第三章 物质在水溶液中行为 图像练习 - 2025-2026学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1
2025-11-22
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 本章自我评价 |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.68 MB |
| 发布时间 | 2025-11-22 |
| 更新时间 | 2025-11-22 |
| 作者 | 知足常乐 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-11-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55069287.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
水溶液中的常考图像练习
题组一 弱酸(碱)的稀释pH变化曲线
1.常温下,将pH均为3,体积均为V0的HA溶液和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg 的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.稀释相同倍数时:c(A-)<c(B-)
B.水的电离程度:b=c>a
C.a点酸的浓度小于c点酸的浓度
D.HA为强酸,HB为弱酸
答案 C
解析 根据图像,当lg =2时,HA溶液:pH=5,HB溶液:3<pH<5,故HA为强酸,HB为弱酸,根据图像,稀释相同倍数时,溶液的pH:HA溶液>HB溶液,pH大者氢离子浓度小,酸根离子浓度小,则溶液中c(A-)<c(B-),A、D项正确;酸抑制水的电离,酸中c(H+)越大,其抑制水电离程度越大,c(H+):a>b=c,则水的电离程度:b=c>a,B项正确;未稀释前两个酸的pH均为3,HA是强酸,HB是弱酸,则物质的量浓度不同,HB的物质的量浓度远大于HA,a、c点溶液体积相同,故稀释相同倍数后溶液的物质的量浓度仍然是HB大,即a点酸的浓度大于c点酸的浓度,C项错误。
2.(2024·山东潍坊高二期中)室温下,将10 mL浓度均为1 mol·L-1的CH3NH2、NH2OH两种一元碱溶液分别加水稀释,曲线如图,V是溶液体积(mL),pOH=-lgc平(OH-)。已知:CH3NH2+H2OCH3N+OH-;NH2OH+H2ONH3OH++OH-。下列说法正确的是( )
A.该温度下,Kb(NH2OH)的数量级为10-8
B.当lgV=3时,水的电离程度:NH2OH>CH3NH2
C.用等浓度盐酸分别滴定两种碱溶液至pH=7,消耗盐酸的体积:NH2OH>CH3NH2
D.加水稀释pH=9的两种碱溶液至pH=8,加入水的体积:CH3NH2>NH2OH
答案 B
解析 该温度下,lgV=1时,V=10 mL,此时没有加水稀释,c平(OH-)=c平(NH3OH+)=1×10-4.5mol·L-1,c平(NH2OH)=(1-10-4.5)mol·L-1,Kb(NH2OH)=≈ mol·L-1=10-9 mol·L-1,即数量级为10-9,A错误;当lgV=3时,NH2OH溶液的pOH比CH3NH2溶液的大,pOH越大c(OH-)越小,对水的电离抑制的程度越小,水的电离程度越大,故水的电离程度:NH2OH>CH3NH2,B正确;同浓度时,pOH:NH2OH>CH3NH2,即CH3NH2碱性比NH2OH强,用等浓度盐酸分别滴定两种碱溶液至pH=7,CH3NH2消耗盐酸的体积较大,C错误;由上述分析可知,CH3NH2碱性比NH2OH强,pH=9的两种碱溶液,浓度:NH2OH>CH3NH2,加水稀释促进弱碱电离,加水稀释至pH=8时加入水的体积:NH2OH>CH3NH2,D错误。
3.某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4 mol·L-1和1.7×10-5 mol·L-1。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度:b点<c点
C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
答案 BC
解析 根据HNO2和CH3COOH的电离常数,可知酸性:HNO2>CH3COOH。相同pH的两种酸溶液,稀释相同倍数时,弱酸的pH变化较小,故曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,A项错误;两种酸溶液中水的电离受到抑制,b点溶液pH小于c点溶液pH,则b点对应酸电离出的c(H+)大,对水的电离抑制程度大,故水的电离程度:b点<c点,B项正确;溶液中==,从c点到d点,HA的电离平衡正向移动,但Kw、Ka(HA)的值不变,故不变,C项正确;相同体积a点的两溶液中,由于c(CH3COOH)>c(HNO2),故n(CH3COOH)>n(HNO2),因此与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)不同,D项错误。
4.常温下,两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释,溶液pH的变化如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.MOH是一种弱碱
B.在x点,c(M+)=c(R+)
C.稀释前,c(ROH)=10c(MOH)
D.稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH-)前者是后者的10倍
答案 C
解析 A项,由图像可知稀释相同倍数,MOH的pH变化小,故MOH为弱碱;B项,在x点时MOH和ROH溶液中c(OH-)相等,故c(M+)=c(R+);C项,MOH为弱碱,ROH为强碱,则稀释前c(ROH)<10c(MOH);D项,稀释前MOH溶液中由水电离出的c(OH-)=10-12 mol·L-1,ROH溶液中由水电离出的c(OH-)=10-13 mol·L-1,故前者是后者的10倍。
题组二 酸碱中和反应进程中pH变化曲线
5.(2024·福州高二上期末)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所示。下列说法正确的是( )
A.滴定时应选甲基橙作指示剂
B.水的电离程度:②>③>①
