第01讲 电离平衡(培优专项训练)(全国通用)2027年高考化学一轮复习高效培优系列
2026-08-31
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摘要:
**基本信息**
以高考真题为引领,通过“命题感知-强化演练-模拟预测”三级进阶,系统构建电离平衡图像分析、常数计算及离子浓度比较的解题方法体系,体现科学思维与证据推理素养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|真题·命题感知|4真题|抓突跃体积差、用守恒式比较离子浓度、分布系数曲线交点求pKa|从实际情境(工业废水、食品酸味剂)切入,建立电离平衡与滴定分析、形态分布的关联|
|考向01|4题|电解质判断、电离方程式书写|电解质概念→电离实质→符号表征的逻辑链|
|考向02|4题|Ka计算(交点pH法)、粒子浓度比分析|电离平衡常数→分布系数→溶液酸碱性的推导关系|
|考向03|4题|曲线归属判断(pH与粒子浓度关系)、多平衡耦合计算|图像信息提取→平衡常数应用→复杂体系分析的思维进阶|
内容正文:
第01讲 电离平衡
目 录
真题·命题感知
进阶·强化演练
考向01 电解质及其电离方程式
考向02 电离平衡常数及其计算
考向03 与电离平衡相关的图像
拔高·模拟预测
真题·命题感知
1.(2026·全国卷·高考真题)采用标准溶液滴定和的混合溶液,滴定曲线如图所示。已知。
下列叙述正确的是
A.初始混合溶液中,
B.的一级电离常数
C.时,混合溶液中
D.滴定过程中应依次使用指示剂甲基橙、酚酞
【答案】C
【分析】第一步,盐酸中的先和发生反应,对应第一个滴定突跃点,说明原溶液中,全部转化为;
第二步,继续和发生反应,对应第二个滴定突跃点,该步消耗盐酸体积为,总,因此原溶液中。
【解析】混合溶液中,同体积下浓度比等于物质的量之比,由分析可知,,A错误;第二个突跃点处,和全部转化为;不考虑本身电离时,溶液中含碳微粒满足关系;溶液体积为;故;忽略微弱的二级电离,且由第二个突跃点处pH=3.93可知,碳酸电离满足,则由电离常数的定义可知,;B错误;原溶液中;时,加入的,因此;第一步反应已完全,消耗,剩余的能与0.001 mol 反应,剩余约0.0005 mol,因此,离子浓度顺序为,C正确;第一步滴定产物为,溶液呈弱碱性,应选变色范围为碱性的酚酞作指示剂;第二步滴定产物为,溶液呈弱酸性,应选变色范围为酸性的甲基橙作指示剂;因此应该先用酚酞,再用甲基橙,D错误;故选C。
命题情境
本题以工业废水或天然水中总碱度测定为背景,采用双指示剂滴定法区分碳酸钠与碳酸氢钠含量。实际生产中,锅炉水、循环冷却水需精确控制碱度以防结垢,常通过盐酸标准溶液滴定,利用酚酞和甲基橙变色点差异分别确定碳酸根和碳酸氢根。题目将滴定曲线与两步分步反应结合,考查学生对滴定突跃、指示剂选择及溶液中离子浓度排序的综合分析能力,体现化学分析在环境监测和工业生产中的应用价值。
解题方法
①抓突跃体积差:第一个突跃(10 mL)对应CO3²—→HCO3—,第二个突跃(25 mL)对应HCO3—→H2CO3,两段差值即原HCO3—总量。②离子浓度比较时优先利用电荷守恒和物料守恒,或根据反应剩余量直接判断。③指示剂顺序:先弱碱性范围(酚酞)指示第一步终点,后弱酸性范围(甲基橙)指示第二步终点,二者不可颠倒。④计算Ka时忽略二级电离,且近似认为突跃点处c(HCO3—)=c(H+),再结合总碳浓度求解。
2.(2026·四川·高考真题)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
【答案】A
【分析】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。
【解析】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;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;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;故选A。
命题情境
本题以酸碱滴定过程中多种微粒浓度比值的负对数(pM)随滴定分数变化为素材,模拟实际酸碱滴定中pH计或光谱监测数据。两种一元弱酸(HA)酸性强弱不同,通过NaOH滴定可测定电离常数并区分酸强度。此类图像常用于药物解离度、缓冲溶液配制等研究,要求学生从繁杂曲线中提取关键信息,建立pM与pH、电离常数的数学关联,体现数学工具在化学平衡中的应用。
解题方法
①识别曲线类型:pH随η增大而增大,故上升曲线代表pc(H+);下降曲线则对应pc(A—/HA)或pc(OH—/H+)。②由起点pH直接算Ka(弱酸极稀电离,c(H+)≈c(A—))。③利用公式pc(OH—/H+)=14-2pH,可快速判断曲线归属。④滴定一半(η=0.5)时,若Ka>Kh则溶液呈酸性,据此比较c(H+)与c(OH—),再结合电荷-物料守恒式判断离子浓度大小关系。⑤注意纵坐标范围,排除超限曲线。
3.(2025·天津·高考真题)苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数随溶液pH变化如图。
例如:A2-的分布系数
该温度下,下列说法错误的是
A.曲线①是H2A的分布系数曲线
B.H2A的
C.反应的平衡常数
D.pH=6时,溶液中粒子浓度的大小关系为
【答案】C
【分析】存在电离平衡:,,随升高,的分布系数减小,为曲线①,的分布系数先增大后减小,为曲线②,的分布系数增大,为曲线③;根据图示,时,时,,同理:。
【解析】由分析可知,随着pH升高,的分布系数逐渐减小,故①为的分布系数曲线,A正确;由分析可知,时,,即,,B正确;反应的平衡常数 ,C错误;pH=6时,由图像可知,分布系数大于,分布系数极小,故,D正确;故选C。
命题情境
苹果酸(H2A)作为食品酸味剂和药物辅料,其解离平衡直接影响口感、稳定性和生物利用度。本题以分布系数δ随pH变化曲线为载体,模拟实际配方设计中如何通过调节pH控制各形态比例。分布系数图是分析化学中研究多元酸的重要手段,常用于分离、萃取及缓冲体系优化,体现了化学平衡理论在食品、医药领域的实际指导作用。
解题方法
①分布系数曲线交点处对应相邻两形态浓度相等,该点pH即为相应Ka的负对数(pKa)。②根据pH升高,H2A减少、A²—增多,可确定各曲线归属。③反应H2A+A²—⇌2HA—的平衡常数可由Ka1/Ka2求得(因两式相除消去H+),注意K值可能大于1。④比较pH=6时各微粒浓度,直接读取纵坐标δ值,再乘以总浓度(未知但可约去),即可排序。⑤勿混淆分布系数与浓度,分布系数只反映相对比例。
4.(2025·福建·高考真题)常温下,在总浓度始终为的溶液中,铬元素以形式存在,随pH变化如图。下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ代表的组分为
B.P点:
C.的平衡常数
D.Q点:
【答案】B
【分析】a:
b:
随着溶液pH增大,a平衡正向移动、b平衡逆向移动,浓度增大、浓度减小,则曲线I代表的组分为、曲线Ⅱ代表的组分为;
【解析】由分析,曲线I代表的组分为,A错误;Q点,pH=6.3,,则,;P点时,pH=6.1,,此时,,总浓度始终为,则,,B正确;结合B分析,P点时,pH=6.1,,的平衡常数,C错误; Q点,,由于加了物质调节溶液的pH,而题中并未明确给出外加的物质为何种物质,D错误;故选B。
命题情境
