2027届高三化学一轮复习:离子平衡图像专题训练
2026-09-05
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摘要:
**基本信息**
以酸碱中和滴定曲线、直线图像及沉淀溶解平衡为核心,构建“特殊点分析-微粒浓度比较-平衡常数计算”的系统性方法体系,强化离子平衡图像的科学思维与证据推理。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|酸碱中和滴定曲线|6阶段分析|起点判强弱算K、半中和点比电离水解、中和点定溶质|从单一溶液到混合体系,构建“点-线-面”图像分析框架|
|直线图像分析|3典例|找浓度相等点算Ka、比Ka与Kh判酸式盐酸碱性|基于电离平衡原理,建立“lg关系-浓度变化-K值计算”推导链条|
|沉淀溶解平衡图像|4典例|用Ksp曲线判沉淀产物、pH调控分离离子|结合溶解平衡,形成“离子浓度-pH-Ksp”定量分析模型|
内容正文:
正确的方向+方法+坚持不懈的努力=目标成绩
2027届-离子平衡图像专题
酸碱中和滴定曲线
以室温时用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL 0.1mol·L-1HA溶液为例
(1)起始点:HA的单一溶液
①根据起点时的pH可以判断电解质的强弱
②根据起点时的pH可以计算弱酸(碱)的电离常数
(2)半中和点:HA和NaA等量混合
①酸性:HA的电离程度大于NaA的水解程度:c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
②碱性:HA的电离程度小于NaA的水解程度:c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(3)中和点:原溶液中溶质恰好完全反应生成NaA
①特点:溶液的温度最高;水的电离度最大
②溶液酸碱性:溶液显碱性
③微粒浓度的大小:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)
(4)中性点:判断酸或碱稍微过量
①溶液成分:NaA和少量的HA
②微粒浓度的大小:c(Na+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
(5)半过量点:NaA+NaOH(2∶1)
①溶液酸碱性:NaOH溶液过量,溶液显碱性
②微粒浓度的大小:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)
(6)倍过量点:NaA+NaOH(1∶1)
①溶液酸碱性:NaOH溶液过量,溶液显碱性
②微粒浓度大小:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(HA)>c(H+)
2.中和滴定中直线图像及分析
常温下,向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液,所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示:
(1)滴定原理:H2Y+OH-H2O+HY-、HY-+OH-H2O+Y2-
(2)滴定过程:随着NaOH的加入,c(H+)逐渐减小
①lg=lg=lg逐渐增大
②lg=lg=lg逐渐减小
(3)电离常数:找浓度相等点
①a点:lg=0,c(H2Y)=c(HY-),Ka1==c(H+)=10-1.3
②e点:lg=0,c(HY-)=c(Y2-),Ka2==c(H+)=10-4.3
(4)交点c的特殊性:lg=lg,c(H2Y)=c(Y2-)
(5)酸式盐NaHY的酸碱性:比较Ka2和Kh2的相对大小
①若Ka2>Kh2,说明HY-的电离程度大于HY-的水解程度,溶液呈酸性
②若Ka2<Kh2,说明HY-的电离程度小于HY-的水解程度,溶液呈碱性
③Kh2===10-12.7<Ka2=10-4.3,说明NaHY呈酸性
例1.分析化学中“滴定分数”的定义为:所加滴定剂与被滴定组分的物质的量之比。常温下以0.10mol·L-1的HCl溶液滴定同浓度某一元碱MOH溶液并绘制滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该酸碱中和滴定过程应该选用甲基橙做指示剂
B.从x点到z点的整个过程中,y点的水的电离程度最大
C.x点处的溶液中满足:c(MOH)+c(OH-)<c(M+)+c(H+)
D.根据y点坐标可以算得Kb(MOH)=9×10-7
例2.常温下,用0.10mol·L-1NaOH溶液滴定10 mL0.10mol·L-1H2A溶液,测得滴定曲线如图,下列说法正确的是( )
A.溶液①中H2A的电离方程式是H2A=2H++A2-
B.溶液②中c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
C.溶液③中c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)
D.溶液④中2c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
例3.草酸(H2C2O4)是一种易溶于水的二元有机弱酸。常温下,向一定浓度的H2C2O4溶液中加入KOH固体,保持溶液体积和温度不变,测得溶液pH与-lgX[X为c(H2C2O4)、c(C2O42-)、的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线M表示-lgc(C2O42-)随pH的变化
B.常温下,H2C2O4的一级电离常数Ka1=1×10-1.3
C.从a点至b点溶液中水的电离程度逐渐减小
D.b点溶液中:c(K+)>3c(HC2O4-)
例4.常温下,向新制氯水中滴加溶液,溶液中水电离出的浓度与溶液体积之间的关系如图所示。下列推断正确的是( )
A.E、H点溶液的分别为3和7
B.F点对应的溶液中:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)
C.G点对应的溶液中:c(Na+)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
D.E~H点对应的溶液中,c(Cl-)+c(ClO-)+c(HClO)+c(Cl2)为定值
例5.常温下,用0.1000 mol/L的盐酸滴定20.00 mL未知浓度的一元碱BOH溶液。溶液中,pH、B+的分布系数δ随滴加盐酸体积VHCl的变化关系如图所示。[比如B+的分布系数:
下列叙述正确的是( )
A.滴定时,可以选择酚酞作指示剂
B.BOH的电离常数Kb=1.0×10−6
C.滴定过程中,水的电离程度:n<m<p
D.p点溶液中,粒子浓度大小为c(Cl-)>c(B+)>c(BOH)
例6.已知: , 。、、的分布分数与关系如图所示,浓度单位为mol/L。{例如:分布分数},下列说法正确的是( )
A.曲线c代表的分布分数
B.平衡常数
C.
