资源简介

2025届高三高考化学二轮复习
提分点十四　水溶液中的离子平衡图像
【真题再现】
考向1　滴定图像
1.(2023·湖南卷)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1 的NaOH标准溶液滴定浓度均为 0.020 0 mol·L-1 的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η(η=)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)D.水的电离程度:a2.(2024·湖南卷)常温下Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20 mL 0.10 mol·L-1 NaOH溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH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:MB.M点:2c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
C.当V(HCOOH)=10 mL时,c(OH-)=c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-)
D.N点:c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)>c(HCOOH)
考向2　分布分(系)数图像
3.(2023·湖北卷)H2L为某邻苯二酚类配体,其p=7.46,p=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δ(x)=,已知lg 2≈0.30,lg 3≈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lg K约为14
D.当pH=10时,参与配位的c(L2-)≈1.0×10-3 mol·L-1
4.(2024·山东卷)常温下Ag(Ⅰ)-CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已知初始浓度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CH3OOOH的变化情况
B.CH3OOOH的电离平衡常数Ka=10-n
C.pH=n时,c(Ag+)=mol·L-1
D.pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=
0.08 mol·L-1
考向3　对数图像
5.(双选)(2023·山东卷)在含HgI2(g)的溶液中,一定c(I-)范围内,存在平衡关系:HgI2(s)HgI2(aq);HgI2(aq)Hg2++2I-;HgI2(aq)HgI++I-;HgI2(aq)+I-Hg;HgI2(aq)+2I-Hg,平衡常数依次为K0、K1、K2、K3、K4。已知lgc(Hg2+)、lgc(HgI+),lgc(Hg)、lgc(Hg)随lgc(I-)的变化关系如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.线L表示lgc(Hg)的变化情况
B.随c(I-)增大,c[HgI2(aq)]先增大后减小
C.a=lg
D.溶液中I元素与Hg元素的物质的量之比始终为2∶1
6.(2024·河北卷)在水溶液中,CN-可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与CN-形成配离子达平衡时,lg与-lg c(CN-)的关系如图。
下列说法正确的是 (　　)
A.99%的X、Y转化为配离子时,两溶液中CN-的平衡浓度X>Y
B.向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,达平衡时
C.由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量YD.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
考向4　沉淀溶解平衡图像
7.(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(Cr),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+Cr的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
8.(2024·黑吉辽卷)25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25 ℃时 ,p(H2CrO4)=0.7,p(H2CrO4)=6.5。
下列说法错误的是 (　　)
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCr的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中=10-0.5
【能力养成】
1.中和滴定图像的图解分析方法
(以一元强碱MOH滴定浓度为c mol·L-1的一元弱酸HA为例)
电荷守恒:a点对应溶液中存在c(A-)+c(OH-)=c(H+);其他点对应溶液中均存在c(A-)+c(OH-)=c(M+)+c(H+)。
2.分布分数图像的图解分析方法
(以NaOH溶液滴定三元酸H3A为例)
酸性较强时,以H3A的形式存在,随着酸性的减弱,分别以H2A-、HA2-的形式存在,碱性较强时,以A3-的形式存在,故δ0、δ1、δ2、δ3分别代表H3A、H2A-、HA2-、A3-的分布分数。
3.沉淀溶解平衡“直线形”对数图像的分析流程
[以BaCO3、BaSO4的沉淀溶解平衡曲线为例,其中Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)]
【模拟演练】
1.(2024·岳阳二模)常温下,在10 mL 0.1 mol·L-1MOH溶液中滴加pH=1的盐酸,溶液中AG(AG=lg)与盐酸体积(V)之间的关系如图所示,下列说法不正确的是 (　　)
A.P点→Q点:水的电离程度变小
B.G点:c(M+)=c(Cl-)
C.Kb(MOH)=1×10-5
D.F点溶液中:c(MOH)>c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
2.(2024·晋中二模)常温下,向浓度均为0.2 mol·L-1的两种钾盐KX、KY溶液中加水,溶液的pH与稀释倍数(a)的关系如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.常温下,X-的水解常数Kh(X-)≈5×10-6 mol·L-1
B.a=10时,KX溶液中c(X-)+c(HX)=0.02 mol·L-1
C.HY溶液可以与KX溶液反应