铬(Cr(VI))是常见重金属污染物,其毒性及迁移性高度依赖于存在形态(CrO4²—、HCrO4—、Cr2O7²—)。本题模拟自然水体中pH变化对铬形态分布的影响,总浓度恒定条件下,通过对数浓度-pH图呈现平衡转化。此类研究广泛应用于废水处理、土壤修复及环境风险评估,要求学生理解多重平衡耦合,并能从图中提取关键平衡常数,培养证据推理与模型认知素养。
解题方法
①先根据pH增大,Cr2O7²—减少、CrO4²—增多,判定曲线归属。②图中交点(如Q点)可直接获得c(CrO4²—)=c(HCrO4—),进而求一级电离常数K1。③利用P点c(CrO4²—)=c(Cr2O7²—),结合总浓度守恒(注意Cr2O7²—含2个Cr),列出方程求解具体浓度。④平衡常数K的表达式需注意“浓度商”中H⁺的幂次,由P点数据代入时不可直接取10¹²·²,还须考虑总浓度因子。⑤电荷守恒中须注意溶液中可能存在外加离子(如调节pH的酸碱),故不能简单写为质子守恒式。
进阶·强化演练
考向01 电解质及其电离方程式
1.(2026·江苏连云港·模拟预测)乙酰胺发生水解:。下列说法正确的是
A.离子半径: B.第一电离能:
C.CH3CONH2是极性分子 D.CH3COONa是弱电解质
【答案】C
【解析】和核外电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故,A错误;同一周期随着原子序数变大,第一电离能总体呈递增趋势,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能大小:N>O,B错误;分子结构不对称,正负电荷中心不重合,属于极性分子,C正确;属于钠盐,在水溶液中完全电离,是强电解质,D错误;故选C。
2.(2026·浙江杭州·二模)下列有关的说法中,不正确的是
A.是弱电解质 B.水溶液呈酸性
C.食品中可添加极微量用于防腐和抗氧化 D.和浓反应制
【答案】A
【解析】电解质是在水溶液或熔融状态下能自身电离出自由移动离子的化合物,自身不能发生电离,属于非电解质,不是弱电解质,A错误,符合题意;与水反应生成,可电离出使水溶液呈酸性,B正确,不符合题意;具有还原性且可抑制微生物繁殖,食品中添加极微量、符合国家标准时,可用于防腐和抗氧化,C正确,不符合题意;实验室可利用强酸制弱酸的原理,用和浓反应制备,反应为,D正确,不符合题意;故选A。
3.(25-26高三上·河南信阳·期末)下列化学用语表示不正确的是
A.的结构示意图:
B.的电离方程式:
C.次氯酸的结构式:H-O-Cl
D.的形成过程用电子式表示:
【答案】D
【解析】Cl为17号元素,Cl原子的质子数与电子数都为17,形成后得到1个电子变为18个电子,质子数不变,则的结构示意图为:,A正确;在水中部分电离,其电离方程式为: ,B正确;次氯酸的分子式为HClO,电子式为,结构式为:H-O-Cl,C正确;为离子化合物,形成过程中Mg失去2个电子,每个Br原子得到1个电子形成,用电子式表示的形成过程为:,D错误,故选D。
4.(25-26高三上·内蒙古巴彦淖尔·期末)以硼镁矿(含及少量)为原料生产硼酸的工艺流程如图所示。
已知:硼酸(,一元弱酸)、硼砂()均易溶于热水,在冷水中溶解度小。
下列说法正确的是
A.硼酸在水中的电离方程式为
B.“碱浸”时发生了氧化还原反应
C.滤渣B的主要成分为和
D.“一系列操作”只含有蒸发浓缩、冷却结晶
【答案】C
【分析】向硼镁矿粉中加入溶液碱浸,将转化为、,转化为,转化为,与溶液不反应,过滤得到含有、的滤渣A和滤液;向滤液中通入气体,将溶液转化为溶液,和转化为和沉淀,过滤得到含和的滤渣B和滤液;滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硼砂()晶体;向硼砂晶体中加入热水和稀硫酸调节溶液pH,将硼砂转化为硼酸。
【解析】硼酸是一元弱酸,在水中部分电离,电离方程式不能用等号,正确的电离方程式为:,A错误;由分析可知,“碱浸”时转化为、,转化为,转化为,不发生反应,整个过程没有元素化合价发生变化,不发生氧化还原反应,B错误;由分析知,滤渣B的主要成分为和,C正确;从溶液到晶体,“一系列操作”包括:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,不只是蒸发浓缩、冷却结晶,D错误;故选C。
考向02 电离平衡常数及其计算
1.(25-26高三上·广西来宾·期末)常温下以酚酞作指示剂,用的NaOH溶液滴定的二元酸溶液。溶液中pH、含A微粒的分布系数δ(物质的量分数)随滴加NaOH溶液体积变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.在水中电离的方程式为:,
B.常温下,的电离常数为
C.当时,溶液中离子浓度大小顺序为:
D.当时,
【答案】B
【解析】溶液中无分子,所以在水中第一步完全电离,H2A电离的方程式为:,,故A错误;根据图示,当时氢氧化钠溶液体积为0时,HA-的分布系数为0.9,A2-的分布系数为0.1,H2A溶液中HA-的浓度为0.09mol/L、A2-的浓度为0.01mol/L、氢离子浓度约为0.1mol/L,常温下,的电离常数为,故B正确;当时,溶液中的溶质为NaHA,HA-电离使溶液呈酸性,离子浓度大小顺序为:,故C错误;当时,溶质为等浓度的NaHA、Na2A,根据物料守恒,2c(Na+)=3c(HA-)+3c(A2-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+ c(OH-),所以,故D错误;故选B。
2.(25-26高三上·山东淄博·期末)常温下,0.025mol·L-1的K2CrO4溶液中,Cr(VI)以HCrO、、形式存在,滴加硫酸或KOH溶液调pH(忽略体积变化),体系中pX随pH变化如图所示,pX=-lgc(X)。下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ代表的组分为
B.常温下,HCrO⇌H++的平衡常数K=106.3
C.pH=6.1时,c(HCrO)=100.2c()
D.P点:c(HCrO)+4c()+c(OH-)=c(K+)+c(H+)
【答案】C
【分析】溶液中存在:①和,随着pH增大,浓度减小,浓度增大,曲线I为浓度的负对数与pH值的关系,曲线II代表浓度负对数与pH值关系,当曲线位于Q点时,pH=6.3,此时,因此电离平衡常数。
【解析】由分析可知,曲线I代表的浓度随 pH值变化的曲线。A错误;由上述推导,电离平衡常数,B错误;pH=6.1 时,P点满足。结合电离平衡关系: ,代入,得到:c(HCrO)=100.2 c(),C正确;P点的pH值为6.1,溶液呈酸性,加入了硫酸调节pH值,存在有电荷守恒式为:,P点有:,经过整理得到:,D错误;故选C。
3.(25-26高三上·天津南开·期末)苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数δ(x)随溶液 pH变化如图。
例如:A2-的分布系数δ(A2-)=
该温度下,下列说法错误的是
A.曲线①、③分别代表H2A与A2-的分布系数曲线
B.0.1mol·L-1的NaHA溶液的 pH>7
C.反应H2A + A2-2HA-的平衡常数
D.pH=4.255时,溶液中粒子浓度的大小关系为c(A2-)=c(H2A)
【答案】B
