第7章 高考题型专项突破 水溶液中图像与平衡常数的综合考查-【金版教程】2025年高考化学一轮复习创新方案课件PPT（新教材，创新版）

第七章　弱电解质的电离平衡 高考题型专项突破　水溶液中图像与平衡常数的综合考查 目录 CONTENTS 真题精研 01 题型突破 02 03 题型专练 04 专项作业 * 真题精研 目录 例1　 (2023·辽宁卷)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 答案 * 目录 解题思路分析 * 解题思路分析　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＝eq \f(c（H＋）c（HS－）,c（H2S）)＝eq \f(c（H＋）c（HS－）,0.1)为定值，代入④上两组数据计算结果一致，Ka1＝eq \f(10－1.6×10－6.5,0.1)＝eq \f(10－4.2×10－3.9,0.1)＝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)＝eq \f(c（H＋）c（S2－）,c（HS－）)＝eq \f(10－6.8×10－9.2,c（HS－）)＝eq \f(10－6.8×10－9.2,\f(Ka1×0.1,10－6.8))＝10－14.7，D正确；Ksp(CdS)＝c(Cd2＋)·c(S2－)＝10－13×10－13＝10－26，A错误。 目录 答案 * 例2　(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c0(Fe3＋)＝2.0×10－4 mol·L－1，c0(H2L)＝5.0×10－3 mol·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(c（x）,2.0×10－4 mol·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lg K约为14 D.当pH＝10时，参与配位的c(L2－)≈1.0×10－3 mol·L－1 目录 解题思路分析 * 解题思路分析　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的物种主要为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－)≈5×10－9.46 mol·L－1，但pH＝1时c(OH－)＝10－13 mol·L－1，此时含铁的物种为Fe3＋和[FeL]＋且相等，则c([FeL]＋)＝1×10－4 mol·L－1，因此这四种粒子的浓度大小为c(H2L)>c([FeL]＋)>c(HL－)>c(OH－)，A错误；反应L2－＋[FeL]＋[FeL2]－的平衡常数K＝eq \f(c（[FeL2]－）,c（[FeL]＋）c（L2－）)，当[FeL2]－与[FeL]＋分布分数相等时(浓度均为1×10－4 mol·L－1)，K＝eq \f(1,c（L2－）)，此时体系的pH＝4，eq \f(c（HL－）,c（H2L）)＝eq \f(Ka1,c（H＋）)＝eq \f(10－7.46,10－4)＝10－3.46，eq \f(c（L2－）,c（HL－）)＝eq \f(Ka2,c（H＋）)＝eq \f(10－12.4,10－4)＝10－8.4，则可认为此时体系中c(H2L)≈c0(H2L)＝5.0×10－3 mol·L－1，Ka1·Ka2＝eq \f(c（L2－）·c2（H＋）,c（H2L）)，代入数据可以计算溶液中c(L2－)＝5.0×10－14.86，则该络合反应的平衡常数K≈1014.16，即lg K≈14，C正确； 目录 解题思路分析 * 根据图像，pH＝10时溶液中主要的含Fe物种为[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－)＝1×10－4 mol·L－1，此时形成[FeL3]3－消耗了3×10－4 mol·L－1的L2－，形成[FeL2(OH)]2－消耗了2×10－4 mol·L－1的L2－，共消耗了5×10－4 mol·L－1的L2－，即参与配位的c(L2－)≈5×10－4 mol·L－1，则溶液中剩余含L的物种的总浓度为4.5×10－3 mol·L－1，当pH＝10时，可计算eq \f(c（L2－）,c（HL－）)＝eq \f(Ka2,c（H＋）)＝10－2.4，eq \f(c（HL－）,c（H2L）)＝eq \f(Ka1,c（H＋）)＝102.54，故在pH＝10时HL－的含量最大，故B、D错误。 题型突破 目录 一、分布系数图像与平衡常数 1.分布系数曲线是指以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) 二元弱酸(以草酸H2C2O4为例) 注：pKa为电离常数的负对数 注：pKa1、pKa2为电离常数的负对数 * 目录 * δ0为CH3COOH分布系数 δ1为CH3COO－分布系数 δ0为H2C2O4分布系数 δ1为HC2Oeq \o\al(－,4)分布系数 δ2为C2Oeq \o\al(2－,4)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条件下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 目录 2.