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专题07 水溶液中的离子反应与平衡
考点概览
题型一 水溶液中的离子反应与平衡(传统题型)
题型二 分布分数图像
题型三 对数图像
题型四 与微型工艺流程结合的题型
水溶液中的离子反应与平衡
1.(2024-2025 学年·达州市一模)25℃时某二元酸H2X的K a1=10
−1.2,K a2=10
−4.8。下列说法正确的是
A.将pH =1的H2X溶液加水稀释100 倍pH等于3
B.向H2X溶液中加入NaOH溶液至pH =8,则c(X
2−)>c(HX
−)
C.等浓度NaHX和Na2X的混合液对水的电离有促进作用
D.在0.1mol/L的Na2X溶液中,2c(OH
−)=c(H
+)+c(HX
−)+2c(H2X)
【答案】B
【分析】NaHX溶液中HX-的电离和水解平衡常数分别为:K a2=10
−4.8、K w
K a1
= 10
−14
10
−1.2 =10
−12.8,HX-的电离
程度大于水解程度,Na2X溶液中X-的水解平衡常数为:K w
K a2
= 10
−14
10
−4.8 =10
−9.2。
【详解】A.H2X为弱酸,将pH =1的H2X溶液加水稀释100 倍pH小于3,A 错误;
B.根据分析,等浓度NaHX和Na2X的混合液中以HX-的电离为主,溶液呈酸性,当向H2X溶液中加入NaOH
溶液至pH =8,溶液中Na2X 浓度大于NaHX,故c(X
2−)>c(HX
−),B 正确;
C.根据分析,等浓度NaHX和Na2X的混合液中以HX-的电离为主,对水的电离有抑制作用,C 错误;
D.在0.1mol/L的Na2X溶液中存在质子守恒:c(OH
−)=c(H
+)+c(HX
−)+2c(H2X),D 错误;
故选B。
题型一
2.(2024-2025 学年·四川宜宾叙州区一模)下列说法正确的是( )
A.常温下,pH 为1 的0.1 mol/L HA 溶液与0.1 mol/L NaOH 溶液恰好完全反应时,溶液中一定存在:
c(Na+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
B.相同浓度的CH3COONa 和NaClO 溶液混合后,溶液中各离子浓度的大小关系为:
c(Na+)>c(ClO-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
C.PH=1 NaHSO4溶液中c (H+)=2 c (SO4
2-)+ c (OH-)
D.常温下,pH=7 的CH3COONa 和CH3COOH 混合溶液中:c(Na+)= c (CH3COOH)> c (CH3COO-)> c
(H+) = c (OH-)
【答案】A
【详解】A. 常温下,pH 为1 的0.1 mol/L HA 溶液中,c(H+)=0.1 mol/L,则HA 为强酸溶液,与0.1 mol/L
NaOH 溶液恰好完全反应时,溶液中溶质为强电解质NaA,c(Na+)=c(A-),溶液呈中性,c(OH-)和 c(H+)来
自于水且c(OH-)=c(H+) ,故A 正确;
B. 相同浓度时酸性:CH3COOH>HClO,即CH3COOH 电离程度大于HClO,即c(CH3COO-)> c(ClO-);相
同浓度的CH3COONa 和NaClO 溶液混合后,水解程度:CH3COONa<NaClO,溶液中c(CH3COO-)>
c(ClO-),故B 错误;
C. pH=1 NaHSO4溶液中含有Na+、SO4
2-、H+、OH-,电荷守恒式c(Na+)+c (H+)=2c (SO4
2-)+c (OH-),故C 错
误;
D. pH=7,溶液呈中性,c (H+) = c (OH-),CH3COONa 和CH3COOH 混合溶液,c (CH3COO-) = c(Na+),溶
液中各离子浓度的大小关系为:c (CH3COO-)= c(Na+)> c (CH3COOH) >c (H+) = c (OH-),故D 错误。
答案选A。
3.(2024-2025 学年·四川眉山东坡区一模)赖氨酸[H3 N
+(CH2)4CH(NH2)COO
−,用HR 表示]是人体必需氨
基酸。常温下,赖氨酸与足量盐酸反应可得盐酸盐(H3RCl2),H3RCl2呈酸性,在水溶液中存在电离平衡:
H3R
2+⇌
K 1
H2R
+⇌
K 2
HR⇌
K 3
R
−。下列叙述正确的是
A.0.01mol⋅L
−1 H3RCl2的水溶液稀释10 倍后,pH=3