D.当时,
例7.室温下,向1.00L0.100mol/LNH4HCO3溶液中加入NaOH稀溶液,溶液中主要型体的分布系数[比如A2-的分布系数δ(A2-)=]以及pH随n(NaOH)变化如图。下列说法不正确的是( )
A.0.100mol/LNH4HCO3溶液中>1,水的电离受到促进
B.加入NaOH稀溶液过程中,溶液满足关系式c(NH4+)+c(NH3•H2O)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
C.Ka2(H2CO3)Kb(NH3•H2O)>Kw
D.加入少量NaOH时,OH-主要先与NH反应
例8.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关系图(;可认为离子沉淀完全)。下列叙述正确的是( )
A.由点可求得Ksp[Fe (OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为
C.浓度均为0.01mol·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+) =0.2mol·L-1时二者不会同时沉淀
例9.利用平衡移动原理,分析一定温度下Mg2+在不同的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的关系。
ii.2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH-)=Ks[Mg(OH)2)];曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c(CO32-)=Ks(MgCO3) [注:起始c(Na2CO3)=0.1mol·L-1,不同下c(CO32-)由图1得到]。
下列说法不正确的是( )
A.由图1,pH=10.25,c(HCO3-)= c(CO32-)
B.由图2,初始状态pH=11、lg[c(Mg2+)]= -6,无沉淀生成
C.由图2,初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]= -2,平衡后溶液中存在c(H2CO3)+ c(HCO3-)+ c(CO32-)=0.1mol·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
例10.工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s),对其工艺条件进行研究。现有含SrCO3(s)的0.1mol·L-1、1.0mol·L-1 Na2CO3溶液,含SrSO4(s)的0.1mol·L-1、1.0mol·L-1 Na2SO4溶液。在一定pH范围内,四种溶液中lg[c(Sr2+)/mol·L-1]随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应SrSO4(s)+CO32-SrCO3(s)+SO42-的平衡常数
B.a= -6.5
C.曲线④代表含SrCO3(s)的1.0mol·L-1溶液的变化曲线
D.对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0mol·L-1的混合溶液,时才发生沉淀转化
巩固训练:
1.时,某二元酸的、。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.曲线n为的变化曲线 B.a点:
C.b点: D.c点:
2.实验室用0.1mol/L的NaOH溶液滴定的HAuCl4溶液。溶液中,含氯微粒a、b的分布系数、NaOH溶液体积V(NaOH)与pH的关系如图所示。[比如HAuCl4的分布系数,]。下列叙述错误的是( )
A.x点对应溶液的pH约为5
B.p点对应的溶液中,2c(H+)+c(HAuCl4)=2c(OH-)+c(AuCl4-)
C.微粒b为AuCl4-,该滴定可选酚酞作指示剂
D.滴定到q点时,溶液中c(HAuCl4)>c(AuCl4-)
3.25℃时,向100mL的NaHA溶液中分别加入浓度均为的NaOH溶液和盐酸,混合溶液的pH随所加溶液体积的变化如图所示(忽略过程中的体积变化)。下列说法不正确的是( )
A.25℃时,的第二步电离平衡常数约为
B.水的电离程度:N>M>P
C.随着盐酸的不断滴入,最终溶液的pH不会小于2
D.M点时溶液中存在:
4.常温下,将体积为V1的 0.100 0 mol·L-1 HCl溶液逐滴加入体积为V2的0.100 0 mol·L-1 Na2CO3 溶液中,溶液中H2CO3、HCO、CO所占的物质的量分数(α)随pH 的变化曲线如图。下列说法不正确的是( )
A.在pH=10.3时,溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)+c(Cl-)
B.在pH=8.3时,溶液中:0.100 0 mol·L-1>c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
C.在pH=6.3时,溶液中,c(Na+)> c(Cl-)>c(HCO)>c(H+)>c(OH-)
D.V1∶V2=1∶2时,c(OH-)>c(HCO)>c(CO)>c(H+)
5.常温下,用0.1000mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL浓度分别为、的一元酸(HA)、二元酸()溶液,得到如图滴定曲线,其中、为两种酸恰好完全中和的化学计量点。忽略溶液混合时体积变化。下列叙述正确的是( )
A.X曲线代表,Y曲线代表HA,
B.两种酸恰好完全中和时,均可用酚酞或甲基橙作指示剂
C.若,对于HA而言,滴定过程中有
D.若点,则点
6.工业上利用NaClO将废水中的As(III)氧化为As(V),然后经吸附、沉降而除去。As(III)和As(V)水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。一般把10-1>Ka>10-4的酸称为中强酸,把Ka<10-4的酸称为弱酸,下列说法不正确的是( )
A.H3AsO4、H3AsO3都是弱酸
B.pH=10时,NaClO将As(III)氧化为As(V)的离子方程式:H2AsO3-+ClO-+OH-=HAsO42-+Cl-+H2O
C.H2AsO4-+H2AsO3-HAsO42-+H3AsO3K=102.4
D.相同温度下,同浓度的Na3AsO4溶液与Na2HAsO3溶液,前者碱性强
7.室温下,某混合溶液中c(M+) +c(MOH) =c(R-) +c(HR) ,和随pH变化关系如图所示,已知pX = -lg X。下列说法错误的是( )
A.曲线I表示与pH关系曲线,pKa=pKb-2
B.b点溶液中c(M+)>c(R-),x= - 2
C.MR溶液显碱性,且MR溶液溶液中c(MOH)<c( HR)
D.等物质的量的NaR与HR混合溶液中,c(HR)>c(Na+)>c(R-)>c(OH-)>c(H+)
8.一定温度下,向含一定浓度金属离子M2+(M2+代表Fe2+、Zn2+和Mn2+)的溶液中通H2S气体至饱和c(H2S)为时,相应的金属硫化物在溶液中达到沉淀溶解平衡时的与pH关系如下图。下列说法不正确的是( )
A.a点所示溶液中,c(H+)>c(Zn2+)
B.该温度下,Ksp(ZnS)<Ksp(FeS)<Ksp(MnS)
C.b点所示溶液中,可发生反应Fe2++ H2S=FeS↓+2H+
D.Zn2+、Mn2+浓度均为0.1mol·L-1的混合溶液,通入H2S并调控pH可实现分离
