14.原理篇-水溶液多重平衡图像选择题2027届高三化学一轮复习
2026-08-06
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3份
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59页
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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 | - |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.35 MB |
| 发布时间 | 2026-08-06 |
| 更新时间 | 2026-08-06 |
| 作者 | shl123168 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59113462.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦水溶液多重平衡图像题,构建“真题溯源-思维建模-靶向精练”体系,提炼“认线-算K-守恒判断”三步解题法,强化化学平衡观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|真题溯源|3道山东卷真题|析题五步法(认线→秒杀选项→特殊点计算→平衡移动→不定项策略)|从常数概念(Kw/Ka/Ksp)到图像特征(斜率/平台/交点),构建“概念-图像-计算”推导链|
|考点梳理|核心要点12条|图像语言(δ-pH/lg c-pH斜率规律)、连环常数运算(Ka·Kh·Ksp互推)|通过沉淀/酸碱/络合平衡综合,体现平衡思想与证据推理|
|考点精练|8道山东一模题|守恒应用(电荷/物料守恒判断浓度关系)|针对高频考点(常数计算、图像认线)设计变式训练|
|他山之石|8道跨地区题|跨情境迁移(废水处理/海水提镁等新情境应用)|结合科学探究,强化真实问题解决能力|
内容正文:
14.原理篇---水溶液多重平衡图像选择题
1、 真题溯源,命题透视
1.(2026·山东卷) 下,向初始浓度一定的溶液中加入,通过加入或调节[始终存在,忽略溶液体积变化]。某组分平衡浓度的对数值随的变化如图所示(表示,,,)。下列说法错误的是
A. 丁线所示物种为 B. 调节时,需加入
C. 点 D. 点:
2.(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:
3.(2024·山东卷)常温下水溶液体系中存在反应:,平衡常数为K。已知初始浓度,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,
核 心 考 点
2026
2025
2024
看图析线、点
山东卷T15 4分
山东卷T15 4分
山东卷T10 2分
常数计算
山东卷T15 4分
山东卷T15 4分
山东卷T10 2分
三大守恒
山东卷T15 4分
山东卷T15 4分
山东卷T10 2分
变量控制
山东卷T15 4分
“水溶液离子平衡压轴”一般是山东卷化学 第15题 (不定项压轴),2020到2026七年六考,只是在2024换到第10题,15题考了气相多平衡图像。近三年该类题共性:横轴全是 pH,纵轴 δ 或 lg c;必含一个固体(CaCO3 / CoC2O4 / AgOH);必有两个以上平衡常数连环(Ka·Kh·Ksp互除);必有一个交点代常数选项 + 一个平台算 Ksp 选项。
多重平衡综合分析题的大量出现说明离子反应与平衡的考查呈现出"知识覆盖全面、图像分析强化、定量计算深入、多重平衡综合"的特点。教学中应注重知识体系的构建、图像分析能力的培养、守恒思想的运用和实验探究的开展,帮助学生形成系统的解题策略和扎实的学科素养。
压轴题考你敢不敢先认线再算数、会不会把 Ksp/Ka/Kh 当连环常数乘除、懂不懂固体只给平台不进表达式。2027山东15题预计主情境:废水除重金(Zn²⁺/Ni²⁺/Pb²⁺)+ 氨络合 + 硫化物沉淀;或海水 Mg²⁺/Ca²⁺ 加白云石调 pH;或锂电回收液 Li⁺/Co²⁺/草酸沉淀。图像:lg c(M²⁺)–pH 双线 + lg c(配体)–pH,中间夹一条沉淀开始析出线(pM=–lgKsp+2lgc(阴))。创新点可能把24 气相题的“速率到达平衡快慢”揉进选项(“搅拌可缩短达平衡时间但不改平台”),用双配体竞争(NH3 与 OH⁻抢 Co²⁺)考分布系数。载体一定是“固+液+可调 pH”,平衡一定是“三重起步”,选项四大件:
认线、交点、浓度、移动。
二、考点梳理,思维建模
常规考点记牢:㈠酸碱滴定三种图
维度
要 点
考 察 点
pH-体积图
抓五点,定溶质
1. 溶质成分
2. 微粒浓度大小
3. 电荷守恒、物料守恒
4. Ka、Kh与Kw的计算
5. 水的电离影响
多曲线交叉图
定曲线,找交点,算K值
对数直线图
找0点,算K值,定直线
㈡沉淀溶解平衡图像:阳离子~阴离子单曲线图、阴阳离子浓度~温度双曲线图、阳离子浓度-pH型、正(负)对数[lgc(M+)~lg c(R-)]曲线分析的方法规律。电荷守恒、物料守恒
溶质成分
微粒浓度大小
Ka、Kh与Kw的计算
水的电离影响
【精讲速记】:
1.必背常数和 关系式(闭眼默写)
⑴ 水的离子积 :Kw= c(H+) c(OH−)= 1×10−14(常温) pOH + pH = 14
⑵ 电离常数:(一元 / 二元) 一元:二元:
Ka1 看 HA⁻, Ka2 看 A²⁻ pKa1=−lgKa1
⑶ 水解常数(山东最爱考 NH4⁺) NH₄⁺ 水解:Kh
⑷ 溶度积(Ksp) Ksp(MmAn)=c(Mn+)m⋅c(Am−)n 1:1 型:Ksp=c(Ca2+)c(CO32−
⑸分布系数交点结论(每年必用) δ(HA)=δ(A−) 时:pH=pKa 二元酸 HC2O4⁻ 峰顶:
2、图像语言(看懂图,不用算就会一半)
⑴δ–pH 图(摩尔分数): 每条线:某种含碳/含氮物种占总量的比例。
低 pH:酸分子占满 ; 高 pH:酸根占满 ; 中间峰:酸式根(HC2O4⁻、HCO₃⁻)。
⑵ lg c–pH 图
线斜率
含义
–1
物种含 1 个 H⁺(如 H₂CO₃→HCO₃⁻)
–2
含 2 个 H⁺(如 H₂C₂O₄)
0(水平)
浓度不受 pH 影响 / 或被固体锁死
平台:有固体存在,离子浓度被 Ksp 锁定 两线相交:两物种浓度相等
⑶ 固体在图上的表现:不画 lg c 线(不溶于水的固体没浓度),但会让金属离子、阴离子出现平台。2025 题:把固体 CoC₂O₄ 当成“含碳物种”画进 δ 图,先升后降 = 沉淀转化。
3.解题常用知识点归纳:
①δ 交点:δ(HA)=δ(A⁻) 时 pH=pKa;二元酸 δ(HA⁻) 峰顶 pH=(pKa₁+pKa₂)/2。
②lg c–pH 斜率:物种含几个 H⁺,随 pH 升高浓度降的斜率就是几;如 lg c(H₂A) 斜率 –2,lg c(HA⁻) 先–1后+1,lg c(A²⁻) 斜率 0(碱性段平台)。
③Ksp 平台:有固体 MₐAb 存在时,lg c(M) = (lg Ksp – b·lg c(A))/a;pH 升 → c(A²⁻) 升 → c(M) 降。
④水解常数:Kh=Kw/Ka(共轭酸碱对);NH₄⁺ 水解 Kh=Kw/Kb(NH₃)。
⑤连环常数: 沉淀转化 K=Ksp(旧)/Ksp(新)
MCO₃(s)+2H⁺⇌M²⁺+CO₂+H₂O 的 K=Ksp·Ka₁·Ka₂/Kw²(山东常考变体)
络合+电离:K络·Ka 可消掉 c(CH₃COO⁻)
⑥物料守恒:总 C 固定时,c(HA)+c(A⁻)+c(络合物)+c(沉淀中C)= C₀;金属类似。
⑦交点代换:图上任两线交点 → 两物种浓度相等 → 代入 Ka/Kh/Ksp 直接消去浓度得常数。
⑧pH 判断加酸加碱:NH₄Cl 溶液本身 pH<7,调到 7 必须加碱;含 CO₃2- 体系加酸生成 HCO3- 峰。
⑨对数轴算术:lg c = –4.15 即 c=10-4.15;Ksp=c(Ca²⁺)·c(CO₃2-)=10⁻4.25×10⁻4.25=10⁻8.5,别把负号弄反(2026 D 项错因)。
4. 析题顺序:
Step1:先认线(不认线别动笔,用 pH 段+斜率+平台认物种)→Step2:A 项认线对错 → 秒杀或保留→Step3:B/C 项找特殊点(交点、平台、δ=0.5)代公式,只算一次→Step4:D 项平衡移动,默念“固体不进 Q、纯液体不进 K、加 H⁺ 先和 CO₃²⁻/OH⁻ 反应”→Step5:不定项默认单选思维先找 1 个必对,再找第 2 个;找不到第 2 个就只选 1 个。
三、考点精练,靶向突破:
1.(2026·山东临沂·一模) 某温度时,氯水中存在如下反应(不考虑其他反应):
Ⅰ、
Ⅱ、
Ⅲ、
体积为的氯水中,测得含氯微粒的随的变化如图所示[,X表示,,和]。
已知:该温度下,;忽略溶液体积变化。
下列说法错误是
A. 甲线所示物种为 B. 该温度下
C. a点溶液 D. 向b点溶液中加入,有沉淀产生
2.(2026·山东济南·一模)甘氨酸()在水溶液中可发生如下反应:
已知:Ⅰ.HCl当量或NaOH当量;
Ⅱ.含氮微粒的分布系数。
常温下,向甘氨酸溶液中通入HCl或加入NaOH固体,忽略溶液体积变化,HCl当量或NaOH当量、随变化如图所示。下列说法正确的是
A.甘氨酸水溶液显碱性
B.a点:HCl当量或NaOH当量
C.b点:
D.c点:
3.(2026·山东潍坊·一模)25℃时,分别向足量的难溶盐和粉末中加入稀酸调节pH(此过程中无气体逸出),平衡时溶液中或与pH的关系如图所示。已知25℃时,,,。下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ代表随pH的变化
B.