B. H3RCl2的水溶液中c水(H
+)<10
−7 mol⋅L
−1
C. H3RCl2水溶液中c(Cl
−)+c(OH
−)+c(R
−)=2c(H3R
2+)+c (H
+)
D.NaR 水溶液中R-的水解平衡常数K h
与K 3
的关系为K h⋅K 3=10
14
【答案】B
【详解】A.H3R
2+⇌H2R
++ H
+,0.01mol⋅L
−1 H3RCl2的水溶液稀释10 倍后,H3R
2+的电离平衡正向移动,
n(H+)增大,pH<3,A 不正确;
B.H3RCl2的水溶液中,存在电离平衡H3R
2+⇌H2R
++ H
+,对水电离产生抑制作用,
c水(H
+)<10
−7 mol⋅L
−1,B 正确;
C.H3RCl2水溶液中,存在电荷守恒:c(Cl
−)+c(OH
−)+c(R
−)=2c(H3R
2+)+c(H2R
+)+c (H
+),则
c(Cl
−)+c(OH
−)+c(R
−)>2c(H3R
2+)+c (H
+),C 不正确;
D.NaR 水溶液中R-的水解平衡常数K h
与K 3
的关系为K h⋅K 3= c (HR)⋅c(OH
−)
c(R
−)
× c (H
+)⋅c(R
−)
c (HR)
=KW=10-
14,D 不正确;
故选B。
分布分数图像
1.(2024-2025 学年·四川德阳一模)25℃时,调节浓度均为0.1mol·L-1的R1COOH、R2COOH、R3COOH溶液
的pH(R1、R2,R3均为烃基),酸分子的分布分数δ (RCOOH) [δ (RCOOH)=
c (RCOOH)
c (RCOOH)+c(RCOO
−)]
随pH 的变
化关系如图。下列说法正确的是
题型二
A.25℃时,K a(R1COOH)< K a(R2COOH)
B.溶液pH 相同时,水电离出的n(H
+):R2COOH =R3COOH
C.25℃时,反应R1COOH+R3COO
−⇌R3COOH+R1COO
−的平衡常数为10
−2
D.向R1COOH和R2COOH的混合溶液中加入NaOH 至中性,c(R1COO
−)<c (Na
+)
【答案】D
【分析】25℃时,0.1mol·L-1的R1COOH,酸分子的分布分数δ (RCOOH)=50%时,pH=3.75,K a(R1COOH)
=10-3.75;0.1mol·L-1的R2COOH,酸分子的分布分数δ (RCOOH)=50%时,pH=4.88,K a(R2COOH)=10-4.88;
0.1mol·L-1的R3COOH,酸分子的分布分数δ (RCOOH)=50%时,pH=5.75,K a(R2COOH)=10-5.75;
【详解】A.根据以上分析,25℃时, K a(R1COOH)> K a(R2COOH),故A 错误;
B.溶液pH 相同时,水电离出的c(H
+):R2COOH =R3COOH,没有明确溶液体积,水电离出的n(H
+)不一定
相等,故B 错误;
C.25℃时,反应R1COOH+R3COO
−⇌R3COOH+R1COO
−的平衡常数为
c(R1COO
−)c(R3COOH)
c(R3COO
−)c(R1COOH)
= c(R1COO
−)c(R3COOH)c (H
+)
c(R3COO
−)c(R1COOH)c (H
+) = K a(R1COOH)
K a(R3COOH)
= 10
−3.75
10
−5.75 =10
2,故C 错误;
D.向R1COOH和R2COOH的混合溶液中加入NaOH 至中性,根据电荷守恒c(R1COO
−)+c(R1COO
−)=c (Na
+),
所以c(R1COO
−)<c (Na
+),故D 正确;
选D。
2.(2024-2025 学年·四川南充一模)亚砷酸(H3 AsO3)可用于治疗白血病,其在溶液中存在多种微粒形态,
常温下,各种微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A.H3 AsO3
的电离方程式为:H3 AsO3⇌3 H
++ AsO3
3−
B.0.10 mol/LH3 AsO3溶液的pH约为9.2
C.人体血液的pH为7.35∼7.45,用药后人体所含砷元素的主要微粒是H3 AsO3
D.pH =12时,溶液中c(H2AsO3
−)+2c(HAsO3
2−)+3c(AsO3
3−)+c(OH
−)=c (H
+)
【答案】C
【详解】A.H3AsO3是三元弱酸,分步发生电离,以第一步电离为主,第一步电离方程式为
H3AsO3⇌
❑
❑
H
++ H2AsO3
−,A 项错误;