解答分布系数图像题应注意的三点 明标 要想理清溶液中粒子浓度关系，首先看各纵、横坐标表示的含义，尤其多维坐标图像更应注意 理线 根据坐标内曲线的变化趋势，理清每条曲线、每部分表示的含义，判断曲线所代表的粒子 求点 要注意图像内的各种交点，通过交点建立不同粒子间的等量关系，由已知量代替未知量，简化求解过程 * 目录 * 二、对数或负对数图像与平衡常数 1.常考有关对数、负对数举例 (1)pC：类比pH，即为C离子浓度的负对数，规律是pC越大，C离子浓度越小。 (2)pK：平衡常数的负对数，规律是pK越大，平衡常数越小。对于一元弱酸(HX)：pKa＝pH－lg eq \f(c（X－）,c（HX）)，lg eq \f(c（X－）,c（HX）)越大，HX的电离程度越大。 (3)AG＝lg eq \f(c（H＋）,c（OH－）)，氢离子浓度与氢氧根离子浓度比的对数，规律是AG越大，酸性越强，中性时AG＝0。 目录 2.常见图像示例 (1)pOH­pH图像 Q点为中性 M点为酸性，c(OH－)＝1×10－b mol·L－1 N点为碱性，c(H＋)＝1×10－b mol·L－1 * 目录 * (2)对数图像 常温下将KOH溶液滴加到二元弱酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系图： 目录 * ①二元弱酸(H2X)一级电离程度远大于二级电离程度。 ②lg eq \f(c（X2－）,c（HX－）)＝lg eq \f(c（HX－）,c（H2X）)时，pH越大，表示电离常数越小，因而N代表一级电离的曲线，M代表二级电离曲线，可以根据n点、m点的坐标计算pKa1和pKa2。 目录 * 三、四大常数[Kw、Ka(或Kb)、Kh、Ksp]之间的关系 1.Ka、Kh、Kw间的关系 强碱弱酸盐：如CH3COONa溶液： CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－ Kh＝eq \f(c（CH3COOH）·c（OH－）,c（CH3COO－）)＝eq \f(c（CH3COOH）·c（OH－）·c（H＋）,c（CH3COO－）·c（H＋）) ＝eq \f(c（OH－）·c（H＋）,\f(c（CH3COO－）·c（H＋）,c（CH3COOH）))＝eq \f(Kw,Ka)。 目录 * 2.Kb、Kh、Kw间的关系 强酸弱碱盐：如NH4Cl溶液： NHeq \o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋ Kh＝＋,4)eq \f(c（NH3·H2O）·c（H＋）,c（NH）) ＝＋,4)eq \f(c（NH3·H2O）·c（H＋）·c（OH－）,c（NH）·c（OH－）) ＝＋,4)eq \f(c（H＋）·c（OH－）,\f(c（NH）·c（OH－）,c（NH3·H2O）)) ＝eq \f(Kw,Kb)。 目录 * 3.M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间的关系 M(OH)n(s)Mn＋(aq)＋nOH－(aq) Ksp＝c(Mn＋)·cn(OH－)＝eq \f(c（OH－）,n)·cn(OH－)＝eq \f(cn＋1（OH－）,n)＝eq \f(1,n) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Kw,10－pH))) eq \s\up12(n＋1)。 4.Kh、Kw、Ksp间的关系 常温下的CuCl2溶液中： Cu2＋的水解常数Kh＝2,w)eq \f(K,Ksp) 。 目录 * 5.K、Ka、Ksp间的关系 反应CuS(s)＋2H＋(aq)Cu2＋(aq)＋H2S(aq)的平衡常数K＝eq \f(Ksp,Ka1·Ka2)。 6.判断溶液的酸碱性 NaHS溶液显碱性，离子浓度大小顺序为c(Na＋)>c(HS－)>c(OH－)>c(H＋)>c(S2－)。 上述判断的理由是：HS－的水解常数eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Kw,Ka1)))大于其电离常数(Ka2)。 题型专练 目录 1 2 3 4 答案 * 1.(2023·湖南卷)常温下，用浓度为0.0200 mol·L－1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200 mol·L－1的HCl和CH3COOH的混合溶液，滴定过程中溶液的pH随ηeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(η＝\f(V（标准溶液）,V（待测溶液）)))的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A.Ka(CH3COOH)约为10－4.76 B.点a：c(Na＋)＝c(Cl－)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH) C.点b：c(CH3COOH)<c(CH3COO－) D.