内容正文:
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暑假作业11 水溶液中的离子平衡图像分析
【知识梳理】
一、知识结构
1.水溶液中的离子平衡的知识关联
2.水溶液中离子平衡的图像类型
(1)滴定曲线
(2)分布系数曲线
(3)对数—pH曲线
(4)混合曲线(双横坐标或双纵坐标曲线)
二、 核心知识
水溶液中离子平衡的图像题型
1.滴定曲线
酸碱中和滴定曲线图示
氢氧化钠溶液滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸溶液的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下,pH=7不一定是反应终点:强碱与强酸反应时,反应终点pH=7;强碱与弱酸(强酸与弱碱)反应时,反应终点不是pH=7(强碱与弱酸反应终点pH>7,强酸与弱碱反应终点pH<7)
2.分布系数曲线
分布系数图像简称分布曲线,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,分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
举例
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以草酸为例)
三元弱酸(以H3PO4为例)
弱电解
质分布
系数图
δ
δ0、δ1分别为CH3COOH,CH3COO-分布系数
δ0为H2C2O4分布系数,δ1为HC2O分布系数,δ2为C2O分布系数
δ0为H3PO4分布系数,δ1为H2PO分布系数,δ2为HPO分布系数,δ3为PO分布系数
含义
当pH<pKa时,主要存在形式是CH3COOH;当pH>pKa时,主要存在形式是CH3COO-。δ0与δ1曲线相交在δ0=δ1=0.5处,此时c(CH3COOH)=c(CH3COO-),即pH=pKa
当溶液的pH=1.2时,δ0=δ1,当pH=4.2时,δ1=δ2;当pH<1.2时,H2C2O4为主要存在形式;在1.2<pH<4.2区间,HC2O为主要存在形式;而当pH>4.2时,C2O为主要存在形式
当溶液的pH=2时,δ0=δ1,当pH=7.1时,δ1=δ2,当pH=12.2时,δ2=δ3;当pH<2时,H3PO4为主要存在形式,在2<pH<7.1区间,H2PO为主要存在形式;在7.1<pH<12.2区间,HPO为主要存在形式;而当pH>12.2时,PO为主要存在形式
离子
方程式
pH由2到6发生反应的离子方程式:CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O
pH由4到6发生反应的离子方程式:HC2O+OH-===C2O+H2O
pH由11到14发生反应的离子方程式:HPO+OH-===PO+H2O
求lg K
K(CH3COOH)=
,从图可知,当c(CH3COO-)=c(CH3COOH)时,pH=pK=4.76,K(CH3COOH)=c(H+)=10-4.76,lg K(CH3COOH)=-4.76
K2(H2C2O4)=,从图可知,当c(C2O)=c(HC2O)时,pH=4.2,K2=c(H+)=10-4.2,lg K2=-4.2
K3(H3PO4)=,从图可知,当c(HPO)=c(PO)时,pH=12.2,K3=c(H+)=10-12.2,lg Ka=-12.2
3.对数—pH曲线
常考对数图像的类型
图像种类
具体类型
含义
变化规律
对数图像
lg
生成物与反应物离子浓度比的常用对数
lg 越大,反应向正反应方向进行的程度越大
lg
稀释后与稀释前体积比的常用对数
lg 越大,稀释程度越大
AG=
lg
氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数
AG越大,酸性越强,中性时,=1,AG=0
负对数
图像
pH=-lg c(H+)
氢离子浓度的常用对数负值
pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
pC=-lg c(C)
C离子浓度的常用对数负值
pC越大,c(C)越小
常见图像示例
(1)pOH-pH曲线
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
(2)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:
①二元弱酸(H2X)一级电离程度远大于二级电离程度,②lg越大,表示电离程度越大,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m点、n点的坐标计算pKa1和pKa2。
②将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取常用对数,即lg c(A)或lg得到的粒子浓度对数图像。
【思维方法】
1.滴定曲线分析思路方法
以室温时用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定0.1 mol·L-1 HA溶液为例,总结如何抓住滴定曲线的5个关键点。滴定曲线如图所示:
2.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CH3COOH分布系数,δ1为CH3COO-分布系数
δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2O4-分布系数、δ2为C2O42-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
3.破解对数图像——pH的数据
(1)运算法则:lg ab=lg a+lg b、lg =lg a-lg b、lg 1=0。
(2)运算突破点:如lg=0的点有c(A)=c(B);lg c(D)=0的点有c(D)=1 mol·L-1。
4.突破双坐标综合图像的秘诀
例如:(2020·全国卷Ⅰ,13)以酚酞为指示剂,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。[比如A2-的分布系数:δ(A2-)=]
(1)明坐标
(2)定物质
(3)判强弱
(4)写守恒
(5)算常数
【思维模型】
1.突破滴定曲线的思维模型
2.突破分布曲线的思维模型
3.破解对数图像的思维模型
(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两种粒子浓度相等的点,如lg=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。
4.破解双纵或双横坐标综合图像的思维模型
双纵或双横坐标,它涉及的影响因素多,变量关系复杂,信息综合性强,用好控制变量思想。
1.(23-24高三下·辽宁沈阳·阶段练习)25℃时,向的溶液()中通入HCl或加入NaOH调节pH,不考虑溶液体积变化且过程中无气体逸出。含碳(或氮)微粒的分布分数[如:]与pH关系如图。下列说法错误的是
A.溶液在时存在:
B.曲线M表示的分布分数随pH变化
C.的
D.该体系在时,溶液中
2.(2024·天津河西·二模)现有的HCl和的混合溶液10mL,常温下用的NaOH标准溶液进行滴定。滴定过程中溶液的pH随[]的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是
A.点a:
B.由点b数据推知约为
C.点c:
D.溶液中水的电离程度:点d<点e
3.(2024·湖南岳阳·三模)常温下,在10mL 0.1MOH溶液中滴加pH=1的盐酸,溶液中AG()与盐酸体积(V)之间的关系如图所示,下列说法不正确的是
A.P点→Q点:水的电离程度变小
B.G点:
C.
D.F点溶液中:
4.(2024·内蒙古包头·三模)25℃时,某混合溶液中,由水电离出的的对数与的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线L1表示与的变化关系
B.
C.从X点到Y点发生的反应为:
D.Z点时溶液的pH=11
5.(2024·福建莆田·三模)实验小组利用感应器技术探究1mol•L-1的碳酸钠溶液滴定10.00mL1mol•L-1盐酸溶液过程中离子浓度变化(忽略溶液体积变化的影响)。反应过程中含碳微粒浓度的变化曲线(忽略滴定过程中CO2的逸出)如图,下列说法错误的是
已知:25℃时,H2CO3的Ka1=4×10-7,Ka2=5×10-11;lg4=0.6。
A.P点溶液中存在:CO2(g)+H2O(l)H2CO3(aq)H+(aq)+HCO(aq)
B.P点到Q点的过程中,存在c(Na+)>c(Cl-),P点溶液中水的电离程度比Q点大
C.Q点溶液中:c(Na+)-c(HCO)-2c(CO)>0.5mol•L-1
D.M点溶液的pH=6.4
6.(2024·河北承德·二模)某研究小组为研究水溶液中粒子浓度随pH的变化关系,25℃时,用NaOH调节溶液的pH,且保持体系中,完成了一系列实验。粒子浓度的对数值()、反应物初始物质的量之比与pH的关系如图所示。下列说法错误的是
A.对应的溶液中:
B.对应的溶液中:
C.对应的溶液中:
D.水的电离程度:
7.(2024·贵州黔东南·三模)常温下,用0.10mol/L的NaOH溶液滴定0.10moL/L的HA溶液,滴定曲线如图甲所示,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图乙所示。下列叙述错误的是
A.Ka(HA)的数量级为10-5
B.M点:c(Na+)-c(A-)=
C.当滴定至溶液呈中性时,c(A-)>c(HA)
D.P→Q过程中,水的电离程度逐渐增大
8.(2024·福建泉州·模拟预测)常温下,用浓度均为和溶液进行实验:①各取,混合后滴加一定浓度的溶液,测得溶液的电导率随溶液体积变化如图1所示;②各取,分别滴加上述溶液,测得溶液的电导率随溶液体积变化如图2所示。下列说法正确的是
A.a点溶液:
B.水的电离程度:
C.:
D.由图2可知等浓度时的电导率:
9.(2024·湖南·二模)常温下,向20mL某浓度的HA溶液中逐滴加入1.0mol·L-1的NaOH溶液,保持温度不变,所加碱的体积与溶液中水电离出的的关系如图所示.下列说法正确的是
A.常温下,的数量级约为
B.d点溶液中:
C.b点所加NaOH溶液的体积为5.0mL
D.在滴加溶液的过程中,溶液中离子浓度大小关系可能为:
10.(2024·云南曲靖·二模)电位滴定法是根据滴定过程中电极电位的变化来确定滴定终点的一种分析方法。利用盐酸滴定(不水解)溶液,其电位滴定曲线与曲线如图所示,常温下,的电离常数,下列说法错误的是
A.该滴定过程不需要酸碱指示剂 B.该滴定过程中水的电离程度逐渐减小
C.点溶液中 D.点溶液中:
11.(2024·山东聊城·二模)硼酸在水溶液中存在电离平衡:。用溶液分别滴定体积均为的硼酸溶液、硼酸和甘露醇混合溶液,滴定过程中硼酸溶液,混合溶液的随加入的溶液体积的变化如图。
已知:
下列说法错误的是
A.加入甘露醇有利于硼酸的准确滴定
B.从滴定到,混合溶液的比硼酸溶液的大
C.P点:
D.W点:
12.(2024·湖南·二模)盐酸与碳酸钠溶液相互滴定,下图为反应过程中、、微粒浓度以及pH随溶液总体积变化曲线。下列说法不正确的是
A.上图是盐酸滴定碳酸钠溶液的曲线变化图
B.
C.碳酸的电离平衡常数数量级是
D.已知草酸酸性大于碳酸,若用同浓度溶液代替溶液,其它实验条件不变,则A点下移
13.(2024·陕西·模拟预测)亚砷酸C,是一种无机化合物.室温下,调节某亚砷酸溶液的pH,体系中含As物种的组分分布系数与pH的关系如图所示,分布系数。下列说法错误的是
A.