【分析】二元弱酸随pH升高逐步解离,pH较小时分布系数最大,随pH升高分布系数逐渐减小,分布系数先增大后减小,pH较大时分布系数逐渐增大,据此匹配曲线①为的分布系数曲线,②为的分布系数曲线,③为的分布系数曲线。曲线①与②交点pH为3.46,此时,可得;曲线②与③交点pH为5.05,此时,可得。
【解析】pH升高时分布系数减小,分布系数增大,曲线①为的分布系数曲线,③为的分布系数曲线,A正确;的电离常数为,水解常数,电离程度大于水解程度,的溶液pH<7,B错误;反应的平衡常数,C正确;当时,,则,即pH=4.255时,D正确;故选B。
4.(2026·山东菏泽·模拟预测)某二元酸()的、时,溶液稀释过程中、、与的关系如图所示。已知的分布系数。下列说法错误的是
A.平衡常数的数量级为
B.a点:
C.b点:
D.c点:
【答案】C
【分析】在溶液中,存在电离平衡和水解平衡。的水解常数<,故的电离程度大于其水解程度。稀释过程中,pc(Na+)增大,减小,的分布系数先保持较大后减小,对应曲线n;的分布系数随电离促进而明显增大,对应曲线m;的分布系数随水解被抑制而减小,对应曲线p。
【解析】的平衡常数,数量级为 ,A正确;a点,,则,,,,B正确;b点,,则。由图可知,,,故,,结合B项,故,C错误;c点,,溶液中存在电荷守恒和物料守恒,故,D正确;故选C。
考向03 与电离平衡相关的图像
1.(2026·河南许昌·三模)在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值:弱酸在有机相(环己烷)和水相中存在平衡:,平衡常数为。25℃时,向 环己烷溶液中加入水进行萃取,用或调节水溶液(调节过程中溶液的体积变化忽略不计),测得水溶液中、、、环己烷中的浓度[]随的变化关系如图所示。
已知:①25℃时,;②在环己烷中不电离。下列叙述错误的是
A.表示的曲线为
B.25℃时,
C.当时,水溶液中
D.当水溶液中无时,点水溶液中:
【答案】D
【分析】仅在水相电离,环己烷中不电离;pH升高,说明电离程度增大,有机相不断转化进入水相电离,因此随pH升高不断减小,且由,得,因此下降曲线中曲线为,曲线为水相;随着pH的增大,水相中电离产物先增大后减小,对应曲线;随pH升高持续增大,对应曲线。
【解析】由上述分析,表示的曲线为,A正确;二级电离,点,且,因此,B正确;一级电离,时,得;时,代入得:,整理得,C正确;水溶液无时,根据电荷守恒,正确关系为: ,D错误;故选D。
2.(2026·湖北襄阳·模拟预测)强酸性环境下,与磺基水杨酸(用表示)反应仅生成配合物(溶液呈紫红色)。在的溶液中,保持,用分光光度计对混合溶液的吸光度(A)进行测定,得到溶液吸光度与起始物质的量分数的关系如图所示。已知:①稀溶液中近乎无色;②溶液吸光度与配合物浓度成正比。下列叙述正确的是
A.a、c点溶液中都满足:
B.时,A减小,是由于过量,浓度减小导致的
C.的电离度:点点点
D.若,,可求得的电离平衡常数
【答案】B
【解析】溶液为介质,电荷守恒中缺失了阴离子,正确的电荷守恒等式需要包含,A错误;总浓度固定,当时,的总浓度减小,能转化为生成配合物的总量降低,配合物浓度减小,因此吸光度减小,B正确;弱电解质电离度满足“越稀越电离”:越大,越小,电离度越大。因此电离度顺序为:c点>b点>a点,C错误;对于反应,电离常数:b点,二者恰好完全反应,此时溶质为,假定初始浓度为,其吸光度为,实际电离后剩余的(假定浓度为)的吸光度为,则电离度,电离度与电离平衡常数的关系可知,将、,代入,解得,D错误;故选B。
3.(2026·云南昆明·三模)H2L为有机酸性配体,其,,与Fe(Ⅲ)形成的配合物可应用于医药、水处理等研究领域。时,溶液体系中,、,含铁物种的分布系数[]与pH的关系如图所示。已知:。下列说法错误的是
A.图中代表[FeL]+的是曲线Ⅰ
B.的平衡常数
C.当时,体系中
D.当pH=10时,体系中
【答案】C
【分析】随升高,浓度增大,配合物中配体数目越多,所以曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别对应:,据此分析。
【解析】根据分析,曲线Ⅰ对应的是的分布系数,A正确;反应,平衡常数。当时,,故。 交点对应,,由二元酸解离得: ,已知,因此,B正确;当,交点对应,接近,此时,且根据,得,即; 同时总Fe浓度为,故,而游离总浓度约为级别(),实际顺序为:,C错误;时,Fe的存在形式为,总Fe浓度为,则,结合的总浓度为,因此游离的总:,D正确;故选C。
4.(25-26高三下·安徽滁州·阶段检测)常温下,某二元酸溶液中、、的分布分数[如]与溶液的关系如图所示。常温下,下列说法错误的是
A.曲线b代表的分布分数曲线
B.的二级电离常数为
C.的平衡常数为
D.M、N两点溶液中均存在
【答案】D
【解析】pH越小,微粒中H元素含量越高,故曲线a、b、c依次代表、、的分布分数曲线,A正确;N点处,由N点坐标可知,的,B正确;M点处,由M点坐标可知,的,水解反应的平衡常数,C正确;存在反应,其平衡常数,故M、N两点溶液中均满足,D错误;故选D。
拔高·模拟预测
1.(25-26高三上·山东威海·阶段检测)常温下,向一定浓度溶液中加入,保持溶液体积和温度不变,测得与[X为]变化如下图所示。下列说法错误的是
A.常温下,的
B.a点溶液
C.从a点到b点溶液中水的电离程度逐渐减小
D.溶液中:
【答案】C
【分析】已知向中加入,随着pH增大,减小,浓度减小, 增大,的浓度增大, 减小,增大,减小,则上升曲线表示,ab曲线表示,最后一根曲线表示,且由时溶液pH=4.3,则,据此回答。
【解析】a点时,,则,A正确;根据电荷守恒,,a点时,所以,B正确;从a至b点,溶液中、浓度逐渐减小,浓度逐渐增大,故水的电离程度逐渐增大,C错误;由分析可知,,,,即的电离大于水解,则溶液中有,D正确;故选C。
2.(25-26高三上·湖南长沙·期末)有机分子Y可结合H+转化为HY+、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.与的变化关系如图1所示,其中M代表Ag+、[AgY]+或[AgY2]+;分布系数与pH的变化关系如图2所示,其中N代表Y、HY+或H2Y2+,比如。
下列有关说法正确的是
A.曲线Ⅲ对应的离子是[AgY2]+
B.图2中A点的pH=8.39
C.反应的平衡常数
D.时,
【答案】B
【分析】Ag+与Y可形成[AgY]+和[AgY2]+两种配离子,发生的反应为、,故随着Y浓度的增大,Ag+浓度减小,[AgY]+浓度先增大后减小,[AgY2]+浓度增大,则从图1上(从右向左Y增大)可以看出,曲线Ⅰ表示[AgY2]+,Ⅱ表示[AgY]+,Ⅲ表示Ag+;同理,调节溶液pH,当酸性较强时,H2Y2+的浓度大,当碱性较强时,Y的浓度大,故曲线Ⅳ表示H2Y2+,曲线Ⅴ表示HY+,曲线Ⅵ表示Y,由此解答;
【解析】由分析可知,曲线Ⅰ表示[AgY2]+,A错误;由题意可知,Y可以视为二元弱碱,第一次电离方程式为,,当时,,,则,同理,,则当时,,pOH=5.61,pH=8.39,B正确;反应的平衡常数,由图可知,当时,,则,C错误;时,,,,由银元素守恒可知,,则,Y的初始浓度为1.15×10-2 mol/L,由Y守恒得,代入数据,,则,由图像可知,pH在8.39~9.93之间,此时,D错误;故选B。
3.(25-26高三上·河南漯河·期末)和分别为二元酸和一元酸,不发生水解,可溶。常温条件下,现有含的饱和溶液,和含的饱和溶液。两份溶液中随的变化关系,以及含微粒的分布系数随的变化关系如下图所示。下列说法错误的是
A.HB是一元强酸
B.时,饱和溶液中,
C.
