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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
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第一部分
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高考题型 分层突破
2
突破选择题3 沉淀溶解平衡图像分析
知识区间六 水溶液中的离子平衡
课下巩固检测练(三十二)
沉淀溶解平衡图像分析
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分析:高考对沉淀溶解平衡图像的考查方式主要围绕溶度积(Ksp)的定量分析、沉淀条件的动态判断、复杂体系的综合解读三大核心方向展开,此类试题常融入数学的数形结合思想和化学的平衡思想,侧重考查考生综合分析能力和批判性思维的能力。
1.“曲线”溶解平衡图像的分析[以“BaSO4(s)⥫⥬Ba2+(aq)+SO eq \o\al(2-,4)(aq)”为例]
(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
曲线信息
①曲线上任意一点(a点、c点)都达到了沉淀溶解平衡状态,溶度积常数相同,此时Q=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Q>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Q<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 eq \o\al(2-,4))
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,曲线表示不同温度
曲线意义
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、c点都表示不饱和溶液
②计算Ksp:由a或b点可以计算出T1温度下的Ksp
比较T1、T2
因沉淀溶解平衡大部分为吸热,可知T1<T2
2.“对数直线”溶解平衡图像的分析
对数图像:将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]取常用对数,即lg c(A),反映到图像中是:
①若c(A)=1时,lg c(A)=0。
②若c(A)>1时,lg c(A)取正值且c(A)越大,lg c(A)越大。
③若c(A)<1时,lg c(A)取负值,且c(A)越大,lg c(A)越大,-lg c(A)越小。
④当坐标表示浓度的对数时,要注意离子浓度的换算,如lg c(X)=a,则c(X)=10a。
⑤当坐标表示浓度的负对数[-lg c(X)=pX]时,pX越大,c(X)越小,c(X)=10-pX。
(1)正对数[lg c(M+)~lg c(R-)]曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的正对数
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)
1.(2025·甘肃高考)下列实验操作能够达到目的的是( )
选项
实验操作
目的
A
测定0.01 mol·L-1某酸溶液的pH是否为2
判断该酸是否为强酸
B
向稀Fe2(SO4)3溶液滴入几滴浓硫酸,观察溶液颜色变化
探究H+对Fe3+水解的影响
C
向AgNO3溶液先滴入几滴NaCl溶液,再滴入几滴NaI溶液,观察沉淀颜色变化
比较AgCl和AgI的Ksp大小
D
将氯气通入Na2S溶液,观察是否产生淡黄色沉淀
验证氯气的氧化性
(2)负对数[-lg c(M+)~-lg c(R-)]曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的负对数
[纵坐标中,M代表Mg2+、Ca2+或Mn2+,pM=-lg c(M)]
①横坐标数值越大,c(CO eq \o\al(2-,3))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”溶解平衡图像的分析: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10 mL 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
③a、b、c三点水的电离程度最小的是b点
1.(2025·安徽高考)H2A是二元弱酸,M2+不发生水解。25 ℃时,向足量的难溶盐MA粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中lg [c(M2+)/(mol·L-1)]与pH的关系如图所示。
已知25 ℃时,Ka1(H2A)=10-1.6,Ka2(H2A)=10-6.8,lg 2=0.3。下列说法正确的是( )
A.25 ℃时,MA的溶度积常数Ksp(MA)=10-6.3
B.pH=1.6时,溶液中c(M2+)>c(Cl-)>c(HA-)>c(A2-)
C.pH=4.5时,溶液中c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
D.pH=6.8时,溶液中c(H+)+2c(HA-)+c(H2A)=c(OH-)+c(Cl-)
解析:选A。b点处c(M2+)=10-3.0 mol·L-1,根据元素守恒c(M2+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A),此时,pH=-lg Ka2,即c(A2-)=c(HA-),又因为pH较大,H2A可忽略不计,即有c(M2+)=2c(A2-)知,c(A2-)=0.5×10-3.0 mol·L-1,故Ksp(MA)=c(M2+)·c(A2-)=10-3.0×0.5×10-3.0= eq \f(1,100.3)×10-6=10-6.3,A正确;
pH=1.6时,c(H+)>c(OH-),c(M2+)=10-0.4 mol·L-1,c(HA-)=c(H2A),A2-可忽略不计,根据元素守恒知,c(HA-)= eq \f(10-0.4,2) mol·L-1,代入电荷守恒式c(H+)+2c(M2+)=c(Cl-)+c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)知,c(Cl-)>1.5×10-0.4 mol·L-1>c(M2+),故B错误;pH=4.5时,溶液中c(H+)=10-4.5 mol·L-1,由Ka1(H2A)= eq \f(c(H+)·c(HA-),c(H2A)),知 eq \f(c(HA-),c(H2A))=102.9>1,故c(HA-)>c(H2A),由Ka2(H2A)= eq \f(c(H+)·c(A2-),c(HA-)),知 eq \f(c(A2-),c(HA-))=10-2.3<1,故c(HA-)>c(A2-),由Ka1(H2A)·Ka2(H2A)= eq \f(c2(H+)·c(A2-),c(H2A)),知 eq \f(c(A2-),c(H2A))=100.6>1,故c(A2-)>c(H2A),
即溶液中c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),C错误;pH=6.8时,联立电荷守恒c(H+)+2c(M2+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(HA -)+2c(A2-)和元素守恒c(M2+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-),可得:c(H+)+2c(H2A)+c(HA-)=c(OH-)+c(Cl-),D错误。
