专题6 电离平衡 盐类水解 沉淀溶解平衡(含解析)

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专题6 电离平衡 盐类水解 沉淀溶解平衡(含解析)

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专题6 电离平衡 盐类水解 沉淀溶解平衡
纲 举 目 张
考向1 微粒浓度大小关系及守恒关系
1. (2024·湖南卷)常温下Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20 mL 0.10 mol/L 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)
2. (2023·湖南卷)常温下,用浓度为0.020 0mol/LNaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0mol/LHCl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:a3. (2023·福建卷)25 ℃时,某二元酸(H2A)的Ka1=10-3.04、Ka2=10-4.37。1.0 mol/L NaHA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+),HA-的分布系数δ(HA-)=。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:2c(H2A)+c(HA-)=c(Na+)
D. c点:c(Na+)+c(H+)=3c(HA-)+c(OH-)
4. (2024·新课标卷)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[如:δ(CH2ClCOO-)=]。
下列叙述正确的是(   )
A. 曲线4表示δ(CHCl2COO-)随pH的变化关系
B. 若酸的初始浓度为0.10 mol/L,则a点对应的溶液中有c(CHCl2COO-)+c(OH-)=c(H+)
C. CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-1.3
D. pH=2.08,=
5. (2024·安徽卷)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。已知25 ℃时,H2S饱和溶液浓度约为0.1 mol/L,Ka1(H2S)=10-6.97,Ka2(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,Ksp(CdS)=10-26.10。下列说法错误的是(   )
A. Na2S溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B. 0.01 mol/L Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C. 向c(Cd2+)=0.01 mol/L的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8mol/L
D. 向c(Cd2+)=0.01 mol/L的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
6. (2024·湖北卷)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+)=2.0×10-5mol/L,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(CO)B. δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5mol/L
C. pH=7时,2c(Pb2+)+c<2c(CO)+c(HCO)+c(ClO)
D. pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
7. (2023·湖北卷)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+)=2.0×10-4mol/L,c0(H2L)=5.0×10-3mol/L。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lg2≈0.30,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
考向2 电解质溶液平衡的综合问题
8. (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,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. 曲线Ⅱ表示CH3OOOH的变化情况
B. CH3COOH的电离平衡常数Ka=10-n
C. pH=n时,c(Ag+)=mol/L
D. pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=0.08 mol/L
9. (2022·江苏卷)一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。室温下以0.1 mol/L KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略,溶液中含碳物种的浓度c总=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)。H2CO3电离常数分别为Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列说法正确的是(   )
A. KOH吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)>c(HCO)
B. KOH完全转化为K2CO3时,溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
C. KOH溶液吸收CO2,c总=0.1 mol/L溶液中:c(H2CO3)>c(CO)
D. 如图所示的“吸收”“转化”过程中,溶液的温度下降
10. (2022·湖南卷)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如图所示:
某温度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c(CO)∶c(HCO)=1∶2,则该溶液的pH=________(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7,Ka2=5.0×10-11)。
考向3 酸碱中和滴定 电离常数的测定
11. (2022·广东卷)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,HAc的Ka=1.75×10-5=10-4.76。
(1)配制250mL0.1mol/LHAc溶液,需5mol/LHAc溶液的体积为__________mL。
(2)下列关于250mL容量瓶的操作正确的是______(填字母)。
(3)某小组研究25℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设。稀释HAc溶液或改变Ac-浓度,HAc电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为0.1mol/LHAc和NaAc溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定pH,记录数据。
序号 V(HAc)/mL V(NaAc)/mL V(H2O)/mL pH
Ⅰ 40.00 — — 0 2.86
Ⅱ 4.00 — 36.00 0 3.36

Ⅶ 4.00 a b 3∶4 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1∶1 4.65
①根据表中信息,补充数据:a=____________,b=______________。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释HAc溶液,电离平衡______(填“正”或“逆”)向移动;结合表中数据,给出判断理由:________________________________________________________________________。