D.反应平衡常数为
【答案】B
【分析】对图中曲线进行编号:。含的饱和溶液中存在如下平衡:(s)2M+(aq)+A2-(aq )、A2-+H2OHA-+OH-,往饱和溶液中加酸,不断减小溶液的pH,则两平衡都发生正向移动,HA-的分布系数δ不断增大,A2-的分布系数δ不断减小,M+浓度不断增大,pc(M+)不断减小,所以曲线②表示饱和溶液中pc(M+)随pH变化曲线,曲线③表示HA-的分配系数随pH变化曲线,曲线④表示A2-的分配系数随pH变化曲线,曲线①表示MB饱和溶液中pc(M+)随pH变化曲线。
【解析】根据分析知,曲线①表示MB饱和溶液中pc(M+)随pH变化曲线,pc(M+)不随pH发生变化,说明B-的浓度不随pH发生变化,说明HB为强酸,A正确;饱和溶液中电荷守恒:,pH=3时,,如果不含其他酸溶液,则,但是pH=3时,饱和溶液中还含有酸溶液,即还含有其他酸根离子,B错误;根据图像,pH=10时,饱和溶液中,,则,,MB饱和溶液中,,则,,C正确;反应平衡常数=,D正确;故选B。
4.(25-26高三上·内蒙古包头·期末)室温下,改变0.1 二元弱酸溶液的pH,溶液中的、、的分布系数随pH的变化如图所示,[已知]。下列叙述正确的是
A.a点处,
B.反应的平衡常数为
C.b点处的横坐标值为2.7
D.pH=4.2时,
【答案】C
【分析】pH越小,浓度越大,左边下降的曲线代表;pH升高,电离生成,中间凸起曲线代表;pH更大时进一步电离为,右侧上升曲线代表;时,由得;时,由得。
【解析】图像体系是通过加碱调节pH得到的混合溶液,溶液中存在碱引入的金属阳离子,完整电荷守恒式应为,A错误;水解平衡,水解常数,B错误;点,即,联立两级电离常数,代入浓度相等条件得,得,即,C正确;时,;电离、水解程度都很微弱,两种酸型粒子浓度远大于氢离子浓度,即,D错误;故选C。
5.(25-26高三上·陕西安康·期末)常温下,溶液中含粒子的分布系数[如]与的关系如图1所示。难溶盐和在浓度始终为的溶液中达到沉淀溶解平衡时,与的关系如图2所示(为金属离子和的浓度)。下列说法正确的是
A.
B.直线②表示的是与的关系
C.
D.的平衡常数为
【答案】D
【解析】的电离分两步:、,图1中,随着增大,逐渐转化为,再转化为,则第一个交点处,则,第二个交点处,则。结合分析可知,,A错误;,溶液中,则当时,溶液中的,当时,溶液中的,假设直线①表示的是与的关系,利用点可计算出难溶盐的,利用点可计算出难溶盐的,所以假设错误,则直线①表示的是与的关系,B错误;结合B项分析可知,直线①表示的是与的关系,利用点可计算出难溶盐的,C错误;的平衡常数,结合B项分析可知,直线②表示的是与的关系,则,则,D正确;故选D。
6.(2026·浙江温州·二模)时,Mg2+与不同的溶液混合。
已知:①
②溶液中平衡时物质的量分数
③
下列说法不正确的是
A.平衡常数的数量级为10-4
B.当溶液中Mg2+为且溶液的时,则有沉淀生成
C.当溶液中Mg2+为且溶液的时,溶液中存在:
D.调节溶液的可实现与的相互转化
【答案】C
【解析】反应的平衡常数,数量级为,A不符合题意;pH=11时 ,离子积,有沉淀生成,B不符合题意;pH=9时,c(H+)=10-9mol/L,平衡时物质的量分数,代入计算可得物质的量分数约为0.045, ,离子积,有沉淀生成,部分含碳微粒进入沉淀,因此溶液中 ,C符合题意;pH较高时OH-浓度大,易生成,pH较低时OH-浓度小,若浓度足够可生成,调节pH可实现二者相互转化,D不符合题意;故选C。
7.(2026·贵州黔西南·二模)室温下,向某三元酸()溶液中滴加NaOH溶液,溶液中lgX[、或]与pH的关系如图所示。下列说法错误的是
A.室温下,溶液、溶液均显酸性
B.室温下,的一级水解平衡常数的数量级为
C.时,
D.时,
【答案】C
【分析】三元酸的三步电离为: , , ,对任意一步,,当时,,结合 >,可知: ,,。
【解析】由分析可知,、、,因此的、、,因、,故溶液、溶液均显酸性,A正确;由A可知,,数量级为,B正确;溶液中存在电荷守恒:,时,,代入电荷守恒:,此时,因此,C错误;由分析可知,,时,,则,又因为时,,故,D正确;故选C。
8.(2026·甘肃陇南·二模)25℃时,的电离常数,;,,。下列描述不正确的是
A.
B.
C.溶液中加入NaOH溶液至pH=4.2时发生的反应为
D.向0.5 L草酸钙饱和溶液中加入溶液,有CaSO4沉淀生成
【答案】D
【解析】根据水解平衡常数的定义,可知的平衡常数为,A正确;由平衡常数的计算公式可知:,,B正确;溶液中加入NaOH溶液至pH=4.2时,存在关系式:,此时溶液中,即参加反应的与NaOH的物质的量之比约为2:3,且题给方程式符合原子、电荷守恒规则,C正确;草酸钙饱和溶液中,,所以原饱和溶液中: ,混合后总体积,稀释后浓度: ,,计算浓度积,与比较:,已知,,因此不会生成沉淀,D错误;故选D。
9.(2026·海南儋州·二模)常温下,在约2 mg·L-1的氯水中部分含氯微粒的平衡浓度对数值(lgc)随溶液pH的变化关系如图所示(溶液体积保持不变)。下列说法错误的是
A.常温下,HClO的电离平衡常数
B.氯水中
C.pH值4~7时,随pH值的增加而变大
D.当时,该氯水中水的电离程度比纯水大
【答案】B
【分析】该坐标图横坐标为溶液,纵坐标为含氯微粒浓度的对数值lgc,lgc越大对应微粒实际浓度越大。结合体系中的三个平衡,各曲线对应关系为:随着pH升高,酸性减弱,反应平衡正向移动,Cl2(aq)浓度持续减小,因此图中下降速率最快的曲线对应Cl2。HClO是弱酸,pH升高会促进电离,因此HClO分子浓度随pH升高逐渐减小,对应图中缓慢下降的曲线;电离产物ClO-浓度随pH升高逐渐增大,对应图中上升的曲线。
【解析】据图可知,pH=4时,c(HClO)=10-4.5mol/L,c(ClO-)=10-8mol/L,则HClO的电离平衡常数==10-7.5,A正确;氯水中,根据电荷守恒有,则,B错误;pH值4~7时,随着pH升高,酸性减弱,反应平衡正向移动,变大,C正确;氯水中HCl和HClO能电离出H+,抑制水的电离,当时,由可知pH=7.5,溶液呈碱性,说明次氯酸根离子水解程度大于HClO的电离程度,水的电离被促进,因此该氯水中水的电离程度比纯水中大,D正确;故选B。
10.(2026·辽宁沈阳·模拟预测)室温下,向溶液中加入少量固体,溶液中铬元素以,,、形式存在,滴入少量稀硝酸或加入氢氧化钾固体来调节pH,溶液体积变化忽略不计,pM随pH变化如图,[,M包括含铬各组分及]。已知:
下列说法正确的是
A.曲线III代表的组分为
B.的平衡常数
C.若某平衡体系中,,此时溶液pH为6.4
D.时有:
【答案】C
【分析】pM=-lgc(M),pM 越大c(M)越小,pM 越小c(M)越大。 为二元弱酸,存在电离平衡、。随着pH的增大,减小,先增大后减小,增大。pH较大时,应有,可知曲线Ⅰ表示,曲线Ⅱ表示,曲线Ⅲ表示。温度不变,Ksp(Ag2CrO4)=不变,由图可知,pH较大时,保持不变,则也保持不变。
【解析】根据上述分析,曲线Ⅲ应为,而非, A错误。
B.根据图中(4.3, 4.0)点,pH = 4.3时,pM = 4.0,即c(Ag+) = c() = 10-4 mol·L-1。Ksp(Ag2CrO4) = c2(Ag+)·c() = (10-4)2 × 10-4 = 10-12,B错误;由平衡可知,其平衡常数。根据a点的数据,,,计算出K= 1014.2。当时,。可计算出,C正确;pH = 10时,溶液呈碱性,主要离子为K+、、OH-,少量Ag+、。电荷守恒:2c() + 2c() + c() + c() + c(OH-) = c(Ag+) + c(K+) + c(H+)。pH = 10时,c(OH-) > c(H⁺),则:2c() + 2c() + c() + c() < c(Ag+) + c(K+),D错误;故选C。
11.(26-27高三上·湖北·阶段检测)时,弱酸H2A溶液中H2A、HA-和A2-的分布分数[例如:]与溶液pH关系如图。下列说法错误的是
A.曲线c表示随pH的变化曲线
B.,时,
C.时,NaHA溶液中:
D.时,0.1 mol/L Na2A溶液中:
【答案】B
【分析】,,,增大pH,两个平衡均正向移动,减小的同时增大,增大的同时减小,故a、b、c分别表示、、随pH的变化曲线,由图中曲线交点可分别计算出25℃时对应的平衡常数、,据此解答。
【解析】pH升高时,逐步解离为、,随pH升高而增大,曲线c符合该变化规律,故曲线c表示的变化曲线,A正确;由图中交点可得、,当时,结合,可得,对应,故时,B错误;溶液中,HA-的水解常数=,电离大于水解,溶液显酸性,HA-电离产生等物质的量的和,同时水电离也会产生,因此,C正确;溶液中电荷守恒为,其中,代入即可得到选项中等式,D正确;故选B。
12.(25-26高三上·云南曲靖·阶段检测)马来酸()和富马酸()是互为同分异构体的二元弱酸,在催化剂作用下的相互转化可表示为 K = 10 (无催化剂不考虑转化)。常温下,催化剂存在时,调节0.1 mol/L 溶液的pH (催化剂自身对pH无影响),、、的平衡分布系数变化如图。例如的分布系数为δ。下列说法错误的是
A.
