第33讲-粒子浓度关系曲线之分布系数图像(课件 练习(含解析) 学案)2025届高中化学一轮复习

资源下载
  1. 二一教育资源

第33讲-粒子浓度关系曲线之分布系数图像(课件 练习(含解析) 学案)2025届高中化学一轮复习

资源简介

(共55张PPT)
第33讲
粒子浓度关系曲线之分布系数图像
2025:基于主题教学的高考化学专题复习系列讲座
2025
2024年粒子浓度关系曲线之分布系数图像考点考向统计
2024年新课标卷—7题 选择题水溶液中的离子平衡,利用平衡常数、三大守恒式、电离度的计算确定离子浓度关系
2024年湖北卷—13题 选择题水溶液中的离子平衡,利用平衡常数及三大守恒式计算确定离子浓度关系
2024年山东卷—10题 选择题水溶液中的离子平衡,利用平衡常数及三大守恒式计算确定离子浓度关系
2024年浙江卷6月—15题 选择题水溶液中的离子平衡,利用沉淀溶解平衡常数及三大守恒式计算确定离子浓度关系
2024年湖南卷—16题 工艺流程题水溶液中的离子平衡,利用沉淀溶解平衡常数计算确定离子浓度关系
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
缘起——中和滴定曲线
以0.01000 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1的HA溶液的图像为例。
缘起——中和滴定曲线
以0.01000 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1的HA溶液的图像为例。
关键点 溶质成分及比例 存在平衡及主次 考向或考法、解法
起点A HA HA H++A- 用以判断HA强弱,计算HA的电离常数或利用电离常数计算起点pH。上述过程可是充要条件,给出任一数据都可考查另一条件。比如已知起点pH与浓度的关系,可考查电离方程式的书写正误(参看化学用语)。水的电离程度
2:1反应点B HA:NaA=1 HA H++A- H2O+A- HA+OH- 溶液的酸碱性分析与比较电离和水解程度大小的充要关系、粒子浓度大小比较、水的电离程度、三大守恒
恰好反应点D NaA H2O+A- HA+OH- 水的电离程度最大。粒子浓度大小比较、三大守恒(尤其物料守恒)
中性点C NaA+HA,比例可用常数计算 HA H++A- H2O+A- HA+OH- 二者平衡持平 电荷守恒、水的电离程度、可计算电离常数、三大守恒(尤其物料守恒)
1:2反应点E NaOH:NaA=1 H2O+A- HA+OH- 粒子浓度大小比较、水的电离程度、三大守恒
缘定——分布系数曲线
概念
对任意一元酸HA,其形态分布系数为:
HAc和Ac-的分布分数与溶液pH的关系
缘定——分布系数曲线
概念
对任意一元碱BOH,其形态分布系数为:
缘定——分布系数曲线
概念
对任意二元酸H2A,其形态分布系数为:
草酸三种形式的分布分数与pH的关系
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
1.(2024年新课标卷7)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH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δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
B. 若酸的初始浓度为0.10 mol·L 1,则a点对应的溶液中有c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-)
C. CH2ClCOOH的电离常数Ka =10-1.3
D. PH=2.08时,
分析:—Cl为吸电子基团,酸性:CH2ClCOOH Ka(CHCl2COOH),
δ(酸分子)=δ(酸根离子)=0.5时,Ka(CHCl2COOH)=10-1.3、 Ka(CHCl2COOH) =10-2.8
曲线M表示δ(CH2ClCOO-)~pH的变化关系,
CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-2.8
1.(2024年新课标卷7)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如: ]
A. 曲线M表示δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
×
1.(2024年新课标卷7)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如: ]
分析:经过a的曲线为CHCl2COOH溶液平衡曲线,若酸的初始浓度为0.10 mol·L 1,若溶液中溶质只有CHCl2COOH,则
读图,此时a溶液浓度为0.10 mol·L 1,c(H+)>c(CHCl2COO-)+c(OH-)
B. 若酸的初始浓度为0.10 mol·L 1,则a点对应的溶液中有c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-)
×
1.(2024年新课标卷7)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如: ]
分析:电离度
α(CHCl2COOH)= δ(CHCl2COO-),
α(CH2ClCOOH)= δ(CH2ClCOO-),
当pH=2.08时,此时δ(CHCl2COO-)=0.85, δ(CH2ClCOO-)=0.15
D. PH=2.08时,

1.(2024年新课标卷7)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH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δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
B. 若酸的初始浓度为0.10 mol·L 1,则a点对应的溶液中有c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-)
C. CH2ClCOOH的电离常数Ka =10-1.3
D. PH=2.08时,
D
2.(2024年湖北卷13) CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L 1,pKa1(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3, PKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是
A. PH=6.5时,溶液中c(CO32-)< c(Pb2+)
B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时, c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L 1
C. PH=7时, 2 c(Pb2+)+ c [Pb(OH)+] <2 c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(ClO4-)
D. PH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
2.(2024年湖北卷13) CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标 (δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L 1,pKa1(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3、 PKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是
A. PH=6.5时,溶液中c(CO32-)< c(Pb2+)
B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时, c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L 1
C. PH=7时, 2 c(Pb2+)+ c [Pb(OH)+] <2 c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(ClO4-)
D. PH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
分析:A.由图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5 mol·L 1
