高考化学二轮复习语言与概念四选择题命题区间九水溶液中的离子平衡课件+学案

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高考化学二轮复习语言与概念四选择题命题区间九水溶液中的离子平衡课件+学案

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水溶液的性质和离子浓度关系
(1)溶液的酸碱性、水的电离、盐的水解与pH。
(2)水溶液中粒子浓度的比较与定量关系。
(3)有关各类常数的计算与应用。
1.(2024·安徽卷,T13)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-1,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(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
B [Na2S溶液中只有5种离子,分别是H+、Na+、OH-、HS-、S2-,溶液是电中性的,存在电荷守恒,可表示为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A正确;0.01 mol·L-1 Na2S溶液中,S2-水解使溶液呈碱性,其水解常数为Kh====10-1.1,根据硫元素守恒可知c(HS-)<10-2 mol·L-1,所以>1,则c(OH-)>c(S2-),B不正确;Ksp(FeS)远远大于Ksp(CdS),向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS时,可以发生沉淀的转化,该反应的平衡常数为K===108.9 105,因此该反应可以完全进行,CdS的饱和溶液中c(Cd2+)= mol·L-1=10-13.05 mol·L-1,若加入足量FeS时可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1,C正确;Cd2++H2S CdS+2H+的平衡常数K====106.23 105,该反应可以完全进行,因此,当向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,Cd2+可以完全沉淀,所得溶液中c(H+)>c(Cd2+),D正确。]
2.(2024·湖南卷,T13)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)
D [根据题意可知,M点为c(OH-)=c(HCOO-),N点为恰好反应点,溶质为HCOONa。M点时OH-抑制水的电离,故水的电离程度:Mc(HCOO-)>c(OH-)>c(HCOOH)>c(H+),D错误。]
3.(2024·贵州卷,T12)硼砂[Na2B4O5(OH)4·8H2O]水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3(硼酸)和Na[B(OH)4](硼酸钠)。
已知:①25 ℃时,硼酸显酸性的原理:
B(OH)3+2H2O H3O++ Ka=5.8×10-10,
②lg ≈0.38。
下列说法正确的是(  )
A.硼砂稀溶液中c(Na+)=c[B(OH)3]
B.硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离
C.25 ℃时,0.01 mol·L-1硼酸水溶液的pH≈6.38
D.等浓度等体积的B(OH)3和Na[B(OH)4]溶液混合后,溶液显酸性
B [硼砂水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和Na[B(OH)4],硼酸遇水转换B(OH)3+2H2O H3O++,故Na+与B(OH)3的物质的量浓度不相等,A错误;根据已知,硼酸遇水转换B(OH)3+2H2O H3O++,其中的H+是由水提供的,B正确;25 ℃时,B(OH)3+2H2O H3O++,Ka==5.8×10-10,c(H+)== mol·L-1=×10-6 mol·L-1,因lg ≈0.38,pH≈6-0.38≈5.62,C错误;的电离平衡常数为Ka=5.8×10-10,[B(OH)4]-的水解平衡常数Kh===×10-4,水解程度大于电离程度,溶液显碱性,D错误。]
4.(2023·海南卷,T14)25 ℃下,Na2CO3水溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,溶液中c(OH-)<0.01 mol·L-1
B.Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小
C.在水中H2CO3的Ka2<4×10-11
D.0.2 mol·L-1 的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合,得到的溶液c(OH-)<2×10-4 mol·L-1
B [由图像可知,c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,pH>12.0,溶液中c(OH-)>0.01 mol·L-1,故A错误;盐溶液越稀越水解,Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小,故B正确;结合图像可知,当c(Na2CO3)=0.5 mol·L-1, pH=12,Kh===2×10-4,则Ka2==5×10-11,故C错误;0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液与0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合,溶液中==0.15 mol·L-1,根据C项分析知Kh==2×10-4,代入数据得c(OH-)≈1.3×10-4 mol·L-1,故D错误。]
(1)25 ℃,pH=4的溶液中=1×10-10 mol·L-1。 (×)
(2)向水中加入Na2CO3和NH4Cl,水的电离程度均减小。 (×)
(3)向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加水稀释,CH3COOH的电离程度增大,c(H+)增大,pH减小。 (×)
(4)0.01 mol·L-1的FeCl3溶液中,c(Fe3+)=c(Cl-)。 (×)
(5)NaHCO3溶液呈碱性是因为只发生水解反应。 (×)
(6)Na2S溶液中c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)]。 (×)
1.水溶液中或的确定思路
2.利用电离常数(Ka或Kb)计算水解常数(Kh)
弱酸或弱碱 Ka(或Kb)与Kh的关系 水解常数(Kh) 的计算
一元弱酸 Ka·Kh=Kw Kh=
一元弱碱 Kb·Kh=Kw Kh=
二元弱酸(H2X) 一级电离 [产生(HX-)] Kh(HX-)·Ka1=Kw Kh(HX-)=
二级电离 [产生(X2-)] Kh(X2-)·Ka2=Kw Kh(X2-)=
3.水溶液中粒子浓度的分析思路
4.水溶液中粒子浓度的等量关系
5.弱酸酸式盐(NaHR)溶液中粒子浓度关系
(1)呈酸性
(2)呈碱性
1.(2024·重庆南开中学月考)阿司匹林具有解热镇痛作用,其医用效率主要取决于被血液吸收的程度,阿司匹林分子(HA)可自由穿过细胞膜,而离子(A-)不能(如下图所示),设两溶液环境中c总(HA)=c(HA)+c(A-),已知该环境下达到平衡时,胃液中阿司匹林的电离度为α,下列叙述错误的是(  )
A.血液中c(H+)B.该环境下阿司匹林的Ka为
C.细胞膜两侧胃液和血液中的c(HA)相等
D.细胞膜两侧胃液和血液中的c总(HA)之比为[1+α(105.4-1)]∶1
D [由于阿司匹林分子可自由穿过细胞膜,细胞膜两侧胃液和血液中的HA浓度相等,设平衡时细胞膜两侧HA浓度都为c mol·L-1,由电离常数可知,胃液中c总(HA)=c(102Ka+1)mol·L-1、血液中c总(HA)=c(107.4Ka+1)mol·L-1,则细胞膜两侧胃液和血液中c总(HA)之比为,由阿司匹林的电离常数Ka为可知,==,故D错误。]
2.(2024·唐山二模)已知室温下的电离常数:
电解质 H2CO3 H2SO3 HClO NH3·H2O
电离常数 Ka1=10-6.37 Ka2=10-10.32 Ka1=10-1.85 Ka2=10-7.22 Ka=3×10-8 Kb=1.8×10-5
下列溶液中的离子浓度关系正确的是(  )
A.NaHSO3溶液中:
B.NaOH与CO2以物质的量之比为3∶2反应后的溶液中:3c(Na+)=+c(H2CO3)]
C.等浓度的NH4HSO3、NH4HCO3溶液中:NH4HSO3>NH4HCO3
D.NaClO与SO2以物质的量之比为1∶1反应后的溶液中:c(Na+)+c(H+)=+c(OH-)
C [的电离平衡常数Ka2=10-7.22,水解平衡常数Kh====10-12.15,由于以电离为主,,故A错误;NaOH与CO2以物质的量之比为3∶2反应,根据元素守恒,含Na微粒总物质的量和含C微粒总物质的量之比为3∶2,则2c(Na+)=+c(H2CO3)],故B错误;以电离为主,抑制的水解以水解为主,与进行相互促进的双水解,因此等浓度的NH4HSO3、NH4HCO3溶液中:NH4HSO3>NH4HCO3,故C正确;NaClO与SO2以物质的量之比为1∶1反应的化学方程式为NaClO+SO2+H2O===NaCl+H2SO4,反应后的溶液中溶质为NaCl和H2SO4,故D错误。]
3.(2024·天津二模)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的三种溶液:①NH4HSO4 ②(NH4)2CO3 ③,下列说法正确的是(  )
A.溶液①:+c(H+)=+c(OH-)
B.溶液②:=+2c(H2CO3)
C.溶液③:>c(H2CO3)
D.三种溶液中,②中的浓度最大
D [①NH4HSO4溶液中存在电荷守恒+c(H+)=+c(OH-),故A错误;②溶液中存在元素守恒+c(NH3·H2O)=+c(H2CO3)],故B错误;③NH4HCO3溶液中碳酸氢根离子水解程度大,溶液中,故C错误;常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的三种溶液中,②中铵根离子浓度最大,③中铵根离子浓度最小,故D正确。]
滴定曲线与分布系数曲线的分析
(1)常规滴定(中和滴定、沉淀滴定等)曲线的分析。
(2)分布系数或物质的量分数曲线的分析。
(3)滴定曲线与分布系数曲线同一坐标系的分析。
1.(2024·新课标全国卷,T7)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:δ(CH2ClCOO-)=]
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 [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(CH2ClCOOH),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(CH2ClCOOH)≈10-2.8,曲线M表示δ(CH2ClCOO-)~pH的变化关系,A、C错误;根据Ka(CHCl2COOH)=,初始c0(CHCl2COOH)=0.1 mol·L-1,若溶液中溶质只有CHCl2COOH,则c(CHCl2COO-)=c(H+)≈=10-1.15 mol·L-1,但a点对应的c(H+)=0.1 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;电离度α=,n始=n电离+n未电离,则α(CH2ClCOOH)=δ(CH2ClCOO-),α(CHCl2COOH)=δ(CHCl2COO-),pH=2.08时,δ(CH2ClCOO-)=0.15、δ(CHCl2COO-)=0.85,D正确。]
2.(2024·湖北卷,T13)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B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
C.pH=7时
D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
C [由题图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5 mol·L-1,则)≤= mol·L-1=10-7.1 mol·L-1Ka2(H2CO3),NaHCO3溶液呈碱性,加入少量NaHCO3固体,溶液pH增大,PbCO3转化成而溶解,D项正确。]
3.(2023·湖南卷,T12)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 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:aD [点a溶液中η=1.00,此时溶液中c(CH3COOH)=0.01 mol·L-1,c(H+)=10-3.38 mol·L-1,c(CH3COO-)≈c(H+)=10-3.38 mol·L-1,则Ka(CH3COOH)≈=10-4.76,A说法正确;点a溶液中根据元素守恒可得c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.01 mol·L-1,B说法正确;点b溶液中的溶质为NaCl、CH3COONa、CH3COOH,由题图可知,点b溶液呈酸性,故CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(CH3COOH)4.(2023·福建卷,T10)25 ℃时,某二元酸(H2A)的Ka1=10-3.04、Ka2=10-4.37。1.0 mol·L-1 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-)