9.难溶物在水溶液中存在沉淀溶解平衡,已知Ksp(CaSO4)=9.0×10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,离子浓度与物质常温下的溶解度关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.L1为CaSO4曲线,L2为CaCO3曲线
B.c1的数量级为10-4,c2=3.0×10-3mol/L
C.常温下L1溶解度:a>d,a>e
D.降低温度a点可移动至c点
10.已知CaF2是难溶于水、可溶于酸的盐。常温下,用盐酸调节CaF2浊液的pH,测得在不同pH条件下,体系中与-lgc(X)(X为Ca2+或F- )的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A.L2表示-lgc(F- )与的变化曲线
B.K sp(CaF2 )的数量级为10-10
C.c点的溶液中: c(Cl-)<c(Ca2+)
D.a、b、c三点的溶液中: 2c(Ca2+)=c(F- )+c(HF)
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2027届-离子平衡图像专题
酸碱中和滴定曲线
以室温时用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL 0.1mol·L-1HA溶液为例
(1)起始点:HA的单一溶液
①根据起点时的pH可以判断电解质的强弱
②根据起点时的pH可以计算弱酸(碱)的电离常数
(2)半中和点:HA和NaA等量混合
①酸性:HA的电离程度大于NaA的水解程度:c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
②碱性:HA的电离程度小于NaA的水解程度:c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(3)中和点:原溶液中溶质恰好完全反应生成NaA
①特点:溶液的温度最高;水的电离度最大
②溶液酸碱性:溶液显碱性
③微粒浓度的大小:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)
(4)中性点:判断酸或碱稍微过量
①溶液成分:NaA和少量的HA
②微粒浓度的大小:c(Na+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
(5)半过量点:NaA+NaOH(2∶1)
①溶液酸碱性:NaOH溶液过量,溶液显碱性
②微粒浓度的大小:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)
(6)倍过量点:NaA+NaOH(1∶1)
①溶液酸碱性:NaOH溶液过量,溶液显碱性
②微粒浓度大小:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(HA)>c(H+)
2.中和滴定中直线图像及分析
常温下,向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液,所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示:
(1)滴定原理:H2Y+OH-H2O+HY-、HY-+OH-H2O+Y2-
(2)滴定过程:随着NaOH的加入,c(H+)逐渐减小
①lg=lg=lg逐渐增大
②lg=lg=lg逐渐减小
(3)电离常数:找浓度相等点
①a点:lg=0,c(H2Y)=c(HY-),Ka1==c(H+)=10-1.3
②e点:lg=0,c(HY-)=c(Y2-),Ka2==c(H+)=10-4.3
(4)交点c的特殊性:lg=lg,c(H2Y)=c(Y2-)
(5)酸式盐NaHY的酸碱性:比较Ka2和Kh2的相对大小
①若Ka2>Kh2,说明HY-的电离程度大于HY-的水解程度,溶液呈酸性
②若Ka2<Kh2,说明HY-的电离程度小于HY-的水解程度,溶液呈碱性
③Kh2===10-12.7<Ka2=10-4.3,说明NaHY呈酸性
例1.分析化学中“滴定分数”的定义为:所加滴定剂与被滴定组分的物质的量之比。常温下以0.10mol·L-1的HCl溶液滴定同浓度某一元碱MOH溶液并绘制滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该酸碱中和滴定过程应该选用甲基橙做指示剂
B.从x点到z点的整个过程中,y点的水的电离程度最大
C.x点处的溶液中满足:c(MOH)+c(OH-)<c(M+)+c(H+)
D.根据y点坐标可以算得Kb(MOH)=9×10-7
【解析】以0.10mol·L-1的HCl溶液滴定同浓度某一元碱MOH溶液,则滴定分数为1时恰好完全反应得到MCl溶液,即z点;滴定分数为0.5时,得到等物质的量的MCl、MOH混合溶液,即x点。A项,由图可知,滴定分数=1.00时,溶液显酸性,说明反应生成的MCl溶液显酸性,为弱碱强酸盐,选择在酸性条件下变色的指示剂甲基橙,A正确;B项,滴定分数为1时恰好完全反应得到MCl溶液,此时溶液中水的电离程度最大,对应的点不是y点,B错误;C项,x点处滴定分数为0.50,溶液中含有等量的MOH、MCl,由物料守恒2c(Cl-)=c(M+)+ c(MOH),电荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c(M+)+c(H+),可以得出c(MOH)+2c(OH-)=c(M+)+2c(H+),由图可知此时溶液显碱性,则c(OH-)>c(H+),c(MOH)+c(OH-)<c(M+)+c(H+),C正确;D项,y点pH=7,c(OH-)=c(H+)=10-7 mol·L-1,则c(Cl-)=c(M+),设MOH溶液为1L,滴定分数为0.90,则需加入盐酸0.90L,溶液总体积为1.90L,反应后:,,,代入数据算得,D正确;故选B。
例2.常温下,用0.10mol·L-1NaOH溶液滴定10 mL0.10mol·L-1H2A溶液,测得滴定曲线如图,下列说法正确的是( )
A.溶液①中H2A的电离方程式是H2A=2H++A2-
B.溶液②中c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
C.溶液③中c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)
D.溶液④中2c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
【分析】由图可知,0.1mol/L H2A溶液的pH为1.3,则H2A为二元弱酸;氢氧化钠溶液体积为10mL时,氢氧化钠溶液与H2A溶液恰好反应得到NaHA溶液,溶液呈酸性说明HA-离子在溶液中的电离程度大于水解程度;氢氧化钠溶液与H2A溶液反应得到的中性溶液为NaHA和Na2A的混合溶液;氢氧化钠溶液体积为20mL时,氢氧化钠溶液与NaHA溶液恰好反应得到Na2A溶液。
【解析】A.由分析可知,H2A为二元弱酸,在溶液中分步电离,电离以一级为主,则溶液①中H2A的电离方程式是H2AH++HA-,故A错误;
B.由分析可知,溶液②为NaHA溶液,溶液呈酸性说明HA-离子在溶液中的电离程度大于水解程度,则溶液中微粒浓度的大小顺序为c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),故B正确;
