内容正文:
第48讲 水溶液中陌生图像的分析
第四部分 化学反应原理
第八章 水溶液中的离子反应与平衡
复习目标
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。
1.1一元弱电解质的滴定曲线
【典例1】常温下,用0.10 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10
mol/L 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-)
D.点②和点③所示溶液中都有:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
C.点①和点②所示溶液中:
c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
B.点③和点④所示溶液中:
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
恰好反应点
反应
一半点
酸性:CH3COOH>HCN
类型一 滴定过程pH变化曲线
【典例1】常温下,用0.10 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol/L 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-)
恰好反应点
反应
一半点
点①电荷守恒:c(OH-)+c(CN-)=c(Na+)+c(H+)
点②电荷守恒:c(OH-)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+)
且c(OH-)>c(H+)
且c(OH-)<c(H+)
二者中c(Na+)相同
c(CN-)<c(Na+)
c(CH3COO-)>c(Na+)
c(CH3COO-)>c(Na+)
>c(CN-)
×
酸性:CH3COOH>HCN
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.1一元弱电解质的滴定曲线
【典例1】常温下,用0.10 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol/L 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( )
B.点③和点④所示溶液中:
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
恰好反应点
反应
一半点
点③溶液pH=7,则c(OH-)=c(H+)
×
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
点④恰好反应点
溶质是
CH3COONa
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
酸性:CH3COOH>HCN
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.1一元弱电解质的滴定曲线
【典例1】常温下,用0.10 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10
mol/LCH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
恰好反应点
反应
一半点
酸性:CH3COOH>HCN
D.点②和点③所示溶液中都有:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
C.点①和点②所示溶液中:
c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
点①元素质量守恒:
c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+)
c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+)
点②元素质量守恒:
二者中c(Na+)相同
c(HCN)+c(CN-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
√
C
点②和点③电荷守恒:c(OH-)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+)
×
找“三大守恒”哪个?
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.1一元弱电解质的滴定曲线
【深度归纳】
抓“五点“----突破酸碱滴定曲线
室温下,向20 mL 0.1 mol·L-1HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH溶液,溶液pH的变化如图所示
关键点分析 溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系
抓反应的“起始”点,即A点,判断酸、碱的相对强弱 溶质为HA,0.1mol·L-1HA溶液的pH>1,故HA为弱酸粒子浓度大小关系:c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.1一元弱电解质的滴定曲线
室温下,向20 mL 0.1 mol·L-1HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH溶液,溶液pH的变化如图所示
关键点分析 溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系
抓反应的“一半”点,即B点,判断是哪种溶质的等量混合 溶质是等物质的量的HA和NaA,且pH<7粒子浓度大小关系:c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
抓溶液的“中性”点,即C点,判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足 溶质是NaA和少量的HA,pH=7粒子浓度大小关系:c(Na+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-)
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.1一元弱电解质的滴定曲线
室温下,向20 mL 0.1 mol·L-1HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH溶液,溶液pH的变化如图所示
关键点分析 溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系
