第三章 专题突破(八) 水溶液中离子平衡图像-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书word（人教版2019，单选版）

一、滴定曲线 1.强碱滴定一元弱酸——抓“五点” 室温下，向20 mL 0.1 mol·L－1 HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH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，0.1 mol·L－1 HA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－) 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－) 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＋) 针对练1.25 ℃时，向20.00 mL的NaOH溶液中逐滴加入某浓度的CH3COOH溶液。滴定过程中，溶液的pH与滴入CH3COOH溶液的体积关系如图所示，点②时NaOH溶液恰好被中和。则下列说法中，错误的是(　　) A.CH3COOH溶液的浓度为0.1 mol·L－1 B.图中点①到点③所示溶液中，水的电离程度先增大后减小 C.点④所示溶液中存在：c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－) D.滴定过程中会存在：c(Na＋)>c(CH3COO－)＝c(OH－)>c(H＋) 答案：C 解析：图像分析氢氧化钠溶液的浓度为0.1 mol/L，②点时氢氧化钠溶液恰好被中和消耗醋酸溶液20 mL，则醋酸浓度为0.1 mol/L，不选A；图中①点到③点所示溶液中随着醋酸逐渐滴入，氢氧化钠不断被消耗，水的电离被抑制程度减小，即水的电离程度增大，恰好反应后继续滴加醋酸，对水的电离起到抑制作用，图中①到③所示的溶液中水的电离程度先增大后减小，不选B；④点所示溶液是等物质的量的醋酸和醋酸钠溶液，c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝2c(Na＋)，电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，则c(CH3COOH)＋2c(H＋)＝c(CH3COO－)＋2c(OH－)，选C；滴定过程中的某点，醋酸钠和氢氧化钠混合溶液中会有c(Na＋)>c(CH3COO－)＝c(OH－)>c(H＋)，不选D。 学生用书↓第99页 针对练2. 25 ℃时，向10 mL 0.1 mol·L－1CH2ClCOONa溶液中加入0.1 mol·L－1的盐酸，溶液pH随加入盐酸的体积变化情况如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.①所示溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH2ClCOOH) B.②所示溶液中：c(CH2ClCOO－)＋c(Cl－)＝c(Na＋) C.③所示溶液中：c(Na＋)>c(CH2ClCOOH)>c(CH2ClCOO－)>c(H＋)>c(OH－) D.④所示溶液中：c(Na＋)＝c(CH2ClCOO－)＋c(CH2ClCOOH) 答案：C 解析：点①所示溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH2ClCOOH)是质子守恒，故A正确；由于点②的pH＝7，即溶液中呈中性，根据电荷守恒可得c(CH2ClCOO－)＋c(Cl－)＝c(Na＋)，故B正确；依据图像可知，点③溶液中为等物质的量的CH2ClCOONa、CH2ClCOOH、NaCl，且溶液显酸性，说明CH2ClCOOH的电离程度大于CH2ClCOO－的水解程度，所以离子浓度关系为c(Na＋)>c(CH2ClCOO－)>c(CH2ClCOOH)>c(H＋)>c(OH－)，故C错误；根据元素守恒可知点④所示溶液中：c(Na＋)＝c(CH2ClCOO－)＋c(CH2ClCOOH)，故D正确。 2.多组反应图像 (1)强碱滴定一元强酸、一元弱酸 氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线 ①曲线起点不同：强碱滴定强酸、弱酸的曲线，强酸起点低 ②突跃点变化范围不同：强碱与强酸反应的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应 ③室温下pH＝7不一定是终点：强碱与强酸反应时，终点是pH＝7；强碱与弱酸反应时，终点不是pH＝7而是pH>7 (2)强酸滴定一元强碱、一元弱碱 盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线 续表 盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线 ①曲线起点不同：强酸滴定强碱、弱碱的曲线，强碱起点高 ②突跃点变化范围不同：强酸与强碱反应的突跃点变化范围大于强酸与弱碱反应 ③室温下pH＝7不一定是终点：强酸与强碱反应时，终点是pH＝7；强酸与弱碱反应时，终点不是pH＝7而是pH<7 针对练3.室温下，用0.1 mol·L－1的NaOH溶液分别滴定20 mL 0.1 mol·L－1的HA和HB溶液，溶液pH随加入NaOH溶液的体积变化曲线如图所示，下列判断错误的是(　　) A.水的电离度：c点溶液>纯水>b点溶液 B.