第三章 微专题4 溶液中粒子浓度与分布系数的关系(课件 学案)高中化学 人教版(2019)选择性必修1

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第三章 微专题4 溶液中粒子浓度与分布系数的关系(课件 学案)高中化学 人教版(2019)选择性必修1

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微专题4 溶液中粒子浓度与分布系数的关系
1. (2025·肇庆市期末)25 ℃时H2CO3、HCO、CO三种微粒随pH变化的分布系数如图所示。下列说法不正确的是(  )
A. Ka1(H2CO3)=10-6.37
B. 曲线a代表H2CO3的分布系数随pH变化的曲线
C. 等物质的量的NaHCO3和Na2CO3混合溶液的pH=10.25
D. pH=8时,溶液中存在c(HCO)>c(H2CO3)>c(CO)
2. 常温下,向0.1 mol/L H3PO4溶液中加入NaOH的过程中各微粒的物质的量分数(δ)随pH的变化关系如图所示(H3PO4的三级电离常数依次为Ka1、Ka2、Ka3)。下列叙述错误的是(  )
A. Ka2=10-7.2,HPO的水解平衡常数为10-6.8
B. 为获得尽可能纯的NaH2PO4,pH应控制在4~5
C. 反应H2PO+H2O??H3PO4+OH-的K=10-11.9
D. Na2HPO4溶液中存在:c(OH-)+c(PO)=c(H+)+c(H2PO)+c(H3PO4)
3. (2025·湛江期末)已知H3PO3为一种中强酸,用NaOH溶液调节H3PO3溶液的pH,调节过程中含磷微粒的分布系数(δ)与溶液pH关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A. H3PO3为三元酸
B. Ka1(H3PO3)=10-1.52
C. pH=4时,溶液中存在:c(H2PO)>c(HPO)>c(H3PO3)
D. 水的电离程度:a>b>c
4. (2024·广州真光中学)常温下,取两份10 mL 0.05 mol/L邻苯二甲酸氢钾(KHA)溶液,一份滴加0.05 mol/L稀盐酸,另一份滴加0.05 mol/L NaOH溶液,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数[δ(X)]随pH的变化如图所示,δ(A2-)=。下列说法错误的是(  )
A. 邻苯二甲酸的第一步电离平衡常数Ka1=10-2.95
B. 0.05 mol/L邻苯二甲酸氢钾溶液中:c(K+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
C. a点时:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(H2A)
D. c点溶液的pH=4.18
5. 25 ℃时,向一定物质的量浓度的有机酸(H2R)中加入KOH溶液改变溶液的pH (忽略过程中溶液的温度变化),溶液中含R微粒的分布分数与溶液pH的变化关系如图所示。下列叙述错误的是(  )
A. 曲线③表示R2-的分布分数与溶液pH的变化
B. KHR溶液中存在:c(K+)>c(HR-)>c(H2R)>c(R2-)
C. Y点溶液中存在:c(K+)+c(H+)=c(HR-)+2c(H2R)+c(OH-)
D. 当溶液的pH=7时:c(K+)=c(HR-)+2c(R2-)
6. 25 ℃时,用NaOH溶液调节醋酸溶液的pH,实验测得溶液中CH3COOH、CH3COO-的分布系数δ与pH的关系如图所示。其中δ(CH3COO-)=。下列说法正确的是(  )
A. 曲线1表示δ(CH3COO-)与pH的关系
B. 25 ℃时,CH3COOH的电离常数Ka=4.74
C. δ(CH3COOH)=
D. 溶液中始终存在:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)
7. H2X为二元弱酸,常温下,现配制一组c(H2X)+c(HX-)+c(X2-)=0.01 mol/L的溶液,在不同pH环境下(用NaOH调大pH),不同形态的粒子(H2X、HX-、 X2-) 的组成分数(平衡时某种含X元素微粒的物质的量占含X元素微粒物质的量之和的分数)如图所示,其中b、c点对应的pH分别为9.3、11。下列说法正确的是 (  )
