重难09 水溶液中的多种类型曲线分析(重难专练)(山东专用)2026年高考化学二轮复习讲练测
2026-02-09
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2份
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53页
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1012人阅读
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 水的电离及溶液的酸碱性,弱电解质的电离,盐类的水解,沉淀溶解平衡 |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.64 MB |
| 发布时间 | 2026-02-09 |
| 更新时间 | 2026-02-09 |
| 作者 | 寂寞如雪 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-02-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56411889.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
重难09 水溶液中的多种类型曲线分析
内容导航
速度提升 技巧掌握 手感养成
重难考向聚焦
锁定目标 精准打击:快速指明将要攻克的核心靶点,明确主攻方向
重难技巧突破
授予利器 瓦解难点:总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧
重难保分练
稳扎稳打 必拿分数:聚焦可稳拿分数题目,确保重难点基础分值
重难抢分练
突破瓶颈 争夺高分: 聚焦于中高难度题目,争夺关键分数
重难冲刺练
模拟实战 挑战顶尖:挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
一、中和滴定曲线分析
1.强酸与强碱滴定过程中pH曲线(以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例)
2.滴定曲线特点
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、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(强酸与强碱反应)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(强酸与弱碱)反应时,终点不是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)
3.中和滴定曲线图像解题步骤
第一步:分析滴定曲线关键“点”的成分
抓反应的“起始”点
判断酸、碱的相对强弱
抓反应的“一半”点
判断是哪种溶质的等量混合
抓溶液的“中性”点
判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足
抓“恰好”反应点
判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性
抓反应的“过量”点
判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量
如: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:
第二步:确定粒子浓度关系
常温下,用0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L-1CH3COOH溶液
不同时刻
溶液中溶质成分及粒子浓度关系
①V(NaOH)=0 mL
溶质是CH3COOH:
c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
②V(NaOH)=10 mL
溶质是等物质的量浓度的CH3COOH和CH3COONa:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
③pH=7
溶质是CH3COONa和少量的CH3COOH:
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
④V(NaOH)=20 mL
溶质是CH3COONa:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
二、分布系数曲线分析
简称分布曲线,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,分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸为例)
三元酸(以H3PO4为例)
δ0为CH3COOH,δ1为CH3COO-
δ0为H2C2O4、δ1为HC2O4-、δ2为C2O42-
δ0为H3PO4、δ1为H2PO4-、δ2为HPO42-、δ3为PO43-
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。根据分布系数可以书写一定pH时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时的分布系数和酸的浓度,就可以计算出各成分在该pH时的平衡浓度
三、对数曲线分析
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c(A)/c(B)]取常用对数,即lg c(A)或lg[c(A)/c(B)],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。常考对数图像的类型如下:
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=-lg c(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
四、沉淀溶解平衡曲线分析
1.双曲线型
(1)阳离子~阴离子单曲线图:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子
以“BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq)”为例
图像展示
曲线可知
信息
①曲线上任意一点(a点、c点)都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外
②曲线上方区域的点(b点)均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp,表示有沉淀生成
③曲线下方区域的点(d点)均为不饱和溶液,此时Qc<Ksp,表示无沉淀生成
④计算Ksp:由c点可以计算出Ksp
点的变化
a→c
曲线上变化,增大c(SO)
b→c
加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不可以)
d→c
加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
c→a
曲线上变化,增大c(Ba2+)
溶液蒸发时,离子浓度的变化
原溶液不饱和时,离子浓度都增大;原溶液饱和时,离子浓度都不变
溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同
(2)阴阳离子浓度~温度双曲线图:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子,两条曲线为不同温度
BaSO4
曲线可知信息
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液
T1曲线:a、b点都表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液
T2曲线:a、b点都表示不饱和溶液,c点表示不饱和溶液
②计算Ksp:由a或b点可以计算出T1温度下的Ksp
③比较T1和T2大小:因沉淀溶解平衡大部分为吸热,可知:T1<T2
2.对数曲线
(1)正对数[lgc(M+)~lg c(R-)]曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的正对数
CuS、ZnS
曲线可知信息
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液
ZnS曲线:a点表示饱和溶液,c点表示不饱和溶液
CuS曲线:b点表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液
②计算Ksp:由曲线上面给定数据可以计算CuS、ZnS的Ksp
③比较Ksp大小:Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
(2)负对数[-lgc(M+)~-lg c(R-)]曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的负对数
图像展示
函数关系
函数关系:随着CO浓度增大,Ca2+浓度减小
曲线可知信息
①横坐标数值越大,CO)越小;纵坐标数值越小,c(M)越大
②直线上各点的意义:直线上的任何一点为饱和溶液;直线上方的点为不饱和溶液;直线下方的点为过饱和溶液,有沉淀生成
如:c点,相对于MgCO3来说,处于直线上方,为不饱和溶液;相对于CaCO3来说,处于直线下方,为过饱和溶液,此时有CaCO3沉淀生成
③计算Ksp:由曲线上面给定数据可以计算出相应的Ksp
④比较Ksp大小:Ksp(MgCO3)>Ksp(CaCO3)>Ksp(MnCO3)
3.pM——浓度图:纵坐标为阳离子的负对数,横坐标为滴加阴离子的溶液的体积
向 10mL 0.2 mol/L CuCl2 溶液中滴加 0.2 mol/L 的 Na2S 溶液
曲线可知信息
①曲线上各点的意义:曲线上任一点(a、b、c点)都表示饱和溶液
②计算Ksp:由b点恰好完全反应可知的c(Cu2+)=10-17.7,进而求出Ksp=10-17.7×10-17.7=10-35.4
③比较a、b、c三点水的电离程度大小
4.解沉淀溶解平衡图像题三步骤
第一步:明确图像中纵、横坐标的含义。
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义。
(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外。
(2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Qc<Ksp。
第三步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断。
(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:
①原溶液不饱和时,离子浓度都增大;
②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
(建议用时:15分钟)
1.(2026·山东省九五高中协作体·12月质检)某温度下,重铬酸钾()溶液中,部分微粒(、)在不同pH条件下的浓度分布如下图所示,已知溶液中除和外,不含其他阳离子。
下列说法中错误的是
A.该温度下的
B.E点所示溶液中
C.该温度下反应的平衡常数为
D.该温度下,的电离程度小于水解程度
2.(2025·山东临沂·三模)常温下,二元羧酸与在水溶液体系中存在以下平衡:;;,平衡常数依次为、、且。体系内含汞粒子的分布系数随pH变化如图所示。
下列说法错误的是
A.曲线Ⅱ表示HgL的变化情况
B.