③由实验Ⅱ~Ⅷ可知,增大Ac-浓度,HAc电离平衡逆向移动。实验结论假设成立。
(4)小组分析上表数据发现:随着的增加,c(H+)的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉:一定条件下,按=1配制的溶液中,c(H+)的值等于HAc的Ka。
对比数据发现,实验Ⅷ中pH=4.65与资料数据Ka=10-4.76存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
①移取20.00mLHAc溶液,加入2滴酚酞溶液,用0.100 0mol/LNaOH溶液滴定至终点,消耗体积为22.08mL,则该HAc溶液的浓度为__________________mol/L。画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点。
②用上述HAc溶液和0.100 0mol/LNaOH溶液,配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为0.1mol/L的HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc的Ka?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ 移取20.00mLHAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液V1mL
Ⅱ ____________________________________________,测得溶液的pH为4.76
实验总结得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(6)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途:_________________________ ___________________________________________________________________。
考向4 盐类水解的综合应用
12. 判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
甲  乙
(1) (2018·江苏卷)图甲是室温下用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定 20.00 mL 0.100 0 mol/L某一元酸HX的滴定曲线,说明HX是一元强酸。(×)
(2) 图乙表示0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L CH3COOH溶液所得到的滴定曲线。(×)
(3) 碳酸钠可用于去除餐具的油污。(√)
(4) (2020·北京卷)用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]处理污水是利用了氧化还原反应。(×)
(5) 配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释。(√)
考向5 沉淀溶解平衡及沉淀转化平衡
13. (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,pKa1(H2CrO4)=0.7,pKa2(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++HCrO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
D. 滴定Br-达终点时,溶液中=10-0.5
14. (2024·全国甲卷)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加 0.10 mol/L的NaCl溶液。lg(M代表Ag+、Cl-或CrO)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. =10-2.21
C. V≤2.0 mL时,不变
D. y1=-7.82,y2=-lg34
15. (1)(2022·江苏卷)已知:Ksp(FeS)=6.5×10-18,Ksp [Fe(OH)2] =5.0×10-17, H2S的电离常数分别为 Ka1=1.1×10-7、Ka2=1.3×10-13,在酸性溶液中,反应FeS+H+Fe2++HS-的平衡常数K的数值为____________。
(2)(2019·江苏卷)室温下,反应CaSO4(s)+CO (aq) CaCO3(s)+SO (aq)达到平衡,则溶液中=________________[Ksp(CaSO4)=4.8×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9]。
(3)(2022·湖北卷)温度为T时,Ksp[Ca(OH)2]=x,则Ca(OH)2饱和溶液中c(OH-)=__________________(用含x的代数式表示)。
(4)(2023·湖北卷)已知Ksp=5.9×10-15,若“沉钴过滤”的pH控制为10.0,则溶液中Co2+浓度为________________mol/L。“850 ℃煅烧”时生成Co3O4的化学方程式为________________________________________。
1. (2024·福州质检2月)电位滴定法的原理:反应终点被测离子浓度的数量级发生突跃,指示电极电位也发生突跃。室温下,用0.100 mol/L NaOH标准溶液滴定相同浓度的NH4HSO4溶液,测得电极电位的变化与滴入NaOH溶液体积的关系如图所示(NH3·H2O的Kb=1.8×10-5)。下列说法正确的是(   )
A. a点溶液水电离出的c(H+)等于10-13mol/L
B. b点溶液中的离子浓度大小顺序为c(SO)>c(Na+)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
C. c点溶液pH=7,则溶液中微粒浓度满足c(Na+)=c(NH)+2c(NH3·H2O)
D. d点溶液c(SO)=0.05 mol/L
2. (2024·泉州二检)常温下,向0.1 mol/L的NH4HCO3溶液中逐滴滴入等体积0.1 mol/L 的NaOH溶液。反应过程中部分含碳微粒或含氮微粒分布分数δ(x)与pH的关系如图所示,已知曲线b、c分别代表HCO和NH3·H2O。下列说法错误的是(   )
A. 曲线a、d分别为NH和CO
B. pH<8.5前,c(HCO)逐渐增大是因为HCO水解平衡逆向移动
C. pH>8.5后,NH和HCO同时参与反应
D. 据图中数据推算Ka2(H2CO3)的数量级为10-10
3. (2024·淮北一模)向20 mL 0.1 mol/L H2A溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液,H2A、HA-、A2-的百分含量δ[δ(H2A)=]随溶液pH的变化如图所示。下列说法正确的是(   )
A. Ka2的数量级为10-6
B. a点对应的V(NaOH)=10 mL
C. b点c(HA-)+2c(A2-)=0.1 mol/L
D. c点3c(A2-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
4. (2024·武汉调研)工业上使用Na2CO3溶液可将BaSO4转化为BaCO3。一定温度下BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4),处理过程中忽略溶液体积的变化,lg5=0.7。下列说法错误的是(   )
A. 曲线Ⅰ为BaCO3的沉淀溶解平衡曲线,Ksp(BaCO3)=5×10-9
B. 向m点饱和溶液中加适量BaCl2固体,可使溶液由m点变到n点
C. p点条件下,能生成BaSO4沉淀,不能生成BaCO3沉淀
D. 用1 L 1.8 mol/L Na2CO3处理46.6 g BaSO4,处理5次可使SO完全进入溶液
能力1 电离平衡常数(K电离)、水的离子积常数(Kw)与盐类水解常数(Kh)
1. 电解质的电离与溶液的pH
(1) 强电解质与弱电解质的电离。