B [NaHA溶液中HA-的水解常数Kh===10-10.96c(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-1,δ(HA-)=0.70,δ(H2A)=δ(A2-)=0.15,Ka2==10-4.37,c(H+)=×10-4.37 mol·L-1,pH≠4.37,B错误;b点,δ(HA-)=0.70,δ(H2A)=δ(A2-)=0.15,即c(H2A)=c(A2-),根据元素守恒,有c(A2-)+c(H2A)+c(HA-)=c(Na+),故2c(H2A)+c(HA-)=c(Na+),C正确;c点:δ(HA-)=δ(A2-),故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。]
1.pH-V图像中的“特殊点”(以一元强碱MOH滴定V mL浓度为c mol·L-1的一元弱酸HA为例)
2.沉淀滴定曲线分析
以用0.1 mol·L-1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液为例:
[注意] 将KI换为KCl时,恰好反应点向上平移。
3.分布系数图像中的“特殊点”(以NaOH溶液滴定三元酸H3A为例)
溶液酸性较强时,主要以H3A的形式存在,随着溶液碱性增强,H2A-、HA2-先增多后减少,溶液碱性较强时,主要以A3-的形式存在,故δ0、δ1、δ2、δ3分别表示H3A、H2A-、HA2-、A3-的分布系数。
4.滴定曲线与分布系数曲线的融合
25 ℃时,用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定同浓度的H2A溶液,H2A被滴定分数、pH及微粒分布系数δ[δ(X)=,X表示H2A、HA-或A2-]的关系如图所示:
Ka1==10-4
Ka2==10-7
1.常温下,某同学用0.100 0 mol·L-1 KOH标准溶液分别滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的HClO4溶液和HCN溶液,得到如图所示的两条滴定曲线。下列说法正确的是(  )
A.Ka(HCN)=10-6
B.曲线Ⅰ所用的指示剂为甲基橙
C.相同条件下,若改为滴定0.020 0 mol·L-1的HClO4溶液,反应终点将向左移动
D.水的电离常数:bC [根据滴定曲线可知Ⅰ、Ⅱ分别代表KOH溶液滴定HCN和HClO4溶液的曲线。Ka(HCN)==10-8,A错误;曲线Ⅰ为KOH标准溶液滴定HCN溶液的滴定曲线,滴定终点时溶液溶质为KCN,其溶液pH>7,甲基橙的变色范围为3.1~4.4,故应用酚酞溶液作指示剂,B错误;相同条件下,若改为滴定0.020 0 mol·L-1的HClO4溶液,HClO4溶液浓度减小,消耗的KOH标准溶液的体积减小,则恰好滴定完全时,反应终点将左移动,C正确;水的电离常数只与温度有关,D错误。]
2.(2024·淮北一模)向10 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,H2A、HA-、A2-的百分含量δ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-1
D.c点3c(A2-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
D [c点c(HA-)=c(A2-),Ka2==c(H+)=10-6.6,数量级为10-7,A错误;B.a点c(HA-)=c(H2A),当滴加10 mL NaOH溶液时,二者恰好反应生成NaHA,由于HA-的水解程度很小,c(HA-)≠c(H2A),B错误;C.b点存在c(H2A)=c(A2-),元素守恒关系为c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=c(HA-)+2c(A2-)=<0.1 mol·L-1,C错误;D.c点c(HA-)=c(A2-),存在电荷守恒:c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)=c(H+)+c(Na+),则3c(A2-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),D正确。]
3.(2024·重庆模拟)25 ℃时,用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定同浓度的H2A溶液,H2A被滴定分数、pH及微粒分布分数δ[δ(X)=,X表示H2A、HA-或A2-]的关系如图所示:
下列说法正确的是(  )
A.25 ℃时,H2A第一步电离平衡常数Ka1≈10-7
B.c点溶液中:c(Na+)=2c(HA-)+c(A2-)
C.b点溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H+)>c(H2A)>c(OH-)
D.a、b、c、d四点溶液中水的电离程度:c>d>b>a
B [根据图像可知当c(HA-)=c(H2A)时pH≈4,Ka1≈1×10-4,A错误;c点,pH=7,c(H+)=c(OH-),c(A2-)=c(HA-),电荷守恒知:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-)可知c(Na+)=2c(HA-)+c(A2-),B正确;b点溶液中,由图像可知c(Na+)>c(HA-)>c(A2- )>c(H2A),b点pH<7,c(H+ )>c(OH- ),H2A被滴定分数>1,c(OH- )>c(H2A),所以c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)>c(H2A),C错误;D.未加氢氧化钠溶液时,H2A电离出氢离子,抑制水的电离,加入氢氧化钠溶液,酸逐渐被中和,对水的抑制程度减弱,生成的NaHA、Na2A能水解,促进水的电离,当酸碱恰好反应时溶质为Na2A,即d点附近(pH突变),对水的电离促进程度最大,故a、b、c、d四点溶液中水的电离程度:d>c>b>a,D错误。]
两坐标为对数的图像分析
(1)图像中的曲线或直线识别。
(2)图像中特定点的溶液的成分分析。
(3)各类平衡常数的计算。
(4)沉淀溶解平衡的分析。
1.(2024·黑吉辽卷,T15)25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。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。
pAg=-lg[c(Ag+)/(mol·L-1)]
pX=-lg[c(Xn-)/(mol·L-1)]
(Xn-代表Cl-、Br-或)
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 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
D [由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1∶1,即两者曲线平行,所以①代表Ag2CrO4,由于相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),所以②代表AgCl,则③代表AgBr,根据①上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(Ag2CrO4)==(10-2)2×10-7.7=10-11.7,根据②上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-2×10-7.7=10-9.7,根据③上的点(6.1,6.1),可求得Ksp(AgBr)=c(Ag+)×c(Br-)=10-6.1×10-6.1=10-12.2。由分析得,曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线,故A正确;反应 的平衡常数K=====10-5.2,故B正确;当Cl-恰好滴定完全时,c(Ag+)==10-4.85 mol·L-1,即== mol·L-1=10-2 mol·L-1,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2 mol·L-1,故C正确;当滴定Br-达终点时,c(Ag+)=c(Br-)==10-6.1 mol·L-1,即== mol·L-1===10-6.6,故D错误。]
2.(2024·河北卷,T11)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
B [99%的X、Y转化为配离子时,溶液中==,则lg =lg ≈-2,根据图像可知,纵坐标约为-2时,溶液中-lg cX(CN-)>-lg cY(CN-),则溶液中CN-的平衡浓度:Xlg ,则>,B正确;设金属离子形成配离子的离子方程式为金属离子+mCN-===配离子,则平衡常数K=,lg K=lg -mlg c(CN-)=-lg -mlg c(CN-),即lg =-mlg c(CN-)-lg K,故X、Y、Z三种金属离子形成配离子时结合的CN-越多,对应lg ~-lg c(CN-)曲线斜率越大,由题图知,曲线斜率:Y>Z,则由Y、Z制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:Z生成速率,D错误。]
3.(2023·辽宁卷,T15)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法正确的是(  )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.③为pH与-lg c(HS-)的关系曲线
C.Ka1(H2S)=10-8.1
D.Ka2(H2S)=10-14.7
D [根据已知信息和图像分析可知,随着pH增大,c(HS-)和c(S2-)均增大,c(Ni2+)和c(Cd2+)均减小,根据电离平衡常数Ka1 Ka2,Ksp(NiS)>Ksp(CdS),可知①为pH与-lg c(Cd2+)的关系曲线,②为pH与-lg c(Ni2+)的关系曲线,③为pH与-lg c(S2-)的关系曲线,④为pH与-lg c(HS-)的关系曲线。利用坐标点(4.9,13.0)可以求出Ksp(CdS)=10-13×10-13=10-26,A错误;③为pH与-lg c(S2-)的关系曲线,B错误;利用坐标点(4.2,3.9)可以求出Ka1(H2S)==10-7.1,C错误;根据Ka1(H2S),求出pH=4.9时c(HS-)== mol·L-1=10-3.2 mol·L-1,结合坐标点(4.9,13.0),代入Ka2(H2S)===10-14.7,D正确。]
4.(2023·河北卷,T14)某温度下,两种难溶盐AgxX、AgyY的饱和溶液中-lg c(Xx-)或-lg c(Yy-)与-lg c(Ag+)的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.x∶y=3∶1
B.若混合溶液中各离子浓度如J点所示,加入AgNO3(s),则平衡时变小
C.向AgxX固体中加入NayY溶液,可发生AgxX→AgyY的转化
D.若混合溶液中各离子起始浓度如T点所示,待平衡时c(Xx-)+c(Yy-)<2c(Ag+)
D [对于沉淀AgxX,存在沉淀溶解平衡AgxX xAg++Xx-,则Ksp(AgxX)=cx(Ag+)×c(Xx-),在图像上取两点(0,16)、(3,7),转化成相应的离子浓度代入,由于温度不变,所以计算出的Ksp(AgxX)不变,可求得x=3,Ksp(Ag3X)=1×10-16;对于沉淀AgyY,存在沉淀溶解平衡AgyY yAg++Yy-,Ksp(AgyY)=cy(Ag+)×c(Yy-),按照同样的方法,在图像上取两点(0,10)、(3,7),可求得y=1,Ksp(AgY)=1×10-10。根据分析可知,x=3,y=1,x∶y=3∶1,A项正确;由图像可知,若混合溶液中各离子浓度如J点所示,此时=1,加入AgNO3(s),c(Ag+)增大,-lg c(Ag+)减小,由图可知-lg c(Xx-)>-lg c(Yy-),c(Xx-)2c(Ag+),D项错误。]
1.水溶液中对数图像的分析模型
(1)向H2X溶液中滴加NaOH溶液
(2)NCO3、N(OH)2的沉淀、溶解平衡对数曲线
2.对数图像分析思路
[注意] 当坐标为X的负对数或p(X)时,X的浓度越大,负对数或p(X)越小。
1.(2024·江西重点中学联考)已知常温下H2S饱和溶液为0.1 mol·L-1,维持H2S浓度不变,调节pH溶解FeS,溶液pH与-lg c(S2-)或-lg c(Fe2+)关系如图所示,则下列说法错误的是(  )
A.①代表pH与-lg c(S2-)的关系
B.该溶液中c2(H+)·c(S2-)为常数,数量级为10-20
C.欲使溶液中c(Fe2+)达到1 mol·L-1,应调节溶液的pH在1.6
D.已知常温下Ksp(CuS)=1.37×10-36,则用上述溶液溶解CuS难以发生
C [维持H2S浓度不变,调节pH溶解FeS,随pH增大,c(H+)减小,c(S2-)增大,-lg c(S2-)减小,温度不变,Ksp(FeS)不变,则c(Fe2+)减小,-lg c(Fe2+)增大,①代表pH与-lg c(S2-)的关系,②代表pH与-lg c(Fe2+)的关系。溶液中维持H2S浓度不变,温度不变,则c2(H+)·c(S2-)=Ka1·Ka2·c(H2S)为常数,将(2,16)代入得c2(H+)·c(S2-)=(10-2)2×10-16=10-20,数量级为10-20。当pH=3时,c(S2-)=10-14 mol·L-1,-lg c(Fe2+)=3.2,c(Fe2+)=10-3.2 mol·L-1,Ksp(FeS)=c(Fe2+)·c(S2-)=10-17.2,欲使溶液中c(Fe2+)达到1 mol·L-1,此时c(S2-)=10-17.2 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=10-1.4 mol·L-1,应调节溶液的pH在1.4,C错误。]
2.(2024·湖北十一校二模)已知MgF2难溶于水、可溶于酸。常温下,用HCl调节MgF2浊液的pH,测得在不同pH条件下,体系中-lg c(X)(X为Mg2+或F-)与lg 的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.L2代表-lg c(Mg2+)与lg 的变化曲线
B.c点的纵坐标值为2.8
C.MgF2(s)+2H+(aq) Mg2+(aq)+2HF(aq),该反应的平衡常数K=100
D.c点的溶液中存在c(Cl-)>c(Mg2+)=c(HF)>c(H+)
