第23讲 溶液中粒子浓度的大小判断(复习讲义)(江苏专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
2025-10-30
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内容正文:
第23讲 溶液中粒子浓度的大小判断
目录
01 考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 溶液中粒子浓度的关系
知识点1 电解质溶液中的三大守恒
知识点2 粒子浓度大小判断
知识点3 指定粒子浓度大小判断
考向1 单一溶液中粒子浓度的判断
【思维建模】判断粒子浓度关系的思维流程
考向2 混合溶液中粒子浓度的判断
考点二 溶液中粒子浓度变化的图像分析
知识点1 中和滴定过程pH变化图像
知识点2 分布系数图像粒子浓度判断
知识点3 对数图像中的粒子浓度关系
考向1 考查滴定图像粒子浓度分析
考向2 考查分布系数和对数图像分析
04真题溯源·考向感知
考情分析
1.命题规律:
电解质溶液中粒子浓度大小比较是高考必考点,考查的知识点多,灵活性及综合性较强。试题以选择题形式出现,通常以化工微流程图为载体,在选项中考查单一溶液或混合溶液中粒子浓度大小关系的判断;或以有关图像的形式,考查粒子浓度的大小关系。
2.复习策略:
复习过程中一是可通过弱酸、弱碱及水解盐溶液的粒子浓度的判断,使学生明确弱电解质的电离与盐的水解都是微弱的;二是可通过书写某种盐溶液中的三大守恒关系,使学生理解三大守恒的书写原理及书写时的注意事项;三是对粒子浓度大小判断,指导学生抓住微粒观和守恒观进行分析,即先确定溶液中存在的各种粒子,再根据电离平衡、水解平衡分析判断粒子浓度关系,注意不要忽略水的电离,有时还需根据水解常数来判断;最后关于图像类试题,明确坐标含义,关注图像中特殊点的数值,依据电离及水解原理,结合三大守恒,对选项进行判断。
复习目标
1.能根据弱电解质的电离及盐类的水解特点,准确判断弱电解质和盐溶液中的粒子浓度大小。
2.能依据用电荷守恒、质子守恒和物料守恒原理,判断所给溶液中有关微粒的浓度关系。
3.能根据溶液中粒子浓度的变化图像,结合溶液中的平衡关系,判断溶液中有关粒子的浓度关系。
考点一 溶液中粒子浓度的关系
知识点1 电解质溶液中的三大守恒
守恒
原理
方法
举例
电荷
守恒
电解质溶液中阳离子所带的电荷总数与阴离子所带的电荷总数相等。即电荷守恒。
①找出溶液中所有的阴、阳离子。
②阴、阳离子浓度乘以自身所带的电荷数建立等式。
Na2CO3溶液为例:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
物料
守恒
在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发生了变化,就该离子所含的某种元素来说,变化前后其原子个数是守恒的,即元素物料守恒。
①分析溶质中的特定元素的原子或原子团间的质量守恒关系(特定元素除H、O元素外)。
②找出特征元素在水溶液中的所有存在形式。
①单一元素守恒,如1 mol NH3通入水中形成氨水,就有:n(NH3)+n(NH3·H2O)+n(NH)=1 mol,即氮元素守恒
②两元素守恒,如Na2CO3溶液中:c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HCO)+2c(CO),即钠元素与碳元素守恒
质子
守恒
电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的转移,转移过程中质子数量保持不变,称为质子守恒。
质子守恒是依据水的电离平衡:H2OH++OH-,水电离产生的H+和OH-的物质的量总是相等的,无论在溶液中由水电离出的H+和OH-以什么形式存在。
Na2CO3溶液为例:
c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
得分速记
①快速书写质子守恒的方法
原理
电解质溶液中分子或离子得到或失去质子(H+)的物质的量应相等
步骤
第一步
定基准物(若为溶液则包括水)利用电离和水解得到得质子产物和失质子产物
如NaHCO3溶液:溶液中的基准物为H2O和HCO3-;H2O得到1个质子为H3O+(即为H+),失去1个质子得到OH-;HCO3-得到1个质子为H2CO3,失去1个质子为CO32-
据得失质子守恒列出关系式:
c(OH-)+c(CO32-)=c(H2CO3)+c(H+)
第二步
看基准物、得质子产物和失质子产物相差的质子数
第三步
列出质子守恒关系式
得质子数=失质子数
第四步
用物料守恒和电荷守恒加以验证
②质子守恒,实质是从水的电离出发
考虑弱酸根离子结合水电离出的H+或弱碱阳离子结合水电离出的OH-,然后在溶液中寻找H+和OH+的“藏身”之所,而列出的等式关系。
c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
❶规避等量关系中的2个易失分点:
①电荷守恒式中,不只是各离子浓度的简单相加。
如2c(CO)的化学计量数2代表1个CO带2个负电荷,不可漏掉。
②物料守恒式中,离子浓度的化学计量数不能漏写或颠倒。
如Na2S溶液中的元素质量守恒式c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]中,“2”表示c(Na+)是溶液中硫原子浓度的2倍,不能写成2c(Na+)= c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)。
❷根据粒子浓度关系式,套用合适守恒式:
①电荷守恒式的特点:一边全为阴离子,另一边全为阳离子。
②物料守恒式的特点:式子中有弱电解质对应的分子和离子,一般一边含一种元素,另一边含另一种元素的离子和分子。
③质子守恒式的特点:一边某微粒能电离出H+,另一边微粒能结合H+。
④等式两边没有明显特征:三个守恒结合。
知识点2 粒子浓度大小判断
类型
叙述
微粒浓度大小顺序
单一溶液
酸
0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液
c(H2C2O4)>c(H+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(OH-)
碱
0.1 mol·L-1 NH3·H2O
c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)
盐
0.1 mol·L-1 K2S
c(K+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
0.1 mol·L-1 KHS(碱性)
c(K+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)>c(S2-)>c(H+)
0.1 mol·L-1 KHSO3(酸性)
c(K+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(H2SO3)
0.1 mol·L-1 KHSO4
c(H+)>c(K+)=c(SO42-)>c(OH-)
混合溶液
不反应
浓度均为0.1 mol·L-1醋酸与醋酸钠混合溶液
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
浓度均为0.1 mol·L-1氯化铵与氨水混合溶液
c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
浓度均为0.1 mol·L-1苏打与小苏打混合溶液
c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H2CO3>c(H+)
发生反应
一定量的CH3COOH与NaOH混合后显中性
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-)
0.1 mol·L-1氨水与0.05 mol·L-1盐酸等体积混合
c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH—)>c(H+)
0.05 mol·L-1氨水与0.1 mol·L-1盐酸等体积混
c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH—)
25℃时pH之和为14的氨水与盐酸等体积混合
c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH—)>c(H+)
0.2 mol·L-1HCN与0.1 mol·L-1 NaOH等体积混合(混合液呈碱性)
c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
得分速记
①
弱电解质的电离和盐类的水解都是微弱的,注意化学式中微粒个数的比值关系
②
NH4+与NH3·H2O:当盐的浓度不超过NH3·H2O的10倍时,以NH3·H2O的电离为主
③
CH3COO-与CH3COOH:当盐的浓度不超过CH3COOH的10倍时,以CH3COOH的电离为主
④
通常HCN与NaCN的混合溶液显碱性,即是以NaCN的水解为主
知识点3 指定粒子浓度大小判断
选好参照物,分组比较,各个击破
先分类
将不同物质按含有所比较的离子的个数进行分类,如(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、NH4HSO4、NH4Cl,对来说NH,NH4HSO4、NH4Cl为一类,(NH4)2SO4、(NH4)2CO3为另一类
后分析
分别分析各类物质溶液中其他粒子对所比较离子水解平衡的影响,比较出相同物质的浓度的同一类物质溶液中该离子浓度大小:
相互促进水解的盐<单独水解的盐<水解相互抑制的盐
再组合
将几种类别的物质按含有所比较离子的个数进行组合排序,比较离子浓度大小
得分速记
不同溶液中
同一离子浓度比较
离子组成
比例不同
Ⅰ. 浓度均为0.1 mol·L-1的①(NH4)2SO4 ②(NH4)2CO3 ③NH4Al(SO4)2 ④NH4HCO3溶液,NH的物质的量的浓度由大到小的顺序为:
离子组成
比例相相
Ⅱ. 常温下物质的量浓度相等的①NH4HCO3 ②NH4HSO4 ③NH4Fe(SO4)2 ④NH4Cl:溶液中NH的浓度由大到小的顺序:②>③>④>①。
等pH不同溶液中
同一离子浓度关系
pH相等的①NH4Cl ②(NH4)2SO4 ③NH4HSO4溶液:c(NH)大小顺序:②=①>③。
考向1 单一溶液中粒子浓度的判断
(2025·江苏省常州市期中)室温下,用含有少量Mg2+的MnSO4的溶液制备MnCO3的过程如图所示[已知:Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Ksp(MgF2)=7.5×10-11]。下列说法正确的是
A.0.1 mol·L-1 NaF溶液中:c(F-)+c(OH-)=c(HF)+c(H+)
