内容正文:
题型10 电解质溶液及图像分析
目录
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 弱电解质稀释图形【重】
考向02 酸碱中和滴定图形
考向03 K值相互关系及应用
考向04 分布系数图形【重】
考向05 对数图形
第三部分 综合巩固 整合应用,模拟实战
山东卷选择题中包含“弱电解质稀释图形”、“酸碱中和滴定图形”、“K值相互关系及应用”、“分布系数图形”、“对数图形”等题型。
无论哪种图像,对题目指定的 pH 或体积点,先在横坐标定位,作垂线,与各曲线相交,再纵向读取各微粒的浓度、分布系数等信息。图像信息再复杂,粒子浓度关系最终必须服从电荷守恒、物料守恒。这常是验证选项正误的“终极武器”。在特定点(如化学计量点),溶液中的优势离子非常明确,可以忽略次要离子,简化电荷守恒式,快速解题。
考向01 弱电解质稀释图形【重】
【例1-1】(2025·广东·高考真题)CuCl微溶于水,但在浓度较高的溶液中因形成和而溶解。将适量CuCl完全溶于盐酸,得到含和的溶液,下列叙述正确的是
A.加水稀释,浓度一定下降
B.向溶液中加入少量NaCl固体,浓度一定上升
C.的电离方程式为:
D.体系中,
【答案】A
【解析】A.加水稀释,溶液体积变大,浓度一定下降,A正确;
B.加入NaCl会增加Cl⁻浓度,可能促使转化为,浓度不一定上升,B错误;
C.H[CuCl2]应电离为H+和,而非分解为Cu+和Cl-,电离方程式错误,C错误;
D.电荷守恒未考虑的电荷数,电荷守恒应为,D错误;
故选A。
【例1-2】(2024·浙江·高考真题)常温下、将等体积、浓度均为溶液与新制溶液混合,出现白色浑浊;再滴加过量的溶液,振荡,出现白色沉淀。
已知:
下列说法不正确的是
A.溶液中存在
B.将溶液稀释到,几乎不变
C.溶液与溶液混合后出现的白色浑浊不含有
D.存在反应是出现白色沉淀的主要原因
【答案】C
【解析】A.亚硫酸是二元弱酸,存在两步电离,电离方程式为:,,溶液中还存在水的电离,且水的电离比H2SO3的第二步电离还弱,则溶液中,A正确;
B.亚硫酸根离子是其二级电离产生的,则稀释的时候对氢离子的影响较大,稀释的时候,亚硫酸的浓度变为原来的一半,另外稀释的平衡常数不变,对第二级电离影响很小,则稀释时亚硫酸根浓度基本不变,B正确;
C.加入双氧水之前,生成的白色浑浊为BaSO3沉淀,C错误;
D.过氧化氢具有强氧化性,可以将+4价硫氧化为+6价硫酸根离子,则存在反应,,则出现白色沉淀的主要原因生成BaSO4沉淀,D正确;
故选C。
1. 一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较
①相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释的图像
加水稀释相同的倍数
加水稀释到相同的pH
醋酸的pH大
盐酸加入的水多
②相同体积、相同pH的盐酸、醋酸加水稀释的图像
加水稀释相同的倍数
加水稀释到相同的pH
盐酸的pH大
醋酸加入的水多
2. 一元强酸(碱)或弱酸(碱)稀释图像分析
图中,a、b为pH相等的NaOH溶液和氨水,c、d为pH相等的盐酸和醋酸。对于该图像,要深刻理解以下4点:
(1)对于pH=y的强酸溶液稀释时,体积每增大10n倍,pH就增大n个单位,即pH=y+n;
对于pH=y的弱酸溶液来说,体积每增大10n倍,pH增大不足n个单位,即pH<y+n;无论怎样稀释,酸溶液的pH不能等于或大于7,只能趋近于7。
对于pH=x的强碱溶液稀释时,体积每增大10n倍,pH就减小n个单位,即pH=x-n;
对于pH=x的弱碱溶液来说,体积每增大10n倍,pH减小不足n个单位,即pH>x-n,无论怎样稀释,碱溶液的pH不能等于或小于7,只能趋近于7。
(3)加水稀释相同倍数后的pH大小:氨水>NaOH溶液,盐酸>醋酸。
(4)稀释后的pH仍然相等,则加水量的多少:氨水>NaOH溶液,醋酸>盐酸。
【变式1-1】(24-25高三上·山东潍坊·期末)时,关于下列溶液的叙述正确的是
A.将相同物质的量浓度的氨水与盐酸等体积混合,所得溶液中的离子浓度关系:
B.浓度相同①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4,三种溶液中的:①>③>②
C.pH=a的氨水稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
D.将溶液与溶液等体积混合,测得溶液pH为7,则a与b的关系:a>b
【答案】AD
【解析】A.相同物质的量浓度的氨水与盐酸等体积混合,反应物完全中和,溶质只剩NH4Cl,少部分水解生成H+,使溶液中c(H+)>c(OH-),同时c(Cl-)>c(),所得溶液中的离子浓度关系:,A正确;
B.①中正常水解,②中CHCOO-与互促水解,水解程度更高,③中电离出的H+会抑制水解,所以三个溶液中浓度由高到低的顺序是③>①>②,B错误;
C.NH3•H2O是弱电解质,稀释10倍虽然溶液体积增大到原有10倍,稀释过程中会促进氨水电离,故c(OH-)大于原溶液的十分之一,所以稀释后溶液pH值b>a-1,C错误;
D.等浓度等体积的CH3COOH溶液和NaOH溶液混合发生中和反应,反应物完全中和,溶质只剩CH3COONa,CH3COO-水解溶液显碱性,故要使溶液呈中性,CH3COOH需有一定的过量,所以CH3COOH溶液浓度应更高,则a与b的关系:a>b,D正确;
故选AD。
【变式1-2】(24-25高三上·山东菏泽·期中)今有室温下四种溶液,下列有关叙述不正确的是
序号
①
②
③
④
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A.分别加水稀释10倍,四种溶液的:①>②>③>④
B.②和③两溶液等体积混合,所得溶液显酸性
C.③和④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的均增大
D.④与①溶液混合后,若混合后溶液,则
【答案】A
【分析】醋酸和一水合氨是弱电解质,NaOH和HCl是强电解质,pH相等的醋酸和盐酸、NaOH和氨水,醋酸的浓度大于盐酸、氨水的浓度大于NaOH,加水稀释促进弱电解质的电离,但弱酸弱碱的酸碱性减弱。
【解析】A.分别加水稀释10倍,NaOH溶液和盐酸的pH变为10和4,氨水的pH大于10 小于11,醋酸的pH大于3小于4,所以溶液的pH:①>②>④>③,故A项说法错误;
B.氢离子浓度与氢氧根离子浓度相同的醋酸与NaOH溶液等体积混合,氢氧化钠完全反应,醋酸过量,溶液显酸性,故B项说法正确;
C.醋酸溶液中存在电离平衡,加入醋酸钠固体,醋酸根离子浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,醋酸酸性减弱,盐酸中加入醋酸钠固体,能够反应生成醋酸,氢离子浓度减小,故两溶液的pH均增大,故C项说法正确;
D.氢离子浓度与氢氧根离子浓度相同的盐酸与氨水等体积混合,氨水过量,溶液显碱性,V1L④和V2L①溶液混合后,若pH=7,则V1>V2,,故D项说法正确;
故选A。
考向02 酸碱中和滴定图形
【例2-1】(2025·贵州·高考真题)25℃时,向溶液中滴入溶液,溶液的pH及(用pM表示)随NaOH溶液体积的变化关系如图。
下列说法错误的是
A.25℃时,
B.P点溶液的
C.当时,
D.当时,
【答案】C
【分析】向溶液中滴入溶液,溶液的pH在不断增大,实线为溶液的pH随NaOH溶液体积的变化关系;虚线为(用pM表示) 随NaOH溶液体积的变化关系;的电离平衡:,,当时,此时,溶液的pH为2.86(Q点纵坐标),,据此分析。
【解析】A.由分析可知,当时,此时,溶液的pH为2.86,,A不符合题意;
B.P点溶液中,有,即,即,根据,,,B不符合题意;
C.当时,溶液为等物质的量的,由图可知,此时溶液呈酸性,故的电离程度大于的水解程度,故,C符合题意;
D.当时,溶质为,且物质的量之比为1:3,根据物料守恒,有,D不符合题意;
故选C。
【例2-2】(2025·广西·高考真题)常温下,用溶液以相同滴速分别滴定下列两种等体积溶液:
I.硫酸酸化的溶液
Ⅱ.盐酸酸化的溶液
随滴定时间变化的滴定曲线如图。已知:,;溶液中某离子的浓度时,可认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是
A.d点水电离的
B.Ⅱ中恰好完全沉淀的点为f点
C.I中出现沉淀时的低于理论值,说明被氧化
D.g点的大于i点的
【答案】D
【分析】由知,完全沉淀时,加入的氢氧化钠量更少,完全沉淀时,加入的氢氧化钠更多,所需要的时间更长,故defg曲线为滴定盐酸酸化的溶液曲线,hi曲线为滴定硫酸酸化的 0.02 mol ⋅ L -1 FeSO4溶液的曲线。
【解析】A.由图可知,d点为盐酸酸化的溶液,pH=1.50,溶液中,,溶液中有部分会水解消耗部分水电离出的,故d点水电离的,故A正确;
B.Ⅱ中完全沉淀时c(),由得==,pH=14-11.2=2.80,f点pH=2.80,恰好为完全沉淀点,B正确;
C.Ⅰ中理论开始沉淀时,=,则 pH≈14-7.3=6.7,若实际沉淀pH低于此值,说明存在更易沉淀的,即被氧化为,C正确;
D.由图可知,g点和i点溶液中铁离子均完全沉淀,均达到沉淀溶解平衡,由知,越大,越小,g点和i点的pH相同,则g点的等于i点的, D错误;
故答案选D。
