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专题10电离常数的计算与应用专题
题组A类型突破
类型一利用图像起点求电离常数
1.c
2.D
3.B
4.D
类型二
利用图像特殊点求电离常数
5.B
6.B
7.C
8.D
类型三其他方法求电离常数
9.A
10.C
11.c
12.c
类型四应用电离常数进行的相关计算
13.D
14.D
15.c
16.A
题组B
能力进阶
1.c
2.C
3.B
4.c
5.D
6.B
7.C
题组C高考挑战
112
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1.A
2.c
2/2
专题01 电离常数的计算与应用专题
类型一 利用图像起点求电离常数
1.(25-26高二下·辽宁阜新·开学考试)25℃时,用盐酸滴定100mL等浓度的MOH溶液,混合溶液的pH及[,为水电离出的浓度]与滴入盐酸体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A.25℃时,MOH的电离常数的数量级为
B.点①溶液中:
C.点②溶液呈酸性,
D.点③溶液呈中性,
【答案】C
【分析】在滴定过程中,随着滴入盐酸体积的增加,混合溶液的一直减小,水电离出的先增大后减小,先减小后增大,故曲线I代表混合溶液的变化,曲线II代表的变化,据此解答。
【解析】A.根据曲线II,未加盐酸时,MOH溶液中水电离出的,则溶液中,故,数量级为,A错误;B.点①溶液中溶质为物质的量相等的和,其对应的pH大于7,即的电离程度大于的水解程度,故,B错误;C.点②时MOH与盐酸为1:1,溶液组成为MCl,此时溶液对应的,呈酸性,根据的水解平衡可知:,则,C正确;D.溶液中存在根据电荷守恒:,如图所示,点③溶液呈酸性,,则,D错误;故答案为C。
2.(25-26高二上·天津·期末)常温下,向浓度为0.1 、体积为V L的氨水中逐滴加入一定浓度的盐酸,用pH计测溶液的pH随盐酸的加入量而降低的滴定曲线,d点两种溶液恰好完全反应。下列说法正确的是
A.该温度时的电离常数约为
B.b、c、d三点的溶液中,由水电离出的由大到小顺序为b>c>d
C.b点溶液中:
D.滴定过程中可能有:
【答案】D
【解析】A.滴定前氨水中c(H+)=10-11 mol·L-1,则c(OH-)=10-3 mol·L-1,,A错误;B.b点溶质为NH3·H2O和NH4Cl溶液呈碱性,可得NH3·H2O的电离程度大于的水解程度对水的电离平衡起到抑制作用;在c点时,溶液为中性对水的电离平衡无影响;在d点时,溶质为氯化铵发生水解溶液为酸性,对水的电离平衡起到促进作用;所以b、c、d三点时的溶液中,水电离的c(H+)大小顺序是d>c>b,B错误;C.b点溶质为等物质的量的NH3·H2O和NH4Cl溶液,电荷守恒:,物料守恒:,联立得:,C错误;D.当NH3·H2O较多,滴入的HCl较少,生成的NH4Cl溶液中NH3·H2O浓度远大于NH4Cl可能出现:,D正确;故答案为D。
3.(25-26高二上·湖南长沙·期末)为更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念:。常温下,用0.1 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1 mol/L HCN溶液,溶液酸度AG随滴入NaOH溶液体积的变化如图所示(滴定过程中温度的变化忽略不计,已知)。下列说法错误的是
A.常温下,HCN的电离常数
B.该过程可以用酚酞作指示剂,滴定终点颜色变化;无色变为浅红色
C.达到滴定终点前,水的电离程度一直增大
D.滴定过程中,的值不变
【答案】B
【解析】A.常温下,未滴加NaOH溶液时,溶液为0.1 mol/L HCN溶液,0.1 mol/L HCN溶液的,,,HCN的电离常数,A正确;B.用0.1 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1mol/L HCN溶液,由图可知,当V(NaOH溶液)mL时,,同上计算后得,已达酚酞显色范围,但并未达到滴定终点(注:由计算值可知,HCN酸性极弱,具有极强的水解能力,以至于在终点前已达酚酞显色范围),B错误;C.常温下,未滴加NaOH溶液,此时溶液为HCN溶液,抑制水电离,滴加NaOH溶液至NaOH与HCN刚好完全反应时,此时溶质为NaCN时,的水解促进水的电离,此时水的电离程度最大,故达到滴定终点前,水的电离程度是一直增大,C正确;D.滴定过程中,温度一定时,、都是定值,的值不变,则为定值,D正确;故答案为B。
4.(25-26高二上·吉林四平·期末)室温下,向的溶液中逐滴加入的溶液,溶液随着溶液体积变化的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.室温下,的电离常数
B.随着溶液的不断加入,水的电离程度先增大后减小
C.时,,溶液中
D.时,溶液中
【答案】D
【解析】A.,未加入溶液时,溶液,故,,即,A正确;B.在滴定过程中,随着溶液的加入,溶液中减小,水的电离程度逐渐增大,恰好完全反应生成Na2X时,水的电离程度最大,当继续滴入NaOH溶液时,溶液中c(OH-)增大,水的电离程度逐渐减小,B正确;C.时,二者恰好完全反应生成,因水解呈碱性,故时,,此时,,根据电荷守恒得,C正确;D.当时,相当于等物质的量与反应生成,由于溶液呈酸性,的电离程度大于其水解程度,故溶液中,D错误;故答案选D。
类型二 利用图像特殊点求电离常数
5.(25-26高二上·甘肃白银·期末)常温下,用的盐酸滴定溶液,所得溶液的、和的物质的量分数(x%)与滴加盐酸体积的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.常温下,的电离常数的数量级为
B.a、b、c三点水的电离程度从大到小的顺序为b>a>c
C.浓度均为的和混合溶液中:
D.滴定时应选用甲基橙作指示剂
【答案】B