B.时,水电离的
C.等物质的量浓度和混合溶液中
D.当溶液后,体系中
14.(2024·湖南长沙·二模)常温下,将一定浓度的氨水逐滴加入25mL0.12mol⋅L溶液中,该过程中溶液与加入氨水体积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,且此时溶液中的与均约为mol⋅L。下列叙述正确的是
A.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
B.a点对应溶液中由水电离出的mol⋅L
C.b点对应溶液中:
D.由e点可知,反应的平衡常数约为
15.(2024·河北唐山·模拟预测)某学习小组探究利用强碱准确滴定强酸和弱酸混合溶液中强酸的可能性,以溶液滴定同浓度和混合溶液为例(HA代表不同的任意弱酸)。滴定百分比、分布系数随变化关系如下图所示。
[已知,]下列说法错误的是
A.曲线对应酸的电离常数:Ⅱ>Ⅲ
B.a点的纵坐标约为0.67
C.b点处存在如下关系:
D.对于曲线Ⅳ对应的弱酸和盐酸混合体系,以甲基橙作指示剂,可准确滴定混合溶液中的
1.(2024·江西·三模)硼酸()在水溶液中存在电离平衡:。用溶液分别滴定体积均为的硼酸溶液、硼酸和甘露醇混合溶液,滴定过程中硼酸溶液、混合溶液的随加入的溶液体积的变化如图。
已知:
下列说法不正确的是
A.滴定硼酸时加入甘露醇可获得更显著的滴定突跃 B.溶液:X点<Y点
C.Z点: D.P点和Q点均代表反应终点
2.(2024·甘肃张掖·模拟预测)工业生产中采用水解中和法处理含铜离子废水。常温下,水溶液中含铜微粒、、、、的分布系数随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线3代表的含铜微粒是
B.曲线4的最高点对应溶液的pH=11.6
C.的平衡常数
D.向溶液中滴加2mol/LNaOH溶液至过量,反应的离子方程式是
3.(2024·黑龙江绥化·模拟预测)常温下,向25mL溶液中逐滴加入一定浓度的氨水,该过程中加入氨水的体积V与溶液中的关系如图所示。已知d点对应的溶液迅速由浑浊变得澄清且此时溶液中的与均约为。下列叙述错误的是
A.a点溶液中由水电离出的浓度为
B.b点对应溶液中:
C.做银镜反应实验时,最好选择d点对应的银氨溶液
D.常温下,反应的平衡常数的数量级为
4.(2024·黑龙江大庆·模拟预测)25℃时,用溶液滴定同浓度的溶液,被滴定分与值、微粒分布分数[,X表示或]的关系如图所示,下列说法正确的是
A.用KOH溶液滴定溶液可以用酚酞作指示剂
B.25℃时,第二步电离平衡常数
C.c点溶液中:
D.b、c两点溶液中水的电离程度:,e点对应的值约为2
5.(2024·河南·三模)常温下,向20mL 0.1亚硫酸溶液中滴加0.1的NaOH溶液,溶液中与NaOH溶液体积的关系如图所示(已知:m、p两点的pH分别为1.86、6.22)。
下列说法错误的是
A.常温下,亚硫酸的第二步电离平衡常数的数量级为
B.当V(NaOH溶液)=20mL时,
C.V(NaOH溶液)=40mL时,水的电离程度最大
D.p点时,
6.(2024·安徽合肥·三模)常温下,用0.1NaOH溶液滴定20.00mL 0.1 溶液,得到pH与V(NaOH)、[或]关系如图所示。下列或叙述正确的是
A.M点对应的溶液中:
B.曲线n表示pH与的变化关系
C.当pH=7时,
D.的平衡常数
7.(2024·广西贵港·模拟预测)如图为某实验测得溶液在升温过程中(不考虑水挥发)的变化曲线,段有少量放出。下列说法正确的是
A.点溶液的等于点溶液的
B.点时,
C.点溶液中,
D.段,减小说明升温抑制了的水解
8.(2024·四川雅安·模拟预测)电位滴定法是根据滴定过程中指示电极电位的变化来确定滴定终点的一种滴定分析方法。常温下,利用盐酸滴定某溶液中碳酸钠的含量,其电位滴定曲线与pH曲线如图所示。(已知碳酸的电离常数,)下列说法正确的是
A.该滴定过程需要两种指示剂
B.b点溶液中存在:
C.水的电离程度:a点b点
D.a点溶液中
9.(2024·四川成都·模拟预测)已知。初始温度25℃时,向氨水中滴加的稀硫酸,测得混合溶液的温度T、pOH随加入稀硫酸体积V的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.水的电离程度:c<a<b
B.图中b点溶液中,
C.a、b、c三点对应的水解平衡常数:
D.若,则c点对应溶液中
10.(2024·山东·模拟预测)某小组根据常温下溶液的分布系数(如图所示)开展以下实验:
实验1:向溶液中加入等体积溶液;
实验2:向溶液中加入足量溶液,有沉淀生成。
下列说法中正确的是
A.常温下,的
B.实验1所得的溶液中:
C.实验2中所得沉淀是黑色
D.向实验1所得溶液中滴加溶液,将促进水的电离
11.(2024·广西南宁·二模)常温下,向一定浓度邻苯二甲酸钠(表示)溶液中通入气体,保持溶液体积和温度不变,测得与[X为、、;]的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.曲线表示-lgc(H2A)
B.Ka1(H2A) =10-3
C.水的电离程度:a<b<c
D.c点溶液中:c(H+)+
12.(23-24高三下·重庆·阶段练习)常温下,在封闭仪器中装有溶液,现向其中缓慢注入溶液,随着溶液注入体积增加,溶液的变化如下图所示(的电离平衡常数为),关于上述实验,下列分析错误的是
A.AB段主要发生的反应为
B.BC段值降低主要是因为生成强酸
C.水电离程度
D.时,溶液中离子浓度大小顺序为
13.(2024·陕西安康·模拟预测)常温下,向溶液中滴加溶液,混合溶液中[X表示或随溶液的变化如图所示[可能用到的数据:,]。下列说法错误的是
A.曲线代表与溶液的关系
B.常温下,的
C.常温下,溶液中:
D.从开始滴加至溶液过量的过程中,水的电离程度是先增大后减小
14.(2024·山东日照·三模)室温下,向一定浓度溶液中加入盐酸,溶液中粒子(、、、、)浓度的负对数(用pc表示)与溶液pOH变化的关系如图所示。下列说法错误的是
A.M点纵坐标为2.7
B.水的电离程度:X>M>Y>N
C.随着pH减小,先增大后减小
D.N点溶液中
15.(2024·河南信阳·模拟预测)已知常温下水溶液中、、、、的分布分数如[如]随变化曲线如图1所示,溶液中和关系如图2所示,用的溶液滴定溶液,下列说法错误的是
A.曲线b表示
B.溶液中存在:
C.反应的平衡常数
D.滴定过程中始终存在:
1.(2024·吉林·高考真题)下,、和的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以为指示剂,用标准溶液分别滴定含水样、含水样。
已知:①为砖红色沉淀;
②相同条件下溶解度大于;
③时,,。
下列说法错误的是
A.曲线②为沉淀溶解平衡曲线
B.反应的平衡常数
C.滴定时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D.滴定达终点时,溶液中
2.(2023·全国·高考真题)下图为和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图(;可认为离子沉淀完全)。下列叙述正确的是
A.由点可求得
B.时的溶解度为
C.浓度均为的和可通过分步沉淀进行分离
D.混合溶液中时二者不会同时沉淀
3.(2023·北京·高考真题)利用平衡移动原理,分析一定温度下在不同的体系中的可能产物。
已知:i.图1中曲线表示体系中各含碳粒子的物质的量分数与的关系。
ii.2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合;曲线Ⅱ的离子浓度关系符合[注:起始,不同下由图1得到]。
下列说法不正确的是
A.由图1,
B.由图2,初始状态,无沉淀生成
C.由图2,初始状态,平衡后溶液中存在
D.由图1和图2,初始状态、,发生反应:
4.(2023·湖南·高考真题)常温下,用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液,滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.约为
B.点a:
C.点b:
D.水的电离程度:
5.(2023·湖北·高考真题)为某邻苯二酚类配体,其,。常温下构建溶液体系,其中,。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,已知,。下列说法正确的是
A.当时,体系中
B.pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为
C.的平衡常数的lgK约为14
D.当时,参与配位的
6.(2023·福建·高考真题)时,某二元酸的、。溶液稀释过程中与的关系如图所示。已知的分布系数。下列说法错误的是
A.曲线n为的变化曲线 B.a点:
C.b点: D.c点:
7.(2023·辽宁·高考真题)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即,通过调节pH使和形成硫化物而分离,体系中与关系如下图所示,c为和的浓度,单位为。已知,下列说法正确的是