C.点②所示溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+)
D.点③所示溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
答案 C
解析 氢氧化钠溶液滴定醋酸,最终生成醋酸钠,溶液显碱性,因此滴定时应选酚酞作指示剂,故A错误;③中溶质为醋酸钠,①②溶质都为醋酸钠和醋酸,①溶液显酸性,②溶液呈中性,从①到③,酸性不断减弱,因此对水的电离程度的抑制不断减弱,则水的电离程度:③>②>①,故B错误;②中溶质为醋酸钠和醋酸,溶液呈中性,则点②所示溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+),故C正确;③中溶质为醋酸钠,由于醋酸根离子水解,溶液呈碱性,因此点③所示溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故D错误。
6.(2025·北京高二质检)常温下,HB的电离常数Ka=1.0×10-6 mol·L-1,向20 mL 0.01 mol·L-1的HB溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH与加入V(NaOH溶液)之间的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.a点对应溶液的pH约为4,且溶液中只存在HB的电离平衡
B.b点对应的溶液中存在:c(OH-)-c(H+)=c(B-)
C.d点对应的溶液中存在:c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+)
D.a、b、c、d四点中c点溶液中水的电离程度最大
答案 C
解析 由图像可知,a点是0.01 mol·L-1的HB溶液,其中c平(H+)≈= mol·L-1=1.0×10-4 mol·L-1,故溶液的pH=4,但溶液中还存在水的电离平衡,A项错误;b点为HB和NaB的混合液,根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(B-),则c(OH-)-c(H+)=c(Na+)-c(B-),B项错误;d点为NaB溶液,溶液显碱性,则c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+),C项正确;a、b、c、d四点溶液中的OH-均来源于水的电离,由于溶液的pH逐渐增大,c(OH-)增大,说明水的电离程度逐渐增大,故d点溶液中水的电离程度最大,D项错误。
7.已知常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1HA溶液中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,所得滴定曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.HA为一元弱酸,其电离平衡常数的数量级为10-5
B.b点溶液中:c(A-)+2c(H+)=2c(OH-)+c(HA)
C.c点溶液中:c(Na+)=c(A-)
D.若d点溶液的pH=8.4,则水电离出的c(H+)=10-8.4 mol·L-1
答案 AC
解析 a点的pH=3,则c(H+)=c(A-)=10-3 mol·L-1,而此时HA溶液浓度是0.1 mol·L-1,c(H+)<c(HA),说明HA为一元弱酸,其电离平衡常数Ka=≈ mol·L-1=10-5 mol·L-1,故弱酸HA电离平衡常数的数量级为10-5,A正确;b点滴入10 mL NaOH溶液,体积是酸的一半,二者的浓度相同,故该点溶液为NaA和HA等物质的量浓度混合溶液,由元素守恒知,2c(Na+)=c(A-)+c(HA),由电荷守恒知,c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),据此得到各微粒物质的量浓度的关系:c(A-)+2c(OH-)=c(HA)+2c(H+),B错误;c点溶液恰好呈中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故存在:c(A-)=c(Na+),C正确;d点时,滴入20 mL的NaOH溶液,HA与NaOH恰好反应,得到NaA溶液,因该盐是强碱弱酸盐,A-水解使溶液呈碱性,促进水的电离,若d点的pH=8.4,溶液中c平(H+)=10-8.4 mol·L-1,c平(OH-)= mol·L-1=10-5.6 mol·L-1,则水电离出的c(H+)=c平(OH-)=10-5.6 mol·L-1,D错误。
8.常温下,用0.10 mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)<c(CN-)
B.点③和点④所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
C.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
D.点②和点③所示溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
答案 C
解析 A项,点①的溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+c(CN-)=c(Na+)+c(H+),且c(OH-)>c(H+),点②溶液中的电荷守恒为c(OH-)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+),且c(OH-)<c(H+),二者中钠离子浓度相同,所以c(CH3COO-)>c(CN-),错误;B项,点③溶液pH=7,则c(OH-)=c(H+),则点③溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),错误;C项,点①所示的溶液中存在元素守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),点②所示的溶液中存在元素守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+),二者中钠离子浓度相同,则c(HCN)+c(CN-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),即c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH),正确。