【解析】A.随着盐酸的加入,溶液中的含量越来越低,的含量越来越高,则曲线①代表与盐酸体积的变化关系,曲线②代表与盐酸体积的变化关系,另一根曲线代表的变化。的电离常数,a点时,,则,数量级为,A项正确;B.的过程中,溶液不断减小,恰好完全反应时溶液呈酸性,根据图像可知,a、b、c三点溶液均显碱性,说明、、三点氨水都没有反应完全,碱抑制水的电离,氯化铵促进水的电离,随着浓度的增大,水的电离程度逐渐增大,即水的电离程度从大到小的顺序为,B项错误;C.,的水解平衡常数,则浓度均为的和混合溶液中,的电离程度大于的水解程度,则、,根据电荷守恒可知,,则有,C项正确;D.滴定到终点时,溶质为,溶液显酸性,滴定时应该选用甲基橙作指示剂,D项正确;故答案选B。
6.(25-26高二上·重庆·阶段检测)常温时,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中三种微粒、、的物质的量分数()与pH的关系如图所示。下列说法错误的是
A.常温下,电离常数
B.在的溶液中:
C.溶液中:
D.溶液中离子浓度从大到小的顺序:
【答案】B
【解析】A.草酸第二步电离方程式为H++,当pH=4.2时,c()=c(),c(H+)=10-4.2mol/L,Ka2==10-4.2,A正确;B.当pH=1.2时,c()=c(),c(H+)=10-1.2mol/L,Ka1==10-1.2;当pH=4.2时,c()=c(),c(H+)=10-4.2mol/L,Ka2==10-4.2,===1000,B错误;C.NaHC2O4溶液中,电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(OH-),物料守恒可知c(Na+)= c()+c()+c(),联立两式消去c(Na+)得,c()+c(OH−)=c()+c(H+),C正确;D.NaHC2O4溶液中,水解(生成)和电离(生成)同时存在,所以c(Na+)>c(),草酸第二步电离方程式为H++,当pH=4.2时,c()=c(),c(H+)=10-4.2mol/L,Ka2==10-4.2,则电离程度很小,所以c()>c(),则离子浓度c(Na+)>c()>c(),D正确;故答案为:B。
7.(25-26高二上·河南南阳·开学考试)常温下,向20mL0.1mol·L-1乳酸溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液pH与含碳粒子分布系数、NaOH溶液体积(V)的关系如图所示。已知:。
下列叙述正确的是
A.在滴加NaOH溶液过程中,水的电离程度一直增大
B.a点对应的NaOH溶液体积
C.CH3CHOHCOOH的电离常数,
D.b点:
【答案】C
【分析】随着NaOH的加入,CH3CHOHCOOH含量减小,CH3CHOHCOONa时含量增大,故L1代表,故L2代表,L1与L2交点表示c(CH3CHOHCOOH)=c(CH3CHOHCOO-),此时pH=3.83,,据此解答。
【解析】A.滴加 NaOH 溶液恰好完全生成 CH3CHOHCOONa时,水的电离程度最大(盐的水解促进水的电离),继续滴加 NaOH 溶液,水的电离程度减小,即水的电离程度先增大,后减小,A错误;B.当加入10 mLNaOH溶液时,得到等浓度的CH3CHOHCOOH、CH3CHOHCOONa混合溶液,溶液呈酸性,说明CH3CHOHCOOH电离大于CH3CHOHCOO-水解,则溶液中存在:c(CH3CHOHCOOH)<c(CH3CHOHCOO-),a点对应的溶液中c(CH3CHOHCOOH)=c(CH3CHOHCOO-),说明加入NaOH 溶液体积小于 10 mL,B错误;C.由分析可知,CH3CHOHCOOH的电离常数,C正确;D.b点恰好完全中和,溶质是CH3CHOHCOONa,根据物料守恒:c(CH3CHOHCOO-)+c(CH3CHOHCOOH)=c(Na+)=0.05 mol·L-1,结合电荷守恒得到质子守恒:c(OH-)=c(CH3CHOHCOOH)+c(H+),pH=8.3,c(H+)=10-8.3 mol·L-1 ,c(OH-)=10-5.7mol·L-1,c(CH3CHOHCOOH)=10-5.7mol·L-1-10-8.3mol·L-1,所以溶液中离子浓度顺序是:,D错误;故选C。
8.(25-26高二下·安徽马鞍山·期末)常温下,用盐酸滴定溶液,所得溶液,和的分布分数[平衡时某含氮微粒的浓度占含氮微粒总浓度的分数,如的分布分数]与滴加盐酸体积的关系如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线a代表 B.应选用酚酞作为指示剂
C.的电离常数的数量级为 D.点的横坐标小于
【答案】D
【分析】随着盐酸的加入,c()增加,c(NH3·H2O)降低,pH值减小,故曲线a代表c(),故曲线b代表pH(有突变范围),故曲线c代表c(NH3·H2O),NH3·H2O的电离常数表达式为Kb(NH3·H2O)=,M点时c()=c(NH3·H2O),pH=9.26,则Kb(NH3·H2O)=c(OH-)===,Kh()==,据此分析;
【解析】A.随着V(HCl)的增大,溶液中c(NH3·H2O)减小,c()增大,则溶液中δ(NH3·H2O)减小,δ()增大,根据图知,曲线a代表δ(),曲线c代表δ(NH3·H2O),A错误;B.滴定终点时,所得溶液溶质为NH4Cl,水解呈酸性,为了减小实验误差,应选突变范围在酸性范围的甲基橙为指示剂,B错误;C.由NH3·H2O+OH-可知,NH3·H2O的电离常数表达式为Kb(NH3·H2O)= ,M点时c()=c(NH3·H2O),pH=9.26,则Kb(NH3·H2O)=c(OH-)===,其数量级为10-5,C错误;D.当加入盐酸体积为12.5mL,充分反应后溶液中溶质为NH4Cl和NH3·H2O ,且n(NH4Cl)=2.5×10-3mol,n(NH3·H2O)= 2.5×10-3mol,由于以NH3·H2O 的电离常数大于的水解常数,因此c()>c(NH3·H2O),而M点时,c()=c(NH3·H2O),所以M点加入盐酸体积小于12.5mL,D正确;故选D。
类型三 其他方法求电离常数
