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专题突破练十一　水溶液中的离子平衡(A)
一、选择题
1.对于0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,下列说法正确的是(　　)。
A.加入NaOH固体,溶液pH减小
B.升高温度,溶液中c(OH-)增大
C.稀释溶液,溶液中c(H+)减少
D.c(Na+)+c(H+)=c(HC)+c(C)+c(OH-)
2.(2025甘肃卷)下列实验操作能够达到目的的是(　　)。
选项 实验操作 目的
A 测定0.01 mol·L-1某酸溶液的pH是否为2 判断该酸是否为强酸
B 向稀Fe2(SO4)3溶液滴入几滴浓硫酸,观察溶液颜色变化 探究H+对Fe3+水解的影响
C 向AgNO3溶液先滴入几滴NaCl溶液,再滴入几滴NaI溶液,观察沉淀颜色变化 比较AgCl和AgI的Ksp大小
D 将氯气通入Na2S溶液,观察是否产生淡黄色沉淀 验证氯气的氧化性
3.已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是下列有关三种酸的电离平衡常数(25 ℃),若已知下列反应可以发生:NaCN+HNO2HCN+NaNO2、NaCN+HFHCN+NaF、NaNO2+HFHNO2+NaF。由此可判断下列叙述不正确的是(　　)。
A.K(HF)=7.2×10-4
B.K(HNO2)=4.6×10-4
C.根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序:HF>HCN>HNO2
D.K(HCN)4.为研究沉淀的生成及转化,同学们进行下图所示实验。
下列关于该实验的分析不正确的是(　　)。
A.①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN)
B.①中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq)
C.②中无明显变化是因为溶液中的c(SCN-)过低
D.上述实验不能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生
5.25 ℃时,H2SeO4第一步完全电离,第二步电离平衡常数Ka=2.18×10-2。则25 ℃时,下列说法正确的是(　　)。
A.KHSeO4的溶液显碱性
B.K2SeO4溶液中存在c(K+)=2[c(HSe)+c(Se)]
C.0.5 mol·L-1的H2SeO4溶液中,c(HSe)+2c(Se)+c(OH-)=0.5 mol·L-1
D.向H2SeO4溶液中滴加KOH溶液至中性时,=2.18×104
6.(2025湖北卷)铜(Ⅰ)、乙腈(简写为L)的某水溶液体系中含铜物种的分布曲线如图。纵坐标(δ)为含铜物种占总铜的物质的量分数,总铜浓度为1.0×10-3 mol·L-1。下列描述正确的是(　　)。
A.Cu++3L[CuL3]+的lgK=0.27
B.当c(Cu+)=c{[CuL]+}时,c{[CuL2]+}=2.0×10-4 mol·L-1
C.n从0增加到2,[CuLn]+结合L的能力随之减小
D.若c{[CuL]+}=c{[CuL3]+},则2c{[CuL2]+}7.(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-1,(H2S)=10-6.97,(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+)
8.废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb及少量BaSO4,从中回收PbO的工业流程及一些难溶电解质的溶度积常数如下:
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
下列说法错误的是(　　)。
A.“脱硫”的目的是将PbSO4转化为PbCO3
B.滤渣的主要成分为BaSO4
C.“酸浸”时加入的H2O2既可作氧化剂又可作还原剂
D.“沉铅”后的滤液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
9.已知H3XO3是二元弱酸,常温下,向10 mL 0.10 mol·L-1 K2HXO3溶液中滴加0.10 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸体积的关系如图所示,下列说法正确的是 (　　)。
A.b点时,溶液中c(Cl-)=c(HX)+c(H2X)+c(H3XO3)
B.常温下,H3XO3的一级电离常数数量级是10-4
C.H3XO3与足量的KOH溶液反应的离子方程式为H3XO3+3OH-X+3H2O
D.水的电离程度:c>b>a
10.(2025河北卷)已知Cu2+和L3-结合形成两种配离子[CuL]-和[CuL2]4-。常温下,0.100 mol·L-1的H3L和0.002 mol·L-1的CuSO4混合溶液中,HL2-和L3-的浓度对数lg c(实线)、含铜微粒的分布系数δ(虚线){例如=}与溶液pH的关系如图所示:
下列说法错误的是(　　)。
A.Cu2++L3-[CuL]-,K=109.4
B.HL2-H++L3-,K=10-11.6
C.图中a点对应的pH=4.2
D.当pH=6.4时,体系中c(HL2-)>c([CuL2]4-)>c([CuL]-)>c(L3-)
二、非选择题
11.0.010 mol·L-1 的二元酸H2A溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH变化如图所示。