抓“五点”破中和滴定曲线
室温下,向20 mL 0.1 mol·L-1HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH溶液,溶液pH的变化如图所示。
【变式2-1】(25-26高三上·山东·期中)常温下,0.1000mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00mL 0.1000 mol·L-1 H3PO4溶液时,V(NaOH)、各含磷元素微粒的lg[c/(mol·L-1)]和pH的关系如图。下列说法正确的是
A.①为的lg[c/(mol·L-1)]与pH的关系
B.0.1000 mol·L-1 H3PO4溶液中,离子浓度最大的是
C.b点时,溶液中:
D.c点时,溶液中存在
【答案】C
【分析】根据图中a点,时,溶液中溶质的物质的量之比为,故③④为磷酸和磷酸二氢钠的曲线,又因为随着pH变大,浓度变小,故③为,④为,又因为pH=2.12时,最小,故②为,①为,据此分析回答。
【解析】A.由分析知,①为的与pH的关系,A错误;
B.0.1000 mol·L-1溶液中,为弱酸,主要以分子形式存在,离子浓度最大的是,而不是,B错误;
C.根据图中a点,;根据图中c点,,则b点时,V(NaOH)=20 mL,此时溶质为NaH2PO4,此时溶液pH=5,c(H+)=10-5 mol/L,,,故b点时溶液中,C正确;
D.溶液中存在电荷守恒,c点时,Na元素和P元素之间的关系为,则有,从图中信息可知,c点时,联立三个等式,有,此时溶液显碱性则,D错误;
故答案选C。
【变式2-2】(2025·云南·模拟预测)盐酸羟胺是一种分析试剂。用 NaOH溶液滴定20mL 和的混合溶液以测定的含量,待测液中溶质总质量为0.2460g,滴定曲线如图甲所示,四种含氮物质分布分数与pH关系如图乙所示[如:]。
下列说法正确的是
A.曲线②表示~pH的变化关系
B.a点有97.8%的参加了反应
C.溶质中的含量为56.5%
D.b点的电荷守恒关系:
【答案】C
【分析】图甲可知,加入氢氧化钠20mL时,溶液pH为7.61显碱性;图乙起点①③分布分数δ=1,说明①③代表和,加入氢氧化钠会先和反应,其分布系数会先减小,则①代表、③代表;随着和氢氧化钠的反应,会逐渐增大,所以②代表,④代表。
【解析】A.根据以上分析,曲线②表示~pH的变化关系,故A错误;
B.a点对应pH=7.61,为97.8%,有2.2%的参加了反应,故B错误;
C.设混合物中、的物质的量分别为amol、bmol,pH=7.61时消耗的NaOH溶液的体积为20mL,n(NaOH)=0.002mol;根据图乙,此时消耗的物质的量为0.978amol、消耗的物质的量为0.022bmol,则①0.978amol+0.022bmol=0.002mol;②:69.5a+53.5b=0.2460g;联立①②解得a=0.002mol、b=0.002mol,所以的含量为,故C正确;
D.根据电荷守恒,b点,故D错误;
选C。
考向03 K值相互关系及应用
【例3-1】(2025·江苏·高考真题)室温下,有色金属冶炼废渣(含等的氧化物)用过量的较浓溶液酸浸后,提取铜和镍的过程如下所示。
已知:。下列说法正确的是
A.较浓溶液中:
B.溶液中:的平衡常数
C.溶液中:
D.“提铜”和“沉镍”后的两份滤液中:
【答案】B
【分析】有色金属冶炼废渣(含等的氧化物)用过量的较浓溶液酸浸后,浸取液主要含有、,加入溶液提铜,滤液加入溶液沉镍得到。
【解析】A.若两步均完全电离,则溶液中存在电荷守恒:,但根据题给信息知,在较浓的溶液中仅第一步电离完全,电离出大量的会抑制第二步电离,第二步电离不完全,溶液中存在,因此电荷守恒应表示为,A错误;
B.该反应的平衡常数,B正确;
C.得到1个生成,得1个生成得2个生成,水电离出的与浓度相等,即,则溶液中存在质子守恒,C错误;
D.根据题意只有提铜这一步加了钠盐,故加入的钠离子的物质的量不变,即,但是因为后续加了草酸铵溶液导致溶液体积增大,因此,D错误;
故选B。
【例3-2】(2025·浙江·高考真题)时,的电离常数。下列描述不正确的是
A.
B.
C.
D.溶液中,,则
【答案】D
【解析】A.,K==,A正确;
B.,K==,B正确;
C.,K==,C正确;
D.=,由于,,D错误;
答案选D。
一、电离常数的应用(加水稀释粒子浓度比值变化分析)
(1)同一溶液、浓度比等于物质的量比。如HF溶液:=。(由浓度比较变成物质的量比较)
(2)将浓度比换算成含有某一常数的式子,然后分析。如HF溶液:==。(由两变量转变为一变量)
二、电离平衡常数的计算
1.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ a mol·L-1的CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
起始浓度/(mol·L-1) a 0 0
变化浓度/(mol·L-1) x x x
平衡浓度/(mol·L-1) a-x x x
则Ka==≈。
【特别提醒】由于弱电解质的电离程度比较小,平衡时弱电解质的浓度(a-x) mol·L-1一般近似为
a mol·L-1。
2.已知c(HX)和c(H+),求电离常数
则K==
由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理,即c(HX)-c(H+)≈c(HX),则Ka=,代入数值求解即可。
3.已知c(HX)和电离常数,求c(H+)
则:Ka==
由于c(H+)的数值很小,可做近似处理,即c(HX)-c(H+)≈c(HX)。则c(H+)=,代入数值求解即可。
三、电离平衡常数的应用
1.根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同条件下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。
2.根据电离常数可以判断盐与酸(或碱)反应是否发生,相同条件下相对强的酸(或碱)制相对弱的酸(或碱)。
3.根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向。
4.根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大。
【变式3-1】(2025·山东泰安·模拟预测)一定温度下,将CaC2O4固体溶于不同初始浓度 [c0 ( HCl )] 的盐酸中,平衡时部分组分的lg c~lg c0 ( HCl )关系如图。已知该温度下 Ka( H2C2O4) = 10-1.3, Ka () = 10-4.3。
下列说法错误的是
A.lgc0 ( HCl ) = -1.2时,溶液的pH = 1.3
B.任意c0 ( HCl )下均有:c(Ca2+) = c() + c(H2C2O4) + c()
C.CaC2O4 (s) + 2H+(aq) = Ca2+(aq) + H2C2O4 (aq)的平衡常数为10-3.0
D.lgc0 ( HCl ) = -4.1时,2c(Ca2+) + c(H+) = c( OH-) + 2c() + c( Cl-)
【答案】D
【分析】将草酸钙固体溶于不同初始浓度的盐酸中,体系中存在一系列平衡、、,随着HCl浓度的增大,Ca2+浓度增大,浓度减小,浓度一直增大,因此曲线Ⅰ代表,曲线Ⅱ代表,曲线Ⅲ代表,据此解题;
【解析】A.时,,则Ka1()=c(H+)=10-1.3mol/L,溶液的,A正确;
B.和盐酸反应过程中,任意下均存在物料守恒:,B正确;
C.时,,,,;,解得,由图可知时,,则;的平衡常数,C正确;
D.溶液中存在电荷守恒,时,c()=c(),则存在关系,D错误;
故选D。
【变式3-2】(2024·河北石家庄·三模)常温下,向溶液中加入固体,、、、等粒子浓度变化情况如图所示(忽略溶液体积、温度的变化及和的分解):
已知:,;,下列说法错误的是
A.溶液中存在:
B.b、d曲线分别表示、浓度的变化情况
C.时,
D.时,
【答案】C
【分析】由电离常数可知,碳酸氢根离子在溶液中的水解常数Kh===10-7.65>Ka2=10-10.3,则碳酸氢根离子在溶液中的水解程度大于电离程度使溶液呈碱性,铵根离子在溶液中水解使溶液呈酸性,所以向碳酸氢铵溶液中加入氢氧化钠固体时,铵根离子优先与氢氧根离子反应,离子浓度减小的程度大于碳酸氢根离子,则由图可知,a、b曲线表示铵根离子、一水合氨离子的浓度的变化情况,b、d曲线分别表示碳酸氢根离子、碳酸根离子浓度的变化情况。
【解析】A.由电离常数可知,一水合氨的电离程度大于碳酸的电离程度,由盐类水解规律可知,碳酸氢根离子在溶液中的水解程度大于铵根离子,溶液呈碱性,则溶液中离子浓度的大小顺序为,故A正确;
B.由分析可知,b、d曲线分别表示碳酸氢根和碳酸根浓度的变化情况,故B正确;
C.由电离常数可知,溶液中=,pH为9.3时,溶液中===0.1,则溶液中碳酸氢根离子浓度大于碳酸根离子浓度,C错误;
D.加入0.1mol氢氧化钠固体时,氢氧化钠与碳酸氢铵溶液反应得到的溶液中存在电荷守恒关系,故D正确;
故选C。
考向04 分布系数图形【重】
【例4-1】(2025·河北·高考真题)已知和结合形成两种配离子和常温下,的和的混合溶液中,和的浓度对数(实线)、含铜微粒的分布系数(虚线)[例如]与溶液pH的关系如图所示:
下列说法错误的是
A.
B.