D.浓度均为1 mol·L-1的KX和KY溶液中离子总浓度:KX>KY
3.(2024·呼和浩特二模)室温下,某Na2CO3溶液体系中满足c(C)+c(HC)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1,现利用平衡移动原理,研究Ni2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系;图2为沉淀溶解平衡曲线,曲线 Ⅰ 的离子浓度关系符合c(Ni2+)·c2(OH-)=Ksp[Ni(OH)2],曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Ni2+)·c(C)=Ksp[NiCO3],不同pH下c()由图1得到。下列说法错误的是 (　　)
A.由图1,NaHCO3的水解平衡常数的数量级是10-8
B.图2中M点,溶液中存在c(C)=c(OH-)
C.图2中P点,存在c(C)+c(HC)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
D.沉淀0.01 mol·L-1 Ni2+制备NiCO3时,选用0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液比0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液效果好
4.25 ℃时,用NaOH溶液分别滴定HX,CuSO4、FeSO4三种溶液,pM=-lgM[M表示、c(Cu2+)、c(Fe2+)等]随pH变化关系如图所示,其中③的M代表。已知Ksp[Cu(OH)2]A.①代表滴定FeSO4溶液的变化关系
B.Ksp[Cu(OH)2]=10-19.6
C.a点时,③中c(H+)与②中c(M)的关系为c(H+)=105c(M)
D.Fe(OH)2、Cu(OH)2固体均易溶解于HX溶液
答案精析
提分点十四　水溶液中的离子平衡图像
真题再现
1.D　[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,溶质成分为等物质的量的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,且物质的量之比为2∶1∶1;c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应,溶质成分为等物质的量的NaCl、CH3COONa;d点时NaOH过量,溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH,据此解答。A.由分析可知,a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.010 0 mol·L-1,c(H+)=10-3.38 mol·L-1,Ka(CH3COOH)==10-4.76,故A正确;B.a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在元素守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),故B正确;C.b点溶液中含有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)d,故D错误。]
2.D　[结合起点和终点,向20 mL 0.10 mol·L-1NaOH溶液中滴入相同浓度的HCOOH溶液,发生浓度改变的微粒是OH-和HCOO-,当V(HCOOH)=0 mL,溶液中存在的微粒是OH-,可知随着甲酸的加入,OH-被消耗,逐渐下降,即经过M点在下降的曲线表示的是OH-浓度的改变,经过M点、N点的在上升的曲线表示的是HCOO-浓度的改变。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,M点时仍剩余有未反应的NaOH,对水的电离是抑制的,故水的电离程度Mc(HCOO-)及c(OH-)>c(H+)观察图中N点可知,c(HCOO-)≈0.05 mol·L-1,根据Ka(HCOOH)==1.8×10-4,可知c(HCOOH)>c(H+),故D错误。]
3.C　[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≈=2×1013.86,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-)=1×10-4 mol·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 mol·L-1,D错误。]
4.C　[在溶液中存在平衡:CH3COOHCH3COO-+H+(①)、Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq)(②),Ag+的水解平衡Ag++H2OAgOH+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.根据元素守恒,pH=10时溶液中c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.08 mol·L-1,D项错误。]
5.BD　[由题干反应方程式HgI2(aq)Hg2++2I-可知,K1=,则有c(Hg2+)=,则有lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)-2lgc(I-),同理可得:lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)-lgc(I-),lgc(Hg) =lgK3+lgc(HgI2)+lgc(I-),lgc(Hg)=lgK4+lgc(HgI2)+2lgc(I-),且由HgI2(s)HgI2(aq)可知K0=c[HgI2(aq)]为一定值,将图中曲线从左到右依次标为1、2、3、4分别代表lgc(HgI+)、lgc(Hg2+)、lgc(Hg)、lgc(Hg),据此分析解题。A.由分析可知,线L表示lgc(Hg)的变化情况,A正确;B.已知HgI2(s)HgI2(aq)的化学平衡常数K0=c[HgI2(aq)],温度不变平衡常数不变,故随c(I-)增大,c[HgI2(aq)]始终保持不变,B错误;C.由分析可知,曲线2方程为:lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)-2lgc(I-),曲线1方程为: lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)-lgc(I-)将M(a、b)分别代入曲线2和1方程中即有b= lgK1+lgc(HgI2)-2a,②b= lgK2+lgc(HgI2)-a,联合①②可知得:a=lgK1-lgK2=lg,C正确;D.加入I-使各平衡移动,故溶液中I元素与Hg元素的物质的量之比不始终为2∶1,D错误。]
