考点23 离子平衡图像探析-备战2023年高考化学二轮复习学案【热点难点突破专题】(通用版)

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考点23 离子平衡图像探析-备战2023年高考化学二轮复习学案【热点难点突破专题】(通用版)

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考点23 离子平衡图像探析
一、一强一弱溶液稀释的图像
1.相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大 加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
2.相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
3.pH与稀释倍数的线性关系
(1)HY为强酸、HX为弱酸(2)a、b两点的溶液中:[X-]=[Y-](3)水的电离程度:d>c>a=b (1)MOH为强碱、ROH为弱碱(2)[ROH]>[MOH](3)水的电离程度:a>b
二、KW和Ksp曲线
1.曲线型
不同温度下水溶液中[H+]与[OH-]的变化曲线 常温下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线[Ksp=9×10-6 mol2·L-2]
(1)A、C、B三点均为中性,温度依次升高,KW依次增大(2)D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,T2温度时KW=1×10-14 (mol·L-1)2(3)AB直线的左上方均为碱性溶液,任意一点均有[H+]<[OH-] (1)a、c点在曲线上,a→c的变化为增大[S],如加入Na2SO4固体,但Ksp不变(2)b点在曲线的上方,Q>Ksp,将会有沉淀生成(3)d点在曲线的下方,Q2.直线型(pM-pR曲线)
pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数
①直线AB上的点对应的溶液中:[M2+]=[R2-];
②溶度积:CaSO4>CaCO3>MnCO3;
③X点对于CaSO4来说要析出沉淀,对于CaCO3来说是不饱和溶液,能继续溶解CaCO3;
④Y点:[S]>[Ca2+],二者浓度的乘积等于10-5;Z点:[C]<[Mn2+],二者浓度的乘积等于10-10.6。
三、分布分数图及分析[分布曲线是指以pH为横坐标、分布分数(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) 二元酸(以草酸H2C2O4为例)
注:pKa为电离常数的负对数
续 表  
一元弱酸(以CH3COOH为例) 二元酸(以草酸H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH分布分数,δ1为CH3COO-分布分数 δ0为H2C2O4分布分数、δ1为HC2分布分数、δ2为C2分布分数
随着pH增大,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增多。根据分布分数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH的溶液中微粒分布分数和酸的初始浓度,就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度
四、酸碱中和滴定曲线
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸溶液的滴定曲线 盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、氨水的滴定曲线
曲线起点不同。强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同。强碱与强酸反应的突跃点变化范围大于强碱与弱酸(或强酸与弱碱)的反应
室温下pH=7不一定是终点。强碱与强酸反应终点是pH=7,强碱与弱酸反应终点是pH>7,强酸与弱碱反应终点是pH<7
1.沉淀溶解平衡图象题的解题方法
(1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。
(2)从图象中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。
(3)比较溶液的Qc与Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。
(4)涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。
2.解沉淀溶解平衡图像题三步骤
(1)明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
(2)理解图像中线上点、线外点的含义
①以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。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。
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②曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp。
③曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Qc(3)抓住Ksp的特点,结合选项分析判断
①溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:
A.原溶液不饱和时,离子浓度都增大;
B.原溶液饱和时,离子浓度都不变。
②溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
3.酸碱中和滴定曲线分析
(1)分析步骤
首先看纵坐标,搞清楚是酸加入碱中,还是碱加入酸中;
其次看起点,起点可以看出酸或碱的强弱,这对于判断滴定终点至关重要;
再次找滴定终点和pH=7的中性点,判断滴定终点时溶液的酸碱性,然后确定中性点(pH=7)的位置;
最后分析其他的特殊点(如滴定一半点,过量一半点等),分析酸、碱过量情况。
(2)滴定过程中的定量关系
①电荷守恒关系在任何时候均存在;
②物料守恒可以根据加入酸的物质的量或加入碱的物质的量进行确定,但不一定为等量关系。
1.巧抓“四点”,突破溶液中的粒子浓度关系
(1)抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。
(2)抓“恰好”反应点,判断生成什么溶质及溶液的酸碱性。
(3)抓溶液的“中性”点,判断生成什么溶质,哪种物质过量或不足。
(4)抓反应的“过量”点,判断溶液中是什么溶质,哪种物质过量。
实例分析:向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶液pH与加入NaOH溶液的关系如图所示。
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(注:a点为反应一半点,b点呈中性,c点恰好完全反应,d点NaOH过量一倍)
分析:
a点,溶质为________________,离子浓度关系:_____________________________;
b点,溶质为________________,离子浓度关系:_____________________________;
c点,溶质为________________,离子浓度关系:_____________________________;
d点,溶质为________________,离子浓度关系:_____________________________。
答案:CH3COONa、CH3COOH c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) CH3COONa、CH3COOH
c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-) CH3COONa c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) CH3COONa、NaOH c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
2.滴定直线图像的分析与应用
常温下,二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液,所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
