第八章 专题讲座五 水溶液中的离子平衡图像类（word教参）-【勤径学升】2025年高考化学一轮总复习（人教版）

专题讲座五　水溶液中的离子平衡图像类 ➢ 对应学生用书P189 类型一　酸、碱性溶液滴定（或混合）图像 抓住关键“五点”，突破中和滴定曲线 例如：室温下，向20mL0.1mol·L－1HA溶液中逐滴加入0.1mol·L－1NaOH溶液，溶液pH的变化如图所示： 1.（2021·高考海南卷）25℃时，向10.00mL0.1000mol·L－1的NaHCO3溶液中滴加0.1000mol·L－1的盐酸，溶液的pH随加入的盐酸的体积V变化如图所示。下列有关说法正确的是 （　　） A.a点，溶液pH＞7是由于HC水解程度大于电离程度 B.b点，c（Na＋）＝c（HC）＋c（C）＋c（Cl－） C.c点，溶液中的H＋主要来自HC的电离 D.d点，c（Na＋）＝c（Cl－）＝0.1000mol·L－1 答案　A 2.（2023·陕西汉中·二模）常温下，用0.1mol·L－1的NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L－1的H3PO2溶液，滴定过程中混合溶液的pH随加入的NaOH溶液体积变化关系如图所示，下列说法不正确的是 （　　） A.常温下，Ka（H3PO2）的数量级为10－5 B.B点对应的溶液中：2[c（H＋）－c（OH－）]＝c（H2P）－c（H3PO2） C.H3PO2为一元弱酸 D.滴定至V＝20mL的过程中，溶液中由水电离出的c（H＋）·c（OH－）不变 解析　由图可知，未加入氢氧化钠溶液时，0.1mol·L－1的H3PO2溶液pH为3说明H3PO2为弱酸，加入20mL0.1mol·L－1氢氧化钠溶液时，20mL0.1mol·L－1的H3PO2溶液恰好完全反应说明H3PO2为一元弱酸，所得NaH2PO2溶液呈碱性。A.由分析可知，0.1mol·L－1的H3PO2溶液pH为3，则Ka（H3PO2）＝＝1.0×10－5，数量级为10－5，故A正确；B.由图可知，B点时氢氧化钠溶液与H3PO2溶液反应得到等浓度的H3PO2和NaH2PO2混合溶液，溶液中存在电荷守恒关系c（Na＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（H2P）和物料守恒关系2c（Na＋）＝c（H2P）＋c（H3PO2），整合可得2[c（H＋）－c（OH－）]＝c（H2P）－c（H3PO2），故B正确；C.由分析可知，H3PO2为一元弱酸，故C正确；D.由分析可知，H3PO2为一元弱酸，加入20mL0.1mol·L－1氢氧化钠溶液时，20mL0.1mol·L－1的H3PO2溶液恰好完全反应说明H3PO2为一元弱酸，所得NaH2PO2溶液呈碱性，则H2P离子在溶液中水解促进水的电离，溶液中由水电离出的c（H＋）·c（OH－）增大，故D错误。故选D。 答案　D 3.(2023·山东省济宁市年高三模拟考试)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溶液的加入，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＋) 解析　当 lg ＝－1时，lg＝0，即此时10c(HM)＝c(HN)、c(M－)＝c(N－)，所以Ka(HM)＝＝＝＝3.0×10－4，A错误；因为Ka(HN)<Ka(HM)，根据较强酸制较弱酸原理，滴入20 mL HM溶液后，生成等物质的量的HN和NaM，因Kh(M－)＝<Ka(HN)，故c(M－)>c(HN)，B正确；随着HM溶液的加入，存在＝＝，氢离子浓度增大，增大，C正确；滴入20 mL HM溶液后，溶液中存在等物质的量的NaM、HN，结合电荷守恒c(OH－)＋c(N－)＋c(M－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，和物料守恒c(HM)＋c(M－)＝c(HN)＋c(N－)，则有c(HN)＋c(OH－)＋2c(N－)＝c(HM)＋c(Na＋)＋c(H＋)，D正确。故选A。 答案　A 类型二　分布系数图像 1.透析分布曲线　遵定思维方向 分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数（即组分的平衡浓度占总浓度的分数）为纵坐标的关系曲线。 一元弱酸（以CH3COOH为例） 二元酸（以H2C2O4为例） 注：pKa为电离常数的负对数 δ0为CH3COOH的分布系数，δ1为CH3COO－的分布系数 δ0为H2C2O4的分布系数，δ1为HC2的分布系数，δ2为C2的分布系数 2.明确解题要领　快速准确作答 （1）读“曲线”——每条曲线所代表的粒子及变化趋势。 （2）“读浓度”——通过横坐标的垂线，可读出某pH时的粒子浓度。 （3）“用交点”——交点是某两种粒子浓度相等的点，可计算电离常数K。 （4）“可替换”——根据溶液中的元素质量守恒进行替换，分析得出结论。 