水的电离程度：a<b<c<d 目录 1 2 3 4 解析 * 解析　NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反应时，先与强酸反应，然后再与弱酸反应，由滴定曲线可知，a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水，CH3COOH未发生反应，溶质成分为NaCl和CH3COOH；b点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH，溶质成分为NaCl、CH3COOH和CH3COONa；c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应，溶质成分为NaCl、CH3COONa；d点时NaOH过量，溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH。由分析可知，a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH，c(CH3COOH)＝0.0100 mol·L－1，c(H＋)＝10－3.38 mol·L－1，Ka(CH3COOH)＝eq \f(c（H＋）·c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)≈eq \f(10－3.38×10－3.38,0.01)＝10－4.76，A正确； 目录 1 2 3 4 a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液，存在守恒c(Na＋)＝c(Cl－)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)，B正确；b点溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和CH3COONa，由于pH<7，溶液显酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，则c(CH3COOH)<c(CH3COO－)，C正确；c点溶液中CH3COO－水解促进水的电离，d点碱过量，会抑制水的电离，则水的电离程度c>d，D错误。 解析 * 目录 1 2 3 4 答案 * 2.(2023·新课标卷)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水，发生反应Ag＋＋NH3[Ag(NH3)]＋和[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋，lg [c(M)/(mol·L－1)]与lg [c(NH3)/(mol·L－1)]的关系如下图所示(其中M代表Ag＋、Cl－、[Ag(NH3)]＋或[Ag(NH3)2]＋)。 下列说法错误的是(　　) A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线 B.AgCl的溶度积常数Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－9.75 C.反应[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋的平衡常数K的值为103.81 D.c(NH3)＝0.01 mol·L－1时，溶液中c{[Ag(NH3)2]＋}>c{[Ag(NH3)]＋}>c(Ag＋) 目录 1 2 3 4 解析 * 解析　氯化银饱和溶液中银离子和氯离子的浓度相等，向饱和溶液中滴加氨水，溶液中银离子浓度减小，氯离子浓度增大、一氨合银离子浓度增大，继续滴加氨水，一氨合银离子浓度增大的幅度小于二氨合银离子，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度对数变化的曲线。氨的浓度较小时AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，浓度较大时AgCl(s)＋2NH3[Ag(NH3)2]＋(aq)＋Cl－(aq)，氯化银的溶解度曲线应与氯离子的变化曲线吻合，即为曲线Ⅳ，A错误； 目录 1 2 3 4 解析 * 由题图可知，c(NH3)＝10－1 mol·L－1时，c(Cl－)＝10－2.35 mol·L－1，c(Ag＋)＝10－7.40 mol·L－1，则氯化银的溶度积为10－2.35×10－7.40＝10－9.75，B正确；由题图可知，氨分子浓度对数为－1时，溶液中二氨合银离子和一氨合银离子的浓度分别为10－2.35 mol·L－1和10－5.16 mol·L－1，则[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋的平衡常数K＝eq \f(c{[Ag（NH3）2]＋},c{[Ag（NH3）]＋}c（NH3）)＝eq \f(10－2.35,10－5.16×10－1)＝103.81，C正确；由题图可知，c(NH3)＝0.01 mol·L－1时，溶液中c{[Ag(NH3)2]＋}>c{[Ag(NH3)]＋}>c(Ag＋)，D正确。 目录 1 2 3 4 答案 * 3.(2022·辽宁高考)甘氨酸(NH2CH2COOH)是人体必需氨基酸之一。