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回答下列问题:
(1)向二元弱酸H2Y中滴加NaOH溶液,依次反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(2)随着NaOH溶液的滴加,lg________(填“增大”或“减小”,下同),lg________。
(3)Ka2(H2Y)=________。
(4)在交叉点e,c(H2Y)________c(Y2-)(填“>”“<”或“=”)。
解析:(3)Ka2=,
当c(H+)=10-3 mol·L-1时,=10-1.3,
所以Ka2=10-4.3。
(4)在e点,lg=lg,
则=,
所以c(H2Y)=c(Y2-)。
答案:(1)H2Y+OH-H2O+HY-、HY-+OH-H2O+Y2-
(2)增大 减小
(3)10-4.3
(4)=
3.滴定曲线图像中“交叉点”的分析与应用
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:
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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。
①_______________________________________________________________________,
Ka1=____________________________________________________________________;
②_______________________________________________________________________,
Ka2=____________________________________________________________________。
(2)根据A点,Ka1=________,根据B点,Ka2=________。
(3)在pH=2.7的溶液中,=________。
(4)0.1 mol·L-1的NaHC2O4溶液呈________性,其离子浓度从大到小的顺序为________________。
答案:(1)①H2C2O4H++HC2O 
②HC2OH++C2O 
(2)10-1.2 10-4.2 (3)1 000
(4)酸 c(Na+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-)
1.次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数α[α(X)=,X为HClO或ClO ]与pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A.对氯水加热,可使α(HClO)增大,漂白和杀菌作用更好
B.NaClO的水解常数:pKh=6.5
C.将等物质的量的NaClO和HClO混合物溶于水,所得的溶液中离子浓度大小顺序为:c(Na+)>c(ClO )> c(H+) > c(OH—)
D.在含HClO和ClO 的溶液中,随着pH的变化,则有:c(ClO )+c(OH—)=c(H+)
2.25℃时,向的溶液中滴加盐酸或溶液,溶液中的、、及的浓度的对数值与的关系如图所示(不考虑溶液温度变化),下列说法正确的是
A.a表示与的关系曲线
B.的数量级为
C.P点溶液中
D.滴加盐酸或溶液的过程中均增大
3.6.0mL0.10 mol·L-1H2A溶液,溶液pH和温度随的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.从W至Z点,水的电离程度和KW逐渐增大
B.当=1时c(Na+)=c(H2A)+c(HA—)+c(A2-)
C.27℃,H2A的电离常数Ka2=10-9.7
D.可用酚酞作为第二反应终点的指示剂
4.1,3-丙二胺[H2N(CH2)3NH2]类似氨的性质。25°C时,1,3-丙二胺溶液中各含氮微粒的分布系数δ(某含氮微粒的浓度占各含氮微粒浓度之和的分数)随溶液pH的变化曲线如图所示(已知:25°C时,Kb1=10-3.5,Kb2=10-5.5)。下列说法不正确的是
A.曲线I代表的微粒符号为(H3NCH2CH2NH3)2+
B.H2N(CH2)3NH2在水溶液中第一步电离的方程式:H2N(CH2)3NH2+H2OH2N(CH2)3NH+OH-
C.曲线I与曲线II相交点对应pH=5.5
D.0.01mol·L-1H2N(CH2)3NH3Cl溶液中各离子浓度关系:c(Cl-)>c[H2N(CH2)3NH]>c(OH-)>c(H+)
5.一定温度下,体系中,c(Ag+)和c(Cl-)的关系如图所示,下列说法正确的是
A.a、b、c三点对应的Ksp:a点>b点>c点
B.AgCl在c点的溶解度比b点的大
C.AgCl溶于水形成的饱和溶液中,
D.b点的溶液中加入固体,沿曲线向c点方向变化
6.某温度下25mL含KCl和KCN的溶液,用0.1000mol·L-1的硝酸银标准溶液对该混合液进行电位滴定(CN-与H+的反应可以忽略),获得电动势(E)和硝酸银标准溶液体积(V)的电位滴定曲线如图所示,曲线上的转折点即为化学计量点。
已知:I、Ag+与CN-反应过程为:①Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-、②[Ag(CN)2]-+Ag+=2AgCN↓
II、该温度时,Ksp(AgCN)=2×10-16,Ksp(AgCl)=2×10-10。
下列说法不正确的是
A.V1=5.00,B点时生成AgCN
B.c(KCN)=0.02000mol·L-1,c(KCl)=0.03000mol·L-1
C.反应①的平衡常数为K1,反应②的平衡常数为K2,则K1×K2=(AgCN)
D.C点时,溶液中=106
7.一定温度下,向含Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+四种金属离子(M2+)的溶液中滴加Na2S溶液,生成硫化物沉淀所需S2 浓度的对数值lgc(S2 )与lgc(M2+)的关系如图所示。下列判断错误的是
A.Ksp(FeS)=1.0×10 20
B.向含等物质的量浓度的Fe2+、Cu2+稀溶液中滴加Na2S溶液,Cu2+先沉淀
C.该温度下,a点相对于MnS是过饱和溶液
D.该温度下,a点相对于ZnS是过饱和溶液
8.以酚酞为指示剂,用的NaOH溶液滴定20mL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V(NaOH)的变化关系如下图所示,[比如的分布系数:],下列叙述错误的是
A.的电离常数
B.溶液的浓度为
C.曲线①代表,曲线②代表
D.由图可知的第一步电离方程式为
9.高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂。其水溶液中FeO的存在形态如图所示。
下列说法正确的是
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.向pH=2的这种溶液中加KOH溶液至pH=10,HFeO的分布分数先减小后增大
C.向pH=8的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:H2FeO4+OH-=HFeO+H2O
D.H2FeO4的某些性质与H2O相似
10.常温下,用0.100mol/L的HCl分别滴定20.00mL浓度均为0.100mol/L的NaOH和氨水溶液(已知:常温下,水合氨),测得滴定过程中溶液的电导率变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.b点溶液:
B.d点溶液:
C.e点溶液中:
D.a、b、c、d点对应的溶液中,水的电离程度:
1.常温下,已知H3PO3溶液中含磷物料的浓度之和为0.1 mol·L1,溶液中各含磷物种的pc-pOH关系如图所示。图中pc表示各含磷物种的浓度负对数(pc=-lgc),pOH表示OH的浓度负对数[pOH=-lgc(OH)];x、y、z三点的坐标:x(7.3,1.3)、y(10.0,3.6)、z(12.6,1.3)。下列说法正确的是
A.曲线①表示pc(H3PO3)随pOH的变化
B.H3PO3的结构简式为
C.pH=4的溶液中:c(H2PO)<0.1 mol·L1-2c(HPO)
D.H3PO3+HPO2H2PO的平衡常数K>1.0×105
2.常温时,一元酸HA对应的钠盐溶液和一元碱BOH对应的盐酸盐溶液分别加水稀释过程中的pH变化如图所示(V0为初始体积,V为稀释后的体积),下列说法错误的是
