第3讲-选择题中的化学图像题 热点预测专项训练-2027届高三化学一轮复习

第3讲-选择题中的化学图像题热点预测 1、 考情解码 1. 近三年试题情境、考查内容、图像呈现形式 试题情景：(1)电离平衡、水解平衡。由简单反应体系向混合反应体系过渡。 (2)溶解平衡、配位平衡。连续反应、竞争反应体系体系，情景复杂、陌生。 图像呈现形式：(1)滴定曲线、溶解度曲线。 (2)对数图像。 (3)分布系数图像。 (4)复合图像。 2.近三年试题设问角度。高频设问：(1)曲线归属(2)常数的计算及应用(3)粒子浓度关系及计算(4)三守恒关系及应用 2、 重温经典 【例1】(2023高考·湖南卷T12)常温下，用浓度为0.0200mol·L-1的标准溶液滴定浓度均为0.0200mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液，滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．Ka(CH3COOH)约为10-4.76 B．点a：c(Na+)=c(Cl―)=c(CH3COO―)+c(CH3COOH) C．点b：c(CH3COOH)<c(CH3COO―) D．水的电离程度：a<b<c<d 【答案】D 【分析】NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反应时，先与强酸反应，然后再与弱酸反应，由滴定曲线可知，a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水，CH3COOH未发生反应，溶质成分为NaCl和CH3COOH；b点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH，溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa；c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应，溶质成分为NaCl、CH3COONa；d点时NaOH过量，溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH，据此解答。 【详解】A．由分析可知，a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH，c(CH3COOH)=0.0100mol/L，c(H+)=10-3.38mol/L，Ka(CH3COOH)=≈=10-4.76，故A正确； B．a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液，存在物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)，故B正确； C．点b溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和 CH3COONa，由于pH<7，溶液显酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度，则c(CH3COOH)<c(CH3COO-)，故C正确； D．c点溶液中CH3COO-水解促进水的电离，d点碱过量，会抑制水的电离，则水的电离程度c>d，故D错误；答案选D。 沉淀顺序？滴定终点？Cl―、 Br―和 I―浓度？当Br―沉淀完全时，Cl―？ 当Br―沉淀完全时(Br―浓度为1.0×10-5mol/L)，溶液中的c(Ag+)= = =5.4×10-8 mol/L，若Cl―已经开始沉淀，则此时溶液中的c(Cl―)= = =3.3×10-3 mol/L，原溶液中的c(Cl―)= c(I―)=0.0100mol⋅L-1，则已经有部分Cl―沉淀 【例2】．(2024九省联考·广西卷T14)0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20mL 0.1000mol·L-1H3PO4溶液时，V(NaOH)、各含磷元素微粒的lg[c/(mol·L-1)]和pH的关系如图。下列说法中正确的是 A．①为PO的lg[c/(mol·L-1)]与pH的关系 B．b点时，溶液中c(HPO) > c(H3PO4) C．H3PO4的 = 10-2.88 D．d点时，溶液中存在着c(Na+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO) 【答案】B 【解析】根据图中a点，V(NaOH)=10ml时，溶液中溶质为n(H3PO4):n(NaH2PO4)=1:1，故③④为磷酸和磷酸二氢钠的曲线，又因为随着pH变大，H3PO4浓度变小，故③为H3PO4，④为H2PO，又因为pH=2.12时，c(PO) 最小，故曲线②为PO，曲线①为HPO，据此分析回答； A．据分析可知①为HPO的lg[c/(mol·L-1)]与pH的关系，A错误； B． b点时，V(NaOH)=20ml，此时溶质为NaH2PO4，此时溶液pH=5，证明HPO电离程度大于水解程度，故溶液中c(HPO) > c(H3PO4)，B正确； C．a点，V(NaOH)=10ml，溶液中溶质为c(H3PO4):c(NaH2PO4)=1:1，即c(H3PO4)=c(H2PO)，Ka1==c(H+)=10-2.12；c点，V(NaOH)=30ml，c(H2PO):c(HPO)=1:1，即c(H2PO)=c(HPO)，Ka2==c(H+)=10-7.20， = 105.08，C错误； D．d点时，溶质为Na2HPO4，溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO)+c(OH―)，此时溶液pH为10，故c(OH―)>c(H+)，c(Na+)>c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO) ，D错误；故选B。 【例3】．