C.时,
D.pH过大或过小,均不利于与的配位
3.(2024·山东卷)常温下水溶液体系中存在反应:,平衡常数为K。已初始浓度,所有含碳物种的摩尔分数与变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是
A.线Ⅱ表示的变化情况
B.的电离平衡常数
C.时,
D.时,
(建议用时:20分钟)
4.(2026·山东省实验中学·三诊)室温下,向含有足量固体的悬浊液中通入气体调节体系。平衡时,体系中随的变化如图所示(表示、、、)。
已知:。下列说法错误的是
A.表示随变化的曲线是Ⅲ
B.常温下,的
C.X点时,溶液中
D.Y点时,溶解度(以计)的数量级为
5.(2026·四川省泸州市高三上学期一诊)常温时,二元弱酸与均为的混合溶液中,(X代表或)随的变化关系如下图。为难溶物,不考虑的水解。下列分析正确的是
A.常温时,溶液的约为3.24
B.时,溶液中
C.的平衡常数约为
D.溶度积常数的数量级为
6.已知时,饱和溶液浓度约为水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随变化关系如下图[例如]。已知:。
下列说法正确的是
A.溶液中,水的电离受到抑制
B.以酚酞为指示剂(变色的范围),用标准溶液可滴定水溶液的浓度
C.的溶液中:
D.向的溶液中通入气体至饱和,所得溶液中:
7.(2025·山东卷)常温下,假设水溶液中和初始物质的量浓度均为。平衡条件下,体系中全部四种含碳物种的摩尔分数随的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。已知:体系中含钴物种的存在形式为和;,。下列说法正确的是
A.甲线所示物种为
B.的电离平衡常数
C.时,物质的量浓度为
D.时,物质的量浓度:
8.(2026·湖北襄阳·一模)某二元酸(用H2X表示)在水中的电离方程式是:H2X=H++HX-,HX-H++X-。25℃时,向20.00mL 0.1mol/L H2X溶液中滴入0.1 mol/L NaOH溶液,pOH水表示溶液中由水电离出的c(OH-)水的负对数[-lgc(OH-)水],pOH水与所加NaOH溶液体积的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是
A.C、E两点溶液:C点显中性,E点显碱性
B.B点溶液中:c(X2-)=c(H+)-c(OH-)
C.D点溶液中:c(Na+)+c(HX-)+c(X2-)=0.10mol/L
D.HX-的电离常数Ka约为1×10-4.6
9.(2022·山东卷)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
10.25℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
已知:,,,下列说法正确的是( )
A.曲线②为AgBr沉淀溶解平衡曲线
B.a点条件下上述三种沉淀均不会生成
C.反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCrO4-的平衡常数K=10-11
D.向浓度均为0.01mol/L的KCl和K2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液,此时先沉淀的固体为Ag2CrO4
11.(2025·山东日照·二模)常温下,M(OH)2和 H2A 的水溶液中相关离子浓度比值的负对数值pX与pH的关系如图(其中pX= -lgX,X 表示 、 、 或 )。下列说法错误的是
A.曲线③表示 的负对数值随 pH 的变化情况
B.H2A 电离常数
C.pH=8时,溶液中微粒浓度大小关系为 <
D.常温下, 的 的水溶液中
12.(2026·山东名校联盟·11月期中)稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛。一种利用钒钛磁铁矿精矿(主要成分为Fe3O4、FeV2O4、TiO2和 SiO2)综合提取钒、钛,并同步制备黄铵铁矾的工艺流程如下图所示:
已知:①“加压焙烧”过程中存在反应,生成的Cl2会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”;
②“酸浸”所得溶液中钒、钛以形式存在。
回答下列问题:
(1)已知FeV2O4中 Fe为+2价,则V 的化合价为 。
(2)“酸浸”时,产生的“浸出渣”的主要成分为 (填化学式)。“酸浸”时,若用硝酸代替盐酸,弊端为 。
(3)“氧化”时,H2O2的使用量远大于理论计算量,可能的原因为 。
(4)“萃取”时,先转化为再与萃取剂R3N结合,其过程可表示为:。据此分析“反萃取”过程中加入 Na2CO3溶液的作用为 。
(5)“沉铁”时,生成黄铵铁矾的离子方程式为 。
(6)V2O5可溶于强酸强碱,常温时不同pH、不同钒元素浓度时,+5价V存在形态如图所示(忽略溶液前后体积变化):
将0.01 molV2O5溶解在200 mL烧碱溶液中,剩余溶液的,反应的离子方程式为 。
(建议用时:15分钟)
13.(2026·山东师范大学附属中学·一模)弱酸H2A在有机相和水相中存在平衡:H2A(环己烷)H2A(aq),平衡常数为Kd。25℃时,向V mL 0.1 mol/L H2A环己烷溶液中加入V mL水进行萃取,用NaOH(s)或HCl(g)调节水溶液pH。测得水溶液中c(H2A)、c(HA-)、c(A2-)、环己烷中H2A的浓度c环己烷(H2A)与水相萃取率α随pH的变化关系如图。
已知:①H2A在环己烷中不电离:②忽略体积变化
下列说法错误的是
A.②代表水中萃取率的变化关系
B.Kd=0.25
C.当pH=5.6时,体系中c环己烷(H2A)>c(H2A)>c(A2-)
D.若加水体积为2V mL,则交点N的pH保持不变
14.(2026·浙江省台州市高三上学期一模)已知25℃下,将足量的粉末投入水中达到溶解平衡,上层清液中各含铅微粒物质的量分数随pH变化关系如下图。
已知:,;的电离常数分别为、。下列说法不正确的是
A.图中c表示
B.上层清液中浓度为mol/L
C.上层清液中滴入1滴稀盐酸且维持温度不变,浓度减小
D.
15.(2026·湖南省湘东教学联盟高三上学期一模联考)通过理论计算,常温下,溶液中各粒子分布系数与溶液pH的关系如图1所示。向溶液(溶液)中逐滴滴入等体积溶液,充分反应,测得溶液中各粒子分布系数与混合液的关系如图2所示。下列说法错误的是
A.溶液中粒子浓度关系为
B.图1中,表示
C.根据图2,时,仅发生反应:
D.由图可知,常温下,
16.用溶液滴定未知浓度的溶液,做指示剂,、随滴定分数的变化如图所示。点时,消耗溶液的体积为。[滴定分数,,为溶液体积变化,,]
下列说法正确的是
A.若加水稀释原溶液,则滴定终点向点方向移动
B.若滴定的溶液,点向点方向移动
C.过程中,保持不变
D.为保证滴定准确,理论上混合液中指示剂浓度可为
17.(2023·山东卷)在含HgI2(g)的溶液中,一定c(I-)范围内,存在平衡关系:;;;;,平衡常数依次为。已知、,、随的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A.线表示的变化情况
B.随增大,先增大后减小
C.
