专题5 选择题专攻 4.中和滴定反应中“分布系数图”的分析应用-【步步高】2024年高考化学大二轮专题复习与增分策略（新高考，浙江专用）

　4.中和滴定反应中“分布系数图”的分析应用 1．CH3COOH溶液、CH3COONa溶液 CH3COOH电离： CH3COOHCH3COO－＋H＋ Ka＝＝1.8×10－5 CH3COONa水解： CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－ Kh＝ 分布系数图(δ0、δ1分别为CH3COOH、CH3COO－的分布系数)： 在分布系数图中的交叉点的含义： c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)―→c(H＋)＝Ka＝1.8×10－5―→pH＝pKa＝4.76。 2．H2C2O4溶液 T ℃时，向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中三种微粒H2C2O4、HC2O、C2O的物质的量分数(δ)与pH的关系如图所示： 回答下列问题： (1)写出H2C2O4的电离方程式及电离平衡常数表达式： ①H2C2O4H＋＋HC2O， Ka1＝； ②HC2OH＋＋C2O， Ka2＝。 (2)根据A点，得Ka1＝10－1.2，根据B点，得Ka2＝10－4.2。 (3)在pH＝2.7的溶液中，＝________。 答案　1 000 解析　＝＝＝1 000。 (4)0.1 mol·L－1的NaHC2O4溶液呈______(填“酸”“碱”或“中”)性，其离子浓度从大到小的顺序为_______________________________________________________________。 答案　酸　c(Na＋)＞c(HC2O)＞c(H＋)＞c(C2O)＞c(OH－) 解析　HC2O＋H2OH2C2O4＋OH－ Kh(HC2O)＝＝＝10－(14－1.2)≪Ka2 所以HC2O的电离程度大于其水解程度。 (注：也可以根据图像观察) 3．H3PO4溶液 25 ℃时，向某浓度的H3PO4溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中四种微粒H3PO4、H2PO、HPO、PO的物质的量分数(δ)与pH的关系如图所示： 回答下列问题： (1)δ0、δ1、δ2、δ3分别代表的微粒是_______________________、______________、______________、________________________________。 (2)写出pH由1到14依次发生反应的离子方程式：_____________、_________________、 ___________________________。 (3)Ka1＝____________，Ka2＝____________，Ka3＝______________。 (4)常温下，试判断①0.1 mol·L－1NaH2PO4溶液；②0.1 mol·L－1Na2HPO4溶液的酸碱性。 ①________；②________。 答案　(1)H3PO4　H2PO　HPO　PO (2)H3PO4＋OH－===H2PO＋H2O H2PO＋OH－===HPO＋H2O HPO＋OH－===PO＋H2O (3)10－2　10－7.1　10－12.2　(4)①酸性　②碱性 解析　(4)①Kh(H2PO)＝＝＝10－12＜10－7.1，溶液呈酸性。②Kh(HPO)＝＝＝10－6.9＞10－12.2，溶液呈碱性。 1．(2023·湖北，14)H2L为某邻苯二酚类配体，其pKa1＝7.46，pKa2＝12.4。常温下构建Fe(Ⅲ)­H2L溶液体系，其中c0(Fe3＋)＝2.0×10－4 mol·L－1，c0(H2L)＝5.0×10－3 mol·L－1。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示，分布系数δ(x)＝，已知lg 2 ≈0.30，lg 3≈0.48。下列说法正确的是(　　) A．当pH＝1时，体系中c(H2L)>c([FeL]＋)>c(OH－)>c(HL－) B．pH在9.5～10.5之间，含L的物种主要为L2－ C．L2－＋[FeL]＋[FeL2]－的平衡常数的lg K约为14 D．