【2023高考·北京卷T14】利用平衡移动原理，分析一定温度下Mg2+在不同pH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pH的关系。 ii.2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH―)=Ksp[Mg(OH)2]；曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c(CO)=Ksp(MgCO3)[注：起始c(Na2CO3)=0.1mol·L-1，不同pH下c(CO)由图1得到]。 下列说法不正确的是 A．由图1，pH=10.25，c(HCO)=c(CO) 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(HCO)+c(H2CO3)+c(CO) = 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++2HCO=MgCO3↓+CO2↑+H2O 【答案】C 【详解】A．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．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．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(HCO)+c(H2CO3)+c(CO) < 0.1mol·L-1 ，C项错误；D．pH=8时，溶液中主要含碳微粒是HCO，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++2HCO=MgCO3↓+CO2↑+H2O，D项正确；故选C。 如何认识图2中的两条曲线交点的pH与10.25的关系？Ksp(MgCO3)=6.8×10-6 Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12 设取图2交点pH=10.25, c(Mg2+)=Ksp[Mg(OH)2]/c2(OH―)=5.6×10-12/10-7.5，c(Mg2+)≈5.6×10-4.5≈1.4×10-4 此时，c(CO32-)=Ksp(MgCO3)/c(Mg2+)=6.8×10-6/1.4×10-4≈5×10-2 如何认识图2中的两条曲线？ Ksp＝c(Ca2＋)c(CO32－)。取负对数:－lgKsp＝－lgc(Ca2＋)－lgc(CO32－) 即lgc(Ca2＋)＝－lgc(CO32－)+lgKsp pM=-pR+lgKsp y＝-x+lgKsp (斜率为-1直线) -lgKsp＝-lgc(Ca2＋)c2(OH―) ＝-lgc(Ca2＋)-2lgc(OH―) －lgc(Ca2＋)＝2lgc(OH―)－lgKsp －0.5lgc(Ca2＋)＝lgc(OH―)－0.5lgKsp y＝－0.5x－0.5lgKsp(斜率为－0.5直线)(2019·全国) (2008·山东) 图一： ①曲线上任意点均为平衡点， 在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度， 另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线外； ②曲线上方区域的点(b点)均为过饱和溶液，此时Qc＞Ksp，表示有沉淀生成 ③曲线下方区域的点(d点)均为不饱和溶液，此时Qc＜Ksp，表示无沉淀生成 ①曲线上点均为平衡点，曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。 图二： T1、T2曲线中间的点，在不同温度下情况不同。 ②比较T1和T2大小：因沉淀溶解平衡大部分为吸热，可知：T1<T2。 【例4】．（2023河北T8）某温度下，两种难溶盐AgxX、AgyY的饱和溶液中-lgc(Xx-)或-lgc(Yy-)与-lgc(Ag+)的关系如图所示。下列说法错误的是 A．x：y=3:1 B．若混合溶液中各离子浓度如J点所示，加入AgNO3(s)，则平衡时变小 C．向AgxX固体中加入NayY溶液，可发生AgxX→AgyY的转化 D．若混合溶液中各离子起始浓度如T点所示，待平衡时c(Xx-)+c(Yy-) < 2c(Ag+) 【答案】D 【分析】对于沉淀AgxX，存在沉淀溶解平衡AgxXxAg++Xx-，则Ksp(AgxX)=cx(Ag+)×c(Xx-)，在图像上任找两点（0，16），（3，7），转化成相应的离子浓度代入，由于温度不变，所以计算出的Ksp(AgxX)不变，可求得x=3，Ksp(Ag3X)=1×10-16；对于沉淀AgyY，存在沉淀溶解平衡AgyYyAg++Yy-，则Ksp(AgyY)=cy(Ag+)×c(Yy-)，按照同样的方法，在图像上任找两点（0，10），（3，7），可求得y=1，Ksp(AgY)=1×10-10。 【详解】A．根据分析可知，x=3，y=1，x：y=3:1，A项正确； B．由图像可知，若混合溶液中各离子浓度如J点所示，此时=1，加入AgNO3(s)，c(Ag+)增大，-lgc(Ag+)减小，则-lgc(Xx-)>-lgc(Yy-)，c(Xx-)<c(Yy-)，变小，B项正确； C．向AgxX固体中加入NayY溶液，当达到了AgyY的溶度积常数，可发生AgxX→AgyY的转化，C项正确； D．若混合溶液中各离子起始浓度如T点所示，由于沉淀AgxX达到沉淀溶解平衡，所以c(Xx-)不发生变化，而AgyY要发生沉淀，Yy-和Ag+的物质的量按1:y减少，所以达到平衡时c(Xx-)+c(Yy-) < 2c(Ag+)，D项错误；故选D。 【例5】．(2024九省联考·江西卷)一定温度下，H2SO3水溶液中H2SO3、HSO或SO的分布分数与pH的关系如下图。例如δ(SO)=。向0.5L浓度为0.10mol·L-1的氨水中通入SO2气体。已知该温度下Kb(NH3·H2O)=2×10-5，lg2≈0.3，Kw=1×10-14，下列说法正确的是 A．通入0.05 mol SO2时，c(NH3·H2O)+c(OH—)=c(H+)+c(H2SO3)+c(HSO) B．