内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
专题专项练
思想方法练3
“数形结合”思想在电解质溶液图像题中的应用
方法概述 电解质溶液图像类试题的特点是把所要考查的化学知识与图像相结合,通过计算和推理,解决化学问题。解答此类试题的关键在于读图、识图、用图,对所给图像进行综合分析,重点弄清图像中的“四点”(起点、交点、转折点、终点)及各条线(含横、纵坐标)的化学含义,分析曲线的走向,挖掘图像中的隐含条件,找出解题的突破口。
1.[2026湖北腾云联盟联考]25 ℃时,向100 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液中滴入等浓度的KOH溶液,混合溶液的pH与p的关系如图所示。已知:p=-lg。下列叙述错误的是 ( )
A.25 ℃时,A-的水解平衡常数Kh为10-10.5
B.B点时,2c(K+)>2c(A-)+c(HA)
C.未加KOH溶液时,酸和水电离出的H+浓度之比约为109.5
D.A点到B点过程中,水的电离程度逐渐增大
2.[2026山东德州市级联考](NH4)2SO4溶解度随温度变化的曲线如图所示,关于各点对应的溶液,下列说法正确的是 ( )
A.M点KW等于N点KW
B.N点降温过程中有3个平衡发生移动
C.P点到N点,变小
D.P点:c(H+)+c(N)+c(NH3·H2O)=c(OH-)+2c(S)
3.[2026河北衡水期中]如图是某温度下,将足量的BaSO4固体溶于一定量水中达到溶解平衡后,假定溶液体积不变的情况下,加入Na2CO3(s)使c(C)增大过程中,溶液中c(Ba2+)和c(S)的变化曲线。下列说法中错误的是 ( )
A.该温度下,BaSO4的Ksp=1×10-10
B.图像中代表沉淀转化过程中c(Ba2+)随c(C)变化的曲线是MN
C.当c(C)大于5.0×10-4 mol·L-1时,开始有BaCO3沉淀生成
D.该温度下,BaCO3的Ksp=2.5×10-9
4.[2026山东菏泽鄄城一中月考]某课外研究小组设计数字化实验探究温度对盐类水解反应的影响。通过加热50 mL 0.100 0 mol/L的Na2CO3标准溶液进行实验,测得溶液的pH随温度变化的关系如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.由ab段可得C(aq)+H2O(l) HC(aq)+OH-(aq) ΔH>0
B.c点溶液中:c(OH- )=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)=1×10-2.35 mol/L
C.bd段pH减小是水的KW随着温度的升高而增大所致
D.从a→d随着温度升高,始终增大
5.[2026重庆八中期中]常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液,得到pH与加入NaOH溶液的体积、-lgX[X=或]的关系如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.曲线n表示pH与-lg的变化关系
B.当-lgX=4时,由水电离出的c水(OH-)=10-2.6 mol·L-1
C.M点溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
D.N点溶液中:c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)=c(OH-)
6.(经典真题)[2021湖南高考]常温下,用0.100 0 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是 ( )
A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
C.当pH=7时,三种溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)
D.分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
7.[2025河北邯郸期中]向AgBr饱和溶液(有足量AgBr固体)中滴加Na2S2O3溶液,发生反应:Ag++S2 [Ag(S2O3)]-和[Ag(S2O3)]-+S2 [Ag(S2O3)2]3-,lgM、lgN与lg[c(S2)/(mol·L-1)]的关系如图所示。其中M代表c(Ag+)/(mol·L-1)或c(Br-)/(mol·L-1);N代表或。
下列说法错误的是 ( )
A.直线L2表示随S2浓度变化的关系
B.AgBr的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Br-)=10-12.2
C.反应[Ag(S2O3)]-+S2 [Ag(S2O3)2]3-的平衡常数K=10-4.6
D.c(S2)=0.001 mol·L-1时,溶液中c(Br-)>c{[Ag(S2O3)2]3-}>c{[Ag(S2O3)]-}
答案与分层梯度式解析
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
专题专项练
思想方法练3
1.B 由A点坐标知,-lg=0时c(A-)=c(HA),pH=3.5,可得HA的Ka==1.0×10-3.5,A-的水解平衡常数Kh===1.0×10-10.5(解题技法),A正确;B点溶液显中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒有c(H+)+c(K+)=c(OH-)+c(A-),则c(K+)=c(A-),故2c(K+)<2c(A-)+c(HA),B错误;未加KOH溶液时,HA H++A-,假设酸电离出H+浓度为x mol·L-1,溶液中c(H+)≈x mol·L-1,c(A-)=x mol·L-1,c(HA)=(0.1-x) mol·L-1≈0.1 mol·L-1,Ka(HA)===1.0×10-3.5,解得x=10-2.25,由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-11.75 mol·L-1(破题关键),故酸和水电离出的H+浓度之比为10-2.25∶10-11.75=109.5,C正确;HA与KOH恰好完全反应时,水的电离程度最大,此时溶液呈碱性,B点处pH=7,则A点到B点过程中,水的电离程度逐渐增大,D正确。