C [根据Ka(HF)=,则=,随着lg 增大,则氟离子浓度增大,根据MgF2(s) Mg2+(aq)+2F-(aq),则镁离子浓度减小,-lg c(Mg2+)增大,因此L1代表-lg c(F-)与lg 的变化曲线,L2代表-lg c(Mg2+)与lg 的变化曲线。Ka(HF)=,lg Ka(HF)=lg +lg c(F-)=lg c(F-)-lg ,代入b点(1.0,2.2)得Ka(HF)=10-3.2;Ksp(MgF2)=c(Mg2+)·c2(F-)=10-4×(10-2.2)2=10-8.4;MgF2(s)+2H+(aq) Mg2+(aq)+2HF(aq),该反应的平衡常数K==10-2,C错误。]
3.(2024·长沙雅礼中学一模)298 K时,用NaOH溶液分别滴定等物质的量浓度的HR、Ga(NO3)3、三种溶液。pM[p表示负对数,M表示、c(Ga3+)、c(Ce3+)]随溶液pH变化的关系如图所示。已知:Ksp[Ce(OH)3]>Ksp[Ga(OH)3]。下列推断正确的是(  )
A.②代表滴定Ga(NO3)3溶液的变化关系
B.一般情况下,适量的Ce(OH)3固体能完全溶于HR溶液
C.Ga(OH)3固体能完全溶于HR溶液
D.滴定HR溶液至c(R-)=c(HR)时,溶液中:2c(Na+)=c(HR)+c(R-)
B [由于和Ga(OH)3组成相似,即Ga(NO3)3、两条线不可能相交,③为HR滴定曲线,而①②分别为Ga(NO3)3、Ce(NO3)3滴定曲线。由pH=4.1时c(OH-)=10-9.9 mol·L-1推知Ksp[Ga(OH)3]=1×(10-9.9)3=10-29.7。同理pH=7.3时推得Ksp[Ce(OH)3]=1×(10-6.7)3=10-20.1。由pH=5.5时得出Ka(HR)==1×10-5.5=10-5.5。由分析可知,A错误;Ga(OH)3+3HR Ga3++3R-+3H2O K===10-4.2,该反应的K较小,该反应难以发生,因此Ga(OH)3不能完全溶于HR溶液,C错误;滴定HR溶液至c(R-)=c(HR)时,此时c(H+)=Ka(HR)=10-5.5,溶液呈酸性,若溶液中:2c(Na+)=c(HR)+c(R-),则可得:c(Na+)=c(R-),再结合电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(R-),则c(H+)=c(OH-),与溶液环境不符,D错误。]
4.常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 NaN溶液中滴入等浓度的HM溶液,所得溶液中lg 与lg 的关系如图所示。已知Ka(HN)=3.0×10-5,下列说法错误的是(  )
A.Ka(HM)=3.0×10-6
B.滴入20 mL HM溶液后,溶液中存在:c(M-)>c(HN)
C.随着HM溶液的滴入,的值变大
D.滴入20 mL HM溶液后,溶液中存在:c(HN)+c(OH-)+2c(N-)=c(HM)+c(Na+)+c(H+)
A [由图可知,lg =0时,lg =1,即=1时=10,==10,又因为Ka(HN)=3.0×10-5,故Ka(HM)=10×3.0×10-5=3.0×10-4,A错误;滴入20 mL HM溶液恰好生成HN和NaM且物质的量相等,Ka(HN)=3.0×10-5,Kh(M-)===×10-10<Ka(HN),故c(M-)>c(HN),B正确;=,随HM溶液滴入,c(H+)增大,比值变大,C正确;滴入20 mL HM溶液,二者恰好反应,c(NaM)=c(HN),由电荷守恒得c(M-)+c(OH-)+c(N-)=c(Na+)+c(H+),由元素守恒得c(HN)+c(N-)=c(HM)+c(M-),则c(HN)+c(OH-)+2c(N-)=c(HM)+c(Na+)+c(H+),D正确。]
水溶液中的离子平衡
选择题专练 水溶液的性质和离子浓度比较
1.(2024·石家庄一模)已知:
HClO 苯酚 H2CO3
Ka(HClO)=4.0×10-8 Ka(苯酚)=1.0×10-10 Ka1(H2CO3)=4.5×10-7 Ka2(H2CO3)=4.7×10-11
下列实验中,因通入CO2的量不同而产物不同的是(  )
A.向Ba(OH)2溶液中通入CO2
B.向Na2CO3溶液中通入CO2
C.向NaClO溶液中通入CO2
D.向苯酚钠溶液中通入CO2
A [B项,只生成NaHCO3,错误;C项,因为Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),向NaClO溶液中通入CO2只生成HClO和NaHCO3,错误;D项,因为Ka1(H2CO3)>Ka(苯酚)>Ka2(H2CO3),向苯酚钠溶液中通入CO2,只生成苯酚和NaHCO3,错误。]
2.常温下,H2A===H++HA-,HA- H++A2-。向10 mL 1 mol·L-1 Na2A(pH=11)溶液中滴加1 mol·L-1盐酸,下列有关说法正确的是(  )
A.常温下,HA-的电离平衡常数Ka(HA-)≈1×10-11
B.Na2A溶液中,c(Na+)=2[c(A2-)+c(HA-)
C.当滴定至溶液呈中性时,c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-)
D.随着盐酸滴入,水的电离程度先增大后减小
BC [常温下,A2-的水解平衡常数Kh(A2-)=≈=10-6,则HA-的电离平衡常数Ka(HA-)=≈10-8,A错误;由于一级电离是完全电离,则溶液中没有H2A,根据元素守恒可知,c(Na+)=2[c(A2-)+c(HA-)],B正确;当滴定至溶液呈中性时,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可得:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-),则c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-),C正确;随着盐酸滴入,溶液中氢离子浓度逐渐增大,水的电离程度逐渐减小,D错误。]
3.(2024·贵州模考)在25 ℃时,对10.0 mL浓度均为0.1 mol·L-1盐酸和醋酸的混合溶液进行如下操作。下列说法正确的是(  )
A.加入少量CH3COONa固体,溶液中将减小
B.加入5.0 mL相同浓度的NaOH溶液,所得溶液pH>7
C.加入15.0 mL NaOH溶液,若所得溶液pH<7,则水电离的c(H+)<1×10-7 mol·L-1
D.加入20.0 mL相同浓度的NaOH溶液,若忽略混合时的体积变化,此时溶液中:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-)=c(Na+)=0.05 mol·L-1
C [A.加入CH3COONa,变大,错误;B.加入5.0 mL相同浓度的NaOH溶液,溶液显酸性,所得溶液pH<7,错误;C.加入15.0 mL NaOH溶液,若所得溶液pH<7,说明溶液显酸性,即酸有剩余,酸对水的电离抑制,故水电离的c(H+)<1×10-7 mol·L-1,正确;D.加入20.0 mL相同浓度的NaOH溶液,根据元素守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-)=c(Na+)=0.1 mol·L-1×≈0.067 mol·L-1,错误。]
4.25 ℃时,某小组通过调节的FeCl3溶液的pH,获取Fe(OH)3饱和溶液并对其进行研究。已知25 ℃时,Fe(OH)3(aq)的电离常数:Kb1=3.2×10-9,Kb2=5.0×10-10,Kb3=1.5×10-12,Fe(OH)3(s)的Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,lg 5=0.69。下列说法正确的是(  )
A.25 ℃时,pH为3.0时,体系中无Fe(OH)3固体
B.25 ℃时,Fe(OH)3的溶解度为S(mol·L-1),S=]+c[Fe(OH)2+]+c(Fe3+)+c[Fe(OH)3]
C.25 ℃时,Fe(OH)3饱和溶液中Fe(OH)3分子的浓度约为1.7×10-8 mol·L-1
D.25 ℃时,pH约为9.31时,溶液中与Fe(OH)2+的浓度相等
BC [25 ℃时,pH为3.0时,c(H+)=1×10-3 mol·L-1,c(OH-)== mol·L-1=1×10-11 mol·L-1,Q=c(Fe3+)·c3(OH-)=0.1×(10-11)3>Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,体系中有固体析出,A错误;根据题干信息,氢氧化铁的电离是不完全电离,所以溶解的氢氧化铁会以、、Fe(OH)2+、Fe3+四种形式存在,则S=]+c[Fe(OH)2+]+c(Fe3+)+c[Fe(OH)3],B错误;溶液中与Fe(OH)2+的浓度相等,c(OH-)=Kb2==5.0×10-10 mol·L-1,pOH=-lg c(OH-)=-lg(5×10-10)=10-lg 5=9.31,则pH=14-9.31=4.69,D错误。]
5.(2024·南京一模)室温下,用含少量Fe3+、Mg2+的粗NiSO4溶液制备NiSO4·6H2O晶体的流程如下图所示。
已知Ka(HF)=6.3×10-4,Ksp(MgF2)=5.2×10-11,Ksp[Mg(OH)2]=1.3×10-11。下列说法正确的是(  )
A.粗NiSO4溶液中:2c(Ni2+)+3c(Fe3+)+2c(Mg2+)=
B.“沉铁”反应为+6OH-===NaFe3(SO4)2(OH)6↓
C.0.1 mol·L-1 NaF溶液中:c(OH-)=c(HF)+c(H+)
D.“沉镁”后的滤液中:c(F-)<2c(OH-)
C [粗NiSO4溶液的电荷守恒中缺少氢离子和氢氧根离子浓度,A错误;溶液呈弱酸性,“沉铁”反应为+6H2O===NaFe3(SO4)2(OH)6↓+6H+,B错误;氟化氢为弱酸,0.1 mol·L-1 NaF溶液中根据质子守恒:c(OH-)=c(HF)+c(H+),C正确;“沉镁”过程形成MgF2沉淀,根据沉淀溶解平衡,c(F-)== mol·L-1=×10-3 mol·L-1,c(OH-)== mol·L-1=×10-3 mol·L-1,此时c(F-)=2c(OH-),该溶液中,镁离子浓度相同,形成的是MgF2沉淀,没有形成Mg(OH)2沉淀,则溶液中c(OH-)<×10-3 mol·L-1,故得出“沉镁”后c(F-)>2c(OH-),D错误。]
选择题专练 滴定曲线与分布系数曲线的分析
1.(2024·北京名校二模)25 ℃时,向15 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液,加入CH3COOH溶液的体积与混合溶液pH的关系如图所示(混合过程中忽略溶液体积变化)。下列分析不正确的是(  )
A.a点溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
B.b点对应的溶液中c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1
C.b点与c点所示溶液中水的电离程度:b>c
D.c点对应溶液中,=1
B [b点溶质为CH3COONa,c(Na+)=×0.1 mol·L-1=0.05 mol·L-1,溶液中存在元素守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)=0.05 mol·L-1,故B错误。]
2.常温下,向10.00 mL 0.1 mol·L-1 MOH碱溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,溶液的pH及导电能力随滴加盐酸体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(  )
A.MOH的电离方程式为MOH===M++OH-
B.水的电离程度:c> b > a
C.b点溶液中c(Cl-)=c(M+)+c(MOH)
D.c点溶液中c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)
BD [由图可知,0.1 mol·L-1 MOH溶液的pH小于13,则MOH为弱碱,其电离方程式为MOH M++OH-,A错误;MOH电离出的氢氧根离子会抑制水的电离,随着盐酸的加入消耗MOH,水的电离程度增大,则水的电离程度:c>b>a,B正确;根据电荷守恒可知,c(Cl-)+c(OH-)=c(M+)+c(H+),此时溶液显中性,则c(Cl-)=c(M+),C错误;由分析可知,c为滴定终点,则c点为MCl,且此时由于M+的水解,导致溶液显酸性,则c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-),D正确。]
3.(2024·张家界一模)常温下,用0.100 0 mol·L-1的H2SO4溶液滴定20.00 mL未知浓度的氨水。溶液中pH、分布系数δ随滴加H2SO4溶液体积溶液)的变化关系如下图所示。[如的分布系数)=]
下列叙述错误的是(  )
A.曲线①代表δ(NH3·H2O)
B.氨水的浓度为0.200 0 mol·L-1
C.一水合氨的电离常数Kb=10-5.0
D.V(H2SO4)=10 mL时,溶液中=c(OH-)+c(NH3·H2O)
C [随着H2SO4溶液的滴加,NH3·H2O逐渐被中和,溶液中c(NH3·H2O)逐渐减小逐渐增大,则δ(NH3·H2O)逐渐减小、逐渐增大,则曲线①代表δ(NH3·H2O),曲线②代表。由图可知c(NH3·H2O)=时pH=9.25,常温下c(OH-)=10-4.75 mol·L-1,一水合氨的电离常数Kb=×c(OH-)=10-4.75,故C错误。]
4.(2024·安庆二模)某温度下,改变0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液的pH,各种含铬元素粒子的浓度变化如图所示(已知H2CrO4是二元酸,其电离常数为Ka1、Ka2),下列有关说法错误的是(  )
A.该温度下的Kw=1×10-14
B.该温度下Ka1(H2CrO4)的数量级为10-1
C.该温度下反应+2H+的平衡常数为5.1×10-15.2
D.B点溶液中:
D [由图可知,B点pH==,根据电荷守恒:c(K+)+c(H+)=+c(OH-),溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),则,D说法错误。]