题组三 分布系数曲线的分析
9.某弱酸HA溶液中主要成分的分布系数随pH的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.该酸-lg Ka=4.7
B.NaA的水解平衡常数Kh=
C.当该溶液的pH=7.0时,c(HA)<c(A-)
D.某c(HA)∶c(A-)=4∶1的缓冲溶液,pH≈4
答案 B
解析 由图可知,c(HA)=c(A-)时,pH=4.7,该酸Ka==10-4.7 mol·L-1,故-lg Ka=4.7,A正确;NaA的水解平衡常数Kh=,B错误;根据图像可知,当该溶液的pH=7.0时,c(HA)<c(A-),C正确;根据图像可知,δ(HA)为0.8,δ(A-)为0.2时,pH约为4,故c(HA)∶c(A-)=4∶1的缓冲溶液,pH≈4,D正确。
10.改变0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中的H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=]。
下列叙述错误的是( )
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg [Ka2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
答案 D
解析 A项,根据图像,pH=1.2时,H2A和HA-相交,则有c(H2A)=c(HA-),正确;B项,根据pH=4.2时,Ka2(H2A)==c平(H+)=10-4.2 mol·L-1,正确;C项,根据图像,pH=2.7时,H2A和A2-相交,则有c(H2A)=c(A2-),正确;D项,根据pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),且c(HA-)+c(A2-)约为0.1 mol·L-1,而c(H+)=10-4.2 mol·L-1,可知c(HA-)=c(A2-)>c(H+),错误。
11.常温下,将体积为V1的0.100 0 mol·L-1HCl溶液逐滴加入体积为V2的0.100 0 mol·L-1 Na2CO3溶液中,溶液中H2CO3、HC、C所占的物质的量分数(α)随pH的变化曲线如图。下列说法不正确的是( )
A.在pH=10.3时,溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-)+c(Cl-)
B.在pH=8.3时,溶液中:0.100 0 mol·L-1>c(HC)+c(C)+c(H2CO3)
C.在pH=6.3时,溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(HC)>c(H+)>c(OH-)
D.V1∶V2=1∶2时,溶液中:c(OH-)>c(HC)>c(C)>c(H+)
答案 D
解析 A项,任何溶液中均存在电荷守恒,则在pH=10.3时,溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-)+c(Cl-),正确;B项,由图可知,在pH=8.3时,该溶液为NaHCO3和NaCl的混合溶液,根据元素守恒可得c(HC)+c(C)+c(H2CO3)<0.100 0 mol·L-1,正确;C项,在pH=6.3时,溶液中存在NaHCO3、NaCl和H2CO3,且c(HC)=c(H2CO3),该溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),根据化学反应:Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl===NaCl+H2CO3,所以离子浓度大小关系为c(Na+)>c(Cl-)>c(HC)>c(H+)>c(OH-),正确;D项,V1∶V2=1∶2时,混合后的溶液是等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3、NaCl的混合溶液,Na2CO3和NaHCO3是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,C的水解程度大于HC的水解程度,则溶液中c(HC)>c(C),由于水解程度是微弱的,所以溶液中c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+),错误。
12.(2024·河南新乡高二上期末)常温下,乙二酸(H2C2O4)在不同pH环境中的不同形态的粒子分布系数如图所示,下列说法错误的是( )
A.该温度下,NaHC2O4溶液的pH小于7
B.b点对应溶液的pH约为2.79
C.c点对应溶液中,c(H+)>c(HC2)=c(C2)>c(H2C2O4)>c(OH-)
D.a、b、c三点对应溶液中,水的电离程度最大的为c点
答案 C
解析 根据a点得到Ka1==10-1.3 mol·L-1,根据c点得到Ka2==10-4.27 mol·L-1,据此解答。该温度下,Kh(HC2)== mol·L-1=10-12.7 mol·L-1<Ka2=10-4.27 mol·L-1,HC2的电离程度大于水解程度,所以NaHC2O4溶液pH小于7,故A正确;b点时,c(H2C2O4)=c(C2),则Ka1·Ka2=c2(H+)=10-1.3×10-4.27 mol2·L-2=10-5.57 mol2·L-2,得c(H+)=1 mol·L-1,pH约为2.79,故B正确;c点对应溶液中,c(HC2)=c(C2)>c(H+)>c(OH-)>c(H2C2O4),故C错误;a、b、c三点对应溶液中,溶液越来越稀,酸性减弱,所以水的电离程度增大,最大的为c点,故D正确。
13.常温下,将一定量稀硫酸滴入高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中,溶液中含铁微粒Fe、HFe、H2FeO4、H3Fe的物质的量分数δ(X)随pOH的变化如图。下列有关判断正确的有 (填序号)。
①曲线Ⅲ表示H3Fe的变化曲线
②a、b、c三点水的电离程度相等
③25 ℃时,Fe+3H2OH3Fe+3OH-的平衡常数K=10-12.1 mol3·L-3
④b点:c(Na+)+c(H+)+c(H3Fe)=c(OH―)+2c(Fe)+3c(HFe)
答案 ③