A. B.③为与的关系曲线
C. D.
8.(2023·重庆·高考真题)溶解度随温度变化的曲线如图所示,关于各点对应的溶液,下列说法正确的是
A.点等于点
B.点大于点
C.点降温过程中有2个平衡发生移动
D.点
9.(2023·浙江·高考真题)甲酸是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换树脂(含固体活性成分,R为烷基)因静电作用被吸附回收,其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数)与废水初始关系如图(已知甲酸),下列说法不正确的是
A.活性成分在水中存在平衡:
B.的废水中
C.废水初始,随下降,甲酸的电离被抑制,与作用的数目减少
D.废水初始,离子交换树脂活性成分主要以形态存在
10.(2024·四川遂宁·三模)利用pH传感器和温度传感器探究0.1mol/L Na2SO3溶液的pH随溶液温度的变化,实验装置如图甲所示,升温和降温过程中溶液pH的变化分别如图乙、丙所示,下列说法不正确的是
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO+H2O⇌HSO+OH-
B.从a点到b点,pH下降的原因可能是水的电离程度增大
C.d点pH低于a点的原因是部分Na2SO3被氧化成Na2SO4
D.a点和d点的Kw值不相等
11.(2024·湖南·模拟预测)(H2NCH2CH2NH2)有类似于NH3的性质。25℃时,向0.01mol/L乙二胺溶液中通入HCl气体,所得溶液(忽略溶液体积的变化)的pH与体系中含N微粒浓度的对数值(lgc)、反应物的物质的量之比关系如图所示。下列有关说法错误的是
A.乙二胺在水溶液中第一步电离的方程式为:
B.溶液水的电离程度:小于
C.所示溶液:
D.的数量级为
12.(2024·陕西渭南·三模)人体血液中存在、等缓冲对。常温下,水溶液中部分缓冲对的微粒浓度之比的对数值lgx[x表示或与溶液pH的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线I表示lg与溶液pH的变化关系
B.Ka1(H2CO3)>Ka2(H3PO4)
C.a→b的过程中,水的电离程度逐渐减小
D.当pH增大时,lg-lg的值逐渐增大
13.(2024·天津北辰·三模)常温下,将0.1 mol/L NaOH溶液分别滴入20 mL0.1 mol/L HX溶液与20 mL 0.1mol/L HCl溶液中,溶液pH随滴入NaOH溶液体积变化的图像如下图所示。下列说法错误的是
A.N曲线代表HCl溶液
B.水的电离程度:
C.HX的电离常数为
D.a、d点溶液混合后呈酸性
14.(2024·贵州六盘水·模拟预测)(NH4)2SO4溶解度随温度变化的曲线如图所示,已知物质溶解度为每100g水中能溶解该物质的最大质量,关于各点对应的溶液,下列说法错误的是
A.(NH4)2SO4的溶解度随温度升高而升高
B.NH在M点的水解程度小于N点
C.M点KW小于N点KW
D.P点
15.(2024·河北石家庄·模拟预测)某研究小组利用电位滴定法研究盐酸滴加亚磷酸钠(Na2HPO3)溶液的过程,得到电极电位U和溶液pH随盐酸滴加的体积变化曲线如图所示。下列说法正确的是
已知:①电位滴定法的原理:在化学计量点附近,被测离子浓度发生突跃,指示电极电位也发生了突跃,进而确定滴定终点。
②亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,其电离常数分别是Ka1=10-1.4,Ka2=10-6.7。
A.a点对应溶液的pH>7
B.b点对应第二次电极电位突跃,溶液的溶质是H3PO3
C.c点对应的溶液中存在:c(H+)<c(OH-)+c()+2c()
D.水的电离程度:a>b>c
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1.中和滴定曲线“5点”分析法
抓反应的“起始”点
判断酸、碱的相对强弱
抓反应“一半”点
判断是哪种溶质的等量混合
抓“恰好”反应点
判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性
抓溶液的“中性”点
判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足
抓反应的“过量”点
判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量
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限时练习:60min 完成时间: 月 日 天气:
暑假作业11 水溶液中的离子平衡图像分析
【知识梳理】
一、知识结构
1.水溶液中的离子平衡的知识关联
2.水溶液中离子平衡的图像类型
(1)滴定曲线
(2)分布系数曲线
(3)对数—pH曲线
(4)混合曲线(双横坐标或双纵坐标曲线)
二、 核心知识
水溶液中离子平衡的图像题型
1.滴定曲线
酸碱中和滴定曲线图示
氢氧化钠溶液滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸溶液的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下,pH=7不一定是反应终点:强碱与强酸反应时,反应终点pH=7;强碱与弱酸(强酸与弱碱)反应时,反应终点不是pH=7(强碱与弱酸反应终点pH>7,强酸与弱碱反应终点pH<7)
2.分布系数曲线
分布系数图像简称分布曲线,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,分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
举例
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以草酸为例)
三元弱酸(以H3PO4为例)
弱电解
质分布
系数图
δ
δ0、δ1分别为CH3COOH,CH3COO-分布系数
δ0为H2C2O4分布系数,δ1为HC2O分布系数,δ2为C2O分布系数
δ0为H3PO4分布系数,δ1为H2PO分布系数,δ2为HPO分布系数,δ3为PO分布系数
含义
当pH<pKa时,主要存在形式是CH3COOH;当pH>pKa时,主要存在形式是CH3COO-。δ0与δ1曲线相交在δ0=δ1=0.5处,此时c(CH3COOH)=c(CH3COO-),即pH=pKa
当溶液的pH=1.2时,δ0=δ1,当pH=4.2时,δ1=δ2;当pH<1.2时,H2C2O4为主要存在形式;在1.2<pH<4.2区间,HC2O为主要存在形式;而当pH>4.2时,C2O为主要存在形式
当溶液的pH=2时,δ0=δ1,当pH=7.1时,δ1=δ2,当pH=12.2时,δ2=δ3;当pH<2时,H3PO4为主要存在形式,在2<pH<7.1区间,H2PO为主要存在形式;在7.1<pH<12.2区间,HPO为主要存在形式;而当pH>12.2时,PO为主要存在形式
离子
方程式
pH由2到6发生反应的离子方程式:CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O
pH由4到6发生反应的离子方程式:HC2O+OH-===C2O+H2O
pH由11到14发生反应的离子方程式:HPO+OH-===PO+H2O
求lg K
K(CH3COOH)=
,从图可知,当c(CH3COO-)=c(CH3COOH)时,pH=pK=4.76,K(CH3COOH)=c(H+)=10-4.76,lg K(CH3COOH)=-4.76
K2(H2C2O4)=,从图可知,当c(C2O)=c(HC2O)时,pH=4.2,K2=c(H+)=10-4.2,lg K2=-4.2
K3(H3PO4)=,从图可知,当c(HPO)=c(PO)时,pH=12.2,K3=c(H+)=10-12.2,lg Ka=-12.2
3.对数—pH曲线
常考对数图像的类型
图像种类
具体类型
含义
变化规律
对数图像
lg
生成物与反应物离子浓度比的常用对数
lg 越大,反应向正反应方向进行的程度越大
lg
稀释后与稀释前体积比的常用对数
lg 越大,稀释程度越大
AG=
lg
氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数
AG越大,酸性越强,中性时,=1,AG=0
负对数
图像
pH=-lg c(H+)
氢离子浓度的常用对数负值
pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
pC=-lg c(C)
C离子浓度的常用对数负值
pC越大,c(C)越小
常见图像示例
(1)pOH-pH曲线
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
(2)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:
①二元弱酸(H2X)一级电离程度远大于二级电离程度,②lg越大,表示电离程度越大,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m点、n点的坐标计算pKa1和pKa2。
②将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取常用对数,即lg c(A)或lg得到的粒子浓度对数图像。
【思维方法】
1.滴定曲线分析思路方法
以室温时用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定0.1 mol·L-1 HA溶液为例,总结如何抓住滴定曲线的5个关键点。滴定曲线如图所示:
2.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CH3COOH分布系数,δ1为CH3COO-分布系数
δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2O4-分布系数、δ2为C2O42-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
3.破解对数图像——pH的数据
(1)运算法则:lg ab=lg a+lg b、lg =lg a-lg b、lg 1=0。
(2)运算突破点:如lg=0的点有c(A)=c(B);lg c(D)=0的点有c(D)=1 mol·L-1。
4.突破双坐标综合图像的秘诀
例如:(2020·全国卷Ⅰ,13)以酚酞为指示剂,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。[比如A2-的分布系数:δ(A2-)=]
(1)明坐标
(2)定物质
(3)判强弱
(4)写守恒
(5)算常数
【思维模型】
1.突破滴定曲线的思维模型
2.突破分布曲线的思维模型
3.破解对数图像的思维模型
(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两种粒子浓度相等的点,如lg=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。
4.破解双纵或双横坐标综合图像的思维模型
双纵或双横坐标,它涉及的影响因素多,变量关系复杂,信息综合性强,用好控制变量思想。
1.(23-24高三下·辽宁沈阳·阶段练习)25℃时,向的溶液()中通入HCl或加入NaOH调节pH,不考虑溶液体积变化且过程中无气体逸出。含碳(或氮)微粒的分布分数[如:]与pH关系如图。下列说法错误的是
A.溶液在时存在:
B.曲线M表示的分布分数随pH变化
C.的
D.该体系在时,溶液中
【答案】D
【分析】向NH4HCO3溶液中滴加适量的盐酸时发生的反应为,溶液中c()降低、c(H2CO3)增大;滴加适量的NaOH溶液时OH-抑制的水解,而后发生的反应为、,则溶液中c()先增大后减小,c()减小、c()和c(NH3⋅H2O)均增大,则图中左侧为含碳微粒的分布分数δ与pH关系,右侧为含氮微粒的分布分数δ与pH关系,并且δ()越大,溶液pH越小,c(NH3⋅H2O)越大,溶液pH越大,所以图中曲线M表示的分布分数随pH变化,pH=6.3时c(H2CO3)=c(),此时H2CO3的Ka1=×c(H+)=c(H+)=10-6.3,H2CO3的Ka2=×c(H+),图中pH=8.3时c(H2CO3)=,此时Ka1•Ka2=c2(H+)=(10-8.3)2,得到H2CO3的Ka2=10-10.3,据此分析解答;
【详解】A.NH4HCO3溶液中电荷守恒关系为c(OH-)+2c()+c()=c()+c(H+),物料守恒关系为c(H2CO3)+c()+c()=c()+c(NH3⋅H2O),则c(OH-)+c(NH3⋅H2O)+c()=c(H2CO3)+c(H+),pH=7.8时,c(OH-)> c(H+), c(NH3⋅H2O)+c()<c(H2CO3),A正确;
B.由上述分析可知,曲线M表示的分布分数随pH变化,右侧虚线曲线表示NH3⋅H2O的分布分数随pH变化,B正确;
C.H2CO3的Ka2=×c(H+),图中pH=8.3时c(H2CO3)=c(),此时Ka1•Ka2=c2(H+)=(10-8.3)2,得到H2CO3的Ka2=10-10.3,C正确;
D.由图可知,pH=9.3时c(NH3⋅H2O)=c(),此时NH3⋅H2O的电离平衡常数Kb=×c(OH-)=c(OH-)=10-(14-9.3)=10-4.7,体系中c(NH3⋅H2O)=0.1-c()=0.1-,得到c(NH3⋅H2O)=,当pH为8.3时,c(NH3⋅H2O)=,D错误;
故答案为:D。
2.(2024·天津河西·二模)现有的HCl和的混合溶液10mL,常温下用的NaOH标准溶液进行滴定。滴定过程中溶液的pH随[]的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是
A.点a:
B.由点b数据推知约为
C.点c:
D.溶液中水的电离程度:点d<点e
【答案】C
【分析】NaOH溶液与HCl和CH3COOH的混酸反应时,先与HCl反应,再与CH3COOH反应,由滴定曲线可知,b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;c点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH,溶质成分为NaCl、CH3COONa和CH3COOH;d点时NaOH溶液与恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;e点时NaOH过量,溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH。
【详解】A.a点存在物料守恒:,故A错误;
B.由分析得,点b溶质成分为NaCl和CH3COOH,此时体积为20mL,CH3COOH的浓度为0.01mol/L,H+浓度为10-3.4mol/L,,故B错误;
C.c点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH,溶质成分为NaCl、CH3COONa和CH3COOH,存在,故C正确;
D.d点时NaOH溶液与恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;e点时NaOH过量,溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH,即d点水的电离程度更大,故D错误;故选C。
3.(2024·湖南岳阳·三模)常温下,在10mL 0.1MOH溶液中滴加pH=1的盐酸,溶液中AG()与盐酸体积(V)之间的关系如图所示,下列说法不正确的是
A.P点→Q点:水的电离程度变小
B.G点:
C.
D.F点溶液中:
【答案】D
【分析】E点纵坐标为8,即在加盐酸之前,0.1MOH溶液中=8,c(OH-) c(H+)=10-14,,所以c(OH-)=10-3mol/L,MOH为弱碱。
【详解】A.P点横坐标为10,即10mL 0.1MOH溶液中滴加10mL pH=1的盐酸,两者恰好完全反应生成MCl,MCl为强酸弱碱盐,水解促进水的电离,P点之后继续加盐酸,盐酸过量抑制水的电离,所以P点→Q点:水的电离程度变小,故A正确;
B.G点:=0,溶液呈中性,c(OH-)=c(H+),又溶液中存在电荷守恒,所以,故B正确;
C.据以上分析可知,E点c(OH-)=10-3mol/L,MOH为弱碱,其电离方程式为,,故C正确;
D.F点溶液呈碱性,为10mL 0.1MOH溶液中滴加5mL pH=1的盐酸,反应后溶液的溶质为等物质的量的MOH和MCl,溶液呈碱性,说明MOH的电离程度大于MCl的水解程度,所以,即,故D错误;故答案为:D。
4.(2024·内蒙古包头·三模)25℃时,某混合溶液中,由水电离出的的对数与的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线L1表示与的变化关系
B.
