内容正文:
专题十四 水溶液中的离子反应与平衡
考情概览:解读近年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
2024年真题研析:分析命题特点,探寻常考要点,真题分类精讲。
近年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
必备知识速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
最新模拟探源:精选适量最新模拟题,发掘高考命题之源。
命题解读
考向
水溶液中的离子反应与平衡是《化学反应原理》重要内容之一,主要内容为弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、难溶电解质的溶解平衡的移动影响规律及应用,溶液中粒子浓度大小的比较,K、pH 的计算,中和滴定的计算、指示剂的选择等。溶液中的三大平衡——电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡早已成为高考化学中的热点内容。常见的题型是选择题,也有填空题,题目设计新颖灵活,综合性强,注重考査考生的读图识表能力、逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力。题目的考査点基于基础知识突出能力要求,并与平衡移动、粒子浓度比较、化学计算等联系在一起考查。一般需要考生具有一定的识别图像、图表的能力,综合分析、推理、计算、做出判断,本部分内容经常与其他部分知识(如化学平衡、物质结构、元素及其化合物、化学计算等)联系在一起考查,同时考查考生变化观念与平衡思想的核心素养。
考向一 电离平衡
考向二 盐类的水解及其应用
考向三 沉淀溶解平衡
考向四 电解质溶液曲线
命题分析
分析2024年高考化学试题可以看出,水溶液中的离子反应与平衡依然是各个卷区的选择题压轴题,通常作为选择题的最后一题,难度大,思维强,多与电解质溶液曲线相结合。是广大考生的易失分题。
试题精讲
考向一 电离平衡
1.(2024·江苏卷)室温下,通过下列实验探究的性质。已知,。
实验1:将气体通入水中,测得溶液。
实验2:将气体通入溶液中,当溶液时停止通气。
实验3:将气体通入酸性溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中: B.实验2所得溶液中:
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得固体 D.实验3所得溶液中:
考向二 盐类的水解及其应用
2.(2024·安徽卷)环境保护工程师研究利用、和处理水样中的。已知时,饱和溶液浓度约为,,,,。下列说法错误的是
A.溶液中:
B.溶液中:
C.向的溶液中加入,可使
D.向的溶液中通入气体至饱和,所得溶液中:
3.(2024·贵州卷)硼砂水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的(硼酸)和(硼酸钠)。
已知:①时,硼酸显酸性的原理
②。
下列说法正确的是
A.硼砂稀溶液中
B.硼酸水溶液中的主要来自水的电离
C.25℃时,硼酸水溶液的
D.等浓度等体积的和溶液混合后,溶液显酸性
考向三 沉淀溶解平衡
4.(2024·浙江1月卷)常温下、将等体积、浓度均为溶液与新制溶液混合,出现白色浑浊;再滴加过量的溶液,振荡,出现白色沉淀。
已知:
下列说法不正确的是
A.溶液中存在
B.将溶液稀释到,几乎不变
C.溶液与溶液混合后出现的白色浑浊不含有
D.存在反应是出现白色沉淀的主要原因
5.(2024·湖北卷)气氛下,溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标()为组分中铅占总铅的质量分数。已知,、,。下列说法错误的是
A.时,溶液中
B.时,
C.时,
D.时,溶液中加入少量,会溶解
6.(2024·黑吉辽卷)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
7.(2024·全国甲卷)将配制成悬浊液,向其中滴加的溶液。(M代表、或)随加入溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是
A.交点a处: B.
C.时,不变 D.
考向四 电解质溶液曲线
8.(2024·山东卷)常温下水溶液体系中存在反应:,平衡常数为K。已初始浓度,所有含碳物种的摩尔分数与变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是
A.线Ⅱ表示的变化情况
B.的电离平衡常数
C.时,
D.时,
9.(2024·湖南卷)常温下,向溶液中缓慢滴入相同浓度的溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A.水的电离程度:
B.M点:
C.当时,
D.N点:
10.(2024·新课标卷)常温下和的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:]
下列叙述正确的是
A.曲线M表示的变化关系
B.若酸的初始浓度为,则a点对应的溶液中有
C.的电离常数
D.时,
11.(2024·浙江6月卷)室温下,水溶液中各含硫微粒物质的量分数随变化关系如下图[例如]。已知:。
下列说法正确的是
A.溶解度:大于
B.以酚酞为指示剂(变色的范围8.2~10.0),用标准溶液可滴定水溶液的浓度
C.忽略的第二步水解,的溶液中水解率约为
D.的溶液中加入等体积的溶液,反应初始生成的沉淀是
考向一 电离平衡
1.(2023·浙江卷)草酸()是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验I:往溶液中滴加溶液。
实验Ⅱ:往溶液中滴加溶液。
[已知:的电离常数,溶液混合后体积变化忽略不计],下列说法正确的是
A.实验I可选用甲基橙作指示剂,指示反应终点
B.实验I中时,存在
C.实验Ⅱ中发生反应
D.实验Ⅱ中时,溶液中
2.(2022·全国乙卷)常温下,一元酸的。在某体系中,与离子不能穿过隔膜,未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是
A.溶液Ⅰ中 B.溶液Ⅱ中的HA的电离度为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等 D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为
3.(2022·福建卷)探究醋酸浓度与电离度关系的步骤如下,与相关步骤对应的操作或叙述正确的
步骤
操作或叙述
A
Ⅰ.用标准溶液标定醋酸溶液浓度
滴定时应始终注视滴定管中的液面
B
Ⅱ.用标定后的溶液配制不同浓度的醋酸溶液
应使用干燥的容量瓶
C
Ⅲ.测定步骤Ⅱ中所得溶液的
应在相同温度下测定
D
Ⅳ.计算不同浓度溶液中醋酸的电离度
计算式为
考向二 盐类的水解及其应用
4.(2023·北京卷)下列过程与水解反应无关的是
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和溶液制备胶体
5.(2022·北京卷)2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其中太空“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正确的是
A.醋酸钠是强电解质
B.醋酸钠晶体与冰都是离子晶体
C.常温下,醋酸钠溶液的
D.该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
6.(2022·海南卷)NaClO溶液具有添白能力,已知25℃时,。下列关于NaClO溶液说法正确的是
A.0.01mol/L溶液中,
B.长期露置在空气中,释放,漂白能力减弱
C.通入过量,反应的离子方程式为
D.25℃,的NaClO和HClO的混合溶液中,
7.(2022·浙江卷)时,苯酚的,下列说法正确的是
A.相同温度下,等的和溶液中,
B.将浓度均为的和溶液加热,两种溶液的均变大
C.时,溶液与溶液混合,测得,则此时溶液中
D.时,的溶液中加少量固体,水的电离程度变小
考向三 沉淀溶解平衡
8.(2023·全国甲卷)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
9.(2023·全国乙卷)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(CrO),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
10.(2023·新课标卷)向饱和溶液(有足量固体)中滴加氨水,发生反应和,与的关系如下图所示(其中M代表、、或)。
下列说法错误的是
A.曲线I可视为溶解度随浓度变化曲线
B.的溶度积常数
C.反应的平衡常数K的值为
D.时,溶液中
11.(2023·辽宁卷)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.
12.(2023·北京卷)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:
13.(2022·湖南卷)室温时,用的标准溶液滴定浓度相等的、和混合溶液,通过电位滴定法获得与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时,认为该离子沉淀完全。,,)。下列说法正确的是
A.a点:有白色沉淀生成
B.原溶液中的浓度为
C.当沉淀完全时,已经有部分沉淀
D.b点:
14.(2022·福建卷)锂辉石是锂的重要来源,其焙烧后的酸性浸出液中含有和杂质离子,可在0~14范围内调节对其净化(即相关离子浓度)。时,与关系见下图(碱性过强时和会部分溶解)。下列说法正确的是
A.可被净化的区间最大
B.加入适量,可进一步提升净化程度
C.净化的先后顺序:
D.
15.(2022·海南卷)某元素M的氢氧化物在水中的溶解反应为:、,25℃,-lgc与pH的关系如图所示,c为或浓度的值,下列说法错误的是
A.曲线①代表与pH的关系
B.的约为
C.向的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,体系中元素M主要以存在pH=9.0,体系中元素M主要以存在
D.向的溶液中加入等体积0.4mol/L的HCl后,体系中元素M主要以存在
考向四 电解质溶液曲线
16.(2023·山东卷)在含HgI2(g)的溶液中,一定c(I-)范围内,存在平衡关系:;;;;,平衡常数依次为。已知、,、随的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A.线表示的变化情况
B.随增大,先增大后减小
C.
D.溶液中I元素与元素的物质的量之比始终为
17.(2023·湖北卷)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
18.(2023·湖南卷)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:
19.(2022·山东卷)工业上以为原料生产,对其工艺条件进行研究。现有含的、溶液,含的、溶液。在一定pH范围内,四种溶液中随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.反应的平衡常数
B.