当pH＝10时，参与配位的c(L2－)≈1.0×10－3 mol·L－1 答案　C 解析　由图可知，pH＝1，即c(H＋)＝0.1 mol·L－1时c([FeL]＋)＝1.0×10－4 mol·L－1，又c0(H2L)＝5.0×10－3 mol·L－1，根据Fe3＋＋H2L[FeL]＋＋2H＋知，此时c(H2L)＝(5.0－0.1)×10－3 mol·L－1＝4.9×10－3 mol·L－1，结合Ka1＝＝10－7.46知，此时c(HL－)＝10－7.46×4.9×10－3×10 mol·L－1＝4.9×10－9.46 mol·L－1，又pH＝1时，c(OH－)＝10－13 mol·L－1，故A错误；pH在9.5～10.5之间时c([FeL3]3－)＝c([FeL2(OH)]2－)＝10－4 mol·L－1，其中两种离子共含c(L2－)＝3×10－4 mol·L－1＋2×10－4 mol·L－1＝5×10－4 mol·L－1，当pH＝10时，c(H＋)＝10－10 mol·L－1，根据Ka1＝＝＝10－7.46，c(HL－)＝102.54c(H2L)，即c(HL－)>c(H2L)，由Ka2＝＝10－12.4，得c(HL－)＝102.4c(L2－)，即c(HL－)>c(L2－)，B、D错误；该反应的平衡常数K＝，由题图知，当c([FeL2]－)＝c([FeL]＋)时，pH＝4，由Ka1·Ka2＝10－19.86＝，得①式：10－19.86×c(H2L)＝10－8c(L2－)，此时c(H2L)＝5.0×10－3 mol·L－1－3×10－4 mol·L－1＝4.7×10－3 mol·L－1，代入①式，c(L2－)＝ mol·L－1＝4.7×10－14.86 mol·L－1，则K＝≈2×1013.86，故lg K＝13.86＋lg 2≈14，C正确。 2．(2022·湖北，15)如图是亚砷酸As(OH)3和酒石酸(H2T，lg Ka1＝－3.04，lg Ka2＝－4.37)混合体系中部分物种的c－pH图(浓度：总As为5.0×10－4 mol·L－1，总T为1.0×10－3mol·L－1)。下列说法错误的是(　　) A．As(OH)3的lg Ka1为－9.1 B．[As(OH)2T]－的酸性比As(OH)3的强 C．pH＝3.1时，As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]－的高 D．pH＝7.0时，溶液中浓度最高的物种为As(OH)3 答案　D 解析　As(OH)3[As(OH)2O]－＋H＋，Ka1＝，当pH＝9.1时，c＝c[As(OH)3]，Ka1＝10－9.1，As(OH)3的lg Ka1为－9.1，A正确；[As(OH)2T]－[AsO(OH)T]2－＋H＋，Ka＝，当pH＝4.6时，c＝c，Ka＝10－4.6，而由A选项计算得As(OH)3的Ka1＝10－9.1，即Ka > Ka1，所以[As(OH)2T]－的酸性比As(OH)3的强，B正确；由图可知As(OH)3的浓度为左坐标，浓度的数量级为10－3，[As(OH)2T]－的浓度为右坐标，浓度的数量级为10－6，所以pH＝3.1时，As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]－的高，C正确；由已知条件，酒石酸(H2T，lg Ka1＝－3.04，lg Ka2＝－4.37)，As(OH)3的lg Ka1为－9.1，即酒石酸的第一步电离常数远大于亚砷酸的第一步电离常数，所以酒石酸的酸性远强于As(OH)3，另外总As的浓度也小于总T的浓度，所以当pH＝7.0时，溶液中浓度最高的物种不是As(OH)3，D错误。 3．(2022·辽宁，15)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－＋H2ONHCH2COOH＋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，所以甘氨酸既有酸性又有碱性，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－＋H2ONHCH2COOH＋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＝＝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K＝10－9.78，＝＝，则×＝×<1，即c2(NHCH2COO－)>c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO－)，故D错误。 