D.溶液中I元素与元素的物质的量之比始终为
18.(2025·山东淄博·三模)常温下,向分别含和的溶液中加入含Cl-的溶液,平衡时pM随pCl的关系如图所示。已知:,;;,M表示。
下列说法正确的是
A.线b表示pc{[AgCl2]-} ~ pCl的关系
B.常温下,PbCl2的数量级为10-10
C.常温下,
D.常温下,向浓度均为的Pb(NO3)2、AgNO3混合溶液中加入NaCl,
19.(2021·山东卷)赖氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR表示]是人体必需氨基酸,其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:H3R2+H2R+HRR-。向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系数δ(x)随pH变化如图所示。已知δ(x)=,下列表述正确的是
A.>
B.M点,c(Cl-) +c(OH-)+c(R-)=2c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)
C.O点,pH=
D.P点,c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
20.(2025·山东青岛·二模)常温下,向饱和溶液[有足量固体]中滴加氨水,发生反应:,溶液中与的关系如图所示,其中表示、、、的浓度。下列说法错误的是
A.表示与的关系
B.的
C.时,
D.的
21.(2026·山东师范大学附属中学·一模)工业上常用作沉淀剂除去废水中的和。通过调节溶液的可使和逐一沉降,处理过程中始终保持溶液为饱和状态即,体系中、、、浓度(mol/L)的负对数与的关系如图所示。已知:。下列说法错误的是
A.Ⅱ表示与的关系曲线
B.点对应的数量级为
C.
D.溶液中和均为,完全沉淀时溶液的最小为2(金属离子的浓度≤10-5mol/L可认为沉淀完全)
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一、中和滴定曲线分析
1.强酸与强碱滴定过程中pH曲线(以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例)
2.滴定曲线特点
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、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(强酸与强碱反应)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(强酸与弱碱)反应时,终点不是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)
3.中和滴定曲线图像解题步骤
第一步:分析滴定曲线关键“点”的成分
抓反应的“起始”点
判断酸、碱的相对强弱
抓反应的“一半”点
判断是哪种溶质的等量混合
抓溶液的“中性”点
判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足
抓“恰好”反应点
判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性
抓反应的“过量”点
判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量
如: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:
第二步:确定粒子浓度关系
常温下,用0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L-1CH3COOH溶液
不同时刻
溶液中溶质成分及粒子浓度关系
①V(NaOH)=0 mL
溶质是CH3COOH:
c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
②V(NaOH)=10 mL
溶质是等物质的量浓度的CH3COOH和CH3COONa:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
③pH=7
溶质是CH3COONa和少量的CH3COOH:
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
④V(NaOH)=20 mL
溶质是CH3COONa:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
二、分布系数曲线分析
简称分布曲线,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,分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸为例)
三元酸(以H3PO4为例)
δ0为CH3COOH,δ1为CH3COO-
δ0为H2C2O4、δ1为HC2O4-、δ2为C2O42-
δ0为H3PO4、δ1为H2PO4-、δ2为HPO42-、δ3为PO43-
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。根据分布系数可以书写一定pH时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时的分布系数和酸的浓度,就可以计算出各成分在该pH时的平衡浓度
三、对数曲线分析
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c(A)/c(B)]取常用对数,即lg c(A)或lg[c(A)/c(B)],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。常考对数图像的类型如下:
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=-lg c(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
四、沉淀溶解平衡曲线分析
1.双曲线型
(1)阳离子~阴离子单曲线图:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子
以“BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq)”为例
图像展示
曲线可知
信息
①曲线上任意一点(a点、c点)都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外
②曲线上方区域的点(b点)均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp,表示有沉淀生成
③曲线下方区域的点(d点)均为不饱和溶液,此时Qc<Ksp,表示无沉淀生成
④计算Ksp:由c点可以计算出Ksp
点的变化
a→c
曲线上变化,增大c(SO)
b→c
加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不可以)
d→c
加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
c→a
曲线上变化,增大c(Ba2+)
溶液蒸发时,离子浓度的变化
原溶液不饱和时,离子浓度都增大;原溶液饱和时,离子浓度都不变
溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同
(2)阴阳离子浓度~温度双曲线图:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子,两条曲线为不同温度
BaSO4
曲线可知信息
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液
T1曲线:a、b点都表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液
T2曲线:a、b点都表示不饱和溶液,c点表示不饱和溶液
②计算Ksp:由a或b点可以计算出T1温度下的Ksp
③比较T1和T2大小:因沉淀溶解平衡大部分为吸热,可知:T1<T2
2.对数曲线
(1)正对数[lgc(M+)~lg c(R-)]曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的正对数
CuS、ZnS
曲线可知信息
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液
ZnS曲线:a点表示饱和溶液,c点表示不饱和溶液
CuS曲线:b点表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液
②计算Ksp:由曲线上面给定数据可以计算CuS、ZnS的Ksp
③比较Ksp大小:Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
(2)负对数[-lgc(M+)~-lg c(R-)]曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的负对数
图像展示
函数关系
函数关系:随着CO浓度增大,Ca2+浓度减小
曲线可知信息
①横坐标数值越大,CO)越小;纵坐标数值越小,c(M)越大
②直线上各点的意义:直线上的任何一点为饱和溶液;直线上方的点为不饱和溶液;直线下方的点为过饱和溶液,有沉淀生成
如:c点,相对于MgCO3来说,处于直线上方,为不饱和溶液;相对于CaCO3来说,处于直线下方,为过饱和溶液,此时有CaCO3沉淀生成
③计算Ksp:由曲线上面给定数据可以计算出相应的Ksp
④比较Ksp大小:Ksp(MgCO3)>Ksp(CaCO3)>Ksp(MnCO3)
3.pM——浓度图:纵坐标为阳离子的负对数,横坐标为滴加阴离子的溶液的体积
向 10mL 0.2 mol/L CuCl2 溶液中滴加 0.2 mol/L 的 Na2S 溶液
曲线可知信息
①曲线上各点的意义:曲线上任一点(a、b、c点)都表示饱和溶液
②计算Ksp:由b点恰好完全反应可知的c(Cu2+)=10-17.7,进而求出Ksp=10-17.7×10-17.7=10-35.4
③比较a、b、c三点水的电离程度大小
4.解沉淀溶解平衡图像题三步骤
第一步:明确图像中纵、横坐标的含义。
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义。
(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外。
(2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Qc<Ksp。
第三步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断。
(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:
①原溶液不饱和时,离子浓度都增大;
②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
(建议用时:15分钟)
1.(2026·山东省九五高中协作体·12月质检)某温度下,重铬酸钾()溶液中,部分微粒(、)在不同pH条件下的浓度分布如下图所示,已知溶液中除和外,不含其他阳离子。
下列说法中错误的是
A.该温度下的
B.E点所示溶液中
C.该温度下反应的平衡常数为
D.该温度下,的电离程度小于水解程度
【答案】BD
【分析】由题意可知,重铬酸钾溶液中存在如下平衡:,则增大重铬酸钾溶液的pH时,溶液中H2CrO4的浓度减小,HCrO、Cr2O的浓度先增大后减小,CrO的浓度先不变后增大,所以微粒在不同pH条件下的浓度分布的示意图如下:
【解析】A.由图可知,G点溶液的pH为13,溶液中氢氧根离子浓度为0.10 mol/L,则水的离子积常数为:Kw= c(H+)c(OH-)=10-13×10-1=10-14,A正确;
B.由化学式可知,重铬酸钾溶液中存在如下物料守恒关系:c(K+)=c(H2CrO4)+c(HCrO)+ c(CrO)+2c(Cr2O),则E点所示溶液中微粒的关系为:c(K+)>c(H2CrO4)+c(HCrO)+ c(CrO),B错误;
C.由图可知,F点溶液的pH为6.6,溶液中CrO离子和Cr2O离子的浓度相等,都为0.051 mol/L,则由方程式可知,反应的平衡常数为:K===5.1×10-15.2,C正确;
D.由图可知,B点溶液的pH为0.74,溶液中H2CrO4和HCrO的浓度相等,都为0.038 mol/L,则H2CrO4的一级电离常数为:Ka1== c(H+)=10-0.74,同理可知,H2CrO4的二级电离常数为:Ka2== c(H+)=10-6.5;由电离常数可知,HCrO的水解常数为:Kh===10-13.26<Ka2=10-6.5,则HCrO的电离程度大于水解程度, D错误;
故选BD。
2.(2025·山东临沂·三模)常温下,二元羧酸与在水溶液体系中存在以下平衡:;;,平衡常数依次为、、且。体系内含汞粒子的分布系数随pH变化如图所示。
下列说法错误的是
A.曲线Ⅱ表示HgL的变化情况
B.