 (2) 弱酸、弱碱为弱电解质,溶液存在电离平衡。弱电解质电离是吸热过程,升高温度,促进电离。一元弱酸(弱碱)电离度与起始浓度的关系:α=, 稀释可以促进电离。
(3) 常见弱酸、弱碱的电离常数(25 ℃,人教版教材):
物质 电离常数
NH3·H2O Kb=1.8×10-5
CH3COOH Ka=1.75×10-5
H2C2O4 Ka1=5.6×10-2Ka2=1.5×10-4
H2CO3 Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11
H3PO4 Ka1=6.9×10-3Ka2=6.2×10-8Ka3=4.8×10-13
多元弱酸(或弱碱)的电离是分步进行的,一般Ka1 Ka2 Ka3,即第二步电离通常比第一步电离难得多,第三步电离又比第二步电离难得多。因此计算多元弱酸溶液的c(H+)或比较弱酸酸性相对强弱时,通常只考虑第一步电离。
可以通过比较弱酸第一电离平衡常数的大小来比较酸性的强弱。如酸性:H2C2O4>H3PO4>CH3COOH>H2CO3。
2. 水的电离
如图所示,两曲线表示不同温度下的水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系。
由于水的电离是吸热过程,升高温度促进水电离,水的离子积常数增大,所以曲线cd的温度大于25 ℃[已知,在25℃时,水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)=10-14]。
3.盐类水解常数(Kh)
Kh=(电解质越弱,其盐水解常数越大,水解程度越大)
4.综合应用
(1)证明某酸溶液为弱酸的方法(以醋酸为例)
①测定0.1mol/L醋酸溶液的pH,pH>1,说明醋酸为弱酸。
②测定CH3COONa溶液的pH,pH>7,说明醋酸为弱酸。
③同温度、同浓度的盐酸的导电性强于醋酸溶液的导电性,说明醋酸是弱酸。
④1mol/L的醋酸溶液的c(H+)约为0.01mol/L,说明醋酸为弱酸。
⑤取pH=3醋酸1mL,用蒸馏水稀释到100mL,pH<5,说明醋酸为弱酸。
⑥向0.1mol/L CH3COOH溶液中加入少量CH3COONH4(水溶液呈中性)固体,溶液的pH变大,说明醋酸为弱酸。
(2)酸式盐溶液的酸碱性的判断
例如:在NaHC2O4溶液中,首先比较HC2O的电离和水解程度的大小,根据
H2C2O4H++HC2O Ka1=5.6×10-2
HC2OH++C2O   Ka2=1.5×10-4
HC2O+H2OH2C2O4+OH- Kh
→Ka2______Kh2
则电离程度________水解程度,溶液显______性。
[及时巩固]
已知:
H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11;
H2SO3的Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8;
H3PO4的Ka1=6.9×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.8×10-13。
①NaHCO3溶液的pH______7(填“>”或“<”,下同)。
②NaHSO3溶液的pH______7。
③NaH2PO4溶液的pH______7。
④Na2HPO4溶液的pH______7。
(3)混合溶液(即缓冲溶液)的酸碱性的判断(25 ℃)
①0.1mol/LCH3COOH和0.1mol/LCH3COONa 等体积混合溶液中,已知CH3COOH的Ka=1.75×10-5,则Kh=,Ka>Kh,即电离大于水解,则溶液显酸性,溶液的pH=pKa=4.76。
②0.1mol/LNH3·H2O和0.1mol/LNH4Cl等体积混合溶液中,已知NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,Kh=,Kb>Kh,即电离大于水解,则溶液显碱性,溶液的pOH=pKb=4.74,pH=9.26。
能力2 “三守恒”及粒子浓度大小比较
已知:常温下H2CO3的Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11;CH3COOH的Ka=1.75×10-5。
1. 0.1mol/LNa2CO3溶液中
电荷守恒:____________________________________________________________________
元素质量守恒:________________________________________________________________
质子守恒:________________________________________________________
2. 0.1mol/LNaHCO3溶液中
电荷守恒:____________________________________________________________________
元素质量守恒:__________________________________________________________
质子守恒:____________________________________________________
3. 等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中
电荷守恒:____________________________________________________________________
元素质量守恒:__________________________________________________________________
质子守恒:__________________________________________________________________________
4. 0.1mol/LCH3COOH和0.1mol/LCH3COONa等体积混合溶液中(pH<7):
微粒浓度大小关系:______________________________________________________________________
电荷守恒:______________________________________________________
元素质量守恒:______________________________________________________
质子守恒:__________________________________________________________________
能力3 反应过程中粒子浓度大小比较
1. 25 ℃时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol/L 的一组醋酸、醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示。验证W点存在关系式:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)。 
[思维过程]
电荷守恒→c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)题给信息→c(CH3COO-)=c结论→c(Na+)+c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
2. H2C2O4为二元弱酸。20 ℃时,配制一组c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)=0.100 mol/LH2C2O4和NaOH混合溶液。溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化曲线如图所示。
当溶液中存在c(HC2O)=c(C2O)时,
验证关系式:c(Na+)<0.100 mol/L+c(HC2O)。 
[思维过程]
3. 25 ℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol/L,lgc(CH3COOH)、lgc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)随pH变化的关系如图1所示。
图1
[思维过程]
图2
随着pH的升高,OH-和CH3COO-浓度增大,CH3COOH和H+的浓度减小。由图2可知,O点 pH=7,c(OH-)=c(H+)。
