内容正文:
专题09 水溶液中的离子平衡
考点
五年考情(2021-2025)
命题趋势
水溶液中的离子平衡
(5年5考)
2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷;2024·黑龙江、吉林、辽宁卷;2023·辽宁卷;2022·辽宁卷;2021·辽宁卷;
水溶液中的离子平衡是高考选择题必考的题型,内容涉及弱电解质的电离平衡,水的电离和溶液的酸碱性,酸碱中和滴定,盐类水解,难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡。主要考查点有电离平衡、水的电离、盐类水解、沉淀溶解平衡的图像分析,电荷守恒、物料守恒、质子守恒三大守恒的实质并应用于粒子浓度大小的比较等。题目难度比较大,是选择题的压轴题。
1.(2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷)室温下,将置于溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,和的平衡常数分别为和:的水解常数。下列说法错误的是
A.Ⅲ为的变化曲线 B.D点:
C. D.C点:
2.(2024·黑龙江、吉林、辽宁卷)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,,。
pAg=-lg[c(Ag+)/(mol·L-1)]
pX=-lg[c(Xn-)/(mol·L-1)](X代表Cl-、Br-或CrO)
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
3.(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.
4.(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.
5.(2021·辽宁卷)用盐酸滴定溶液,溶液中、、的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是【如分布分数:】
A.的为 B.c点:
C.第一次突变,可选酚酞作指示剂 D.
1.(2025·辽宁省协作体·二模)室温下,向均为的混合溶液中持续通入气体,始终保持饱和(的物质的量浓度为),通过调节使分别沉淀,溶液中与的关系如图所示。其中,c表示和的物质的量浓度的数值,。下列说法错误的是
A.②代表与的关系曲线
B.溶解度:
C.逐渐增大时,优先析出的沉淀是
D.的平衡常数
2.(2025·辽宁省抚顺市·二模)25℃时,用同一NaOH溶液分别滴定一元酸HA溶液和CuSO4溶液,pM[p表示负对数,M表示、]与溶液pH的变化关系如图所示。已知:CuA2易溶于水,一般认为反应的平衡常数K>105时反应进行完全。下列说法错误的是
A.线①代表滴定CuSO4溶液时pM与溶液pH的变化关系
B.HA为一元弱酸,25℃时其Ka的数量级为10-8
C.滴定HA溶液至x点时,溶液中
D.滴定CuSO4溶液至x点时,改为滴加HA溶液,沉淀可完全溶解
3.(2025·辽宁省部分学校·三模)一定温度下在不同pH的溶液中存在形式不同。图甲中的两条曲线分别为,的沉淀溶解平衡曲线,图乙为溶液中含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。若初始时,下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ为沉淀溶解平衡曲线
B.的的数量级为
C.、时,发生反应
D.、时,平衡后溶液中存在
4.(2025·辽宁省部分重点中学协作体·二模)常温常压下,先将缓慢通入饱和食盐水中至饱和,再向所得溶液中缓慢通入(忽略气体的挥发),测得溶液中水电离的随通入气体(或)体积变化的曲线如图所示[已知:显碱性]。下列叙述正确的是
A.由a点到b点的过程中,溶液中减小
B.c点pH=7
C.d点时水电离程度最大,溶液溶质为
D.b至e点的总反应为
5.(2025·辽宁省抚顺市六校协作体·三模)常温下,分别向体积和pH均相等的NaA和NaB溶液中通入HCl气体,溶液中或随pH的变化关系如图所示,已知酸性:HA>HB。下列说法错误的是
A.曲线Ⅱ表示随溶液pH的变化情况
B.pH=7时,通入HCl的NaB溶液中存在:
C.未通入HCl时,两溶液中
D.M点对应的纵坐标为-1.8
6.(2025·辽宁省沈阳市·三模)配合反应的平衡常数用配合物稳定常数表示,与乙二胺在水溶液中存在如下平衡(是的逐级稳定常数):。向硫酸镉溶液中缓慢加入乙二胺,实验测得各含镉微粒的分布分数随溶液中游离乙二胺浓度的变化关系如下图所示。下列说法中错误的是
A.曲线d表示
B.的平衡常数
C.时,
D.M点时,
7.(2025·辽宁省名校联盟·三模)常温下,溶液中含N(虚线)或含S(实线)微粒的分布分数(平衡时某种微粒的浓度占含该元素的各种微粒浓度之和的分数)与的关系如图所示(用盐酸或NaOH溶液调pH,不考虑和的逸出)。
下列说法正确的是
A.a曲线表示
B.常温下,
C.时,存在:
D.用氨水滴定溶液时,应选择甲基橙作指示剂
8.(2025·东北三省四市教研联合体·一模)HA和H2B分别为一元酸和二元酸,M2+不发生水解。常温条件下,现有含MA2(s)的MA2饱和溶液和含MB(s)的MB饱和溶液。两份溶液中及含A粒子的分布系数δ [如]随pH的变化关系如下图所示。下列说法正确的是
A.曲线②是MA2饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线
B.