C.pH=1.8时,体系中
D.pH=10时,体系中有AgOH析出
4.(2026·山东青岛·一模)分析常温下在不同pH的溶液中可能产物。图1曲线表示溶液中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系;图2曲线符合或,起始,由图1得到。下列说法正确的是
A.的数量级为
B.时,溶液中
C.若溶液起始和pH如b点所示,会发生反应
D.若溶液起始和pH如c点所示,平衡后溶液中存在
5.(2026·山东烟台·一模)常温下,H2A溶液中所有含A物种的摩尔分数与pH的关系如图虚线所示,M2A和NA在0.01 mol·L-1 H2A溶液(H2A浓度保持不变)中达到沉淀溶解平衡时,(Q表示M+和N2+)与pH的关系如图实线所示。下列说法正确的是
A.
直线①表示与pH的关系
B.
C.pH=5时,溶液中存在:
D.向0.01 mol·L-1的M+、N2+的混合溶液中滴加H2A溶液,M+先开始沉淀
6.(2026·山东日照·一模)HA和分别为一元酸和二元酸,不发生水解。常温条件下,现有含的饱和溶液和含的MB饱和溶液。两份溶液中及含A粒子的微粒分布系数[如]的变化关系如下图所示。下列说法正确的是( )
A.
B.的平衡常数约为
C.MB饱和溶液中存在
D.饱和溶液中存在
7.(2026·山东枣庄·一模)醋酸银(AgAc)是一种难溶电解质。常温下,用稀硝酸调节AgAc浊液的pH,测得在不同pH时,体系中(X为或)与的关系如图所示。下列说法错误的是
A.代表与的关系 B.的数量级为
C. D.M点坐标为
8(2026·山东泰安·一模).是一种二元酸,是一种难溶盐。图中曲线分别表示室温下:
(1)的溶液中,含物种的与的关系;
(2)含的溶液中,与的关系。
下列说法正确的是
A.曲线④表示与的关系
B.
C.(1)中溶液时,
D.(2)中溶液时,存在
四、他山之石,可以攻玉
1.(2026·重庆卷) 能与邻菲咯啉(Phen)形成配离子[Fe(Phen)3]2+。将相同物质的量浓度的Phen和溶液以不同体积混合,调并定容,且各混合溶液中(n为定值),已知。下列关于混合溶液的叙述正确的是
A. 时,
B. 时,
C. 时,
D. 时,
2. (2026·云南卷)常温下,1 L水溶液中和的初始浓度分别为和,达到溶解平衡时(,pM与pH的关系如图(),M代表、、和)。
已知:
下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ是的变化曲线
B.
C. 溶液中,的浓度为
D. ,
3.(2026·黑吉辽蒙卷)室温下,醋酸铜(,表示)溶液中、、和的曲线如图。保持体系中元素总物质的量、元素总物质的量和溶液体积不变,忽略除氢氧化铜以外的其他含铜难溶物。下列说法错误的是
A. Ⅰ为的变化曲线 B. 室温下,
C. 室温下, D. 点:
4.(2026·陕晋青宁卷)二氧化碳、碳酸及其盐在自然界的迁移转化,是环境中碳循环的重要部分。常温下,H2CO3溶液中各含碳物种的分布系数δ与的变化关系如图
[比如:],的为。将足量 置于纯水中得到饱和溶液。下列说法正确的是
A. M点的pH为5.66
B. 在纯水中的溶解度为
C. 该饱和溶液中,
D. 反应的平衡常数为
5.(2026·湖北卷)某溶液含有初始浓度为和配体酸。溶液中的部分物种分布系数随变化如图所示,除了、外不考虑其他含物种。已知时,电离常数的,。下列说法错误的是
A.时,溶液中有生成 B.时,
C.平衡常数的 D.点对应的溶液中,
6.(2026·河南卷)常温下,向溶液中加入固体,并调节溶液的(忽略溶液体积变化)。已知与可生成配离子,的,。与的变化关系如图所示,代表、或,其中,。
下列说法正确的是
A.时, B.点的纵坐标为-4.10
C.时,完全溶解 D.的
7.(2026·河北卷)25℃下,在的KI溶液中加入一定量,达平衡时,溶液中和(或)与pH的关系如图所示(溶液体积变化忽略不计):
已知:Ⅰ.时,体系中有存在;
Ⅱ.溶液中存在①;②。
下列说法正确的是
A.反应①的平衡常数
B.溶液中始终有,且时,的值随增大而减小
C.若在平衡体系中加入少量,和的平衡浓度均增大
D.若改变KI溶液的初始浓度,相同下达平衡时,的值不变
8.(2026·四川卷)常温下,用的NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为的两种一元弱酸(HA)溶液,部分微粒浓度的值或微粒浓度比的pM[,M代表、或]与(滴定剂与被滴定溶液的体积比)之间的关系如图所示。
下列说法错误的是
A.Ⅲ代表两种弱酸中较强的弱酸滴定过程中随的变化曲线
B.a、c两点溶液中水的电离程度c<a
C.b点溶液对应酸的电离常数
D.d点溶液中
14原理篇---水溶液多重平衡图像选择题答案参考
2、 真题溯源,命题透视
1.【答案】BD【解析】【分析】随轴pH的变化,为定值,pH值越大,越大,越小,故甲为,乙为;加入NaOH,pH增大,减小,,pH越大,、越少,主要以存在,故时,,故丙为,丁为;
【详解】A.根据分析,丁线代表,A正确;
B.下,向初始浓度一定的溶液中加入后,由物料守恒有、,代入电荷守恒可得;时,由图可知,又因为,所以时有,此时右侧需加才可电荷守恒,故调节时,需加入HNO3,B错误;
C.O点时,,;P点时,,C正确;
D.Q点时,,故;P点时,,,此时,;Q点时,,D错误;
2.【答案】CD【解析】【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。
【详解】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;
3.【答案】C【解析】【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。
【详解】A.根据分析,线Ⅱ表示CH3COO-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;
二、考点梳理,思维建模
【精讲速记】:
三、考点精练,靶向突破
1.【答案】AD【解析】【分析】 ,越大,越小。随升高,浓度降低,反应Ⅰ平衡右移,浓度不断减小,因此随增大而增大,与图标一致。甲线:较低时电离程度较小,其浓度变化不大,随升高,浓度不断减小,且电离平衡右移,使次氯酸的浓度降低,故先变化不大后逐渐减小,因此先变化缓慢后升高,符合甲线变化,故甲对应;乙线:升高,电离平衡右移,逐渐增大,逐渐减小,故乙对应;
丙线:,因此,与变化相似,故丙对应。
