内容正文:
微点集训(六) 水溶液中离子平衡图像
1.常温下,用0.100 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1醋酸溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点溶液中,c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
B.b点溶液中,2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-)
C.c点溶液中,c(Na+)<c(CH3COO-)
D.d点溶液中,2c(CH3COOH)+2c(CH3COO-)<c(Na+)
2.(2026·浙江杭州高二测试)常温下,在10 mL 0.1 mol·L-1 MOH溶液中滴加pH=1的盐酸,溶液中AG与盐酸体积(V)之间的关系如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.常温下,MOH的电离常数约为1.0×10-5
B.F点溶液中:c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C.图中曲线E→Q过程中水的电离程度逐渐增大
D.Q点溶液中:c(H+)>2c(MOH)+c(M+)
3.(2026·浙江嘉兴高二质检)常温下,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液,所得滴定曲线如图:
下列说法错误的是( )
A.常温下,CH3COOH的电离常数Ka≈1×10-5
B.含有等物质的量的HCN和NaCN的混合溶液中:c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
C.②对应溶液中存在:2c(H+)+c(CH3COOH)=2c(OH-)+c(CH3COO-)
D.将④和⑤对应溶液混合,混合后的溶液中存在:c(CH3COO-)-c(CN-)>c(HCN)-c(CH3COOH)
4.在某温度时,将n mol·L-1氨水滴入10 mL 1.0 mol·L-1盐酸中,溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.a点Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14
B.b点水的电离程度最大,c点水的电离程度最小
C.d点:c(Cl-)>c(N)>c(OH-)>c(H+)
D.25 ℃时,NH4Cl水解平衡常数为(n-1)×10-7
5.(2026·湖北武汉高二练习)25 ℃时,0.10 mol·L-1R2SO4溶液加水稀释,混合溶液中-lg与lg c(OH-)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.Kb(ROH)=10-10.3
B.P、Q点对应溶液中的值:P<Q
C.若将溶液无限稀释,溶液中c(R+)≈c(S)
D.相同条件下,若c(R2SO4)=0.20 mol·L-1,P点移至W点
6.常温下,向15.00 mL 0.1 mol·L-1氨水中滴加一定浓度的稀盐酸,溶液中由水电离出的氢离子浓度随加入盐酸体积的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、b之间的点可能存在:c>c =c>c或c>c>c>c
B.d点代表溶液呈中性
C.从a→b→c→d,水的电离程度一直在增大
D.常温下,NH3·H2O的电离常数Kb约为1×10-6
7.(2026·天津高二测试)室温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加0.100 0 mol·L-1氨水,滴加过程中pH随滴入氨水体积的变化和pX[pX=-lg X,X为、或]随pH的变化曲线如图所示。
下列说法错误的是( )
A.L2表示p随pH的变化曲线
B.该温度下,Kb(NH3·H2O)=10-4.8
C.水的电离程度:c点<d点
D.c点溶液中:c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2)=c(N)+c(NH3·H2O)
8.向0.1 mol·L-1H2A溶液中加入NaOH固体,保持溶液体积和温度不变,测得pH与-lg X的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线M表示-lg c(A2-)与pH的关系
B.水的电离程度:c<b<a
C.NaHA溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
D.b点溶液中:c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)
9.(2026·浙江温州高二检测)乙二酸(H2C2O4,俗名草酸)是一种二元弱酸,广泛分布于植物、动物和真菌体中。
(1)常温下NaHC2O4水解的离子方程式为
。
(2)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1草酸溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2、C2三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。[如:δ(H2C2O4)=]
①向草酸溶液中滴加NaOH溶液至pH=2.5,该过程中发生的主要反应的离子方程式是 。
②常温下,草酸的第一步电离常数Ka1= 。
③当溶液中=10时,溶液的pH为 。
④浓度均为0.1 mol·L-1的Na2C2O4、NaHC2O4混合溶液中,下列粒子浓度关系正确的是 (填字母)。
A.c(Na+)+c(H+)=c(HC2)+2c(C2)+c(OH-)
B.c(Na+)>c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4)