当=1时，=2×104 C．当pH=7.0时，c(NH)<c(SO)+c(HSO) D．P点时溶液的pH值为8.3 【答案】B 【解析】A．0.5L浓度为0.10mol·L-1的氨水，n(NH3·H2O)=0.05mol，通入0.05 mol SO2时，此时溶质为NH4HSO3，根据物料守恒有c(NH3·H2O)+c(NH)=c(SO)+c(H2SO3)+c(HSO)，根据电荷守恒有c(OH—)+c(HSO)+2c(SO)=c(H+)+c(NH)，所以c(NH3·H2O)+c(OH—)≠c(H+)+c(H2SO3)+c(HSO)，故A错误； B．Ka1=,Ka2=，Ka1Ka2==10-2.2×10-7.8，得c(H+)=10-5,c(OH—)=10-9,Kb(NH3·H2O)==2×10-5，得=2×104，故B正确； C．根据电荷守恒有c(NH)+c(H+)=c(OH—)+2c(SO)+c(HSO)，当pH=7.0时，c(H+)=c(OH—)，所以c(NH)=2c(SO)+c(HSO)，则c(NH)>c(SO)+c(HSO)，故C错误； D．Ka2==10-7.8==4c(H+)，c(H+)=,pH=-lgc(H+)=7.8+2lg2=8.4，故D错误；故答案选B。 (2017全国Ⅰ)将NaOH溶液滴加到H2X中 a b 已知：H2SO3pKa1＝1.85，pKa2＝7.19 用NaOH溶液滴定20 mL等浓度H2SO3 （2017全国卷II）二元弱酸H2A Ka1＝，Ka2＝ lgKa1＝lg＝lg＋lgc(H＋)＝lg－pH， pH＝lg－lgKa1，以pH为纵坐标，lg为横坐标，即可绘制出直线图。 同理：pH＝lg－lgKa2。Ka1远大于Ka2， 当lg＝lg时，纵坐标的截距大的是lg对应的－lgKa2。 M曲线对应lg。 滴定曲线、对数图像、分布系数图像是同一反应体系的不同数学表达形式，本质均与平衡常数相关联。 δ(HA—)= δ(A2—)= δ(H2A)= 【例6】(2022湖北卷）下图是亚砷酸As(OH)3和酒石酸(H2T,lgKa1=－3.04,lgKa2=－4.37)混合体系中部分物种的c－pH图（浓度：总As为5.0×10-4mol·L-1，总T为1.0×10-3mol·L-1）。下列说法错误的是（ ） A．As(OH)3的lgKa1为-9.1 B．[As(OH)2T]－的酸性比As(OH)3的强 C．pH=3.1时，As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]－的高 D．pH=7.0时，溶液中浓度最高的物种为As(OH)3 【答案】D 【解析】由图分析，左侧纵坐标浓度的数量级为10－3 mol/L，右坐标浓度的数量级为10－6 mol/L，横坐标为pH，随着pH的增大，c{[As(OH)2T]—}先变大，然后再减小，同时c{[AsO(OH)T]2－}变大，两者浓度均为右坐标，说明变化的程度很小，当pH=4.6时，c{[AsO(OH)T]2－}=c{[As(OH)2T]—}，Ka=10－4.6。pH继续增大，则c[As(OH)3]减小，同时c{[As(OH)2O]—}增大，当pH=9.1时，c{[As(OH)2O]—}=c[As(OH)3]，Ka1=c(H+)=10-9.1，二者用左坐标表示，浓度比较大，说明变化的幅度比较大，但混合溶液中存在着酒石酸，电离常数远大于亚砷酸，且总T浓度也大于总As。 A．As(OH)3⥫=⥬[As(OH)2O]－＋H＋，Ka1= 当pH=9.1时，c{[As(OH)2O]—}=c[As(OH)3]，lgKa1为-9.1，A正确； B．[As(OH)2T] ⥫=⥬ [AsO(OH)T]2－＋H＋ Ka=, 当pH=4.6时，c[[AsO(OH)]2-]=c{[As(OH)2T]}-，Ka=10－4.6，而由A选项计算得H3 AsO3的Ka1=10-9.1，即Ka > Ka1，所以[As(OH)2T]－的酸性比As(OH)3的强，B正确； C．由图可知As(OH)3的浓度为左坐标，浓度的数量级为10－3 mol/L，[As(OH)2T]－的浓度为右坐标，浓度的数量级为10－6 mol/L，所以pH=3.1时，As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]－的高，C正确； D．由可知条件，酒石酸(H2T,lgKa1=－3.04,lgKa2=－4.37),，As(OH)3的lgKa1为-9.1，即酒石酸的第一部电离常数远大于亚砷酸的第一步电离常数，所以酒石酸的酸性远强于As(OH)3，另外总As的浓度也小于总T的浓度，所以当pH=7.0时，溶液中浓度最高的物种不是As(OH)3，D错误； 【例7】．（2023福建T9）25℃时，某二元酸(H2A)的Ka1=10-3.04、Ka2=10-4.37。1.0mol·L-1 NaHA溶液稀释过程中δ(H2A)、δ(HA—)、δ(A2—)与pc(Na+)的关系如图所示。已知pc(Na+)=-lgc(Na+)，HA—的分布系数δ(HA—)=。下列说法错误的是 A．曲线n为δ(HA—)的变化曲线 B．a点：pH=4.37 C．b点：2c(H2A)+c(HA—)=c(Na+) D．c点：c(Na+) + c(H+)=3c(HA—)+c(OH—) 【答案】B 【分析】1.0mol·L-1 NaHA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-+H2O⥫=⥬OH-+H2A，HA-的分布系数先保持不变后减小，曲线n为δ(HA—)的变化曲线，p(Na+)的增大，c(Na+)减小，δ(A2—)增大明显，故曲线m为δ(A2—)的变化曲线，则曲线p为δ(H2A)的变化曲线； 【详解】A．1.0mol·L-1 NaHA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-+H2O⥫=⥬OH-+H2A，HA-的分布系数开始时变化不大且保持较大，故曲线n为δ(HA—)的变化曲线，选项A正确； B．