抓“恰好”反应点,即D点,判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性 溶质是NaA,pH>7粒子浓度大小关系:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
抓反应的“过量”点,即E点,判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量 溶质是等物质的量的NaA和NaOH,pH>7粒子浓度大小关系:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.1一元弱电解质的滴定曲线
即时应用:用0.100 0 mol/L的盐酸标准液分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol/L的氨水和NaOH溶液,滴定曲线如图。下列说法错误的是( )
A.滴加10.00 mL盐酸时,氨水中存在c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(Cl-)+c(H+)
B.分别滴加20.00 mL盐酸时,NaOH溶液中水的电离程度大于氨水
C.若用甲基橙作指示剂,滴定终点时NaOH溶液消耗盐酸的量略大于氨水
D.滴加10.00 mL盐酸时,氨水中存在c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.1一元弱电解质的滴定曲线
反应一半点
滴加10.00 mL盐酸时,溶质为等量的NH4Cl和NH3·H2O
解析A:
c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-)
①电荷守恒:
②元素质量守恒:
c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(Cl-)+c(H+)
恰好反应点
溶液呈碱性
②-①:
B:
NH4+水解促进水的电离
类型一 滴定过程pH变化曲线
若用甲基橙作指示剂,滴定终点时pH为3.1~4.4
解析C:
NaOH溶液消耗盐酸的量略大于氨水
恰好反应点
反应一半点
4.4
3.1
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.1一元弱电解质的滴定曲线
【典例2】已知pKa=-lg Ka,25 ℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。
常温下,用0.1 mol/LNaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/LH2SO3溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a点所得溶液中:2c(H2SO3)+c(SO32-)<0.1 mol/L
B.b点所得溶液中:c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-)
C.c点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO3-)
D.d点所得溶液中:c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)
①NaOH+H2SO3=NaHSO3+H2O
②NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O
反应①
反应②
Ka1=
c(H+)=10-1.85mol/L
a点
c(HSO3-)
c(H+)
c(H2SO3)
a点
c(HSO3-)=c(H2SO3)
=10-1.85
c(HSO3-)=c(H2SO3)
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.2 二元弱电解质的滴定曲线
【典例2】已知pKa=-lg Ka,25 ℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。
常温下,用0.1 mol/LNaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/LH2SO3溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a点所得溶液中:2c(H2SO3)+c(SO32-)<0.1 mol/L
B.b点所得溶液中:c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-)
C.c点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO3-)
D.d点所得溶液中:c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)
①NaOH+H2SO3=NaHSO3+H2O
②NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O
反应①
反应②
Ka2=
c(SO32-)
c(H+)
c(HSO3-)
a点
c(HSO3-)=c(H2SO3)
c点
c(H+)=10-7.19mol/L
c点
c(HSO3-)=c(SO32-)
=10-7.19
c(HSO3-)=c(SO32-)
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.2 二元弱电解质的滴定曲线
【典例2】已知pKa=-lg Ka,25 ℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。
常温下,用0.1 mol/LNaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/LH2SO3溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a点所得溶液中:2c(H2SO3)+c(SO32-)<0.1 mol/L
B.b点所得溶液中:c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-)
C.c点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO3-)
D.d点所得溶液中:c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)
①NaOH+H2SO3=NaHSO3+H2O
②NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O