则c(CO32-) = <10-7.1 mol·L 1

2.(2024年湖北卷13) CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L 1,pKa1(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3, PKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是
A. PH=6.5时,溶液中c(CO32-)< c(Pb2+)
B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时, c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L 1
C. PH=7时, 2 c(Pb2+)+ c [Pb(OH)+] <2 c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(ClO4-)
D. PH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
分析:δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,溶液中还存在Pb(OH)+,根据c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L 1和Pb守恒,溶液中c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L 1

2.(2024年湖北卷13) CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L 1,pKa1(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3, PKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是
C. PH=7时, 2 c(Pb2+)+ c [Pb(OH)+] <2 c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(ClO4-)
分析:溶液中的电荷守恒为2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(ClO4-)+2c[Pb(CO3)22-]+c(OH-)
pH=7时溶液中c(H+)=c(OH-)
2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(ClO4-)+2c[Pb(CO3)22-]
×
2.(2024年湖北卷13) CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L 1,pKa1(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3, PKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是
A. PH=6.5时,溶液中c(CO32-)< c(Pb2+)
B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时, c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L 1
C. PH=7时, 2 c(Pb2+)+ c [Pb(OH)+] <2 c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(ClO4-)
D. PH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
分析:NaHCO3溶液呈碱性,加入少量NaHCO3固体,pH增大,PbCO3转化成Pb(CO3)22-而溶解

C
3.(2024年山东卷10)常温下Ag(l)—CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag+ + CH3COO- CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 mol·L 1,所有含碳物种的摩尔分数与pH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CH3COOH的变化情况
B. CH3COOH的电离平衡常数Ka=10-n
C. pH=n时,
D. pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=0.08 mol·L 1
3.(2024年山东卷10)常温下Ag(l)—CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag+ + CH3COO- CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 mol·L 1,所有含碳物种的摩尔分数与pH变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是
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。
CH3COOH
CH3COO-
CH3COOAg
3.(2024年山东卷10)常温下Ag(l)—CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag+ + CH3COO- CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 mol·L 1,所有含碳物种的摩尔分数与pH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CH3COOH的变化情况
B. CH3COOH的电离平衡常数Ka=10-n
C. pH=n时,
D. pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=0.08 mol·L 1
×
CH3COOH的电离平衡常数Ka= =10-m
×
3.(2024年山东卷10)常温下Ag(l)—CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag+ + CH3COO- CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 mol·L 1,所有含碳物种的摩尔分数与pH变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是
C. pH=n时,
pH=n时 =10-m,c(CH3COO-)=
=10n-mc(CH3COOH)
Ag++CH3COO- CH3COOAg(aq)的K=
c(CH3COOH)=c(CH3COOAg)
c(Ag+)= mol·L 1

3.(2024年山东卷10)常温下Ag(l)—CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag+ + CH3COO- CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 mol·L 1,所有含碳物种的摩尔分数与pH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CH3COOH的变化情况
B. CH3COOH的电离平衡常数Ka=10-n
C. pH=n时,
D. pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=0.08 mol·L 1
根据物料守恒,pH=10时溶液中c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.08 mol·L 1
×
C
4.(2024年浙江6月卷15)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如下图[例如 。已知: Ksp(FeS)= 6.3×10-18 ,Ksp[Fe(OH)2]= 4.9×10-17。
下列说法正确的是
A. 溶解度:FeS大于Fe(OH)2
B. 以酚酞为指示剂(变色的pH范围8.2~10.0),用NaOH标准溶液可滴定H2S水溶液的浓度
C. 忽略S2-的第二步水解, 0.10mol·L 1的Na2S溶液中S2-水解率约为62%
D. 0.010mol·L 1的FeCl2溶液中加入等体积0.20mol·L 1的Na2S溶液,反应初始生成的沉淀是FeS