B.无催化剂存在时,NaHB溶液显酸性
C.常温下,有催化剂存在时,任意pH下、都为定值
D.溶液中加入催化剂后,溶液碱性增强
【答案】D
【分析】随pH升高,二元酸逐步电离,图中曲线①、②、③分别对应、、。在同一pH下,各物种分布系数之比等于相应浓度之比。两种异构体经催化达到转化平衡后,其同级含氢酸根或酸根的浓度比可由转化平衡与电离平衡联立确定。马来酸第二级电离弱于富马酸,故的碱性强于。
【解析】图中pH=3.6时,曲线①、②、③的分布系数分别为0.09、0.36、0.09,前两者的浓度比为4,后两者的浓度比为1/4,因此,A正确;对于NaHB,其酸式酸根的电离和水解共同决定溶液酸碱性。由图中两个特征点可得,故溶液显酸性,B正确;
在固定温度且有催化剂达到平衡时,转化平衡常数及两种酸的各级电离常数均为定值。联立各平衡可得、,故两浓度比均与pH无关,C正确;马来酸第二级酸性弱于富马酸,马来酸根的碱性强于富马酸根;加入催化剂后,平衡向富马酸体系转化,溶液碱性减弱,不会增强,D错误;故选D。
13.(2026·湖北宜昌·模拟预测)室温下,水溶液中含C微粒物质的量分数δ与的变化关系如图所示。δ,,溶液混合时体积变化忽略不计。下列说法正确的是
A.
B.忽略的电离, 溶液中
C.一定量溶液与溶液混合,当溶液呈中性时:
D.将 溶液与 溶液等体积混合,无沉淀生成
【答案】C
【分析】图中时与的物质的量分数均为0.5,故;时与的物质的量分数均为0.5,故。后续判断均以这两个电离常数为依据。
【解析】由分析可知,、。对于反应,平衡常数,不是,A错误;忽略的电离,设第一步电离产生氢离子,则。要使,需有。当时,,电离反应继续正向进行,故平衡时,从而,B错误;溶液呈中性时。由第一步电离平衡,所以,C正确;等体积混合后,若暂不考虑沉淀,。草酸的第一步电离为主,故。由第二步电离平衡可得。此时,会生成草酸钡沉淀,D错误;故选C。
14.(25-26高三上·湖北省直辖县级单位·期末)25℃时,向溶液中逐滴加入溶液,所得溶液中三种微粒、、【已知:】与pH的关系如图所示,下列说法正确的是
A.电离方程式为
B.时,溶液中
C.图中C点溶液中的
D.时,溶液中
【答案】C
【分析】随pH升高,逐步电离,随pH升高持续降低,随pH升高先升高后降低,随pH升高持续升高,据此匹配曲线:随pH增大下降的曲线对应,先升后降的曲线对应,随pH增大上升的曲线对应。A点pH=1.2时,可得;B点pH=4.2时,可得。
【解析】为二元弱酸,分步电离,电离方程式为、,A错误;时,与物质的量相等,反应生成溶液,的水解常数,小于,电离程度大于水解程度,溶液中,B错误;C点时,将与相乘得,则,对应,C正确;时溶液呈中性,,根据电荷守恒,可得,此时,,D错误;故选C。
15.(2026·安徽滁州·模拟预测)已知H2A为二元弱酸,难溶性物质CaA可通过加入盐酸来调节体系pH,促进CaA溶解。室温下,平衡体系中与pH的变化,含A的物种分布系数与pH的变化关系如图所示[其中A代表H2A、HA-或A2-,如]。下列说法错误的是
已知:室温下,。
A.的化学平衡常数
B.当平衡体系中pH=1.27时,
C.当平衡体系中pH=1.27时,
D.若向10 mL 0.2 mol·L-1 H2A溶液中加入10 mL 0.2 mol·L-1溶液,则所得溶液中
【答案】D
【分析】原溶液中,H2A为二元弱酸,向溶液中滴加盐酸,溶液pH逐渐减小,弱酸第二步电离向逆反应方向进行,溶液中HA-浓度增大、A2-浓度减小,A2-完全反应后继续滴加盐酸,弱酸第一步电离向逆反应方向进行,溶液中H2A浓度增大、HA-浓度减小,含A微粒分布系数变化与浓度变化一致,由此可知,曲线Ⅰ表示与pH的变化关系、曲线Ⅲ表示与pH的变化关系、曲线Ⅳ表示与pH的变化关系,曲线Ⅰ与曲线Ⅲ的交点处等于,即,此时,同理由曲线Ⅲ与曲线Ⅳ的交点可得;pH增大,溶液中增大,难溶物溶解平衡向逆反应方向移动,减小,曲线Ⅱ表示与pH的变化关系;据此作答。
【解析】由、可得反应平衡常数,A正确;pH=1.27时,溶液中,由可得,又溶液中物料守恒:,则,B正确;溶液中电荷守恒:,由B选项解析可得pH=1.27时,,,代入电荷守恒并忽略极少的、可得,,C正确;溶液混合发生反应,溶液中有电荷守恒,几乎完全沉淀,,则,D错误;故选D。
16.(25-26高三下·江西赣州·期中)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1甲胺(CH3NH2,一元弱碱)溶液中滴加V mL 0.1 mol·L-1甲酸溶液,HCOOH、、、CH3NH2的分布系数()与pH的关系如图所示。下列叙述错误的是
已知:。
A.曲线Ⅲ代表与pH的关系
B.时,
C.