A.过程中,和均增大
B.pH=3的BCl溶液稀释100倍,n(H+)变为原来的105-a倍
C.时,c(NaA)=c(BCl)=0.001mol·L-1
D.若a+b=14,则BA盐溶液呈中性
3.实验室用0.1mol/L的NaOH溶液滴定的HAuCl4溶液。溶液中,含氯微粒a、b的分布系数、NaOH溶液体积V(NaOH)与pH的关系如图所示。[比如HAuCl4的分布系数,]。下列叙述错误的是
A.x点对应溶液的pH约为5
B.p点对应的溶液中,2c(H+)-c(HAuCl4)=2c(OH-)-c(AuCl)
C.微粒b为AuCl,该滴定可选酚酞作指示剂
D.滴定到q点时,溶液中c(HAuCl4)>c(AuCl)
4.常温下,将0.1molBaSO4粉末置于盛有500mL蒸馏水的烧杯中,然后烧杯中加入Na2CO3固体(忽视溶液体积的变化)并充分搅拌,加入Na2CO3固体的过程中,溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示,下列说法中正确的是
A.相同温度时,Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)
B.BaSO4在水中的溶解度、Ksp均比在BaCl2溶液中的大
C.反应BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq)的K2<K1
D.若使0.1molBaSO4全部转化为BaCO3,至少要加入2.6molNa2CO3
5.已知相同温度下,Ksp(BaSO4)下列说法错误的是
A.曲线①中y2=4.9
B.曲线②中a点:2c(Ba2+)+c(H+)=2c(CO)+c(OH )+c(HCO)
C.加适量BaCl2固体可使溶液由c点变到b点
D.该温度下:Ksp(BaSO4)=1.0×10—10
6.室温下,某二元碱X(OH)2水溶液中相关组分的物质的量分数随溶液pH变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.Kb1的数量级为10-5
B.pH=7.8时,溶液中只有X(OH)+离子
C.等物质的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液中:c(X2+)>c[X(OH)+]
D.在X(OH)NO3水溶中,c[X(OH)2]+c(H+)=c(X2+)+c(OH-)
7.25℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1,lgc(CH3COOH)、lgc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)随pH变化的关系如图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是
A.O点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
B.N点时,pOH=14-lgKa
C.该体系,c(CH3COOH)=mol·L-1
D.pH由7到14的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终增大
8.室温下,向H2A溶液中滴加NaOH溶液,若,则所得溶液中pc(H2A)、pc(HA-)、pc(A2-)与溶液pH的关系如图所示,已知醋酸的电离常数。下列说法正确的是
A.CH3COO-与HA-可以大量共存
B.等物质的量浓度的Na2A与NaHA混合溶液中:c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-)
C.M点时,
D.NaHA溶液中:
9.25℃时,向100mL0.1mol/LNH4HSO4溶液中滴加0.1mol/LNaOH溶液,得到的溶液的pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。下列说法正确的是
A.滴定过程中水的电离程度最大的是b点
B.c点时:c(Na+)>c()>c()>c(H+)=c(OH—)
C.d点时,c()+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH—)
D.d点到e点的过程中,溶液中c(Na+)+c()=0.1mol/L
10.常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01mol·L-1的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O的水解)。下列叙述正确的是
A.Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10-7
B.n点表示AgCl的不饱和溶液
C.向c(Cl-)=c(C2O)的混合溶液中滴入AgNO3溶液时,先生成AgCl沉淀
D.Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+C2O(aq)的平衡常数为109.04
11.配离子的稳定性可用K不稳衡量,例如[Ag(NH3)2]+的在一定温度下,向0.1mol/L硝酸银溶液中滴入稀氨水,发生反应Ag++2NH3 Ag(NH3)2]+。溶液中pNH3与δ(X)的关系如图所示,其中pNH3=-lg[c(NH3)]、{X代表Ag+或[Ag(NH3)2]+}。下列说法正确的是
A.图中δ1代表的是δ{[Ag(NH3)2]+}
B.向溶液中滴入稀硝酸,δ(Ag+)增大
C.该溶液中c()+c(H+)=c(OH-)
D.该温度时,K不稳{[Ag(NH3)2]+}=107.3
12.常温下,溶液中微粒的物质的量百分数与的关系如图所示。人体血浆中最重要的缓冲体系是碳酸氢盐,正常人的血液的在,由Henderson-Hasselbalch方程可知:。下列说法不正确的是
A.曲线c表示随溶液变化的曲线
B.的的数量级为
C.当血浆中增大时,一定增大
D.当血浆的时,则发生酸中毒,此时是的10倍
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考点23 离子平衡图像探析
一、一强一弱溶液稀释的图像
1.相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大 加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
2.相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
3.pH与稀释倍数的线性关系
(1)HY为强酸、HX为弱酸(2)a、b两点的溶液中:[X-]=[Y-](3)水的电离程度:d>c>a=b (1)MOH为强碱、ROH为弱碱(2)[ROH]>[MOH](3)水的电离程度:a>b
二、KW和Ksp曲线
1.曲线型
不同温度下水溶液中[H+]与[OH-]的变化曲线 常温下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线[Ksp=9×10-6 mol2·L-2]
(1)A、C、B三点均为中性,温度依次升高,KW依次增大(2)D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,T2温度时KW=1×10-14 (mol·L-1)2(3)AB直线的左上方均为碱性溶液,任意一点均有[H+]<[OH-] (1)a、c点在曲线上,a→c的变化为增大[S],如加入Na2SO4固体,但Ksp不变(2)b点在曲线的上方,Q>Ksp,将会有沉淀生成(3)d点在曲线的下方,Q2.直线型(pM-pR曲线)
pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数
①直线AB上的点对应的溶液中:[M2+]=[R2-];
②溶度积:CaSO4>CaCO3>MnCO3;
③X点对于CaSO4来说要析出沉淀,对于CaCO3来说是不饱和溶液,能继续溶解CaCO3;
④Y点:[S]>[Ca2+],二者浓度的乘积等于10-5;Z点:[C]<[Mn2+],二者浓度的乘积等于10-10.6。
三、分布分数图及分析[分布曲线是指以pH为横坐标、分布分数(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) 二元酸(以草酸H2C2O4为例)
注:pKa为电离常数的负对数
续 表  
一元弱酸(以CH3COOH为例) 二元酸(以草酸H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH分布分数,δ1为CH3COO-分布分数 δ0为H2C2O4分布分数、δ1为HC2分布分数、δ2为C2分布分数