4.(2024年浙江6月卷15)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如下图[例如 。已知: Ksp(FeS)= 6.3×10-18 ,Ksp[Fe(OH)2]= 4.9×10-17。
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。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。
4.(2024年浙江6月卷15)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如下图[例如 。已知: Ksp(FeS)= 6.3×10-18 ,Ksp[Fe(OH)2]= 4.9×10-17。下列说法正确的是
A. 溶解度:FeS大于Fe(OH)2
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 = ×10-9 mol·L 1
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 1= ×10-6 mol·L 1> ×10-9 mol·L 1,故溶解度:
FeS小于Fe(OH)2
×
4.(2024年浙江6月卷15)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如下图[例如 。已知: Ksp(FeS)= 6.3×10-18 ,Ksp[Fe(OH)2]= 4.9×10-17。
B. 以酚酞为指示剂(变色的pH范围8.2~10.0),用NaOH标准溶液可滴定H2S水溶液的浓度
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。
×
4.(2024年浙江6月卷15)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如下图[例如 。已知: Ksp(FeS)= 6.3×10-18 ,Ksp[Fe(OH)2]= 4.9×10-17。
C. 忽略S2-的第二步水解, 0.10mol·L 1的Na2S溶液中S2-水解率约为62%
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-)=
设水解的S2-的浓度为x mol·L 1,则 解得x≈0.062

4.(2024年浙江6月卷15)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如下图[例如 。已知: Ksp(FeS)= 6.3×10-18 ,Ksp[Fe(OH)2]= 4.9×10-17。
下列说法正确的是
D. 0.010mol·L 1的FeCl2溶液中加入等体积0.20mol·L 1的Na2S溶液,反应初始生成的沉淀是FeS
0.01 mol·L 1 FeCl2溶液中加入等体积0.2 mol·L 1 Na2S溶液,瞬间得到0.005 mol·L 1 FeCl2和0.1 mol·L 1 Na2S的混合液,结合C项,瞬时c(Fe2+)c(S2-)=0.005 mol·L 1×(0.1 mol·L 1-0.062 mol·L 1)=1.9×10-4>Ksp(FeS),c(Fe2+)c2(OH-)=0.005 mol·L 1×(0.062 mol·L 1)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
×
C
5.(2024年湖南卷16节选)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
(4)在“银转化”体系中,[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075mol·L 1,两种离子分布分数
随SO32-浓度的变化关系如图所示,若SO32-浓度为1.0mol·L 1,
则[Ag(SO3)3]5-的浓度为______ mol·L 1。
分析:在“银转化”体系中,[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075 mol L 1,溶液中存在平衡关系: [Ag(SO3)2]3-+ SO32- [Ag(SO3)3]5-,当c(SO32-]-=0.5mol L 1时,此时c [Ag(SO3)2]3-=c [Ag(SO3)3]5-=0.0375mol L 1,则该平衡关系的平衡常数
5.(2024年湖南卷16节选)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
(4)在“银转化”体系中,[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075mol·L 1,两种离子分布分数
随SO32-浓度的变化关系如图所示,若SO32-浓度为1.0mol·L 1,
则[Ag(SO3)3]5-的浓度为______ mol·L 1。
当c(SO32-]-=1mol L 1时
0.05
6.(2023年湖北卷14题) 为某邻苯二酚类配体,其pKa1=7.46,pKa2=12.4。常温下构建Fe(III)—H2L溶液体系,其中c0(Fe3+)=2.0×10-4 mol L 1,c0(H2L)=5.0×10-3 mol L 1。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lg2≈0.03,lg3≈0.48。下列说法正确的是
A.当PH=1时,体系中c(H2L)> c ([FeL]+) >c(OH-)> c (HL-)
B.pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为L2-
C.L2-+ [FeL]+ [FeL2]-的平衡常数的lgK约为14
D.当PH=10时,参与配位的c(L2-)≈1.0×10-3mol L 1
6.(2023年湖北卷14题) 为某邻苯二酚类配体,其pKa1=7.46,pKa2=12.4。常温下构建Fe(III)—H2L溶液体系,其中c0(Fe3+)=2.0×10-4 mol L 1,c0(H2L)=5.0×10-3 mol L 1。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lg2≈0.03,lg3≈0.48。下列说法正确的是
A.当PH=1时,体系中c(H2L)> c ([FeL]+) >c(OH-)> c (HL-)
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。
6.(2023年湖北卷14题) 为某邻苯二酚类配体,其pKa1=7.46,pKa2=12.4。常温下构建Fe(III)—H2L溶液体系,其中c0(Fe3+)=2.0×10-4 mol L 1,c0(H2L)=5.0×10-3 mol L 1。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lg2≈0.03,lg3≈0.48。下列说法正确的是
A.当PH=1时,体系中c(H2L)> c ([FeL]+) >c(OH-)> c (HL-)
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-)≈5×10-9.46,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-)
×
6.(2023年湖北卷14题) 为某邻苯二酚类配体,其pKa1=7.46,pKa2=12.4。常温下构建Fe(III)—H2L溶液体系,其中c0(Fe3+)=2.0×10-4 mol L 1,c0(H2L)=5.0×10-3 mol L 1。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lg2≈0.03,lg3≈0.48。下列说法正确的是
B.pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为L2-
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-
×
6.(2023年湖北卷14题) 为某邻苯二酚类配体,其pKa1=7.46,pKa2=12.4。常温下构建Fe(III)—H2L溶液体系,其中c0(Fe3+)=2.0×10-4 mol L 1,c0(H2L)=5.0×10-3 mol L 1。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lg2≈0.03,lg3≈0.48。下列说法正确的是
C.L2-+ [FeL]+ [FeL2]-的平衡常数的lgK约为14