C.的平衡常数约为10-9
D.pH=4时,MB饱和溶液中存在
9.(2025·吉林省·二模)常温下,浓度均为的和两种溶液中,分布系数与的变化关系如图所示。[如:]
下列叙述错误的是
A.酸性强弱:
B.若,则a点对应的溶液中有
C.的电离常数
D.时,
10.(2025·东北三省三校(哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)·一模)菠萝中含有一种难溶于水的草酸钙针晶,这是菠萝“扎嘴”的原因之一。常温下,草酸钙在不同下,体系中与关系如下图所示(M代表),已知。下列有关说法正确的是
A.①表示的浓度变化
B.A点时,溶液
C.将等浓度的草酸溶液和澄清石灰水按体积比混合,可得到B点溶液
D.时,曲线④呈下降趋势的原因是生成了沉淀
11.(2025·黑龙江省哈尔滨市第九中·二模)常温下,一元有机弱酸、、的三种溶液中,分布系数δ与pH的关系如图所示,下列说法正确的是
已知:①一元弱酸分布分数可表示为;
②杂化轨道中s成分越多,C的电负性越大。
A.曲线代表微粒的分布系数随pH变化关系
B.浓度均为的和的混合溶液的
C.若酸的初始浓度,则a点大于c点
D.若酸的初始浓度,则d点对应的溶液中有
12.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·三模)常温下,向二元酸溶液中滴入等浓度的NaOH溶液,混合A物种的分布系数[(某含A物质)]随滴加NaOH溶液体积的变化关系如下图所示。已知的电离平衡常数为,。下列说法错误的是
A.M点与N点溶液中相等 B.N点溶液中
C.Q点溶液pH为8 D.
13.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·二模)利用平衡移动原理,分析常温下在不同的体系中的可能产物。已知: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;图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:起始体系中;不同下由图1得到]。下列说法正确的是
A.点时,溶液中存在
B.时,碳酸钾溶液体系中存在:
C.初始状态、,平衡后存在
D.沉淀制备时,选用溶液比溶液效果好
14.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·二模)常温下,向的稀氨水中通入氯化氢气体(忽略溶液体积变化及溶液中的存在),溶液中lg随的变化如图所示。已知:。则下列说法正确的是
A.A点:
B.B点:且y约等于5.15
C.点:
D.水的电离程度
15.(2025·黑龙江省九师联盟·二模)25℃时,浓度相等的和的混合溶液中含碳粒子分布系数与关系如图所示。已知:,的酸性比的强。下列说法正确的是
A.代表与关系 B.的的数量级为
C.的溶液约为2.1 D.点溶液中:
16.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·一模)常温下,向某浓度溶液中缓慢加入NaOH(s),保持溶液体积和温度不变,测得pH与、、变化如图所示。下列说法错误的是
A.a到b的滴定过程中水的电离程度逐渐增大
B.常温下,电离平衡常数为
C.a点溶液中,存在
D.在NaHA溶液中,存在
17.(2025·内蒙古乌兰察布市·二模)缓冲溶液指的是由弱酸及其盐或弱碱及其盐组成的混合溶液,能在一定程度上减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响,而保持溶液的相对稳定。常温下,由(简写为)及其钠盐(简写为)组成缓冲溶液,从溶液中,调节溶液的,测得含碳元素粒子浓度与的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.代表与的关系
B.常温下,点时混合液缓冲能力最强
C.浓度均为的HA和NaA溶液等体积混合,混合液为3.83
D.常温下,当,则混合液为4.83
18.(2025·内蒙古包头市·二模)甘氨酸是人体必需氨基酸之一,在晶体和水溶液中主要以偶极离子 的形式存在。其在水溶液中存在如下平衡:
当调节溶液的 使甘氨酸所带正负电荷正好相等时,此时溶液的 即为甘氨酸的等电点,已知甘氨酸的等电点为 5.97。在 时,向一定浓度的甘氨酸盐酸盐溶液中滴加 溶液,实验测得 、和 的分布分数与溶液 关系如图。下列说法错误的是
A.曲线 代表
B.等电点时,的数量关系是
C.的平衡常数
D.时,溶液中存在
19.(2025·内蒙古呼和浩特市·二模)某元素M的氢氧化物在水中的溶解反应为:,。25℃时,与的关系如图所示,为或浓度的值。下列说法错误的是
A.曲线②代表与的关系
B.的约为
C.向的溶液中加入溶液至,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的盐酸后,体系中元素M主要以存在
20.(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)马来酸和富马酸是互为同分异构体的二元弱酸,在催化剂作用下的相互转化可表示为 (无催化剂不考虑转化)。常温下,催化剂存在时,调节溶液的(催化剂自身对无影响),、、的平衡分布系数变化如图。例如的分布系数为。下列说法错误的是
A.