A. c点对应的溶液中存在:c(H+)=c(HX-)+2c(X2-)+c(OH-)
B. NaHX溶液中存在:c(H+)>c(OH-)
C. 室温下,将Na2X与NaHX按物质的量1∶1混合加入纯水中,此时pH=11
D. 室温下,a、b、c三点对应的溶液中,由水电离的c水(H+)与c水(OH-) 的乘积数值:c>b>a
8. 次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品。某实验小组以酚酞为指示剂,用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的H3PO2溶液。溶液pH、各种含磷微粒的分布系数δ随滴加NaOH溶液体积V(NaOH溶液)的变化关系如图所示[H2PO的分布系数δ(H3PO2)=,箭头指向为曲线对应的纵坐标]。下列说法正确的是(  )
A. 曲线①代表δ(H3PO2),曲线②代表δ(H2PO)
B. H3PO2溶液的浓度为0.200 0 mol/L
C. H3PO2电离常数Ka≈1.0×10-5
D. NaH2PO2是酸式盐,溶液显碱性
9. 亚磷酸具有强还原性,可被氧化为H3PO4。H3PO4与NaOH溶液反应,反应混合物中含磷各粒子的分布系数(平衡状态时某粒子的浓度占粒子浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
(1) 为获得尽可能纯的NaH2PO4,pH应控制在____________。
(2) 225 ℃时,H3PO4的电离常数为Ka1=7.5×10-3、Ka2=6.2×10-8、Ka3=2.2×10-13,则pH=8时,溶液中=________。
10. (2025·大湾区期末)P与As属于同主族元素,亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,其溶液中含砷元素的微粒物质的量分数与溶液pH关系如图所示。回答下列问题:
(1) H3AsO3的一级电离平衡常数Ka1=________(填数值)。在0.1 mol/L H3 AsO3中,溶液的pH约为________(以第一步电离为主计算)。
(2) 等浓度的H3AsO3溶液和NaOH溶液等体积混合,溶液中c(H+)________c(OH-)(填“<”、“=”或“>”)。
11. 25 ℃,向一定浓度H2SO3溶液中加入NaOH固体,保持溶液体积和温度不变,测得H2SO3、HSO、SO的物质的量分数与pH的关系如图所示。
(1) 由图可知H2SO3溶液的电离平衡常数K1为________。
(2) 在向H2SO3溶液中逐滴滴入NaOH溶液的过程中,一定存在的等式是_________________________ _______________________________________________(用溶液中所含微粒的物质的量浓度表示)。
(3) NaHSO3溶液的酸碱性:________(填酸性或碱性)。
12. (2025·湛江市期末)25 ℃亚硒酸溶液中含硒微粒的分布系数δ与溶液pH的关系如图所示(分布系数即各组分的平衡浓度占总浓度的分数)。
(1) 曲线δ1表示的含硒微粒是________。
(2) c(H2SeO3)∶c(HSeO)=10∶1,溶液pH=________。
(3) 向溶液中滴入氨水,pH由5.5增大到7.3的过程中,主要反应的离子方程式为___________________ __________________________________________________________________,pH=7.0时,溶液中c(NH)∶c(SeO)=________。
(4) 在pH<0的酸性环境下,向溶液中通入SO2制得单质Se的离子方程式为________________________ _________________________________________________________________________________________。
微专题4 溶液中粒子浓度与分布系数的关系