【详解】A.甲线对应,不是,A错误;B.反应Ⅱ的平衡常数表达式为。从图中读取数据:当pH=4时,甲线(pX=4.5)代表 ,丙线(pX=11)代表 。将数据代入表达式计算: 。B正确;C.a点为和交点,故,电离常数,因此,C正确;
D.的物质的量,溶液中。 由盖斯定律,2×Ⅰ+Ⅱ得到,,b点:,,浓度积: ,已知,因此Qc<Ksp,无沉淀产生,D错误;
2.【答案】BD【分析】根据甘氨酸()在水溶液中可发生如下反应:。由图像可知,pOH>8,是向中通入HCl,pOH<8,是向中加入NaOH固体。pOH=8时为。b点为与的分布系数相等的点,可求=,pOH=8的两条曲线交点的低点为与的分布系数相等,可表示为,可得。由此解题。
【详解】A.由图可知,常温下的水溶液pOH=8,则pH=6,呈酸性,A错误;
B.假设HCl当量为0.5,:=1:1,由=,,可得=,则<。则主要发生的反应为→,则<,则要达到a点需要再加入HCl,所以HCl的当量>0.5,B正确;
C.b点是加入了NaOH固体,则其电荷守恒为,C错误;
D.c点的pH=11,的分布系数为0.96,则的物质的量浓度为0.1mol/L×0.96=0.096 mol/L,==,则=>1,则,D正确;
3.【答案】BC
【详解】A.和的溶度积常数分别为和。向难溶盐粉末中滴加稀酸的过程中,发生离子反应:,使溶液中浓度降低,沉淀溶解,进而使阳离子浓度增加。从图像可以看出,当pH较低时,曲线Ⅰ的阳离子浓度大于曲线Ⅱ,结合溶度积常数表达式可知,曲线Ⅰ表示的浓度,曲线Ⅱ表示的浓度,A错误;
B.从图像可以看出,当pH=7.2时,溶液中的浓度为。溶液中的浓度为,溶液中的浓度为,此时溶液中,则。对于该溶液存在物料守恒:,代入以上结果可得,解得,则,B正确;
C.由图像可知,当pH=7.2时,,与选项B分析同理,可计算得出。当pH=1.8时,,,对于该溶液有物料守恒:,则,解得,C正确;
D.当pH=10时,溶液中的浓度为,浓度为。此时,,代入物料守恒方程,代入溶度积常数关系式可得,则。溶液中与的离子积为,因此不会有AgOH沉淀析出,D错误;
4.【答案】BD【分析】碳酸的两步电离:,;,。 由图1:交点:,得;交点:,得。图2中,增大时,、均增大,的溶度积,,,随增大,呈线性增大,故曲线I为的溶解平衡线,曲线II为的溶解平衡线,曲线上方为过饱和溶液,曲线下方为不饱和溶液,据此分析。
【详解】A.由分析知,曲线II为的溶解平衡线,由a点和图1知,时,物质的量分数,,则,则,数量级为,A错误;
B.,时,B正确;
C.由图知,b点在曲线I的下方,,溶液未饱和,没有沉淀生成,因此不会发生,C错误;
D.由图知,c点在曲线II的上方,,有沉淀生成,部分进入沉淀,因此平衡后溶液中游离的所有含碳粒子的总浓度小于,D正确;
5.【答案】CD【分析】所有虚线表示溶液中所有含组分的摩尔分数与变化关系,图中一共三条虚线,说明含A组分共有三者,分别是,则是一种二元弱酸,随着逐渐增加,减小,故第一条下降的粗虚线是,先升后降的则是,最后出现并逐渐增加的虚线则代表,则利用a点求得,利用b点求得。实线①②分别是和在溶液的与pH的关系,已知, ,则 ,同理对于 ,其 ,可以看出的斜率应该更大,故曲线②表示与pH的关系。基于以上分析来回答本题。
【详解】A.根据分析,曲线②表示与pH的关系,A错误;
B.曲线①表示是 与pH的关系,点d有=17 ,pH=3,即 c(M+)=10-17, ,浓度保持不变, ,利用 ,求得,代入 ,曲线②是,点c有,pH=6,即,,,利用=,求得,代入,B错误;
C. pH=5时,,。,,,,,,因此 ,C正确;
D.计算沉淀所需浓度:沉淀: ;沉淀: ,故向0.01 mol·L-1的M+、N2+的混合溶液中滴加H2A溶液,M+先开始沉淀,D正确;
6.【答案】A【分析】含的饱和溶液中存在如下平衡:、,且有。由图可知时,曲线相交且左侧纵坐标为0.5,因此代表分布系数,随着增大,两平衡都发生逆向移动,有如下推断:减小,故曲线表示随变化曲线;增大,故曲线表示随变化曲线;浓度不断减小,增大,故曲线表示随变化曲线;曲线表示MB饱和溶液中随变化曲线,由此分析;
【详解】A.由图可知,不随发生变化,则为二元强酸,在MB饱和溶液中,,A 正确;B.曲线交点有,,的平衡常数,B 错误;C.为二元强酸,不存在,C 错误;D.将选项中公式化简得,饱和溶液中存在物料守恒,D 错误;
7.【答案】BC【分析】对于反应,,,则越大,越大,L1代表与的关系;对于反应,,,越大,越小,则L2代表与的关系,据此回答。
【详解】A.由分析可知,越大,越小,则L₂代表与的关系,A正确;
B.根据b点坐标(4,8.76),=4,=104,=8.76,=10-8.76 mol/L,则,数量级为,B错误;
C.根据a点坐标(-1,-1.05),,,则,,,,错误;
D.M点为两直线相交,故,联立两直线方程可得,根据B、C计算结果带入,即,,,M坐标为,D正确;
8.【答案】BC【分析】是一种二元酸,随着增大,逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大;含的溶液中,随着增大,逆移,逐渐增大,导致逆移,逐渐减小,但由于平衡移动的程度不大,因此变化不大;据此可得曲线①表示与的关系,曲线②表示与的关系,曲线③表示与的关系,曲线④表示与的关系;由曲线①、②的交点可知,,由①、④交点可知,,则;,由图可知,时,,,则,据此解答。
【详解】A.根据分析,曲线④表示与的关系,A错误;
B.,B正确;
C.由曲线可得,, (ⅰ)中时,,C正确;
D.电荷守恒表达式中阴离子缺少浓度项,即使补充浓度项,在调节pH过程中也会外加酸或碱,电荷守恒依旧不成立,D错误;
四、他山之石,可以攻玉
1.【答案】C
【详解】A.x=0时溶液为溶液,若不考虑水解生成的,以及调pH外加的酸或碱,电荷守恒式应为,选项中系数错误,A错误;B.x=0.6时过量,除水解外,水解也会结合,质子守恒式为,故,B错误;C.x=0.75时=0.25n,n(Phen)=0.75n,二者恰好按1:3完全配位生成;,,少量水解故,配离子物质的量为0.25n,水解后浓度仍大于配离子浓度,故 ,C正确;D.x=0.9时=0.1n,,完全配位最多生成0.1n配离子,即使配位完全 ,若配离子少量解离则 ,不可能大于,D错误;