9.(25-26高二上·北京通州·期中)25 ℃时,在0.5 L 0.2 mol·L-1的HA溶液中,HA的电离度为10%,则该温度下HA的电离平衡常数(单位为mol·L-1)约为
A.2.22×10-3 B.4.3×10-3 C.2.52×10-4 D.1×10-3
【答案】A
【解析】电离平衡三段式为:
选项A与计算结果一致,其余选项均偏离正确值,故答案选A。
10.(2026·陕西咸阳·二模)室温下,总浓度为的HF水溶液中存在平衡: ; 。溶液中、、的浓度与pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.在时,
C.若,则
D.在时,
【答案】C
【分析】由图可知,pH较小时,氢离子浓度大,溶液中HF浓度最大,M代表HF的浓度与pH关系,pH较大时,氢离子浓度较少,溶液中F-浓度最大,N代表F-浓度与pH关系,P代表的浓度与pH关系,以此解题。
【解析】A.时,,,,,则,,A项错误;B.时,,,B项错误;C.若,由A项可知,,,C项正确;D.时,物料守恒为,D项错误;故答案选C。
11.(25-26高二上·四川达州·阶段检测)一定温度下,某指示剂(HIn)对应的钾盐(KIn)在非水溶剂(该溶剂不电离)中完全电离,向含KIn的该溶剂中加入弱酸HX,发生反应:。若起始的物质的量分别为、,测得随的变化曲线如图所示。(已知)下列说法正确的是
A.HX的电离平衡常数
B.a点存在:
C.a点时
D.若将HX换为酸性更弱的HY发生上述反应,则a点上移
【答案】C
【分析】利用a点的特殊数据,及,结合Ka(HX)与Ka(HIn)的表达式结构,据此解答。
【解析】A.反应平衡常数。a点,设起始物质的量均为,反应量为,则,解得,,故,A错误;B.a点,,由HX电离产生,,解得,则,B错误;C.a点,设,则,,C正确;D.换为酸性更弱的HY,,反应平衡常数,,a点下移,D错误;故选C。
12.(25-26高二上·湖北随州·期末)已知HX为一元弱酸,YOH为一元弱碱,常温下,在含的混合溶液中滴加NaOH溶液,溶液或与pH的关系如图所示,[已知:一元弱酸溶液起始浓度、电离常数、关系为,一元弱碱类推]。下列叙述正确的是
A.代表与pH关系
B.的数量级为
C.YX溶液中
D.常温下,溶液pH为8.25
【答案】C
【解析】A. 对一元弱酸,电离常数,整理得: ,两边取负对数得: ,因此随增大而减小,对应下降的曲线。对一元弱碱,电离平衡常数表达式,整理得: ,两边取负对数得: ,因此随增大而增大,对应上升的曲线。因此代表的,不是,A错误;B.()上有坐标点,代入公式: ,解得,,因此的数量级为,B错误;C.对,上坐标点,代入公式: ,得,即。 是弱酸弱碱盐,水解常数,水解常数,因为,所以,二者水解程度相同,溶液呈中性,;结合电荷守恒,得,水解是微弱的,因此离子浓度关系为: ,C正确;D.根据题目给出的公式,一元弱碱,代入,: ,,,,D错误;故选C。
类型四 应用电离常数进行的相关计算
13.(25-26高二下·云南曲靖·期中)已知醋酸的电离常数=1.75×10-⁵,则0.1mol·L-1醋酸钠溶液的pH约为
A.3 B.5 C.7 D.9
【答案】D
【解析】醋酸根水解平衡常数,氢氧根浓度,计算得,,
故选D。
14.(25-26高二上·广西南宁·期中)和都是二元弱酸,常温下,不同pH环境下它们不同形态的粒子的组成百分率如图所示。下列说法错误的是
A.由图可知,酸性
B.反应的平衡常数为
C.溶液中
D.往溶液中加入少量草酸溶液,发生反应
【答案】D
【分析】根据图像可直接得到各级电离常数: 对于:交点处时,故;交点处时,故。 对于:交点处时,故;交点处时,故。
【解析】A.弱酸的酸性可通过对应电离常数大小判断,电离常数越大酸性越强,由上述分析知:,对应酸性,A正确;B.该水解反应的平衡常数,B正确;C.溶液中,的电离常数,水解常数,电离程度远大于水解程度,溶液显酸性:因此主体粒子浓度最大,电离生成的浓度大于水解生成的,且来自电离和水的电离,的浓度大于的浓度,故,C正确;D.往溶液中加入少量草酸时,过量,反应只能生成,不会直接生成(),正确反应为,该反应方程式错误,D错误;故选D。
15.(25-26高二下·湖南衡阳·期末)某种有机三元弱酸可用表示。25℃时,用调节溶液的,溶液中各种微粒的分布系数与的关系如图所示[的分布系数]。下列叙述不正确的是
A.曲线1代表,曲线4代表
B.由图可知,25℃时,,,
C.反应()的
D.溶液显酸性、溶液显碱性
【答案】C
【分析】三元弱酸在溶液中存在三步电离,随着氢氧化钠的加入,溶液的pH不断增大,的分布系数会不断减小,后续依次生成、、,对应的分布系数先增大后减小,因此曲线1代表、曲线2代表、曲线3代表、曲线4为,由此解答;
【解析】A.由分析可知,曲线1代表,曲线4代表,A正确;B.三元弱酸第一步电离反应为,,当时,即曲线1和曲线2的交点pH=2.1的位置,代入表达式可以求出;同理可以通过曲线2和曲线3的交点处的pH,求出,通过曲线3和曲线4的交点处的pH,求出,B正确;C.的平衡常数为将表达式变形拆分为,C错误;D.对于溶液,其酸碱性由的电离和水解共同决定,电离常数为,水解常数,电离程度大于水解程度,溶液显酸性;对于溶液,其酸碱性由的电离和水解共同决定,电离常数为,水解常数,电离程度小于水解程度,溶液显碱性,D正确;故答案为C。
16.(25-26高二上·陕西咸阳·期末)时,向蒸馏水中不断加入溶液,溶液中与的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.时,水的离子积常数
B.时,的水解常数
C.当溶液中时,
D.溶液中:
【答案】A
【分析】由图可知随着的增加而增大, 说明发生水解()使增大,据此分析:
【解析】A.蒸馏水中,故,由图得时,,即,A错误;B.对溶液,联立电荷守恒和物料守恒,可得:;将代入,整理得: ,根据图中信息当 时,,代入求得,B正确;C.当,代入得,,,C正确;D.根据B选项,联立电荷守恒和物料守恒,可得质子守恒:;D正确;故选A。
1.(25-26高二下·四川泸州·期末)柠檬酸(用H3A表示)广泛应用于食品、药品等领域。常温下,向20 mL 0.10 mol/L柠檬酸溶液中滴入0.10 mol/L NaOH溶液,混合溶液的pH与lgX[、或]的关系如图所示。下列说法错误的是