1. C 【解析】H2CO3、HCO、CO三种微粒随pH变化的分布系数分别为a、b、c曲线。当pH=6.37时,c(H2CO3)=c(HCO),Ka1=,由交点可知Ka1=10-6.37,A正确;曲线a代表H2CO3的分布系数随pH变化的曲线,B正确;当溶液中c(HCO)=c(CO)时,pH=10.25,等物质的量的NaHCO3和Na2CO3混合溶液中,CO的水解程度大于HCO的电离程度,故溶液pH不等于10.25,C错误;Ka2==10-10.25,则pH=8时,==<1,溶液中存在:c(HCO)>c(H2CO3)>c(CO),D正确。
2. D 【解析】由图中三个交点,可求出H3PO4的Ka1=10-2.1,Ka2=10-7.2,Ka3=10-12.3,Kh(HPO)===10-6.8,A正确;由图可知,pH在4~5范围内,H2PO的物质的量分数最大,故为获得尽可能纯的NaH2PO4,pH应控制在4~5,B正确;pH=2.1时,c(H2PO)=c(H3PO4),K==c(OH-)==10-11. 9,C正确;Na2HPO4溶液中存在质子守恒:c(OH-)+c(PO)=c(H+)+c(H2PO)+2c(H3PO4),D错误。
3. B 【解析】由图可知,H3PO3电离常数分别为10-1.52、10-6.52,曲线①表示H3PO3,曲线②表示H2PO,曲线③表示HPO,A错误;根据a点可计算得Ka1(H3PO3)=10-1.52,B正确;pH=4时,===10-0.04<1,再由图可知溶液中存在c(H2PO)>c(H3PO3)>c(HPO),C错误;图中a点的溶质主要是H3PO3 和H2PO,b点主要是H2PO,c点主要是H2PO和HPO,所以水的电离程度a点最小,D错误。
4. C 【解析】由图可知,a点时,c(H2A)=c(HA-),pH=2.95,Ka1(H2A)==c(H+)=10-2.95,A正确;同理求出,Ka2(H2A)=10-5.41,HA-的电离常数大于其水解常数,HA-以电离为主,故KHA溶液存在:c(K+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),B正确;a点时,c(H2A)=c(HA-),电荷守恒式为c(K+)+c(H+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-)=c(OH-)+2c(A2-)+c(H2A)+c(Cl-),C错误;c点时,c(H2A)=c(A2-),==1,c(H+)===10-4.18,pH=4.18,D正确。
5. B 【解析】曲线①为H2R的分布分数变化曲线,曲线②为HR-的分布分数变化曲线,曲线③为R2-的分布分数变化曲线,A正确;由图中交点pH知,Ka1(H2R)=10-3.98,Ka2(H2R)=10-5.34,HR-的电离程度大于水解程度,故KHR溶液中:c(R2-)>c(H2R),B错误;Y点时,c(H2R)=c(R2-),电荷守恒式为c(K+)+c(H+)=c(HR-)+2c(R2-)+c(OH-)=c(HR-)+2c(H2R)+c(OH-),C正确;pH=7时,c(H+)=c(OH-),由电荷守恒:c(K+)+c(H+)=c(HR-)+2c(R2-)+c(OH-)知,c(K+)=c(HR-)+2c(R2-),D正确。
6. C 【解析】曲线1表示δ(CH3COOH)与pH的关系,曲线2表示δ(CH3COO-)与pH的关系,A错误;交点处,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),pH=4.74,则Ka(CH3COOH)==c(H+)=10-4.74,B错误;===δ(CH3COOH),C正确;由电荷守恒知,混合溶液中始终存在:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),D错误。
7. D 【解析】加入NaOH调pH,c点溶液中存在电荷守恒,该电荷守恒式中缺少c(Na+),A错误;b点溶液为NaHX,对应的pH为9.3,则NaHX溶液中存在:c(H+)Kh(HX-)>Ka2(HX-),c(HX-)≠c(X2-),即此时溶液的pH≠11,C错误;盐类的水解促进水的电离,a→b→c过程中,水的电离程度越来越大,故由水电离的c水(H+)与c水(OH-) 的乘积数值由大到小顺序:c>b>a,D正确。