C.曲线④代表含的溶液的变化曲线
D.对含且和初始浓度均为的混合溶液,时才发生沉淀转化
20.(2022·辽宁卷)甘氨酸是人体必需氨基酸之一、在时,、和的分布分数【如】与溶液关系如图。下列说法错误的是
A.甘氨酸具有两性
B.曲线c代表
C.的平衡常数
D.
判断正误
一、弱电解质的电离平衡
1.弱电解质溶液中至少存在两种共价化合物分子( )
2.氨气溶于水,当NH3·H2O电离出的c(OH-)=c(NH)时,表明NH3·H2O电离处于平衡状态( )
3.电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大( )
4.25 ℃时,0.1 mol·L-1 CH3COOH加水稀释,各离子浓度均减小( )
5.电离平衡向右移动,弱电解质的电离度一定增大( )
6.电离平衡向右移动,电解质分子的浓度一定减小( )
二、电离平衡常数及应用
1.弱电解质的电离平衡右移,电离常数一定增大( )
2.电离常数大的酸溶液中的c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大( )
3.某一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大( )
4.相同温度下,向1 mol·L-1的醋酸溶液中加入少量冰醋酸,其电离度变小( )
5.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度( )
三、水的电离与水的离子积常数
1.水的电离平衡常数与水的离子积相等( )
2.25 ℃时CH3COONa溶液的Kw大于100 ℃时NaOH溶液的Kw( )
3.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同( )
4.温度一定时,在纯水中通入少量SO2,水的电离平衡不移动,Kw不变( )
5.室温下,0.1 mol·L-1的HCl溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相等( )
四、盐类的水解
1.盐溶液显酸碱性,一定是由水解引起的( )
2.溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐( )
3.pH相同的盐酸和氯化铵溶液中由水电离出的c(H+)相同( )
4.盐类加入水中,水的电离一定被促进( )
5.显酸性的盐溶液,一定是该盐的阳离子发生了水解( )
6.Na2S水解的离子方程式为S2-+2H2OH2S+2OH-( )
7.FeCl3溶液与Na2CO3溶液混合:2Fe3++3CO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3CO2↑( )
五、盐类水解的影响因素及应用
1.稀溶液中,盐的浓度越小,水解程度越大,其溶液酸性(或碱性)也越强( )
2.水解平衡右移,盐的离子的水解程度一定增大( )
3.在CH3COONa溶液中加入冰醋酸,能抑制CH3COO-水解( )
4.加热0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,减小( )
5.通入适量的HCl气体使FeCl3溶液中增大( )
6.水解相互促进的离子在同一溶液中一定不能共存( )
7.泡沫灭火器内的成分是苏打浓溶液和Al2(SO4)3浓溶液( )
8.将Fe2(SO4)3溶液加热蒸干并灼烧,最后得到Fe2O3( )
9.将光亮Mg条放入盛有NH4Cl溶液的试管中,产生的气体只有H2( )
10.实验室配制FeCl3溶液时,需将FeCl3(s)溶解在较浓盐酸中,然后加水稀释( )
六、沉淀溶解平衡及应用
1.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解即停止( )
2.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同( )
3.在一定条件下,溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀( )
4.为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀( )
5.洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好( )
6.饱和石灰水中加入一定量生石灰,温度明显升高,所得溶液的pH会增大( )
7.钡中毒患者可尽快使用苏打溶液洗胃,随即导泻使Ba2+转化为BaCO3而排出( )
七、溶度积常数及其应用
1.已知:Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),则Ag2CrO4的溶解度小于AgCl的溶解度( )
2.常温下,向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小( )
3.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高,Ksp增大( )
4.向AgCl、AgBr的混合饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变( )
5.向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)( )
6.AgCl的Ksp=1.8×10-10,则在任何含AgCl固体的溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)=×10-5 mol·L-1( )
1.(2024·浙江金华·三模)下列说法正确的是
A.pH=11的氨水和pH=3的盐酸混合后的溶液,若,则溶液呈中性
B.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
C.25℃时,将pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,所得溶液的pH=6
D.0.1 溶液的pH小于7不能说明为弱电解质
2.(2024·北京师范大学附属中学三模)探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。
实验
装置
试剂a
现象
①
溶液(含酚酞)
溶液褪色,产生白色沉淀
②
足量NaHCO3溶液
产生气泡
③
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
④
C2H5OH和浓硫酸
加热后产生有香味物质
已知:室温下,H2C2O4的,
H2CO3的,
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是
A.H2C2O4有酸性,
B.酸性:,
C.H2C2O4有还原性,
D.H2C2O4可发生酯化反应,
3.(2024·安徽·三模)草酸是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验Ⅰ:往溶液中滴加溶液;
实验Ⅱ:往溶液中滴加溶液。
已知:的电离常数,溶液混合后体积变化忽略不计,下列说法错误的是
A.实验Ⅰ可选用酚酞作指示剂,指示反应终点
B.实验Ⅰ中时,溶液显酸性
C.实验Ⅱ中在初始阶段发生的是
D.实验Ⅱ中时,溶液中
4.(2024·湖北宜荆一模)时,常见物质的平衡常数如下表。
,
下列说法错误的是
A.时,实验测量的溶解度大于用计算的溶解度,主要原因是发生水解
B.可溶于是因为反应的平衡常数
C.饱和溶液中存在:
D.时,饱和溶液的
5.(2024·北京东城一模)将等物质的量浓度等体积的甘氨酸溶液与盐酸混合,发生反应:,取上述溶液(含0.04mol ),滴加NaOH溶液,pH的变化如下图所示(注:b点溶液中甘氨酸以的形式存在)。
下列说法不正确的是
A.中解离出的能力:
B.b点溶液pH<7,推测中解离出的程度大于-COO-水解的程度
C.c点溶液中存在:c()
D.由d点可知:的
6.(2024·宁夏银川一中模拟)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.T ℃,在CdCO3(s)+2OH-(aq)Cd(OH)2(s)+CO(aq)平衡体系中,平衡常数K=102
C.Y点对应的Cd(OH)2溶液是过饱和溶液
D.加热可使溶液由X点变到Z点
7.(2024·河北承德·三模)是一种二元弱酸。常温下,向20 mL 0.1 mol⋅L 溶液中滴加同浓度的NaOH溶液,溶液中[Y表示或]与溶液pH的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.直线a表示与pH的变化关系
B.Q点溶液中,
C.常温下,的水解常数
D.N点溶液中,
8.(2024·湖南邵阳·三模)常温下,用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定40mL0.1mol·L-1H2SO3溶液,所得滴定曲线如图所示(忽略混合时溶液体积的变化)。下列叙述错误的是
A.由W点可求出Ka1(H2SO3) =10-2
B.图中X点对应的溶液中:c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(OH-)
C.图中Y点对应的横坐标小于60mL
D.图中Z点对应的溶液中:c(H+)+ c(HSO)+2 c (H2SO3)=c(OH-)
9.(2024·江西吉安一中一模)25℃时,用0.1溶液滴定同浓度的溶液,被滴定分数与值、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.用溶液滴定0.1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.a、b、c、d四点溶液中水的电离程度:
10.(2024·河北保定一模)25℃时,用0.2mol•L-1的盐酸分别滴定20mL0.2mol•L-1的氨水和MOH碱溶液(碱性:NH3•H2O大于MOH),溶液的pOH[pOH=-lgc(OH-)]与lg或lg的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线I对应的是滴定NH3•H2O的曲线
B.a点对应的溶液pH=11
C.b、e点溶液中水的电离程度:b>e
D.b、e点溶液中的c(Cl-)大小:b<e
11.(2024·安徽合肥·三模)已知H2A为二元弱酸。室温下,将0.1的NaOH溶液滴入20mL0.1的溶液中,随NaOH溶液的滴入,pH、[,X为、或]的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.曲线①表示的变化曲线
B.的第二步电离平衡常数
C.当V(NaOH溶液)=20.0mL时,溶液中
D.当时,溶液中
12.(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
13.(2024·重庆第八中学一模)常温下,分别在溶液中滴加溶液,溶液中[代表]与关系如图所示。已知:。下列叙述错误的是
A.表示与的关系 B.常温下,的数量级为
C.点存在 D.常温下,难溶于
14.(2024·河北邯郸·三模)饱和溶液中,随而变化,在温度下,与关系如右图所示。下列说法错误的是
A.的溶度积
B.若忽略的第二步水解,
C.饱和溶液中随增大而减小
D.点溶液中:
15.(2024·天津耀华中学一模)室温下,体系中各含碳微粒的物质的量分数与的关系如图1所示.在的体系中,研究在不同时的可能产物,与的关系如图2所示,曲线Ⅰ的离子浓度关系符合,曲线Ⅱ的离子浓度关系符合。
下列说法正确的是
A.由点可求得
B.的体系中:
C.点的体系中,发生反应
D.点的体系中,
16.(2024·江苏宿迁一模)捕集与转化的部分过程见题图。室温下以的NaOH溶液吸收,忽略通入引起的溶液体积变化和水的挥发。已知溶液中含碳物种的浓度,电离常数分别为:,。下列说法正确的是
A.吸收液中:
B.吸收液时,,且
C.“再生”过程中发生反应的离子方程式有:
D.将投入煮沸后蒸馏水,沉降后溶液,则
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专题十四 水溶液中的离子反应与平衡
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命题解读
考向
水溶液中的离子反应与平衡是《化学反应原理》重要内容之一,主要内容为弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、难溶电解质的溶解平衡的移动影响规律及应用,溶液中粒子浓度大小的比较,K、pH 的计算,中和滴定的计算、指示剂的选择等。溶液中的三大平衡——电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡早已成为高考化学中的热点内容。常见的题型是选择题,也有填空题,题目设计新颖灵活,综合性强,注重考査考生的读图识表能力、逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力。题目的考査点基于基础知识突出能力要求,并与平衡移动、粒子浓度比较、化学计算等联系在一起考查。一般需要考生具有一定的识别图像、图表的能力,综合分析、推理、计算、做出判断,本部分内容经常与其他部分知识(如化学平衡、物质结构、元素及其化合物、化学计算等)联系在一起考查,同时考查考生变化观念与平衡思想的核心素养。
考向一 电离平衡
考向二 盐类的水解及其应用
考向三 沉淀溶解平衡
考向四 电解质溶液曲线
命题分析
分析2024年高考化学试题可以看出,水溶液中的离子反应与平衡依然是各个卷区的选择题压轴题,通常作为选择题的最后一题,难度大,思维强,多与电解质溶液曲线相结合。是广大考生的易失分题。
试题精讲
考向一 电离平衡
1.(2024·江苏卷)室温下,通过下列实验探究的性质。已知,。
实验1:将气体通入水中,测得溶液。
实验2:将气体通入溶液中,当溶液时停止通气。
实验3:将气体通入酸性溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中: B.实验2所得溶液中:
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得固体 D.实验3所得溶液中:
【答案】D
【分析】实验1得到H2SO3溶液,实验2溶液的pH为4,实验2为NaHSO3溶液,实验3和酸性溶液反应的离子方程式为:。
【解析】A. 实验1得到H2SO3溶液,其质子守恒关系式为:,则 ,A错误;
B.实验2为pH为4,依据,则=,溶液,则,B错误;
C.NaHSO3溶液蒸干、灼烧制得固体,C错误;
D.实验3依据发生的反应:,则恰好完全反应后,D正确;
故选D。
考向二 盐类的水解及其应用
2.(2024·安徽卷)环境保护工程师研究利用、和处理水样中的。已知时,饱和溶液浓度约为,,,,。下列说法错误的是
A.溶液中:
B.溶液中:
C.向的溶液中加入,可使
D.向的溶液中通入气体至饱和,所得溶液中:
【答案】B
【解析】A.溶液中只有5种离子,分别是,溶液是电中性的,存在电荷守恒,可表示为,A正确;
B.溶液中,水解使溶液呈碱性,其水解常数为,根据硫元素守恒可知,所以,则,B不正确;
C.远远大于,向的溶液中加入时,可以发生沉淀的转化,该反应的平衡常数为,因此该反应可以完全进行,的饱和溶液中,若加入足量时可使,C正确
D.的平衡常数,该反应可以完全进行,因此,当向的溶液中通入气体至饱和,可以完全沉淀,所得溶液中,D正确;
综上所述,本题选B。
3.(2024·贵州卷)硼砂水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的(硼酸)和(硼酸钠)。
已知:①时,硼酸显酸性的原理
②。
下列说法正确的是
A.硼砂稀溶液中
B.硼酸水溶液中的主要来自水的电离
C.25℃时,硼酸水溶液的
D.等浓度等体积的和溶液混合后,溶液显酸性
【答案】B
【解析】A.水解生成等物质的量浓度的和,硼酸遇水转换,根据物料守恒,,A错误;
B.根据已知,硼酸遇水转换,其中的H+是由水提供的,B正确;
C.25℃时, ,,,因,,C错误;
D.的电离平衡常数为,的水解平衡常数,水解程度大于电离程度,显碱性,D错误;
故选B。
考向三 沉淀溶解平衡
4.(2024·浙江1月卷)常温下、将等体积、浓度均为溶液与新制溶液混合,出现白色浑浊;再滴加过量的溶液,振荡,出现白色沉淀。
已知:
下列说法不正确的是
A.溶液中存在
B.将溶液稀释到,几乎不变
C.溶液与溶液混合后出现的白色浑浊不含有
D.存在反应是出现白色沉淀的主要原因
【答案】C
【解析】A.亚硫酸是二元弱酸,存在二次电离,电离方程式为:,,则溶液中,A正确;
B.亚硫酸根离子是其二级电离产生的,则稀释的时候对氢离子的影响较大,稀释的时候,亚硫酸的浓度变为原来的一半,另外稀释的平衡常数不变,对第二级电离影响很小,则稀释时亚硫酸根浓度基本不变,B正确;
C.加入双氧水之前,生成的白色浑浊为BaSO3沉淀,C错误;
D.过氧化氢具有强氧化性,可以将+4价硫氧化为+6价硫酸根离子,则存在反应,,则出现白色沉淀的主要原因生成BaSO4沉淀,D正确;
故选C。
5.(2024·湖北卷)气氛下,溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标()为组分中铅占总铅的质量分数。已知,、,。下列说法错误的是
A.时,溶液中
B.时,
C.时,
D.时,溶液中加入少量,会溶解
【答案】C
【解析】由图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5mol/L,则c()≤=mol/L=10-7.1mol/L<c(Pb2+),A项正确;由图可知,δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,溶液中还存在Pb(OH)+,根据c0(Pb2+)=2.0×10-5mol/L和Pb守恒,溶液中c(Pb2+)<1.0×10-5mol/L,B项正确;溶液中的电荷守恒为2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]+c(H+)=2c()+c()+c()+2c[]+c(OH-),pH=7时溶液中c(H+)=c(OH-),则2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]=2c()+c()+c()+2c[],C项错误;NaHCO3溶液中的水解平衡常数为==10-7.6>Ka2(H2CO3),NaHCO3溶液呈碱性,加入少量NaHCO3固体,溶液pH增大,PbCO3转化成而溶解,D项正确。
6.(2024·黑吉辽卷)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
【解析】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。由分析得,曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线,A正确;反应的平衡常数,B正确;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,C正确;当Br-到达滴定终点时,,即,,D错误。故选D。
7.(2024·全国甲卷)将配制成悬浊液,向其中滴加的溶液。(M代表、或)随加入溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是
A.交点a处:
B.
C.时,不变
D.