B.H3AsO3第一步电离的电离常数Ka1=c(H2AsO3
−)⋅c(H
+)
c(H3AsO3)
,由图可知,pH =9.2时,
c(H2AsO3
−)=c(H3AsO3),则Ka1=c(H
+)=1×10
-9.2,则0.10 mol/LH3 AsO3溶液,
c(H
+)≈❑√Ka1×c(H3AsO3)=
❑√1×10
-10.2,c(H
+)=1×10
-5.1,pH=5.1,B 项错误;
C.由图可知,pH 在7.35~7.45 之间时As 主要微粒为H3AsO3,C 项正确;
D.pH =12时,溶液呈碱性,说明外加碱调节了pH,选项中的电荷守恒缺少了金属阳离子,从而可得
c(H2AsO3
−)+2c(HAsO3
2-)+3c(AsO3
3-)+c(OH
-)>c(H
+),D 项错误;
故选C。
3.(2024-2025 学年·四川内江一模)H3A为三元弱酸,常温时,向10mL0.01mol/L H3A溶液中滴入
0.01mol/L NaOH溶液,H3A、H2A
-、HA
2-、A
3-的物质的量分数与溶液pH的关系如图。下列说法正确的
是
A.反应A
3-+H2O⇌HA
2-+OH
-的平衡常数为1.0×10
-2.2
B.加入20mL NaOH溶液时,溶液的pH<6.8
C.向V L0.1mol/L NaH2A溶液中滴加0.05mol/L NaOH溶液至pH=7时,消耗NaOH溶液体积大于
V L
D.NaOH溶液的体积为30mL时,溶液中:c(OH
-)=c(HA
2-)+2c(H2A
-)+3c(H3A)
【答案】C
【分析】由图象可知,H3A为三元弱酸,则H3A⇌H2A
-+H
+,Ka1=c(H2A
-)c(H
+)
c(H3A)
,当c(H2A
-)=c(H3A)时,
Ka1=10
-2.2,H2A
-⇌HA
2-+H
+,Ka2=c(HA
2-)c(H
+)
c(H2A
-)
,当c(HA
2-)=c(H2A
-),Ka2=10
-6.8 ,HA
2-⇌A
3-+H
+,
Ka3=c(A
3-)c(H
+)
c(HA
2-)
,当c(HA
2-)=c(A
3-),Ka3=10
-11.3,据此分析;
【详解】A.反应A
3-+H2O⇌HA
2-+OH
-的平衡常数为Kh=c(HA
2-)c(OH
−)c(H
+)
c(A
3-)c(H
+)
= Kw
Ka3
=10
-14
10
-11.3 =10
-2.7,A
错误;
B.加入20mLNaOH 溶液时,溶液中的溶质为Na2HA,主要以HA2-形式存在,由图可知此时的pH 在6.8
的右侧,故此时溶液的pH>6.8,B 错误;
C.当向V L0.1mol/L NaH2A溶液中滴加0.05mol/L NaOH消耗NaOH溶液体积等于V L时,溶质为NaHA,
NaHA的Kh= Kw
Ka2
=10
-14
10
-6.8 =10
-7.2<Ka2,电离大于水解,溶液显酸性,故pH=7时加入的NaOH溶液体积大于
V L,C 正确;
D.NaOH溶液的体积为30mL时,溶液中溶质为Na3A,电荷守恒:
c(Na
+)+c(H
+)=c(OH
-)+c(H2A
-)+2c(HA
2-)+3c(A
3-),物料守恒:
3c(Na
+)=c(H2A
-)+c(HA
2-)+c(A
3-)+c(H3A),两式相差得,c(OH
-)=c(HA
2-)+2c(H2A
-)+3c(H3A)+c(H
+),
D 错误;
故选C。
4.(2024-2025 学年·大数据教学联盟一模)向0.1mol/LCuSO4溶液中滴入1mol/L氨水至得到深蓝色的透
明溶液。滴加氨水过程中,测得与铜元素相关微粒的分布系数δ与p(NH3)的变化关系如图所示。已知:
p(NH3)=−lgc(NH3);比如
δ{[Cu(NH3)]
2+}=
n{[Cu(NH3)]
2+}
n(Cu
2+)+n{[Cu(NH3)]
2+}+n{[Cu(NH3)2]
2+}+n{[Cu(NH3)3]
2+}+n{[Cu(NH3)4]
2+}
下列说法正确的是
A.与Cu
2+形成配位键的能力:NH3<H2O
B.p(NH3)= 4.1时,n{[Cu(NH3)]
2+}<n{[Cu(NH3)2]
2+}
C.p(NH3)=2.1时,4 n(SO4
2−)=25n{[Cu(NH3)4]
2+}
D.Cu
2++ 4 NH3⇌[Cu(NH3)4]
2+的平衡常数为1.0×10
12.6
【答案】D
【分析】结合题干和图像可知:向0.1mol/LCuSO4溶液中滴入1mol/L 氨水至得到深蓝色的透明溶液,过程
中含铜元素的微粒有:Cu