8. A 【解析】由图可知,当V(NaOH溶液)=0时,溶液的pH>1,则δ(H3PO2)最大,δ(H2PO)最小,故曲线①代表δ(H3PO2);曲线②代表δ(H2PO),A正确;由图可知,当V(NaOH溶液)=20.00 mL,曲线发生突变,溶液的pH≈7,说明H3PO2与NaOH恰好完全反应,由H3PO2+NaOH===NaH2PO2+H2O可知,c(H3PO2)=c(NaOH)=0.100 0 mol/L,B错误;由图可知,曲线①②相交时,δ(H3PO2)=δ(H2PO),则c(H3PO2)=c(H2PO),溶液的pH约为3,则H3PO2的电离平衡常数K(H3PO2)≈c(H+)=1.0×10-3,C错误;由图可知,滴定过程中,只有一个滴定终点,故H3PO2为一元中强酸,NaH2PO2是正盐,其溶液呈碱性,D错误。
9. (1) 4~5.5 (2) 6.2
【解析】(1) 由图可知,为了尽可能获得纯的NaH2PO4,pH应控制在4~5.5。(2)根据H2PO??HPO+H+知,pH=8时,Ka2===6.2×10-8,则=6.2。
10. (1) 1×10-9.2 5.1 (2) <
【解析】(1) 根据b点可得Ka1==c(H+)=1×10-9.2;在0.1 mol/L H3AsO3中,若考虑以第一步电离为主,则c(H+)≈c(HPO),则c(H+)≈=1×10-5.1 mol/L,此时pH约为5.1。(2) 等浓度的H3AsO3溶液和NaOH溶液等体积混合,溶质为NaH2AsO3,NaH2AsO3溶液中既存在的H2AsO水解平衡、又存在H2AsO的电离平衡,溶液中含砷元素的微粒浓度最大的为H2AsO,根据图像可知最大时溶液呈碱性,故c(H+)<c(OH-)。
11. (1) 10-1.9 (2) (Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO) (3) 酸性
【解析】(1) 当pH=1.9时代表c(HSO)=c(H2SO3),则Ka1==c(H+)=1×10-1.9。(2) 向H2SO3溶液中逐滴滴入NaOH溶液的过程中,存在电荷守恒:(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO)。(3) Ka1=1×10-1.9,当pH=7.2时,c(HSO)=c(SO),则Ka2==c(H+)=1×10-7.2;HSO在溶液中存在电离和水解平衡,其水解平衡常数Kh===1×10-12.1,则HSO电离程度大于水解程度,溶液呈酸性。
12. (1) HSeO (2) 1.5
(3) HSeO+NH3·H2O===H2O+NH+SeO 7∶2 (4) 2SO2+H2SeO3+H2O===4H++2SO+Se↓
【解析】(2) 根据pH=2.5交点可知,Ka1(H2SeO3)==10-2.5,当c(H2SeO3)∶c(HSeO)=10∶1,c(H+)==10-1.5 mol/L,pH=1.5。(3) 向溶液中滴入氨水,pH由5.5增大到7.3的过程中,HSeO逐渐减少,SeO逐渐增多,主要反应的离子方程式:HSeO+NH3·H2O===H2O+NH+SeO;pH=7.0时,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(OH-)+2c(SeO)+c(HSeO),根据图像,pH=7.0时,HSeO分布系数δ=0.6,SeO分布系数δ=0.4,c(HSeO)=c(SeO),溶液中c(NH)∶c(SeO)=7∶2。(4) 在pH<0的酸性环境下,向溶液中通入SO2制得单质Se的离子方程式:2SO2+H2SeO3+H2O===4H++2SO+Se↓。(共26张PPT)
第三章
水溶液中的离子反应与平衡
微专题4 溶液中粒子浓度与分布系数的关系
A. Ka1(H2CO3)=10-6.37
B. 曲线a代表H2CO3的分布系数随pH变化的曲线
C. 等物质的量的NaHCO3和Na2CO3混合溶液的pH=10.25
C
2. 常温下,向0.1 mol/L H3PO4溶液中加入NaOH的过程中各微粒的物质的量分数(δ)随pH的变化关系如图所示(H3PO4的三级电离常数依次为Ka1、Ka2、Ka3)。下列叙述错误的是(  )