电离常数：Ka(HA)<Ka(HB) C.d点溶液：2c(Na＋)＝c(A－)＋(HA) D.a点溶液：c(B－)>c(Na＋)>c(HB)>c(H＋)>c(OH－) 答案：C 解析：c点为完全中和生成的盐溶液，根据起始pH可知，两种酸均为弱酸，且HA的酸性更弱，故c点为强碱弱酸盐溶液，水解促进水的电离，b点不完全中和，酸过量，酸的电离抑制水的电离，水的电离程度减小，故水的电离度：c点溶液>纯水>b点溶液，A正确；由图中曲线可知，HA的酸性更弱，则电离常数：Ka(HA)<Ka(HB)，B正确；d点溶液为氢氧化钠与NaA溶液按1∶1形成的溶液，根据元素守恒有：c(Na＋)＝2c(A－)＋2c(HA)，C错误；a点溶液为HB与NaB按1∶1为溶质形成的溶液，溶液呈酸性，说明电离程度大于水解程度，则：c(B－)>c(Na＋)>c(HB)>c(H＋)>c(OH－)，D正确。 针对练4. 25 ℃时，用0.25 mol·L－1的NaOH溶液，分别滴定同浓度的三种稀酸溶液，滴定的曲线如图所示，下列判断不正确的是(　　) A.同浓度的稀酸中：c(A－)>c(B－)>c(D－) B.滴定至P点时，溶液中：c(B－)>c(HB) C.pH＝7时，三种溶液中：c(A－)>c(B－)>c(D－) D.当中和百分数达100%时，将三种溶液混合后：c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＝c(OH－)－2c(H＋) 答案：D 学生用书↓第100页 3.一元强碱滴定多元弱酸曲线 向20 mL 0.1 mol/L H2A溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液 ①发生的反应有 NaOH＋H2A===NaHA＋H2O NaOH＋NaHA===Na2A＋H2O 2NaOH＋H2A===Na2A＋2H2O ②根据反应的规律可知：Ⅰ代表H2A，Ⅱ代表HA－，Ⅲ代表A2－ ③判断NaHA酸碱性的方法：V(NaOH)＝20 mL时，溶质为NaHA，此时由纵坐标可得出c(HA－)>c(A2－)>c(H2A)，可知NaHA显酸性 针对练5.如下图(其中Ⅰ代表H2A，Ⅱ代表HA－，Ⅲ代表A2－)，向20 mL 0.2 mol·L－1 H2A溶液中滴加0.2 mol·L－1 NaOH溶液 , 根据图示判断，下列说法正确的是(　　) A.H2A在水中的电离方程式是：H2A===H＋＋HA－；HA－H＋＋A2－ B.当V(NaOH)＝20 mL时，溶液中各离子浓度的大小顺序为：c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－) C.当V(NaOH)＝30 mL时，溶液中存在以下关系：2c(H＋)＋c(HA－)＋2c(H2A)＝c(A2－)＋2c(OH－) D.等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后，其溶液中水的电离程度比纯水大 答案：B 解析：据图可知，当V(NaOH)＝20 mL时，发生的反应为NaOH＋H2A===NaHA＋H2O，溶质主要为NaHA，此时溶液中同时存在HA－、A2－和H2A，说明H2A是一种二元弱酸，则H2A在水中的电离方程式为H2AH＋＋HA－、HA－H＋＋A2－，故A错误；当V(NaOH)＝20 mL时，发生的反应为NaOH＋H2A===NaHA＋H2O，溶质主要为NaHA，据图可知，此时溶液中c(A2－)>c(H2A)，说明HA－的电离程度大于水解程度，溶液显酸性，则c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)，故B正确；当V(NaOH)＝30 mL时，发生的反应为NaOH＋H2A===NaHA＋H2O、NaHA＋NaOH===Na2A＋H2O，溶液为等物质的量浓度的NaHA和Na2A的混合溶液，根据电荷守恒得：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)＋c(OH－)，根据元素守恒得：3c(HA－)＋3c(A2－)＋3c(H2A)＝2c(Na＋)，联立两式得：2c(H＋)＋c(HA－)＋3c(H2A)＝c(A2－)＋2c(OH－)，故C错误；由图示关系可知，等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后得到NaHA溶液，此时溶液中的c(A2－)>c(H2A)，说明HA－的电离程度大于水解程度，溶液显酸性，水的电离受到抑制，所以等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后，其溶液中水的电离程度比纯水小，故D错误；答案选B。 针对练6.常温下，向10 mL某浓度的H2SO3溶液中滴加0.2 mol·L－1NaOH溶液，含S微粒的物质的量变化曲线如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A.曲线Ⅱ代表H2SO3的浓度 B.V(NaOH)＝10 ml时，溶液温度最高，c(H2SO3)＝0.1 mol·L－1 C.水的电离程度大小：a点＜b点＜c点 D.若c点pH＝6，则K2(H2SO3)＝10－8 答案：C 二、平衡常数(Kw、Ksp)曲线 1.双曲线型 不同温度下水溶液中c(H＋)与c(OH－)的变化曲线 常温下，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线[Ksp＝9×10－6] (1)A、C、B三点均为中性，温度依次升高，Kw依次增大 (2)D点为酸性溶液，E点为碱性溶液，T2温度时Kw＝1×10－14 (3)AB直线的左上方均为碱性溶液，任意一点均有c(H＋)<c(OH－) (1)a、c点在曲线上，a→c的变化为增大c(SO)，如加入Na2SO4固体，但Ksp不变 (2)b点在曲线的上方，Q>Ksp，将会有沉淀生成 (3)d点在曲线的下方，Q<Ksp，则为不饱和溶液，还能继续溶解CaSO4 学生用书↓第101页 针对练7.某温度时，Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A.含有大量SO的溶液中肯定不存在Ag＋ B.该温度下，Ag2SO4的溶度积常数(Ksp)的数量级是10－3 C.