4. 强碱(或强酸)与弱酸(或弱碱)反应曲线上各点成分粒子浓度的分析
常温下,用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L CH3COOH溶液 特殊点 分析溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系
①点:V(NaOH)=0 mL 反应前(溶质是CH3COOH):________________________________________________________________
②点:V(NaOH)=10 mL 反应一半(溶质是等物质的量的CH3COOH和CH3COONa):____________________________________________________________________________
③点:pH=7 溶质是CH3COONa和少量的CH3COOH:______________________________________________________
④点:V(NaOH)=20 mL 恰好完全反应(溶质是CH3COONa):______________________________________________________
5. 弱电解质的分布系数图
类型 分布系数图 交点的含义分析
一元弱酸 δ0为CH3COOH、δ1为CH3COO-pH=4.76时:c(CH3COOH)=c(CH3COO-) Ka==c(H+)=________
二元弱酸 δ0为H2C2O4,δ1为HC2O、δ2为C2O①当pH=1.2时,c(H2C2O4)=c(HC2O)Ka1==c(H+)=________②当pH=4.2时,c(C2O)=c(HC2O)Ka2==c(H+)=________
三元弱酸 δ0为H3PO4、δ1为H2PO、δ2为HPO、δ3为PO①pH=2时,Ka1=,Ka1=________②pH=7.1时,Ka2=,Ka2=________③pH=12.2时,Ka3=,Ka3=________
[拓展延伸] 一定条件下,按=1配制的溶液中,c(H+)的值等于CH3COOH的Ka。
能力4 缓冲溶液
1. 概念:能够抵御少量外来的酸、碱或稀释,而保持溶液的pH基本不变的溶液叫缓冲溶液。
2. 缓冲溶液的pH范围:pH=pKa±1(浓度之比10倍或)。
3. 缓冲溶液的类型:
类型 举例 等浓度等体积的混合溶液的酸碱性
弱酸-弱酸盐 CH3COOH-CH3COONa 酸性;pH=4.76
弱碱-弱碱盐 NH3·H2O-NH4Cl 碱性;pH=9.25
正盐-酸式盐 Na2CO3-NaHCO3 碱性;pH=10.30
酸式盐-酸 NaHC2O4-H2C2O4 酸性;pH=1.68
能力5 酸碱中和滴定
1. 强碱滴定强酸
(1)0.100 0 mol/L NaOH标准液滴定 0.100 0 mol/L 20.00 mL HCl溶液(如图1):
加入NaOH溶液 剩余HCl溶液体积/mL 过量NaOH溶液体积/mL pH
滴定/% V/mL
99.9 19.98 0.02 — 4.30
100.0 20.00 0.00 0.00 7.00
100.1 20.02 — 0.02 9.70 滴定突跃ΔpH=5.4
NaOH溶液从19.98 mL到20.02 mL,只增加了0.04 mL(约1滴),就使得溶液的pH改变了5.4个单位。这种在化学计量点±0.1%范围内,pH的急剧变化就称为滴定突跃。滴定突跃范围是选择指示剂的重要依据,凡是在滴定突跃范围内能发生颜色变化的指示剂都可以用来指示滴定终点。实际分析时,为了更好地判断终点,氢氧化钠溶液滴定盐酸通常选用酚酞作指示剂的原因:终点的颜色由无色变为浅红色,更容易辨别。
图1    图2    图3
(2) 滴定剂浓度越大,滴定突跃就越大,可供选择的指示剂就越多(如图2)。
NaOH溶液的浓度 HCl溶液的浓度 A点pH B点pH 滴定突跃
1.000 0 mol/L 1.000 0 mol/L 3.30 10.70 ΔpH=7.4
0.100 0 mol/L 0.100 0 mol/L 4.30 9.70 ΔpH=5.4
0.010 0 mol/L 0.010 0 mol/L 5.30 8.70 ΔpH=3.4
2. 强碱滴定弱酸曲线(如图3,0.1 mol/L NaOH溶液滴定0.100 0 mol/L不同强度的弱酸)
由图可知:酸性越弱,Ka越小,滴定突跃范围就越小。
3. 滴定操作的一般步骤(用0.200 0 mol/L标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸)
能力6 Ksp与沉淀转化的平衡常数K
1. 判断沉淀的生成
当离子积Qc≥Ksp时,生成沉淀。
2. 比较溶解度的大小
(1) 同类型的难溶物,可以直接比较它们Ksp的大小,来比较溶解度大小。
如:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),则溶解度: AgCl>AgBr>AgI。
(2) 不同类型的难溶物,溶解度大小需要计算后比较。
如:比较AgCl和Ag2CrO4的溶解度大小[已知:25 ℃时, Ksp (AgCl)=1.56×10-10, Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12],通过计算可得溶解度:AgCl3. 根据实验现象判断Ksp的大小
4. 判断沉淀转化平衡移动的方向
沉淀之间的转化与Ksp大小没有必然联系。
A、B沉淀类型相同,一定条件下发生如下转化:
A(如:CaSO4)B(如:CaCO3)
①若加入稀溶液,发生A→B转化,则可推出Ksp(B)<Ksp(A)。
②若加入饱和溶液或浓溶液,发生B→A转化,则无法推出Ksp(B)<Ksp(A)。
能力7 有关Ksp的计算
1. 已知Ksp和溶液中一种离子的浓度,计算另一种离子的浓度
已知:常温下Mg(OH)2的Ksp=1.8×10-11,若溶液中c(OH-)=3.0×10-6 mol/L,则Mg(OH)2饱和溶液中的c(Mg2+)=__________ mol/L。
2. 已知两种难溶物(含有共同离子)的Ksp,当共沉淀时,计算离子浓度比
(1) 已知:Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10。向AgNO3溶液中加入KCl和KBr,当两种沉淀共存时,=________________。
(2) 已知:Ksp(CaSO4)=5.0×10-5、Ksp(CaF2)=5.0×10-9。充分沉淀后测得废水中F-的含量为5.0×10-4 mol/L,此时SO的浓度为________________ mol/L。
3. 沉淀转化平衡常数计算[以CaSO4(s)+CO(aq) CaCO3(s)+SO(aq)为例]
已知:Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9。
平衡常数K=====×104。
4. 根据Ksp计算溶液pH的控制范围
向滤液中滴加NaOH溶液,调节pH进行除杂。若溶液中c(Co2+)=0.2 mol/L,欲使溶液中Fe3+,Al3+的浓度均小于1×10-6 mol/L,需控制pH的范围为________________________{已知:室温下,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,Ksp[Co(OH)2]=2×10-15}。
能力8 沉淀溶解平衡图像分析
1. 有关Ksp曲线图的分析
BaSO4的Ksp曲线图 点的变化
a→c 曲线上变化,增大c(SO),c(Ba2+)变小
b→c 加入Na2SO4固体,c(Ba2+)变小,c(SO)不变(加水不行)
d→c 加入少量BaCl2固体,c(Ba2+)增大,c(SO)不变(无沉淀生成,忽略溶液的体积变化)
c→a 曲线上变化,增大c(Ba2+)
曲线上方的点表示有沉淀生成;曲线下方的点表示不饱和溶液
不同曲线(T1、T2)之间变化仅能通过改变温度实现
2. 有关沉淀溶解平衡对数直线图的分析
图像 说明 解题策略
已知:pM=-lgc(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),p(CO)=-lgc(CO) 横坐标数值________,c(CO)越小 ①先弄清楚横、纵坐标表示的意思②再弄清楚变化趋势③根据变化趋势判断线上、线下的点所表示的意义
纵坐标数值越大,c(M) 越小
曲线________的点为______________
曲线______的点为____________
