电荷守恒,cNa++cH++
2cCa2+=cOH-+cHCO3
-+2cCO3
2-+2cSO4
2-,0~600s 内上层清液成碱性,c(OH―)>c(H+),故cNa+
+2cCa2+>cHCO3
-+2cCO3
2-+2cSO4
2-,C 正确;D 项,在Na2CO3溶液中,由物料守恒得cNa+=
2cCO3
2-+2cHCO3
-+2cH2CO3
,但由于在CaSO4(s)+CO3
2-(aq)
CaCO3(s)+SO4
2-(aq)反应过程中,CO3
2-浓度会逐渐减小,故cNa+>
2cCO3
2-+2cHCO3
-+2cH2CO3,D 错误; 故选D。
3.当25℃时,向20.00mL 某浓度新制氯水中滴入
的NaOH 溶液,滴定曲线如图所示,已
知次氯酸的电离常数为Ka=2.5×10-8。下列说法正确的是( )
A.甲到乙发生的非氧化还原反应主要为:HClO+OH-=H2O+ClO-
B.甲到丁的过程中,水的电离程度一直增大
C.丙点溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(HClO)>c(H+)
D.氯水中存在平衡:Cl2+H2O
HCl+HClO,其平衡常数K 的数量级为10-4
【答案】C
【解析】从图中可以看出,用NaOH 溶液滴定氯水,滴定过程中有两个突变点,则从甲到乙,主要发
生H+与OH-的反应;从乙到pH=10 的点,主要发生HClO 与OH-的反应。A 项,甲到乙发生的非氧化还原
反应主要为:H++OH-=H2O,A 不正确;B 项,甲到丙的过程中,氯气与水反应的产物不断与NaOH 发生反
应,水的电离程度一直增大;从丙到丁的过程中,溶液中c(NaOH)不断增大,对水电离的抑制作用不断增
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大,水的电离程度不断减小,B 不正确;C 项,丙点溶液中,Ka=
=2.5×10-8,此时c(H+)=10-
8mol/L ,则c(ClO-)=2.5c(HClO) ,c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO) ,c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-) ,所以c(Na+) >c(Cl-) >
c(ClO-)>c(HClO)>c(H+),C 正确;D 项,氯水中存在平衡:Cl2+H2O
HCl+HClO,pH=10 时,Cl2与
NaOH 刚好完全反应,由Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,可求出c(Cl2)=
=0.05mol/L,其
平衡常数K=
=
=
,数量级为10-5或更小,D 不正确;
故选C。
4.25℃时,向
的二元酸H2A 溶液中逐滴滴入等浓度的NaOH 溶液,测得溶液的
pH 与lg Y[Y 代表
或
]关系如图。下列相关结论正确的是( )
A.曲线a 表示pH 与
的变化关系
B.25℃时,H2A 的Ka2约为10-7.2
C.当溶液的pH=6 时,c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(A2-)+c(OH―)
D.滴入20.00mL NaOH 溶液时,c(Na+)>c(HA-)>c(OH―)>c(H+)
【答案】B
【解析】根据向H2A 溶液中加入NaOH 溶液的反应过程可知,H2A 越来越少,先生成HA-,在生成
A2-,则可知曲线a 代表lg
随pH 的变化,曲线b 代表
随pH 的变化曲线,已知H2A
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H++HA-,则有Ka1=
,根据曲线a 可知,Ka1=
=101.88×10-4=10-2.12,HA-
H+
+A2-,则有Ka2=
,根据曲线b 可知,Ka2=
=102.8×10-10=10-7.2。A 项,由分析可知,
曲线a 表示pH 与lg
的变化关系,A 错误;B 项,由分析可知,25℃时,H2A 的Ka2约为10-7.2,B 正
确;C 项,根据电荷守恒可知,当溶液的pH=6 时,c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH―),C 错误;D 项,
滴入20.00mL NaOH 溶液时即生成NaHA 溶液,由分析可知,Ka2=10-7.2,Kh2=
=
=10-11.88,即HA-
的电离大于水解,反应后溶液呈酸性,故离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+) c(OH―)>,D 错
误;故选B。
5.用强碱滴定某一元弱酸时,弱酸被强碱部分中和后得到“弱酸盐和弱酸”组成的缓冲溶液,其中
存在
。
时,用
的
溶液滴定
某未知浓度的
溶液,滴定过
程中消耗
溶液的体积与混合溶液
之间的关系如图所示(已知:
,酸性
)。
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下列说法错误的是( )
A.
