文档文本内容
专题09 水溶液中的离子反应与平衡
考点
三年考情(2023-2025)
命题趋势
考点01 弱电
解质的电离平
衡
2025·广东卷、2025·浙江1 月卷、2024 新课标卷、
2023 浙江卷
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。
考点02 水的
电离和溶液的
pH
2025 江苏卷、2023 湖南卷、2023 山东卷
考点03 盐类
的水解及其应
用
2025 江苏卷、2024 江苏卷、2024 湖南卷、2023 北
京卷、2023 湖南卷
考点04 沉淀
溶解平衡
2025 重庆卷、2025 湖南卷、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
考点05 离子
平衡综合题
2025 黑吉辽蒙、2025 陕晋青宁、2025 山东卷、
2025 湖南卷、2025 重庆卷、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
考法01 弱电解质的电离平衡
1.(2025·广东卷)CuCl 微溶于水,但在
浓度较高的溶液中因形成
和
而溶解。将适
量CuCl 完全溶于盐酸,得到含
和
的溶液,下列叙述正确的是
A.加水稀释,
浓度一定下降
B.向溶液中加入少量NaCl 固体,
浓度一定上升
C.
的电离方程式为:
D.体系中,
【答案】A
【解析】A.加水稀释,溶液体积变大,
浓度一定下降,A 正确;
B.加入NaCl 会增加Cl⁻浓度,可能促使
转化为
,
浓度不一定上升,B 错误;
C.H[CuCl2]应电离为H+和
,而非分解为Cu+和Cl-,电离方程式错误,C 错误;
D.电荷守恒未考虑
的电荷数,电荷守恒应为
,D 错误;
故选A。
2.(2025·浙江1 月卷)
时,
的电离常数
。
下列描述不正确的是
A.
B.
C.
D.
溶液中,
,则
【答案】D
【解析】A.
,K=
=
,A 正
确;
B.
,K=
=
,B 正确;
C.
,K=
=
,C 正
确;
D.
=
,由于
,
,D 错误;
答案选D。
3. (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:
]
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。
4.(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。
考法02 水的电离和溶液的pH
5.(2025·江苏卷)用
草酸
溶液滴定未知浓度的
溶液。下列实验操作规范的
是
A.配制草酸溶
液
B.润洗滴定
管
C.滴定
D.读数
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【详解】A.转移或移液时需要用玻璃棒引流,A 错误;
B.润洗滴定管时应取少量标准液于滴定管中,倾斜着转动滴定管进行润洗,B 错误;
C.滴定时,应手持锥形瓶上端轻微地摇动锥形瓶,不能手持锥形瓶底端摇动,C 错误;
D.读数时,眼睛平视滴定管凹液面最低点,D 正确;
答案选D。
6.(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:
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。
7.(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=
;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。
8.(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
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。
考法03 盐类水解及应用
9.(2025·江苏卷)室温下,有色金属冶炼废渣(含
等的氧化物)用过量的较浓
溶液酸浸后,
提取铜和镍的过程如下所示。
已知:
。下列说法正确的是
A.较浓
溶液中:
B.
溶液中:
的平衡常数
C.
溶液中:
D.“提铜”和“沉镍”后的两份滤液中:
【答案】B
【分析】有色金属冶炼废渣(含
等的氧化物)用过量的较浓
溶液酸浸后,浸取液主要
含有
、
,加入
溶液提铜,滤液加入
溶液沉镍得到
。
【解析】A.若
两步均完全电离,则溶液中存在电荷守恒:
,但根据
题给信息
知,在较浓的
溶液中
仅第一步电离完全,电离出大量的
会抑制第二步电离,第二步电离不完全,溶液中存在
,因此电荷守恒应表示为
,A 错误;
B.该反应的平衡常数
,B 正确;
C.