名师点津 解答本题需判断酸和水电离出的c(H+)以及A点到B点水的电离程度大小。酸、碱抑制水的电离,易水解的盐促进水的电离,如果是混合溶液,可结合溶液的酸碱性或电离、水解程度进行分析。
2.B M、N点温度不同,KW不同,A错误;N点饱和溶液中存在三个平衡:①(NH4)2SO4(s) 2N (aq)+S(aq)、②N+H2O NH3·H2O+H+、③H2O H++OH-,降温时3个平衡均发生移动,B正确;温度不变,P点不饱和溶液到N点饱和溶液,溶液浓度增大,N水解程度随浓度增大而减小(破题关键),则增大,C错误;根据电荷守恒,有c(H+)+c(N)=c(OH-)+2c(S),D错误。
3.C 由题图可知,该温度下,Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)×c(S)=1×10-5×1×10-5=1×10-10,A正确;BaSO4饱和溶液中加入Na2CO3,发生BaSO4(s)+C(aq) BaCO3(s)+S(aq),促进BaSO4溶解,溶液中c(S)增大,c(Ba2+)减小,则MP为c(S)随c(C)变化的曲线,MN为c(Ba2+)随c(C)变化的曲线,B正确;M点开始生成BaCO3沉淀,c(C)=2.5×10-4 mol·L-1,C错误;N点Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)×c(C)=0.5×10-5×5×10-4=2.5×10-9,D正确。
4.B ab段溶液pH随着温度升高而增大,证明盐类水解是吸热反应,热化学方程式为C(aq)+H2O(l) HC(aq)+OH-(aq) ΔH>0,A正确;25 ℃时KW=10-14,此时若溶液pH=11.65,则c(OH-)=1×10-2.35 mol/L,Na2CO3溶液中质子守恒为c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3),c点是30 ℃,c(OH-)>1×10-2.35 mol/L,B错误;b→d段升温KW增大,水电离出的c(H+)逐渐增大,pH减小,C正确;Kh(C)=,升温盐类水解常数Kh增大,则从a→d随温度升高,始终增大,D正确。
5.B
H2A的Ka1=、Ka2=,Ka1>Ka2,同pH时有>,即-lg>-lg(解题技法),n、m分别表示pH与-lg、-lg的变化关系,A正确;pH为0时,-lg=1.4,则Ka1(H2A)=10-1.4,同理Ka2(H2A)=10-6.6,由图可知,-lgX=4,即-lg=4,则c(H+)=10-2.6 mol·L-1,得c水(OH-)= mol·L-1=10-11.4 mol·L-1,B错误;M点加20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶质为NaHA,HA-的Kh===10-12.6<Ka2(H2A),即HA-电离程度大于其水解程度,则c(A2-)>c(H2A),溶液中c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),C正确;N点加40 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶质为Na2A,质子守恒为c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)=c(OH-),D正确。
6.C NaX溶液中存在NaX Na++X-,X-+H2O HX+OH-,溶液显碱性,所以c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),A正确;当V(盐酸)=0时,NaZ溶液的pH最大,说明Z-水解程度最大,则对应的HZ酸性最弱,同理,HX酸性最强,B正确;pH=7时,根据电荷守恒(用A-表示X-、Y-、Z-),各溶液中存在n(Na+)+n(H+)=n(A-)+n(Cl-)+n(OH-),则n(Na+)=n(A-)+n(Cl-),三种溶液中n(Na+)相同,所加入盐酸的量不同,最终溶液体积为V(NaZ)>V(NaY)>V(NaX),NaZ溶液中n(Cl-)最大,NaX溶液中n(Cl-)最小,则pH=7时,三种溶液中n(A-)的大小:n(Z-)<n(Y-)<n(X-),根据c=得,c(Z-)<c(Y-)<c(X-),C错误;分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合,根据电荷守恒,得c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+c(Cl-)+c(OH-),由于c(Na+)=c(Cl-),所以c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-),D正确。
7.C 向AgBr饱和溶液中滴加Na2S2O3溶液时,Ag+参与反应,溶液中c(Ag+)减小,c(Br-)增大,则b点所在曲线表示c(Ag+)与c(S2)变化的关系,d点所在曲线表示c(Br-)与c(S2)变化的关系,开始反应时,AgBr主要转化为[Ag(S2O3)]-,则<(破题关键),直线L1表示随S2浓度变化的关系,直线L2表示随S2浓度变化的关系,A正确;题图中lg[c(S2)/(mol·L-1)]=-4.6即c(S2)=10-4.6 mol·L-1,溶液中c(Br-)、c(Ag+)分别为10-3.85 mol·L-1、10-8.35 mol·L-1(破题关键),则Ksp(AgBr)=c(Ag+)·c(Br-)=10-12.2,B正确;c点=,则反应[Ag(S2O3)]-+S2 [Ag(S2O3)2]3-的K====104.6,C错误;c(S2)=0.001 mol·L-1即lg[c(S2)/(mol·L-1)]=-3时,由元素守恒得c(Br-)=c(Ag+)+c{[Ag(S2O3)]-}+c{[Ag(S2O3)2]3-},故溶液中c(Br-)最大,>,则c(Br-)>c{[Ag(S2O3)2]3-}>c{[Ag(S2O3)]-}(解题技法),D正确。
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