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重点突破(二) 水溶液中的图像分析
[真题集训·明考向]
1.(2022·全国乙卷)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中HA的电离度为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
解析:选B 常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错误;常温下溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B正确;根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,C错误;常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,溶液Ⅰ中c(H+)=1×10-7mol·L-1,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液Ⅰ中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液Ⅱ中c(H+)=0.1 mol·L-1,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液Ⅱ中c总(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,溶液Ⅰ和Ⅱ中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104,D错误。
2.(2022·辽宁等级考)甘氨酸是人体必需氨基酸之一,在25 ℃时,NHCH2COOH、NHCH2COO-和NH2CH2COO-的分布分数与溶液pH关系如图。下列说法错误的是( )
A.甘氨酸具有两性
B.曲线c代表NH2CH2COO-
C.NHCH2COO-+H2ONHCH2COOH+OH-的平衡常数K=10-11.65
D.c2<c·c
解析:选D NH2CH2COOH中存在—NH2和—COOH,所以溶液既有酸性又有碱性,故A正确;氨基具有碱性,在酸性较强时会结合氢离子,羧基具有酸性,在碱性较强时与氢氧根离子反应,故曲线a表示NHCH2COOH的分布分数随溶液pH的变化,曲线b表示NHCH2COO-的分布分数随溶液pH的变化,曲线c表示NH2CH2COO-的分布分数随溶液pH的变化,故B正确;NHCH2COO-+H2ONHCH2COOH+OH-的平衡常数K=,25 ℃时,根据a,b曲线交点坐标(2.35,0.50)可知,pH=2.35时,c(NHCH2COO-)=c(NHCH2COOH),则K=c(OH-)==10-11.65,故C正确;由C项分析可知,=,根据b,c曲线交点坐标(9.78,0.50)分析可得电离平衡NHCH2COO-NH2CH2COO-+H+的电离常数为K1=10-9.78,==,则×=×<1,即c2(NHCH2COO-)>c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO-),故D错误。
3.(2022·湖南等级考)室温时,用0.100 mol·L-1的标准AgNO3溶液滴定15.00 mL浓度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液,通过电位滴定法获得lg c(Ag+)与V(AgNO3)的关系曲线如图所示[忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17]。下列说法正确的是( )
A.a点:有白色沉淀生成
B.原溶液中I-的浓度为0.100 mol·L-1
C.当Br-沉淀完全时,已经有部分Cl-沉淀
D.b点:c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)
解析:选C I-先沉淀,AgI是黄色的,所以a点有黄色沉淀AgI生成,故A错误;由图知,当消耗4.5 mL AgNO3溶液时,溶液中I-、Br-、Cl-均沉淀完全,由于三种卤素离子浓度相同,故每种离子完全沉淀时消耗1.5 mL AgNO3溶液,则0.100 mol·L-1×1.5 mL=c(I-)×15 mL,解得c(I-)=0.01 mol·L-1,故B错误;当Br-沉淀完全时(Br-浓度为1.0×10-5mol·L-1),溶液中的c(Ag+)===5.4×10-8mol·L-1,若Cl-已经开始沉淀,则此时溶液中的c(Cl-)==≈3.3×10-3mol·L-1,原溶液中的c(Cl-)= c(I-)=0.010 0 mol·L-1,则已经有部