C.图中a点对应的
D.当时,体系中
【答案】C
【分析】和之间存在转化关系,则pH较小时,平衡逆向移动,以为主,则,,则曲线I代表,曲线II代表,随着pH增大,正向移动,增大,和结合形成配离子的反应依次为、,因此随pH增大,持续减小,为曲线III,,先增大后减小,为曲线IV,一直增大,为曲线V,据此回答。
【解析】A.曲线III和曲线IV的交点代表,即,由图可知,此时,带入平衡表达式得,A正确;
B.曲线I和曲线II的交点代表,即,此时pH=11.6,带入平衡常数表达式得,B正确;
C.曲线IV和曲线V得交点代表,,即,此时,可得的平衡常数,a点时,,带入,解得,且a点对应,带入的平衡常数,计算得,故pH=4.3,C错误;
D.当pH=6.4时,最大,接近,结合B项中平衡常数可计算得,,结合Cu 元素守恒知,,,因此体系中,D正确;
故选C。
【例4-2】(2025·河南·高考真题)乙二胺(,简写为Y)可结合转化为(简写为)(简写为)。与Y可形成和两种配离子。室温下向溶液中加入Y,通过调节混合溶液的改变Y的浓度,从而调控不同配离子的浓度(忽略体积变化)。混合溶液中和Y的初始浓度分别为和。与的变化关系如图1所示(其中M代表、或),分布系数与的变化关系如图2所示(其中N代表Y、或)。比如。
下列说法错误的是
A.曲线I对应的离子是
B.最大时对应的
C.反应的平衡常数
D.时,
【答案】D
【分析】与Y可形成和两种配离子,发生的反应为、,故随着Y浓度的变大,浓度变小,先增大后减小,增大,则从图像上(从右向左表示Y浓度的变大)可以看出,曲线Ⅰ表示浓度,Ⅱ表示浓度浓度,Ⅲ表示浓度;同理,调节溶液pH,当酸性较强时,浓度大,当碱性较强时,Y的浓度大,故曲线Ⅳ表示浓度,曲线Ⅴ表示浓度,曲线Ⅵ表示Y 浓度,据此解题。
【解析】A.由分析可知,曲线Ⅰ表示,A正确;
B.由题意可知,Y可以视为二元弱碱,第一次电离方程式为:,,当时,,,则,同理,,由图像可知,当时,最大,则,pOH=5.61,pH=8.39,B正确;
C.反应的平衡常数 ,由图可知,当时,,则,C正确;
D.时,,,,由物料守恒可知,,则,Y的初始浓度为,由物料守恒得,代入数据,,则,由图像可知,pH在8.39-9.93之间,此时,D错误;
故选D。
1.抓“4点”稳解分布系数曲线题
变化
通过曲线变化找关系
顶点
该粒子含量最大值
交点
交点分为两种:通过曲线交点找粒子等量关系,通常用来求平衡常数;利用横坐标垂线与曲线的交点,寻找同条件下溶液中粒子数量关系
零点
零点为该粒子完全反应
注意:若有两类曲线,纵坐标应为双坐标,着重分析每类曲线所对应的纵坐标
2.CH3COOH溶液、CH3COONa溶液的分布系数图像
δ0、δ1分别为CH3COOH、CH3COO-的分布系数:
已知:Ka=1.8×10-5。
交叉点:c(CH3COOH)=c(CH3COO-)―→c(H+)=Ka=1.8×10-5―→pH=pKa=4.76。
3.H2C2O4溶液的分布系数图像
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:
①根据A点,得Ka1=10-1.2,根据B点,得Ka2=10-4.2。
②在pH=2.7的溶液中,=1 000。
③0.1 mol·L-1的NaHC2O4溶液呈酸性,其离子浓度从大到小的顺序为:c(Na+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-)。
【变式4-1】(2025·山东聊城·三模)实验室模拟用溶液吸收脱除废气中的,探究对脱硫的影响。将一定比例和的混合气体恒温恒流速持续通入一定体积一定浓度的溶液中,测得随反应进行吸收液的和各组分的浓度变化如图1。
已知:① ②水溶液中各粒子的物质的量分数随变化如图2。
下列说法正确的是
A.吸收液的从13降至的过程中,未发生氧化还原反应
B.由图1知,从降至7的过程中增大
C.,S的来源只有氧化价硫元素
D.,可能的反应:
【答案】D
【解析】A.由图1可知,pH从13降至9.6过程中,的浓度增大,而S2-、HS-的H2S的总量减小,说明硫元素被氧化,发生了氧化还原反应,A错误;
B.由图1可知,pH从7.6降至7的过程中的浓度减小,的浓度明显增大,c()随pH减小而减小,B错误;
C.9.6>pH>7时,与可发生归中反应生成S单质,故S的来源不仅有氧化-2价硫元素,还有与的归中反应,C错误;
D.由图2知pH=9.6时,水溶液中为主,可能发生反应,D正确;
故答案选D。
【变式4-2】(2025·山东烟台·三模)常温下向的溶液中滴入的NaOH溶液,溶液中和的分布系数δ、pH与加入NaOH溶液体积V的关系如图所示[如的分布系数:]。下列说法错误的是
A.①表示
B.c点溶液中
C.随着NaOH溶液的加入,水的电离程度:
D.反应恰好结束时,溶液中存在:
【答案】D
【解析】A.HA-的分布系数随NaOH加入先增大后减小(V=10 mL时达最大,此时生成NaHA),A2-的分布系数持续增大(V=20 mL时达最大,生成Na2A)。图中①曲线符合HA-的变化趋势,A正确;
B.HA-电离平衡:HA-⇌H++A2-,。当δ(HA-)=δ(A2-)时,c(HA-)=c(A2-),此时pH=pk2。设该点pH=a,K2=10-a。c点pH=b,c(H+)=10-b,则
。若b-a=5,比例为105,但由图中pH范围(0~10)及常见二元弱酸K2值,该比例通常为103~104,B错误;
C.a点为H2A溶液(强酸性,抑制水的电离),b点为NaHA溶液(酸性减弱,抑制减弱),c点为Na2A溶液(A2-水解促进水的电离),水的电离程度a<b<c,C正确;
D.反应恰好结束时生成Na2A,元素守恒:c(Na⁺)=2[c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)],则c(Na+)=2[c(A2-)+c(HA-)]+2c(H2A),故c(Na+)>2[c(A2-)+c(HA-)],D正确;
故答案选D。
考向05 对数图形
【例5-1】(2023·辽宁·高考真题)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。
【解析】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。
【例5-2】(2022·山东·高考真题)工业上以为原料生产,对其工艺条件进行研究。现有含的、溶液,含的、溶液。在一定pH范围内,四种溶液中随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.反应的平衡常数
B.
C.曲线④代表含的溶液的变化曲线
D.对含且和初始浓度均为的混合溶液,时才发生沉淀转化
【答案】D
【分析】溶液pH变化,含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,pH相同时,溶液中硫酸根离子越大,锶离子浓度越小,所以曲线①代表含硫酸锶固体的0.1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,曲线②代表含硫酸锶固体的1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线;碳酸是弱酸,溶液pH减小,溶液中碳酸根离子离子浓度越小,锶离子浓度越大,pH相同时,1mol/L碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度大于0.1mol/L碳酸钠溶液,则曲线③表示含碳酸锶固体的0.1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线,曲线④表示含碳酸锶固体的1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线。
【解析】A.反应SrSO4(s)+COSrCO3(s)+SO的平衡常数K===,A正确;
B.由分析可知,曲线①代表含硫酸锶固体的0.1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,则硫酸锶的溶度积Ksp(SrSO4)=10—5.5×0.1=10—6.5,温度不变,溶度积不变,则溶液pH为7.7时,锶离子的浓度为=10—6.5,则a为-6.5,B正确;
C.由分析可知,曲线④表示含碳酸锶固体的1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线,C正确;
D.曲线②代表含硫酸锶固体的1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,曲线④表示含碳酸锶固体的1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线,曲线交点是(6.9,a),就可以发生沉淀转化,D错误;
故选D。
对数曲线图及分析秒杀思想
模型:特征:将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值[如]取常用对数,即lg c(A)或lg,与溶液中的pH或溶液的体积等关系作出的图像称为对数图像
图像类型1:
lg翻译为生成物与反应物离子浓度比的常用对数
规律:lg越大,反应向正反应方向进行的程度越大
图像类型2:
AG=lg翻译为H+与OH-浓度比的常用对数
规律:AG越大,酸性越强,中性时,=1,AG=0
图像类型3:
pH=—lg c(H+)翻译为H+浓度的常用负对数
规律:pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
图像类型4:
pC=—lg c(C)翻译为C离子浓度的常用负对数
规律:pC越大,c(C)越小
图像类型5:
—lg翻译为生成物与反应物离子浓度比的常用负对数
规律:—lg越大,反应向正反应方向进行的程度越小
图像中数据的数学含义
①若c(A)=1,则lg c(A)=0;若c(A)=c(B),则lg =0
②若c(A)>1,则lg c(A)取正值;且c(A)越大lg c(A)越大
若c(A)>c(B),则lg 取正值,且越大lg 越大
③若c(A)<1,则lg c(A)取负值,且c(A)越大lg c(A)越小
若c(A)<c(B),则lg 取负值,且越大lg 越小
解题步骤如下:
①先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像
②再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义,是浓度对数还是比值对数
③抓住图像中特殊点:如pH=7,lg x=0,交叉点
④理清图像中曲线的变化趋势及含义,根据含义判断线上、线下的点所表示的意义
⑤将图像中数据或曲线的变化与所学知识对接,作出选项的正误判断
【变式5-1】(25-26高三上·山东青岛·月考)常温下,往足量草酸钙固体与水的混合体系中加盐酸或调节时,、、与变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线③表示的变化情况
B.的
C.时,
D.后,曲线①呈上升趋势的原因是部分转化为
【答案】C
【分析】CaC2O4体系中存在一系列平衡,CaC2O4(s)Ca2+(aq)+ (aq)、+H2O+OH-、+H2O H2C2O4+OH- ,所以在CaC2O4溶液中,增大pH,后两个平衡逆向移动,草酸根浓度增大,lgc()增大,①表示lgc();H2C2O4、浓度都减小,草酸氢根减小程度缓于草酸分子,②表示lgc(H2C2O4)、③表示lgc()。
【解析】A.由分析可知,曲线③表示lgc()的变化情况,A正确;
B.,①③相交时c()=c(),此时pH=4.2,可得,B正确;
C.足量草酸钙固体与水的混合体系中,由于草酸根离子的水解,溶液呈碱性,当溶液pH=7时c(H+)=c(OH-),说明加入了盐酸,溶液中电荷守恒,则,,C错误;
D.溶液中存在Ksp(CaC2O4)= c()·c(Ca2+),pH>12后,c(OH-)增大,导致Q[Ca(OH)2]> Ksp[Ca(OH)2],生成Ca(OH)2导致c(Ca2+)减小,则c()上升,D正确;
故选C。
【变式5-2】(2025·山东·三模)已知亚硫基二乙酸[S(),用代替]是一种二元弱酸,常用作抗氧剂,并应用于工业上生产硫代酯类抗氧剂。室温下,改变亚硫基二乙酸溶液的pH,测得溶液中的[或]随变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线表示的变化情况