2+、[Cu(NH3)]
2+、[Cu(NH3)2]
2+、[Cu(NH3)3]
2+、[Cu(NH3)4]
2+,各粒子分布系数
与p(NH3)的关系,如图像所示;
【详解】A.硫酸铜溶液呈蓝色,是因为Cu
2+与水形成水合铜离子[Cu(H2O)4]
2+,滴入氨水后最终生成
[Cu(NH3)4]
2+,说明NH3更易与Cu
2+形成配位键,A 不符合题意;
B.如图所示:p[NH3]= 4.1时,n{[Cu(NH3)]
2+}>n{[Cu(NH3)2]
2+},B 不符合题意;
C.p(NH3)=2.1时,含铜元素的微粒有:[Cu(NH3)2]
2+、[Cu(NH3)3]
2+、[Cu(NH3)4]
2+,此时,
δ[Cu(NH3)2]
2+=δ[Cu(NH3)4]
2+=0.42,δ[Cu(NH3)2]
2+=0.16,若n(CuSO4)=amol, n(SO4
2-)=amol,
n[Cu(NH3)2]
2+=0.16amol则4 n(SO4
2−)=25n[Cu(NH3)2]
2+,C 不符合题意;
D.欲计算Cu
2++ 4 NH3⇌[Cu(NH3)4]
2+平衡常数,可以分别计算出Cu
2++ NH3⇌[Cu(NH3)]
2+、
[Cu(NH3)]
2++ NH3⇌[Cu(NH3)2]
2+、[Cu(NH3)2]
2++ NH3⇌[Cu(NH3)3]
2−、[Cu(NH3)3]
2−+ NH3⇌[Cu(NH3)4]
2+
的平衡常数再相乘,计算上述四个反应平衡常数的方法:特殊坐标点即可以利用选择p[NH3]= 4.1、3.5、
2.9、2.1(上述四个点时各平衡常数k=1
c(NH3) )分别计算出上述四个反应的平衡常数分别为10
4.1、10
3.5、
10
2.9、10
2.1,故Cu
2++ 4 NH3⇌[Cu(NH3)4]
2+的平衡常数为10
12.6,D 符合题意;
故答案选D。
5.(2024-2025 学年·泸州合江县一模)室温下,向1.0L 0.100mol⋅L
-1NH4HCO3
溶液中加入NaOH稀溶液,
溶液中主要微粒的分布系数【如A
2-的分布系数δ(A
2-)=c(A
2-)
c(H2A)+c(HA)+c(A
2-)
】以及pH随n(NaOH)变化
如图。
下列叙述错误的是
A.0.100mol⋅L
-1NH4HCO3
溶液中c(OH
-)
c(H
+) >1,水电离受到促进
B.加入NaOH稀溶液过程中,溶液满足关系式c(NH4
+)+c(NH3⋅H2O)=c(CO3
2-)+c(HCO3
-)+c(H2CO3)
C.Ka2(H2CO3)⋅Kb(NH3⋅H2O)>Kw
D.加入少量NaOH时,OH
-先与HCO3
-发生主要反应
【答案】CD
【详解】A.由图可知,0.1mol/L 弱酸弱碱盐碳酸氢铵溶液呈碱性,溶液中c(OH
-)
c(H
+) >1,说明铵根离子和碳
酸氢根离子在溶液中都发生水解反应,促进水的电离,故A 正确;
B.由物料守恒可知,碳酸氢铵溶液中和加入氢氧化钠稀溶液的过程中,溶液中始终满足关系式
c(NH4
+)+c(NH3⋅H2O)=c(CO3
2-)+c(HCO3
-)+c(H2CO3),故B 正确;
C.由电离常数公式可得,Ka2(H2CO3)⋅Kb(NH3⋅H2O)=c(H
+)⋅c(CO❑3
2- )
c(HCO❑3
- )
×c(OH
-)⋅c(NH❑4
+ )
c(NH3⋅H2O)
=
Kw⋅c(CO❑3
2- )⋅c(NH❑4
+ )
c(HCO❑3
- )⋅c(NH3⋅H2O)
,由图可知,溶液中碳酸根离子和碳酸氢根离子浓度相等时,一水合氨的浓度大
于铵根离子,所以Ka2(H2CO3)×Kb(NH3⋅H2O)<Kw
,故C 错误;
D.由图可知,起始加入氢氧化钠稀溶液时,碳酸氢根离子浓度的减小趋势小于铵根离子浓度的减小趋势,
说明氢氧根离子先与铵根离子发生主要反应,故D 错误;
故选CD。
6.(2024-2025 学年·泸县第五中学一模)室温下,某可溶性二元碱X(OH)2水溶液中相关组分的物质的量
分数(δ)随溶液pH 变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.Kb1的数量级为10—5
B.pH=9.2 时,溶液中没有X2+
C.X(OH)NO3溶液中:c(X2+)>c[X(OH)2]
D.在X(OH)NO3水溶中,c[X(OH)2]+c(H+)=c(X2+)+c(OH—)
【答案】D
【分析】由图可知,溶液中c[X(OH)2]= c[X(OH)+]时,溶液pH 为9.2,由电离常数公式可知,二元碱Kb1=