该反应的平衡常数, 当[FeL2]-与[FeL]+分布分数相等时,可以将K简化为 ,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≈10-14.86,即lg K≈14

6.(2023年湖北卷14题) 为某邻苯二酚类配体,其pKa1=7.46,pKa2=12.4。常温下构建Fe(III)—H2L溶液体系,其中c0(Fe3+)=2.0×10-4 mol L 1,c0(H2L)=5.0×10-3 mol L 1。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lg2≈0.03,lg3≈0.48。下列说法正确的是
D.当PH=10时,参与配位的c(L2-)≈1.0×10-3mol L 1
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3×10-4 mol·L-1的L2-,形成[FeL2(OH)]2-消耗了2×10-4 mol·L-1的L2-,共消耗了5×10-4 mol·L-1的L2-,即参与配位的c(L2-)≈5×10-4
×
C
10-7.5
B
D
C
BC
D
D
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
模型构建2 那些“烦人”的对数图像
0.01 mol/L HAc的浓度对数图(pKa=4.74)
模型构建2 那些“烦人”的对数图像
设某二元 HA的浓度为 10-2 mol·L-1,解离常数 pKa1=4,pKa2=8,溶液中存在的酸碱形式有H2A,HA-,A2-,H+及OH-。
模型构建3 换个“视角”看分布系数
模型构建3 换个“视角”看分布系数
为了增大分子量较大氨基酸的水溶性,把它们制成盐,如
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
分布系数是指一定型体的平衡浓度占相关型体浓度之和的百分比,称分布系数。借助分布系数图判断电解质溶液中粒子浓度的关系,是高考常考题型,其中不同阶段粒子浓度关系的判断是近几年高考的亮点和热点。该类题目的解题关键是正确判断溶液中溶质的成分及其量的关系,以及离子的电离程度和水解程度的大小。该类题型综合性较强、难度较大,能够很好的考查学生的读图和推理能力。具体的解题思路是:
1.判断“曲线”对应的微粒
2.识别图像中对应的“浓度”
3.利用“交点”计算电离平衡常数K
4.基于“代换”思想,分析守恒关系、推测粒子浓度大小第33讲-粒子浓度关系曲线之分布系数图像
1.(2023福建9)时,某二元酸H2A的Ka1=10-3.04、Ka2=10-4.37。1.0 mol L 1NaHA溶液稀释过程中δ(H2A)、δ(HA-)、δ(A2-)与pc(Na+)的关系如图所示。已知pc(Na+)=-lg c(Na+)的分布系数。下列说法错误的是
A.曲线n为δ(HA-)的变化曲线 B.a点: PH=4.37
C.b点:2 c(H2A)+ c(HA-)= c(Na+) D.c点:c(Na+)+ c(H+)=3 c(HA-)+ c(OH-)
2.(2024·云南昆明·三模)室温下,CuCl2溶液中存在Cu2+、CuCl+、CuCl2、CuCl3-、CuCl4 2-几种含铜微粒,向1.0×10-4mol L 1 CuCl2溶液中通入HCl气体,含Cu微粒的分布系数[例如:]随浓度变化的关系如图所示。
已知体系中存在以下平衡:
Cu2+ + Cl- CuCl+ K1=1.5,Cu2+ + 2Cl- CuCl2 K2=0.5
Cu2+ + 3Cl- CuCl3- K3=5×10-3 ,Cu2+ + 4Cl- CuCl4 2- K4=2.5×10-5
下列说法错误的是
A.曲线a表示Cu2+的分布系数随Cl-浓度的变化
B.室温下反应CuCl+ + Cl- CuCl2的平衡常数K=1/3
C.当c(Cl-)=3 mol L 1时,c(CuCl2)= c(CuCl+)> c(Cu2+)> c(CuCl4 2-)
D.图像中任意一点均存在2 c(Cu2+)+ c(CuCl+) > c(Cl-)+ c(CuCl3-)> c(CuCl4 2-)
3.(23-24高三上·安徽滁州)常温下,用0.1000mol·L-1的盐酸滴定20.00mL未知浓度的氨水。所得溶液中,pH、的分布系数随滴加盐酸体积V[HCl(aq)]的变化关系如图所示。下列叙述错误的是
A.滴定时,应选用甲基橙做指示剂
B.常温下,氨水的电离常数Kb≈1.0×10-5
C.滴定过程中,水的电离程度:nD.p点溶液中,粒子浓度大小为c(Cl-)>c()>c(H+)> c(NH3·H2O)
4.(2024·陕西安康·三模)常温时,用的NaOH溶液滴定的HCN溶液。溶液的pH、分布系数随滴加NaOH溶液体积的变化关系如图所示。下列有关说法正确的是
A.HCN酸的约为
B.n点溶液粒子浓度关系为
C.p点溶液离子浓度关系为
D.滴定过程中,水的电离程度
5.(2022·浙江温州·三模)1 L 0.10 mol·L-1H3RO3溶液pH<1,向其中加入NaOH固体(忽略体积变化),测得溶液中各种含R微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。下列有关说法不正确的是
A.当加入0.1molNaOH时:c(Na+)=c(H2RO)+c(HRO)+c(RO)
B.当加入0.2molNaOH时:(RO)>c(H2RO)
C.曲线δ1是指微粒H2RO的变化趋势
D.N点,c(HRO)=c(RO)=0.05mol·L-1
6.(2022·浙江·模拟预测)室温下,向1.00L0.100mol/LNH4HCO3溶液中加入NaOH稀溶液,溶液中主要型体的分布系数[比如A2-的分布系数δ(A2-)=]以及pH随n(NaOH)变化如图。下列说法不正确的是
A.0.100mol/LNH4HCO3溶液中>1,水的电离受到促进
B.加入NaOH稀溶液过程中,溶液满足关系式c(NH)+c(NH3 H2O)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
C.Ka2(H2CO3)Kb(NH3 H2O)>Kw
D.加入少量NaOH时,OH-主要先与NH反应
7.(2022·安徽芜湖·三模)常温下,将0.2mol·L-1NH4Cl溶液与0.2mol·L-1NaHA溶液等体积混合后(忽略体积变化),所得混合溶液的pH为7.8。当向混合液中加入盐酸或NaOH溶液时,溶液中的粒子分布系数(δ)随溶液pH的变化如图所示(无NH3逸出)。已知δ(x)=或δ(x)= ;a、b、c、d、e分别表示NH、NH3·H2O、HA-、A2-、H2A中的一种。下列有关描述正确的是
A.常温下,Kb(NH3·H2O)<Ka1(H2A)
B.由图可知,曲线a表示的是H2A,曲线e表示的是NH3·H2O
C.常温下,向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液时,c(NH)、c(HA-)均逐渐减小
D.常温下,向该混合溶液中逐滴加入HCl溶液至pH=7时:c(Na+)+c(H2A)=c(Cl-)+c(A2-)+c(NH3·H2O)
8.(2022·北京昌平·二模)常温下,向20mL0.2mol/LH2X溶液中滴加0.2mol/LNaOH溶液,溶液中各微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示,以下说法不正确的是
A.由图可推测,H2X为弱酸
B.滴加过程中发生的反应有:H2X+OH-=HX-+H2O,HX-+OH-=X2-+H2O
C.水的电离程度:a点与b点大致相等
D.若常温下Ka(HY)=1.1×10-2,HY与少量Na2X发生的反应是:2HY+X2-=H2X+2Y-
9.(2022·福建龙岩·三模)常温下,向某浓度的溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶液中-lgc(x)(x为H2A、HA-或A2-)与溶液pH的变化关系如图所示。则下列说法正确的是
A.c点溶液中c(Na+)>3c(A2-)
B.整个过程中[c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)]保持不变
C.将等物质的量浓度的NaHA与H2A溶液等体积混合,所得溶液pH=0.8
D.b点对应溶液的pH为3.05
10.(2022·河南河南·三模)25℃时,向20mL0.2mol·L-1HM溶液中逐滴加入0.2mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg、pOH与加入NaOH溶液的体积V的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A.b点溶液中c(H+)-c(OH-)=c(M-)-c(HM)
B.a、b、c、d四点对应溶液中水的电离程度逐渐减小
C.d点溶液的pH随温度升高而减小