(1)用离子方程式说明Na2A溶液显碱性的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　,该反应的平衡常数表达式K=　　　　　　　;溶液中c(Na+)+c(H+)=　　　　　。
(2)若升高温度,发现溶液的碱性增强,说明随温度升高,该反应的平衡常数K　　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)H2A分两步发生电离,对应的电离平衡常数分别为。由图确定下列数据(保留整数位):
①-lg=　　　　;=　　　　。
②将0.020 mol·L-1 Na2A溶液和0.010 mol·L-1盐酸等体积混合,所得溶液的pH约为　　　　。
(4)0.010 mol·L-1的NaHA溶液中,HA-的水解常数Kh约为　　　　;该溶液中离子浓度由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　　　　　。
12.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)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0.1 mol·L-1的HAc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 n(NaAc)∶n(HAc) 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。
(2)小组分析实验数据发现: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。
(ⅰ)移取20.00 mL HAc溶液,加入2滴酚酞溶液,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗体积为22.08 mL,则该HAc溶液的浓度为　　　　 mol·L-1。请画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点。
(ⅱ)用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L-1 NaOH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。
(3)小组进一步提出:如果只有浓度均约为0.1 mol·L-1 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20.00 mL HAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液V1 mL
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。
(4)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　　　　　。
参考答案
1.B　解析:加入NaOH固体,C的水解平衡逆向移动,但溶液中c(OH-)较原来增大,故溶液pH增大,A项错误。升高温度,促使C的水解平衡正向移动,c(OH-)较原来增大,B项正确。稀释溶液,C的水解平衡正向移动,C水解程度增大,但由于溶液体积增大程度更大,所以c(OH-)减小,由于温度不变,KW不变,则c(H+)增大,C项错误。Na2CO3溶液中,由电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-),D项错误。
2.D　解析:无法确定该酸为一元酸还是多元酸,若为一元酸,可确定其为强酸,A项错误;Fe3+可发生水解反应:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+　ΔH>0,滴入几滴浓硫酸,c(H+)增大会使平衡左移,浓硫酸遇H2O放热会使平衡右移,无法探究H+对Fe3+水解的影响,B项错误;AgNO3溶液过量,Ag+与I-可直接结合生成AgI沉淀,无法比较AgCl和AgI的Ksp大小,C项错误;将氯气通入Na2S溶液中,发生反应:Cl2+S2-2Cl-+S↓,可验证Cl2的氧化性,D项正确。
3.C　解析:相同温度下,酸的电离常数越大,该酸的酸性越强,较强酸能与较弱酸的盐反应生成弱酸,根据反应推知酸的强弱顺序是HCN4.D　解析:AgNO3溶液中加入KSCN溶液,当c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN)时,析出白色沉淀AgSCN,A项正确。AgSCN固体在水溶液中存在溶解平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),B项正确。①中滴加Fe(NO3)3溶液,溶液不变红,说明AgSCN溶解产生的c(SCN-)较低,不能显色,C项正确。②中滴加KI溶液,Ag+与I-反应生成黄色沉淀AgI,溶液变红,说明AgSCN向AgI沉淀转化,D项错误。
5.B　解析:H2SeO4第一步完全电离,则KHSeO4只电离不水解,溶液显酸性,A项错误;根据物料守恒可知,K2SeO4溶液中存在c(K+)=2[c(HSe)+c(Se)],B项正确;0.5 mol·L-1的H2SeO4溶液中,c(HSe)+c(Se)=0.5 mol·L-1,C项错误;向H2SeO4溶液中滴加KOH溶液至中性时,c(H+)=10-7 mol·L-1,=2.18×105,D项错误。
6.C　解析:分析图像知,随溶液中lgc(L)(即乙腈浓度的对数)增大,Cu+与乙腈(L)依次发生以下反应:①Cu++L[CuL]+　K1,②[CuL]++L[CuL2]+　K2,③[CuL2]++L[CuL3]+　K3。