A.图中
B.电离常数的数量级为10-5
C.当滴入40 mL NaOH溶液时,溶液的
D.时,反应的离子方程式为:
【答案】C
【分析】柠檬酸三元弱酸分步电离:
①,即;②,即;③,即;电离程度,则;当(离子浓度比值=1)时,。由图可知,延长线横轴截距为-3.1对应();-4.8对应();-6.4对应();因此a点所在直线代表;b点所在直线代表;c点所在直线代表。
【解析】A.a点,位于对应直线,此时,纵坐标,A正确;B.由分析可知,数量级为,B正确;C.加入,,发生反应:,溶质主要为。b点,即。溶液中,的电离、水解程度均微弱,,不可能满足,溶液,C错误;D.c点对应平衡;当,碱性增强,优先和反应生成,离子方程式为,D正确;故选C。
2.(25-26高二上·广东中山·期末)联氨()的水溶液呈碱性,其电离方程式可表示为:、。常温下,用的水溶液滴定盐酸,滴定过程中三种含氮粒子的分布系数[如:]与溶液的关系如图。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅲ代表的粒子是
B.时,
C.的第二步电离常数
D.滴定中存在:
【答案】C
【分析】联氨是二元弱碱,两步电离(类似),pH越小(酸性越强),结合的越多,则越多;pH越大(碱性越强),越偏向中性的,因此曲线Ⅰ代表,曲线Ⅱ代表,曲线Ⅲ代表,据此分析:
【解析】A.曲线Ⅲ随pH升高分布系数增大,对应碱性条件下存在的,A正确;B.处于横坐标和之间,此时分布系数:,总氮浓度相同,因此浓度顺序为,B正确;C.联氨第二步电离:,第二步电离常数。 点,此时,因此,C错误;D.滴定过程溶液满足电荷守恒:阳离子正电荷总和等于阴离子负电荷总和,即,D正确;故选C。
3.(25-26高二上·河南信阳·期末)常温下和的两种溶液中,分布系数与pH的变化关系如图所示。比如:(已知、比酸性弱)。下列叙述不正确的是
A.等物质的量浓度的和混合溶液中有
B.若酸的初始浓度为0.1 mol/L,则a点对应的溶液中有
C.的电离常数的数量级为
D.pH=2.08时,
【答案】B
【分析】随着pH的增大,CH2ClCOOH、CHCl2COOH浓度减小,CH2ClCOO-、CHCl2COO-浓度增大,Cl为吸电子基团,CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH,a点所在的线表示 δ(CHCl2COOH)~pH 的变化关系,b点所在下降的线表示 δ(CH2ClCOOH)~pH 的变化关系,M 线表示δ(CH2ClCOO-)~pH 的变化关系,b 点所在上升的线表示 δ(CHCl2COO-)~pH 的变化关系;又 Ka(CHCl2COOH)>Ka(CH2ClCOOH),δ( 酸分子)=δ(酸根离子)=0.5时,pH 分别为 1.3、2.8,则 CHCl2COOH、CH2ClCOOH 的电离常数分别为 Ka(CHCl2COOH)=10-1.3,Ka(CH2ClCOOH)=10-2.8。
【解析】A.等物质的量浓度的CHCl2COOH与CHCl2COONa混合,电离常数 Ka (CHCl2COOH)= 10-1.3,水解常数为:,电离程度远大于CHCl2COO-的水解程度,酸的电离占主导,因此 c(CHCl2COO⁻) 大于 c(Na+),剩余未电离的 CHCl2COOH 浓度小于钠离子浓度、大于氢离子浓度,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),故微粒浓度顺序 ,A正确;B.若初始 c0(CHCl2COOH)=0.1 mol/L,由于 CHCl2COOH 属于弱酸,单一CHCl2COOH 溶液中 c(H+)<0.1 mol/L,a 点对应的溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,说明此时溶液中加入了酸,根据电荷守恒,c(H+)>c(CHCl2COO-)+c(OH-),B错误;C.由分析可知,Ka(CHCl2COOH)约为10-1.3,故数量级为10-2,C正确;D.pH = 2.08,由分析可知,b点所在下降的线表示δ(CH2ClCOOH)~pH的变化关系,M 线表示δ(CH2ClCOO-)~pH的变化关系,所以δ(CH2ClCOOH)=0.85,δ(CH2ClCOO⁻)=0.15,,D正确;故答案选B。
4.(25-26高二上·广西玉林·期末)时,总浓度为的溶液体系(忽略的影响)中含硫微粒的浓度曲线与的关系如下图所示。下列说法错误的是
A.曲线③表示
B.时,
C.溶液中:
D.当时,溶液中
【答案】C
【分析】随着溶液的增大,先发生:,后发生:,结合各粒子浓度变化可知,①代表亚硫酸分子,②代表亚硫酸氢根,③代表亚硫酸根,据此分析:
【解析】A.由上述分析可知,③代表亚硫酸根,A正确;B.根据题意,时,与相等,约为,则,B正确;C.由曲线①②交点可知、曲线②③交点可知,溶液中水解常数为,电离大于水解,溶液显酸性,,C错误;D.,D正确;故选C。
5.(25-26高二下·河南·阶段检测)常温下,向一定浓度的二元弱酸溶液中加入固体,溶液中、、的分布系数[例如]随变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.表示随变化的曲线是Ⅰ
B.常温下,的数量级为
C.常温下,点对应溶液的
D.常温下,点对应溶液中
【答案】D