可以通过加入硫酸银固体使a点移动到b点 D.该温度下，0.02 mol/L的AgNO3溶液与0.2 mol/L的Na2SO4溶液等体积混合，不会生成沉淀 答案：D 解析：Ag2SO4溶液中存在沉淀溶解平衡，Ag＋、SO共同存在于同一平衡体系中，A错误；图中b点处于沉淀溶解平衡曲线上，据此可得该温度下，Ag2SO4的溶度积常数Ksp＝c2(Ag＋)·c(SO)＝(2×10－2)2×5×10－2＝2×10－5，故Ksp的数量级为10－5，B错误；a点是Ag2SO4的不饱和溶液，加入Ag2SO4固体能继续溶解，得到该温度下的饱和溶液，c(Ag＋)、c(SO)均增大，故不能使a点移动到b点，C错误；该温度下，0.02 mol/L AgNO3溶液和0.2 mol/L Na2SO4溶液等体积混合后，离子积Q＝c2(Ag＋)·c(SO)＝(0.01)2×0.1＝1×10－5＜Ksp＝2×10－5，故不能生成沉淀，D正确。 针对练8.在t ℃时，AgBr的沉淀溶解平衡曲线如图所示，又知t ℃时AgCl的Ksp＝4×10－10，下列说法不正确的是(　　) A.在t ℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13 B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点到b点 C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液 D.在t ℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K≈816 答案：B 解析：根据题给图中c点的c(Ag＋)和c(Br－)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10－13，A正确；在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c(Br－)增大，AgBr的溶解平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，故B错误；在a点时Q<Ksp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确；选项D中K＝＝，代入数据得K≈816，D正确。 针对练9.AlPO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示(T2＞T1)。下列说法正确的是(　　) A.图像中四个点的Ksp：a＝b＞c＞d B.AlPO4在b点对应的溶解度大于c点 C.AlPO4(s)Al3＋(aq)＋PO(aq)　ΔH＜0 D.升高温度可使d点移动到b点 答案：B 解析：由图像可知，温度越高溶度积常数越大，则图像中四个点的Ksp：a＝c＝d＜b，A错误；b点温度高，溶解度大，AlPO4在b点对应的溶解度大于c点，B正确；根据图像可知，温度升高溶度积常数增大，则AlPO4(s)Al3＋(aq)＋PO(aq)　ΔH＞0，C错误；升高温度，阴阳离子浓度均增大，不可能使d点移动到b点，D错误。 2.直线型(pM-pR曲线) pM为阳离子浓度的负对数，pR为阴离子浓度的负对数 (1)直线AB上的点对应的溶液中：c(M2＋)＝c(R2－) (2)溶度积：CaSO4>CaCO3>MnCO3； (3)X点对于CaCO3来说要析出沉淀，对于CaSO4来说是不饱和溶液，能继续溶解CaSO4； (4)Y点：c(SO)>c(Ca2＋)，二者浓度的乘积等于10－5；Z点：c(CO)<c(Mn2＋)，二者浓度的乘积等于10－10.6。 针对练10.(2021·全国乙卷)HA是一元弱酸，难溶盐MA的饱和溶液中c2(M＋)随c(H＋)而变化，M＋不发生水解。实验发现，298 K时c2(M＋)－c(H＋)为线性关系，如下图中实线所示。 下列叙述错误的是(　　) 学生用书↓第102页 A.溶液pH＝4时，c(M＋)<3.0×10－4mol·L－1 B.MA的溶度积Ksp(MA)＝5.0×10－8 C.溶液pH＝7时，c(M＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－) D.HA的电离常数Ka(HA)≈2.0×10－4 答案：C 解析：由图可知pH＝4，即c(H＋)＝10×10－5mol/L时，c2(M＋)＝7.5×10－8mol2/L2，c(M＋)＝mol/L＝×10－4mol/L<3.0×10－4mol/L，A正确；由图可知，c(H＋)＝0时，可看作溶液中有较大浓度的OH－，此时A－的水解极大地被抑制，溶液中c(M＋)＝c(A－)，则Ksp(MA)＝c(M＋)×c(A－)＝c2(M＋)＝5.0×10－8，B正确；设调pH所用的酸为HnX，则结合电荷守恒可知c(M＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)＋nc(Xn－)，题给等式右边缺阴离子部分nc(Xn－)，C错误；Ka(HA)＝，当c(A－)＝c(HA)时，由元素守恒知c(A－)＋c(HA)＝c(M＋)，则c(A－)＝，Ksp(MA)＝c(M＋)×c(A－)＝＝5.0×10－8，则c2(M＋)＝10×10－8，对应图得此时溶液中c(H＋)＝2.0×10－4mol·L－1，Ka(HA)＝＝c(H＋)≈2.0×10－4，D正确；故选C。 针对练11.25 ℃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(　　) A.曲线m表示pH与lg的变化关系 B.当溶液呈中性时，c(Na＋)＝c(HCO)＋2c(CO) C.Ka1(H2CO3)的数量级为10－6 D.滴加过程中，保持不变 答案：D 解析：对图像进行以下分析： 当溶液显中性时，根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)＋c(Cl－)，c(H＋)＝c(OH－)，则有c(Na＋)＞c(HCO)＋2c(CO)，B项错误。