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高三二轮专题复习高效讲义
化 学
高三二轮专题复习高效讲义
化 学
1
第一部分
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高考题型 分层突破
2
突破选择题2 电解质溶液中的图像分析
知识区间六 水溶液中的离子平衡
课下巩固检测练(三十一)
电解质溶液中的图像分析
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谢谢观看
分析:各省命题的新课标卷中,大多数不再将水溶液中的离子反应与平衡作为压轴选择题出现,总体难度有所降低。预测高考考查水溶液中的几大平衡问题:电离平衡、水的电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡,以及中和滴定原理的应用,值得注意的是,对离子平衡的考查往往结合实验现象、数据处理等问题进行,综合性很强,能有效提升学生的微粒观、守恒观、平衡观。
强
弱
=
>
=
>
>
>
一、与pH有关的图像
1.pH与稀释倍数的线性关系
①HY为 酸,HX为 酸
②a、b两点的溶液中:c(X-) c(Y-)
③水的电离程度:d c a b
①MOH为 碱,ROH为 碱
②lg eq \f(V,V0)=0时,c(ROH) c(MOH)
③水的电离程度:a b
强
弱
2.以常温下将KOH溶液滴加到二元弱酸(H2X)溶液中为例,分析pH~lg eq \f(c(X2-),c\b\lc\(\rc\ (\a\vs4\al\co1(H))X-))或lg eq \f(c\b\lc\(\rc\ (\a\vs4\al\co1(H))X-),c(H2X))曲线。
(1)确定各曲线的含义:二元弱酸(H2X)第一步电离程度远大于第二步电离程度。lg eq \f(c(X2-),c\b\lc\(\rc\ (\a\vs4\al\co1(H))X-))或lg eq \f(c\b\lc\(\rc\ (\a\vs4\al\co1(H))X-),c(H2X))越大,表示电离程度越大,因而直线M表示 与pH的变化关系,直线N表示 与pH的变化关系。
(2)pH~lg eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(A)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(B)))图是分布系数图的变形,通过找lg eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(A)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(B)))=0,依次确定pKan。如上述图像,H2X的pKa1≈4.42,pKa2≈5.38。
[注意]在分析微粒物质的量浓度的对数的变化曲线时,常用的方法有构造平衡常数法、单调性法、平衡移动分析法、函数方程导出法等。
lg eq \f(c(X2-),c\b\lc\(\rc\ (\a\vs4\al\co1(H))X-))
lg eq \f(c\b\lc\(\rc\ (\a\vs4\al\co1(H))X-),c(H2X))
甲基橙
酚酞
二、酸碱滴定曲线分析
1.酸碱滴定pH~V标准液曲线
强碱滴定等浓度的HA
强酸滴定等浓度的BOH
曲线起点:强碱滴定HA,酸性越强,起点越 ;强酸滴定BOH,碱性越强,起点越
突变范围:“强强滴定”范围大于“强弱滴定”
根据 选择酸碱指示剂。终点溶液显酸性选
;终点溶液显碱性选 ;终点溶液显中性二者均可
低
高
中和反应终点溶液的酸碱性
2.滴定曲线图像的分析:“五点分析法”。如室温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH的变化如图所示:
“五点分析法”:反应起始点、反应一半点、反应中性点、反应恰好点、反应过量点。
HA、NaA
c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
HA、NaA
c(A-)=c(Na+)>c(HA)>c(H+)=c(OH-)
(1)图中反应起始点A:
a.溶液溶质是 。
b.HA是 (填“强酸”或“弱酸”),HA的电离常数为 。
(2)图中反应一半点B:
a.溶液溶质是 。
b.溶液中c(Na+)、c(HA)、c(A-)、c(H+)、c(OH-)由大到小排序:
。
(3)图中反应中性点C:
a.溶液溶质是 。
b.溶液中c(Na+)、c(HA)、c(A-)、c(H+)、c(OH-)由大到小排序:
。
HA
弱酸
10-5
c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
(4)图中反应恰好点D:
a.溶液溶质是 。
b.溶液中c(Na+)、c(A-)、c(H+)、c(OH-)由大到小排序:
。
(5)图中反应过量点E:
a.溶液溶质是 。
b.溶液中c(Na+)、c(A-)、c(H+)、c(OH-)由大到小排序:
。
NaA
c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
NaA、NaOH
3.滴定过程中,c水(H+)或c水(OH-)的变化曲线。如常温下,向20 mL的稀盐酸中滴入0.1 mol·L-1的氨水溶液,溶液中由水电离出的氢离子浓度[c水(H+)]随滴入氨水溶液体积[V(氨水)/mL]的变化如图所示(已知:Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5):
40mL
(1)该稀盐酸的浓度为0.1 mol·L-1。
(2)完成下表:
项目
b点
c点
d点
e点
f点
溶质成分
HCl+NH4Cl
HCl+NH4Cl
NH4Cl
NH4Cl+NH3·H2O
NH4Cl+NH3·H2O
溶液酸碱性
酸性
酸性
酸性
酸性
中性
V(氨水)
V1>10 mL
V2=20 mL
V3<40 mL
[注意]溶液中c水(OH-)随V(氨水)的变化与原图一致。若将原图的纵坐标改为-lg c水(H+),则图像应先单调递减,后单调递增。
10mL<V
<20mL
20mL<V<
三、粒子分布系(分)数图像分析
分布曲线指以pH为横坐标,分布系数(组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线。
一元弱酸
二元弱酸
(以CH3COOH为例)
(以草酸H2C2O4为例)
Ka2
Ka1·Ka2
一元弱酸
二元弱酸
Ka= eq \f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH))
交点:c(CH3COO-)=c(CH3COOH),
故Ka=c(H+)=10-4.76
①曲线1、2、3分别表示
的分布曲线
②利用点A可计算草酸的 ,利用点C可计算草酸的 ,利用点B可计算草酸的 。
[注意]分布系数曲线是在外加酸或外加碱作用下得到的,因此,在书写电荷守恒等式时不能忽略外加酸或外加碱的影响。如上图中的A点溶液:c(H+)≠c(OH-)+c(HC2O eq \o\al(-,4))+2c(C2O eq \o\al(2-,4))。
H2C2O4、
HC2O eq \o\al(-,4)、C2O eq \o\al(2-,4)
Ka1
1.(2025·黑吉辽蒙高考)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,pXpH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 eq \o\al(+,4)的水解常数Kh(NH eq \o\al(+,4))=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 eq \o\al(+,4))-c(OH-)>0.1-c(H+)
C.K1=103.24
D.C点:c(NH3)=10-3.52 mol·L-1
解析:选B。NH4NO3溶液中NH eq \o\al(+,4)易水解,初始溶液显弱酸性,随着pH升高,NH eq \o\al(+,4)会转化成NH3·H2O、NH3,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,故c(NH3)增大,则平衡Ag++NH3⥫⥬ [Ag(NH3)]+、Ag++2NH3⥫⥬[Ag(NH3)2]+会向右移动,c(Ag+)降低,c{[Ag(NH3)]+}、c{[Ag(NH3)2]+}增大,故曲线Ⅰ表示Ag+的变化曲线。已知Kh(NH eq \o\al(+,4))=eq \o\al(+,4) eq \f(c(NH3·H2O)·c(H+),c(NH))
=10-9.25,将pH=4.00,即c(H+)=10-4 mol·L-1,代入
可得eq \o\al(+,4) eq \f(c(NH3·H2O)·10-4,c(NH))