2.【答案】B【解析】【分析】,根据,两式联立得到,两边取负对数得到:,这意味着的pM值与的pM值始终平行,且在上,故Ⅰ代表,Ⅱ代表,根据,为了维持恒定,的pM与Ⅰ呈反比,因此上升的曲线Ⅳ代表,根据反应①:,是定值,故不变,线Ⅲ代表,据此解答。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅱ代表,A错误;B.该反应的平衡常数,Ⅱ代表,Ⅲ代表,观察图中pH= 2.87 时的点,该点位于曲线Ⅰ上,说明此时,pH= 2.87 时的点向上延伸,,代入平衡常数表达式得到:,B正确;C.由B项分析可知,并保持不变(或由Ⅰ线pH=0.15时,,,即曲线Ⅳ与Ⅲ的相交时,pH=0.15),故的浓度为,C错误;D.对溶液中物种做物料守恒:总草酸根(溶液中): ;总铜(溶液中): (注:两种以固体形式存在的只是为了列物料守恒),将两式整理得到,,这是一个等式,D错误;
3.【答案】C【解析】【分析】初始状态分析:溶液为0.10mol/L的CuAc2。体系中c(Cu)= 0.10mol/L,总(Ac)= 0.20mol/L;低pH值(酸性较强)时:Ac-主要与H+结合形成HAc,因此HAc的浓度最大,接近0.20 mol/L。此时pX=-lg(0.20)≈0.7;观察图像,曲线Ⅲ的起点约为0.7,因此Ⅲ为HAc的曲线。由于Ac-浓度极低,铜元素主要以游离的Cu2+形式存在,其浓度略小于0.10 mol/L。此时pX=-lg(0.10)=1.0。观察图像,曲线Ⅱ的起点约为1.1(略大于1.0代表),因此Ⅱ为Cu2+的曲线。剩下的曲线Ⅰ代表CuAc+的曲线,据此解答;
【详解】A.由分析可知,Ⅰ为的变化曲线,A正确;B.题中反应的,当pH=3.46时,由Ⅰ和Ⅱ相交可知,此时,且由M点坐标可知,,代入平衡常数表达式:,B正确;C.根据P点坐标,此时pH=5.75,,反应的平衡常数,代入数据得到:,故,,C错误;D.根据题意,C元素总物质的量不变,即总醋酸根(含各种形态)的浓度保持为0.20 mol/L,存在物料守恒: ,对于HAc的电离平衡常数:,变形得,代入题干原式,得到原式=,将物料守恒式代入得到:原式=,Q点存在,由于,故原式=<,D正确;
4.【答案】.C[分析]低pOH(高pH,碱性环境)时,虚线占主导,因此虚线代表,中间区域实线占主导,代表,高pOH(低pH,酸性环境)时,点线占主导,代表;计算电离常数: 当pOH=3.67时,实线与虚线相交,即。此时pH=14-3.67=10.33,碳酸的二级电离常数,同理当pOH=7.65时, ,求得碳酸的一级电离常数,据此解答。
A.M点是点线和虚线的交点,即。 根据,当两浓度相等时,,所以 ,即pH=8.34,A错误;
B.若不考虑水解,溶解度 满足,得 ;但实际上会水解为、,因此溶解度大于 ,B错误;
C.根据物料守恒, ,故 最大;的第一步水解常数,溶液中主要由水解产生,设水解浓度为x,,, , ,水解率超过50%,这说明水解程度很大,产生了较多的,故 ,浓度顺序成立,C正确;
D.平衡常数,代入、、,得,不是,D错误;
5.【答案】D【解析】pH较低时,L⁻浓度很小,主要以HL和Zn²⁺形式存在;随着pH升高,HL电离产生L⁻,Zn²⁺与L⁻发生络合反应:Zn²⁺ + 2L⁻ ⇌ ZnL₂,ZnL₂的分布系数从0开始上升。分布系数曲线反映了各物种在不同pH下的相对含量。
【详解】A.从图像中可以看出,在pH>3之后,代表ZnL₂的平衡曲线就已经离开横轴(分布系数大于0),说明在pH=3时,已经有络合产物ZnL₂生成,A正确。
B.pH=3.25时,根据图像和HL电离常数,可判断c(Zn²⁺) > c(ZnL₂) > c(HL) > c(L⁻),B正确。
C.反应Zn²⁺ + 2L⁻ ⇌ ZnL₂的平衡常数K = [ZnL₂]/([Zn²⁺][L⁻]²),结合图像中某pH下的分布系数和HL电离常数可计算logK,C正确。
D.c点即某特定pH点,根据物料守恒:总L = c(HL) + c(L⁻) + 2c(ZnL₂),总Zn = c(Zn²⁺) + c(ZnL₂)。若2c(Zn²⁺) + c(ZnL₂) = c(L⁻) + c(HL),则要求c(Zn²⁺) = c(ZnL₂)且满足特定物料关系,一般情况不成立,D错误。
6.
题目中涉及的化学反应和平衡关系:H6Y2+的逐级电离:。随 pH 增大,δ(Y4-)增大,故随 pH 增大而增大的曲线代表Y4-,,斜率为-1,,这是一条斜率为-2的直线,由此可知, (6.16, 0) 的线代表,, (8.21, 0)的线代表,则,,。
A.根据 K5 = 10-6.16,当 pH = 7.00 时:,因此c(H2Y2-) < c(HY3-),A 错误;
B.M为lg[]与lg[]的交叉点,说明lg[]=lg[],即,pH=10.26,代入任意方程,求纵坐标:,B 正确;
C.加入固体,若完全溶解在1.00L溶液中,需要消耗一部分形成配合物,c() = 1.00 × 10-3 mol·L-1;由于0.101 mol/L远大于1.00 × 10-3 mol·L-1,Y总浓度基本不变,近似为0.100 mol/L ,在pH=6.50时计算的浓度:,据= ,未配位体系主要是,此时,若BaSO4能够完全溶解,绝大部分Ba都会形成[BaY]2-,故。根据配合物平衡常数逆推此时溶液中游离的浓度:,代入数据计算:,此时,说明 BaSO4达到了沉淀溶解平衡状态,无法继续溶解,即未能完全溶解,C错误;
D.该反应的,D错误;
7.【答案】B【分析】由题意可知,当pH<8.73时,体系中有I₂(s)存在,说明溶液中的I₂处于饱和状态,其浓度保持恒定。溶液中存在两个平衡:①I₂(s) + I⁻ ⇌ I₃⁻;②I₃⁻ + 2I⁻ ⇌ I₅⁻。
A.反应①的平衡常数,pH=7.5时,,根据碘元素守恒,初始,由于反应①消耗了转化为了,且物质的量之比为1:1,反应2在pH=7.5时产生的极少,趋近于0,可以忽略,所以此时平衡时: ,代入数据: ,A错误;
B.当pH<8.73时,,对应关系成立,当pH>8.73时,反应② 右移,消耗 生成更多 ,因此始终满足 ;当时,,逐渐降低,K不变,故的值随增大而减小,B正确;
C.当pH<8.73时,体系中已经存在,说明溶液中的已经达到了饱和溶液的溶解平衡。此时再加入少量的,不变,因此,化学平衡①和②都不会发生移动,和的平衡浓度都保持不变,C错误;D.反应②+3×反应①得到,平衡常数,,相同下意味着是定值,改变KI溶液的初始浓度,反应①平衡会发生移动,改变,K保持不变,故是变量,D错误;
8.【答案】A【解析】随着增大,减小,增大;增大,减小,减小,减小,故上升的曲线Ⅰ、Ⅱ代表,且酸性较强的应在下,故Ⅰ代表酸性较弱的弱酸,Ⅱ代表酸性较强的酸;根据水的离子积常数变形得:,两边取负对数:,若对应pH=1.95(c点),对应的值为: (超出纵坐标范围);说明酸性较强酸的不在图像上;酸性较弱的弱酸初始,代入上述公式,,刚好与曲线Ⅲ吻合,故曲线Ⅲ代表酸性较弱的弱酸的;由图像可计算出酸性较强的酸的;由,两边取负对数得:,时,酸性较强的弱酸的pH=1.95,代入公式:,刚好对应曲线Ⅳ初始时刻与纵轴的交点,故Ⅳ代表酸性较强的弱酸的,据此解答。