反应①
反应②
a点
c(HSO3-)=c(H2SO3)
c点
c(HSO3-)=c(SO32-)
a点
c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)<0.1mol/L
元素质量守恒:
√
c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)=0.1mol/L
解析 起点: 20 mL 0.1 mol/LH2SO3溶液
2c(H2SO3)
溶液被冲稀
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.2 二元弱电解质的滴定曲线
【典例2】已知pKa=-lg Ka,25 ℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。
常温下,用0.1 mol/LNaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/LH2SO3溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a点所得溶液中:2c(H2SO3)+c(SO32-)<0.1 mol/L
B.b点所得溶液中:c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-)
C.c点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO3-)
D.d点所得溶液中:c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)
①NaOH+H2SO3=NaHSO3+H2O
②NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O
反应①
反应②
a点
c(HSO3-)=c(H2SO3)
c点
c(HSO3-)=c(SO32-)
√
解析
b点
溶质为NaHSO3
质子守恒:c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-)
√
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.2 二元弱电解质的滴定曲线
【典例2】已知pKa=-lg Ka,25 ℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。
常温下,用0.1 mol/LNaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/LH2SO3溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a点所得溶液中:2c(H2SO3)+c(SO32-)<0.1 mol/L
B.b点所得溶液中:c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-)
C.c点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO3-)
D.d点所得溶液中:c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)
①NaOH+H2SO3=NaHSO3+H2O
②NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O
反应①
反应②
a点
c(HSO3-)=c(H2SO3)
c点
c(HSO3-)=c(SO32-)
√
解析
元素质量守恒:
√
c点溶质为Na2SO3和NaHSO3
2c(Na+)=3c(HSO3-)+3c(SO32-)+3c(H2SO3)
c(Na+)=3c(HSO3-)+1.5c(H2SO3)
且n(Na2SO3)>
n(NaHSO3)
假设n(Na2SO3)=n(NaHSO3)
√
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.2 二元弱电解质的滴定曲线
【典例2】已知pKa=-lg Ka,25 ℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。
常温下,用0.1 mol/LNaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/LH2SO3溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a点所得溶液中:2c(H2SO3)+c(SO32-)<0.1 mol/L
B.b点所得溶液中:c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-)
C.c点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO3-)
D.d点所得溶液中:c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)
①NaOH+H2SO3=NaHSO3+H2O
②NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O
反应①
反应②
a点
c(HSO3-)=c(H2SO3)
c点
c(HSO3-)=c(SO32-)
√
解析
√
d点溶质为Na2SO3
√
离子浓度c(Na+)>c(SO32-)>c(HSO3-)
D
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.2 二元弱电解质的滴定曲线
即时应用:常温下向100 mL 0.1 mol/LNa2C2O4溶液中滴加0.1 mol/L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
D.若q =10,则b点对应的溶液 >100
B.若V1=100,则n>7
C.a点:
c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+
c(Cl-)+c(OH-)
D
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.2 二元弱电解质的滴定曲线
【深度归纳】
抓两点突破二元弱电解质滴定曲线
若溶液中c(A2-)=c(HA-),则Ka2=c(H+)
二元弱酸(H2A)与碱(NaOH)发生反应分两步进行:
第一滴定终点:H2A+NaOH=NaHA+H2O
此时,酸、碱的物质的量之比为1∶1,溶质是NaHA的溶液
其中Ka1=
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