根据图像分析知Ka1(H2CO3)＝10－6.4，数量级为10－7，C项错误。＝×＝Ka1(H2CO3)·Ka2(H2CO3)，温度不变，Ka1(H2CO3)、Ka2(H2CO3)不变，故滴加过程中，保持不变，D项正确。 三、正态分布系数图及分析 一元弱酸(以CH3COOH为例) 二元酸(以草酸H2C2O4为例) 注：pKa为电离常数的负对数 δ0为CH3COOH分布分数，δ1为CH3COO－分布分数 δ0为H2C2O4分布分数、δ1为HC2O分布分数、δ2为C2O分布分数 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。根据分布分数可以书写一定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的溶液中微粒分布分数和酸的初始浓度，就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度 针对练12.(2021·辽宁卷)用0.100 0 mol·L－1盐酸滴定20.00 mL Na2A溶液，溶液中H2A、HA－、A2－的分布分数δ随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是[如A2－分布分数：δ(A2－)＝](　　) A.H2A的Ka1为10－10.25 B.c点：c(HA－)>c(A2－)>c(H2A) C.第一次突变，可选酚酞作指示剂 D.c(Na2A)＝0.200 0 mol·L－1 答案：C 解析：用0.100 0 mol·L－1盐酸滴定20.00 mL Na2A溶液，pH较大时A2－的分布分数δ最大，随着pH的减小，A2－的分布分数δ逐渐减小，HA－的分布分数δ逐渐增大，恰好生成NaHA之后，HA－的分布分数δ逐渐减小，H2A的分布分数δ逐渐增大，表示H2A、HA－、A2－的分布分数δ的曲线如图所示， H2A的Ka1＝，根据上图交点1计算可知Ka1＝10－6.38，A错误；根据图像可知c点中c(HA－)>c(H2A)>c(A2－)，B错误；根据图像可知第一次滴定突跃溶液呈碱性，所以可以选择酚酞做指示剂，C正确；根据图像e点可知，当加入盐酸40 mL时，全部生成H2A，根据Na2A＋2HCl===2NaCl＋H2A计算可知c(Na2A)＝0.100 0 mol·L－1，D错误；答案为C。 针对练13.向等物质的量浓度的K2S、KOH的混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中含硫微粒(H2S、HS－、S2－)的分布分数(平衡时某含硫微粒的浓度占各含硫微粒浓度之和的百分数)与滴加盐酸体积的关系如图所示(忽略滴加过程H2S气体的逸出，KHS溶液显碱性)。下列说法不正确的是(　　) 学生用书↓第103页 A.曲线A表示S2－的变化情况 B.若Y点对应溶液的pH＝a，则Ka1(H2S)＝10－a C.X、Y点对应溶液中水的电离程度大小关系：X＜Y D.Y点对应溶液中c(K＋)＝3[c(H2S)＋c(HS－)＋c(S2－)] 答案：C 解析：滴加盐酸时，盐酸先与KOH发生反应，再与K2S发生反应，盐酸与K2S发生反应时，首先发生反应：S2－＋H＋HS－，该过程中S2－的分布分数减小，HS－的分布分数增大，再发生反应：HS－＋H＋H2S，该过程中HS－的分布分数减小，H2S的分布分数增大，所以曲线A、B、C依次对应S2－、HS－、H2S的变化情况，A项正确；Y点对应溶液中c(H2S)＝c(HS－)，则Ka1(H2S)＝＝c(H＋)＝10－a，B项正确；KCl不影响水的电离，X点对应溶液中c(HS－)＝c(S2－)，Y点对应溶液中c(H2S)＝c(HS－)，且X点对应溶液中c(HS－)＞Y点对应溶液中c(HS－)，KHS溶液显碱性，即HS－能促进水的电离(浓度越大对水的电离促进作用越强)，又X点对应溶液中S2－的水解促进水的电离，Y点对应溶液中H2S的电离抑制水的电离，故X点对应溶液中水的电离程度较大，C项错误；原溶液为等物质的量浓度的K2S、KOH的混合溶液，根据元素守恒可知，Y点对应溶液中c(K＋)＝3[c(H2S)＋c(HS－)＋c(S2－)]，D项正确。 四、水电离曲线 常温下，向20 mL 0.1 mol·L－1 MOH溶液中滴加盐酸，溶液中由水电离出的c水(H＋)随加入盐酸体积的变化如图所示 预备知识 影响水的电离平衡的因素： ①外加酸、碱或强酸的酸式盐抑制水的电离 ②盐类水解促进水的电离 关键点分析 ①a点：由水电离出的c水(H＋)＝10－11mol·L－1，可知0.1 mol·L－1 MOH溶液中c(OH－)＝10－3mol·L－1，推出MOH为弱碱，并可以求出其电离常数 ②盐酸滴入MOH溶液过程中，溶质由MOH―→MOH和MCl―→MCl―→MCl和HCl，在这个过程中水的电离程度最大应该是MCl，可知c点应为MCl，那么b点应为MOH和MCl，d点应为MCl和HCl；因此b点为中性，d点不为中性，为酸性 针对练14.常温下，在新制氯水中滴加NaOH溶液，溶液中水电离出的c水(H＋)的对数与NaOH溶液的体积之间的关系如图所示，下列推断正确的是(　　) A.用pH试纸测定E点对应溶液，其pH＝3 B.H、F点对应溶液中都存在：c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－) C.G点对应溶液中：c(Na＋)>c(Cl－)>c(ClO－)>c(OH－)>c(H＋) D.