D.0.2 mol·L-1 CH3NH2和0.2 mol·L-1盐酸等体积混合的溶液中:
【答案】B
【分析】由图像可推知,曲线Ⅰ、Ⅱ分别代表、与pH的关系,曲线Ⅲ、Ⅳ分别代表、与pH的关系,由a、b点坐标计算得,,据此解答。
【解析】据分析,曲线Ⅲ代表与pH的关系,A正确;时,二者恰好完全反应,溶液组成为和,水解常数、,水解程度更大,因此,且溶液显碱性,B错误;反应的平衡常数为,C正确;甲胺和盐酸等体积混合得到溶液,浓度约为0.1mol/L,根据,因此,D正确;故选B。
17.(2026·云南·模拟预测)25 ℃时,向含有的酸性溶液中通入生成PbS沉淀,若始终保持的浓度为0.1mol·L-1,体系中[X为,,]与pH的关系如图所示,已知。
下列说法错误的是
A.点A的坐标为(5,14.6) B.D点
C.线①表示随pH的变化 D.C点与E点溶液中的之比为
【答案】A
【分析】氢硫酸是二元弱酸,一级电离常数远大于二级电离常数,则溶液pH相同时,溶液中,向硫酸铅溶液中通入硫化氢时,溶液中铅离子浓度减小,线①②③分别表示,,,据此分析;
【解析】由图可知,A点溶液pH为5,溶液中氢硫酸的浓度为0.1 mol/L,由电离常数可得:,则溶液中硫离子浓度为:,由溶度积可知,溶液中铅离子的浓度为:,则A点坐标为(5,16.6),A错误;由图可知,D点溶液pH为2、氢硫酸的浓度为0.1 mol/L,由氢硫酸的一级电离常数可知,D点,溶液中硫氢根离子的浓度为:,B正确;氢硫酸是二元弱酸,一级电离常数远大于二级电离常数,则溶液pH相同时,溶液中,向硫酸铅溶液中通入硫化氢时,溶液中铅离子浓度减小,故线①表示随pH的变化,C正确;由图可知,C点溶液中pH为5、氢硫酸的浓度为0.1 mol/L,由电离常数,,,则溶液中硫离子浓度为:,E点溶液pH为2、氢硫酸的浓度为0.1 mol/L,由电离常数可得:,则溶液中硫离子浓度为:,则C点与E点溶液中硫离子浓度之比为,D正确;故选A。
18.(2026·辽宁抚顺·一模)常温下,水杨酸(分子式为,结构简式为,可用表示)和尼泊金酸(分子式为C7H6O3,结构简式为,可用H2B表示)的两种溶液中,分布系数[如]与的变化关系如图实线或虚线所示。
已知:常温下,(水杨酸)(尼泊金酸)。
下列说法错误的是
A.曲线M表示与的变化关系
B.往溶液中滴加溶液调节至9.3时,
C.(水杨酸)(尼泊金酸),原因是形成了分子内氢键,影响了酚羟基的电离
D.常温下,往溶液中滴加溶液调节至8.5时,
【答案】D
【解析】已知,故,当时,,pH更小的2.9对应的,曲线M随pH升高而下降,代表的变化,A正确;pH=9.3时,尼泊金酸的,即,电荷守恒为:,代入得,B正确;中邻位的与酚羟基形成分子内氢键,抑制酚羟基的电离,故(水杨酸)(尼泊金酸),C正确;当往溶液中滴加溶液调节至8.5时,此时,由图知,,,,代入数据,,,故,D错误;故选D。
19.(2026·四川广安·二模)Y可结合转化为和,与Y可形成和两种配离子。室温下向溶液中加入Y,使得溶液中和Y的初始浓度分别为和。通过调节混合溶液的pH改变Y及其不同配离子的浓度(忽略体积变化)。与的变化关系如图1所示(其中M代表,或),分布系数与pH的变化关系如图2所示(其中N代表Y、或),比如。
下列说法正确的是
A.曲线Ⅲ对应的离子是
B.时,
C.当时,
D.时,
【答案】B
【分析】由题干信息可知,可与Y结合形成和,Y可与结合形成和。从图1可以看出,曲线Ⅰ对应的随减小而减小,代表,曲线Ⅱ对应的随减小而先增加,后减小,代表,曲线Ⅲ对应的随减小而增加,代表。从图2可以看出,曲线Ⅳ代表的粒子N含量随pH增加而减小,代表,曲线Ⅴ代表的粒子含量随pH增加而先增加,后减小,代表,曲线Ⅵ代表的粒子含量随pH增加而增加,代表Y,据此作答。
【解析】由分析可知,曲线Ⅲ对应的离子是,A错误;由分析可知,曲线Ⅰ和曲线Ⅱ代表的离子分别为和,根据图像1,当两种离子浓度相等时,曲线Ⅰ和曲线Ⅱ相交,此时,,根据物料守恒,有,,则, ,B正确;当,在图1中表现为曲线Ⅰ和曲线Ⅲ相交,此交点对应的横坐标约等于4,即,C错误;由选项B分析可知,当时,,此时有,则。根据分析,图2中曲线Ⅳ、曲线Ⅴ和曲线Ⅵ分别代表、和Y,当时,,D错误;故选B。
20.(2026·四川成都·二模)室温下,一元弱酸HA水溶液w与有机溶剂o等体积混合静置,两个主要平衡体系如图1所示。HA在有机层中不电离,其浓度为;且为定值。向水层中加入或调节随变化如图2所示。已知。下列说法错误的是
A.
B.
C.向图1中加入少量水,不变
D.时,
【答案】C
【解析】当pH很小时,溶液的酸性会抑制HA的电离,此时的,则有,解得,A正确;HA的电离常数,结合,整理后得: ,当纵坐标为0时,该式等于1,化简后得:,由图可知,交点(纵坐标为0)pH在5左右,计算得,B正确;温度不变,为定值,加入少量水后,水层体积增大,则减小,使平衡正向移动,有机层的HA转移到水层,重新平衡后,会增大,C错误;pH=5时,,结合有: ,则,D正确;故选C。
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第01讲 电离平衡
真题·命题感知
1.C
2.A
3.C
4.B
进阶·强化演练
考向01 电解质及其电离方程式
1.C
2.A
3.D
4.C
考向02 电离平衡常数及其计算
1.B
2.C
3.B
4.C
考向03 与电离平衡相关的图像
1.D
2.B
3.C
4.D
拔高·模拟预测
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
B
C
D
C
C
D
B
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
D
C
C
D
B
A
D
B
C
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第01讲 电离平衡
目 录
真题·命题感知
进阶·强化演练
考向01 电解质及其电离方程式
考向02 电离平衡常数及其计算
考向03 与电离平衡相关的图像
拔高·模拟预测
真题·命题感知
1.(2026·全国卷·高考真题)采用标准溶液滴定和的混合溶液,滴定曲线如图所示。已知。
下列叙述正确的是
A.初始混合溶液中,
B.的一级电离常数
C.时,混合溶液中
D.滴定过程中应依次使用指示剂甲基橙、酚酞
命题情境
本题以工业废水或天然水中总碱度测定为背景,采用双指示剂滴定法区分碳酸钠与碳酸氢钠含量。实际生产中,锅炉水、循环冷却水需精确控制碱度以防结垢,常通过盐酸标准溶液滴定,利用酚酞和甲基橙变色点差异分别确定碳酸根和碳酸氢根。题目将滴定曲线与两步分步反应结合,考查学生对滴定突跃、指示剂选择及溶液中离子浓度排序的综合分析能力,体现化学分析在环境监测和工业生产中的应用价值。
解题方法
①抓突跃体积差:第一个突跃(10 mL)对应CO3²—→HCO3—,第二个突跃(25 mL)对应HCO3—→H2CO3,两段差值即原HCO3—总量。②离子浓度比较时优先利用电荷守恒和物料守恒,或根据反应剩余量直接判断。③指示剂顺序:先弱碱性范围(酚酞)指示第一步终点,后弱酸性范围(甲基橙)指示第二步终点,二者不可颠倒。④计算Ka时忽略二级电离,且近似认为突跃点处c(HCO3—)=c(H+),再结合总碳浓度求解。
2.(2026·四川·高考真题)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
命题情境
本题以酸碱滴定过程中多种微粒浓度比值的负对数(pM)随滴定分数变化为素材,模拟实际酸碱滴定中pH计或光谱监测数据。两种一元弱酸(HA)酸性强弱不同,通过NaOH滴定可测定电离常数并区分酸强度。此类图像常用于药物解离度、缓冲溶液配制等研究,要求学生从繁杂曲线中提取关键信息,建立pM与pH、电离常数的数学关联,体现数学工具在化学平衡中的应用。
解题方法
①识别曲线类型:pH随η增大而增大,故上升曲线代表pc(H+);下降曲线则对应pc(A—/HA)或pc(OH—/H+)。②由起点pH直接算Ka(弱酸极稀电离,c(H+)≈c(A—))。③利用公式pc(OH—/H+)=14-2pH,可快速判断曲线归属。④滴定一半(η=0.5)时,若Ka>Kh则溶液呈酸性,据此比较c(H+)与c(OH—),再结合电荷-物料守恒式判断离子浓度大小关系。⑤注意纵坐标范围,排除超限曲线。