【答案】D
【解析】向含的悬浊液中滴加的溶液,发生反应:,两者恰好完全反应时,溶液的体积为v(NaCl)=,2mL之后再加溶液,c(Cl-)增大,据,Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)可知,c(Ag+)会随着c(Cl-)增大而减小,所以2mL后降低的曲线,即最下方的虚线代表Ag+,升高的曲线,即中间虚线代表Cl-,则剩余最上方的实线为曲线。2mL时与溶液恰好完全反应,则a点时溶质为NaCl和Na2CrO4,电荷守恒:c(Na+)+c(Ag+)+c(H+)=2c()+c(Cl-)+c(OH-),此时c(H+)、c(OH-)、c(Ag+)可忽略不计,a点为Cl-和曲线的交点,即c()=c(Cl-),则溶液中c(Na+)≈3c(Cl-),A错误;当V(NaCl)=1.0mL时,有一半的Ag2CrO4转化为AgCl,Ag2CrO4与AgCl共存,均达到沉淀溶解平衡,取图中横坐标为1.0mL的点,得Ksp(AgCl)= c(Ag+)c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)= c2(Ag+)c()=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,则==102.21,B错误;V<2.0mL时,Ag+未沉淀完全,体系中Ag2CrO4和AgCl共存,则=为定值,即为定值,由图可知,在V≤2.0mL时c(Ag+)并不是定值,则的值也不是定值,即在变化,C错误;V>2.0mL时AgCl处于饱和状态,V(NaCl)=2.4mL时,图像显示c(Cl-)=10-1.93mol/L,则c(Ag+)===10-7.82mol/L,故y1=-7.82,此时Ag2CrO4全部转化为AgCl,n()守恒,等于起始时n(Ag2CrO4),则c(CrO)===mol/L,则y2=lg c(CrO)=lg=-lg34,D正确。故答案选D。
考向四 电解质溶液曲线
8.(2024·山东卷)常温下水溶液体系中存在反应:,平衡常数为K。已初始浓度,所有含碳物种的摩尔分数与变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是
A.线Ⅱ表示的变化情况
B.的电离平衡常数
C.时,
D.时,
【答案】C
【分析】在溶液中存在平衡:CH3COOHCH3COO-+H+(①)、Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq)(②),Ag+的水解平衡Ag++H2OAgOH+H+(③),随着pH的增大,c(H+)减小,平衡①③正向移动,c(CH3COOH)、c(Ag+)减小,pH较小时(约小于7.8)CH3COO-浓度增大的影响大于Ag+浓度减小的影响,CH3COOAg浓度增大,pH较大时(约大于7.8)CH3COO-浓度增大的影响小于Ag+浓度减小的影响,CH3COOAg浓度减小,故线Ⅰ表示CH3COOH的摩尔分数随pH变化的关系,线Ⅱ表示CH3COO-的摩尔分数随pH变化的关系,线Ⅲ表示CH3COOAg随pH变化的关系。
【解析】A.根据分析,线Ⅱ表示CH3COO-的变化情况,A项错误;
B.由图可知,当c(CH3COOH)=c(CH3COO-)相等时(即线Ⅰ和线Ⅱ的交点),溶液的pH=m,则CH3COOH的电离平衡常数Ka==10-m,B项错误;
C.pH=n时=10-m,c(CH3COO-)==10n-mc(CH3COOH),Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq)的K=,c(Ag+)=,由图可知pH=n时,c(CH3COOH)=c(CH3COOAg),代入整理得c(Ag+)=mol/L,C项正确;
D.根据物料守恒,pH=10时溶液中c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.08mol/L,D项错误;
答案选C。
9.(2024·湖南卷)常温下,向溶液中缓慢滴入相同浓度的溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A.水的电离程度:
B.M点:
C.当时,
D.N点:
【答案】D
【分析】结合起点和终点,向溶液中滴入相同浓度的溶液,发生浓度改变的微粒是和,当,溶液中存在的微粒是,可知随着甲酸的加入,被消耗,逐渐下降,即经过M点在下降的曲线表示的是浓度的改变,经过M点、N点的在上升的曲线表示的是浓度的改变。
【解析】A.M点时,,溶液中的溶质为,仍剩余有未反应的甲酸,对水的电离是抑制的,N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,此时仅存在HCOONa的水解,此时水的电离程度最大,故A正确;
B.M点时,,溶液中的溶质为,根据电荷守恒有,M点为交点可知,联合可得,故B正确;
C.当时,溶液中的溶质为,根据电荷守恒有,根据物料守恒,联合可得,故C正确;
D.N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,甲酸根发生水解,因此及观察图中N点可知,,根据,可知,故D错误;
故答案选D。
10.(2024·新课标卷)常温下和的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:]
下列叙述正确的是
A.曲线M表示的变化关系
B.若酸的初始浓度为,则a点对应的溶液中有
C.的电离常数
D.时,
【答案】D
【分析】随着pH的增大,、浓度减小,、浓度增大,—Cl为吸电子基团,的酸性强于,即),δ(酸分子)=δ(酸根离子)=0.5时的pH分别约为1.3、2.8,则两种酸的电离常数分别为,,由此分析解题。
【解析】A.根据分析,曲线M表示的变化关系,A错误;
B.根据,初始,若溶液中溶质只有,则,但a点对应的,说明此时溶液中加入了酸性更强的酸,根据电荷守恒,,B错误;
C.根据分析,CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-2.8,C错误;
D.电离度,,则=,,时,,,D正确;
故答案选D。
11.(2024·浙江6月卷)室温下,水溶液中各含硫微粒物质的量分数随变化关系如下图[例如]。已知:。
下列说法正确的是
A.溶解度:大于
B.以酚酞为指示剂(变色的范围8.2~10.0),用标准溶液可滴定水溶液的浓度
C.忽略的第二步水解,的溶液中水解率约为
D.的溶液中加入等体积的溶液,反应初始生成的沉淀是
【答案】C
【解析】在H2S溶液中存在电离平衡:H2SH++HS-、HS-H++S2-,随着pH的增大,H2S的物质的量分数逐渐减小,HS-的物质的量分数先增大后减小,S2-的物质的量分数逐渐增大,图中线①、②、③依次代表H2S、HS-、S2-的物质的量分数随pH的变化,由①和②交点的pH=7可知Ka1(H2S)=1×10-7,由②和③交点的pH=13.0可知Ka2(H2S)=1×10-13。A.FeS的溶解平衡为FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),饱和FeS溶液物质的量浓度为=mol/L=×10-9mol/L,Fe(OH)2的溶解平衡为Fe(OH)2Fe2+(aq)+2OH-(aq),饱和Fe(OH)2溶液物质的量浓度为=mol/L=×10-6mol/L>×10-9mol/L,故溶解度:FeS小于Fe(OH)2,A项错误;
B.酚酞的变色范围为8.2~10,若以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定H2S水溶液,由图可知当酚酞发生明显颜色变化时,反应没有完全,即不能用酚酞作指示剂判断滴定终点,B项错误;
C.Na2S溶液中存在水解平衡S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-(忽略第二步水解),第一步水解平衡常数Kh(S2-)=====0.1,设水解的S2-的浓度为x mol/L,则=0.1,解得x≈0.062,S2-的水解率约为×100%=62%,C项正确;
D.0.01mol/L FeCl2溶液中加入等体积0.2mol/L Na2S溶液,瞬间得到0.005mol/L FeCl2和0.1mol/L Na2S的混合液,结合C项,瞬时c(Fe2+)c(S2-)=0.005mol/L×(0.1mol/L-0.062mol/L)=1.9×10-4>Ksp(FeS),c(Fe2+)c2(OH-)=0.005mol/L×(0.062mol/L)2=1.922×10-5>Ksp[Fe(OH)2],故反应初始生成的沉淀是FeS和Fe(OH)2,D项错误;
答案选C。
考向一 电离平衡
1.(2023·浙江卷)草酸()是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验I:往溶液中滴加溶液。
实验Ⅱ:往溶液中滴加溶液。
[已知:的电离常数,溶液混合后体积变化忽略不计],下列说法正确的是
A.实验I可选用甲基橙作指示剂,指示反应终点
B.实验I中时,存在
C.实验Ⅱ中发生反应
D.实验Ⅱ中时,溶液中
【答案】D
【解析】A.溶液被氢氧化钠溶液滴定到终点时生成显碱性的草酸钠溶液,为了减小实验误差要选用变色范围在碱性范围的指示剂,因此,实验I可选用酚酞作指示剂,指示反应终点,故A错误;
B.实验I中时,溶质是、且两者物质的量浓度相等,,,则草酸氢根的电离程度大于草酸根的水解程度,因此存在,故B错误;
C.实验Ⅱ中,由于开始滴加的氯化钙量较少而过量,因此该反应在初始阶段发生的是,该反应的平衡常数为,因为平衡常数很大,说明反应能够完全进行,当完全消耗后,再和发生反应,故C错误;
D.实验Ⅱ中时,溶液中的钙离子浓度为,溶液中,故D正确。
综上所述,答案为D。
2.(2022·全国乙卷)常温下,一元酸的。在某体系中,与离子不能穿过隔膜,未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是
A.溶液Ⅰ中
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为
【答案】B
【解析】A.常温下溶液I的pH=7.0,则溶液I中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错误;
B.常温下溶液II的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B正确;
C.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;
D.常温下溶液I的pH=7.0,溶液I中c(H+)=1×10-7mol/L,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+)=0.1mol/L,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;
答案选B。
3.(2022·福建卷)探究醋酸浓度与电离度关系的步骤如下,与相关步骤对应的操作或叙述正确的
步骤
操作或叙述
A
Ⅰ.用标准溶液标定醋酸溶液浓度
滴定时应始终注视滴定管中的液面
B
Ⅱ.用标定后的溶液配制不同浓度的醋酸溶液
应使用干燥的容量瓶
C
Ⅲ.测定步骤Ⅱ中所得溶液的
应在相同温度下测定
D
Ⅳ.计算不同浓度溶液中醋酸的电离度
计算式为
【答案】C
【解析】A.中和滴定时眼睛应始终注视锥形瓶内溶液颜色的变化,A错误;
B.配制不同浓度的醋酸溶液时,容量瓶不需要干燥,B错误;
C.温度影响醋酸的电离平衡,因此测定步骤Ⅰ中所得溶液的时应在相同温度下测定,C正确;
D.电离度是指弱电解质在溶液里达电离平衡时,已电离的电解质分子数占原来总分子数(包括已电离的和未电离的)的百分数,因此醋酸的电离度计算式为,D错误;
答案选C。
考向二 盐类的水解及其应用
4.(2023·北京卷)下列过程与水解反应无关的是
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和溶液制备胶体
【答案】B
【解析】A.热的纯碱溶液因碳酸根离子水解显碱性,油脂在碱性条件下能水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,故可用热的纯碱溶液去除油脂,A不符合题意;
B.重油在高温、高压和催化剂作用下发生裂化或裂解反应生成小分子烃,与水解反应无关,B符合题意;
C.蛋白质在酶的作用下可以发生水解反应生成氨基酸,C不符合题意;
D. Fe3+能发生水解反应生成 Fe(OH)3,加热能增大Fe3+ 的水解程度,D不符合题意;
