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专题八 水溶液中的离子反应与平衡
第43讲 反应过程中溶液粒子浓度变化曲线
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专题八 水溶液中的离子反应与平衡
高考总复习·化学(SJ)
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目
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CONTENTS
考点一
01
考点二
02
考点三
03
感悟高考真题
04
知能达标训练
05
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考点一 滴定过程pH变化曲线
01
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CH3COOH
c(CH3COOH)>
c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
CH3COOH
CH3COONa
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)
>c(OH-)
2c(Na+)
CH3COONa
CH3COOH
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
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CH3COONa
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
CH3COONa
NaOH
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
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一元弱电解质的滴定曲线
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二元弱电解质的滴定曲线
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考点二 分布系数曲线
02
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CH3COOH
CH3COO-
H2C2O4
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电离常数K
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分布系数曲线的应用
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考点三 对数—pH曲线
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=
1 ol·L-1
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两种粒子浓度相等
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pH的关系曲线应用
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感悟高考真题
04
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知 能 达 标 训 练
05
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谢谢观看
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[课程标准] 1.能正确识别图像,能从图像中找到曲线指代、趋势、关键点。2.利用溶液中的平衡关系,学会分析不同类型图像中各粒子浓度之间的关系。
常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液:
关键点
溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系
起点V(NaOH)=0(0点)
溶质是___________,粒子浓度大小关系:__________________ ___________________________________________
一半点V(NaOH)
=10 mL(点①)
溶质是等物质的量的_____________和_______________粒子浓度大小关系:_________________________________________
__________元素守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=______
中性点pH=7(点②)
溶质是_____________和少量的_____________粒子浓度大小关系:___________________________________________________
恰好反应点V(NaOH)
=20 mL(点③)
溶质是_______________
粒子浓度大小关系:____________________________________
过量1倍点
V(NaOH)=
40 mL
溶质是等物质的量的____________和__________
粒子浓度大小关系:_____________________________________
1.常温下,用0.10 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)<c(CN-)
B.点③和点④所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
C.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
D.点②和点③所示溶液中都有:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