得到1 个
生成
,
得1 个
生成
得2 个
生成
,水电离出
的
与
浓度相等,即
,则溶液中存在质子守恒
,C 错误;
D.考虑过程中溶液的少量损耗(吸附在沉淀表面被过滤除去),
,同时“沉镍”
过程中加入了
溶液,溶液体积增加,因此
,D 错误;
故选B。
10. (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:
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。
11. (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
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。
12. (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。
【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。
13.(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。
14.(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:
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。
考法04 沉淀溶解平衡
15.(2025·重庆卷)Cr(OH)3是两性氢氧化物,其沉淀分离的关键是控制溶液pH。25 ℃时,某溶液中
c(Cr
3+)与c([Cr(OH)4]
−)的总和为c。- lg c 随pH 的变化关系如图所示(忽略体积变化)。
已知:
Cr(OH)3(s)⇌Cr
3+ (aq)+3OH
−(aq) Ksp
Cr(OH)3(s)+OH
-(aq)⇌[Cr(OH)4]
−(aq) K =10
−0.4
下列叙述正确的是
A.由M 点可以计算Ksp=10
−30.2
B.Cr
3+恰好沉淀完全时pH 为6.7
C.P 点沉淀质量小于Q 点沉淀质量
D.随pH 增大c(Cr
3+)
c([Cr(OH)4]
-)
先减小后增大
【答案】A
【分析】c(Cr
3+)与c([Cr(OH)4]
−)的总和为c,随着pH 增大,发生反应:
Cr
3+ (aq)+3OH
−(aq)⇌Cr(OH)3(s),含铬微粒总浓度下降,随着pH 继续增大,发生反应 :
Cr(OH)3(s)+OH
-(aq)⇌[Cr(OH)4]
−(aq)含铬微粒总浓度上升,据此解答。
【详解】A.M 点时,c(OH
−)= 10
−14
10
−5 =10
−9mol / L,K =
c([Cr(OH)4]
−)
c(OH
−)
=10
−0.4,
c([Cr(OH)4]
−)=10
−9.4mol / L,几乎可以忽略不计,含Cr 微粒主要为Cr
3+,
K sp=c(Cr
3+)·c
3(OH
−)=10
−3.2×(
10
−14
10
−5)
3
=10
−30.2,A 正确;
B.Cr
3+恰好完全沉淀时,c(Cr
3+)<10
−5mol / L,由K sp数据计算可知,c(OH
−)>
3√
10
−30.2
10
−5 =10
−8.4,
Cr
3+恰好完全沉淀pH 最小值5.6,B 错误;
C.P 和Q 点溶液中含Cr 微粒总和相等,生成的Cr(OH)3(s)质量相等,则P 点沉淀质量等于Q 点沉淀质量,
C 错误;
D.随着pH 的增大,c(Cr
3+)减小,而c[Cr(OH)4]
−增大,c(Cr
3+)
c(Cr(OH)4
−)
比值减小,D 错误;
故选A。
16.(2025·湖南卷)工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收
镉、锰的部分工艺流程如下:
已知:①富集液中两种金属离子浓度相当。
②常温下,金属化合物的Ksp;
金属化合物
CdS
CdCO3
MnS
MnCO3
Ksp
8.0×10
−27
1.0×10
−12
2.5×10
−13
2.3×10
−11
下列说法错误的是
A.粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B.试剂X 可以是Na2S溶液
C.“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换
D.“沉锰”时,发生反应的离子方程式为Mn
2++ HCO3
−= MnCO3↓+ H
+
【答案】D
【分析】富集液中含有两种金属离子Cd
2+、Mn
2+,其浓度相当,加入试剂X 沉铬,由金属化合物的Ksp可
知,CdCO3、MnCO3的Ksp接近,不易分离,则试剂X 选择含S
2−的试剂,得到CdS 滤饼,加入NaHCO3溶液
沉锰,发生反应:Mn
2++2HCO3
−= MnCO3↓+CO2↑+ H 2O,据此解答。
【详解】A.粉碎工业废料能增大废料与浸出液的接触面积,有利于提高金属元素的浸出率,A 正确;
B.由分析可知,试剂X 可以是Na2S溶液,B 正确;
C.若先加入NaHCO3溶液进行“沉锰”,由题中信息以及Ksp数据可知,金属离子Cd
2+、Mn
2+浓度相当,
则Cd
2+也会沉淀,后续流程中无法分离Cd 和Mn,所以“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换,C 正确;
D.“沉锰”时,发生反应的离子方程式是:Mn
2++2HCO3
−= MnCO3↓+CO2↑+ H 2O,D 错误;
故选D。
17. (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;
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。