常温下加水稀释H点对应溶液，溶液的pH增大 答案：C 解析：E点新制氯水溶液中含有HClO，HClO有漂白性，pH试纸先变色后褪色，所以不能用pH试纸测定E点对应溶液的pH，故A错误；H点对应溶液中溶质为NaCl、NaClO和NaOH，根据电荷守恒可知：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)＋c(ClO－)，此时溶液为碱性，则c(OH－)＞c(H＋)，所以c(Na＋)＞c(Cl－)＋c(ClO－)，故B错误；G点为完全反应生成NaClO，溶液呈碱性，ClO－水解，新制氯水中起始时是等量的HCl和HClO，所以有c(Na＋)＞c(Cl－)＞c(ClO－)＞c(OH－)＞c(H＋)，故C正确；加水稀释H点对应的溶液，H点为碱性溶液，加水稀释时促使溶液pH值接近中性，所以pH值降低，故D错误；故选C。 针对练15.常温下，向20.00 mL 0.1 mol·L－1HA溶液中滴入0.1 mol·L－1NaOH溶液，溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数[－lg c水(H＋)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示，下列说法中不正确的是(　　) A.常温下，Ka(HA)约为10－5 B.M、P两点溶液对应的pH＝7 C.b＝20.00 D.M点后溶液中均存在c(Na＋)＞c(A－) 答案：B 解析：0.1 mol·L－1HA溶液中，－lg c水(H＋)＝11，c水(H＋)＝c水(OH－)＝10－11 mol·L－1，根据常温下水的离子积求出溶液中c(H＋)＝＝10－3 mol·L－1，HAH＋＋A－，c(H＋)＝c(A－)＝10－3 mol·L－1，Ka(HA)＝≈＝10－5，A正确；N点水电离出的H＋浓度最大，说明HA与NaOH恰好完全反应生成NaA，则P点溶质为NaOH和NaA，溶液呈碱性，即P点pH不等于7，B错误；0～b段水的电离程度逐渐增大，当V(NaOH溶液)＝b mL时水的电离程度达到最大，即溶质为NaA，说明HA和NaOH恰好完全反应，则b＝20.00，C正确；M点溶液的pH＝7，根据溶液呈电中性可知，c(Na＋)＝c(A－)，则M点后，c(Na＋)＞c(A－)，D正确；综上所述，本题应选B。 课时测评29　水溶液中离子平衡图像 (时间：45分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题8分，第11－12题，每题10分，共100分) 题点一　滴定曲线 1.(8分)常温下，用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 CH3COOH溶液所得滴定曲线如图。下列说法正确的是(　　) A.点①所示溶液中：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(CH3COOH)＋c(H＋) B.点②所示溶液中：c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－) C.点③所示溶液中：c(Na＋)>c(OH－)>c(CH3COO－)>c(H＋) D.滴定过程中可能出现：c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(Na＋)>c(OH－) 答案：D 2.(8分)常温下，向20 mL 0.2 mol·L－1二元酸H2A溶液中滴加0.2 mol·L－1 NaOH溶液，有关微粒物质的量变化如图。下列叙述正确的是(　　) A.当V(NaOH)＝20 mL时，溶液中各离子浓度的大小顺序为c(Na＋)＞c(HA－)＞c(A2－)＞c(OH－)＞c(H＋) B.H2A的第一步电离平衡常数Ka1＜10－7 C.等浓度H2A和NaHA的混合溶液中无论加入少量的强酸或强碱，溶液的pH变化都不大 D.当V(NaOH)＝40 mL时，升高温度，减小 答案：C 解析：根据图像知，当V(NaOH)＝20 mL时，发生反应为NaOH＋H2A===NaHA＋H2O，溶质主要为NaHA，由题图知c(A2－)＞c(H2A)，说明HA－电离程度大于水解程度，溶液显酸性，水和HA－都电离出氢离子，只有HA－电离出A2－，所以离子浓度大小顺序是c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)，故A错误；由图像可知，当V(NaOH)＝20 mL时，发生反应为NaOH＋H2A===NaHA＋H2O，溶质主要为NaHA，由图像可知，c(HA－)>c(A2－)>c(H2A)，因而以电离为主，溶液显酸性，则Kh＝<Ka2<Ka1，则Ka1>10－7，故B错误；等浓度H2A和NaHA的混合溶液形成缓冲溶液，溶液中存在电离平衡H2AH＋＋HA－，水解平衡NaHA＋H2ONaOH＋H2A，加入酸，HA－会消耗氢离子生成H2A，加入碱，会和酸H2A反应生成NaHA，阻碍溶液pH的变化，所以无论加入少量的强酸或强碱，溶液的pH变化都不大，故C正确；向20 mL 0.2 mol·L－1二元酸H2A溶液中滴加0.2 mol·L－1 NaOH溶液40 mL，反应后得到溶液为Na2A溶液，A2－水解溶液显碱性，加热促进A2＋水解，A2－浓度减小，钠离子浓度不变，则比值增大，故D错误。故选C。 题组二　常规Ksp曲线 3.(8分)①已知t ℃时AgCl的Ksp＝2.0×10－10；②在t ℃时Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.在t ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1.0×10－12 B.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使溶液由Y点到Z点 C.在t ℃时，以0.01 mol·L－1 AgNO3溶液滴定20.00 mL 0.01 mol·L－1 KCl和0.01 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液，CrO先沉淀 D.