解析 A项,点①的溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+c(CN-)=c(Na+)+c(H+),且c(OH-)>c(H+),点②溶液中的电荷守恒为c(OH-)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+),且c(OH-)<c(H+),二者中钠离子浓度相同,所以c(CH3COO-)>c(CN-),错误;B项,点③溶液pH=7,则c(OH-)=c(H+),则点③溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),错误;C项,点①所示的溶液中存在元素质量守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),点②所示的溶液中存在元素质量守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+),二者中钠离子浓度相同,则c(HCN)+c(CN-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),即c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH),正确。
答案 C
2.(2023·唐山高三期末)常温下,将n mol·L-1 NaOH溶液滴入20.00 mL 0.100 mol·L-1的HX溶液,溶液pH和温度随加入NaOH溶液体积变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.n=0.100,HX为强酸
B.A点存在守恒关系c(H+)+c(HX)=c(OH-)+c(X-)
C.B点存在守恒关系c(X-)<c(Na+)
D.A、B、C三点中由水电离出的c(H+)顺序为C>B>A
解析 由图可知,加入20.00 mL NaOH时,与HX恰好反应,则NaOH与HX浓度相等,n=0.100;由图可知,0.100 mol/L的HX的pH大于1,则HX部分电离,为弱酸,A错误;A点得到溶液为等量的NaX、HX,由电荷守恒可知c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(X-),由物料守恒可知,2c(Na+)=c(HX)+c(X-),则存在守恒关系2c(H+)+c(HX)=2c(OH-)+c(X-),B错误;由电荷守恒可知c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(X-),B点为中性溶液,则c(Na+)=c(X-),C错误;酸和碱都会抑制水的电离,C点氢氧化钠、HX恰好反应生成NaX,此时水的电离程度最大,A点酸的浓度最大,水的电离程度最弱,则A、B、C三点中由水电离出的c(H+)顺序为C>B>A,D正确。
答案 D
3.已知pKa=-lgKa,25 ℃时,H2A的pKa1=1.85,pKa2=7.19。常温下,用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1H2A溶液的滴定曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.a点加入NaOH溶液的体积V0>10 mL
B.a、b、c、d四点所得溶液均满足:2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
C.当加入NaOH溶液的体积为80 mL时,有c(OH-)>c(A2-)
D.a、b、c、d四点对应的溶液中水的电离程度:a<b<c<d
解析 用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液,a点溶液中溶质为H2A和NaHA,pH=1.85=pKa1,则c(H2A)=c(HA-),若恰好是10 mL NaOH,反应开始得到的溶液中存在c(H2A)=c(NaHA),但由于水解和电离最后溶液呈酸性,平衡时c(H2A)<c(NaHA),因此所加NaOH溶液的体积小于10 mL,A错误;题中所示各点对应的溶液均符合电荷守恒,B正确;当加入NaOH溶液的体积为80 mL时,分别计算两者的浓度,c(OH-)>c(A2-),C正确;向H2A溶液中滴加NaOH溶液,水的电离程度会越来越大,当刚好中和时(d点),水的电离程度最大,D正确。
答案 A
4.常温下向100 mL 0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中滴加0.1 mol·L-1的盐酸,溶液中pOH与加入盐酸的体积关系如图所示。已知:pOH=-lg c(OH-),Ka1(H2C2O4)=1×10-2,Ka2(H2C2O4)=1×10-5。下列说法不正确的是( )
A.m的值约为5
B.若V1=100,则n>7
C.a点:c(Na+)+c(H+)=c(HC2Oeq \o\al(-,4))+2c(C2Oeq \o\al(2-,4))+c(Cl-)+c(OH-)
D.若q=10,则b点对应的溶液eq \f(cHC2O\o\al(-,4),cH2C2O4)>100
解析 m点还没有加入盐酸,C2Oeq \o\al(2-,4)发生水解:C2Oeq \o\al(2-,4)+H2OHC2Oeq \o\al(-,4)+OH-,Kh=eq \f(Kw,Ka2)=eq \f(1×10-14,1×10-5),所以c(OH-)≈eq \r(Kh·cC2O\o\al(2-,4))=eq \r(10-9×0.1) mol·L-1=10-5 mol·L-1,pOH=5,A正确;V1=100时,Na2C2O4与盐酸按照1∶1恰好反应,生成NaHC2O4和NaCl,HC2Oeq \o\al(-,4)的电离程度大于其水解程度,溶液呈酸性,pH<7,pOH>7,B正确;a点溶液满足电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HC2Oeq \o\al(-,4))+2c(C2Oeq \o\al(2-,4))+c(Cl-)+c(OH-),C正确;q=10,即pOH=10,c(OH-)=1×10-10 mol·L-1,c(H+)=1×10-4 mol·L-1,eq \f(cHC2O\o\al(-,4),cH2C2O4)=eq \f(Ka1H2C2O4,cH+)=100,D错误。
答案 D
抓两点突破二元弱电解质滴定曲线
以“二元弱酸(H2A)与NaOH溶液反应”为例。
第一滴定终点:H2A+NaOH===NaHA+H2O,此时,酸、碱的物质的量之比为1∶1,得到的是NaHA的溶液,其中Ka1=eq \f(cH+·cHA-,cH2A),若溶液中c(HA-)=c(H2A),则Ka1=c(H+)。
第二滴定终点:NaHA+NaOH===Na2A+H2O,此时,酸、碱的物质的量之比为1∶2,得到的是Na2A的溶液,其中Ka2=eq \f(cH+·cA2-,cHA-),若溶液中c(A2-)=c(HA-),则Ka2=c(H+)。
1.透析分布曲线,锁定思维方向
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸H2C2O4为例)
δ0为_____________分布系数,δ1为__________分布系数
δ0为_______________分布系数、δ1为________分布系数、δ2为__________分布系数