B.无催化剂存在时,溶液显酸性
C.常温下,有催化剂存在时,任意下、都为定值
D.常温下,有催化剂存在且时,
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专题09 水溶液中的离子平衡
考点
五年考情(2021-2025)
命题趋势
水溶液中的离子平衡
(5年5考)
2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷;2024·黑龙江、吉林、辽宁卷;2023·辽宁卷;2022·辽宁卷;2021·辽宁卷;
水溶液中的离子平衡是高考选择题必考的题型,内容涉及弱电解质的电离平衡,水的电离和溶液的酸碱性,酸碱中和滴定,盐类水解,难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡。主要考查点有电离平衡、水的电离、盐类水解、沉淀溶解平衡的图像分析,电荷守恒、物料守恒、质子守恒三大守恒的实质并应用于粒子浓度大小的比较等。题目难度比较大,是选择题的压轴题。
1.(2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷)室温下,将置于溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,和的平衡常数分别为和:的水解常数。下列说法错误的是
A.Ⅲ为的变化曲线 B.D点:
C. D.C点:
【答案】B
【分析】pH越小,酸性越强,Ag+浓度越大,氨气浓度越小,所以Ⅲ代表,Ⅱ代表,Ⅳ代表NH3,Ⅰ代表Ag+,据此解答。
【详解】A.根据以上分析可知Ⅲ为的变化曲线,A正确;
B.硝酸铵为强酸弱碱盐,其溶液pH<7,图像pH增大至碱性,则外加了物质,又整个过程保持溶液体积和N元素总物质的量不变,则所加物质不是氨水,若不外加物质,则溶液中存在电荷守恒:,物料守恒:,,,但外加了碱,设为NaOH,则c(Na+)+,,B错误;
C.根据图像可知D点时和Ag+浓度相等,此时氨气浓度是10-3.24,根据可知,C正确;
D.C点时和Ag+浓度相等,B点时和浓度相等,所以反应的的平衡常数为103.8,因此K2=,C点时和Ag+浓度相等,所以,D正确;
答案选B。
2.(2024·黑龙江、吉林、辽宁卷)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,,。
pAg=-lg[c(Ag+)/(mol·L-1)]
pX=-lg[c(Xn-)/(mol·L-1)](X代表Cl-、Br-或CrO)
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-恰好沉淀完全时可以得到的饱和溶液,,则,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。
3.(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。
【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。
4.(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
【详解】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(9.78,0.50)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。
5.(2021·辽宁卷)用盐酸滴定溶液,溶液中、、的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是【如分布分数:】
A.的为 B.c点:
C.第一次突变,可选酚酞作指示剂 D.
【答案】C
【分析】用盐酸滴定溶液,pH较大时的分布分数最大,随着pH的减小,的分布分数逐渐减小,的分布分数逐渐增大,恰好生成之后,的分布分数逐渐减小,的分布分数逐渐增大,表示、、的分布分数的曲线如图所示,,据此分析选择。
【详解】A.的,根据上图交点1计算可知=10-6.38,A错误;
B.根据图象可知c点中,B错误;
C.根据图象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;
D.根据图象e点可知,当加入盐酸40mL时,全部生成,根据计算可知,D错误;
答案为:C。
1.(2025·辽宁省协作体·二模)室温下,向均为的混合溶液中持续通入气体,始终保持饱和(的物质的量浓度为),通过调节使分别沉淀,溶液中与的关系如图所示。其中,c表示和的物质的量浓度的数值,。下列说法错误的是
A.②代表与的关系曲线
B.溶解度:
C.逐渐增大时,优先析出的沉淀是
D.的平衡常数
【答案】D
【分析】依据纵坐标即为,室温下,根据点(5.8,8.2)可推知②代表,pH越大,硫离子浓度越大,所以①代表;从均为可知③④代表金属离子;根据②与④的交点坐标(5.8,8.2)可知此时pH=5.8,则,同时根据,则④代表,③代表。
【详解】A.由分析知,②代表−lgc(OH−)与pH的关系曲线,A不符合题意;