电离常数的数量级为
B.b 点溶液中存在c(A—)+c(OH—)=c(HA)+ c(H+)
C.c 点溶液中离子浓度的大小关系为c(A—)>c(HA) >c(H+)>c(OH—)
D.若将
改为等体积等浓度的
,则
随
溶液体积的变化曲线竖直上移
【答案】B
【解析】温度不变,酸的电离常数不变,设酸的浓度为cmol/L,由
可得:4.27+lg
=4.75+lg
,整理可得
=100.48=3,解得c=0.2,则PKa=4.75+lg(2—1) =4.75,Ka=10—4.75。A
项,HA 的电离常数Ka=10—4.75,则电离常数的数量级为10—5,故A 正确;B 项,b 点时Ka=c(H+)=10—4.75,
由Ka=
可得溶液中c(A—)= c(HA),由图可知,b 点溶液呈酸性,溶液中c(H+)>c(OH—),则
c(HA)+ c(H+)>c(A—)+c(OH—),故B 错误;C 项,b 点时Ka=c(H+)=10—4.75,由Ka=
可得溶液中
c(A—)= c(HA),则随氢氧化钠溶液体积增大,c 点时溶液中c(A—) >c(HA),由图可知,c 点溶液呈酸性,
溶液中c(H+)>c(OH—),所以溶液中c(A—) >c(HA) >c(H+)>c(OH—),故C 正确;D 项,由HA 的酸性强
于HCN 可知,HA 的电离常数大于HCN,由
可知,当
相等时,酸的电离常数越
大,溶液pH 越小,则若将HA 改为等体积等浓度的HCN,则pH 随NaOH 溶液体积的变化曲线竖直上移,
故D 正确;故选B。
6.天然水体中的H2CO3与空气中的CO2保持平衡。某地溶洞水体中lgc(X) (X 为H2CO3、HCO3
-、CO3
2-
或Ca2+)与pH 的线性关系如图所示。下列说法不正确的是( )
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A.直线①代表HCO3
-,直线③代表Ca2+
B.图中lgc(CO3
2-)=2pH+[lgKa1+lgKa2-5]
C.Ksp(CaCO3)=1.0×10-8.6
D.若空气中的CO2浓度增加,则水体中的Ca2+浓度减小
【答案】D
【解析】H2CO3(aq)
H++HCO3
-,HCO3
-
H++CO3
2-,随着溶液pH 增大,碳酸氢根离子转
化为碳酸根离子,则碳酸氢根离子浓度减小,碳酸根离子浓度增大,同时钙离子浓度减小,故曲线①代表
HCO3
-,曲线②代表CO3
2-,曲线③代表Ca2 +;由点(6.3,5)计算该温度下碳酸的一级电离平衡常数
,由点(10.3 ,-1) 计算该温度下碳酸的二级电离平衡常数
。A 项,由分析可知,直线①代表HCO3
-,直线③代表Ca2+,A 正确;B
项,
,lgc(H2CO3)=10-5 推知①lgc(HCO3
-)=pH +[lgKa1(H2CO3)-5] ;
,
同理可推:②lgc(CO3
2-)=2pH+[lgKa1+lgKa2-5],B 正确;C 项,
由Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c(CO3
2-),推知lgKsp(CaCO3)=lgc(Ca2+)+lgc(CO3
2-);则结合B 分析可知,③lgc(Ca2
+)=lgKsp-lgc(CO3
2-)=-2pH+[lgKsp-lgKa1-lgKa2+5];由a 点数值可知Ka1=10-6.3,由c 点数值可知Ka2=10-10.3,再
由b 点数值代入③可知Ksp(CaCO3)=10-8.6,C 正确;D 项,若空气中的CO2浓度增加,CaCO3(s)+CO2(g)+
H2O
Ca2++2 HCO3
-,平衡正向移动,水体中的Ca2+浓度增大,D 错误;故选D。
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7.AgCl(Ksp=1.6×10-10)和Ag2CrO4 (砖红色)都是难溶电解质,以
对pCl 和
作图的沉淀平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.阴影区域AgCl 和Ag2CrO4都不是沉淀
B.