C.时,
D.pH过大或过小,均不利于与的配位
【答案】BC
【分析】由方程式可知,,。从图中四条分布曲线的典型走向可判定:低 pH 时以游离的 为主(曲线Ⅰ),高 pH 时以中性羟基配合物 为主(曲线Ⅲ),在中等 pH 范围出现明显峰值的物种即所给的配合物 HgL(曲线Ⅱ),而含有一个羟基的 分布系数始终较小(曲线Ⅳ)。
【解析】A.根据分析可知曲线Ⅱ表示HgL的变化情况,A正确;
B.根据图像可知b点时,,,B错误;
C.时,,根据,则。根据,则,,C错误;
D.pH 过低时,配体易被质子化,浓度偏低;pH 过高时,金属离子更易生成氢氧化物,pH过大或过小,均不利于与的配位,D正确;
故选BC。
3.(2024·山东卷)常温下水溶液体系中存在反应:,平衡常数为K。已初始浓度,所有含碳物种的摩尔分数与变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是
A.线Ⅱ表示的变化情况
B.的电离平衡常数
C.时,
D.时,
【答案】C
【分析】在溶液中存在平衡:CH3COOHCH3COO-+H+(①)、Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq)(②),Ag+的水解平衡Ag++H2OAgOH+H+(③),随着pH的增大,c(H+)减小,平衡①③正向移动,c(CH3COOH)、c(Ag+)减小,pH较小时(约小于7.8)CH3COO-浓度增大的影响大于Ag+浓度减小的影响,CH3COOAg浓度增大,pH较大时(约大于7.8)CH3COO-浓度增大的影响小于Ag+浓度减小的影响,CH3COOAg浓度减小,故线Ⅰ表示CH3COOH的摩尔分数随pH变化的关系,线Ⅱ表示CH3COO-的摩尔分数随pH变化的关系,线Ⅲ表示CH3COOAg随pH变化的关系。
【解析】A.根据分析,线Ⅱ表示CH3COO-的变化情况,A项错误;
B.由图可知,当c(CH3COOH)=c(CH3COO-)相等时(即线Ⅰ和线Ⅱ的交点),溶液的pH=m,则CH3COOH的电离平衡常数Ka==10-m,B项错误;
C.pH=n时=10-m,c(CH3COO-)==10n-mc(CH3COOH),Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq)的K=,c(Ag+)=,由图可知pH=n时,c(CH3COOH)=c(CH3COOAg),代入整理得c(Ag+)=mol/L,C项正确;
D.根据物料守恒,pH=10时溶液中c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.08mol/L,D项错误;
答案选C。
(建议用时:20分钟)
4.(2026·山东省实验中学·三诊)室温下,向含有足量固体的悬浊液中通入气体调节体系。平衡时,体系中随的变化如图所示(表示、、、)。
已知:。下列说法错误的是
A.表示随变化的曲线是Ⅲ
B.常温下,的
C.X点时,溶液中
D.Y点时,溶解度(以计)的数量级为
【答案】AD
【分析】含有足量的悬浊液中,体系中存在一系列平衡,、、,所以在溶液中,不断通入HCl气体调节体系pH时,随着pH减小,CaC2O4逐渐溶解,草酸根离子浓度逐渐降低,c(Ca2+)逐渐增大,减小pH,后两个平衡正向移动,草酸根浓度减小,草酸氢根和草酸分子浓度增大,但草酸氢根增大程度缓于草酸分子,则Ⅱ表示,则Ⅰ表示,Ⅲ表示、Ⅳ表示,由图可知,时(Ⅲ、Ⅳ交点)pH=1.27,此时,同理,时(Ⅱ、Ⅳ交点)pH=4.27,此时;
【解析】A.由分析,表示随变化的曲线是Ⅲ,A错误;
B.由分析,常温下,的,B正确;
C.X点时,溶液中,溶液中电荷守恒:,物料守恒:,联立两式可得,溶液呈酸性,故,则,C正确;
D.时(Ⅱ、Ⅳ交点)pH=4.27,,代入数据得到,设的溶解度为x,则= x,根据物料守恒得,则,解得,数量级为,D错误;
故选AD。
5.(2026·四川省泸州市高三上学期一诊)常温时,二元弱酸与均为的混合溶液中,(X代表或)随的变化关系如下图。为难溶物,不考虑的水解。下列分析正确的是
A.常温时,溶液的约为3.24
B.时,溶液中
C.的平衡常数约为
D.溶度积常数的数量级为
【答案】D
【分析】,由图可知,随着pH增大,减小、先增大后减小、增大,所以图中曲线2代表、曲线3代表、曲线4代表,图中曲线1代表;由图可知,、,据此分析;
【解析】A.根据, 溶液中,因一级电离远大于二级电离,可近似认为,,A错误;
B.二元弱酸与均为的混合溶液中:,溶液呈酸性,,则外加了碱性物质,若没有外加物质,溶液中电荷守恒:,因外加了碱性物质,B错误;
C.的平衡常数,C错误;
D.溶度积常数,将曲线1、曲线3交点数值代入,,数量级为,D正确;
故选D。
6.已知时,饱和溶液浓度约为水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随变化关系如下图[例如]。已知:。
下列说法正确的是
A.溶液中,水的电离受到抑制
B.以酚酞为指示剂(变色的范围),用标准溶液可滴定水溶液的浓度
C.的溶液中:
D.向的溶液中通入气体至饱和,所得溶液中:
【答案】C
【分析】在H2S溶液中存在电离平衡: 、,随着pH的增大,H2S的物质的量分数逐渐减小,HS-的物质的量分数先增大后减小,S2-的物质的量分数逐渐增大,图中线①、②、③依次代表H2S、HS-、S2-的物质的量分数随pH的变化,由①和②交点的pH=7可知Ka1(H2S)=1×10-7,由②和③交点的pH=13.0可知Ka2(H2S)=1×10-13;
【解析】A.是弱酸强碱盐,促进水的电离,A错误;B.酚酞的变色范围为8.2~10,若以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定H2S水溶液,由图可知当酚酞发生明显颜色变化时,反应没有完全,即不能用酚酞作指示剂判断滴定终点,B错误;C.是强碱弱酸盐,最大,以一级水解为主,且,,解得,故,C正确;D.,,故,D错误;故选C。
7.(2025·山东卷)常温下,假设水溶液中和初始物质的量浓度均为。平衡条件下,体系中全部四种含碳物种的摩尔分数随的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。已知:体系中含钴物种的存在形式为和;,。下列说法正确的是
A.甲线所示物种为
B.的电离平衡常数
C.时,物质的量浓度为