故选B。
5.(2022·北京卷)2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其中太空“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正确的是
A.醋酸钠是强电解质
B.醋酸钠晶体与冰都是离子晶体
C.常温下,醋酸钠溶液的
D.该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
【答案】B
【解析】A.醋酸钠在水溶液中能完全电离,醋酸钠是强电解质,故A正确;
B.醋酸钠晶体是离子晶体,冰是分子晶体,故B错误;
C.醋酸钠是强碱弱酸盐,常温下,醋酸钠溶液的,故C正确;
D.过饱和醋酸钠溶液处于亚稳态,加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出,形成饱和溶液,故D正确;
选B。
6.(2022·海南卷)NaClO溶液具有添白能力,已知25℃时,。下列关于NaClO溶液说法正确的是
A.0.01mol/L溶液中,
B.长期露置在空气中,释放,漂白能力减弱
C.通入过量,反应的离子方程式为
D.25℃,的NaClO和HClO的混合溶液中,
【答案】AD
【解析】A.NaClO溶液中ClO-会水解,故0.01mol/LNaClO溶液中c(ClO-)<0.01mol/L,A正确;
B.漂白粉主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2,长期露置在空气中容易和CO2发生反应而失效,其反应的化学方程式为:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO,HClO再分解:2HClO=2HCl+O2↑,不会释放Cl2,B错误;
C.将过量的SO2通入NaClO溶液中,SO2被氧化:SO2+ClO−+H2O=Cl-++2H+,C错误;
D.25℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,存在电荷守恒:c(ClO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),则c(ClO-)=c(Na+),又c(HClO)>c(ClO-),所以c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+),D正确;
答案选AD。
7.(2022·浙江卷)时,苯酚的,下列说法正确的是
A.相同温度下,等的和溶液中,
B.将浓度均为的和溶液加热,两种溶液的均变大
C.时,溶液与溶液混合,测得,则此时溶液中
D.时,的溶液中加少量固体,水的电离程度变小
【答案】C
【解析】A.醋酸的酸性大于苯酚,则醋酸根离子的水解程度较小,则相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中c(C6H5O-)<c(CH3COO-),A错误;
B.C6H5ONa溶液中,C6H5O-离子水解出氢氧根离子,升温促进C6H5O-离子的水解,氢氧根离子浓度增大,pH变大,而氢氧化钠溶液中不存在平衡,升温pH不变,B错误;
C.当pH=10.00时,c(OH-)=1.0×10-10,,故c(C6H5O-)= c(C6H5OH),C正确;
D.C6H5ONa中的C6H5O-可以水解,会促进水的电离,D错误;
故选C。
考向三 沉淀溶解平衡
8.(2023·全国甲卷)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
【解析】A.由点a(2,2.5)可知,此时pH=2,pOH=12,则===,故A错误;
B.由点(5,6)可知,此时pH=5,pOH=9,则===,时的溶解度为=10-3,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。
9.(2023·全国乙卷)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(CrO),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
【答案】C
【分析】根据图像,由(1.7,5)可得到Ag2CrO4的溶度积Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=(1×10-5)2×1×10-1.7=10-11.7,由(4.8,5)可得到AgCl的溶度积Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl)=1×10-5×1×10-4.8=10-9.8,据此数据计算各选项结果。
【解析】A.假设a点坐标为(4,6.5),此时分别计算反应的浓度熵Q得,Q(AgCl)=10-10.5,Q(Ag2CrO4)=10-17,二者的浓度熵均小于其对应的溶度积Ksp,二者不会生成沉淀,A错误;
B.Ksp为难溶物的溶度积,是一种平衡常数,平衡常数只与温度有关,与浓度无关,根据分析可知,二者的溶度积不相同,B错误;
C.该反应的平衡常数表达式为K=,将表达式转化为与两种难溶物的溶度积有关的式子得K=====1×107.9,C正确;
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8和10-5.35,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,在这种情况下,先沉淀的是AgCl,D错误;
故答案选C。
10.(2023·新课标卷)向饱和溶液(有足量固体)中滴加氨水,发生反应和,与的关系如下图所示(其中M代表、、或)。
下列说法错误的是
A.曲线I可视为溶解度随浓度变化曲线
B.的溶度积常数
C.反应的平衡常数K的值为
D.时,溶液中
【答案】A
【分析】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、一氨合银离子增大,继续滴加氨水,一氨合银离子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。
【解析】A.氨的浓度较小时AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),浓度较大时AgCl(s) +2NH3(aq)+Cl-(aq),氯化银的溶解度曲线应与氯离子的曲线吻合,应该为曲线Ⅳ,故A错误;
B.由图可知,c(NH3)=10-1mol/L时,c(Cl-)=10-2.35mol/L, c(Ag+)=10-7.40mol/L,则氯化银的溶度积为10-2.35×10-7.40=10-9.75,故B正确;
C.由图可知,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10-2.35mol/L和10-5.16mol/L,则的平衡常数K=
==,故C正确;
D.由分析可知,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,则时,溶液中,故D正确;
故选A。
11.(2023·辽宁卷)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。
【解析】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+)=10-4.2 mol/L时,c(HS-)=10-3.9 mol/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。
12.(2023·北京卷)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
【解析】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。
13.(2022·湖南卷)室温时,用的标准溶液滴定浓度相等的、和混合溶液,通过电位滴定法获得与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时,认为该离子沉淀完全。,,)。下列说法正确的是
A.a点:有白色沉淀生成
B.原溶液中的浓度为
C.当沉淀完全时,已经有部分沉淀
D.b点:
【答案】C
【解析】向含浓度相等的 Cl-、 Br-和 I-混合溶液中滴加硝酸银溶液,根据三种沉淀的溶度积常数,三种离子沉淀的先后顺序为I-、Br-、Cl-,根据滴定图示,当滴入4.50mL硝酸银溶液时,Cl-恰好沉淀完全,此时共消耗硝酸银的物质的量为4.50mL×10-3L/mL×0.1000mol/L=4.5×10-4mol,所以Cl-、 Br-和 I-均为1.5×10-4mol。
A.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;
B.原溶液中I-的物质的量为1.5×10-4mol,则I-的浓度为=0.0100mol⋅L-1,故B错误;
C.当Br-沉淀完全时(Br-浓度为1.0×10-5mol/L),溶液中的c(Ag+)==5.4×10-8mol/L,若Cl-已经开始沉淀,则此时溶液中的c(Cl-)==3.3×10-3mol/L,原溶液中的c(Cl-)= c(I-)=0.0100mol⋅L-1,则已经有部分Cl-沉淀,故C正确;
D.b点加入了过量的硝酸银溶液,Ag+浓度最大,则b点各离子浓度为:,故D错误;
故选C。
14.(2022·福建卷)锂辉石是锂的重要来源,其焙烧后的酸性浸出液中含有和杂质离子,可在0~14范围内调节对其净化(即相关离子浓度)。时,与关系见下图(碱性过强时和会部分溶解)。下列说法正确的是
A.可被净化的区间最大
B.加入适量,可进一步提升净化程度
C.净化的先后顺序:
D.
【答案】B
【解析】A.对离子净化时,相关离子浓度c<10-5mol/L,则lgc<-5,由图可知,可作净化的pH区间最大的是Fe3+,A错误;
B.加入适量H2O2,可将Fe2+氧化为Fe3+,提高净化程度,B正确;
C.由图可知,净化的先后顺序为,C错误;
D.对离子净化时,相关离子浓度c<10-5mol/L,lgc<-5,,由图可知,Fe3+完全沉淀的pH约为2.5,c(H+)=10-2.5mol/L,c(OH-)=10-11.5mol/L,,Al3+完全沉淀的pH约为4.5,c(H+)=10-4.5mol/L,c(OH-)=10-9.5mol/L,,Fe2+完全沉淀的pH约为8.5,c(H+)=10-8.5mol/L,c(OH-)=10-5.5mol/L, ,则有,D错误;
故选B。
15.(2022·海南卷)某元素M的氢氧化物在水中的溶解反应为:、,25℃,-lgc与pH的关系如图所示,c为或浓度的值,下列说法错误的是
A.曲线①代表与pH的关系
B.的约为
C.向的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,体系中元素M主要以存在pH=9.0,体系中元素M主要以存在
D.向的溶液中加入等体积0.4mol/L的HCl后,体系中元素M主要以存在
【答案】BD
【解析】由题干信息,M(OH)2(s)M2+(aq)+2OH-(aq),M(OH)2(s)+2OH-(aq)M(OH)(aq),随着pH增大,c(OH-)增大,则c(M2+)减小,c[M(OH)]增大,即-lg c(M2+)增大,-lg c[M(OH)]减小,因此曲线①代表-lg c(M2+)与pH的关系,曲线②代表-lg c[M(OH)]与pH的关系,据此分析解答。
A.由分析可知,曲线①代表-lg c(M2+)与pH的关系,A正确;
B.由图象,pH=7.0时,-lg c(M2+)=3.0,则M(OH)2的Ksp=c(M2+)·c2(OH-)=1×10-17,B错误;
C.向c(M2+)=0.1mol/L的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,根据图像,pH=9.0时,c(M2+)、c[M(OH)]均极小,则体系中元素M主要以M(OH)2(s)存在,C正确;
D.c[M(OH)]=0.1mol/L的溶液中,由于溶解平衡是少量的,因此加入等体积的0.4mol/L的HCl后,体系中元素M仍主要以M(OH)存在,D错误;
答案选BD。
考向四 电解质溶液曲线
16.(2023·山东卷)在含HgI2(g)的溶液中,一定c(I-)范围内,存在平衡关系:;;;;,平衡常数依次为。已知、,、随的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A.线表示的变化情况
B.随增大,先增大后减小
C.