解析 溶液pOH越大,溶液中氢氧根离子浓度越小,Fe的物质的量分数越小,H3Fe的物质的量分数越大,由图可知,曲线Ⅰ代表Fe的变化、曲线Ⅱ代表HFe的变化、曲线Ⅲ代表H2FeO4的变化、曲线Ⅳ代表H3Fe的变化,①、②均不正确;Fe+H2OHFe+OH-的平衡常数K1=,当c(Fe)=c(HFe)时,K1=c平(OH-),由图可知a点c(Fe)=c(HFe),pOH=1.6,则K1=10-1.6mol·L-1,同理可知HFe+H2OH2FeO4+OH-的平衡常数K2=10-3.2mol·L-1,H2FeO4+H2OH3Fe+OH-的平衡常数K3=10-7.3mol·L-1,Fe+3H2OH3Fe+3OH-的平衡常数K==××=K1×K2×K3=10-12.1mol3·L-3,③正确;b点溶液中c(HFe)=c(H2FeO4),溶液中存在电荷守恒关系:c(Na+)+c(H+)+c(H3Fe)=c(OH-)+2c(Fe)+c(HFe)+2c(S),溶液中c(S)≠c(HFe),则b点溶液中c(Na+)+c(H+)+c(H3Fe)≠c(OH-)+2c(Fe)+3c(HFe),④错误。
题组四 对数曲线的分析
14.(2024·福建高二上期末)常温下,将NaOH溶液滴加到H2A溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.曲线M表示pH与lg 的关系
B.=104
C.图中b点对应溶液中:c(Na+)<3c(A2-)
D.在pH=5的溶液中:c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
答案 D
解析 纵坐标为0时,曲线M对应的pH小于曲线N,H2A以第一步电离为主,则曲线M表示pH与lg 的关系,故A正确;=,由a点计算可得Ka1(H2A)=10-2.6 mol·L-1,由b点计算可得Ka2(H2A)=10-6.6 mol·L-1,则==104,故B正确;b点对应溶液中,lg =0,则c(A2-)=c(HA-),根据电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),此时c(H+)>c(OH-),则c(Na+)<c(HA-)+2c(A2-),而c(A2-)=c(HA-),即c(Na+)<3c(A2-),故C正确;在pH=5时,从图中可知,lg >0,则c(HA-)>c(H2A),同理lg <0,则c(A2-)<c(HA-),=Ka1(H2A)·Ka2(H2A)=10-2.6×10-6.6 mol2·L-2=10-9.2 mol2·L-2,则pH=5时,==100.8,即c(A2-)>c(H2A),则c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),故D错误。
15.常温下,将稀盐酸滴加到等浓度的弱碱AOH溶液中,测得混合液的pH和lg 的关系如图所示,其中a点表示未加盐酸时的数据,e点表示HCl和AOH恰好完全反应时的数据。下列说法错误的是( )
A.常温下,A+的水解平衡常数为1.0×10-10mol·L-1
B.e点溶液中水电离出的H+浓度为10-6.23mol·L-1
C.c点溶液中:n(A+)+n(AOH)>n(Cl-)
D.d点溶液中:c(Cl-)>c(AOH)>c(A+)
答案 D
解析 由题图可知,a点时lg =1,=10,pH=11,Kb==10-4 mol·L-1,则A+的水解平衡常数Kh==mol·L-1=1.0×10-10mol·L-1,A正确;由题中信息知,e点表示HCl和AOH恰好完全反应,溶液中溶质为ACl,ACl为强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性,溶液中的H+来自水的电离,所以e点溶液中水电离出的H+浓度为10-6.23mol·L-1,B正确;c点溶液pH=7,根据电荷守恒,c(A+)=c(Cl-),n(A+)=n(Cl-),则n(A+)+n(AOH)>n(Cl-),C正确;d点溶液盐酸过量,A+水解受到抑制,水解程度微弱,所以在d点溶液中:c(Cl-)>c(A+)>c(AOH),D错误。
16.常温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg 随pH的变化关系如图所示(取lg 5=0.7)。
下列说法正确的是( )
A.常温下,CH3COOH的电离常数为10-4 mol·L-1
B.当溶液的pH=7时,消耗NaOH溶液20.00 mL
C.溶液中水的电离程度大小:c>b>a
D.c点溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
答案 CD
解析 常温下,CH3COOH的电离常数Ka=,b点pH=4.76时,lg=0,c(CH3COOH)=c(CH3COO-),CH3COOH的电离常数等于c平(H+)=10-4.76 mol·L-1,故A不符合题意;向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液20 mL,溶质为CH3COONa,为强碱弱酸盐,水解显碱性,此时溶液的pH>7,故B不符合题意;酸、碱抑制水的电离,强碱弱酸盐水解显碱性,促进水的电离,a点pH=2.88,c平(H+)=10-2.88 mol·L-1,由Ka== =10-4.76 mol·L-1,解得c平(H+)=10-2.88 mol·L-1,与a点对应,故a点溶质为CH3COOH,抑制水的电离,CH3COO-的水解常数Kh== mol·L-1=10-9.24 mol·L-1,当恰好中和生成CH3COONa时,溶液中CH3COO-的浓度为0.05 mol·L-1,c平(OH-)≈c(CH3COOH)= mol·L-1=×10-5.62 mol·L-1,pOH=-lg c平(OH-)≈5.27,pH=14-5.27=8.73,结合题图知c点为CH3COONa溶液,b点为CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,溶液中水的电离程度大小:c>b>a,故C符合题意;CH3COONa溶液中,由于醋酸根离子水解,c(Na+)>c(CH3COO-),但水解较微弱,c(CH3COO-)>c(OH-),所以c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故D符合题意。
题组五 其他图像
17.(2023·海南,14)25 ℃下,Na2CO3水溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,溶液中c(OH-)<0.01 mol·L-1