c[X (OH)+]c(OH
-)
c[X (OH)2]
= c(OH—)=10—4.8,同理可知,由溶液中c[X(OH)+] =c(X2+),溶液pH 为6.2 时,二元碱
Kb2= c(OH—)=10—7.8。
【详解】A.由分析可知,Kb1=c[X (OH)+]c(OH
-)
c[X (OH)2]
= c(OH—)=10—4.8,数量级为10—5,故A 正确;
B.由图可知,溶液pH 为9.2 时,溶液中存在X(OH)2和X(OH)+,没有X2+,故B 正确;
C.由分析可知,X(OH)—的水解常数为Kh=Kw
Kb1
❑=10
−14
10
−4.8 =10—9.2<Kb2说明X(OH)+在溶液中的电离程度大于水
解程度,X(OH)NO3溶液呈碱性,溶液中c(X2+) >c[X(OH)2],故C 正确;
D.X(OH)NO3溶液中存在电荷守恒关系c(H+)+2c(X2+)+ c[X(OH)+] = c(NO❑3
-)+c(OH—)和物料守恒关系
c(NO❑3
-)= c(X2+)+ c[X(OH)+]+ c[X(OH)2],整理可得c[X(OH)2]+ c(OH—)=c(X2+)+ c(H+),故D 错误;
故选D。
7.(2024-2025 学年·四川适应性考试)常温下,H2S溶液中含硫粒子分布系数δ[比如:
δ(HS
−)=c(HS
−)
c(H2S)+c(HS
−)+c(S
2−)
]与pH的关系如图1 所示;金属硫化物M2S和NS在H2S饱和溶液
(0.1mol⋅L
−1)中达沉淀溶解平衡时,−lgc与pH的关系如图2 所示(c 为金属离子浓度)。
下列说法正确的是
A.溶液中H2S的Ka1
Ka2
=10
−5.93
B.直线④表示H2S饱和溶液中N
2+的−lgc与pH的关系
C.金属硫化物M2S的pKsp= 49.21
D.浓度均为0.01mol⋅L
−1的M
+和N
2+的混合溶液不能通过滴加H2S饱和溶液实现分离
【答案】C
【分析】硫化氢两步电离方程式为:H2S⇌
❑
HS
-+H
+,HS
-⇌
❑
S
2-+H
+;随着pH 增大,H2S逐渐转化为HS
−再
转化为S
2−,所以图1 中①表示H2S,②表示HS
−,③表示S
2−;由图像交点可得pH=6.97 时c(H2S)=c(HS
−),
pH=12.9 时c(S
2−)=c(HS
−),则电离平衡常数Ka1=c(HS
-)⋅c(H
+)
c(H2S)
=10
-6.97,Ka2=c(S
2-)⋅c(H
+)
c(HS
-)
=10
-12.9;
图2P 点可知pH=8.94 时,Ka1=c(HS
-)⋅10
-8.94
c(H2S)
=10
-6.97,Ka2=c(S
2-)⋅10
-8.94
c(HS
-)
=10
-12.9,两式相乘得
c(S
2-)
c(H2S) =10
-1.99,H2S饱和溶液浓度为0.1mol⋅L
−1,由于电离程度非常小,所以c(H2S)≈0.1mol⋅L
−1,
则c(S
2-)=10
-2.99mol/L,且−lgc =23.11,c=10
-23.11mol/L,可求得
Ksp(M2S)=c
2(M
+)⋅c(S
2-)=(10
-23.11)
2×10
-2.99=10
-49.21,
Ksp(NS)=c(N
2+)⋅c(S
2-)=10
-23.11×10
-2.99=10
-26.1;随着pH 增大,c(S
2-)
浓度会增大,则金属阳离子
浓度会减小,且由c(N
2+)减小更快,所以直线④为M
+的−lgc与pH的关系,直线⑤N
2+的−lgc与pH的关系。
【详解】A.由分析可知Ka1=c(HS
-)⋅c(H
+)
c(H2S)
=10
-6.97,Ka2=c(S
2-)⋅c(H
+)
c(HS
-)
=10
-12.9,则溶液中H2S的
Ka1
Ka2
=10
5.93,A 错误;
B.根据分析可知,直线⑤表示H2S饱和溶液中N
2+的−lgc与pH的关系,B 错误;
C.由分析得,Ksp(M2S)=c
2(M
+)⋅c(S
2-)=(10
-23.11)
2×10
-2.99=10
-49.21,所以pKsp= 49.21,C 正确;
D.由图2 可知,逐滴加入硫化氢饱和溶液,浓度均为0.01mol⋅L
−1的M
+和N
2+的混合溶液,当
c(S
2-)= 10
−49.21
(10
−2)
2 =10
-45.21mol/L时,M
+开始沉淀,当c(S
2-)= 10
−26.1
10
−2 =10
-24.1mol/L时,N
2+开始沉淀,
所以M