随着pH增大,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增多。根据分布分数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH的溶液中微粒分布分数和酸的初始浓度,就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度
四、酸碱中和滴定曲线
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸溶液的滴定曲线 盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、氨水的滴定曲线
曲线起点不同。强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同。强碱与强酸反应的突跃点变化范围大于强碱与弱酸(或强酸与弱碱)的反应
室温下pH=7不一定是终点。强碱与强酸反应终点是pH=7,强碱与弱酸反应终点是pH>7,强酸与弱碱反应终点是pH<7
1.沉淀溶解平衡图象题的解题方法
(1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。
(2)从图象中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。
(3)比较溶液的Qc与Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。
(4)涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。
2.解沉淀溶解平衡图像题三步骤
(1)明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
(2)理解图像中线上点、线外点的含义
①以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。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。
INCLUDEPICTURE"BC317.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\txhpz\\Desktop\\备战2022年高考化学二轮复习强弱克难再突破专题\\BC317.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "F:\\桌面\\21教育\\备战2022年高考化学二轮复习强弱克难再突破专题\\考点23 离子平衡图像探析-备战2023年高考化学二轮复习【热点难点突破专题】(通用版)\\BC317.tif" \* MERGEFORMATINET
②曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp。
③曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Qc(3)抓住Ksp的特点,结合选项分析判断
①溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:
A.原溶液不饱和时,离子浓度都增大;
B.原溶液饱和时,离子浓度都不变。
②溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
3.酸碱中和滴定曲线分析
(1)分析步骤
首先看纵坐标,搞清楚是酸加入碱中,还是碱加入酸中;
其次看起点,起点可以看出酸或碱的强弱,这对于判断滴定终点至关重要;
再次找滴定终点和pH=7的中性点,判断滴定终点时溶液的酸碱性,然后确定中性点(pH=7)的位置;
最后分析其他的特殊点(如滴定一半点,过量一半点等),分析酸、碱过量情况。
(2)滴定过程中的定量关系
①电荷守恒关系在任何时候均存在;
②物料守恒可以根据加入酸的物质的量或加入碱的物质的量进行确定,但不一定为等量关系。
1.巧抓“四点”,突破溶液中的粒子浓度关系
(1)抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。
(2)抓“恰好”反应点,判断生成什么溶质及溶液的酸碱性。
(3)抓溶液的“中性”点,判断生成什么溶质,哪种物质过量或不足。
(4)抓反应的“过量”点,判断溶液中是什么溶质,哪种物质过量。
实例分析:向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶液pH与加入NaOH溶液的关系如图所示。
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(注:a点为反应一半点,b点呈中性,c点恰好完全反应,d点NaOH过量一倍)
分析:
a点,溶质为________________,离子浓度关系:_____________________________;
b点,溶质为________________,离子浓度关系:_____________________________;
c点,溶质为________________,离子浓度关系:_____________________________;
d点,溶质为________________,离子浓度关系:_____________________________。
答案:CH3COONa、CH3COOH c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) CH3COONa、CH3COOH
c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-) CH3COONa c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) CH3COONa、NaOH c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
2.滴定直线图像的分析与应用
常温下,二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液,所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
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回答下列问题:
(1)向二元弱酸H2Y中滴加NaOH溶液,依次反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(2)随着NaOH溶液的滴加,lg________(填“增大”或“减小”,下同),lg________。
(3)Ka2(H2Y)=________。
(4)在交叉点e,c(H2Y)________c(Y2-)(填“>”“<”或“=”)。
解析:(3)Ka2=,
当c(H+)=10-3 mol·L-1时,=10-1.3,
所以Ka2=10-4.3。
(4)在e点,lg=lg,
则=,
所以c(H2Y)=c(Y2-)。
答案:(1)H2Y+OH-H2O+HY-、HY-+OH-H2O+Y2-
(2)增大 减小
(3)10-4.3
(4)=
3.滴定曲线图像中“交叉点”的分析与应用
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:
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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。
①_______________________________________________________________________,
Ka1=____________________________________________________________________;
②_______________________________________________________________________,
Ka2=____________________________________________________________________。
(2)根据A点,Ka1=________,根据B点,Ka2=________。
(3)在pH=2.7的溶液中,=________。
(4)0.1 mol·L-1的NaHC2O4溶液呈________性,其离子浓度从大到小的顺序为________________。
答案:(1)①H2C2O4H++HC2O 
②HC2OH++C2O 