3.(2025·天津·高考真题)苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数随溶液pH变化如图。
例如:A2-的分布系数
该温度下,下列说法错误的是
A.曲线①是H2A的分布系数曲线
B.H2A的
C.反应的平衡常数
D.pH=6时,溶液中粒子浓度的大小关系为
命题情境
苹果酸(H2A)作为食品酸味剂和药物辅料,其解离平衡直接影响口感、稳定性和生物利用度。本题以分布系数δ随pH变化曲线为载体,模拟实际配方设计中如何通过调节pH控制各形态比例。分布系数图是分析化学中研究多元酸的重要手段,常用于分离、萃取及缓冲体系优化,体现了化学平衡理论在食品、医药领域的实际指导作用。
解题方法
①分布系数曲线交点处对应相邻两形态浓度相等,该点pH即为相应Ka的负对数(pKa)。②根据pH升高,H2A减少、A²—增多,可确定各曲线归属。③反应H2A+A²—⇌2HA—的平衡常数可由Ka1/Ka2求得(因两式相除消去H+),注意K值可能大于1。④比较pH=6时各微粒浓度,直接读取纵坐标δ值,再乘以总浓度(未知但可约去),即可排序。⑤勿混淆分布系数与浓度,分布系数只反映相对比例。
4.(2025·福建·高考真题)常温下,在总浓度始终为的溶液中,铬元素以形式存在,随pH变化如图。下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ代表的组分为
B.P点:
C.的平衡常数
D.Q点:
命题情境
铬(Cr(VI))是常见重金属污染物,其毒性及迁移性高度依赖于存在形态(CrO4²—、HCrO4—、Cr2O7²—)。本题模拟自然水体中pH变化对铬形态分布的影响,总浓度恒定条件下,通过对数浓度-pH图呈现平衡转化。此类研究广泛应用于废水处理、土壤修复及环境风险评估,要求学生理解多重平衡耦合,并能从图中提取关键平衡常数,培养证据推理与模型认知素养。
解题方法
①先根据pH增大,Cr2O7²—减少、CrO4²—增多,判定曲线归属。②图中交点(如Q点)可直接获得c(CrO4²—)=c(HCrO4—),进而求一级电离常数K1。③利用P点c(CrO4²—)=c(Cr2O7²—),结合总浓度守恒(注意Cr2O7²—含2个Cr),列出方程求解具体浓度。④平衡常数K的表达式需注意“浓度商”中H⁺的幂次,由P点数据代入时不可直接取10¹²·²,还须考虑总浓度因子。⑤电荷守恒中须注意溶液中可能存在外加离子(如调节pH的酸碱),故不能简单写为质子守恒式。
进阶·强化演练
考向01 电解质及其电离方程式
1.(2026·江苏连云港·模拟预测)乙酰胺发生水解:。下列说法正确的是
A.离子半径: B.第一电离能:
C.CH3CONH2是极性分子 D.CH3COONa是弱电解质
2.(2026·浙江杭州·二模)下列有关的说法中,不正确的是
A.是弱电解质 B.水溶液呈酸性
C.食品中可添加极微量用于防腐和抗氧化 D.和浓反应制
3.(25-26高三上·河南信阳·期末)下列化学用语表示不正确的是
A.的结构示意图:
B.的电离方程式:
C.次氯酸的结构式:H-O-Cl
D.的形成过程用电子式表示:
4.(25-26高三上·内蒙古巴彦淖尔·期末)以硼镁矿(含及少量)为原料生产硼酸的工艺流程如图所示。
已知:硼酸(,一元弱酸)、硼砂()均易溶于热水,在冷水中溶解度小。
下列说法正确的是
A.硼酸在水中的电离方程式为
B.“碱浸”时发生了氧化还原反应
C.滤渣B的主要成分为和
D.“一系列操作”只含有蒸发浓缩、冷却结晶
考向02 电离平衡常数及其计算
1.(25-26高三上·广西来宾·期末)常温下以酚酞作指示剂,用的NaOH溶液滴定的二元酸溶液。溶液中pH、含A微粒的分布系数δ(物质的量分数)随滴加NaOH溶液体积变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.在水中电离的方程式为:,
B.常温下,的电离常数为
C.当时,溶液中离子浓度大小顺序为:
D.当时,
2.(25-26高三上·山东淄博·期末)常温下,0.025mol·L-1的K2CrO4溶液中,Cr(VI)以HCrO、、形式存在,滴加硫酸或KOH溶液调pH(忽略体积变化),体系中pX随pH变化如图所示,pX=-lgc(X)。下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ代表的组分为
B.常温下,HCrO⇌H++的平衡常数K=106.3
C.pH=6.1时,c(HCrO)=100.2c()
D.P点:c(HCrO)+4c()+c(OH-)=c(K+)+c(H+)
3.(25-26高三上·天津南开·期末)苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数δ(x)随溶液 pH变化如图。
例如:A2-的分布系数δ(A2-)=
该温度下,下列说法错误的是
A.曲线①、③分别代表H2A与A2-的分布系数曲线
B.0.1mol·L-1的NaHA溶液的 pH>7
C.反应H2A + A2-2HA-的平衡常数
D.pH=4.255时,溶液中粒子浓度的大小关系为c(A2-)=c(H2A)
4.(2026·山东菏泽·模拟预测)某二元酸()的、时,溶液稀释过程中、、与的关系如图所示。已知的分布系数。下列说法错误的是
A.平衡常数的数量级为
B.a点:
C.b点:
D.c点:
考向03 与电离平衡相关的图像
1.(2026·河南许昌·三模)在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值:弱酸在有机相(环己烷)和水相中存在平衡:,平衡常数为。25℃时,向 环己烷溶液中加入水进行萃取,用或调节水溶液(调节过程中溶液的体积变化忽略不计),测得水溶液中、、、环己烷中的浓度[]随的变化关系如图所示。
已知:①25℃时,;②在环己烷中不电离。下列叙述错误的是
A.表示的曲线为
B.25℃时,
C.当时,水溶液中
D.当水溶液中无时,点水溶液中:
2.(2026·湖北襄阳·模拟预测)强酸性环境下,与磺基水杨酸(用表示)反应仅生成配合物(溶液呈紫红色)。在的溶液中,保持,用分光光度计对混合溶液的吸光度(A)进行测定,得到溶液吸光度与起始物质的量分数的关系如图所示。已知:①稀溶液中近乎无色;②溶液吸光度与配合物浓度成正比。下列叙述正确的是
A.a、c点溶液中都满足:
B.时,A减小,是由于过量,浓度减小导致的
C.的电离度:点点点
D.若,,可求得的电离平衡常数
3.(2026·云南昆明·三模)H2L为有机酸性配体,其,,与Fe(Ⅲ)形成的配合物可应用于医药、水处理等研究领域。时,溶液体系中,、,含铁物种的分布系数[]与pH的关系如图所示。已知:。下列说法错误的是
A.图中代表[FeL]+的是曲线Ⅰ
B.的平衡常数
C.当时,体系中
D.当pH=10时,体系中
4.(25-26高三下·安徽滁州·阶段检测)常温下,某二元酸溶液中、、的分布分数[如]与溶液的关系如图所示。常温下,下列说法错误的是
A.曲线b代表的分布分数曲线
B.的二级电离常数为
C.的平衡常数为
D.M、N两点溶液中均存在
拔高·模拟预测
1.(25-26高三上·山东威海·阶段检测)常温下,向一定浓度溶液中加入,保持溶液体积和温度不变,测得与[X为]变化如下图所示。下列说法错误的是
A.常温下,的
B.a点溶液
C.从a点到b点溶液中水的电离程度逐渐减小
D.溶液中:
2.(25-26高三上·湖南长沙·期末)有机分子Y可结合H+转化为HY+、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.与的变化关系如图1所示,其中M代表Ag+、[AgY]+或[AgY2]+;分布系数与pH的变化关系如图2所示,其中N代表Y、HY+或H2Y2+,比如。
下列有关说法正确的是
A.曲线Ⅲ对应的离子是[AgY2]+
B.图2中A点的pH=8.39
C.反应的平衡常数
D.时,
3.(25-26高三上·河南漯河·期末)和分别为二元酸和一元酸,不发生水解,可溶。常温条件下,现有含的饱和溶液,和含的饱和溶液。两份溶液中随的变化关系,以及含微粒的分布系数随的变化关系如下图所示。下列说法错误的是
A.HB是一元强酸
B.时,饱和溶液中,
C.