A.由上述分析可知,Ⅲ代表两种弱酸中较弱的弱酸滴定过程中随的变化曲线,A错误;B.a 点和 c 点都在时,即纯弱酸溶液。c点的酸性较强的弱酸对应的pH=1.95,a 点对应较弱酸的,其对应的 pH=2.89 ,无论哪一个,酸溶液中的均会抑制水的电离,所以 c 点对水的电离抑制作用更强,即水的电离程度:c<a,B正确;C.由B项可知 a点数据:,弱酸电离中,初始,因此电离常数,C正确;D.d点,即加入体积为,此时溶液中:电荷守恒:;物料守恒:;联立整理得:,酸性较强的弱酸的,滴定一半时存在:,即弱酸溶液呈酸性,,因此,故等式成立,D正确;
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14原理篇---水溶液多重平衡图像选择题答案参考
1、 真题溯源,命题透视
1.【答案】BD【解析】【分析】随轴pH的变化,为定值,pH值越大,越大,越小,故甲为,乙为;加入NaOH,pH增大,减小,,pH越大,、越少,主要以存在,故时,,故丙为,丁为;
【详解】A.根据分析,丁线代表,A正确;
B.下,向初始浓度一定的溶液中加入后,由物料守恒有、,代入电荷守恒可得;时,由图可知,又因为,所以时有,此时右侧需加才可电荷守恒,故调节时,需加入HNO3,B错误;
C.O点时,,;P点时,,C正确;
D.Q点时,,故;P点时,,,此时,;Q点时,,D错误;
2.【答案】CD【解析】【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。
【详解】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;
3.【答案】C【解析】【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。
【详解】A.根据分析,线Ⅱ表示CH3COO-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;
二、考点梳理,思维建模
【精讲速记】:
三、考点精练,靶向突破
1.【答案】AD【解析】【分析】 ,越大,越小。随升高,浓度降低,反应Ⅰ平衡右移,浓度不断减小,因此随增大而增大,与图标一致。甲线:较低时电离程度较小,其浓度变化不大,随升高,浓度不断减小,且电离平衡右移,使次氯酸的浓度降低,故先变化不大后逐渐减小,因此先变化缓慢后升高,符合甲线变化,故甲对应;乙线:升高,电离平衡右移,逐渐增大,逐渐减小,故乙对应;
丙线:,因此,与变化相似,故丙对应。
【详解】A.甲线对应,不是,A错误;B.反应Ⅱ的平衡常数表达式为。从图中读取数据:当pH=4时,甲线(pX=4.5)代表 ,丙线(pX=11)代表 。将数据代入表达式计算: 。B正确;C.a点为和交点,故,电离常数,因此,C正确;
D.的物质的量,溶液中。 由盖斯定律,2×Ⅰ+Ⅱ得到,,b点:,,浓度积: ,已知,因此Qc<Ksp,无沉淀产生,D错误;
2.【答案】BD【分析】根据甘氨酸()在水溶液中可发生如下反应:。由图像可知,pOH>8,是向中通入HCl,pOH<8,是向中加入NaOH固体。pOH=8时为。b点为与的分布系数相等的点,可求=,pOH=8的两条曲线交点的低点为与的分布系数相等,可表示为,可得。由此解题。
【详解】A.由图可知,常温下的水溶液pOH=8,则pH=6,呈酸性,A错误;
B.假设HCl当量为0.5,:=1:1,由=,,可得=,则<。则主要发生的反应为→,则<,则要达到a点需要再加入HCl,所以HCl的当量>0.5,B正确;
C.b点是加入了NaOH固体,则其电荷守恒为,C错误;
D.c点的pH=11,的分布系数为0.96,则的物质的量浓度为0.1mol/L×0.96=0.096 mol/L,==,则=>1,则,D正确;
3.【答案】BC
【详解】A.和的溶度积常数分别为和。向难溶盐粉末中滴加稀酸的过程中,发生离子反应:,使溶液中浓度降低,沉淀溶解,进而使阳离子浓度增加。从图像可以看出,当pH较低时,曲线Ⅰ的阳离子浓度大于曲线Ⅱ,结合溶度积常数表达式可知,曲线Ⅰ表示的浓度,曲线Ⅱ表示的浓度,A错误;
B.从图像可以看出,当pH=7.2时,溶液中的浓度为。溶液中的浓度为,溶液中的浓度为,此时溶液中,则。对于该溶液存在物料守恒:,代入以上结果可得,解得,则,B正确;
C.由图像可知,当pH=7.2时,,与选项B分析同理,可计算得出。当pH=1.8时,,,对于该溶液有物料守恒:,则,解得,C正确;
D.当pH=10时,溶液中的浓度为,浓度为。此时,,代入物料守恒方程,代入溶度积常数关系式可得,则。溶液中与的离子积为,因此不会有AgOH沉淀析出,D错误;
4.【答案】BD【分析】碳酸的两步电离:,;,。 由图1:交点:,得;交点:,得。图2中,增大时,、均增大,的溶度积,,,随增大,呈线性增大,故曲线I为的溶解平衡线,曲线II为的溶解平衡线,曲线上方为过饱和溶液,曲线下方为不饱和溶液,据此分析。
【详解】A.由分析知,曲线II为的溶解平衡线,由a点和图1知,时,物质的量分数,,则,则,数量级为,A错误;
B.,时,B正确;
C.由图知,b点在曲线I的下方,,溶液未饱和,没有沉淀生成,因此不会发生,C错误;
D.由图知,c点在曲线II的上方,,有沉淀生成,部分进入沉淀,因此平衡后溶液中游离的所有含碳粒子的总浓度小于,D正确;
5.【答案】CD【分析】所有虚线表示溶液中所有含组分的摩尔分数与变化关系,图中一共三条虚线,说明含A组分共有三者,分别是,则是一种二元弱酸,随着逐渐增加,减小,故第一条下降的粗虚线是,先升后降的则是,最后出现并逐渐增加的虚线则代表,则利用a点求得,利用b点求得。实线①②分别是和在溶液的与pH的关系,已知, ,则 ,同理对于 ,其 ,可以看出的斜率应该更大,故曲线②表示与pH的关系。基于以上分析来回答本题。
【详解】A.根据分析,曲线②表示与pH的关系,A错误;
B.曲线①表示是 与pH的关系,点d有=17 ,pH=3,即 c(M+)=10-17, ,浓度保持不变, ,利用 ,求得,代入 ,曲线②是,点c有,pH=6,即,,,利用=,求得,代入,B错误;
C. pH=5时,,。,,,,,,因此 ,C正确;
D.计算沉淀所需浓度:沉淀: ;沉淀: ,故向0.01 mol·L-1的M+、N2+的混合溶液中滴加H2A溶液,M+先开始沉淀,D正确;
6.【答案】A【分析】含的饱和溶液中存在如下平衡:、,且有。由图可知时,曲线相交且左侧纵坐标为0.5,因此代表分布系数,随着增大,两平衡都发生逆向移动,有如下推断:减小,故曲线表示随变化曲线;增大,故曲线表示随变化曲线;浓度不断减小,增大,故曲线表示随变化曲线;曲线表示MB饱和溶液中随变化曲线,由此分析;