C.从X点到Y点发生的反应为:
D.Z点时溶液的pH=11
【答案】D
【分析】当时,即,A2-和HA-水解会促进水的电离,但A2-促进水电离的能力更强,即lg更大,故L1表示lg与的关系,L2表示lg与的关系。
【详解】A.由分析可知,曲线L1表示与的变化关系,A不正确;
B.时,,此时lg=7,水电离产生的=10-7mol/L,,B不正确;
C.X点表示水的电离程度达到最大,则X溶液为正盐溶液,HA-、H2A皆由水解而来,从X点到Y点表示继续加碱,抑制了A2-的水解,而非发生反应:,C不正确;
D.在X点,由H2O电离产生的c(H+)=10-5mol/L,由HA-电离产生的c(H+)=10-9mol/L, ,Z点时,=3,,,c(H+)=10-11mol/L,溶液的pH=11,D正确;故选D。
5.(2024·福建莆田·三模)实验小组利用感应器技术探究1mol•L-1的碳酸钠溶液滴定10.00mL1mol•L-1盐酸溶液过程中离子浓度变化(忽略溶液体积变化的影响)。反应过程中含碳微粒浓度的变化曲线(忽略滴定过程中CO2的逸出)如图,下列说法错误的是
已知:25℃时,H2CO3的Ka1=4×10-7,Ka2=5×10-11;lg4=0.6。
A.P点溶液中存在:CO2(g)+H2O(l)H2CO3(aq)H+(aq)+HCO(aq)
B.P点到Q点的过程中,存在c(Na+)>c(Cl-),P点溶液中水的电离程度比Q点大
C.Q点溶液中:c(Na+)-c(HCO)-2c(CO)>0.5mol•L-1
D.M点溶液的pH=6.4
【答案】B
【分析】向盐酸中滴加溶液,先发生反应,再发生反应,逐渐增大,盐酸完全反应之后,逐渐减小,溶液中逐渐增大,过量后,逐渐增大,因此P点所在曲线为的变化曲线,Q点所在曲线为中的变化曲线,一直呈上升趋势的是的变化曲线。
【详解】A.根据分析,P点所在曲线为的变化曲线,溶液中存在,A正确;
B.根据分析,P点溶液中溶质为和,Q点溶液中溶质为、和,抑制水的电离,水解促进水的电离,Q点水的电离程度大于P点,B错误;
C.Q点根据物料守恒,含碳微粒浓度为0.5mol/L,Na+离子浓度为1mol/L,,,C正确;
D.根据图示,M点溶液中,溶液中,溶液,D正确;答案选B。
6.(2024·河北承德·二模)某研究小组为研究水溶液中粒子浓度随pH的变化关系,25℃时,用NaOH调节溶液的pH,且保持体系中,完成了一系列实验。粒子浓度的对数值()、反应物初始物质的量之比与pH的关系如图所示。下列说法错误的是
A.对应的溶液中:
B.对应的溶液中:
C.对应的溶液中:
D.水的电离程度:
【答案】D
【详解】A.P3对应的溶液中,反应后的溶质为CH3COONa,根据质子守恒有c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-),A正确;
B.P1对应的溶液中,CH3COO-、CH3COOH浓度相等,可求得K=c(H+)=10-4.75,P2对应的溶液中,K=,代入数据,可求得==102.25,则c(CH3COO-)>100c(CH3COOH),B正确;
C.根据电荷守恒有c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-),P1对应的溶液中,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),c(CH3COO-)=c(CH3COOH)= mol·L-1=0.05 mol·L-1,则c(Na+)<0.05 mol·L-1,C正确;
D.从开始→P3,溶质从CH3COOHCH3COONa,水的电离程度增大,则水的电离程度:P1<P2<P3,D错误;
故答案选D。
7.(2024·贵州黔东南·三模)常温下,用0.10mol/L的NaOH溶液滴定0.10moL/L的HA溶液,滴定曲线如图甲所示,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图乙所示。下列叙述错误的是
A.Ka(HA)的数量级为10-5
B.M点:c(Na+)-c(A-)=
C.当滴定至溶液呈中性时,c(A-)>c(HA)
D.P→Q过程中,水的电离程度逐渐增大
【答案】B
【详解】A.M点,c(HA)=c(A-),c(H+)=10-4.74,Ka(HA)==10-4.74,数量级为10-5,A正确;
B.M点:c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)<c(OH-)=,B错误;
C.当滴定至溶液呈中性时,Ka(HA)==10-4.74,c(A-)>c(HA),C正确;
D.P→Q过程中,c(HA)不断减小,电离产生c(H+)不断减小,对水电离的抑制作用不断减弱,水的电离程度逐渐增大,D正确;答案选B。
8.(2024·福建泉州·模拟预测)常温下,用浓度均为和溶液进行实验:①各取,混合后滴加一定浓度的溶液,测得溶液的电导率随溶液体积变化如图1所示;②各取,分别滴加上述溶液,测得溶液的电导率随溶液体积变化如图2所示。下列说法正确的是
A.a点溶液:
B.水的电离程度:
C.:
D.由图2可知等浓度时的电导率:
【答案】D
【详解】A.a点溶液相当于浓度均为0.10mol⋅L−1HCl和CH3COOH溶液等体积混合,由于醋酸是弱酸,所以混合液中,氢离子浓度大于0.10mol⋅L−1,故pH<1,A错误;
B.盐酸是强酸,与KOH反应生成KCl,离子数目基本不变,溶液体积增大,浓度减小,溶液导电率降低,b点盐酸刚好完全反应,醋酸是弱酸,反应后生成醋酸钾是强电解质,故离子数目增大,溶液导电率升高,c点醋酸完全反应,当酸完全被反应,相当于加入氢氧化钾溶液,溶液导率继续增大,故c点溶液相当于KCl和醋酸钾的混合液,醋酸钾会水解,水电离程度最大,故B错误;
C.由电荷守恒c(Cl−)+c(CH3COO−)+c(OH−)=c(H+)+c(K+),溶液导电率d>c,d、c两点离子种类相同,故所有离子浓度d>c,故c(Cl−)+c(CH3COO−)+c(OH−):c<d,C错误;
D.由图2,根据起始时的溶液导电率,上方曲线表示盐酸,KOH溶液V>80mL时,两溶液中K+浓度相同,加入KOH越多,氯离子和醋酸根离子浓度也越接近,但是盐酸对应的导电率一直更大,D正确.本题选D。
9.(2024·湖南·二模)常温下,向20mL某浓度的HA溶液中逐滴加入1.0mol·L-1的NaOH溶液,保持温度不变,所加碱的体积与溶液中水电离出的的关系如图所示.下列说法正确的是
A.常温下,的数量级约为
B.d点溶液中:
C.b点所加NaOH溶液的体积为5.0mL
D.在滴加溶液的过程中,溶液中离子浓度大小关系可能为:
【答案】D
【分析】常温下,向20mL某浓度的HA溶液中逐滴加入1.0mol·L-1的NaOH溶液,c点时水的电离程度最大,此点HA与NaOH刚好完全反应,由此可求出c(HA)= 0.5mol·L-1;b点时溶液呈中性,为HA与NaA的混合溶液;a点时,HA发生部分电离,电离产生的c(H+)=10-2 mol·L-1;d点溶液为NaA与NaOH的混合溶液。
【详解】A.常温下,=≈2×10-4,则Ka(HA)的数量级约为10-4,A不正确;
B.由分析可知,d点溶液为NaA与NaOH的混合溶液,溶液呈碱性,依据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),可得c(Na+)>c(A-),B不正确;
C.若所加NaOH溶液的体积为5.0mL时,此时n(HA)=n(NaA),c(H+)=2×10-4mol·L-1,而b点时pH=7,则需继续往溶液中加入NaOH,所以b点时所加NaOH溶液的体积大于5.0mL,C不正确;
D.当往HA溶液中滴加少量NaOH溶液后,溶液中发生电离的HA大于与NaOH反应的HA,也就是电离产生的c(H+)大于溶液中的c(Na+),从而得出溶液中离子浓度大小关系为:,D正确;故选D。
10.(2024·云南曲靖·二模)电位滴定法是根据滴定过程中电极电位的变化来确定滴定终点的一种分析方法。利用盐酸滴定(不水解)溶液,其电位滴定曲线与曲线如图所示,常温下,的电离常数,下列说法错误的是
A.该滴定过程不需要酸碱指示剂 B.该滴定过程中水的电离程度逐渐减小
C.点溶液中 D.点溶液中:
【答案】C
【分析】由图可知,a点时MA溶液与盐酸恰好反应生成M(HA)2和MCl2,溶液pH为8.4;b点为M(HA)2溶液与盐酸恰好反应生成H2A和MCl2,溶液呈酸性。
【详解】A.由图可知,滴定过程中可利用电极电位的变化来确定滴定终点,不需要酸碱指示剂来确定滴定终点,故A正确;
B.由分析可知,滴定过程中促进水电离的A2—浓度减小,所以水的电离程度逐渐减小,故B正确;
C.由电离常数可知,Ka1Ka2=×=,由分析可知,a点溶液pH为8.4,则溶液中===100.11,故C错误;
D.由分析可知,b点为H2A和MCl2混合溶液,由溶液中的电荷守恒关系可知,溶液中,则溶液中,故D正确;
故选C。
11.(2024·山东聊城·二模)硼酸在水溶液中存在电离平衡:。用溶液分别滴定体积均为的硼酸溶液、硼酸和甘露醇混合溶液,滴定过程中硼酸溶液,混合溶液的随加入的溶液体积的变化如图。
已知:
下列说法错误的是
A.加入甘露醇有利于硼酸的准确滴定
B.从滴定到,混合溶液的比硼酸溶液的大
C.P点:
D.W点:
【答案】D
【分析】随着NaOH溶液的加入,溶液的碱性逐渐增强,溶液pH逐渐增大,因此P、W两点所在曲线为溶液pH与V(NaOH)变化曲线,而M、N两点所在曲线是与V(NaOH)的变化曲线。
【详解】A.根据已知条件可知:加入甘露醇后,能够与弱酸H3BO3电离产生的酸根阴离子[B(OH)4]-结合形成甘露醇-硼酸配离子,使c[B(OH)4]-)浓度减小,硼酸的电离平衡正向移动,促进硼酸电离平衡正向移动,有利于硼酸的准确滴定,A正确;
B.加入甘露醇后,能够与弱酸H3BO3电离产生的酸根阴离子[B(OH)4]-结合形成甘露醇-硼酸配离子,使c[B(OH)4]-)浓度减小,硼酸的电离平衡正向移动,促进硼酸电离平衡正向移动,利于与NaOH溶液的反应,所以混合溶液的比硼酸溶液的大,B正确;
C.P点的pH=9.34,c(H+)=10-9.34mol/L,H3BO3的电离平衡常数,此时碱性溶液中NaOH过量,即P点:,C正确;
D.W点对应的V(NaOH)的最大,是pH的转折点,则该点时V(NaOH)=V(H3BO3)=20 mL,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c{[B(OH)4]-}+c(OH-),根据物料守恒可知c(H3BO3)+c{[B(OH)4]-}=0.005mol/L,整理可得c(Na+)+c(H+)+c(H3BO3)-c(OH-)=0.005 mol/L<0.01 mol/L,D错误;答案选D。
12.(2024·湖南·二模)盐酸与碳酸钠溶液相互滴定,下图为反应过程中、、微粒浓度以及pH随溶液总体积变化曲线。下列说法不正确的是
A.上图是盐酸滴定碳酸钠溶液的曲线变化图
B.