18. (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;
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。
19.(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;
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。
20.(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;
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。
21.(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,
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。
22.(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;
故选D。
23.(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。
24.(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
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。
考法05 离子平衡综合题
25.(2025·黑吉辽蒙卷)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含MnO2、Co3O4和少量Fe2O3)中提取金属元
素,流程如图。已知“沉钴”温度下Ksp(CoS)=10
−20.4,下列说法错误的是
A.硫酸用作催化剂和浸取剂
B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C.“浸出”时,3 种金属元素均被还原
D.“沉钴”后上层清液中c(Co
2+)⋅c(S
2−)=10
−20.4
【答案】C
【分析】矿石(含MnO2、Co3O4、Fe2O3)经过硫酸和稻草浸出过滤得到滤液,滤液含有Fe3+、Mn2+、Co2+,加
入Na2CO3沉铁得到FeOOH,过滤,滤液再加入Na2S 沉钴得到CoS,过滤最后得到硫酸锰溶液。
【详解】A.根据分析可知,加入硫酸和稻草浸出,硫酸作催化剂和浸取剂,A 正确;
B.生物质(稻草)是可再生的,且来源广泛,B 正确;
C.根据图示可知,“浸出”时,Fe 的化合价没有变化,Fe 元素没有被还原,C 错误;
D.“沉钴”后的上层清液存在CoS 的沉淀溶解平衡,满足Q=Ksp=c(Co2+)·c(S2-)=10-20.4,D 正确;
答案选C
26.(2025·陕晋青宁卷)常温下,溶液中Al
3+、Zn
2+、Cd
2+以氢氧化物形式沉淀时,
-lg[c(X)/(mol⋅L
-1)]与-lg[c(H
+)/(mol⋅L
-1)]的关系如图[其中X 代表
Al
3+、Zn
2+、Cd
2+、Al(OH)4
-、Zn(OH)4
2-或Cd(OH)4
2-]。已知:Ksp[Zn(OH)2]<Ksp[Cd(OH)2],Zn(OH)2
比Cd(OH)2更易与碱反应,形成M(OH)4
2-;溶液中c(X)≤10
-5mol⋅L
-1时,X 可忽略不计。
下列说法错误的是
A.L 为-lgc[Al(OH)4
-]与-lgc(H
+)的关系曲线
B.Zn
2++4OH
-=Zn(OH)4
2-的平衡常数为10
11.2
C.调节NaOH溶液浓度,通过碱浸可完全分离Cd(OH)2和Al(OH)3
D.调节溶液pH为4.7~6.4,可将浓度均为0.1mol⋅L
-1的Zn
2+和Al
3+完全分离
【答案】B
【分析】Zn
2+和Cd
2+沉淀形成Zn(OH)2和Cd(OH)2,Al
3+沉淀形成Al(OH)3,则Zn
2+和Cd
2+的曲线平行,根据
Ksp[Zn(OH)2]<Ksp[Cd(OH)2],Zn(OH)2比Cd(OH)2更易与碱反应,因此Zn(OH)4
2-生成的pH 低于Cd(OH)4
2-,
故从左到右曲线依次为:Al
3+、Zn
2+、Cd
2+、Al(OH)4
-、Zn(OH)4
2-或Cd(OH)4
2-。如图可知:
Al
3++3OH
-=Al(OH)3
❑的平衡常数为
Ksp[Al(OH)3
❑]=c[Al
3+]⋅c
3[OH
-]=10
−0×[10−(14−3)]
3=10
−0−3×11=10
−33,Zn
2++2OH
-=Zn(OH)2
❑的平衡
常数为Ksp[Zn (OH)2
❑]=c[Zn
2+]⋅c
2[OH
-]=10
−5×[10−(14−8.4)]
2=10
−5−2×5.6=10
−16.2,
Cd
2++2OH
-=Cd(OH)2
❑的平衡常数为
Ksp[Cd (OH)2
❑]=c[Cd
2+]⋅c
2[OH
-]=10
−5×[10−(14−9.4)]
2=10
−5−2×4.6=10
−14.2,Al(OH)3
❑+OH
-=Al(OH)4
−的
平衡常数为K=
10
−5
10−(14−8.4) =10
−5+5.6=10
0.6,Zn (OH)2
❑+2OH
-=Zn(OH)4
2−的平衡常数为
K=
10
−5
[10−(14−12.4)]
2 =10
−5+3.2=10
−1.8,Cd (OH)2
❑+2OH
-=Cd(OH)4
2−的平衡常数为
K=
10
−5
[10−(14−14)]
2 =10
−5+0=10
−5。据此分析:
【详解】A.据分析,L 为-lgc[Al(OH)4
-]与-lgc(H
+)的关系曲线,故A 正确;
B.如图可知,Zn
2++2OH
-=Zn(OH)2
❑的平衡常数为
Ksp[Zn (OH)2
❑]=c[Zn
2+]⋅c
2[OH
-]=10