5.H3RO3为三元弱酸,在溶液中存在多种微粒形态。将NaOH溶液滴到1 mol·L-1 H3RO3溶液中,各种含R微粒的分布系数δ[如=]随pH变化曲线如图所示。下列说法正确的是(  )
A.H3RO3的Ka1=10-9.22
B.当pH调至11~12时发生反应的离子方程式为===+H2O
C.pH=12.8时,溶液中+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
D.pH=14时,溶液中>c(OH-)>c(H+)
AC [因为H3RO3为三元弱酸,电离过程分步进行,则图中a、b、c、d分别表示H3RO3、、、分布系数随pH变化曲线。图中pH=9.22时,c(H3RO3)=,则H3RO3的Ka1==c(H+)=10-9.22,A正确;B.由图可知,当pH调至11~12时迅速减小迅速增大,则与OH-反应生成,发生反应的离子方程式为===+H2O,B错误;pH=14时,c(OH-)=1 mol·L-1,且由图可知:,且各种含R微粒的浓度都小于1 mol·L-1,则溶液中,D错误。]
6.(2024·北京平谷区二模)草酸为二元弱酸: +H+ Ka1; +H+ Ka2。常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定量浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、、三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示,则下列说法中不正确的是(  )
A.pH=1.2的溶液中:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2C2O4)
B.pH=2.7的溶液中:=1 000
C.常温下,等物质的量KHC2O4和K2C2O4固体完全溶于水所得混合溶液中:pH=4.2
D.向pH=1.2的溶液中加入KOH溶液,水的电离程度逐渐减弱
D [向pH=1.2的溶液中加入KOH溶液至pH=4.2的过程中,溶液中由酸电离的氢离子浓度逐渐减小,对水的电离的抑制作用减弱,水的电离程度逐渐增大,D错误。]
选择题专练 两坐标为对数的图像分析
1.(2024·“九省联考”广西卷)用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H3PO4溶液时,V(NaOH溶液)、各含磷元素微粒的lg[c/(mol·L-1)]和溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.曲线①表示的lg[c/(mol·L-1)]与pH的变化关系
B.b点对应溶液中:>c(H3PO4)
C.=102.88
D.d点对应溶液中存在c(Na+)=
B [
观察左侧曲线③和曲线④在此时相交,且随着pH变大,H3PO4的浓度逐渐变小,故曲线③表示H3PO4的lg[c/(mol·L-1)]与pH的变化关系,曲线④表示为的lg[c/(mol·L-1)]与pH的变化关系,又因为pH=2.12时最小,故曲线②表示的lg[c/(mol·L-1)]与pH的变化关系,曲线①表示的lg[c/(mol·L-1)]与pH的变化关系,A错误;b点对应溶液的溶质为NaH2PO4,溶液为酸性,证明的电离程度大于其水解程度,故b点对应溶液中>c(H3PO4),B正确;a点时,V(NaOH溶液)=10 mL,pH=2.12,c(H3PO4)=,Ka1(H3PO4)==10-2.12;c点时,V(NaOH溶液)=30 mL,pH=7.20,=,Ka2(H3PO4)==10-7.20,==105.08,C错误;d点时,V(NaOH溶液)=40 mL,d点对应溶液的溶质为Na2HPO4,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=)+c(OH-),此时溶液的pH为10.00,故c(OH-)>c(H+),即,D错误。]
2.常温下,等浓度的氨水和醋酸溶液互相滴定过程中,溶液中pH与pX[pX=-lg 或]的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.常温下,Ka(CH3COOH)=10-4.76
B.水的电离程度:f<e<g
C.曲线Ⅱ代表NH3·H2O溶液滴定CH3COOH溶液
D.g点c(CH3COO-)= =c(CH3COOH)=c(NH3·H2O)
DB [曲线Ⅰ开始显碱性,代表CH3COOH溶液滴定NH3·H2O溶液,则曲线Ⅱ代表NH3·H2O溶液滴定CH3COOH溶液;因为是等浓度NH3·H2O溶液和CH3COOH溶液互相滴定,则g点代表两者恰好完全反应,此时溶质为CH3COONH4。当pH=4.76时,溶液呈酸性,-lg =lg =0,即=1,Ka(CH3COOH)==10-4.76,故A正确;由于CH3COONH4是弱酸弱碱盐,水解促进水的电离,所以g点水的电离程度最大,e点加入氨水较少,水的电离程度最小,所以水的电离程度:e3.(2024·济南一模)常温下,水溶液中H2A、HA-、A2-、HB、B-的分布系数δ[如δ(A2-)=]随pOH变化曲线如图1所示,溶液中pBa[pBa=-lg c(Ba2+)]与pA[pA=-lg c(A2-)]关系如图2所示。用0.1 mol·L-1 H2A溶液滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1 BaB2溶液,若混合后溶液体积变化忽略不计,下列说法错误的是(  )
A.常温下,H2A的Ka1=10-3.2
B.当滴入5.00 mL H2A溶液时,c(A2-)·c(HB)>c(HA-)·c(B-)
C.当滴入20.00 mL H2A溶液时,此时溶液的pH约为5.1
D.当溶液的pOH=7时,2c(A2-)+c(HA-)=c(HB)
D [H2A为二元弱酸,随着溶液酸性的增强,H2A浓度上升,A2-的浓度下降,HA-先上升后下降,即a为δ(H2A)随pOH变化曲线,b为δ(HA-)随pOH变化曲线,c为δ(A2-)随pOH变化曲线, HB为一元弱酸随着溶液酸性增强,HB浓度上升,即e为δ(HB)随pOH变化曲线,f为δ(B-)随pOH变化曲线,由图2中点(5.5,5.5),可计算Ksp(BaA)=c(Ba2+)·c(A2-)= 10-11。pOH=7时,c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,存在电荷守恒:2c(Ba2+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(B-),Ksp(BaA)=c(Ba2+)·c(A2-)= 10-11,由题可知有沉淀产生,则2c(Ba2+)4.(2024·石家庄一模)氧化铅在不同pH的水体系中存在以下溶解平衡:
①PbO(s)+2H+(aq) Pb2+(aq)+H2O(l) K1
②PbO(s)+H+(aq) Pb(OH)+(aq) K2
③PbO(s)+H2O(l) Pb(OH)2(aq) K3
④(aq)+H+(aq) K4
lg c(X)[X为Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、]随pH变化的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.曲线c代表Pb(OH)+与pH的关系
B.K3的数量级为10-5
C.随pH增大,溶液中所有含铅微粒的总浓度c(Pb总)逐渐减小
D. (aq)的K=
C [由四个反应可知,K3与氢离子无关,则d为与pH的关系;①中K1=,则=lg c(Pb2+)-2lg c(H+)、lg c(Pb2+)=-2pH+lg K1,同理:lg c[Pb(OH)+]=、]=pH+lg K4,结合图中斜率可知,a、b、c、d分别为]、c(Pb2+)、c[Pb(OH)+]、c[Pb(OH)2]的对数与pH的关系曲线。溶液中所有含铅微粒的总浓度c(Pb总)先减小后增大,C错误。]
5.工业上常用H2S作沉淀剂除去废水中Zn2+和Mn2+。通过调节溶液的pH可使Zn2+和Mn2+逐一沉降,处理过程中始终保持H2S溶液为饱和状态即c(H2S)=0.1 mol·L-1,体系中S2-、HS-、Zn2+、Mn2+浓度( mol·L-1)的负对数pM与pH的关系如图所示。已知:Ksp(MnS)>Ksp(ZnS)。下列说法不正确的是(  )
A.Ⅱ表示-lg(HS-)与pH的关系曲线
B.Q点对应c(H+)的数量级为10-2
C.=107.6
D.溶液中c(Zn2+)和c(Mn2+)均为0.1 mol·L-1,Zn2+完全沉淀时溶液的最小pH为2
AB [H2S饱和溶液中随着pH增大,c(H+)减小,c(HS-)、c(S2-)均增大,则-lg c(HS-)和-lg c(S2-)随着pH增大而减小,且pH相同时,c(HS-)>c(S2-),即-lg c(HS-)<-lg c(S2-),则Ⅰ、Ⅱ分别表示-lg c(HS-)、-lg c(S2-)与pH的关系曲线;随着pH增大,c(S2-)增大,则c(Zn2+)和c(Mn2+)逐渐减小,且Ksp(MnS)>Ksp(ZnS),即当c(S2-)相同时,c(Mn2+)>c(Zn2+),则-lg c(Mn2+)和-lg c(Zn2+)随着pH增大而增大,且-lg c(Mn2+)<-lg c(Zn2+),则Ⅲ、Ⅳ分别表示-lg c(Zn2+)、-lg c(Mn2+)与pH的关系曲线。Ⅰ表示-lg c(HS-)与pH的关系曲线,当c(H+)=10-5.5 mol·L-1时,c(HS-)=10-2.6 mol·L-1,Ka1(H2S)===10-7.1,且Ka1(H2S)==10-7.1,则a=2.2,则c(H+)=10-2.2 mol·L-1=100.8×10-3 mol·L-1,所以Q点对应c(H+)的数量级为10-3,A、B错误。]
选择题专练 沉淀溶解平衡的图像分析
1.已知:pAg=-lg c(Ag+),常温下向10 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaCl溶液的滴定曲线Ⅰ如图所示。已知:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。下列说法正确的是(  )
A.常温下,Ksp(AgCl)=1.0×10-5.87
B.溶液中水的电离程度:a>b>c
C.c点溶液中c(Ag+)=5×10-8.74 mol·L-1
D.将NaCl溶液换为等浓度的NaI溶液,图像变为曲线Ⅱ
BC [常温下,b点为滴定终点,此时饱和溶液中,pAg=-lg c(Ag+)=4.87,c(Ag+)=c(Cl-)=10-4.87 mol·L-1,Ksp(AgCl)=1.0×10-9.74,A错误;随着NaCl溶液的加入,AgNO3不断消耗,c(Ag+)减小,水解程度减小,水的电离程度减小,故溶液中水的电离程度:a>b>c,B正确;c点溶液中c(Cl-)==0.02 mol·L-1,c(Ag+)= mol·L-1=5.0×10-8.74 mol·L-1,C正确;Ksp(AgI)2.(2024·哈尔滨一模)MB是一种难溶盐,H2B是一种二元弱酸(Ka1=1.3×10-7,Ka2=2.6×10-15),难挥发,M2+不发生水解。室温下,将MB溶于一定浓度的一元强酸HA溶液中,直到不再溶解,所得溶液中c2(H+)-c2(M2+)有如图所示线性关系,(已知:=2.6,忽略溶液体积的变化),下列说法错误的是(  )
A.在图示实线对应的pH范围内,溶液中c(M2+)≈c(H2B)
B.MB的溶度积Ksp(MB)≈2.0×10-24
C.溶液中存在c(HB-)+c(H+)+2c(H2B)=c(A-)+c(OH-)
D.将0.02 mol MB溶于1.0 L HA溶液中,所需HA的最低浓度为0.26 mol·L-1
D [由图可知,c(M2+)=0.02 mol·L-1时,溶液中c(H+)= mol·L-1=0.26 mol·L-1,再加上溶液中溶解0.02 mol MB时需消耗0.04 mol HA,故所需的最低浓度为0.3 mol·L-1,故D错误。]
3.某些难溶性铅盐可用作涂料,如秦俑彩绘中使用的铅白(PbCO3)和黄金雨中黄色的PbI2。室温下和PbI2在不同的溶液中分别达到溶解平衡时,-lg c(Pb2+)与或-lg c(I-)的关系如图所示:
下列说法错误的是(  )
A.L1对应的是-lg c(Pb2+)与-lg c()的关系变化
B.p点PbCO3的结晶速率小于其溶解速率
C.将PbCO3浸泡到饱和KI溶液中几乎不能转化为PbI2
D.q点是L2对应溶液的悬浊液,通过加水可以使浊液由q点向m点方向移动
AB [结合化学式以及题图中曲线斜率可知,L1对应的是-lg c(Pb2+)与-lg c(I-)的关系变化、L2对应的是-lg c(Pb2+)与的关系变化,A错误;p点PbCO3的离子积大于PbCO3的溶度积,所以结晶速率大于其溶解速率,B错误; (aq),K===10-5.1,将PbCO3浸泡到饱和KI溶液中几乎不能转化为PbI2,C正确;q点是L2对应溶液的悬浊液,加水稀释,Ksp(PbCO3)不变,c(Pb2+)减小增大,最终c(Pb2+)、几乎相等,可以使浊液由q点向m点方向移动,D正确。]
4.(2024·黄山二模)室温下向含KSCN、KIO3和K2CrO4的溶液中滴加AgNO3溶液,混合液中pX{[pX=-lg c(X)],X=、SCN-、}和pAg[pAg=-lg c(Ag+)]的关系如图所示,已知:Ksp(AgSCN)A.直线Ⅱ代表和pAg的关系
B.d点直线Ⅱ和直线Ⅲ对应的两种沉淀的Ksp相同
C.向等浓度的K2CrO4和KSCN混合溶液中逐滴滴加AgNO3溶液,先生成AgSCN沉淀
D. 得平衡常数K为104.49
B [由化学式可知,溶液中pSCN-和与pAg变化趋势相似,则直线Ⅱ代表和pAg的关系,由AgSCN的溶度积小于AgIO3可知,溶液中pAg相同时,pSCN-大于,则曲线Ⅰ表示pSCN-和pAg的关系、曲线Ⅲ表示和pAg的关系;由a、b、c三点的数据可知,AgIO3、Ag2CrO4、AgSCN的溶度积分别为100×10-7.5=10-7.5、(10-3)2×10-5.95=10-11.95、10-2×10-9.99=10-11.99,B错误。]
选择题专练 水溶液中其他类型图像分析
1.常温下,已知H2A溶液中含A元素的粒子浓度之和为0.1 mol·L-1,溶液中各含A元素的粒子的pc-pOH关系如图所示。图中pc表示各含A粒子浓度的负对数(pc=-lg c),pOH表示OH-浓度的负对数[pOH=-lg c(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(H2A)随pOH的变化