【详解】A.由图可知,不随发生变化,则为二元强酸,在MB饱和溶液中,,A 正确;B.曲线交点有,,的平衡常数,B 错误;C.为二元强酸,不存在,C 错误;D.将选项中公式化简得,饱和溶液中存在物料守恒,D 错误;
7.【答案】BC【分析】对于反应,,,则越大,越大,L1代表与的关系;对于反应,,,越大,越小,则L2代表与的关系,据此回答。
【详解】A.由分析可知,越大,越小,则L₂代表与的关系,A正确;
B.根据b点坐标(4,8.76),=4,=104,=8.76,=10-8.76 mol/L,则,数量级为,B错误;
C.根据a点坐标(-1,-1.05),,,则,,,,错误;
D.M点为两直线相交,故,联立两直线方程可得,根据B、C计算结果带入,即,,,M坐标为,D正确;
8.【答案】BC【分析】是一种二元酸,随着增大,逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大;含的溶液中,随着增大,逆移,逐渐增大,导致逆移,逐渐减小,但由于平衡移动的程度不大,因此变化不大;据此可得曲线①表示与的关系,曲线②表示与的关系,曲线③表示与的关系,曲线④表示与的关系;由曲线①、②的交点可知,,由①、④交点可知,,则;,由图可知,时,,,则,据此解答。
【详解】A.根据分析,曲线④表示与的关系,A错误;
B.,B正确;
C.由曲线可得,, (ⅰ)中时,,C正确;
D.电荷守恒表达式中阴离子缺少浓度项,即使补充浓度项,在调节pH过程中也会外加酸或碱,电荷守恒依旧不成立,D错误;
四、他山之石,可以攻玉
1.【答案】C
【详解】A.x=0时溶液为溶液,若不考虑水解生成的,以及调pH外加的酸或碱,电荷守恒式应为,选项中系数错误,A错误;B.x=0.6时过量,除水解外,水解也会结合,质子守恒式为,故,B错误;C.x=0.75时=0.25n,n(Phen)=0.75n,二者恰好按1:3完全配位生成;,,少量水解故,配离子物质的量为0.25n,水解后浓度仍大于配离子浓度,故 ,C正确;D.x=0.9时=0.1n,,完全配位最多生成0.1n配离子,即使配位完全 ,若配离子少量解离则 ,不可能大于,D错误;
2.【答案】B【解析】【分析】,根据,两式联立得到,两边取负对数得到:,这意味着的pM值与的pM值始终平行,且在上,故Ⅰ代表,Ⅱ代表,根据,为了维持恒定,的pM与Ⅰ呈反比,因此上升的曲线Ⅳ代表,根据反应①:,是定值,故不变,线Ⅲ代表,据此解答。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅱ代表,A错误;B.该反应的平衡常数,Ⅱ代表,Ⅲ代表,观察图中pH= 2.87 时的点,该点位于曲线Ⅰ上,说明此时,pH= 2.87 时的点向上延伸,,代入平衡常数表达式得到:,B正确;C.由B项分析可知,并保持不变(或由Ⅰ线pH=0.15时,,,即曲线Ⅳ与Ⅲ的相交时,pH=0.15),故的浓度为,C错误;D.对溶液中物种做物料守恒:总草酸根(溶液中): ;总铜(溶液中): (注:两种以固体形式存在的只是为了列物料守恒),将两式整理得到,,这是一个等式,D错误;
3.【答案】C【解析】【分析】初始状态分析:溶液为0.10mol/L的CuAc2。体系中c(Cu)= 0.10mol/L,总(Ac)= 0.20mol/L;低pH值(酸性较强)时:Ac-主要与H+结合形成HAc,因此HAc的浓度最大,接近0.20 mol/L。此时pX=-lg(0.20)≈0.7;观察图像,曲线Ⅲ的起点约为0.7,因此Ⅲ为HAc的曲线。由于Ac-浓度极低,铜元素主要以游离的Cu2+形式存在,其浓度略小于0.10 mol/L。此时pX=-lg(0.10)=1.0。观察图像,曲线Ⅱ的起点约为1.1(略大于1.0代表),因此Ⅱ为Cu2+的曲线。剩下的曲线Ⅰ代表CuAc+的曲线,据此解答;
【详解】A.由分析可知,Ⅰ为的变化曲线,A正确;B.题中反应的,当pH=3.46时,由Ⅰ和Ⅱ相交可知,此时,且由M点坐标可知,,代入平衡常数表达式:,B正确;C.根据P点坐标,此时pH=5.75,,反应的平衡常数,代入数据得到:,故,,C错误;D.根据题意,C元素总物质的量不变,即总醋酸根(含各种形态)的浓度保持为0.20 mol/L,存在物料守恒: ,对于HAc的电离平衡常数:,变形得,代入题干原式,得到原式=,将物料守恒式代入得到:原式=,Q点存在,由于,故原式=<,D正确;
4.【答案】.C[分析]低pOH(高pH,碱性环境)时,虚线占主导,因此虚线代表,中间区域实线占主导,代表,高pOH(低pH,酸性环境)时,点线占主导,代表;计算电离常数: 当pOH=3.67时,实线与虚线相交,即。此时pH=14-3.67=10.33,碳酸的二级电离常数,同理当pOH=7.65时, ,求得碳酸的一级电离常数,据此解答。
A.M点是点线和虚线的交点,即。 根据,当两浓度相等时,,所以 ,即pH=8.34,A错误;
B.若不考虑水解,溶解度 满足,得 ;但实际上会水解为、,因此溶解度大于 ,B错误;
C.根据物料守恒, ,故 最大;的第一步水解常数,溶液中主要由水解产生,设水解浓度为x,,, , ,水解率超过50%,这说明水解程度很大,产生了较多的,故 ,浓度顺序成立,C正确;
D.平衡常数,代入、、,得,不是,D错误;
5.【答案】D【解析】pH较低时,L⁻浓度很小,主要以HL和Zn²⁺形式存在;随着pH升高,HL电离产生L⁻,Zn²⁺与L⁻发生络合反应:Zn²⁺ + 2L⁻ ⇌ ZnL₂,ZnL₂的分布系数从0开始上升。分布系数曲线反映了各物种在不同pH下的相对含量。
【详解】A.从图像中可以看出,在pH>3之后,代表ZnL₂的平衡曲线就已经离开横轴(分布系数大于0),说明在pH=3时,已经有络合产物ZnL₂生成,A正确。
B.pH=3.25时,根据图像和HL电离常数,可判断c(Zn²⁺) > c(ZnL₂) > c(HL) > c(L⁻),B正确。
C.反应Zn²⁺ + 2L⁻ ⇌ ZnL₂的平衡常数K = [ZnL₂]/([Zn²⁺][L⁻]²),结合图像中某pH下的分布系数和HL电离常数可计算logK,C正确。
D.c点即某特定pH点,根据物料守恒:总L = c(HL) + c(L⁻) + 2c(ZnL₂),总Zn = c(Zn²⁺) + c(ZnL₂)。若2c(Zn²⁺) + c(ZnL₂) = c(L⁻) + c(HL),则要求c(Zn²⁺) = c(ZnL₂)且满足特定物料关系,一般情况不成立,D错误。
6.