在t ℃时，反应Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq) 2AgCl(s)＋CrO(aq)的平衡常数K＝2.5×107 答案：C 解析：依据图像曲线上的数据结合溶度积常数概念计算得到，曲线上的点是沉淀溶解平衡：Ag2CrO4的沉淀溶解平衡为Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)，Ksp＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝(10－3)2×10－6＝10－12，故A正确；在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4仍为饱和溶液，CrO浓度增大，Ag＋浓度减小，但点仍在曲线上，所以在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4能使溶液由Y点变为Z点，故B正确；依据溶度积常数计算Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝1×10－12，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝2.0×10－10，以0.01 mol/L AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol/L KCl和0.01 mol/L的K2CrO4的混合溶液，c(CrO)＝0.01 mol/L，得到c(Ag＋)＝ mol/L＝10－5 mol/L，0.01 mol/L KCl溶液中，c(Cl－)＝0.01 mol/L，依据溶度积计算得到：c(Ag＋)＝ mol/L＝2×10－8 mol/L，所以Cl－先沉淀，故C错误；K＝＝＝＝2.5×107，故D正确。 题点三　对数曲线 4.(8分)SrF2属于难溶于水、可溶于酸的盐。常温下，用HCl调节SrF2浊液的pH，测得在不同pH条件下，体系中－lg c(X)(X 为Sr2＋或F)与lg的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.L1代表－lg c(Sr2＋)与lg的变化曲线 B.Ka(HF)的数值为10－2.2 C.a、c两点的溶液中均存在2c(Sr2＋)＋c(H＋) ＝c(F－) ＋c(OH－) D.c点的溶液中存在c(Cl－)＞c(F－) 答案：D 解析：根据题意，SrF2浊液存在溶解平衡：SrF2(s)Sr2＋(aq)＋2F－(aq)，用HCl调节溶液存在平衡：H＋(aq)＋F－(aq)HF(aq)。随着lg的增大，则H＋(aq)＋F－(aq)HF(aq)逆向移动，F－浓度增大，溶解平衡逆向移动，c(Sr2＋)减小，则－lg c(Sr2＋)增大，则L2代表－lg c(Sr2＋)与lg的变化曲线，A错误；Ka(HF)＝，lg Ka(HF)＝lg＋lg c(F－)＝lg c(F－)－lg，结合选项A可知，L1代表－lg c(F－)与lg的变化曲线，则取b点可知，lg Ka(HF)＝lg c(F－)－lg＝－1.0－2.2＝－3.2，则Ka(HF)的数值为10－3.2，B错误；用HCl调节SrF2浊液的pH，按电荷守恒，a、c 两点的溶液中均存在2c(Sr2＋)＋c(H＋)＝c(F－)＋c(Cl－)＋c(OH－)，C错误；根据原子守恒，由溶解平衡可知2c(Sr2＋)＝c(F－)，由平衡H＋(aq)＋F－(aq)HF(aq)可知，溶解得到的c(F－)等于溶液中存在的c(F－)与生成的c(HF)之和，故溶液中均存在2c(Sr2＋)＝c(F－)＋c(HF)，由图可知c点处c(Sr2＋)＝c(F－)＝c(HF)，根据电荷守恒有2c(Sr2＋)＋c(H＋)＝c(F－)＋c(Cl－)＋c(OH－)，即c(F－)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，Ka(HF)＝10－3.2知c(H＋)＝10－3.2mol/L>c(OH－)，也即c点的溶液中存在c(Cl－)＞c(F－)，D正确；故答案选D。 5.(8分)常温下，向二元弱酸H2Y溶液中滴加KOH溶液，所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A.曲线M表示pH与lg 的变化关系 B.Ka2(H2Y)＝10－4.3 C.d点溶液中：c(H＋)－c(OH－)＝2c(Y2－)＋c(HY－)－c(K＋) D.交点e的溶液中：c(H2Y)＝c(Y2－)>c(HY－)>c(H＋)>c(OH－) 答案：D 解析：随着pH的增大，H2Y的电离程度逐渐增大，溶液中逐渐增大，逐渐减小，lg 逐渐增大，lg 逐渐减小，因此曲线M表示pH与lg 的变化关系，故A正确；pH＝3时，lg ＝1.3，则Ka2(H2Y)＝＝10－3/101.3＝10－4.3，故B正确；d点溶液中存在电荷守恒，c(H＋)＋c(K＋)＝2c(Y2－)＋c(HY－)＋c(OH－)，因此c(H＋)－c(OH－)＝2c(Y2－)＋c(HY－)－c(K＋)，故C正确；交点e的溶液中存在lg ＝lg ＞1.3，因此＞101.3，即c(HY－)＞c(Y2－)，故D错误。 6.(8分)室温下，向20.00 mL 0.10 mol·L－1CH3COOH溶液中逐滴滴加0.10 mol·L－1的NaOH溶液，溶液的pH随着p变化关系如图所示，已知p＝－lg，下列说法错误的是(　　) A.b点对应溶液的pH＝4.75 B.水的电离程度：a<b<c C.b点时，加入NaOH溶液的体积大于10.00 mL D.c点对应溶液中，c(Na＋)＝c(CH3COO－) 答案：C 解析：依题意，CH3COOH的电离常数Ka＝，以a点数据计算，p＝－1，则＝，则Ka＝10－4.75，温度不变，Ka值不变。