a点, pc(Na+)=1.0，则c(Na+)=0.1mol/L，δ(HA—)=0.70，δ(H2A)=δ(A2—)=0.15，Ka2==10-4.37，c(H+)=×10-4.37，pH≠4.37，选项B错误； C．b点, δ(HA—)=0.70，δ(H2A)=δ(A2—)=0.15，即c(H2A)=c(A2—)，根据物料守恒有，c(H2A)+c(HA—)+c(A2—)=c(Na+)，故2c(H2A)+c(HA—)=c(Na+) ，选项C正确； D．c点：δ(HA—)=δ(A2—)，故c(HA—)=c(A2—)根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=2c(A2—)+c(HA—)+c(OH―)，故c(Na+)+c(H+)=3c(HA—)+c(OH―)，选项D正确；答案选B。 问题探讨： NaHA溶液的酸碱性？ HA—⥫⥬H++A2— Ka2=10-4.37 HA—+H2O⥫⥬OH-+H2A Kh=Kh/Ka1=10-10.96 电离>水解 显酸性 1.0mol·L-1 NaHA溶液(即pc(Na+)=0)中的含A物种，HA—为主体，即曲线n为δ(HA—)，Ka1＝，稀释，c(HA－)·c(H＋)均减小，则c(H2A)减小，曲线p为δ(H2A)，结合物料守恒，曲线m为δ(A2—)。 b点δ(H2A)=δ(A2—)，c(H2A)=c(A2—)？ 物料守恒：c(H2A)+c(HA—)+c(A2—)=c(Na+) 电荷守恒：c(OH—)+c(HA—)+2c(A2—)=c(Na+)+c(H+) 联立：c(H2A)+c(H+)=c(A2—)+c(OH—) 若c(H2A)=c(A2—)，溶液呈中性？ 稀释过程中，溶液始终呈酸性，即 c(H+)>c(OH—)；c(H2A)<c(A2—) 【例8】．(2024九省联考·黑吉辽卷T15)室温下，向c(Al3+)、c(Zn2+)均为0.1mol·L-1的混合溶液中持续通入H2S气体，始终保持H2S饱和（H2S的物质的量浓度为0.1mol·L-1），通过调节pH使Al3+、Zn2+分别沉淀，溶液中-lgc与pH的关系如下图所示。其中，c表示Al3+、Zn2+、OH—和S2-的物质的量浓度的数值，Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17。下列说法错误的是 A. ①代表lgc(S2-)与pH的关系曲线 B. pH逐渐增大时，溶液中优先析出的沉淀为ZnS C. Al(OH)3的Ksp=10-32.8 D. Zn2++H2S⥫=⥬ZnS↓+2H+的平衡常数K=10-0.4 【答案】D 【解析】由于c(Al3+)、c(Zn2+)均为0.1mol·L-1，则曲线③④表示的离子为c(Al3+)或c(Zn2+)，纵坐标表示的为-lgc，则离子浓度越小，-lgc越大，则曲线①代表lgc(S2-)与pH的关系，则曲线②代表lgc(OH-)与pH的关系，根据曲线②与曲线④的交点坐标(5.8，8.2)，可知此时pH=5.8，则c(OH-)=10-8.2mol·L-1，同时根据Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17，则曲线④为lgc(Al3+)与pH的关系，曲线③为lgc(Zn2+)与pH的关系，据此分析。由分析可知，①代表lgc(S2-)与pH的关系，A正确；曲线①代表lgc(S2-)与pH的关系，曲线③为lgc(Zn2+)与pH的关系，则根据二者交点(5.6，10.8)可知，Ksp(ZnS)=c(Zn2+)×c(S2-)=10-10.8×10-10.8=10-21.6，Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17，当c(Zn2+)为0.1mol·L-1时，随pH逐渐增大时，溶液中优先析出的沉淀为ZnS，B正确；曲线②代表lgc(OH-)与pH的关系，曲线④为lgc(Al3+)与pH的关系，根据曲线②与曲线④的交点坐标(5.8，8.2)，可知此时pH=5.8，则c(OH-)=10-8.2mol·L-1，c(Al3+)=10-8.2mol·L-1，则Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)×c3(OH-)=10-8.2×(10-8.2)3=10-32.8，C正确； D．Zn2++H2S⥫=⥬ZnS↓+2H+的平衡常数表达式为K===，根据曲线①代表lgc(S2-)与pH的关系，曲线③为lgc(Zn2+)与pH的关系，则根据二者交点(5.6，10.8)可知，此时c(S2-)=10-10.8mol·L-1，c(H+)=10-5.6mol·L-1，c(H2S)=0.1mol·L-1，根据B选项，Ksp(ZnS)=10-21.6，代入数据，K=10-0.6，D错误；故选D。 【例9】．(2023高考·山东卷T15)在含HgI2(s)的溶液中，一定c(I-)范围内，存在平衡关系：HgI2(s)⥫=⥬HgI2(aq)；HgI2(aq)⥫=⥬Hg2++2I—；HgI2(aq)⥫=⥬HgI++I—；HgI2(aq)+I—⥫=⥬HgI；HgI2(aq)+2I—⥫=⥬HgI，平衡常数依次为K0、K1、K2、K3、K4。已知lgc(Hg2+)、lgc(HgI+)、lgc(HgI)、lgc(HgI)随lgc(I—)的变化关系如图所示，下列说法错误的是 A．线表示lgc(HgI)的变化情况 B．随c(I—)增大，c[HgI2(aq)]先增大后减小 C．a=lg D．溶液中I元素与Hg元素的物质的量之比始终为2:1 【答案】BD 【解析】由题干反应方程式HgI2(aq)⥫=⥬Hg2++2I—可知，K1=，则有c(Hg2+)=，则有lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)-2lgc(I-)，同理可得：lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)-lgc(I-)，lgc(HgI) =lgK3+lgc(HgI2)+ lgc(I-)， lgc(HgI)==lgK4+lgc(HgI2)+ 2lgc(I-)，且由HgI2(s)⥫=⥬HgI2(aq)可知K0=c[HgI2(aq)]为一定值，故可知图示中曲线1、2、3、4即L分别代表lgc(HgI+)、lgc(Hg2+)、lgc(HgI)、lgc(HgI)，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，线L表示lgc(HgI)的变化情况，A正确； B．