D.反应平衡常数为
4.(25-26高三上·内蒙古包头·期末)室温下,改变0.1 二元弱酸溶液的pH,溶液中的、、的分布系数随pH的变化如图所示,[已知]。下列叙述正确的是
A.a点处,
B.反应的平衡常数为
C.b点处的横坐标值为2.7
D.pH=4.2时,
5.(25-26高三上·陕西安康·期末)常温下,溶液中含粒子的分布系数[如]与的关系如图1所示。难溶盐和在浓度始终为的溶液中达到沉淀溶解平衡时,与的关系如图2所示(为金属离子和的浓度)。下列说法正确的是
A.
B.直线②表示的是与的关系
C.
D.的平衡常数为
6.(2026·浙江温州·二模)时,Mg2+与不同的溶液混合。
已知:①
②溶液中平衡时物质的量分数
③
下列说法不正确的是
A.平衡常数的数量级为10-4
B.当溶液中Mg2+为且溶液的时,则有沉淀生成
C.当溶液中Mg2+为且溶液的时,溶液中存在:
D.调节溶液的可实现与的相互转化
7.(2026·贵州黔西南·二模)室温下,向某三元酸()溶液中滴加NaOH溶液,溶液中lgX[、或]与pH的关系如图所示。下列说法错误的是
A.室温下,溶液、溶液均显酸性
B.室温下,的一级水解平衡常数的数量级为
C.时,
D.时,
8.(2026·甘肃陇南·二模)25℃时,的电离常数,;,,。下列描述不正确的是
A.
B.
C.溶液中加入NaOH溶液至pH=4.2时发生的反应为
D.向0.5 L草酸钙饱和溶液中加入溶液,有CaSO4沉淀生成
9.(2026·海南儋州·二模)常温下,在约2 mg·L-1的氯水中部分含氯微粒的平衡浓度对数值(lgc)随溶液pH的变化关系如图所示(溶液体积保持不变)。下列说法错误的是
A.常温下,HClO的电离平衡常数
B.氯水中
C.pH值4~7时,随pH值的增加而变大
D.当时,该氯水中水的电离程度比纯水大
10.(2026·辽宁沈阳·模拟预测)室温下,向溶液中加入少量固体,溶液中铬元素以,,、形式存在,滴入少量稀硝酸或加入氢氧化钾固体来调节pH,溶液体积变化忽略不计,pM随pH变化如图,[,M包括含铬各组分及]。已知:
下列说法正确的是
A.曲线III代表的组分为
B.的平衡常数
C.若某平衡体系中,,此时溶液pH为6.4
D.时有:
11.(26-27高三上·湖北·阶段检测)时,弱酸H2A溶液中H2A、HA-和A2-的分布分数[例如:]与溶液pH关系如图。下列说法错误的是
A.曲线c表示随pH的变化曲线
B.,时,
C.时,NaHA溶液中:
D.时,0.1 mol/L Na2A溶液中:
12.(25-26高三上·云南曲靖·阶段检测)马来酸()和富马酸()是互为同分异构体的二元弱酸,在催化剂作用下的相互转化可表示为 K = 10 (无催化剂不考虑转化)。常温下,催化剂存在时,调节0.1 mol/L 溶液的pH (催化剂自身对pH无影响),、、的平衡分布系数变化如图。例如的分布系数为δ。下列说法错误的是
A.
B.无催化剂存在时,NaHB溶液显酸性
C.常温下,有催化剂存在时,任意pH下、都为定值
D.溶液中加入催化剂后,溶液碱性增强
13.(2026·湖北宜昌·模拟预测)室温下,水溶液中含C微粒物质的量分数δ与的变化关系如图所示。δ,,溶液混合时体积变化忽略不计。下列说法正确的是
A.
B.忽略的电离, 溶液中
C.一定量溶液与溶液混合,当溶液呈中性时:
D.将 溶液与 溶液等体积混合,无沉淀生成
14.(25-26高三上·湖北省直辖县级单位·期末)25℃时,向溶液中逐滴加入溶液,所得溶液中三种微粒、、【已知:】与pH的关系如图所示,下列说法正确的是
A.电离方程式为
B.时,溶液中
C.图中C点溶液中的
D.时,溶液中
15.(2026·安徽滁州·模拟预测)已知H2A为二元弱酸,难溶性物质CaA可通过加入盐酸来调节体系pH,促进CaA溶解。室温下,平衡体系中与pH的变化,含A的物种分布系数与pH的变化关系如图所示[其中A代表H2A、HA-或A2-,如]。下列说法错误的是
已知:室温下,。
A.的化学平衡常数
B.当平衡体系中pH=1.27时,
C.当平衡体系中pH=1.27时,
D.若向10 mL 0.2 mol·L-1 H2A溶液中加入10 mL 0.2 mol·L-1溶液,则所得溶液中
16.(25-26高三下·江西赣州·期中)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1甲胺(CH3NH2,一元弱碱)溶液中滴加V mL 0.1 mol·L-1甲酸溶液,HCOOH、、、CH3NH2的分布系数()与pH的关系如图所示。下列叙述错误的是
已知:。
A.曲线Ⅲ代表与pH的关系
B.时,
C.
D.0.2 mol·L-1 CH3NH2和0.2 mol·L-1盐酸等体积混合的溶液中:
17.(2026·云南·模拟预测)25 ℃时,向含有的酸性溶液中通入生成PbS沉淀,若始终保持的浓度为0.1mol·L-1,体系中[X为,,]与pH的关系如图所示,已知。
下列说法错误的是
A.点A的坐标为(5,14.6) B.D点
C.线①表示随pH的变化 D.C点与E点溶液中的之比为
18.(2026·辽宁抚顺·一模)常温下,水杨酸(分子式为,结构简式为,可用表示)和尼泊金酸(分子式为C7H6O3,结构简式为,可用H2B表示)的两种溶液中,分布系数[如]与的变化关系如图实线或虚线所示。
已知:常温下,(水杨酸)(尼泊金酸)。
下列说法错误的是
A.曲线M表示与的变化关系
B.往溶液中滴加溶液调节至9.3时,
C.(水杨酸)(尼泊金酸),原因是形成了分子内氢键,影响了酚羟基的电离
D.常温下,往溶液中滴加溶液调节至8.5时,
19.(2026·四川广安·二模)Y可结合转化为和,与Y可形成和两种配离子。室温下向溶液中加入Y,使得溶液中和Y的初始浓度分别为和。通过调节混合溶液的pH改变Y及其不同配离子的浓度(忽略体积变化)。与的变化关系如图1所示(其中M代表,或),分布系数与pH的变化关系如图2所示(其中N代表Y、或),比如。
下列说法正确的是
A.曲线Ⅲ对应的离子是
B.时,
C.当时,
D.时,
20.(2026·四川成都·二模)室温下,一元弱酸HA水溶液w与有机溶剂o等体积混合静置,两个主要平衡体系如图1所示。HA在有机层中不电离,其浓度为;且为定值。向水层中加入或调节随变化如图2所示。已知。下列说法错误的是
A.
B.
C.向图1中加入少量水,不变
D.时,
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