题目中涉及的化学反应和平衡关系:H6Y2+的逐级电离:。随 pH 增大,δ(Y4-)增大,故随 pH 增大而增大的曲线代表Y4-,,斜率为-1,,这是一条斜率为-2的直线,由此可知, (6.16, 0) 的线代表,, (8.21, 0)的线代表,则,,。
A.根据 K5 = 10-6.16,当 pH = 7.00 时:,因此c(H2Y2-) < c(HY3-),A 错误;
B.M为lg[]与lg[]的交叉点,说明lg[]=lg[],即,pH=10.26,代入任意方程,求纵坐标:,B 正确;
C.加入固体,若完全溶解在1.00L溶液中,需要消耗一部分形成配合物,c() = 1.00 × 10-3 mol·L-1;由于0.101 mol/L远大于1.00 × 10-3 mol·L-1,Y总浓度基本不变,近似为0.100 mol/L ,在pH=6.50时计算的浓度:,据= ,未配位体系主要是,此时,若BaSO4能够完全溶解,绝大部分Ba都会形成[BaY]2-,故。根据配合物平衡常数逆推此时溶液中游离的浓度:,代入数据计算:,此时,说明 BaSO4达到了沉淀溶解平衡状态,无法继续溶解,即未能完全溶解,C错误;
D.该反应的,D错误;
7.【答案】B【分析】由题意可知,当pH<8.73时,体系中有I₂(s)存在,说明溶液中的I₂处于饱和状态,其浓度保持恒定。溶液中存在两个平衡:①I₂(s) + I⁻ ⇌ I₃⁻;②I₃⁻ + 2I⁻ ⇌ I₅⁻。
A.反应①的平衡常数,pH=7.5时,,根据碘元素守恒,初始,由于反应①消耗了转化为了,且物质的量之比为1:1,反应2在pH=7.5时产生的极少,趋近于0,可以忽略,所以此时平衡时: ,代入数据: ,A错误;
B.当pH<8.73时,,对应关系成立,当pH>8.73时,反应② 右移,消耗 生成更多 ,因此始终满足 ;当时,,逐渐降低,K不变,故的值随增大而减小,B正确;
C.当pH<8.73时,体系中已经存在,说明溶液中的已经达到了饱和溶液的溶解平衡。此时再加入少量的,不变,因此,化学平衡①和②都不会发生移动,和的平衡浓度都保持不变,C错误;D.反应②+3×反应①得到,平衡常数,,相同下意味着是定值,改变KI溶液的初始浓度,反应①平衡会发生移动,改变,K保持不变,故是变量,D错误;
8.【答案】A【解析】随着增大,减小,增大;增大,减小,减小,减小,故上升的曲线Ⅰ、Ⅱ代表,且酸性较强的应在下,故Ⅰ代表酸性较弱的弱酸,Ⅱ代表酸性较强的酸;根据水的离子积常数变形得:,两边取负对数:,若对应pH=1.95(c点),对应的值为: (超出纵坐标范围);说明酸性较强酸的不在图像上;酸性较弱的弱酸初始,代入上述公式,,刚好与曲线Ⅲ吻合,故曲线Ⅲ代表酸性较弱的弱酸的;由图像可计算出酸性较强的酸的;由,两边取负对数得:,时,酸性较强的弱酸的pH=1.95,代入公式:,刚好对应曲线Ⅳ初始时刻与纵轴的交点,故Ⅳ代表酸性较强的弱酸的,据此解答。
A.由上述分析可知,Ⅲ代表两种弱酸中较弱的弱酸滴定过程中随的变化曲线,A错误;B.a 点和 c 点都在时,即纯弱酸溶液。c点的酸性较强的弱酸对应的pH=1.95,a 点对应较弱酸的,其对应的 pH=2.89 ,无论哪一个,酸溶液中的均会抑制水的电离,所以 c 点对水的电离抑制作用更强,即水的电离程度:c<a,B正确;C.由B项可知 a点数据:,弱酸电离中,初始,因此电离常数,C正确;D.d点,即加入体积为,此时溶液中:电荷守恒:;物料守恒:;联立整理得:,酸性较强的弱酸的,滴定一半时存在:,即弱酸溶液呈酸性,,因此,故等式成立,D正确;
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14.原理篇---水溶液多重平衡图像选择题
1、 真题溯源,命题透视
1.(2026·山东卷) 下,向初始浓度一定的溶液中加入,通过加入或调节[始终存在,忽略溶液体积变化]。某组分平衡浓度的对数值随的变化如图所示(表示,,,)。下列说法错误的是
A. 丁线所示物种为 B. 调节时,需加入
C. 点 D. 点:
2.(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:
3.(2024·山东卷)常温下水溶液体系中存在反应:,平衡常数为K。已知初始浓度,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,
核 心 考 点
2026
2025
2024
看图析线、点
山东卷T15 4分
山东卷T15 4分
山东卷T10 2分
常数计算
山东卷T15 4分
山东卷T15 4分
山东卷T10 2分
三大守恒
山东卷T15 4分
山东卷T15 4分
山东卷T10 2分
变量控制
山东卷T15 4分
“水溶液离子平衡压轴”一般是山东卷化学 第15题 (不定项压轴),2020到2026七年六考,只是在2024换到第10题,15题考了气相多平衡图像。近三年该类题共性:横轴全是 pH,纵轴 δ 或 lg c;必含一个固体(CaCO3 / CoC2O4 / AgOH);必有两个以上平衡常数连环(Ka·Kh·Ksp互除);必有一个交点代常数选项 + 一个平台算 Ksp 选项。
多重平衡综合分析题的大量出现说明离子反应与平衡的考查呈现出"知识覆盖全面、图像分析强化、定量计算深入、多重平衡综合"的特点。教学中应注重知识体系的构建、图像分析能力的培养、守恒思想的运用和实验探究的开展,帮助学生形成系统的解题策略和扎实的学科素养。
压轴题考你敢不敢先认线再算数、会不会把 Ksp/Ka/Kh 当连环常数乘除、懂不懂固体只给平台不进表达式。2027山东15题预计主情境:废水除重金(Zn²⁺/Ni²⁺/Pb²⁺)+ 氨络合 + 硫化物沉淀;或海水 Mg²⁺/Ca²⁺ 加白云石调 pH;或锂电回收液 Li⁺/Co²⁺/草酸沉淀。图像:lg c(M²⁺)–pH 双线 + lg c(配体)–pH,中间夹一条沉淀开始析出线(pM=–lgKsp+2lgc(阴))。创新点可能把24 气相题的“速率到达平衡快慢”揉进选项(“搅拌可缩短达平衡时间但不改平台”),用双配体竞争(NH3 与 OH⁻抢 Co²⁺)考分布系数。载体一定是“固+液+可调 pH”,平衡一定是“三重起步”,选项四大件:认线、交点、浓度、移动。
二、考点梳理,思维建模
常规考点记牢:㈠酸碱滴定三种图
维度
要 点
考 察 点
pH-体积图
抓五点,定溶质
1. 溶质成分
2. 微粒浓度大小
3. 电荷守恒、物料守恒
4. Ka、Kh与Kw的计算
5. 水的电离影响
多曲线交叉图
定曲线,找交点,算K值
对数直线图
找0点,算K值,定直线
㈡沉淀溶解平衡图像:阳离子~阴离子单曲线图、阴阳离子浓度~温度双曲线图、阳离子浓度-pH型、正(负)对数[lgc(M+)~lg c(R-)]曲线分析的方法规律。电荷守恒、物料守恒
溶质成分
微粒浓度大小
Ka、Kh与Kw的计算
水的电离影响
【精讲速记】:
1.必背常数和 关系式(闭眼默写)
⑴ 水的离子积 Kw= c(H+) c(OH−)= 1×10−14(常温) pOH + pH = 14
⑵ 电离常数(一元 / 二元) 一元:二元:
Ka1 看 HA⁻, Ka2 看 A²⁻ pKa1=−lgKa1
⑶ 水解常数(山东最爱考 NH4⁺) NH₄⁺ 水解:Kh
⑷ 溶度积(Ksp) Ksp(MmAn)=c(Mn+)m⋅c(Am−)n 1:1 型:Ksp=c(Ca2+)c(CO32−
⑸分布系数交点结论(每年必用) δ(HA)=δ(A−) 时:pH=pKa 二元酸 HC2O4⁻ 峰顶:
2、图像语言(看懂图,不用算就会一半)
⑴δ–pH 图(摩尔分数): 每条线:某种含碳/含氮物种占总量的比例。
低 pH:酸分子占满 ; 高 pH:酸根占满 ; 中间峰:酸式根(HC2O4⁻、HCO₃⁻)。
⑵ lg c–pH 图
线斜率
含义
–1
物种含 1 个 H⁺(如 H₂CO₃→HCO₃⁻)
–2
含 2 个 H⁺(如 H₂C₂O₄)
0(水平)
浓度不受 pH 影响 / 或被固体锁死
平台:有固体存在,离子浓度被 Ksp 锁定 两线相交:两物种浓度相等