随着pH增大,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增多。根据分布系数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH的微粒分布系数和酸的分析浓度,就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度
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__________;
(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。
1.25 ℃时,有c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1的一组醋酸、醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示。下列有关溶液中离子浓度关系的叙述错误的是( )
A.pH=5.5的溶液中:c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
B.W点的溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.pH=3.5的溶液中:c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1
D.向W点所表示的1.0 L溶液中通入0.05 mol HCl气体(溶液体积变化可忽略):c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
解析 混合溶液为醋酸和醋酸钠的混合溶液,且c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol/L,根据图分析,当pH增加时,浓度增大的应为CH3COO-,浓度减小的应为CH3COOH;当pH=5.5时,c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),A正确;W点溶液c(CH3COOH)=c(CH3COO-),溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),B正确;pH=3.5的溶液中,溶液呈酸性,由电荷守恒知c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 mol/L,C正确;加入HCl气体可使溶液酸性增强,CH3COOH浓度增加而CH3COO-降低,由于W点平衡时溶液中醋酸和醋酸根离子浓度相
同,所以二者分别为0.05 mol/L,向1.0 L 溶液中通入0.05 mol HCl 气体,则反应恰好生成0.1 mol/L的醋酸溶液,由质子守恒可得:c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),D错误,故选D。
答案 D
2.T ℃时,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中三种微粒H2C2O4、HC2O-4、C2Oeq \o\al(2-,4)的物质的量分数(δ)与pH的关系如图所示:
0.1 mol·L-1的NaHC2O4溶液呈________性,其离子浓度从大到小的顺序为___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。
解析 由题图可知Ka1=10-1.2,Ka2=10-4.2,HC2Oeq \o\al(-,4)+H2OH2C2O4+OH-,Kh=eq \f(Kw,Ka1)=eq \f(1×10-14,1×10-1.2)=10-(14-1.2)≪Ka2,所以HC2Oeq \o\al(-,4)的电离程度大于其水解程度(注:也可以根据图像观察)。
答案 酸 c(Na+)>c(HC2Oeq \o\al(-,4))>c(H+)>c(C2Oeq \o\al(2-,4))>c(OH-)
将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值eq \f(cA,cB)取常用对数,即lg c(A)或lgeq \f(cA,cB)得到的粒子浓度对数图像。
1.破解对数图像——pH的数据
(1)运算法则:lg ab=lg a+lg b、lg eq \f(a,b)=lg a-lg b、lg 1=0。
(2)运算突破点:如lgeq \f(cA,cB)=0的点有c(A)___c(B);lg c(D)=0的点有c(D)=_________。
2.破解对数图像的步骤
(1)识图像:观察横坐标、纵坐标的含义,看清每条曲线代表的粒子种类以及曲线的变化趋势,计算电离常数时应利用____________________的点,如lgeq \f(cA,cB)=0。
(2)找联系:根据图像中的坐标含义和曲线的交点,分析所给电解质的电离平衡常数或pH与纵、横坐标之间的联系。
(3)想原理:涉及电离平衡常数,写出平衡常数表达式,在识图像、想原理的基础上,将图像与原理结合起来思考。
(4)用公式:运用对数计算公式分析。
1.(2024·1月九省联考广西卷)0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1H3PO4溶液时,Veq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NaOH))、各含磷元素微粒的lgeq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(c/\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mol·L-1))))和pH的关系如图。下列说法中正确的是( )
A.①为POeq \o\al(3-,4)的lgeq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(c/\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mol·L-1))))与pH的关系
B.b点时,溶液中ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HPO\o\al(2-,4)))>ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H3PO4))
C.H3PO4的eq \f(Ka1,Ka2)=102.88