C.碳酸的电离平衡常数数量级是
D.已知草酸酸性大于碳酸,若用同浓度溶液代替溶液,其它实验条件不变,则A点下移
【答案】C
【分析】若碳酸钠溶液滴定盐酸,则pH随溶液总体积一直增大,若盐酸滴定碳酸钠溶液,则pH随溶液总体积一直减小,则曲线①是pH变化曲线,且未滴定时,溶液的pH>7,溶液呈碱性,则上图是盐酸滴定碳酸钠溶液的变化曲线;向碳酸钠溶液中加入盐酸,先后发生反应:、,随着加入盐酸的体积增大,的浓度一直减小,的浓度先增大后减小,溶液的pH一直减小,则曲线①代表pH的变化,曲线②代表浓度变化,曲线③代表浓度变化,曲线④代表浓度变化,以此解答。
【详解】A.分析可知,如图是盐酸滴定碳酸钠溶液的曲线变化图,A正确;
B.起始溶液体积是10mL,加入盐酸后依次反应:、,则A点、B点分别是第1个、第2个滴定终点,B点时:,由于二者浓度相同,故应加入20mL盐酸溶液,才能达到第2个滴定终点,故,B正确;
C.曲线③代表,曲线④代表,由图可知,曲线③④交点有,则碳酸的电离平衡常数,此时溶液,即,所以数量级是,C错误;
D.若用同浓度溶液代替溶液,A点得到溶液,已知草酸酸性大于碳酸,则的水解程度大于,溶液的碱性弱于溶液,A点下移,D正确;故选C。
13.(2024·陕西·模拟预测)亚砷酸C,是一种无机化合物.室温下,调节某亚砷酸溶液的pH,体系中含As物种的组分分布系数与pH的关系如图所示,分布系数。下列说法错误的是
A.
B.时,水电离的
C.等物质的量浓度和混合溶液中
D.当溶液后,体系中
【答案】D
【详解】A.由As(OH)3⇌H++,Ka1=根据图像中第一个交点,c[]=c[As(OH)3]且c(H+)=10-9mol/L,可算得,A项正确;
B.由图可知时是亚砷酸的盐溶液,弱酸的盐溶液由于酸根水解,会促进水的电离,所以水电离的,B项正确;
C.的水解大于的电离,所以等物质的量浓度和混合溶液中,C项正确;
D.pH越大体系中会越大,D项错误;本题选D。
14.(2024·湖南长沙·二模)常温下,将一定浓度的氨水逐滴加入25mL0.12mol⋅L溶液中,该过程中溶液与加入氨水体积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,且此时溶液中的与均约为mol⋅L。下列叙述正确的是
A.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
B.a点对应溶液中由水电离出的mol⋅L
C.b点对应溶液中:
D.由e点可知,反应的平衡常数约为
【答案】B
【详解】A.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点溶液,故A错误;
B.a点没有加入氨水,溶液为硝酸银溶液,水解促进水的电离,,mol⋅L,由水电离出的mol⋅L,故B正确;
C.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,由电荷守恒关系可知,溶液中,故C错误;
D.由图可知,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mol/L,则溶液中二氨合银离子的浓度为mol/Lmol/L,反应的平衡常数,故D错误。
15.(2024·河北唐山·模拟预测)某学习小组探究利用强碱准确滴定强酸和弱酸混合溶液中强酸的可能性,以溶液滴定同浓度和混合溶液为例(HA代表不同的任意弱酸)。滴定百分比、分布系数随变化关系如下图所示。
[已知,]下列说法错误的是
A.曲线对应酸的电离常数:Ⅱ>Ⅲ
B.a点的纵坐标约为0.67
C.b点处存在如下关系:
D.对于曲线Ⅳ对应的弱酸和盐酸混合体系,以甲基橙作指示剂,可准确滴定混合溶液中的
【答案】C
【详解】A.如图所示,当A-分布系数均为0.5时,对应c(A-)=c(HA),pH=-lgc(H+),A分布系数=0.5时,pH越大,对应酸的电离平衡常数越小,则电离平衡常数:Ⅱ>Ⅲ,A正确;
B.结合当A-分布系数均为0.5时,可得到曲线Ⅲ对应酸的电离平衡常数Ka=,a点对应pH=6.2,带入得到,,B正确;
C.溶液中电荷守恒,b点存在,变形有,因为b点溶液呈酸性,,则,C错误;
D.可以准确滴定混合溶液中的HCl,说的是HCl刚刚滴定结束后,HA才开始电离;甲基橙作指示剂pH=4.4时变色(橙变黄),曲线Ⅳ的起点pH约为6,也就是说pH>6,HA才电离,因此用甲基橙作指示剂不影响HCl的滴定,D正确;故选:C。
1.(2024·江西·三模)硼酸()在水溶液中存在电离平衡:。用溶液分别滴定体积均为的硼酸溶液、硼酸和甘露醇混合溶液,滴定过程中硼酸溶液、混合溶液的随加入的溶液体积的变化如图。
已知:
下列说法不正确的是
A.滴定硼酸时加入甘露醇可获得更显著的滴定突跃 B.溶液:X点<Y点
C.Z点: D.P点和Q点均代表反应终点
【答案】C
【分析】随着氢氧化钠溶液的加入,溶液的碱性逐渐增强,溶液pH逐渐增大,ZP所在曲线为溶液pH与氢氧化钠溶液体积变化曲线,XQY所在曲线为与氢氧化钠溶液体积变化曲线。
【详解】
A.据可知,甘露醇和发生反应生成甘露醇-硼酸配离子,使浓度减小,促进硼酸电离正向移动,利于与氢氧化钠溶液的反应,使混合溶液的比硼酸大,所以可获得更显著的滴定突跃,故A正确;
B.由图可知,加入的氢氧化钠溶液的体积:X点<Y点,而加入的氢氧化钠溶液体积越大、溶液中氢离子浓度越小,所以溶液:X点<Y点,故B正确;
C.Z点溶液呈碱性,pH=9.34,则:,,,所以,又因为水的电离比较微弱,所以溶液中存在,溶液中存在电荷守恒:,所以,即,故C错误;
D.P点时pH出现转折,Q点时最大,也是pH的转折点,所以均代表反应终点,故D正确;
故答案为:C。
2.(2024·甘肃张掖·模拟预测)工业生产中采用水解中和法处理含铜离子废水。常温下,水溶液中含铜微粒、、、、的分布系数随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线3代表的含铜微粒是
B.曲线4的最高点对应溶液的pH=11.6
C.的平衡常数
D.向溶液中滴加2mol/LNaOH溶液至过量,反应的离子方程式是
【答案】D
【分析】随着pH增加,Cu2+分布系数逐渐减小,、、的分布系数逐渐增加,然后再逐渐减小, 分布系数逐渐增加,故曲线1为 Cu2+,曲线2为,曲线3为 ,曲线4为,曲线5为,以此解答。
【详解】A.由分析可知,曲线3代表的含铜微粒是,A正确;
B.由图可知,当、浓度相等时pH=10.7,当、浓度相等时pH=12.5,曲线4最高点对应溶液中的浓度最高,此时pH= =11.6,B正确;
C.,当、浓度相等时,pH=10.7,c(H+)=10-10.7mol/L,c(OH-)=10-3.3mol/L,K3===103.3,,当[Cu(OH)3]和[Cu(OH)4]2-浓度相等时,pH=12.5,c(H+)=10-12.5mol/L,c(OH-)=10-1.5mol/L,K4==101.5,则K4=,,K= =10-4.8,C正确;
D.向溶液中滴加2mol/LNaOH溶液至过量,生成的还会继续和OH-反应生成和,D错误;故选D。
3.(2024·黑龙江绥化·模拟预测)常温下,向25mL溶液中逐滴加入一定浓度的氨水,该过程中加入氨水的体积V与溶液中的关系如图所示。已知d点对应的溶液迅速由浑浊变得澄清且此时溶液中的与均约为。下列叙述错误的是
A.a点溶液中由水电离出的浓度为
B.b点对应溶液中:
C.做银镜反应实验时,最好选择d点对应的银氨溶液
D.常温下,反应的平衡常数的数量级为
【答案】D
【详解】A.a点溶液中,,则,a点溶质为,发生水解,可以促进水的电离,故由水电离出的,故A项正确;
B.根据电荷守恒有,b点对应的溶液中存在,因此有,故B项正确;
C.d点时,生成的AgOH恰好完全溶解,故C项正确;
D.由d点可知,d点,据Ag元素守恒得:,故的平衡常数,故D项错误;故本题选D。
4.(2024·黑龙江大庆·模拟预测)25℃时,用溶液滴定同浓度的溶液,被滴定分与值、微粒分布分数[,X表示或]的关系如图所示,下列说法正确的是
A.用KOH溶液滴定溶液可以用酚酞作指示剂
B.25℃时,第二步电离平衡常数
C.c点溶液中:
D.b、c两点溶液中水的电离程度:,e点对应的值约为2
【答案】A
【详解】A.根据图示,KHA溶液呈酸性,K2A溶液的pH≈10,酚酞的变色范围是8~10,所以用KOH溶液滴定溶液可以用酚酞作指示剂,故A正确;
B.根据图示,c(A2-)=c(HA-)时,pH=7,25℃时,第二步电离平衡常数,故B错误;
C.c点溶液中c(A2-)=c(HA-),pH=7,c(H+)=c(OH-),又根据电荷守恒,c(H+)+ c(K+)=c(OH-)+ 2c(A2-)+ c(HA-),可以得到,故C错误;
D.随滴入KOH的体积增大,H2A减少、K2A最多,H2A抑制水电离,K2A水解促进水电离,所以b< c点溶液中水的电离程度,由图可知e点对应的值大于2,故D错误;答案选A。
5.(2024·河南·三模)常温下,向20mL 0.1亚硫酸溶液中滴加0.1的NaOH溶液,溶液中与NaOH溶液体积的关系如图所示(已知:m、p两点的pH分别为1.86、6.22)。
下列说法错误的是
A.常温下,亚硫酸的第二步电离平衡常数的数量级为
B.当V(NaOH溶液)=20mL时,
C.V(NaOH溶液)=40mL时,水的电离程度最大
D.p点时,
【答案】B
【分析】亚硫酸溶液中未加NaOH溶液时,浓度最小,随着所加NaOH溶液体积增大,浓度增大,促进亚硫酸电离,亚硫酸浓度减小、浓度在最初会增大,所以曲线①②③分别代表亚硫酸、、与NaOH溶液体积的关系。
【详解】A.常温下,亚硫酸的第二步电离方程式为:,曲线②③交点,p点c()=c(),c(H+)=10-6.22mol/L,平衡常数为,即数量级为,故A正确;
B.当V(NaOH溶液)=20mL时,亚硫酸溶液与NaOH按物质的量之比1:1恰好完全反应,①③分别代表亚硫酸、,图像显示此时亚硫酸浓度小于,即的水解小于电离,溶液呈酸性,即c(H+)>c(OH-),电荷守恒、物料守恒,即,又c(H+)>c(OH-),所以,故B错误;
C.20mL 0.1亚硫酸溶液中滴加0.1的NaOH溶液,当V(NaOH溶液)=40mL时,恰好完全生成Na2SO3,Na2SO3是强碱弱酸盐,水解促进水电离,所以此时水的电离程度最大,故C正确;