【分析】二元弱酸H2R随pH增大逐步电离:H2R⇌H++HR-,HR-⇌H++R2- 因此低pH时H2R占主要比例,中间pH时HR-占主要比例,高pH时R2-占主要比例。由图可知,曲线I表示H2R,曲线Ⅱ表示HR-,曲线Ⅲ表示R2-;【解析】A.R2-是H2R第二步电离后的产物,pH越大,R2-所占比例越大,所以表示δ(R2-)随pH变化的曲线应为Ⅲ,不是I,A错误;B.A点为曲线I和曲线Ⅱ的交点,此时c(H2R)=c(HR-),所以Ka1=c(H+),pH=2.2,则Ka1=10-2.2=6.3×10-3,其数量级为10-3,不是10-2,B错误;C.C点为曲线I和曲线Ⅲ的交点,此时c(H2R)=c(R2-)。对二元弱酸,有。由A点得pKa1=2.2,由B点得pKa2=5.2,所以C点,不是3.6,C错误;D.B点为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ的交点,此时c(HR-)=c(R2-)。由电荷守恒: c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HR-)+2c(R2-) 整理得: c(Na+)=c(HR-)+2c(R2-)+c(OH-)-c(H+) 又因为B点c(HR-)=c(R2-),所以: c(Na+)=3c(R2-)+c(OH-)-c(H+)。 B点pH=5.2,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),因此c(Na+)<3c(R2-),即3c(R2-)>c(Na+),D正确;故答案选D。
6.(2026·河北雄安·模拟预测)常温时,用盐酸滴定溶液,溶液中、、、、随溶液pH的变化、滴定pH曲线随盐酸体积的变化如图所示。下列说法正确的是
A.p点溶液中:
B.的水解常数
C.q点溶液中:
D.r点到k点对应的变化过程中,溶液中水的电离程度一直增大
【答案】B
【解析】A.p点溶液中电荷守恒关系为,因为溶液呈碱性,即,所以,A错误;B.由图可知,m点时,此时的电离平衡常数,所以的水解常数,B正确;C.由图可知,点为、和的混合溶液,电荷守恒关系为,物料守恒关系为,则,C错误;D.r点到k点对应的变化过程中,随着盐酸的滴加,水解程度大的逐渐减少,直至溶液呈弱酸性,则水的电离程度始终减小,D错误;故选B。
7.(26-27高三上·山东滨州·开学考试)常温下,以酚酞为指示剂,用的NaOH溶液滴定的未知浓度溶液。溶液中,pH、分布系数δ变化关系如图所示。
[已知:的分布系数:]
下列叙述错误的是
A.曲线①代表,曲线②代表
B.该温度下,的水解平衡常数
C.NaHA溶液显酸性
D.a点溶液中:
【答案】C
【分析】pH较小时溶液酸性强,为主要存在形式,随pH升高逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大,因此曲线①代表,曲线②代表,曲线③代表。曲线①与②的交点a对应pH=6.3,此时,可算出的一级电离常数;曲线②与③的交点对应pH=10.3,此时,可算出二级电离常数。
【解析】A.由上述分析知,曲线①代表,曲线②代表,A正确;B.由上述分析知,的,第一步水解的平衡常数,B正确;C.的电离常数为,水解常数,,水解程度大于电离程度,溶液显碱性,C错误;D.a点存在电荷守恒:,a点且,,代入化简可得,D正确;故选C。
1.(2026·甘肃·高考真题)是一种三元酸。与在溶液中存在如下平衡:和,时,和总浓度分别为和的溶液中、分布分数[如]与的变化关系见图a(X分别为、和),与的变化关系见图b(Y分别为、、和)。下列说法错误的是
A.时,
B.曲线Ⅰ对应的离子为
C.时,
D.时,
【答案】A
【分析】是一种三元酸,其各级电离平衡:(),(,由图 a 第一个交点得出),(,由图 a 第二个交点得出);配位平衡:,, ;图b中浓度 越大,其负对数 就越小,随着 升高,增多,被不断消耗去配位,导致游离 减小(增大),对应自左向右单调上升的曲线为;pH 越高,酸根去质子化程度越大,游离 越大(减小),对应自左向右单调下降的曲线为;随着 升高、配体 浓度增大,金属先逐级配位,在较低 区间率先生成并占优势;(曲线 1):在更高 区间因配体充足而进一步大量生成,对应图中随 升高而显著上升的另一条配合物曲线。
【解析】A.由 可知: 由 可知: ,在 时, 而 。, ,A错误;B.金属离子与配体在溶液中逐级配位。随着 升高,溶液中的游离配体 浓度增大,配合物向更高配位数的方向转化。在较高 区间,最终产物 占主导地位,符合图 b 曲线的变化趋势,B正确;C.在图 b 中,当 时(即两条曲线的交点),对应的 ,此时第二级稳定常数的表达式为: ;结合图a,①,,②,两式联立得,由②得,,总浓度,,所以(忽略金属配位消耗的少量配体),解得,由表达式得,C正确;D.平衡的平衡常数,当时,,即,。 L总浓度为,(忽略金属配位消耗的少量配体),D正确;故选A。
2.(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】A.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;B.由分析可知,时,,即,,B正确;C.反应的平衡常数,C错误;D.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。
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专题01电离常数的计算与应用专题
题组A类型突破
类型一利用图像起点求电离常数
1.(25-26高二下·辽宁阜新开学考试)25℃时,用0.100molL盐酸滴定100mL等浓度的MOH溶液,混
合溶液的pH及pOH*[pOH*=-lgc*(OH),c*(OH)为水电离出的OH浓度]与滴入盐酸体积的关系如
图所示。下列说法正确的是
pOH
pH
②
10
>
③
8
-6
①
11.1
2
0
0
50
100
(盐酸)/mL
A.25C时,MOH的电离常数的数量级为104
B.点①溶液中:c(MOH)>c(CI)>c(M)
C.点②溶液呈酸性,c(M)>10c(MOH)
D.点③溶液呈中性,c(CI)=c(M)
2.(25-26高二上天津期末)常温下,向浓度为0.1molL、体积为”L的氨水中逐滴加入一定浓度的
盐酸,用PH计测溶液的pH随盐酸的加入量而降低的滴定曲线,d点两种溶液恰好完全反应。下列说法正
确的是
PHA
a
c
d
e
0
0.5V
盐酸的体积L
A.该温度时NH,H,O的电离常数K,约为1×I06
B.b、c、d三点的溶液中,由水电离出的c(H)由大到小顺序为b>c>d
C.b点溶液中:2c(H)+c(NH,·H,O)=c(NH)+2c(oH)
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D.