B.亚硫基二乙酸的第一步电离平衡常数的数量级为
C.用固体调,点溶液中:
D.室温下,点对应溶液的为3.02
【答案】D
【分析】,所以,所以,同理可得,,所以相同pH条件下,则a表示,b表示;
【解析】A.由分析可知,a表示,b表示,A错误;
B.第一步电离,类似可得。曲线a在pH=1.02时pX=0,即,,数量级为,B错误;
C.n点,,则,由电荷守恒可知,则,C错误;
D.m点在曲线a上,已知pX=0时,即,pH=1.02,则,则pH=2+1.02=3.02,D正确;
故选D。
1.常温下,向20mL0.1mol·L-1乳酸溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液pH与含碳粒子分布系数、NaOH溶液体积(V)的关系如图所示。已知:。
下列叙述正确的是
A.在滴加NaOH溶液过程中,水的电离程度一直增大
B.a点对应的NaOH溶液体积
C.CH3CHOHCOOH的电离常数,
D.b点:
【答案】C
【分析】随着NaOH的加入,CH3CHOHCOOH含量减小,CH3CHOHCOONa时含量增大,故L1代表,故L2代表,L1与L2交点表示c(CH3CHOHCOOH)=c(CH3CHOHCOO-),此时pH=3.83,,据此解答。
【解析】A.滴加 NaOH 溶液恰好完全生成 CH3CHOHCOONa时,水的电离程度最大(盐的水解促进水的电离),继续滴加 NaOH 溶液,水的电离程度减小,即水的电离程度先增大,后减小,A错误;
B.当加入10 mLNaOH溶液时,得到等浓度的CH3CHOHCOOH、CH3CHOHCOONa混合溶液,溶液呈酸性,说明CH3CHOHCOOH电离大于CH3CHOHCOO-水解,则溶液中存在:c(CH3CHOHCOOH)<c(CH3CHOHCOO-),a点对应的溶液中c(CH3CHOHCOOH)=c(CH3CHOHCOO-),说明加入NaOH 溶液体积小于 10 mL,B错误;
C.由分析可知,CH3CHOHCOOH的电离常数,C正确;
D.b点恰好完全中和,溶质是CH3CHOHCOONa,根据物料守恒:c(CH3CHOHCOO-)+c(CH3CHOHCOOH)=c(Na+)=0.05 mol·L-1,结合电荷守恒得到质子守恒:c(OH-)=c(CH3CHOHCOOH)+c(H+),pH=8.3,c(H+)=10-8.3 mol·L-1 ,c(OH-)=10-5.7mol·L-1,c(CH3CHOHCOOH)=10-5.7mol·L-1-10-8.3mol·L-1,所以溶液中离子浓度顺序是:,D错误;
故选C。
2.常温时,Ka1(H2C2O4)=10−1.2,Ka2(H2C2O4)=10−3.8,Ksp(BaC2O4)=10−7.6。下列说法正确的是
A.0.1 mol·L−1 H2C2O4溶液,有c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)
B.向H2C2O4溶液中加KOH溶液至中性时:c(C2O)>c(HC2O)>c(H2C2O4)
C.向0.1 mol·L−1 KHC2O4溶液中滴加酚酞,溶液呈浅红色
D.向0.2 mol·L−1 H2C2O4溶液中加等体积、等浓度的BaCl2溶液,无沉淀生成
【答案】B
【解析】A.电荷守恒:c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH⁻),故A错误;
B.pKa1=1.2,c(HC2O)=c(H2C2O4)时的pH为1.2,pKa2=3.8,c(C2O)=c(HC2O)时的pH为3.8,H2C2O4溶液中分布系数和pH的关系图为:,因此pH>3.8时有则浓度顺序为c(C2O)>c(HC2O)>c(H2C2O4),B正确;
C.KHC2O4溶液中HC2O的Ka2=10-3.8,水解平衡常数为,HC2O电离大于水解,溶液显酸性,酚酞无色,C错误;
D.反应为H2C2O4+Ba2+=BaC2O4↓+2H+,===,K很大,有沉淀生成,D错误;
故答案为B。
3.常温下向二元酸的溶液中滴加烧碱溶液,各种含R微粒的分布系数(某含R微粒的浓度占所有含R微粒总浓度的百分数)随的变化如图。下列说法错误的是
A.为弱酸 B.的一级电离常数为
C.的水溶液呈酸性 D.时:
【答案】D
【分析】由溶液加入在溶液中各种含R微粒的分布系数随的变化曲线可知含R的微粒有三种,即转化过程为,即可判断为二元弱酸,且曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为:、、的分布系数随的变化曲线,就此回答。
【解析】A.根据分析,在水溶液中不能完全电离,为弱酸,A正确;
B.H3RO2的一级电离常数,从曲线Ⅰ、Ⅱ交点可知时,则, B正确;
C.根据曲线Ⅱ、Ⅲ的交点的可算出的电离常数,而的水解常数,则的电离程度大于其水解程度,则的水溶液呈酸性,C正确;
D.根据曲线Ⅱ、Ⅲ的交点的时,根据电荷守恒可得,又因,则有,D错误;
故答案选D。
4.下列有关反应热的叙述错误的是
A.装置a中的反应进行时,温度计示数上升速率先慢后快
B.装置b和装置c中的反应均大于0
C.装置d用于进行中和反应的反应热测定,将溶液与盐酸混合时应迅速操作,否则所得偏大
D.测定中和反应反应热时,用溶液分别与的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,则测得的反应热数值相同
【答案】D
【解析】A.装置a中铝片与盐酸反应为放热反应。初始阶段,温度较低,反应速率慢,放出热量少,温度计示数上升慢;随着反应进行,放出的热量使温度升高,反应速率加快,放出的热量增多,温度计示数上升速率加快,故上升速率先慢后快,故A项正确;
B.装置b中与的反应为典型的吸热反应();装置c中与盐酸的反应也为吸热反应(),即两者均大于0,故B项正确;
C.装置d测定中和热时,若操作缓慢,热量散失导致测量的温度升高值偏小。根据,偏小使Q偏小,(负值)的绝对值减小,即偏大,故C项正确;
D.盐酸为强酸,完全电离,醋酸为弱酸,中和时醋酸电离需吸热,导致醋酸与反应放出的热量少于盐酸与反应放出的热量,因此,测得的反应热数值不同,故D项错误;
故答案为D。
5.已知常温下、、HClO的电离平衡常数如下表所示:
弱酸
HClO
电离平衡常数
常温下,三种等物质的量浓度的弱酸钠盐的碱性由强到弱的顺序为
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】常温下,酸的电离平衡常数越大,酸性越强,电离出的离子水解能力就越弱,对应的等物质的量浓度的盐的碱性越弱;依据题目信息,酸性由强到弱排序为:,离子水解能力由弱到强的顺序为:,水解能力越强,盐的碱性就越强,据此作答。
【解析】依据分析,常温下三种等物质的量浓度的弱酸钠盐的碱性由强到弱的顺序为:;
A.,与结论不符,A错误;
B.,B正确;
C.,与结论不符,C错误;
D.,与结论不符,D错误;
故答案选B。
6.室温下,向25 mL 0.1 mol/L NH4HSO4溶液中滴加0.2 mol/L的NaOH溶液,所得溶液pH与滴加NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。下列说法错误的是
A.水的电离程度:a<b
B.室温下,
C.c点的溶液中存在:
D.a到d的过程中:始终成立
【答案】C
【解析】A.a点的溶液中溶质为NH4HSO4和少量的Na2SO4、(NH4)2SO4,H+浓度大(完全电离),抑制水的电离,b点:H+被NaOH完全中和后(V=12.5mL),溶质为Na2SO4、(NH4)2SO4,水解促进水的电离,故水的电离程度a<b,A正确;
B.d点(V=25 mL)溶质是Na2SO4和NH3·H2O,此时pH=11,c(H+)=10-11mol/L,则c(OH-)=10-3mol/L,根据电离方程式:NH3·H2O+OH-可知,c()≈c(OH-),c(NH3·H2O)≈=0.05mol/L,Kb===2.0×10-5(合理误差),B正确;
C.c点溶液呈中性,根据电荷守恒有:c(Na+)+c()+c(H+)=2c()+c(OH-),因溶液呈中性(c(OH-)=c(H+)),则c(Na+)+c()=2c()>c(),C错误;
D.a到d过程中,N元素始终以、NH3·H2O形式存在,S元素以形式存在,初始n(N)=n(S),物料守恒:c()+c(NH3·H2O)=c(),D正确;
故答案为:C。
7.室温下,0.1mol/L (二元弱酸)溶液中含A微粒的物质的量分数随pH变化关系如下图[例如]。已知:的、。
下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ对应的微粒是
B.a点处
C.b点处
D.0.1mol/L 溶液与0.1mol/L NaOH溶液等体积混合,溶液呈碱性
【答案】D
【分析】对于二元弱酸,pH越低浓度越大,越易以形式存在,随着pH的增大,存在形式以为主,pH继续增大,则溶液中的降低,最后以存在,因此曲线Ⅰ代表物质的量分数随pH变化关系,曲线Ⅱ代表,曲线Ⅲ代表。
【解析】A.由分析可知,曲线Ⅰ对应的微粒是,A错误;
B.a点为曲线Ⅰ()与曲线Ⅱ()的交点,此时,又,因此a点;结合,得,则,B错误;
C.b点为曲线Ⅱ()与曲线Ⅲ()的交点,此时。根据物料守恒:,故,C错误;
D.等体积混合后生成溶液,的水解常数,电离常数,水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,D正确;
故答案选D。
8.苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数随溶液pH变化如图。
例如:A2-的分布系数
该温度下,下列说法错误的是
A.曲线①是H2A的分布系数曲线
B.H2A的
C.反应的平衡常数
D.pH=6时,溶液中粒子浓度的大小关系为
【答案】C
【分析】存在电离平衡:,,随升高,的分布系数减小,为曲线①,的分布系数先增大后减小,为曲线②,的分布系数增大,为曲线③;根据图示,时,时,,同理:。
【解析】A.由分析可知,随着pH升高,的分布系数逐渐减小,故①为的分布系数曲线,A正确;
B.由分析可知,时,,即,,B正确;
C.反应的平衡常数,C错误;
D.pH=6时,由图像可知,分布系数大于,分布系数极小,故,D正确;
故选C。
9.常温下,向某浓度溶液中逐滴加入已知浓度的NaOH溶液,溶液中[,为]与溶液pH的变化关系如图所示。则下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ代表随着pH的变化曲线
B.pH由3增大到5.3的过程中,水的电离程度逐渐减小
C.c点溶液中
D.常温下随着pH增大,的值不变
【答案】D
【分析】结合图像可知,随着pH增大,曲线I的pc值先减小后升高,随着溶液酸性变小,减小,即增大,先增大,当溶液酸性减小到一定程度时,转化为,减小,增大,即先减小后增大,减小,故图像中曲线I表示,曲线II表示,曲线III表示,根据I、II交点可以求出二元弱酸的,根据II、III交点可以求出二元弱酸的,据此分析解答。
【解析】A.据分析,曲线II代表随着pH的变化,故A错误;
B.溶质完全为时,水的电离程度最大,此时,所以pH由3增大到5.3的过程中,水的电离程度持续增大,故B错误;
C.c点时,,pH=5.3。由电荷守恒可得,。因pH=5.3,溶液呈酸性,,故,故C错误;
D.,只与温度有关,与pH无关,故D正确;
故答案为D。
10.难溶于水,但在浓度较高的溶液中因形成、、而溶解,如下图所示。将适量完全溶于盐酸,得到pH=3的溶液,下列叙述正确的是
A.加水稀释时,浓度不断升高
B.向溶液中加入NaOH固体,浓度一定保持不变
C.由图可知,可发生电离:
D.体系中,
【答案】C
【分析】由图可知,氢氧化铬在溶液中存在如下电离平衡:;氯化铬溶液中存在如下平衡:、、。
【解析】A.加水稀释时,溶液中 、、的浓度均减小,A错误;
B.由图可知,加入氢氧化钠固体时,溶液中氢氧根离子浓度增大,溶液pH升高,的浓度先增大后减小,B错误;
C.由分析可知,氢氧化铬在溶液中存在如下电离平衡:,C正确;
D.由题意可知,酸性体系中存在如下电荷守恒关系:,D错误;
故选C。
11.25℃的丙氨酸溶液中,、的电离常数分别为Ka1、Ka2,其四种存在形式中,除了的分布分数()极小而被忽略外,余下三种的与pH的关系如图所示。Ka1、Ka2的负对数分别表示为pKa1、pKa2,下列说法正确的是
A.经过a点曲线的代表物种是
B.