(2)10-1.2 10-4.2 (3)1 000
(4)酸 c(Na+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-)
1.次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数α[α(X)=,X为HClO或ClO ]与pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A.对氯水加热,可使α(HClO)增大,漂白和杀菌作用更好
B.NaClO的水解常数:pKh=6.5
C.将等物质的量的NaClO和HClO混合物溶于水,所得的溶液中离子浓度大小顺序为:c(Na+)>c(ClO )> c(H+) > c(OH—)
D.在含HClO和ClO 的溶液中,随着pH的变化,则有:c(ClO )+c(OH—)=c(H+)
【答案】B
【解析】
A.对氯水加热,可以减少氯气溶解,导致氯气挥发,同时HClO受热易分解,加热导致HClO分解,HClO含量降低,漂白能力和杀菌能力降低,故A错误;
B.根据图像可知,HClO的电离平衡常数为Ka=1×10-7.5,NaClO水解常数Kh==1×10-6.5,即pKh=6.5,故B正确;
C.根据B选项分析,ClO-水解程度大于HClO电离程度,等物质的量NaClO和HClO混合物溶于水后,溶液显碱性,离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(ClO )>c(OH—)>c(H+),故C错误;
D.在含HClO和ClO 的溶液中,溶液中除H+外,还应该有一种阳离子,因此有随着pH的变化,根据电荷守恒,则有:c(ClO )+c(OH—)>c(H+),故D错误;
答案为B。
2.25℃时,向的溶液中滴加盐酸或溶液,溶液中的、、及的浓度的对数值与的关系如图所示(不考虑溶液温度变化),下列说法正确的是
A.a表示与的关系曲线
B.的数量级为
C.P点溶液中
D.滴加盐酸或溶液的过程中均增大
【答案】C
【分析】
由图可知,溶液pH增大,溶液中氢离子浓度、HA浓度逐渐减小,氢氧根离子浓度、A—浓度逐渐增大,则c为氢离子浓度的对数值与pH变化曲线、d为氢氧根浓度的对数值与pH变化曲线、a为HA浓度的的对数值与pH变化曲线、b为A—浓度的对数值与pH变化曲线。
【解析】
A.由分析可知,a为HA浓度的的对数值与pH变化曲线,故A错误;
B.由分析可知,a为HA浓度的的对数值与pH变化曲线,b为A—浓度的对数值与pH变化曲线,由图可知,HA浓度与A—浓度相等时,溶液pH为4.75,HA的电离常数Ka==c(H+)=10—4.75,则电离常数的数量级为10—5,故B错误;
C.由图可知,P点时,溶液中c(OH—)=c(HA),溶液中电荷守恒关系式为c(H+)+c(Na+)=c(A—)+c(OH—),由题意可知,溶液中n(HA)+n(A—)=0.1mol/L×1L=0.1mol,则溶液中n(Na+)+n(H+)=0.1mol,故C正确;
D.由电离常数Ka=,水的离子积常数Kw= c(H+) c(OH—)可得:c(HA) c(OH—)=,K(HA)、Kw只受温度影响,温度不变,常数不变,滴加盐酸时,c(A—)减小,则c(OH—)c(HA)减小,故D错误;
故选C。
3.6.0mL0.10 mol·L-1H2A溶液,溶液pH和温度随的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.从W至Z点,水的电离程度和KW逐渐增大
B.当=1时c(Na+)=c(H2A)+c(HA—)+c(A2-)
C.27℃,H2A的电离常数Ka2=10-9.7
D.可用酚酞作为第二反应终点的指示剂
【答案】D
【分析】
由图可知,随增大,溶液温度先增大后减小,Z点时反应温度最高,说明=2,H2A溶液与氢氧化钠溶液恰好反应生成Na2A;当=1时,H2A溶液与氢氧化钠溶液恰好反应生成NaHA,溶液呈酸性;W点为H2A和NaHA混合溶液,溶液中c(H2A)=c(HA—),溶液呈酸性;Y点为Na2A和NaHA混合溶液,溶液的温度为27℃,溶液中c(HA—)=c(A2-),溶液呈碱性。
【解析】
A.从W至Z点,反应放出的热量使溶液温度升高,水的电离平衡向右移动,水的电离程度和离子积常数KW都增大,故A正确;
B.由分析可知,当=1时,H2A溶液与氢氧化钠溶液恰好反应生成NaHA,溶液中存在物料守恒的关系c(Na+)=c(H2A)+c(HA—)+c(A2-),故B正确;
C.由分析可知,Y点为Na2A和NaHA混合溶液,溶液的温度为27℃,溶液中c(HA—)=c(A2-),则27℃时,电离常数Ka2== c(H+)=10-9.7,故C正确;
D.由分析可知,Z点为第二反应终点,此时溶液的pH=11.9,酚酞的变色范围是8.2~10,从曲线图可以看出,酚酞的变色范围不在滴定曲线第二阶段的突变范围内,所以不能用酚酞做指示剂,故D错误;
故选D。
4.1,3-丙二胺[H2N(CH2)3NH2]类似氨的性质。25°C时,1,3-丙二胺溶液中各含氮微粒的分布系数δ(某含氮微粒的浓度占各含氮微粒浓度之和的分数)随溶液pH的变化曲线如图所示(已知:25°C时,Kb1=10-3.5,Kb2=10-5.5)。下列说法不正确的是
A.曲线I代表的微粒符号为(H3NCH2CH2NH3)2+
B.H2N(CH2)3NH2在水溶液中第一步电离的方程式:H2N(CH2)3NH2+H2OH2N(CH2)3NH+OH-
C.曲线I与曲线II相交点对应pH=5.5
D.0.01mol·L-1H2N(CH2)3NH3Cl溶液中各离子浓度关系:c(Cl-)>c[H2N(CH2)3NH]>c(OH-)>c(H+)
【答案】C
【分析】
1,3-丙二胺与氨的性质相似,1,3-丙二胺可以看作是二元弱碱,据此分析;
【解析】
A.曲线I、II、III代表微粒分别为(H3NCH2CH2NH3)2+、H2N(CH2)3NH、H2N(CH2)3NH2,故A说法正确;
B.H2N(CH2)3NH2在水溶液中和水反应后部分电离且分步电离,其第一步电离生成H2N(CH2)3NH、OH-,所以H2N(CH2)3NH2在水溶液中第一步电离的方程式:H2N(CH2)3NH2+H2OH2N(CH2)3NH+OH-,故B说法正确;
C.曲线Ⅰ与曲线Ⅱ交点c[(H3NCH2CH2NH3)2+]=c[H2N(CH2)3NH],则Kb2=×c(OH-)=c(OH-)==10-5.5,c(H+)==10-8.5,溶液的pH=8.5,故C说法错误;
D.H2N(CH2)3NH水解平衡常数Kh===10-10.5<Kb2,说明H2N(CH2)3NH电离程度大于水解程度导致溶液呈碱性,则c(H+)<c(OH-),但其电离和水解程度都较小,则c(Cl-)>c(H2N(CH2)3NH),水电离程度较小,所以溶液中存在c(Cl-)>c(H2N(CH2)3NH)>c(OH-)>c(H+),故D说法正确;
答案为C。
5.一定温度下,体系中,c(Ag+)和c(Cl-)的关系如图所示,下列说法正确的是
A.a、b、c三点对应的Ksp:a点>b点>c点
B.AgCl在c点的溶解度比b点的大
C.AgCl溶于水形成的饱和溶液中,
D.b点的溶液中加入固体,沿曲线向c点方向变化
【答案】C
【解析】
A.温度一定,Ksp大小不变,曲线上a、b、c三点对应的Ksp相等,故A选项错误。
B.c(Cl-)或c(Ag+)越大,抑制AgCl的溶解程度越大,使其溶解度降低越大,c点时c(Cl-)大,所以c点的溶解度比b点的小,故B选项错误。
C.AgCl溶于水形成的饱和溶液中有AgCl(s)=Ag+ (aq)+Cl-(aq),所以 c(Ag+)=c(Cl-),故C选项正确。
D.b点的溶液中加入AgNO3固体,则c(Ag+)变大,由于Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),所以溶液中c(Cl-)相应减小,即沿曲线向a点方向变化,故D选项错误。
故正确答案:C
6.某温度下25mL含KCl和KCN的溶液,用0.1000mol·L-1的硝酸银标准溶液对该混合液进行电位滴定(CN-与H+的反应可以忽略),获得电动势(E)和硝酸银标准溶液体积(V)的电位滴定曲线如图所示,曲线上的转折点即为化学计量点。
已知:I、Ag+与CN-反应过程为:①Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-、②[Ag(CN)2]-+Ag+=2AgCN↓
II、该温度时,Ksp(AgCN)=2×10-16,Ksp(AgCl)=2×10-10。
下列说法不正确的是
A.V1=5.00,B点时生成AgCN
B.c(KCN)=0.02000mol·L-1,c(KCl)=0.03000mol·L-1
C.反应①的平衡常数为K1,反应②的平衡常数为K2,则K1×K2=(AgCN)
D.C点时,溶液中=106
【答案】C