C.由分析可知,溶液③为NaHA和Na2A的混合溶液,溶液呈中性,溶液中氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等,由电荷守恒关系c(Na+)+ c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+ c(OH—),则溶液中c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),故C错误;
D.由分析可知,溶液④为Na2A溶液,溶液中存在物料守恒关系c(Na+)=2c(A2-)+2c(HA-)+2c(H2A) ,故D错误;
例3.草酸(H2C2O4)是一种易溶于水的二元有机弱酸。常温下,向一定浓度的H2C2O4溶液中加入KOH固体,保持溶液体积和温度不变,测得溶液pH与-lgX[X为c(H2C2O4)、c(C2O42-)、的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线M表示-lgc(C2O42-)随pH的变化
B.常温下,H2C2O4的一级电离常数Ka1=1×10-1.3
C.从a点至b点溶液中水的电离程度逐渐减小
D.b点溶液中:c(K+)>3c(HC2O4-)
【解析】向一定浓度的H2C2O4溶液中加入KOH固体,由于二者发生反应,所以H2C2O4逐渐减少,-lgc(H2C2O4)会逐渐增大,所以图中呈上升趋势的为-lgc(H2C2O4)与pH变化关系,即曲线M;H2C2O4H++ HC2O4-,HC2O4-H++ C2O42-,随着pH逐渐增大,C2O42-会逐渐增大,-lgc(C2O42-)会逐渐减小,但是不会等于0,所以呈下降趋势且与横坐标无交点的为-lgc(C2O42-)与pH变化关系,即曲线N;随着pH逐渐增大,=也增大,则-lg减小,且随着pH的增大,c(HC2O4-)先大于c(C2O42-)到等于,再到小于,即从小于1,到等于1,再到大于1,当=1时,-lg=0,则直线L是-lg与pH的变化图。A项,曲线M代表-lgc(H2C2O4)随pH的变化,曲线N代表随pH的变化,A错误;B项,由分析结合图中数据可知,当pH=4.3时,-lg=0,即c(C2O42-)=c(HC2O4-),即Ka2==10-4.3,根据a点可知,常温下,-lgc(H2C2O4)=-lgc(C2O42-)即c(H2C2O4)=c(C2O42-),则有Ka1Ka2==c2(H+)=(10-2.8)2=10-5.6,故H2C2O4的Ka1=10-5.6/Ka2=10-1.3,B正确;C项,曲线N代表-lgc(C2O42-)与pH变化关系变化图,从a至b点,溶液中H2C2O4、HC2O4-浓度逐渐减小,C2O42-浓度逐渐增大,故水的电离程度逐渐增大,C错误;D项,根据电荷守恒:c(K+)+c(H+)= 2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-),图中b点对应的溶液的pH为4.3,即c(HC2O4-)=c(C2O42-),即c(K+)+c(H+)= 3c(HC2O4-)+c(OH-),故b点溶液中有:c(K+)<3c(HC2O4-),B正确;b点时,根据电荷守恒:c(K+)+c(H+)= 2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-),此时pH=4.3,即lg=0,所以c(C2O42-)=c(HC2O4-),所以上式可变形为:c(K+)+c(H+)=3c(HC2O4-)+c(OH-),c(K+)-3c(HC2O4-)=c(OH-)-c(H+),因为c(OH-)<c(H+),所以:c(K+)<3c(HC2O4-),D错误;故选B。
例4.常温下,向新制氯水中滴加溶液,溶液中水电离出的浓度与溶液体积之间的关系如图所示。下列推断正确的是( )
A.E、H点溶液的分别为3和7
B.F点对应的溶液中:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)
C.G点对应的溶液中:c(Na+)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
D.E~H点对应的溶液中,c(Cl-)+c(ClO-)+c(HClO)+c(Cl2)为定值
【解析】通过图象分析,E点位新制的氯水,溶液为盐酸和次氯酸的混合溶液,对水的电离有抑制作用,F点溶液为中性,G点促进水的电离,为氯化钠、次氯酸钠的混合溶液,次氯酸钠水解,使溶液呈碱性,H点溶液呈碱性。A项,E点新制氯水溶液,溶液显酸性,由水电离出的,溶液中OH−完全是由水电离出来的,所以c(OH−)=,则溶液中,则溶液pH=3;H点NaOH过量,溶液为碱性溶液,溶质为NaCl、NaClO和NaOH,pH>7,A错误;B项,F溶液为中性,c(OH-)=c(H+),根据溶液呈电中性,c(Na+) +c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),可得c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-),B正确;C项,G点促进水的电离,为氯化钠、次氯酸钠的混合溶液,且物质的量相等,次氯酸钠水解,使溶液呈碱性,溶液中的次氯酸根离子浓度减小,则c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+),C错误;D项,根据Cl元素守恒,E~H点对应的溶液中,c(Cl-)+c(ClO-)+c(HClO)+2c(Cl2)为定值,D错误;故选B。
例5.常温下,用0.1000 mol/L的盐酸滴定20.00 mL未知浓度的一元碱BOH溶液。溶液中,pH、B+的分布系数δ随滴加盐酸体积VHCl的变化关系如图所示。[比如B+的分布系数:
下列叙述正确的是( )
A.滴定时,可以选择酚酞作指示剂
B.BOH的电离常数Kb=1.0×10−6
C.滴定过程中,水的电离程度:n<m<p
D.p点溶液中,粒子浓度大小为c(Cl-)>c(B+)>c(BOH)
【解析】A项,根据题图可知BOH为一元弱碱,该实验是用强酸(HCl)滴定弱碱BOH,当滴定达到终点时,反应产生的溶质BCl为强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性,故应该选择酸性范围内变色的指示剂甲基橙作指示剂,实验误差较小,而不应该使用碱性范围内变色酚酞为指示剂,A错误;B项,滴定达到终点时消耗HCl的体积是20.00 mL,根据反应方程式HCl+BOH=BCl+H2O,n(BOH)=n(HCl),由于二者的体积相同,故二者的浓度相等,c(BOH)=0.1000 mol/L。开始滴定时溶液pH=11,则c(OH-)=10-3 mol/L,则根据BOHB++OH-,可知c(B+)=0.1000 mol/L,故BOH的电离平衡常数Kb=,B错误;C项,向BOH中滴加HCl,溶液的碱性逐渐减弱,碱电离产生的OH-对水电离的抑制作用逐渐减弱,则在恰好中和前,水电离程度逐渐增大,因此水电离程度:m<n<p,C错误;D项,p点时恰好中和反应产生BCl,该盐是强酸弱碱盐,B+发生水解反应产生BOH而消耗,则粒子浓度c(Cl-)>c(B+),盐水解程度十分微弱,盐水解产生的微粒浓度小于盐电离产生的两种浓度,则微粒浓度:c(B+)>c(BOH),因此该溶液中微粒浓度大小关系为:c(Cl-)>c(B+)>c(BOH),D正确;故选D。
例6.已知: , 。、、的分布分数与关系如图所示,浓度单位为mol/L。{例如:分布分数},下列说法正确的是( )
A.曲线c代表的分布分数
B.平衡常数
C.