B.根据分析曲线④代表Al3+,曲线②与曲线④的交点坐标(5.8,8.2),可知此时pH=5.8,则c(OH-)= c(Al3+)=10-8.2mol/L,,氢氧化铝的饱和溶液中铝离子浓度为mol/L,,饱和氢氧化锌溶液中锌离子浓度为mol/L,则溶解度:Al(OH)3 <Zn(OH)2,B不符合题意;
C.根据①和③交点(5.6,10.8)可知,, 硫化锌的饱和溶液中锌离子浓度为10-10.8mol/L,,饱和氢氧化锌溶液中锌离子浓度为mol/L,则ZnS更容易生成,则随pH逐渐增大时,溶液中优先析出的沉淀为,C不符合题意;
D.可利用坐标(5.6,10.8)来计算,则,的平衡常数,D符合题意;
故选D。
2.(2025·辽宁省抚顺市·二模)25℃时,用同一NaOH溶液分别滴定一元酸HA溶液和CuSO4溶液,pM[p表示负对数,M表示、]与溶液pH的变化关系如图所示。已知:CuA2易溶于水,一般认为反应的平衡常数K>105时反应进行完全。下列说法错误的是
A.线①代表滴定CuSO4溶液时pM与溶液pH的变化关系
B.HA为一元弱酸,25℃时其Ka的数量级为10-8
C.滴定HA溶液至x点时,溶液中
D.滴定CuSO4溶液至x点时,改为滴加HA溶液,沉淀可完全溶解
【答案】D
【详解】A.氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,随着NaOH溶液的滴加,pH增大,故c(Cu2+)逐渐减小,-lgc(Cu2+)变大,所以曲线①代表滴定CuSO4溶液时pM与溶液pH的变化关系,曲线②代表滴定一元酸HA溶液时pM与pH的变化关系,A正确;
B.由A项分析可知,从线②与横坐标轴的交点时c(H+)=10-7.4mol⋅L-1,=1时,Ka==c(H+)= 10-7.4,则HA为一元弱酸,25℃时其Ka的数量级为10-8,B正确;
C.x点溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),所以c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),再根据x点的pM>0,即c(A-)<c(HA),可得c(HA)>c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),C正确;
D.若发生反应Cu(OH)2(s)+2HA(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l)+2A-(aq),则该反应的K====,根据线①与横坐标轴的交点可知pM=0,即c(Cu2+)=1.0mol⋅L-1时,c(OH-)==10-9.8mol/L,所以Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)c2(OH-)=10-19.6,K=10-19.6×=10-6.4<105,故沉淀不能完全溶解,D错误;
故答案为:D。
3.(2025·辽宁省部分学校·三模)一定温度下在不同pH的溶液中存在形式不同。图甲中的两条曲线分别为,的沉淀溶解平衡曲线,图乙为溶液中含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。若初始时,下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ为沉淀溶解平衡曲线
B.的的数量级为
C.、时,发生反应
D.、时,平衡后溶液中存在
【答案】C
【详解】A.相同温度下,的溶解度小于,故当pH=12时碳酸镁对应的镁离子浓度大于对应的镁离子浓度,故曲线I为为沉淀溶解平衡曲线,A错误;
B.当pH=6.5时, ,的,其数量级为10-7,B错误;
C.pH=8时溶液中主要含碳离子为碳酸氢根,pM=1即镁离子浓度为0.1mol/L,该点碳酸镁曲线在氢氧化镁曲线下方,生成碳酸镁较多,故发生反应:,C正确;
D.pH=9、pM=2时,该点位于曲线II上方,会生成碳酸镁沉淀,故溶液中,D错误;
故选C。
4.(2025·辽宁省部分重点中学协作体·二模)常温常压下,先将缓慢通入饱和食盐水中至饱和,再向所得溶液中缓慢通入(忽略气体的挥发),测得溶液中水电离的随通入气体(或)体积变化的曲线如图所示[已知:显碱性]。下列叙述正确的是
A.由a点到b点的过程中,溶液中减小
B.c点pH=7
C.d点时水电离程度最大,溶液溶质为
D.b至e点的总反应为
【答案】A
【分析】结合题干和图像可知:从反应开始到b点随V增大而减小,水的电离被抑制,为通入的过程;从b点到e点为通入气体的过程,整个过程为侯氏制碱法的原理,根据电离平衡常数,结合盐的水解规律及反应原理分析解答。
【详解】A.由的电离平衡常数可知:,随着的通入,溶液碱性增强,增大,而不变,则减小,A正确;
B.由图可知:b点开始水的电离程度不断增大,d点水的电离程度达到最大值,说明在由b点到d点过程中与通入的反应产生,溶液一直呈碱性,c点处于b点与d点之间,则c点溶液呈碱性,,B错误;
C.d点时水电离程度最大,在饱和食盐水中的与通入的反应产生,所以此时溶液溶质为和NaCl,C错误;
D.根据水的电离程度可知:起始至b点为通入的过程,b点到e点为通入气体的过程,则b点到e点过程为侯氏制碱法的原理,所以b至e点的总反应化学方程式为:,D错误;
故答案为:A。
5.(2025·辽宁省抚顺市六校协作体·三模)常温下,分别向体积和pH均相等的NaA和NaB溶液中通入HCl气体,溶液中或随pH的变化关系如图所示,已知酸性:HA>HB。下列说法错误的是