C.最大时的
D.的
【答案】C
【分析】由题干信息可知,随着溶液pH的增大,丙氨酸溶液中的电离平衡均正向移动,故曲线a代表CH3CH(NH3)+COOH随pH的变化,曲线b代表CH3CH(NH3)+COO-随pH的变化,曲线c代表CH3CH(NH2)COO-随pH的变化,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,经过a点曲线的代表物种是CH3CH(NH3)+COOH,A错误;
B.根据a点坐标可计算,同理根据c点坐标可计算Ka2==10-9.69,B错误;
C.根据c点坐标可计算,由b点坐标可知最大时的pH=6.02,与(保留两位小数)相等,C正确;
D.与比较,是强吸电子基团,使中O-H键的极性增强,更易电离出,则,D错误;
故答案为:C。
12.向溶液中滴加溶液,测得溶液电导率的变化如图。下列说法不正确的是
A.溶液中的CO浓度可能增大
B.反应过程中涉及的非水物质都是强电解质
C.、、三点水的电离程度:
D.电导率下降的主要原因是发生反应:
【答案】D
【分析】向100mL0.01mol/LBa(OH)2溶液中滴加0.1mol/LNaHCO3溶液,首先发生反应Ba(OH)2+NaHCO3=BaCO3↓+H2O+NaOH,当加入10mLNaHCO3溶液时Ba2+恰好完全转化成BaCO3沉淀、所得溶液中溶质为NaOH(图中B点);继续加入NaHCO3溶液发生反应NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O,继续加入10mLNaHCO3溶液时NaOH完全转化成Na2CO3(图中C点)。
【解析】A.B→C时继续加入NaHCO3溶液发生反应NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O,CO浓度可能增大,故A正确;
B.反应过程中涉及的非水物质有Ba(OH)2,NaHCO3,NaOH,Na2CO3,BaCO3都是强电解质,故B正确;
C.酸或碱抑制水的电离,弱离子促进水电离,A点溶液中全部是Ba(OH)2,水的电离受到抑制,电离程度最小,B点为反应一半,Ba(OH)2还有剩余,C点Ba(OH)2和NaHCO3恰好完全反应,因此水的电离程度:A<B<C,故C正确;
D.由分析可知,发生反应Ba(OH)2+NaHCO3=BaCO3↓+H2O+NaOH,故D错误;
答案选D。
13.常温下,用0.1000mol/L的盐酸分别滴定25.00mL浓度均为0.1000mol/L的两种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是
A.NaX溶液呈碱性的原因:
B.两种一元弱酸的电离常数:
C.当两种溶液均呈中性时:
D.分别滴加25.00mL盐酸后,则两溶液中:
【答案】C
【分析】由图可知,没有加入盐酸时,NaX和NaY溶液的pH依次增大,一元弱酸的钠盐pH越大,则该一元弱酸的酸性越小,Ka越小,即Ka:HX>HY,据此解答。
【解析】A.HX为一元弱酸,NaX溶液中X-水解生成HX和OH-,溶液呈碱性,离子方程式为,A正确;
B.据分析,两种一元弱酸的电离常数:,B正确;
C.溶液均呈中性时,,根据电荷守恒,两溶液中分别有:、,NaX和NaY初始浓度相等,则有,由于HY酸性比HX弱,NaY溶液与盐酸反应至中性时加入盐酸的量比HX多:,则,C错误;
D.分别滴加25.00mL盐酸,即NaX(或NaY)与盐酸1:1反应,根据物料守恒,两溶液中有:、,由于NaX和NaY的浓度相等,则有,即,D正确;
故答案为C。
14.难溶于水,但能与氨水形成和而溶解。将适量完全溶于氨水,得到含和的溶液。下列叙述正确的是
A.加水稀释,的浓度一定下降
B.向溶液中通入少量氨气,的浓度一定上升
C.的电离方程式为:
D.体系中,
【答案】A
【解析】A.加水稀释时,溶液体积增大,虽然可能引起配离子部分解离,但溶液总体积的增大导致的浓度下降,A正确;
B.通入氨气会增加浓度,可能促使进一步结合生成,导致浓度下降,B错误;
C.可完全电离生成和,电离方程式应为,C错误;
D.该电荷守恒式未考虑(一水合氨电离产生)的浓度,正确的电荷守恒式应为:,D错误;
答案选A。
15.常温下,向溶液中逐滴加入,生成沉淀的种类、与的关系如图所示,下列说法正确的是
A.的数量级为
B.点溶液中存在
C.点既有又有沉淀生成
D.时,溶液中存在反应:
【答案】D
【解析】A.由图中点可知,,数量级为,A错误;
B.点在碳酸镁的与的关系曲线之上,故体系内有碳酸镁沉淀生成,初始碳原子总物质的量为,M点时含碳微粒除了有、、还有,据碳原子守恒可知,B错误;
C.点在碳酸镁和氢氧化镁的与的关系曲线之下,镁离子浓度小于饱和溶液的,为不饱和溶液,所以两个沉淀均不产生,C错误;
D.从图中可知时,的与的关系曲线在MgCO3之下,说明氢氧化镁比碳酸镁更难溶,碳酸镁会转化为更难溶的,溶液中发生,D正确;
故选D。
16.工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下:
已知:①富集液中两种金属离子浓度相当;②常温下,金属化合物的如下表,下列说法错误的是
金属化合物
CdS
MnS
A.粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B.试剂X可以是溶液
C.“沉镉”和“沉锰”的顺序可以对换
D.“沉锰”时,发生反应的离子方程式为
【答案】C
【分析】富集液中含有两种金属离子,其浓度相当,加入试剂X沉镉,由金属化合物的可知,CdCO3、MnCO3的接近,不易分离,则试剂X选择含S2-的试剂,得到CdS滤饼,加入NaHCO3溶液沉锰,发生反应:,据此解答。
【解析】A.粉碎工业废料能增大废料与浸出液的接触面积,有利于提高金属元素的浸出率,A正确;
B.由分析可知,试剂X可以是溶液,B正确;
C.若先加入NaHCO3溶液进行“沉锰”,由题中信息以及数据可知,金属离子浓度相当,则也会沉淀,后续流程中无法分离Cd和Mn,所以“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换,C错误;
D.“沉锰”时,发生反应的离子方程式是,D正确;
故选C。
17.已知:反应Ⅰ: ,向AgCl悬浊液(液体1)中加入NaBr溶液,发生反应Ⅱ:,得到悬浊液(液体2)。下列说法不正确的是
A.反应Ⅱ的平衡常数
B.加入NaBr后,溶液中增大
C.液体2中存在:
D.向液体2中加入NaCl固体,增大,反应Ⅱ平衡逆向移动
【答案】B
【解析】A.反应的平衡常数,A项正确;
B.加入NaBr后,生成更难溶的,减小,B项错误;
C.液体2中存在电荷守恒:,C项正确;
D.向液体2中加入,增大,反应Ⅱ平衡逆向移动,D项正确;
故答案选B。
18.已知常温下,。二者的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法错误的是
A.m点的ZnX分散系中:(溶解)>(沉淀)
B.向n点分散系中加入适量Na2X后可得到与p点对应的新分散系
C.常温下,CuX饱和溶液中
D.的热力学趋势很大
【答案】C
【解析】A.,故分别是的沉淀溶解平衡曲线,点相对于是不饱和体系,溶解速率较大,A正确;
B.向n点的体系中加入后,平衡向左移动,从而导致增大而减小,B正确;
C.饱和溶液中,,C错误;
D.的,D正确;
故答案为:C。
19.在下,将硝酸银滴入到KCl与KCN的混合溶液,产生()和()沉淀,该过程中沉淀的质量(m)与滴入的物质的量(n)如图所示。下列说法不正确的是
已知:;。
A.A点之前发生,B点之前发生
B.在用标准溶液滴定法测定NaCN浓度时可选用作为指示剂
C.若混合溶液中的浓度为0.2 mol/L,则的浓度为0.2 mol/L
D.C点时的溶液中
【答案】C
【解析】A.曲线中 A 点之前没有产生沉淀,是生成[Ag(CN)2]-,发生,已知:;由图像可推断,AB段与BC段消耗Ag+的物质的量相等。结合反应式[Ag(CN)2]- + Ag+= 2AgCN↓和Ag++ Cl-= AgCl↓可知,n(AgCN) ≈ 2n(AgCl),,先产生更难溶的AgCN,故B 点时是生成 AgCN 沉淀完全,A正确;
B.用标准 AgNO3 溶液滴定法测定 NaCN浓度时可选用 Na2CrO4 作为指示剂,可以选用Na2CrO4 生成 Ag2CrO4 有色沉淀作为指示剂,B正确;
C.计算可得AgCN 的物质的量是 AgCl 的两倍,故 CN-的浓度为 Cl-的浓度的两倍,C不正确;
D.=106,D正确;
答案选C。
20.室温下进行下列实验,操作、现象、结论均正确的是
实验操作和现象
结论
A
对石蜡油加强热,将产生的气体通入的溶液,溶液红棕色变无色
产生的气体为乙烯
B
向的溶液中滴加银氨溶液,无沉淀生成;向的溶液中滴加银氨溶液,有黄色沉淀
C
向溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加淀粉溶液,溶液显蓝色
的氧化性比的强
D
用pH试纸测得:CH3COONa溶液的pH约为9,溶液的pH约为8
电离出的能力比的强
【答案】C
【解析】A.石蜡油强热分解生成的气体可能包含多种不饱和烃(如乙烯、丙烯等),无法确定仅为乙烯,A错误;
B.实验中在离子浓度相同的条件下,AgI生成沉淀而AgCl未生成,说明AgI的Ksp更小,因此结论应表述为Ksp(AgI) < Ksp(AgCl),B错误;
C.溴水将I-氧化为I2,淀粉变蓝,证明Br2的氧化性强于I2,结论正确,C正确;
D.次氯酸钠有强氧化性,会使试纸褪色,所以不能用pH试纸测量次氯酸钠溶液的pH,另外比较盐类水解程度时,应采用相同浓度的溶液,由于醋酸的酸性强于次氯酸,根据“越弱越水解”的水解规律,等浓度的NaClO溶液的pH应高于溶液,因此HClO电离H⁺的能力更弱,D错误;
故答案选C。
21.室温下,有色金属冶炼所得水相中含有浓度近似相等的Mn2+、Fe2+及Mg2+。经三道工序可分离三种金属。已知:Ksp(MgF2)=7.5×10-11,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,下列说法正确的是
A.0.1 mol·L-1NaF溶液中:c(F-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
B.沉铁时,调节溶液的pH大于3,则溶液中c(Fe3+)小于2.8×10-6mol·L-1
C.“沉铁”后的滤液中:c(H+)+2c(Mn2+)=2c()+c(OH-)
D.由以上工序可判断Ksp(MgF2)>Ksp(MnF2)
【答案】B
【分析】水相中含有浓度近似相等的Mn2+、Fe2+及Mg2+,在沉镁时,加入NaF使Mg2+转化为MgF2沉淀,过滤得到的滤液中剩余Mn2+、Fe2+,加入,将Fe2+氧化为Fe3+,加入,将Fe3+转化为Fe(OH)3,实现Fe与Mn的分离,据此作答。
【解析】A.NaF为强碱弱酸盐,溶液显碱性,溶液中离子浓度大小顺序为c(Na+)> c(F-)>c(OH-)>c(H+),A错误;
B.沉铁时,调节溶液的pH大于3时,, ==2.8×10-6mol·L-1,B正确;
C.“沉铁”后的滤液中除含有、、外,还有,由电荷守恒可知,c(H+)+2c(Mn2+)<2c()+c(OH-),C错误;
D.由题可知,在沉镁工序中,加入NaF时,Mg2+转化为MgF2沉淀而Mn2+未形成MnF2沉淀,故Ksp(MgF2)<Ksp(MnF2),D错误;
故答案选B。
22.常温下,用溶液滴定某弱酸溶液至过量,溶液中含R微粒有、、,混合溶液与离子浓度的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线I表示变化曲线
B.为二元弱酸,的数量级为
C.溶液中存在:
D.当与物质的量之比为时,溶液存在:
【答案】C
【分析】由题干可知,加入过量氢氧化钠,溶液中含的微粒有、、,故为二元弱酸;根据A点数据计算电离平衡常数为10-6.3,根据B点数据计算电离平衡常数为10-1.4。
【解析】A.二元酸,可知,曲线I表示变化曲线,曲线Ⅱ表示变化曲线,故A正确;
B.加入过量氢氧化钠,溶液中含的微粒有、、,所以H3R为二元弱酸; ,,数量级为,故B正确;
C.电离常数为,的水解常数为,电离大于水解,故,故C错误;
D.根据电荷守恒:;根据物料守恒:,可得到,故D正确;
选C。
23.常温条件下,向的溶液中滴加的NaOH溶液,测得溶液中的关系如图所示。
已知:①a、d两点的pH分别为1.9、6.3.