D.时,物质的量浓度:
【答案】CD
【分析】由题中信息可知,可以形成4物种,分别为、、和,随着增大,的摩尔分数逐渐减小,会转化为溶解度更小的,的摩尔分数先增大后减小,因此, 的摩尔分数逐渐增大。综合以上分析可知,甲线所示物种为,丁线所示物种为,根据曲线的走势结合电离平衡的过程可知,乙线所示物种为,丙线所示物种为。由甲、丁两线的交点可知,在该点和的摩尔分数相等,均为0.5,由于水溶液中和初始物质的量浓度均为,则此时溶液中的浓度为,由可以求出此时溶液中的浓度为,再由可以求出此时溶液中,,即,根据图像中的位置可以估算出。由乙和丙两线的交点可知, 和的摩尔分数相等,均为0.08,则由C元素守恒可知,此时的摩尔分数为0.84。
【解析】A.由分析可知,甲线所示物种为,A不正确;
B.已知二元中强酸,其酸式盐的水溶液显酸性,的电离程度大于其水解程度;当溶液中与浓度相等时,溶液显酸性, ,则,故B不正确;
C.时, 的摩尔分数为0.84,的物质的量为,由水于溶液中初始物质的量浓度为,以Co2+极限最大浓度估算形成Co(OH)2时所要最小c(OH-)=,此时溶液呈碱性,应有较多草酸跟,则a点无Co(OH)2,此时Co元素只有两种存在形式:Co2+和CoC2O4,由Co元素守恒可得, 的物质的量浓度=0.01mol/L-0.01mol/L×84%=,C正确;
D.由分析可知时,的浓度为,, ,D正确;
综上所述,本题选CD。
8.(2026·湖北襄阳·一模)某二元酸(用H2X表示)在水中的电离方程式是:H2X=H++HX-,HX-H++X-。25℃时,向20.00mL 0.1mol/L H2X溶液中滴入0.1 mol/L NaOH溶液,pOH水表示溶液中由水电离出的c(OH-)水的负对数[-lgc(OH-)水],pOH水与所加NaOH溶液体积的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是
A.C、E两点溶液:C点显中性,E点显碱性
B.B点溶液中:c(X2-)=c(H+)-c(OH-)
C.D点溶液中:c(Na+)+c(HX-)+c(X2-)=0.10mol/L
D.HX-的电离常数Ka约为1×10-4.6
【答案】D
【解析】A.C点溶液中溶质为NaHX和Na2X,HX-的以电离为主,电离出的氢离子对水的电离起抑制作用,X2-水解对水的电离起促进作用,二者程度相等,此时溶液呈中性;E点溶液中溶质为NaOH和Na2X,X2-水解显碱性,NaOH溶液电离显碱性,溶液显碱性,A正确;B.B点加入的n(H2X)=n(NaOH),酸碱恰好完全反应生成NaHX,HX-只电离不水解,溶液呈酸性,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HX-)+2c(X2-)、存在物料守恒c(Na+)=c(HX-)+c(X2-),则c(X2-)+c(OH-)=c(H+),所以c(X2-)=c(H+)-c(OH-),B正确;C.由图可知,D点溶液中NaOH与H2X恰好反应生成Na2X,此时共加入NaOH溶液40.00mL,c(HX-)+c(X2-)==mol/L,c(Na+)==mol/L,则c(Na+)+c(HX-)+c(X2-)=mol/L+mol/L=0.10mol•L-1,C正确;D.由题干图中B点可知,加入NaOH的体积为20.00mL,此时H2X+NaOH=NaHX+H2O,此时pOH水=11.2,c(OH-)水=10-11.2mol/L,HX-的浓度为:=0.05mol/L,c(OH-)=c(OH-)水=10-11.2mol/L,c(H+)===10-2.8mol/L,HX-的电离常数Ka约为==2×10-4.6,D错误;故答案为:D。
9.(2022·山东卷)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
【解析】硫酸是强酸,溶液pH变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎不变,则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。
A.反应SrSO4(s)+COSrCO3(s)+SO的平衡常数K===,故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;
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,故C正确;
D.由分析可知,硫酸是强酸,溶液pH变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎不变,则含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,所以硫酸锶的生成与溶液pH无关,故D错误;
故选D。
10.25℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
已知:,,,下列说法正确的是( )
A.曲线②为AgBr沉淀溶解平衡曲线
B.a点条件下上述三种沉淀均不会生成
C.反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCrO4-的平衡常数K=10-11
D.向浓度均为0.01mol/L的KCl和K2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液,此时先沉淀的固体为Ag2CrO4
【答案】B
【解析】氯化银和溴化银结构相似,两者的沉淀溶解平衡曲线相互平行,由于AgCl的溶解度大于AgBr,故当c(Ag+)相同时,c(Cl―)>c(Br-),由此可知曲线①为Ag2CrO4曲线溶解平衡曲线,②为AgCl溶解平衡曲线,曲线③为AgBr的溶解平衡曲线。A项,曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线,A项错误;B项,由图可知a点处均小于Ksp(AgCl)、Ksp(AgBr)及Ksp(Ag2CrO4),故三种沉淀均不会生成,B项正确;C项,反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCrO4-的平衡常数,由已知条件可知,,根据曲线①上的点可知,,则,那么,C项错误;D项,使AgCl沉淀所需,使Ag2CrO4沉淀所需,根据曲线上数据可知,Ksp(AgCl)=10-9.7,Ksp(Ag2CrO4)=10-11.7,则通过计算可知,AgCl沉淀时需要c(Ag+)至少为10-7.7mol/L,Ag2CrO4沉淀时需要c(Ag+)至少为10-4.85mol/L,所以AgCl先沉淀,D项错误;故选B。