已知HgI2(s)⥫=⥬HgI2(aq)的化学平衡常数K0=c[HgI2(aq)]，温度不变平衡常数不变，故随c(I—)增大，c[HgI2(aq)]始终保持不变，B错误； C．由分析可知，曲线1方程为：lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)-2lgc(I-)，曲线2方程为： lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)-lgc(I-)即有①b= lgK1+lgc(HgI2)-2a，②b= lgK2+lgc(HgI2)-a，联合①②可知得：a=lgK1-lgK2=lg，C正确； D．若溶液中只含HgI2，则溶液中I元素与Hg元素的物质的量之比为2:1，由于溶液中c[HgI2(aq)]不变，而c(I-)在变化，可能是加入了其它物质，影响了溶液中I元素或Hg元素的含量，则溶液中二者的物质的量之比可能发生变化，D错误；故答案为：BD。 【例10】．(2023高考·湖北卷T14)H2L为某邻苯二酚类配体，其pKa1=7.46，pKa2=12.4。常温下构建Fe(Ⅲ)-H2L溶液体系，其中c([Fe3+)=2.0×10-4mol·L-1，c([H2L)=5.0×10-3mol·L-1。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示，分布系数δ(x)=，已知lg2≈0.30，lg3≈0.48。下列说法正确的是 A．当pH=1时，体系中c(H2L)>c([FeL]+)>c(OH-)>c(HL-) B．pH在9.5~10.5之间，含L的物种主要为L2- C．L2-+[FeL]+⥫=⥬[FeL2]-的平衡常数的lgK约为14 D．当pH=10时，参与配位的c(L2-)≈1.0×10-3mol·L-1 【答案】C 【详解】A．从图中可以看出Fe(Ⅲ)主要与L2-进行络合，但在pH=1时，富含L的型体主要为H2L，此时电离出的HL-较少，根据H2L的一级电离常数可以简单计算pH=1时溶液中c(HL-)≈10-9.46，但pH=1时c(OH-)=10-13，因此这四种离子的浓度大小为c(H2L)>c([FeL]+)>c(HL-)>c(OH-)，A错误； B．根据图示的分布分数图可以推导出，在pH≈9.9时HL-的含量最大，而H2L和L2-的含量最少，因此当pH在9.5~10.5之间时，含L的物种主要为HL-，B错误； C．该反应的平衡常数K=，当[FeL2]-与[FeL]+分布分数相等时，可以将K简化为K=，此时体系的pH=4，在pH=4时可以计算溶液中c(L2-)=5.0×10-14.86，则该络合反应的平衡常数K≈10-14.16，即lg K≈14，C正确； D．根据图像，pH=10时溶液中主要的型体为[FeL3]3-和[FeL2(OH)]2-，其分布分数均为0.5，因此可以得到c([FeL3]3-)=c([FeL2(OH)]2-)=1×10-4mol·L-1，此时形成[FeL3]3-消耗了3×10-4mol·L-1的L2-，形成[FeL2(OH)]2-消耗了2×10-4mol·L-1的L2-，共消耗了5×10-4mol·L-1的L2-，即参与配位的c(L2-)≈5×10-4，D错误；故答案选C。 3、 解法点拨 试题立意： 必备知识：酸碱盐的离子反应、配合反应、沉淀反应、沉淀转化。 设问角度：特殊点计算(各种常数)、离子浓度关系(守恒思想、Ka、Kh、Ksp的理解应用) 水的电离程度(Kw的理解应用)等。 关键能力：对离子反应、溶液中离子变化的理解与辨析能力；对数学图形走向与离子变化的分析和推测能力；将化学数据转化为数学图形的归纳与论证能力。 学科素养：证据推理与模型认知；变化观念与平衡思想；宏观辨识与微观探析。 解法点拨： 明确曲线来源：滴定曲线、溶解度曲线、对数图像、分布系数、复合图像。 洞察变与不变：变的是反应、是粒子浓度；不变的是各种常数(维系粒子间关系的粘合剂)。 数形结合看常数：Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp、K；依托反应构建新函数。 粒子关系抓关键：各种常数、特殊点、三守恒。 四、考题预测 1．试题情境：溶液中的离子平衡(电离、水解)，图像呈现形式：滴定曲线、对数函数、分布系数的复合图像。 2．试题情境：溶解平衡、配位平衡、电离平衡的混合复杂体系，图像呈现形式：对数函数、分布系数。 设问角度：曲线归属分析、常数计算及应用、特殊点粒子关系、守恒思想的应用。 预测1．（2024·云南大理·二模）25℃时，用0.1mol·L-1KOH溶液滴定同浓度的H2A溶液，H2A被滴定分数[]与pH值、微粒分布分数δ[δ(x)=]，X表示H2A、HA—或A2—]的关系如图所示，下列说法正确的是 A．用KOH溶液滴定0.1mol·L-1KHA溶液可以用酚酞作指示剂 B．25℃时，H2A第二步电离平衡常数Ka2≈10-4 C．c点溶液中：c(H+)+c(K+)=3c(HA—) D．a、b、c、d四点溶液中水的电离程度：a>b>c>d 【答案】A 【详解】A．根据图示，KHA溶液呈酸性，K2A溶液的pH≈10，酚酞的变色范围是8~10，所以用KOH溶液滴定0.1mol·L-1KHA溶液可以用酚酞作指示剂，故A正确； B．根据图示，c(HA—)=c(A2—)时，pH=7，25℃时，H2A第二步电离平衡常数Ka2≈10-7，故B错误； C．c点溶液中，c(HA—)=c(A2—)，pH=7，c(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒c(H+)+c(K+)=2c(A2—)+c(HA—)+c(OH—)，c(K+)=3c(HA—)，故C错误；    D．