2.(2025·陕晋青宁高考)常温下,溶液中Al3+、Zn2+、Cd2+以氢氧化物形式沉淀时,-lg [c(X)/(mol·L-1)]与-lg [c(H+)/(mol·L-1)] 的关系如图[其中X代表Al3+、Zn2+、Cd2+、Al(OH) eq \o\al(-,4)、Zn(OH) eq \o\al(2-,4)或Cd(OH) eq \o\al(2-,4)]。已知:Ksp[Zn(OH)2]<Ksp[Cd(OH)2],Zn(OH)2比Cd(OH)2更易与碱反应,形成M(OH) eq \o\al(2-,4);溶液中c(X)≤10-5 mol·L-1时,X可忽略不计。
下列说法错误的是( )
A.L为-lg c[Al(OH) eq \o\al(-,4)]与-lg c(H+)的关系曲线
B.Zn2++4OH-===Zn(OH) eq \o\al(2-,4)的平衡常数为1011.2
C.调节NaOH溶液浓度,通过碱浸可完全分离Cd(OH)2和Al(OH)3
D.调节溶液pH为4.7~6.4,可将浓度均为0.1 mol·L-1的Zn2+和Al3+完全分离
解析:选B。由点(8.4,5)可知Ksp[Zn(OH)2]=10-5×(10-5.6)2=10-16.2,根据c[Zn(OH) eq \o\al(2-,4)]=10-5 mol·L-1时,-lg c(H+)=12.4,知c(OH-)=10-1.6 mol·L-1,则Zn2++4OH-===Zn(OH) eq \o\al(2-,4)的平衡常数K=eq \o\al(2-,4) eq \f(c[Zn(OH)],c(Zn2+)·c4(OH-))
=eq \o\al(2-,4) eq \f(c[Zn(OH)],Ksp[Zn(OH)2]·c2(OH-))
= eq \f(10-5,10-16.2×(10-1.6)2)=1014.4,B错误。
3.(2024·黑、吉、辽高考)25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25 ℃时,pKa1(H2CrO4)=0.7,
pKa2(H2CrO4)=6.5。
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+⥫⥬2Ag++HCrO eq \o\al(-,4)的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中2-,4) eq \f(c(Br-),c(CrO))
=10-0.5
解析:选D。AgCl与AgBr结构相似,故图中二者斜率相同,且相同条件下Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),因此曲线①代表Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线,曲线②代表AgCl沉淀溶解平衡曲线,曲线③代表AgBr沉淀溶解平衡曲线,根据①上的点(2.0,7.7)可求得:Ksp(Ag2CrO4)=10-11.7;根据②上的点(2.0,7.7)可求得:Ksp(AgCl)=10-9.7;根据③上的点(6.1,6.1)可求得:Ksp(AgBr)
=10-12.2,A正确;该反应的平衡常数K=eq \o\al(-,4) eq \f(c2(Ag+)×c(HCrO),c(H+))
=eq \o\al(-,4) eq \f(c2(Ag+)×c(HCrO)×c(CrO eq \o\al(2-,4)),c(H+)×c(CrO eq \o\al(2-,4)))
= eq \f(Ksp(Ag2CrO4),Ka2(H2CrO4))= eq \f(10-11.7,10-6.5)=10-5.2,B正确;Cl-沉淀完全时,CrO eq \o\al(2-,4)才能开始沉淀,当Cl-恰好沉淀完全时,溶液中
c(Ag+)= eq \r(Ksp(AgCl))=10-4.85 mol·L-1,由Ksp(Ag2CrO4)=10-11.7可知,生成Ag2CrO4沉淀时c(CrO eq \o\al(2-,4))= eq \f(10-11.7,(10-4.85)2) mol·L-1=10-2 mol·L-1,故滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2 mol·L-1,C正确;滴定Br-达终点时,溶液中同时存在AgBr、Ag2CrO4沉淀,则溶液中eq \o\al(2-,4) eq \f(c(Br-),c(CrO))
= eq \f(Ksp(AgBr)·c(Ag+),Ksp(Ag2CrO4))=10-0.5c(Ag+),D错误。
4.(2023·全国卷甲)下图为Fe(OH)3、Al(OH)3 和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pMpH关系图(pM=-lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5 mol·L-1 可认为M离子沉淀完全)。下列叙述正确的是( )
A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为 eq \f(10-10,3) mol·L-1
C.浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时二者不会同时沉淀
解析:选C。结合题图可知,a点时pH=2、pM=2.5,则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-2.5×(10-12)3=10-38.5,A错误;由题图可知,pH=4时Al3+对应的pM=3,即c(Al3+)=10-3 mol·L-1,故Al(OH)3的溶解度为10-3 mol·L-1,B错误;由题图可知,Fe3+优先沉淀,当Fe3+沉淀完全时,c3(OH-)= eq \f(10-38.5,10-5) (mol·L-1)3=10-33.5(mol·L-1)3此时Q[Al(OH)3]=0.01 mol/L×10-33.5
(mol·L-1)3=10-35.5<Ksp[Al(OH)3]=10-33,Al3+还未沉淀,所以浓度为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离,C正确;由题图可知,Al3+沉淀完全时,pH约为4.7,Cu2+刚要开始沉淀,此时c(Cu2+)=0.1 mol·L-1,若c(Cu2+)=0.2 mol·L-1>0.1 mol·L-1,Cu2+、Al3+会同时沉淀,D错误。
1.(双选)(2025·湖北黄石二模)常温下Ag2S与CuS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,Mx+指Ag+或Cu2+。下列说法正确的是( )
A.d点所在直线表示-lg c(Cu2+)与-lg c(S2-)的关系式
B.CuS(s)可近似完全转化为Ag2S(s)
C.b点分散系中含有Ag2S和CuS固体混合物
D.Ksp(Ag2S)的数量级为10-50
解析:选BD。Ksp(Ag2S)=c2(Ag+)c(S2-),则lg c(S2-)+2lg c(Ag+)=lg Ksp(Ag2S),-lg c(S2-)=-2[-lg c(Ag+)]-lg Ksp(Ag2S),同理,-lg c(S2-)=-[-lg c(Cu2+)]-lg Ksp(CuS),由斜率可知,a点所在曲线为CuS在水中的沉淀溶解平衡曲线、d点所在曲线为Ag2S在水中的沉淀溶解平衡曲线,A错误;由点a坐标(5,30.2)可知,30.2=-5-lg Ksp(CuS),则Ksp(CuS)=10-35.2,同理,由d点可知,Ksp(Ag2S)=10-49.2,CuS(s)+2Ag+(aq)⥫⥬Ag2S(s)+Cu2+(aq),K= eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cu2+)),c2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+)))= eq \f(Ksp\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CuS)),Ksp\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag2S)))= eq \f(10-35.2,10-49.2)=1014>105,CuS(s)可近似完全转化为Ag2S(s),B正确;由图,b点在a点所在曲线上方、d点所在曲线下方,则分散系含Ag2S固体,但不含CuS固体,C错误;由B分析,Ksp(Ag2S)的数量级为10-50,D正确。
