内容正文:
水溶液中离子平衡的图像分析
一、高考真题抢先看
1.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)常温下,溶液中以氢氧化物形式沉淀时,与的关系如图[其中X代表或]。已知:,比更易与碱反应,形成;溶液中时,X可忽略不计。
下列说法错误的是
A.L为与的关系曲线
B.的平衡常数为
C.调节溶液浓度,通过碱浸可完全分离和
D.调节溶液为,可将浓度均为的和完全分离
二、经典图像分析
1.一强一弱溶液稀释的图像
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释到相同的体积,醋酸的pH大
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
加水稀释到相同的体积,盐酸的pH大
加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
(3)pH与稀释后溶液体积变化的线性关系(Va、Vb为稀释前的体积,V为稀释后的体积)
(1)HY为强酸、HX为弱酸
(2)a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-)
(3)水的电离程度:d>c>a=b
(1)MOH为强碱、ROH为弱碱
(2)c(ROH)>c(MOH)
(3)水的电离程度:a>b
2、酸碱中和滴定曲线
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、氨水的滴定曲线
曲线起点不同。强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
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(强酸与弱碱反应)
室温下pH=7不一定是终点。强碱与强酸反应时,终点是pH=7;强碱与弱酸反应终点是pH>7,强酸与弱碱反应终点是pH<7
2、分布分数图像
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH分布分数、δ1为CH3COO-分布分数
δ0为H2C2O4分布分数、δ1为HC2分布分数、δ2为C2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的微粒分布分数和酸的分析浓度(平衡时各微粒的浓度之和),就可以计算各微粒在该pH时的平衡浓度
4、KW和Ksp图像
(1)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]
①A、C、B三点均为中性,温度依次升高,KW依次增大
②D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,KW=1×10-14
③AB直线的左上方均为碱性溶液,任意一点都有c(H+)<c(OH-)
①a、c点在曲线上,a→c的变化为增大c(S),如加入Na2SO4固体,但Ksp不变
②b点在曲线的上方,Qc>Ksp,将会有沉淀生成
③d点在曲线的下方,Qc<Ksp,则为不饱和溶液,还能继续溶解CaSO4
(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:c(M2+)=c(R2-)。
②溶度积:CaSO4>CaCO3>MnCO3。
③X点对CaSO4要析出沉淀,对CaCO3是不饱和溶液,能继续溶解CaCO3。
④Y点:c(S)>c(Ca2+),二者的浓度积等于10-5;Z点:c(C)<c(Mn2+),二者的浓度积等于10-10.6
三、模拟题训练
2.(2025·青海西宁·模拟预测)常温下,向酸溶液中滴加的NaOH溶液,溶液的酸度与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。已知:若忽略混合时溶液体积的变化,下列说法正确的是
A.若升高温度,溶液的酸度将减小
B.水的电离程度:
C.c点对应的溶液中:
D.常温下,
3.(2025·山西·三模)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,溶液中所有含A微粒的分布分数随变化曲线如图(忽略溶液混合后体积变化)。下列说法错误的是
A.Ⅰ表示的微粒为
B.的电离方程式:
C.点c:
D.的的数量级为
4.(2025·陕西·模拟预测)常温下,用某未知浓度的盐酸滴定溶液,其滴定曲线如图所示。已知图像中EG段有大量气泡产生,下列有关说法正确的是
A.A点溶液显碱性的原因:
B.C点溶液液中存在:
C.确定点为滴定终点可选用酚酞作指示剂
D.盐酸的物质的量浓度为
5.(2025·宁夏银川·三模)常温下,H2S溶液中含硫粒子分布系数[比如:]与pH的关系如图1所示;金属硫化物M2S和NS在H2S饱和溶液(0.1mol/L)中达沉淀溶解平衡时,—lgc与pH的关系如图2所示(c为金属离子浓度)。
下列说法正确的是
A.Q点对应溶液为④ 的不饱和溶液,⑤的过饱和溶液
B.金属硫化物M2S的
C.0.1mol/L NaHS溶液中c(S2-) > c(H2S)
D.溶液中H2S的
6.(2025·山西·模拟预测)会与溶液中的形成多种配合物,时,溶液中相关微粒主要有如下2个平衡:
改变的起始浓度,测得平衡时、、的分布系数随的变化如图所示(部分图)。已知:,。下列说法正确的是
A.曲线b表示的微粒是
B.Q点溶液中
C.Q点溶液中的转化率约为83%
D.M点溶液中一定存在:
7.(2025·山西·二模)25℃,某混合溶液中,pX随pOH变化的关系如图所示[X代表或,如]。
已知,。下列说法正确的是
A.曲线a为随pOH的变化情况
B.的数量级为
C.M点存在:
D.向的溶液中加入等体积、等浓度的溶液,没有黑色沉淀生成
8.(2025·陕西渭南·二模)常温下,碳酸氢钠溶液中p(X)(X为H2CO3,,H+或)随变化曲线如下,其中p表示负对数运算,如表示,下列说法错误的是
A.曲线③表示的变化曲线
B.交点M处
C.碳酸氢钠溶液物质的量浓度较大时,可能出现
D.碳酸氢钠溶液中一定存在
9.(2025·山西晋中·二模)常温下,用溶液滴定溶液,溶液中、、的分布分数随变化曲线及滴定曲线如图所示。已知:[分布分数:]。
下列说法错误的是
A. B.当时,溶液的
C.常温下,的为 D.点溶液中:
10.(2025·山西·二模)室温下,向含的溶液中滴加氨水至沉淀恰好溶解,溶液中的及pH与的关系如图所示,其中Ag代表、或。下列说法错误的是
A.曲线表示的变化情况
B.反应的平衡常数
C.当时,溶液中:
D.沉淀恰好溶解时,溶液中的阴离子主要为
11.(2025·陕西西安·三模)常温下,现有两份溶液,分别为含的饱和溶液和含MB(s)的MB饱和溶液。两种溶液中各自的以及含A微粒的分布系数δ随pH的变化关系如图所示,、均不发生水解。下列说法错误的是
A.曲线③代表
B.
C.pH=3时,饱和溶液中存在:
D.0.001NaHA溶液:
12.(2025·甘肃·二模)常温下用的溶液滴定未知浓度的氨水。溶液中、含N微粒的分布系数随滴加溶液体积的变化关系如下图所示。[比如的分布系数],下列叙述正确的是
A.曲线②代表
B.氨水的浓度为
C.氨水的电离常数
D.时,溶液中
13.(24-25高三下·陕西·阶段练习)已知常温下,,向20mL 0.1 KOH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.过M点到N点的曲线是的浓度变化
B.滴入15mL 溶液时,溶液呈酸性
C.溶液的水解常数:
D.滴定过程中,可能出现:
14.(24-25高二上·陕西西安·阶段练习)一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示。下列有关、、三点的说法中正确的是
A.醋酸的电离程度由大到小的顺序:
B.溶液的由大到小的顺序:
C.用湿润的试纸测量醋酸溶液的,测量结果均偏大
D.溶液中的数值不变
15.(2025·宁夏陕西·一模)一甲胺()在医药,农药、燃料,炸药等工业领域应用广泛。25℃时,向20mL溶液中滴加盐酸,混合溶液中的分布系数[如]、水电离出的负对数与所加盐酸体积的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.曲线Ⅱ代表的变化
B.25℃时,的平衡常数为
C.
D.与等体积混合后的溶液:
16.(2025·宁夏陕西·模拟预测)常温下,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标中M代表或,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是
A.a点有沉淀生成,无沉淀生成
B.表示在纯水中溶解度的点在线段之间
C.向悬浊液中滴加溶液、向悬浊液中滴加溶液,分别至c点时,和的溶解度均为
D.时,饱和溶液中
试卷第12页,共12页
试卷第11页,共12页
学科网(北京)股份有限公司
《2025年8月20日高中化学作业》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
C
B
B
C
A
C
B
D
题号
11
12
13
14
15
16
答案
B
D
B
B
C
D
1.B
【分析】和沉淀形成Zn(OH)2和Cd(OH)2,沉淀形成Al(OH)3,则和的曲线平行,根据,比更易与碱反应,因此生成的pH低于,故从左到右曲线依次为:或。如图可知:的平衡常数为,的平衡常数为,的平衡常数为,的平衡常数为,的平衡常数为,的平衡常数为。据此分析:
【详解】A.据分析,L为与的关系曲线,故A正确;
B.如图可知,的平衡常数为,则的平衡常数为,故B错误;
C.如图可知,pH=14时开始溶解,pH=8.4时开始溶解,且pH=14时,即可认为完全溶解,并转化为,因此调节溶液浓度,通过碱浸可完全分离和,故C正确;
D.的开始沉淀pH为,的完全沉淀pH为,因此调节溶液为,可将浓度均为的和完全分离,故D正确;
故答案为B。
2.D
【详解】A.升高温度时水的电离程度增大,溶液中增大,根据酸度的定义可知溶液的酸度将变大,故A错误;
B.a点时、,其,同理b点时,c点时,d点时,酸或碱抑制水的电离,或浓度越大,抑制作用越强,则水的电离程度:,故B错误;
C.c点对应溶液中溶质为NaA、,则,即c点溶液中离子浓度大小关系为,故C错误;
D.a点时、,可得HA溶液中,,则,故D正确;
故选:D.
【点睛】本题考查酸碱混合溶液的定性判断及pH的简单计算,侧重考查学生对基础知识的理解能力和计算能力,明确水的电离平衡及其影响因素、溶液中或及电离平衡常数计算是解题关键,题目难度中等。
3.C
【详解】A.越大,碱性越强,的分布分数越大,的分布分数越小,所以Ⅰ线为,Ⅱ线为,A正确;
B.根据图像中含A微粒只有两条线,所以对应的微粒为和,溶液中不存在分子,则为强电解质,为弱电解质,电离方程式为 ,B正确;
C.c点对应溶液的溶质为、,根据电荷守恒可得,根据物料守恒可得,联立两式可得,C错误;
D.当为0.5时,,对应的,,根据的表达式,,数量级为,D正确;
故选C。
4.B
【分析】用某未知浓度的盐酸滴定溶液,首先碳酸根离子和氢离子生成碳酸氢根离子、碳酸氢根离子和氢离子生成碳酸,碳酸分解为二氧化碳和水;
【详解】A.溶液显碱性,是因为溶液中水解,其水解方程式为,A项错误;
B.点第一突变点,溶质为等物质的量的碳酸氢钠与氯化钠溶液,且的水解程度大于其电离程度,即溶液中离子浓度大小关系为,B项正确;
C.点为滴定终点,溶液显酸性,指示剂为甲基橙,C项错误;
D.结合点分析得:,则未知浓度的盐酸的物质的量浓度为,D项错误;
答案选B。
5.B
【分析】硫化氢两步电离方程式为:,;随着pH增大,逐渐转化为再转化为,所以图1中①表示,②表示,③表示;由图像交点可得pH=6.97时有,pH=12.9时有,则得到电离平衡常数,;由图2的P点可知pH=8.94时,用和两式相乘得;根据题目,饱和溶液浓度为,由于电离程度非常小,所以此刻的,则,且P点时的,则,可求得,;随着pH增大,浓度会增大,则金属阳离子浓度会减小,且由于减小更快,所以直线④为的与pH的关系,直线⑤为的与pH的关系;据此分析解答。
【详解】A.根据分析,直线④为的与pH的关系,直线⑤为的与pH的关系;则直线④和直线⑤的下方分别为各自的过饱和状态,上方为各自的不饱和状态,现在Q点在直线④ 的下方,为过饱和溶液,在直线⑤的上方,为不饱和溶液,A错误;
B.根据分析,的,则,B正确;
C.根据分析,0.1mol/L NaHS溶液中,则有,C错误;
D.根据分析,,D错误;
故答案为:B。
6.C
【分析】c(Fe3+)随c(Cl-)的上升而下降,c(FeCl2+)随c(Cl-)的上升先升后降,c()随c(Cl-)的上升而上升,即曲线a为Fe3+,曲线b为FeCl2+,曲线c为,据此分析;
【详解】A.随着的起始浓度增大,依次生成和,故曲线a、b、c分别表示,A错误;
B.Q点溶液,,得,B错误;
C.设Q点溶液,据,得,的转化率,C正确;
D.M点溶液,由电荷守恒可知,,可知,,因会与溶液中的形成多种配合物,可能会有其他离子,D项关系式不一定正确,D错误;
故选C。
7.A
【详解】A.pOH越小,pH越大,溶液中的浓度越小,越大,曲线a为、曲线b为、曲线c为随pOH变化情况,A正确;
B.时,得,,,此时,故,数量级为,B错误;
C.M点可能还含有或其他阳离子,或其他阴离子,该守恒关系不正确,C错误;
D.据题意,,,因第二步电离很微弱,则,,,
,即,可生成CuS黑色沉淀,D错误;
故选A。
8.C
【分析】碳酸氢钠溶液中碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,溶液中碳酸的浓度大于碳酸根离子,碳酸氢钠溶液的浓度越大,溶液中氢氧根离子浓度和碳酸浓度越大,温度不变,pH+pOH=7,则曲线①、②、③、④分别表示p(H+)、p()、p(H2CO3)、p()的变化曲线。
【详解】A.由分析可知,曲线③表示的变化曲线,A正确;
B.由分析可知,曲线②、④分别表示p()、p()的变化曲线,由图可知,交点M处,溶液中碳酸根离子浓度与氢氧根离子浓相等,由质子守恒关系可知,溶液中,B正确;
C.由图可知,碳酸氢钠溶液物质的量浓度较大时,,C错误;
D.碳酸溶液的一级电离常数远远大于二级电离常数由分析可知,碳酸氢钠溶液中,,D正确;
故选C。
9.B
【详解】A.由滴定曲线可知,当V()=0时,溶液中只存在,此时未发生反应,根据n=cV,NaOH溶液滴定溶液,最终完全反应时消耗NaOH溶液40.00 mL,根据反应,,== 0.004mol,则=0.002mol,溶液体积为20.00mL = 0.02L,,A选项正确;
B.由图可知,曲线a表示的分布分数,曲线b表示的分布分数,曲线c表示的分布分数。pH=6.38时[c()=],曲线a和曲线b相交,此时c()=c(),根据,=。pH=10.26时[c()=],曲线b和曲线c相交,此时c()=c(),根据,=。当时====,,溶液pH = 8.32,B选项错误;
C.由B选项中的分析可知=,C选项正确;
D.由图可知,点溶液中:,D选项正确;
故答案为:B;
10.D
【分析】曲线L1:随着lg c(NH3)的增加,c(Ag+)逐渐减小,因此L1表示c(Ag+)的变化情况;曲线L2:随着lg c(NH3)增加,c[Ag(NH3)+)]先增大后减小,因此L2表示c[Ag(NH3)+)]的变化情况;剩余两条线,曲线L3上的点(-3.53,-1.74),L4上的点(-3.53,8.04),因此L3表示c[Ag(NH3)]的变化情况,L4表示pH与的变化情况,以此解题。
【详解】A.由分析可知,曲线表示的变化情况,A正确;
B.对于反应,其平衡常数可以表示为: ,由图可知,当时,,,则c(OH-)=10-(14-8.04)mol/L,c(NH3)=10-3.53mol/L,,则,B正确;
C.由图可知,当时,c(OH-)=10-4mol/L此时横坐标在(-2.50-2,00),各条线对应纵坐标数值,L3>L2>L1>-4,即,C正确;
D.含有银离子,且易溶于水的应该为硝酸银,则沉淀恰好溶解时,溶液中主要阴离子一定有硝酸根,D错误;
故选D。
11.B
【分析】含A微粒的分布系数曲线只有一个交点,说明H2A第一步完全电离,第二步部分电离,含A微粒只有HA-和A2-,二者浓度相等时,pH=3,则HA-电离常数=c(H+)=10-3,pH增大,OH-浓度增大,A2-离子浓度增大,M+离子浓度减小,pc(M+)增大,则M2A饱和溶液中pc(M+)随pH发生变化,即下方的曲线代表M2A饱和溶液中pc(M+),上方曲线代表MB饱和溶液中pc(M+),因为pc(M+)不随pH发生变化,则HB为强酸,完全电离,即图中①代表δ(HA-)随pH的变化图,③代表δ(A2-),②代表MB饱和溶液中pc(M+),④代表M2A饱和溶液中pc(M+)随pH发生变化,据此分析解题。
【详解】A.据图分析可知H2A第一步完全电离,第二步部分电离,随着溶液中pH逐渐增大,δ(HA-)逐渐减小,δ(A2-)逐渐增大,所以曲线③代表δ(A2-),A正确;
B.M+、B-均不发生水解,所以MB饱和溶液中pc(M+)不随pH变化,则②代表MB饱和溶液中pc(M+),④代表M2A饱和溶液中pc(M+)随pH发生变化,据图可知,pH=10时,M2A饱和溶液中pc(M+)=2,c(M+)=0.01mol/L,c(A2-)=c(M+)=0.005mol/L,Ksp(M2A)=c2(M+)·c(A2-)=0.012×0.005=5×10-7,MB饱和溶液中pc(M+)=5,c(B-)=c(M+)=10-5mol/L,Ksp(MB)=c(M+)·c(B-)=10-5×10-5=10-10,中K=,B错误;
C.当溶液pH=3时,δ(HA-)=δ(A2-),c(HA-)=c(A2-),溶液中存在物料守恒c(M+)=2[c(HA-)+c(A2-)]=4c(A2-),C正确;
D.HA-只电离不水解,HA-⇋H++A2-,0.001mol/L的NaHA的c(H+)<10-3mol/L,pH>3,pH=3时c(HA-)=c(A2-),则pH>3时, c(A2-)>c(HA-),D正确;
答案选:B。
12.D
【分析】随着溶液的滴加,逐渐被中和,逐渐减小,逐渐增大,则逐渐增大,曲线②代表,曲线①代表。
【详解】A.随着溶液的滴加,逐渐被中和,逐渐减小,逐渐减小,曲线①代表,故A错误;
B.根据图知,加入,恰好完全反应,由可得氨水的浓度为,故B错误;
C.由图可知时,pH=9.25,常温下,氨水的电离常数,故C错误;
D.时,,溶液中存在电荷守恒:,物料守恒:,两式相减可得,故D正确;
故选D。
13.B
【分析】向溶液中缓慢滴加相同浓度的溶液,至20mL时恰好完全中和,分析图像中离子浓度变化,可推知,降低的曲线为氢氧根浓度变化,从增大约的为浓度变化,据此解题。
【详解】A.溶液的加入,不断减小的离子是,不断增加的是,A项正确;
B.M点是等浓度的KOH和混合液,滴入15mL 溶液时,溶液仍呈碱性,B项错误;
C.溶液的水解常数:,C项正确;
D.N点是酸碱恰好等体积混合后生成的,水解后,溶液显碱性,此时,,根据,,可求得此时,因此滴定过程中,可能出现,即,D项正确;
故选B。
14.B
【详解】A.冰醋酸中加水稀释,随着水的不断加入,醋酸的浓度不断减小,电离程度不断增大,所以a、b、c三点醋酸的电离程度: a<b<c,A错误;
B.溶液中的导电离子主要来自醋酸电离,所以溶液的导电能力越强,c(H+)越大,现导电能力b>c>a,则c(H+) b>c>a,a、b、c三点溶液的pH:b<c<a,B正确;
C.若用湿润的pH试纸测量a处pH,则相当于醋酸溶液稀释,c(H+)可能增大也可能减小,pH可能增大也可能减小,C错误;
D.,c(H+)的顺序b>c>a,溶液中的数值b>c>a,D错误;
故选B。
15.C
【分析】盐酸和反应生成,随加入盐酸体积的增大,减少、增大,先增大后减小,所以曲线I代表的变化,曲线Ⅱ代表的变化。
【详解】A.由分析可知,曲线I代表的变化,曲线Ⅱ代表的变化,故A正确;
B.根据a点,当,水电离出,即溶液中的,溶液中的,可判断的电离常数为,故B正确;
C.的电离常数为,的水解常数为,若a=10,等物质的量浓度的溶液与溶液,电离大于水解,,a点,所以,故C错误;
D.由元素守恒可得:,由电荷守恒可得:,整理可得:,故D正确;
选C。
16.D
【分析】由和可知,本题图像斜率绝对值大的线段为即的饱和溶液,线段bc代表的是即的饱和溶液,而另外一条线代表的是即的饱和溶液,且由c点坐标值可知:和。
【详解】A.结合图像和分析,过a点作x轴垂线,a点的Qc大于,a点是的过饱和溶液有沉淀析出,a点的Qc小于,a点是的不饱和溶液,没有沉淀析出,A不符合题意;
B.在纯水中溶解度的点为,即,在坐标轴体现应该是一象限角平分线的左上部,B不符合题意;
C.向悬浊液中滴加溶液、向悬浊液中滴加溶液,分别至c点时,的溶解度为,的溶解度为,C不符合题意;
D.时,饱和溶液中所以,D符合题意;
故选D。
答案第8页,共12页
答案第9页,共12页
学科网(北京)股份有限公司
$$