在25 ℃时， NHeq \o\al(＋,3)CH2COOH、NHeq \o\al(＋,3)CH2COO－和NH2CH2COO－的分布分数eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(如δ（A2－）＝\f(c（A2－）,c（H2A）＋c（HA－）＋c（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.NHeq \o\al(＋,3)CH2COO－＋H2ONHeq \o\al(＋,3)CH2COOH＋OH－的平衡常数K＝10－11.65 D.c2(NHeq \o\al(＋,3)CH2COO－)＜c(NHeq \o\al(＋,3)CH2COOH)·c(NH2CH2COO－) 目录 1 2 3 4 解析 * 解析　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NHeq \o\al(＋,3)CH2COOH的分布分数随溶液pH的变化，曲线b表示NHeq \o\al(＋,3)CH2COO－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；NHeq \o\al(＋,3)CH2COO－＋H2ONHeq \o\al(＋,3)CH2COOH＋OH－的平衡常数K＝＋,3)eq \f(c（NHCH2COOH）·c（OH－）,c（NHeq \o\al(＋,3)CH2COO－）) ，25 ℃时，根据曲线a、b交点坐标(2.35，0.50)可知，pH＝2.35时，c(NHeq \o\al(＋,3)CH2COO－)＝c(NHeq \o\al(＋,3)CH2COOH)，则K＝c(OH－)＝eq \f(Kw,c（H＋）)＝10－11.65，故C正确； 目录 1 2 3 4 解析 * 由C项分析可知，＋,3)eq \f(c（NHCH2COOH）,c（NHeq \o\al(＋,3)CH2COO－）) ＝eq \f(10－11.65,c（OH－）)，根据曲线b、c交点坐标(9.78，0.50)分析可得电离平衡NHeq \o\al(＋,3)CH2COO－NH2CH2COO－＋H＋的电离常数为K1＝10－9.78，＋,3)eq \f(c（NH2CH2COO－）,c（NHCH2COO－）) ＝eq \f(K1,c（H＋）)＝eq \f(10－9.78,c（H＋）)，则＋,3)eq \f(c（NHCH2COOH）,c（NHeq \o\al(＋,3)CH2COO－）) ×＋,3)eq \f(c（NH2CH2COO－）,c（NHCH2COO－）) ＝eq \f(10－11.65,c（OH－）)×eq \f(10－9.78,c（H＋）)＜1，即c2(NHeq \o\al(＋,3)CH2COO－)＞c(NHeq \o\al(＋,3)CH2COOH)·c(NH2CH2COO－)，故D错误。 目录 1 2 3 4 答案 解析 * 4.(2020·海南高考)某弱酸HA溶液中主要成分的分布分数随pH的变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A.该酸－lg Ka≈4.7 B.NaA的水解平衡常数Kh＝eq \f(1,Ka) C.当该溶液的pH＝7.0时，c(HA)<c(A－) D.某c(HA)∶c(A－)＝4∶1的缓冲溶液，pH≈4 解析　NaA的水解平衡常数Kh＝eq \f(c（OH－）·c（HA）·c（H＋）,c（A－）·c（H＋）)＝eq \f(Kw,Ka)，B错误。 专项作业 ［建议用时：40分钟］ 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 * 选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1.(2023·北京市西城区高三期末)以0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1 mol·L－1 H3PO4溶液的滴定曲线如图。已知：酚酞变色范围的pH为8.2～10。 下列说法不正确的是(　　) A.M点主要溶质为NaH2PO4 B.N点可用酚酞作指示剂指示滴定终点 C.N点溶液：c(Na＋)>c(HPOeq \o\al(2－,4))>c(POeq \o\al(3－,4))>c(H2POeq \o\al(－,4)) D.M→N过程中，均满足c(Na＋)＋c(H＋)＝c(H2POeq \o\al(－,4))＋2c(HPOeq \o\al(2－,4))＋3c(POeq \o\al(3－,4))＋c(OH－) 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 解析　N点溶液中溶质为Na2HPO4，溶液pH＝10，溶液呈碱性，说明HPOeq \o\al(2－,4)的水解程度大于其电离程度，因此c(Na＋)>c(HPOeq \o\al(2－,4))>c(H2POeq \o\al(－,4))>c(POeq \o\al(3－,4))，C错误。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 * 2.(2023·南京六校高三联考)298 K时，向两份10 mL 0.2 mol·L－1的CH3COONH4溶液(pH＝7)中分别滴加浓度均为0.2 mol·L－1的HCl和NaOH溶液。部分离子浓度随加入溶液体积的变化如图所示，有关说法不正确的是(　　) A.