依据图中特殊点(-2.63,0.48),得K1==102.63,同理可得,K2=101.39,K3=100.27,因K1>K2>K3,n从0增加到2,[CuLn]+结合L的能力随之减小,C项正确。反应①+②+③可得Cu++3L[CuL3]+　K=K1·K2·K3=102.63×101.39×100.27=104.29,则lg K=lg 104.29=4.29,A项错误。依据图像,当溶液中c(Cu+)=c{[CuL]+}时,δ(Cu+)=δ{[CuL]+}=0.48,则δ{[CuL2]+}≈0.04,总铜浓度为1.0×10-3 mol·L-1,可得此时溶液中c{[CuL2]+}≈4×10-5 mol·L-1,B项错误。[CuL]++2L[CuL3]+的K=K2·K3=101.39×100.27=101.66。若c{[CuL]+}=c{[CuL3]+},由CuL+2LCuL3的K=101.66得c(L)=10-0.83 mol·L-1。[CuL]++L[CuL2]+的K2=101.39,c{[CuL]+}=c{[CuL3]+}即c(L)=10-0.83 mol·L-1时,c{[CuL2]+}∶c{[CuL]+}=101.39∶100.83=100.56>2,则2c{[CuL2]+}>4c{[CuL]+}=c{[CuL]+}+3c{[CuL3]+},D项错误。
7.B　解析:Na2S溶液中存在下列转化:Na2S2Na++S2-,H2OH++OH-,S2-+H2OHS-+OH-,HS-+H2OH2S+OH-,由电荷守恒可知:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A正确;Na2S溶液中,以S2-的第一步水解为主,有如下计算关系:Kh(S2-)==10-1.1,则,而c(HS-)<10-2 mol·L-1,所以=100.9>1,所以c(OH-)>c(S2-),B错误;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,反应的离子方程式为FeS+Cd2+Fe2++CdS,该反应的平衡常数为K==108.9>105,因此该反应能进行完全,反应完全后溶液中c(Fe2+)=0.01 mol·L-1,则c(Cd2+)= mol·L-1=10-10.9 mol·L-1<10-8 mol·L-1,C正确;Cd2++H2SCdS+2H+的平衡常数K=>105,反应完全,则所得溶液中c(H2S)=0.1 mol·L-1,c(H+)=0.02 mol·L-1,c(S2-)=,c(Cd2+)=8.D　解析:“脱硫”中,碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠,反应的离子方程式为PbSO4+CPbCO3+S,由表中数据可知,平衡常数K=>105,说明转化比较彻底,且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中,A项正确;加入碳酸钠时,BaSO4(s)+C(aq)BaCO3(s)+S(aq),K=<105,说明该反应正向进行的程度有限,且BaSO4不溶于醋酸,所以滤渣的主要成分为BaSO4,B项正确;“酸浸”时,过氧化氢能促进Pb、CH3COOH转化为Pb(CH3COO)2和H2O,H2O2作氧化剂,过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(CH3COO)2,铅元素化合价由+4价降低到+2价,PbO2是氧化剂,则过氧化氢是还原剂,“酸浸”时加入的H2O2既可作氧化剂又可作还原剂,C项正确;加入碳酸钠时,BaSO4(s)+C(aq)BaCO3(s)+S(aq),“脱硫”时生成少量BaCO3,“酸浸”时溶于醋酸,因此“沉铅”的滤液中,金属离子有Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+,“沉铅”后的滤液中还存在Pb2+,由电荷守恒得2c(Ba2+)+2c(Pb2+)+c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),D项错误。
9.A　解析:由题图可知,a点盐酸体积为5 mL,K2HXO3溶液与盐酸反应得到等浓度的K2HXO3、KH2XO3、KCl的混合溶液,溶液pH为6.1;b点盐酸体积为10 mL,K2HXO3溶液与盐酸反应得到等浓度的KH2XO3和KCl的混合溶液,c点盐酸体积为20 mL,K2HXO3溶液与盐酸反应得到H3XO3和KCl的混合溶液,溶液pH为2.0。由分析可知,b点为等浓度的KH2XO3和KCl的混合溶液,溶液中存在元素守恒关系:c(Cl-)=c(HX)+c(H2X)+c(H3XO3),A项正确;c点为H3XO3和KCl的混合溶液,溶液pH为2.0,由元素守恒可知,H3XO3的浓度为 mol·L-1,则H3XO3的一级电离常数约为=3×10-3,数量级为10-3,B项错误;H3XO3为二元弱酸,与足量的KOH溶液反应生成K2HXO3和水,反应的离子方程式为H3XO3+2OH-HX+2H2O,C项错误;HX在溶液中水解促进水的电离、H3XO3在溶液中电离出的H+抑制水的电离,a到c的过程中,HX的浓度减小、H3XO3的浓度增大,则水的电离程度的大小顺序为a>b>c,D项错误。
10.C　解析:在混合溶液中存在以下平衡:HL2-H++L3-,Cu2++L3-[CuL]-,[CuL]-+L3-[CuL2]4-。随溶液pH增大,平衡HL2-H++L3-正向移动,生成更多的L3-,说明在pH较小时c(HL2-)>c(L3-),则曲线Ⅰ代表lg c(HL2-),曲线Ⅱ代表lg c(L3-)。随溶液pH增大,溶液中c(L3-)增大,L3-先与Cu2+结合生成[CuL]-,然后发生反应[CuL]-+L3-[CuL2]4-,故溶液中持续减小,曲线Ⅲ代表先增大后减小,曲线Ⅳ代表一直增大,曲线Ⅴ代表。