b点p＝0，即c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)，根据Ka＝，则有Ka＝c(H＋)＝10－4.75，故对应溶液的pH＝4.75，A正确；随着p增大，逐渐减小，CH3COOH电离对水电离的抑制越来越小，CH3COO－水解对水电离的促进越来越大，c点pH为7，说明CH3COOH还未完全反应，NaOH还未过量，不用考虑NaOH对水电离的抑制，故水的电离程度：a<b<c，B正确；b点时，c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)，因该点pH小于7显酸性，即CH3COOH电离出的H＋浓度大于CH3COO－水解生成的OH－浓度，故加入NaOH的量比反应掉CH3COOH一半的量少，即加入NaOH溶液的体积小于10.00 mL，C错误；根据电荷守恒，溶液中有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，c点对应pH为7，c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)＝c(CH3COO－)，D正确；故选C。 题点四　正态分布系数图 7.(8分)H2A为二元酸，其电离过程为H2AH＋＋HA－，HA－H＋＋A2－。常温时，向20 mL 0.1 mol/L H2A水溶液中逐滴滴加0.1 mol/L NaOH溶液，混合溶液中H2A、HA－和A2－的物质的量分数(δ)随pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.H2A的Kal的数量级为10－1 B.当溶液中c(H2A)＝c(A2－)时，pH＝2.7 C.曲线Ⅱ表示A2－ D.向pH＝4.2的溶液中继续滴加NaOH溶液，水的电离程度持续变大 答案：B 解析：Ka1(H2A)＝，根据图可知，当c(HA－)＝c(H2A)时，溶液的pH＝1.2，则溶液中c(H＋)＝10－1.2，Ka1(H2A)＝10－1.2 ，常温下H2A的Kal的数量级为10－2，A错误；由图可知，Ka1(H2A)＝10－1.2，Ka2(H2A)＝10－4.2，当c(H2A)＝c(A2－)时，Ka1(H2A)×Ka2(H2A)＝1×10－5.4＝c2(H＋)，c(H＋)＝1×10－2.7mol/L，pH＝2.7，B正确；H2A为二元酸，向H2 A水溶液中逐滴滴加NaOH溶液，首先发生反应生成NaHA，继续滴加氢氧化钠再反应生成Na2A，故曲线Ⅱ表示HA－，C错误；pH ＝ 4.2时，HA－、A2－含量相同，则c(HA－)＝c(A2－)，溶液为Na2A、NaHA等浓度的混合溶液，溶液中持续滴加NaOH溶液，NaHA转化为Na2A，水解程度逐渐增大，水的电离程度增大，但是当全部转化为Na2A后，再加入NaOH溶液，就开始抑制水的电离，水的电离程度减小，D错误；故选B。 8.(8分)已知常温下二元弱酸H2A溶液中，H2A、HA－、A2－的分布分数(δ)随pH变化如图所示[如A2－分布分数：δ(A2－)＝]，下列说法错误的是(　　) A.曲线x代表H2A，曲线z代表A2－ B.pH从1升高至2，的值一直减小 C.n点对应的溶液中水电离出的c(H＋ )＝10－12.7 mol·L－1 D.将浓度均为0.05 mol·L－1的NaHA溶液与Na2A溶液等体积混合后，所得溶液pH＝4.3 答案：D 解析：二元弱酸H2A溶液中存在水解平衡：H2AHA－＋H＋，HA－A2－＋H＋，Ka1＝，Ka2＝，随着pH增大，c(H2A)逐渐减小，即曲线x代表H2A，c(HA－)先增大后减小，即曲线y代表HA－，c(A2－)逐渐增大，即曲线z代表A2－，据此分析解答。由分析，曲线x代表H2A，曲线z代表A2－，A正确；根据图像可知，pH从1升高至2，主要发生H2AHA－＋H＋，则c(H2A)减小，c(HA－)增大，温度不变，Ka1不变，则＝减小，B正确；由图像，n点对应的溶液，c(H2A)＝c(HA－)，溶质主要为NaHA和H2A，pH＝1.3，则溶液中c(H＋)＝10－1.3 mol·L－1，c(OH－)＝＝10－12.7 mol·L－1，此时溶液中的OH－由水电离，水电离出的氢离子和氢氧根离子浓度相等，则水电离出的c(H＋)＝10－12.7 mol·L－1，C正确；由图中m点和n点，可分别求出Ka1(H2A)＝10－1.3，Ka2(H2A)＝10－4.3，水解常数Kh(HA－)＝＝10－12.7，Kh(A2－)＝＝10－9.7，故HA－电离程度>A2－水解程度>HA－水解程度，故等物质的量的NaHA和Na2A混合溶于水，溶液中HA－和A2－浓度不相等，故所得溶液pH不等于4.3，D错误；答案选D。 题组五　水电离曲线 9.(8分)常温下，向一定体积0.2 mol·L－1的MOH溶液中逐滴滴入0.2 mol·L－1的稀盐酸。溶液中水电离出的氢离子浓度的负对数[用pC表示，pC＝－lg c水(H＋)]与加入盐酸体积的关系如图所示。忽略溶液混合时体积变化和温度变化，已知≈1.4，下列叙述错误的是(　　) A.MOH的Kb≈5×10－7.6 B.c点溶液中水电离出的c(H＋)≈1.4×10－4.2 mol·L－1 C.b～c点间溶液中：c(MOH)＋c(M＋)>c(Cl－) D.d点溶液中：c(M＋)＝c(Cl－)＝0.1 mol·L－1 答案：D 解析：根据图像可以看出a点溶质为MOH，c点溶质是MCl，d点溶质为MCl和HCl，根据分析答题。根据a点数据 MOH　　　　　　　　　　M＋　　　　＋　　　　OH－ 0.2－1.0×10－3.8 mol/L 1.0×10－3.8 mol/L 1.0×10－3.8 mol/L Kb＝＝≈5×10－7.6，A正确；c点溶质是MCl，Kh＝＝＝＝，c(H＋)＝×10－4.2 mol·L－1≈1.4×10－4.2 mol·L－1，B正确；b～c点间溶液中溶质为MCl和MOH，因此c(MOH)＋c(M＋)>c(Cl－)，C正确；d点溶液溶质为MCl和HCl，因此c(Cl－)>c(M＋)，D错误；故选D。 10.(8分)(2021·全国甲卷)已知相同温度下，Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。