水的电离程度：a>c＝d B.b点c(Cl－)和d点c(Na＋)的大小关系是2c(Cl－)＝c(Na＋) C.c点存在离子浓度关系：c(NHeq \o\al(＋,4))<c(Cl－) D.若b点pH＝5，则CH3COOH的Ka≈10－5 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 解析　d点加入的NaOH溶液体积是b点加入的HCl溶液体积的2倍，则n(Na＋)＝2n(Cl－)，但所得溶液的总体积不相等，所以c(Na＋)≠2c(Cl－)，B错误。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析　由题图可知，H3AsO3的物质的量分数一直在减小，B错误。 答案 解析 * 3.(2023·广州市高三年级一模)三元弱酸亚砷酸(H3AsO3)在溶液中存在多种微粒形态，各种微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示。向1 mol·L－1 H3AsO3溶液中滴加NaOH溶液，关于该过程的说法不正确的是(　　) A.H3AsO3的第二步电离平衡常数Ka2＝10－c B.H3AsO3的物质的量分数先减小后增大 C.pH＝b时c(Na＋)>c(H2AsOeq \o\al(－,3))>c(H3AsO3)＝c(HAsOeq \o\al(2－,3)) D.pH＝12，存在的含砷微粒仅有H2AsOeq \o\al(－,3)、HAsOeq \o\al(2－,3)、AsOeq \o\al(3－,3) 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 * 4.(2023·河北邯郸市高三一模)常温下，向一定浓度的H3PO3(亚磷酸，POHOHOH)溶液中滴加一定浓度的NaOH溶液或H2SO4溶液，溶液中lg 2－,3)eq \f(c（HPO）,c（H2POeq \o\al(－,3)）) 或lg －,3)eq \f(c（H3PO3）,c（H2PO）) 随溶液的pH的变化关系如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.直线b代表lg －,3)eq \f(c（H3PO3）,c（H2PO）) 与pH的关系 B.Y点溶液的pH＝4.5 C.2H＋＋HPOeq \o\al(2－,3)H3PO3的平衡常数为108.1 D.pH＝7时，c(Na＋)＞c(OH－)＞c(HPOeq \o\al(2－,3))＞c(H2POeq \o\al(－,3)) 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 解析　随pH的增大，c(H3PO3)减小，c(HPOeq \o\al(2－,3))增大，因此lg 2－,3)eq \f(c（HPO）,c（H2POeq \o\al(－,3)）) 增大，lg －,3)eq \f(c（H3PO3）,c（H2PO）) 减小，即直线a代表lg －,3)eq \f(c（H3PO3）,c（H2PO）) 与pH的关系，直线b代表lg 2－,3)eq \f(c（HPO）,c（H2POeq \o\al(－,3)）) 与pH的关系，A错误；依据图像信息及电离平衡常数表达式，可求出H3PO3的电离平衡常数Ka1＝1×10－1.4，Ka2＝1×10－6.7，Y点为两直线的交点，即c(HPOeq \o\al(2－,3))＝c(H3PO3)，可得Y点存在c2(H＋)＝Ka1×Ka2＝10－8.1，即pH＝－lg c(H＋)＝4.05，B错误； 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 2H＋＋HPOeq \o\al(2－,3)H3PO3的平衡常数表达式为K＝2－,3)eq \f(c（H3PO3）,c（HPO）c2（H＋）) ，Y点时c(HPOeq \o\al(2－,3))＝c(H3PO3)、c2(H＋)＝10－8.1，K＝eq \f(1,c2（H＋）)＝108.1，C正确；Z点pH＝6.7，c(HPOeq \o\al(2－,3))＝c(H2POeq \o\al(－,3))，pH＝7时，溶液为NaH2PO3和Na2HPO3的混合溶液，c(Na＋)＞c(HPOeq \o\al(2－,3))＞c(H2POeq \o\al(－,3))＞c(OH－)，D错误。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 * 5.(2023·黄冈市高三质量抽测)298 K时，向H3PO4溶液中滴入NaOH溶液，溶液中H3PO4、H2POeq \o\al(－,4)、HPOeq \o\al(2－,4)、POeq \o\al(3－,4)的物质的量分数δ随pH的变化关系如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.0.1 mol·L－1 H3PO4溶液中：－lg Ka2＝7.2 B.0.1 mol·L－1 NaH2PO4溶液中：c(H2POeq \o\al(－,4))>c(H3PO4)>c(HPOeq \o\al(2－,4)) C.Kh(H2POeq \o\al(－,4))＝1.0×10－6 D.0.1 mol·L－1 Na2HPO4溶液中存在3个电离平衡 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 