曲线________的点表示______________
曲线上任意点,坐标数值越大,其对应的离子浓度越小
类型1 弱电解质的电离平衡
例1 (2024·广州三模)H3PO2是一种一元弱酸,与等浓度等体积的NaOH完全反应后生成NaH2PO2。下列叙述正确的是(   )
A. NaH2PO2的溶液是酸式盐
B. H3PO2溶液中存在电离平衡:H2POHPO+H+
C. 0.01 mol/L H3PO2水溶液加水稀释,pH增大
D. H3PO2溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为H++OH-===H2O
类型2 微粒浓度大小关系及守恒关系
例2 25 ℃时,在0.1 mol/L下列溶液中,微粒的物质的量浓度关系正确的是(   )
A. NH4Cl溶液中:c(NH)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
B. NaHSO3溶液(呈酸性)中:c(Na+)>c(HSO)>c(H2SO3)>c(SO)
C. CH3COONa溶液中:c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)
D. Na2CO3溶液中:2c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
类型3 酸碱中和滴定
[中和滴定曲线图]
例3 (2024·合肥三模)25 ℃,取浓度均为0.1 mol/L ROH溶液和HX溶液各 20 mL,分别用0.1 mol/L盐酸、0.1 mol/L NaOH溶液进行滴定。滴定过程中溶液的pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示。下列说法正确的是(   )
A. HX为弱酸,ROH为强碱
B. 曲线Ⅱ V=10 mL时溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(HX)-c(X-)
C. 滴定前,ROH溶液中:c(ROH)>c(OH-)>c(R+)>c(H+)
D. 滴定至V=40 mL的过程中,两种溶液中由水电离出的c(H+)·c(OH-)始终保持不变
例4 (2024·福州一检)向10 mL 0.5 mol/L 醋酸溶液滴入等物质的量浓度的氢氧化钠溶液,滴定过程中混合溶液的温度变化如图所示(不考虑溶液与外界环境的热交换)。下列有关说法正确的是(   )
A. x<10
B. a点时,c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C. c点时,溶液中存在:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
D. a、b、c三点,溶液中水电离出的c(OH-):b>a>c
[分布系数图]
例5 (2024·厦门四模)NH2CH(CH3)COOH(丙氨酸)是人体内重要的氨基酸。25 ℃时,NHCH(CH3)COOH、NHCH(CH3)COO-、NH2CH(CH3)COO-的分布分数δ[如δ(A2-)=]与pH关系如图所示。下列说法错误的是(   )
A. NHCH(CH3)COOH中—COOH电离能力强于—NH
B. pH≈6.1时,丙氨酸微粒无法在电场作用下定向移动
C. c2[NHCH(CH3)COO-]<c[NHCH(CH3)COOH]·c[NH2CH(CH3)COO-]
D. HOOCCH(CH3)NH3Cl溶液中:c[HOOCCH(CH3)NH]>c(H+)>c[NHCH(CH3)COO-]
[Ksp与pH-pX图]
例6 (2024·郑州三测)某温度下,保持溶液中c(HF)=0.1 mol/L,调节溶液的pH,pH与pX[X表示c(HF)、c(F-)、c(Ba2+)、c(Pb2+)]的关系如图所示。已知:pX=-lgc(X);Ksp(BaF2)>Ksp(PbF2)。下列叙述错误的是(   )
A. Ka(HF)=1×10-3.2
B. Ksp(PbF2)=1×10-7.4
C. ①与②线的交点的pH为2.3
D. pH=2时,c(Ba2+)>c(F-)>c(H+)>c(OH-)
类型4 有关Ksp及沉淀转化计算
例7 (1) (2021·江苏卷节选)向含有Ca2+、Mg2+的某MnSO4溶液(pH约为5)中加入NH4F溶液,使溶液中的Ca2+、Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清液中c(F-)=0.05 mol/L,则=__________[Ksp(MgF2)=5×10-11,Ksp(CaF2)=5×10-9]。
(2) (2024·江苏卷)贵金属银应用广泛。Ag与稀硝酸制得AgNO3常用于循环处理高氯废水。在高氯水样中加入K2CrO4使CrO浓度约为5×10-3 mol/L,当滴加AgNO3溶液至开始产生Ag2CrO4沉淀(忽略滴加过程的体积增加),此时溶液中Cl-浓度约为____________ mol/L[已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]。
(3) (2024·佛山二检)某含Cu2+溶液中加NH4HCO3调节溶液pH=6,计算此时溶液中c(Cu2+)=________ mol/L(当溶液中离子浓度≤10-5mol/L时,可以为该离子完全沉淀)。已知:
离子 Fe3+ Fe2+ Cu2+
开始沉淀pH 2.5 7.0 5.7
完全沉淀pH 3.2 9.0 6.7
1. 一种制备FeF3材料的生产流程如下:
“灼烧”时通入Ar的主要作用是______________________________。
2. (2024·龙岩期末)用0.1 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.1 mol/L丁酸、2-氯丁酸、3-氯丁酸,溶液pH随NaOH溶液体积变化如图。下列说法错误的是(   )
A. Ka(HX)的数量级为 10-5
B. HZ为2-氯丁酸
C. b点:c(HX)>c(Na+)>c(X-)
D. 水的电离程度:c>b>a>d
3. (2024·岳阳二模)某水样中含一定浓度的CO、HCO和其他不与酸碱反应的离子。取10.00 mL水样,用0.010 0 mol/L HCl溶液进行滴定,溶液pH随滴加HCl溶液体积V(HCl)的变化关系如图(不考虑溶液中CO2分子,混合后溶液体积为两溶液体积之和)。下列说法错误的是(   )
A. a点处c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO)
B. 滴加盐酸0.0~20.00 mL过程中,溶液c(HCO)中明显增大
C. 该水样中c(HCO)=0.02 mol/L
D. 随着HCl溶液的加入,水的电离程度越来越小
4. (2024·湖北重点中学联考)T ℃时,某过渡金属M形成的两种沉淀MCO3和M(OH)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知p(M2+)为M2+浓度的负对数,pN为阴离子浓度的负对数。下列说法正确的是(   )
A. 曲线Ⅱ表示M(OH)2沉淀溶解平衡曲线
B. Y点对应的MCO3为过饱和溶液
C. Z点对应的c(M2+)为1×10-5mol/L
D. T ℃时,在M(OH)2(s)+CO(aq)??MCO3(s)+2OH-(aq)平衡体系中的K=1×102
专题6 电离平衡 盐类水解 沉淀溶解平衡
【高考溯源】
1. D 【解析】 向20 ml NaOH溶液中缓慢滴加相同浓度的HCOOH溶液,至20 mL时恰好完全中和,由图可知,呈下降趋势的曲线为OH-浓度变化,呈上升趋势的为HCOO-浓度变化。M点NaOH过量,溶液显碱性,抑制水的电离,N点溶质为HCOONa,HCOO-水解促进水的电离,故N点水的电离程度更大,A正确;M点c(OH-)=c(HCOO-),根据电荷守恒,有c(OH-)+c(HCOO-)=c(Na+)+c(H+),两式联立得2c(OH-)=c(Na+)+c(H+),B正确;当V(HCOOH)=10 mL时,溶质为等浓度的NaOH与HCOONa,存在元素质量守恒:c(Na+)= 2[c(HCOO-)+c(HCOOH)]、电荷守恒:c(OH-) +c(HCOO-)=c(Na+)+c(H+),两式联立得c(OH-)=c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-),C正确;N点溶质为HCOONa, HCOO-水解使溶液显碱性,此时c(HCOO-)≈5×10-2 mol/L,由Ka==1.8×10-4可知,c(H+)<c(HCOOH),D错误。