D.溶液中I元素与元素的物质的量之比始终为
【答案】B
【分析】由题干反应方程式可知,K1=,则有c(Hg2+)=,则有lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)-2lgc(I-),同理可得:lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)-lgc(I-), =lgK3+lgc(HgI2)+ lgc(I-), ==lgK4+lgc(HgI2)+ 2lgc(I-),且由可知K0=为一定值,故可知图示中曲线1、2、3、4即L分别代表、、、,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,线表示的变化情况,A正确;
B.已知的化学平衡常数K0=,温度不变平衡常数不变,故随增大,始终保持不变,B错误;
C.由分析可知,曲线1方程为:lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)-2lgc(I-),曲线2方程为: lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)-lgc(I-)即有①b= lgK1+lgc(HgI2)-2a,②b= lgK2+lgc(HgI2)-a,联合①②可知得:,C正确;
D.溶液中的初始溶质为HgI2,根据原子守恒可知,该溶液中I元素与元素的物质的量之比始终为,D正确;
故答案为:B。
17.(2023·湖北卷)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。
【解析】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-)≈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≈10-14.16,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。
18.(2023·湖南卷)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。
【解析】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。
19.(2022·山东卷)工业上以为原料生产,对其工艺条件进行研究。现有含的、溶液,含的、溶液。在一定pH范围内,四种溶液中随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.反应的平衡常数
B.
C.曲线④代表含的溶液的变化曲线
D.对含且和初始浓度均为的混合溶液,时才发生沉淀转化
【答案】D
【解析】硫酸是强酸,溶液pH变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎不变,则含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,pH相同时,溶液中硫酸根离子越大,锶离子浓度越小,所以曲线①代表含硫酸锶固体的0.1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,曲线②代表含硫酸锶固体的1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线;碳酸是弱酸,溶液pH减小,溶液中碳酸根离子离子浓度越小,锶离子浓度越大,pH相同时,1mol/L碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度大于0.1mol/L碳酸钠溶液,则曲线③表示含碳酸锶固体的0.1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线,曲线④表示含碳酸锶固体的1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线。
A.反应SrSO4(s)+COSrCO3(s)+SO的平衡常数K===,故A正确;
B.由分析可知,曲线①代表含硫酸锶固体的0.1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,则硫酸锶的溶度积Ksp(SrSO4)=10—5.5×0.1=10—6.5,温度不变,溶度积不变,则溶液pH为7.7时,锶离子的浓度为=10—6.5,则a为6.5;
C.由分析可知,曲线④表示含碳酸锶固体的1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线,故C正确;
D.由分析可知,硫酸是强酸,溶液pH变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎不变,则含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,所以硫酸锶的生成与溶液pH无关,故D错误;
故选D。
20.(2022·辽宁卷)甘氨酸是人体必需氨基酸之一、在时,、和的分布分数【如】与溶液关系如图。下列说法错误的是
A.甘氨酸具有两性
B.曲线c代表
C.的平衡常数
D.
【答案】D
【解析】A.中存在和-COOH,所以溶液既有酸性又有碱性,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 的分布分数随溶液pH的变化,曲b表示
的分布分数随溶液pH的变化,曲线c表示的分布分数随溶液pH的变化,故B正确;
C.的平衡常数,时,根据a,b曲线交点坐标可知,时,,则,故C正确;
D.由C项分析可知,,根据b,c曲线交点坐标坐标分析可得电离平衡的电离常数为K1=,,则,即,故D错误;
故答案选D。
判断正误
一、弱电解质的电离平衡
1.弱电解质溶液中至少存在两种共价化合物分子( )
2.氨气溶于水,当NH3·H2O电离出的c(OH-)=c(NH)时,表明NH3·H2O电离处于平衡状态( )
3.电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大( )
4.25 ℃时,0.1 mol·L-1 CH3COOH加水稀释,各离子浓度均减小( )
5.电离平衡向右移动,弱电解质的电离度一定增大( )
6.电离平衡向右移动,电解质分子的浓度一定减小( )
答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×
二、电离平衡常数及应用
1.弱电解质的电离平衡右移,电离常数一定增大( )
2.电离常数大的酸溶液中的c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大( )
3.某一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大( )
4.相同温度下,向1 mol·L-1的醋酸溶液中加入少量冰醋酸,其电离度变小( )
5.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×
三、水的电离与水的离子积常数
1.水的电离平衡常数与水的离子积相等( )
2.25 ℃时CH3COONa溶液的Kw大于100 ℃时NaOH溶液的Kw( )
3.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同( )
4.温度一定时,在纯水中通入少量SO2,水的电离平衡不移动,Kw不变( )
5.室温下,0.1 mol·L-1的HCl溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相等( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√
四、盐类的水解
1.盐溶液显酸碱性,一定是由水解引起的( )
2.溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐( )
3.pH相同的盐酸和氯化铵溶液中由水电离出的c(H+)相同( )
4.盐类加入水中,水的电离一定被促进( )
5.显酸性的盐溶液,一定是该盐的阳离子发生了水解( )
6.Na2S水解的离子方程式为S2-+2H2OH2S+2OH-( )
7.FeCl3溶液与Na2CO3溶液混合:2Fe3++3CO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3CO2↑( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.× 7.√
五、盐类水解的影响因素及应用
1.稀溶液中,盐的浓度越小,水解程度越大,其溶液酸性(或碱性)也越强( )
2.水解平衡右移,盐的离子的水解程度一定增大( )
3.在CH3COONa溶液中加入冰醋酸,能抑制CH3COO-水解( )
4.加热0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,减小( )
5.通入适量的HCl气体使FeCl3溶液中增大( )
6.水解相互促进的离子在同一溶液中一定不能共存( )
7.泡沫灭火器内的成分是苏打浓溶液和Al2(SO4)3浓溶液( )
8.将Fe2(SO4)3溶液加热蒸干并灼烧,最后得到Fe2O3( )
9.将光亮Mg条放入盛有NH4Cl溶液的试管中,产生的气体只有H2( )
10.实验室配制FeCl3溶液时,需将FeCl3(s)溶解在较浓盐酸中,然后加水稀释( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.× 7.× 8.× 9.× 10.√
六、沉淀溶解平衡及应用
1.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解即停止( )
2.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同( )
3.在一定条件下,溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀( )
4.为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀( )
5.洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好( )
6.饱和石灰水中加入一定量生石灰,温度明显升高,所得溶液的pH会增大( )