滴定过程中可能有:c(NHH,O)>c(NH)>c(OH)>c(CI)>c(H)
3.(25-26高二上湖南长沙期末)为更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念:
c(H*)
AG=I
c(OH)·
常温下,用0.1 mol/L NaOH溶液滴定20.00mL0.1 mol/L HCN溶液,溶液酸度AG随滴
入OH溶液体积的变化如图所示(滴定过程中温度的变化忽略不计,已知l0°≈6.3)。下列说法错误的是
6
3.
2
-2
10
20 V(NaOH溶液)/mL
-4
-61
-81
A.常温下,HCN的电离常数K,≈6.3×1010
B.该过程可以用酚酞作指示剂,滴定终点颜色变化;无色变为浅红色
C.达到滴定终点前,水的电离程度一直增大
c(HCN)-c(OH-)
D.滴定过程中,
c(CNF)】
的值不变
4.(25-26高二上吉林四平期末)室温下,向20mL0.05mol.L的H,X溶液中逐滴加入0.1molL的
NaOH溶液,溶液pH随着NaOH溶液体积变化的关系如图所示。下列叙述错误的是
pH↑
7
3
0
10 Vo VINaOH(aq)]/mL
A.室温下,H,X的电离常数K,(H,X)≈2.0x10
B.随着NaOH溶液的不断加入,水的电离程度先增大后减小
C.pH=7时,%<20mL,溶液中c(Na)=c(HX)+2c(X2-)
D.V[NaoH(aq】=10mL时,溶液中c(Na)>c(Hx)>c(H,X)>c(X2-)
类型二利用图像特殊点求电离常数
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5.(25-26高二上甘肃白银期未)常温下,用0.1mol.L的盐酸滴定25mL0.1 mol.LNH,H,0溶液,所得
溶液的pH、NH和NH,·H,O的物质的量分数(%与滴加盐酸体积的变化关系如图所示。下列说法错误的
是
x%①
pH
9.26
8.5
50…
a
6
7.8
2
0
V(盐酸)/mL
A.常温下,NH,·H,0的电离常数的数量级为105
B.a、b、c三点水的电离程度从大到小的顺序为b>a>c
C.浓度均为0.1mol.L的NH,H,O和NH,Cl混合溶液中:
c(NH:)>c(CI)>c(NH3H,O)>c(OH )>c(H*)
D.滴定时应选用甲基橙作指示剂
6.(25-26高二上·重庆·阶段检测)常温时,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NOH溶液,所得
溶液中三种微粒H,C,04、HC,O4、C,O?的物质的量分数(6)与pH的关系如图所示。下列说法错误的是
1.0HC0
HC2O:
父
0.8-
0.6
A
0.4
0.2
.2×
14.21
22.73
5
6
PH
A.常温下,电离常数K2=102
c2(HC2O)
B.