B.x点到z点对应的变化过程中,溶液中水的电离程度先减小再增大
C.pH=4的溶液中:c(HA-) =0.1 mol·L-1-2c(A2-)
D.H2A+A2- 2HA-的平衡常数的数量级为105
CD [图像中含A物质有3种,说明H2A为二元弱酸。随着c(OH-)逐渐增大,pOH减小,c(H2A)逐渐减小,c(HA-)先增大后减小,c(A2-)逐渐增大,pc=-lg c,则pc(H2A)逐渐增大,pc(HA-)先减小后增大,pc(A2-)逐渐减小,故曲线③表示pc(H2A),曲线②表示pc(HA-),曲线①表示pc(A2-),A错误;x点到z点对应的变化过程中c(A2-)减小,c(HA-)增大,该过程中溶液呈酸性,HA-的电离程度大于水解程度,水的电离被抑制,且电离程度逐渐减小,B错误;pH=4即pOH=10,由图可知此时,pc(H2A)=pc(A2-),即c(H2A)=c(A2-),而c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1,故c(HA-)=0.1 mol·L-1-2c(A2-),C正确;由H2A H++HA-减去HA- H++A2-,可得H2A+A2- 2HA-,则平衡常数K===105.3,数量级为105,D正确。]
2.(2024·沈阳一模)25 ℃时,向50 mL蒸馏水中加入足量CaCO3粉末[Ksp(CaCO3)=3.4×10-9],经过140 s后向溶液中加入CaCl2粉末(忽略温度变化),整个过程中溶液电导率和pH随时间的变化如图所示,下列说法中错误的是(  )
A.加入CaCO3粉末后,溶液pH上升的原因为 +OH-
B.加入CaCl2粉末后,溶液中的水解程度增大
C.200 s时
D.200 s时,c(Ca2+)=+c(H2CO3)
D [200 s时,存在CaCO3和CaCl2,故根据元素守恒有c(Ca2+)=+c(H2CO3)+2c(Cl-),D错误。]
3.(2024·岳阳一模)25 ℃时,某二元弱酸H2B的电离平衡常数Ka1=4.31×10-7,Ka2=5.60×10-11。向100 mL 0.1 mol·L-1的Na2B溶液中缓慢滴加100 mL 0.2 mol·L-1盐酸,溶液中各粒子的物质的量随加入HCl的物质的量的变化如图所示(H+和OH-未画出),下列说法不正确的是(  )
A.A点时,c(Na+)<4c(HB-)
B.B点时,≈7.7×103
C.C点时,c(Cl-)>c(HB-)+2c(B2-)
D.D点时,溶液的pH<7
A [根据图像可知,A点时c(B2-)=c(Cl-)>c(HB-),根据元素守恒:c(Na+)=2[c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)],可得c(Na+)>4c(HB-),A错误。]
4.硼酸(H3BO3)在水溶液中存在电离平衡:H3BO3+H2O [B(OH)4]-+ H+ K=10-9.34,用0.01 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定体积均为20 mL的0.01 mol·L-1硼酸溶液、0.01 mol·L-1硼酸和甘露醇混合溶液,滴定过程中硼酸溶液pH、混合溶液的随加入的NaOH溶液体积的变化如图。
已知:
下列说法正确的是(  )
A.溶液中c(H+):M点B.加入甘露醇促进硼酸电离平衡正向移动
C.W点:c(Na+)+c(H+)+c(H3BO3)-c(OH-)=0.01 mol·L-1
D.P点:c(H3BO3)=c{[B(OH)4]-}>c(OH-)>c(H+)
BD [由于加入NaOH溶液的体积:N>M,所以溶液的碱性:N>M,因此溶液中c(H+):M点>N点,A错误;根据已知条件可知:加入甘露醇后,能够与弱酸H3BO3电离产生的酸根阴离子[B(OH)4]-结合形成甘露醇-硼酸配离子,使c{[B(OH)4]-}浓度减小,硼酸的电离平衡正向移动,因而加入甘露醇促进硼酸电离平衡正向移动,B正确;W点对应的混合溶液的最大,是pH的转折点,则该点时V(NaOH)=20 mL,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c{[B(OH)4]-}+c(OH-),根据元素守恒可知c(H3BO3)+c{[B(OH)4]-}= mol·L-1,整理可得c(Na+)+c(H+)+c(H3BO3)-c(OH-)=0.005 mol·L-1<0.01 mol·L-1,C错误;P点的pH=9.34,c(H+)=10-9.34 mol·L-1,H3BO3的电离平衡常数K==10-9.34,所以c(H3BO3)=c{[B(OH)4]-},溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),故微粒浓度大小关系为c(H3BO3)=c{[B(OH)4]-}>c(OH-)>c(H+),D正确。]
高考题集训 水溶液中的离子平衡
1.(2024·山东卷,T10)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CH3COOH的变化情况
B.CH3COOH的电离平衡常数Ka=10n
C.pH=n时,c(Ag+)= mol·L-1
D.pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=0.08 mol·L-1
C [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的摩尔分数随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-)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-m·c(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。]
2.(2024·全国甲卷,T7)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液。lg[cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl-或)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=-lg 34
D [向1.0 mL含0.10 mmol Ag2CrO4的悬浊液中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液,发生反应: (aq),两者恰好完全反应时,NaCl溶液的体积为V(NaCl)==2 mL,然后再滴加NaCl溶液,c(Cl-)增大,据AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)可知,c(Ag+)会随着c(Cl-)增大而减小,所以滴加2 mL NaCl溶液后降低的曲线,即最下方的虚线代表Ag+,升高的曲线,即中间虚线代表Cl-,则剩余最上方的实线代表。由此分析解题:A.滴加2 mL NaCl溶液时,Ag2CrO4与NaCl恰好完全反应,则a点时溶质为NaCl和Na2CrO4,电荷守恒:c(Na+)+c(Ag+)+c(H+)=+c(Cl-)+c(OH-),此时c(H+)、c(OH-)、c(Ag+)可忽略不计=c(Cl-),则溶液中c(Na+)≈3c(Cl-),A错误;B.当V(NaCl)=1.0 mL时,有一半的Ag2CrO4转化为AgCl,Ag2CrO4与AgCl共存,均达到沉淀溶解平衡,取图中横坐标为1.0 mL的点,得Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)==(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,则==102.21,B错误;C.V(NaCl)<2.0 mL时,Ag+未沉淀完全,体系中Ag2CrO4和AgCl共存,则=为定值,即为定值,由图可知,在V(NaCl)≤2.0 mL时c(Ag+)并不是定值,则的值也不是定值,即在变化,C错误;D.V(NaCl)>2.0 mL时AgCl处于饱和状态,V(NaCl)=2.4 mL时,图像显示c(Cl-)=10-1.93 mol·L-1,则c(Ag+)== mol·L-1=10-7.82 mol·L-1,故y1=-7.82,此时Ag2CrO4全部转化为AgCl,则=== mol·L-1,则y2==lg =-lg 34,D正确。]
3.(2023·新课标全国卷,T13)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应 和 。lg[cM/(mol·L-1)]与lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的关系如下图所示{其中M代表Ag+、Cl-、或[Ag(NH3)2]+}。
下列说法错误的是(  )
A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线
B.AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75
C.反应 的平衡常数K的值为103.81
D.c(NH3)=0.01 mol·L-1时,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+)
A [AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),初始时Ag+和Cl-浓度相等,随着氨水的滴入,Ag+被消耗,平衡正向移动,溶解的AgCl越来越多,Cl-浓度越来越大,故曲线Ⅳ为Cl-浓度变化曲线,曲线Ⅲ为Ag+浓度变化曲线;横坐标从左到右表示NH3的浓度越来越大,反应过程中Ag+首先转化为[Ag(NH3)]+,故反应起始时纵坐标中数值较大的曲线Ⅱ为[Ag(NH3)]+浓度变化曲线,数值较小的曲线Ⅰ为[Ag(NH3)2]+浓度变化曲线。由上述分析可知,曲线Ⅰ为浓度变化曲线,[Ag(NH3)2]+表示络合了的Ag+而不是溶解了的Ag+,故不能表示AgCl溶解度随NH3浓度的变化,A说法错误;当lg[c(NH3)/(mol·L-1)]=-1时,对应曲线Ⅳ上c(Cl-)=10-2.35 mol·L-1,曲线Ⅲ上c(Ag+)=10-7.40 mol·L-1,故Ksp(AgCl)=c(Cl-)·c(Ag+)=10-2.35×10-7.40=10-9.75,B说法正确;由题图可知,当lg[c(NH3)/(mol·L-1)]=-1时,即c(NH3)=10-1 mol·L-1,对应曲线Ⅰ上c{[Ag(NH3)2]+}=10-2.35 mol·L-1、曲线Ⅱ上c{[Ag(NH3)]+}=10-5.16 mol·L-1,反应+NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数K===103.81,C说法正确;当lg[c(NH3)/(mol·L-1)]=-2时,即c(NH3)=10-2 mol·L-1,对横坐标轴作垂线,分别交于曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其纵坐标从大到小分别表示[Ag(NH3)2]+、、Ag+浓度的对数值,D说法正确。]
4.(2023·重庆卷,T11)(NH4)2SO4溶解度随温度变化的曲线如图所示,关于各点对应的溶液,下列说法正确的是(  )
A.M点Kw等于N点Kw
B.M点pH大于N点pH
C.N点降温过程中有2个平衡发生移动
D.P点+c(NH3·H2O)=
B [M点和N点温度不同,故Kw不相等,A错误;升高温度促进铵根离子的水解,且N点铵根离子的浓度更大,水解生成的氢离子浓度更大,故M点pH大于N点pH,B正确;N点降温过程中有水的电离平衡、铵根离子的水解平衡、硫酸铵的溶解平衡3个平衡发生移动,C错误;P点为硫酸铵的不饱和溶液,溶液中存在电荷守恒:=,故D错误。]
5.(2023·北京卷,T14)利用平衡移动原理,分析一定温度下Mg2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。
已知:ⅰ.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。
ⅱ.图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2];曲线Ⅱ的离子浓度关系符合)=Ksp(MgCO3)[注:起始c(Na2CO3)=0.1 mol·L-1,不同pH下由图1得到]。
下列说法不正确的是(  )
A.由图1,pH=10.25,=
B.由图2,初始状态pH=11、lg[c(Mg2+)]=-6,无沉淀生成
C.由图2,初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2,平衡后溶液中存在=0.1 mol·L-1
D.由图1和图2,初始状态pH=8、lg[c(Mg2+)]=-1,发生反应:===MgCO3↓+CO2↑+H2O
C [由题图1可以看出pH=10.25时,碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同,A正确;从题图2可以看出pH=11、lg[c(Mg2+)]=-6时,该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方,不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀,B正确;从题图2可以看出pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,根据元素守恒,溶液中<0.1 mol·L-1,C错误;pH=8时,溶液中主要含碳粒子是,pH=8,lg c(Mg2+)=-1时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为===MgCO3↓+H2O+CO2↑,D正确。]
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共157张PPT)
选择题命题区间九
水溶液中的离子平衡
命题角度1 水溶液的性质和离子浓度关系 
      