11.(2025·山东日照·二模)常温下,M(OH)2和 H2A 的水溶液中相关离子浓度比值的负对数值pX与pH的关系如图(其中pX= -lgX,X 表示 、 、 或 )。下列说法错误的是
A.曲线③表示 的负对数值随 pH 的变化情况
B.H2A 电离常数
C.pH=8时,溶液中微粒浓度大小关系为 <
D.常温下, 的 的水溶液中
【答案】D
【分析】由电离常数可知,H2A溶液中=、=,溶液pH增大时,电离常数不变,溶液中氢离子浓度减小,p和p减小,由H2A的Ka1大于Ka2可知,溶液pH相同时,溶液中p小于p,则曲线①、曲线②分别表示p、p随 pH 的变化情况,由图可知,溶液中pH为2.7时,为10-3.7,则H2A电离常数Ka1=10-3.7×10-2.7=10-6.4,溶液中pH为9.15时,为10-1.15,则H2A电离常数Ka2=10-1.15×10-9.15=10-10.3;同理可知,曲线③、④分别表示 p、p随 pH 的变化情况,则M(OH)2电离常数Kb1=10-1.15×10-4.85=10-6、Kb2=10-3.7×10-11.3=10-15。
【解析】A.由分析可知,曲线③表示p随 pH 的变化情况,故A正确;
B.由分析可知,H2A电离常数Ka2=10-1.15×10-9.15=10-10.3,故B正确;
C.H2A电离常数Ka1Ka2=,则溶液pH=8时,溶液中==10-4.7<1,所以溶液中微粒浓度大小关系为 <,故C正确;
D.MCl2是强酸弱碱盐,由分析可知M2十水解程度很大,则溶液中离子浓度大小顺序为>c(M2+),故D错误;
故选D。
12.(2026·山东名校联盟·11月期中)稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛。一种利用钒钛磁铁矿精矿(主要成分为Fe3O4、FeV2O4、TiO2和 SiO2)综合提取钒、钛,并同步制备黄铵铁矾的工艺流程如下图所示:
已知:①“加压焙烧”过程中存在反应,生成的Cl2会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”;
②“酸浸”所得溶液中钒、钛以形式存在。
回答下列问题:
(1)已知FeV2O4中 Fe为+2价,则V 的化合价为 。
(2)“酸浸”时,产生的“浸出渣”的主要成分为 (填化学式)。“酸浸”时,若用硝酸代替盐酸,弊端为 。
(3)“氧化”时,H2O2的使用量远大于理论计算量,可能的原因为 。
(4)“萃取”时,先转化为再与萃取剂R3N结合,其过程可表示为:。据此分析“反萃取”过程中加入 Na2CO3溶液的作用为 。
(5)“沉铁”时,生成黄铵铁矾的离子方程式为 。
(6)V2O5可溶于强酸强碱,常温时不同pH、不同钒元素浓度时,+5价V存在形态如图所示(忽略溶液前后体积变化):
将0.01 molV2O5溶解在200 mL烧碱溶液中,剩余溶液的,反应的离子方程式为 。
【答案】(1)+3
(2)SiO2 硝酸具有强氧化性,可能将溶液中低价态金属离子(如Fe2+、V3+)氧化,影响后续分离提纯,同时硝酸还原会生成NO、NO2等有毒气体,污染环境
(3)Fe3+具有催化作用,会加速H2O2的分解
(4)消耗H+,使萃取反应的平衡逆向移动,将与萃取剂分离
(5)+3Fe3++2+6H2O=NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+
(6)V2O5+4OH-=+2H2O
【分析】钒钛磁铁矿精矿(主要成分为Fe3O4、FeV2O4、TiO2和SiO2)“加压焙烧”过程中存在反应2FeCl3(s)=2FeCl2(s)+Cl2(g),生成的Cl2会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”,FeV2O4经“二次氯化”转化为VO2Cl、FeCl2,加入盐酸进行酸浸,VO2Cl转化为,TiO2转化为TiO2+,滤渣含SiO2,加适量铁粉沉钛,调节溶液pH使TiO2+完全生成TiO(OH)2沉淀,加入H2O2将+2价亚铁离子氧化成+3价铁离子,加入有机萃取剂R3N,先转化为,再与萃取剂R3N结合进入有机相,4R3N+4H++[R3NH]4H2V10O28,加酸化的Na2SO4洗涤分液,有机相加入Na2CO3进行反萃取,经一系列操作得V2O5;水相加入(NH4)2SO4生成黄铵铁矾,据此分析。
【解析】(1)已知FeV2O4中Fe为+2价,根据化合价代数和为零,则V的化合价为+3价,故答案为:+3;
(2)根据分析可知,“酸浸”时,产生的“浸出渣”的主要成分为SiO2,硝酸代替盐酸的弊端:硝酸具有强氧化性,可能将溶液中低价态金属离子(如Fe2+、V3+)氧化,影响后续分离提纯;同时硝酸还原会生成NO、NO2等有毒气体,污染环境,故答案为:SiO2;硝酸具有强氧化性,可能将溶液中低价态金属离子(如Fe2+、V3+)氧化,影响后续分离提纯,同时硝酸还原会生成NO、NO2等有毒气体,污染环境;
(3)溶液中存在Fe3+(“酸浸”时Fe3O4、FeV2O4溶解生成),Fe3+具有催化作用,会加速H2O2的分解,导致实际消耗的H2O2量远大于理论计算量,故答案为:Fe3+具有催化作用,会加速H2O2的分解;
(4)Na2CO3与H+反应,消耗H+,使c(H+)降低,使萃取反应的平衡逆向移动,将与萃取剂分离,故答案为:消耗H+,使萃取反应的平衡逆向移动,将与萃取剂分离;
(5)“沉铁”时,加入(NH4)2SO4,生成黄铵铁矾的离子方程式为:+3Fe3++2+6H2O=NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+,故答案为:+3Fe3++2+6H2O=NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+;
(6)剩余c(OH-)=0.01mol/L,c(H+)=10-12mol/L,pH=12,结合V的存在形态图:pH=12时,c(V)==0.1mol/L,即-lgc(钒)=-lg0.1=1时,+5价V主要以形式存在,V2O5与OH-反应生成和H2O,离子方程式为:V2O5+4OH-=+2H2O,故答案为:V2O5+4OH-=+2H2O。