pH=27的溶液中:cH,C0,)-cC0
=10
C.NaHC,O4溶液中:c(CO)+c(OH)=c(H,C,04)+c()
D.NaHC,O,溶液中离子浓度从大到小的顺序:c(Na)>c(HC,O,)>c(C,O)
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7.(25-26高二上·河南南阳开学考试)常温下,向20mL0.1molL乳酸溶液中滴加0.1 mol L NaOH溶液,
溶液pH与含碳粒子分布系数(⊙)、NaOH溶液体积()的关系如图所示。已知:
c(CH,CHOHCOOH)
δ[CH,CHOHCOOH=
c(CH CHOHCOOH)+c(CH,CHOHCOO)
君个
12
10
8
b(20,8.3)t
6
a(V,3.83)
-----4
2
100.80.604020510152023
VmL
下列叙述正确的是
A.在滴加NaOH溶液过程中,水的电离程度一直增大
B.a点对应的NaOH溶液体积=l0
C.CH,CHOHCOOH的电离常数,K=103
D.b点:c(OH)>c(H)>c(CH,CHOHCOOH
8.(25-26高二下安徽马鞍山期末)常温下,用0.2mol-L盐酸滴定25.00mL0.2 mol-LNH,H,0溶液,所
得溶液pH,NH和NH,·H,O的分布分数δ[平衡时某含氨微粒的浓度占含氨微粒总浓度的分数,如NH,
cNH)
的分布分数O(NH)
c(N)+c(NH,H,O)]与滴加盐酸体积的关系如图所示。下列叙述正确的是
pH
8/%
a
9.26
50
M①
b
(盐酸)/mL
A.曲线a代表δ(NHH,O)
B.应选用酚酞作为指示剂
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C.NH,H,0的电离常数的数量级为10
D.M点的横坐标小于12.5mL
类型三其他方法求电离常数
9.(25-26高二上·北京通州期中)25℃时,在0.5L0.2molL的HA溶液中,HA的电离度为10%,则该
温度下HA的电离平衡常数(单位为molL)约为
A.2.22×103
B.4.3×103
C.2.52×104
D.1×103
10.(2026陕西咸阳二模)室温下,总浓度为0.1molL的HF水溶液中存在平衡:HF→H+F
K:HF+F→HE
K2。溶液中HF、F、HF的浓度与pH的关系如图所示。下列说法正确的
是
0.100-
0.090
4.0.0800)
0.080
0.070
0.060
--+-M
N--
20.050
三0.040
0.030-
0.020
4,0.0i10
0.010
(4.0.0045
0
1
3
6
A.K1≈6.3×104
B.在pH=4.0时,c(F)=2c(HE),
c(HE)9
C.若cF176,则c(HF)=0.01mol-
D.在pH=5.0时,c(F)+c(HE)+c(HF)=0.10molL
11.(25-26高二上四川达州阶段检测)一定温度下,某指示剂HIn)对应的钾盐KIn)在非水溶剂(该溶剂不
电离)中完全电离,向含KIn的该溶剂中加入弱酸X,发生反应:n+HX、一X+H山。若起始的物质的
量分别为(Kn)、n(HX),测得cr(Hln)/c*(n)随,(HX)/n(KIn)的变化曲线如图所示。(已知
K,(Hn)=3.0×100)下列说法正确的是
5114
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c平(HIn)
c平(In)
HX
5.0
4.0
3.0-
2.0
0.81.01.21.4
no(HX)/no(KIn)
A.HDX的电离平衡常数K,=1.2×1019
B.a点存在:c(X)>c(H)>c(n)
C.a点时a(KIn)=80%
D.若将X换为酸性更弱的HY发生上述反应,则a点上移
12.(25-26高二上湖北随州期末)已知H区为一元弱酸,YOH为一元弱碱,常温下,在含HX、YN0,的
混合溶液中滴加NaOH溶液,溶液P7p7=-lg,刃
c(x).c(Y*)
cHx或(YOH)
与pH的关系如图所示,[已知:
一元弱酸溶液起始浓度、
电离常数、
Co
c)。c但)-K,一元弱减关推]。下列叙
cH)关系为,-cH可
述正确的是
6
5
4
m(2,2.75)
n(10,0.75
2
-4
-6+
0123456789101112
pH
A.代表P刀
c(x)
c(HX)
与pH关系
L
B.K,(YOH)的数量级为104
c.X溶液中c(Y)=c(x)>c(H)=c(oH)
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D.常温下,0.I mol.L YOH溶液pH为8.25
类型四应用电离常数进行的相关计算
13.(25-26高二下·云南曲靖期中)已知醋酸的电离常数K=1.75×105,则0.1molL醋酸钠溶液的pH约为
A.3
B.5
C.7
D.9
14.(25-26高二上广西南宁期中)H,C0和H,C04都是二元弱酸,常温下,不同pH环境下它们不同形
态的粒子的组成百分率如图所示。下列说法错误的是
组成百分率
H2CO3 HCO;CO
组成百分率H,C0HC,OC,0
1.0
1.0
0.5
0.5
034567891011121314
0023456
6.37
10.25
pH
1.30
4.27
pH
图1
图2
A.由图可知,酸性H2C204>HC2O4>H2CO3>HC0
B.反应C0?+H,0≠HC0,+OH的平衡常数为10375
C.0.1mol/LNaHC,04溶液中c(HC0a)>c(H)>c(C,O)>c(H,C,O)
D.往Na,C0,溶液中加入少量草酸溶液,发生反应C0+H,C,0,=C0,个+C0+H,0
15.(25-26高二下湖南衡阳·期末)某种有机三元弱酸可用H,A表示。25C时,用Na0H调节H,A溶液的
pH,溶液中各种微粒的分布系数δ与pH的关系如图所示[A3的分布系数
5(A)=
c(A3)
(H,A)+c(H,A)+c(HA2)+cA。下列叙述不正确的是
1.0
0.9
0.8
0.7
2
0.6
δ0.5
0.4
0.3
7
12.3
0.2
2.