【解析】
A.溶度积常数表达式相同时,溶度积小的先生成沉淀,曲线上的转折点即为化学计量点,结合方程式知,B点生成AgCN,B点消耗硝酸银溶液体积是A点2倍,则V1=5.00,A正确;
B.A点生成Ag(CN)2,V(KCN)=10V(AgNO3),则c(KCN)=c(AgNO3)=×0.1000mol/L=0.02000mol L-1,B点KCN完全和AgNO3反应生成AgCN,V1=5.00,则KCl和硝酸银完全反应消耗V(AgNO3)=(12.50-5.00)mL=7.50mL,和KCl反应10V(AgNO3)=3V(KCl),则c(KCl)=0.3c(AgNO3)=0.3×0.1000mol L-1=0.03000mol L-1,B正确;
C.①的平衡常数为K1=,反应②的平衡常数为K2=,K1×K2=,Ag++CN-═AgCN,Ksp(AgCN)=c(Ag+)×c(CN-)=,C错误;
D.C点溶液中===106,D正确;
故答案为:C。
7.一定温度下,向含Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+四种金属离子(M2+)的溶液中滴加Na2S溶液,生成硫化物沉淀所需S2 浓度的对数值lgc(S2 )与lgc(M2+)的关系如图所示。下列判断错误的是
A.Ksp(FeS)=1.0×10 20
B.向含等物质的量浓度的Fe2+、Cu2+稀溶液中滴加Na2S溶液,Cu2+先沉淀
C.该温度下,a点相对于MnS是过饱和溶液
D.该温度下,a点相对于ZnS是过饱和溶液
【答案】C
【解析】
A.根据图中a点分析c(Fe2+)=1.0×10 10 mol L 1,c(S2 )=1.0×10 10 mol L 1,则Ksp(FeS)=1.0×10 20,故A正确;
B.根据图中与x轴的交叉点得到Ksp(CuS)=1.0×10 35,Ksp(CuS) <Ksp(FeS),因此向含等物质的量浓度的Fe2+、Cu2+稀溶液中滴加Na2S溶液,Cu2+先沉淀,故B正确;
C.该温度下,Ksp(FeS) <Ksp(MnS),则a点相对于MnS是稀溶液,故C错误;
D.该温度下,Ksp(ZnS)<Ksp(FeS),则a点相对于ZnS是过饱和溶液,故D正确。
综上所述,答案为C。
8.以酚酞为指示剂,用的NaOH溶液滴定20mL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V(NaOH)的变化关系如下图所示,[比如的分布系数:],下列叙述错误的是
A.的电离常数
B.溶液的浓度为
C.曲线①代表,曲线②代表
D.由图可知的第一步电离方程式为
【答案】C
【分析】
根据图像,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。
【解析】
A.根据曲线当δ(HA-)=δ(A2-)时溶液的pH=2,则HA-的电离平衡常数Ka==c(H+)=1×10-2,故A正确;
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,故B正确;
C.根据分析,曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),故C错误;
D.由上述分析可知,H2A第一步完全电离,因此的第一步电离方程式为,故D正确;
故选C。
9.高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂。其水溶液中FeO的存在形态如图所示。
下列说法正确的是
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.向pH=2的这种溶液中加KOH溶液至pH=10,HFeO的分布分数先减小后增大
C.向pH=8的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:H2FeO4+OH-=HFeO+H2O
D.H2FeO4的某些性质与H2O相似
【答案】D
【解析】
A.不同pH值时,溶液中铁元素的存在形态及种数不相同,比如在pH值等于6时,就只有两种形态,A错误;
B.据图可知,pH由2变化为10时,HFeO的分布分数先增大后减小,B错误;
C.据图可知,pH=8时,溶液中Fe元素主要以FeO和HFeO的形式存在,加入KOH溶液,发生的反应为HFeO+OH-= FeO+H2O,C错误;
D.根据题目信息可知,H2FeO4与H2O一样,既可以给出质子,又可以得到质子,D正确;
综上所述答案为D。
10.常温下,用0.100mol/L的HCl分别滴定20.00mL浓度均为0.100mol/L的NaOH和氨水溶液(已知:常温下,水合氨),测得滴定过程中溶液的电导率变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.b点溶液:
B.d点溶液:
C.e点溶液中:
D.a、b、c、d点对应的溶液中,水的电离程度:
【答案】D
【解析】
A.b点溶液时等物质的量的氨水和氯化铵溶液的混合物且氨水电离大于铵根水解,小于,错误;
B.d点溶液是氯化铵,由电荷守恒,,溶液水解呈酸性,小于;,错误;
C.e点溶液中是等物质的量的氯化铵和盐酸,根据电荷守恒有:c(H+)+c()=c(OH-)+c(Cl-),根据物料守恒有2[c(NH3·H2O)+c()]=c(Cl-),联立处理有,错误;
D.a、b、c、d点对应的溶液中,d点水的电离程度最大,完全促进水解;c点是氯化钠溶液,与纯水的电离程度相等,a点抑制水的电离,b点氯化铵促进水的电离,水的电离程度b>a;
答案选D。
1.常温下,已知H3PO3溶液中含磷物料的浓度之和为0.1 mol·L1,溶液中各含磷物种的pc-pOH关系如图所示。图中pc表示各含磷物种的浓度负对数(pc=-lgc),pOH表示OH的浓度负对数[pOH=-lgc(OH)];x、y、z三点的坐标:x(7.3,1.3)、y(10.0,3.6)、z(12.6,1.3)。下列说法正确的是
A.曲线①表示pc(H3PO3)随pOH的变化
B.H3PO3的结构简式为
C.pH=4的溶液中:c(H2PO)<0.1 mol·L1-2c(HPO)
D.H3PO3+HPO2H2PO的平衡常数K>1.0×105
【答案】D
【解析】
A.图像中含P的微粒只有3种,说明H3PO3是二元弱酸,随着c(OH)增大,pOH减小,依次发生反应:H3PO3+OH=H2PO3+H2O,H2PO3+H2O=HPO32+H2O,c(H3PO3)逐渐减小,c(H2PO3)先增大,后减小;c(HPO32)逐渐增大,即p(H3PO3)逐渐增大,p(H2PO3)先减小,后增大;p(HPO32)减小。观察图像知,横坐标代表pOH,从左至右,pOH增大;纵坐标代表pc,从下至上减小。pOH=0时,pc(H3PO3)最大,pc(HPO32)最小,pc(H2PO3)居中。所以,曲线①代表pc(HPO32),曲线②代表pc(H2PO3),曲线③代表pc(H3PO3),A项错误;
B.依题意,亚磷酸是二元弱酸,羟基上氢能电离出氢离子,则其分子中含有两个羟基,亚磷酸的结构简式为,B项错误;
C.pH=4,pOH=10,pc(H3PO3)=pc(HPO32),推知c(H3PO3)=c(HPO32),根据物料守恒知,c(H3PO3)+c(H2PO3)+c(HPO32)=0.1 mol·L1,得:c(H2PO3)=0.1mol·L1-2c(HPO32),C项错误;
D.x点表示c(H2PO3)=c(HPO32),pOH=7.3,,z点表示c(H3PO3)=c(H2PO3),pOH=12.6,,H3PO3+HPO322H2PO3的平衡常数,D项正确。
答案选D。
2.常温时,一元酸HA对应的钠盐溶液和一元碱BOH对应的盐酸盐溶液分别加水稀释过程中的pH变化如图所示(V0为初始体积,V为稀释后的体积),下列说法错误的是
A.过程中,和均增大
B.pH=3的BCl溶液稀释100倍,n(H+)变为原来的105-a倍
C.时,c(NaA)=c(BCl)=0.001mol·L-1
D.若a+b=14,则BA盐溶液呈中性
【答案】C
【分析】
由题中信息可知,一元酸HA对应的钠盐为NaA,一元碱BOH对应的盐酸盐为BCl,从图像起点可判断,NaA和BCl均发生了水解,所以HA为弱酸,BOH为弱碱;据此解答。
【解析】
A.NaA水解方程式为A +H2OHA+OH ,,加水稀释过程中,c(OH-)减小,增大;BCl水解方程式为B++H2OBOH+H+,,加水稀释过程中,c(H+)减小,增大,故A正确;
B.取pH=3的BCl溶液1L,n0(H+)=1×10-3mol,稀释100倍为100L,由题中图示可知,此时pH=a,则n(H+)=100L×10-amol/L=102-amol,n(H+):n0(H+)=102-amol:1×10-3mol=105-a,故B正确;