−5×[10−(14−8.4)]
2=10
−5−2×5.6=10
−16.2,则Zn
2++4OH
-=Zn(OH)4
2-的
平衡常数为
K=
c[Zn (OH)4
2-]
c[Zn
2+]⋅c
4[OH
-]
=
c[Zn (OH)4
2-]
Ksp[Zn (OH)2
❑]⋅c
2[OH
-]
=
10
−5
10
−16.2×[10−(14−12.4)]
2 =10
−5+16.2+2×1.6=10
14.4,故B 错
误;
C.如图可知,pH=14 时Cd (OH)2
❑开始溶解,pH=8.4 时Al(OH)3
❑开始溶解,且pH=14 时
c[ Al(OH)4
-]>1mol/L,即可认为Al(OH)3
❑完全溶解,并转化为Al(OH)4
-,因此调节NaOH溶液浓度,通过
碱浸可完全分离Cd(OH)2和Al(OH)3,故C 正确;
D.0.1mol⋅L
-1的Zn
2+开始沉淀pH 为14+lg(
❑√
10
−16.2
0.1 )=6.4,0.1mol⋅L
-1的Al
3+完全沉淀pH 为
14+lg(
3√
10
−33
10
−5)= 4.7,因此调节溶液pH为4.7~6.4,可将浓度均为0.1mol⋅L
-1的Zn
2+和Al
3+完全分离,
故D 正确;
故答案为B。
27.(2025·山东卷)钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物,实验室利用酸碱协同法分离钢渣
中的Ca,Si,Fe元素,流程如下。已知:Fe2(C2O4)3能溶于水;Ksp(CaC2O4)=2.3×10
−9,
Ksp(FeC2O4)=3.2×10
−7。下列说法错误的是
A.试剂X 可选用Fe粉
B.试剂Y 可选用盐酸
C.“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中
D.“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少
【答案】A
【分析】钢渣通过盐酸酸浸,得到滤液I 中含有Fe2+、Fe3+、Ca2+等,滤渣I 为SiO2,滤渣I 加入NaOH 溶液碱
浸,得到含有Na2SiO3的浸取液,加入试剂Y 盐酸生成硅酸沉淀,最后得到SiO2,滤液I 加入试剂X 和
H2C2O4分离,由于Fe2(C2O4)3能溶于水,试剂X 将Fe2+氧化为Fe3+,再加入H2C2O4,使CaC2O4先沉淀,滤渣II
为CaC2O4,滤液II 中有Fe3+,依次解题。
【详解】A.根据分析,加入试剂X 的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,试剂X 应该是氧化剂,不可以是Fe 粉,A
错误;
B.加入试剂Y,将Na2SiO3转化为H2SiO3沉淀,最后转化为SiO2,试剂Y 可以是盐酸,B 正确;
C.根据分析,“分离”后Fe 元素主要存在于滤液II 中,C 正确;
D.“酸浸”后滤液I 中pH 过小,酸性强,造成C2O4
2−浓度小,使Ca2+(aq)+ C2O4
2−(aq)⇌
❑
❑
CaC2O4(s)平衡逆向
移动,得到CaC2O4沉淀少,滤渣II 质量减少,D 正确;
答案选A。
28.(2025·湖南卷)草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,通过下列实验探究了草酸的性质:
实验1:向10 mL0.2mol⋅L
−1H2C2O4溶液中滴入一定量0.2mol⋅L
−1KOH溶液。混合溶液的pH与lg X¿的
关系如图所示。
实验2:向10 mL0.2mol⋅L
−1H2C2O4溶液中加入10 mL0.2mol⋅L
−1BaCl2溶液。
已知:25℃时,Ksp(BaC2O4)=10
−7.6。混合后溶液体积变化忽略不计。
下列说法错误的是
A.实验1,当溶液中c(H2C2O4)=c(C2O4
2−)时,pH =2.5
B.实验1,当溶液呈中性时:c(C2O4
2−)>c(HC2O4
−)>c(H2C2O4)
C.实验2,溶液中有沉淀生成
D.实验2,溶液中存在:2c(Ba
2+)+c(H
+)=c(Cl
−)+c(HC2O4
−)+2c(C2O4
2−)
【答案】D
【分析】K a1= c(HC2O4
−)c (H
+)
c(H2C2O4)
、K a2= c(C2O4
2−)c (H
+)
c(HC2O4
−)
,根据K a1> K a2可知,当lgX=0时,K a1对应的
c (H
+)大,pH 数值小,因此K a1= c(HC2O4
−)c (H
+)
c(H2C2O4)
=10
−1.2,K a2= c(C2O4
2−)c (H
+)
c(HC2O4
−)
=10
−3.8,以此解题。
【详解】A.K a1× K a2= c(HC2O4
−)c (H
+)
c(H2C2O4)
× c(C2O4
2−)c (H
+)
c(HC2O4
−)
= c(C2O4
2−)c
2(H
+)
c(H2C2O4)
=10
−5.0,当溶液中
c(H2C2O4)=c(C2O4
2−)时,c (H
+)=10
−2.5mol / L,pH=2.5,A 正确;
B.当溶液呈中性时,c (H
+)=10
−7mol / L,由两步电离平衡常数可知,c(HC2O4
−)
c(H2C2O4)
= 10
−1.2
10
−7 >1,
c(HC2O4
−)>c(H2C2O4),同理:
c(C2O4
2−)
c(HC2O4
−)
= 10
−3.8
10
−7 >1,c(C2O4
2−)>c(HC2O4
−),B 正确;
C.实验2 的离子方程式:H2C2O4(aq)+Ba
2+(aq)⇌BaC2O4(s)+2H
+(aq),平衡常数:
K=
c
2(H
+)
c(Ba
2+)×c(H2C2O4)
=
c (H
+)c(HC2O4
−)×c (H
+)c(C2O4
2−)
c(Ba
2+)c(C2O4
2−)×c(H2C2O4)×c(HC2O4
−)
=
K a1× K a2