B.Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小
C.在水中H2CO3的Ka2<4×10-11 mol·L-1
D.0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合,得到的溶液c(OH-)<2×10-4 mol·L-1
答案 B
解析 由图像可知,c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,pH>12.0,溶液中c(OH-)>0.01 mol·L-1,故A错误;盐溶液越稀越水解,Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小,故B正确;结合图像可知,当c(Na2CO3)=0.5 mol·L-1时,pH=12,Kh== mol·L-1=2×10-4 mol·L-1,则Ka2==5×10-11 mol·L-1, 故C错误;若0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液与等体积的蒸馏水混合,浓度变为0.1 mol·L-1,由图可知,pH>11.6,得到的溶液c(OH-)>2×10-4 mol·L-1,0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合后c(OH-)大于与水混合的c(OH-),故D错误。
18.室温下,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定20 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的HCl溶液和HCOOH溶液,溶液中由水电离出的氢离子浓度的对数[lg c水(H+)]随加入NaOH溶液体积的变化如图所示(忽略溶液体积变化),下列说法正确的是( )
A.该温度下HCOOH的电离常数Ka=1×10-5 mol·L-1
B.a、c两点对应溶液同时升高相同温度,减小
C.c点对应溶液中有:c(HCOO-)+c(HCOOH)=0.1 mol·L-1
D.在a、b、c、d四点中对应的溶液呈中性的为a、b、d
答案 A
解析 浓度均为0.1 mol·L-1的HCl溶液和HCOOH溶液,HCl溶液中水电离出的H+的浓度小,故曲线A代表滴定HCOOH溶液,曲线B代表滴定HCl溶液。未加NaOH溶液时,HCOOH溶液中lg c水(H+)=-11,c水(H+)=10-11 mol·L-1,c(OH-)=c水(OH-)=c水(H+)=10-11 mol·L-1,c(H+)=10-3 mol·L-1,该温度下HCOOH的电离常数Ka=≈ mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,故A正确;a、c两点对应溶液分别为等物质的量浓度的NaCl、HCOONa溶液,同时升高相同温度,c(Cl-)不变,HCOO-水解程度增大,c(HCOO-)减小,因此增大,故B错误;c点水的电离程度达到最大,为完全反应点,加入NaOH溶液的体积为20 mL,溶液总体积约为40 mL,因此溶液中有:c(HCOO-)+c(HCOOH)=0.05 mol·L-1,故C错误;a、b两点为中性点,故D错误。
19.常温下,向H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液,若pC=-lg c,则所得溶液中pC(H2C2O4)、pC(HC2)、pC(C2)与溶液pH的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.M点时,3c(HC2)>c(Na+)
B.pH=x时,c(HC2)>c(H2C2O4)=c(C2)
C.常温下,Ka2(H2C2O4)的数量级为10-4
D.随pH的升高而增大
答案 AB
解析 M点的电荷守恒式为c(HC2)+2c(C2)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),又c(HC2)=c(C2),电荷守恒式变形为3c(HC2)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),由于该溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),所以3c(HC2)>c(Na+),A项正确;由图可知,pH=x时,c(HC2)>c(H2C2O4)=c(C2),B项正确;Ka2=10-4.3mol·L-1,Ka2(H2C2O4)的数量级为10-5,C项错误;==,该值为常数,不随pH发生变化,D项错误。
填空题
20.某化学学习小组为研究HA、HB和MOH的酸碱性的相对强弱,设计以下实验:将pH=2的两种酸溶液HA、HB和pH=12的MOH碱溶液各1 mL,常温下分别加水稀释到1 000 mL,其pH的变化与溶液体积的关系如图,根据所给的数据,请回答下列问题:
(1)HA为 (填“强”或“弱”,下同)酸,HB为 酸。
(2)若c=9,则将pH=2的HB与pH=12的MOH等体积混合后,溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性。
(3)若c=9,常温下稀释后的三种溶液中,由水电离的氢离子浓度的大小顺序为 (用酸、碱化学式表示)。
(4)常温下,取pH=2的HA、HB各100 mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应后两溶液的pH均变为4,设HA中加入的Zn质量为m1,HB中加入的Zn质量为m2,则m1 (填“<”“=”或“>”)m2。
答案 (1)强 弱 (2)酸 (3)MOH=HA>HB (4)<
解析 (1)将pH=2的酸溶液稀释1 000倍,强酸溶液稀释后溶液pH为5,弱酸溶液稀释过程中促进弱酸电离,稀释后溶液pH小于5,由图可知,HA是强酸、HB是弱酸。
(2)将pH=12的碱溶液稀释1 000倍,强碱溶液稀释后溶液pH为9,若c=9 ,则MOH是强碱,将pH=2的弱酸HB与pH=12的强碱MOH等体积混合时,弱酸HB溶液过量,溶液呈酸性。
(3)由图可知,稀释后的溶液中,HB溶液中氢离子浓度大于HA溶液中氢离子浓度,HA溶液中氢离子浓度等于MOH溶液中氢氧根离子浓度,则对水的电离抑制程度为MOH=HA<HB ,所以溶液中水电离出氢离子浓度的大小顺序是MOH=HA>HB。