⑶ 固体在图上的表现:不画 lg c 线(不溶于水的固体没浓度),但会让金属离子、阴离子出现平台。2025 题:把固体 CoC₂O₄ 当成“含碳物种”画进 δ 图,先升后降 = 沉淀转化。
3.解题常用知识点归纳:
①δ 交点:δ(HA)=δ(A⁻) 时 pH=pKa;二元酸 δ(HA⁻) 峰顶 pH=(pKa₁+pKa₂)/2。
②lg c–pH 斜率:物种含几个 H⁺,随 pH 升高浓度降的斜率就是几;如 lg c(H₂A) 斜率 –2,lg c(HA⁻) 先–1后+1,lg c(A²⁻) 斜率 0(碱性段平台)。
③Ksp 平台:有固体 MₐAb 存在时,lg c(M) = (lg Ksp – b·lg c(A))/a;pH 升 → c(A²⁻) 升 → c(M) 降。
④水解常数:Kh=Kw/Ka(共轭酸碱对);NH₄⁺ 水解 Kh=Kw/Kb(NH₃)。
⑤连环常数: 沉淀转化 K=Ksp(旧)/Ksp(新)
MCO₃(s)+2H⁺⇌M²⁺+CO₂+H₂O 的 K=Ksp·Ka₁·Ka₂/Kw²(山东常考变体)
络合+电离:K络·Ka 可消掉 c(CH₃COO⁻)
⑥物料守恒:总 C 固定时,c(HA)+c(A⁻)+c(络合物)+c(沉淀中C)= C₀;金属类似。
⑦交点代换:图上任两线交点 → 两物种浓度相等 → 代入 Ka/Kh/Ksp 直接消去浓度得常数。
⑧pH 判断加酸加碱:NH₄Cl 溶液本身 pH<7,调到 7 必须加碱;含 CO₃2- 体系加酸生成 HCO3- 峰。
⑨对数轴算术:lg c = –4.15 即 c=10-4.15;Ksp=c(Ca²⁺)·c(CO₃2-)=10⁻4.25×10⁻4.25=10⁻8.5,别把负号弄反(2026 D 项错因)。
4. 析题顺序:
Step1:先认线(不认线别动笔,用 pH 段+斜率+平台认物种)→Step2:A 项认线对错 → 秒杀或保留→Step3:B/C 项找特殊点(交点、平台、δ=0.5)代公式,只算一次→Step4:D 项平衡移动,默念“固体不进 Q、纯液体不进 K、加 H⁺ 先和 CO₃²⁻/OH⁻ 反应”→Step5:不定项默认单选思维先找 1 个必对,再找第 2 个;找不到第 2 个就只选 1 个。
三、考点精练,靶向突破:
1.(2026·山东临沂·一模) 某温度时,氯水中存在如下反应(不考虑其他反应):
Ⅰ、
Ⅱ、
Ⅲ、
体积为的氯水中,测得含氯微粒的随的变化如图所示[,X表示,,和]。
已知:该温度下,;忽略溶液体积变化。
下列说法错误是
A. 甲线所示物种为 B. 该温度下
C. a点溶液 D. 向b点溶液中加入,有沉淀产生
2.(2026·山东济南·一模)甘氨酸()在水溶液中可发生如下反应:
已知:Ⅰ.HCl当量或NaOH当量;
Ⅱ.含氮微粒的分布系数。
常温下,向甘氨酸溶液中通入HCl或加入NaOH固体,忽略溶液体积变化,HCl当量或NaOH当量、随变化如图所示。下列说法正确的是
A.甘氨酸水溶液显碱性
B.a点:HCl当量或NaOH当量
C.b点:
D.c点:
3.(2026·山东潍坊·一模)25℃时,分别向足量的难溶盐和粉末中加入稀酸调节pH(此过程中无气体逸出),平衡时溶液中或与pH的关系如图所示。已知25℃时,,,。下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ代表随pH的变化
B.
C.pH=1.8时,体系中
D.pH=10时,体系中有AgOH析出
4.(2026·山东青岛·一模)分析常温下在不同pH的溶液中可能产物。图1曲线表示溶液中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系;图2曲线符合或,起始,由图1得到。下列说法正确的是
A.的数量级为
B.时,溶液中
C.若溶液起始和pH如b点所示,会发生反应
D.若溶液起始和pH如c点所示,平衡后溶液中存在
5.(2026·山东烟台·一模)常温下,H2A溶液中所有含A物种的摩尔分数与pH的关系如图虚线所示,M2A和NA在0.01 mol·L-1 H2A溶液(H2A浓度保持不变)中达到沉淀溶解平衡时,(Q表示M+和N2+)与pH的关系如图实线所示。下列说法正确的是
A.
直线①表示与pH的关系
B.
C.pH=5时,溶液中存在:
D.向0.01 mol·L-1的M+、N2+的混合溶液中滴加H2A溶液,M+先开始沉淀
6.(2026·山东日照·一模)HA和分别为一元酸和二元酸,不发生水解。常温条件下,现有含的饱和溶液和含的MB饱和溶液。两份溶液中及含A粒子的微粒分布系数[如]的变化关系如下图所示。下列说法正确的是( )
A.
B.的平衡常数约为
C.MB饱和溶液中存在
D.饱和溶液中存在
7.(2026·山东枣庄·一模)醋酸银(AgAc)是一种难溶电解质。常温下,用稀硝酸调节AgAc浊液的pH,测得在不同pH时,体系中(X为或)与的关系如图所示。下列说法错误的是
A.代表与的关系 B.的数量级为
C. D.M点坐标为
8(2026·山东泰安·一模).是一种二元酸,是一种难溶盐。图中曲线分别表示室温下:
(1)的溶液中,含物种的与的关系;
(2)含的溶液中,与的关系。
下列说法正确的是
A.曲线④表示与的关系
B.
C.(1)中溶液时,
D.(2)中溶液时,存在
四、他山之石,可以攻玉
1.(2026·重庆卷) 能与邻菲咯啉(Phen)形成配离子[Fe(Phen)3]2+。将相同物质的量浓度的Phen和溶液以不同体积混合,调并定容,且各混合溶液中(n为定值),已知。下列关于混合溶液的叙述正确的是
A. 时,
B. 时,
C. 时,
D. 时,
2. (2026·云南卷)常温下,1 L水溶液中和的初始浓度分别为和,达到溶解平衡时(,pM与pH的关系如图(),M代表、、和)。
已知:
下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ是的变化曲线
B.
C. 溶液中,的浓度为
D. ,
3.(2026·黑吉辽蒙卷)室温下,醋酸铜(,表示)溶液中、、和的曲线如图。保持体系中元素总物质的量、元素总物质的量和溶液体积不变,忽略除氢氧化铜以外的其他含铜难溶物。下列说法错误的是
A. Ⅰ为的变化曲线 B. 室温下,
C. 室温下, D. 点:
4.(2026·陕晋青宁卷)二氧化碳、碳酸及其盐在自然界的迁移转化,是环境中碳循环的重要部分。常温下,H2CO3溶液中各含碳物种的分布系数δ与的变化关系如图
[比如:],的为。将足量 置于纯水中得到饱和溶液。下列说法正确的是
A. M点的pH为5.66
B. 在纯水中的溶解度为
C. 该饱和溶液中,
D. 反应的平衡常数为
5.(2026·湖北卷)某溶液含有初始浓度为和配体酸。溶液中的部分物种分布系数随变化如图所示,除了、外不考虑其他含物种。已知时,电离常数的,。下列说法错误的是
A.时,溶液中有生成 B.时,
C.平衡常数的 D.点对应的溶液中,
6.(2026·河南卷)常温下,向溶液中加入固体,并调节溶液的(忽略溶液体积变化)。已知与可生成配离子,的,。与的变化关系如图所示,代表、或,其中,。
下列说法正确的是
A.时, B.点的纵坐标为-4.10
C.时,完全溶解 D.的
7.(2026·河北卷)25℃下,在的KI溶液中加入一定量,达平衡时,溶液中和(或)与pH的关系如图所示(溶液体积变化忽略不计):
已知:Ⅰ.时,体系中有存在;
Ⅱ.溶液中存在①;②。
下列说法正确的是
A.反应①的平衡常数
B.溶液中始终有,且时,的值随增大而减小
C.若在平衡体系中加入少量,和的平衡浓度均增大
D.若改变KI溶液的初始浓度,相同下达平衡时,的值不变
8.(2026·四川卷)常温下,用的NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为的两种一元弱酸(HA)溶液,部分微粒浓度的值或微粒浓度比的pM[,M代表、或]与(滴定剂与被滴定溶液的体积比)之间的关系如图所示。
下列说法错误的是
A.Ⅲ代表两种弱酸中较强的弱酸滴定过程中随的变化曲线
B.a、c两点溶液中水的电离程度c<a
C.b点溶液对应酸的电离常数
D.d点溶液中
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