D.NaM的水解平衡常数的数量级约为10-10
11.(2022·四川·三模)25℃时,用0.1mol·L 1 NaOH溶液滴定20.00mL 0.1mol·L 1 HA溶液,体系中-lgc(A )、-lgc(HA)、NaOH溶液的体积与溶液pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A.图中曲线①表示-lgc(A )与pH的关系
B.25℃时,HA的电离平衡常数的数量级为10 4
C.a点溶液中,2c(H+)+c(HA)=c(A )+2c(OH )
D.b点时,V[NaOH(aq)]=20mL
12.(2022·山东滨州·二模)25℃时,0.10mol·L-1HCOONH4溶液中lgc(HCOOH)、lgc(NH3·H2O)、lgc(H+)和lgc(OH-)随pH变化(加入HCl或NaOH)的关系如图所示。已知:Ka(HCOOH)=1.8×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。下列说法正确的是
A.原溶液中,+c(OH-)=+c(H+)
B.该体系中,c(NH3·H2O)-c(HCOOH)=c(NH)-c(HCOO-)
C.N点时,c(HCOO-)=c(NH)>c(H+)=c(OH-)
D.M点时,pH=6.5
13.(2022·山东泰安·三模)氨基酸在水溶液中可通过得到或失去发生如下反应:
常温下,0.001的甘氨酸()溶液中各物种浓度对数值与pH的关系如图所示:
下列说法错误的是
A.曲线③为的浓度与pH的关系图
B.pH=7时,
C.B点时,
D.在溶液中
第10讲-粒子浓度关系曲线之分布系数图像答案及解析
1.【答案】B
【解析】1.0 mol L 1NaHA溶液稀释过程中,随着水的加入,因存在电离平衡HA-H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系数先保持不变后减小,曲线n为δ(HA-)的变化曲线,pc(Na+)的增大,c(Na+)减小,δ(A2-)增大明显,故曲线m为δ(A2-)的变化曲线,则曲线p为δ(H2A)的变化曲线;
【详解】A.1.0 mol L 1NaHA溶液稀释过程中,随着水的加入,因存在电离平衡HA- H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系数开始时变化不大且保持较大,故曲线n为δ(HA-)的变化曲线,选项A正确;
B.a点, pc(Na+)=1.0,则c(Na+)=0.1 mol L 1,δ(HA-) =0.70,δ(H2A)= δ(A2-)=0.15,=10-4.73,,PH≠4.73,选项B错误;
C.b点, δ(HA-) =0.70,δ(H2A)= δ(A2-)=0.15,即c(H2A) = c(A2-),根据物料守恒有,c(A2-) + c(H2A) + c(HA-)=c(Na+),故2 c(H2A)+ c(HA-)= c(Na+),选项C正确;
D.c点:δ(HA-)=δ(A2-),故c(HA-) = c(A2-)根据电荷守恒有c(Na+)+ c(H+)=2 c(A2-) + c(HA-)+ c(OH-),故c(Na+)+ c(H+)=3 c(HA-)+ c(OH-),选项D正确;
答案选B。
2.【答案】D
【解析】由图及Cu2+ + Cl- CuCl+,Cu2+ + 2Cl- CuCl2 ,Cu2+ + 3Cl- CuCl3- ,Cu2+ + 4Cl- CuCl4 2- K4=2.5×10-5知,随着c(Cl-)的增加,平衡正向移动,c(Cu2+)减小,c(CuCl+)增加,故曲线a表示Cu2+的分布系数,曲线b表示CuCl+的分布系数,则曲线c表示CuCl2的分布系数,据此回答。
A.由分析知,曲线a表示Cu2+的分布系数随Cl-浓度的变化,A正确;
B.CuCl+ + Cl- CuCl2等于Cu2+ + 2Cl- CuCl2减去Cu2+ + Cl- CuCl+,,B正确;
C.由图知,当c(Cl-)=3.0 mol L 1时即为b点,c(CuCl2)= c(CuCl+)> c(Cu2+)> c(CuCl4 2-),C正确;
D.有电荷守恒得,2 c(Cu2+)+ c(CuCl+)+ c(H+) > c(Cl-)+ c(CuCl3-)= c(CuCl4 2-)+ c(OH-),只有当溶液呈碱性时, c(H+)< c(OH-),溶液中才存在2 c(Cu2+)+ c(CuCl+) > c(Cl-)+ c(CuCl3-)> c(CuCl4 2-),D错误; 故选D。
3.【答案】C
【解析】A.强酸(HCl)滴定弱碱,滴定终点溶液为酸性,应用甲基橙作指示剂,A正确;
B.达到滴定终点时消耗盐酸的体积是20.00mL,根据反应方程式HCl+NH3·H2O==NH4Cl+H2O,n(NH3·H2O)=n(HCl),由于二者的体积相同,故二者的浓度相等,c(NH3·H2O)=0.1000mol·L-1.开始滴定时溶液pH=11,则c(OH-)=10-3mol·L-1,则根据NH3·H2O NH4++OH-,可知c(NH4+)=10-3mol·L-1,故NH3·H2O的电离平衡常数Kb=,B正确;
C.向NH3·H2O中滴加盐酸,溶液的碱性逐渐减弱,碱电离产生的OH-对水电离的抑制作用逐渐减弱,则在恰好中和前,水电离程度逐渐增大,因此水电离程度:mD.p点时恰好中和,反应产生NH4Cl,该盐是强酸弱碱盐,NH4+部分水解:NH4++H2ONH3·H2O+H+,则c(Cl-)>c(NH4+),H2OH++OH-,c(H+)>c(NH3·H2O),故c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(NH3·H2O),D正确;
故选C。
4.【答案】B
【解析】由图知,m点为0.1mol L 1的HCN溶液,pH=5;n点为加入10.0mLNaOH溶液时,溶液中HCN恰好被中和一半,溶质为等浓度的HCN和NaCN;p点为加入20.0mLNaOH溶液时,HCN与NaOH正好完全反应生成NaCN,据此分析解题。
A.0.1mol L 1的HCN溶液的初始pH=5,,A错误;
B.n点为加入10.0mLNaOH溶液时,溶液中HCN恰好被中和一半,溶质为等浓度的HCN和NaCN,由物料守恒:,B正确;
C.p点为加入20.0mLNaOH溶液时,HCN与NaOH正好完全反应生成NaCN,此时pH=10.8,c(H+)=10-10.8mol·L-1, c(OH-)=10-3.2mol·L-1,由电荷守恒:c(Na+)+c(H+)= c(CN-)+c(OH-),则c(CN-)-c(Na+)= c(H+)-c(OH-)=(10-10.8-10-3.2)mol·L-1,C错误;
D.由以上分析知,m、n、p三点溶质分别为HCN溶液、等浓度的HCN和NaCN、NaCN溶液,酸、碱对水的电离起抑制作用,盐对水的电离起促进作用,所以滴定过程中,m点对水的电离抑制程度最大,p点酸碱溶液恰好完全中和生成盐,p点对水的促进程度最大,所以水的电离程度p>n>n,D错误; 故选B。
5.【答案】D
【解析】0.10mol·L-1H3RO3溶液pH<1,说明其一级电离为完全电离,随着pH的增大H2RO逐渐减少,HRO32-逐渐增多,故δ1代表H2RO3-,δ2代表HRO32-,当HRO32-达到最大值后,浓度逐渐降低,RO33-逐渐增加,故δ3代表RO33-,以此解题。A.当加入0.1molNaOH时,溶液为NaH2RO3溶液,根据物料守恒可知,c(Na+)=c(RO33-)+c(HRO32-)+c(RO33-),A正确;
B.当加入0.2molNaOH时,溶液为Na2HRO3溶液,由分析可知δ2代表HRO,当其为最大值时,溶液显酸性,说明HRO32-的电离大于水解,故(RO33-)>c(H2RO3-),B正确;C.由分析可知曲线δ1是指微粒H2RO3-的变化趋势,C正确;D.最初H3RO3溶液浓度为0.10mol·L-1,由分析可知,虽然N点c(HRO32-)=c(RO33-),但是H3RO3的二级电离和三级电离都是微弱的,即溶液中随时都存在H2RO3-,故c(H2RO3-)=c RO33-)<0.05mol·L-1,D错误。
6.【答案】C
【解析】A.NH4HCO3= NH4++HCO3-,NH4+和HCO3-分别发生水解,HCO3-+H2O H2CO3+OH-,NH4++H2O NH3·H2O+H+,因为,所以c(OH-)> c(H+),则说明HCO3-水解程度大,使水电离受到促进,正确;B.NH4HCO3= NH4++HCO3-,NH4+和HCO3-分别发生水解,HCO3-+H2O H2CO3+OH-,NH4++H2O NH3·H2O+H+,则由物料守恒得c(NH4+)+c(NH3·H2O)= c(HCO3-)+c(CO32-) + c(H2CO3),正确C.,图中c(HCO3-)= c(CO32-)时,c(NH4+)= c(NH3·H2O),所以,因此,错误;D.加入少量NaOH时,HCO3-浓度基本不变,而NH4+浓度快速减小,所以OH-先与NH4+发生主要反应,正确。