6.B　[设X、Y、Z与CN-形成的配离子化学式分别为X(CN)x、Y(CN)y、Z(CN)z,以X为例,存在解离平衡X(CN)xX+xCN-,其平衡常数KX=,两边同时取对数并整理得lg=x·[-lg c(CN-)]+lg KX,则X对应的图像为斜率为x的直线,同理,Y对应的图像为斜率为y的直线,Z对应的图像为斜率为z的直线。设X的初始浓度为a,99%的X转化成配离子时,c(X)=0.01a,c[X(CN)x]=0.99a,lg≈-2,同理,lg≈-2,在图像中找到X、Y两直线纵坐标值为-2对应的横坐标的值,X的横坐标数值更大,由于横坐标是-lg c(CN),则X对应的c(CN-)更小,A错误;向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,Y会消耗溶液中的CN-,新平衡下c(CN-)会变小,-lg c(CN-)就会变大,则此时X、Z对应的点会沿着相应直线向右移动,结合图像可知,移动后,lg,则,B正确;根据上述分析知,x>y>z,因此由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量Y>Z,C错误;直线上的点代表平衡状态,P点在Y对应直线的下方,在-lg c(CN-)不变,即c(CN-)不变的情况下,P点的lg相比平衡时偏小,即偏小,则此时QY=7.C　[根据图像,由(1.7,5)可得到Ag2CrO4的溶度积Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr)=(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。A.假设a点坐标为(4,6.5),此时分别计算反应的浓度商Q得,Q(AgCl)=10-10.5,Q(Ag2CrO4)=10-17,二者的浓度商均小于其对应的溶度积Ksp,二者均不会生成沉淀,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0.1 mol·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。]
8.D　[AgCl、AgBr的阴、阳离子个数比相同,则曲线的斜率相同,结合已知②溶解度:AgCl>AgBr,可确定③表示AgBr,②表示AgCl,则①表示Ag2CrO4。结合(6.1,6.1)可计算出Ksp(AgBr)=10-6.1×10-6.1=10-12.2,由(2.0,7.7)可计算出Ksp(Ag2CrO4)=(10-2.0)2×10-7.7=10-11.7,Ksp(AgCl)=10-2.0×10-7.7=10-9.7。由以上分析可知,曲线②表示AgCl沉淀溶解平衡曲线,A正确;该反应的平衡常数K==
=10-5.2,B正确;Cl-沉淀完全时,Cr才能开始沉淀,当离子浓度小于10-5 mol·L-1时可视为沉淀完全,当Cl-沉淀完全时,溶液中c(Ag+)=10-4.7 mol·L-1,由Ksp(Ag2CrO4)=10-11.7可知,生成Ag2CrO4沉淀时c(Cr)= mol·L-1=10-2.3 mol·L-1<10-2.0 mol·L-1,故滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1,C正确;滴定Br-达终点时,溶液中同时存在AgBr、Ag2CrO4沉淀,则溶液中=10-0.5c(Ag+),D错误。]
模拟演练
1.D　[E点纵坐标为8,即在加盐酸之前,0.1 mol·L-1 MOH溶液中AG=lg=8,c(OH-)c(H+)=10-14,=108,所以c(OH-)=10-3mol·L-1,MOH为弱碱。P点横坐标为10,即10 mL 0.1 mol·L-1MOH溶液中滴加10 mL pH=1的盐酸,两者恰好完全反应生成MCl,MCl为强酸弱碱盐,水解促进水的电离,P点之后继续加盐酸,盐酸过量抑制水的电离,所以P点→Q点:水的电离程度变小,故A正确;G点:AG=lg=0,溶液呈中性,c(OH-)=c(H+),又溶液中存在电荷守恒c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),所以c(M+)=c(Cl-),故B正确;据以上分析可知,E点c(OH-)=10-3mol·L-1,MOH为弱碱,其电离方程式为MOHM++OH-,Kb(MOH)=≈1×10-5,故C正确;F点溶液呈碱性,为10 mL 0.1 mol·L-1 MOH溶液中滴加5 mL pH=1的盐酸,反应后溶液的溶质为等物质的量的MOH和MCl,溶液呈碱性,说明MOH的电离程度大于MCl的水解程度,所以c(M+)>c(Cl-)>c(MOH),即c(M+)>c(Cl-)>c(MOH)>c(OH-)>c(H+),故D错误。]
2.D　[0.2 mol·L-1的KX中,c(OH-)=10-3mol·L-1≈c(HX),X-+H2OHX+OH-,Kh(X-)=≈5×10-6mol·L-1,A项正确;a=10时c(K+)=0.02 mol·L-1,由元素守恒原理可知c(K+)=c(X-)+c(HX),B项正确;相同温度时等浓度的KX溶液的pH大于KY溶液的pH,说明X-水解能力强于Y-,酸性:HY>HX,C项正确;由电荷守恒可知,两种盐溶液中分别存在如下等式:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-),c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(Y-),由于两种溶液中c(K+)相等而KX溶液中c(H+)较小,故离子总浓度KX较小,D项错误。]
3.B　[由图1可知c(C)=c(HC)时pH=10.25,则(H2CO3)==c(H+)=10-10.25,c(H2CO3)=c(HC)时pH=6.37,则(H2CO3)==c(H+)=10-6.37;NaHCO3的水解平衡常数Kh(H2CO3)==10-7.63,数量级是10-8,A正确;M点时pH=8.25,则c(OH-)=10-5.75mol·L-1,而由图1可知,pH=8.25时,碳酸氢根离子物质的量分数约为1.0,则c(HC)≈0.1 mol·L-1,则=10-10.25,c(C)≈10-3mol·L-1,B错误;图2中P点在NiCO3曲线之下,则碳元素没有进入沉淀,由元素守恒可知,存在c(C)+c(HC)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1,C正确;由图2可知,pH大于8.25时,Ni2+更容易转化为Ni(OH)2沉淀,而pH小于8.25时,Ni2+更容易转化为NiCO3沉淀,结合图1可知,沉淀0.01 mol·L-1 Ni2+制备NiCO3时,选用0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液比0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液效果好,D正确。]
4. B　[由题干信息可知,Ksp[Cu(OH)2]

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