(1)溶液的酸碱性、水的电离、盐的水解与pH。
(2)水溶液中粒子浓度的比较与定量关系。
(3)有关各类常数的计算与应用。

1.(2024·安徽卷,T13)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-1,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(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
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2.(2024·湖南卷,T13)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)
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D [根据题意可知,M点为c(OH-)=c(HCOO-),N点为恰好反应点,溶质为HCOONa。M点时OH-抑制水的电离,故水的电离程度:Mc(Na+)=2[c(HCOO-)+c(HCOOH)],故c(OH-)=c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-),C正确;N点时溶质为HCOONa,HCOO-水解,故c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(HCOOH)>
c(H+),D错误。]

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4.(2023·海南卷,T14)25 ℃下,Na2CO3水溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,溶液中c(OH-)<0.01 mol·L-1
B.Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小
C.在水中H2CO3的Ka2<4×10-11
D.0.2 mol·L-1 的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合,得到的溶液c(OH-)<2×10-4 mol·L-1
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2.利用电离常数(Ka或Kb)计算水解常数(Kh)
弱酸或弱碱 Ka(或Kb)与Kh的关系 水解常数(Kh) 的计算
一元弱酸 Ka·Kh=Kw
一元弱碱 Kb·Kh=Kw
二元弱酸(H2X) 一级电离
[产生(HX-)] Kh(HX-)·Ka1=Kw
二级电离
[产生(X2-)] Kh(X2-)·Ka2=Kw
3.水溶液中粒子浓度的分析思路
4.水溶液中粒子浓度的等量关系
1.(2024·重庆南开中学月考)阿司匹林具有解热镇痛作用,其医用效率主要取决于被血液吸收的程度,阿司匹林分子(HA)可自由穿过细胞膜,而离子(A-)不能(如下图所示),设两溶液环境中c总(HA)=c(HA)+c(A-),已知该环境下达到平衡时,胃液中阿司匹林的电离度为α,下列叙述错误的是(  )

2.(2024·唐山二模)已知室温下的电离常数:
电解质 H2CO3 H2SO3 HClO NH3·H2O
电离常数 Ka1=10-6.37
Ka2=10-10.32 Ka1=10-1.85
Ka2=10-7.22 Ka=3×10-8 Kb=1.8×10-5