2. D 【解析】 a点时溶质成分为等物质的量的CH3COOH和NaCl,c(CH3COOH)=0.0100mol/L,c(H+)=10-3.38mol/L,Ka(CH3COOH)=≈=10-4.76,A正确;a点溶液中存在元素质量守恒:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),B正确;b点溶液中含有NaCl及等物质的量的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)3. B 【解析】 由题意可知Kh(HA-)==10-10.96<Ka2,则HA-电离程度大于水解程度,起始时溶液中δ(HA-)最大,随溶液稀释,溶液中c(A2-)>c(H2A),则曲线n为δ(HA-)的变化曲线、曲线m为δ(A2-)的变化曲线、曲线p为δ(H2A)的变化曲线,A正确;a点,pc(Na+)=1.0,则c(Na+)=0.1 mol/L,δ(HA-)=0.70,δ(H2A)=δ(A2-)=0.15,Ka2==10-4.37,c(H+)=×10-4.37 mol/L,pH≠4.37,B错误;b点,c(H2A)=c(A2-),根据元素质量守恒有c(A2-)+c(H2A)+c(HA-)=c(Na+),故2c(H2A)+c(HA-)=c(Na+),C正确;c点c(A2-)=c(HA-),根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),故 c(Na+)+c(H+)=3c(HA-)+c(OH-),D正确。
4. D 【解析】 电负性:Cl>H,则Cl—C的极性大于H—C,CHCl2COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子,故CH2ClCOOH酸性比CHCl2COOH弱。曲线1代表CHCl2COOH、曲线2代表CHCl2COO-、曲线3代表CH2ClCOOH、曲线4代表CH2ClCOO-。由图中曲线1与曲线2的交点可知,Ka(CHCl2COOH)≈10-1.3,曲线3与曲线4的交点可知,Ka(CH2ClCOOH)≈10-2.8。曲线4为δ(CH2ClCOO-)随pH的变化关系,A错误;若溶液中溶质只有CHCl2COOH,由曲线1和曲线2交点可知此时c(H+)≈10-1.3,电荷守恒为c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-),而a点的pH更小,说明溶液中另外加入了酸,B项关系式不符合电荷守恒,B错误:CH2ClCOOH的电离常数Ka≈10-2.8,C错误。
5. B 【解析】 Na2S溶液存在电荷守恒,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A正确;Na2S溶液Kh===10-1.1,c(HS-)<10-2 mol/L,则>1,则c(OH-)>c(S2-),B错误;含Cd2+的溶液中加入FeS,发生反应:FeS+Cd2+Fe2++CdS,平衡常数K====108.9≥105,反应进行完全,此时CdS饱和溶液中c(Cd2+)==10-13.05 mol/L<10-8 mol/L,故可以实现,C正确;含Cd2+的溶液中通入H2S,发生反应:H2S+Cd2+2H++CdS↓,K===106.23,由反应生成的H+浓度约为0.02 mol/L,H2S浓度约为0.1 mol/L,代入K的计算式可得溶液中:c(H+)>c(Cd2+),D正确。
6. D 【解析】 当pH=6.5时,Pb2+质量分数约为75%,c(Pb2+)=75%×2×10-5mol/L=1.5×10-5mol/L,c(CO)≤==×10-7.1<c(Pb2+),A正确;根据图像可知δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,二者质量分数均小于50%,因此c(Pb2+)<50%×2×10-5mol/L=1×10-5mol/L,B正确;pH=7时,说明溶液中有碱性物质加入,未改变n(ClO),而pH=7时已有PbCO3沉淀析出,根据Pb元素与Cl元素的元素质量守恒,2{c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]+c[Pb(CO3)]}<c(ClO),则2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(CO)+c(HCO)+c(ClO),C正确;饱和NaHCO3溶液中CO和H2CO3浓度可看作近似相等,由Ka1·Ka2=可得,其pH约为8.35,pH=8时,加入少量NaHCO3(s),并不能降低溶液的pH,PbCO3无法溶解,同时也不会明显提高溶液pH,PbCO3无法转化为Pb(CO3),D错误。
7. C 【解析】 pH=1时,富含L的物种主要为H2L,Ka1==10-7.46,c(HL-)=×c0(H2L)≈×5.0×10-3mol/L>10-13 mol/L,c(HL-)>c(OH-),A错误;由pKa1=7.46,pKa2=12.4可绘制H2L体系中微粒分布系数图(见图),则pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为HL-,B错误;该反应的平衡常数K=,由题图可知,c{[FeL2]-}=c{[FeL]+}时,pH=4,则K=,根据Ka1·Ka2=×=,则c(L2-)== mol/L=5.0×10-14.86 mol/L,则该反应的平衡常数K=2×1013.86,即lgK≈14,C正确;根据图像,pH=10时溶液中主要的微粒为[FeL3]3-和[FeL2(OH)]2-,其分布系数均为0.5,因此可以得到c{[FeL3]3-}=c{[FeL2(OH)]2-}=1×10-4mol/L,此时形成[FeL3]3-消耗了3×10-4mol/L的L2-,形成[FeL2(OH)]2-消耗了2×10-4mol/L的L2-,共消耗了5×10-4mol/L的L2-,即参与配位的c(L2-)=5×10-4 mol/L,D错误。
8. C 【解析】 曲线Ⅰ表示CH3COOH的变化情况,曲线Ⅱ表示CH3COO-的变化情况,曲线Ⅲ表示CH3COOAg的变化情况,A错误;曲线Ⅰ与曲线Ⅱ交点可得Ka==c(H+)=10-m,B错误;pH=n时,c(CH3COOH)=c(CH3COOAg),K=,又Ka==10-m,联立可得c(Ag+)=mol/L,C正确;pH=10时,Ag+生成AgOH,CH3COOAg浓度降低,根据元素质量守恒,c(Ag+)+c(CH3COOAg)<0.08 mol/L,D错误。
9. C 【解析】 KOH吸收CO2所得溶液显碱性,Ka1==4.4×10-7,c(H+)<10-7 mol/L,c(H2CO3)<c(HCO),A错误;碳酸钾溶液中存在质子守恒:c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO)+c(H+),B错误;c总=0.1 mol/L的溶液是KHCO3溶液,HCO水解程度大于电离程度,则c(H2CO3)>c(CO),C正确;“吸收”“转化”过程的总反应可以理解为CaO+CO2===CaCO3,该反应为放热反应,溶液温度升高,D错误。
10. 10 【解析】 H2CO3的Ka2=,所以c(H+)==5×10-11 mol/L×2=10-10 mol/L,即pH=10。
11. (1) 5.0 (2) C (3) ①3.00 33.00 ②正 实验Ⅱ相较于实验Ⅰ,醋酸溶液稀释了10倍,而实验Ⅱ的pH增大值小于1 (4) ①0.110 4 滴定曲线如图所示
(5) 向滴定后的混合液中加入20mLHAc溶液 (6) HClO:漂白剂和消毒液(或H2SO3:还原剂、防腐剂或H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料)