C.当时,即图像的起点,NaA水解使溶液的pOH=3,c(OH )=0.001mol·L 1,c(NaA)>0.001mol·L 1;BCl水解使溶液的pH=3,c(H+)=0.001mol·L 1,c(BCl)>0.001mol·L 1,故C错误;
D.稀释前,NaA溶液的pH=11,BCl溶液的pH=3,两溶液的pH之和为14,即前者的c(OH )与后者的c(H+)相等;当lg=2,若溶液均稀释了100倍后a+b=14,说明前者的c(OH )与后者的c(H+)仍相等,则稀释时水解程度变化相同,即HA和BOH的电离常数相同,所以BA盐溶液呈中性,故D正确;
答案为C。
3.实验室用0.1mol/L的NaOH溶液滴定的HAuCl4溶液。溶液中,含氯微粒a、b的分布系数、NaOH溶液体积V(NaOH)与pH的关系如图所示。[比如HAuCl4的分布系数,]。下列叙述错误的是
A.x点对应溶液的pH约为5
B.p点对应的溶液中,2c(H+)-c(HAuCl4)=2c(OH-)-c(AuCl)
C.微粒b为AuCl,该滴定可选酚酞作指示剂
D.滴定到q点时,溶液中c(HAuCl4)>c(AuCl)
【答案】D
【解析】
A.由图像可知,当V((NaOH)=0时,对应溶液的pH=3,此时溶液中的c(H+)=0.001mol·L-1,,x点时,根据图像有c(HAuCl4)= c(AuCl4-),则此时的,,A正确;
B.p点时,V((NaOH)=10mL,根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)= c(OH-)+ c(AuCl4-),根据物料守恒有:2c(Na+)= c(HAuCl4)+ c(AuCl4-),两式联立方程消去c(Na+),解得:2c(H+)-c(HAuCl4)=2c(OH-)-c(AuCl4-),B正确;
C.随着NaOH的加入,HAuCl4逐渐减少,AuCl4-逐渐增多,结合图像可知,微粒a为HAuCl4,微粒b为AuCl4-,滴定到q点时,V((NaOH)=20mL,两者恰好完全反应,生成NaAuCl4溶液,此时溶液呈碱性,所以选酚酞作指示剂,C正确;
D.滴定到q点时,V((NaOH)=20mL,由图可知c(AuCl4-)>c(HAuCl4),选项D错误;
故选D。
4.常温下,将0.1molBaSO4粉末置于盛有500mL蒸馏水的烧杯中,然后烧杯中加入Na2CO3固体(忽视溶液体积的变化)并充分搅拌,加入Na2CO3固体的过程中,溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示,下列说法中正确的是
A.相同温度时,Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)
B.BaSO4在水中的溶解度、Ksp均比在BaCl2溶液中的大
C.反应BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq)的K2<K1
D.若使0.1molBaSO4全部转化为BaCO3,至少要加入2.6molNa2CO3
【答案】D
【分析】
根据题中信息,向硫酸钡中加入碳酸钠溶液,生成碳酸钡沉淀,钡离子浓度降低,硫酸根浓度增大,因此MP曲线为硫酸根,MN曲线为钡离子。
【解析】
A.当碳酸根浓度为0时,c()=1.0×10 5mol L 1,25℃,Ksp(BaSO4)=1×10 10,在N点Ksp(BaCO3)=0.5×10 5×5×10 4=2.5×10 9,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),故A错误;
B.BaSO4在水中的溶解度比在BaCl2溶液中的大,但Ksp在水中或BaCl2溶液中都一样大,故B错误;
C.Ksp(BaSO4)=1×10 10,在N点Ksp(BaCO3)=0.5×10 5×5×10 4=2.5×10 9,在反应BaSO4(s)+(aq)BaCO3(s)+(aq)的K1=,的K2=,则K2>K1,故C错误;
D.若使0.1mol BaSO4全部转化为BaCO3,先沉淀需要0.1mol碳酸钠,此时溶液中c()=,则此时c(Ba2+)=,则此时c(),则需要的n(Na2CO3)= 5mol L 1×0.5L=2.5mol,因此至少要加入2.5mol+0.1mol=2.6molNa2CO3,故D正确;
答案为D。
5.已知相同温度下,Ksp(BaSO4)下列说法错误的是
A.曲线①中y2=4.9
B.曲线②中a点:2c(Ba2+)+c(H+)=2c(CO)+c(OH )+c(HCO)
C.加适量BaCl2固体可使溶液由c点变到b点
D.该温度下:Ksp(BaSO4)=1.0×10—10
【答案】B
【分析】
由硫酸钡的溶度积小于碳酸钡可知,曲线①表示硫酸钡的沉淀溶解曲线,曲线②表示碳酸钡的沉淀溶解曲线,由图可知,当溶液中-lgc(Ba2+)=1.0时,-lg c(SO)=9.0,则硫酸钡的溶度积为1.0×10-1×1.0×10-9=1.0×10-10。
【解析】
A.由分析可知,硫酸钡的溶度积为1.0×10-10,则当溶液中-lgc(Ba2+)=5.1时,溶液中y2=10-5.1=4.9,故A正确;
B.图中a点所示溶液c(CO)≠c(Ba2+),说明溶质不只有碳酸钡,还有其他溶质,所以电荷守恒式不是2c(Ba2+)+c(H+)=2c(CO)+c(OH )+c(HCO),故B错误;
C.向碳酸钡饱和溶液中加入氯化钡固体,溶液中钡离子浓度增大,溶度积不变,则c(CO)浓度减小,可以使溶液由c点变到b点,故C正确;
D.由分析可知,该温度下硫酸钡的溶度积为1.0×10-10,故D正确;
故选B。
6.室温下,某二元碱X(OH)2水溶液中相关组分的物质的量分数随溶液pH变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.Kb1的数量级为10-5
B.pH=7.8时,溶液中只有X(OH)+离子
C.等物质的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液中:c(X2+)>c[X(OH)+]
D.在X(OH)NO3水溶中,c[X(OH)2]+c(H+)=c(X2+)+c(OH-)
【答案】A
【解析】
A.根据点(9.2,0.5)分析,Kb1= ,数量级为10-5,A正确;
B.pH=7.8时,溶液中有X(OH)+离子,也有X2+和X(OH)2,只不过前者物质的量分数较大,B错误;
C.等物质的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液中,X2+的水解程度大于X(OH)+的水解程度,故:c(X2+)D.在X(OH)NO3水溶中,存在质子守恒,c[X(OH)2]+ c(OH-)=c(X2+)+ c(H+),溶液不是中性,故c[X(OH)2]+c(H+)≠c(X2+)+c(OH-) ,D错误;
故选A。
7.25℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1,lgc(CH3COOH)、lgc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)随pH变化的关系如图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是
A.O点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
B.N点时,pOH=14-lgKa
C.该体系,c(CH3COOH)=mol·L-1
D.pH由7到14的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终增大
【答案】C
【分析】
根据图像分析可知,随着pH的升高,氢氧根离子和醋酸根离子浓度增大,氢离子和醋酸分子浓度减小,又pH=7的时候,氢氧根离子浓度等于氢离子浓度,故可推知,图中各曲线代表的浓度分别是:曲线1为lgc(CH3COO-)随pH的变化曲线,曲线2为lgc(H+)随pH的变化曲线,曲线3为lgc(OH-)随pH的变化曲线,曲线4为lgc(CH3COOH)随pH的变化曲线。
【解析】
A.根据上述分析可知,O点为曲线2和曲线3的交点,对应的pH=7,应该得出的结论为:c(H+)=c(OH-),故A错误;
B.N点为曲线1和曲线4的交点,lgc(CH3COO-)=lgc(CH3COOH),即c(CH3COO-)=c(CH3COOH),因Ka=,代入等量关系并变形可知pH=-lgKa,可得pOH=14-(-lgKa)=14+lgKa,故B错误;
C.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol·L-1,则c(CH3COO-)=0.1mol·L-1-c(CH3COOH),又Ka=,联立两式消去c(CH3COO-)并化简整理可得出,c(CH3COOH)=mol·L-1,故C正确;