D.由图可知p点时,c()=c(),电荷守恒,所以,故D正确;故答案为:B。
6.(2024·安徽合肥·三模)常温下,用0.1NaOH溶液滴定20.00mL 0.1 溶液,得到pH与V(NaOH)、[或]关系如图所示。下列或叙述正确的是
A.M点对应的溶液中:
B.曲线n表示pH与的变化关系
C.当pH=7时,
D.的平衡常数
【答案】C
【详解】A.由图可知,为二元弱酸,在水中分两步电离,当纵坐标为0时,,由于,曲线m代表,曲线n代表,且、,由图可知,M点溶质主要溶质为NaHA,NaHA为酸式盐,且此时溶液为酸性(pH=4),故的电离程度大于其水解程度,,质子守恒式:,故A项错误;
B.根据上述分析可,曲线m表示pH与的变化关系,故B项错误;
C.根据上述分析,当pH=7时,,则,故,故C项正确;
D.的平衡常数,故D项错误;故本题选C。
7.(2024·广西贵港·模拟预测)如图为某实验测得溶液在升温过程中(不考虑水挥发)的变化曲线,段有少量放出。下列说法正确的是
A.点溶液的等于点溶液的
B.点时,
C.点溶液中,
D.段,减小说明升温抑制了的水解
【答案】C
【详解】A.,随着温度的升高,增大;点、点的相同,即氢离子浓度相同,但是不同,点的大,所以点溶液的比点溶液的小,A项错误;
B.碳酸氢钠溶液中存在电离平衡和水解平衡,根据图示可知,点时碳酸氢钠溶液显碱性,水解程度大于电离程度,,所以,B项错误;
C.段有少量放出,所以,C项正确;
D.碳酸氢钠溶液中存在电离和水解两个过程,而电离和水解均为吸热过程,升高温度,均促进了电离和水解两个过程,D项错误;
故答案选C。
8.(2024·四川雅安·模拟预测)电位滴定法是根据滴定过程中指示电极电位的变化来确定滴定终点的一种滴定分析方法。常温下,利用盐酸滴定某溶液中碳酸钠的含量,其电位滴定曲线与pH曲线如图所示。(已知碳酸的电离常数,)下列说法正确的是
A.该滴定过程需要两种指示剂
B.b点溶液中存在:
C.水的电离程度:a点b点
D.a点溶液中
【答案】B
【分析】如图,滴定过程中,pH不断下降,图中出现两个突变,分别表示的反应为+H+=+H2O、+H+=CO2↑+H2O;根据其突变的电位,该滴定过程中不需要指示剂。
【详解】A.该滴定过程不需要加入酸碱指示剂,利用电极电位的变化来确定滴定终点,故A错误;
B.b点溶液的溶质为H2CO3和NaCl,由物料守恒有c(Na+)=c(Cl−),根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(Cl−)+c(OH−),两式联立可得c(H+)=c()+2c()+c(OH−),则有c(H+)>c()+c()+c(OH−),B项正确;
C.a点溶液的溶质为NaHCO3和NaCl,NaHCO3水解程度大于电离程度,促进水的电离,b点H2CO3抑制水的电离,C项错误;
D.NaHCO3溶液中存在电离平衡和水解平衡,Ka1×Ka2=,由图可知,a点pH=8.4,c(H+)=10-8.4mol/L,则,D项错误;
综上所述,答案为B。
9.(2024·四川成都·模拟预测)已知。初始温度25℃时,向氨水中滴加的稀硫酸,测得混合溶液的温度T、pOH随加入稀硫酸体积V的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.水的电离程度:c<a<b
B.图中b点溶液中,
C.a、b、c三点对应的水解平衡常数:
D.若,则c点对应溶液中
【答案】C
【详解】A.b点温度最高,说明b点氨水和硫酸恰好反应,b点溶质只有(NH4)2SO4,a点溶质为(NH4)2SO4、氨水,c点溶质为(NH4)2SO4、H2SO4、(NH4)2SO4促进水电离、H2SO4和氨水都抑制水电离,b点水的电离程度最大,故A正确;
B.b点温度最高,说明b点氨水和硫酸恰好反应,b点溶质只有(NH4)2SO4,(NH4)2SO4水解呈酸性,所以b点溶液中,,故B正确;
C.水解吸热,温度越高的水解平衡常数越大,a、b、c三点对应的水解平衡常数:,故C错误;
D.若,根据物料守恒①,根据电荷守恒②,综合①②得,故D正确;
选C。
10.(2024·山东·模拟预测)某小组根据常温下溶液的分布系数(如图所示)开展以下实验:
实验1:向溶液中加入等体积溶液;
实验2:向溶液中加入足量溶液,有沉淀生成。
下列说法中正确的是
A.常温下,的
B.实验1所得的溶液中:
C.实验2中所得沉淀是黑色
D.向实验1所得溶液中滴加溶液,将促进水的电离
【答案】B
【分析】
对图中曲线进行标记如图,pH较小时,主要以H2S存在,随pH增大,H2S逐渐减少,HS-逐渐增多,pH继续增大,HS-减少,S2-增多,故曲线a表示H2S,曲线b表示HS-,曲线c表示S2-,图中a、b曲线交点,c(H2S)=c(HS-)且pH=6.9,即c(H+)=10-6.9mol/L,H2S的Ka1==10-6.9,同理,由b、c曲线交点,Ka2=10-13.0;
【详解】A.图中a、b曲线交点,c(H2S)=c(HS-)且pH=6.9,即c(H+)=10-6.9mol/L,H2S的Ka1==10-6.9,A错误;
B.实验1即H2S和NaOH等量混合,相当于溶质为NaHS,由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH−)+c(HS−)+2c(S2−),由于Kh2==10-7.1>Ka2=10-13.0;即HS−水解程度大于电离程度溶液显碱性,c(OH−)>c(H+),故c(Na+)>c(HS−)+2c(S2−),B正确;
C.铁离子有氧化性,H2S有还原性,故实验2中所得沉淀是淡黄色的S单质,C错误
D.实验1所得溶液相当于NaHS溶液,加入氢氧化钠溶液,刚开始氢氧化钠溶液和NaHS反应得Na2S,Na2S水解程度大于NaHS,促进水的电离,但是当NaHS全部反应完后,继续滴加氢氧化钠溶液相当于溶液中加碱,会抑制水的电离,所以是先促进后抑制,D错误;
本题选B。
11.(2024·广西南宁·二模)常温下,向一定浓度邻苯二甲酸钠(表示)溶液中通入气体,保持溶液体积和温度不变,测得与[X为、、;]的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.曲线表示-lgc(H2A)
B.Ka1(H2A) =10-3
C.水的电离程度:a<b<c
D.c点溶液中:c(H+)+
【答案】B
【详解】A.向邻苯二甲酸钠溶液中通入氯化氢气体时,溶液中氢氧根离子浓度减小,A2-离子浓度减小、HA-离子浓度先增大后减小、H2A的浓度增大,则溶液中pOH增大,-lgc(A2-)增大、-lgc(H2A)减小、-lg增大,所以曲线L1、L2、L3分别表示-lgc(A2-)、-lgc(H2A)、-lg,A错误;
B.由图可知,溶液中-lg为0时,溶液pOH为8.6,由电离常数公式可知,邻苯二甲酸的Ka2(H2A)== c(H+)=10-5.4;b点溶液中,A2-离子浓度与H2A的浓度相等,溶液pOH为9.8,则电离常数Ka1(H2A) Ka2(H2A)= = c2(H+)=10-8.4,所以邻苯二甲酸的Ka1(H2A) =10-3,B正确;
C.A2-离子在溶液中水解促进水的电离,H2A在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离,则向邻苯二甲酸钠溶液中通入氯化氢气体时,A2-离子浓度减小、H2A的浓度增大,水的电离程度依次减小,则水的电离程度大小顺序为,C错误;
D.邻苯二甲酸钠溶液中存在物料守恒关系:,向邻苯二甲酸钠溶液中通入氯化氢气体时,溶液的成分发生变化,但溶液中的物料守恒关系始终不变,D错误;本题选B。
12.(23-24高三下·重庆·阶段练习)常温下,在封闭仪器中装有溶液,现向其中缓慢注入溶液,随着溶液注入体积增加,溶液的变化如下图所示(的电离平衡常数为),关于上述实验,下列分析错误的是
A.AB段主要发生的反应为
B.BC段值降低主要是因为生成强酸
C.水电离程度
D.时,溶液中离子浓度大小顺序为
【答案】D
【分析】由图可知,亚硫酸氢钠溶液体积为10mL时,溶液中发生的反应为2NaClO+NaHSO3= NaCl+HClO+Na2SO4,反应得到等浓度的氯化钠、次氯酸和硫酸钠混合溶液;亚硫酸氢钠溶液体积为20mL时,溶液中发生的反应为HClO+NaHSO3=NaCl+H2SO4,反应得到氯化钠、硫酸钠和硫酸的混合溶液;亚硫酸氢钠溶液体积为40mL时,溶液中发生的反应为H2SO4+2NaHSO3=Na2SO4+2H2SO3,反应得到氯化钠、硫酸钠和亚硫酸的混合溶液。
【详解】A.由分析可知,AB段主要发生的反应为2NaClO+NaHSO3= NaCl+HClO+Na2SO4,反应的离子方程式为,故A正确;
B.由分析可知,BC段主要发生的反应为HClO+NaHSO3=NaCl+H2SO4,则溶液pH值降低主要是因为生成了完全电离的硫酸,故B正确;
C.由分析可知,A点为次氯酸钠溶液,次氯酸根离子水解促进水的电离,B点为等浓度的氯化钠、次氯酸和硫酸钠混合溶液,次氯酸在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离,C点为氯化钠、硫酸钠和硫酸的混合溶液,硫酸在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离,D点为氯化钠、硫酸钠和亚硫酸的混合溶液,亚硫酸在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离,酸溶液中氢离子浓度越大,抑制水的电离程度越大,则水电离程度大小顺序为A>B>D>C,故C正确;
D.由得失电子数目守恒可知,次氯酸钠溶液与亚硫酸氢钠溶液反应生成氯离子的物质的量与硫酸根离子的物质的量相等,则溶液pH为7时,溶液中氯离子浓度大于硫酸根离子浓度,故D错误;故选D。
13.(2024·陕西安康·模拟预测)常温下,向溶液中滴加溶液,混合溶液中[X表示或随溶液的变化如图所示[可能用到的数据:,]。下列说法错误的是
A.曲线代表与溶液的关系
B.常温下,的
C.常温下,溶液中:
D.从开始滴加至溶液过量的过程中,水的电离程度是先增大后减小
【答案】C
【详解】A.向溶液中滴加溶液时,溶液的逐渐增大,所以代表,则代表,A正确;
B.由于二元弱酸的电离常数表达式分别为,当时,,此时,则;当时,,此时,则,B正确;