解析　根据题图知，c(H2POeq \o\al(－,4))＝c(HPOeq \o\al(2－,4))时，pH＝7.2，则H3PO4的Ka2＝2－,4)eq \f(c（H＋）·c（HPO）,c（H2POeq \o\al(－,4)）) ＝c(H＋)＝10－7.2，－lg Ka2＝7.2，A正确；c(H2POeq \o\al(－,4))＝c(H3PO4)时，pH＝2.1，则H3PO4的Ka1＝－,4)eq \f(c（H＋）·c（H2PO）,c（H3PO4）) ＝c(H＋)＝10－2.1，H2POeq \o\al(－,4)的水解常数为eq \f(Kw,Ka1)＝eq \f(10－14,10－2.1)＝10－11.9<Ka2，说明H2POeq \o\al(－,4)的电离程度大于其水解程度，故0.1 mol·L－1 NaH2PO4溶液中c(H2POeq \o\al(－,4))>c(HPOeq \o\al(2－,4))>c(H3PO4)，B、C错误；Na2HPO4溶液中存在2个电离平衡，HPOeq \o\al(2－,4)的电离、水的电离，D错误。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 * 6.(2023·山东潍坊高三期末考试)常温下，天然水体中的H2CO3与空气中的CO2保持平衡，pH变化对H2CO3的浓度基本无影响。已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，常温时测得某溶洞水体中－lg c(X)(X为H2CO3、HCOeq \o\al(－,3)、COeq \o\al(2－,3)或Ca2＋)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.随pH增大，c(HCOeq \o\al(－,3))与c(Ca2＋)的变化趋势相同 B.H2CO3的二级电离常数Ka2＝10－8.3 C.N点对应溶液中，c(Ca2＋)＝0.0028 mol·L－1 D.pH＝7时，lg c(COeq \o\al(2－,3))－2lg c(HCOeq \o\al(－,3))≈1 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 解析　因为pH变化对H2CO3的浓度基本无影响，所以④为H2CO3；根据题图可知，随着pH的增大，溶液碱性增强，HCOeq \o\al(－,3)、COeq \o\al(2－,3)浓度都增大，而曲线①在pH很小时也产生，因此曲线①代表HCOeq \o\al(－,3)，②代表COeq \o\al(2－,3)，③代表Ca2＋，曲线①与曲线④的交点处c(HCOeq \o\al(－,3))＝c(H2CO3)，Ka1＝－,3)eq \f(c（H＋）·c（HCO）,c（H2CO3）) ＝c(H＋)＝10－6.3，曲线①与曲线②的交点c(HCOeq \o\al(－,3))＝c(COeq \o\al(2－,3))，Ka2＝2－,3)eq \f(c（H＋）·c（CO）,c（HCOeq \o\al(－,3)）) ＝c(H＋)＝10－10.3。由上述分析可知A、B错误； 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 由分析可知Ka1·Ka2＝2－,3)eq \f(c2（H＋）·c（CO）,c（H2CO3）) ＝10－16.6，N点处c(H＋)＝10－8.3 mol·L－1，c(H2CO3)＝10－5 mol·L－1，代入Ka1·Ka2＝2－,3)eq \f(c2（H＋）·c（CO）,c（H2CO3）) ＝10－16.6，得c(COeq \o\al(2－,3))＝10－5 mol·L－1，根据Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，得c(Ca2＋)＝2.8×10－4 mol·L－1，C错误。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 * 7.(2023·长沙市新高考适应性考试)25 ℃时，往20.00 mL 0.1 mol·L－1 HA溶液中滴入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，体系中－lg c(HA)、－lg c(A－)、NaOH溶液的体积与溶液pH的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.曲线②表示－lg c(HA)与溶液pH的关系 B.a点对应的溶液中：c(H＋)＋2c(HA)＝c(OH－)＋2c(A－) C.b点对应的溶液中：c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋) D.25 ℃时，HA的电离平衡常数的数量级为10－4 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析　 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 * 8.(2023·浙南名校联盟高三联考)天然溶洞的形成与水体中含碳物种的浓度有密切关系。