命题角度2 滴定曲线与分布系数曲线的分析 
      
(1)常规滴定(中和滴定、沉淀滴定等)曲线的分析。
(2)分布系数或物质的量分数曲线的分析。
(3)滴定曲线与分布系数曲线同一坐标系的分析。
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2.(2024·湖北卷,T13)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(  )
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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-)
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1.pH-V图像中的“特殊点”(以一元强碱MOH滴定V mL浓度为
c mol·L-1的一元弱酸HA为例)
2.沉淀滴定曲线分析
以用0.1 mol·L-1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液为例:
[注意] 将KI换为KCl时,恰好反应点向上平移。
3.分布系数图像中的“特殊点”(以NaOH溶液滴定三元酸H3A为例)
溶液酸性较强时,主要以H3A的形式存在,随着溶液碱性增强,H2A-、HA2-先增多后减少,溶液碱性较强时,主要以A3-的形式存在,故δ0、δ1、δ2、δ3分别表示H3A、H2A-、HA2-、A3-的分布系数。
1.常温下,某同学用0.100 0 mol·L-1 KOH标准溶液分别滴定
20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的HClO4溶液和HCN溶液,得到如图所示的两条滴定曲线。下列说法正确的是(  )
A.Ka(HCN)=10-6
B.曲线Ⅰ所用的指示剂为甲基橙
C.相同条件下,若改为滴定0.020 0 mol·L-1
的HClO4溶液,反应终点将向左移动
D.水的电离常数:b
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-1
D.c点3c(A2-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)

下列说法正确的是(  )
A.25 ℃时,H2A第一步电离平衡常数Ka1≈10-7
B.c点溶液中:c(Na+)=2c(HA-)+c(A2-)
C.b点溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H+)>c(H2A)>
c(OH-)
D.a、b、c、d四点溶液中水的电离程度:c>d>b>a

(1)图像中的曲线或直线识别。
(2)图像中特定点的溶液的成分分析。
(3)各类平衡常数的计算。
(4)沉淀溶解平衡的分析。
命题角度3 两坐标为对数的图像分析 
1.(2024·黑吉辽卷,T15)25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。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。
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3.(2023·辽宁卷,T15)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法正确的是(  )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.③为pH与-lg c(HS-)的关系曲线
C.Ka1(H2S)=10-8.1
D.Ka2(H2S)=10-14.7
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4.(2023·河北卷,T14)某温度下,两种难溶盐AgxX、AgyY的饱和溶液中-lg c(Xx-)或-lg c(Yy-)与-lg c(Ag+)的关系如图所示。下列说法错误的是(  )

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1.水溶液中对数图像的分析模型
(1)向H2X溶液中滴加NaOH溶液
(2)NCO3、N(OH)2的沉淀、溶解平衡对数曲线
2.对数图像分析思路
[注意] 当坐标为X的负对数或p(X)时,X的浓度越大,负对数或p(X)越小。
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1.(2024·江西重点中学联考)已知常温下H2S饱和溶液为
0.1 mol·L-1,维持H2S浓度不变,调节pH溶解FeS,溶液pH与
-lg c(S2-)或-lg c(Fe2+)关系如图所示,则下列说法错误的是(  )
A.①代表pH与-lg c(S2-)的关系
B.该溶液中c2(H+)·c(S2-)为常数,数量级为10-20
C.欲使溶液中c(Fe2+)达到1 mol·L-1,应调节溶液的pH在1.6
D.已知常温下Ksp(CuS)=1.37×10-36,则用上述溶液溶解CuS难以发生
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A.②代表滴定Ga(NO3)3溶液的变化关系
B.一般情况下,适量的Ce(OH)3固体能完全溶于HR溶液
C.Ga(OH)3固体能完全溶于HR溶液
D.滴定HR溶液至c(R-)=c(HR)时,溶液中:2c(Na+)=c(HR)+c(R-)

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选择题专练   水溶液的性质和离子浓度比较
1.(2024·石家庄一模)已知:
多维训练十二 水溶液中的离子平衡
HClO 苯酚 H2CO3
Ka(HClO)=4.0×10-8 Ka(苯酚)=1.0×10-10 Ka1(H2CO3)=4.5×10-7
Ka2(H2CO3)=4.7×10-11
下列实验中,因通入CO2的量不同而产物不同的是(  )
A.向Ba(OH)2溶液中通入CO2
B.向Na2CO3溶液中通入CO2
C.向NaClO溶液中通入CO2
D.向苯酚钠溶液中通入CO2

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A [B项,只生成NaHCO3,错误;C项,因为Ka1(H2CO3)>
Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),向NaClO溶液中通入CO2只生成HClO和NaHCO3,错误;D项,因为Ka1(H2CO3)>Ka(苯酚)>Ka2(H2CO3),向苯酚钠溶液中通入CO2,只生成苯酚和NaHCO3,错误。]

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2.常温下,H2A===H++HA-,HA- H++A2-。向10 mL 1mol·L-1 Na2A(pH=11)溶液中滴加1 mol·L-1盐酸,下列有关说法正确的是(  )
A.常温下,HA-的电离平衡常数Ka(HA-)≈1×10-11
B.Na2A溶液中,c(Na+)=2[c(A2-)+c(HA-)
C.当滴定至溶液呈中性时,c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-)
D.随着盐酸滴入,水的电离程度先增大后减小

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5.(2024·南京一模)室温下,用含少量Fe3+、Mg2+的粗NiSO4溶液制备NiSO4·6H2O晶体的流程如下图所示。

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选择题专练   滴定曲线与分布系数曲线的分析
1.(2024·北京名校二模)25 ℃时,向15 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液,加入CH3COOH溶液的体积与混合溶液pH的关系如图所示(混合过程中忽略溶液体积变化)。下列分析不正确的是(  )

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2.常温下,向10.00 mL 0.1 mol·L-1 MOH碱溶液中滴加0.1 mol
·L-1盐酸,溶液的pH及导电能力随滴加盐酸体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(  )
A.MOH的电离方程式为MOH===M++OH-
B.水的电离程度:c>b>a
C.b点溶液中c(Cl-)=c(M+)+c(MOH)
D.c点溶液中c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)

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BD [由图可知,0.1 mol·L-1 MOH溶液的pH小于13,则MOH为弱碱,其电离方程式为MOH M++OH-,A错误;MOH电离出的氢氧根离子会抑制水的电离,随着盐酸的加入消耗MOH,水的电离程度增大,则水的电离程度:c>b>a,B正确;根据电荷守恒可知,c(Cl-)+c(OH-)=c(M+)+c(H+),此时溶液显中性,则c(Cl-)=c(M+),C错误;由分析可知,c为滴定终点,则c点为MCl,且此时由于M+的水解,导致溶液显酸性,则c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-),D正确。]

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4.(2024·安庆二模)某温度下,改变0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液的pH,各种含铬元素粒子的浓度变化如图所示(已知H2CrO4是二元酸,其电离常数为Ka1、Ka2),下列有关说法错误的是(  )

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D [向pH=1.2的溶液中加入KOH溶液至pH=4.2的过程中,溶液中由酸电离的氢离子浓度逐渐减小,对水的电离的抑制作用减弱,水的电离程度逐渐增大,D错误。]
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选择题专练   两坐标为对数的图像分析
1.(2024·“九省联考”广西卷)用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H3PO4溶液时,V(NaOH溶液)、各含磷元素微粒的lg[c/(mol·L-1)]和溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是(  )

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B [
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A.常温下,H2A的Ka1=10-3.2
B.当滴入5.00 mL H2A溶液时,c(A2-)·c(HB)>c(HA-)·c(B-)
C.当滴入20.00 mL H2A溶液时,此时溶液的pH约为5.1
D.当溶液的pOH=7时,2c(A2-)+c(HA-)=c(HB)

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D [H2A为二元弱酸,随着溶液酸性的增强,H2A浓度上升,A2-的浓度下降,HA-先上升后下降,即a为δ(H2A)随pOH变化曲线,b为δ(HA-)随pOH变化曲线,c为δ(A2-)随pOH变化曲线, HB为一元弱酸随着溶液酸性增强,HB浓度上升,即e为δ(HB)随pOH变化曲线,f为δ(B-)随pOH变化曲线,由图2中点(5.5,5.5),可计算Ksp(BaA)=c(Ba2+)·c(A2-)= 10-11。pOH=7时,
c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,存在电荷守恒:2c(Ba2+)=
c(HA-)+2c(A2-)+c(B-),Ksp(BaA)=c(Ba2+)·c(A2-)= 10-11,由题可知有沉淀产生,则2c(Ba2+)c(HA-)2
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选择题专练   沉淀溶解平衡的图像分析
1.已知:pAg=-lg c(Ag+),常温下向10 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaCl溶液的滴定曲线Ⅰ如图所示。已知:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。下列说法正确的是(  )
A.常温下,Ksp(AgCl)=1.0×10-5.87
B.溶液中水的电离程度:a>b>c
C.c点溶液中c(Ag+)=5×10-8.74 mol·L-1
D.将NaCl溶液换为等浓度的NaI溶液,图像变为曲线Ⅱ

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A.在图示实线对应的pH范围内,溶液中c(M2+)≈c(H2B)
B.MB的溶度积Ksp(MB)≈2.0×10-24
C.溶液中存在c(HB-)+c(H+)+2c(H2B)=c(A-)+c(OH-)
D.将0.02 mol MB溶于1.0 L HA溶液中,所需HA的最低浓度为0.26 mol·L-1

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选择题专练   水溶液中其他类型图像分析
1.常温下,已知H2A溶液中含A元素的粒子浓度之和为
0.1 mol·L-1,溶液中各含A元素的粒子的pc-pOH关系如图所示。图中pc表示各含A粒子浓度的负对数(pc=-lg c),pOH表示OH-浓度的负对数[pOH=-lg c(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(H2A)随pOH的变化
B.x点到z点对应的变化过程中,溶液中水的电离程度先减小再增大
C.pH=4的溶液中:c(HA-)=0.1 mol·L-1-2c(A2-)
D.H2A+A2- 2HA-的平衡常数的数量级为105

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2.(2024·沈阳一模)25 ℃时,向50 mL蒸馏水中加入足量CaCO3粉末[Ksp(CaCO3)=3.4×10-9],经过140 s后向溶液中加入CaCl2粉末(忽略温度变化),整个过程中溶液电导率和pH随时间的变化如图所示,下列说法中错误的是(  )

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A [根据图像可知,A点时c(B2-)=c(Cl-)>c(HB-),根据元素守恒:c(Na+)=2[c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)],可得c(Na+)>
4c(HB-),A错误。]
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下列说法正确的是(  )
A.溶液中c(H+):M点B.加入甘露醇促进硼酸电离平衡正向移动
C.W点:c(Na+)+c(H+)+c(H3BO3)-c(OH-)=0.01 mol·L-1
D.P点:c(H3BO3)=c{[B(OH)4]-}>c(OH-)>c(H+)

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高考题集训   水溶液中的离子平衡
1.(2024·山东卷,T10)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(  )