+会先沉淀,当M
+沉淀完全时,溶液中c(S
2-)= 10
−49.21
(10
−5)
2 =10
-39.21mol/L<
c(S
2-)= 10
−26.1
10
−2 =10
-24.1mol/L,此时N
2+还未开始沉淀,所以能通过滴加H2S饱和溶液实现分离,D 错误;
故选C。
对数图像
1.(2024-2025 学年·四川泸州一模)常温下将NaOH 溶液分别滴加到等浓度的二氯乙酸(CHCl2COOH)和一
题型三
氯乙酸(CH2ClCOOH)溶液中,两溶液中pH 与微粒浓度比值的对数的变化关系如图所示。下列叙述正确的
是
A.曲线I 表示pH 与lgc(CHCl2COO
−)
c(CHCl2COOH)
的变化关系
B.Ka(CH2ClCOOH)的数量级为10
−2
C.浓度均为0.1mol/L的CH2ClCOOH与CH2ClCOONa混合溶液中,c(H
+)<c(OH
−)
D.在pH 均为3 的两种酸的溶液中,曲线I 对应酸的物质的量浓度更大
【答案】D
【分析】氯原子具有较大的电负性,能够吸引电子,增加羧基中羟基的极性,故二氯乙酸的酸性比一氯乙
酸强,lgc(CHCl2COO
−)
c(CHCl2COOH)
和lgc(CH2ClCOO
−)
c(CH2ClCOOH)
等于0 时, c(CHCl2COO
−)=c(CHCl2COOH)、
c(CH2ClCOO
−)=c(CH2ClCOOH),Ⅱ的氢离子浓度大于Ⅰ,所以电离平衡常数Ka(Ⅰ)<Ka(Ⅱ),且均为弱
酸,故曲线I 表示pH 与lgc(CH2ClCOO
−)
c(CH2ClCOOH)
的变化关系,曲线Ⅱ表示pH 与lgc(CHCl2COO
−)
c(CHCl2COOH)
的变化关系。
【详解】A.根据分析,曲线I 表示pH 与lgc(CH2ClCOO
−)
c(CH2ClCOOH)
的变化关系,故A 错误;
B.曲线I 表示pH 与lgc(CH2ClCOO
−)
c(CH2ClCOOH)
的变化关系,lgc(CH2ClCOO
−)
c(CH2ClCOOH) =0,
c(CH2ClCOO
−)=c(CH2ClCOOH),pH 约为3,Ka(CH2ClCOOH)=c(CH2ClCOO
−)·(H
+)
c(CH2ClCOOH)
=10
−3,数量级为
10
−3,故B 错误;
C.结合B,Ka(CH2ClCOOH)=c(CH2ClCOO
−)×(H
+)
c(CH2ClCOOH)
=10
−3,CH2ClCOONa水解常数10
−14
10
-3
=10
−11<10-3,
CH2ClCOOH的电离大于CH2ClCOO
-的水解,溶液显酸性,c(H
+)>c(OH
−),故C 错误;
D.根据分析,曲线I 表示pH 与lgc(CH2ClCOO
−)
c(CH2ClCOOH)
的变化关系,曲线Ⅱ表示pH 与lgc(CHCl2COO
−)
c(CHCl2COOH)
的变化
关系,二氯乙酸的酸性比一氯乙酸强,在pH 均为3 的两种酸的溶液中,曲线I 对应酸的物质的量浓度更大,
故D 正确;
故选D。
2.(2024-2025 学年·四川宜宾叙州区一模)常温下,向20mL0.100 mol⋅L
−1NaB 溶液中滴加等浓度的弱
酸HA 溶液,所得混合溶液中lgc(A
-)
c(B
-)
与lgc(HA)
c(HB) 的关系如图所示。已知K a(HA)=1.77×10
−4。下列说
法正确的是
A.K a(HB)=1.77×10
−3
B.恰好完全反应时,溶液中c(A
-)=c(HB)
C.当溶液呈中性时,一定存在c(Na
+)>c(A
-)
D.pH=2 时c(HB)⋅c(A
-)
c(B
-)⋅c(HA)
的值比pH=1 的大
【答案】C
【详解】A.Ka(HA)=c(H
+)c(A
-)
c(HA)
,Ka(HB)=c(H
+)c(B
-)
c(HB)
,则Ka(HA)
Ka(HB) =c(HB)c(A
-)
c(HA)c(B
-)
=10,则
K a(HB)=1.77×10
−5,故A 错误;
B.恰好完全反应时,生成等物质的量浓度的NaA 和HB,但是HB 会电离,A-会水解,且程度不同,故浓
度不等,故B 错误;
C.根据电荷守恒可知溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-)+c(B-),溶液为中性时,c(H+)=c(OH-),混合溶液中
一定存在关系:c(Na+)=c(A-)+(B-),则c(Na
+)>c(A
-)成立,故C 正确;
D.电离平衡常数只与温度有关,pH=2 时,c(HB)⋅c(A