,溶质是Na2A的溶液
其中Ka2=
类型一 滴定过程pH变化曲线
1.2 二元弱电解质的滴定曲线
(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)
(1)分布系数
一元弱酸(以CH3COOH为例)
注:pKa为电离常数的负对数
δ0为CH3COOH的分布系数
δ1为CH3COO-的分布系数
CH3COOH
CH3COO-
交点:c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
交点
Ka=
c(CH3COO-)
c(H+)
c(CH3COOH)
=10-4.76
=c(H+)交点
类型二 分布系数曲线
2.1透析分布曲线 确定思维方向
(2)分布曲线( 指以pH为横坐标、分布系数为纵坐标的关系曲线)
二元弱酸(以H2C2O4为例)
交点1:c(H2C2O4)=c(HC2O4-)
交点2
Ka1=
c(HC2O4-)
c(H+)
c(H2C2O4)
=
H2C2O4
HC2O4-
C2O42-
交点1
A
B
c(H+)A
交点2:c(HC2O4-)=c(C2O42-)
Ka2=
c(C2O42-)
c(H+)
c(HC2O4-)
=
c(H+)B
类型二 分布系数曲线
2.1透析分布曲线 确定思维方向
(1)读“曲线”——每条曲线所代表的粒子及变化趋势;
(2)读“浓度”——通过横坐标的垂线,可读出某pH时的粒子浓度;
(3)“用交点”——交点是某两种粒子浓度相等的点,可计算电离常数K;
(4)“可替换”——根据溶液中的元素质量守恒进行替换,分析得出结论。
类型二 分布系数曲线
2.2明确解题要领 快速准确作答
常温下,将一定量稀硫酸逐滴滴入高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中,
各微粒的物质的量分数δ(X)随pOH变化如图。下列说法正确的是( )
溶液中含铁微粒存在如下平衡:FeO42- HFeO4- H2FeO4 H3FeO4+,
K1
K2
K3
A.Ⅲ代表HFeO4-的变化曲线
D.a点处:
c(Na+)+c(H+)+c(H3FeO4+)=c(OH-)+2c(FeO42-)+3c(HFeO4-)
C. <
B.a、b、c三点水的电离程度相等
c(OH-)不断减小
FeO42-
HFeO4-
H2FeO4
H3FeO4+
×
a、b、c三点溶液中微粒成分不同,溶液pOH不同,对水的电离影响程度不同
×
【典例】
类型二 分布系数曲线
常温下,将一定量稀硫酸逐滴滴入高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中,
各微粒的物质的量分数δ(X)随pOH变化如图。下列说法正确的是( )
溶液中含铁微粒存在如下平衡:FeO42- HFeO4- H2FeO4 H3FeO4+,
K1
K2
K3
【典例】
C. <
c(OH-)不断减小
FeO42-
HFeO4-
H2FeO4
H3FeO4+
FeO42-+H2O HFeO4-+OH-
K1=
c(OH-)a
=
=10-1.6
同理
K2=
K3=
c(OH-)b
=10-5.2
c(OH-)c
=10-7.3
解析C:
=10-3.6
=10-2.1
<
√
D. a点处:c(Na+)+c(H+)+c(H3FeO4+)=c(OH-)+2c(FeO42-)+3c(HFeO4-)
C
类型二 分布系数曲线
常温下,将一定量稀硫酸逐滴滴入高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中,
各微粒的物质的量分数δ(X)随pOH变化如图。下列说法正确的是( )
溶液中含铁微粒存在如下平衡:FeO42- HFeO4- H2FeO4 H3FeO4+,
K1
K2
K3
【典例】
C
c(OH-)不断减小
FeO42-
HFeO4-
H2FeO4
H3FeO4+
D.a点处:
c(Na+)+c(H+)+c(H3FeO4+)=c(OH-)+2c(FeO42-)+3c(HFeO4-)
解析D:
从O 到a点反应:
2Na2FeO4+H2SO4=2NaHFeO4+Na2SO4
a点溶液中电荷守恒:
c(Na+)+c(H+)+c(H3FeO4+)
=c(OH-)+2c(FeO42-)+c(HFeO4-)+2c(SO42-)
HFeO4-存在电离和水解,a点溶液中c(SO42-)≠c(HFeO4-)
×
类型二 分布系数曲线
即时应用:常温下,在20 mL 0.1 mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入40 mL 0.1 mol/L稀盐酸,溶液中含碳元素各种微粒(CO2因逸出未画出)的物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线a表示CO32-的变化曲线
B.H2CO3、HCO3-、CO32-可大量共存于同一溶液中
C.pH=11时,c(HCO3-)<c(Cl-)
D.碳酸钠的水解平衡常数为1.0×10-11
A
类型二 分布系数曲线
如, lg =0的点有c(A)=c(B);
(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:
lg c(D)=0的点有c(D)=1 mol·L-1。
类型三 对数图像中的粒子浓度关系
3.1破解对数图像的数据
在识图像、想原理的基础上,将图像与原理结合起来思考。
(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的点
(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:
(4)用公式:运用对数计算公式分析。
涉及电离平衡常数,写出平衡常数表达式,
类型三 对数图像中的粒子浓度关系
3.2破解对数图像的步骤
【典例】丙酮酸(CH3COCOOH)是一元弱酸。298 K时,向20 mL 0.1 mol/L丙酮酸溶液中滴加pH=13的NaOH溶液,溶液中 与pH的关系曲线如
A.298 K时,CH3COCOOH的电离常数的数量级为10-3
B.E点溶液中,a=2
C.G点对应的NaOH溶液的体积为20 mL
D.E、F、G三点对应的溶液中水的电离程度:E<F<G
图所示。下列说法错误的是( )
类型三 对数图像中的粒子浓度关系
【典例】丙酮酸(CH3COCOOH)是一元弱酸。298 K时,向20 mL 0.1 mol/L丙酮酸溶液中滴加pH=13的NaOH溶液,溶液中 与pH的关系曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.298 K时,CH3COCOOH的电离常数的数量级为10-3
c(CH3COCOOH)
F点:
=c(CH3COCOO-)
找“特殊点”计算
=0
Ka=
c(H+)F
=