7.钡中毒患者可尽快使用苏打溶液洗胃,随即导泻使Ba2+转化为BaCO3而排出( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.× 7.×
七、溶度积常数及其应用
1.已知:Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),则Ag2CrO4的溶解度小于AgCl的溶解度( )
2.常温下,向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小( )
3.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高,Ksp增大( )
4.向AgCl、AgBr的混合饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变( )
5.向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)( )
6.AgCl的Ksp=1.8×10-10,则在任何含AgCl固体的溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)=×10-5 mol·L-1( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.×
1.(2024·浙江金华·三模)下列说法正确的是
A.pH=11的氨水和pH=3的盐酸混合后的溶液,若,则溶液呈中性
B.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
C.25℃时,将pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,所得溶液的pH=6
D.0.1 溶液的pH小于7不能说明为弱电解质
【答案】A
【解析】A.pH=11的氨水和pH=3的盐酸混合后的溶液存在电荷守恒,若则溶液呈中性,故A正确;
B.在100℃时,KW=10-12,pH约为6的纯水呈中性,故B错误;
C.25℃时,溶液的pH=6显酸性,将pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍不可能由碱性变为酸性,故C错误;
D.0.1 溶液的pH小于7,是因为,说明为弱电解质,故D错误;
故选A。
2.(2024·北京师范大学附属中学三模)探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。
实验
装置
试剂a
现象
①
溶液(含酚酞)
溶液褪色,产生白色沉淀
②
足量NaHCO3溶液
产生气泡
③
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
④
C2H5OH和浓硫酸
加热后产生有香味物质
已知:室温下,H2C2O4的,
H2CO3的,
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是
A.H2C2O4有酸性,
B.酸性:,
C.H2C2O4有还原性,
D.H2C2O4可发生酯化反应,
【答案】B
【解析】A.Ca(OH)2溶液(含酚酞)中加入草酸溶液,溶液褪色,说明混合溶液碱性减弱,且生成白色沉淀,则发生中和反应,从草酸体现酸性,反应方程式为,故A项正确;
B.强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,根据实验现象可知:,则方程式为: ,故B项错误;
C.酸性KMnO4溶液具有强氧化性,向酸性KMnO4溶液加入草酸,溶液褪色,说明草酸还原酸性KMnO4溶液,体现草酸还原性,则离子方程式为:,故C项正确;
D.酯具有香味,CH3CH2OH和浓硫酸中加入草酸加热后有香味物质,说明有酯生成,所以发生了酯化反应,则草酸可以发生酯化反应,对应化学方程式为:,故D项正确;
故本题选B。
3.(2024·安徽·三模)草酸是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验Ⅰ:往溶液中滴加溶液;
实验Ⅱ:往溶液中滴加溶液。
已知:的电离常数,溶液混合后体积变化忽略不计,下列说法错误的是
A.实验Ⅰ可选用酚酞作指示剂,指示反应终点
B.实验Ⅰ中时,溶液显酸性
C.实验Ⅱ中在初始阶段发生的是
D.实验Ⅱ中时,溶液中
【答案】D
【解析】A.溶液被氢氧化钠溶液滴定到终点时生成显碱性的草酸钠溶液,为了减小实验误差要选用变色范围在碱性范围的指示剂,因此,实验Ⅰ可选用酚酞作指示剂,指示反应终点,故A正确;
B.实验Ⅰ中时,溶质是,且两者的物质的量浓度相等,,则草酸氢根的电离程度大于草酸根的水解程度,因此存在溶液显酸性,B正确;
C.实验Ⅱ中,由于开始滴加的氯化钙量较少而过量,因此该反应在初始阶段发生的是,该反应的平衡常数为,因为平衡常数很大,说明反应能够完全进行,故C正确;
D.实验Ⅱ中时,溶液中的钙离子浓度为,
溶液中,故D错误;
故答案为:D。
4.(2024·湖北宜荆一模)时,常见物质的平衡常数如下表。
,
下列说法错误的是
A.时,实验测量的溶解度大于用计算的溶解度,主要原因是发生水解
B.可溶于是因为反应的平衡常数
C.饱和溶液中存在:
D.时,饱和溶液的
【答案】B
【解析】A.碳酸根离子水解使得碳酸根离子浓度减小,导致碳酸钙溶解平衡正向移动,使得时,实验测量的溶解度大于用计算的溶解度,A正确;
B.可溶于是因为醋酸酸性大于碳酸,反应中生成气体二氧化碳促使反应正向进行,B错误;
C.饱和溶液中,由电荷守恒可知,存在:,则,C正确;
D.时,饱和溶液中,,,,pOH=4、pH=10,D正确;
故选B。
5.(2024·北京东城一模)将等物质的量浓度等体积的甘氨酸溶液与盐酸混合,发生反应:,取上述溶液(含0.04mol ),滴加NaOH溶液,pH的变化如下图所示(注:b点溶液中甘氨酸以的形式存在)。
下列说法不正确的是
A.中解离出的能力:
B.b点溶液pH<7,推测中解离出的程度大于-COO-水解的程度
C.c点溶液中存在:c()
D.由d点可知:的
【答案】C
【分析】甘氨酸溶液与盐酸混合,发生反应:,向反应后的溶液中加氢氧化钠溶液,依次发生、。
【解析】A.甘氨酸溶液与盐酸混合,发生反应:,生成物为,再向其中加氢氧化钠溶液,继续反应,b点溶液中甘氨酸以的形式存在,即-COOH更容易和氢氧化钠溶液反应,所以解离出H+的能力:,故A正确;
B.b点溶液中甘氨酸以的形式存在,-COO-水解使溶液有呈碱性的趋势、电离使溶液有呈酸性的趋势,b点溶液pH<7,所以中解离出的程度大于-COO-水解的程度,故B正确;
C.c点n(NaOH)>0.04mol,而溶液中n(Cl-)=0.04mol,所以n(NaOH)>n(Cl-),即c(NaOH)>c(Cl-),甘氨酸溶液与盐酸混合,发生反应:,向反应后的溶液中加氢氧化钠溶液,b点溶液中甘氨酸以的形式存在,此时与氢氧化钠恰好完全反应:,再加氢氧化钠溶液,发生反应:,生成,所以c点溶液中应是存在:,故C错误;
D.b点0.04molNaOH与0.04mol反应,生成0.04mol ,再加的0.02molNaOH与0.02mol反应,生成0.02mol,即d点溶液中与的物质的量相等,又pH=9.6,即c(H+)=10-9.6mol/L,所以的,故D正确;
故答案为:C。
6.(2024·宁夏银川一中模拟)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.T ℃,在CdCO3(s)+2OH-(aq)Cd(OH)2(s)+CO(aq)平衡体系中,平衡常数K=102
C.Y点对应的Cd(OH)2溶液是过饱和溶液
D.加热可使溶液由X点变到Z点
【答案】B
【分析】CdCO3的溶解平衡为CdCO3(s)Cd2+(aq)+ (aq),即Ksp(CdCO3)=c(Cd2+)·c(),则pKsp(CdCO3)=pCd2++p;Cd(OH)2的溶解平衡为Cd(OH)2(s)Cd2+(aq)+2OH−(aq),即Ksp[Cd(OH)2]=c(Cd2+)·c2(OH−),则pKsp[Cd(OH)2]=pCd2++2pOH−。
【解析】A.由于pKsp(CdCO3)=pCd2++p,而Ksp[Cd(OH)2]=c(Cd2+)·c2(OH−),结合CdCO3和Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线图可知,pKsp(CdCO3)=pCd2++p=8+4=2+10=12,即Ksp(CdCO3)=10−12;而pKsp[Cd(OH)2]=pCd2++2pOH−=6+2×4=4+2×5=2+2×6=14,即Ksp[Cd(OH)2]=10−14;由此可以判断曲线I为Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线,曲线II为CdCO3的溶解平衡曲线,A错误;
B.由反应CdCO3(s)+2OH−(aq)Cd(OH)2(s)+(aq)可知,,B正确;
C.Y点在Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线的上方,pCd2+为4,即c(Cd2+)=10−4;pOH−为6,即c(OH−)=10−6,则Qc=c(Cd2+)·c2(OH−)=10−4×(10−6)2=10−16<Ksp[Cd(OH)2]=10−14,故Y点对应的Cd(OH)2溶液为不饱和溶液,C错误;
D.曲线I为Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线,若加热,Cd(OH)2的溶解度会增大,溶液中的Cd2+和OH−浓度会增大,阴阳离子的负对数均发生改变,D错误;
故选B。
7.(2024·河北承德·三模)是一种二元弱酸。常温下,向20 mL 0.1 mol⋅L 溶液中滴加同浓度的NaOH溶液,溶液中[Y表示或]与溶液pH的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.直线a表示与pH的变化关系
B.Q点溶液中,
C.常温下,的水解常数
D.N点溶液中,
【答案】C
【解析】A.H2R第一步电离平衡常数关系式可变式为,第二步电离平衡常数,因为的电离常数,所以当相同(即pH相同)时,即,故直线a表示与pH的变化关系,直线b表示与pH的变化关系,故A项错误;
B.图像N点时,纵坐标,即,则。Q点的大于N点的,则Q点溶液中,,故B项错误;
C.第一步水解的离子方程式为,水解常数,根据N点,则;第二步水解的离子方程式为,水解常数,根据M点,则,故常温下,的水解常数,故C项正确;