=10-9.25,则+,4) eq \f(c(NH3·H2O),c(NH))
=10-5.25(①),即c(NH3·H2O)≪c(NH eq \o\al(+,4)),根据元素守恒可知,0.1 mol·L-1=c(NH3·H2O)+c(NH eq \o\al(+,4))+c(NH3)+c{[Ag(NH3)]+}+2c{[Ag(NH3)2]+},结合题图可知,NH3、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+浓度均小于10-6 mol·L-1,故可近似得出0.1 mol·L-1≈c(NH eq \o\al(+,4)),代入①式得c(NH3·H2O)≈10-6.25 mol·L-1。综上,pH=4.00时,pNH3=6.25,刚好为A点,则曲线Ⅳ代表NH3的变化曲线。生成[Ag(NH3)2]+消耗的NH3的量比生成[Ag(NH3)]+多,则[Ag(NH3)2]+浓度受c(NH3)变化影响更大(化学计量数越大的物质对平衡影响越大),故曲线Ⅲ代表[Ag(NH3)2]+的变化曲线,曲线Ⅱ代表[Ag(NH3)]+的变化曲线。D点对应溶液中的阴离子有NO eq \o\al(-,3)、OH、
Cl-,阳离子有NH eq \o\al(+,4)、H+、Ag+、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+,而D点对应溶液的pH>7,呈弱碱性,说明此时体系中加入了某种碱,则阳离子中还应有其他阳离子Mn+,该溶液中的电荷守恒式为c(NH eq \o\al(+,4))+c(H+)+c(Ag+)+c{[Ag(NH3)]+}+c{[Ag(NH3)2]+}+n·c(Mn+)=c(NO eq \o\al(-,3))+c(OH-)+c(Cl-),由于Cl-、Ag+、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+均来自AgCl,故n(Ag)∶n(Cl)=1∶1,存在元素守恒:c(Ag+)+c{[Ag(NH3)]+}+c{[Ag(NH3)2]+}=c(Cl-),两式联立得c(NH eq \o\al(+,4))+c(H+)+n·c(Mn+)=c(NO eq \o\al(-,3))+c(OH-),则c(NH eq \o\al(+,4))+c(H+)<c(NO eq \o\al(-,3))+c(OH-),即c(NH eq \o\al(+,4))-c(OH-)<0.1-c(H+),B错误;曲线Ⅰ、Ⅱ对应的交点处有c(Ag+)=c{[Ag(NH3)]+},且对应的pH为7.02,c(NH3)=10-3.24 mol·L-1,代入得K1= eq \f(c{[Ag(NH3)]+},c(Ag+)·c(NH3))= eq \f(1,c(NH3))=103.24,C正确;曲线
Ⅱ、Ⅲ对应的交点处有c{[Ag(NH3)]+}=c{[Ag(NH3)2]+},则[Ag(NH3)]++NH3⥫⥬[Ag(NH3)2]+的平衡常数K3= eq \f(c{[Ag(NH3)2]+},c{[Ag(NH3)]+}·c(NH3))= eq \f(1,c(NH3))=103.80,K2=K1·K3=103.24×103.80=107.04,C点为曲线Ⅰ、Ⅲ的交点,
c(Ag+)=c{[Ag(NH3)2]+},代入得K2= eq \f(c{[Ag(NH3)2]+},c(Ag+)·c2(NH3))= eq \f(1,c2(NH3))=107.04,则此时c(NH3)=10-3.52 mol·L-1,D正确。
2.(2025·云南高考)甲醛法测定NH eq \o\al(+,4)的反应原理为4NH eq \o\al(+,4)+6HCHO=== eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H++3H++6H2O。取含NH4Cl的废水浓缩至原体积的 eq \f(1,10)后,移取20.00 mL,加入足量甲醛反应后,用0.010 00 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 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+))= eq \f(c\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+)),c\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+))+c\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4))))。下列说法正确的是( )
A.废水中NH eq \o\al(+,4)的含量为20.00 mg·L-1
B.c点:c eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+))+c(H+)=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))
C.a点:c eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+))>c(H+)>c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))>c eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4))
D. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+⥫⥬ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4+H+的平衡常数K≈7.3×10-6
解析:选D。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4NH eq \o\al(+,4)~[ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(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 eq \o\al(+,4))=c(OH-)=0.010 00 mol·L-1,则原废水中c(NH eq \o\al(+,4))=0.010 00 mol·L-1× eq \f(1,10)=0.001 000 mol·L-1,因此,废水中NH eq \o\al(+,4)的含量为0.001 000 mol·L-1×18 000 mg·mol-1=18.00 mg·L-1,A错误;c点加入NaOH标准
溶液的体积过量,由电荷守恒可知,c eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+))+c(H+)+c(Na+)=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))+c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl-)),浓缩后的废水中NH4Cl的浓度与NaOH标准溶液浓度相等,Cl-和Na+均不参与离子反应,可以估算c点c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl-))<c(Na+),c eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+))+c(H+)<c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-)),B错误; eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+在溶液中电离使溶液显酸性,类比NH3可知 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4在溶液中与水作用而使溶液显碱性,a点时,溶液中H+已被中和了 eq \f(2,3),剩余的c(H+)与c[(CH2)6N4H+]基本相等,但由于水会电离出H+,(CH2)6N4H+也会电离,则c(H+)>c eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+)),C错误;由图1和图2可知,当pH=6.00时, eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4占比较高,δ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4))=0.88,则由氮守恒可知,δ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+))=0.12,两种粒子的浓度之比等于其分布分数之比,则 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+⥫⥬ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4+H+的平衡常数K= eq \f(c\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4))·c(H+),c\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2))6N4H+)))= eq \f(0.88×10-6,0.12)≈7.3×10-6,D正确。
3.(2025·河南高考)乙二胺(H2NCH2CH2NH2,简写为Y)可结合H+转化为[H2NCH2CH2NH3]+(简写为HY+)和[H3NCH2CH2NH3]2+(简写为H2Y2+)。Ag+与Y可形成[AgY]+和[AgY2]+两种配离子。室温下向AgNO3溶液中加入Y,通过调节混合溶液的pH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Ag+和Y的初始浓度分别为1.00×10-3 mol·L-1和1.15×10-2 mol·L-1。-lg [c(M)/(mol·L-1)]与-lg [c(Y)/(mol·L-1)]的变化关系如图1所示(其中M代表Ag+、[AgY]+或[AgY2]+),分布系数δ(N)与pH的变化关系如图2所示(其中N代表Y、HY+或H2Y2+),比如δ(H2Y2+)= eq \f(c(H2Y2+),c(Y)+c(HY+)+c(H2Y2+))。
下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅰ对应的离子是[AgY2]+
B.δ(HY+)最大时对应的pH=8.39
C.反应Ag++Y⥫⥬[AgY]+的平衡常数K1=104.70
D.-lg [c(Y)/(mol·L-1)]=3.00时,c(HY+)>c(H2Y2+)>c(Y)
解析:选D。Ag++Y⥫⥬[AgY]+的平衡常数K1= eq \f(c([AgY]+),c(Ag+)·c(Y)),曲线Ⅱ、Ⅲ的交点处c(Ag+)=c([AgY]+),c(Y)=10-4.70 mol·L-1,故K1=104.70,C正确;由Ag守恒可知:1.00×10-3 mol·L-1=c(Ag+)+c([AgY]+)+
c([AgY2]+),-lg [c(Y)/(mol·L-1)]=3.00时,c(Ag+)=10-5.01 mol·L-1≈10-5 mol·L-1,则c([AgY]+)=c([AgY2]+)=4.95×10-4 mol·L-1≈5.0×10-4 mol·L-1,由Y守恒可知:1.15×10-2 mol·L-1=2c([AgY2]+)+c([AgY]+)+c(Y)+c(HY+)+c(H2Y2+),将c([AgY]+)、c([AgY2]+)代入计算可得c(Y)+c(HY+)+c(H2Y2+)≈1.15×10-2 mol·L-1-3×5.0×10-4 mol·L-1=1.00×10-2 mol·L-1,则δ(Y)= eq \f(c(Y),c(H2Y2+)+c(HY+)+c(Y))≈ eq \f(1.0×10-3 mol·L-1,1.0×10-2 mol·L-1)=0.1,由图2知,δ(Y)=0.1时c(HY+)>c(Y)>c(H2Y2+),故D错误。
1.(2025·北京门头沟一模)在25 ℃时,向两份10 mL 0.2 mol·L-1的CH3COONH4溶液 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(pH=7))中分别滴加浓度均为0.2 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液。部分离子浓度随加入溶液体积的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.相同条件下,醋酸和一水合氨的电离平衡常数相等
B.b点c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl-))和d点c(Na+)存在的关系是2c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl-))=c(Na+)
C.水的电离程度:a>c=d
D.b点:c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COOH))+c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COO-))=2c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl-))
解析:选B。由图可知,d点Na+的物质的量是b点Cl-的2倍,但两点溶液体积不同,故两种离子的浓度不存在2倍关系,B错误。
2.(双选)(2025·甘肃名校二模联考)常温下用0.100 0 mol·L-1的H2SO4溶液滴定20.00 mL未知浓度的氨水。溶液中pH、含N微粒的分布系数δ随滴加H2SO4溶液体积V eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2SO4))的变化关系如下图所示。[比如NH eq \o\al(+,4)的分布系数δeq \o\al(+,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH))
=eq \o\al(+,4) eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O))+c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH eq \o\al(+,4))))
],下列叙述正确的是( )
A.曲线①代表δ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O))
B.氨水的浓度为0.100 0 mol·L-1
C.氨水的电离常数Kb=1.0×10-5
D.V eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2SO4))=10 mL时,溶液中c(H+)+2ceq \o\al(2-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SO))
=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))+c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O))
解析:选AD。随着H2SO4溶液的滴加,NH3·H2O逐渐被中和,c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O))逐渐减小,δ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O))逐渐减小,曲线①代表δ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O)),A正确;根据图知,加入V eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2SO4))=20 mL,恰好完全反应,由H2SO4~2NH3·H2O可得氨水的浓度为0.200 0 mol·L-1,B错误;由图可知c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O))=ceq \o\al(+,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH))
时,pH=9.25,常温下c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))=10-4.75 mol/L,氨水的电离常数Kb=eq \o\al(+,4) eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH))c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O)))
=1.0×10-4.75,C错误;V eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2SO4))=10 mL时,n eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O))=neq \o\al(+,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH))
,溶液中存在电荷守恒:c(H+)+ceq \o\al(+,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH))
=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))+2ceq \o\al(2-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SO))
,元素守恒:c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O))+ceq \o\al(+,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH))
=4ceq \o\al(2-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SO))
,两式相减可得c(H+)+2ceq \o\al(2-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SO))
=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))+c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O)),D正确。
3.(2025·江西部分学校联考)室温下,向20.00 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴滴加0.10 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随着p eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COOH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COO-)))[p eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COOH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COO-)))=-lg eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COOH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COO-)))]变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.水的电离程度:a>b>c
B.x=2.25
C.计算可得,室温下,醋酸的电离平衡常数Ka=1×10-5
D.当p eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COOH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COO-)))=0时,加入NaOH溶液的体积大于10.00 mL
解析:选B。横坐标越大,则pH越大,溶液中c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COO-))越大,水的电离程度越大,即a<b<c,A错误;由题可知,p eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COOH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COO-)))=pH+lg Ka,根据图可知,当p eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COOH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COO-)))=-1时,pH=3.75,故Ka=1×10-4.75,当pH=7时,p eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COOH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3COO-)))=7+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-4.75))=2.25,B正确,C错误。
4.(2025·湖南岳阳二模)常温下将NaOH溶液分别滴加到等浓度等体积的氯乙酸 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2ClCOOH))、二氯乙酸 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CHCl2COOH))、三氯乙酸 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COOH))溶液中,溶液pH与溶液中相关粒子浓度比值的负对数值X的关系如图(忽略溶液体积的变化)。下列说法错误的是( )
A.三种酸的电离常数:Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2ClCOOH))<Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CHCl2COOH))<Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COOH))
B.常温下Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COOH))的数量级为10-1
C.等浓度的三种酸溶液中,水的电离程度最大的是CH2ClCOOH
D.当三种溶液中c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COO-))=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CHCl2COO-))=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2ClCOO-)),消耗n eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NaOH))最少的为氯乙酸
解析:选D。氯原子具有较大的电负性,能够吸引电子,增加羧基中羟基的极性,故酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH,X=-lg eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COO-)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COOH)))=-lg eq \f(Ka\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COOH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H+)))=-lg Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COOH))-pH或X=-lg
eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CHCl2COO-)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CHCl2COOH)))=-lg eq \f(Ka\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CHCl2COOH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H+)))=-lg Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CHCl2COOH))-pH或X=-lg eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2ClCOO-)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2ClCOOH)))=-lg eq \f(Ka\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2ClCOOH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H+)))=-lg Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2ClCOOH))-pH,当pH等于0时,X=-lg Ka,X越小Ka越大,故曲线Ⅰ代表-lg eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2ClCOO-)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2ClCOOH))),曲线Ⅱ代表-lg eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CHCl2COO-)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CHCl2COOH))),曲线Ⅲ代表-lg eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COO-)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COOH)))。X=-lg eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COO-)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COOH)))=-lg eq \f(Ka\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COOH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H+)))=-lg Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COOH))-pH,当pH等于0时,0.5<-lg Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COOH))<1,常温下Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COOH))的数量级为10-1,B正确;当三种溶液中c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CCl3COO-))=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CHCl2COO-))=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2ClCOO-)),则提供的氢离子总量相同,消耗n eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NaOH))均相同,D错误。
1.(2025·天津一模)四甲基氢氧化铵 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3))4NOH))是一元强碱。常温下,向20 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的四甲基氢氧化铵溶液,氨水中分别滴加0.1 mol·L-1盐酸,溶液导电性如图所示(已知:溶液导电性与离子浓度相关)。下列说法错误的是( )
A.在a、b、c、d、e中,水的电离程度最大的点是c
B.曲线1中c与e之间某点溶液呈中性
C.c点溶液中:c(H+)=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))+c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O))
D.a点溶液pH=13
解析:选B。由图象知,曲线1导电性较弱,说明曲线1对应的溶液为弱电解质溶液,即曲线1代表氨水,曲线2代表四甲基氢氧化铵,c点表示氨水与盐酸恰好完全反应生成氯化铵,水解程度最大,故此点对应的溶液中水的电离程度最大,A正确;在氨水中滴加盐酸,溶液由碱性变中性,再变成酸性,滴定前氨水呈碱性,而c点对应的溶液呈酸性,说明中性点在c点
向b点间的某点,c点到e点溶液的酸性越来越强,B错误;c点表示溶质是氯化铵,质子守恒式为c(H+)=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))+c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3·H2O)),C正确;依题意,四甲基氢氧化铵是一元强碱,c(OH-)=0.1 mol·L-1,c(H+)=1×10-13 mol·L-1,pH=13,D错误。
2.(双选)(2025·福建漳州模拟)已知H2A为二元弱酸,且Ka1(H2A)=1.0×10-3,向Na2A溶液中逐滴加入一元弱酸HB溶液,溶液中的粒子浓度变化关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A.L1为lg eq \f(c(HA-),c(H2A))随lg eq \f(c(B-),c(HB))的变化关系
B.Ka(HB)的数量级为10-4
C.NaHA溶液中:c(A2-)<c(H2A)
D.向Na2A溶液中滴入足量HB溶液的离子方程式为A2-+HB===HA-+B-
解析:选BC。向Na2A溶液中逐滴加入一元弱酸HB溶液,c(H+)增大,根据电离平衡常数不变可知lg eq \f(c(B-),c(HB))、lg eq \f(c(HA-),c(H2A))减小,lg eq \f(c(HA-),c(A2-))增大,即
L1为lg eq \f(c(HA-),c(H2A))随lg eq \f(c(B-),c(HB))的变化关系,A正确;当lg eq \f(c(HA-),c(H2A))=1.2时,lg eq \f(c(B-),c(HB))=0,结合Ka1(H2A)=1.0×10-3, eq \f(c(HA-),c(H2A))=101.2,此时c(H+)=10-4.2 mol·L-1,则Ka(HB)=10-4.2,数量级为10-5,B错误;在直线L2上,lg eq \f(c(B-),c(HB))=0时, eq \f(c(HA-),c(A2-))=103.4,此时c(H+)=10-4.2 mol·L-1,则Ka2(H2A)=1.0×10-7.6,NaHA溶液中,Kh= eq \f(Kw,Ka1)=1.0×10-11,即HA-的电离程度大于水解程度,则c(A2-)>c(H2A),C错误;因Ka1(H2A)>Ka(HB)>Ka2(H2A),则酸性:H2A>HB>HA-,所以向Na2A溶液中滴入足量HB溶液的离子方程式为A2-+HB===HA-+B-,D正确。
3.室温下,向亚硫酸溶液中滴加NaOH溶液,各含硫微粒分布系数(平衡时某微粒的物质的量占各微粒物质的量之和的分数)与溶液pH的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.曲线Ⅲ为SO eq \o\al(2-,3)随溶液pH的变化
B.NaHSO3能抑制水的电离
C.pH=7时,c(Na+)<3c(SO eq \o\al(2-,3))
D.H2SO3+2OH-⥫⥬2H2O+SO eq \o\al(2-,3)的平衡常数为1018.8
解析:选C。pH=7时,c(H+)=c(OH-),再根据电荷守恒得到c(Na+)=2c(SO eq \o\al(2-,3))+c(HSO eq \o\al(-,3)),又根据图像知,pH=7时c(SO eq \o\al(2-,3))<c(HSO eq \o\al(-,3)),因此,c(Na+)>3c(SO eq \o\al(2-,3)),C错误。
4.(双选)(2025·宁夏银川一模)常温下,用0.10 mol·L-1的NaOH溶液滴定0.10 mol·L-1的HA溶液,滴定曲线如图甲所示,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图乙所示。下列叙述错误的是( )
A.Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HA))的数量级为10-6
B.N点:水电离出的H+浓度为10-8.72 mol·L-1
C.M点:c(Na+)-c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(A-))= eq \f(Kw,1×10-4.74)-1×10-4.74
D.P→Q过程中,HA的电离程度逐渐增大
解析:选AB。根据图乙可知,lg eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(A-)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HA)))=0时pH在4.5~5.0之间,根据Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HA))= eq \f(c(H+)c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(A-)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HA)))=c(H+)可知,Ka eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HA))的数量级为10-5,A错误;N点酸碱恰好完全中和,所得为NaA溶液,此时溶液因A-水解呈碱性,pH=8.72,
则水的电离被促进,水电离出的H+浓度为10- eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(14-8.72)) mol·L-1=10-5.28 mol·L-1,B错误;根据电荷守恒,c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+),M点pH=4.74,结合离子积常数,则M点:c(Na+)-c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(A-))= eq \f(Kw,1×10-4.74)-1×10-4.74,C正确;由图乙可知,P→Q过程中,P点pH在3.5~4.0之间,Q点pH在5.5~6.0之间,结合图甲可知,HA不断被中和而减少,电离产生的c(H+)不断减小,HA的电离程度逐渐增大,D正确。
5.(2024·湖北高考)CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1,pKa1(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3) =10.3,pKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是( )
A.pH=6.5时,溶液中c(CO eq \o\al(2-,3))<c(Pb2+)
B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
C. pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(CO eq \o\al(2-,3))+c(HCO eq \o\al(-,3))+c(ClO eq \o\al(-,4))
D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
解析:选D。由图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>75%,c(Pb2+)=c0(Pb2+)·δ(Pb2+)>1.5×10-5 mol·L-1,此时体系中还没有PbCO3(s),则Ksp(PbCO3)≥c(Pb2+)·c(CO eq \o\al(2-,3)),c(CO eq \o\al(2-,3))≤ eq \f(Ksp(PbCO3),c(Pb2+))< eq \f(10-12.1,1.5×10-5) mol·L-1= eq \f(2,3)×10-7.1 mol·L-1<1.5×10-5 mol·L-1<c(Pb2+),A正确;δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,体系中还存
在Pb(OH)+,因此δ(Pb2+)=δ(PbCO3)<50%,则c(Pb2+)=c0(Pb2+)·δ(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1,B正确;体系的初始状态为Pb(ClO4)2溶液和CO2气氛,由于ClO eq \o\al(-,4)不水解,根据c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1可知c(ClO eq \o\al(-,4))=4.0×10-5 mol·L-1,读图可知,pH=7时,δ(Pb2+)<50%,δ[Pb(OH)+]<25%,则c(Pb2+)=c0(Pb2+)·δ(Pb2+)<2.0×10-5 mol·L-1×50%=1.0×10-5 mol·L-1,c[Pb(OH)+]=c0(Pb2+)·δ[Pb(OH)+]<2.0×10-5 mol·L-1×25%=5.0×10-6 mol·L-1,则2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2×1.0×10-5 mol·L-1+5.0×10-6 mol·L-1=2.5×10-5 mol·L-1<4.0×10-5 mol·L-1=c(ClO eq \o\al(-,4))<2c(CO eq \o\al(2-,3))+c(HCO eq \o\al(-,3))+c(ClO eq \o\al(-,4)),C正确;NaHCO3溶液中HCO eq \o\al(-,3)的水解平衡常数= eq \f(Kw,Ka1(H2CO3))= eq \f(1×10-14,10-6.4)=10-7.6>Ka2(H2CO3),即HCO eq \o\al(-,3)水解程度大于电离程度,加入NaHCO3后溶液中CO eq \o\al(2-,3)浓度几乎没有变化,且加入少量NaHCO3固体,溶液的pH稍微增大,结合图像可知,PbCO3的物质的量稍微增加,PbCO3不溶解,D错误。
6.25 ℃时,用0.1 mol·L-1 KOH溶液滴定同浓度的H2A溶液,H2A被滴定分数 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(n(KOH),n(H2A))))与pH、微粒分布分数δ[δ(X)= eq \f(n(X),n(H2A)+n(HA-)+n(A2-)),X表示H2A、HA-或A2-]的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.可以选酚酞作为此滴定实验第二滴定终点的指示剂
B.25 ℃时,H2A第一步电离平衡常数Kal=10-4
C.c点c(K+)=3c(HA-)
D.pH=5时,溶液中c(A2-)=c(H2A)
解析:选D。根据图示,c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(A2-))=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HA-))时,此时对应c点,溶液pH为7,故根据Ka2= eq \f(c(H+)·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(A2-)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HA-)))=10-7,Ka1×Ka2= eq \f(c2(H+)·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(A2-)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2A)))=10-4×10-7=10-11,可知c(A2-)=c(H2A)时,溶液pH=5.5,D错误。
7.(2025·湖北高考)铜(Ⅰ)、乙腈(简写为L)的某水溶液体系中含铜物种的分布曲线如图。纵坐标(δ)为含铜物种占总铜的物质的量分数,总铜浓度为1.0×10-3 mol·L-1。下列描述正确的是( )
A.Cu++3L⥫⥬ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL3))+的lg K=0.27
B.当c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cu+))=c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1([CuL]+))时,c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL2))+))=2.0×10-4 mol·L-1
C.n从0增加到2, eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuLn))+结合L的能力随之减小
D.若c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1([CuL]+))=c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL3))+)),则2c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL2))+))<c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1([CuL]+))+3c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL3))+))
解析:选C。Cu++3L⥫⥬ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL3))+的K= eq \f(c\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL3))+)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cu+))×c3(L)),当图中δ eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL3))+))=δ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cu+))时,K= eq \f(1,c3(L)),lg K=-3lg c(L),由图像可知,此时-1.6<lg c(L)<-1.2,则lg K≠0.27,A错误;当c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cu+))=c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1([CuL]+))时,由图像可知,δ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cu+))
=δ eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL))+))=0.48,δ eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL3))+))可忽略不计,则δ eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL2))+))=0.04,c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL2))+))=0.04×1.0×10-3=4×10-5 mol/L,B错误; eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuLn))+结合L的离子方程式为
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuLn))++L⥫⥬ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuLn+1))+,当δ eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuLn))+))=δ eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuLn+1))+))时,K= eq \f(1,c(L)),由图像交点可知,随着n变大,c(L)逐渐变大,则K值变小,说明 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuLn))+结合L的能力随之减小,C正确;若c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1([CuL]+))=c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL3))+)),由图像交点可知,δ eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL))+))=δ eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL3))+))<0.2,δ eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL2))+))>0.6,则c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL2))+))>2c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL3))+)),故2c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL2))+))>c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL))+))+3c eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuL3))+)),D错误。
8.(2025·河北高考)已知Cu2+和L3-结合形成两种配离子[CuL]-和[CuL2]4-。常温下,0.100 mol·L-1的H3L和0.002 mol·L-1的CuSO4混合溶液中,HL2-和L3-的浓度对数lg c(实线)、含铜微粒的分布系数δ(虚线)[例如δCu2+= eq \f(c(Cu2+),c(Cu2+)+c([CuL]-)+c([CuL2]4-))]与溶液pH的关系如图所示:
下列说法错误的是( )
A.Cu2++L3-⥫⥬[CuL]-,K=109.4
B.HL2-⥫⥬H++L3-,K=10-11.6
C.图中a点对应的pH=4.2
D.当pH=6.4时,体系中c(HL2-)>c([CuL2]4-)>c([CuL]-)>c(L3-)
解析:选C。HL2-与L3-间存在平衡:HL2-⥫⥬L3-+H+,故随溶液pH升高,lg c(L3-)逐渐增大,故曲线Ⅱ代表-lg c(L3-),曲线Ⅰ代表lg c(HL2-)。随pH升高,Cu2+依次转化为[CuL]-、[CuL2]4-,故曲线Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ依次代表δ(Cu2+)、δ([CuL]-)、δ([CuL2]4-)。由图可知,曲线Ⅲ与曲线Ⅳ交点处δ(Cu2+)=
δ([CuL]-),即c(Cu2+)=c([CuL]-),此时lg c(L3-)=-9.4,c(L3-)=10-9.4 mol·L-1,故K= eq \f(c([CuL]-),c(Cu2+)×c(L3-))= eq \f(1,10-9.4)=109.4,A正确;曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点处c(L3-)=c(HL2-),此时pH=11.6,即c(H+)=10-11.6 mol·L-1,故K= eq \f(c(L3-)×c(H+),c(HL2-))=10-11.6,B正确;由图可知,曲线Ⅳ和Ⅴ的交点处δ([CuL]-)=δ([CuL2]4-),即c([CuL]-)=c([CuL2]4-),此时lg c(L3-)=-7.2,即c(L3-)=10-7.2,可得L3-+[CuL]-⥫⥬[CuL2]4-的K′=107.2,a点处c(HL2-)=0.100 mol·L-1,且存在c(Cu2+)=c([CuL2]4-),代入K·K′= eq \f(c([CuL]-),c(Cu2+)×c(L3-))×
eq \f(c([CuL2]4-),c([CuL]-)×c(L3-))= eq \f(1,c2(L3-))=109.4×107.2=1016.6,解得c(L3-)=10-8.3 mol·L-1,代入K= eq \f(c(L3-)×c(H+),c(HL2-))=10-11.6得,c(H+)=10-4.3 mol·L-1,即pH=4.3,C错误;pH=6.4时,c(HL2-)约为0.1 mol·L-1,结合HL2-⥫⥬H++L3- K=10-11.6,故c(L3-)≈10-6.2 mol·L-1,c([CuL2]4-)=0.90×0.002 mol·L-1=1.8×10-3 mol·L-1,c([CuL]-)=0.09×0.002 mol·L-1=1.8×10-4 mol·L-1,故c(HL2-)>c([CuL2]4-)>c([CuL]-)>c(L3-),D正确。
9.(2025·甘肃高考)氨基乙酸(NH2CH2COOH)是结构最简单的氨基酸分子,其分子在水溶液中存在如下平衡:
+NH3CH2COOH eq \o(⥫==⥬,\s\up17(pK1=2.4))+NH3CH2COO- eq \o(⥫==⥬,\s\up17(pK2=9.6))NH2CH2COO-
在25 ℃时,其分布分数δ[如δ(NH2CH2COO-)= eq \f(c(NH2CH2COO-),c(+NH3CH2COOH)+c(+NH3CH2COO-)+c(NH2CH2COO-))]
与溶液pH关系如图1所示。在100 mL 0.01 mol·L-1 +NH3CH2COOH·Cl-溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液滴入体积的变化关系如图2所示。下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅰ对应的离子是+NH3CH2COOH
B.a点处对应的pH为9.6
C.b点处c(+NH3CH2COOH)=c(NH2CH2COO-)
D.c点处2c(+NH3CH2COOH)+c(H+)+c(+NH3CH2COO-)=c(OH-)
解析:选C。由图1可知,随着pH增大,平衡+NH3CH2COOH eq \o(⥫==⥬,\s\up15(pK1=2.4))+NH3CH2COO- eq \o(⥫==⥬,\s\up15(pK2=9.6))NH2CH2COO-右移,+NH3CH2COOH的分布分数减少,+NH3CH2COO-先增加后减少,NH2CH2COO-最后增加,a点代
表+NH3CH2COO-和NH2CH2COO-分布分数相等的点;图2中b点滴入NaOH为10 mL,+NH3CH2COOH·Cl-和NaOH的物质的量相等,得
到+NH3CH2COO-,c点+NH3CH2COOH·Cl-和NaOH的物质的量之比为1∶2,得到主要粒子为NH2CH2COO-。b点对应溶液pH=6,滴入10 mL NaOH溶液,该点溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)+c(+NH3CH2COOH)=c(OH-)+c(Cl-)+c(NH2CH2COO-),而c(H+)>c(OH-)、c(Na+)=c(Cl-),故
c(+NH3CH2COOH)<c(NH2CH2COO-),C错误。
10.(2025·云南昆明一模)现有10.00 mL HCl和H2C2O4的混合溶液,二者的浓度分别为0.200 0 mol·L-1和0.100 0 mol·L-1。实验室用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定,滴定过程中含碳微粒的分布分数(δ)及溶液pH随NaOH溶液体积的变化关系如下图所示。下列说法错误的是( )
[已知:δ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4))=eq \o\al(-,4) eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4))+c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HC2O))+c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C2O eq \o\al(2-,4))))
]。
A.曲线①表示δ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4))
B.a点时溶液中存在c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4))+ceq \o\al(-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HC2O))
+c(H+)=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))
C.pH≈2时,溶液中ceq \o\al(-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HC2O))
<10c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4))
D.滴定曲线表明无法单独滴定上述混合酸中的HCl
解析:选B。滴定过程中随NaOH体积增大pH增大,H2C2O4电离平衡正向移动,其分布分数逐渐减小,HC2O eq \o\al(-,4)电离平衡正向移动,其分布分数先增大后减小,C2O eq \o\al(2-,4)分布分数增大,则曲线①表示δ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4)),曲线②表示δeq \o\al(-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HC2O))
,曲线③表示δeq \o\al(2-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C2O))
,曲线④表示pH随NaOH溶液体积的变化关系。根据分析可知曲线①表示δ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4)),A正确;a点时加入了40 mL NaOH,
恰好和HCl和H2C2O4完全反应,得到c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NaCl))∶c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Na2C2O4))=2∶1的混合溶液,电荷守恒为:c(Na+)+c(H+)=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))+c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl-))+ceq \o\al(-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HC2O))
+2ceq \o\al(2-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C2O))
,元素守恒为:c(Na+)=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl-))+2ceq \o\al(-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HC2O))
+2ceq \o\al(2-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C2O))
+2c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4)),联立两式得2c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4))+ceq \o\al(-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HC2O))
+c(H+)=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-)),B错误;没有加入NaOH溶液时,即横坐标为0,此时①的纵坐标为0.8,②的纵坐标为0.2,说明溶液中ceq \o\al(-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HC2O))
∶c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4))=0.2∶0.8=0.25,即发生电离的c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4))=0.02 mol/L,电离出的c(H+)=0.02 mol/L,加上HCl电离出的H+,溶液中c(H+)=0.22 mol/L,Ka1=eq \o\al(-,4) eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HC2O))c(H+),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4)))
=0.22×0.25=0.055,pH≈2时,c(H+)=0.01
mol/L,eq \o\al(-,4) eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HC2O))×0.01,c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4)))
=0.055,ceq \o\al(-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HC2O))
=5.5c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4)),则ceq \o\al(-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HC2O))
<10c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2C2O4)),C正确;混合酸第一次当量点消耗V eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NaOH))=30 mL,对应HCl和H2C2O4第一步电离的总酸量,无法将HCl单独滴定出来,D正确。
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