D
A. H3PO3为三元酸
B. Ka1(H3PO3)=10-1.52
B
D. 水的电离程度:a>b>c
A. 邻苯二甲酸的第一步电离平衡常数Ka1=
10-2.95
B. 0.05 mol/L邻苯二甲酸氢钾溶液中:c(K+)
>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
C. a点时:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+2c(A2-)
+c(H2A)
D. c点溶液的pH=4.18
C
A. 曲线③表示R2-的分布分数与溶液pH的变化
B. KHR溶液中存在:c(K+)>c(HR-)>c(H2R)>
c(R2-)
C. Y点溶液中存在:c(K+)+c(H+)=c(HR-)+
2c(H2R)+c(OH-)
D. 当溶液的pH=7时:c(K+)=c(HR-)+2c(R2-)
B
A. 曲线1表示δ(CH3COO-)与pH的关系
B. 25 ℃时,CH3COOH的电离常数Ka=4.74
C
7. H2X为二元弱酸,常温下,现配制一组c(H2X)
+c(HX-)+c(X2-)=0.01 mol/L的溶液,在不同pH环
境下(用NaOH调大pH),不同形态的粒子(H2X、HX-、
X2-) 的组成分数(平衡时某种含X元素微粒的物质的量
占含X元素微粒物质的量之和的分数)如图所示,其中b、
c点对应的pH分别为9.3、11。下列说法正确的是 (  )
D
A. c点对应的溶液中存在:c(H+)=c(HX-)+2c(X2-)+c(OH-)
B. NaHX溶液中存在:c(H+)>c(OH-)
C. 室温下,将Na2X与NaHX按物质的量1∶1混合加入纯水中,此时pH=11
D. 室温下,a、b、c三点对应的溶液中,由水电离的c水(H+)与c水(OH-) 的乘积数值:c>b>a
【解析】 加入NaOH调pH,c点溶液中存在电荷守恒,该电荷守恒式中缺少c(Na+),A错误;b点溶液为NaHX,对应的pH为9.3,则NaHX溶液中存在:  c(H+)Kh(HX-)>Ka2(HX-),c(HX-)≠c(X2-),即此时溶液的pH≠11,C错误;盐类的水解促进水的电离,a→b→c过程中,水的电离程度越来越大,故由水电离的c水(H+)与c水(OH-) 的乘积数值由大到小顺序:c>b>a,D正确。
B. H3PO2溶液的浓度为0.200 0 mol/L
C. H3PO2电离常数Ka≈1.0×10-5
D. NaH2PO2是酸式盐,溶液显碱性
A
9. 亚磷酸具有强还原性,可被氧化为H3PO4。H3PO4与NaOH溶液反应,反应混合物中含磷各粒子的分布系数(平衡状态时某粒子的浓度占粒子浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
4~5.5
6.2
10. (2025·大湾区期末)P与As属于同主族
元素,亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,其溶液中
含砷元素的微粒物质的量分数与溶液pH关系如
图所示。回答下列问题:
(1) H3AsO3的一级电离平衡常数Ka1=
__________(填数值)。在0.1 mol/L H3 AsO3中,
溶液的pH约为_________(以第一步电离为主计
算)。
(2) 等浓度的H3AsO3溶液和NaOH溶液等体积混合,溶液中c(H+)___c(OH-)(填“<”、“=”或“>”)。
1×10-9.2
5.1
<
(1) 由图可知H2SO3溶液的电离平衡常数K1为__________。
(2) 在向H2SO3溶液中逐滴滴入NaOH溶液的过程中,一定存在的等式是__________________________________________(用溶液中所含微粒的物质的量浓度表示)。
(3) NaHSO3溶液的酸碱性:______(填酸性或碱性)。
10-1.9
酸性
12. (2025·湛江市期末)25 ℃亚硒酸溶液中含硒
微粒的分布系数δ与溶液pH的关系如图所示(分布系
数即各组分的平衡浓度占总浓度的分数)。
1.5
7∶2
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