D.醋酸根离子的水解平衡为:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,pH由7到14的变化过程中,碱性不断增强,c(OH-)不断增大,则不利于醋酸根离子的水解平衡,会使其水解程度减小,故D错误;
答案选C。
8.室温下,向H2A溶液中滴加NaOH溶液,若,则所得溶液中pc(H2A)、pc(HA-)、pc(A2-)与溶液pH的关系如图所示,已知醋酸的电离常数。下列说法正确的是
A.CH3COO-与HA-可以大量共存
B.等物质的量浓度的Na2A与NaHA混合溶液中:c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-)
C.M点时,
D.NaHA溶液中:
【答案】BD
【解析】
A.HA-的电离常数,由图可知时pH=4.3,则,由于,所以,HA-会电离出氢离子,与CH3COO-生成醋酸,故CH3COO-与HA-不可以大量共存,A错误;
B.等物质的量浓度的Na2A与NaHA混合溶液中,根据物料守恒可知c(Na+)最大;由图可知:该溶液pH=4.3<7,说明HA-的电离程度远大于A2-的水解程度,则c(A2-)>c(HA-),c(H+)>c(OH-),盐电离产生的离子浓度大于若电解质电离产生的离子浓度,则c(HA-)>c(H+),所以溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-),B正确;
C.M点时,c(A2-)=c(HA-),根据电荷守恒,,由于该点溶液的pH=4.3,则c(OH-)<c(H+),从而得出:,C错误;
D.溶液中存在质子守恒,则,A2-的水解常数,H2A的电离常数,即,,因此,D正确;
故合理选项是BD。
9.25℃时,向100mL0.1mol/LNH4HSO4溶液中滴加0.1mol/LNaOH溶液,得到的溶液的pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。下列说法正确的是
A.滴定过程中水的电离程度最大的是b点
B.c点时:c(Na+)>c()>c()>c(H+)=c(OH—)
C.d点时,c()+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH—)
D.d点到e点的过程中,溶液中c(Na+)+c()=0.1mol/L
【答案】AD
【分析】
由图可知,a点为硫酸氢铵溶液,溶液电离出的氢离子使溶液呈酸性;溶液体积为100mL的b点硫酸氢铵溶液与氢氧化钠溶液恰好反应得到硫酸铵和硫酸钠混合溶液,铵根离子水解使溶液呈酸性;c点为硫酸钠、硫酸铵和一水合氨的混合溶液,溶液呈中性;溶液体积为150mL的d点为硫酸钠、硫酸铵和一水合氨的混合溶液,溶液呈碱性;溶液体积为200mL的e点为硫酸钠和一水合氨混合溶液,溶液呈碱性。
【解析】
A.酸和碱在溶液中电离出的氢离子或氢氧根离子都抑制水的电离,盐在溶液中水解促进水的电离,由分析可知,a、c、d、e四点所得溶液中都存在促进和抑制水电离的因素,只有b点所得溶液中只存在促进因素,则滴定过程中水的电离程度最大的是b点,故A正确;
B.由分析可知,c点为硫酸钠、硫酸铵和一水合氨的混合溶液,溶液呈中性,溶液中存在电荷守恒关系c(Na+)+c()+c(H+)=2c()+c(OH—),由溶液中c(H+)=c(OH—)、c(Na+)> c()可知,溶液中c()>c(),则溶液中离子浓度大小顺序为c(Na+)> c()>c()>c(H+)=c(OH—),故B错误;
C.d点溶液中存在电荷守恒关系c(Na+)+c()+c(H+)=2c()+c(OH—),由溶液体积可知,溶液中2 c(Na+)=3 c(),由物料守恒可知,滴定过程中始终存在c()=c()+c(NH3·H2O),整合可得c()+2c(H+)=c(NH3·H2O)+2c(OH—),故C错误;
D.由物料守恒可知,滴定过程中始终存在c()=c()+c(NH3·H2O),d点到e点的过程中,溶液中存在c(Na+)+ c()+c(NH3·H2O)=0.1mol/L,则d点到e点的过程中,溶液中c(Na+)+c()=0.1mol/L,故D正确;
故选AD。
10.常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01mol·L-1的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O的水解)。下列叙述正确的是
A.Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10-7
B.n点表示AgCl的不饱和溶液
C.向c(Cl-)=c(C2O)的混合溶液中滴入AgNO3溶液时,先生成AgCl沉淀
D.Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+C2O(aq)的平衡常数为109.04
【答案】CD
【解析】
A.由题中图示可知,代表Ag2C2O4的线上某点c(Ag+)=1.0×10-4mol·L-1时,c()=1.0×10-2.46mol·L-1,则溶度积Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)·c()=(1.0×10-4)2×1.0×10-2.46=1.0×10-10.46,所以Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10-11,故A错误;
B.由题中图示可知,n点AgCl的Qc大于Ksp,则n点表示AgCl的过饱和溶液,故B错误;
C.由题中图示可知,当混合溶液中c(Cl-)=c()时,AgCl饱和溶液中c(Ag+)小于Ag2C2O4饱和溶液中c(Ag+),即向c(Cl-)=c()的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成AgCl沉淀,故C正确;
D.由题中图示可知,lgc(Cl-)=-5.75时,-lgc(Ag+)=4,即c(Ag+)=10-4mol·L-1,c(Cl-)=10-5.75mol·L-1,Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-9.75,Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq)AgCl(s)+ (aq)的平衡常数K==×===109.04,故D正确;
答案为CD。
11.配离子的稳定性可用K不稳衡量,例如[Ag(NH3)2]+的在一定温度下,向0.1mol/L硝酸银溶液中滴入稀氨水,发生反应Ag++2NH3 Ag(NH3)2]+。溶液中pNH3与δ(X)的关系如图所示,其中pNH3=-lg[c(NH3)]、{X代表Ag+或[Ag(NH3)2]+}。下列说法正确的是
A.图中δ1代表的是δ{[Ag(NH3)2]+}
B.向溶液中滴入稀硝酸,δ(Ag+)增大
C.该溶液中c()+c(H+)=c(OH-)
D.该温度时,K不稳{[Ag(NH3)2]+}=107.3
【答案】BC
【解析】
A.pNH3越大,即c(NH3)越小,溶液的c(Ag+)越大,越大,δ1代表的是δ(Ag+),故A选项错误;
B.向体系中滴入硝酸,c(NH3)越小,δ(Ag+)增大,故B选项正确;
C.溶液中电荷守恒c(Ag+)+c{[Ag(NH3)2]+}+c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(NO3-)物料守恒c(Ag+)+
c{[Ag(NH3)2]+}=c(NO3-)两式整理得c(NH4+)+c(H+)=c(OH-),故C选项正确;
D.选取a点即δ(Ag+)=δ{[Ag(NH3)2]+},=(10-3.65)2=10-7.3,故D选项错误;
答案选BC。
12.常温下,溶液中微粒的物质的量百分数与的关系如图所示。人体血浆中最重要的缓冲体系是碳酸氢盐,正常人的血液的在,由Henderson-Hasselbalch方程可知:。下列说法不正确的是
A.曲线c表示随溶液变化的曲线
B.的的数量级为
C.当血浆中增大时,一定增大
D.当血浆的时,则发生酸中毒,此时是的10倍
【答案】BC
【解析】
A.根据图像可知,曲线a表示c(H2CO3)、曲线b表示、曲线c表示随溶液pH变化的曲线,故A正确;
B.根据图像可知,=c(H2CO3)时,pH=6.2,H2CO3的,数量级为10-7,故B错误;
C.人体血浆中碳酸氢盐起缓冲作用,随增大,pH变化不大,故C错误;
D.正常人的血液pH在7.35~7.45,当血浆的pH=7.1时,则发生酸中毒,pH=6.1+,所以此时=1,是c(H2CO3)的10倍,故D正确;
选BC。
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