7.【答案】D
【解析】已知NH3·H2O NH4++OH-,H2AHA-+H+,HA-A2-+H+,随着pH值的增大,NH3·H2O浓度增大,NH4+浓度减小,H2A浓度减小,HA-浓度先增大后减小,A2-浓度增大,故题干图示中,a代表H2A,b代表HA-,c代表NH4+,d代表NH3·H2O,e代表A2-,据此分析解题。A.由题干信息可知,将0.2mol·L-1NH4Cl溶液与0.2mol·L-1NaHA溶液等体积混合后(忽略体积变化),所得混合溶液的pH为7.8,说明HA-的水解大于NH4+的水解,即Kh (HA-)>Kh(NH4+),即>,则常温下,Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2A),错误;B.由图可知,曲线a表示的是H2A,曲线d表示的是NH3·H2O,曲线e表示的是A2-,错误;C.由分析可知,常温下,向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液时,c(NH4+)逐渐减小,而c(HA-)先增大后减小,错误;D.常温下,向该混合溶液中逐滴加入HCl溶液至pH=7即①c(H+)=c(OH-)时,根据电荷守恒可知:②c(Na+)+ c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-),根据物料守恒有:③c(NH4+)+ c(NH3·H2O)= c(A2-)+ c(H2A)+c(HA-),则联合①②③可得:c(Na+)+c(H2A)=c(Cl-)+c(A2-)+c(NH3·H2O),正确。
8.【答案】C
【解析】在H2X溶液中滴加NaOH溶液首先发生反应H2X+OH-=HX-+H2O,该反应过程中H2X的浓度逐渐减小,HX-的浓度逐渐增大,然后发生HX-+OH-=X2-+H2O,HX-的浓度逐渐减小,X2-的浓度逐渐增大,根据反应过程及每个阶段中粒子种类的变化分析。A.由图和分析可知当X2-的浓度最大时酸碱恰好反应,溶液显碱性,说明盐是强碱弱酸盐,故H2X为弱酸,故A正确;B.由分析和图像可知滴加过程中发生的反应有:H2X+OH-=HX-+H2O,HX-+OH-=X2-+H2O,故B正确;C.由图像可知a点的溶质组成为等量的H2X和NaHX的混合溶液,b点为等量的NaHX和Na2X的混合溶液,H2X是 酸抑制水的电离,Na2X为强碱弱酸盐促进水的电离,由此可知b点水的电离程度大于a点水的电离程度,故C错误;D.由图可得a点,b点,若常温下Ka(HY)=1.1×10-2,则酸性,根据强酸制弱酸的原则,HY与少量Na2X发生的反应是:2HY+X2-=H2X+2Y-,故D正确。
9.【答案】D
【解析】结合图像可知,随着pH增大,溶液酸性变小,c(H2A)减小,则-lgc(H2A)增大,c(HA-)先增大,当溶液酸性减小到一定程度时,HA-转化为A2-,c(HA- )减小,c(A2- )增大,则-lgc(HA- )先减小后增大,-lgc(A2-)减小;根据a点可知:Ka1 =,根据c点可知:Ka2 =,据此分析作答。A.c点时,溶液的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),此时c(HA-)=c(A2-),因此有c(Na+)+c(H+)=3c(A2-)+c(OH-),而此时溶液显酸性,则c(H+)> c(OH-),所以c(Na+)<3c(A2-),A项错误;B.由于加入NaOH溶液,整个溶液体积变大,因此[c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)]的值逐渐减小,B项错误;C.由于H2A的电离强于HA-的电离和水解,等物质的量浓度等体积NaHA与H2A混合,溶液中c(HA-)>( H2A),对应图中a点的右方,因此pH>0.8,C项错误;D.H2A溶液中,Ka1×Ka2=,b点时,c(A2-)= c(H2A),则=10-3.05,pH为3.05,D项正确。
10.【答案】D
【解析】由图可知,d点时HM与NaOH溶液等浓度等体积恰好完全反应,溶质为NaM,b点时NaOH溶液的体积为HM溶液体积的一半,只反应掉一半的HM,溶质为等量的HM和NaM,据此分析解答。A.b点溶质为等量的HM和NaM,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)= c(M-) + c(OH-)和物料守恒:2c(Na+)=c(M-)+c(HM),两式消去c(Na+)并整理得2c(H+)-2c(OH-)=c(M-)-c(HM),故A错误;B.开始未加入NaOH溶液,原酸溶液电离出的氢离子抑制水的电离,加入NaOH溶液中和率100%时生成可水解的NaM,促进水的电离,即中和率从0到100%的过程中水的电离程度一直增大,所以a、b、c、d四点对应溶液中水的电离程度逐渐增大,故B错误;C.d点溶质为NaM,M-水解使溶液呈碱性,加热促进水解,溶液碱性增强,溶液的pH随温度升高而增大,故C错误;D.lg=0时,c(HM)=c(M-),此时pOH=9.2,则c(OH-)=10-9.2 mol·L-1,根据Kh(M-)=,可知此时Kh(M-)= c(OH-)=10-9.2 mol·L-1,数量级约为10-10,故D正确。
11.【答案】C
【解析】A.随着V[NaOH(aq)]的增大,溶液pH增大,c(A-)也增大,故-lgc(A-)减小,故曲线②表示-lgc(A )与pH的关系,曲线①表示-lgc(HA)与pH的关系,A错误;B.如图所示,pH=4.76时,-lgc(A )=-lgc(HA),c(A )=c(HA),HA的电离平衡常数K==c(H+)=1.010-4.76,则,HA的电离平衡常数K的数量级为10-5,B错误;C.a点,V[NaOH(aq)]=10mL,此时溶液中n(HA)=n(NaA),根据物料守恒得:2c(Na+)=c(HA)+c(A-),根据电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),两个守恒式联立可得2c(H+)+c(HA)=c(A )+2c(OH ),C正确;D.由B选项可知,HA为弱酸;b点时,溶液pH=7;若V[NaOH(aq)]=20mL,所得溶液为NaA溶液,溶液显碱性,故b点时,V[NaOH(aq)]<20mL,错误。
12.【答案】AD
【解析】在N点pH=7,故在N处相交的两条线分别为lgc(H+)和lgc(OH-),随pH值增大,lgc减小的为lgc(H+),增大的为lgc(OH-);随着pH值增大,lgc(HCOOH)减小,lgc(NH3·H2O)增大。A.原溶液中存在电荷守恒: , 即+c(OH-)=+c(H+),A正确;B.根据物料守恒:, ,B错误;C.N点溶液呈中性,氢离子浓度与氢氧根浓度相等,根据图可知:,C错误;
D.M点时, , ,故,pH值为6.5,D正确。
13.【答案】AD
【解析】A.由氨基酸在水溶液中可通过得到或失去H+发生反应可知,氢离子浓度增大,H3N+CH2COOH含量最大,氢离子浓度减小,H2NCH2COO-含量最大;曲线①为pH值最小,氢离子浓度最大,故曲线①为H3N+CH2COOH的浓度与pH的关系图,A错误;
B.由A分析可知,②③分别为H3N+CH2COO-、H2NCH2COO-的曲线,由图可知,PH=7时,c(H3N+CH2COO-)> c(H2NCH2COO-)> c(H3N+CH2COOH),B正确;C.①③分别为H3N+CH2COOH、H2NCH2COO-的曲线,B点时c(H3N+CH2COOH)=c(H2NCH2COO-),=pH,C正确;D.在Cl-H3N+CH2COOH溶液中存在质子守恒c(H+)= c(H3N+CH2COO-)+2c(H2NCH2COO-)+ c(OH-),D错误。第33讲-粒子浓度关系曲线之分布系数图像
2024年粒子浓度关系曲线之分布系数图像考点考向统计
2024年新课标卷—7题 选择题水溶液中的离子平衡,利用平衡常数、三大守恒式、电离度的计算确定离子浓度关系
2024年湖北卷—13题 选择题水溶液中的离子平衡,利用平衡常数及三大守恒式计算确定离子浓度关系
2024年山东卷—10题 选择题水溶液中的离子平衡,利用平衡常数及三大守恒式计算确定离子浓度关系
2024年浙江卷6月—15题 选择题水溶液中的离子平衡,利用沉淀溶解平衡常数及三大守恒式计算确定离子浓度关系
2024年湖南卷—16题 工艺流程题水溶液中的离子平衡,利用沉淀溶解平衡常数计算确定离子浓度关系
一、知识重构
1.缘起——中和滴定曲线
以0.01000 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1的HA溶液的图像为例。
关键点 溶质成分及比例 存在平衡及主次 考向或考法、解法