-)
c(B
-)⋅c(HA)
=c(HB)⋅c(A
-)×c(H
+)
c(B
-)⋅c(HA)×c(H
+)
=Ka(HA)
Ka(HB)
的值与
pH=1 时相等,故D 错误;
故选C。
与微型工艺流程结合的题型
1.(2024-2025 学年·四川八市联考一模)用Na2SO3溶液吸收烟气中SO2的流程如下图所示,已知:
Ka1(H2SO3)=1.54×10
-2,Ka2(H2SO3)=6.2×10
-8。下列说法正确的是
A.石膏的化学式为2CaSO4⋅H2O
B.吸收烟气后的溶液中:c(Na
+)+c(H
+)>c(HSO3
-)+2c(SO3
2-)
C.当吸收液的pH=7 时,溶液中:c(SO3
2-)>c(HSO3
-)>c(H
+)=c(OH
-)
题型四
D.“沉淀”操作得到的上层清液中:Ksp(CaSO3)
c(Ca
2+)
>c(SO3
2-)
【答案】B
【分析】Na2SO3溶液吸收烟气后得到Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,然后加入碳酸钙得到亚硫酸钙沉淀,
过滤分离,最后经氧气氧化为石膏,据此回答。
【详解】A.石膏的化学式为CaSO4⋅2H2O,A 错误;
B.由电荷守恒得,吸收烟气后的溶液中应有c(Na
+)+c(H
+)=c(HSO3
-)+2c(SO3
2-)+c(OH
-),所以
c(Na
+)+c(H
+)>c(HSO3
-)+2c(SO3
2-),B 正确;
C.吸收液为Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,吸收液的pH=7 时,
Ka2(H2SO3)=c(H
+)⋅c(SO3
2-)
c(HSO3
-)
=6.2×10
-8,则c(SO3
2-)
c(HSO3
-)
=6.2×10
-8
c(H
+)
=6.2×10
-8
10
-7
=0.62,所以
c(HSO3
-)>c(SO3
2-)>c(H
+)=c(OH
-),C 错误;
D.有沉淀产生,因此上层清液为饱和溶液,则Ksp(CaSO3)
c(Ca
2+)
=c(SO3
2-),D 错误;
故选B。
2.(2024-2025 学年·四川内江一模)实验室制备草酸亚铁晶体的流程如图所示。已知:H2C2O4为二元弱
酸,Kap(FeC2O4)=2.1×10
-7。下列说法错误的是
A.“酸化”后的溶液中:c(NH4
+)+2c(Fe
2+)<2c(SO4
2-)
B.“沉淀”时发生反应的离子方程式:Fe
2++C2O4
2-+nH2O=FeC2O4⋅nH2O↓
C.“过滤”所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
D.Fe
2+恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10
-5mol/L)时,“过滤”所得滤液中
c(C2O4
2-)=2.1×10
-2mol/L
【答案】B
【分析】硫酸亚铁铵晶体硫酸酸化,加入过量的草酸,生成的草酸亚铁,难溶于水,可通过抽滤、洗涤并
干燥获得FeC2O4⋅nH2O,以此分析解答。
【详解】A.酸化后的溶液中阳离子还有氢离子,根据电荷守恒有等式:
c(NH4
+)+2c(Fe
2+)+c(H❑
+ )=2c(SO4
2-),可得c(NH4
+)+2c(Fe
2+)<2c(SO4
2-),A 正确;
B.H2C2O4为二元弱酸,离子方程式中要保留化学式,“沉淀”时发生反应的离子方程式为:
Fe
2++H2C2O4
❑+nH2O=FeC2O4⋅nH2O↓+2H
+,B 错误;
C.“过滤”是固液分离,所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,C 正确;
D.Fe
2+恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10
-5mol/L)时,“过滤”所得滤液中
c(C2O4
2-)= Kap(FeC2O4)
c(Fe
2+)
=2.1×10
-7
1.0×10
-5 mol/L=2.1×10
-2mol/L,D 正确;
故选B。
3.(2024-2025 学年·四川自贡一模)室温下,用0.100 mol⋅L
−1Na2SO3
溶液吸收SO2
的过程如图所示。已
知Kal(H2SO3)=1.54×10
−2,Ka2(H2SO3)=1.02×10
−7,下列说法正确的是
A.0.100 mol⋅L