随滴入KOH的体积增大，H2A减少、K2A最多，H2A抑制水电离，K2A水解促进水电离，所以a、b、c、d四点溶液中水的电离程度，a<b<c<d，故D错误；选A。 预测2．（2024·河北石家庄·二模）向AgBr饱和溶液(有足量AgBr固体)中滴加Na2S2O3溶液，发生反应Ag++S2O [Ag(S2O)]-和[Ag(S2O)]-+S2O[Ag(S2O)2]3-， lg[c(M)/(mol/L)、lgc(N)与lg[c(S2O)/mol/L)的关系如下图所示(其中M代表Ag+或Br-；N代表或)： 下列说法错误的是 A．直线L1表示随S2O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AgBr+2S2O[Ag(S2O)2]3-+Br-的平衡常数K的值为101.2 D．c(S2O)= 0.001 mol/L时，溶液中c(Br-)>c{[Ag(S2O)2]3-}>c{[Ag(S2O)]}-} 【答案】A 【分析】溴化银的饱和溶液中溴离子浓度和银离子浓度相等，向饱和溶液中滴加硫代硫酸钠溶液时，溶液中银离子浓度减小、溴离子浓度增大，则b点所在曲线表示银离子浓度与硫代硫酸根离子浓度变化的关系、d点所在曲线表示溴离子与硫代硫酸根离子浓度变化的关系；溴化银与硫代硫酸钠溶液开始反应时，溴化银主要转化为[Ag(S2O)]-，溶液中小于，则直线L1表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系、直线L2表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系；由图可知，溶液中硫代硫酸根离子浓度为10—4.6mol/L时，溶液中溴离子和银离子浓度分别为10—3.85mol/L、10—8.35mol/L，则溴化银的溶度积常数Ksp=c(Ag+)c(Br-)=10-12.2。 【详解】A．由分析可知，直线L1表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系、直线L2表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系，故A错误； B．由分析可知，溴化银的溶度积常数Ksp=c(Ag+)c(Br-)=10-12.2，故B正确； C．由图可知，溶液中硫代硫酸根离子浓度为10—4.6mol/L时，溶液中溴离子和银离子浓度分别为10—3.85mol/L、10—8.35mol/L，为10—4.2，则溶液中[Ag(S2O)2]3-的浓度为=10—4.15mol/L，反应的平衡常数K===101.2，故C正确； D．由图可知，硫代硫酸根离子浓度为0.001 mol/L时，溶液中溴离子浓度最大，的值大于的值，则溶液中[Ag(S2O)2]3-的浓度大于[Ag(S2O)]-的浓度，所以溶液中离子浓度大小顺序为c(Br-)>c{[Ag(S2O)2]3-}>c{[Ag(S2O3)]-}，故D正确；故选A。 预测3．（2024·黑龙江吉林·一模）菠萝“扎嘴”的原因之一是菠萝中含有一种难溶于水的草酸钙针晶。常温下，草酸钙在不同pH下体系中lgc(M)与pH关系如图所示（M代表H2C2O4、HC2O、C2O、Ca2+），已知Ksp(CaC2O4)=10-8.62、Ksp[Ca(OH)2]=10-5.6。下列有关说法正确的是 A．Ka2数量级为10-4 B．溶液pH=7时，c(HC2O)+2c(C2O)=2c(Ca2+) C．pH>12时，曲线①呈上升趋势的原因是部分CaC2O4转化为Ca(OH)2 D．点时，体系中c(Ca2+)>c(H2C2O4)=c(HC2O)>c(C2O)>c(H+)>c(OH—) 【答案】B 【分析】CaC2O4为强碱弱酸盐，其溶液呈碱性，体系中存在一系列平衡，CaC2O4(s)⥫=⥬Ca2+(aq)+C2O(aq)、C2O+H2O⥫=⥬HC2O+OH—、HC2O+H2O⥫=⥬H2C2O4+OH—，所以在CaC2O4溶液中，c(Ca2+)>c(C2O)>c(HC2O)>c(H2C2O4)，即①表示C2O、②表示H2C2O4、③表示HC2O、④表示Ca2+。 【详解】A．HC2O⥫=⥬C2O+H+，Ka2=，①③相交时c(HC2O)=c(C2O)从图中可知此时pH大于4小于5，所以Ka2数量级为10-5，故A错误； B．溶液pH=7时c(H+)=c(OH-)，溶液中电荷守恒2c(Ca2+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH—) ，所以2c(Ca2+)=c(HC2O)+2c(C2O)，故B正确； C．由图像可知，pH＞12时，如pH=13，c(OH-)=0.1mol/L、c(Ca2+)=10-4.5mol/L，此时Q[Ca(OH)2]=10-4.5 ×(10-1)2=10-6.5<Ksp[Ca(OH)2]=10-5.6，即没有氢氧化钙沉淀析出，故C错误； D．据以上分析可知，①表示C2O、②表示H2C2O4、③表示HC2O、、④表示Ca2+，所以A点时①表示的C2O浓度小于此时溶液中的c(H+)，故D错误；故答案为：B。 离子平衡图像是把表示各粒子间关系的数学函数，具象为数学图形的一种表现形式，维系粒子间关系、曲线、直线间关系的是各种常数，因此，这一类试题的命题及设问均围绕着这些常数的计算、应用，以及三守恒来进行，不管命题情境如何创新、复杂，抓住这些本质，以不变应万变！！！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3讲-选择题中的化学图像题热点预测 1、 考情解码 1. 近三年试题情境、考查内容、图像呈现形式 试题情景：(1)电离平衡、水解平衡。由简单反应体系向混合反应体系过渡。 (2)溶解平衡、配位平衡。连续反应、竞争反应体系体系，情景复杂、陌生。 图像呈现形式：(1)滴定曲线、溶解度曲线。 (2)对数图像。 (3)分布系数图像。 (4)复合图像。 2.近三年试题设问角度。高频设问：(1)曲线归属(2)常数的计算及应用(3)粒子浓度关系及计算(4)三守恒关系及应用 2、 重温经典 【例1】(2023高考·湖南卷T12)常温下，用浓度为0.0200mol·L-1的标准溶液滴定浓度均为0.0200mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液，滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．Ka(CH3COOH)约为10-4.76 B．点a：c(Na+)=c(Cl―)=c(CH3COO―)+c(CH3COOH) C．点b：c(CH3COOH)<c(CH3COO―) D．水的电离程度：a<b<c<d 【例2】．(2024九省联考·广西卷T14)0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20mL 0.1000mol·L-1H3PO4溶液时，V(NaOH)、各含磷元素微粒的lg[c/(mol·L-1)]和pH的关系如图。下列说法中正确的是 A．①为PO的lg[c/(mol·L-1)]与pH的关系 B．b点时，溶液中c(HPO) > c(H3PO4) C．H3PO4的 = 10-2.88 D．d点时，溶液中存在着c(Na+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO) 【例3】．【2023高考·北京卷T14】利用平衡移动原理，分析一定温度下Mg2+在不同pH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pH的关系。 ii.2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH―)=Ksp[Mg(OH)2]；曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c(CO)=Ksp(MgCO3)[注：起始c(Na2CO3)=0.1mol·L-1，不同pH下c(CO)由图1得到]。 下列说法不正确的是 A．由图1，pH=10.25，c(HCO)=c(CO) 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(HCO)+c(H2CO3)+c(CO) = 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++2HCO=MgCO3↓+CO2↑+H2O 【例4】．（2023河北T8）某温度下，两种难溶盐AgxX、AgyY的饱和溶液中-lgc(Xx-)或-lgc(Yy-)与-lgc(Ag+)的关系如图所示。下列说法错误的是 A．x：y=3:1 B．若混合溶液中各离子浓度如J点所示，加入AgNO3(s)，则平衡时变小 C．向AgxX固体中加入NayY溶液，可发生AgxX→AgyY的转化 D．若混合溶液中各离子起始浓度如T点所示，待平衡时c(Xx-)+c(Yy-) < 2c(Ag+) 【例5】．(2024九省联考·江西卷)一定温度下，H2SO3水溶液中H2SO3、HSO或SO的分布分数与pH的关系如下图。例如δ(SO)=。向0.5L浓度为0.10mol·L-1的氨水中通入SO2气体。已知该温度下Kb(NH3·H2O)=2×10-5，lg2≈0.3，Kw=1×10-14，下列说法正确的是 A．通入0.05 mol SO2时，c(NH3·H2O)+c(OH—)=c(H+)+c(H2SO3)+c(HSO) B．当=1时，=2×104 C．当pH=7.0时，c(NH)<c(SO)+c(HSO) D．P点时溶液的pH值为8.3 滴定曲线、对数图像、分布系数图像是同一反应体系的不同数学表达形式，本质均与平衡常数相关联。 δ(HA—)= δ(A2—)= δ(H2A)= 【例6】(2022湖北卷）下图是亚砷酸As(OH)3和酒石酸(H2T,lgKa1=－3.04,lgKa2=－4.37)混合体系中部分物种的c－pH图（浓度：总As为5.0×10-4mol·L-1，总T为1.0×10-3mol·L-1）。下列说法错误的是（ ） A．As(OH)3的lgKa1为-9.1 B．[As(OH)2T]－的酸性比As(OH)3的强 C．pH=3.1时，As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]－的高 D．pH=7.0时，溶液中浓度最高的物种为As(OH)3 【例7】．（2023福建T9）25℃时，某二元酸(H2A)的Ka1=10-3.04、Ka2=10-4.37。1.0mol·L-1 NaHA溶液稀释过程中δ(H2A)、δ(HA—)、δ(A2—)与pc(Na+)的关系如图所示。已知pc(Na+)=-lgc(Na+)，HA—的分布系数δ(HA—)=。下列说法错误的是 A．曲线n为δ(HA—)的变化曲线 B．a点：pH=4.37 C．b点：2c(H2A)+c(HA—)=c(Na+) D．c点：c(Na+) + c(H+)=3c(HA—)+c(OH—) 问题探讨： NaHA溶液的酸碱性？ HA—⥫⥬H++A2— Ka2=10-4.37 HA—+H2O⥫⥬OH-+H2A Kh=Kh/Ka1=10-10.96 电离>水解 显酸性 1.0mol·L-1 NaHA溶液(即pc(Na+)=0)中的含A物种，HA—为主体，即曲线n为δ(HA—)，Ka1＝，稀释，c(HA－)·c(H＋)均减小，则c(H2A)减小，曲线p为δ(H2A)，结合物料守恒，曲线m为δ(A2—)。 b点δ(H2A)=δ(A2—)，c(H2A)=c(A2—)？ 物料守恒：c(H2A)+c(HA—)+c(A2—)=c(Na+) 电荷守恒：c(OH—)+c(HA—)+2c(A2—)=c(Na+)+c(H+) 联立：c(H2A)+c(H+)=c(A2—)+c(OH—) 若c(H2A)=c(A2—)，溶液呈中性？ 稀释过程中，溶液始终呈酸性，即 c(H+)>c(OH—)；c(H2A)<c(A2—) 【例8】．