已知Ksp(CaCO3)＝10－8.7，某溶洞水体中lg c(X)(X为HCOeq \o\al(－,3)、COeq \o\al(2－,3)或Ca2＋)与pH变化的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.曲线①代表HCOeq \o\al(－,3)，曲线③代表Ca2＋ B.a＝－4.35，b＝－2.65 C.由图中的数据计算得Ka2(H2CO3)＝10－10.3 D.pH＝10.3时，c(Ca2＋)＝10－6.5 mol·L－1 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 解析　碳酸在水中存在电离平衡：H2CO3H＋＋HCOeq \o\al(－,3)、HCOeq \o\al(－,3)H＋＋COeq \o\al(2－,3)，以第一步为主；随着pH增大，平衡右移，先是HCOeq \o\al(－,3)浓度增加，随后COeq \o\al(2－,3)浓度增大，故曲线①代表HCOeq \o\al(－,3)，曲线②代表COeq \o\al(2－,3)，曲线③代表Ca2＋，故A正确；由题图可知，曲线②和曲线③交点处c(COeq \o\al(2－,3))＝c(Ca2＋)，根据Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(COeq \o\al(2－,3))，可得c(Ca2＋)＝eq \r(Ksp（CaCO3）)＝eq \r(10－8.7) mol/L＝10－4.35 mol/L，则a＝－4.35；由曲线①和曲线②的交点处c(COeq \o\al(2－,3))＝c(HCOeq \o\al(－,3))、pH＝10.3， 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 可得Ka2＝2－,3)eq \f(c（CO）·c（H＋）,c（HCOeq \o\al(－,3)）) ＝10－10.3，当pH＝8.6时，c(COeq \o\al(2－,3))＝10－4.35 mol/L，即c(HCOeq \o\al(－,3))＝2－,3)eq \f(c（CO）·c（H＋）,Ka2) ＝eq \f(10－4.35×10－8.6,10－10.3) mol/L＝10－2.65 mol/L，则b＝－2.65，故B、C正确；pH＝10.3时，c(COeq \o\al(2－,3))＝c(HCOeq \o\al(－,3))＝10－1.1 mol/L，根据Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(COeq \o\al(2－,3))，可得c(Ca2＋)＝2－,3)eq \f(Ksp（CaCO3）,c（CO）) ＝eq \f(10－8.7,10－1.1) mol/L＝10－7.6 mol/L，故D错误。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 * 9.(2023·沈阳市郊联体高三联考)25 ℃时，分别向20 mL浓度均为1.0 mol·L－1的CH3COOH、CH3COONa溶液中逐滴加入浓度均为1.0 mol·L－1的NaOH、HCl溶液，溶液的pH与lg Y[Y＝eq \f(c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)或Y＝eq \f(c（CH3COOH）,c（CH3COO－）)]的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.曲线①中的Y＝eq \f(c（CH3COO－）,c（CH3COOH）) B.当pH＝4.74时，恒有关系：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(CH3COOH) C.当滴入溶液的体积V＝10 mL时，溶液pH>4.74 D.25 ℃时，1.0 mol·L－1的CH3COONa溶液的pH＝9.37 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 解析　pH增大，c(H＋)减小，促进CH3COOH电离，抑制CH3COO－水解，因此pH增大，eq \f(c（CH3COOH）,c（CH3COO－）)减小，eq \f(c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)增大，所以曲线①中Y＝eq \f(c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)，曲线②中Y＝eq \f(c（CH3COOH）,c（CH3COO－）)。当pH＝4.74时，①、②相交，即eq \f(c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)＝eq \f(c（CH3COOH）,c（CH3COO－）)，则c(CH3COO－)＝c(CH3COOH)，所以Ka＝eq \f(c（H＋）·c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)＝c(H＋)＝10－4.74，Kh＝eq \f(Kw,Ka)＝eq \f(10－14,10－4.74)＝10－9.26。