C.向含有AgCl(s)的1.0 mol·L-1 KCl 溶液中加入K2CrO4,白色固体逐渐变为砖红色
D.用硝酸银标准液滴定溶液中的Cl-,作指示剂的K2CrO4浓度在0.01 mol·L-1左右时滴定误差较小
【答案】C
【解析】根据图像
,由图可知,取纵
坐标为零,计算得2 线对应的Ksp=1.0×10-11.72,数量级为10-12,故2 线代表Ag2CrO4,1 线代表AgCl。A 项,
纵坐标越大,银离子浓度越小,横坐标越大,阴离子浓度越小,故阴影区域AgCl 和Ag2CrO4都不沉淀,A
正确;B 项,此时
时
,则
,B 正确;C 项,当溶液中有1.0
mol·L-1 KCl 时,则此时氯离子的浓度为1.0 mol·L-1,pCl=0,由图可知,此时无法形成Ag2CrO4,C 错误;
D 项,.由图可知,当K2CrO4浓度在0.01 mol·L-1左右时(pCrO4=2)形成Ag2CrO4所需要的银离子浓度约为
10-5mol/L,根据氯化银的溶度积可知此时氯离子浓度约为1.6×10-5mol/L,氯离子接近完全沉淀,滴定误差
较小,D 正确;故选C。
考向
2
坐标为某些微粒浓度的比值的对数或负对数
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8.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
如
所示。下列
法
的是
图
线
说
错误
( )
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
【答案】C
【解析】F 点
,则c(CH3COCOO-)=c(CH3COCOOH),此时溶液pH=2.5,即
c(H+)=10-2.5 mol·L-1,所以
=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,
,
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。
9.常温下,往100 mL0.1mol·L-1的H2R 溶液(此时为a 点)中不断加入NaOH 固体,溶液中由水电离出
来的c 水(H+)的负对数[
]与
的变化关系如图所示,下列说法正确的是( )
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A.H2R 的电离方程式为:
,
B.b 点时,加入的NaOH 的质量为0.6g
C.c、e 两点溶液均显中性
D.d 的坐标为(5,6)
【答案】D
【解析】向H2R 溶液中加入NaOH 固体,溶液体积变化可以忽略不计,随着NaOH 的加入,R2-逐渐增
大,HR-逐渐减小,则两者比值逐渐增大。R2-的水解可以促进水的电离,所以水电离出来的氢离子浓度逐
渐增大,当到达d 点时,水的电离程度达到最大,此时溶液中的溶质为Na2R。再继续加入NaOH,由于
NaOH 会抑制水的电离,所以水的电离程度又逐渐降低。A 项,a 点溶质为0.1mol/L 的H2R 溶液,此时溶
液中水电离出来的H+浓度为10-13mol/L,水的电离受到抑制,溶液中水电离出来的氢离子浓度等于水电离
出来的OH-浓度,溶液中的OH-浓度就等于水电离出来的OH-浓度,则溶液中的H+浓度为0.1mol/L。
=-2,所以
=10-2mol/L,H2R 的第二步电离是微弱的,相对于第一步电离可以忽略,
0.1molH2R 溶液中的H+浓度为0.1mol/L,所以H2R 的第一步电离是完全的,第二步电离是不完全的,所以
H2R 的电离方程式为:H2R=H++HR-,HR-
H++R2-,故A 错误;B 项,b 点坐标为(0,11),则此时
c(R2-)=c(HR-),若溶液中的溶质为等物质的量的Na2R 和NaHR,根据H2R 溶液为100 mL0.1mol·L-1,可知其
物质的量为0.01mol,则Na2R 和NaHR 均为0.005mol,根据钠元素守恒,NaOH 为0.015mol,质量为
0.6g。若等物质的量的Na2R 和NaHR 混合,由于R2-的水解程度、HR-的水解程度不相同,所以混合后溶液
中b 点c(R2-)不等于c(HR-),故B 错误;C 项,c 点的溶质是Na2R 和NaHR,Na2R 促进水的电离,NaHR 只
电离不水解,NaHR 抑制水的电离,促进和抑制的程度相等,所以c 点水电离出来的H+浓度等于10-
7mol/L,此时溶液呈中性;e 点溶质是Na2R 和NaOH,Na2R 促进水的电离,NaOH 抑制水的电离,促进和
抑制的程度相等,所以e 点水电离出来的H+浓度也等于10-7mol/L,此时溶液呈碱性,故C 错误;D 项,a
点溶质为0.1mol/L 的H2R 溶液,此时溶液中水电离出来的H+浓度为10-13mol/L,则溶液中的H+浓度为
0.1mol/L。
=-2,所以
=10-2mol/L,则
=Ka=0.1×10-2=10-3。D 点溶质为Na2R,忽
略溶液体积变化,Na2R 浓度为0.1mol/L,R2-水解:R2-+H2O
HR-+OH-,此时溶液中c(OH-)=c(HR-),
则Kh=
=