(2024九省联考·黑吉辽卷T15)室温下，向c(Al3+)、c(Zn2+)均为0.1mol·L-1的混合溶液中持续通入H2S气体，始终保持H2S饱和（H2S的物质的量浓度为0.1mol·L-1），通过调节pH使Al3+、Zn2+分别沉淀，溶液中-lgc与pH的关系如下图所示。其中，c表示Al3+、Zn2+、OH—和S2-的物质的量浓度的数值，Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17。下列说法错误的是 A. ①代表lgc(S2-)与pH的关系曲线 B. pH逐渐增大时，溶液中优先析出的沉淀为ZnS C. Al(OH)3的Ksp=10-32.8 D. Zn2++H2S⥫=⥬ZnS↓+2H+的平衡常数K=10-0.4 【例9】．(2023高考·山东卷T15)在含HgI2(s)的溶液中，一定c(I-)范围内，存在平衡关系：HgI2(s)⥫=⥬HgI2(aq)；HgI2(aq)⥫=⥬Hg2++2I—；HgI2(aq)⥫=⥬HgI++I—；HgI2(aq)+I—⥫=⥬HgI；HgI2(aq)+2I—⥫=⥬HgI，平衡常数依次为K0、K1、K2、K3、K4。已知lgc(Hg2+)、lgc(HgI+)、lgc(HgI)、lgc(HgI)随lgc(I—)的变化关系如图所示，下列说法错误的是 A．线表示lgc(HgI)的变化情况 B．随c(I—)增大，c[HgI2(aq)]先增大后减小 C．a=lg D．溶液中I元素与Hg元素的物质的量之比始终为2:1 【例10】．(2023高考·湖北卷T14)H2L为某邻苯二酚类配体，其pKa1=7.46，pKa2=12.4。常温下构建Fe(Ⅲ)-H2L溶液体系，其中c([Fe3+)=2.0×10-4mol·L-1，c([H2L)=5.0×10-3mol·L-1。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示，分布系数δ(x)=，已知lg2≈0.30，lg3≈0.48。下列说法正确的是 A．当pH=1时，体系中c(H2L)>c([FeL]+)>c(OH-)>c(HL-) B．pH在9.5~10.5之间，含L的物种主要为L2- C．L2-+[FeL]+⥫=⥬[FeL2]-的平衡常数的lgK约为14 D．当pH=10时，参与配位的c(L2-)≈1.0×10-3mol·L-1 3、 解法点拨 试题立意： 必备知识：酸碱盐的离子反应、配合反应、沉淀反应、沉淀转化。 设问角度：特殊点计算(各种常数)、离子浓度关系(守恒思想、Ka、Kh、Ksp的理解应用) 水的电离程度(Kw的理解应用)等。 关键能力：对离子反应、溶液中离子变化的理解与辨析能力；对数学图形走向与离子变化的分析和推测能力；将化学数据转化为数学图形的归纳与论证能力。 学科素养：证据推理与模型认知；变化观念与平衡思想；宏观辨识与微观探析。 解法点拨： 明确曲线来源：滴定曲线、溶解度曲线、对数图像、分布系数、复合图像。 洞察变与不变：变的是反应、是粒子浓度；不变的是各种常数(维系粒子间关系的粘合剂)。 数形结合看常数：Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp、K；依托反应构建新函数。 粒子关系抓关键：各种常数、特殊点、三守恒。 四、考题预测 1．试题情境：溶液中的离子平衡(电离、水解)，图像呈现形式：滴定曲线、对数函数、分布系数的复合图像。 2．试题情境：溶解平衡、配位平衡、电离平衡的混合复杂体系，图像呈现形式：对数函数、分布系数。 设问角度：曲线归属分析、常数计算及应用、特殊点粒子关系、守恒思想的应用。 预测1．（2024·云南大理·二模）25℃时，用0.1mol·L-1KOH溶液滴定同浓度的H2A溶液，H2A被滴定分数[]与pH值、微粒分布分数δ[δ(x)=]，X表示H2A、HA—或A2—]的关系如图所示，下列说法正确的是 A．用KOH溶液滴定0.1mol·L-1KHA溶液可以用酚酞作指示剂 B．25℃时，H2A第二步电离平衡常数Ka2≈10-4 C．c点溶液中：c(H+)+c(K+)=3c(HA—) D．a、b、c、d四点溶液中水的电离程度：a>b>c>d 预测2．（2024·河北石家庄·二模）向AgBr饱和溶液(有足量AgBr固体)中滴加Na2S2O3溶液，发生反应Ag++S2O [Ag(S2O)]-和[Ag(S2O)]-+S2O[Ag(S2O)2]3-， lg[c(M)/(mol/L)、lgc(N)与lg[c(S2O)/mol/L)的关系如下图所示(其中M代表Ag+或Br-；N代表或)： 下列说法错误的是 A．直线L1表示随S2O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AgBr+2S2O[Ag(S2O)2]3-+Br-的平衡常数K的值为101.2 D．c(S2O)= 0.001 mol/L时，溶液中c(Br-)>c{[Ag(S2O)2]3-}>c{[Ag(S2O)]}-} 预测3．（2024·黑龙江吉林·一模）菠萝“扎嘴”的原因之一是菠萝中含有一种难溶于水的草酸钙针晶。常温下，草酸钙在不同pH下体系中lgc(M)与pH关系如图所示（M代表H2C2O4、HC2O、C2O、Ca2+），已知Ksp(CaC2O4)=10-8.62、Ksp[Ca(OH)2]=10-5.6。下列有关说法正确的是 A．Ka2数量级为10-4 B．溶液pH=7时，c(HC2O)+2c(C2O)=2c(Ca2+) C．pH>12时，曲线①呈上升趋势的原因是部分CaC2O4转化为Ca(OH)2 D．点时，体系中c(Ca2+)>c(H2C2O4)=c(HC2O)>c(C2O)>c(H+)>c(OH—) 离子平衡图像是把表示各粒子间关系的数学函数，具象为数学图形的一种表现形式，维系粒子间关系、曲线、直线间关系的是各种常数，因此，这一类试题的命题及设问均围绕着这些常数的计算、应用，以及三守恒来进行，不管命题情境如何创新、复杂，抓住这些本质，以不变应万变！！！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $