内容正文:
专题08水溶液中的离子平衡曲线分析
题型
考情分析
考向预测
pH-V图象
pH-V 图像(酸碱滴定曲线) 是选择题的 必考高频难点,难度 中等偏上。其核心考查 水溶液离子平衡 与 数形结合分析能力
从浙江选考题型的变化趋势来看,溶液中离子浓度的大小比较往往把化学原理抽象为数学问题,旨在考查学生从图表图象中获得数据和处理、应用数据的能力以及对曲线的数学意义和化学意义之间对应关系的分析、理解、运用能力。命题以 “真实情境 + 多重平衡” 为载体,聚焦酸碱中和滴定、弱电解质电离、盐类水解、沉淀溶解平衡的综合应用,强调数形结合与定量计算,是区分度的关键题型。命题热点将电离、水解、沉淀溶解、络合平衡融入同一曲线,综合考查常数计算与平衡移动。典型情境,如金属离子(如 Fe²⁺、Ag⁺)在不同 pH 下的存在形态(离子、氢氧化物、络合物),结合 Ksp、络合常数(K 稳)进行分析。
预测2026年6月将延续“稳中有变、综合融合”的趋势,重点考查多元平衡体系的证据推理与定量计算能力。
分布系数图象
核心考查弱电解质电离、pH 与粒子占比关系、电离常数(Ka)计算及三大守恒,载体从经典酸(H₂C₂O₄、H₂S)转向生活/环境物质(如柠檬酸、砷酸)
对数图象
近年来借助数学的对数知识,把浓度的对数融于离子反应平衡图象中,把所要考查的知识简明、直观、形象的寓于坐标曲线上
沉淀溶解平衡图象
图象载体多样,信息量大,综合性强,区分度高;侧重图像解读、Ksp 计算与平衡移动判断。从单一 c-c 图,发展到pM-pX 图、lgc-lgc 图、pH-pM 图、多曲线共存图。
考点1 pH-V图象
【典例】(2025·浙江省杭州市高三一模)工业锅炉需定期除水垢,其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时,发生反应:CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)。将1.00g硫酸钙加入100mL0.1mol·L-1 Na2CO3溶液中,在25℃和充分搅拌条件下,利用计测得体系随时间t变化如图。已知:Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Ksp(CaCO3)=3.5×10-9,Ksp(CaSO4)= 4.9×10-5(不考虑SO42-水解)。下列说法不正确的是( )
A.t=0时,以上溶液中存在:cCO32->cHCO3-
B.保持溶液中cSO42-:cCO32-<1.4×104,可使水垢中的CaSO4转化为CaCO3
C.t2时刻体系中CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)已达平衡状态
D.t2时刻后向体系中加入少量Na2SO4固体,溶液的不变
1.考查形式与图像类型
主要以 酸碱中和滴定曲线 为主,横坐标 V 为滴入标准液的体积,纵坐标 pH 为溶液酸碱度。
(1)强碱滴定强酸 / 弱酸(如 NaOH 滴定 HCl、CH₃COOH)
(2)强酸滴定强碱 / 弱碱(如 HCl 滴定 NaOH、NH₃・H₂O)
2.滴定曲线特殊点的分析
样例: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:
(1)pH—V图 各特殊点粒子大小关系及变化趋势
点
溶质
离子浓度大小比较
A
CH3COOH
c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
B(1∶1)
CH3COOH、H3COONa
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C(pH=7)
CH3COOH、CH3COONa
c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
D
CH3COONa
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
E(2∶1)
CH3COONa、NaOH
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
F(1∶1)
CH3COONa、NaOH
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
(2)各特殊点对水电离程度的影响
点
溶质
水的电离情况
pH—V图
A
CH3COOH
抑制
B
CH3COOH、CH3COONa
抑制
C
CH3COOH、CH3COONa
正常电离
D
CH3COONa
只促进
E
CH3COONa、NaOH
抑制
F
CH3COONa、NaOH
抑制
结论:水的电离程度大小顺序为: D>C>B>A>E>F
1.(2025·浙江省强基联高三联考)CH3NH2·H2O为一元弱碱,性质与NH3·H2O类似。常温下,将HCl气体通入0.1mol·L-1CH3NH2·H2O水溶液中(忽略溶液体积的变化),微粒浓度的对数值(lgc)与混合溶液中pH的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.CH3NH2·H2O的水溶液中存在:CH3NH2·H2OCH3NH3++OH-
B.Kb(CH3NH2·H2O)的数量级为10-5
C.Q点,c(Cl-)+ c(OH―)=c(H+)+c(CH3NH3+)
D.P点,c(Cl-)+c(CH3NH3+)+ c(CH3NH2·H2O)=0.2mol·L-1
2.(2025·浙江金华八中高三模拟)常温下,M2+在不同pH的Na2A溶液中的存在形式不同,有及难溶物、等形式,溶液中、含A微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.当cA2-=cH2A时,溶液的pH=8.0
B.0.1mol·L-1Na2A与0.1mol·L-1NaHA的混合溶液中存在:2cOH--2cH+= cA2-+cHA-+3cH2A
C.曲线II上的点满足
D.常温下b点,M2+在Na2A溶液中不能生成M(OH)2沉淀
考点2分布系数图象
【典例】(2025·浙江省第一届NBchem高三选考模拟考试)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:]
下列叙述正确的是( )
A.曲线M表示的变化关系
B.若酸的初始浓度为,则a点对应的溶液中有
C.CH2ClCOOH的电离常数
D.时,
分布系数图及分析[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)为纵坐标的关系曲线]
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以草酸H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH分布系数,δ1为CH3COO-分布系数
δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2O分布系数、δ2为C2O分布系数
1.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时所发生反应的离子方程式
2.同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH的微粒分布系数和酸的浓度,就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度
1.(2025·浙江省NBchem联盟高三联考)分布系数在处理平衡浓度时,应用广泛。图为草酸的分布系数与pH的关系图。其中,草酸Ka1=5.9×10-2,Ka2=6.4×10-5下列说法不正确的是( )
A.忽略第二步水解,0.1mol·L-1的Na2C2O4中C2O42-的水解率约为
B.当cC2O42-=cHC2O4-,有
C.草酸氢钠溶液的介于2.5~3之间
D.此图像不可以完全根据滴定Na2C2O4的实验数据绘出
2.(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)25℃时,碳酸水溶液中各含碳微粒的物质的量分数δ1、硫酸水溶液中各含硫微粒的物质的量分数δ2随pH变化关系如图。[例如]。已知:Ksp(SrCO3)= 1.6×10-9,Ksp(SrSO4)=2.5×10-7。下列说法正确的是( )
A.曲线①代表δ(SO42-)
B.SrSO4在0.1mol·L-1的Na2SO4 溶液中的溶解度大于在0.1mol·L-1的硫酸溶液中的溶解度
C.1molSrSO4与1L1mol·L-1的Na2CO3溶液反应,仅需一次就能较充分地转化为SrCO3
D.若空气中CO2的分压增大10倍,此时向CO2饱和溶液中加入等体积的Sr(NO3)2溶液,会产生SrCO3沉淀
考点3 对数图象
【典例】(2024·浙江省嘉兴市高三下学期二模)天然水体中的H2CO3与空气中的CO2保持平衡。某地溶洞(假设岩石成分只有CaCO3)的水体中(X:H2CO3、HCO3-、CO32-或Ca2+)与的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.直线②的X表示HCO3-
B.该溶洞水体时,溶液中cCa2+>cCO32->cHCO3-
C.体系中存在物料守恒:cCa2+=cCO32-+cHCO3-+cH2CO3
D.体系中存在
1.常用对数的运算法则
2.常考对数图像的类型
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
3.破解对数图像的步骤
(1)识图像:观察横坐标、纵坐标的含义,先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像,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。看清每条曲线代表的粒子种类以及曲线的变化趋势,计算电离常数时应利用两种粒子浓度相等的点,如lg [c(A)/c(B)]=0的点有c(A)=c(B);lg c(D)=0的点有c(D)=1 mol·L-1。
(2)找联系:根据图像中的坐标含义和曲线的交点,分析所给电解质的电离平衡常数或pH与纵、横坐标之间的联系。
(3)想原理:涉及电离平衡常数,写出平衡常数表达式,在识图像、想原理的基础上,将图像与原理结合起来思考。
(4)用公式:运用对数计算公式分析。
1.(2025·浙江杭州师大附属中学高三摸底)乙二酸(H2C2O4)俗称草酸,是一种二元弱酸,常温下,向:20mL 0.100 mol·L-1的乙二酸溶液中滴加同浓度的溶液,过程中的[X为或]、与的变化关系如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.直线Ⅱ中的X表示
B.a点溶液中存在cH2C2O4:cHC2O4-=101.35:1
C.常温下,H2C2O42H++ C2O42的K=10-5.07
D.c点溶液中满足cOH-=cH++cHC2O4-+2cH2C2O4
2.(2025·浙江省金华市高三二模)室温下,向含有足量的悬浊液逐滴滴加稀盐酸,反应后混合液中(X代表或)与的关系如图所示.下列说法不正确的是( )
A.x=2.2
B.室温下,,
C.室温下,,
D.b点代表的溶液中:
考点4沉淀溶解平衡图象
【典例】(2025·浙江省县域教研联盟高三模拟考试)室温下向含有Cu2+、Hg2+、Ag+的溶液中逐滴加入Na2S溶液,溶液中pX与pS的关系如图所示:已知:,Cu2+、Hg2+、Ag+ ;;Ksp(HgS)<Ksp(CuS)。下列说法正确的是( )
A.室温下CuS(s)+2Ag+(aq)Ag 2S(s)+ Cu2+(aq)的K=1013.2
B.M与N随着pS增大会交于一点,在该点对应的两种金属硫化物Ksp相等
C.直线L代表CuS悬浊液中Cu2+与的浓度关系
D.自然界中原生铜硫化物经氧化、淋滤后变为CuSO4溶液,可将底层深处的HgS转为CuS
1.沉淀溶解平衡移动中离子浓度关系曲线:以AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线为例:
a→c
曲线上变化,增大c(Br-)
d→c
加入AgNO3固体(忽略溶液体积变化)
c→a
曲线上变化,增大c(Ag+)
曲线上方的点表示有沉淀生成,曲线下方的点表示不饱和溶液,曲线上的点处于平衡状态
2.沉淀溶解平衡移动中离子浓度对数关系曲线:
图像
分析
pM=-lg c(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),
p(CO)=-lg c(CO)
横坐标数值越大,c(CO)越小
纵坐标数值越大,c(M)越小
曲线上方的点为该物质的不饱和溶液
曲线下方的点表示有该物质的沉淀生成
曲线上的点为该物质的饱和溶液
根据曲线上任意一点的坐标,可计算该物质的Ksp
3.沉淀滴定曲线及分析:沉淀滴定曲线是沉淀滴定过程中构成难溶电解质的离子浓度与沉淀剂加入量之间的关系曲线。如T ℃,分别向10.00 mL 0.1 mol/L 的KCl和K2CrO4溶液中滴加0.1 mol/L AgNO3溶液,滴定过程中-lg c(M)(M为Cl-或CrO)与AgNO3溶液体积(V)的变化关系如图所示。
①曲线L1代表-lg_c(Cl-)与V(AgNO3)的变化关系。
②该温度下,溶度积Ksp(Ag2CrO4)=4.0×10-12。
③相同实验条件下,若改为0.05 mol/L 的KCl和K2CrO4溶液,则曲线L2中N点向Q点上方移动。
1.(2026·浙江宁波市镇海中学等校高三二模)在条件下,往CaF2悬浊液中逐滴滴加稀HNO3使溶液pH降低[滴加过程中,CaF2(s)未完全溶解],并记录多个测量点的溶液pH与c(Ca2+),得到如图所示的数据,已知Ka(HF)=6.4×10-4。下列叙述正确的是( )
A.该条件下 Ksp(CaF2)约为4.2×10-11
B.图中任一点都存在c(F-)+c(HF)=c(Ca2+)
C.当溶液pH=3时,溶液中的氟元素主要以的形式存在
D.当溶液pH=4.0时,溶液中存在c(F-)+c(NO3-)=2c(Ca2+)
2.(2025·浙江省高三普通高校招生模拟选考科目模拟考试)在pH=7含AgCl(s)的溶液中,一定c(Cl-)范围内存在平衡关系:
Ag++Cl-AgCl K1
AgCl+Cl-AgCl2- K2
AgCl2-+Cl-AgCl32- K3
AgCl32-+Cl-AgCl43- K4
已知lgc(Ag+)、lgc(AgCl2-)、lgc(AgCl32-)和lgc(AgCl43-)的变化关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.曲线③表示lgc(AgCl32-)随lgc(Cl-)变化情况
B.随c(Cl-)增大,保持不变
C.P点的横坐标为2c-a
D.M点存在c(Ag+)+c(H+) = c(Cl-)+c(OH-)+c(AgCl2-)+5c(AgCl32-)
1.(2025·浙江省Z20名校联盟高三第二次联考)室温下,H2CO3水溶液中各含微粒物质的量分数随变化关系如下图,[例如:]。
已知:Ksp[Fe(OH)3]= 4.9×10-17,Ksp(FeCO3)=2.0×10-11。
下列说法不正确的是( )
A.H2CO3的Ka2为10-10.25
B.以酚酞为指示剂(变色的pH范围为8.2~10.0),用盐酸标准溶液可准确滴定碳酸钠溶液的浓度
C.0.0200mol·L-1的H2CO3溶液稀释为0.0100mol·L-1,溶液中的CO32-的浓度几乎不变
D.向0.0100mol·L-1 FeCl2溶液中加入等体积0.0100mol·L-1 NaHCO3溶液,反应初始生成的沉淀是Fe(OH)2
2.(2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1mol/L通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lgc关系如下图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol/L。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法不正确的是( )
A.③为pH与-lgc(S2-)的关系曲线
B.Ka(H2S)=10-7.1
C.0.1mol/LH2S溶液中存在c(H+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)
D.该温度下,反应NiS(s)+Cd2+(aq)CdS(s)+Ni2+(aq)的K=10-7.6
3.(2025·浙江绍兴市高三选考模拟)常温下,向20.00mL 0.1000 mol·L-1二元酸H2R溶液中滴入等浓度的NaOH溶液,混合溶液中含R物种的分布系数随滴加NaOH溶液体积的变化关系如图所示。
已知:
①。
②Q点溶液pH=8;。
下列说法正确的是( )
A.该滴定过程应该选择甲基橙作指示剂 B.V1<10.00、V2>30.00
C.M、N点溶液中c(HR-)相等 D.N点与M点溶液的pH之差为4
4.(2026·浙江省北斗星盟高三一模)已知Cu2+和L3-结合形成两种配离子[CuL]-和[CuL2]4-。常温下,0.1000mol·L-1的H3L和0.1mol·L-1的CuSO4混合溶液中,HL2-和L3-的浓度对数(实线)、含铜微粒的分布系数(虚线)[例如]与溶液的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.Cu2++L3-⇌[CuL]- K=109.4
B.当pH=5时,体系中
C.图中a点对应的pH=4.3
D.HL2-⇌H++L3- K=10-11.6
5.(2025·浙江省六校联考高三下学期模拟预测)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数(例如,)随pH的变化如图所示:
已知:H2S饱和溶液的浓度约为0.1mol·L-1。室温下,Ksp(CdS)=8×10-26,Ka(HClO)=3×10-8。下列说法中正确的是( )
A.0.1mol·L-1NaHS溶液中:c(HS-)>c(S2-)>c(H2S)
B.过量HClO与Na2S溶液反应:HClO+S2-=ClO-+HS-
C.以百里酚酞(变色范围为9.4~10.6)为指示剂,用NaOH标准溶液可滴定H2S水溶液的浓度
D.向c(Cd2+)=0.01mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和时,Cd2+未完全沉淀
6.(2025·湖北省宜昌市夷陵中学高三检测)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数随pH的变化关系如图所示[例如]。已知:室温下,Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17,0.1mol·L-1Na2S溶液中S2-的水解率为62%。下列说法错误的是( )
A.室温下溶解度:FeS小于Fe(OH)2
B.以酚酞为指示剂(变色的pH范围为8.2~10.0),用NaOH标准溶液可准确滴定H2S水溶液的浓度
C.等物质的量浓度的Na2S和NaHS混合溶液中存在关系:cHS-+3cH2S+2cH+=2cOH-+cS2-
D.0.01mol·L-1 FeCl2溶液中加入等体积0.20mol·L-1Na2S溶液,反应初始生成的沉淀是FeS和Fe(OH)2
7.(2025·重庆市高三第五次质量检测)25℃下,AgI、AgSCN、Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀,AgSCN为白色沉淀;
②相同条件下,AgSCN溶解度大于AgI;
③可认为X离子沉淀完全。
(代表I-、SCN-或CrO42-)
下列说法正确的是( )
A.曲线②为AgI沉淀溶解平衡曲线
B.滴定时,可加入少量的KI溶液作指示剂
C.浓度均为的I-和SCN-可通过分步沉淀进行分离
D.a点条件下,既能生成AgSCN沉淀也能生成Ag2CrO4沉淀
8.(2025·华大新高考联盟高三教学质量测评)工业上常使用Na2CO3将水垢中的CaSO4转化为可溶于酸的CaCO3。一定温度下,CaSO4和CaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图所示,。下列叙述错误的是( )
A.Ksp(CaSO4)的数量级为10-5
B.M点条件下,能生成CaCO3沉淀,不能生成CaSO4沉淀
C.向N点饱和溶液中加适量CaCl2固体,可由N点变到P点
D.CaSO4转化为CaCO3的平衡常数K约为2×10-4
9.(2025·浙江省宁波市高三第一次模拟)室温下,探究在不同体系中,Mg2+在Na2CO3溶液中的产物。已知:
①图1中曲线I、Ⅱ代表难溶物达到沉淀溶解平衡时,lg[c(Mg2+)]与的关系。
②图2中曲线表示Na2CO3溶液中各含碳粒子的物质的量分数与的关系。
③图1和图2中Na2CO3溶液的起始浓度都为0.1mol·L-1。
下列说法正确的是( )
A.当pH=12时,Ksp[Mg(OH)2]>Ksp(MgCO3)
B.当pH=4时,cCO32-+cHCO3-+cH2CO3=0.1mol·L-1
C.当cCO32-=cH2CO3时,pH=8.20
D.当pH=9、c(Mg2+)=0.01mol·L-1时,生成的产物为MgCO3沉淀
10.(2025·浙江省义乌二中高三模拟)利用平衡移动原理,分析室温下Mg2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。
已知:ⅰ.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。
ⅱ.图2中是Ksp[Mg(OH)2]和Ksp(MgCO3)曲线;[注:起始c(Na2CO3)=0.1mol·L-1,不同下c(CO32-)由图1得到]。下列说法错误的是
A.由图1,用盐酸滴定Na2CO3溶液至中性时,c(CO32-):c(H2CO3)=10-2.62
B.常温下,Ksp(MgCO3)的数量级为10-6
C.由图2,初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]= -2,平衡后溶液中存在cCO32-+cHCO3-+cH2CO3=0.1 mol·L-1
D.由图1和图2,初始状态pH=8、lg[c(Mg2+)]= -1,发生反应Mg2++2HCO3-=MgCO3↓+CO2↑+H2O
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专题08水溶液中的离子平衡曲线分析
PART2押题预测
考点1pH-V图像
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【典例)】D
02情境猜押
1.D
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考情分析
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pH-V 图像(酸碱滴定曲线) 是选择题的 必考高频难点,难度 中等偏上。其核心考查 水溶液离子平衡 与 数形结合分析能力
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沉淀溶解平衡图象
图象载体多样,信息量大,综合性强,区分度高;侧重图像解读、Ksp 计算与平衡移动判断。从单一 c-c 图,发展到pM-pX 图、lgc-lgc 图、pH-pM 图、多曲线共存图。
考点1 pH-V图象
【典例】(2025·浙江省杭州市高三一模)工业锅炉需定期除水垢,其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时,发生反应:CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)。将1.00g硫酸钙加入100mL0.1mol·L-1 Na2CO3溶液中,在25℃和充分搅拌条件下,利用计测得体系随时间t变化如图。已知:Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Ksp(CaCO3)=3.5×10-9,Ksp(CaSO4)= 4.9×10-5(不考虑SO42-水解)。下列说法不正确的是( )
A.t=0时,以上溶液中存在:cCO32->cHCO3-
B.保持溶液中cSO42-:cCO32-<1.4×104,可使水垢中的CaSO4转化为CaCO3
C.t2时刻体系中CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)已达平衡状态
D.t2时刻后向体系中加入少量Na2SO4固体,溶液的不变
【答案】D
【解析】A项,t=0时,碳酸根是弱酸根离子,少量水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,故cCO32->cHCO3-,A正确;B项,因为和,故CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数,保持溶液中,平衡正移,可使水垢中的CaSO4转化为CaCO3,B正确;C项,t2时刻,体系CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)pH不变,溶液中离子浓度不变,故已达到平衡状态,C正确;D项,t2时刻后,向体系中加入少量Na2SO4固体,溶液中硫酸根离子浓度增大,平衡逆向进行,溶液中碳酸根离子浓度增大,水解平衡正向移动,溶液中氢氧根离子浓度增大,溶液的pH增大,D错误;故选D。
1.考查形式与图像类型
主要以 酸碱中和滴定曲线 为主,横坐标 V 为滴入标准液的体积,纵坐标 pH 为溶液酸碱度。
(1)强碱滴定强酸 / 弱酸(如 NaOH 滴定 HCl、CH₃COOH)
(2)强酸滴定强碱 / 弱碱(如 HCl 滴定 NaOH、NH₃・H₂O)
2.滴定曲线特殊点的分析
样例: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:
(1)pH—V图 各特殊点粒子大小关系及变化趋势
点
溶质
离子浓度大小比较
A
CH3COOH
c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
B(1∶1)
CH3COOH、H3COONa
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C(pH=7)
CH3COOH、CH3COONa
c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
D
CH3COONa
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
E(2∶1)
CH3COONa、NaOH
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
F(1∶1)
CH3COONa、NaOH
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
(2)各特殊点对水电离程度的影响
点
溶质
水的电离情况
pH—V图
A
CH3COOH
抑制
B
CH3COOH、CH3COONa
抑制
C
CH3COOH、CH3COONa
正常电离
D
CH3COONa
只促进
E
CH3COONa、NaOH
抑制
F
CH3COONa、NaOH
抑制
结论:水的电离程度大小顺序为: D>C>B>A>E>F
1.(2025·浙江省强基联高三联考)CH3NH2·H2O为一元弱碱,性质与NH3·H2O类似。常温下,将HCl气体通入0.1mol·L-1CH3NH2·H2O水溶液中(忽略溶液体积的变化),微粒浓度的对数值(lgc)与混合溶液中pH的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.CH3NH2·H2O的水溶液中存在:CH3NH2·H2OCH3NH3++OH-
B.Kb(CH3NH2·H2O)的数量级为10-5
C.Q点,c(Cl-)+ c(OH―)=c(H+)+c(CH3NH3+)
D.P点,c(Cl-)+c(CH3NH3+)+ c(CH3NH2·H2O)=0.2mol·L-1
【答案】D
【解析】已知:CH3NH2·H2O为一元弱碱,性质与NH3·H2O类似,则会发生部分电离,CH3NH2·H2OCH3NH3++OH-;随着pH变大,CH3NH3+含量变小、CH3NH2·H2O含量变大,结合图像可知,图中实曲线为混合溶液中pH与CH3NH3+浓度的对数值(lgc)的关系、虚线为混合溶液中pH与CH3NH2·H2O浓度的对数值(lgc)的关系;两条对角斜线分别为氢离子、氢氧根离子对应曲线,斜率为正的代表氢离子,斜率为负的代表氢氧根离子。A项,CH3NH2·H2O的水溶液中存在:CH3NH2·H2OCH3NH3++OH-,A正确;B项,由点Q可知,pH=9.5,pOH=4.5,则,故其数量级为10-5,B正确;C项,根据电荷守恒可知,Q点溶液中存在c(Cl-)+ c(OH―)=c(H+)+c(CH3NH3+),C正确;D项,P点无法计算氯离子的浓度,故不能计算c(Cl-)+c(CH3NH3+)+ c(CH3NH2·H2O)的值,D错误;故选D。
2.(2025·浙江金华八中高三模拟)常温下,M2+在不同pH的Na2A溶液中的存在形式不同,有及难溶物、等形式,溶液中、含A微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.当cA2-=cH2A时,溶液的pH=8.0
B.0.1mol·L-1Na2A与0.1mol·L-1NaHA的混合溶液中存在:2cOH--2cH+= cA2-+cHA-+3cH2A
C.曲线II上的点满足
D.常温下b点,M2+在Na2A溶液中不能生成M(OH)2沉淀
【答案】D
【解析】H2A的电离方程式为:H2AH++HA-,HA-H++A2-;由图可知,当pH=6.5时,表示溶液中cHA-=cH2A,则H2A的电离平衡常数:;当pH=10.5时,表示溶液中cA2-=cHA-,则HA-的电离平衡常数:。A项,当cA2-=cH2A时,代入的表达式中得,化简得,解得,可得出溶液的pH=8.5,A错误;B项,由电荷守恒:cNa++cH+=cOH-+2cA2-+cHA-和物料守恒:2cNa+=3[cA2-+cHA-+cH2A],求解得到:2cOH--2cH++ cA2-=cHA-+3cH2A,B错误;C项,由可得,则,图像II是直线,故曲线II表示M(OH)2的溶解平衡曲线,曲线I表示MA的溶解平衡曲线,C错误;D项,曲线II上的点满足,而b点在曲线II的下方,c(OH―)比平衡时小,故M2+在Na2A溶液中不能生成M(OH)2沉淀,D正确;故选D。
考点2分布系数图象
【典例】(2025·浙江省第一届NBchem高三选考模拟考试)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:]
下列叙述正确的是( )
A.曲线M表示的变化关系
B.若酸的初始浓度为,则a点对应的溶液中有
C.CH2ClCOOH的电离常数
D.时,
【答案】D
【解析】随着pH的增大,CH2ClCOOH、CHCl2COOH浓度减小,CHCl2COO-、CH2ClCOO-浓度增大,—Cl为吸电子基团,CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH,即),δ(酸分子)=δ(酸根离子)=0.5时的pH分别约为1.3、2.8,则两种酸的电离常数分别为,。A项,曲线M表示的变化关系,A错误;B项,根据,初始,若溶液中溶质只有CHCl2COOH,则,但a点对应的c(H+)=0.1mol·L-1,说明此时溶液中加入了酸性更强的酸,根据电荷守恒,,B错误;C项,CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-2.8,C错误;D项,电离度,,则=,,时,,,D正确;故选D。
分布系数图及分析[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)为纵坐标的关系曲线]
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以草酸H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH分布系数,δ1为CH3COO-分布系数
δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2O分布系数、δ2为C2O分布系数
1.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时所发生反应的离子方程式
2.同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH的微粒分布系数和酸的浓度,就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度
1.(2025·浙江省NBchem联盟高三联考)分布系数在处理平衡浓度时,应用广泛。图为草酸的分布系数与pH的关系图。其中,草酸Ka1=5.9×10-2,Ka2=6.4×10-5下列说法不正确的是( )
A.忽略第二步水解,0.1mol·L-1的Na2C2O4中C2O42-的水解率约为
B.当cC2O42-=cHC2O4-,有
C.草酸氢钠溶液的介于2.5~3之间
D.此图像不可以完全根据滴定Na2C2O4的实验数据绘出
【答案】A
【解析】pH较小时,草酸主要以草酸分子形式存在,随着pH的逐渐增大,草酸分子的分布系数减小,草酸氢根的分布系数逐渐增大,则δ2表示H2C2O4的分布系数,δ1表示HC2O4-的分布系数,随着pH值的继续增大,草酸氢根的分布系数减小,草酸根的分布系数增大,则δ0表示C2O42-的分布系数。且Kal=,Ka2=,则图像中的两条竖线分别代表pKa1和pKa2。A项,C2O42-的水解平衡常数Kh1==1.6×10-10,即cHC2O4-=4.0×10-6 mol/L,则忽略第二步水解,0.1mol/L的Na2C2O4中的水解率约为4.0×10-3%<12%,A错误;B项,,,由图可知,当 c(H2C2O4) =c(C2O42-) 时,2<pH<3,即,则,即,所以当 c(H2C2O4) =c(C2O42-) 时,有,即,B正确;C项,草酸氢钠溶液中HC2O4-既电离又水解,电离常数Ka2=6.4×10-5,水解常数Kh1=1.6×10-10,则电离程度大于水解程度,即cC2O42->cHC2O4-,且HC2O4-大量存在时,由图可知,pH 介于 2.5~3之间,C正确;D项,此图像中的两条竖线分别代表pKa1和pKa2,滴定达到终点才有现象,不能分步滴定,得不到pKa,故不可以完全根据HCl滴定Na2C2O4的实验数据绘出,D正确;故选A。
2.(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)25℃时,碳酸水溶液中各含碳微粒的物质的量分数δ1、硫酸水溶液中各含硫微粒的物质的量分数δ2随pH变化关系如图。[例如]。已知:Ksp(SrCO3)= 1.6×10-9,Ksp(SrSO4)=2.5×10-7。下列说法正确的是( )
A.曲线①代表δ(SO42-)
B.SrSO4在0.1mol·L-1的Na2SO4 溶液中的溶解度大于在0.1mol·L-1的硫酸溶液中的溶解度
C.1molSrSO4与1L1mol·L-1的Na2CO3溶液反应,仅需一次就能较充分地转化为SrCO3
D.若空气中CO2的分压增大10倍,此时向CO2饱和溶液中加入等体积的Sr(NO3)2溶液,会产生SrCO3沉淀
【答案】C
【解析】A项,随pH增大,δ(SO42-)增大,曲线②代表δ(SO42-),故A错误;B项,0.1mol·L-1的Na2SO4溶液中c(SO42-)大于0.1mol·L-1的硫酸溶液中c(SO42-),SrSO4在0.1mol·L-1的Na2SO4溶液中的溶解度小于在0.1mol·L-1的硫酸溶液中的溶解度,故B错误;C项,1molSrSO4与1L mol·L-1的Na2CO3溶液反应,反应后c(SO42-)≈1mol·L-1,,所以c(CO32-)≈0.006mol·L-1,仅需一次就能使99.4%的SrSO4转化为SrCO3,故C正确;D项,若空气中CO2的分压增大10倍,此时CO2饱和溶液中碳酸根离子浓度极小,加入等体积2mol·L-1的Sr(NO3)2溶液,不会产生SrCO3沉淀,故D错误;故选C。
考点3 对数图象
【典例】(2024·浙江省嘉兴市高三下学期二模)天然水体中的H2CO3与空气中的CO2保持平衡。某地溶洞(假设岩石成分只有CaCO3)的水体中(X:H2CO3、HCO3-、CO32-或Ca2+)与的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.直线②的X表示HCO3-
B.该溶洞水体时,溶液中cCa2+>cCO32->cHCO3-
C.体系中存在物料守恒:cCa2+=cCO32-+cHCO3-+cH2CO3
D.体系中存在
【答案】D
【解析】根据图象分析,随着pH的增大,溶液的碱性增强,HCO3-、CO32-浓度都增大, pH较小时HCO3-浓度大于CO32-,而随着CO32-浓度增大,逐渐生成CaCO3沉淀,溶液中Ca2+逐渐减小,因此直线① 代表HCO3-,②代表CO32-,③代表Ca2+。A项,根据分析可知,直线②的X表示CO32-,A错误;B项,越大,c(X)越小,该溶洞水体时,根据图中信息可知,故溶液中cCa2+<cCO32-<cHCO3-,B错误;C项,由于调节体系中pH值时所用的物质未知,所以无法确定体系中存在的物料守恒,只有当体系中的物质只有CaCO3时才满足,但体系中还有碳酸,故C错误;D项,由图可知,b点时pH=9.0,,则体系中,D正确;故选D。
1.常用对数的运算法则
2.常考对数图像的类型
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
3.破解对数图像的步骤
(1)识图像:观察横坐标、纵坐标的含义,先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像,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。看清每条曲线代表的粒子种类以及曲线的变化趋势,计算电离常数时应利用两种粒子浓度相等的点,如lg [c(A)/c(B)]=0的点有c(A)=c(B);lg c(D)=0的点有c(D)=1 mol·L-1。
(2)找联系:根据图像中的坐标含义和曲线的交点,分析所给电解质的电离平衡常数或pH与纵、横坐标之间的联系。
(3)想原理:涉及电离平衡常数,写出平衡常数表达式,在识图像、想原理的基础上,将图像与原理结合起来思考。
(4)用公式:运用对数计算公式分析。
1.(2025·浙江杭州师大附属中学高三摸底)乙二酸(H2C2O4)俗称草酸,是一种二元弱酸,常温下,向:20mL 0.100 mol·L-1的乙二酸溶液中滴加同浓度的溶液,过程中的[X为或]、与的变化关系如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.直线Ⅱ中的X表示
B.a点溶液中存在cH2C2O4:cHC2O4-=101.35:1
C.常温下,H2C2O42H++ C2O42的K=10-5.07
D.c点溶液中满足cOH-=cH++cHC2O4-+2cH2C2O4
【答案】B
【解析】由,即,同理,分别代入(0,-1.25)、(0,-3.82)两点坐标,可得直线Ⅰ对应的Ka=10-1.25,直线Ⅱ对应的Ka=10-3.82,Ka1>Ka2,则直线Ⅰ对应的lgX为,Ka1=10-1.25,直线Ⅱ对应的lgX为,Ka2=10-3.82。A项,由分析,直线Ⅱ中的X表示,A正确;B项,a点溶液中pH=2.6,c(H+)=10-2.6mol·L-1,,,则cH2C2O4:cHC2O4-=1:101.35,B错误;C项,常温下,H2C2O42H++ C2O42-的,C正确;D项,c点处,20mL0.100mol⋅L-1的乙二酸溶液中滴加同浓度的NaOH溶液40mL,则溶质为Na2C2O4,由质子守恒可知,cOH-=cH++cHC2O4-+2cH2C2O4,D正确;故选B。
2.(2025·浙江省金华市高三二模)室温下,向含有足量的悬浊液逐滴滴加稀盐酸,反应后混合液中(X代表或)与的关系如图所示.下列说法不正确的是( )
A.x=2.2
B.室温下,,
C.室温下,,
D.b点代表的溶液中:
【答案】D
【解析】根据,可得,则,即随-lgc(F-)的增大而减小,故L2代表-lgc(F-)与的关系,L1代表-lgc(Sr2+)与的关系;由(3.2,0)点:, 。A项,由(3.2,0)点:,由a点:,则x=2.2,A正确;B项,由c点,,,,室温下,,,B正确;C项,室温下,,,C正确;D项,b点代表的溶液中,由物料守恒,则c(HF)=c(F-),,,由电荷守恒,则,D错误;故选D。
考点4沉淀溶解平衡图象
【典例】(2025·浙江省县域教研联盟高三模拟考试)室温下向含有Cu2+、Hg2+、Ag+的溶液中逐滴加入Na2S溶液,溶液中pX与pS的关系如图所示:已知:,Cu2+、Hg2+、Ag+ ;;Ksp(HgS)<Ksp(CuS)。下列说法正确的是( )
A.室温下CuS(s)+2Ag+(aq)Ag 2S(s)+ Cu2+(aq)的K=1013.2
B.M与N随着pS增大会交于一点,在该点对应的两种金属硫化物Ksp相等
C.直线L代表CuS悬浊液中Cu2+与的浓度关系
D.自然界中原生铜硫化物经氧化、淋滤后变为CuSO4溶液,可将底层深处的HgS转为CuS
【答案】A
【解析】由化学式HgS、CuS可知,其中的阳离子均为正二价离子,因此,溶液中p(Cu2+)p(Hg2+)变化趋势相似(a→b,pX降低程度相同),Ksp(HgS)<Ksp(CuS),曲线L表示p(Hg2+)和pS的关系,曲线M表示p(Cu2+)和pS的关系,则直线N代表p(Ag+)和pS的关系。A项,室温下CuS(s)+2Ag+(aq)Ag 2S(s)+ Cu2+(aq)的,A正确;B项,Ksp只随温度变化,温度不变不可能相同,B错误;C项,曲线L表示p(Hg2+)和pS的关系,C错误;D项,HgS和CuS是相同类型的沉淀,因Ksp(HgS)<Ksp(CuS),故HgS不能转为CuS,D错误; 故选A。
1.沉淀溶解平衡移动中离子浓度关系曲线:以AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线为例:
a→c
曲线上变化,增大c(Br-)
d→c
加入AgNO3固体(忽略溶液体积变化)
c→a
曲线上变化,增大c(Ag+)
曲线上方的点表示有沉淀生成,曲线下方的点表示不饱和溶液,曲线上的点处于平衡状态
2.沉淀溶解平衡移动中离子浓度对数关系曲线:
图像
分析
pM=-lg c(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),
p(CO)=-lg c(CO)
横坐标数值越大,c(CO)越小
纵坐标数值越大,c(M)越小
曲线上方的点为该物质的不饱和溶液
曲线下方的点表示有该物质的沉淀生成
曲线上的点为该物质的饱和溶液
根据曲线上任意一点的坐标,可计算该物质的Ksp
3.沉淀滴定曲线及分析:沉淀滴定曲线是沉淀滴定过程中构成难溶电解质的离子浓度与沉淀剂加入量之间的关系曲线。如T ℃,分别向10.00 mL 0.1 mol/L 的KCl和K2CrO4溶液中滴加0.1 mol/L AgNO3溶液,滴定过程中-lg c(M)(M为Cl-或CrO)与AgNO3溶液体积(V)的变化关系如图所示。
①曲线L1代表-lg_c(Cl-)与V(AgNO3)的变化关系。
②该温度下,溶度积Ksp(Ag2CrO4)=4.0×10-12。
③相同实验条件下,若改为0.05 mol/L 的KCl和K2CrO4溶液,则曲线L2中N点向Q点上方移动。
1.(2026·浙江宁波市镇海中学等校高三二模)在条件下,往CaF2悬浊液中逐滴滴加稀HNO3使溶液pH降低[滴加过程中,CaF2(s)未完全溶解],并记录多个测量点的溶液pH与c(Ca2+),得到如图所示的数据,已知Ka(HF)=6.4×10-4。下列叙述正确的是( )
A.该条件下 Ksp(CaF2)约为4.2×10-11
B.图中任一点都存在c(F-)+c(HF)=c(Ca2+)
C.当溶液pH=3时,溶液中的氟元素主要以的形式存在
D.当溶液pH=4.0时,溶液中存在c(F-)+c(NO3-)=2c(Ca2+)
【答案】A
【解析】A项,对于CaF2悬浊液,物料守恒得:总氟浓度为c(F-)+c(HF)=2c(Ca2+);结合HF的电离常数,得,代入物料守恒整理得: ,取图中pH=3点,, c(H+)=1×10-3mol·L-1,,代入得: ,溶度积,A正确;B项,根据物料守恒,图中任一点都存在:c(F-)+c(HF)=2c(Ca2+),B错误;C项,pH=3时,,,说明c(F-)<c(HF),氟元素主要以HF形式存在,C错误;D项,根据电荷守恒,溶液中:c(F-)+c(NO3-)+c(OH-)=2c(Ca2+)+c(H+);pH=4.0时,c(H+)>c(OH-),因此c(F-)+c(NO3-)>2c(Ca2+),D错误;故选A。
2.(2025·浙江省高三普通高校招生模拟选考科目模拟考试)在pH=7含AgCl(s)的溶液中,一定c(Cl-)范围内存在平衡关系:
Ag++Cl-AgCl K1
AgCl+Cl-AgCl2- K2
AgCl2-+Cl-AgCl32- K3
AgCl32-+Cl-AgCl43- K4
已知lgc(Ag+)、lgc(AgCl2-)、lgc(AgCl32-)和lgc(AgCl43-)的变化关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.曲线③表示lgc(AgCl32-)随lgc(Cl-)变化情况
B.随c(Cl-)增大,保持不变
C.P点的横坐标为2c-a
D.M点存在c(Ag+)+c(H+) = c(Cl-)+c(OH-)+c(AgCl2-)+5c(AgCl32-)
【答案】D
【解析】根据反应Ag++Cl-AgCl 可知,随着lgc(Cl-)增大,lgc(Ag+)逐渐减小,由此可判断出曲线①为lgc(Ag+)随lgc(Cl-)变化情况;由反应AgCl+Cl-AgCl2- 、AgCl2-+Cl-AgCl32- 相加可得:AgCl+2Cl-AgCl32- ,有,,,根据斜率可知,曲线③的比值为2,因此曲线③表示lgc(AgCl32-)随lgc(Cl-)变化情况;由反应AgCl+Cl-AgCl2-、AgCl2-+Cl-AgCl32-、AgCl32-+Cl-AgCl43-,相加可得:AgCl+3Cl-AgCl43- ,有,,,曲线④的比值为3,因此曲线④表示lgc(AgCl43-)随lgc(Cl-)变化情况;也可知曲线②表示lgc(AgCl2-)随lgc(Cl-)变化情况。A项,曲线③表示lgc(AgCl32-)随lgc(Cl-)变化情况,A正确;B项,是反应Ag++4Cl-AgCl43- 的平衡常数,因此温度不变则随c(Cl-)增大,保持不变,B正确;C项,P点以a、c表示出横坐标,M点是曲线③、曲线④的交点,说明此时lgc(AgCl32-)= lgc(AgCl2-),,M点的横坐标为a,可知lgc(Cl-)=a,K4=10-a,N点是曲线②、曲线④的交点,说明此时lgc(AgCl43-)= lgc(AgCl2-),根据,N点的横坐标为c,lgc(Cl-)=c,,结合K4=10-a,有,P点时是曲线②、曲线③的交点,说明此时lgc(AgCl32-)= lgc(AgCl2-),根据AgCl2-+Cl-AgCl32- ,可知,,,P点的横坐标为2c-a,C正确;D项,M点是曲线③、曲线④的交点,说明此时lgc(AgCl32-)= lgc(AgCl43-),则c Ag ++cH+=c(Cl-)+cOH-+cAgCl2-+5c AgCl32-,相当于是c Ag ++cH+=c(Cl-)+cOH-+c AgCl2-+2cAgCl32-+3 cAgCl43-,看似是电荷守恒,但是观察横坐标从左往右lgc(Cl-)增大,说明氯离子的浓度在增大,根据题干已知pH=7,可知体系中加入的氯离子的来源不可以是盐酸,只能是不影响溶液pH的物质,类似于NaCl之类的物质,M点时氯离子浓度较大,根据电荷守恒可知,c Ag ++cH+=c(Cl-)+cOH-+c AgCl2-+5c AgCl32-中加入的阳离子未考虑完整,D错误;故选D。
1.(2025·浙江省Z20名校联盟高三第二次联考)室温下,H2CO3水溶液中各含微粒物质的量分数随变化关系如下图,[例如:]。
已知:Ksp[Fe(OH)3]= 4.9×10-17,Ksp(FeCO3)=2.0×10-11。
下列说法不正确的是( )
A.H2CO3的Ka2为10-10.25
B.以酚酞为指示剂(变色的pH范围为8.2~10.0),用盐酸标准溶液可准确滴定碳酸钠溶液的浓度
C.0.0200mol·L-1的H2CO3溶液稀释为0.0100mol·L-1,溶液中的CO32-的浓度几乎不变
D.向0.0100mol·L-1 FeCl2溶液中加入等体积0.0100mol·L-1 NaHCO3溶液,反应初始生成的沉淀是Fe(OH)2
【答案】D
【解析】由图可知,溶液中碳酸浓度与碳酸氢根离子浓度相等时,溶液的pH为6.37,则碳酸的电离常数Ka1(H2CO3)= = c(H+)=10—6.37,同理可知,碳酸的电离常数Ka2(H2CO3)= 10—10.25。A项,碳酸的电离常数Ka2(H2CO3)= 10—10.25,故A正确;B项,盐酸溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠和氯化钠,由图可知,碳酸氢钠溶液的pH为8左右,所以由酚酞的pH变色范围可知,用盐酸标准溶液可准确滴定碳酸钠溶液的浓度时应选用酚酞做指示剂,故B正确;C项,碳酸是二元弱酸,在溶液中分步电离,以一级电离为主,则cmol/L碳酸溶液中氢离子浓度为mol/L,碳酸根离子浓度为=10—6.37,所以0.0200mol·L-1的碳酸溶液稀释为0.0100mol·L-1,溶液中的碳酸根离子的浓度几乎不变,故C正确;D项,由电离常数可知,0.01mol/L碳酸氢钠溶液中,碳酸根离子和氢离子浓度都约为=10—6.125mol/L,则溶液中碳酸亚铁的浓度熵Qc=10—2×10—6.125>2×10—11,氢氧化亚铁的浓度熵Qc=10—2×(10—7.875)2<4.9×10—17,所以由溶度积规则可知,反应初始生成的沉淀是碳酸亚铁,故D错误;故选D。
2.(2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1mol/L通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lgc关系如下图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol/L。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法不正确的是( )
A.③为pH与-lgc(S2-)的关系曲线
B.Ka(H2S)=10-7.1
C.0.1mol/LH2S溶液中存在c(H+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)
D.该温度下,反应NiS(s)+Cd2+(aq)CdS(s)+Ni2+(aq)的K=10-7.6
【答案】C
【解析】A项,pH增大,HS-和S2-浓度逐渐增大,且相同pH相同时,HS-浓度大于S2-,且Ksp(NiS)>Ksp(CdS),即当c(S2-)相同时,c(Ni2+)>c(Cd2+),由此可知曲线①代表Cd2+、②代表Ni2+、③代表S2-,④代表HS-,故A正确;B项,选择点(4.2,3.9),可知c(H+)=10-4.2mol/L,c(HS-)=10-3.9mol/L,c(H2S)=0.1mol/L,则有Ka1(H2S)==,故B正确;C项,已知Ka1∙Ka2==,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-)=10-9.23mol/L,故有==10-21.8,故有Ka2(H2S)≈10-14.7,则c(S2-)≈10-14.7,根据Ka1(H2S)=10-7.1,c(H+)≈10-4,c(OH-)≈10-10,则c(OH-)>c(S2-),故C错误;D项,根据①③交点数据,c(Cd2+)= c(S2-)=10-13,可知Ksp(CdS)=10-26;根据②③交点数据,c(Ni2+)= c(S2-)=10-9.2,可知Ksp(NiS)=10-18.4;则NiS(s)+Cd2+(aq)CdS(s)+Ni2+(aq)反应K==107.6,故D正确;故选C。
3.(2025·浙江绍兴市高三选考模拟)常温下,向20.00mL 0.1000 mol·L-1二元酸H2R溶液中滴入等浓度的NaOH溶液,混合溶液中含R物种的分布系数随滴加NaOH溶液体积的变化关系如图所示。
已知:
①。
②Q点溶液pH=8;。
下列说法正确的是( )
A.该滴定过程应该选择甲基橙作指示剂 B.V1<10.00、V2>30.00
C.M、N点溶液中c(HR-)相等 D.N点与M点溶液的pH之差为4
【答案】B
【解析】向20.00mL 0.1000 mol·L-1二元酸H2R溶液中滴入等浓度的NaOH溶液,则H2R的量逐渐减小,HR-的先增大后减小,R2-的量一直增大;已知,、Q点溶液pH=8,Q点溶液中c(H2R)=c(R2-),由,推知,则、。A项,结合分析,第一个滴定终点为NaHR溶液,NaHR溶液水解大于电离,则溶液显碱性,而甲基橙的变色范围为3.1~4.4,故该滴定过程不能选用甲基橙作指示剂,故A错误;B项,V1=10.00时,溶液中的溶质为等浓度的H2R和NaHR,由于H2R的第一步电离程度大于HR-的水解程度,故此时c(H2R)<c(HR-),则M点,c(H2R)=c(HR-),V1<10.00;当V2=30.00时,溶液中的溶质为等浓度的NaHR和Na2R,由于R2-水解程度大于HR-的电离程度,此时,c(H2R)>c(HR-),则N点,c(H2R)=c(HR-),V2>30.00,故B正确;C项,N点溶液加入氢氧化钠溶液更多,溶液体积更大,溶液中c(HR-)较小,则M点溶液中的c(HR-)大于N点溶液,故C错误;D项,由电离常数知,N点溶液的=11-lg5,M点溶液=6-lg2,二者之差为,故D错误;故选B。
4.(2026·浙江省北斗星盟高三一模)已知Cu2+和L3-结合形成两种配离子[CuL]-和[CuL2]4-。常温下,0.1000mol·L-1的H3L和0.1mol·L-1的CuSO4混合溶液中,HL2-和L3-的浓度对数(实线)、含铜微粒的分布系数(虚线)[例如]与溶液的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.Cu2++L3-⇌[CuL]- K=109.4
B.当pH=5时,体系中
C.图中a点对应的pH=4.3
D.HL2-⇌H++L3- K=10-11.6
【答案】B
【解析】HL2-和L3-之间存在HL2-⇌H++L3-转化关系,则pH较小时,平衡逆向移动,以HL2-为主,则c(HL2-)>c(L3-),lgc(HL2-)>lgc(L3-),则曲线I代表lgc(HL2-),曲线II代表lgc(L3-),随着pH增大,HL2-⇌H++L3-正向移动,c(L3-)增大,Cu2+和L3-结合形成配离子的反应依次为Cu2++L3-⇌[CuL]- K1、Cu2++L3-[CuL]4- K2,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。A项,曲线III和曲线IV的交点代表,即c(Cu2+)=c([CuL]-),由图可知,此时lgc(L3-)=-9.4,带入平衡Cu2++L3-[CuL]4-的 ,A正确;B项,由图可知,当pH=5时,c(HL2-)>、,此时c(HL2-)≈0.1mol/L,根据图像可知,,,结合Cu元素守恒可知,,则>,则体系中,B错误;C项,曲线IV和曲线V得交点代表,,即,此时lgc(L3-)=-7.2,可得[CuL]-+L3-[CuL2]4-的平衡常数,a点时,,带入,解得c(L3-)=10-8.3mol/L,且a点对应c(HL2-)=0.1mol/L,带入HL2-⇌H++L3-的平衡常数,计算得c(H+)=10-4.3mol/L,故pH=4.3,C正确;D项,曲线I和曲线II的交点代表lgc(L3-)=lgc(HL2-),即c(L3-)=c(HL2-),此时pH=11.6,代入平衡常数表达式得,D正确;故选B。
5.(2025·浙江省六校联考高三下学期模拟预测)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数(例如,)随pH的变化如图所示:
已知:H2S饱和溶液的浓度约为0.1mol·L-1。室温下,Ksp(CdS)=8×10-26,Ka(HClO)=3×10-8。下列说法中正确的是( )
A.0.1mol·L-1NaHS溶液中:c(HS-)>c(S2-)>c(H2S)
B.过量HClO与Na2S溶液反应:HClO+S2-=ClO-+HS-
C.以百里酚酞(变色范围为9.4~10.6)为指示剂,用NaOH标准溶液可滴定H2S水溶液的浓度
D.向c(Cd2+)=0.01mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和时,Cd2+未完全沉淀
【答案】C
【解析】在H2S溶液中存在电离平衡:H2SH++HS-、HS-H++S2-,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:,由②和③交点的pH=13.0可知:。A项,0.1mol·L-1NaHS溶液中水解平衡常数:,故HS-的水解程度大于电离程度,故c(HS-)>c(H2S)>c(S2-),A错误;B项,次氯酸具有强氧化性,过量HClO与Na2S溶液发生氧化还原反应:2HClO+S2-+2H+=S↓+Cl2↑+2H2O,B错误;C项,百里酚酞的变色范围为9.4~10.6,若以百里酚酞为指示剂,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,达到第一滴定终点(溶质为NaHS),能用百里酚酞作指示剂,C正确;D项,H2S饱和溶液的浓度约为0.1mol·L-1,在H2S溶液中存在电离平衡:H2SH++HS-、HS-H++S2-,第二步电离微弱,忽略,故由可得,,,此时溶液中的,已沉淀完全,D错误;故选C。
6.(2025·湖北省宜昌市夷陵中学高三检测)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数随pH的变化关系如图所示[例如]。已知:室温下,Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17,0.1mol·L-1Na2S溶液中S2-的水解率为62%。下列说法错误的是( )
A.室温下溶解度:FeS小于Fe(OH)2
B.以酚酞为指示剂(变色的pH范围为8.2~10.0),用NaOH标准溶液可准确滴定H2S水溶液的浓度
C.等物质的量浓度的Na2S和NaHS混合溶液中存在关系:cHS-+3cH2S+2cH+=2cOH-+cS2-
D.0.01mol·L-1 FeCl2溶液中加入等体积0.20mol·L-1Na2S溶液,反应初始生成的沉淀是FeS和Fe(OH)2
【答案】B
【解析】随着pH增大溶液中H2S逐渐减少、HS-先增大后减小、到一定pH后S2-开始逐渐增大,因此①表示H2S、②表示HS-、③表示S2-,pH=7时H2S和HS-浓度相同,则此时,同理pH=13时可以得出。A项,FeS饱和溶液中,,饱和Fe(OH)2溶液中,则,FeS室温下溶解度小于Fe(OH)2,A正确;B项,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,反应生成的是大量HS-,没有反应完全,即不能用酚酞作指示剂判断滴定终点,B错误;C项,等物质的量浓度的Na2S和NaHS混合溶液中存在电荷守恒cNa++cH+=cOH-+cS2-+cHS-、物料守恒2cNa+=3[cS2-+cHS-+cH2S],联立两式可得cHS-+3cH2S+2cH+=2cOH-+cS2-,C正确;D项,0.1mol/LNa2S溶液中S2-的水解率约为62%,0.01mol/L FeCl2溶液中加入等体积0.2mol/L Na2S溶液,瞬间得到0.005mol/L FeCl2和0.1mol/L Na2S的混合液,瞬时c(Fe2+)c(S2-)=0.005mol/L×(0.1mol/L-0.062mol/L)=1.9×10-4>Ksp(FeS),c(Fe2+)c2(OH-)=0.005mol/L×(0.062mol/L)2=1.922×10-5>Ksp[Fe(OH)2],故反应初始生成的沉淀是FeS和Fe(OH)2,D正确;故选B。
7.(2025·重庆市高三第五次质量检测)25℃下,AgI、AgSCN、Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀,AgSCN为白色沉淀;
②相同条件下,AgSCN溶解度大于AgI;
③可认为X离子沉淀完全。
(代表I-、SCN-或CrO42-)
下列说法正确的是( )
A.曲线②为AgI沉淀溶解平衡曲线
B.滴定时,可加入少量的KI溶液作指示剂
C.浓度均为的I-和SCN-可通过分步沉淀进行分离
D.a点条件下,既能生成AgSCN沉淀也能生成Ag2CrO4沉淀
【答案】C
【解析】由于AgI、AgSCN中阴、阳离子均为1:1,则两者图像平行,且相同条件下AgSCN溶解度大于AgI,即Ksp (AgSCN)>Ksp(AgI),所以曲线②表示AgSCN,曲线③表示AgI,曲线①表示Ag2CrO4。A项,曲线②为AgSCN沉淀溶解平衡曲线,曲线③才对应AgI,A错误;B项,相同条件下AgSCN溶解度大于AgI,AgI比AgSCN先沉淀,故不能用KI作指示剂,B错误;C项,由点(8.1,8.1)可知,,同理,由点(6,6)可知,,当碘离子完全沉淀时,,此时对0.01mol·L-1SCN-而言,,SCN-没有生成沉淀,故浓度均为的I-和SCN-可通过分步沉淀进行分离,C正确;D项,由图,a点在曲线①②上方,则Q<Ksp,故a点条件下,既不能生成AgSCN沉淀也不能生成Ag2CrO4沉淀,D错误;故选C。
8.(2025·华大新高考联盟高三教学质量测评)工业上常使用Na2CO3将水垢中的CaSO4转化为可溶于酸的CaCO3。一定温度下,CaSO4和CaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图所示,。下列叙述错误的是( )
A.Ksp(CaSO4)的数量级为10-5
B.M点条件下,能生成CaCO3沉淀,不能生成CaSO4沉淀
C.向N点饱和溶液中加适量CaCl2固体,可由N点变到P点
D.CaSO4转化为CaCO3的平衡常数K约为2×10-4
【答案】D
【解析】CaSO4可转化为CaCO3,则Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3),c(Ca2+)相同时,,,因此图中上方曲线代表CaCO3的沉淀溶解曲线,下方曲线代表CaSO4的沉淀溶解曲线。A项,下方曲线代表CaSO4的沉淀溶解曲线,由(3,1.3)点数据可知,,数量级为10-5,A正确;B项,图中上方曲线代表CaCO3的沉淀溶解曲线,,M点可生成沉淀,因此M点条件下,能生成CaCO3沉淀,不能生成CaSO4沉淀,B正确;C项,向N点饱和溶液中加适量CaCl2固体,c(Ca2+)增大,减小,沉淀溶解平衡逆移,减小,增大,由N点向P点移动,C正确;D项,CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq,,D错误;故选D。
9.(2025·浙江省宁波市高三第一次模拟)室温下,探究在不同体系中,Mg2+在Na2CO3溶液中的产物。已知:
①图1中曲线I、Ⅱ代表难溶物达到沉淀溶解平衡时,lg[c(Mg2+)]与的关系。
②图2中曲线表示Na2CO3溶液中各含碳粒子的物质的量分数与的关系。
③图1和图2中Na2CO3溶液的起始浓度都为0.1mol·L-1。
下列说法正确的是( )
A.当pH=12时,Ksp[Mg(OH)2]>Ksp(MgCO3)
B.当pH=4时,cCO32-+cHCO3-+cH2CO3=0.1mol·L-1
C.当cCO32-=cH2CO3时,pH=8.20
D.当pH=9、c(Mg2+)=0.01mol·L-1时,生成的产物为MgCO3沉淀
【答案】D
【解析】A项,当pH=12时,c(H+)=1.0×10-2mol·L-1,根据图1,曲线I对应的lg[c(Mg2+)]≈-7,则;曲线Ⅱ对应的lg[c(Mg2+)]≈-4,Na2CO3溶液的起始浓度都为0.1mol·L-1,由图2可知,pH=12时,CO32-物质的量分数为1,cCO32-≈0.1mol·L-1,则,则Ksp[Mg(OH)2] <Ksp(MgCO3),A错误;B项,已知Na2CO3溶液为0.1mol·L-1,Na2CO3溶液中存在物料平衡:2cCO32-+2cHCO3-+2cH2CO3= cNa+=0.2mol·L-1,但是Na2CO3溶液呈碱性,需加酸调节pH=4,溶液体积增大,则cCO32-+cHCO3-+cH2CO3<0.1mol·L-1,B错误;C项,由图2可知,,,当时,,则,pH=8.30,C错误;D项,当pH=9、c(Mg2+)=0.01mol·L-1时,此时lg[c(Mg2+)]=-2,图1中(9,2)位于曲线II的上方,属于MgCO3的过饱和溶液,生成MgCO3沉淀,D正确;故选D。
10.(2025·浙江省义乌二中高三模拟)利用平衡移动原理,分析室温下Mg2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。
已知:ⅰ.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。
ⅱ.图2中是Ksp[Mg(OH)2]和Ksp(MgCO3)曲线;[注:起始c(Na2CO3)=0.1mol·L-1,不同下c(CO32-)由图1得到]。下列说法错误的是
A.由图1,用盐酸滴定Na2CO3溶液至中性时,c(CO32-):c(H2CO3)=10-2.62
B.常温下,Ksp(MgCO3)的数量级为10-6
C.由图2,初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]= -2,平衡后溶液中存在cCO32-+cHCO3-+cH2CO3=0.1 mol·L-1
D.由图1和图2,初始状态pH=8、lg[c(Mg2+)]= -1,发生反应Mg2++2HCO3-=MgCO3↓+CO2↑+H2O
【答案】C
【解析】H2CO3H++ HCO3-,Ka1(H2CO3)= ,HCO3-H++ CO32-,Ka2(H2CO3)= ,图1中CO32-和HCO3-的交点可知,Ka2(H2CO3)=10-10.25,图1中H2CO3和HCO3-的交点可知,Ka1=10-6.37。A项,,盐酸滴定Na2CO3溶液至中性时,c(H+)=10-7mol/L;则,A正确;B项,由图2可知,pH=10.37时,c(OH-)=10-3.63 mol·L-1,c(Mg2+)=10-4 mol·L-1,Ksp[Mg(OH)2]=(10-3.63)2×10-4=10-11.26;由图1可知pH=10.25时,溶液呈碱性,可忽略H2CO3存在, 此时溶液中,此时溶液中c(Mg2+)=mol·L-1,则碳酸锰的溶度积常数为,数量级为10-6,B正确;C项,从图2可以看出pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,根据物料守恒,溶液中c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)<0.1mol·L−1,C错误;D项,pH=8时,溶液中主要含碳微粒是HCO3-,pH=8,lg[c(Mg2+)]=-1时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为Mg2++2HCO3-=MgCO3↓+CO2↑+H2O,D正确;故选C。
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