4.（2022·高考辽宁卷）甘氨酸（NH2CH2COOH）是人体必需氨基酸之一。在25℃时，NCH2COOH、NCH2COO－和NH2CH2COO－的分布分数[如δ（A2－）＝]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.NCH2COO－＋H2ONCH2COOH＋OH－的平衡常数K＝10－11.65 D.c2（NCH2COO－）＜c（NCH2COOH）·c（NH2CH2COO－） 解析　A.甘氨酸中存在—NH2和—COOH，所以既有酸性又有碱性，故A正确；B.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NCH2COOH的分布分数随溶液pH的变化，曲线b表示N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；C.NCH2COO－＋H2ONCH2COOH＋OH－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（NCH2COO－）＝c（NCH2COOH），K＝c（OH－）＝＝10－11.65，故C正确；D.由C项分析可知，＝，根据b、c曲线交点坐标坐标（9.78，0.50）分析可得电离平衡NCH2COO－NH2CH2COO－＋H＋的电离常数为K1＝10－9.78，＝＝，则×＝×＝＜1，即c2（NCH2COO－）＞c（NCH2COOH）·c（NH2CH2COO－），故D错误。故选D。 答案　D 5.（2023·浙江·模拟预测）室温下，向1.00L0.100mol/LNH4HCO3溶液中加入NaOH稀溶液，溶液中主要型体的分布系数[比如A2－的分布系数δ（A2－）＝]以及pH随n（NaOH）变化如图。下列说法不正确的是 （　　） A.0.100mol/LNH4HCO3溶液中＞1，水的电离受到促进 B.加入NaOH稀溶液过程中，溶液满足关系式c（N）＋c（NH3·H2O）＝c（C）＋c（HC）＋c（H2CO3） C.Ka2（H2CO3）·Kb（NH3·H2O）＞Kw D.加入少量NaOH时，OH－主要先与N反应 解析　A.NH4HCO3N＋HC，N和HC分别发生水解，HC＋H2O H2CO3＋OH－，N＋H2O NH3·H2O＋H＋，因为＞1，所以c（OH－）＞c（H＋），则说明HC水解程度大，使水电离受到促进，故A选项正确；B.NH4HCO3N＋HC，N和HC分别发生水解，HC＋H2OH2CO3＋OH－，N＋H2O NH3·H2O＋H＋，则由物料守恒得c（N）＋c（NH3·H2O）＝c（HC）＋）＋c（H2CO3），故B选项正确；C.Ka2（H2CO3）·Kb（NH3·H2O）＝·＝，图中c（HC）＝c（C）时，c（N）＜c（NH3·H2O），所以＜Kw，因此Ka2（H2CO3）·Kb（NH3·H2O）＜Kw，故C选项错误；D.加入少量NaOH时，HC浓度基本不变，而N浓度快速减小，所以OH－先与N发生主要反应，故D选项正确。故选C。 答案　C 6.(2023·山东菏泽期末)常温下，弱酸HA与弱碱MOH相互调节pH时，HA、A－、MOH和M＋的分布分数δ(X)与溶液pH的关系如图所示。 已知：以HA分子为例，存在δ(HA)＝。下列说法正确的是(　　) A.MOH的电离常数Kb(MOH)＝10－9.25 B.等物质的量浓度的NaA与HA混合溶液中：c(HA)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－) C.等物质的量浓度的MOH和MCl的混合溶液pH>7 D.pH＝8的HA与NaOH的混合溶液及pH＝8的HA与MOH的混合溶液中，后者δ(HA)大于前者 解析　M＋、MOH分布分数相同时，c(M＋)＝c(MOH)，MOH的电离常数Kb(MOH)＝·c(OH－)＝c(OH－)＝＝＝10－4.75，A错误；等物质的量浓度的 NaA与HA混合溶液中存在电荷守恒c(H＋)＋c(Na＋)＝c(A－)＋c(OH－)和物料守恒2c(Na＋)＝c(A－)＋c(HA)，根据两式可得c(HA)＋2c(H＋)＝c(A－)＋2c(OH－)，B错误；Kh(M＋)＝＝＝10－9.75，Kb(MOH)>Kh，MOH电离程度大于M＋水解程度，等物质的量浓度的 MOH和MCl的混合溶液呈碱性，pH>7，C正确；温度不变电离平衡常数不变，pH＝8的溶液中c(H＋)一定，Ka(HA)＝·c(H＋)，则一定，所以两种混合溶液中δ(HA)相同，D错误。故选C。 答案　C 类型三　沉淀溶解平衡图像 1.有关沉淀溶解平衡Ksp曲线的分析 （1）典型示例 （2）点的变化 a→c 曲线上变化，增大c（S） b→c 加入1×10－5mol·L－1Na2SO4溶液（加水不行） d→c 加入BaCl2固体（忽略溶液的体积变化） c→a 曲线上变化，增大c（Ba2＋） 曲线上方的点表示有沉淀生成；曲线下方的点表示不饱和溶液 （3）沉淀溶解平衡图像题解题策略 ①沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任意一点都表示饱和溶液，曲线上方的任意一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任意一点均表示不饱和溶液。 ②从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。 ③比较溶液的Q与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。 ④涉及Q的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。 2.有关沉淀溶解平衡对数图像分析 图像 说明 已知：pM＝－lgc（M）（M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋），p（C）＝－lgc（C） 横坐标数值越大，c（C）越小 纵坐标数值越大，c（M）越小 曲线上方的点为不饱和溶液 曲线上的点为饱和溶液 曲线下方的点表示有沉淀生成 曲线上任意一点，坐标数值越大，其对应的离子浓度越小 7.(2023·山东省济南市高三模拟考试)常温下，含BaCO3的浊液中c(Ba2＋)随c(H＋)的变化关系如图所示(整个过程无气体逸出；忽略CO第二步水解)。 已知：Ksp(BaCO3)＝2.5×10－9，Ka2(H2CO3)＝5.0×10－11。 下列叙述正确的是(　　) A.x＝7.5 B.水的电离程度：M<N C.N点：＝ D.N点溶液中加Na2SO4固体，将移向P点 解析　M点c(Ba2＋)＝2×10－4 mol·L－1，c(CO)＝＝mol·L－1＝1.25×10－5 mol·L－1，则c(OH)－＝＝5.0×10－5 mol·L－1，进而求得c(H)＋＝＝2×10－10 moL·L－1，即x＝2，A错误；从M点到N点c(H＋)增大，水的电离受到H＋的抑制程度增大，故水的电离程度：M>N，B错误；N点c(H＋)＝3.15×10－9 mol·L－1，＝＝＝，C正确；N点溶液中加Na2SO4固体，Ba2＋与生成沉淀导致c(Ba2＋)减小，BaCO3溶解平衡右移，c()增大，水解，平衡右移，c(OH－)增大，c(H＋)减小，N点不可能移向P点，D错误。故选C。 答案　C 8.（2022·高考山东卷）工业上以SrSO4（s）为原料生产SrCO3（s），对其工艺条件进行研究。现有含SrCO3（s）的0.1mol·L－1、1.0mol·L－1Na2CO3溶液，含SrSO4（s）的0.1mol·L－1、1.0mol·L－1Na2SO4溶液。在一定pH范围内，四种溶液中lg c（Sr2＋）随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是 （　　） A.反应SrSO4（s）＋CSrCO3（s）＋S的平衡常数K＝ B.a＝－6.5 C.曲线④代表含SrCO3（s）的1.0mol·L－1Na2CO3溶液的变化曲线 D.对含SrSO4（s）且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0mol·L－1的混合溶液，pH≥7.7时才发生沉淀转化 答案　D 9.（2022·贵州贵阳·一模）T℃时，CdCO3和Cd（OH）2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知pCd2＋为Cd2＋浓度的负对数，pN为阴离子浓度的负对数。下列说法正确的是 （　　） A.曲线Ⅰ是CdCO3的沉淀溶解平衡曲线 B.加热可使溶液由X点变到Z点 C.Y点对应的Cd（OH）2溶液是过饱和溶液 D.T℃，在CdCO3（s）＋2OH－（aq）Cd（OH）2（s）＋C（aq）平衡体系中，平衡常数K＝102 解析　A.CdCO3（s）Cd2＋（aq）＋C（aq），则c（Cd2＋）＝c（C），CdCO3的沉淀平衡中pCd2＋＝pN，故曲线Ⅱ是CdCO3的沉淀溶解平衡曲线，A错误；B.由A分析可知，曲线Ⅰ是Cd（OH）2的沉淀溶解平衡曲线，Cd（OH）2（s）Cd2＋（aq）＋2OH－（aq），则c（Cd2＋）＝2c（OH－），加热平衡正向移动，Cd2＋、OH－离子浓度变大，但是不会相等，B错误；C.曲线上的点为达到了沉淀溶解平衡，pCd2＋为Cd2＋浓度的负对数，pN为阴离子浓度的负对数，则数值越大，离子浓度越小，Y点在曲线上方，说明离子浓度小，故为不饱和溶液，C错误；D.T℃，由图可知，pN＝4时，CdCO3中pCd2＋为8，即Ksp（CdCO3）＝c（C）·c（Cd2＋）＝10－12，pN＝4时，Cd（OH）2中pCd2＋为6，即Ksp[Cd（OH）2]＝c2（OH－）·c（Cd2＋）＝10－14；在CdCO3（s）＋2OH－（aq）Cd（OH）2（s）＋C（aq）平衡体系中，平衡常数K＝＝＝＝102，D正确。故选D。 答案　D 学科网（北京）股份有限公司 $$