B.NaHCO3溶液中:c(CO32-)>c(H2CO3)
C.除镁后溶液中存在:c(Mg2+)=
D.“沉锰”分离后的滤液中:c(F-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
【答案】C
【解析】用含少量Mg2+的MnSO4的溶液制备MnCO3流程为先加入过量的NaF溶液将镁离子转化为MgF2沉淀除去,过滤后在滤液中加入过量的碳酸氢钠溶液将锰离子转化为MnCO3沉淀,过滤后得到产品。
A项,根据电荷守恒可得:c(OH-)+c(F-)=c(Na+)+c(H+),由于溶液中氟离子水解产生的HF浓度小于钠离子,存在c(HF)<c(Na+),则c(F-)+c(OH-)>c(HF)+c(H+),错误;B项,NaHCO3溶液中碳酸氢根离子水解常数Kh(HCO3-)===2.2×10-8>Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,则碳酸氢根离子的水解大于电离,c(CO32-)<c(H2CO3),错误;C项,“除镁”得到的上层清液中为MgF2的饱和溶液,有Ksp(MgF2)=c(Mg2+)c2(F-),故c(Mg2+)=,正确;D项,“沉锰”后的滤液中还存在CO32-、HCO3-、SO42-、Mn2+离子,故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立,错误。
思维建模 判断粒子浓度关系的思维流程
【变式训练1·变载体】
(2025·江苏省海安高级中学期中)燃煤烟气脱硫的方法有多种,方法之一是常温下用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成NH4HSO4。已知H2SO3的电离常数Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5。下列说法正确的是
A.常温下NH4HSO3溶液的pH>7
B.NH4HSO3溶液中:c(NH)+c(H+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(OH-)
C.若溶液中=1.5时,溶液的pH=4.5
D.向NH4HSO3溶液中通入空气发生反应的离子方程式:2HSO3-+O2+2OH-=2SO42-+2H2O
【答案】C
【解析】A项,NH4HSO3溶液中,存在:NH4HSO3=NH+HSO3-、HSO3-H++SO32-、HSO3-+H2OOH-+H2SO3,由于HSO3-电离常数为Ka2=1.0×10-7,也可知HSO3-的水解常数Kh==>Ka2=1.0×10-7,可知HSO3-以电离为主,因此主要是产生H+,NH会发生水解,水解后产生的也是H+,因此溶液为酸性,即pH<7,错误;B项,NH4HSO3溶液,根据电荷守恒,有c(NH)+c(H+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-),错误;C项,Ka1==1.5×10-2,Ka2==1.0×10-7,则Ka1×Ka2==1.5×10-9,当=1.5,c(H+)=1.0×10-4.5,即pH=4.5,正确;D项,根据分析可知,溶液为酸性,因此向NH4HSO3溶液中通入空气,亚硫酸铵被氧化为硫酸铵,反应的离子方程式为:2HSO3-+O2=2SO42-+2H+,错误。
【变式训练2】
(2025·江苏省江阴市六校期中联考)已知H2C2O4是一种二元弱酸。室温下,通过下列实验探究K2C2O4溶液的性质。
实验
实验操作和现象
1
测得0.1 mol·L-1的KHC2O4溶液的pH约为5.6
2
向硫酸酸化KMnO4溶液中滴加过量0.1 mol·L-1的K2C2O4溶液,溶液紫红色褪色
3
向5 mL 0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中滴加少量0.1 mol·L-1 KOH溶液,无明显现象
4
向5 mL 0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中滴加等体积的0.1 mol·L-1 KOH溶液
若忽略溶液混合时的体积变化,下列说法正确的是
A.依据实验1推测:Kw>Ka1(H2C2O4)×Ka2(H2C2O4)
B.依据实验2推测:K2C2O4溶液具有较强氧化性
C.依据实验3推测:反应后溶液中有c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
D.依据实验4推测:反应后溶液中有c(OH-)-c(HC2O4-)=c(H+)+2c(H2C2O4)
【答案】D
【解析】A项,实验1测得KHC2O4溶液的pH≈5.6,说明HC2O4-以电离为主,即Ka2>Kh2(水解常数)。由Kh2=可知,Ka1×Ka2>Kw,故Kw>Ka1(H2C2O4)×Ka2(H2C2O4)不成立,错误;B项,实验2中酸性KMnO4褪色,说明C2O42-被氧化,体现还原性而非氧化性,错误;C项,实验3中少量KOH与KHC2O4反应,K+来自KHC2O4和KOH,总浓度大于草酸各形态总和(0.1 mol·L-1),故c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)不成立,错误;D项,实验4等体积混合后生成K2C2O4,质子守恒为c(OH-)=c(H+)+c(HC2O4-)+2c(H2C2O4),变形得c(OH-)-c(HC2O4-)=c(H+)+2c(H2C2O4),正确。
考向2 混合溶液中粒子浓度的判断
(2025·江苏省江宁高级中学、镇江一中12月联考)CuC2O4是一种重要的有机反应催化剂。以Na2C2O4为原料制备CuC2O4的反应方程式为:Na2C2O4+CuSO4=CuC2O4 ↓+Na2SO4。已知室温下:Ka1(H2C2O4)=10 −1.23、Ka2(H2C2O4)=10 −4.27。下列说法正确的是
A.0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(H2C2O4)+c(HC2O4-)
B.向NaHC2O4溶液中加入NaOH溶液可制备Na2C2O4溶液.当pH=7时:c(Na+)<2[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)]
C.加水稀释一定浓度的NaHC2O4溶液,溶液中的值逐渐变大
D.向0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中加入等体积0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,产生浅蓝绿色沉淀,可推测Ksp(CuC2O4)>2.5×10-3
【答案】B
【解析】A项,0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中存在质子守恒,即:c(OH-)=c(H+)+2c(H2C2O4)+c(HC2O4-),错误;B项,在NaHC2O4中,HC2O4-存在水解和电离的平衡,水解显碱性,电离呈酸性,Kh===10 −12.73,Ka2(H2C2O4)=10 −4.27,电离大于水解,溶液呈酸性,加入NaOH溶液可制备Na2C2O4溶液,Na2C2O4溶液水解呈碱性,当pH=7时,溶液中存在Na2C2O4和NaHC2O4共存,在Na2C2O4溶液中存在物料守恒:c(Na+)=2[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)],Na2C2O4和NaHC2O4的混合溶液中,存在c(Na+)<2[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)],正确;C项,NaHC2O4溶液显示酸性,加水稀释酸性减弱,c(H+)减小,Ka2(H2C2O4)=不变,c(H+)逐渐减小,溶液中的值逐渐变小,错误;D项,向0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中加入等体积0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,产生浅蓝绿色沉淀,说明Q>Ksp,Q=c(Cu2+)•c(C2O42-)=0.05×0.05=2.5×10-3,可推测Ksp(CuC2O4)<2.5×10-3,错误。
【变式训练1】
(2025·江苏省盐城市上学期期中)室温下,通过下列实验探究NaHCO3的性质。已知H2CO3:Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。
实验1:0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液,测得溶液pH=8.3。
实验2:将等浓度NaHCO3、Na2CO3的溶液等体积混合,测得溶液pH=10.0。
实验3:向0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入Ba(OH)2溶液,有白色沉淀生成。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中:Ka1Ka2>Kw
B.实验2所得溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)
C.实验2所得溶液中:2c(Na+)=3[c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)]
D.实验3所得上层清液中:c(Ba2+)•c(CO32-)<Ksp(BaCO3)
【答案】C
【解析】A项,实验1中0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液,测得溶液pH=8.3,c(OH-)>c(H+),则碳酸氢钠溶液中HCO3-的水解程度大于电离程度,Kh2=>Ka2,则Kw>Ka1Ka2,错误;B项,实验2中将等浓度NaHCO3、Na2CO3的溶液等体积混合,测得溶液pH=10.0,根据Ka2=,当溶液pH=10.0时,===0.44,则溶液中c(HCO3-)>c(CO32-),错误;C项,实验2所得溶液中,碳酸氢钠溶液存在物料守恒:①c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3);碳酸钠溶液存在物料守恒:②c(Na+)=2[c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)],则①+②得到:2c(Na+)=3[c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)],正确;D项,实验3:向0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入Ba(OH)2溶液,有白色沉淀生成,则由沉淀溶解平衡原理可知,两溶液混合时,所得上层清液中:c(Ba2+)•c(CO32-)=Ksp(BaCO3),错误。
【变式训练2·变考法】
(2025·江苏省宿迁沭阳如东中学12月)草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验I:往20 mL 0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液。
实验Ⅱ:往20 mL 0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中逐渐滴加0.1 mol·L-1 CaCl2溶液。
[已知:H2C2O4的电离常数Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9,溶液混合后体积变化忽略不计],下列说法正确的是
A.实验I中V(NaOH)=10 mL时,存在c(C2O42-)<c(HC2O4-)
B.实验I中V(NaOH)=20 mL时,存在c(OH-)<c(HC2O4-)+c(H2C2O4)
C.实验Ⅱ中V(CaCl2)=80 mL时,溶液中c(C2O42-)=4.0×10-8 mol·L-1
D.实验Ⅱ中发生反应HC2O4-+Ca2+=CaC2O4↓+H+
【答案】C
【解析】根据题意,草酸氢根水解方程式为:HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-,草酸根水解方程式为:C2O42-+H2OHC2O4-+OH-,计算HC2O4-的水解常数为:Kh2===≈1.85×10-13,C2O42-的水解常数为:Kh1==≈1.85×10-10,据此分析作答。
A项,实验I中V(NaOH)=10 mL时,发生反应:NaHC2O4+NaOH=Na2C2O4+H2O,溶质是NaHC2O4和Na2C2O4,且两者物质的量浓度相等,计算HC2O4-的水解常数为1.85×10-13<Ka2=5.4×10-5,C2O42-的水解常数为:Kh1==≈1.85×10-10,溶液显酸性,则草酸氢根的电离程度大于草酸根的水解程度,因此存在c(C2O42-)>c(HC2O4-),错误;B项,实验I中V(NaOH)=20 mL时,溶质只有Na2C2O4,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)和物料守恒:c(Na+)=2[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)],将两式相减,合并得到:c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)=c(OH-)-c(H+),所以存在:c(HC2O4-)+c(H2C2O4)<c(OH-),错误;C项,实验Ⅱ中V(CaCl2)=80 mL时,反应生成草酸钙沉淀后剩余钙离子浓度是:c(Ca2+)==0.06 mol·L-1,根据Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9列式计算:c(C2O42-)==4.0×10-8 mol·L-1,正确;D项,实验Ⅱ中,由于开始滴加的氯化钙量较少而NaHC2O4过量,因此发生的反应是:2HC2O4-+Ca2+=CaC2O4↓+H2C2O4,该反应的平衡常数是:K====≈4.2×105,因为平衡常数大,反应可以完全进行,错误。
考点二 溶液中粒子浓度变化的图像分析
知识点1 中和滴定过程pH变化图像
关键点
溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系
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
起点
V(NaOH)=0
(0点)
溶质是CH3COOH
粒子浓度大小关系:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
一半点
V(NaOH)=10 mL
(点①)
溶质是等物质的量的CH3COOH和CH3COONa
粒子浓度大小关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
元素质量守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+)
中性点
pH=7
(点②)
溶质是CH3COONa和少量的CH3COOH
粒子浓度大小关系:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
恰好反应点
V(NaOH)=20 mL
(点③)
溶质是CH3COONa
粒子浓度大小关系:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
过量1倍点
V(NaOH)=40 mL
溶质是等物质的量的CH3COONa和NaOH
粒子浓度大小关系:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
得分速记
①依据H++OH-=H2O或其他反应式,由图中所给的某点的量确定该点溶液中的溶质及物质的量,结合电离和水解原理进行判断。
②抓两点突破二元弱电解质滴定曲线——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,得到的是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,得到的是Na2A的溶液,其中Ka2=,若溶液中c(A2-)=c(HA-),则Ka2=c(H+)。
知识点2 分布系数图像粒子浓度判断
1.分布系数图像(注:pKa为电离常数的负对数)
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH的分布系数,δ1为CH3COO-的分布系数
δ0为H2C2O4的分布系数,δ1为HC2O的分布系数,δ2为C2O的分布系数
2.读图解题要领
读“曲线”
每条曲线所代表的粒子及变化趋势。(以上图中H2C2O4为例)随pH增大,δ只减不增的为H2C2O4曲线,δ先增后减的为HC2O曲线,δ只增不减的为C2O曲线。
读“浓度”
通过横坐标的垂线,可读出某pH时的粒子浓度
“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
①图中M点:c(HC2O)=c(H2C2O4),其pH为pH1,Ka1(H2C2O4)==。
②同理图中N点:c(HC2O)=c(C2O),对应pH为pH2,Ka2=。
③图中O点,c(H2C2O4)=c(C2O),此时c(HC2O)最大,其溶液pH为pH3,则pH3=。
“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
分布系数曲线是指以pH为横坐标,分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标,绘制得到的分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
举例
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以H2C2O4为例)
三元弱酸(以H3PO4为例)
弱电解质
分布曲线
曲线
对应物质
X为CH3COOH
Y为CH3COO-
X为H2C2O4,Y为HC2O
Z为C2O
X为H3PO4,Y为H2PO
Z为HPO,W为PO
求lgKa
与pKa
(利用交点)
K(CH3COOH)=
由图可知,c(CH3COO-)=c(CH3COOH)时,pH=4.76,
K(CH3COOH)=c(H+)=10-4.76,lgK(CH3COOH)=-4.76,pKa=4.76
Ka1=
由图可知,c(H2C2O4)=c(HC2O)时,pH=1.2,Ka1=c(H+)=10-1.2,lgKa1=-1.2,pKa1=1.2;Ka2=
由图可知,c(C2O)=c(HC2O)时,pH=4.2,Ka2=c(H+)=10-4.2,lgKa2=-4.2,pKa2=4.2
Ka1=
由图可知,c(H2PO)=c(H3PO4)时,pH=2,Ka1=c(H+)=10-2,
lgKa1=-2,pKa1=2;Ka2=,由图可知,c(HPO)=c(H2PO)时,pH=7.1,Ka2=c(H+)=10-7.1,lgKa2=-7.1,pKa2=7.1;同理lgKa3=-12.2,pKa3=12.2
知识点3 对数图像中粒子浓度关系
常考对数图像的类型
图像种类
具体类型
含义
变化规律
对数图像
lg
生成物与反应物离子浓度比的常用对数
lg越大,
反应向正反应方向进行的程度越大
lg
稀释后与稀释前体积比的
常用对数
lg越大,稀释程度越大
AG=lg
氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数
AG越大,酸性越强,
中性时,=1,AG=0
负对数图像
pH=-lgc(H+)
氢离子浓度的常用对数负值
pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
pC=-lgc(C)
C离子浓度的常用对数负值
pC越大,c(C)越小
得分速记
将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取常用对数,即lgc(A)或lg得到的粒子浓度对数图像。
1.破解对数图像的数据
lgab=lga+lgb、lg=lga-lgb、lg1=0
如lg=0的点有c(A)=c(B);lgc(D)=0的点有c(D)=1 mol·L-1
2.破解对数图像的步骤
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
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
想原理
涉及电离平衡常数,写出平衡常数表达式,在识图像、想原理的基础上,将图像与原理结合起来思考
用公式
运用对数计算公式分析
考向1 考查滴定图像粒子浓度分析
(2025·江苏省扬州中学2月) 甘氨酸盐酸盐(ClH3NCH2COOH)可用作食品添加剂,已知:
H3CH2COOHH3CH2COO-+H+ Ka1=1×10-2.4
H3CH2COO-H2NCH2COO-+H+ Ka2=1×10-9.6
常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定10 mL 0.1 mol·L-1甘氨酸盐酸盐溶液过程中的pH变化如图所示。下列说法不正确的是
A.X点溶液中:c(H3CH2COOH)=c(H3CH2COO-)
B.Y点溶液中甘氨酸主要以H3CH2COO-形式存在
C.Z点溶液中:c(H3CH2COOH)+c(H+)=c(H2NCH2COO-)+c(OH-)
D.滴定过程中存在:c(H3CH2COOH)+c(H3CH2COO-)+c(H2NCH2COO-)=c(Cl-)
【答案】C
【解析】A项,由于H3CH2COOHH3CH2COO-+H+,根据电离平衡常数的计算可得Ka==1×10-2.4,根据图像代入此时的c(H+)=10-2.4,得c(H3CH2COOH)=c(H3CH2COO-),正确;B项,由A选项可知,当pH=2.4时,c(H3CH2COOH)=c(H3CH2COO-),当pH=9.6时c(H2NCH2COO-)=c(H3CH2COO-),根据弱酸的电离特点可知一级电离优先于二级电离,所以当pH介于二者之间时,溶液中甘氨酸主要以H3CH2COO-形式存在,正确;C项,该等式为电荷守恒,但是阴离子还有Cl-阳离子还有Na+,故正确的电荷守恒应为c(H3CH2COOH)+c(H+)+c(Na++)=c(H2NCH2COO-)+c(OH-)+c(Cl-),错误;D项,该等式为物料守恒,在ClH3NCH2COOH中,Cl原子和N原子的关系是1∶1,在滴定过程中N以H3CH2COOH、H3CH2COO-、H2NCH2COO-形式存在于溶液中,Cl以离子形式存在,故可得c(H3CH2COOH)+c(H3CH2COO-)+c(H2NCH2COO-)=c(Cl-),正确。
【变式训练1】
(2024·扬州市高三下学期开学考)合成环氧氯丙烷时产生了盐酸和醋酸(HAc)混合液,为研究混合溶液的定量分析方法,进行以下实验:
实验1:向20 mL 0.1 mol·L-1 HCl中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液;
实验2:向20 mL 0.1 mol·L-1 HAc中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液;
实验3:向20 mL某浓度HCl与HAc混合溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液。
测得实验1、2中溶液pH的变化如图所示。下列说法正确的是
A.实验1所测得pH变化为曲线b
B.实验2中加入10 mL NaOH时,溶液中存在:c(H+)+c(HAc)=c(Ac-)+c(OH-)
C.实验3溶液中Ac-的物质的量分数=
D.实验3中根据pH约为4.30时所消耗的V(NaOH),可计算混合溶液中n(HCl)
【答案】C
【解析】A项,相同浓度情况下,HCl是强酸,HAc是弱酸,可得初始未加NaOH时,HCl的pH更小,故曲线a表示HCl中滴加NaOH溶液,也就是对应实验1,错误;B项,实验2是HAc中滴加NaOH溶液,加入10 mL NaOH溶液,对应溶质是等物质的量NaAc和HAc,存在电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(Ac-)+c(OH-),存在物料守恒2c(Na+)=c(HAc)+c(Ac-),两式消去c(Na+)可得,c(HAc)+2c(H+)=c(Ac-)+2c(OH-),错误;C项,Ka(HAc)=,可得=,=,将=带入可得=,正确;D项,pH=4.3时,既消耗了HAc,也消耗了HCl,还剩余HCl,故不能根据消耗的V(NaOH)计算混合溶液中n(HCl),错误。
【变式训练2】
(2025·江苏省苏州市期中)室温下,通过下列实验探究草酸(H2C2O4)的性质。已知Ka1(H2C2O4)=5.90×10-2,Ka2(H2C2O4)=6.30×10-5,Ksp(CoC2O4)=6.30×10-8。
实验1:用0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定25.00 mL 0.1000 mol·L-1 H2C2O4溶液,滴定曲线如下图所示。
实验2:向0.1000 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加CoSO4溶液,产生沉淀。
实验3:向酸性KMnO4溶液中滴加0.1000 mol·L-1 H2C2O4溶液至溶液恰好褪色。
下列说法正确的是
A.实验1中X点的溶液中:c(H2C2O4)>c(C2O42-)
B.实验1中pH为8.4的溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)
C.实验2中发生反应Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)CoC2O4(s)+2H+(aq)的平衡常数K=59
D.实验3中发生反应的离子方程式为5C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
【答案】C
【解析】A项,实验1中X点加入25.00 mL 0.1000 mol·L-1 NaOH溶液,所得溶液为NaHC2O4溶液,由图可知,此时溶液显酸性,HC2O4-的电离程度大于其水解程度,c(H2C2O4)<c(C2O42-),错误;B项,实验1中pH为8.4的溶液是加入了50.00 mL 0.1000 mol·L-1 NaOH溶液,所得溶液为Na2C2O4溶液,存在质子守恒:c(H+)+c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)=c(OH-),错误;C项,向0.1000 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加CoSO4溶液,产生沉淀,发生反应Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)CoC2O4(s)+2H+(aq),平衡常数K======59,正确;D项,向酸性KMnO4溶液中滴加0.1000 mol·L-1 H2C2O4溶液至溶液恰好褪色,发生氧化还原反应生成二氧化碳和锰离子,H2C2O4是弱酸,不能拆写成离子,离子方程式为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,错误。
考向2 考查分布系数和对数图像分析
(2025·江苏省苏锡常镇二模)室温下,H2C2O4溶液中含碳微粒的分布系数与pH的关系如图所示。
已知C2O42-的分布系数:δ(C2O42-)=
下列说法正确的是
A.pH=3.0时:c(HC2O4-)>c(H2C2O4)>c(C2O42-)
B.浓度均为0.1 mol·L-1 Na2C2O4和NaHC2O4的混合液中:c(HC2O4-)>c(C2O42-)
C.向0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加氨水至pH=7的溶液中:c(NH)+c(NH3·H2O)>c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
D.向0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中加入NaOH溶液至pH=4.2的反应:3H2C2O4+5OH-=HC2O4-+2C2O42-+5H2O
【答案】C
【解析】草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,存在电离平衡,H2C2O4HC2O4-+H+、HC2O4-C2O42-+H+,随着pH增大,c(H2C2O4)减小,c(HC2O4-)先增大,后减小,c(C2O42-)增大,故曲线Ⅰ表示δ(H2C2O4)随pH变化,曲线Ⅱ表示δ(HC2O4-)随pH变化,曲线Ⅲ表示:δ(C2O42-)随pH变化,Ka1=,由Ⅰ和Ⅱ交点可知,Ka1==10-1.2,同理Ka2==10-4.2。
A项,pH=3.0时,由曲线各微粒分布系数可知,Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ,则离子浓度:c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4),错误;B项,溶液中存在电离平衡:HC2O4-C2O42-+H+,电离常数Ka2=10-4.2、水解平衡:C2O42-+H2OHC2O4-+OH-水解常数:Kh1===10-9.8,显然HC2O4-电离程度大于C2O42-水解程度,则溶液中:c(HC2O4-)<c(C2O42-),错误;C项,由图可知,pH=7时,含碳微粒主要以C2O42-形式存在,故此时溶质主要是(NH4)2C2O4,则溶液中存在物料守恒:c(NH)+c(NH3·H2O)=2[c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)],则:c(NH)+c(NH3·H2O)>c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-),正确;D项,向0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中加入NaOH溶液至pH=4.2时,得到等浓度的HC2O4-和C2O42-,则离子方程式为2H2C2O4+3OH-=HC2O4-+C2O42-+3H2O,错误。
【变式训练1·变考法】
(2025·江苏省海安高级中学期中)常温下,向0.5 mol·L-1 H2SO3溶液中缓慢加入固体NaOH(溶液体积不变),溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-的物质的量分数随pH的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.Ka2(H2SO3)=1×10-7.2
B.a点到m点发生的主要离子反应:H2SO3+OH-=HSO3-+H2O
C.m点溶液中离子的物质的量浓度大小关系为c(HSO3-)>c(H+)>c(OH-)
D.b点溶液中2c(SO32-)+c(HSO3-)>c(Na+)
【答案】D
【解析】A项,Ka2(H2SO3)=,当pH=7.2时,c(SO32-)=c(HSO3-),此时Ka2(H2SO3)=c(H+)=1×10-7.2,正确;B项,a点到m点H2SO3的含量逐渐减少,HSO3-的含量逐渐增加,可知该过程中H2SO3与NaOH反应生成NaHSO3,反应离子方程式为:H2SO3+OH-=HSO3-+H2O,正确;C项,由图可知m点时溶液中主要溶质为NaHSO3,还有少量H2SO3,此时溶液呈酸性,则溶液中离子的物质的量浓度大小关系为c(HSO3-)>c(H+)>c(OH-),正确;D项,b点时由电荷守恒得:2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),此时溶液pH=7.2,则c(H+)<c(OH-),因此2c(SO32-)+c(HSO3-)<c(Na+),错误。
【变式训练2·变载体】
(2025·河北省保定市期中)25℃时,向10 mL 0.1 mol·L-1的HA溶液中逐滴滴加等浓度的NaB溶液,溶液中lgc(A-)/c(B-)与lgc(HB)/c(HA)的变化关系如图所示。已知:25℃时,K(HA)=1×10-6。下列说法错误的是
A.25℃,K(HB)=1×10-9
B.25℃,HB+A-HA+B-的化学平衡常数K=10-3
C.当溶液中c(Na+)=2c(A-)+c(B-)时,溶液呈酸性
D.25℃,0.1 mol·L-1 NaB溶液的pH约为11
【答案】C
【解析】A项,lg=0,推出c(HB)=c(HA),lg=3,推出c(A-)=103c(B-),HA的电离平衡常数K(HA)=,代入数值,K(HA)===1×10-6,推出HB的电离平衡常数K(HB)=1×10-9,正确;B项,该反应的平衡常数K=====10-3,正确;C项,根据电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-)+c(B-),将c(Na+)=2c(A-)+c(B-)代入,得出c(A-)+c(H+)=c(OH-),c(H+)<c(OH-),溶液显碱性,错误;D项,由上述分析可知,B-的水解平衡常数为Kh===10-5,0.1 mol·L-1 NaB溶液中c(OH-)== mol·L-1=10-3 mol·L-1,c(H+)=10-11 mol·L-1,pH=11,正确。
1.(2025·云南卷)甲醛法测定NH的反应原理为4NH+6HCHO=(CH2)6N4H++3H++6H2O。取含NH4Cl的废水浓缩至原体积的后,移取20.00 mL,加入足量甲醛反应后,用0.01000 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定。滴定曲线如图1,含氮微粒的分布分数δ与pH关系如图2[比如:δ[(CH2)6N4H+]=]。下列说法正确的是
A.废水中NH的含量为20.00 mg·L-1
B.c点:c[(CH2)6N4H+]+c(H+)=c(OH-)
C.a点:c[(CH2)6N4H+]>c(H+)>c(OH-)>c[(CH2)6N4]
D.(CH2)6N4H+(CH2)6N4+H+的平衡常数K≈7.3×10-6
【答案】D
【解析】A项,由图1中的信息可知,当加入NaOH标准溶液的体积为20.00 mL时到达滴定终点,由关系式NH~[(CH2)6N4H++3H+]~4OH-可知,由于待测液的体积和标准溶液的体积相同,因此,浓缩后的20.00 mL溶液中c(NH)=4c(OH-)=4×0.01000 mol·L-1=0.04000 mol·L-1,则原废水中n(NH)=0.04000 mol·L-1×=0.004000 mol·L-1,因此,废水中NH的含量为0.004000 mol×18 000 mg·mol-1·L-1=72.00 mg·L-1,错误;B项,c点加入NaOH标准溶液的体积过量,且只过量了,由电荷守恒可知,c[(CH2)6N4H+]+c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(Cl-),浓缩后的废水中NH4Cl的浓度是NaOH标准溶液浓度的4倍,Cl-和Na+均不参与离子反应,可以估算c点c(Cl-)>c(Na+),c[(CH2)6N4H+]+c(H+)>c(OH-),错误;C项,(CH2)6N4H+在溶液中水解使溶液显酸性,类比NH3可知(CH2)6N4在溶液中与水作用发生电离而使溶液显碱性;a 点为半滴定点,由其纵坐标可知溶液显酸性,说明(CH2)6N4H+的水解作用强于(CH2)6N4的电离作用,可知溶液中相关粒子的浓度的大小关系为c[(CH2)6N4]>c[(CH2)6N4H+],错误;D项,由图1和图2可知,当pH=6.00时,(CH2)6N4占比较高,δ[(CH2)6N4]=0.88,则由氮守恒可知,δ[(CH2)6N4H+]=0.12,两种粒子的浓度之比等于其分布分数之比,则(CH2)6N4H+(CH2)6N4+H+的平衡常数K==≈7.3×10-6,正确。
2.(2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷)室温下,将0.1 mol AgCl置于0.1 mol·L-1 NH4NO3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,Ag++NH3[Ag(NH3)]+和Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数分别为K1和K2:NH的水解常数Kh(NH)=10-9.25。下列说法错误的是
A.Ⅲ为[Ag(NH3)2]+的变化曲线 B.D点:c(NH)-c(OH-)>0.1-c(H+)
C.K1=103.24 D.C点:c(NH3)=10-3.52 mol·L-1
【答案】B
【解析】pH越小,酸性越强,Ag+浓度越大,氨气浓度越小,所以Ⅲ代表[Ag(NH3)2]+,Ⅱ代表[Ag(NH3)]+,Ⅳ代表NH3,Ⅰ代表Ag+,据此解答。
A项,根据以上分析可知Ⅲ为[Ag(NH3)2]+的变化曲线,正确;B项,溶液中存在电荷守恒,D点时溶液显碱性,则c(NH)-c(OH-)<0.1-c(H+),错误;C项,根据图像可知D点时[Ag(NH3)]+和Ag+浓度相等,此时氨气浓度是10-3.24,根据Ag++NH3[Ag(NH3)]+可知K1=103.24,正确;D项,C点时[Ag(NH3)2]+和Ag+浓度相等,B点时[Ag(NH3)2]+和[Ag(NH3)]+浓度相等,所以反应的[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数为103.8,因此K2=103.24×103.8=107.04,C点时[Ag(NH3)2]+和Ag+浓度相等,所以c(NH3)==10-3.52 mol·L-1,正确。
3.(2024·江苏卷)室温下,通过下列实验探究SO2性质。已知Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,Ka2(H2SO3)=6.2×10-8。
实验1:将SO2气体通入水中,测得溶液pH=3。
实验2:将SO2气体通入0.1 mol·L-1 NaOH溶液中,当溶液pH=4时停止通气。
实验3:将SO2气体通入0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中:c(HSO3-)+c(SO32-)>c(H+)
B.实验2所得溶液中:c(SO32-)>c(HSO3-)
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得NaHSO3固体
D.实验3所得溶液中:c(SO42-)>c(Mn2+)
【答案】D
【解析】实验1得到H2SO3溶液,实验2溶液的pH为4,实验2为NaHSO3溶液,实验3中SO2和酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为:5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+。
A项,实验1得到H2SO3溶液,其电荷守恒关系式为:c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-)=c(H+),则c(HSO3-)+c(SO32-)<c(H+),错误;B项,实验2为pH为4,依据Ka2=,则6.2×10-8=,溶液,=6.2×10-4,则c(SO32-)<c(HSO3-),错误;C项,NaHSO3溶液蒸干、灼烧,NaHSO3被氧化,制得的是NaHSO4固体,错误;D项,实验3依据发生的反应:5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+,则恰好完全反应后c(SO42-)>c(Mn2+),正确。
4.(2024·安徽卷)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。已知25℃时,H2S饱和溶液浓度约为0.1 mol·L-1,Ka1(H2S)=10-6.97,Ka2(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,Ksp(CdS)=10-26.10。下列说法错误的是
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
【答案】B
【解析】A项,Na2S溶液中只有5种离子,分别是H+、Na+、OH-、HS-、S2-,溶液是电中性的,存在电荷守恒,可表示为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),正确;B项,0.01 mol·L-1 Na2S溶液中,S2-水解使溶液呈碱性,其水解常数为Kh1====10-1.1,根据硫元素守恒可知c(HS-)<10-1.1 mol·L-1,所以>1,则c(OH-)>c(S2-),不正确;C项,Ksp(FeS)远远大于Ksp(CdS),向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS时,可以发生沉淀的转化:Cd2++FeSCdS+Fe2+,该反应的平衡常数为K===108.9≫105,因此该反应可以完全进行,CdS的饱和溶液中c(Cd2+)= mol·L-1=10-13.05 mol·L-1,若加入足量FeS时可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1 mol·L-1,正确;D项,Cd2++H2SCdS+2H+的平衡常数K=====106.23≫105,该反应可以完全进行,因此,当向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,Cd2+可以完全沉淀,所得溶液中c(H+)>c(Cd2+),正确。
5.(2022·浙江6月选考)25 ℃时,向20 mL浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液(醋酸的Ka=1.8×10-5;用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20 mL等浓度的盐酸,滴定终点的pH突跃范围4.3~9.7)。下列说法不正确的是
A.恰好中和时,溶液呈碱性
B.滴加NaOH溶液至pH=4.3的过程中,发生反应的离子方程式为H++OH-=H2O
C.滴定过程中,c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.pH=7时,c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
【答案】B
【解析】A项,恰好中和时,生成氯化钠溶液和醋酸钠溶液,其中醋酸根离子会水解,溶液显碱性,正确;B项,加入20 mL NaOH溶液时,溶液为NaCl和CH3COOH的混合溶液,此时c(H+)≈= mol·L-1=×10-3 mol·L-1>1×10-4.3 mol·L-1,则滴加NaOH至pH=4.3,说明醋酸也参加了反应,错误;C项,滴定前盐酸和醋酸的浓度相同,故滴定过程中,氯离子浓度等于醋酸分子的浓度和醋酸根离子的浓度和,正确;D项,向20 mL浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,当NaOH溶液的体积为20 mL时,溶液为氯化钠和醋酸的混合溶液,显酸性,需要再滴加适量的氢氧化钠,故c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH),正确。
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第23讲 溶液中粒子浓度的大小判断
目录
01 考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 溶液中粒子浓度的关系
知识点1 电解质溶液中的三大守恒
知识点2 粒子浓度大小判断
知识点3 指定粒子浓度大小判断
考向1 单一溶液中粒子浓度的判断
【思维建模】判断粒子浓度关系的思维流程
考向2 混合溶液中粒子浓度的判断
考点二 溶液中粒子浓度变化的图像分析
知识点1 中和滴定过程pH变化图像
知识点2 分布系数图像粒子浓度判断
知识点3 对数图像中的粒子浓度关系
考向1 考查滴定图像粒子浓度分析
考向2 考查分布系数和对数图像分析
04真题溯源·考向感知
考情分析
1.命题规律:
电解质溶液中粒子浓度大小比较是高考必考点,考查的知识点多,灵活性及综合性较强。试题以选择题形式出现,通常以化工微流程图为载体,在选项中考查单一溶液或混合溶液中粒子浓度大小关系的判断;或以有关图像的形式,考查粒子浓度的大小关系。
2.复习策略:
复习过程中一是可通过弱酸、弱碱及水解盐溶液的粒子浓度的判断,使学生明确弱电解质的电离与盐的水解都是微弱的;二是可通过书写某种盐溶液中的三大守恒关系,使学生理解三大守恒的书写原理及书写时的注意事项;三是对粒子浓度大小判断,指导学生抓住微粒观和守恒观进行分析,即先确定溶液中存在的各种粒子,再根据电离平衡、水解平衡分析判断粒子浓度关系,注意不要忽略水的电离,有时还需根据水解常数来判断;最后关于图像类试题,明确坐标含义,关注图像中特殊点的数值,依据电离及水解原理,结合三大守恒,对选项进行判断。
复习目标
1.能根据弱电解质的电离及盐类的水解特点,准确判断弱电解质和盐溶液中的粒子浓度大小。
2.能依据用电荷守恒、质子守恒和物料守恒原理,判断所给溶液中有关微粒的浓度关系。
3.能根据溶液中粒子浓度的变化图像,结合溶液中的平衡关系,判断溶液中有关粒子的浓度关系。
考点一 溶液中粒子浓度的关系
知识点1 电解质溶液中的三大守恒
守恒
原理
方法
举例
电荷
守恒
电解质溶液中_________所带的电荷总数与阴离子所带的电荷总数______。即____________。
①找出溶液中所有的阴、阳离子。
②阴、阳离子______乘以自身所带的_________建立等式。
Na2CO3溶液为例:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
物料
守恒
在电解质溶液中,由于某些离子发生______或电离,离子的存在形式发生了变化,就该离子所含的某种元素来说,变化前后其原子个数是______的,即元_______________。
①分析溶质中的特定元素的原子或原子团间的_________关系(特定元素除H、O元素外)。
②找出特征元素在水溶液中的所有存在形式。
①单一元素守恒,如1 mol NH3通入水中形成氨水,就有:n(NH3)+n(NH3·H2O)+n(NH)=1 mol,即氮元素守恒
②两元素守恒,如Na2CO3溶液中:c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HCO)+2c(CO),即钠元素与碳元素守恒
质子
守恒
电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的转移,转移过程中质子数量保持不变,称为质子守恒。
质子守恒是依据水的________:H2OH++OH-,水电离产生的___和_____的物质的量总是相等的,无论在溶液中由水电离出的H+和OH-以什么形式存在。
Na2CO3溶液为例:
c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
得分速记
①快速书写质子守恒的方法
原理
电解质溶液中分子或离子得到或失去质子(H+)的物质的量应相等
步骤
第一步
定基准物(若为溶液则包括水)利用电离和水解得到得质子产物和失质子产物
如NaHCO3溶液:溶液中的基准物为H2O和HCO3-;H2O得到1个质子为H3O+(即为H+),失去1个质子得到OH-;HCO3-得到1个质子为H2CO3,失去1个质子为CO32-
据得失质子守恒列出关系式:
c(OH-)+c(CO32-)=c(H2CO3)+c(H+)
第二步
看基准物、得质子产物和失质子产物相差的质子数
第三步
列出质子守恒关系式
得质子数=失质子数
第四步
用物料守恒和电荷守恒加以验证
②质子守恒,实质是从水的电离出发
考虑弱酸根离子结合水电离出的H+或弱碱阳离子结合水电离出的OH-,然后在溶液中寻找H+和OH+的“藏身”之所,而列出的等式关系。
c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
❶规避等量关系中的2个易失分点:
①电荷守恒式中,不只是各离子浓度的简单相加。
如2c(CO)的化学计量数2代表1个CO带2个负电荷,不可漏掉。
②物料守恒式中,离子浓度的化学计量数不能漏写或颠倒。
如Na2S溶液中的元素质量守恒式c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]中,“2”表示c(Na+)是溶液中硫原子浓度的2倍,不能写成2c(Na+)= c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)。
❷根据粒子浓度关系式,套用合适守恒式:
①电荷守恒式的特点:一边全为___离子,另一边全为___离子。
②物料守恒式的特点:式子中有弱电解质对应的分子和离子,一般一边含一种元素,另一边含另一种元素的___子和___子。
③质子守恒式的特点:一边某微粒能电离出H+,另一边微粒能结合H+。
④等式两边没有明显特征:三个守恒结合。
知识点2 粒子浓度大小判断
类型
叙述
微粒浓度大小顺序
单一溶液
酸
0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液
c(H2C2O4)>______>________>_______>c(OH-)
碱
0.1 mol·L-1 NH3·H2O
_________>______>________>_______
盐
0.1 mol·L-1 K2S
______>c(S2-)>______>______>______
0.1 mol·L-1 KHS(碱性)
c(K+)>______>______>c(H2S)>______>c(H+)
0.1 mol·L-1 KHSO3(酸性)
c(K+)>_______>____>______>__________>c(H2SO3)
0.1 mol·L-1 KHSO4
______>______=______>______
混合溶液
不反应
浓度均为0.1 mol·L-1醋酸与醋酸钠混合溶液
_________>______>____________>____>________
浓度均为0.1 mol·L-1氯化铵与氨水混合溶液
______>______>c(NH3·H2O)>______>_____
浓度均为0.1 mol·L-1苏打与小苏打混合溶液
______>_______>________>______>c(H2CO3>______
发生反应
一定量的CH3COOH与NaOH混合后显中性
______=_________>c(CH3COOH)>______=______
0.1 mol·L-1氨水与0.05 mol·L-1盐酸等体积混合
______>______>______>______
0.05 mol·L-1氨水与0.1 mol·L-1盐酸等体积混
______>______>______>______
25℃时pH之和为14的氨水与盐酸等体积混合
______>______>______>______
0.2 mol·L-1HCN与0.1 mol·L-1 NaOH等体积混合(混合液呈碱性)
________>______>______>______>______
得分速记
①
弱电解质的电离和盐类的水解都是______的,注意化学式中微粒个数的比值关系
②
NH4+与NH3·H2O:当盐的浓度不超过NH3·H2O的10倍时,以__________________为主
③
CH3COO-与CH3COOH:当盐的浓度不超过CH3COOH的10倍时,以_________________为主
④
通常HCN与NaCN的混合溶液显碱性,即是以___________________为主
知识点3 指定粒子浓度大小判断
选好参照物,分组比较,各个击破
先分类
将不同物质按含有所比较的离子的个数进行分类,如(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、NH4HSO4、NH4Cl,对来说NH,NH4HSO4、NH4Cl为一类,(NH4)2SO4、(NH4)2CO3为另一类
后分析
分别分析各类物质溶液中其他粒子对所比较离子水解平衡的影响,比较出相同物质的浓度的同一类物质溶液中该离子浓度大小:
相互促进水解的盐<单独水解的盐<水解相互抑制的盐
再组合
将几种类别的物质按含有所比较离子的个数进行组合排序,比较离子浓度大小
得分速记
不同溶液中
同一离子浓度比较
离子组成
比例不同
Ⅰ. 浓度均为0.1 mol·L-1的①(NH4)2SO4 ②(NH4)2CO3 ③NH4Al(SO4)2 ④NH4HCO3溶液,NH的物质的量的浓度由大到小的顺序为:
离子组成
比例相相
Ⅱ. 常温下物质的量浓度相等的①NH4HCO3 ②NH4HSO4 ③NH4Fe(SO4)2 ④NH4Cl:溶液中NH的浓度由大到小的顺序:_____________________。
等pH不同溶液中
同一离子浓度关系
pH相等的①NH4Cl ②(NH4)2SO4 ③NH4HSO4溶液:c(NH)大小顺序:__________________。
考向1 单一溶液中粒子浓度的判断
(2025·江苏省常州市期中)室温下,用含有少量Mg2+的MnSO4的溶液制备MnCO3的过程如图所示[已知:Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Ksp(MgF2)=7.5×10-11]。下列说法正确的是
A.0.1 mol·L-1 NaF溶液中:c(F-)+c(OH-)=c(HF)+c(H+)
B.NaHCO3溶液中:c(CO32-)>c(H2CO3)
C.除镁后溶液中存在:c(Mg2+)=
D.“沉锰”分离后的滤液中:c(F-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
思维建模 判断粒子浓度关系的思维流程
【变式训练1·变载体】
(2025·江苏省海安高级中学期中)燃煤烟气脱硫的方法有多种,方法之一是常温下用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成NH4HSO4。已知H2SO3的电离常数Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5。下列说法正确的是
A.常温下NH4HSO3溶液的pH>7
B.NH4HSO3溶液中:c(NH)+c(H+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(OH-)
C.若溶液中=1.5时,溶液的pH=4.5
D.向NH4HSO3溶液中通入空气发生反应的离子方程式:2HSO3-+O2+2OH-=2SO42-+2H2O
【变式训练2】
(2025·江苏省江阴市六校期中联考)已知H2C2O4是一种二元弱酸。室温下,通过下列实验探究K2C2O4溶液的性质。
实验
实验操作和现象
1
测得0.1 mol·L-1的KHC2O4溶液的pH约为5.6
2
向硫酸酸化KMnO4溶液中滴加过量0.1 mol·L-1的K2C2O4溶液,溶液紫红色褪色
3
向5 mL 0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中滴加少量0.1 mol·L-1 KOH溶液,无明显现象
4
向5 mL 0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中滴加等体积的0.1 mol·L-1 KOH溶液
若忽略溶液混合时的体积变化,下列说法正确的是
A.依据实验1推测:Kw>Ka1(H2C2O4)×Ka2(H2C2O4)
B.依据实验2推测:K2C2O4溶液具有较强氧化性
C.依据实验3推测:反应后溶液中有c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
D.依据实验4推测:反应后溶液中有c(OH-)-c(HC2O4-)=c(H+)+2c(H2C2O4)
考向2 混合溶液中粒子浓度的判断
(2025·江苏省江宁高级中学、镇江一中12月联考)CuC2O4是一种重要的有机反应催化剂。以Na2C2O4为原料制备CuC2O4的反应方程式为:Na2C2O4+CuSO4=CuC2O4 ↓+Na2SO4。已知室温下:Ka1(H2C2O4)=10 −1.23、Ka2(H2C2O4)=10 −4.27。下列说法正确的是
A.0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(H2C2O4)+c(HC2O4-)
B.向NaHC2O4溶液中加入NaOH溶液可制备Na2C2O4溶液.当pH=7时:c(Na+)<2[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)]
C.加水稀释一定浓度的NaHC2O4溶液,溶液中的值逐渐变大
D.向0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中加入等体积0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,产生浅蓝绿色沉淀,可推测Ksp(CuC2O4)>2.5×10-3
【变式训练1】
(2025·江苏省盐城市上学期期中)室温下,通过下列实验探究NaHCO3的性质。已知H2CO3:Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。
实验1:0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液,测得溶液pH=8.3。
实验2:将等浓度NaHCO3、Na2CO3的溶液等体积混合,测得溶液pH=10.0。
实验3:向0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入Ba(OH)2溶液,有白色沉淀生成。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中:Ka1Ka2>Kw
B.实验2所得溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)
C.实验2所得溶液中:2c(Na+)=3[c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)]
D.实验3所得上层清液中:c(Ba2+)•c(CO32-)<Ksp(BaCO3)
【变式训练2·变考法】
(2025·江苏省宿迁沭阳如东中学12月)草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验I:往20 mL 0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液。
实验Ⅱ:往20 mL 0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中逐渐滴加0.1 mol·L-1 CaCl2溶液。
[已知:H2C2O4的电离常数Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9,溶液混合后体积变化忽略不计],下列说法正确的是
A.实验I中V(NaOH)=10 mL时,存在c(C2O42-)<c(HC2O4-)
B.实验I中V(NaOH)=20 mL时,存在c(OH-)<c(HC2O4-)+c(H2C2O4)
C.实验Ⅱ中V(CaCl2)=80 mL时,溶液中c(C2O42-)=4.0×10-8 mol·L-1
D.实验Ⅱ中发生反应HC2O4-+Ca2+=CaC2O4↓+H+
考点二 溶液中粒子浓度变化的图像分析
知识点1 中和滴定过程pH变化图像
关键点
溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系
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
起点
V(NaOH)=0
(0点)
溶质是___________
粒子浓度大小关系:________________________________
____________
一半点
V(NaOH)=10 mL
(点①)
溶质是等物质的量的_________和_________
粒子浓度大小关系:________________________________
_________________________________
元素质量守恒:____________________________________
中性点
pH=7
(点②)
溶质是____________和少量的____________
粒子浓度大小关系:________________________________
____________
恰好反应点
V(NaOH)=20 mL
(点③)
溶质是____________
粒子浓度大小关系:_______________________________
________
过量1倍点
V(NaOH)=40 mL
溶质是等物质的量的_________和______
粒子浓度大小关系:________________________________
得分速记
①依据H++OH-=H2O或其他反应式,由图中所给的某点的量确定该点溶液中的溶质及物质的量,结合电离和水解原理进行判断。
②抓两点突破二元弱电解质滴定曲线——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,得到的是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,得到的是Na2A的溶液,其中Ka2=,若溶液中c(A2-)=c(HA-),则Ka2=c(H+)。
知识点2 分布系数图像粒子浓度判断
1.分布系数图像(注:pKa为电离常数的负对数)
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH的分布系数,δ1为CH3COO-的分布系数
δ0为H2C2O4的分布系数,δ1为HC2O的分布系数,δ2为C2O的分布系数
2.读图解题要领
读“曲线”
每条曲线所代表的粒子及变化趋势。(以上图中H2C2O4为例)随pH增大,δ只减不增的为H2C2O4曲线,δ先增后减的为HC2O曲线,δ只增不减的为C2O曲线。
读“浓度”
通过横坐标的垂线,可读出某pH时的粒子浓度
“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
①图中M点:c(HC2O)=c(H2C2O4),其pH为pH1,Ka1(H2C2O4)==。
②同理图中N点:c(HC2O)=c(C2O),对应pH为pH2,Ka2=。
③图中O点,c(H2C2O4)=c(C2O),此时c(HC2O)最大,其溶液pH为pH3,则pH3=。
“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
分布系数曲线是指以pH为横坐标,分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标,绘制得到的分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
举例
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以H2C2O4为例)
三元弱酸(以H3PO4为例)
弱电解质
分布曲线
曲线
对应物质
X为CH3COOH
Y为CH3COO-
X为H2C2O4,Y为HC2O
Z为C2O
X为H3PO4,Y为H2PO
Z为HPO,W为PO
求lgKa
与pKa
(利用交点)
K(CH3COOH)=
由图可知,c(CH3COO-)=c(CH3COOH)时,pH=4.76,
K(CH3COOH)=c(H+)=10-4.76,lgK(CH3COOH)=-4.76,pKa=4.76
Ka1=
由图可知,c(H2C2O4)=c(HC2O)时,pH=1.2,Ka1=c(H+)=10-1.2,lgKa1=-1.2,pKa1=1.2;Ka2=
由图可知,c(C2O)=c(HC2O)时,pH=4.2,Ka2=c(H+)=10-4.2,lgKa2=-4.2,pKa2=4.2
Ka1=
由图可知,c(H2PO)=c(H3PO4)时,pH=2,Ka1=c(H+)=10-2,
lgKa1=-2,pKa1=2;Ka2=,由图可知,c(HPO)=c(H2PO)时,pH=7.1,Ka2=c(H+)=10-7.1,lgKa2=-7.1,pKa2=7.1;同理lgKa3=-12.2,pKa3=12.2
知识点3 对数图像中粒子浓度关系
常考对数图像的类型
图像种类
具体类型
含义
变化规律
对数图像
lg
生成物与反应物离子浓度比的常用对数
lg越大,
反应向正反应方向进行的程度越大
lg
稀释后与稀释前体积比的
常用对数
lg越大,稀释程度越大
AG=lg
氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数
AG越大,酸性越强,
中性时,=1,AG=0
负对数图像
pH=-lgc(H+)
氢离子浓度的常用对数负值
pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
pC=-lgc(C)
C离子浓度的常用对数负值
pC越大,c(C)越小
得分速记
将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取常用对数,即lgc(A)或lg得到的粒子浓度对数图像。
1.破解对数图像的数据
lgab=lga+lgb、lg=lga-lgb、lg1=0
如lg=0的点有c(A)=c(B);lgc(D)=0的点有c(D)=1 mol·L-1
2.破解对数图像的步骤
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
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
想原理
涉及电离平衡常数,写出平衡常数表达式,在识图像、想原理的基础上,将图像与原理结合起来思考
用公式
运用对数计算公式分析
考向1 考查滴定图像粒子浓度分析
(2025·江苏省扬州中学2月) 甘氨酸盐酸盐(ClH3NCH2COOH)可用作食品添加剂,已知:
H3CH2COOHH3CH2COO-+H+ Ka1=1×10-2.4
H3CH2COO-H2NCH2COO-+H+ Ka2=1×10-9.6
常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定10 mL 0.1 mol·L-1甘氨酸盐酸盐溶液过程中的pH变化如图所示。下列说法不正确的是
A.X点溶液中:c(H3CH2COOH)=c(H3CH2COO-)
B.Y点溶液中甘氨酸主要以H3CH2COO-形式存在
C.Z点溶液中:c(H3CH2COOH)+c(H+)=c(H2NCH2COO-)+c(OH-)
D.滴定过程中存在:c(H3CH2COOH)+c(H3CH2COO-)+c(H2NCH2COO-)=c(Cl-)
【变式训练1】
(2024·扬州市高三下学期开学考)合成环氧氯丙烷时产生了盐酸和醋酸(HAc)混合液,为研究混合溶液的定量分析方法,进行以下实验:
实验1:向20 mL 0.1 mol·L-1 HCl中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液;
实验2:向20 mL 0.1 mol·L-1 HAc中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液;
实验3:向20 mL某浓度HCl与HAc混合溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液。
测得实验1、2中溶液pH的变化如图所示。下列说法正确的是
A.实验1所测得pH变化为曲线b
B.实验2中加入10 mL NaOH时,溶液中存在:c(H+)+c(HAc)=c(Ac-)+c(OH-)
C.实验3溶液中Ac-的物质的量分数=
D.实验3中根据pH约为4.30时所消耗的V(NaOH),可计算混合溶液中n(HCl)
【变式训练2】
(2025·江苏省苏州市期中)室温下,通过下列实验探究草酸(H2C2O4)的性质。已知Ka1(H2C2O4)=5.90×10-2,Ka2(H2C2O4)=6.30×10-5,Ksp(CoC2O4)=6.30×10-8。
实验1:用0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定25.00 mL 0.1000 mol·L-1 H2C2O4溶液,滴定曲线如下图所示。
实验2:向0.1000 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加CoSO4溶液,产生沉淀。
实验3:向酸性KMnO4溶液中滴加0.1000 mol·L-1 H2C2O4溶液至溶液恰好褪色。
下列说法正确的是
A.实验1中X点的溶液中:c(H2C2O4)>c(C2O42-)
B.实验1中pH为8.4的溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)
C.实验2中发生反应Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)CoC2O4(s)+2H+(aq)的平衡常数K=59
D.实验3中发生反应的离子方程式为5C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
考向2 考查分布系数和对数图像分析
(2025·江苏省苏锡常镇二模)室温下,H2C2O4溶液中含碳微粒的分布系数与pH的关系如图所示。
已知C2O42-的分布系数:δ(C2O42-)=
下列说法正确的是
A.pH=3.0时:c(HC2O4-)>c(H2C2O4)>c(C2O42-)
B.浓度均为0.1 mol·L-1 Na2C2O4和NaHC2O4的混合液中:c(HC2O4-)>c(C2O42-)
C.向0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加氨水至pH=7的溶液中:c(NH)+c(NH3·H2O)>c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
D.向0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中加入NaOH溶液至pH=4.2的反应:3H2C2O4+5OH-=HC2O4-+2C2O42-+5H2O
【变式训练1·变考法】
(2025·江苏省海安高级中学期中)常温下,向0.5 mol·L-1 H2SO3溶液中缓慢加入固体NaOH(溶液体积不变),溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-的物质的量分数随pH的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.Ka2(H2SO3)=1×10-7.2
B.a点到m点发生的主要离子反应:H2SO3+OH-=HSO3-+H2O
C.m点溶液中离子的物质的量浓度大小关系为c(HSO3-)>c(H+)>c(OH-)
D.b点溶液中2c(SO32-)+c(HSO3-)>c(Na+)
【变式训练2·变载体】
(2025·河北省保定市期中)25℃时,向10 mL 0.1 mol·L-1的HA溶液中逐滴滴加等浓度的NaB溶液,溶液中lgc(A-)/c(B-)与lgc(HB)/c(HA)的变化关系如图所示。已知:25℃时,K(HA)=1×10-6。下列说法错误的是
A.25℃,K(HB)=1×10-9
B.25℃,HB+A-HA+B-的化学平衡常数K=10-3
C.当溶液中c(Na+)=2c(A-)+c(B-)时,溶液呈酸性
D.25℃,0.1 mol·L-1 NaB溶液的pH约为11
1.(2025·云南卷)甲醛法测定NH的反应原理为4NH+6HCHO=(CH2)6N4H++3H++6H2O。取含NH4Cl的废水浓缩至原体积的后,移取20.00 mL,加入足量甲醛反应后,用0.01000 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定。滴定曲线如图1,含氮微粒的分布分数δ与pH关系如图2[比如:δ[(CH2)6N4H+]=]。下列说法正确的是
A.废水中NH的含量为20.00 mg·L-1
B.c点:c[(CH2)6N4H+]+c(H+)=c(OH-)
C.a点:c[(CH2)6N4H+]>c(H+)>c(OH-)>c[(CH2)6N4]
D.(CH2)6N4H+(CH2)6N4+H+的平衡常数K≈7.3×10-6
2.(2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷)室温下,将0.1 mol AgCl置于0.1 mol·L-1 NH4NO3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,Ag++NH3[Ag(NH3)]+和Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数分别为K1和K2:NH的水解常数Kh(NH)=10-9.25。下列说法错误的是
A.Ⅲ为[Ag(NH3)2]+的变化曲线 B.D点:c(NH)-c(OH-)>0.1-c(H+)
C.K1=103.24 D.C点:c(NH3)=10-3.52 mol·L-1
3.(2024·江苏卷)室温下,通过下列实验探究SO2性质。已知Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,Ka2(H2SO3)=6.2×10-8。
实验1:将SO2气体通入水中,测得溶液pH=3。
实验2:将SO2气体通入0.1 mol·L-1 NaOH溶液中,当溶液pH=4时停止通气。
实验3:将SO2气体通入0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中:c(HSO3-)+c(SO32-)>c(H+)
B.实验2所得溶液中:c(SO32-)>c(HSO3-)
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得NaHSO3固体
D.实验3所得溶液中:c(SO42-)>c(Mn2+)
4.(2024·安徽卷)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。已知25℃时,H2S饱和溶液浓度约为0.1 mol·L-1,Ka1(H2S)=10-6.97,Ka2(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,Ksp(CdS)=10-26.10。下列说法错误的是
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
5.(2022·浙江6月选考)25 ℃时,向20 mL浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液(醋酸的Ka=1.8×10-5;用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20 mL等浓度的盐酸,滴定终点的pH突跃范围4.3~9.7)。下列说法不正确的是
A.恰好中和时,溶液呈碱性
B.滴加NaOH溶液至pH=4.3的过程中,发生反应的离子方程式为H++OH-=H2O
C.滴定过程中,c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.pH=7时,c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
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