2.(2025·北京丰台期末)Ni(OH)2和NiCO3是Ni2+在不同pH的Na2CO3溶液体系中的两种可能产物。25 ℃时,二者的沉淀溶解平衡曲线如图。
已知:25 ℃时,Ksp(NiCO3)=1.42×10-7,Ksp[Ni(OH)2]=5.48×10-16。下列说法正确的是( )
A.Na2CO3溶液中2c(Na+)=c(CO eq \o\al(2-,3))+c(HCO eq \o\al(-,3))+c(H2CO3)
B.M点,溶液中存在c(CO eq \o\al(2-,3))<c(OH-)
C.P点所示条件下,能生成NiCO3沉淀,不能生成Ni(OH)2沉淀
D.NiCO3(s)+2OH-(aq)⥫⥬Ni(OH)2(s)+CO eq \o\al(2-,3)(aq)的平衡常数K≈2.6×108
解析:选D。M点c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))=10-5.75 mol·L-1,曲线上的点均为饱和溶液,因此c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ni2+))= eq \f(Ksp[Ni(OH)2],c2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-)))= eq \f(5.48×10-16,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(10-5.75))2)=5.48×10-4.5 mol·L-1,ceq \o\al(2-,3) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO))
=
eq \f(Ksp(NiCO3),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ni2+)))= eq \f(1.42×10-7,5.48×10-4.5) mol·L-1≈2.6×10-3.5 mol·L-1,因此c(CO eq \o\al(2-,3))>
c(OH-),B项错误;P点位于Ni(OH)2溶度积曲线之上、NiCO3溶度积曲线之下,纵坐标越往上,c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ni2+))越大,因此P点为Ni(OH)2的过饱和状态,为NiCO3的不饱和溶液,C项错误;NiCO3(s)+2OH-(aq)⥫⥬Ni(OH)2(s)+CO eq \o\al(2-,3)(aq)的平衡常数K=2-,3) eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO)),c2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-)))
= eq \f(Ksp(NiCO3),Ksp[Ni(OH)2])= eq \f(1.42×10-7,5.48×10-16)≈2.6×108,D项正确。
3.(2025·北京丰台一模)Na2S、FeS可用于含镉 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cd2+))废水的处理。
已知:常温下,ⅰ.Na2S溶液中各含硫粒子的物质的量分数与pH的关系如图所示。
ⅱ.0.1 mol·L-1 Na2S溶液pH约为12.8。
ⅲ.Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CdS)=7.9×10-27。
下列说法不正确的是( )
A.Na2S溶液中:c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]
B.0.1 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.含镉废水中加入FeS后,发生反应的离子方程式为Cd2+(aq)+FeS(s)===CdS(s)+Fe2+(aq)
D.向含0.001 mol·L-1 Cd2+的废水中加入足量FeS,废水可达排放标准 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cd2+))<10-8 mol·L-1))
解析:选B。0.1 mol·L-1 Na2S溶液pH约为12.8,结合图像可知,c(HS-)>c(S2-),B错误;向含0.001 mol·L-1 Cd2+的废水中加入足量FeS生成c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Fe2+))为0.001 mol/L,方程式为:Cd2+(aq)+FeS(s)===CdS(s)+Fe2+(aq),平衡常数K= eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Fe2+)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cd2+)))= eq \f(Ksp\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(FeS)),Ksp\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CdS)))= eq \f(6.3×10-18,7.9×10-27),得到c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cd2+))= eq \f(0.001×7.9×10-27,6.3×10-18) mol/L≈1.25×10-12 mol/L<10-8 mol·L-1,废水可达排放标准,D正确。
4.(2025·湖南娄底一模)常温下,向浓度均为0.1 mol·L-1
的NaCl、Na2CrO4、Na3PO4溶液中滴加AgNO3溶液,溶液中
-lgc(X)eq \o\al(2-,4) eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(X=Cl-、CrO、PO eq \o\al(3-,4)))
与lg c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+))的关系如图所示。下列叙述
正确的是( )
A.Ksp eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag2CrO4))=10-16.05
B.上述过程中最先生成Ag3PO4,最后生成AgCl
C.常温下,饱和AgCl溶液中c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+))=10-5.95 mol·L-1
D.c点坐标为(-3.15,6.6)
解析:选D。根据溶度积表达式可知,两边取负对数得-lg c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl-))=-lg Ksp(AgCl)+lg c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+)),-lg ceq \o\al(2-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CrO))
=-lg Ksp eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag2CrO4))+2lg c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+)),-lg ceq \o\al(3-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(PO))
=-lg Ksp eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag3PO4))+3lg c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+)),结合图像中直线斜率可知,L1、L2、L3直线斜率依次减小,L1代表-lg ceq \o\al(3-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(PO))
与lg c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+))的关系,L2代表-lg ceq \o\al(2-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CrO))
与lg c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+))的关系,L3代表-lg c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl-))与lg c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+))的关系,根据a
点坐标数据计算:Ksp eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag2CrO4))= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(10-4.1))
eq \s\up12(2)×10-3.75=10-11.95,Ksp eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag3PO4))= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(10-4.1))
eq \s\up12(3)×10-3.75=10-16.05,根据b点坐标数据计算:Ksp eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(AgCl))=10-2.2×10-7.55=10-9.75。浓度均为0.1 mol·L-1的NaCl、Na2CrO4、Na3PO4溶液中滴加AgNO3溶液,分别生成AgCl、Ag2CrO4、Ag3PO4时,所需最低Ag+浓度依次为10-8.75 mol·L-1,10-5.475 mol·L-1和10-5 mol·L-1,故生成沉淀的先后顺序为AgCl、Ag2CrO4、Ag3PO4,B错误;Ksp eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(AgCl))=10-9.75,常温下饱和氯化银溶液中,c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+))= eq \r(Ksp(AgCl))= eq \r(10-9.75) mol·L-1=10-4.875 mol·L-1,C错误;计算c点坐标:9.75+lg c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+))=16.05+3lg c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+)),解得:lg c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+))=-3.15,代入数据计算,可得:-lg c(Cl-)=-lg ceq \o\al(3-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(PO))
=6.6,即c点坐标为(-3.15,6.6),D正确。
1.已知:pAg=-lg c(Ag+),常温下向10 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液中滴加0.1 mol·L-1NaCl溶液的滴定曲线Ⅰ如图所示。已知:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。下列说法正确的是( )
A.常温下,Ksp(AgCl)=1.0×10-5.87
B.溶液中水的电离程度:a=c<b
C.c点溶液中c(Ag+)=5×10-8.74 mol·L-1
D.将NaCl溶液换为等浓度的NaI溶液,图像变为曲线Ⅱ
解析:选C。根据图中信息可知,常温下,b点为滴定终点,此时饱和溶液中,pAg=-lg c(Ag+)=4.87,c(Ag+)=c(Cl-)=10-4.87 mol·L-1,Ksp(AgCl)=1.0×10-9.74,A错误;由图可知,c(Ag+):a>b>c,Ag+促进水的电离,故溶液中水的电离程度:a>b>c,B错误;c点溶液中c(Cl-)= eq \f(0.1 mol·L-1×5 mL,25 mL)
=0.02 mol·L-1,c(Ag+)= eq \f(1.0×10-9.74,0.02) mol·L-1=5.0×10-8.74 mol·L-1,C正确;Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),把0.1 mol·L-1的NaCl溶液换成0.1 mol·L-1的NaI溶液,则终点后溶液中c(Ag+)更小,pAg更大,虚线应在实线的上方,图像不可能变为曲线Ⅱ,D错误。
2.(2025·江西九江模拟)室温下,已知Ksp(CuS)=8.8×10-36,饱和Cu(OH)2溶液中x=-lg eq \f(c(Cu2+),2.2×10-5)与pH的关系如图所示。向0.1 mol·L-1的Na2S溶液(pH=12.4)中加入一定量的CuSO4。下列说法正确的是( )
A.室温下Cu(OH)2的Ksp数量级为10-20
B.反应CuS+2OH-⥫⥬Cu(OH)2+S2-的平衡常数为4×1016
C.室温下,CuS在等浓度的Na2S和H2S溶液中的Ksp不相等
D.反应后的溶液中存在离子浓度关系:c(Na+)+c(H+)+2c(Cu2+)=2c(S2-)+c(OH-)+2c(SO eq \o\al(2-,4))
解析:选A。当x=3时,pH=8,故x=-lg eq \f(c(Cu2+),2.2×10-5)=3,解得c(Cu2+)=2.2×10-8,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=2.2×10-8×(10-6)2=2.2×10-20,Ksp的数量级为10-20,A项正确;CuS+2OH-⥫⥬Cu(OH)2+S2-的K= eq \f(c(S2-),c2(OH-))
= eq \f(Ksp(CuS),Ksp[Cu(OH)2])= eq \f(8.8×10-36,2.2×10-20)=4×10-16,B项错误;温度不变,Ksp不变,C项错误;根据电荷守恒,反应后的溶液中存在离子浓度关系:c(Na+)+c(H+)+2c(Cu2+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)+2c(SO eq \o\al(2-,4)),D项错误。
3.(2025·安徽淮南二模)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。pAg=-lg eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag+))/\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mol·L-1)))),pX=-lg eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Xn-))/\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mol·L-1)))),Xn-代表Cl-或CrO eq \o\al(2-,4)。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定含Cl-的水样。下列说法正确的是( )
A.曲线①为Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线
B.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,不能生成AgCl沉淀
C.Ag2CrO4+2Cl-⥫⥬2AgCl+CrO eq \o\al(2-,4)的平衡常数K=10-2
D.滴定终点时,若溶液中c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(K2CrO4))=0.01 mol·L-1,则c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl-))=10-4.85 mol·L-1
解析:选D。根据图中直线斜率判断沉淀溶解平衡曲线①为AgCl沉淀溶解平衡曲线,A错误;a点条件下Q eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(AgCl))>K eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(AgCl)),能生成AgCl沉淀,Q eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag2CrO4))<K eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag2CrO4)),不能生成Ag2CrO4沉淀,B错误;由点(7.7,2.0)可知pKsp eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag2CrO4))=2pAg+pCrO4=4.0+7.7=11.7,pKsp eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(AgCl))=pAg+pCl
=2.0+7.7=9.7,Ag2CrO4+2Cl-⥫⥬2AgCl+CrO eq \o\al(2-,4)的平衡常数K=2-,4) eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CrO)),c2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl-)))
=eq \o\al(2,sp) eq \f(Ksp\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag2CrO4)),K\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(AgCl)))
= eq \f(10-11.7,10-9.7×2)=107.7,C错误;滴定终点时,若溶液中c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(K2CrO4))=0.01 mol·L-1,则pAg= eq \f(1,2)
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(pKsp\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ag2CrO4))-pCrO4))= eq \f(1,2)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(11.7-2))=4.85,pCl=pKsp eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(AgCl))-pAg=9.7-4.85=4.85,c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl-))=10-4.85,D正确。
4.(2025·江西二模)常温下,用AgNO3溶液分别滴定KCl和K2CrO4溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑Ag+或CrO eq \o\al(2-,4)的水解)。下列说法正确的是( )
A.向含有KCl和K2CrO4两种溶质且浓度均为0.01 mol/L的溶液滴加AgNO3溶液,先产生的沉淀是Ag2CrO4
B.常温下,Ksp(Ag2CrO4)的数量级为10-11
C.常温下,反应2AgCl(s)+CrO eq \o\al(2-,4)(aq)⥫⥬Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)的平衡常数为10-2
D.溶液中离子浓度处于阴影部分时,加入少量AgCl和Ag2CrO4固体,会发生Ag2CrO4沉淀转化为AgCl沉淀的反应
解析:选D。当c(Ag+)=1 mol·L-1时,c(Cl-)=10-9.7 mol·L-1,c(CrO eq \o\al(2-,4))=10-11.7 mol·L-1,所以Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=1 mol·L-1×10-9.7 mol·L-1=10-9.7,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)×c(CrO eq \o\al(2-,4))=(1 mol·L-1)2×10-11.7 mol·L-1=
10-11.7。向含有KCl和K2CrO4两种溶质且浓度均为0.01 mol/L的溶液滴加AgNO3溶液时,Cl-所需最小的银离子浓度为:c(Ag+)= eq \f(Ksp(AgCl),c(Cl-))= eq \f(10-9.7,c(Cl-)),CrO eq \o\al(2-,4)所需最小的银离子浓度为:c(Ag+)=eq \o\al(2-,4) eq \r(\f(Ksp(Ag2CrO4),c(CrO)))
=2-,4) eq \r(\f(10-11.7,c(CrO)))
,由于Cl-和CrO eq \o\al(2-,4)浓度相同,故Cl-所需最小的银离子浓度更小,故先生成AgCl沉淀,A错误;Ksp只与温度有关,由图可知,常温下Ksp(Ag2CrO4)=10-11.7,所以常温下,Ksp(Ag2CrO4)的数量级为10-12,B错误;常温下,反应2AgCl(s)+CrO eq \o\al(2-,4)(aq)⥫⥬Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)的平衡常数为:Ksp=
eq \o\al(2-,4) eq \f(c2(Cl-),c(CrO))
=eq \o\al(2-,4) eq \f(c2(Cl-)×c2(Ag+),c(CrO)×c2(Ag+))
=eq \o\al(2,sp) eq \f(K(AgCl),Ksp(Ag2CrO4))
= eq \f((10-9.7)2,10-11.7)=10-7.7,C错误;溶液中离子浓度处于阴影部分时,Qc(AgCl)>Ksp(AgCl),Qc(Ag2CrO4)<Ksp(Ag2CrO4),所以AgCl会继续沉淀,Ag2CrO4会溶解,所以会发生Ag2CrO4沉淀转化为AgCl沉淀的反应,D正确。
5.(2024·全国卷甲)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液。lg [cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl-或CrO eq \o\al(2-,4))随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.交点a处:c(Na+) =2c(Cl-)
B. eq \f(Ksp(AgCl),Ksp(Ag2CrO4))=10-2.21
C.V≤2.0 mL时eq \o\al(2-,4) eq \f(c(CrO),c(Cl-))
不变
D.y1=-7.82,y2=-lg 34
解析:选D。根据题意可知,在整个滴加0.10 mol·L-1 NaCl溶液的过程中,溶液中存在的平衡有Ag2CrO4和AgCl的沉淀溶解平衡,同时也存在由Ag2CrO4转化为AgCl的沉淀转化平衡。由反应Ag2CrO4+2NaCl⥫⥬2AgCl
+Na2CrO4可知,Ag2CrO4与NaCl完全反应的点位于V(NaCl)=2.0 mL处。当V(NaCl)<2.0 mL时,由于Ag2CrO4过量,滴加NaCl溶液的过程中Ag+浓度变化缓慢,Cl-少量,则Cl-浓度也变化缓慢;当V(NaCl)>2.0 mL时,因为Cl-过量导致Cl-浓度陡然增加,而Ag+浓度陡然减小,故可确定图中从上到下第一条曲线对应CrO eq \o\al(2-,4)浓度变化,第二条曲线对应Cl-浓度变化,第三条曲线对应Ag+浓度变化。Ag2CrO4转化为AgCl需消耗2.0 mL NaCl溶液,结合题图知,交点a处c(Na+)≈ eq \f(3.0×0.10,4.0) mol·L-1,c(Cl-)≈ eq \f((3.0-2.0)×0.10,4.0) mol·L-1,因此c(Na+)≠2c(Cl-),A错误;V(NaCl)=1.0 mL
时,溶液中存在Ag2CrO4、AgCl沉淀,因此溶液中满足Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO eq \o\al(2-,4)),即lg [Ksp(Ag2CrO4)]=2lg [c(Ag+)]+ lg [c(CrO eq \o\al(2-,4))]=2×(-5.18)+(-1.60)=-11.96,Ksp(Ag2CrO4)=10-11.96,同理可得Ksp(AgCl)=10-9.75,则 eq \f(Ksp(AgCl),Ksp(Ag2CrO4))= eq \f(10-9.75,10-11.96)=102.21 ,B错误;在滴加NaCl溶液的最初阶段,滴入的Cl-的量极少,尚不足以生成AgCl沉淀,滴入的Cl-全部以离子形式存在,其浓度随着NaCl溶液的滴入而增大,由于Cl-未与Ag+发生作用,此时溶液仍为Ag2CrO4的饱和溶液,其中c(Ag+)=2c(CrO eq \o\al(2-,4)),c(CrO eq \o\al(2-,4))= eq \r(3,\f(Ksp(Ag2CrO4),4)),为定值,因此在此阶段,eq \o\al(2-,4) eq \f(c(CrO),c(Cl-))
随着NaCl溶液的滴入
而减小,当Ag2CrO4转化为AgCl后,结合沉淀转化反应为可逆反应知,当V(NaCl)≤2.0 mL时,体系中仍存在Ag2CrO4沉淀,溶液中满足Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO eq \o\al(2-,4))、Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),两式相除得eq \o\al(2-,4) eq \f(c(CrO),c(Cl-))
= eq \f(Ksp(Ag2CrO4),Ksp(AgCl)·c(Ag+)),其中c(Ag+)在滴加NaCl溶液的过程中会随着c(Cl-)的增加而减少,因此eq \o\al(2-,4) eq \f(c(CrO),c(Cl-))
会随着NaCl溶液的滴加而增大,C错误;V(NaCl)=2.4 mL时,体系中有AgCl沉淀,溶液中满足lg [Ksp(AgCl)]=lg [c(Ag+)]+lg [c(Cl-)],代入数据-9.75=y1+(-1.93),得y1=-7.82,假设此时溶液
中仍存在Ag2CrO4,则lg [Ksp(Ag2CrO4)]=2 lg [c(Ag+)]+lg [c(CrO eq \o\al(2-,4))],代入数据-11.96=2×(-7.82)+lg [c(CrO eq \o\al(2-,4))],得lg [c(CrO eq \o\al(2-,4))]=3.68,即c(CrO eq \o\al(2-,4))=103.68 mol·L-1,远超过Ag2CrO4全部溶解所得CrO eq \o\al(2-,4)的浓度,因此此时溶液中不存在Ag2CrO4沉淀,Ag2CrO4已全部溶解,故c(CrO eq \o\al(2-,4))= eq \f(0.10 mmol,3.4 mL)= eq \f(1,34) mol·L-1,y2=lg eq \f(1,34)=-lg 34,D正确。
6.(2025·河南郑州二模)工业上常用H2S除去废水中的Mn2+、Fe2+。在t ℃下,起始浓度c0(H2S)=0.1 mol·L-1的水溶液中,lg c(c表示H2S、HS-、S2-的物质的量浓度)随着pH的变化如图中虚线所示(溶液体积变化忽略不计);若通过调节该H2S溶液的pH,形成难溶硫化物以除去废水的Mn2+、Fe2+,金属离子浓度lg c(c表示Mn2+、Fe2+的物质的量浓度)随pH的变化如实线所示。已知:Ksp eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(FeS))<Ksp eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(MnS))。
下列说法正确的是( )
A.调节H2S溶液至pH=6.9时,c(H+)-c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))=2c(S2-)+c(HS-)
B.①②③曲线分别对应c(S2-)、c(HS-)、c(H2S)随pH的变化
C.Q点的pH=9.9
D.MnS(s)+Fe2+(aq)===FeS(s)+Mn2+(aq)的平衡常数K=10-4.6
解析:选C。H2S为弱酸,pH较小时,溶液中c(H2S)>c(HS-)>c(S2-),因此曲线①表示H2S随着pH的变化,曲线②表示HS-随着pH的变化,曲线③表示S2-随着pH的变化;实线m、n表示金属离子浓度随pH的变化,因Ksp eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(FeS))<Ksp eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(MnS)),故当pH相同时,c(Fe2+)<c(Mn2+),可知曲线m为Mn2+
浓度随pH的变化,曲线n为Fe2+浓度随pH的变化。H2S为弱酸,溶液中存在电荷守恒,c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),调节pH时加入碱溶液可使pH增大,故当溶液pH=6.9时,溶液中可能存在其他离子,电荷守恒关系会发生变化,A项错误;H2S为弱酸,溶液中存在电离平衡,H2S⥫⥬H++HS-,pH=6.9时,c(HS-)=c(H2S),电离平衡常数Ka1= eq \f(c(H+)·c(HS-),c(H2S))=10-6.9,HS-⥫⥬H++S2-,pH=12.9时,c(HS-)=c(S2-),电离平衡常数Ka2= eq \f(c(H+)·c(S2-),c(HS-))=10-12.9,Ka1·Ka2= eq \f(c2(H+)·c(S2-),c(H2S))=10-19.8,Q点c(S2-)=
c(H2S),因此c(H+)=10-9.9 mol/L,即pH=9.9,C项正确;由图可知,当pH=8.1时,c(Mn2+)=10-6.3 mol/L,c(Fe2+)=10-10.9 mol/L,反应MnS(s)+Fe2+(aq)===FeS(s)+Mn2+(aq)的平衡常数K= eq \f(c(Mn2+),c(Fe2+))= eq \f(Ksp(MnS),Ksp(FeS))= eq \f(10-6.3,10-10.9)=104.6,D项错误。
7.(双选)(2025·内蒙古呼和浩特二模)某元素M的氢氧化物M eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))在水中的溶解反应为:M eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))⥫⥬M2+(aq)+2OH-(aq),M eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))+2OH-(aq)⥫⥬M eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))(aq)。25 ℃时,-lg c与pH的关系如图所示,c为M2+或M eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))浓度的值。下列说法错误的是( )
A.曲线①代表-lg c与pH的关系
B.M eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))2的Ksp约为1×10-17
C.向c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M2+))=0.1 mol/L的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,体系中元素M主要以M eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))2(s)存在
D.向=0.1 mol/L的溶液中加入等体积0.4 mol/L的盐酸后,体系中元素M主要以M2+存在
解析:选AD。由题干信息,M eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))2(s)⥫⥬M2+(aq)+2OH-(aq)、M eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))2(s)+2OH-(aq)⥫⥬(aq),随着pH增大,c(OH-)增大,则c(M2+)减小,
增大,即-lg c(M2+)增大,-lg 减小,因此曲线①代表-lg c(M2+)与pH的关系,曲线②代表-lg 与pH的关系,A错误;由图,pH=7.0时,pOH=7,此时-lg c(M2+)=3.0,则M(OH)2的Ksp=c(M2+)c2(OH-)=1×10-17,B正确;向c(M2+)=0.1 mol/L的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,根据图,pH=9.0时,c(M2+)、均极小,则体系中元素M主要以M(OH)2(s)存在,C正确;根据图,=0.1 mol/L时溶液的pH约为14.5,c(OH-)≈ eq \f(10-14,10-14.5) mol/L≈3.2 mol/L,加入
等体积的0.4 mol/L的HCl后,发生中和反应,反应后c(OH-)= eq \f(3.2-0.4,2) mol/L=1.4 mol/L,pH>14,此时体系中元素M仍主要以存在,D错误。
8.(2025·江西萍乡二模)利用平衡移动原理,分析常温下Ni2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。已知:图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系;图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ni2+))·ceq \o\al(2-,3) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO))
=Ksp eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NiCO3));曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ni2+))·c2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))=Ksp eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Ni(OH)2));[注:起始Na2CO3体系中ceq \o\al(2-,3) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO))
+ceq \o\al(-,3) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HCO))
+c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2CO3))=0.1 mol·L-1;不同pH下ceq \o\al(2-,3) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO))
由图1得到]。
下列说法错误的是( )
A.Ksp eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Ni(OH)2))=10-15
B.M点时,溶液中存在ceq \o\al(2-,3) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO))
=c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH-))
C.pH=7时,eq \o\al(2-,3) eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2CO3)))
=10-2.62
D.根据图1和图2,初始状态pH=11,lg eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ni2+))))=-6,发生反应:Ni2++2CO eq \o\al(2-,3)+2H2O===Ni(OH)2↓+2HCO eq \o\al(-,3)
解析:选B。由图2的曲线Ⅱ可知,当pH=10,lg [c(Ni2+)]=-7时,Ni(OH)2达到溶解平衡,此时Ksp eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Ni(OH)2))=c(Ni2+)·c2(OH-)=10-7×(10-4)2=10-15,A正确;M点的pH=8.25,由图1可知此时溶液中的ceq \o\al(-,3) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HCO))
≈0.1 mol/L,结合K2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2CO3))的数值,可得ceq \o\al(2-,3) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO))
=0.001 mol/L≠c(OH-),B错误;pH=7时,eq \o\al(2-,3) eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2CO3)))
= eq \f(K2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2CO3))K1\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2CO3)),c2(H+))= eq \f(10-10.25×10-6.37,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(10-7))2)=10-2.62,C正确;
由图2可知,当pH=11,lg eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ni2+))))=-6,此时Qc eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Ni(OH)2))>Ksp eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Ni(OH)2)),Qc(NiCO3)<Ksp(NiCO3),溶液中生成Ni(OH)2沉淀,结合图1可知,当pH=11时,溶液中含碳粒子为CO eq \o\al(2-,3)和少量的HCO eq \o\al(-,3),此时反应的离子方程式为Ni2++2CO eq \o\al(2-,3)+2H2O===Ni(OH)2↓+2HCO eq \o\al(-,3),D正确。
9.(双选)(2025·山东济宁期末)菠萝“扎嘴”的原因之一是含有难溶于水的草酸钙针晶。常温下,向足量CaC2O4浊液中加HCl或NaOH调节pH,lg c(M)(M代表Ca2+、CaC2O4)与pH关系如图1所示,溶液中含碳物质的摩尔分数与pH关系如图2所示,已知Ksp eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CaC2O4))=10-8.2,Ksp eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Ca\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))\s\do7(2)))=10-5.6。下列说法错误的是( )
A.n点的横坐标为3
B.溶液pH=7时,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))
=2c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ca2+))
C.用钙离子处理含草酸根离子的废水,应控制pH大约为5~11
D.m点处体系中存在两种固体物质
解析:选AB。Ka1×Ka2=eq \o\al(2-,4) eq \f(c(H+)·c(C2O),c(HC2O eq \o\al(-,4)))
×eq \o\al(-,4) eq \f(c(H+)·c(HC2O),c(H2C2O4))
=eq \o\al(2-,4) eq \f(c2(H+)·c(C2O),c(H2C2O4))
=10-5.6,n点存在关系:ceq \o\al(2-,4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C2O))
=c(H2C2O4),则c(H+)=10-2.8,pH=2.8,A错误;若要使草酸钙溶液体系pH=7,必须向体系中加入可调节pH的某些试剂,即体系中还存在其他离子,溶液pH=7时c(H+)
=c(OH-),以下电荷守恒等式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))
+c(OH-)=2c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ca2+))+c(H+)缺少某些离子,无法得出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))
=2c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Ca2+)),B错误;由图可知,用钙离子处理含草酸根离子的废水,应控制溶液pH大约在5~11区间内,pH过小溶液中草酸钙可能会溶解,草酸根更多以草酸和草酸氢根存在,pH过高草酸钙会转化成Ca(OH)2,C正确;由图可知,m点在c eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CaC2O4(aq)))之上,是CaC2O4的过饱和溶液,溶液中存在CaC2O4固体,pH>13,Ca2+浓度迅速下降,说明此时生成了Ca(OH)2沉淀,D正确。
10.(2025·辽宁抚顺六校协作体模拟)常温下,在Mg(OH)2、Fe(OH)2和氨水的浊液中滴加醋酸,混合物中pX[pX=-lg X,X=c(Mg2+)、c(Fe2+)、eq \o\al(+,4) eq \f(c(NH),c(NH3·H2O))
或 eq \f(c(CH3COO-),c(CH3COOH))]与pH的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
已知:Ksp eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Mg(OH)2))>Ksp eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe(OH)2))。
A.①代表-lg c(Mg2+)与pH的关系
B.0.1 mol·L-1 CH3COONH4中性溶液中c(CH3COO-)=c(NH eq \o\al(+,4))=0.1 mol·L-1
C.在Mg(OH)2和Fe(OH)2的悬浊液中: eq \f(c(Mg2+),c(Fe2+))=105.06
D.Mg(OH)2+2CH3COOH⥫⥬(CH3COO)2Mg+2H2O的平衡常数K为102.17
解析:选C。由已知:-lg c(Fe2+)、-lg c(Mg2+)与pH的直线斜率相同,Mg(OH)2溶度积较大,故①代表-lg c(Fe2+)与pH的关系,②代表-lg c(Mg2+)与pH的关系,eq \o\al(+,4) eq \f(c(NH),c(NH3·H2O))
= eq \f(Kb,c(OH-)),随pH增大,比值减小, eq \f(c(CH3COO-),c(CH3COOH))= eq \f(Ka,c(H+)),随pH增大,比值增大,因此④代表-lg eq \f(c(CH3COO-),c(CH3COOH))与pH的关系,③代表-lg eq \o\al(+,4) eq \f(c(NH),c(NH3·H2O))
与pH的关系。NH eq \o\al(+,4)和CH3COO-均会水解,因此两者的浓度均小于0.1 mol·L-1,B项错误;由c、d点数据计算知,
Ksp[Mg(OH)2]=10-11.25,Ksp[Fe(OH)2]=10-16.31, eq \f(c(Mg2+),c(Fe2+))= eq \f(10-11.25,10-16.31)=105.06,C项正确;由a点数据计算知,Ka(CH3COOH)=10-4.76,Mg(OH)2+2CH3COOH⥫⥬(CH3COO)2Mg+2H2O的平衡常数K=eq \o\al(2,a) eq \f(Ksp[Mg(OH)2]·K(CH3COOH),K eq \o\al(2,w))
= eq \f(10-11.25×(10-4.76)2,10-28)=107.23,D项错误。
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