=10-2.5
√
类型三 对数图像中的粒子浓度关系
【典例】丙酮酸(CH3COCOOH)是一元弱酸。298 K时,向20 mL 0.1 mol/L丙酮酸溶液中滴加pH=13的NaOH溶液,溶液中 与pH的关系曲线如图所示。下列说法错误的是( )
√
B.E点溶液中,a=2
Ka=
=10-2.5
=-0.5
E点:
=10-0.5
c(H+)=10-2 mol/L
代入
pH=a=2
类型三 对数图像中的粒子浓度关系
【典例】丙酮酸(CH3COCOOH)是一元弱酸。298 K时,向20 mL 0.1 mol/L丙酮酸溶液中滴加pH=13的NaOH溶液,溶液中 与pH的关系曲线如图所示。下列说法错误的是( )
√
C. G点对应的NaOH溶液的体积为20 mL
D. E、F、G三点对应的溶液中水的电离程度:E<F<G
G点对应的NaOH溶液的体积如果为20 mL,
,溶液应呈碱性
但G点pH=4.5,呈酸性
×
随NaOH的加入,CH3COCOONa的浓度越来越大
,CH3COCOONa水解促进水的电离
则刚好完全反应,溶质为CH3COCOONa
类型三 对数图像中的粒子浓度关系
即时应用:25 ℃时,向Na2CO3溶液中滴入盐酸,混合溶液的pH与lg X的变化关系如图所示。已知:lg X=lg 或lg ,下列叙述正确的是( )
c(HCO3-)
c(CO32-)
c(HCO3-)
c(H2CO3)
A.曲线m表示pH与lg 的变化关系
C.Ka1(H2CO3)的数量级为10-6
B.当溶液呈中性时,c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)
c(HCO3-)
c(H2CO3)
D.滴加过程中, 保持不变
D
类型三 对数图像中的粒子浓度关系
1.25 ℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3C0O-)=0.1 mol/L,lgc(CH3COOH)、lgc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)随pH变化的关系如下图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是( )
A.O点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
C.该体系中,c(CH3COOH)= mol/L
D.pH由7到14的变化过程中,
CH3COO-的水解程度始终增大
B.N点时,pH=lg Ka
C
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2.(2023•湖北高考)H2L为某邻苯二酚类配体,其 , 。常温下构建Fe(Ⅲ)- H2L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( )
C
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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c(L2-)≈1.0×10-3 mol·L-1
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【解析】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。A项,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项,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项,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项,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;
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3.(2023•山东高考)在含HgI2(g)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-HgI3-;HgI2(aq)+2I-HgI42-,平衡常数依次为K0、K1、K2、K3、K4。已知lgc(Hg2+)、lgc(HgI+)、lgc(HgI3-)、lgc(HgI42-)随lgc(I-)的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.线L表示lgc(HgI42-)的变化情况
B.随c(I-)增大,c[HgI2(aq)]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2:1
B
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4.(2024·湖南长沙一模)实验室模拟侯氏制碱碳酸化制NaHCO3的过程,将通入饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl),实验现象及数据如图1,含碳粒子在水溶液中的物质的量分数(δ)与的关系如图2.
图1 图2
下列说法正确的是( )
C
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A.0min,溶液中存在
B.0-60min,反应方程式可以表示为:
C.0-100min,水的电离程度先增大后减小
D.0-100min,溶液中 均保持不变
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【解析】A. 0min,为饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl),溶液中存在
,0min ,溶液中存在 ,故A错误;
B.0-60min,随着反应的进行,60min时pH=10.3,生成的少量白色固体为NaHCO3, 反应方程式可以表示为: ,故B错误;
C.0min,为饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl),一水合氨抑制水的电离;60min,为碳酸氢铵与碳酸铵按1∶1形成的溶液,促进水的电离;100min时,产生碳酸氢钠晶体,促进水电离,但碳酸氢根的水解能力小于碳酸根,水电离程度有所减小,0-100min,水的电离程度先增大后减小,故C正确;
D. 0-100min,随着反应的进行,产生碳酸氢钠晶体,故溶液中n(Na+)减少,n(Cl-)保持不变,故D错误;
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