D.当时,
【分析】Ag+具有空轨道,能与形成配离子,lgc(NH3)较小时溶液中主要存在Ag+,随着c(NH3)或lgc(NH3)增大,先形成[Ag(NH3)]+,再转化为[Ag(NH3)2]+,所以随着lgc(NH3)增大,c(Ag+)减小,[Ag(NH3)]+先增大后减小,最后主要以[Ag(NH3)2]+存在,则曲线a代表Ag+,曲线b代表[Ag(NH3)2]+,曲线c代表[Ag(NH3)]+,据此分析解答;
【解析】A.由分析可知,曲线a代表Ag+、曲线b代表[Ag(NH3)2]+、曲线c代表[Ag(NH3)]+,A项错误;
B.由分析可知,反应的平衡常数,由曲线a、b交点可知,所以,B项错误;
C.,,由B可知,所以,C项正确;
D.根据图示,c(NH3 )<0.01 mol/L时,可能有c [Ag(NH3)2]+< c [Ag(NH3)]+<c(Ag+),D项错误;
例7.室温下,向1.00L0.100mol/LNH4HCO3溶液中加入NaOH稀溶液,溶液中主要型体的分布系数[比如A2-的分布系数δ(A2-)=]以及pH随n(NaOH)变化如图。下列说法不正确的是( )
A.0.100mol/LNH4HCO3溶液中>1,水的电离受到促进
B.加入NaOH稀溶液过程中,溶液满足关系式c(NH4+)+c(NH3•H2O)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
C.Ka2(H2CO3)Kb(NH3•H2O)>Kw
D.加入少量NaOH时,OH-主要先与NH反应
【解析】A项,NH4HCO3=NH4++HCO3-,NH4+和HCO3-分别发生水解,HCO3-+H2O H2CO3+OH-,NH4++H2O NH3·H2O+H+,因为,所以c(OH―)>c(H+),则说明HCO3-水解程度大,使水电离受到促进,故A正确;B项,NH4HCO3=NH4++HCO3-,NH4+和HCO3-分别发生水解,HCO3-+H2O H2CO3+OH-,NH4++H2O NH3·H2O+H+,则由物料守恒得c(NH4+)+c(NH3•H2O)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3),故B正确;C项,,图中时,,所以,因此,故C错误;D项,加入少量NaOH时,HCO3-浓度基本不变,而NH4+浓度快速减小,所以OH-先与NH4+发生主要反应,故D正确;故选C。
例8.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关系图(;可认为离子沉淀完全)。下列叙述正确的是( )
A.由点可求得Ksp[Fe (OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为
C.浓度均为0.01mol·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+) =0.2mol·L-1时二者不会同时沉淀
【解析】A项,由点a(2,2.5)可知,此时pH=2,pOH=12,则Ksp[Fe (OH)3] =c(Fe3+)·c3(OH-)=10-2.5×(10-12)3=10-38.5,故A错误;B项,由点(5,6)可知,此时pH=5,pOH=9,则Ksp[Al(OH)3] =c Al3+)·c3(OH-)=10-6×(10-9)3=10-33,pH=4时Al(OH)3的溶解度为=10-3 mol·L-1,故B错误;C项,由图可知,当铁离子完全沉淀时,铝离子尚未开始沉淀,可通过调节溶液pH的方法分步沉淀Al3+和Fe3+,故C正确;D项,由图可知,Al3+沉淀完全时,pH约为4.7,Cu2+刚要开始沉淀,此时c(Cu2+) =0.1mol·L-1,若c(Cu2+) =0.2mol·L-1> 0.1mol·L-1,则Al3+、Cu2+会同时沉淀,故D错误;故选C。
例9.利用平衡移动原理,分析一定温度下Mg2+在不同的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的关系。
ii.2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH-)=Ks[Mg(OH)2)];曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c(CO32-)=Ks(MgCO3) [注:起始c(Na2CO3)=0.1mol·L-1,不同下c(CO32-)由图1得到]。
下列说法不正确的是( )
A.由图1,pH=10.25,c(HCO3-)= c(CO32-)
B.由图2,初始状态pH=11、lg[c(Mg2+)]= -6,无沉淀生成
C.由图2,初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]= -2,平衡后溶液中存在c(H2CO3)+ c(HCO3-)+ c(CO32-)=0.1mol·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
【解析】A项,水溶液中的离子平衡 从图1可以看出pH=10.25时,碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同,A项正确;B项,从图2可以看出pH=11、lg[c(Mg2+)]= -6时,该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方,不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀,B项正确;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项错误;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项正确;故选C。
例10.工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s),对其工艺条件进行研究。现有含SrCO3(s)的0.1mol·L-1、1.0mol·L-1 Na2CO3溶液,含SrSO4(s)的0.1mol·L-1、1.0mol·L-1 Na2SO4溶液。在一定pH范围内,四种溶液中lg[c(Sr2+)/mol·L-1]随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应SrSO4(s)+CO32-SrCO3(s)+SO42-的平衡常数
