选择题突破12 四大平衡常数的综合考查(含解析)2026届高考化学二轮专题复习 模块五 反应变化与规律

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选择题突破12 四大平衡常数的综合考查(含解析)2026届高考化学二轮专题复习 模块五 反应变化与规律

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四大平衡常数的综合考查
【真题研析 明方向】
1.(2025·四川卷)H2A是一种二元酸,MA是一种难溶盐。图中曲线分别表示室温下:
(i)0.10 mol·L-1的H2A溶液中,各物种的lg[c/(mol·L-1)]与pH的关系
(ⅱ)含MA(s)的0.10 mol·L-1 Na2A溶液中,lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与pH的关系
下列说法正确的是(  )
A.曲线④表示lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与pH的关系
B.(ⅰ)中pH=2.00时,=10-1.46
C.pKsp(MA)=5.60
D.(ⅱ)中增加MA(s),平衡后溶液中H2A、HA-、A2-浓度之和增大
2.(2025·云南卷)甲醛法测定NH的反应原理为4NH+6HCHO===(CH2)6N4H++3H++6H2O。取含NH4Cl的废水浓缩至原体积的后,移取20.00mL,加入足量甲醛反应后,用0.01000 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定。滴定曲线如图1,含氮微粒的分布分数δ与pH关系如图2[比如:δ[(CH2)6N4H+]=]。下列说法正确的是(  )
A.废水中NH4Cl的含量为20.00 mg·L-1
B.c点:c[(CH2)6N4H+]+c(H+)===c(OH-)
C.a点:c[(CH2)6N4H+]>c(H+)>c(OH-)>c[(CH2)6N4]
D.(CH2)6N4H+(CH2)6N4+H+的平衡常数K≈7.3×10-6
3.(2025·全国卷)HF总浓度c总(HF)为0.1000 mol·L- 的水溶液中存在平衡HFH++F-、HF+F-HF。溶液中c(HF) 、c(HF) 、c(F-)与pH关系如下图所示。下列叙述正确的是(  )
A.M、N分别为c(HF)~pH、c(HF)~pH关系曲线 B.K1=≈7×10-4,K2=eq \f(c(HF),c(HF)×c(F-))≈5
C.溶液中c总(HF)===c(F-)+c(HF)+c(HF) D.pH=1的溶液中c(H+)===c(F-)+c(HF)+c(OH-)
4.(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1.0×10-3mol·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]+}=2.0×10-4mol·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]+}<c{[CuL]+}+3c{[CuL3]+}
5.(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lgc(实线)、含铜微粒的分布系数δ(虚线)[例如
δ(Cu2+)=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-)
6.(2025·山东卷)常温下,假设1 L水溶液中Co2+和C2O初始物质的量浓度均为0.01 mol·L-1。平衡条件下,体系中全部四种含碳物种的摩尔分数随pH的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。已知:体系中含钴物种的存在形式为Co2+,CoC2O4(s)和Co(OH)2(s);Ksp(CoC2O4)=6.0×10-8,Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15。下列说法正确的是(  )
A.甲线所示物种为HC2O
B.H2C2O4的电离平衡常数Ka2=10-a
C.pH=a时,Co2+物质的量浓度为1.6×10-3 mol·L-1
D.pH=b时,物质的量浓度:c(OH-)<c(C2O)
7.(2025·河南卷)乙二胺(H2CH2CH2NH2,简写为Y)可结合H+转化为[H2CH2CH2NH3]+(简写为HY+)[H3CH2CH2NH3]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1.00×10-3mol·L-1和1.15×10-2mol·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+)=。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)
8.(2025·安徽卷)H2A是二元弱酸,M2+不发生水解。25℃时,向足量的难溶盐MA粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中lg[c(M2+)/mol·L-1]与pH的关系如下图所示。下列说法正确的是(  )
已知25℃时,Ka1(H2A)=10-1.6,Ka2(H2A)=10-6.8,lg2=0.3
A.25℃时,MA的溶度积常数Ksp(MA)=10-6.3
B.pH=1.6时,溶液中 c(M2+)>c(Cl-)>c(HA-)>c(A2-)
C.pH=4.5时,溶液中c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
D.pH=6.8时,溶液中c(H+)+2c(HA-)+c(H2A)=c(OH-)+c(Cl-)
9.(2025·黑吉辽蒙卷)室温下,将0.1 mol AgCl置于0.1mol·L-1NH4NO3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,NH的水解常数Kh(NH)=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(NH)-c(OH-)>0.1-c(H+)
C.K1=103.24 D.C点:c(NH3)=10-3.52 mol·L-1
10.(2024·福建卷)将草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,平衡时部分组分的lgc-lgc0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=10-1.3,Ka2=10-4.3。下列说法错误的是( )
A.lgc0(HCl)=-1.2时,溶液pH=1.3
B.任意c0(HCl)下均有:c(Ca2+)=c(HC2O)+c(H2C2O4)+c(C2O)
C.CaC2O4(s)+2H+(aq)===Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常数为10-3.0
D.lgc0(HCl)=-4.1时,2(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+2c(HC2O)+c(Cl-)
【核心考点精讲 固基础】
1.电离常数(Ka或Kb)与电离度(α)的关系(以一元弱酸HA为例)
25 ℃,c mol·L-1的弱酸HA,设电离度为α
HA H+ + A-
起始浓度/mol·L-1 c酸 0 0
变化浓度/mol·L-1 c酸·α c酸·α c酸·α
平衡浓度/mol·L-1 c酸-c酸·α c酸·α c酸·α
电离平衡常数Ka==,由于α很小,可认为1-α≈1
则Ka=c酸·α2,α= (越稀越电离)
2.水的离子积常数、电离常数、水解常数、溶度积常数之间的关系
已知:常温下,H2S的电离常数为Ka1、Ka2,Cu(OH)2、CuS、Ag2S的溶度积常数分别为Ksp[Cu(OH)2]、Ksp(CuS)、Ksp(Ag2S)
(1)水解常数与电离常数、离子积常数之间的关系
常温下的Na2S溶液中:S2-的水解常数Kh1=,HS-的水解常数Kh2=
S2-+H2OHS-+OH-,Kh1===
HS-+H2OH2S+OH-,Kh2===
(2)水解常数与溶度积、离子积之间的关系
常温下的CuCl2溶液中:Cu2+的水解常数Kh=eq \f(K,Ksp[Cu(OH)2])
Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,Kh===eq \f(K,Ksp[Cu(OH)2])
(3)平衡常数与电离常数、溶度积之间的关系
①反应CuS(s)+2Ag+(aq)Cu2+(aq)+Ag2S(s)的平衡常数K===
②反应CuS(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数
K===eq \f(c(Cu2+)·c(S2-),)=eq \f(c(Cu2+)·c(S2-)
,×)=
3.“四大常数”的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数越大,酸性(或碱性)越强
(2)判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱,电离常数越大,对应的盐水解程度越小,碱性(或酸性)越弱
(3)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律
(4)判断微粒浓度比值的变化:0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加水稀释,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大
4.根据题目中给出的数据或曲线图像进行判断或计算
(1)根据粒子浓度计算常数
(2)根据常数计算各粒子浓度
(3)根据计算出的Ka(或Kb)与Kh的大小判断溶液酸碱性
(4)根据Ksp与Q的大小判断是否有沉淀生成
(5)根据各常数之间的关系进行有关计算
【精准演练 提能力】
1.常温下可通过调节pH使Ca2+和Mn2+形成氟化物沉淀而分离。测得不同条件下体系中lg c(X)[c(X)为F-、Ca2+或Mn2+的物质的量浓度,单位为mol·L-1]与 lg[]的关系如图所示。已知Ksp(MnF2)>Ksp(CaF2)。下列说法正确的是(  )
A.L3代表lg c(Mn2+)与lg[]的关系
B.溶度积常数Ksp(CaF2)=10-5.9
C.“净化”过程中反应MnF2(s)+Ca2+(aq)Mn2+(aq)+CaF2(s)的平衡常数K=108
D.当lg[]=1时,c(F-)=10-2.1 mol·L-1
2.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。常温时,向10 mL 0.1 mol·L-1 HX溶液中逐滴加入x mol·L-1的氨水,电导率、pH与V(NH3·H2O)的关系变化如图所示(假设反应过程中温度不变)。下列分析错误的是(  )
A.a点溶液中:c(NH)<c(X-)
B.HX为弱酸
C.x=0.1,该温度下的Kb(NH3·H2O)≈10-4.6
D.该温度下反应HX+NH3·H2ONH+X-+H2O的平衡常数的数量级为10-4
3.室温下,通过下列实验探究Na2CO3的性质。已知:25 ℃时,H2SO3的Ka1(H2SO3)=1.4×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-8,H2CO3的Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,Ka2(H2CO3)=5.6×10-11。
实验1:配制50 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,测得溶液pH约为12;
实验2:取10 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,向其中加入少量CaSO4固体充分搅拌,一段时间后过滤。向滤渣中加入足量稀盐酸,固体完全溶解;
实验3:取10 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,向其中缓慢滴入等体积0.1 mol·L-1稀盐酸。
下列说法正确的是(  )
A.实验1所得溶液中,c(HCO)>c(CO)
B.根据实验2,可推测Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)
C.实验3反应后溶液中存在:c(Na+)=2[c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)]
D.25 ℃时,反应CO+H2SO3HCO+HSO的平衡常数K=4×10-9
4.常温下,H2S溶液中含硫粒子分布系数δ[比如:δ(HS-)=]与pH的关系如图1所示;金属硫化物M2S和NS在H2S饱和溶液(0.1 mol·L-1)中达沉淀溶解平衡时,-lg c与pH的关系如图2所示(c为金属离子浓度)。下列说法正确的是(  )
A.溶液中H2S的=10-5.93
B.直线④表示H2S饱和溶液中N2+的-lg c与pH的关系
C.金属硫化物M2S的pKsp=49.21
D.浓度均为0.01 mol·L-1的M+和N2+的混合溶液不能通过滴加H2S饱和溶液实现分离
5.常温下,往足量草酸钙固体与水的混合体系中加HCl或NaOH调节pH时溶质各微粒浓度lg c(M)(M代表H2C2O4、HC2O、C2O、Ca2+)随pH变化曲线如图所示,其中,虚线④代表lg c(Ca2+)的曲线。已知Ksp(CaC2O4)=10-8.62。下列有关说法正确的是(  )
A.H2C2O4的电离常数Ka1的数量级为10-5 B.pH=7时,c(HC2O)+2c(C2O)=2c(Ca2+)
C.水的电离程度:A>B>C D.A点时,c(H+)>c(HC2O>c(C2O)>c(OH-)
6.向CaC2O4饱和溶液(有足量CaC2O4固体)中通入HCl气体,调节体系pH促进CaC2O4溶解,总反应为CaC2O4+2H+Ca2++H2C2O4。平衡时lg[c(Ca2+)],分布系数δ(M)与pH的变化关系如图所示(其中M代表H2C2O4、HC2O或C2O)。比如δ(C2O)= eq \f(c(C2O),c总),c总=c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)。已知Ksp(CaC2O4)=10-8.63。下列说法正确的是(  )
A.曲线Ⅰ表示lg[c(Ca2+)]~pH的变化关系
B.pH=3时,溶液中c(Cl-)>c(HC2O)+2c(H2C2O4)
C.总反应CaC2O4+2H+Ca2++H2C2O4的平衡常数K=103.09
D.pH=5时,C2O和HC2O的分布系数关系为 eq \f(δ(C2O),δ(HC2O))>10
7.常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 H2S溶液中缓慢加入少量溶于水的MSO4粉末(已知MS难溶,忽略溶液体积变化),溶液中c(H+)与c(M2+)的变化关系如下图所示[横、纵坐标未按比例画,已知:Ka1(H2S)=1.0×10-9,Ka2(H2S)=1.0×10-13]。下列有关说法不正确的是(  )
A.a点溶液中c(H+)约为10-5mol·L-1
B.a、b、c三点中由水电离产生的c(H+)最小的是c点
C.Ksp(MS)约为1.0×10-24
D.c点溶液中可能存在关系:c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1 mol·L-1
8.向AgNO3溶液中滴加NaCl溶液,发生反应Ag++Cl-AgCl(s)和AgCl(s)+Cl-[AgCl2]-。-lg[c(M)/(mol·L-1)]与-lg[c(Cl-)/(mol·L-1)]的关系如下图所示(其中M代表Ag+或[AgCl2]-)。下列说法正确的是(  )
A.c(Cl-)=10-2.52mol·L-1时,溶液中c(NO)=2c([AgCl2]-)
B.c(Cl-)=10-1 mol·L-1时,溶液中c(Cl-)>c([AgCl2]-)>c(Ag+)
C.Ag++2Cl-[AgCl2]-的平衡常数K的值为10-5.04
D.用Cl-沉淀Ag+,溶液中Cl-浓度越大,沉淀效果越好
9.室温下,溶液中Pb2+和Ag+可与Cl-生成PbCl2、AgCl沉淀,也可形成PbCl、AgCl。向含Pb2+和Ag+的溶液中加入含Cl-的溶液,平衡时pM随pCl的变化关系如图所示。下列说法正确的是(  )
已知:①M表示Pb2+、Ag+、PbCl、AgCl
②pM=-lg c(M),pCl=-lg c(Cl-)
A.线b表示c(PbCl)的变化情况
B.PbCl2的Ksp数量级为10-10
C.反应AgCl(s)+Cl-(aq)AgCl(aq)的K=10-5.2
D.向浓度均为0.1 mol·L-1的Pb(NO3)2、AgNO3混合溶液中加入NaCl固体,pCl=5时
c(Ag+)+c(AgCl)<1×10-5 mol·L-1
10.室温下,调节GaCl3溶液的pH,测定含Ga微粒的浓度分数随pH的变化情况如下图所示。已知:Ksp[Fe(OH)3]=10-39,下列说法错误的是(  )
A.Ga3++OH-Ga(OH)2+的平衡常数的数量级为1012
B.pH=3时,c[Ga(OH)2+]>c[Ga(OH)]
C.向GaCl3溶液中加入NaOH溶液,会先生成沉淀,后沉淀溶解
D.常温下,从GaCl3、FeCl3混合溶液中分离出GaCl3、FeCl3,可将溶液pH调节到10,过滤后,分别向滤液、滤渣中加入足量稀盐酸
11.已知H2R的电离常数Ka1=2×10-8、Ka2=3×10-17。常温下,难溶物BaR在不同浓度盐酸(足量)中恰好不再溶解时(已知BaR+2H+===Ba2++H2R),测得混合液中lg c(Ba2+)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.Ksp(BaR)约为1.2×10-22
B.M点:c(Cl-)>c(H2R)>c(H+)>c(HR-)>c(R2-)
C.N点:c(HR-)约为8×10-7 mol·L-1
D.直线上任一点均满足:c(H+)+c(HR-)+c(H2R)=c(OH-)+c(Cl-)
12.工业上常用H2S除去废水中的Mn2+、Fe2+。在t ℃下,起始浓度c0(H2S)=0.1 mol·L-1的水溶液中,lg c(c表示H2S、HS-、S2-的物质的量浓度)随着pH的变化如图中虚线所示(溶液体积变化忽略不计);若通过调节该H2S溶液的pH,形成难溶硫化物以除去废水的Mn2+、Fe2+,金属离子浓度lg c(c表示Mn2+、Fe2+的物质的量浓度)随pH的变化如实线所示。已知:KspA.调节H2S溶液至pH=6.9时,c(H+)-c=2c(S2-)+c(HS-)
B.①②③曲线分别对应c(S2-)、c(HS-)、c(H2S)随pH的变化
C.Q点的pH=9.9
D.MnS(s)+Fe2+(aq)===FeS(s)+Mn2+(aq)的平衡常数K=10-4.6
13.常温下,在Mg(OH)2、Fe(OH)2和氨水的浊液中滴加醋酸,混合物中pX[pX=-lg X,X=c(Mg2+)、c(Fe2+)、 eq \f(c(NH),c(NH3·H2O))或]与pH的关系如图所示。下列叙述正确的是(  )
已知:Ksp>Ksp
A.①代表-lg c(Mg2+)与pH的关系
B.0.1 mol·L-1 CH3COONH4中性溶液中c(CH3COO-)=c(NH)=0.1 mol·L-1
C.在Mg(OH)2和Fe(OH)2的悬浊液中:=105.06
D.Mg(OH)2+2CH3COOH(CH3COO)2Mg+2H2O的平衡常数K为102.17
14.常温下,H2A溶液中含A粒子分布系数δ[如δ(H2A)=]与pH的关系如图1所示。难溶盐M2A和NA在 0.01 mol·L-1 H2A饱和溶液中达到沉淀溶解平衡时,-lg c与pH的关系如图2所示(c为金属离子M+和N2+的浓度)。下列说法正确的是(  )
A.=10-6 B.直线①表示的是-lg c(N2+)与pH的关系
C.Ksp(M2A)=10-48 D.NA能溶解在H2SO4溶液中
15.25 ℃时,用NaOH溶液分别滴定弱酸HA、CuSO4、FeSO4三种溶液,-lg M 随pH变化关系如图所示,下列说法正确的是(  )
已知:M表示、c(Cu2+ )、c(Fe2+);Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]
A.②代表滴定HA溶液的变化关系 B.a点对应的pH=3
C.b点对应的-lg M=3 D.Fe(OH)2固体难溶解于HA溶液
16.常温下,向含BaCl2、CaCl2和HCl的溶液中滴加NaF溶液,溶液中pX[pX=-lg X,X=c(Ba2+)、c(Ca2+)、]与pF[pF=-lg c(F-)]关系如图所示。已知:BaF2溶解度大于CaF2。下列叙述正确的是(  )
A.L1直线代表pBa与pF的关系
B.Ka(HF)的数量级为10-2
C.相对L2直线,M点溶液是过饱和溶液
D.常温下,BaF2+Ca2+CaF2+Ba2+的平衡常数K=103.1
17.常温下,向含Fe(NO3)2、Mn(NO3)2、HA的混合液中滴加NaOH溶液,溶液中-lg X[X=c(Mn2+)、c(Fe2+)、]与pH关系如下图所示。已知:常温下,Mn(OH)2的溶解度大于Fe(OH)2的。下列叙述正确的是(  )
A.直线L2代表-lg c(Mn2+)和pH关系
B.常温下,Ksp[Fe(OH)2]=10-12.7
C.Q点坐标为(6.7,-1.9)
D.0.1 mol NaA和0.1 mol HA溶于水可得到pH为4.8的溶液
18.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-)
19.常温下,将一定浓度的氨水逐滴加入25 mL 0.12 mol·L-1 AgNO3溶液中,该过程中溶液AG[AG=lg]与加入氨水体积V的关系如图所示,已知e点对应的溶液迅速由浑浊变澄清,且此时溶液中的c(Ag+)与c(NH3)均约为2×10-3 mol·L-1,下列叙述错误的是(  )
A.a点对应溶液中由水电离出的c(H+)=10-5 mol·L-1
B.b点对应溶液中:c(Ag+)+c{[Ag(NH3)2]+}<c(NO)-c(NH)
C.由e点可知,反应Ag++2NH3===[Ag(NH3)2]+的平衡常数约为1.25×107
D.最好选择d~e段溶液与葡萄糖等含有醛基的有机物发生银镜反应
20.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关系如下图所示,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
21.H2A是一种二元弱酸,在水体中H2A由于与空气中的某种成分作用而保持平衡。已知Ksp(MA)=3×10-9。某水体中lg c(X)(X为H2A、HA-、A2-、M2+)与pH的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.曲线④代表lg c(M2+)与pH的关系
B.H2A的一级电离常数Ka1=10-6.3
C.a、b两点对应溶液中M2+的浓度的比值为104
D.pH=8.3时,c(M2+)=3×10-7.9 mol·L-1
【四大平衡常数的综合考查】答案
【真题研析 明方向】
1.B。解析:H2A是一种二元酸,随着pH增大,c(H2A)逐渐减小,c(HA-)先增大后减小,c(A2-)逐渐增大;含MA(s)的0.10 mol·L-1 Na2A溶液中,随着pH增大,A2-+H2OHA-+OH-逆移,c(A2-)逐渐增大,导致
MA(s)M2+(aq)+A2-(aq)逆移,c(M2+)逐渐减小,但由于平衡移动的程度不大,因此c(M2+)变化不大;据此可得曲线①表示lg[c(A2-)/(mol·L-1)]与pH的关系,曲线②表示lg[c(HA-)/(mol·L-1)]与pH的关系,曲线③表示lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与pH的关系,曲线④表示lg[c(H2A)/(mol·L-1)]与pH的关系。A.根据分析,曲线④表示lg[c(H2A)/(mol·L-1)]与pH的关系,A错误;B.由曲线可得,Ka1(H2A)×Ka2(H2A)=×==(10-2.73)2=10-5.46, (ⅰ)中pH=2.00时,===10-1.46,B正确;
C.Ksp(MA)=c(M2+)×c(A2-),由图可知,pH=2.73时,c(A2-)=10-2.49mol·L-1,c(M2+)=10-4.30mol·L-1,则
Ksp(MA)=c(M2+)×c(A2-)=10-4.30×10-2.49=10-6.79,因此pKsp(MA)=6.79,C错误;D.(ⅱ)中增加MA(s),MA(s)M2+(aq)+A2-(aq)平衡不移动,c(A2-)不变,则c(H2A)、c(HA-)均不变,因此平衡后溶液中H2A、
HA-、A2-浓度之和不变,D错误;故选B。
2.D。解析:A.由图1中的信息可知,当加入NaOH标准溶液的体积为20.00mL时到达滴定终点,发生的反应有H++OH-===H2O、(CH2)6N4H++OH-===(CH2)6N4+H2O,由关系式4NH~[CH2)6N4H++3H+]~4OH-可知,由于待测液的体积和标准溶液的体积相同,因此,浓缩后的20.00mL溶液中c(NH)=c(NaOH)=0.01 mol·L-1,则原废水中c(NH)=0.01000 mol·L-1×=0.001000 mol·L-1,因此,废水中NH的含量为
0.001000 mol×18000mg·mol-1·L-1=18.00 mg·L-1,A错误;B.c 点加入NaOH标准溶液的体积过量,得到NaOH、NaCl、(CH2)6N4的混合液,且浓度之比为1∶4∶1,由电荷守恒可知,c[(CH2)6N4H+]+c(H+)+c(Na+)===c(OH-)+c(Cl-),由于c(Na+)>c(Cl-),c[(CH2)6N4H+]+c(H+)<c(OH-),B错误;C.a点加入10.00mL的NaOH溶液,得到NaCl、(CH2)6N4HCl、HCl的混合液,且浓度之比为2∶1∶1,(CH2)6N4H+在溶液中水解使溶液显酸性,故c(H+)>c[(CH2)6N4H+],C错误;D.由图1和图2可知,当pH=6.00时,(CH2)6N4占比较高,δ[(CH2)6N4]=0.88,则由氮守恒可知,δ[(CH2)6N4H+]=0.12,两种粒子的浓度之比等于其分布分数之比,则(CH2)6N4H+(CH2)6N4+H+的平衡常数K==≈7.3×10-6,D正确;综上所述,本题选D。
3.B。解析:根据HF水溶液中存在的两个平衡结合图像。c(F-)随pH的增大将逐渐增加,则c(F-)曲线对应N,c(HF) 随pH的增大将逐渐减小,则c(HF)曲线对应M,由K2=eq \f(c(HF),c(HF)×c(F-))可知K2为定值c(HF)与c(F-)恰好相反,一个若增大则另一个就会减小,所以c(HF)值将在某一个范围内徘徊,不会特别大,所以c(HF)曲线为P。A选项,M、N分别为c(HF)~pH、c(F-)~pH关系曲线,A错误。B选项,如图把c(H+)=10-4,c(F-)=0.0800,c(HF)=0.0110代入K1,将c(HF)=0.0045,c(F-)=0.0800,c(HF)=0.0110代入K2,则K1≈7×10-4,K2≈5,B正确。C选项,利用F元素守恒可知溶液中c总(HF)=c(F-)+c(HF)+2c(HF),C错误。D选项,要调节溶液的pH=1需要加酸或碱,则c(H+)=c(F-)+c(HF)+c(OH-)电荷守恒不成立,D错误。
4.C。解析:A.Cu++3L[CuL3]+的K=,当图中δ(Cu+)=δ{[CuL3]+}时,K=,lgK=-3lgc(L),由图像可知,此时-1.6<lgc(L)<-1.2,则lgK≠0.27,A错误;B.当c(Cu+)=c{[CuL]+}时,由图像可知,δ(Cu+)=δ{[CuL3]+}=0.48,δ{[CuL3]+}可忽略不计,则δ{[CuL3]+}=0.04,c{[CuL2]+}=0.04×1.0×10-3=4.0×10-5mol·L-1,B错误;C.[CuLn]+结合L的离子方程式为[CuLn]++L[CuLn+1]+,当δ{[CuLn]+}=δ{[CuLn+1]+}时,K=,由图像交点可知,随着n变大,c(L)逐渐变大,则K值变小,说明[CuLn]+结合L的能力随之减小,C正确;
D.若c{[CuL]+}=c{[CuL3]+},由图像交点可知,δ{[CuL]+}=δ{[CuL3]+}<0.2,δ{[CuL2]+}>0.6,则
c{[CuL2]+}>2c{[CuL3]+},故2c{[CuL2]+}>c{[CuL]+}+3c{[CuL3]+},D错误;故选C。
5.C。解析:HL2-和L3-之间存在HL2-H++L3-转化关系,则pH较小时,平衡逆向移动,以HL2-为主,则c(HL2-)>c(L3-),lgc(HL2-)>lgc(L3-),则曲线I代表lgc(HL2-),曲线II代表lgc(L3-),随着pH增大,
HL2-H++L3-正向移动,c(L3-)增大,Cu2+和L3-结合形成配离子的反应依次为Cu2++L3-[CuL]- K1、[CuL]-+L3-[CuL2]4- K2,因此随pH增大,δ(Cu2+)持续减小,为曲线III,δ([CuL]-),先增大后减小,为曲线IV,δ([CuL2]4-)一直增大,为曲线V,据此回答。A.曲线III和曲线IV的交点代表δ(Cu2+)=δ([CuL]-),即c(Cu2+)=c([CuL]-),由图可知,此时lgc(L3-)=-9.4,带入平衡表达式得K1===109.4,A正确;B.曲线I和曲线II的交点代表lgc(HL2-)=lgc(L3-),即c(HL2-)=c(L3-),此时pH=11.6,带入平衡常数表达式得K==10-11.6,B正确;C.曲线IV和曲线V得交点代表,δ([CuL2]4-)=δ([CuL]-),即
c([CuL2]4-)=c([CuL]-),此时lgc(L3-)=-7.2,可得[CuL]-+L3-[CuL2]4-的平衡常数K2===107.2,a点时,δ(Cu2+)=δ([CuL2]4-),带入K1×K2=×==109.4×107.2=1016.6,解得c(L3-)=10-8.3mol·L-1,且a点对应c(HL2-)=0.1 mol·L-1,带入HL2-H++L3-的平衡常数K==10-11.6,计算得c(H+)=10-4.3mol·L-1,故pH=4.3,C错误;D.当pH=6.4时,c(HL2-)最大,接近10-1mol·L-1,结合B项中平衡常数可计算得c(L3-)≈10-6.2mol·L-1,δ([CuL2]4-)=0.90,δ([CuL]-)=0.09结合Cu 元素守恒知,c([CuL2]4-)=0.90×0.002mol·L-1=1.8×10-3mol·L-1,c([CuL]-)=0.09×0.002mol·L-1=
1.8×10-4mol·L-1,因此体系中c(HL2-)>c([CuL2]4-)>c([CuL]-)>c(L3-),D正确; 故选C。
6.CD。解析:由题中信息可知,C2O可以形成4物种,分别为H2C2O4、HC2O、C2O和CoC2O4(s),随着增大,H2C2O4的摩尔分数逐渐减小,CoC2O4(s)会转化为溶解度更小的Co(OH)2,CoC2O4(s)的摩尔分数先增大后减小,因此, C2O的摩尔分数逐渐增大。综合以上分析可知,甲线所示物种为CoC2O4(s),丁线所示物种为C2O,根据曲线的走势结合电离平衡的过程可知,乙线所示物种为H2C2O4,丙线所示物种为HC2O。由甲、丁两线的交点可知,在该点C2O和CoC2O4(s)的摩尔分数相等,均为0.5,由于水溶液中Co2+和C2O初始物质的量浓度均为0.01 mol·L-1,则此时溶液中C2O的浓度为0.005 mol·L-1,由Ksp(CoC2O4)=6.0×10-8可以求出此时溶液中Co2+的浓度为=1.2×10-5mol·L-1,再由Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15可以求出此时溶液中
c(OH-)=eq \r()=2.2×10-5mol·L-1,pH≈9.3,即b≈9.3,根据图像中的位置可以估算出a<7。由乙和丙两线的交点可知,H2C2O4和HC2O的摩尔分数相等,均为0.08,则由C元素守恒可知,此时CoC2O4(s)的摩尔分数为0.84。A.由分析可知,甲线所示物种为CoC2O4(s),A不正确;B.已知H2C2O4二元中强酸,其酸式盐的水溶液显酸性,HC2O的电离程度大于其水解程度;当溶液中HC2O与C2O浓度相等时,溶液显酸性,
c(H+)>10-7mol·L-1,则Ka2=eq \f(c(H+)c(C2O),c(HC2O))=c(H+)>10-7,故B不正确;C.pH=a时, CoC2O4(s)的摩尔分数为0.84,CoC2O4(s)的物质的量为1 L×0.01 mol·L-1×0.84=0.0084 mol,由水于溶液中Co2+初始物质的量浓度为0.01 mol·L-1,以Co2+极限最大浓度估算形成Co(OH)2时所要最小c(OH-)=eq \r()=×10-7mol·L-1,此时溶液呈碱性,应有较多草酸跟,则a点无Co(OH)2,此时Co元素只有两种存在形式:Co2+和CoC2O4,由Co元素守恒可得,Co2+的物质的量浓度=0.01 mol·L-1-0.01 mol·L-1×84%=1.6×10-3 mol·L-1,C正确;D.由分析可知pH=b时,C2O的浓度为0.005 mol·L-1,c(OH-)≈2.2×10-5mol·L-1, c(OH-)<c(C2O),D正确;
综上所述,本题选CD。
7.D。解析:Ag+与Y可形成[AgY]+和[AgY2]+两种配离子,发生的反应为Ag++Y[AgY]+、[AgY]++Y[AgY2]+,故随着Y浓度的变大,Ag+浓度变小,[AgY]+先增大后减小,[AgY2]+增大,则从图像上(从右向左表示Y浓度的变大)可以看出,曲线Ⅰ表示[AgY2]+浓度,Ⅱ表示浓度[AgY]+浓度,Ⅲ表示Ag+浓度;同理,调节溶液pH,当酸性较强时,H2Y2+浓度大,当碱性较强时,Y的浓度大,故曲线Ⅳ表示H2Y2+浓度,曲线Ⅴ表示HY+浓度,曲线Ⅵ表示Y 浓度,据此解题。A.由分析可知,曲线Ⅰ表示[AgY2]+,A正确;B.由题意可知,Y可以视为二元弱碱,第一次电离方程式为:Y+H2OHY++OH-,Kb1=,当c(HY+)=c(Y)时,
c(H+)=10-9.93,c(OH-)=10-4.07,则Kb1=10-4.07,同理Kb1=10-7.15,Kb1×Kb2=×==10-11.22,由图像可知,当δ(H2Y2+)=δ(Y2)时,δ(HY+)最大,则c(OH-)=10-5.61,pOH=5.61,pH=8.39,B正确;C.反应Ag++Y[AgY]+的平衡常数K=,由图可知,当c(Y)=10-4.70时,c([AgY]+)=c(Ag+),则K==104.70,C正确;D.-lg[c(Y)/(mol·L-1)]=3.00时,c(Y)=10-3mol·L-1,c(Ag+)=10-5.01,c([AgY2]+)=c([AgY]+),由物料守恒可知,c(Ag+)+c([AgY2]+)+c([AgY]+)=1.00×10-3mol·L-1,则c([AgY2]+)=c([AgY]+)=4.95×10-4mol·L-1,Y的初始浓度为1.15×10-2mol·L-1,由物料守恒得2c([AgY2]+)+c([AgY]+)+c(Y)+c(HY+)+c(H2Y2+)=1.15×10-2mol·L-1,代入数据,c(Y)+c(HY+)+c(H2Y2+)≈0.01mol·L-1,则δ(Y)===0.1,由图像可知,pH在8.39~9.93之间,此时c(HY+)>c(Y)>c(H2Y2+),D错误;故选D。
8.A。解析:MA存在沉淀溶解平衡:MA(s)M2+(aq)+A2-(aq),向足量的难溶盐MA粉末中加入稀盐酸,发生反应A2-+H+===HA-,继续加盐酸发生反应HA-+H+===H2A,由,Ka1(H2A)=10-1.6可知,当c(HA-)=c(H2A)时,pH=1.6,Ka2(H2A)=10-6.8,则c(HA-)=c(A2-)时,pH=6.8,Ka1·Ka2=×==10-8.4,当c(H2A)=c(A2-)时,pH=4.2,则可将图像转化为进行分析;
A.溶液中存在元素质量守恒:c(M2+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-),当pH=6.8时,c(HA-)=c(A2-),c(H2A)很低,可忽略不计,则c(M2+)=2c(A2-)=10-3,Ksp(MA)=c(M2+)×c(A2-)=10-3××10-3=×10-6,p[Ksp(MA)]=-6-lg2=-6.3,则Ksp(MA)=10-6.3,A正确;B.根据元素质量守恒:c(M2+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-),c(M2+)>c(HA-),由图像可知,pH=1.6时,c(HA-)>c(A2-)成立,由电荷守恒:c(H+)+2c(M2+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(HA-)+2c(A2-),结合元素质量守恒,约掉c(HA-)得到c(M2+)+c(H2A)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(A2-),由图像可知,c(H2A)>c(A2-)且c(H+)>c(OH-),则c(M2+)<c(Cl-),故离子浓度顺序:c(Cl-)>c(M2+)>c(HA-)>c(A2-),B错误;C.由图像可知,pH=4.5时,溶液中c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),C错误;
D.pH=6.8时,c(HA-)=c(A2-),根据电荷守恒关系:c(H+)+2c(M2+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(HA-)+2c(A2-),将元素质量守恒代入,约掉c(M2+)得到c(H+)+2[c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)]=c(OH-)+c(Cl-)+c(HA-)+2c(A2-),化简得到c(H+)+2c(H2A)+c(HA-)=c(OH-)+c(Cl-),D错误;故选A。
9.B。解析:pH越小,酸性越强,Ag+浓度越大,氨气浓度越小,所以Ⅲ代表[Ag(NH3)2]+,Ⅱ代表[Ag(NH3)]+,Ⅳ代表NH3,Ⅰ代表Ag+,据此解答。A.根据以上分析可知Ⅲ为[Ag(NH3)2]+的变化曲线,A正确;B.溶液中存在电荷守恒,D点时溶液显碱性,则c(NH)-c(OH-)<0.1-c(H+),B错误;C.根据图像可知D点时[Ag(NH3)]+和Ag+浓度相等,此时氨气浓度是10-3.24,根据Ag++NH3[Ag(NH3)]+可知K1=103.24,C正确;D.C点时[Ag(NH3)2]+和Ag+浓度相等,B点时[Ag(NH3)2]+和[Ag(NH3)]+浓度相等,所以反应 Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数为103.8,因此K2=103.24×103.8=107.04,C点时[Ag(NH3)2]+和Ag+浓度相等,所以c(NH3)==
10-3.52 mol·L-1,D正确。
10.D。解析:草酸钙为强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,滴加盐酸过程中体系中存在一系列平衡CaC2O4(s)+Ca2+(aq)+C2O(aq)、C2O+H2OOH-+HC2O、HC2O+H2OOH-+H2C2O4,因此曲线Ⅰ代表C2O,曲线Ⅱ代表HC2O,曲线Ⅲ代表H2C2O4,据此解题。A.lgc0(HCl)=-1.2时,c(HC2O)=c(H2C2O4),则
Ka1=eq \f(c(H+)·c(HC2O),c(H2C2O4))=c(H+)=10-1.3,溶液的pH=1.3,故A正确;B.草酸钙固体滴加稀盐酸,任意c0(HCl)下均有物料守恒关系c(Ca2+)=c(HC2O)+c(H2C2O4)+c(C2O),故B正确;C.lgc0(HCl)=1时,c(H+)=10 mol/L,
c(HC2O)=1×10-2.8 mol/L,Ka2=eq \f(c(H+)·c(C2O),c(HC2O))=eq \f(c(H+)·c(C2O),c(HC2O))=eq \f(10×c(C2O),1×10-2.8)=10-4.3,c(C2O)=1×10-8.1 mol/L;Ka1=eq \f(c(H+)·c(HC2O),c(H2C2O4))==10-1.3,c(H2C2O4)=1×10-0.5 mol/L,由图可知lgc0(HCl)=1时,
c(Ca2+)=c(H2C2O4)=1×10-0.5 mol/L,则Ksp(CaC2O4)=c(Ca2+)×c(C2O)=1×10-8.6 ;CaC2O4(s)+2H+(aq)===Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常数为K==eq \f(c(H2C2O4)×c(Ca2+)×c(HC2O)×c(C2O),c2(H+)×c(HC2O)×c(C2O))==
=10-3,故C正确;溶液中存在电荷守恒2(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+2c(C2O)+c(Cl-),lgc0(HCl)=-4.1时时,c(HC2O)=c(C2O),则存在关系2(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+3c(HC2O)+c(Cl-),故D错误;故选D。
【精准演练 提能力】
1.C。解析:由电离常数可知,溶液中=,故溶液中lg[]越大,氟离子浓度越大,钙离子、锰离子的浓度越小,又 Ksp(MnF2)>Ksp(CaF2),故L1、L2、L3分别代表lg c(Ca2+ )、lg c(Mn2+)、lg c(F-)与 lg[]的关系,故A错误;由题图可知,当溶液中lg[]=1时,溶液中氟离子浓度为10-2.2 mol·L-1、钙离子浓度为10-.9 mol·L-1、锰离子浓度为102.1 mol·L-1,故Ksp(CaF2)=10-5.9×(10-2.2)2=10-10.3、Ksp(MnF2)=102.1×(10-2.2)2=10-2.3,“净化”过程中反应MnF2(s)+Ca2+(aq)Mn2+(aq)+CaF2(s)的平衡常数K=====108,故B、D错误,C正确。
2.D。解析:
该温度下反应HX+NH3·H2ONH+X-+H2O的平衡常数K=eq \f(c(NH)c(X-),c(HX)c(NH3·H2O))=eq \f(c(NH)c(H+)c(X-)c(OH-),c(HX)c(NH3·H2O)c(H+)c(OH-))==104.8,数量级为104,D错误。
3.C。解析:Na2CO3在水溶液中完全电离为CO和Na+,CO会发生水解反应转化为HCO,但CO的水解程度较小,故c(HCO)4.C。解析:硫化氢两步电离方程式为H2SHS-+H+、HS-S2-+H+;随着pH增大,H2S逐渐转化为HS-再转化为S2-,所以图1中①表示H2S,②表示HS-,③表示S2-;由图像交点可得pH=6.97时c(H2S)=c(HS-),pH=12.9时c(S2-)=c(HS-),则电离平衡常数Ka1==10-6.97,Ka2==10-12.9;由图2 P点可知pH=8.94时,Ka1==10-6.97,Ka2==10-12.9,两式相乘得=10-1.99,H2S饱和溶液浓度为0.1 mol·L-1,由于电离程度非常小,所以c(H2S)≈0.1 mol·L-1,则c(S2-)=10-2.99 mol·L-1,且-lg c=23.11,c=10-23.11 mol·L-1,可求得Ksp(M2S)=c2(M+)·c(S2-)=(10-23.11)2×10-2.99=10-49.21,Ksp(NS)=c(N2+)·c(S2-)=10-23.11×10-2.99=10-26.1;随着pH增大,c(S2-)浓度会增大,则金属阳离子浓度会减小,且c(N2+)减小更快,所以直线④表示M+的-lg c与pH的关系,直线⑤表示N2+的-lg c与pH的关系。由上述分析可计算溶液中H2S的==105.93,A错误;根据上述分析可知,B错误;由上述分析知,Ksp(M2S)=10-49.21,所以M2S的pKsp=49.21,C正确;由图2可知,逐滴加入硫化氢饱和溶液,浓度均为0.01 mol·L-1的M+和N2+的混合溶液,当c(S2-)= mol·L-1=10-45.21 mol·L-1时,M+开始沉淀,当c(S2-)= mol·L-1=10-24.1 mol·L-1时,N2+开始沉淀,所以M+会先沉淀,当M+沉淀完全时,溶液中c(S2-)= mol·L-1=10-39.21 mol·L-1<10-24.1 mol·L-1,此时N2+还未开始沉淀,所以能通过滴加H2S饱和溶液实现分离,D错误。
5.D。解析:随着pH的减小,c(H2C2O4)、c(HC2O)逐渐增大,c(C2O)逐渐减小,强酸性条件下,c(H2C2O4)>c(HC2O),故①表示C2O、②表示H2C2O4、③表示HC2O、④表示Ca2+。H2C2O4??H++HC2O,Ka1=eq \f(c(H+)·c(HC2O),c(H2C2O4)),②③相交时c(H2C2O4)=c(HC2O),可得Ka1=10-1.3,数量级为10-2,故A错误;溶液pH=7时c(H+)=c(OH-),此时溶液中已加入HCl或NaOH,故溶液中电荷守恒c(Cl-)+c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-)=2c(Ca2+)+c(H+)或c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-)=2c(Ca2+)+c(Na+)+c(H+),所以c(HC2O)+2c(C2O)≠2c(Ca2+),故B错误;A、B、C点酸性减弱,水的电离程度增大,故水的电离程度:A<B<C,故C错误。
6.B。解析:增大c(Ca2+),CaC2O4+2H+Ca2++H2C2O4平衡逆向进行,c(H+)增大,故曲线Ⅱ代表lg[c(Ca2+)]与pH的变化关系;H2C2O4为二元中强酸,分步电离H2C2O4H++HC2O,HC2OH++C2O,随着酸性减弱,H2C2O4含量减小,HC2O含量先增大后减小,C2O含量增大。故曲线Ⅰ代表δ(H2C2O4)与pH的变化关系,曲线Ⅲ代表δ(HC2O)与pH的变化关系,曲线Ⅳ代表δ(C2O)与pH的变化关系。曲线Ⅱ代表lg[c(Ca2+)]~pH的变化关系,A错误;溶液中存在电荷守恒①2c(Ca2+)+c(H+)=2c(C2O)+c(HC2O)+c(Cl-)+c(OH-),元素守恒②c(Ca2+)=c(C2O)+c(HC2O)+c(H2C2O4),将①-②×2得c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)-c(HC2O)-2c(H2C2O4);当pH=3时c(H+)>c(OH-),所以c(Cl-)>c(HC2O)+2c(H2C2O4),B正确;当pH=1.27时,c(H2C2O4)=c(HC2O),Ka1(H2C2O4)= eq \f(c(H+)·c(HC2O),c(H2C2O4))=10-1.27;当pH=4.27时,c(C2O)=c(HC2O),Ka2(H2C2O4)= eq \f(c(H+)·c(C2O),c(HC2O))=10-4.27;总反应CaC2O4+2H+Ca2++H2C2O4的K== eq \f(c(Ca2+)·c(C2O)·c(H2C2O4),c2(H+)·c(C2O))= eq \f(Ksp(CaC2O4)·c(H2C2O4),c2(H+)·c(C2O))= eq \f(Ksp(CaC2O4)·c(H2C2O4)·c(HC2O),c(H+)·c(HC2O)·c(H+)·c(C2O))===10-3.09,C错误;pH=5时,c(H+)=10-5 mol·L-1,Ka2(H2C2O4)= eq \f(c(H+)·c(C2O),c(HC2O))=10-4.27, eq \f(c(C2O),c(HC2O))===100.73<10,C2O和HC2O的分布系数关系为 eq \f(δ(C2O),δ(HC2O))= eq \f(c(C2O),c(HC2O))<10,D错误。
7.D。解析:a点未加入MSO4粉末,为H2S溶液,由H2S的电离常数Ka1=1.0×10-9可得Ka1=≈=1.0×10-9,可得c(H+)约为1.0×10-5mol·L-1,A正确;随着MSO4的加入,氢离子浓度增大,抑制水的电离,故水电离产生的c(H+)最小的是c点,B正确;由b点可得,此时溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,c(H2S)=0.05 mol·L-1,由H2S 2H++S2-,K=Ka1×Ka2可得c(S2-)=5×10-22mol·L-1,MS的溶度积Ksp(MS)=c(S2-)·c(M2+)=5×10-22×2×10-3=1.0×10-24,C正确;c点溶液中除了含硫元素外,沉淀MS中也含硫元素,则根据硫原子守恒可知,c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)<0.1 mol·L-1,D错误。
8.B。解析:由题可知Cl-浓度越大,Ag+浓度越小,[AgCl2]-浓度越大,即与纵坐标交点为(0,9.74)的线为
Ag+。c(Cl-)=10-2.52mol·L-1时,溶液中c(Ag+)=c([AgCl2]-),根据物料守恒得n(NO)=n([AgCl2]-)+n(Ag+)+n(AgCl),即n(NO)=2n([AgCl2]-)+n(AgCl),c(NO)>2c([AgCl2]-),故A错误;由图像可知,c(Cl-)=10-1mol·L-1时,溶液中c(Cl-)>c([AgCl2]-)>c(Ag+),故B正确;Ag++2Cl-[AgCl2]-的平衡常数为K=,将交点数值代入得:K==105.04,故C错误;Cl-沉淀Ag+,溶液中Cl-浓度过大时,导致平衡AgCl(s)+Cl-[AgCl2]-正向移动,沉淀效果不好,故D错误。
9.A。解析:根据PbCl2+2Cl-PbCl,AgCl+Cl-AgCl及线b、线d的斜率可知,线b、线d分别表示pPbCl、pAgCl随pCl的变化关系。根据Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),Ksp(PbCl2)=c(Pb2+)·c2(Cl-),可知
pAg+=-pCl-lg Ksp(AgCl),pPb2+=-2pCl-lg Ksp(PbCl2),结合线a、线c的斜率分别为-1、-2,故线a、线c分别表示pAg+、pPb2+随pCl的变化关系。结合上述分析可知,A项正确;根据线c上的点(0,5.0)可知,c(Pb2+)=10-5 mol·L-1,c(Cl-)=1 mol·L-1,Ksp(PbCl2)=10-5,数量级为10-5,B项错误;根据线d上的点(0,4.8)可知,反应AgCl+Cl- AgCl的K= eq \f(c(AgCl),c(Cl-))==10-4.8,C项错误;结合上述分析可知Ksp(AgCl)=10-9.8,pCl=5时,c(Cl-)=10-5 mol·L-1,c(Ag+)=10-4.8 mol·L-1>1×10-5 mol·L-1,D项错误。
10.A。解析:根据题图中信息可知,c(Ga3+)=c[Ga(OH)2+]时pH≈2.5,c(H+)≈10-2.5 mol·L-1,室温下c(OH-)≈10-11.5 mol·L-1,则反应Ga3++OH-Ga(OH)2+的平衡常数K=≈1011.5,数量级为1011,A说法错误;根据题图可知,pH=3时,c[Ga(OH)2+]>c[Ga(OH)],B说法正确;向GaCl3溶液中加入NaOH溶液,会先生成Ga(OH)3沉淀,后沉淀溶解转化为Ga(OH),C说法正确;根据Ksp[Fe(OH)3]=10-39计算,Fe3+完全沉淀时(一般离子浓度≤10-5 mol·L-1,可认为沉淀完全),c(OH-)=≈10-11.33 mol·L-1,pH=2.67,则将溶液pH调节到10,过滤后,滤渣为Fe(OH)3,GaCl3转化为Ga(OH)进入滤液,分别向滤液、滤渣中加入足量稀盐酸,Fe(OH)3、Ga(OH)分别转化为FeCl3、GaCl3,D说法正确。
10.B。解析:由BaR+2H+===Ba2++H2R结合H2R的电离常数Ka1=2×10-8、Ka2=3×10-17可知,c(Ba2+)≈c(H2R),
H2RH++HR-、HR-H++R2-,故Ka1=、Ka2=,Ka1·Ka2=×=,得到c(R2-)=,Ksp(BaR)=c(Ba2+)·c(R2-)=。由题图可知,当pH=1时,lg c(Ba2+)=0即c(H+)=0.1 mol·L-1,c(Ba2+)=1 mol·L-1,故 Ksp(BaR)=c(Ba2+)·c(R2-)===6×10-23,A错误;M点c(Ba2+)=100.4 mol·L-1,pH=0.6,c(H+)=10-0.6 mol·L-1,根据分析可知,c(Ba2+)≈c(H2R)=100.4 mol·L-1,此时溶质为BaCl2和H2R,故M点:
c(Cl-)>c(H2R)>c(H+)>c(HR-)>c(R2-),B正确;N点pH=0.8,lg c(Ba2+)=0.2,故c(H2R)≈c(Ba2+)=100.2 mol·L-1,c(H+)=10-0.8 mol·L-1,c(HR-)===2×10-7 mol·L-1,C错误;由电荷守恒和元素守恒得直线上任一点均满足:c(H+)+c(HR-)+2c(H2R)=c(OH-)+c(Cl-),D错误。
12.C。解析:H2S为弱酸,pH较小时,溶液中c(H2S)>c(HS-)>c(S2-),因此曲线①表示H2S随着pH的变化,曲线②表示HS-随着pH的变化,曲线③表示S2-随着pH的变化;实线m、n表示金属离子浓度随pH的变化,因Ksp13.C。解析:由已知:-lg c(Fe2+)、-lg c(Mg2+)与pH的直线斜率相同,Mg(OH)2溶度积较大,故①代表-lg c(Fe2+)与pH的关系,②代表-lg c(Mg2+)与pH的关系, eq \f(c(NH),c(NH3·H2O))=,随pH增大,比值减小,=,随pH增大,比值增大,因此④代表-lg 与pH的关系,③代表-lg eq \f(c(NH),c(NH3·H2O))与pH的关系。NH和CH3COO-均会水解,因此两者的浓度均小于0.1 mol·L-1,B项错误;由c、d点数据计算知,Ksp[Mg(OH)2]=10-11.25,Ksp[Fe(OH)2]=10-16.31,==105.06,C项正确;由a点数据计算知,Ka(CH3COOH)=
10-4.76,Mg(OH)2+2CH3COOH(CH3COO)2Mg+2H2O的平衡常数K= eq \f(Ksp[Mg(OH)2]·K(CH3COOH),K)==107.23,D项错误。
14.D。解析:图像分析
图1中,pH=7时,δ(H2A)=δ(HA-),则Ka1(H2A)==c(H+)=10-7,同理pH=13时,c(A2-)=c(HA-),则Ka2(H2A)=10-13,故=106,A项错误;Ka1(H2A)·Ka2(H2A)=10-20=,则pH=6时,难溶盐的0.01 mol·L-1 H2A饱和溶液中,c(A2-)= mol·L-1=10-10 mol·L-1,pH=9时,难溶盐的0.01 mol·L-1 H2A饱和溶液中,c(A2-)= mol·L-1=10-4 mol·L-1,若直线①为-lg c(N2+)与pH的关系,则由点(6,20)和(9,23)计算出的Ksp(NA)相等,代入数据计算得Ksp(6,20)(NA)=c(N2+)·c(A2-)=10-20×10-10=10-30,Ksp(9,23)(NA)=c(N2+)·c(A2-)=10-23×10-4=10-27≠Ksp(6,20)(NA),故直线①表示的不是 -lg c(N2+)与pH的关系,B项错误;结合B项分析及点(6,20)可知,Ksp(M2A)=c2(M+)·c(A2-)=(10-20)2×10-10=10-50,C项错误;NA溶于H2SO4时发生反应NA+2H+===H2A+N2+,该反应的平衡常数K===,由图2的②线中点(6,8)结合上述分析可知,Ksp(NA)=c(N2+)·c(A2-)=10-8×10-10=10-18,故K==102,故NA能溶解在H2SO4溶液中,D项正确。
15.C。解析:图像分析
①代表-lg c(Cu2+)随pH变化的曲线,当-lg c(Cu2+)=0,即c(Cu2+)=1 mol·L-1时,溶液pH=4.2,由此可求出Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=1×(10-9.8)2=10-19.6,由图可知,a点时=c(Cu2+),结合Ka=和Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-),可得=即c(H+)·c2(OH-)=Ka·Ksp[Cu(OH)2],代入数值可解得c(OH-)=10-10.6 mol·L-1,此时c(H+)=10-3.4 mol·L-1,pH=3.4,B错误;②代表-lg c(Fe2+)随pH变化的曲线,当 -lg c(Fe2+)=0,即c(Fe2+)=1 mol·L-1时,溶液pH=6.5,由此可求出Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)·c2(OH-)=1×(10-7.5)2=10-15,由图可知,b点时=c(Fe2+),结合Ka=和 Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)·c2(OH-),可得=,c(H+)·c2(OH-)=Ka·Ksp[Fe(OH)2],代入数值可解得c(OH-)=10-6 mol·L-1,此时 c(Fe2+)== mol·L-1=10-3 mol·L-1,b点对应的-lg c(Fe2+)=3,C正确;Fe(OH)2与HA反应的化学方程式为Fe(OH)2+2HA===Fe2++2A-+2H2O,该反应的平衡常数K=== eq \f(Ksp[Fe(OH)2]·K,K)=103,说明Fe(OH)2可溶于HA溶液,D错误。
16.D。解析:根据图像中L1和L2的斜率相等,L3斜率较小且结合BaF2、CaF2组成相同可知:BaF2、CaF2直线的斜率相等,故L3代表p~pF关系;又因为BaF2溶解度大于CaF2,所以Ksp(BaF2)>Ksp(CaF2),即L1代表pCa~pF关系,L2代表pBa~pF关系,A错误;根据A项分析且利用图中a点坐标数据计算:Ka(HF)=×c(F-)=10-2.17×10-1=10-3.17,数量级为10-4,B错误;L2是BaF2的饱和溶液,而M点的Q<Ksp(BaF2),故M点是BaF2的不饱和溶液,C错误;根据分析和图像上的数据可以计算出Ksp(CaF2)=c(Ca2+)·c2(F-)=10-1.84×(10-4)2=10-9.84,Ksp(BaF2)=c(Ba2+)·c2(F-)=10-0.74×(10-3)2=10-6.74,根据化学方程式得到K====103.1,D正确。
17.C。解析:根据溶度积表达式、电离常数表达式可知,Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)·c2(OH-)=c(Mn2+)· eq \f(K,c2(H+)) ,两边同取负对数得-lg c(Mn2+)=-lg Ksp[Mn(OH)2]-28+2pH,同理-lg c(Fe2+)=-lg Ksp[Fe(OH)2]-28+2pH,-lg =-lg Ka-pH,根据题图与上述表达式,且Ksp[Mn(OH)2]大于Ksp[Fe(OH)2]可知,L1代表-lg 与pH关系,L2代表-lg c(Fe2+)与pH关系,L3代表-lg c(Mn2+)与pH关系,A项错误;根据图题中a、b、c点坐标可知,Ka(HA)=10-4.8,Ksp[Mn(OH)2]=10-12.7,Ksp[Fe(OH)2]=10-16.3,B项错误;根据Q点是L1和L3的交点,L1、L3的纵坐标值相等,有2pH-15.3=4.8-pH,可得pH=6.7,-lg X=4.8-6.7=-1.9,C项正确;假设pH=4.8,则HA的电离程度大于A-的水解程度,平衡时溶液中-lg <0,即-lg =-lg Ka-pH<0,pH>4.8,这与假设不符,D项错误。
18.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-1、c(Pb2+)=10-5.4mol·L-1,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-1,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-1<c(H+)=10-2 mol·L-1,D错误。
19.D。解析:银氨溶液的配制是向硝酸银溶液中滴加氨水,出现白色沉淀,继续滴加氨水,直至白色沉淀恰好溶解,由图可知,a点为硝酸银溶液,溶液中硝酸根离子浓度最大,由e点对应的溶液迅速由浑浊变得澄清可知,e点所得溶液为银氨溶液,c~d段为生成氢氧化银的阶段;由分析可知,a点没有加入氨水,溶液为硝酸银溶液,水解促进水的电离,AG=lg =4,c(H+)=10-5 mol·L-1,由水电离出的c(H+)=10-5 mol·L-1,故A正确;由图可知,b点溶液中AG大于0,溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,由电荷守恒关系c(Ag+)+c{[Ag(NH3)2]+}+c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(NO)可知,溶液中c(Ag+)+c{[Ag(NH3)2]+}<c(NO)-c(NH),故B正确;由题意可知,e点加入氨水体积为4.7 mL,溶液中银离子和氨分子的浓度都为2×10-3 mol·L-1,则溶液中二氨合银离子的浓度为-2×10-3 mol·L-1≈0.1 mol·L-1,反应的平衡常数K===1.25×107,故C正确;由分析可知,e点所得溶液为银氨溶液,c~d段为生成氢氧化银的阶段,则与葡萄糖发生银镜反应,最好选用e点,故D错误。
20.D。解析:H2S饱和溶液中,随pH升高,HS-、S2-浓度逐渐增大,Ni2+、Cd2+浓度逐渐减小,则-lg c(HS-)和-lg c(S2-)随pH的升高而减小,-lg c(Ni2+)和-lg c(Cd2+)随pH的升高而增大。pH相同时,HS-的浓度大于S2-浓度,即-lg c(HS-)小于-lg c(S2-),则③为pH与-lg c(S2-)的关系曲线,④为pH与-lg c(HS-)的关系曲线;S2-浓度相同时,由于Ksp(NiS)>Ksp(CdS),所以Cd2+浓度更小,即-lg c(Ni2+)小于-lg c(Cd2+),则①为pH与-lg c(Cd2+)的关系曲线,②为pH与-lg c(Ni2+)的关系曲线。Ka1(H2S)==为定值,代入④上两组数据计算结果一致,Ka1(H2S)===10-7.1,④代表pH与-lg c(HS-)的关系曲线,B、C错误;取③上任一组数据计算Ka2(H2S)====10-14.7,D正确;Ksp(CdS)=c(Cd2+)·c(S2-)=10-13×10-13=10-26,A错误。
21.D。解析:在水体中H2A由于与空气中的某种成分作用而保持平衡,根据题图可知,H2A的浓度保持不变,则曲线①代表lg c(H2A)与pH的关系,随着pH逐渐增大,HA-、A2-的浓度增大,pH较小时HA-的浓度大于A2-的浓度,则曲线②代表lg c(HA-)与pH的关系,曲线③代表lg c(A2-)与pH的关系,曲线④代表lg c(M2+)与pH的关系,A正确;由a点坐标可知,此时溶液中的H2A、HA-的浓度相等,且pH=6.3,即c(H+)=10-6.3 mol·L-1,则H2A的一级电离常数Ka1=c(H+)=10-6.3,B正确;根据二级电离常数Ka2=,可得c(A2-)=,c(M2+)==,所以=,由于c(HA-)=,而a、b两点c(H2A)不变,则Ka1·c(H2A) 不变,则=,根据题图可知,ca(H+)=10-6.3 mol·L-1,cb(H+)=10-8.3 mol·L-1,所以==104,C正确;Ksp(MA)=3×10-9,根据题图可知,pH=8.3时,lg c(X)=-5,即c(H2A)=c(A2-)=10-5 mol·L-1,则c(M2+)=3×10-4 mol·L-1,D错误。
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