=10-11,而c(R2-)近似等于0.1mol/L,所以c(OH-)=10-6mol/L,此溶液中
水的电离受到促进,所以溶液中水电离出来的H+浓度为10-6mol/L,即纵坐标为6;Na2R 溶液中c(OH-)=10-
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6mol/L,则c(H+)=10-8mol/L,Ka=10-3=
,则
=
=105,所以
=5,横坐标为5,
则d 的坐标为(5,6),故D 正确;故选D。
10.常温下,用NaOH 溶液滴定二元弱酸亚磷酸溶液,溶液中-
和-lgc(
)或-
和-lgc(
)的关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.L2表示-
和-lg c(HPO3
2-)的关系
B.H3PO3的电离常数Ka1(H3PO3)的数量级为10-2
C.等浓度等体积的H3PO3溶液与NaOH 溶液充分混合,c(HPO3
2-)<c(H3PO3)
D.pH=6.54 时,c(Na+ )<3c(HPO3
2-)
【答案】C
【解析】A 项,根据亚磷酸二级电离可知,Ka1=
,等式两边同时取对数,lgKa1=lg
=lg
+lg c(H2PO3
-),则-lg Ka1= -lg
-lg c(H2PO3
-),同理可得-lgKa2=-lg
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-lg c(HPO3
2-),因为Ka1>Ka2,则-lg Ka1<-lgKa2,所以表示-lgKa2=-lg
-lg c(HPO3
2-)的直线
应该在上方即L2,故A 正确;B 项,-lg Ka1= -lg
-lg c(H2PO3
-),对应直线为L1,将点(1,0.43)代
入得,-lg Ka1=1.43,Ka1=10-1.43,Ka1数量级为10-2,B 正确;C 项,等浓度等体积的H3PO3溶液与NaOH 溶
液充分混合,生成NaH2PO3溶液,H2PO3
-既电离又水解,电离平衡常数Ka2=10-6.54,水解平衡常数Kh=
=10-12.57,水解程度小于电离程度,故c(HPO3
2-)>c(H3PO3),C 项错误;D 项,将-lgKa2=-lg
-lg
c(HPO3
2-)变形可得到
,pH 等于6.54 时, c(H2PO3
-)=c(HPO3
2-),
根据电荷守恒,c(HA)+c(H+)= c(OH―)+ c(H2PO3
-)+2c(HPO3
2-)= c(OH―)+ 3c(HPO3
2-),此时溶液呈酸性,
c(H+)>c(OH-),则c(Na+)<3c(HPO3
2-),D 项正确;故选C。
11.常温下,用一定浓度稀盐酸滴定某二元弱酸盐
溶液,溶液中
和
或
和
关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.水的电离程度:M 点>N 点
B.滴定过程中,当pH=5 时,c(Na+)-3c(HA-)>0
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C.若c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),则pH 范围3.5<pH<5
D.NaHA 溶液中:c(H+)+c(A2-)=c(H2A)+c(OH-)
【答案】C
【解析】H2A 的平衡常数为Ka1=,Ka2=;两边分别取负对数,可得,,M 点可计算Ka1,N 点计算
Ka2。在M 点可计算Ka1=10-1×10-1=10-2,在N 点计算Ka2=10-3×10-2=10-5,由于Ka1>Ka2,可
以肯定M 线是-1g[c(H+)/c(H2A)]和-1gc(HA-)的关系,那么N 线就是-lg[c(H+)/c(HA-)]和-lgc(A2-)
的关系,M 线是第一步电离,N 线是第二步电离。A 项,Ka1=10-1×10-1=10-2,Ka2=10-3×10-2=10
-5, Ka1>Ka2,第一步电离程度大,相当于酸性强,故M 点水的电离弱于N 点,A 错误;B 项,当
pH=5 时,溶液呈酸性,c(H+)=10-5 由Ka2=10-5,由Ka2=得c(A2-)=c(HA-)根据电荷守恒,c(Na+)
+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),c(Na+)-3c(HA-)=c(OH-)-c(H+)<0,B 错误;C 项,c(HA
-)>c(A2-)>c(H2A)同时除以c(H2A)得>1.由Ka1,Ka2,Ka1×Ka2 的表达式可知上式为,解出c(H+)的浓
度可得3.5<pH<5,C 正确;D 项,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),物料守恒
c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A),可得c(H+)+c(H2A)= c(OH-)+c(A2-),D 错误。故选C。
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