②,。
下列说法错误的是
A.曲线3代表,e点水的电离程度最大
B.的数量级为
C.b点时,
D.c点表示滴加了10 mL NaOH溶液,
【答案】C
【分析】,则pX越大,越小;(二元弱酸)溶液中未滴加NaOH溶液时,浓度最大,浓度最小,随着NaOH溶液的滴加浓度减小、浓度先增大后减小,然后浓度增大,所以曲线1、2、3分别代表、、的pX与的关系。
【解析】A.由分析可知,曲线3代表,点最大,说明NaOH与恰好完全反应生成,是强碱弱酸盐,其水解促进水电离,所以此时水的电离程度最大,A正确;
B.常温下,的第一步电离方程式为,点处:,点,则平衡常数,数量级为,B正确;
C.由分析可知,曲线1、2、3分别代表、、的pX与的关系,点时,结合电荷守恒可知,,C错误;
D.滴加10 mL NaOH溶液时,与NaOH按物质的量之比恰好完全反应生成NaHB,此时浓度最大,位于图中点位置;根据电荷守恒,物料守恒,可以推出,D正确;
故选C。
24.酸性废水中三价砷As(III)主要以弱酸形式存在,处理达标后才能排放。
(1)电解除砷
电解含的酸性废水,将砷转化为气体去除。原理如图1所示。
①写出转化为的电极反应式: 。
②离子交换膜应选择 交换膜(填“阴离子”或“阳离子”)。
(2)硫化沉砷
向含的酸性废水中加入适量硫化钠,将转化为沉淀去除。
已知:i.;ii.。
①“硫化沉砷”的离子方程式为 。
②硫化钠不能过量,主要的原因是 。
③除砷率随pH变化的曲线如图2所示。pH>7.0时,除砷率下降的原因是 。
(3)氧化吸附除砷
新生态悬浊液具有较强的氧化性和吸附性,能将酸性废水中(III)氧化为后吸附去除。已知:常温下,,,,。
①写出将废水中转化为的离子方程式: 。
②结合分析,时吸附的As(V)的主要微粒为 。
③砷去除率随变化的曲线如图3所示。加入溶液的体系中,当时,砷去除率提高到接近100%。可能的原因是 。
【答案】(1) 阳离子
(2) 硫化钠过量,溶液中增大,正向进行程度增大,不利于沉砷 ,碱性增强,水解程度增大,生成可溶性的或
(3) 发生水解转化为也能吸附;与转化为沉淀
【解析】(1)①转化为,As的化合价由+3价降为-3价,得6个电子,在酸性条件下进行,综合电荷守恒可得电极反应式:;
②含的酸性废水发生的电极反应为,反应消耗氢离子,稀硫酸的一极上氢离子通过交换膜转移过来,故离子交换膜应选择阳离子交换膜;
(2)①向含的酸性废水中加入适量硫化钠,将转化为沉淀去除,“硫化沉砷”的离子方程式为;
②硫化钠不能过量,主要的原因是硫化钠过量,溶液中增大,正向进行程度增大,不利于沉砷;
③除砷率随pH变化的曲线如图2所示。根据图中曲线可知,,碱性增强,水解程度增大,生成可溶性的或,因此pH>7.0时,除砷率下降;
(3)①将废水中转化为,同时被还原为锰离子,反应的离子方程式为:;
②,时,,,;,,,因此
吸附的As(V)的主要微粒为;
③砷去除率随变化的曲线如图3所示。加入溶液的体系中,当时,发生水解转化为也能吸附;与转化为沉淀,则砷去除率提高到接近100%。
25.废旧三元锂电池正极材料()富含Li、Ni、Co、Mn等有价金属,将其回收的工艺流程如图所示:
已知:①浸出液中,,,。
②25℃时,,。
③少量的和与氨水反应生成的比更稳定。
回答下列问题:
(1)正极材料表示为(M代表Co、Ni、Mn,化合价均为价),“酸浸”时反应的化学方程式为 。“酸浸”时温度不能过高的原因为 。
(2)若往浸出液中直接加入, (填离子符号)应先沉淀。实际操作中先往浸出液中加入氨水再加入,难以沉淀的原因为 。
(3)“沉锰”过程发生反应的离子方程式为 。
【答案】(1) 受热易分解
(2) 比稳定性强,元素主要以的形式存在于溶液中,故不能被沉淀
(3)
【分析】由题给流程可知,废旧三元锂电池正极材料经预处理后,加入和稀的混合溶液酸浸,将金属氧化物转化为可溶的硫酸盐,根据金属元素的化合价变化可知被氧化产生,向酸浸液中加入氨水和,将溶液中转化为沉淀,过滤得到和滤液;向滤液中加入,将溶液中的转化为沉淀,过滤得和滤液;向滤液中加入和的混合溶液,将溶液中转化为沉淀,过滤;向滤液中加入溶液,将溶液中的转化为沉淀。
【小题1】“酸浸”时(M代表、、,化合价均为价)将氧化,、、元素被还原为+2价,化学方程式为;H2O2受热易分解,温度过高浸出率反而降低。
【小题2】25℃时,,。浸出液中,,则开始沉淀需要,开始沉淀需要,故先沉淀。但由于比稳定性强,元素主要以的形式存在于溶液中,故不能被沉淀。
【小题3】“沉锰”过程产生气体X为,故发生反应的离子方程式为;
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题型10 电解质溶液及图像分析
目录
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 弱电解质稀释图形【重】
考向02 酸碱中和滴定图形
考向03 K值相互关系及应用
考向04 分布系数图形【重】
考向05 对数图形
第三部分 综合巩固 整合应用,模拟实战
山东卷选择题中包含“弱电解质稀释图形”、“酸碱中和滴定图形”、“K值相互关系及应用”、“分布系数图形”、“对数图形”等题型。
无论哪种图像,对题目指定的 pH 或体积点,先在横坐标定位,作垂线,与各曲线相交,再纵向读取各微粒的浓度、分布系数等信息。图像信息再复杂,粒子浓度关系最终必须服从电荷守恒、物料守恒。这常是验证选项正误的“终极武器”。在特定点(如化学计量点),溶液中的优势离子非常明确,可以忽略次要离子,简化电荷守恒式,快速解题。
考向01 弱电解质稀释图形【重】
【例1-1】(2025·广东·高考真题)CuCl微溶于水,但在浓度较高的溶液中因形成和而溶解。将适量CuCl完全溶于盐酸,得到含和的溶液,下列叙述正确的是
A.加水稀释,浓度一定下降
B.向溶液中加入少量NaCl固体,浓度一定上升
C.的电离方程式为:
D.体系中,
【例1-2】(2024·浙江·高考真题)常温下、将等体积、浓度均为溶液与新制溶液混合,出现白色浑浊;再滴加过量的溶液,振荡,出现白色沉淀。
已知:
下列说法不正确的是
A.溶液中存在
B.将溶液稀释到,几乎不变
C.溶液与溶液混合后出现的白色浑浊不含有
D.存在反应是出现白色沉淀的主要原因
1. 一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较
①相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释的图像
加水稀释相同的倍数
加水稀释到相同的pH
醋酸的pH大
盐酸加入的水多
②相同体积、相同pH的盐酸、醋酸加水稀释的图像
加水稀释相同的倍数
加水稀释到相同的pH
盐酸的pH大
醋酸加入的水多
2. 一元强酸(碱)或弱酸(碱)稀释图像分析
图中,a、b为pH相等的NaOH溶液和氨水,c、d为pH相等的盐酸和醋酸。对于该图像,要深刻理解以下4点:
(1)对于pH=y的强酸溶液稀释时,体积每增大10n倍,pH就增大n个单位,即pH=y+n;
对于pH=y的弱酸溶液来说,体积每增大10n倍,pH增大不足n个单位,即pH<y+n;无论怎样稀释,酸溶液的pH不能等于或大于7,只能趋近于7。
对于pH=x的强碱溶液稀释时,体积每增大10n倍,pH就减小n个单位,即pH=x-n;
对于pH=x的弱碱溶液来说,体积每增大10n倍,pH减小不足n个单位,即pH>x-n,无论怎样稀释,碱溶液的pH不能等于或小于7,只能趋近于7。
(3)加水稀释相同倍数后的pH大小:氨水>NaOH溶液,盐酸>醋酸。
(4)稀释后的pH仍然相等,则加水量的多少:氨水>NaOH溶液,醋酸>盐酸。
【变式1-1】(24-25高三上·山东潍坊·期末)时,关于下列溶液的叙述正确的是
A.将相同物质的量浓度的氨水与盐酸等体积混合,所得溶液中的离子浓度关系:
B.浓度相同①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4,三种溶液中的:①>③>②
C.pH=a的氨水稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
D.将溶液与溶液等体积混合,测得溶液pH为7,则a与b的关系:a>b
【变式1-2】(24-25高三上·山东菏泽·期中)今有室温下四种溶液,下列有关叙述不正确的是
序号
①
②
③
④
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A.分别加水稀释10倍,四种溶液的:①>②>③>④
B.②和③两溶液等体积混合,所得溶液显酸性
C.③和④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的均增大
D.④与①溶液混合后,若混合后溶液,则
考向02 酸碱中和滴定图形
【例2-1】(2025·贵州·高考真题)25℃时,向溶液中滴入溶液,溶液的pH及(用pM表示)随NaOH溶液体积的变化关系如图。