−1NaHSO3
溶液中存在:c(SO3
2−)<c(H2SO3)
B.将0.100 mol⋅L
−1Na2SO3
溶液稀释到0.050 mol⋅L
−1,c(H2SO3)几乎不变
C.吸收烟气后的溶液中:c(Na
+)>2c(SO3
2−)+2c(HSO3
−)+2c(H2SO3)
D.沉淀得到的上层清液中:c(SO3
2−)<Ksp(CaSO3)
c(Ca
2+)
【答案】B
【分析】Na2SO3溶液吸收烟气后得到Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,然后加入碳酸钙得到亚硫酸钙沉淀,
过滤分离,最后经氧气氧化为石膏,据此回答。
【详解】A.根据Ka2(H2SO3)=1.02×10
−7可知,Kh(HSO3
−)=
10
−14
1.54×10
−2 =6.5×10
−13,说明HSO3
−电离能
力大于水解能力,所以c(SO3
2−)>c (H2SO3),A 错误;
B.亚硫酸钠溶液存在水解平衡,SO3
2-+H2O⇌
❑
❑
HSO3
−+OH
-、HSO3
−+H2O⇌
❑
❑
H2SO3+OH
-,第一步水解对第二
步水解平衡起到抑制作用,c(H2SO3)几乎可以忽略不计,由0.1mol/L 稀释到0.5mol/L 过程中,水解平衡均
向右移动,c(H2SO3)几乎不变,B 正确;
C.吸收烟气后的溶液为Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,则根据物料守恒有:
c(Na
+)<2c(SO3
2−)+2c(HSO3
−)+2c(H2SO3),C 错误;
D.有沉淀产生,因此上层清液为饱和溶液,则c(SO3
2−)= Ksp(CaSO3)
c(Ca
2+)
,D 错误;
答案选B。
4.(2024-2025 学年·四川遂宁射洪学校一模)室温下,用Na2SO3溶液吸收SO2的过程如图所示。
已知:K a1(H2SO3)=1.54×10
−2,K a2(H2SO3)=6.2×10
−8。
下列说法正确的是
A.吸收烟气后的溶液中:c (Na
+)<2c(SO3
2−)+2c(HSO3
−)+2c(H2SO3)
B.用0.100mol⋅L
−1的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液的pH=7 时,溶液中:c (Na
+)>c(SO3
2−)>c
(HSO3
−)>c (H
+)=c(OH
−)
C.检测“氧化”操作得到的产物的实验方案:取少量氧化产物溶于水,静置,在上层清液中滴加氯
化钡溶液,若有白色沉淀生成,则说明已被氧化
D.“沉淀”操作得到的上层清液中:c(SO3
2−)< K sp(CaSO3)
c(Ca
2+)
【答案】A
【分析】Na2SO3溶液吸收烟气后得到Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,然后加入碳酸钙得到亚硫酸钙沉淀,
过滤分离,最后经氧气氧化为石膏,据此回答。
【详解】A.Na2SO3溶液中的物料守恒为c(Na+)=2c(SO3
2−)+2c(HSO3
−)+2c(H2SO3),吸收烟气的过程中
Na2SO3会转化为NaHSO3(反应为Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3),Na+物质的量不变,含S 粒子物质的量增
大,则c (Na
+)<2c(SO3
2−)+2c(HSO3
−)+2c(H2SO3),A 正确;
B.用0.100mol⋅L
−1的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液的pH=7 时,根据电荷守恒可知
c(Na
+)=2c(SO3
2-)+c(HSO3
-),由于K a2=c(H
+)×c(SO3
2-)
c(HSO3
-)
,则c(SO3
2-)
c(HSO3
-)
= K a2
c(H
+) = 6.2×10
−8
1.0×10
−7 = 0.62,故溶
液中c(Na
+)>c(HSO3
-)>c(SO3
2-)>c(H
+)=c(OH
-),B 错误;
C.首先需排除亚硫酸根离子的干扰,先加过量盐酸,再滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀生成,则说明已
被氧化,C 错误;
D.有沉淀产生,说明上层清液为饱和溶液,则c(SO3
2-)= K sp(CaSO3)
c(Ca
2+)
,D 错误;
故选A。