A.曲线Ⅱ表示随溶液pH的变化情况
B.pH=7时,通入HCl的NaB溶液中存在:
C.未通入HCl时,两溶液中
D.M点对应的纵坐标为-1.8
【答案】C
【详解】A.由图中曲线Ⅰ、Ⅱ可分别计算出对应的酸的电离平衡常数,、,已知酸性HA>HB,故曲线Ⅱ表示随溶液pH的变化情况,A项正确;
B.pH=7时,根据电荷守恒可知,通入HCl的NaB溶液中存在,因为,故,B项正确;
C.越弱越水解,未通入HCl时,两溶液的pH相等,故,NaA溶液中存在,NaB溶液中存在,NaA溶液中的大于NaB溶液中的,故,C项错误;
D.由A项分析得出,M点时将代入,可得,,D项正确;
故选C。
6.(2025·辽宁省沈阳市·三模)配合反应的平衡常数用配合物稳定常数表示,与乙二胺在水溶液中存在如下平衡(是的逐级稳定常数):。向硫酸镉溶液中缓慢加入乙二胺,实验测得各含镉微粒的分布分数随溶液中游离乙二胺浓度的变化关系如下图所示。下列说法中错误的是
A.曲线d表示
B.的平衡常数
C.时,
D.M点时,
【答案】D
【详解】A.随着乙二胺浓度增大,含铬微粒由逐渐生成,a、b、c、d曲线分别对应、、、,A正确;
B.;;;三式相加可得:,则,B正确;
C.即时,由图可知,C正确;
D.M点是曲线b和d的交点,,则,即,D错误;
故选D。
7.(2025·辽宁省名校联盟·三模)常温下,溶液中含N(虚线)或含S(实线)微粒的分布分数(平衡时某种微粒的浓度占含该元素的各种微粒浓度之和的分数)与的关系如图所示(用盐酸或NaOH溶液调pH,不考虑和的逸出)。
下列说法正确的是
A.a曲线表示
B.常温下,
C.时,存在:
D.用氨水滴定溶液时,应选择甲基橙作指示剂
【答案】C
【分析】随着pOH增大,碱性减弱,酸性增强,a、b、c曲线分别表示,d、e分别表示和。
【详解】A.根据分析可知,a曲线分别表示S2-的分布系数与pOH的关系,A项错误;
B.常温下,,,,因此,B项错误;
C.由物料守恒知:,即时,,故,C项正确;
D.用氨水滴定溶液时,反应终点溶质为,溶液显碱性,不能选择甲基橙作指示剂,D项错误;
答案选C。
8.(2025·东北三省四市教研联合体·一模)HA和H2B分别为一元酸和二元酸,M2+不发生水解。常温条件下,现有含MA2(s)的MA2饱和溶液和含MB(s)的MB饱和溶液。两份溶液中及含A粒子的分布系数δ [如]随pH的变化关系如下图所示。下列说法正确的是
A.曲线②是MA2饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线
B.
C.的平衡常数约为10-9
D.pH=4时,MB饱和溶液中存在
【答案】A
【分析】含MA2(s)的MA2饱和溶液中存在如下平衡:MA2(s)M2++2A-、A-+H2OHA+OH-,往饱和溶液中加酸,不断减小溶液的pH,则两平衡都发生正向移动,HA的分布系数δ不断增大,A-的分布系数δ不断减小,M2+浓度不断增大,pc(M2+)不断减小,所以曲线②表示MA2中pc(M2+)随pH变化曲线,曲线③表示HA的分配系数随pH变化曲线,曲线④表示A-的分配系数随pH变化曲线,曲线①表示MB饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线。
【详解】A.由分析可知,曲线②是MA2饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线,A正确;
B.从图中可以看出,MB饱和溶液中,pc(M2+)=10-5mol/L,由于c(M2+)不随pH发生变化,则H2B为二元强酸,c(B2-)=10-5mol/L,所以Ksp(MB)=c(M2+)∙ c(B2-)=10-10,B不正确;
C.在曲线③④的交叉点,pH=3,c(HA)=c(A-),的平衡常数为=10-11,C不正确;
D.MB为强碱强酸盐,溶液中不存在HB-,D不正确;
故选A。
9.(2025·吉林省·二模)常温下,浓度均为的和两种溶液中,分布系数与的变化关系如图所示。[如:]
下列叙述错误的是
A.酸性强弱:
B.若,则a点对应的溶液中有
C.的电离常数
D.时,
【答案】B
【分析】随着pH增大,CH2ClCOOH、CHCl2COOH浓度减小,CH2ClCOO-、CHCl2COO-浓度增大,-Cl为吸电子基团,CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH,即Ka(CHCl2COOH)>Ka(CH2ClCOOH),(酸分子)=(酸根离子)=0.5时pH分别约为1.3和等于2.8,故两种酸的电离平衡常数分别为Ka(CHCl2COOH)10-1.3,Ka(CH2ClCOOH)=10-2.8,由此分析解题;
【详解】A.-Cl为吸电子基团,吸电子基团越多O-H键极性越大,越易断裂,故CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH,A正确;
B.根据Ka(CHCl2COOH)=,若溶质只有CHCl2COOH,则c(CHCl2COO-)=c(H+)==10-1.15mol/L,小于a点对应溶液pH=1时氢离子浓度为10-1mol/L,说明此时溶液中加入了酸性更强的酸,对应还有其他酸根,根据电荷守恒,c(H+)<c(CHCl2COO−)+c(OH−),B错误;