D.N点溶液中存在电荷守恒:,且N点溶液中,可得,故D项错误;
故本题选C。
8.(2024·湖南邵阳·三模)常温下,用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定40mL0.1mol·L-1H2SO3溶液,所得滴定曲线如图所示(忽略混合时溶液体积的变化)。下列叙述错误的是
A.由W点可求出Ka1(H2SO3) =10-2
B.图中X点对应的溶液中:c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(OH-)
C.图中Y点对应的横坐标小于60mL
D.图中Z点对应的溶液中:c(H+)+ c(HSO)+2 c (H2SO3)=c(OH-)
【答案】C
【解析】A.混合溶液中W点c(H2SO3)=c(),Ka1(H2SO3)=c(H+)=10-pH=10-2,混合溶液Y点中c()=c(),Ka2(H2SO3)=c(H+)=10-pH=10-7.19,故可求出Ka1(H2SO3)、Ka2(H2SO3)的值,A正确;
B.X点酸碱恰好生成NaHSO3,由pH=4.25可知电离程度强于水解程度,故溶液中:c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(OH-),故B正确;
C.假设Y点横坐标恰好为60mL,则正好生产等浓度的NaHSO3和Na2SO3,考虑到溶液呈碱性此时水解强于的电离,导致c()<c(),需继续加入NaOH,才能使c()=c(),所以横坐标大于60mL, C错误;
D.Z点酸碱恰好完全反应生成Na2SO3,由质子守恒可知c(H+)+ c(HSO)+2 c (H2SO3)=c(OH-),故D正确。
答案选C。
9.(2024·江西吉安一中一模)25℃时,用0.1溶液滴定同浓度的溶液,被滴定分数与值、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.用溶液滴定0.1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.a、b、c、d四点溶液中水的电离程度:
【答案】A
【解析】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,所以用溶液滴定0.1溶液可以用酚酞作指示剂,故A正确;
B.根据图示,c()=c()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()=c(),pH=7,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒,,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a、b、c、d四点溶液中水的电离程度,,故D错误;
选A。
10.(2024·河北保定一模)25℃时,用0.2mol•L-1的盐酸分别滴定20mL0.2mol•L-1的氨水和MOH碱溶液(碱性:NH3•H2O大于MOH),溶液的pOH[pOH=-lgc(OH-)]与lg或lg的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线I对应的是滴定NH3•H2O的曲线
B.a点对应的溶液pH=11
C.b、e点溶液中水的电离程度:b>e
D.b、e点溶液中的c(Cl-)大小:b<e
【答案】C
【分析】根据碱的电离平衡常数可知,以NH3·H2O为例,当时,Kb=c(OH-),故I对应的KbⅠ=1×10-4.74,Ⅱ对应的KbⅡ=1×10-6。据题意碱性:NH3•H2O大于MOH),则I对应NH3•H2O,Ⅱ对应MOH,据此分析。
【解析】A.据分析可知,曲线I对应的是滴定NH3•H2O的曲线,A正确;
B.由于曲线I对应的是滴定NH3•H2O的曲线, Kb1==1×10-4.74,a点时lg=-1.74,则=1×10-1.74,带入Kb1可知,此时c(OH)=1×10-3mol/L,25℃时,=1×10-11,故pH=11,B正确;
C.b、e点时溶液均成碱性,说明尚未完全反应,对水的电离均为抑制作用,b点的碱性更强,对水的电离的抑制作用更大,所以中水的电离程度:b<e,C错误;
D.b、e点溶液中的弱碱阳离子和弱碱分子浓度相同,假设滴入一半物质的量的盐酸,若不考虑电离和水解因素,则NH3·H2O、NH、MOH、M+的浓度均相同,但由于越弱越水解,所以对应的碱越强,需要加入的盐酸的量越少,故b、e点溶液中的c(Cl-)大小:b<e,D正确;
答案选C。
11.(2024·安徽合肥·三模)已知H2A为二元弱酸。室温下,将0.1的NaOH溶液滴入20mL0.1的溶液中,随NaOH溶液的滴入,pH、[,X为、或]的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.曲线①表示的变化曲线
B.的第二步电离平衡常数
C.当V(NaOH溶液)=20.0mL时,溶液中
D.当时,溶液中
【答案】B
【分析】由于H2A为二元弱酸,随着NaOH溶液的滴入,H2A浓度逐渐减少,HA-浓度先增大后减小,A2-浓度逐渐增大,根据图像的起点或终点可知:曲线①表示A2-的变化曲线,曲线②表示H2A的变化曲线,曲线③表示HA-的变化曲线,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,曲线①表示A2-的变化曲线,A正确;
B.由题干图像信息结合分析可知,当pH=7.6时,,所以,B错误;
C.当V(NaOH溶液)=20.0mL时,NaOH与H2A恰好反应生成NaHA,根据电荷守恒得,根据元素质量守恒得,综上可得,C正确;
D.pH=7.6时,,根据电荷守恒,所以,溶液呈碱性,因此,D正确;
故答案为:B。
12.(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。
【解析】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。
13.(2024·重庆第八中学一模)常温下,分别在溶液中滴加溶液,溶液中[代表]与关系如图所示。已知:。下列叙述错误的是
A.表示与的关系 B.常温下,的数量级为
C.点存在 D.常温下,难溶于
【答案】D
【分析】L1随着pH的增大而减小,即代表,L2、L3均随pH的增大而增大,且pH相同时,L2更大,由于,即L2为,L3为Mn2+。
【解析】A.由分析得,表示与的关系,故A正确;
B.由b点坐标可得:,数量级为,故B正确;
C.a点纵坐标为0,即,存在电荷守恒:,,即,,,故C正确;
D.方程式:,,即,可知常温下溶于,故D错误;
故选D。
14.(2024·河北邯郸·三模)饱和溶液中,随而变化,在温度下,与关系如右图所示。下列说法错误的是
A.的溶度积
B.若忽略的第二步水解,
C.饱和溶液中随增大而减小
D.点溶液中:
【答案】C
【解析】A.由图知,当浓度越大,越抑制水解,,使越接近,此时,A正确;
B.若忽略的第二步水解,当时,,即点,此时,B正确;
C.由图像知随增大而减小,所以随增大而增大,C错误;
D.在点,由选项得知,点小,大,所以更促进转化成,因此有,D正确;
故选C。
15.(2024·天津耀华中学一模)室温下,体系中各含碳微粒的物质的量分数与的关系如图1所示.在的体系中,研究在不同时的可能产物,与的关系如图2所示,曲线Ⅰ的离子浓度关系符合,曲线Ⅱ的离子浓度关系符合。
下列说法正确的是
A.由点可求得
B.的体系中:
C.点的体系中,发生反应
D.点的体系中,
【答案】D
【分析】图1表示Na2CO3体系,随着pH的逐渐减小,溶液中逐渐减小,先增大后减小,c(H2CO3)逐渐增大,且当pH=6.37时,两曲线交点表示溶液中,由此可算出对应的电离平衡常数,图2中图像的纵坐标是,数值从下往上在增大,也即是从下往上在减小,因此位于曲线上方离子浓度小的点是未生成该沉淀,位于曲线下方离子浓度大的点会生成该沉淀,据此分析。
【解析】A.根据图1,当pH=10.25时,溶液中,则,故A错误;
B.的体系中,观察图1可知,故B错误;
C.点的体系中,观察图2的横坐标和纵坐标可知pH=8,,观察图1可知,pH=8时,溶液中主要含碳微粒是碳酸氢根离子,该点位于Mg(OH)2曲线(II)的上方,图2中图像的纵坐标是,数值从下往上在增大,也即是从下往上在减小,因此位于曲线上方离子浓度小的点是未生成该沉淀,位于曲线下方离子浓度大的点会生成该沉淀,因此会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为,故C错误;
D.点的体系中,从图2可以看出pH=11、时,该点位于曲线I、II的上方,不会生成碳酸镁沉淀和氢氧化镁沉淀,,根据物料守恒,溶液中,故D正确;
故答案选D。
16.(2024·江苏宿迁一模)捕集与转化的部分过程见题图。室温下以的NaOH溶液吸收,忽略通入引起的溶液体积变化和水的挥发。已知溶液中含碳物种的浓度,电离常数分别为:,。下列说法正确的是
A.吸收液中:
B.吸收液时,,且
C.“再生”过程中发生反应的离子方程式有:
D.将投入煮沸后蒸馏水,沉降后溶液,则
【答案】C
【分析】由题给流程可知,用氢氧化钠溶液吸收烟气中的二氧化碳得到溶液pH为10的吸收液,向吸收液中加入石灰乳,石灰乳与溶液中的碳酸钠、碳酸氢钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙,过滤得到可循环使用的氢氧化钠溶液和碳酸钙;碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙与水反应生成可循环使用的石灰乳。
【解析】A.由分析可知,吸收液的pH为10,由电离常数可知,溶液中===0.47<1,则溶液中的碳酸根离子浓度小于碳酸氢根离子浓度,故A错误;
B.由题意可知,吸收液c总为0.1mol/L的溶液为碳酸氢钠溶液,由电离常数可知,碳酸氢根离子在溶液中的水解常数Kh==>Ka2(H2CO3)= 4.7×10-11,故B错误;
C.由分析可知,石灰乳与溶液中的碳酸钠、碳酸氢钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙,则碳酸氢根离子在溶液中反应的离子方程式为Ca(OH)2+= CaCO3+OH-+H2O,故C正确;
D.将碳酸钙投入煮沸后蒸馏水所得沉降后溶液为碳酸钙饱和溶液,溶液中c(Ca2+)c()=Ksp(CaCO3),故D错误;
故选C。
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