4．(2021·山东，15改编)赖氨酸[H3N＋(CH2)4CH(NH2)COO－，用HR表示]是人体必需氨基酸，其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡：H3R2＋H2R＋HRR－。向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液，溶液中H3R2＋、H2R＋、HR和R－的分布系数δ(X)随pH变化如图所示。已知δ(X)＝，下列表述正确的是(　　) A.> B．M点，c(Cl－) ＋c(OH－)＋c(R－)＝2c(H2R＋)＋c(Na＋)＋c(H＋) C．O点，pH＝ D．P点，c(Na＋)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋) 答案　D 解析　M点c(H3R2＋)＝c(H2R＋)，由此可知K1≈10－2.2，同理K2≈10－9.1，K3≈10－10.8，＝＝10－6.9，＝＝10－1.7，因此<，故A错误；M点存在电荷守恒：c(R－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝2c(H3R2＋)＋c(H2R＋)＋c(H＋)＋c(Na＋)，此时c(H3R2＋)＝c(H2R＋)，因此c(R－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝3c(H2R＋)＋c(H＋)＋c(Na＋)，故B错误；O点c(H2R＋)＝c(R－)，因此＝1，即＝＝1，因此c(H＋)＝，溶液pH＝－lg c(H＋)＝，故C错误；P点溶质为NaCl、HR、NaR，此时溶液呈碱性，因此c(OH－)>c(H＋)，溶质浓度大于水解和电离所产生的微粒浓度，因此c(Na＋)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)，故D正确。 1．室温下，某二元碱X(OH)2水溶液中相关组分的物质的量分数随溶液pH变化的曲线如图所示，下列说法正确的是(　　) A．Kb2的数量级为10－6 B．X(OH)NO3水溶液显酸性 C．等物质的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液中c[X(OH)＋]＝c(X2＋) D．在X(OH)NO3水溶液中，c[X(OH)2]＋c(OH－)＝c(X2＋)＋c(H＋) 答案　D 解析　A项，根据图像，溶液中c[X(OH)＋]＝c(X2＋)时，室温下，溶液pH＝6.2，则溶液中c(OH－)＝＝ mol·L－1＝10－7.8 mol·L－1，Kb2＝＝10－7.8，数量级为10－8，故A错误；X(OH)＋的电离平衡常数为Kb2＝10－7.8，根据图像，溶液中c[X(OH)2]＝c[X(OH)＋]时，溶液的pH＝9.2，则溶液中c(OH－)＝＝mol·L－1＝10－4.8mol·L－1，Kb1＝10－4.8，则X(OH)＋的水解平衡常数为Kh＝＝10－9.2，则X(OH)＋的电离程度大于其水解程度，溶液显碱性，故B错误；等物质的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液，X2＋的水解平衡常数为Kh＝＝10－6.2，X2＋的水解程度大于X(OH)＋的电离程度，则溶液中c(X2＋)<c[X(OH)＋]，故C错误；在X(OH)NO3水溶液中，根据质子守恒可得c[X(OH)2]＋c(OH－)＝c(X2＋)＋c(H＋)，故D正确。 2．(2023·杭州市第二学期高三教学质量检测)亚砷酸(H3AsO3)可用于治疗白血病。亚砷酸在溶液中存在多种微粒形态，各种微粒的物质的量分数与溶液 pH的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．人体血液的 pH为7.35～7.45，给药后人体所含砷元素微粒主要是H3AsO3 B．NaH2AsO3可发生电离和水解，溶液显碱性 C．当溶液的pH＝11 时，3c(AsO)＋2c(HAsO)＋c(H2AsO)＋c(OH－)＝c(H＋) D．用δ表示微粒的物质的量分数，pH＝13时δ(AsO)＋δ(HAsO)＋δ(H2AsO)≈1 答案　C 解析　由图可知pH在7.35～7.45之间时，砷元素微粒主要是H3AsO3，A正确；当溶液的pH在11～13时，H2AsO的物质的量分数减小，HAsO的物质的量分数增大，说明H2AsO可电离为HAsO，由于溶液显碱性，说明H2AsO可水解，B正确；当溶液的pH＝11时，溶液显碱性，c(OH－)>c(H＋)，则3c(AsO)＋2c(HAsO)＋c(H2AsO)＋c(OH－)>c(H＋)，C错误；pH＝13时，溶液中砷元素微粒主要是AsO、HAsO和H2AsO，则δ(AsO)＋δ(HAsO)＋δ(H2AsO)≈1，D正确。 3．(2023·宁波十校高三下学期3月联考)某温度下，向一定体积的0.2 mol·L－1H2CrO4溶液中逐渐加入KOH固体(溶液体积保持不变)，各种含铬元素微粒及OH－的浓度随pH的变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．该温度下的Kw＝10－13 B．溶液中存在平衡Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋，该温度下此反应的K＝10－13.2 C．KHCrO4溶液呈碱性 D．E点溶液中存在c(K＋)<2c(Cr2O)＋3c(CrO) 答案　D 解析　由图可知，随着pH增大，H2CrO4的量减小、Cr2O和HCrO的量先增大后减小、CrO一直增大。由G点可知，c(H＋)＝10－13 mol·L－1、c(OH－)＝0.1 mol·L－1，则Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－13×0.1＝10－14，A错误；由F点可知，c(Cr2O)＝c(CrO)＝0.051 mol·L－1、c(H＋)＝10－6.6 mol·L－1，则该温度下此反应的K＝＝5.1×10－15.2，B错误；根据B点数据，通过计算H2CrO4的Ka1＝10－0.74，则Kh(HCrO)＝＝10－13.26，由E点可知，c(HCrO)＝c(CrO)＝0.041 mol·L－1、c(H＋)＝10－6.5 mol·L－1，则该温度下Ka2(H2CrO4)＝＝10－6.5，则Ka2>Kh(HCrO)，即HCrO的电离程度大于其水解程度，故KHCrO4溶液显酸性，C错误；根据电荷守恒可知，c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCrO)＋2c(CrO)＋2c(Cr2O)，由E点可知，c(HCrO)＝c(CrO)、c(H＋)＝10－6.5 mol·L－1>c(OH－)，则c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋3c(CrO)＋2c(Cr2O)，c(K＋)<2c(Cr2O)＋3c(CrO)，D正确。 4．25 ℃时，向0.1 mol·L－1的NH4HCO3溶液(pH＝7.8)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δ[如：δ(HCO)＝]与pH关系如图。下列说法正确的是(　　) A．NH4HCO3溶液中存在：c(OH－)＋c(NH3·H2O)＋c(CO)＝c(H2CO3)＋c(H＋) B．曲线M表示NH3·H2O的分布分数随pH变化 C．H2CO3的Ka2＝10－8.3 D．该体系中c(NH)＝ 答案　A 解析　根据题意结合题图可知，图像中左侧的曲线分别是H2CO3、HCO、CO的分布分数；右侧为NH3·H2O、NH的分布分数，其中M为NH的分布分数，B错误；由质子守恒可知NH4HCO3溶液中存在c(OH－)＋c(NH3·H2O)＋c(CO)＝c(H2CO3)＋c(H＋)，A正确；Ka1＝，图中pH＝6.3时c(H2CO3)＝c(HCO)，Ka1＝10－6.3；Ka1·Ka2＝×＝，图中pH＝8.3时c(CO)＝c(H2CO3)，Ka1·Ka2＝c2(H＋)，即(10－8.3)2＝10－6.3×Ka2，Ka2＝10－10.3，C错误；NH3·H2ONH＋OH－，Kb＝，图中pH＝9.3时c(NH)＝c(NH3·H2O)，则Kb＝10－4.7；由氮元素守恒可知c(NH)＋c(NH3·H2O)＝0.1 mol·L－1，故Kb＝＝＝10－4.7，c(NH)＝，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$