C.2c(Na+)=3[c(HC2)+c(C2)+c(H2C2O4)]
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微点集训(六) 水溶液中离子平衡图像
|思维点拨|
分析粒子浓度关系的策略
(1)若使用的是“>”或“<”,应主要考虑“电离”和“水解”。
(2)若用“=”连接,应根据“守恒”原理,视不同情况而定。
①若等号一端全部是阴离子或阳离子,应首先考虑电荷守恒式;
②若等号一端各项中都含有同一种元素,应首先考虑这种元素的元素守恒式;
③若出现等号,但既不是电荷守恒式,也不是元素守恒式,则可考虑将电荷守恒式和元素守恒式进行合并处理,即推得质子守恒式。
1.B a点溶液为0.100 mol·L-1醋酸溶液,其中氢离子浓度为10-3 mol·L-1,说明醋酸根离子浓度为10-3 mol·L-1,则c(CH3COO-)<c(CH3COOH),A错误;b点溶液为等浓度的醋酸和醋酸钠溶液,根据元素守恒有:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+),根据电荷守恒有:c(OH-)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+),二者联立,消去钠离子浓度,可得2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-),B正确;c点溶液呈中性,有c(OH-)=c(H+),根据电荷守恒有:c(OH-)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+),可知c(CH3COO-)=c(Na+),C错误;d点溶液中,醋酸钠和氢氧化钠的物质的量浓度之比为2∶1,根据元素守恒有3c(CH3COOH)+3c(CH3COO-)=2c(Na+),则2c(CH3COOH)+2c(CH3COO-)>c(Na+),D错误。
2.C 由题意分析可知,MOH为弱碱,0.1 mol·L-1 MOH溶液中c(OH-)=10-3 mol·L-1,MOH的电离常数为=≈1.0×10-5,A项正确;F点溶液由等物质的量浓度的MOH和MCl组成,F点溶液的AG>0,说明溶液呈碱性,MOH的电离程度大于M+的水解程度,溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),B项正确;酸、碱对水的电离起抑制作用,可水解的盐对水的电离起促进作用,在MOH溶液中滴入盐酸,随着盐酸的滴入,水的电离程度逐渐增大,当两者恰好完全反应时水的电离程度最大,之后盐酸过量,水的电离程度又逐渐减小,C项错误;Q点溶液由等物质的量浓度的MCl和HCl组成,溶液中的电荷守恒为c(M+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),元素守恒为c(Cl-)=2c(M+)+2c(MOH),两式整理得c(H+)=c(OH-)+c(M+)+2c(MOH),则c(H+)>c(M+)+2c(MOH),D项正确。
3.D 点①和点②为反应一半的点,溶质分别为等浓度HCN和NaCN、等浓度CH3COOH和CH3COONa,点③为pH=7的点,溶液呈中性,点④、点⑤是恰好完全反应的点,溶液呈碱性。根据题图知,未加NaOH溶液时,0.100 0 mol·L-1醋酸溶液的pH约为3,则该溶液中c(H+)≈10-3mol·L-1,CH3COOH电离程度较小,则c(CH3COO-)≈c(H+)≈10-3 mol·L-1,c(CH3COOH)≈0.100 0 mol·L-1,醋酸的电离平衡常数Ka=≈=10-5,故A正确;含有等物质的量的HCN和NaCN的混合溶液,即为①点对应的溶液,此时溶液呈碱性,说明CN-的水解程度大于HCN的电离程度,则c(Na+)>c(CN-),溶液以这两种离子为主,则c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),故B正确;②点对应的溶液中溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),根据元素守恒得2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),联立可得2c(H+)+c(CH3COOH)=2c(OH-)+c(CH3COO-),故C正确;将④和⑤对应溶液混合,根据元素守恒得c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(CN-)+c(HCN),所以得c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH),故D错误。
4.D 水的离子积与温度有关,a点时溶液温度小于25 ℃,则水的离子积Kw<1.0×10-14,故A错误;b点溶液温度最高,说明此时两溶液恰好反应生成氯化铵,N水解促进水的电离,水的电离程度最大,c点为氯化氨和氨水的混合溶液,pH=7,溶液呈中性,水的电离既不被抑制,也不被促进,a点为盐酸,d点为氯化氨和氨水的混合溶液,两点都抑制水的电离,故c点水的电离程度不是最小的,故B错误;d点时溶液的pH>7,则c(H+)<c(OH-),根据电荷守恒可知:c(Cl-)<c(N),溶液中离子浓度大小关系为c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),故C错误;根据图像可知,25 ℃时溶液的pH=7,则c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,c(Cl-)=c(N)=0.5 mol·L-1,根据元素守恒可知:c(NH3·H2O)=(0.5n-0.5)mol·L-1,则25 ℃时NH4Cl水解常数为Kh==(n-1)×10-7,故D正确。