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13.(2026·山东师范大学附属中学·一模)弱酸H2A在有机相和水相中存在平衡:H2A(环己烷)H2A(aq),平衡常数为Kd。25℃时,向V mL 0.1 mol/L H2A环己烷溶液中加入V mL水进行萃取,用NaOH(s)或HCl(g)调节水溶液pH。测得水溶液中c(H2A)、c(HA-)、c(A2-)、环己烷中H2A的浓度c环己烷(H2A)与水相萃取率α随pH的变化关系如图。
已知:①H2A在环己烷中不电离:②忽略体积变化
下列说法错误的是
A.②代表水中萃取率的变化关系
B.Kd=0.25
C.当pH=5.6时,体系中c环己烷(H2A)>c(H2A)>c(A2-)
D.若加水体积为2V mL,则交点N的pH保持不变
【答案】C
【分析】由环己烷中H2A的浓度c环己烷(H2A)与水相萃取率α的关系可知,0.1a+c环己烷(H2A)=0.1,则曲线①表示c环己烷(H2A)随pH的变化关系,曲线②为水相萃取率的变化关系,水溶液中的c(HA-)会随着pH的增大呈现先增大后减小的变化趋势,因此曲线④为水溶液中的c(HA-)随pH的变化曲线,而A2-来源于HA-的电离,由图可知,pH=2时,c(HA-)为0,即此时c(A2-)为0,因此曲线⑤表示c(A2-)随pH的变化关系,故③为c(H2A)随pH的变化曲线,综上:①代表c环己烷(H2A)、②代表水相萃取率、③为水溶液中c(H2A)的变化、④代表水溶液中的c(HA-)、⑤表示水溶液中的c(A2-),③、④交点的pH为4,交点处c(HA-)=c(H2A),即H2A的Ka1(H2A)=,④、⑤交点的pH为7,即Ka2(H2A)=。
【解析】A.由分析可知,曲线②代表水相萃取率α与pH的变化关系,A正确;
B.pH极低时,水相H2A几乎不电离,根据物料守恒:c环己烷(H2A)+c水(H2A)=0.1 mol/L,α=20%时,c环己烷(H2A)=0.08 mol/L,c水(H2A)=0.02 mol/L,Kd=,B正确;
C.由Kd=0.25可知,c环己烷(H2A)=4 c水(H2A),故c环己烷(H2A)>c水(H2A)恒成立;当pH=5.6时,Ka1(H2A)×Ka2(H2A)=,可知,即c(A2-)>c水(H2A),则c环己烷(H2A)>c(A²⁻)>c水(H2A),C错误;
D.由B选项Kd=,可知c(H2A)=0.25 c环己烷(H2A),又因为H2A的Ka1(H2A)=,可得Ka1(H2A)=,当c(HA-)= c环己烷(H2A)时,c(H+)=2.5×10-5mol/L,pH=4.6。由此可知此时pH仅与电离常数有关,若加水体积为2VmL,对交点N的横坐标无影响,即交点N的pH保持不变。D正确;
答案选C。
14.(2026·浙江省台州市高三上学期一模)已知25℃下,将足量的粉末投入水中达到溶解平衡,上层清液中各含铅微粒物质的量分数随pH变化关系如下图。
已知:,;的电离常数分别为、。下列说法不正确的是
A.图中c表示
B.上层清液中浓度为mol/L
C.上层清液中滴入1滴稀盐酸且维持温度不变,浓度减小
D.
【答案】C
【分析】将足量的粉末投入水中达到溶解平衡,得到饱和溶液,存在沉淀溶解平衡,;上层清液中存在电离平衡,其电离方程为、,增大pH,OH-浓度增大,两个电离平衡均逆向移动,物质的量分数先增大后减小,曲线b代表,物质的量分数增大,曲线c代表,Pb2+物质的量分数减小,曲线a代表Pb2+,由b、c交点可计算=,a、b交点可计算=。
【解析】A.由分析可知图中c表示,A正确;
B.上层清液为的饱和溶液,存在溶解平衡,,则 , ==,解得= mol/L = mol/L,B正确;
C.上层清液中滴入1滴稀盐酸,减小,的电离平衡正向移动,但会溶解补充,最终的浓度不变,C错误;
D.由分析可知,=,物质的量分数,代入上述浓度关系,化简得,D正确;
故答案选C。
15.(2026·湖南省湘东教学联盟高三上学期一模联考)通过理论计算,常温下,溶液中各粒子分布系数与溶液pH的关系如图1所示。向溶液(溶液)中逐滴滴入等体积溶液,充分反应,测得溶液中各粒子分布系数与混合液的关系如图2所示。下列说法错误的是
A.溶液中粒子浓度关系为
B.图1中,表示
C.根据图2,时,仅发生反应:
D.由图可知,常温下,
【答案】C
【解析】A.溶液中,、分别会发生水解:、,由题干可知,常温下,该溶液的,溶液呈碱性,即c(OH-)>c(H+),则的水解程度小于,导致,且、在溶液中大量存在,则该溶液中粒子浓度关系为:,A正确;
B.由图2可知,pH在7.7~9.7之间,的分布系数随pH增大而减小,即逐渐转化为NH3·H2O,再结合图1可知,对应的微粒的分布系数在pH=7.7~9.7之间也随pH增大而减小,则表示,B正确;
C.根据图2,时,随着pH的增大,的分布系数减小,NH3·H2O的分布系数增大,说明发生了反应:,同时的分布系数微增大,的分布系数几乎不变,则可能是水解生成的与反应生成了少量的,所以时,不仅仅发生了与的反应,C错误;
D.由图2可知,时,随着pH的增大,的分布系数减小,的分布系数增大,再结合图1可知,表示,表示,且当pH=10.33时,与的分布系数相等,则常温下,Ka2(H2CO3)=,D正确;
故选C。
16.用溶液滴定未知浓度的溶液,做指示剂,、随滴定分数的变化如图所示。点时,消耗溶液的体积为。[滴定分数,,为溶液体积变化,,]
下列说法正确的是
A.若加水稀释原溶液,则滴定终点向点方向移动
B.若滴定的溶液,点向点方向移动
C.过程中,保持不变
D.为保证滴定准确,理论上混合液中指示剂浓度可为
【答案】B
【解析】A.不变,不变,滴定终点不变,A错误;B.滴定等体积等浓度的溶液,消耗硝酸银体积相同,且,滴定终点小,大,变大,点向点方向移动,B正确;C.,过程中改变,改变,C错误;D.由点可求出的,为保证在恰好完全反应后出现,混合液中指示剂浓度不宜超过,D错误。故选B。
17.(2023·山东卷)在含HgI2(g)的溶液中,一定c(I-)范围内,存在平衡关系:;;;;,平衡常数依次为。已知、,、随的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A.线表示的变化情况
B.随增大,先增大后减小
C.