【解析】 (1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此250mL×0.1mol/L=V×5mol/L,解得V=5.0mL。(2)容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,A错误;定容时,视线应与溶液凹液面最低处以及刻度线“三线相切”,不能仰视或俯视,B错误;定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶上下颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左手掉落,D错误。(3)①实验Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)=3∶4,V(HAc)=4.00mL,因此V(NaAc)=3.00mL,即a=3.00,由实验Ⅰ可知,溶液最终的体积为40.00mL,因此V(H2O)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL,即b=33.00。②实验Ⅰ所得溶液的pH=2.86,实验Ⅱ的溶液中c(HAc)为实验Ⅰ的,稀释过程中,若不考虑电离平衡移动,则实验Ⅱ所得溶液的pH=2.86+1=3.86,但实际溶液的pH=3.36<3.86,说明稀释过程中,溶液中n(H+)增大,即电离平衡正向移动。(4)①滴定过程中发生反应:HAc+NaOH===NaAc+H2O,由化学方程式可知,滴定至终点时,n(HAc)=n(NaOH),因此22.08mL×0.1mol/L=20.00mL×c(HAc),解得c(HAc)=0.110 4mol/L。②滴定过程中,当V(NaOH)=0时,c(H+)=≈mol/L=10-2.88mol/L,溶液的pH=2.88,当V(NaOH)=11.04mL时,n(NaAc)=n(HAc),溶液的pH=4.76,当V(NaOH)=22.08mL时,达到滴定终点,溶液为NaAc溶液,Ac-发生水解,溶液呈弱碱性,当NaOH溶液过量较多时,c(NaOH)无限接近0.1mol/L,溶液pH接近13。(5)向 20.00mL的HAc溶液中加入V1mLNaOH溶液达到滴定终点,滴定终点的溶液中溶质为NaAc,当=1时,溶液中c(H+)的值等于HAc的Ka,因此可再向溶液中加入20.00mLHAc溶液,使溶液中n(NaAc)=n(HAc)。
12. (1) × (2) × (3) √ (4) × (5) √
【解析】 (1) 未加NaOH溶液时,0.100 0 mol/L的HX溶液中pH大于2,说明该溶液中HX不完全电离,所以HX为一元弱酸, 错误。(2) 未加NaOH溶液时20.00 mL 0.100 0 mol/L CH3COOH溶液pH应大于1,错误。(4) 明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水中,电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体,利用胶体的吸附性可吸附污水中的固体颗粒物,该过程没有元素化合价发生变化,错误。
13. D 【解析】 根据①②③三条线的斜率可知曲线①表示Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线,相同条件下AgCl溶解度大于AgBr,因此曲线②表示AgCl沉淀溶解平衡曲线,曲线③表示AgBr沉淀溶解平衡曲线。根据题中坐标可计算出Ksp(Ag2CrO4)=10-11.7,Ksp(AgCl)= 10-9.7,Ksp(AgBr) =10-12.2。曲线②表示AgCl 沉淀溶解平衡曲线,A正确;K=====10-5.2,B正确; AgCl的饱和溶液中Ksp(AgCl)=10-9.7=c(Ag+)·c(Cl-)=c2(Ag+),当混合液中指示剂浓度为10-2.0 mol/L,c2(Ag+)·c(CrO)=10-9.7×10-2.0=10-11.7=Ksp(Ag2CrO4),若混合液中指示剂浓度大于10-2.0 mol/L,在滴定终点前就会产生Ag2CrO4沉淀,因此混合液中指示剂浓度不宜超过 10-2.0mol/L,C正确;滴定Br-达终点时,溶液中===10-0.5×c(Ag+),D错误。
14. D 【解析】 Ag2CrO4向AgCl转化,发生反应:Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)??2AgCl(s)+CrO(aq),则2.0 mL时二者完全反应,继续加入NaCl溶液,由于同离子效应,则c(Cl-)升高,c(Ag+)下降,故三种离子对应曲线从上到下依次为CrO、Cl-和Ag+。a点对应V≈3.0 mL,c(Na+)=mol/L=mol/L=0.075 mol/L,c(Cl-)≈mol/L=0.025 mol/L,A错误;根据V=1.0 mL对应曲线上的点,得出Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,故=102.21,B错误;V≤2.0 mL,发生沉淀转化时,=,由于c(Ag+)不断变化,故二者比值会改变,C错误;根据Ksp(AgCl)=10-9.75、V=2.4 mL时c(Cl-)=10-1.93,则c(Ag+)=10-7.82,即y1=-7.82,c(CrO )==mol/L,lgc(CrO)=-lg34,即y2=-lg34,D正确。
15. (1)5×10-5 (2)1.6×104 (3) mol/L
(4)5.9×10-7 6Co(OH)2+O22Co3O4+6H2O
【解析】 (1)反应FeS+H+??Fe2++HS-的平衡常数K====5×10-5。
(2)==1.6×104。(3)温度为T时,Ca(OH)2 饱和溶液中,Ca(OH)2(s)??Ca2+(aq)+2OH-(aq),c(OH-)=2c(Ca2+),Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)·c2(OH-)=x,则c(OH-)=mol/L。(4)pH=10.0,则溶液中c(OH-)=1.0×10-4mol/L,Co2+浓度为=mol/L=5.9×10-7mol/L。
【模考前沿】
1. C 【解析】 a点是0.100 mol/L NH4HSO4溶液,随着NaOH溶液的加入,先后发生反应H++OH-===H2O、 NH+OH-===NH3·H2O,b点时电极电位发生第一次突跃,此时H+恰好反应完全,对应溶液中的溶质为Na2SO4、(NH4)2SO4,d点时电极电位发生第二次突跃,此时NH恰好反应完全,对应溶液中的溶质为Na2SO4、NH3·H2O。a点是0.100 mol/L NH4HSO4溶液,NH水解促进水的电离,故水电离出的c(H+)>10-13 mol/L,A错误;b点溶液中的溶质为等物质的量的Na2SO4和(NH4)2SO4,NH水解使溶液显酸性,则b点溶液中离子浓度大小顺序为c(SO)=c(Na+)>c(NH)>c(H+)>c(OH-),B错误;c点溶液中溶质为Na2SO4、NH3·H2O和(NH4)2SO4,存在电荷守恒:c(Na+) +c(NH)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO),此时溶液pH=7,c(H+)=c(OH-),根据元素质量守恒:c(SO)=c(NH)+c(NH3·H2O),可得c(Na+)=c(NH)+2c(NH3·H2O),C正确;d点时NH4HSO4恰好完全反应,此时混合液的体积为9 mL+18 mL=27 mL,则c(SO)=0.100 mol/L×=mol/L,D错误。
2. D 【解析】 碱性越强,δ(NH)减少,δ(CO)先增大后减小,故曲线a、d分别为NH和CO,A正确;加入NaOH溶液,c(OH-)增大,pH<8.5前,c(HCO)逐渐增大是因为HCO+H2O??H2CO3+OH-平衡逆向移动,B正确;pH>8.5后,NH和HCO分布分数减小,说明二者同时参与反应,C正确;图像中给出的数值(9.25,0.5)表明c(NH) =c(NH3·H2O),可计算Kb(NH3·H2O),但根据题给数据不能推算Ka2(H2CO3)的数量级,D错误。
3. D 【解析】 a点时Ka1==c(H+)=10-3.3,c点时Ka2==c(H+)=10-6.6。Ka2=10-6.6,数量级为10-7,A错误;加入10 mL NaOH时溶液中c(NaHA)=c(H2A),溶液呈酸性,即H2A的电离程度>HA-的水解程度,此时c(HA-)>c(H2A),要使c(HA-)=c(H2A),则加入V(NaOH)<10 mL,B错误; b点存在电荷守恒:c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)=c(H+)+c(Na+),此时溶液呈酸性,c(OH-)<c(H+),c(Na+)<0.1 mol/L,则c(HA-)+2c(A2-)=c(H+)-c(OH-)+c(Na+)<0.1 mol/L,C错误;c点时c(A2-)=c(HA-),存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)=3c(A2-)+c(OH-),D正确。