根据以上分析可知，A正确； 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 向CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液，存在电荷守恒c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，pH＝4.74时，c(CH3COO－)＝c(CH3COOH)，则此时c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(CH3COOH)，但向CH3COONa溶液中滴加HCl时，存在电荷守恒c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)＋c(CH3COO－)，则此时选项中关系式不成立，B错误；当V＝10 mL时，溶液中CH3COOH和CH3COONa的物质的量均相等，因为Ka>Kh，因此c(CH3COOH)<c(CH3COO－)，由于Ka不变，此时c(H＋)<10－4.74 mol·L－1，溶液pH>4.74，C正确； 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 设25 ℃时，1.0 mol·L－1的CH3COONa溶液中c(OH－)＝x mol·L－1，则根据CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－可知，c(OH－)＝c(CH3COOH)＝x mol·L－1，Kh＝eq \f(c（CH3COOH）·c（OH－）,c（CH3COO－）)＝eq \f(x2,1.0－x)＝10－9.26，解得x≈10－4.63，所以c(H＋)＝10－9.37 mol·L－1，pH＝9.37，D正确。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10.聚合硫酸铁(PFS)是一种性能优异的无机高分子絮凝剂，其化学式为[Fe2(OH)2n(SO4)3－n]b。某化工厂用石灰乳－PFS法处理含砷废水的流程如图1所示： 已知：ⅰ.常温下，Ca3(AsO4)2、CaHAsO4、 FeAsO4均难溶于水，Fe2(HAsO4)3可溶于水。 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ⅱ.常温下，H3AsO4溶液中含砷微粒的分布分数δ与pH的关系如图2所示： * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (1)下列说法错误的是________(填标号)。 a.NaH2AsO4溶液的pH<7 b.pH＝11.5时，c(H2AsO)＋2c(HAsO)＋3c(AsO)＋c(OH－)＝c(H＋) c.Na3AsO4溶液中，3c(Na＋)＝c(H2AsO)＋c(HAsO)＋c(AsO)＋c(H3AsO4) (2)“一级沉降”中，石灰乳的作用是______________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)“二级沉降”中，溶液的pH在8～10之间，PFS形成的Fe(OH)3胶体可以通过沉淀反应进一步减少溶液中的As含量，反应的离子方程式为_____________________________________________________。 bc 中和酸性溶液，调节溶液的pH，形成CaSO4、Ca3(AsO4)2等沉淀，去除部分H2SO4和H3AsO4 答案 * Fe(OH)3(胶体)＋HAsOeq \o\al(2－,4)===FeAsO4↓＋2OH－＋H2O 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 c 答案 * (4)溶液的pH和eq \f(m（Fe）,m（As）)对As去除率的影响如图3所示。某酸性含砷废水中的As的质量浓度为20 mg·L－1，为达到标准排放(As的质量浓度<1 mg·L－1)，从节约成本的角度考虑，工业中选择的最佳条件是________(填标号)。 a.pH＝8.2、eq \f(m（Fe）,m（As）)＝5 b.pH＝8.2、eq \f(m（Fe）,m（As）)＝8 c.pH＝9.0、eq \f(m（Fe）,m（As）)＝5 d.pH＝9.0、eq \f(m（Fe）,m（As）)＝8 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 * 解析　(1)分析题图2知NaH2AsO4溶液显酸性，故pH<7，a正确；题给关系式是H3AsO4溶液的电荷守恒关系式，但H3AsO4溶液呈酸性，pH不可能等于11.5，b错误；根据元素质量守恒，Na3AsO4溶液中，c(Na＋)＝3c(H2AsOeq \o\al(－,4))＋3c(HAsOeq \o\al(2－,4))＋3c(AsOeq \o\al(3－,4))＋3c(H3AsO4)，c错误。 (4)某酸性含砷废水中的As的质量浓度为20 mg/L，为达到排放标准(As的质量浓度<1 mg/L)，则去除率要大于等于eq \f(19 mg/L,20 mg/L)×100%＝95%，从节约成本的角度考虑，结合题图3中信息可得到工业选择的最佳条件是pH＝9.0、eq \f(m（Fe）,m（As）)＝5。 　　　　　　　　　　　　　 R $$