D.d点时,溶液中存在着ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Na+))=ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2PO\o\al(-,4)))+2ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HPO\o\al(2-,4)))+3ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(PO\o\al(3-,4)))
解析 根据题图中a点,溶液中溶质为n(H3PO4)∶n(NaH2PO4)=1∶1,故③④为磷酸和磷酸二氢根的曲线,又因为随着pH变大,H3PO4浓度变小,故③为H3PO4,④为H2POeq \o\al(-,4),又因为pH=2.12时,c(POeq \o\al(3-,4))最小,故曲线②为POeq \o\al(3-,4),曲线①为HPOeq \o\al(2-,4),据此分析回答。
据分析可知①为HPOeq \o\al(2-,4)的lg[c/(mol·L-1)]与pH的关系,A错误;b点时,Veq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NaOH))=20 mL,此时溶质为NaH2PO4,此时溶液pH=5,证明H2POeq \o\al(-,4)电离程度大于水解程度,故溶液中c(HPOeq \o\al(2-,4))>c(H3PO4),B正确;a点,Veq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NaOH))=10 mL,溶液中溶质为c(H3PO4)∶c(NaH2PO4)=1∶1,即c(H3PO4)=c(H2POeq \o\al(-,4)),
Ka1=eq \f(cH2PO\o\al(-,4)×cH+,cH3PO4)=c(H+)=10-2.12;c点,Veq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NaOH))=30 mL,c(H2POeq \o\al(-,4))∶c(HPOeq \o\al(2-,4))=1∶1,即c(H2POeq \o\al(-,4))=c(HPOeq \o\al(2-,4)),Ka2=eq \f(cHPO\o\al(2-,4)×cH+,cH2PO\o\al(-,4))=c(H+)=10-7.20,eq \f(Ka1,Ka2)=105.08,C错误;d点时,溶质为Na2HPO4,溶液中存在电荷守恒ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Na+))+c(H+)=ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2PO\o\al(-,4)))+2ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HPO\o\al(2-,4)))+3ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(PO\o\al(3-,4)))+c(OH-),此时溶液pH为10,故c(OH-)>c(H+),即ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Na+))>ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2PO\o\al(-,4)))+2ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HPO\o\al(2-,4)))+3ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(PO\o\al(3-,4))),D错误。
答案 B
2.常温下,向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液,所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)向二元弱酸H2Y中滴加NaOH溶液,依次反应的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)随着NaOH溶液的滴加,lg eq \f(cHY-,cH2Y)________(填“增大”或“减小”,下同),lg eq \f(cHY-,cY2-)________。
(3)Ka2(H2Y)=________。
(4)在交叉点“e”,c(H2Y)________c(Y2-)(填“>”“<”或“=”)。
解析 (3)Ka2=eq \f(cH+·cY2-,cHY-),当c(H+)=10-3 mol·L-1时,eq \f(cY2-,cHY-)=10-1.3,所以Ka2=10-4.3。
(4)在“e”点lg eq \f(cHY-,cH2Y)=lg eq \f(cHY-,cY2-),所以eq \f(cHY-,cH2Y)=eq \f(cHY-,cY2-),所以c(H2Y)=c(Y2-)。
答案 (1)H2Y+OH-===H2O+HY-、HY-+OH-===H2O+Y2- (2)增大 减小 (3)10-4.3 (4)=
1.(2021·湖南卷)常温下,用0.100 0 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
C.当pH=7时,三种溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)
D.分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
解析 NaX为强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,则溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),故A正确;弱酸的酸性越弱,电离常数越小,由题图分析可知,HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱,则三种一元弱酸的电离常数的大小顺序为Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ),故B正确;当溶液pH为7时,酸越弱,向盐溶液中加入盐酸的体积越大,酸根离子的浓度越小,则三种盐溶液中酸根离子的浓度大小顺序为c(X-)>c(Y-)>c(Z-),故C错误;向三种盐溶液中分别滴加20.00 mL盐酸,三种盐都完全反应,溶液中钠离子浓度等于氯离子浓度,将三种溶液混合后溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+c(Cl-)+c(OH-),由c(Na+)=c(Cl-)可得:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-),故D正确。