D.溶液中I元素与元素的物质的量之比始终为
【答案】B
【分析】由题干反应方程式可知,K1=,则有c(Hg2+)=,则有lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)-2lgc(I-),同理可得:lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)-lgc(I-), =lgK3+lgc(HgI2)+ lgc(I-), ==lgK4+lgc(HgI2)+ 2lgc(I-),且由可知K0=为一定值,故可知图示中曲线1、2、3、4即L分别代表、、、,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,线表示的变化情况,A正确;
B.已知的化学平衡常数K0=,温度不变平衡常数不变,故随增大,始终保持不变,B错误;
C.由分析可知,曲线1方程为:lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)-2lgc(I-),曲线2方程为: lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)-lgc(I-)即有①b= lgK1+lgc(HgI2)-2a,②b= lgK2+lgc(HgI2)-a,联合①②可知得:,C正确;
D.溶液中的初始溶质为HgI2,根据原子守恒可知,该溶液中I元素与元素的物质的量之比始终为,D正确;
故答案为:B。
18.(2025·山东淄博·三模)常温下,向分别含和的溶液中加入含Cl-的溶液,平衡时pM随pCl的关系如图所示。已知:,;;,M表示。
下列说法正确的是
A.线b表示pc{[AgCl2]-} ~ pCl的关系
B.常温下,PbCl2的数量级为10-10
C.常温下,
D.常温下,向浓度均为的Pb(NO3)2、AgNO3混合溶液中加入NaCl,
【答案】CD
【分析】①因为,所以可变形得到,即,由表达式可知,越大,越大,越小;
②因为,所以可变形得到,即,由表达式可知,越大,越大,越小;
③,所以可变形得到,变形得即,由表达式可知,越大,越大;
④,所以可变形得到,变形得即,由表达式得,越大,越大;根据以上分析可知,曲线a为、曲线c为,曲线b为,曲线d为,据此回答下列问题。
【解析】A.由分析知,线b表示的关系,A错误;
B.根据图像上的数据结合分析可知,,B错误;
C.根据图像上的数据结合分析可知,,,C正确;
D.根据图像上的数据结合分析可知,,时,,则,D正确;
故选CD。
19.(2021·山东卷)赖氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR表示]是人体必需氨基酸,其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:H3R2+H2R+HRR-。向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系数δ(x)随pH变化如图所示。已知δ(x)=,下列表述正确的是
A.>
B.M点,c(Cl-) +c(OH-)+c(R-)=2c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)
C.O点,pH=
D.P点,c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
【答案】CD
【分析】
向H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,依次发生离子反应:、、,溶液中逐渐减小,和先增大后减小,逐渐增大。,,,M点,由此可知,N点,则,P点,则。
【解析】
A.,,因此,故A错误;
B.M点存在电荷守恒:,此时,因此,故B错误;
C.O点,因此,即,因此,溶液,故C正确;
D.P点溶质为NaCl、HR、NaR,此时溶液呈碱性,因此,溶质浓度大于水解和电离所产生微粒浓度,因此,故D正确;
综上所述,正确的是CD,故答案为CD。
20.(2025·山东青岛·二模)常温下,向饱和溶液[有足量固体]中滴加氨水,发生反应:,溶液中与的关系如图所示,其中表示、、、的浓度。下列说法错误的是
A.表示与的关系
B.的
C.时,
D.的
【答案】CD
【分析】有足量固体的饱和氢氧化铜溶液中滴加氨水,,随着氨水的加入,由于氢氧化铜持续提供铜离子,故使得的浓度迅速增大、增大程度远小于增大,由于不变,则c(Cu2+)浓度减小,则L3、L4分别为c(Cu2+)、曲线;由于溶液的碱性增强且持续不断加入氨水,的电离程度被抑制,则会使得最终一水合氨的浓度大于铵根离子的浓度,故L1、L2分别为、曲线;
【解析】A.由分析可知,L1表示溶液中与pH的关系,故A选项正确;
B.由q点可知,c(Cu2+)=10-13.7mol/L、pH=11,则pOH=3,则Cu(OH)2的溶度积常数,故B选项正确;
C.pH=9.3时,pOH=4.7,溶液中由电荷守恒可知,,由图可知此时=,则,,故C选项错误;
D.由pH=11时数据可知,,故D选项错误;
故答案选CD。
21.(2026·山东师范大学附属中学·一模)工业上常用作沉淀剂除去废水中的和。通过调节溶液的可使和逐一沉降,处理过程中始终保持溶液为饱和状态即,体系中、、、浓度(mol/L)的负对数与的关系如图所示。已知:。下列说法错误的是
A.Ⅱ表示与的关系曲线
B.点对应的数量级为
C.
D.溶液中和均为,完全沉淀时溶液的最小为2(金属离子的浓度≤10-5mol/L可认为沉淀完全)
【答案】BC
【分析】H2S饱和溶液中随着pH增大,c(H+)减小,c(HS-)、c(S2-)均增大,则-lgc(HS-)和-lgc(S2-)随着pH增大而减小,且pH相同时,c(HS-)>c(S2-),即-lgc(HS-)<-lgc(S2-),则Ⅰ、Ⅱ分别表示-lgc(HS-)、-lgc(S2-)与pH的关系曲线;随着pH增大,c(S2-)增大,则c(Zn2+)和c(Mn2+)逐渐减小,且Ksp(MnS)>Ksp(ZnS),即当c(S2-)相同时,c(Mn2+)>c(Zn2+),则-lgc(Mn2+)和-lgc(Zn2+)随着pH增大而增大,且-lgc(Mn2+)<-lgc(Zn2+),则Ⅲ、Ⅳ分别表示-lgc(Zn2+)、-lgc(Mn2+)与pH的关系曲线,据此分析结合图像各点数据进行解题。
【解析】A.由分析可知,Ⅱ表示-lgc(S2-)与pH的关系曲线,A正确;
B.Ⅰ表示-lgc(HS-)与pH的关系曲线,当c(H+)=10-5.5mol/L时,c(HS-)=10-2.6mol/L,,且,则a=2.2,则c(H+)=10-2.2mol/L=100.8×10-3mol/L,所以Q点对应c(H+)的数量级为10−3,B错误;
C.,由图可知,当c(H+)=10-5.45mol/L时,c(S2-)=10-11.9mol/L,则,,则,所以,C错误;
D.曲线Ⅱ、Ⅲ的交点表示c(H+)=10-5.45mol/L时,c(S2-)=c(Zn2+)=10-11.9mol/L,则,恰好完全沉淀时,,由得:,即pH=2,则Zn2+完全沉淀时溶液的最小pH为2,D正确;
故选BC。
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