C.溶液中既存在的水解平衡,又存在的电离平衡,的水解平衡常数,所以溶液中的水解程度小于的电离程度,溶液呈弱酸性,则,C错误;
D.对水的电离起抑制作用,当向溶液中滴加溶液时,由于先生成后生成,这两种盐都可水解,促进水的电离,当完全被中和生成后,再滴加过量的溶液时,又对水的电离起抑制作用,D正确;故选C。
14.(2024·山东日照·三模)室温下,向一定浓度溶液中加入盐酸,溶液中粒子(、、、、)浓度的负对数(用pc表示)与溶液pOH变化的关系如图所示。下列说法错误的是
A.M点纵坐标为2.7
B.水的电离程度:X>M>Y>N
C.随着pH减小,先增大后减小
D.N点溶液中
【答案】D
【分析】越小,碱性越强,也会越大,因此线MX代表,线XY代表,线MY代表,最后两条线分别是、。X点时,,则的;同理,Y点时,,则的;据此分析解答。
【详解】A.M点时,,也是取最大值时,,再根据,求出,,则,故A正确;
B.X→M→Y→N过程,逐渐减少,水的电离程度逐渐减小,故B正确;
C.当pH减小时,根据不变,而先增大后减小,则先增大后减小,故C正确;
D.N点时,根据电荷守恒,N点时,由此可以得出,而,则,故D错误;故选D。
15.(2024·河南信阳·模拟预测)已知常温下水溶液中、、、、的分布分数如[如]随变化曲线如图1所示,溶液中和关系如图2所示,用的溶液滴定溶液,下列说法错误的是
A.曲线b表示
B.溶液中存在:
C.反应的平衡常数
D.滴定过程中始终存在:
【答案】D
【分析】由题中信息可知,由题中信息可知,为二元弱酸,、,HB为一元弱酸,,用溶液滴定溶液,发生反应:,则酸性;随着pH增大,溶液中、减少,、增多,HA-先增多后减少,所以曲线a、b、c表示H2A的各微粒分布曲线,曲线a表示H2A,曲线b表示,曲线c表示,曲线d为HB,曲线e为。
【详解】A.根据分析可知,曲线b表示,A项正确;
B.由图可知,,,的电离程度大于水解程度,溶液显酸性,根据电荷守恒有:,溶液为酸性,因此,可得,B项正确;
C.的平衡常数,上下都乘以和、,得,由图可知:,,,,得,C项正确;
D.若滴定过程中不产生沉淀,则根据电荷守恒:,根据元素质量守恒:,则,但随着溶液的滴入,产生沉淀而析出,溶液中,则,D项错误;故答案选D。
1.(2024·吉林·高考真题)下,、和的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以为指示剂,用标准溶液分别滴定含水样、含水样。
已知:①为砖红色沉淀;
②相同条件下溶解度大于;
③时,,。
下列说法错误的是
A.曲线②为沉淀溶解平衡曲线
B.反应的平衡常数
C.滴定时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D.滴定达终点时,溶液中
【答案】D
【分析】由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1:1,即两者图象平行,所以①代表,由于相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即,所以②代表AgCl,则③代表AgBr,根据①上的点(2.0,7.7),可求得,根据②上的点(2.0,7.7),可求得,根据③上的点(6.1,6.1),可求得。
【详解】A.由分析得,曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线,故A正确;
B.反应的平衡常数,故B正确;
C.当Cl-恰好滴定完全时,,即,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2mol/L,故C正确;
D.当Br-到达滴定终点时,,即,,故D错误;故选D。
2.(2023·全国·高考真题)下图为和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图(;可认为离子沉淀完全)。下列叙述正确的是
A.由点可求得
B.时的溶解度为
C.浓度均为的和可通过分步沉淀进行分离
D.混合溶液中时二者不会同时沉淀
【答案】C
【详解】A.由点a(2,2.5)可知,此时pH=2,pOH=12,则===,故A错误;
B.由图中信息可知,时的浓度为,因此,的溶解度不是,故B错误;
C.由图可知,当铁离子完全沉淀时,铝离子尚未开始沉淀,可通过调节溶液pH的方法分步沉淀和,故C正确;
D.由图可知,沉淀完全时,,pM5,此时pH约为4.7,在此pH下刚开始沉淀的浓度为,而题中>,则会同时沉淀,故D错误;
答案选C。
3.(2023·北京·高考真题)利用平衡移动原理,分析一定温度下在不同的体系中的可能产物。
已知:i.图1中曲线表示体系中各含碳粒子的物质的量分数与的关系。
ii.2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合;曲线Ⅱ的离子浓度关系符合[注:起始,不同下由图1得到]。
下列说法不正确的是
A.由图1,
B.由图2,初始状态,无沉淀生成
C.由图2,初始状态,平衡后溶液中存在
D.由图1和图2,初始状态、,发生反应:
【答案】C
【详解】A.水溶液中的离子平衡 从图1可以看出时,碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同,A项正确;
B.从图2可以看出、时,该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方,不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀,B项正确;
C.从图2可以看出、时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,根据物料守恒,溶液中,C项错误;
D.时,溶液中主要含碳微粒是,,时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为,D项正确;故选C。
4.(2023·湖南·高考真题)常温下,用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液,滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.约为
B.点a:
C.点b:
D.水的电离程度:
【答案】D
【分析】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,据此解答。
【详解】A.由分析可知,a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.0100mol/L,c(H+)=10-3.38mol/L,==10-4.76,故A正确;
B.a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),故B正确;
C.点b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-),故C正确;
D.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,故D错误;答案选D。
5.(2023·湖北·高考真题)为某邻苯二酚类配体,其,。常温下构建溶液体系,其中,。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,已知,。下列说法正确的是
A.当时,体系中
B.pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为
C.的平衡常数的lgK约为14
D.当时,参与配位的
【答案】C
【分析】从图给的分布分数图可以看出,在两曲线的交点横坐标值加和取平均值即为某型体含量最大时的pH,利用此规律解决本题。
【详解】A.从图中可以看出Fe(Ⅲ)主要与L2-进行络合,但在pH=1时,富含L的型体主要为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,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;
B.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;
C.该反应的平衡常数K=,当[FeL2]-与[FeL]+分布分数相等时,可以将K简化为K=,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≈1014.16,即lg K≈14,C正确;
D.根据图像,pH=10时溶液中主要的型体为[FeL3]3-和[FeL2(OH)]2-,其分布分数均约为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;故答案选C。
6.(2023·福建·高考真题)时,某二元酸的、。溶液稀释过程中与的关系如图所示。已知的分布系数。下列说法错误的是
A.曲线n为的变化曲线 B.a点:
C.b点: D.c点:
【答案】B
【分析】
溶液稀释过程中,随着水的加入,因存在电离平衡HA-H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系数先保持不变后减小,曲线n为的变化曲线,的增大,减小,增大明显,故曲线m为的变化曲线,则曲线p为的变化曲线;
【详解】A.溶液稀释过程中,随着水的加入,因存在电离平衡HA-H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系数开始时变化不大且保持较大,故曲线n为的变化曲线,选项A正确;
B.a点, =1.0,则=0.1mol/L,=0.70,==0.15,,,,选项B错误;
C.b点, =0.70,==0.15,即=,根据物料守恒有,,故,选项C正确;
D.c点:=,故根据电荷守恒有,故,选项D正确;
答案选B。
7.(2023·辽宁·高考真题)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即,通过调节pH使和形成硫化物而分离,体系中与关系如下图所示,c为和的浓度,单位为。已知,下列说法正确的是