C.由分析可知,Ka(CH2ClCOOH)=10-2.8,C正确;
D.由图中交点坐标,pH=2.08时,(CHCl2COOH)=(CH2ClCOO-)=0.15,故α(CHCl2COOH)=85%,α(CH2ClCOOH)=15%,D正确;
故本题选B。
10.(2025·东北三省三校(哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)·一模)菠萝中含有一种难溶于水的草酸钙针晶,这是菠萝“扎嘴”的原因之一。常温下,草酸钙在不同下,体系中与关系如下图所示(M代表),已知。下列有关说法正确的是
A.①表示的浓度变化
B.A点时,溶液
C.将等浓度的草酸溶液和澄清石灰水按体积比混合,可得到B点溶液
D.时,曲线④呈下降趋势的原因是生成了沉淀
【答案】B
合模拟考试化学试题
【分析】CaC2O4为强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,体系中存在一系列平衡:、、,随着pH增大,水解平衡被抑制,H2C2O4浓度减小,浓度会减小的更慢,浓度增大,由于增大则Ca2+减小,则曲线①表示、②表示H2C2O4、③表示、④表示Ca2+,结合H2C2O4的Ka2=,Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)•c2(OH-)计算判断,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,①表示、④表示Ca2+,A错误;
B.由图像可知A点时溶液中,溶液中存在电荷守恒: , ,A点时pH < 7, ,则,B正确;
C.由图像可知B点时溶液中c(H2C2O4)=c(),H2C2O4的Ka1=<10-2,同理由A点可知,H2C2O4的Ka2=≈10-4,等浓度的草酸溶液与澄清石灰水按体积比4:1混合时,溶液中有等浓度的H2C2O4和溶液,H2C2O4的电离程度和的电离及水解程度不同,c(H2C2O4)≠c(),C错误;
D.由图像可知,pH>10时,如pH=13,c(OH-)=0.1mo/L、c(Ca2+)==10-4.1mol/L,此时Qc[Ca(OH)2]=10-4.1×(10-1)2=10-6.1<Ksp[Ca(OH)2]=10-5.6,可见并没有氢氧化钙沉淀析出,D错误;
故选B。
11.(2025·黑龙江省哈尔滨市第九中·二模)常温下,一元有机弱酸、、的三种溶液中,分布系数δ与pH的关系如图所示,下列说法正确的是
已知:①一元弱酸分布分数可表示为;
②杂化轨道中s成分越多,C的电负性越大。
A.曲线代表微粒的分布系数随pH变化关系
B.浓度均为的和的混合溶液的
C.若酸的初始浓度,则a点大于c点
D.若酸的初始浓度,则d点对应的溶液中有
【答案】C
【分析】由题意可知,杂化轨道中s成分越多,碳元素的电负性越大,羧酸的酸性越强,则丙炔酸、丙烯酸、丙酸的酸性依次减弱,电离常数依次减弱,等浓度的酸溶液的pH越小,则曲线L1、L2、L3、L4、L5、L6分别表示HC≡CCOOH、HC≡CCOO—、CH2=CHCOOH、CH3CH2COOH、CH2=CHCOO—、CH3CH2COO—的分布系数随pH变化关系;由图可知,HC≡CCOOH和HC≡CCOO—的浓度相等时,溶液pH为1.89,则丙炔酸的电离常数Ka==c(H+)=10—1.89,同理可知,丙烯酸、丙酸的电离常数Ka分别为10—4.26、10—4.87。
【详解】A.由分析可知,曲线L1、L2、L3、L4、L5、L6分别表示HC≡CCOOH、HC≡CCOO—、CH2=CHCOOH、CH3CH2COOH、CH2=CHCOO—、CH3CH2COO—的分布系数随pH变化关系,故A错误;
B.由分析可知,丙烯酸的电离常数Ka=10—4.26,则丙烯酸根离子在溶液中的水解常数Kh==<Ka,所以等浓度的丙烯酸和丙烯酸钠混合溶液中,丙烯酸的电离程度大于丙烯酸根离子,丙烯酸的浓度小于丙烯酸根离子,由图可知,丙烯酸的浓度等于丙烯酸根离子时,溶液pH为4.26,则浓度均为0.1mol/L的丙烯酸和丙烯酸钠混合溶液的pH小于4.26,故B错误;
C.由分析可知,丙炔酸的电离常数Ka=10—1.89,则丙炔酸根离子在溶液中的水解常数Kh===10—12.11,丙酸的电离常数Ka=10—4.87,则丙酸根离子在溶液中的水解常数Kh===10—9.13, 则a点等浓度的丙炔酸的电离程度大于c点丙酸的电离程度、丙炔酸根离子的水解程度小于c点丙酸根离子的水解程度,所以a点丙炔酸根离子的浓度大于c点丙酸根离子的浓度,个C正确;
D.由图可知,d点为丙炔酸和丙炔酸钠的混合溶液,则由电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(HC≡CCOO—)+c(OH—)可知,溶液中c(H+)<c(HC≡CCOO—)+c(OH—),故D错误;
故选C。
12.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·三模)常温下,向二元酸溶液中滴入等浓度的NaOH溶液,混合A物种的分布系数[(某含A物质)]随滴加NaOH溶液体积的变化关系如下图所示。已知的电离平衡常数为,。下列说法错误的是
A.M点与N点溶液中相等 B.N点溶液中
C.Q点溶液pH为8 D.
【答案】A
【详解】A.M点与N点相等,由元素守恒,也相等,但加入NaOH溶液的体积不相等使得溶液体积不相等,故不相等,A错误;
B.由电荷守恒,在溶液中有,点时,代入得,此时溶液呈碱性,有,故,B正确;
C.由图示和题意,一直下降的曲线代表,先上升后下降的曲线代表,开始很小后来一直上升的曲线代表,,,,点,则此时,,,C正确;
D.的水解平衡常数为、,当加入时溶液溶质等效为与NaHA以混合,因为的第一步电离平衡常数大于的水解平衡常数,所以此时,点时,故,时溶液溶质等效为NaHA与以混合,因为的水解平衡常数大于的电离平衡常数,所以此时,N点时,故,故,D正确。
故选A。
13.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·二模)利用平衡移动原理,分析常温下在不同的体系中的可能产物。已知: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;图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:起始体系中;不同下由图1得到]。下列说法正确的是
A.点时,溶液中存在
B.时,碳酸钾溶液体系中存在:
C.初始状态、,平衡后存在
D.沉淀制备时,选用溶液比溶液效果好
【答案】C
【分析】时,,故有; 时,此时。
【详解】A.,点时,,,溶液中,则,所以点时,溶液中存在:,故A错误;
B. ,时,,则,即碳酸酸钾溶液体系中存在:,故B错误;
C.由图可知,初始状态为、,此时为的沉淀溶解平衡体系,不会生成沉淀,含碳微粒总量不变,即体系达平衡后存在:,故C正确;
D.由图2可知时,优先于生成沉淀,时优先于生成沉淀,溶液的接近8,溶液的接近12,所以沉淀制备时,选用溶液比溶液的效果好,故D错误;
选C。
14.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·二模)常温下,向的稀氨水中通入氯化氢气体(忽略溶液体积变化及溶液中的存在),溶液中lg随的变化如图所示。已知:。则下列说法正确的是
A.A点:
B.B点:且y约等于5.15
C.点:
D.水的电离程度
【答案】B
【分析】根据图像知,氨水中通入HCl气体,曲线由C向A变化,B点=0,n(Cl)=n(N),恰好中和,溶质只有NH4Cl,B点左侧HCl过量,B点右侧过量,据此解答。
【详解】A.当溶液中溶质为浓度均为0.1mol/L的NH4Cl和HCl时溶液中物料守恒为c(Cl-)=2[c(NH3•H2O)+c()],A点pH=0.5,c(H+)=10-0.5mol/L>0.1mol/L,A点溶液中HCl的浓度大于NH4Cl的浓度,则c(Cl-)>2[c(NH3•H2O)+c()],故A错误;
B.根据分析可知,B点溶液中lg=0,溶液为0.1mol/LNH4Cl溶液,溶液中电荷守恒,物料守恒为c(Cl-)=c(NH3•H2O)+c(),两式整理得,若设水解的,则: ,由,得,解得,pH=5.15,即y=5.15,故B正确;
C.由c点pH=7,结合电荷守恒得:,又知,,得,,故C错误;
D.B点溶质只有NH4Cl,水的电离程度最大,C点显中性,稍过量,溶质为NH4Cl和少量,A点显强酸性,溶质为NH4Cl和大量HCl,A点水的电离程度小于C点,综上得水的电离程度:B>C>A,故D错误;
答案选B。
15.(2025·黑龙江省九师联盟·二模)25℃时,浓度相等的和的混合溶液中含碳粒子分布系数与关系如图所示。已知:,的酸性比的强。下列说法正确的是
A.代表与关系 B.的的数量级为
C.的溶液约为2.1 D.点溶液中:
【答案】D
【分析】设两种酸均为HA,随着pH的增大,酸分子HA数目减小、酸分子的分布系数减小,酸根A-数目增加、酸根离子A-的分布系数增大;
【详解】A.根据电离常数表达式可知,,,结合的电离常数大于,可知,图像中,代表,代表,代表,代表,A项错误;
B.结合选项A,由、点计算可知,,其数量级为10-5,,其数量级为10-3,B项错误;
C.的溶液中,根据电离常数可知,,,,C项错误;
D.根据图像,结合物料守恒,点体系中,,由于点溶液中,所以,,D项正确;
选D。
16.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·一模)常温下,向某浓度溶液中缓慢加入NaOH(s),保持溶液体积和温度不变,测得pH与、、变化如图所示。下列说法错误的是
A.a到b的滴定过程中水的电离程度逐渐增大
B.常温下,电离平衡常数为
C.a点溶液中,存在
D.在NaHA溶液中,存在
【答案】D
【详解】A.a到b的滴定过程逐渐减小,则浓度逐渐增大,对水电离起促进作用,浓度越大,水的电离程度越大,a到b过程中水的电离程度增大,A正确;
B.电离常数的表达式为:,,④,当pH=3.05时,与相等,即代入④,可得,又由图中可知,当pH=5.3时,,即,即,所以,B正确;
C.a点溶液中,a点时,,则,C正确;
D.NaHA溶液,由既存在电离又存在水解,所以,,,所以与的大小取决于电离和水解的程度,,即HA的水解常数,所以的水解程度小于的电离程度,所以,NaHA溶液中,D错误;