21.(2024·宁德高二期末)用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,得到两条滴定曲线。
(1)写出醋酸的电离方程式: 。
(2)滴定盐酸的曲线是图中的 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)当滴定达到pH=7时,反应消耗NaOH溶液的体积V1 V2(填“>”“=”或“<”)。
(4)M点的pH为 (已知:lg3≈0.5,混合时引起的溶液体积变化忽略不计)。
(5)N、P、Q三点水的电离程度最大的是 。
(6)醋酸的电离平衡常数为 (用含“a”或“b”的式子表示)。
(7)P点溶液中微粒浓度关系正确的是 (填字母)。
A.c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
B.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)=0.2 mol·L-1
C.c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2c(H+)-2c(OH-)
D.c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)
答案 (1)CH3COOHCH3COO-+H+
(2)Ⅰ (3)> (4)1.5 (5)Q
(6) mol·L-1 (7)AC
解析 根据题目所给图示分析,Ⅰ和Ⅱ两条滴定曲线,曲线Ⅱ相对Ⅰ较平滑,这是由于醋酸是弱电解质,随着氢氧化钠溶液的滴定,醋酸电离程度逐渐增大导致的平缓现象,或者说等物质的量浓度的盐酸pH比醋酸的小,据此分析题目。
(2)根据分析,滴定盐酸的曲线是图中的Ⅰ。
(3)当pH=7时,滴定盐酸消耗的氢氧化钠溶液的体积V1=20.00,当滴定醋酸溶液体积达到20.00 mL时,形成醋酸钠溶液,属于强碱弱酸盐,pH>7,故V1>V2。
(4)M点已经滴加10.00 mL氢氧化钠溶液,溶液中剩余HCl的物质的量为0.1×10×10-3 mol=1×10-3 mol,则c(H+)=×10-1 mol·L-1,pH=-lgc平(H+)=1.5。
(5)原醋酸溶液初始状态时,由于醋酸电离的氢离子抑制了水的电离,随着氢氧化钠溶液的滴定,醋酸逐渐被消耗,水的电离程度逐渐增大,则Q点的水的电离程度大于N、P两点。
(6)根据图Ⅱ分析,醋酸溶液未开始滴加氢氧化钠溶液时,pH=b,即c平(H+)=10-b mol·L-1,根据醋酸电离方程式CH3COOHCH3COO-+H+,c平(H+)=c平(CH3COO-)=10-b mol·L-1,c平(CH3COOH)=(0.1-10-b) mol·L-1,则醋酸电离平衡常数Ka== mol·L-1。
(7)P点溶液中,醋酸钠和醋酸的浓度相等,根据溶液中的电荷守恒,则有c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),根据溶液中的元素守恒,则有2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),将两式联立可得c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2c(H+)-2c(OH-),故A、C正确;P点时,消耗氢氧化钠溶液10.00 mL,溶液中钠离子的物质的量为0.1×10×10-3 mol,c(Na+)=×10-1 mol·L-1,故B错误;P点为等物质的量浓度的醋酸钠溶液与醋酸溶液等体积混合,醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度,则其溶液中粒子浓度关系应为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),故D错误。
22.常温下,将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
(1)该温度下,己二酸(H2X)的两级电离常数的数量级:Ka1为 ,Ka2为 。
(2)pH与lg 变化的曲线是 。
(3)HX-的电离程度 (填“大于”“小于”或“等于”)X2-的水解程度,其理由是 。
(4)当反应进行到混合溶液呈中性时,溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是 。
答案 (1)10-5 10-6
(2)N (3)大于 当HX-和X2-浓度相等时,溶液pH小于7
(4)c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-)
解析 依据题图坐标(0,4.4)以及(0,5.4)标注分布系数图像中的特殊点画出分布系数图:
依据图像解题:
点(0,4.4)在曲线N上,对应Ka1=10-4.4 mol·L-1,数量级为10-5,点(0,5.4)在曲线M上,对应Ka2=10-5.4 mol·L-1,数量级为10-6;溶液呈中性时,pH=7,在C点右侧,此时c(X2-)>c(HX-),c(Na+)最大。
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水溶液中的常考图像练习
题组一 弱酸(碱)的稀释pH变化曲线
1.常温下,将pH均为3,体积均为V0的HA溶液和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg 的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.稀释相同倍数时:c(A-)<c(B-)
B.水的电离程度:b=c>a
C.a点酸的浓度小于c点酸的浓度
D.HA为强酸,HB为弱酸
2.(2024·山东潍坊高二期中)室温下,将10 mL浓度均为1 mol·L-1的CH3NH2、NH2OH两种一元碱溶液分别加水稀释,曲线如图,V是溶液体积(mL),pOH=-lgc平(OH-)。已知:CH3NH2+H2OCH3N+OH-;NH2OH+H2ONH3OH++OH-。下列说法正确的是( )
A.该温度下,Kb(NH2OH)的数量级为10-8
B.当lgV=3时,水的电离程度:NH2OH>CH3NH2
C.用等浓度盐酸分别滴定两种碱溶液至pH=7,消耗盐酸的体积:NH2OH>CH3NH2
D.加水稀释pH=9的两种碱溶液至pH=8,加入水的体积:CH3NH2>NH2OH