下列说法错误的是
A.25℃时,
B.P点溶液的
C.当时,
D.当时,
【例2-2】(2025·广西·高考真题)常温下,用溶液以相同滴速分别滴定下列两种等体积溶液:
I.硫酸酸化的溶液
Ⅱ.盐酸酸化的溶液
随滴定时间变化的滴定曲线如图。已知:,;溶液中某离子的浓度时,可认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是
A.d点水电离的
B.Ⅱ中恰好完全沉淀的点为f点
C.I中出现沉淀时的低于理论值,说明被氧化
D.g点的大于i点的
抓“五点”破中和滴定曲线
室温下,向20 mL 0.1 mol·L-1HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH溶液,溶液pH的变化如图所示。
【变式2-1】(25-26高三上·山东·期中)常温下,0.1000mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00mL 0.1000 mol·L-1 H3PO4溶液时,V(NaOH)、各含磷元素微粒的lg[c/(mol·L-1)]和pH的关系如图。下列说法正确的是
A.①为的lg[c/(mol·L-1)]与pH的关系
B.0.1000 mol·L-1 H3PO4溶液中,离子浓度最大的是
C.b点时,溶液中:
D.c点时,溶液中存在
【变式2-2】(2025·云南·模拟预测)盐酸羟胺是一种分析试剂。用 NaOH溶液滴定20mL 和的混合溶液以测定的含量,待测液中溶质总质量为0.2460g,滴定曲线如图甲所示,四种含氮物质分布分数与pH关系如图乙所示[如:]。
下列说法正确的是
A.曲线②表示~pH的变化关系
B.a点有97.8%的参加了反应
C.溶质中的含量为56.5%
D.b点的电荷守恒关系:
考向03 K值相互关系及应用
【例3-1】(2025·江苏·高考真题)室温下,有色金属冶炼废渣(含等的氧化物)用过量的较浓溶液酸浸后,提取铜和镍的过程如下所示。
已知:。下列说法正确的是
A.较浓溶液中:
B.溶液中:的平衡常数
C.溶液中:
D.“提铜”和“沉镍”后的两份滤液中:
【例3-2】(2025·浙江·高考真题)时,的电离常数。下列描述不正确的是
A.
B.
C.
D.溶液中,,则
一、电离常数的应用(加水稀释粒子浓度比值变化分析)
(1)同一溶液、浓度比等于物质的量比。如HF溶液:=。(由浓度比较变成物质的量比较)
(2)将浓度比换算成含有某一常数的式子,然后分析。如HF溶液:==。(由两变量转变为一变量)
二、电离平衡常数的计算
1.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ a mol·L-1的CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
起始浓度/(mol·L-1) a 0 0
变化浓度/(mol·L-1) x x x
平衡浓度/(mol·L-1) a-x x x
则Ka==≈。
【特别提醒】由于弱电解质的电离程度比较小,平衡时弱电解质的浓度(a-x) mol·L-1一般近似为
a mol·L-1。
2.已知c(HX)和c(H+),求电离常数
则K==
由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理,即c(HX)-c(H+)≈c(HX),则Ka=,代入数值求解即可。
3.已知c(HX)和电离常数,求c(H+)
则:Ka==
由于c(H+)的数值很小,可做近似处理,即c(HX)-c(H+)≈c(HX)。则c(H+)=,代入数值求解即可。
三、电离平衡常数的应用
1.根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同条件下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。
2.根据电离常数可以判断盐与酸(或碱)反应是否发生,相同条件下相对强的酸(或碱)制相对弱的酸(或碱)。
3.根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向。
4.根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大。
【变式3-1】(2025·山东泰安·模拟预测)一定温度下,将CaC2O4固体溶于不同初始浓度 [c0 ( HCl )] 的盐酸中,平衡时部分组分的lg c~lg c0 ( HCl )关系如图。已知该温度下 Ka( H2C2O4) = 10-1.3, Ka () = 10-4.3。
下列说法错误的是
A.lgc0 ( HCl ) = -1.2时,溶液的pH = 1.3
B.任意c0 ( HCl )下均有:c(Ca2+) = c() + c(H2C2O4) + c()
C.CaC2O4 (s) + 2H+(aq) = Ca2+(aq) + H2C2O4 (aq)的平衡常数为10-3.0
D.lgc0 ( HCl ) = -4.1时,2c(Ca2+) + c(H+) = c( OH-) + 2c() + c( Cl-)
【变式3-2】(2024·河北石家庄·三模)常温下,向溶液中加入固体,、、、等粒子浓度变化情况如图所示(忽略溶液体积、温度的变化及和的分解):
已知:,;,下列说法错误的是
A.溶液中存在:
B.b、d曲线分别表示、浓度的变化情况
C.时,
D.时,
考向04 分布系数图形【重】
【例4-1】(2025·河北·高考真题)已知和结合形成两种配离子和常温下,的和的混合溶液中,和的浓度对数(实线)、含铜微粒的分布系数(虚线)[例如]与溶液pH的关系如图所示:
下列说法错误的是
A.
B.
C.图中a点对应的
D.当时,体系中
【例4-2】(2025·河南·高考真题)乙二胺(,简写为Y)可结合转化为(简写为)(简写为)。与Y可形成和两种配离子。室温下向溶液中加入Y,通过调节混合溶液的改变Y的浓度,从而调控不同配离子的浓度(忽略体积变化)。混合溶液中和Y的初始浓度分别为和。与的变化关系如图1所示(其中M代表、或),分布系数与的变化关系如图2所示(其中N代表Y、或)。比如。
下列说法错误的是
A.曲线I对应的离子是
B.最大时对应的
C.反应的平衡常数
D.时,
1.抓“4点”稳解分布系数曲线题
变化
通过曲线变化找关系
顶点
该粒子含量最大值
交点
交点分为两种:通过曲线交点找粒子等量关系,通常用来求平衡常数;利用横坐标垂线与曲线的交点,寻找同条件下溶液中粒子数量关系
零点
零点为该粒子完全反应
注意:若有两类曲线,纵坐标应为双坐标,着重分析每类曲线所对应的纵坐标
2.CH3COOH溶液、CH3COONa溶液的分布系数图像
δ0、δ1分别为CH3COOH、CH3COO-的分布系数:
已知:Ka=1.8×10-5。
交叉点:c(CH3COOH)=c(CH3COO-)―→c(H+)=Ka=1.8×10-5―→pH=pKa=4.76。
3.H2C2O4溶液的分布系数图像
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:
①根据A点,得Ka1=10-1.2,根据B点,得Ka2=10-4.2。
②在pH=2.7的溶液中,=1 000。
③0.1 mol·L-1的NaHC2O4溶液呈酸性,其离子浓度从大到小的顺序为:c(Na+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-)。
【变式4-1】(2025·山东聊城·三模)实验室模拟用溶液吸收脱除废气中的,探究对脱硫的影响。将一定比例和的混合气体恒温恒流速持续通入一定体积一定浓度的溶液中,测得随反应进行吸收液的和各组分的浓度变化如图1。
已知:① ②水溶液中各粒子的物质的量分数随变化如图2。
下列说法正确的是
A.吸收液的从13降至的过程中,未发生氧化还原反应
B.由图1知,从降至7的过程中增大
C.,S的来源只有氧化价硫元素
D.,可能的反应:
【变式4-2】(2025·山东烟台·三模)常温下向的溶液中滴入的NaOH溶液,溶液中和的分布系数δ、pH与加入NaOH溶液体积V的关系如图所示[如的分布系数:]。下列说法错误的是
A.①表示
B.c点溶液中
C.随着NaOH溶液的加入,水的电离程度:
D.反应恰好结束时,溶液中存在:
考向05 对数图形
【例5-1】(2023·辽宁·高考真题)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.
【例5-2】(2022·山东·高考真题)工业上以为原料生产,对其工艺条件进行研究。现有含的、溶液,含的、溶液。在一定pH范围内,四种溶液中随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.反应的平衡常数
B.