0.1
0
1234567891011121314
pH
A.曲线1代表6H,A),曲线4代表(A3)
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B.由图可知,25C时,K1=1021,K2=1072,K3=10123
C.反应(H,A+HA2=2H,A)的K=1051
D,NaH,A溶液显酸性、Na,HA溶液显碱性
16.(25-26高二上陕西咸阳期末)T℃时,向蒸馏水中不断加入NaR溶液,溶液中c2(OH)与c(R)的变
化关系如图所示。下列说法错误的是
6
5
1-0Ix)/HO)2
3
1
0
51015202530
c(R)/(x10-5mol-L-)
A.T℃时,水的离子积常数K=2×102
B.T℃时,R的水解常数K,=2×I00
C.当溶液中c(R)=10molL时,c()=10molL
D.溶液中:c(HR)+c(H)=c(OH)
题组B
能力进阶
1.(25-26高二下四川泸州期末)柠檬酸(用HA表示)广泛应用于食品、药品等领域。常温下,向20
c(H,A)c(HA2)
mL0.10molL柠檬酸溶液中滴入O.10 mol/L NaOH溶液,混合溶液的pH与lgIX-
c(H,A)、c(H2A)
cA3)
或cHA2可]的关系如图所示。下列说法错误的是
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-6.4-4.8-3.1
0
g
A.图中a=3.1
B.电离常数K2(H,A)的数量级为103
C.当滴入40 mLNaOH溶液时,溶液的pH=b
D.pH>C时,反应的离子方程式为:HA2+OH=A3+H,0
2.(25-26高二上广东中山期末)联氨(N2H4)的水溶液呈碱性,其电离方程式可表示为:
N,H4+H,O≠N,H+OH、N,H+H,O户N,H6+OH。常温下,用N,H4的水溶液滴定盐酸,滴定过
c(N2H)
程中三种含氨粒子的分布系数.[如:δ(N,H,)
c(N,H)+cN,H)+cN,Hg与溶液pH的关系如图。下
列说法不正确的是
61.0
0.8
Ⅲ
0.6
a
0.4h
0.2
b
0.26
67.94pH
A.曲线Ⅲ代表的粒子是N2H。
B.pH=7时,c(N,H)>c(N,H4)>c(N,H)
C.N,H4的第二步电离常数K2(N,H,)=1026
D.滴定中存在:c(N,H)+2c(N,H)+c(H)=c(OH)+c(C)
3.(25-26高二上河南信阳期末)常温下CH,CICOOH和CHC1,CO0H的两种溶液中,分布系数6与pH的
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c(CH,C1COO)
变化关系如图所示。比如:δ(CH,CICO0)=
c(CH,CICOOH)+c(CH,CICOO)
已
CH,CICOOH丶比
CHCL,COOH酸性弱)。下列叙述不正确的是
1.0
0.9
b2.08.0.85
0.8
01
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
2.08.0.15
0.1
0.01
0.00.40.81.21.62.02.42.83.23.64.04.44.85.25.66.0
pH
A.等物质的量浓度的CHCl,COOH和CHCL,COONa混合溶液中有c(CHCL,COO)>c(Na)>c
(CHCI,COOH)>c(H*)>c(OH)
B.若酸的初始浓度为o.1molL,则a点对应的溶液中有c(H)=c(CHCl,CO0)+c(OH)
C.CHCL,COOH的电离常数的数量级为102
D.pH=2.08时,c(CH,CICOOH)>c(CH,CICO0)
4.(25-26高二上广西玉林·期末)25℃时,总浓度为0.10mol/L的NaHSO3溶液体系(忽略S02的影响)中含
硫微粒的浓度曲线与p的关系如下图所示。下列说法错误的是
0.10
0.08①
②
③
三0.06
0.02
0
1.9
7.2
10
pH
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A.曲线③表示SO
B.
pH=7.2时,c(Hs0)+2c(S0)>0.10mol/L
C.NaHSO,溶液中:c(SO)<c(H,s0,)
D.当pH=3,6时,溶液中
)so)-10
c(H2S03)
5.(25-26高二下河南阶段检测)常温下,向一定浓度的二元弱酸H,R溶液中加入NaOH固体,溶液中
c(H2R)
HR、HR、
的分布系数。例如oH,R)cHR)+cR+cR随pH变化的关系图所示。下
列说法正确的是
0.9
I
0.7
0.5h
A(2.2,0.5)B(5.2,0.5)
0.3
0.1
C
0123456789
pH
A.表示6(R2)随pH变化的曲线是I
B.常温下,K(H,R)的数量级为102
C.常温下,C点对应溶液的pH=3.6
D.常温下,B点对应溶液中3c(R2)>c(Na)
6.(2026河北雄安模拟预测)常温时,用盐酸滴定Na,S溶液,溶液中lgc(H,S)、lgc(HS)、lgc(S2)、
lgc()、gc(OH)随溶液pH的变化、滴定pH曲线随盐酸体积的变化如图所示。下列说法正确的是
HS
HS-OH
S2-
盐酸的体积
lgc
-4
m
H
滴定pH曲线
69
456789101112
pH
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A.p点溶液中:c(Na)<2c(S2-)+c(Hs)+c(Cr)
B.HS的水解常数K。=10
C.q点溶液中:c(OH)+c(CT)=c(H)+c(Hs)+c(H,S)
D.r点到k点对应的变化过程中,溶液中水的电离程度一直增大
7.(26-27高三上·山东滨州开学考试)常温下,以酚酞为指示剂,用0.1000molL的NaOH溶液滴定
pH=4的未知浓度H,A溶液。溶液中,pH、分布系数δ变化关系如图所示。
1.0
②
0.8
0.6
0
a
0.4
0.2
6.3
10.3
0.0
4
6
88.3910111213
pH
cA2-)
[己知:
的分布系数:A)cHAN+cA)+c可了
下列叙述错误的是
A.曲线①代表6(H,A),曲线②代表(HA)
B.该温度下,A2的水解平衡常数K,=1037
C.NaHA溶液显酸性
D.a点溶液中:c(Na)<2c(A2-)+c(H,A)
题组C
高考挑战
1.(2026甘肃高考真题)H,L是一种三元酸。M2+与L在溶液中存在如下平衡:M++L三[ML和
[M+兰[ML,广,25C时,M和L总浓度分别为1.00×103mol/L和1.00x10mo/L的溶液中,
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c(H2L)
分布分数X如,)厂cdH,)++eC与pH的变化关系见图a0分别为H,上`HL
和
L),-lg(Y)与pH的变化关系见图b(Y分别为L、[ML、[ML,]和+)。下列说法错误的是
18
0.5
2.50
11.7014
5.77
pH
pH
图a
图b
A.pH=7.00时,c(HL2-)>c(L)=c(H,L)>0
B.曲线I对应的离子为[ML,
C.25C时,K2=103
D.c(M2)=cML)时,δL心)=105
2.(2025·天津·高考真题)苹果酸是二元弱酸,以HA表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中
HA、HA和A2的分布系数δ(x)随溶液pH变化如图。
1.0
①
②
③
0.5
0.0
(3.46)(5.05)
0
2
4
6
8
10
pH
例如:A的分布系数(A)
c(A2-)
c(H,A)+c(HA)+c(A2)】
该温度下,下列说法错误的是
A.曲线①是HA的分布系数曲线
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B.HA的Ka1=10346
C.反应H,A+A2=2HA的平衡常数K=10159
D.pH=6时,溶液中粒子浓度的大小关系为c(A2-)>c(HA)>c(H,A)
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