K sp(BaC2O4)
= 10
−5
10
−7.6 =10
2.6,
平衡常数较大,该反应进行的程度较大,判断可产生沉淀;或进行定量计算,两步电离平衡反应式相加,
得到H2C2O4⇌2H
++C2O4
2− K =10
−5.0,二者等体积混合,c(H2C2O4)=0.1mol / L,列三段式:
H2C2O4
⇌
2H
+
+
C2O4
2−
mol
始
/ L
0.1
¿0
¿
¿
x ¿¿2 x ¿¿ x ¿
mol
平
/ L¿0.1−x ¿¿2 x ¿¿ x ¿,则4 x
3
0.1−x =10
−5.0,估
算x 的数量级为10
−3,故Q =c(Ba
2+)×c(C2O4
2−)≈0.1×10
−3=10
−4>Ksp(BaC2O4)=10
−7.6,故有沉淀生
成,C 正确;
D.电荷守恒中右侧缺少了OH
−的浓度项,D 错误;
故选D。
29.(2025·重庆卷)某兴趣小组探究沉淀的转化。将2mL 0.1mol·L-1 AgNO3溶液与同浓度同体积的NaCl 溶
液混合,得悬浊液1,然后进行如下实验。下列叙述错误的是
A.溶液1 中c(Ag
+)+c(Na
+)+c(H
+)=c(Cl
−)+c(NO3
−)+c(OH
−)
B.溶液2 中c(Cl
−)>c([Ag(NH3)2]
+)
C.溶液3 中c(H
+)=c(OH
−)
D.上述实验可证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
【答案】C
【分析】在2mL0.2mol/L 的AgNO3溶液中加入等体积等浓度的NaCl 溶液得悬浊液1,经分离后,向AgCl中
滴加6mol/L 的氨水,发生反应AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH 3)2]Cl+2 H 2O,加入0.1mol/LKI 溶液2mL,发
生反应:[Ag(NH 3)2]Cl+ KI = AgI ↓+ KCl+2 NH 3,得到AgI沉淀,由物质的量关系可知,
[Ag(NH 3)2]Cl不能完全反应,溶液3 中可能还存在剩余的氨水以及[Ag(NH 3)2]Cl;
【详解】A.溶液1 中主要溶质是NaNO3,同时由于存在溶解平衡:AgCl (s)⇌Ag
+(aq)+Cl
−(aq),还存
在极少量的Ag
+、Cl
−,选项中满足电荷守恒关系,A 正确;
B.根据元素守恒可知,若Ag
+不水解,则c(Cl
−)=c([Ag(NH3)2]
+),但Ag
+会水解生成其他含银的微粒,
故c(Cl
−)>c([Ag(NH3)2]
+),B 正确;
C.溶液3 中可能存在氨水过量的情况,不能得出c(H
+)=c(OH
−)的结论,C 错误;
D.由实验操作可知,存在转化AgCl
→
NH 3·H2O
[Ag(NH 3)2]Cl→
KI
AgI,由此说明AgI 更难溶,故可得出结论
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),D 正确;
故选C。
30. (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
,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
31. (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
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。
32. (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
,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。
33. (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
【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。
34. (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
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。
35. (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:
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。
36. (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
【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。
37.(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
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。
38.(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
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。
39.(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
)。
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。
40.(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。
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。