某温度下，饱和溶液中－lg、－lg、与－lg的关系如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线 B.该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10－10 C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点 D.c(Ba2＋)＝10－5.1时两溶液中＝10y2－y1 答案：B 解析：BaCO3、BaSO4均为难溶物，饱和溶液中－lg[c(Ba2＋)]＋{－lg[c(SO)]}＝－lg[c(Ba2＋)×c(SO)]＝－lg[Ksp(BaSO4)]，同理可知溶液中－lg[c(Ba2＋)]＋{－lg[c(CO)]}＝－lg[Ksp(BaCO3)]，因Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3)，则－lg[Ksp(BaCO3)]＜－lg[Ksp(BaSO4)]，由此可知曲线①为－lg[c(Ba2＋)]与－lg[c(SO)]的关系，曲线②为－lg[c(Ba2＋)]与－lg[c(CO)]的关系。由题可知，曲线上的点均为饱和溶液中微粒浓度关系，由上述分析可知，曲线①为BaSO4的沉淀溶解曲线，A错误；曲线①为BaSO4溶液中－lg[c(Ba2＋)]与－lg[c(SO)]的关系，由图可知，当溶液中－lg[c(Ba2＋)]＝3时，－lg[c(SO)]＝7，则－lg[Ksp(BaSO4)]＝7＋3＝10，因此Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10，B正确；向饱和BaCO3溶液中加入适量BaCl2固体后，溶液中c(Ba2＋)增大，根据温度不变则Ksp(BaCO3)不变可知，溶液中c(CO)将减小，因此a点将沿曲线②向左上方移动，C错误；由图可知，当溶液中c(Ba2＋)＝10－5.1时，两溶液中＝＝10y1－y2，D错误；答案选B。 11.(10分)(2021·湖北卷)常温下，已知H3PO3溶液中含磷物种的浓度之和为0.1 mol·L－1，溶液中各含磷物种的pc-pOH关系如图所示。图中pc表示各含磷物种的浓度负对数(pc＝－lg c)，pOH表示OH－的浓度负对数[pOH＝－lg c(OH－)]；x、y、z三点的坐标：x(7.3，1.3)，y(10.0，3.6)，z(12.6，1.3)。下列说法正确的是(　　) A.曲线①表示pc(H3PO3)随pOH的变化 B.H3PO3的结构简式为 C.pH＝4的溶液中：c(H2PO)<0.1 mol·L－1－2c(HPO) D.H3PO3＋HPO2H2PO的平衡常数K>1.0×105 答案：D 解析：图像中含P物质只有3种，说明H3PO3为二元弱酸。随着c(OH－)逐渐增大，pOH减小，根据H3PO3＋OH－===H2PO＋H2O 、H2PO＋OH－===HPO＋H2O ，知c(H3PO3)逐渐减小，c(H2PO)先增大后减小，c(HPO)逐渐增大，pc＝－lg c，则pc(H3PO3)逐渐增大，pc(H2PO)先减小后增大，pc(HPO)逐渐减小，故曲线③表示pc(H3PO3)，曲线②表示pc(H2PO)，曲线①表示pc(HPO)；根据x点知，c(HPO)＝c(H2PO)时，pOH＝7.3，c(OH－)＝10－7.3mol/L，c(H＋)＝10－6.7mol/L，则H3PO3的Ka2＝＝c(H＋)＝10－6.7，根据z点知，c(H2PO)＝c(H3PO3)，pOH＝12.6，c(OH－)＝10－12.6mol/L，c(H＋)＝10－1.4mol/L，则H3PO3的Ka1＝＝c(H＋)＝10－1.4，曲线①表示pc(HPO)随pOH的变化，故A错误；H3PO3为二元弱酸，其结构简式为，故B错误；pH＝4即pOH＝10，由图可知，此时，pc(HPO)＝pc(H3PO3)，即c(H3PO3)＝c(HPO)，而c(H3PO3)＋c(H2PO)＋c(HPO)＝0.1 mol·L－1，故c(H2PO)＝0.1 mol·L－1－2c(HPO)，故C错误；由H3PO3H2PO＋H＋减去H2POHPO＋H＋，可得H3PO3＋HPO2H2PO，则平衡常数K＝＝＝105.3>1×105，故D正确；故答案选D。 12.(10分)(2022·辽宁卷)甘氨酸(NH2CH2COOH)是人体必需氨基酸之一，在25 ℃时，NHCH2COOH、NHCH2COO－和NH2CH2COO－的分布分数[如δ(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.NHCH2COO－＋H2ONHCH2COOH＋OH－的平衡常数K＝10－11.65 D.c2(NHCH2COO－)＜c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO－) 答案：D 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NHCH2COOH的分布分数随溶液pH的变化，曲线b表示NHCH2COO－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；NHCH2COO－＋H2ONHCH2COOH＋OH－的平衡常数K＝，25 ℃时，根据a、b曲线交点坐标(2.35，0.50)可知，pH＝2.35时，c(NHCH2COO－)＝c(NHCH2COOH)，则K＝c(OH－)＝＝10－11.65，故C正确：由C项分析可知，＝，根据b、c曲线交点坐标(9.78，0.50)分析可得电离平衡NHCH2COO－NH2CH2COO－＋H＋的电离常数为K1＝10－9.78，＝＝，则×＝×<1，即c2(NHCH2COO－)>c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO－)，故D错误；故答案选D。 学生用书↓第104页 学科网（北京）股份有限公司 $$