A. B.③为与的关系曲线
C. D.
【答案】D
【分析】已知H2S饱和溶液中随着pH的增大,H2S的浓度逐渐减小,HS-的浓度增大,S2-浓度逐渐增大,则有-lgc(HS-)和-lg(S2-)随着pH增大而减小,且相同pH相同时,HS-浓度大于S2-,即-lgc(HS-)小于-lg(S2-),则Ni2+和Cd2+浓度逐渐减小,且,即当c(S2-)相同时,c(Ni2+)>c(Cd2+),则-lgc(Ni2+)和-lg(Cd2+)随着pH增大而增大,且有-lgc(Ni2+)小于-lg(Cd2+),由此可知曲线①代表Cd2+、②代表Ni2+、③代表S2-,④代表HS-,据此分析结合图像各点数据进行解题。
【详解】A.由分析可知,曲线①代表Cd2+、③代表S2-,由图示曲线①③交点可知,此时c(Cd2+)=c(S2-)=10-13mol/L,则有,A错误;
B.由分析可知,③为与的关系曲线,B错误;
C.由分析可知,曲线④代表HS-,由图示曲线④两点坐标可知,此时c(H+)=10-1.6mol/L时,c(HS-)=10-6.5mol/L,或者当c(H+)=10-4.2mol/L时,c(HS-)=10-3.9mol/L,,C错误;
D.已知Ka1Ka2==,由曲线③两点坐标可知,当c(H+)=10-4.9mol/L时,c(S2-)=10-13mol/L,或者当c(H+)=10-6.8mol/L时,c(S2-)=10-9.2mol/L,故有Ka1Ka2===10-21.8,结合C项分析可知Ka1=10-7.1,故有,D正确;故答案为D。
8.(2023·重庆·高考真题)溶解度随温度变化的曲线如图所示,关于各点对应的溶液,下列说法正确的是
A.点等于点
B.点大于点
C.点降温过程中有2个平衡发生移动
D.点
【答案】B
【详解】A.温度升高,水的电离程度增大,则点小于点,A错误;
B.升高温度促进铵根离子的电离,且N点铵根离子浓度更大,水解生成氢离子浓度更大,N点酸性更强,故点大于点,B正确;
C.点降温过程中有水的电离平衡、铵根离子的水解平衡、硫酸铵的溶解平衡3个平衡发生移动,C错误;
D.点为硫酸铵的不饱和溶液,由电荷守恒可知,,D错误;故选B。
9.(2023·浙江·高考真题)甲酸是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换树脂(含固体活性成分,R为烷基)因静电作用被吸附回收,其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数)与废水初始关系如图(已知甲酸),下列说法不正确的是
A.活性成分在水中存在平衡:
B.的废水中
C.废水初始,随下降,甲酸的电离被抑制,与作用的数目减少
D.废水初始,离子交换树脂活性成分主要以形态存在
【答案】D
【详解】A.由图可知,溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡,故A正确;
B.由电离常数公式可知,溶液中=,当溶液pH为5时,溶液中==18,故B正确;
C.由图可知,溶液pH为2.4时,废水中的甲酸及其盐回收率最高,当溶液中pH小于2.4时,随溶液pH下降,溶液中氢离子浓度增大,甲酸的电离被抑制,溶液中甲酸根个离子浓度减小,与作用的数目减小,故C正确;
D.由图可知,溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡,当废水初始pH大于5时,平衡向左移动,离子交换树脂活性成分主要以R3N形态存在,故D错误;故选D。
10.(2024·四川遂宁·三模)利用pH传感器和温度传感器探究0.1mol/L Na2SO3溶液的pH随溶液温度的变化,实验装置如图甲所示,升温和降温过程中溶液pH的变化分别如图乙、丙所示,下列说法不正确的是
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO+H2O⇌HSO+OH-
B.从a点到b点,pH下降的原因可能是水的电离程度增大
C.d点pH低于a点的原因是部分Na2SO3被氧化成Na2SO4
D.a点和d点的Kw值不相等
【答案】D
【详解】A.亚硫酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中分步发生水解使溶液呈碱性,以一级水解为主,水解的离子方程式:SO+H2O⇌HSO+OH-,A正确;
B.从a点到b点,温度升高,可能是由于水的电离程度增大,导致pH下降,B正确;
C.硫酸钠是强酸强碱盐,在溶液中不水解,则d点溶液pH低于a点说明溶液中部分亚硫酸钠被氧化为硫酸钠,C正确;
D.水的离子积常数是温度函数,温度不变,离子积常数不变,由图可知,a点和d点的温度相同,则a点和d点的离子积常数相等,D错误;答案选D。
11.(2024·湖南·模拟预测)(H2NCH2CH2NH2)有类似于NH3的性质。25℃时,向0.01mol/L乙二胺溶液中通入HCl气体,所得溶液(忽略溶液体积的变化)的pH与体系中含N微粒浓度的对数值(lgc)、反应物的物质的量之比关系如图所示。下列有关说法错误的是
A.乙二胺在水溶液中第一步电离的方程式为:
B.溶液水的电离程度:小于
C.所示溶液:
D.的数量级为
【答案】C
【分析】图中曲线变化可知,随着HCl的加入pH降低,故pH减小呈下降趋势的曲线Z代表lgc(H2NCH2CH2NH2),先增后减的曲线X代表lgc(),呈增大趋势的曲线Y代表lgc(),据此分析回答问题。
【详解】A.根据NH3+H2O+OH-可知,乙二胺在水溶液中第一步电离的方程式为:,A正确;
B.由题干图像信息可知,P3点对应的t=1.6,即n(HCl):n(H2NCH2CH2NH2)小于2:1,此时溶质为:ClH3NCH2CH2NH3Cl和H2NCH2CH2NH3Cl,P4点对应的t=2,即n(HCl):n(H2NCH2CH2NH2)=2:1,此时溶质为:ClH3NCH2CH2NH3Cl,溶液中只有[H3NCH2CH2NH3]2+发生水解,促进水的电离,故水的电离程度:小于,B正确;
C.由B项分析可知,P4点对应的t=2,即n(HCl):n(H2NCH2CH2NH2)=2:1,此时溶质为:ClH3NCH2CH2NH3Cl,根据电荷守恒有:c(H+)+c([H2NCH2CH2NH3]+)+2 c([H3NCH2CH2NH3]2+)=c(OH-)+c(Cl-),根据物料守恒有:c(Cl-)=2 c([H2NCH2CH2NH3]+)+ 2 c([H3NCH2CH2NH3]2+)+2c(H2NCH2CH2NH2),故有P4所示溶液:,C错误;
D.由分析可知,X、Y交点中有:c()= c(),pH=7.8,c(OH-)=10-6.2,故==10-6.2=6.3×10-7,其数量级为,D正确;故答案为:C。
12.(2024·陕西渭南·三模)人体血液中存在、等缓冲对。常温下,水溶液中部分缓冲对的微粒浓度之比的对数值lgx[x表示或与溶液pH的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线I表示lg与溶液pH的变化关系
B.Ka1(H2CO3)>Ka2(H3PO4)
C.a→b的过程中,水的电离程度逐渐减小
D.当pH增大时,lg-lg的值逐渐增大
【答案】D
【分析】由电离平衡H2CO3⇌+H+、⇌+H+可知,随pH增大,溶液中c(OH-)增大,使电离平衡向右移动,减小,增大,所以曲线I表示与pH的变化关系,曲线II表示与pH的变化关系,以此分析解答。
【详解】A.由分析可知,曲线I表示lg与pH的变化关系,故A正确;
B.由图可知,当pH=6.4时,lg=0,则=1,Ka1(H2CO3)=×c(H+)= c(H+)=10-6.4;当pH=7.2时,lg=0,则=1,Ka2(H3PO4)=×c(H+)= c(H+)=10-7.2,所以Ka1(H2CO3)>Ka2(H3PO4),故B正确;
C.a、b均是碱性环境,溶液以的水解为主:+H2O⇌ +OH-,a→b的过程中,碱性减弱,说明的水解程度减弱,则对水的电离的促进程度减小,即水的电离程度逐渐减小,故C正确;
D.由图可知,当pH增大时,lg减小,lg增大,则lg−lg的值逐渐减小,故D错误;故选D。
13.(2024·天津北辰·三模)常温下,将0.1 mol/L NaOH溶液分别滴入20 mL0.1 mol/L HX溶液与20 mL 0.1mol/L HCl溶液中,溶液pH随滴入NaOH溶液体积变化的图像如下图所示。下列说法错误的是
A.N曲线代表HCl溶液
B.水的电离程度:
C.HX的电离常数为
D.a、d点溶液混合后呈酸性
【答案】D
【分析】0.1mol/L的HCl溶液pH=1,即N曲线代表HCl溶液;M曲线代表HX溶液,根据开始时的pH值可知,HX是弱酸。当,二者的溶质分别为等物质的量的HCl和NaCl、HX和NaX;当,二者的溶质分别为NaCl、NaX。
【详解】A.由分析可知,曲线N代表HCl溶液,A正确;
B.b到c再到d,随着NaOH溶液的加入,酸对水电离的抑制作用减弱,生成的盐NaX对水电离的促进作用增强,因此水的电离程度:,同时,a、b两点比较,a点溶液的酸性更强,对水电离的抑制作用更强,即水的电离程度b>a,B正确;
C.由图可知,0.1mol/L的HX溶液pH=6,即c(X-)=c(H+)=1×10-6mol/L,其电离常数,C正确;
D.a点是物质的量都为0.001molNaCl和HCl的混合液,d点是物质的量为0.002mol的NaX溶液,a、d点溶液混合后所得溶液中溶质为NaCl、HX和NaX,且HX和NaX等物质的量,结合选项C可知,NaX的水解常数约为10-3,HX的电离程度小于NaX的水解程度,故混合溶液呈碱性,D错误;故答案是D。
14.(2024·贵州六盘水·模拟预测)(NH4)2SO4溶解度随温度变化的曲线如图所示,已知物质溶解度为每100g水中能溶解该物质的最大质量,关于各点对应的溶液,下列说法错误的是
A.(NH4)2SO4的溶解度随温度升高而升高
B.NH在M点的水解程度小于N点
C.M点KW小于N点KW
D.P点
【答案】D
【详解】A.图像显示,(NH4)2SO4的溶解度随温度升高而升高,故A正确;
B.图像显示M、N点均为该温度下的饱和溶液,N点溶解度略高于M点,但M温度为20℃、N点温度为50℃,水解过程吸热,温度的影响更大,所以在M点的水解程度小于N点,故B正确;
C.水的电离为吸热过程,温度越高,水的电离程度越大,KW越大,图像显示M点温度更低,所以M点KW小于N点KW,故C正确;
D.P点溶液电荷守恒,故D错误;故答案为:D。
15.(2024·河北石家庄·模拟预测)某研究小组利用电位滴定法研究盐酸滴加亚磷酸钠(Na2HPO3)溶液的过程,得到电极电位U和溶液pH随盐酸滴加的体积变化曲线如图所示。下列说法正确的是
已知:①电位滴定法的原理:在化学计量点附近,被测离子浓度发生突跃,指示电极电位也发生了突跃,进而确定滴定终点。
②亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,其电离常数分别是Ka1=10-1.4,Ka2=10-6.7。
A.a点对应溶液的pH>7
B.b点对应第二次电极电位突跃,溶液的溶质是H3PO3
C.c点对应的溶液中存在:c(H+)<c(OH-)+c()+2c()
D.水的电离程度:a>b>c
【答案】C
【详解】A.分析可知,a点为第一次电极电位突跃,恰好完成第一步反应,对应溶质为NaH2PO3、NaCl,的电离平衡常数Ka2=10-6.7,水解平衡常数,的电离程度大于水解程度,即pH<7,故A错误;
B.发生第二次突跃是NaH2PO3和盐酸恰好完全反应,溶液的溶质是NaCl和H3PO3,故B错误;
C.c点对应溶质为NaH2PO3、NaCl、H3PO3,根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c()+2c()+c(Cl-),根据物料守恒c(Na+)> c(Cl-),所以c(H+)<c(OH-)+c()+2c(),故C正确;
D.Na2HPO3水解促进水电离,盐酸抑制水电离,加盐酸过程中水的电离程度逐渐减小,所以水的电离程度a>c >b,故D错误;故选:C。
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1.中和滴定曲线“5点”分析法
抓反应的“起始”点
判断酸、碱的相对强弱
抓反应“一半”点
判断是哪种溶质的等量混合
抓“恰好”反应点
判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性
抓溶液的“中性”点
判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足
抓反应的“过量”点
判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量
$$