3.某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4 mol·L-1和1.7×10-5 mol·L-1。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度:b点<c点
C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
4.常温下,两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释,溶液pH的变化如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.MOH是一种弱碱
B.在x点,c(M+)=c(R+)
C.稀释前,c(ROH)=10c(MOH)
D.稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH-)前者是后者的10倍
题组二 酸碱中和反应进程中pH变化曲线
5.(2024·福州高二上期末)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所示。下列说法正确的是( )
A.滴定时应选甲基橙作指示剂
B.水的电离程度:②>③>①
C.点②所示溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+)
D.点③所示溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
6.(2025·北京高二质检)常温下,HB的电离常数Ka=1.0×10-6 mol·L-1,向20 mL 0.01 mol·L-1的HB溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH与加入V(NaOH溶液)之间的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.a点对应溶液的pH约为4,且溶液中只存在HB的电离平衡
B.b点对应的溶液中存在:c(OH-)-c(H+)=c(B-)
C.d点对应的溶液中存在:c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+)
D.a、b、c、d四点中c点溶液中水的电离程度最大
7.已知常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1HA溶液中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,所得滴定曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.HA为一元弱酸,其电离平衡常数的数量级为10-5
B.b点溶液中:c(A-)+2c(H+)=2c(OH-)+c(HA)
C.c点溶液中:c(Na+)=c(A-)
D.若d点溶液的pH=8.4,则水电离出的c(H+)=10-8.4 mol·L-1
8.常温下,用0.10 mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)<c(CN-)
B.点③和点④所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
C.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
D.点②和点③所示溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
题组三 分布系数曲线的分析
9.某弱酸HA溶液中主要成分的分布系数随pH的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.该酸-lg Ka=4.7
B.NaA的水解平衡常数Kh=
C.当该溶液的pH=7.0时,c(HA)<c(A-)
D.某c(HA)∶c(A-)=4∶1的缓冲溶液,pH≈4
10.改变0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中的H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=]。
下列叙述错误的是( )
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg [Ka2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
11.常温下,将体积为V1的0.100 0 mol·L-1HCl溶液逐滴加入体积为V2的0.100 0 mol·L-1 Na2CO3溶液中,溶液中H2CO3、HC、C所占的物质的量分数(α)随pH的变化曲线如图。下列说法不正确的是( )
A.在pH=10.3时,溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-)+c(Cl-)
B.在pH=8.3时,溶液中:0.100 0 mol·L-1>c(HC)+c(C)+c(H2CO3)
C.在pH=6.3时,溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(HC)>c(H+)>c(OH-)
D.V1∶V2=1∶2时,溶液中:c(OH-)>c(HC)>c(C)>c(H+)
12.(2024·河南新乡高二上期末)常温下,乙二酸(H2C2O4)在不同pH环境中的不同形态的粒子分布系数如图所示,下列说法错误的是( )
A.该温度下,NaHC2O4溶液的pH小于7
B.b点对应溶液的pH约为2.79
C.c点对应溶液中,c(H+)>c(HC2)=c(C2)>c(H2C2O4)>c(OH-)
D.a、b、c三点对应溶液中,水的电离程度最大的为c点
13.常温下,将一定量稀硫酸滴入高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中,溶液中含铁微粒Fe、HFe、H2FeO4、H3Fe的物质的量分数δ(X)随pOH的变化如图。下列有关判断正确的有 (填序号)。
①曲线Ⅲ表示H3Fe的变化曲线
②a、b、c三点水的电离程度相等
③25 ℃时,Fe+3H2OH3Fe+3OH-的平衡常数K=10-12.1 mol3·L-3
④b点:c(Na+)+c(H+)+c(H3Fe)=c(OH―)+2c(Fe)+3c(HFe)
题组四 对数曲线的分析