4. D 【解析】 已知Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4),在c(Ba2+)相同时,c(CO)>c(SO),-lgc(CO)<-lgc(SO),所以曲线Ⅰ为BaCO3的沉淀溶解平衡曲线,曲线Ⅱ为BaSO4的沉淀溶解平衡曲线。当-lgc(Ba2+)=5时,-lgc(CO)=3.3,Ksp(BaCO3)=10-5×10-3.3=10-8.3=100.7×10-9=5×10-9,A正确;向m点饱和溶液中加适量BaCl2固体,c(Ba2+)增大,c(SO)减小,可以使溶液由m点变到n点,B正确;p点条件下Q(BaCO3)Ksp(BaSO4),能生成BaSO4沉淀,C正确;由图可知,Ksp(BaSO4)=c(SO)·c(Ba2+)=10-7×10-3=10-10,则BaSO4(s)+CO(aq)??BaCO3(s)+SO(aq),K====0.02,设每次用1 L 1.8 mol/L Na2CO3溶解x mol BaSO4,则=0.02,x=,5次溶解BaSO4的质量=×5×233 g≈41.1 g<46.6 g,D错误。
【举题固法】
例1 C 【解析】 H3PO2是一种一元弱酸,NaH2PO2是正盐,A错误;H3PO2是一种一元弱酸,所以只能发生H3PO2??,\s\up6())H2PO+H+,不存在第二次电离,B错误;H3PO2溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为H3PO2+OH-===H2PO+H2O,D错误。
例2 C 【解析】NH4Cl为强酸弱碱盐,溶液显酸性,则有c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-),A错误;NaHSO3溶液呈酸性,说明HSO电离程度大于其水解程度,即有c(SO)>c(H2SO3),B错误;Na2CO3溶液中存在元素质量守恒:c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)],D错误。
例3 C 【解析】 曲线Ⅰ为盐酸滴定0.1 mol/L ROH的碱性溶液,曲线Ⅱ为NaOH滴定HX的酸性溶液。0.1 mol/L HX溶液的pH≈3,0.1 mol/L ROH溶液的pH≈11,所以HX为弱酸,ROH为弱碱,A错误; 曲线Ⅱ中,当V(NaOH)=10 mL 时,溶质是等浓度的HX、NaX,由质子守恒得:2c(OH-)-2c(H+)=c(HX)-c(X-),B错误;0.1 mol/L ROH溶液的pH≈11,溶液中仅有少量ROH电离,此时溶液显碱性,且水也电离出OH-,则存在c(ROH)>c(OH-)>c(R+)>c(H+),C正确;酸和碱都会抑制水的电离,滴定至V=40 mL的过程中,水的电离程度发生改变,D错误。
例4 D 【解析】 由图可知,b点溶液的温度最高,说明醋酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应生成醋酸钠,则x=10,A错误;a点为等浓度的醋酸钠和醋酸的混合溶液,溶液中存在元素质量守恒:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),B错误;c点为等浓度的醋酸钠和氢氧化钠的混合溶液,醋酸根离子在溶液中水解,则溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-),C错误;a点为浓度均为mol/L的醋酸钠和醋酸的混合溶液,b点为醋酸钠溶液,c点为浓度均为mol/L的醋酸钠和氢氧化钠的混合溶液,醋酸和氢氧化钠抑制水的电离,醋酸钠促进水的电离,且NaOH电离出c(OH-)更大,所以溶液中水电离出的氢氧根离子浓度的大小顺序为b>a>c,D正确。
例5 C 【解析】 由溶液中的NHCH(CH3)COO-可知,NHCH(CH3)COOH发生电离时是羧基先电离,故NHCH(CH3)COOH 中—COOH电离能力强于—NH,A正确;由图知pH≈6.1时,丙氨酸微粒以NHCH(CH3)COO-形式存在,整体不带电荷,无法在电场作用下定向移动,B正确; 由曲线交点坐标得出NHCH(CH3)COOH的电离常数K1=10-2.5>K2=10-9.7,即>,可得c2[NHCH(CH3)COO-]>c[NHCH(CH3)COOH]·c[NH2CH(CH3)COO-],C错误;HOOCCH(CH3)NH3Cl溶液中,存在电离平衡:NHCH(CH3)COOH??NHCH(CH3)COO-+H+,弱电解质部分发生电离,氢离子除了来自该弱电离质电离,还有部分来自水电离,故c[NHCH(CH3)COOH]>c(H+)>c[NHCH(CH3)COO-],D正确。
例6 D 【解析】 随着溶液pH的增大,溶液中c(F-)逐渐增大,则pc(F-)减小,故直线①表示pH与pc(F-)关系线,Ksp(BaF2)>Ksp(PbF2),直线②为pc(Ba2+)、直线③为pc(Pb2+)。直线①与横坐标交点为3.2,即Ka===1.0×10-3.2,A正确;当pc(F-)=1时,即c(F-)=10-1mol/L、c(Pb2+)=10-5.4mol/L,故Ksp(PbF2)=1.0×10-7.4,B正确;依据点(4.2,5.7)可计算出Ksp(BaF2)=1.0×10-5.7,当pH=2.3时,依据Ka值得到此时c(F-)=10-1.9 mol/L,由于①与②相交,即c(Ba2+)= 10-1.9 mol/L,计算得到Ksp(BaF2)=1.0×10-5.7,与上述结论一致,C正确;pH=2时,由Ka值计算得到c(F-)=10-2.2 mol/L例7 (1) 100 (2) 9×10-6 (3) 10-3.6
【解析】 (2) 根据Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO),则c(Cl-)==mol/L=9×10-6mol/L。(3) Cu2+完全沉淀时pH=6.7,c(OH-)=10-7.3,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH)=1.0×10-5×(10-7.3)2=10-19.6,pH=6时溶液中c(Cu2+)==10-3.6mol/L。
【能力评价】
1. 带走水蒸气,防止FeF3水解
2. C 【解析】 Ka(HX)=,结合a点数据可得c(H+)=10-2.91,c(HX)≈0.1 mol/L,Ka(HX)≈=10-4.82,数量级为10-5,A正确;由图中信息可知酸性:HXc(Na+)>c(HX),C错误;a点为HX的溶液,抑制水的电离,c点为NaX的溶液,水解促进水的电离,由a点到c点过程中HX的浓度减小,NaX的浓度增大,水的电离程度增大,d点为NaX和NaOH的混合溶液,且此时pH大于12,所含氢氧根离子浓度大于a点氢离子浓度,水的电离被抑制,且电离程度小于a点,D正确。
3. C 【解析】 a点加入的盐酸恰好与CO反应生成HCO,溶液中存在质子守恒:c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO),A正确;滴定第一阶段发生反应:CO+H+===HCO,溶液c(HCO) 中明显增大,B正确;滴定第一阶段消耗盐酸体积为20 mL,则c(CO)==0.02 mol/L,第二阶段消耗盐酸体积为20 mL×2=40 mL,则原溶液中HCO消耗盐酸的体积为50 mL-40 mL=10 mL,故原溶液中c(HCO)==0.01 mol/L,C错误;CO和HCO都能促进水的电离,随着HCl溶液的加入,水的电离程度越小,D正确。
4. B 【解析】 任取曲线Ⅰ上的两个点,例如(4,6)和(6,2),满足关系式4×2+6=6×2+2,说明p(M2+)+2×pN[即c(M2+)·c2(N)] 为定值,该形式符合M(OH)2的溶度积常数的表达式,即曲线Ⅰ对应M(OH)2的沉淀溶解平衡曲线,Ksp[M(OH)2]=1×10-14,则曲线Ⅱ对应MCO3的沉淀溶解平衡曲线,A错误;由题图可知,Ksp(MCO3)=10-8×10-4=1×10-12,Y点对应的浓度积为10-4×10-6=10-10>Ksp(MCO3),则对应的MCO3为过饱和溶液,B正确;由题图可知,Z点对应的c(M2+)=1×10-3 mol/L,C错误;T ℃时,该反应的K====1×10-2,D错误。

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