B.a= -6.5
C.曲线④代表含SrCO3(s)的1.0mol·L-1溶液的变化曲线
D.对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0mol·L-1的混合溶液,时才发生沉淀转化
【解析】分析题给图象,硫酸是强酸,溶液pH变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎不变,则含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,pH相同时,溶液中硫酸根离子越大,锶离子浓度越小,所以曲线①代表含硫酸锶固体的0.1 mol·L-1硫酸钠溶液的变化曲线,曲线②代表含硫酸锶固体的1 mol·L-1硫酸钠溶液的变化曲线;碳酸是弱酸,溶液pH减小,溶液中碳酸根离子离子浓度越小,锶离子浓度越大,pH相同时,1 mol·L-1碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度大于0.1 mol·L-1碳酸钠溶液,则曲线③表示含碳酸锶固体的0.1 mol·L-1碳酸钠溶液的变化曲线,曲线④表示含碳酸锶固体的1 mol·L-1碳酸钠溶液的变化曲线。A项,反应SrSO4(s)+CO32-SrCO3(s)+SO42-的平衡常数K===,故A正确; B项,曲线①代表含硫酸锶固体的0.1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,则硫酸锶的溶度积Ksp(SrSO4)=10—5.5×0.1=10—6.5,温度不变,溶度积不变,则溶液pH为7.7时,锶离子的浓度为=10—6.5,则a为-6.5;C项,曲线④表示含碳酸锶固体的1 mol·L-1碳酸钠溶液的变化曲线,故C正确;D项,硫酸是强酸,溶液pH变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎不变,则含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,所以硫酸锶的生成与溶液pH无关,故D错误;故选D。
巩固训练:
1.时,某二元酸的、。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.曲线n为的变化曲线 B.a点:
C.b点: D.c点:
【答案】B
【分析】溶液稀释过程中,随着水的加入,因存在电离平衡HA-H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系数先保持不变后减小,曲线n为的变化曲线,的增大,减小,增大明显,故曲线m为的变化曲线,则曲线p为的变化曲线;
【解析】A.溶液稀释过程中,随着水的加入,因存在电离平衡HA-H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系数开始时变化不大且保持较大,故曲线n为的变化曲线,选项A正确;
B.a点, =1.0,则=0.1mol/L,=0.70,==0.15,,,,选项B错误;
C.b点, =0.70,==0.15,即=,根据物料守恒有,,故,选项C正确;
D.c点:=,故根据电荷守恒有,故,选项D正确;
2.实验室用0.1mol/L的NaOH溶液滴定的HAuCl4溶液。溶液中,含氯微粒a、b的分布系数、NaOH溶液体积V(NaOH)与pH的关系如图所示。[比如HAuCl4的分布系数,]。下列叙述错误的是( )
A.x点对应溶液的pH约为5
B.p点对应的溶液中,2c(H+)+c(HAuCl4)=2c(OH-)+c(AuCl4-)
C.微粒b为AuCl4-,该滴定可选酚酞作指示剂
D.滴定到q点时,溶液中c(HAuCl4)>c(AuCl4-)
【解析】A项,由图像可知,当V((NaOH)=0时,对应溶液的pH=3,此时溶液中的c(H+)=0.001mol·L-1,,x点时,根据图像有c(HAuCl4)= c(AuCl4-),则此时的,,A正确;B项,p点时,V((NaOH)=10mL,根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)= c(OH-)+ c(AuCl4-),根据物料守恒有:2c(Na+)= c(HAuCl4)+ c(AuCl4-),两式联立方程消去c(Na+),解得:2c(H+)+c(HAuCl4)=2c(OH-)+c(AuCl4-),B正确;C项,随着NaOH的加入,HAuCl4逐渐减少,AuCl4-逐渐增多,结合图像可知,微粒a为HAuCl4,微粒b为AuCl4-,滴定到q点时,V((NaOH)=20mL,两者恰好完全反应,生成NaAuCl4溶液,此时溶液呈碱性,所以选酚酞作指示剂,C正确;D项,滴定到q点时,V((NaOH)=20mL,由图可知c(AuCl4-)>c(HAuCl4),D错误;故选D。
3.25℃时,向100mL的NaHA溶液中分别加入浓度均为的NaOH溶液和盐酸,混合溶液的pH随所加溶液体积的变化如图所示(忽略过程中的体积变化)。下列说法不正确的是( )
A.25℃时,的第二步电离平衡常数约为
B.水的电离程度:N>M>P
C.随着盐酸的不断滴入,最终溶液的pH不会小于2
D.M点时溶液中存在:
【分析】NaHA溶液中加入NaOH溶液,发生,pH随着NaOH溶液的加入逐步增大,M曲线代表加入NaOH溶液;NaHA溶液中加入盐酸,发生,pH随着盐酸的加入逐步减小,P曲线代表加入盐酸。
【解析】A.起点时,0.01mol/LNaHA溶液的pH=4,溶液显酸性,电离方程式为,,,因此第二步电离平衡常数约为,A项错误;
B.根据上述分析,加入NaOH溶液体积,水的电离程度逐渐增大,当加入100mLNaOH时,此时溶液溶质为,水的电离程度达到最大,加入盐酸溶液,抑制水的电离,因此水的电离程度为N>M>P,B项正确;
C.随着盐酸不断加入,溶液酸性不断增强,HCl为强电解质,完全电离,pH=2的酸性溶,若完全电离,则随着盐酸的加入,当加入体积V=100mL时,溶液中,但并不完全解离,因此溶液中,最终溶液pH不会小于2,C项正确;
D.根据电荷守恒有,M点溶液的pH=7,,即有,D项正确;
故选A。
4.常温下,将体积为V1的 0.100 0 mol·L-1 HCl溶液逐滴加入体积为V2的0.100 0 mol·L-1 Na2CO3 溶液中,溶液中H2CO3、HCO、CO所占的物质的量分数(α)随pH 的变化曲线如图。下列说法不正确的是( )
A.在pH=10.3时,溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)+c(Cl-)
B.在pH=8.3时,溶液中:0.100 0 mol·L-1>c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
C.在pH=6.3时,溶液中,c(Na+)> c(Cl-)>c(HCO)>c(H+)>c(OH-)
D.V1∶V2=1∶2时,c(OH-)>c(HCO)>c(CO)>c(H+)
【解析】A项,任何溶液中均存在电荷守恒,则在pH=10.3时,溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)+c(Cl-),正确;B项,由图可知,在pH=8.3时,该溶液为NaHCO3和NaCl的混合溶液,根据物料守恒可得c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)<0.100 0 mol·L-1,正确;C项,在pH=6.3时,溶液中存在NaHCO3、NaCl和碳酸,该溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),根据化学反应:Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl===NaCl+H2CO3,所以离子浓度大小关系为 c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO)>c(H+)>c(OH-),正确;D项,V1∶V2=1∶2时,混合后的溶液是等物质的量浓度的Na2CO3 、NaHCO3、NaCl的混合溶液,Na2CO3和NaHCO3是强碱弱酸盐,水解导致溶液显碱性,CO的水解程度大于HCO的水解程度,则溶液中c(HCO)>c(CO),由于水解程度是微弱的,所以c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+),错误。
5.常温下,用0.1000mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL浓度分别为、的一元酸(HA)、二元酸()溶液,得到如图滴定曲线,其中、为两种酸恰好完全中和的化学计量点。忽略溶液混合时体积变化。下列叙述正确的是( )
A.X曲线代表,Y曲线代表HA,
B.两种酸恰好完全中和时,均可用酚酞或甲基橙作指示剂
C.若,对于HA而言,滴定过程中有
D.若点,则点
【解析】A.HA消耗的V(NaOH)小于消耗V(NaOH)的二倍,则,A错误;
B.、HA恰好完全中和时,产物为强碱弱酸盐,均呈碱性,可使用酚酞做指示剂,不可使用甲基橙做指示剂,B错误;
C.溶液中的质子守恒:①,物料守恒:②,得:,C正确;
D.完全中和时消耗,a点时,占消耗氢氧化钠总体积的四分之三,则溶质为NaHB与,且二者的浓度比为:1:1形成的溶液,则a点物料守恒和电荷守恒有关系式:①,②,用②-①,得由于酸性环境,,故,D错误;
6.工业上利用NaClO将废水中的As(III)氧化为As(V),然后经吸附、沉降而除去。As(III)和As(V)水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。一般把10-1>Ka>10-4的酸称为中强酸,把Ka<10-4的酸称为弱酸,下列说法不正确的是( )
A.H3AsO4、H3AsO3都是弱酸
B.pH=10时,NaClO将As(III)氧化为As(V)的离子方程式:H2AsO3-+ClO-+OH-=HAsO42-+Cl-+H2O
C.H2AsO4-+H2AsO3-HAsO42-+H3AsO3K=102.4
D.相同温度下,同浓度的Na3AsO4溶液与Na2HAsO3溶液,前者碱性强
【解析】根据As(III)水溶液中含砷的各物质的分布分数知,当H3AsO3与H2AsO3-相等时溶液的pH=9.2,则H3AsO3的Ka1==10-9.2;根据As(V)水溶液中含砷的各物质的分布分数知,当H3AsO4与H2AsO4-相等时溶液的pH在2~3之间,H2AsO4-与HAsO42-相等时溶液的pH=6.8,则H3AsO3的Ka1=>10-3、Ka2==10-6.8。A项,一般把10-1>Ka>10-4的酸称为中强酸,把Ka<10-4的酸称为弱酸,H3AsO3的Ka1=10-9.2<10-4,H3AsO3是弱酸,A项正确;B项,pH=10时,As(III)主要以H2AsO3-形式存在,As(V)主要以HAsO42-形式存在,NaClO将H2AsO3-氧化成HAsO42-,自身被还原成Cl-,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式:H2AsO3-+ClO-+OH-= HAsO42-+Cl-+H2O,B项正确;C项,H2AsO4-+ H2AsO3-HAsO42-+H3AsO3的K=====102.4,C项正确;D.根据As(III)水溶液中含砷的各物质的分布分数知,当H2AsO3-与HAsO32-相等时溶液的pH>12,H3AsO3的Ka2<10-12,根据As(V)水溶液中含砷的各物质的分布分数知,当HAsO42-与AsO43-相等时溶液的pH在11~12之间,H3AsO4的Ka3>10-12>Ka2(H3AsO3),故相同温度下同浓度的Na3AsO4溶液与Na2HAsO3溶液,AsO43-的水解程度小于HAsO32-的水解程度,后者碱性强,D项错误;故选D。
7.室温下,某混合溶液中c(M+) +c(MOH) =c(R-) +c(HR) ,和随pH变化关系如图所示,已知pX = -lg X。下列说法错误的是( )
A.曲线I表示与pH关系曲线,pKa=pKb-2
B.b点溶液中c(M+)>c(R-),x= - 2
C.MR溶液显碱性,且MR溶液溶液中c(MOH)<c( HR)
D.等物质的量的NaR与HR混合溶液中,c(HR)>c(Na+)>c(R-)>c(OH-)>c(H+)
【解析】由,当=0即c(M+)= c(MOH)时,Kb= c(OH-),同理,Ka= c(H+),由lgX=0时,pH分别为6、10,则曲线I表示与pH关系,曲线II表示与pH关系。A项,由lgX=0时,pH分别为6、10,则曲线I表示与pH关系,Ka= c(H+)=10-6,常温下c点c(OH-)=,Kb= c(OH-)=10-4,则pKa=pKb-2,A正确;B项,b点溶液pH=8,溶液呈碱性,说明MOH电离程度比HR电离程度大,则c(M+) >c(R-),c(OH-)=,由,则,则lgx=-=-2,B正确;C项,由Ka= 10-6,Kb=10-4,相对而言MOH碱性较强、HR酸性较弱,则MR溶液显碱性,由越弱越水解规律可知,R-水解程度大于M+,则MR溶液溶液中c(MOH) <c( HR),C正确;D项,由Ka= 10-6,R-水解常数为< Ka,则HR电离程度大于R-水解程度,等物质的量的NaR与HR混合溶液中,c(R-)>c(Na+)>c(HR)>c(H+)>c(OH-),D错误;故选D。
8.一定温度下,向含一定浓度金属离子M2+(M2+代表Fe2+、Zn2+和Mn2+)的溶液中通H2S气体至饱和c(H2S)为时,相应的金属硫化物在溶液中达到沉淀溶解平衡时的与pH关系如下图。下列说法不正确的是( )
A.a点所示溶液中,c(H+)>c(Zn2+)
B.该温度下,Ksp(ZnS)<Ksp(FeS)<Ksp(MnS)
C.b点所示溶液中,可发生反应Fe2++ H2S=FeS↓+2H+
D.Zn2+、Mn2+浓度均为0.1mol·L-1的混合溶液,通入H2S并调控pH可实现分离
【解析】A项,a点所示溶液中=-4,即c(Zn2+)=10-4mol/L,由图像可知此时pH=0~1,c(H+)>0.1mol/L,所以c(H+)>c(Zn2+),故A正确;B项,Ksp(MnS)= c(M2+)·c(S-),又在c(H+)=0.1mol·L-1时c(H+)、c(S2-)相同,图像上取相同的横坐标时<<,即c(S2-)相同时c(Zn2+)< c(Fe2+)<c(Mn2+),所以该温度下,Ksp(ZnS)<Ksp(FeS)<Ksp(MnS),故B正确;C项,从图中可以得到b对应的溶液中c(Fe2+)=10-5mol/L,c(H+)=10-3mol/L,而当c(H+)=10-3mol/L其饱和溶液中c(Fe2+)=10-2mol/L,即b点Q<Ksp,即无FeS沉淀生成,所以不能发生反应Fe2++ H2S=FeS↓+2H+,故C错误;D项,根据前面所求溶度积相对大小,通入H2S并调控pH能否实现分离,取决于Zn2+完全沉淀时Mn2+是否沉淀了,当Zn2+完全沉淀时c(Zn2+)=10-5mol/L,图中对应pH约为1.2,而Zn2+、Mn2+浓度均为0.1mol·L-1的混合溶液Mn2+开始沉淀的pH约为4.5,即Zn2+完全沉淀时Mn2+还没有开始沉淀,可以实现分离,故D正确;故选C。
9.难溶物在水溶液中存在沉淀溶解平衡,已知Ksp(CaSO4)=9.0×10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,离子浓度与物质常温下的溶解度关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.L1为CaSO4曲线,L2为CaCO3曲线
B.c1的数量级为10-4,c2=3.0×10-3mol/L
C.常温下L1溶解度:a>d,a>e
D.降低温度a点可移动至c点
【解析】Ksp(CaSO4)=9.0×10-6则饱和CaSO4溶液中。Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,则。计算得知c(SO42-)>c(CO32-),则L2为CaSO4,L1为CaCO3。A项,L2为CaSO4,L1为CaCO3,A项错误;B项,c1、c2分别为饱和溶液中的离子浓度,则c1的数量级为10-5而c2=3×10-3,B项错误;C项,a→d点溶液中Ca2+增加而CO32-减少,说明向该溶液中加入了Ca2+溶解平衡CaCO3(s)Ca2+(sq)+ CO32-(aq)逆向,所有CaCO3溶解度降低。所有溶解度a>d。a→e点溶液中CO32-增加而Ca2+减少,说明向该溶液中加入了CO32-溶解平衡CaCO3(s)Ca2+(sq)+ CO32-(aq)逆向,所有CaCO3溶解度降低。所有溶解度a>e。C项正确;D项,降低温度,CaCO3溶解平衡逆向,饱和溶液中离子浓度降低,a不会移向c点,D项错误;故选C。
10.已知CaF2是难溶于水、可溶于酸的盐。常温下,用盐酸调节CaF2浊液的pH,测得在不同pH条件下,体系中与-lgc(X)(X为Ca2+或F- )的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A.L2表示-lgc(F- )与的变化曲线
B.K sp(CaF2 )的数量级为10-10
C.c点的溶液中: c(Cl-)<c(Ca2+)
D.a、b、c三点的溶液中: 2c(Ca2+)=c(F- )+c(HF)
【解析】已知HF的Ka=,则有=,即有lg越大,c(F-)越大,lgc(F-)越大,-lgc(F-)越小,c(F-)越大,c(Ca2+)越小,则-lgc(Ca2+)越大,故可知L1代表-lgc(Ca2+)的变化曲线,L2代表-lgc(F-)的变化曲线。A项,L1表示-lgc(Ca2+)与的变化曲线,L2代表-lgc(F-)的变化曲线,A正确;B项,由a点坐标可知,==10-1.2,c(F-)=10-2,则Ka=10-1.2×10-2=10-3.2,由b点坐标可知,c(Ca2+)=10-2mol/L,此时=10-0.7,故可求出此时溶液中c(F-)=10-0.7×10-3.2=10-3.9,故Ksp(CaF2 )=c(Ca2+)c2(F-)=10-2×(10-3.9)2=10-9.8,故其数量级为10-10,B正确;C项,由图像可知,c点的溶液中有:c(Ca2+)=c(F-),结合电荷守恒2c(Ca2+)+c(H+)=c(F-)+c(Cl-)+c(OH-),即有:c(Ca2+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),此时lg小于0,即c(HF)<c(H+),溶液显酸性即c(H+)>c(OH-),故有 c(Cl-)>c(Ca2+),C错误;D项,根据物料守恒可知,a、b、c三点的溶液中: 2c(Ca2+)=c(F- )+c(HF),D正确;故选C。
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