14.(2024·福建高二上期末)常温下,将NaOH溶液滴加到H2A溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.曲线M表示pH与lg 的关系
B.=104
C.图中b点对应溶液中:c(Na+)<3c(A2-)
D.在pH=5的溶液中:c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
15.常温下,将稀盐酸滴加到等浓度的弱碱AOH溶液中,测得混合液的pH和lg 的关系如图所示,其中a点表示未加盐酸时的数据,e点表示HCl和AOH恰好完全反应时的数据。下列说法错误的是( )
A.常温下,A+的水解平衡常数为1.0×10-10mol·L-1
B.e点溶液中水电离出的H+浓度为10-6.23mol·L-1
C.c点溶液中:n(A+)+n(AOH)>n(Cl-)
D.d点溶液中:c(Cl-)>c(AOH)>c(A+)
16.常温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg 随pH的变化关系如图所示(取lg 5=0.7)。
下列说法正确的是( )
A.常温下,CH3COOH的电离常数为10-4 mol·L-1
B.当溶液的pH=7时,消耗NaOH溶液20.00 mL
C.溶液中水的电离程度大小:c>b>a
D.c点溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
题组五 其他图像
17.(2023·海南,14)25 ℃下,Na2CO3水溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,溶液中c(OH-)<0.01 mol·L-1
B.Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小
C.在水中H2CO3的Ka2<4×10-11 mol·L-1
D.0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合,得到的溶液c(OH-)<2×10-4 mol·L-1
18.室温下,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定20 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的HCl溶液和HCOOH溶液,溶液中由水电离出的氢离子浓度的对数[lg c水(H+)]随加入NaOH溶液体积的变化如图所示(忽略溶液体积变化),下列说法正确的是( )
A.该温度下HCOOH的电离常数Ka=1×10-5 mol·L-1
B.a、c两点对应溶液同时升高相同温度,减小
C.c点对应溶液中有:c(HCOO-)+c(HCOOH)=0.1 mol·L-1
D.在a、b、c、d四点中对应的溶液呈中性的为a、b、d
19.常温下,向H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液,若pC=-lg c,则所得溶液中pC(H2C2O4)、pC(HC2)、pC(C2)与溶液pH的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.M点时,3c(HC2)>c(Na+)
B.pH=x时,c(HC2)>c(H2C2O4)=c(C2)
C.常温下,Ka2(H2C2O4)的数量级为10-4
D.随pH的升高而增大
填空题
20.某化学学习小组为研究HA、HB和MOH的酸碱性的相对强弱,设计以下实验:将pH=2的两种酸溶液HA、HB和pH=12的MOH碱溶液各1 mL,常温下分别加水稀释到1 000 mL,其pH的变化与溶液体积的关系如图,根据所给的数据,请回答下列问题:
(1)HA为 (填“强”或“弱”,下同)酸,HB为 酸。
(2)若c=9,则将pH=2的HB与pH=12的MOH等体积混合后,溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性。
(3)若c=9,常温下稀释后的三种溶液中,由水电离的氢离子浓度的大小顺序为 (用酸、碱化学式表示)。
(4)常温下,取pH=2的HA、HB各100 mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应后两溶液的pH均变为4,设HA中加入的Zn质量为m1,HB中加入的Zn质量为m2,则m1 (填“<”“=”或“>”)m2。
21.(2024·宁德高二期末)用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,得到两条滴定曲线。
(1)写出醋酸的电离方程式: 。
(2)滴定盐酸的曲线是图中的 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)当滴定达到pH=7时,反应消耗NaOH溶液的体积V1 V2(填“>”“=”或“<”)。
(4)M点的pH为 (已知:lg3≈0.5,混合时引起的溶液体积变化忽略不计)。
(5)N、P、Q三点水的电离程度最大的是 。
(6)醋酸的电离平衡常数为 (用含“a”或“b”的式子表示)。
(7)P点溶液中微粒浓度关系正确的是 (填字母)。
A.c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
B.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)=0.2 mol·L-1
C.c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2c(H+)-2c(OH-)
D.c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)
22.常温下,将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
(1)该温度下,己二酸(H2X)的两级电离常数的数量级:Ka1为 ,Ka2为 。
(2)pH与lg 变化的曲线是 。
(3)HX-的电离程度 (填“大于”“小于”或“等于”)X2-的水解程度,其理由是 。
(4)当反应进行到混合溶液呈中性时,溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是 。
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