曲线Ⅲ和曲线Ⅳ的交点处,即c(Cu2+)=c([CuL]-),此时对应的lg c(L3-)=-9.4,故A项涉及反应的K==109.4,A项正确。曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点处对应溶液的pH=11.6,即c(H+)=10-11.6 mol·L-1,B项涉及反应的K==c(H+)=10-11.6,B项正确。依据曲线Ⅳ和曲线Ⅴ的交点,此时对应的lg c(L3-)=-7.2。
反应①:Cu2++L3-[CuL]-　K1=109.4
反应②:[CuL]-+L3-[CuL2]4-　K2
K2==107.2,反应①+反应②可得:Cu2++2L3-[CuL2]4-　K=K1·K2=109.4×107.2=1016.6,即K==1016.6,可得c(L3-)=10-8.3 mol·L-1,a点对应c(HL2-)=10-1 mol·L-1,故反应HL2-H++L3-的K==10-11.6,求得c(H+)=10-4.3 mol·L-1,pH=4.3,C项错误。由图可知,当pH=6.4时,c(HL2-)=10-1 mol·L-1,此时对应的=0.90,=0.09。由HL2-H++L3-　K=10-11.6,K==10-11.6,可得c(L3-)=10-6.2 mol·L-1。依据Cu元素守恒,此时溶液中c([CuL]-)=0.09×0.002 mol·L-1=1.8×10-4 mol·L-1,c([CuL2]4-)=0.90×0.002 mol·L-1=1.8×10-3 mol·L-1,故当pH=6.4时,体系中c(HL2-)>c([CuL2]4-)>c([CuL]-)>c(L3-),D项正确。
11.答案 (1)A2-+H2OHA-+OH-　　c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)
(2)增大
(3)①6　1×10-10　②10
(4)1×10-8　c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)>c(A2-)
解析:(1)由图可知,H2A溶液中含有H2A、HA-、A2-,则H2A是二元弱酸;Na2A溶液中A2-发生水解而使溶液呈碱性:A2-+H2OHA-+OH-。Na2A溶液呈电中性,由电荷守恒可得,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)。
(2)升高温度,溶液的碱性增强,则溶液中c(OH-)增大,说明升高温度,A2-的水解平衡正向移动,则水解平衡常数增大。
(3)①H2A分两步发生电离:H2AHA-+H+、HA-A2-+H+,则有;由图可知,H2A和HA-的物质的量分数均为0.5时,溶液的pH=6,则c(HA-)=c(H2A)时,c(H+)=1×10-6 mol·L-1,则有=c(H+)=1×10-6,-lg =6。HA-和A2-的物质的量分数均为0.5时,溶液pH=10,则c(HA-)= c(A2-)时,c(H+)=1×10-10 mol·L-1,则有=c(H+)=1×10-10。
②0.020 mol·L-1 Na2A溶液和0.010 mol·L-1盐酸等体积混合,两者发生反应,得到等浓度Na2A、NaHA和NaCl混合溶液,由图可知,溶液的pH=10。
(4)0.010 mol·L-1的NaHA溶液中,存在水解平衡:HA-+H2OH2A+OH-,则水解常数Kh==1×10-8。NaHA溶液中存在HA-的电离平衡和水解平衡,由于Kh>,则HA-的水解程度大于其电离程度,NaHA溶液呈碱性,且HA-的水解程度较小,Na+不发生水解,故溶液中离子浓度大小:c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)>c(A2-)。
12.答案 (1)① 3.00　33.00
②正　实验Ⅱ相当于在实验Ⅰ的基础上将HAc溶液稀释到原来的10倍,如果平衡不发生移动,则稀释后c(H+)应为实验Ⅰ的,pH应为3.86,但实际为pH=3.36,说明稀释HAc溶液时,电离平衡正向移动
(2)0.110 4
(3)移取20.00 mL HAc溶液,全部滴入步骤Ⅰ所得溶液中并搅拌均匀
(4)次氯酸,可用作漂白剂、消毒剂(合理即可)
解析:(1)① 由表中信息n(NaAc)∶n(HAc)=3∶4可知,n(NaAc)=n(HAc);又因为NaAc溶液和HAc溶液的浓度相等,故V(NaAc)=V(HAc)=3.00 mL;由题干信息得知,此表中溶液总体积相同。故b=40.00-4.00-3.00=33.00。②实验Ⅱ相当于在实验Ⅰ的基础上将HAc溶液稀释到原来的10倍,如果平衡不发生移动,则稀释后c(H+)应为实验Ⅰ的,pH应为3.86,但实际为pH=3.36,说明稀释HAc溶液时,电离平衡正向移动。
(2)HAc为一元酸,故进行中和滴定时,消耗的n(NaOH)应等于n(HAc),故c(HAc)×20.00 mL=0.100 0 mol·L-1×22.08 mL,解得c(HAc)=0.110 4 mol·L-1。
(3)由(4)的题干信息可知,要准确测量出Ka,需要醋酸与醋酸钠的物质的量相同。步骤Ⅰ中生成的醋酸钠的物质的量为c(HAc)×20.00 mL,故还需要滴加20.00 mL HAc溶液。
(4)常见无机弱酸及其用途:硼酸,可用于处理碱灼伤;碳酸,可用于制作碳酸饮料;硅酸,可用于制硅胶做干燥剂;磷酸,可用于生产化肥;次氯酸,可用于制漂白剂和消毒剂(合理即可)。专题突破练十一　水溶液中的离子平衡(B)
一、选择题
1.关于室温下pH相同、体积相同的氨水与氢氧化钠两种稀溶液,下列叙述正确的是 (　　)。
A.氨水中的c(N)与NaOH溶液中的c(Na+)相同
B.温度均升高20 ℃(不考虑挥发),两溶液的pH均不变
C.加水稀释相同的倍数后,两种溶液的pH仍相同
D.与等物质的量浓度的盐酸反应,恰好中和时所消耗的盐酸的体积相同
2.已知H2S是二元弱酸,将a mol·L-1 NaHS(显碱性)与b mol·L-1 NaOH两种稀溶液等体积混合,所得溶液中粒子间的物质的量浓度关系正确的是(　　)。
A.a=b时,c(Na+)+c(H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
B.a=b时,c(Na+)>c(S2-)>c(HS- )>c(OH-)
C.a=2b时,c(S2-)>c(HS- )>c(OH-)>c(H+)
D.a=4b时,4c(Na+)=5c(S2-)+5c(HS-)+5c(H2S)
3.实验测得等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的pH随温度变化如图所示。下列说法错误的是(　　)。
A.NaHCO3和Na2CO3水解均是吸热反应
B.M点之前,升温pH减小,主要原因是升温促进水的电离
C.N点时NaHCO3已经完全分解
D.若将N点溶液恢复到25 ℃,pH>8.62
4.(2024广西卷)573 K、高压条件下,一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解:C6H5CN(苯甲腈)→C6H5CONH2(苯甲酰胺)→C6H5COOH(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用X、Y、Z表示)的物质的量分数x(A)随时间t的变化曲线,其中x(A)=。下列说法错误的是(　　)。
A.水解产物除了Y、Z还有NH3
B.a点时v(Y)消耗=v(Y)生成
C.x(Z)在15 min前基本不变,15 min后明显增大,可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用
D.任意25 min时间段内存在v(X)=v(Y)+v(Z)
5.(2025黑吉辽卷)室温下,将0.1 mol AgCl置于0.1 mol·L-1 NH4NO3溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,Ag++NH3[Ag(NH3)]+和Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数分别为K1和K2;N的水解常数Kh(N)=10-9.25。下列说法错误的是 (　　)。
A.Ⅲ为[Ag(NH3)2]+的变化曲线
B.D点:c(N)-c(OH-)>0.1 mol·L-1-c(H+)
C.K1=103.24
D.C点:c(NH3)=10-3.52 mol·L-1
6.柠檬酸是番茄中最常见的天然酸性物质,其分子结构简式为(用H3R表示)。常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H3R溶液的滴定曲线如图所示。已知常温下柠檬酸的电离常数为=1.0×10-3.1,=1.0×10-4.8,=1.0×10-6.4。下列叙述正确的是(　　)。
A.a点溶液中,c(Na+)=c(H2R-)+2c(HR2-)+3c(R3-)
B.b点溶液中,c(Na+)>c(HR2-)>c(H2R-)>c(R3-)
C.常温下Na2HR溶液加水稀释过程中,减小
D.常温下R3-的水解常数为1.0×10-9.2
7.向100 mL 5.0 mol·L-1的NaOH溶液中通入H2S气体,含硫粒子在不同pH溶液中的分布系数(δ)如图所示。下列说法正确的是(　　)。
A.曲线m表示pH与HS-的变化关系
B.S2-+H+HS-的平衡常数数量级为1014
C.HS-的电离程度大于水解程度
D.配制Na2S溶液时可将Na2S固体直接溶于水
8.某硫酸盐在水中的沉淀溶解平衡图像如下(M2+代表+2价金属离子)。下列说法正确的是(　　)。
A.363 K时,该硫酸盐的溶度积Ksp的数量级为10-3
B.温度一定时溶度积Ksp随c(S)的增大而减小
C.313 K下的该盐饱和溶液升温到363 K时有固体析出
D.283 K下的该盐饱和溶液升温到313 K时有固体析出
9.(2025河南卷)乙二胺(H2NCH2CH2NH2,简写为Y)可结合H+转化为[H2NCH2CH2NH3]+(简写为HY+)、[H3NCH2CH2NH3]2+(简写为H2Y2+)。Ag+与Y可形成[AgY]+和[AgY2]+两种配离子。室温下向AgNO3溶液中加入Y,通过调节混合溶液的pH改变Y的浓度,从而调控不同配离子的浓度(忽略体积变化)。混合溶液中Ag+和Y的初始浓度分别为1.00×10-3 mol·L-1和1.15×10-2 mol·L-1。-lg[c(M)/(mol·L-1)]与-lg[c(Y)/(mol·L-1)]的变化关系如图1所示(其中M代表Ag+、[AgY]+或[AgY2]+),分布系数δ(N)与pH的变化关系如图2所示(其中N代表Y、HY+或H2Y2+)。比如δ(H2Y2+)=。
图1
图2
下列说法错误的是(　　)。
A.曲线Ⅰ对应的离子是[AgY2]+
B.δ(HY+)最大时对应的pH=8.39
C.反应Ag++Y[AgY]+的平衡常数K1=104.70
D.-lg[c(Y)/(mol·L-1)]=3.00时,c(HY+)>c(H2Y2+)>c(Y)
10.实验室模拟侯氏制碱法制NaHCO3的过程,将CO2通入饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl),实验现象及数据如图1所示,含碳粒子在水溶液中的物质的量分数(δ)与pH的关系如图2所示。
图1
图2
下列说法正确的是(　　)。
A.0 min时,溶液中c(Na+)+c(N)=c(Cl-)
B.0~60 min内,发生的主要反应为CO2+Na++NH3·H2ONaHCO3↓+N
C.0~60 min内,水的电离程度一直减小
D.0~100 min内,n(Na+)、n(Cl-)均保持不变
二、非选择题
11.(1)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(N)　　　　(填“>”“<”或“=”)c(HC);反应N+HC+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=　　　　　　　。(已知常温下NH3·H2O的电离常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离常数=4×10-7,=4×10-11)
(2)已知Ksp[Mg(OH)2]=2×1,在某MgSO4溶液里c(Mg2+)=0.002 mol·L-1,如果生成Mg(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于　　　;在0.20 L的0.002 mol·L-1 MgSO4溶液中加入等体积的0.10 mol·L-1的氨水,电离常数Kb(NH3·H2O)=2×10-5,试计算　　　　　　(填“有”或“无”)Mg(OH)2沉淀生成。
(3)CuCl悬浊液中加入Na2S,发生的反应为2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq),该反应的平衡常数K=　　　　　　　　[已知Ksp(CuCl)=1.2×10-6,Ksp(Cu2S)=2.5×10-43]。
(4)已知常温下H2SO3的电离常数:=1.0×10-1.9,=1.0×10-7.2,计算0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液的pH为　　　　　　　　(忽略S的二级水解)。
12.乙二酸(H2C2O4)俗称草酸,在实验研究和化学工业中应用广泛。
(1)室温下,测得0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液pH=1.3,写出草酸的电离方程式: 　　　　　　　　　　　　。
(2)草酸溶液中各粒子的物质的量分数随溶液pH变化关系如下图所示:
①向草酸溶液中滴加KOH溶液至pH=2.5时发生的主要反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　。
②0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,下列粒子浓度关系正确的是　　　　(填字母)。
a.c(K+)+c(H+)=c(HC2)+c(C2)+c(OH-)
b.c(K+)>c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4)
c.c(K+)=c(HC2)+c(C2)+c(H2C2O4)
(3)工业上利用硫酸亚铁与草酸反应制备草酸亚铁晶体,其离子方程式为Fe2++H2C2O4+xH2OFeC2O4·xH2O↓+2H+。
①制备时需添加氨水以提高FeC2O4·xH2O的产率,从化学平衡移动原理角度解释原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②测定草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)的x值,实验如下:
称取0.540 0 g草酸亚铁晶体溶于一定浓度的硫酸中,用酸性KMnO4溶液滴定。到达滴定终点时,消耗0.100 0 mol·L-1的酸性KMnO4溶液18.00 mL。
已知:滴定过程中铁、碳元素分别被氧化为Fe3+、CO2,锰元素被还原为Mn2+,则FeC2O4·xH2O中x=　　　　(FeC2O4的摩尔质量是144 g·mol-1)。
参考答案
1.A　解析:pH相同的氨水与氢氧化钠两种稀溶液,NH3·H2ON+OH-,NaOHNa++OH-,pH相同,氢氧根离子浓度相同,c(N)、c(Na+)相同,A项正确。温度升高20 ℃,促进NH3·H2ON+OH-正向移动,氢氧根离子浓度增大,pH增大,升高温度KW增大,NaOH溶液pH减小,B项错误。pH相同的氨水与氢氧化钠两种稀溶液,加水稀释相同的倍数后,促进NH3·H2O的电离,而氢氧化钠的电离不变,故氨水中c(OH-)大于氢氧化钠溶液,所以两种溶液的pH不相同,C项错误。pH相同、体积相同的氨水与氢氧化钠两种稀溶液,NH3·H2O为弱电解质,氨水中溶质的浓度大于氢氧化钠溶液,与等物质的量浓度的盐酸反应,氨水消耗盐酸的体积比氢氧化钠溶液消耗盐酸的体积大,D项错误。
2.D　解析:当a=b时,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-),A项错误。当a=b时,等物质的量的NaHS和NaOH混合,根据化学式中出现的离子浓度大于化学式中未出现的离子浓度,故Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-),B项错误。当a=2b时,有等物质的量的Na2S和NaHS,溶液显碱性,根据化学式中出现的离子浓度大于化学式中未出现的离子浓度可知: c(HS- )>c(S2-)>c(OH-)>c(H+),C项错误。当a=4b时,溶液中含3份NaHS、1份Na2S,根据元素质量守恒有:4c(Na+)=5c(S2-)+5c(HS-)+5c(H2S),D项正确。
3.C　解析:盐类的水解可看作中和反应的逆反应,中和反应放热,则盐类的水解是吸热反应,A项正确。升高温度,NaHCO3的水解程度增大,使溶液pH增大,同时温度升高,KW增大,使溶液的pH减小,M点之前NaHCO3溶液的pH减小,说明温度升高,促进水的电离起主导作用,B项正确。M点到N点,溶液的pH增大,是由于NaHCO3分解生成Na2CO3,Na2CO3水解使溶液的碱性增大,但不能判断NaHCO3是否完全分解,C项错误。N点溶液中Na2CO3含量大,Na2CO3的水解程度大于NaHCO3,故N点溶液恢复到25 ℃,溶液的pH>8.62,D项正确。
4.D　解析:苯甲腈在溶液中发生连续水解:C6H5CN+H2OC6H5CONH2,C6H5CONH2+H2O
C6H5COOH+NH3,有NH3生成,A项正确。a点之前x(Y)逐渐增大,v(Y)消耗v(Y)生成,a点是Y物质的量分数的最大值,则生成和消耗的速率相等,即v(Y)消耗=v(Y)生成,B项正确。x(Z)在15 min前基本不变,15 min后明显增大,在没有另加物质、没有改变反应条件的情况下,可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用,C项正确。根据图像所示,反应的前期应该有v(X)=v(Y)+v(Z),a点之后,v(X)明显减小,v(Z)显著增大,三者的速率关系不再满足v(X)=v(Y)+v(Z),D项错误。
5.B　解析:将0.1 mol AgCl置于0.1 mol·L-1 NH4NO3溶液中,随pH增大,发生的变化过程有AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag++NH3[Ag(NH3)]+、Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+,即随着溶液pH增大,NH3、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+的浓度依次增大,由于开始阶段相当于AgCl的饱和溶液,则c(Ag+)基本不变,故可确定:曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为Ag+、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+、NH3的变化曲线。曲线Ⅲ表示[Ag(NH3)2]+的变化曲线,A项正确。D点时,依据电荷守恒,溶液中存在c(N)+c(H+)+c(Ag+)+c([Ag(NH3)]+)+c([Ag(NH3)2]+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(N),由于c(N)=0.1 mol·L-1,且c(Cl-)=c(Ag+)+c([Ag(NH3)]+)+c([Ag(NH3)2]+),故c(N)+c(H+)=c(OH-)+0.1 mol·L-1成立,B项错误。图像中pH=7.02时,c(Ag+)=c([Ag(NH3)]+),即K1=,而此时溶液中c(NH3)=10-3.24 mol·L-1,故K1=103.24,C项正确。图像中pH=6.45时,c([Ag(NH3)]+)=c([Ag(NH3)2]+),根据反应②:Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+、反应①:Ag++NH3[Ag(NH3)]+,由反应②-反应①可得:[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+,则=103.80,故K2=K1·=103.24×103.80=107.04。在C点时,c(Ag+)=c([Ag(NH3)2]+),利用反应②知:K2==107.04,故c(NH3)= mol·L-1=10-3.52 mol·L-1,D项正确。
6.C　解析:a点溶液为NaH2R溶液,溶液呈酸性,由电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2R-)+2c(HR2-)+3c(R3-),A项错误;b点溶液为Na2HR溶液,溶液呈酸性,HR2-的电离程度大于其水解程度,故离子浓度大小为c(Na+)>c(HR2-)>c(R3-)>c(H2R-),B项错误;Na2HR溶液呈酸性,加水稀释过程中,溶液中c(H+)减小,则溶液中c(OH-)增大,常温下加水稀释过程中,HR2-的水解常数保持不变,加水稀释过程中c(OH-)增大,,则减小,C项正确;常温下,R3-的水解常数==1.0×10-7.6,D项错误。
7.B　解析:在NaOH溶液中通入H2S气体,含硫粒子包括H2S、HS-、S2-,其中S2-水解,溶液显碱性,H2S电离而使溶液显酸性。曲线m上表示的粒子随着pH的增大,分布系数(δ)逐渐减小,因此曲线m表示pH与H2S的变化关系,A项错误。S2-+H+HS-的平衡常数K=,当c(S2-)= c(HS-)时,pH=14.1,c(H+)=10-14.1 mol·L-1,即K=1014.1,因此S2-+H+HS-的平衡常数数量级为1014,B项正确。当溶液中主要存在HS-时,溶液显碱性,说明HS-的电离程度小于水解程度,C项错误。Na2S能够水解,为了抑制水解,配制Na2S溶液时可将Na2S固体溶于一定浓度的氢氧化钠溶液中,再稀释,D项错误。
8.C　解析:363 K时,Ksp=c(M2+)·c(S)=10-1.70×10-1.50=10-3.20,即Ksp的数量级为10-4,A项错误。溶度积常数只与温度有关,与物质的浓度无关,B项错误。363 K时Ksp最小,313 K时Ksp最大,故313 K下的该盐饱和溶液升温到363 K时有固体析出,C项正确。温度由283 K升高到313 K,物质的溶解度增大,溶液由饱和溶液变为不饱和溶液,因此不会有固体析出,D项错误。
9.D　解析:由题可知,Y的浓度越大,生成的[AgY2]+越多,溶液中Ag+的浓度越小,则图1中Ⅰ代表[AgY2]+,Ⅱ代表[AgY]+,Ⅲ代表Ag+,A项正确;pH越大,碱性越强,随着pH增大,H2Y2+先转化成HY+,再转化为Y,故图2中Ⅳ代表H2Y2+,Ⅴ代表HY+,Ⅵ代表Y;由图2可知,①H2Y2+HY++H+　K1=10-6.85,②HY+H++Y　K2=10-9.93,当δ(HY+)最大时,Y和H2Y2+的分布系数相等,浓度也相等,由①+②可得,H2Y2+Y+2H+　K=K1·K2==c2(H+)=10-16.78,则c(H+)=10-8.39 mol·L-1,pH=8.39,B项正确;由图1中Ⅱ和Ⅲ的交点可得,反应Ag++Y[AgY]+的平衡常数K1==104.70,C项正确;当-lg[c(Y)/(mol·L-1)]=3.00时,c(Y)=10-3 mol·L-1,δ(Y)=≈0.087,处在Ⅳ和Ⅵ交点的右侧,由图可知c(Y)>c(H2Y2+),D项错误。
10.B　解析:0 min时,溶液是饱和氨盐水,溶质为NH3、NaCl,溶液显碱性,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),则c(Na+)+c(N)>c(Cl-),A项错误;0~60 min内,反应生成的少量白色沉淀为NaHCO3晶体,发生的主要反应的离子方程式为CO2+Na++NH3·H2ONaHCO3↓+N,B项正确;0 min时溶液是饱和氨盐水,溶质为NH3、NaCl,一水合氨抑制水的电离,60 min时,随着通入二氧化碳反应消耗一水合氨,水的电离程度增大,C项错误;0~100 min内,随着反应的进行,产生NaHCO3晶体,n(Cl-)保持不变,n(Na+)减小,D项错误。
11.答案 (1)>　1.25×10-3
(2)10　有
(3)5.76×1030
(4)4.1
解析:(1)由于NH3·H2O的电离常数大于HC的电离常数,再根据盐类水解规律可得HC的水解程度更大,因此c(N)>c(HC);反应N+HC+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K====1.25×10-3。
(2)MgSO4溶液中c(Mg2+)=0.002 mol·L-1,沉淀平衡时c(OH-)= mol·L-1=10-4 mol·L-1,则c(H+)=10-10 mol·L-1,因此生成Mg(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于10;在0.20 L 0.002 mol·L-1 MgSO4溶液中加入等体积的0.10 mol·L-1的氨水,镁离子浓度变为0.001 mol·L-1,c(OH-)= mol·L-1=0.001 mol·L-1,c(Mg2+)·c2(OH-)=10-9>Ksp=2×10-11,有沉淀产生。
(3)反应2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq)的平衡常数K==5.76×1030。
(4)HSS+H+的电离常数为==1.0×10-7.2,c(S)≈c(H+),c(HS)=0.1 mol·L-1,则c2(H+)=1.0×10-7.2×c(HS)=1.0×10-7.2×0.1=10-8.2,c(H+)=10-4.1 mol·L-1,故pH=-lg c(H+)=4.1。
12.答案 (1)H2C2O4HC2+H+,HC2C2+H+
(2)①H2C2O4+OH-HC2+H2O　②bc
(3)①NH3·H2O与生成的H+反应,使c(H+)减小,平衡向正反应方向移动,产生更多的FeC2O4·xH2O
②2
解析:(2)①由图可知,pH=2.5时,溶液中主要存在HC2,故草酸溶液中滴加KOH溶液至pH=2.5,反应生成KHC2O4,离子方程式为H2C2O4+OH-HC2+H2O。
②0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,由电荷守恒可得:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2)+2c(C2),a项错误。由图可知,KHC2O4溶液呈酸性,则HC2的水解程度小于其电离程度,则有c(C2)>c(H2C2O4),故溶液中:c(K+)>c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4),b项正确。KHC2O4溶液中存在HC2的水解和电离平衡,据物料守恒可得c(K+)=c(HC2)+c(C2)+c(H2C2O4),c项正确。
(3)②根据电子得失守恒可得,Mn与FeC2O4·xH2O的关系式为3Mn~5FeC2O4·xH2O,达到滴定终点时,消耗18.00 mL 0.100 0 mol·L-1 KMnO4溶液,则有n(FeC2O4·xH2O)=×0.100 0 mol·L-1×18.00×10-3 L=3×10-3 mol,草酸亚铁晶体的质量为0.540 0 g,则有M(FeC2O4·xH2O)==180 g·mol-1,又知M(FeC2O4)=144 g·mol-1,故FeC2O4·xH2O中x==2。

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