C.曲线④代表含的溶液的变化曲线
D.对含且和初始浓度均为的混合溶液,时才发生沉淀转化
对数曲线图及分析秒杀思想
模型:特征:将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值[如]取常用对数,即lg c(A)或lg,与溶液中的pH或溶液的体积等关系作出的图像称为对数图像
图像类型1:
lg翻译为生成物与反应物离子浓度比的常用对数
规律:lg越大,反应向正反应方向进行的程度越大
图像类型2:
AG=lg翻译为H+与OH-浓度比的常用对数
规律:AG越大,酸性越强,中性时,=1,AG=0
图像类型3:
pH=—lg c(H+)翻译为H+浓度的常用负对数
规律:pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
图像类型4:
pC=—lg c(C)翻译为C离子浓度的常用负对数
规律:pC越大,c(C)越小
图像类型5:
—lg翻译为生成物与反应物离子浓度比的常用负对数
规律:—lg越大,反应向正反应方向进行的程度越小
图像中数据的数学含义
①若c(A)=1,则lg c(A)=0;若c(A)=c(B),则lg =0
②若c(A)>1,则lg c(A)取正值;且c(A)越大lg c(A)越大
若c(A)>c(B),则lg 取正值,且越大lg 越大
③若c(A)<1,则lg c(A)取负值,且c(A)越大lg c(A)越小
若c(A)<c(B),则lg 取负值,且越大lg 越小
解题步骤如下:
①先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像
②再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义,是浓度对数还是比值对数
③抓住图像中特殊点:如pH=7,lg x=0,交叉点
④理清图像中曲线的变化趋势及含义,根据含义判断线上、线下的点所表示的意义
⑤将图像中数据或曲线的变化与所学知识对接,作出选项的正误判断
【变式5-1】(25-26高三上·山东青岛·月考)常温下,往足量草酸钙固体与水的混合体系中加盐酸或调节时,、、与变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线③表示的变化情况
B.的
C.时,
D.后,曲线①呈上升趋势的原因是部分转化为
【变式5-2】(2025·山东·三模)已知亚硫基二乙酸[S(),用代替]是一种二元弱酸,常用作抗氧剂,并应用于工业上生产硫代酯类抗氧剂。室温下,改变亚硫基二乙酸溶液的pH,测得溶液中的[或]随变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线表示的变化情况
B.亚硫基二乙酸的第一步电离平衡常数的数量级为
C.用固体调,点溶液中:
D.室温下,点对应溶液的为3.02
1.常温下,向20mL0.1mol·L-1乳酸溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液pH与含碳粒子分布系数、NaOH溶液体积(V)的关系如图所示。已知:。
下列叙述正确的是
A.在滴加NaOH溶液过程中,水的电离程度一直增大
B.a点对应的NaOH溶液体积
C.CH3CHOHCOOH的电离常数,
D.b点:
2.常温时,Ka1(H2C2O4)=10−1.2,Ka2(H2C2O4)=10−3.8,Ksp(BaC2O4)=10−7.6。下列说法正确的是
A.0.1 mol·L−1 H2C2O4溶液,有c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)
B.向H2C2O4溶液中加KOH溶液至中性时:c(C2O)>c(HC2O)>c(H2C2O4)
C.向0.1 mol·L−1 KHC2O4溶液中滴加酚酞,溶液呈浅红色
D.向0.2 mol·L−1 H2C2O4溶液中加等体积、等浓度的BaCl2溶液,无沉淀生成
3.常温下向二元酸的溶液中滴加烧碱溶液,各种含R微粒的分布系数(某含R微粒的浓度占所有含R微粒总浓度的百分数)随的变化如图。下列说法错误的是
A.为弱酸 B.的一级电离常数为
C.的水溶液呈酸性 D.时:
4.下列有关反应热的叙述错误的是
A.装置a中的反应进行时,温度计示数上升速率先慢后快
B.装置b和装置c中的反应均大于0
C.装置d用于进行中和反应的反应热测定,将溶液与盐酸混合时应迅速操作,否则所得偏大
D.测定中和反应反应热时,用溶液分别与的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,则测得的反应热数值相同
5.已知常温下、、HClO的电离平衡常数如下表所示:
弱酸
HClO
电离平衡常数
常温下,三种等物质的量浓度的弱酸钠盐的碱性由强到弱的顺序为
A. B.
C. D.
6.室温下,向25 mL 0.1 mol/L NH4HSO4溶液中滴加0.2 mol/L的NaOH溶液,所得溶液pH与滴加NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。下列说法错误的是
A.水的电离程度:a<b
B.室温下,
C.c点的溶液中存在:
D.a到d的过程中:始终成立
7.室温下,0.1mol/L (二元弱酸)溶液中含A微粒的物质的量分数随pH变化关系如下图[例如]。已知:的、。
下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ对应的微粒是
B.a点处
C.b点处
D.0.1mol/L 溶液与0.1mol/L NaOH溶液等体积混合,溶液呈碱性
8.苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数随溶液pH变化如图。
例如:A2-的分布系数
该温度下,下列说法错误的是
A.曲线①是H2A的分布系数曲线
B.H2A的
C.反应的平衡常数
D.pH=6时,溶液中粒子浓度的大小关系为
9.常温下,向某浓度溶液中逐滴加入已知浓度的NaOH溶液,溶液中[,为]与溶液pH的变化关系如图所示。则下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ代表随着pH的变化曲线
B.pH由3增大到5.3的过程中,水的电离程度逐渐减小
C.c点溶液中
D.常温下随着pH增大,的值不变
10.难溶于水,但在浓度较高的溶液中因形成、、而溶解,如下图所示。将适量完全溶于盐酸,得到pH=3的溶液,下列叙述正确的是
A.加水稀释时,浓度不断升高
B.向溶液中加入NaOH固体,浓度一定保持不变
C.由图可知,可发生电离:
D.体系中,
11.25℃的丙氨酸溶液中,、的电离常数分别为Ka1、Ka2,其四种存在形式中,除了的分布分数()极小而被忽略外,余下三种的与pH的关系如图所示。Ka1、Ka2的负对数分别表示为pKa1、pKa2,下列说法正确的是
A.经过a点曲线的代表物种是
B.
C.最大时的
D.的
12.向溶液中滴加溶液,测得溶液电导率的变化如图。下列说法不正确的是
A.溶液中的CO浓度可能增大
B.反应过程中涉及的非水物质都是强电解质
C.、、三点水的电离程度:
D.电导率下降的主要原因是发生反应:
13.常温下,用0.1000mol/L的盐酸分别滴定25.00mL浓度均为0.1000mol/L的两种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是
A.NaX溶液呈碱性的原因:
B.两种一元弱酸的电离常数:
C.当两种溶液均呈中性时:
D.分别滴加25.00mL盐酸后,则两溶液中:
14.难溶于水,但能与氨水形成和而溶解。将适量完全溶于氨水,得到含和的溶液。下列叙述正确的是
A.加水稀释,的浓度一定下降
B.向溶液中通入少量氨气,的浓度一定上升
C.的电离方程式为:
D.体系中,
15.常温下,向溶液中逐滴加入,生成沉淀的种类、与的关系如图所示,下列说法正确的是
A.的数量级为
B.点溶液中存在
C.点既有又有沉淀生成
D.时,溶液中存在反应:
16.工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下:
已知:①富集液中两种金属离子浓度相当;②常温下,金属化合物的如下表,下列说法错误的是
金属化合物
CdS
MnS
A.粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B.试剂X可以是溶液
C.“沉镉”和“沉锰”的顺序可以对换
D.“沉锰”时,发生反应的离子方程式为
17.已知:反应Ⅰ: ,向AgCl悬浊液(液体1)中加入NaBr溶液,发生反应Ⅱ:,得到悬浊液(液体2)。下列说法不正确的是
A.反应Ⅱ的平衡常数
B.加入NaBr后,溶液中增大
C.液体2中存在:
D.向液体2中加入NaCl固体,增大,反应Ⅱ平衡逆向移动
18.已知常温下,。二者的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法错误的是
A.m点的ZnX分散系中:(溶解)>(沉淀)
B.向n点分散系中加入适量Na2X后可得到与p点对应的新分散系
C.常温下,CuX饱和溶液中
D.的热力学趋势很大
19.在下,将硝酸银滴入到KCl与KCN的混合溶液,产生()和()沉淀,该过程中沉淀的质量(m)与滴入的物质的量(n)如图所示。下列说法不正确的是
已知:;。
A.A点之前发生,B点之前发生
B.在用标准溶液滴定法测定NaCN浓度时可选用作为指示剂
C.若混合溶液中的浓度为0.2 mol/L,则的浓度为0.2 mol/L
D.C点时的溶液中
20.室温下进行下列实验,操作、现象、结论均正确的是
实验操作和现象
结论
A
对石蜡油加强热,将产生的气体通入的溶液,溶液红棕色变无色
产生的气体为乙烯
B
向的溶液中滴加银氨溶液,无沉淀生成;向的溶液中滴加银氨溶液,有黄色沉淀
C
向溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加淀粉溶液,溶液显蓝色
的氧化性比的强
D
用pH试纸测得:CH3COONa溶液的pH约为9,溶液的pH约为8
电离出的能力比的强
21.室温下,有色金属冶炼所得水相中含有浓度近似相等的Mn2+、Fe2+及Mg2+。经三道工序可分离三种金属。已知:Ksp(MgF2)=7.5×10-11,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,下列说法正确的是
A.0.1 mol·L-1NaF溶液中:c(F-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
B.沉铁时,调节溶液的pH大于3,则溶液中c(Fe3+)小于2.8×10-6mol·L-1
C.“沉铁”后的滤液中:c(H+)+2c(Mn2+)=2c()+c(OH-)
D.由以上工序可判断Ksp(MgF2)>Ksp(MnF2)
22.常温下,用溶液滴定某弱酸溶液至过量,溶液中含R微粒有、、,混合溶液与离子浓度的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线I表示变化曲线
B.为二元弱酸,的数量级为
C.溶液中存在:
D.当与物质的量之比为时,溶液存在:
23.常温条件下,向的溶液中滴加的NaOH溶液,测得溶液中的关系如图所示。
已知:①a、d两点的pH分别为1.9、6.3.
②,。
下列说法错误的是
A.曲线3代表,e点水的电离程度最大
B.的数量级为
C.b点时,
D.c点表示滴加了10 mL NaOH溶液,
24.酸性废水中三价砷As(III)主要以弱酸形式存在,处理达标后才能排放。
(1)电解除砷
电解含的酸性废水,将砷转化为气体去除。原理如图1所示。
①写出转化为的电极反应式: 。
②离子交换膜应选择 交换膜(填“阴离子”或“阳离子”)。
(2)硫化沉砷
向含的酸性废水中加入适量硫化钠,将转化为沉淀去除。
已知:i.;ii.。
①“硫化沉砷”的离子方程式为 。
②硫化钠不能过量,主要的原因是 。
③除砷率随pH变化的曲线如图2所示。pH>7.0时,除砷率下降的原因是 。
(3)氧化吸附除砷
新生态悬浊液具有较强的氧化性和吸附性,能将酸性废水中(III)氧化为后吸附去除。已知:常温下,,,,。
①写出将废水中转化为的离子方程式: 。
②结合分析,时吸附的As(V)的主要微粒为 。
③砷去除率随变化的曲线如图3所示。加入溶液的体系中,当时,砷去除率提高到接近100%。可能的原因是 。
25.废旧三元锂电池正极材料()富含Li、Ni、Co、Mn等有价金属,将其回收的工艺流程如图所示:
已知:①浸出液中,,,。
②25℃时,,。
③少量的和与氨水反应生成的比更稳定。
回答下列问题:
(1)正极材料表示为(M代表Co、Ni、Mn,化合价均为价),“酸浸”时反应的化学方程式为 。“酸浸”时温度不能过高的原因为 。
(2)若往浸出液中直接加入, (填离子符号)应先沉淀。实际操作中先往浸出液中加入氨水再加入,难以沉淀的原因为 。
(3)“沉锰”过程发生反应的离子方程式为 。
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