起点A HA HA = H++A- 用以判断HA强弱,计算HA的电离常数或利用电离常数计算起点pH。上述过程可是充要条件,给出任一数据都可考查另一条件。比如已知起点pH与浓度的关系,可考查电离方程式的书写正误(参看化学用语)。水的电离程度
2:1反应点B HA:NaA=1 HA = H++A- H2O+A- = HA+OH- 溶液的酸碱性分析与比较电离和水解程度大小的充要关系、粒子浓度大小比较、水的电离程度、三大守恒
恰好反应点D NaA H2O+A- = HA+OH- 水的电离程度最大。粒子浓度大小比较、三大守恒(尤其物料守恒)
中性点C NaA+HA,比例可用常数计算 HA = H++A- H2O+A- = HA+OH-二者平衡持平。 电荷守恒、水的电离程度、可计算电离常数、三大守恒(尤其物料守恒)
1:2反应点E NaOH:NaA=1 H2O+A- = HA+OH- 粒子浓度大小比较、水的电离程度、三大守恒
2.缘定——分布系数曲线
对任意一元酸HA,其形态分布系数为:
HA=
A=
HAc和Ac-的分布分数与溶液pH的关系
对任意一元碱BOH,其形态分布系数为:
BOH==
B==
对任意二元酸H2A,其形态分布系数为:
H2A=
HA=
A=
草酸三种形式的分布分数与pH的关系
二、重温经典
1.(2024年新课标卷第7题) 常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH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δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
B. 若酸的初始浓度为0.10 mol·L 1,则a点对应的溶液中有c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-)
C. CH2ClCOOH的电离常数Ka =10-1.3
D. PH=2.08时,
【答案】D
【解析】随着pH的增大,CH2ClCOOH、CHCl2COOH浓度减小,CH2ClCOO-、CHCl2COO-浓度增大,—Cl为吸电子基团,CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH,即) Ka(CHCl2COOH)> Ka(CHCl2COOH), 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Ka(CHCl2COOH)=10-1.3、 Ka(CHCl2COOH) =10-2.8,由此分析解题。
A.根据分析,曲线M表示δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系,A错误;
B.根据,初始,若溶液中溶质只有CHCl2COOH,则,但a点对应的c(H+)=0.10 mol·L 1,说明此时溶液中加入了酸性更强的酸,根据电荷守恒,c(H+)>c(CHCl2COO-)+c(OH-),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α(CHCl2COOH)= δ(CHCl2COO-),α(CH2ClCOOH)= δ(CH2ClCOO-),pH=2.08时,δ(CH2ClCOO-)=0.15,δ(CHCl2COO-)=0.85,D正确;故答案选D。
2.(2024年湖北卷第13题)CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L 1,pKa1(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3, PKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是
A. PH=6.5时,溶液中c(CO32-)< c(Pb2+)
B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时, c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L 1
C. PH=7时, 2 c(Pb2+)+ c [Pb(OH)+] <2 c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(ClO4-)
D. PH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
【答案】C
【解析】A.由图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5 mol·L 1,则c(CO32-)≤= mol·L 1=10-7.1 mol·L 1B.由图可知,δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,溶液中还存在Pb(OH)+,根据c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L 1和Pb守恒,溶液中c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L 1,B项正确;
C.溶液中的电荷守恒为2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(ClO4-)+2c[Pb(CO3)22-]+c(OH-), pH=7时溶液中c(H+)=c(OH-),则2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(ClO4-)+2c[Pb(CO3)22-],C项错误;
D.NaHCO3溶液中HCO3-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Pb(CO3)22-而溶解,D项正确;答案选C。
3.(2024年山东卷第10题)常温下Ag(l)—CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag+ + CH3COO- CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 mol·L 1,所有含碳物种的摩尔分数与pH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CH3COOH的变化情况
B. CH3COOH的电离平衡常数Ka=10-n
C. pH=n时,
D. pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=0.08 mol·L 1
【答案】C
【解析】在溶液中存在平衡:CH3COOHCH3COO-+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。
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)的K=,c(Ag+)=,由图可知pH=n时,c(CH3COOH)=c(CH3COOAg),代入整理得c(Ag+)= mol·L 1,C项正确;
D.根据物料守恒,pH=10时溶液中c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.08 mol·L 1,D项错误;答案选C
4.(2024年浙江6月卷第15题)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如下图[例如]。已知: Ksp(FeS)= 6.3×10-18 ,Ksp[Fe(OH)2]= 4.9×10-17。
下列说法正确的是
A. 溶解度:FeS大于Fe(OH)2
B. 以酚酞为指示剂(变色的pH范围8.2~10.0),用NaOH标准溶液可滴定H2S水溶液的浓度
C. 忽略S2-的第二步水解, 0.10mol·L 1的Na2S溶液中S2-水解率约为62%
D. 0.010mol·L 1的FeCl2溶液中加入等体积0.20mol·L 1的Na2S溶液,反应初始生成的沉淀是FeS
【答案】C
【解析】在H2S溶液中存在电离平衡:H2SH++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。
【详解】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 1=×10-9 mol·L 1,Fe(OH)2的溶解平衡为Fe(OH)2Fe2+(aq)+2OH-(aq),饱和Fe(OH)2溶液物质的量浓度为= mol·L 1=×10-6 mol·L 1>×10-9 mol·L 1,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-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+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 1,则=0.1,解得x≈0.062,S2-的水解率约为×100%=62%,C项正确;