5.B R2SO4属于强酸弱碱盐,ROH是弱碱,根据P点数据,-lg=-2.3时,lg c(OH-)=-8,即=102.3时,c(OH-)=10-8mol·L-1,Kb(ROH)==10-5.7,故A错误;Q→P加水稀释,Kh=不变,c(ROH)减小,增大,则减小,所以P、Q点对应溶液中的值:P<Q,故B正确;根据电荷守恒:c(R+)+c(H+)=2c(S)+c(OH-),若将溶液无限稀释,溶液呈中性,溶液中c(R+)≈2c(S),故C错误;相同条件下,Kb(ROH)=10-5.7不变,若c(R2SO4)=0.20 mol·L-1,P点应该在直线PQ上移动,所以P点不可能移至W点,故D错误。
6.A 本题为酸滴定碱的图像,纵坐标为由水电离出的氢离子浓度,当水的电离程度最大时则恰好完全反应,所以c点为酸碱恰好完全反应的点,c点之前的点(起点除外)碱过量,c点之后的点酸过量。b点溶质为一水合氨和氯化铵,溶液呈中性,a、b之间溶液呈碱性,则c(N)>c(Cl-)、c(OH- )>c(H+ ),加入适量盐酸时可满足c(N)>c(Cl-)=c(OH- )>c(H+ )或c(N)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),A正确;d点溶质为氯化铵和HCl,水电离出的氢离子浓度为10-7 mol·L-1,说明N对水电离的促进程度与HCl对水电离的抑制程度相等,此时溶液呈酸性,B错误;c点水的电离程度最大,则从a→b→c过程中水的电离程度逐渐增大,但d点水的电离程度小于c点,C错误;a点为0.1 mol·L-1的氨水,水电离出的氢离子浓度为10-11 mol·L-1,说明此时溶液中氢氧根离子浓度为10-3 mol·L-1,常温下NH3·H2O 的电离常数Kb≈ =1×10-5,D错误。
7.A 多元弱酸的各步电离常数:Ka1>Ka2,由题给信息分析可知,L3表示p随pH的变化曲线,L2表示p随pH的变化曲线,L1表示p随pH的变化曲线,A错误;根据分析,L1表示p随pH的变化曲线,由a点数据可得Kb(NH3·H2O)===10-4.8,B正确;d点溶液中溶质为C2O4,c点溶液中溶质为NH4HC2O4,所以水的电离程度:c点<d点,C正确;c点溶质为NH4HC2O4,根据元素守恒可知c点溶液中:c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2)=c(N)+c(NH3·H2O),D正确。
8.C 向0.1 mol·L-1H2A溶液中加入NaOH固体时,氢氧化钠会与H2A溶液发生反应,溶液中H2A浓度减小,-lg c(H2A)会逐渐增大,所以题图中呈上升趋势的曲线M表示-lg c(H2A)与pH的变化关系;溶液中A2-浓度先增大后不变,-lg c(A2-)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曲线N表示-lg c(A2-)与pH的变化关系,所以曲线L表示-lg与pH的变化关系。由分析可知,曲线M表示-lg c(H2A)与pH的关系,故A错误。由题图可知,a、b、c三点溶液的pH依次增大且均小于7,溶液的酸性减弱,水的电离程度逐渐增大,故B错误。由题图可知,溶液pH=2.8时,溶液中c(A2-)=c(H2A),由电离常数可知,Ka1·Ka2=×==c2=1×10-5.6;-lg=0时,溶液pH=4.3,则电离常数Ka2==c(H+)=1×10-4.3,所以Ka1=1×10-1.3,由电离常数可知,HA-的水解平衡常数Kh===1×10-12.7<Ka2,说明NaHA溶液中HA-的电离程度大于HA-的水解程度,则溶液中粒子浓度的大小关系为c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),故C正确。b点对应溶液中存在电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),由题图可知,b点溶液中c(A2-)=c(H2A),溶液呈酸性,则溶液中粒子浓度的大小关系为c(Na+)<c(HA-)+c(A2-)+c(H2A),故D错误。
9.(1)HC2+H2OH2C2O4+OH-
(2)①OH-+H2C2O4HC2+H2O
②1×10-1.2 ③5.2 ④AC
解析:向20 mL 0.1 mol·L-1草酸溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,由题知所得溶液中含H2C2O4、HC2、C2三种粒子,由交点A可求出Ka1==10-1.2,由交点C可求出Ka2==10-4.2。(1)NaHC2O4水解的离子方程式为HC2+H2OH2C2O4+OH-。(2)①由题图可知,pH=2.5时,溶液中主要存在的粒子是HC2,所以向草酸溶液中滴加NaOH溶液,草酸与NaOH反应生成NaHC2O4和水,故离子方程式为OH-+H2C2O4HC2+H2O。②H2C2O4HC2+H+,pH=1.2时,c(H2C2O4)=c(HC2),常温下,草酸的Ka1==c(H+)=1×10-1.2。③由题图知,pH=4.2时,c(HC2)=c(C2),常温下,草酸的Ka2==c(H+)=1×10-4.2;溶液中=10时,=10,c(H+)==mol·L-1=1×10-5.2mol·L-1,所以溶液的pH为5.2。④根据电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(HC2)+2c(C2)+c(OH-),A正确;Na+不水解,且来自两种盐,浓度最高,混合后C2与HC2初始浓度相等,C2水解,HC2既电离又水解,但HC2的电离程度(Ka2=1×10-4.2)大于其水解程度(Kh2===1×10-12.8),也大于C2的水解程度(Kh1===1×10-9.8),所以平衡后C2的浓度大于HC2,溶液中HC2水解产生H2C2O4,但水解程度很弱,产生的H2C2O4浓度远小于HC2,所以c(Na+)>c(C2)>c(HC2)>c(H2C2O4),B错误;根据元素守恒,浓度均为0.1 mol·L-1的Na2C2O4、NaHC2O4混合溶液中,Na原子和C原子的物质的量之比为3∶4,所以2c(Na+)=3[c(HC2)+c(C2)+c(H2C2O4)],C正确。
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