答案 C
2.(2021·海南卷改编)25 ℃时,向10.00 mL 0.100 0 mol·L-1的NaHCO3溶液中滴加0.100 0 mol·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HCOeq \o\al(-,3)水解程度大于电离程度
B.b点,c(Na+)=c(HCOeq \o\al(-,3))+c(COeq \o\al(2-,3))+c(Cl-)
C.c点,溶液中的H+主要来自HCOeq \o\al(-,3)的电离
D.d点,c(Na+)=c(Cl-)=0.100 0 mol·L-1
解析 HCOeq \o\al(-,3)存在水解平衡和电离平衡,a点溶液pH>7是由于HCOeq \o\al(-,3)水解程度大于电离程度,故A正确;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(HCOeq \o\al(-,3))+2c(COeq \o\al(2-,3))+c(Cl-)+c(OH-),b点pH=7即c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(HCOeq \o\al(-,3))+2c(COeq \o\al(2-,3))+c(Cl-),故B错误;c点溶质为碳酸氢钠、氯化钠、碳酸,溶液中的H+主要来自H2CO3的电离,故C错误;d点,碳酸氢钠和盐酸恰好反应,c(Na+)=c(Cl-)=0.050 0 mol·L-1,故D错误。
答案 A
3.(2023·湖北卷)H2L为某邻苯二酚类配体,其pKa1=7.46,pKa2=12.4。常温下构建Fe(Ⅲ)-H2L溶液体系,其中c0eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Fe3+))=2.0×10-4mol·L-1,c0eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2L))=5.0×10-3mol·L-1。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示,分布系数δ(x)=eq \f(cx,2.0×10-4mol·L-1),已知lg 2≈0.30,lg 3≈0.48。下列说法正确的是( )
A.当pH=1时,体系中c(H2L)>c([FeL]+)>c(OH-)>c(HL-)
B.pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为L2-
C.L2-+[FeL]+[FeL2]-的平衡常数的lgK 约为14
D.当pH=10时,参与配位的ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L2-))≈1.0×10-3mol·L-1
解析 从题图中可以看出Fe(Ⅲ)主要与L2-进行络合,但在pH=1时,富含L的物质主要为H2L,此时电离出的HL-较少,根据H2L的一级电离常数可以简单计算pH=1时溶液中c(HL-)≈10-9.46,但pH=1时c(OH-)=10-13,因此这四种离子的浓度大小为c(H2L)>c([FeL]+)>c(HL-)>c(OH-),A错误;根据图示的分布分数图可以推导出,H2L在pH≈9.9时HL-的含量最大,而H2L和L2-的含量最少,因此当pH在9.5~10.5之间时,含L的物种主要为HL-,B错误;该反应的平衡常数K=eq \f(c[FeL2]-,c[FeL]+cL2-),当[FeL2]-与[FeL]+分布分数相等时,可以将K简化为K=eq \f(1,cL2-),此时体系的pH=4,在pH=4时可以计算溶液中c(L2-)
=5.0×10-14.86,则该络合反应的平衡常数K≈10-14.16,即lg K≈14,C正确;根据图像,pH=10时溶液中主要的物质为[FeL3]3-和[FeL2(OH)]2-,其分布分数均为0.5,因此可以得到c([FeL3]3-)=c([FeL2(OH)]2-)=1×10-4mol·L-1,此时形成[FeL3]3-消耗了3×10-4mol·L-1的L2-,形成[FeL2(OH)]2-消耗了2×10-4mol·L-1的L2-,共消耗了5×10-4mol·L-1的L2-,即参与配位的c(L2-)≈5×10-4,D错误。
答案 C
4.(双选)(2023·山东卷)在含HgI2(s)的溶液中,一定c(I-)范围内,存在平衡关系:HgI2(s)HgI2(aq);HgI2(aq)Hg2++2I-;HgI2(aq)HgI++I-;HgI2(aq)+I-HgIeq \o\al(-,3);HgI2(aq)+2I-HgIeq \o\al(2-,4),平衡常数依次为K0、K1、K2、K3、K4。已知lg c(Hg2+)、lg c(HgI+),lg c(HgIeq \o\al(-,3))、lg c(HgIeq \o\al(2-,4))随lg c(I-)的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.线L表示lg c(HgIeq \o\al(2-,4))的变化情况
B.随c(I-)增大,c[HgI2(aq)]先增大后减小
C.a=lg eq \f(K1,K2)
D.溶液中I元素与Hg元素的物质的量之比始终为2∶1
解析 HgI2溶液中各反应达到平衡后,增大c(I-),平衡HgI2(aq)HgI++I-、HgI2(aq)Hg2++2I-逆向移动,c(HgI+)、c(Hg2+)减小,且开始时c(HgI+) <c(Hg2+);平衡HgI2(aq)+I-HgIeq \o\al(-,3)、HgI2(aq)+2I-HgIeq \o\al(2-,4)正向移动,c(HgIeq \o\al(-,3))、c(HgIeq \o\al(2-,4))增大,且开始时c(HgIeq \o\al(-,3))>c(HgIeq \o\al(2-,4))。
曲线L表示lg c(HgIeq \o\al(2-,4))的变化情况,A正确;增大c(I-),HgI2(aq)Hg2+ +2I-、HgI2(aq)HgI++I-平衡逆向移动,c[HgI2(aq)]增大,从而使HgI2(s)HgI2(aq)平衡逆向移动,该溶液为HgI2的饱和溶液,则c[HgI2(aq)]不变,B错误;已知HgI2(aq)Hg2++2I-、HgI2(aq)HgI++I-的平衡常数分别为K1、K2,由第二个反应-第一个反应,可得Hg2++I-HgI+,K=eq \f(cHgI+,cHg2+·cI-)=eq \f(K2,K1),M点c(HgI+)=c(Hg2+),则c(I-)=eq \f(K1,K2),a=lg c(I-)=lgeq \f(K1,K2),C正确;加入I-使各平衡移动,故溶液中I元素与Hg元素的物质的量之比不始终为2∶1,D错误。
答案 BD
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