故答案选D。
17.(2025·内蒙古乌兰察布市·二模)缓冲溶液指的是由弱酸及其盐或弱碱及其盐组成的混合溶液,能在一定程度上减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响,而保持溶液的相对稳定。常温下,由(简写为)及其钠盐(简写为)组成缓冲溶液,从溶液中,调节溶液的,测得含碳元素粒子浓度与的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.代表与的关系
B.常温下,点时混合液缓冲能力最强
C.浓度均为的HA和NaA溶液等体积混合,混合液为3.83
D.常温下,当,则混合液为4.83
【答案】C
【详解】A.M点对应的溶液中,代入电离常数表达式可得Ka=10-3.83,根据可推出,越大,pH越小,故代表与pH的关系,故A正确;
B.根据可推出,可知时缓冲能力最强,故B正确;
C.常温下,A-的水解常数,浓度均为的HA和NaA溶液等体积混合,HA的电离程度更大,即,根据可知>3.83,故C错误;
D.根据可推出,当,则混合液为4.83,故D正确;
答案选C。
18.(2025·内蒙古包头市·二模)甘氨酸是人体必需氨基酸之一,在晶体和水溶液中主要以偶极离子 的形式存在。其在水溶液中存在如下平衡:
当调节溶液的 使甘氨酸所带正负电荷正好相等时,此时溶液的 即为甘氨酸的等电点,已知甘氨酸的等电点为 5.97。在 时,向一定浓度的甘氨酸盐酸盐溶液中滴加 溶液,实验测得 、和 的分布分数与溶液 关系如图。下列说法错误的是
A.曲线 代表
B.等电点时,的数量关系是
C.的平衡常数
D.时,溶液中存在
【答案】B
【分析】甘氨酸中含有氨基和羧基,氨基显碱性,羧基显酸性,在酸性条件下,存在的形式为,随着增大,逐步转化成,最终转化成 ,从而确定曲线代表,曲线代表为 , 曲线代表。
【详解】A.据上述分析曲线 代表,正确;
B.等电点是甘氨酸所带正负电荷正好相等,因此,甘氨酸等电点为 5.97,根据图像可知,,错误;
C.取点坐标(2.35,0.50),此时,因此有,正确;
D.对应溶液是向甘氨酸溶液中加入了 溶液,溶液中存在电荷守恒:,所以,正确;
故答案为:B。
19.(2025·内蒙古呼和浩特市·二模)某元素M的氢氧化物在水中的溶解反应为:,。25℃时,与的关系如图所示,为或浓度的值。下列说法错误的是
A.曲线②代表与的关系
B.的约为
C.向的溶液中加入溶液至,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的盐酸后,体系中元素M主要以存在
【答案】D
【分析】由题干信息,、,随着pH增大,c(OH-)增大,则c(M2+)减小,c[]增大,即-lg c(M2+)增大,-lgc[]减小,因此曲线①代表-lgc(M2+)与pH的关系,曲线②代表-lgc[]与pH的关系。
【详解】A.由分析,曲线②代表与的关系,A正确;
B.由图,pH=7.0时,pOH=7,此时-lgc(M2+)=3.0,则M(OH)2的Ksp=c(M2+)c2(OH-)=1×10-17,B正确;
C.向c(M2+)=0.1mol/L的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,根据图,pH=9.0时,c(M2+)、c[]均极小,则体系中元素M主要以M(OH)2(s)存在,C正确;
D.根据图,c[]=0.1mol/L时溶液的pH约为14.5,c(OH-)≈mol/L≈3.2mol/L,加入等体积的0.4mol/L的HCl后,发生中和反应,反应后c(OH-)=mol/L=1.4mol/L,pH>14,此时体系中元素M仍主要以存在,D错误;
故选D。
20.(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)马来酸和富马酸是互为同分异构体的二元弱酸,在催化剂作用下的相互转化可表示为 (无催化剂不考虑转化)。常温下,催化剂存在时,调节溶液的(催化剂自身对无影响),、、的平衡分布系数变化如图。例如的分布系数为。下列说法错误的是
A.
B.无催化剂存在时,溶液显酸性
C.常温下,有催化剂存在时,任意下、都为定值
D.常温下,有催化剂存在且时,
【答案】D
【分析】常温下,催化剂存在时,调节溶液的pH(催化剂自身对pH无影响),H2A转化为H2B,随着pH的增大,随后H2B先转化为HB-,随后又转化为B2-,H2B的量减小、HB-量先增大后减小、B2-的量增大,则图像中①、②、③分别代表H2B、HB-、B2-的平衡分布系数变化;
【详解】A.由图中pH=3.6时数据可知,,则,A正确;
B.由图可知,②代表HB- 的平衡分布系数变化,当HB-的分布系数最大时,pH<7,说明无催化剂存在时,NaHB溶液显酸性,B正确;
C.常温下,有催化剂存在时, ,任意下,为定值;则,也为定值,C正确;
D.有催化剂存在时, ,、、都为定值;由图pH=8时,,pH=3.6时,,,,,D错误;
故选D。
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