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C [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的摩尔分数随pH变化的关系。
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5水溶液的性质和离子浓度关系
(1)溶液的酸碱性、水的电离、盐的水解与pH。
(2)水溶液中粒子浓度的比较与定量关系。
(3)有关各类常数的计算与应用。
1.(2024·安徽卷,T13)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-1,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(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
2.(2024·湖南卷,T13)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)
3.(2024·贵州卷,T12)硼砂[Na2B4O5(OH)4·8H2O]水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3(硼酸)和Na[B(OH)4](硼酸钠)。
已知:①25 ℃时,硼酸显酸性的原理:
B(OH)3+2H2O H3O++ Ka=5.8×10-10,
②lg ≈0.38。
下列说法正确的是(  )
A.硼砂稀溶液中c(Na+)=c[B(OH)3]
B.硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离
C.25 ℃时,0.01 mol·L-1硼酸水溶液的pH≈6.38
D.等浓度等体积的B(OH)3和Na[B(OH)4]溶液混合后,溶液显酸性
4.(2023·海南卷,T14)25 ℃下,Na2CO3水溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,溶液中c(OH-)<0.01 mol·L-1
B.Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小
C.在水中H2CO3的Ka2<4×10-11
D.0.2 mol·L-1 的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合,得到的溶液c(OH-)<2×10-4 mol·L-1
(1)25 ℃,pH=4的溶液中c=1×10-10 mol·L-1。 (  )
(2)向水中加入Na2CO3和NH4Cl,水的电离程度均减小。 (  )
(3)向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加水稀释,CH3COOH的电离程度增大,c(H+)增大,pH减小。 (  )
(4)0.01 mol·L-1的FeCl3溶液中,c(Fe3+)=c(Cl-)。 (  )
(5)NaHCO3溶液呈碱性是因为只发生水解反应。 (  )
(6)Na2S溶液中c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)]。 (  )
1.水溶液中c或的确定思路
2.利用电离常数(Ka或Kb)计算水解常数(Kh)
弱酸或弱碱 Ka(或Kb)与Kh的关系 水解常数(Kh) 的计算
一元弱酸 Ka·Kh=Kw Kh=
一元弱碱 Kb·Kh=Kw Kh=
二元弱酸(H2X) 一级电离 [产生(HX-)] Kh(HX-)·Ka1=Kw Kh(HX-)=
二级电离 [产生(X2-)] Kh(X2-)·Ka2=Kw Kh(X2-)=
3.水溶液中粒子浓度的分析思路
4.水溶液中粒子浓度的等量关系
5.弱酸酸式盐(NaHR)溶液中粒子浓度关系
(1)呈酸性
(2)呈碱性
1.(2024·重庆南开中学月考)阿司匹林具有解热镇痛作用,其医用效率主要取决于被血液吸收的程度,阿司匹林分子(HA)可自由穿过细胞膜,而离子(A-)不能(如下图所示),设两溶液环境中c总(HA)=c(HA)+c(A-),已知该环境下达到平衡时,胃液中阿司匹林的电离度为α,下列叙述错误的是(  )
A.血液中c(H+)B.该环境下阿司匹林的Ka为
C.细胞膜两侧胃液和血液中的c(HA)相等
D.细胞膜两侧胃液和血液中的c总(HA)之比为[1+α(105.4-1)]∶1
2.(2024·唐山二模)已知室温下的电离常数:
电解质 H2CO3 H2SO3 HClO NH3·H2O
电离常数 Ka1=10-6.37 Ka2=10-10.32 Ka1=10-1.85 Ka2=10-7.22 Ka=3×10-8 Kb=1.8×10-5
下列溶液中的离子浓度关系正确的是(  )
A.NaHSO3溶液中:
B.NaOH与CO2以物质的量之比为3∶2反应后的溶液中:3c(Na+)=+c(H2CO3)]
C.等浓度的NH4HSO3、NH4HCO3溶液中:NH4HSO3>NH4HCO3
D.NaClO与SO2以物质的量之比为1∶1反应后的溶液中:c(Na+)+c(H+)=+c(OH-)
3.(2024·天津二模)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的三种溶液:①NH4HSO4 ②(NH4)2CO3 ③,下列说法正确的是(  )
A.溶液①:+c(H+)=+c(OH-)
B.溶液②:=+2c(H2CO3)
C.溶液③:>c(H2CO3)
D.三种溶液中,②中的浓度最大
滴定曲线与分布系数曲线的分析
(1)常规滴定(中和滴定、沉淀滴定等)曲线的分析。
(2)分布系数或物质的量分数曲线的分析。
(3)滴定曲线与分布系数曲线同一坐标系的分析。
1.(2024·新课标全国卷,T7)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:δ(CH2ClCOO-)=]
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,=
2.(2024·湖北卷,T13)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B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
C.pH=7时
D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
3.(2023·湖南卷,T12)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 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:a4.(2023·福建卷,T10)25 ℃时,某二元酸(H2A)的Ka1=10-3.04、Ka2=10-4.37。1.0 mol·L-1 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-)
1.pH-V图像中的“特殊点”(以一元强碱MOH滴定V mL浓度为c mol·L-1的一元弱酸HA为例)
2.沉淀滴定曲线分析
以用0.1 mol·L-1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液为例:
[注意] 将KI换为KCl时,恰好反应点向上平移。
3.分布系数图像中的“特殊点”(以NaOH溶液滴定三元酸H3A为例)
溶液酸性较强时,主要以H3A的形式存在,随着溶液碱性增强,H2A-、HA2-先增多后减少,溶液碱性较强时,主要以A3-的形式存在,故δ0、δ1、δ2、δ3分别表示H3A、H2A-、HA2-、A3-的分布系数。
4.滴定曲线与分布系数曲线的融合
25 ℃时,用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定同浓度的H2A溶液,H2A被滴定分数、pH及微粒分布系数δ[δ(X)=,X表示H2A、HA-或A2-]的关系如图所示:
Ka1==10-4
Ka2==10-7
1.常温下,某同学用0.100 0 mol·L-1 KOH标准溶液分别滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的HClO4溶液和HCN溶液,得到如图所示的两条滴定曲线。下列说法正确的是(  )
A.Ka(HCN)=10-6
B.曲线Ⅰ所用的指示剂为甲基橙
C.相同条件下,若改为滴定0.020 0 mol·L-1的HClO4溶液,反应终点将向左移动
D.水的电离常数:b2.(2024·淮北一模)向10 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,H2A、HA-、A2-的百分含量δ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-1
D.c点3c(A2-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
3.(2024·重庆模拟)25 ℃时,用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定同浓度的H2A溶液,H2A被滴定分数、pH及微粒分布分数δ[δ(X)=,X表示H2A、HA-或A2-]的关系如图所示:
下列说法正确的是(  )
A.25 ℃时,H2A第一步电离平衡常数Ka1≈10-7
B.c点溶液中:c(Na+)=2c(HA-)+c(A2-)
C.b点溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H+)>c(H2A)>c(OH-)
D.a、b、c、d四点溶液中水的电离程度:c>d>b>a
两坐标为对数的图像分析
(1)图像中的曲线或直线识别。
(2)图像中特定点的溶液的成分分析。
(3)各类平衡常数的计算。
(4)沉淀溶解平衡的分析。
1.(2024·黑吉辽卷,T15)25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。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。
pAg=-lg[c(Ag+)/(mol·L-1)]
pX=-lg[c(Xn-)/(mol·L-1)]
(Xn-代表Cl-、Br-或)
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 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
2.(2024·河北卷,T11)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
3.(2023·辽宁卷,T15)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法正确的是(  )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.③为pH与-lg c(HS-)的关系曲线
C.Ka1(H2S)=10-8.1
D.Ka2(H2S)=10-14.7
4.(2023·河北卷,T14)某温度下,两种难溶盐AgxX、AgyY的饱和溶液中-lg c(Xx-)或-lg c(Yy-)与-lg c(Ag+)的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.x∶y=3∶1
B.若混合溶液中各离子浓度如J点所示,加入AgNO3(s),则平衡时变小
C.向AgxX固体中加入NayY溶液,可发生AgxX→AgyY的转化
D.若混合溶液中各离子起始浓度如T点所示,待平衡时c(Xx-)+c(Yy-)<2c(Ag+)
1.水溶液中对数图像的分析模型
(1)向H2X溶液中滴加NaOH溶液
(2)NCO3、N(OH)2的沉淀、溶解平衡对数曲线
2.对数图像分析思路
[注意] 当坐标为X的负对数或p(X)时,X的浓度越大,负对数或p(X)越小。
1.(2024·江西重点中学联考)已知常温下H2S饱和溶液为0.1 mol·L-1,维持H2S浓度不变,调节pH溶解FeS,溶液pH与-lg c(S2-)或-lg c(Fe2+)关系如图所示,则下列说法错误的是(  )
A.①代表pH与-lg c(S2-)的关系
B.该溶液中c2(H+)·c(S2-)为常数,数量级为10-20
C.欲使溶液中c(Fe2+)达到1 mol·L-1,应调节溶液的pH在1.6
D.已知常温下Ksp(CuS)=1.37×10-36,则用上述溶液溶解CuS难以发生
2.(2024·湖北十一校二模)已知MgF2难溶于水、可溶于酸。常温下,用HCl调节MgF2浊液的pH,测得在不同pH条件下,体系中-lg c(X)(X为Mg2+或F-)与lg 的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.L2代表-lg c(Mg2+)与lg 的变化曲线
B.c点的纵坐标值为2.8
C.MgF2(s)+2H+(aq) Mg2+(aq)+2HF(aq),该反应的平衡常数K=100
D.c点的溶液中存在c(Cl-)>c(Mg2+)=c(HF)>c(H+)
3.(2024·长沙雅礼中学一模)298 K时,用NaOH溶液分别滴定等物质的量浓度的HR、Ga(NO3)3、三种溶液。pM[p表示负对数,M表示、c(Ga3+)、c(Ce3+)]随溶液pH变化的关系如图所示。已知:Ksp[Ce(OH)3]>Ksp[Ga(OH)3]。下列推断正确的是(  )
A.②代表滴定Ga(NO3)3溶液的变化关系
B.一般情况下,适量的Ce(OH)3固体能完全溶于HR溶液
C.Ga(OH)3固体能完全溶于HR溶液
D.滴定HR溶液至c(R-)=c(HR)时,溶液中:2c(Na+)=c(HR)+c(R-)
4.常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 NaN溶液中滴入等浓度的HM溶液,所得溶液中lg 与lg 的关系如图所示。已知Ka(HN)=3.0×10-5,下列说法错误的是(  )
A.Ka(HM)=3.0×10-6
B.滴入20 mL HM溶液后,溶液中存在:c(M-)>c(HN)
C.随着HM溶液的滴入,的值变大
D.滴入20 mL HM溶液后,溶液中存在:c(HN)+c(OH-)+2c(N-)=c(HM)+c(Na+)+c(H+)
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