D.0.01 mol·L 1 FeCl2溶液中加入等体积0.2 mol·L 1 Na2S溶液,瞬间得到0.005 mol·L 1 FeCl2和0.1 mol·L 1 Na2S的混合液,结合C项,瞬时c(Fe2+)c(S2-)=0.005 mol·L 1×(0.1 mol·L 1-0.062 mol·L 1)=1.9×10-4>Ksp(FeS),c(Fe2+)c2(OH-)=0.005 mol·L 1×(0.062 mol·L 1)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。
5.(2024年湖南卷16题节选)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
(4)在“银转化”体系中,[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075mol·L 1,两种离子分布分数随SO32-浓度的变化关系如图所示,若SO32-浓度为1.0mol·L 1,则[Ag(SO3)3]5-的浓度为______ mol·L 1。
【答案】0.05
【解析】在“银转化”体系中,[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075 mol L 1,溶液中存在平衡关系: [Ag(SO3)2]3-+ SO32- [Ag(SO3)3]5-,当c(SO32-]-=0.5mol L 1时,此时c [Ag(SO3)2]3-=c [Ag(SO3)3]5-=0.0375mol L 1,则该平衡关系的平衡常数,当c(SO32-]-=1mol L 1时,,解得此时c [Ag(SO3)3]5-=0.05mol L 1;
6.(2024年湖北卷14题)H2L为某邻苯二酚类配体,其pKa1=7.46,pKa2=12.4。常温下构建Fe(III)—H2L溶液体系,其中c0(Fe3+)=2.0×10-4 mol L 1,c0(H2L)=5.0×10-3 mol L 1。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lg2≈0.03,lg3≈0.48。下列说法正确的是
A.当PH=1时,体系中c(H2L)> c ([FeL]+) >c(OH-)> c (HL-)
B.pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为L2-
C.L2-+ [FeL]+ [FeL2]-的平衡常数的lgK约为14
D.当PH=10时,参与配位的c(L2-)≈1.0×10-3mol L 1
【答案】C
【解析】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。
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-)≈5×10-9.46,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,当[FeL2]-与[FeL]+分布分数相等时,可以将K简化为,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≈10-14.86,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3×10-4 mol·L-1的L2-,形成[FeL2(OH)]2-消耗了2×10-4 mol·L-1的L2-,共消耗了5×10-4 mol·L-1的L2-,即参与配位的c(L2-)≈5×10-4,D错误;故答案选C。
7.(2021年山东卷第15题)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+ HR R 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】CD
【解析】向H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,依次发生离子反应:、、,溶液中逐渐减小,和先增大后减小,逐渐增大。,,,M点,由此可知,N点,则,P点,则。A.,,因此,错误;B.M点存在电荷守恒:,此时,因此,错误;C.O点,因此,即,因此,溶液,正确;D.P点溶质为NaCl、HR、NaR,此时溶液呈碱性,因此,溶质浓度大于水解和电离所产生微粒浓度,因此,正确。
8.(2021年辽宁卷第15题)用0.1000 mol·L 1盐酸滴定20.00 mL Na2A溶液,溶液中H2A、HA 、A2 的分布分数δ随pH变化曲线及滴定曲线如图。【如A2 分布分数:δ(A2 )=】。下列说法正确的是
A.H2A的Ka1为10 10.25
B.c点:c(HA ) > c(A2 ) > c(H2A)
C.第一次突变,可选酚酞作指示剂
D.c(N2A) = 0.2000 mol·L 1
【答案】C
【解析】A.H2A的Ka1=,根据上图交点1计算可知Ka1=10-6.38,A错误;B.根据图像可知c点中c(HA-)>c(H2A)>c(A2-),错误;C.根据图像可知第一次滴定突跃溶液呈碱性,所以可以选择酚酞做指示剂,正确;D.根据图像e点可知,当加入盐酸40 mL时,全部生成H2A,即Na2A+2HCl=2NaCl+H2A,可计算c(Na2A)= 0.1000 mol·L 1,错误。
9.(2021年湖北卷第14题)常温下,已知H3PO3溶液中含磷物种的浓度之和为0.1 mol·L-1,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)<0.1mol·L-1-2c(HP32-)
D.H3PO3+HPO32-2H2PO3-的平衡常数K>1.0×105
【答案】D
【解析】A.图象中含P物质只有3种,说明H3PO3为二元弱酸。随着c(OH-)逐渐增大,pOH减小,根据H3PO3+OH-=H2PO3-+H2O、H2PO3-+OH-=HPO32-+H2O,知c(H3PO3)逐渐减小,c(H2PO3-)先增大后减小,c(HPO32-)逐渐增大,pc=-lgc,则pc(H3PO3)逐渐增大,pc(H2PO3-)先减小后增大,pc(HPO32-)逐渐减小,故曲线③表示pc(H3PO3),曲线②表示pc(H2PO3-),曲线①表示pc(HPO32-);根据x点知,c(H2PO3-)=c(HPO32-)时,pOH=7.3,c(OH-)=10-7.3 mol·L 1,c(H+)=10-6.7 mol·L 1,则H3PO3的Ka2==c(H+)=10-6.7,根据z点知,c(H2PO3-)=c(H3PO3),pOH=12.6,c(OH-)=10-12.6 mol·L 1,c(H+)=10-1.4 mol·L 1,则H3PO3的Ka1==c(H+)=10-1.4,曲线①表示pc(HPO32-)随pOH的变化,错误;B.H3PO3为二元弱酸,其结构简式为,错误;C.pH=4即pOH=10,由图可知,此时,c(H3PO3)=c(HPO32-),而c(H3PO3)+c(H2PO3-)+c(HPO32-)=0.1 mol·L 1,故c(H2PO3-)=0.1 mol·L 1-2c(HPO32-),错误;D.由H3PO3H2PO3-+H+减去H2PO3-HP32-+H+,可得H3PO3+HPO32-H2P3-,则平衡常数K=>=105.3>105,正确。
三、模型建构
模型构建1 基本解题思路
模型构建2 那些“烦人”的对数图像
0.01 mol/L HAc的浓度对数图(pKa=4.74)
设某二元 HA的浓度为 10-2 mol·L-1,解离常数 pKa1=4,pKa2=8,溶液中存在的酸碱形式有H2A,HA-,A2-,H+及OH-。
模型构建3 换个“视角”看分布系数
为了增大分子量较大氨基酸的水溶性,把它们制成盐,如
谷氨酸盐:
赖氨酸盐:
四、名师导学
分布系数是指一定型体的平衡浓度占相关型体浓度之和的百分比,称分布系数。借助分布系数图判断电解质溶液中粒子浓度的关系,是高考常考题型,其中不同阶段粒子浓度关系的判断是近几年高考的亮点和热点。该类题目的解题关键是正确判断溶液中溶质的成分及其量的关系,以及离子的电离程度和水解程度的大小。该类题型综合性较强、难度较大,能够很好的考查学生的读图和推理能力。具体的解题思路是:
1.判断“曲线”对应的微粒
2.识别图像中对应的“浓度”
3.利用“交点”计算电离平衡常数K
4.基于“代换”思想,分析守恒关系、推测粒子浓度大小

展开更多......

收起↑

资源列表