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2023新教材高考化学二轮专题复习专题9电解质溶液
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专题九电解质溶液
真题研练·析考情
【真 题 研 练】
1.[2022·浙江6月]25 ℃时,向20 mL浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液(醋酸的Ka=1.8×10-5;用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20 mL等浓度的盐酸,滴定终点的pH突跃范围4.3~9.7)。下列说法不正确的是( )
A.恰好中和时,溶液呈碱性
B.滴加NaOH溶液至pH=4.3的过程中,发生反应的离子方程式为:H++OH-===H2O
C.滴定过程中,c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.pH=7时,c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
2.
[2022·湖南卷]室温时,用0.100 mol·L-1的标准AgNO3溶液滴定15.00 mL浓度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液,通过电位滴定法获得lg c(Ag+)与V(AgNO3)的关系曲线如图所示(忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17。下列说法正确的是( )
A.a点:有白色沉淀生成
B.原溶液中I-的浓度为0.100 mol·L-1
C.当Br-沉淀完全时,已经有部分Cl-沉淀
D.b点:c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)
3.[2022·辽宁卷]甘氨酸(NH2CH2COOH)是人体必需氨基酸之一。在25 ℃时,NH3+CH2COOH、NH3+CH2COO-和NH2CH2COO-的分布分数(如δ(A2-)=cA2-cH2A+cHA-+cA2-与溶液pH关系如图)。
下列说法错误的是( )
A.甘氨酸具有两性
B.曲线c代表NH2CH2COO-
C.NH3+CH2COO-+H2O⇌
NH3+CH2COOH+OH-的平衡常数K=10-11.65
D.c2(NH3+CH2COO-)
A.反应SrSO4s+CO32-⇌SrCO3(s)+SO42-的平衡常数K=KspSrSO4KspSrCO3
B.a=-6.5
C.曲线④代表含SrCO3(s)的1.0 mol·L-1Na2CO3溶液的变化曲线
D.对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0 mol·L-1的混合溶液,pH≥7.7时才发生沉淀转化
5.[2022·全国乙卷]常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是 ( )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中HA的电离度[cA-c总HA]为1101
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
【考情分析】
考点
考向
预测
电离平衡
电离平衡影响因素
溶液中的离子平衡常以图像题的形式呈现,主要有酸碱中和滴定图像和沉淀溶解平衡图像,考查电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡的影响因素及定量计算。作为较为成熟的题型命题形式估计变化不会太大,要关注水解常数的计算、同一溶液中多平衡体系的分析及基本图像的变式。
借助滴定图像计算Ka或Kb
溶液酸碱性与中和滴定
酸、碱稀释过程中pH的变化特点
中和滴定曲线
盐类的水解平衡
盐类水解的影响因素及应用
溶液中粒子浓度大小关系
沉淀溶解平衡
外界条件对溶解平衡的影响
根据图像计算Ksp
核心突破·提能力
考点1 水溶液中的三大平衡
【核 心 梳 理】
1.“三大”平衡比较
平衡类型
电离平衡
水解平衡
沉淀溶解平衡
实例
CH3COOH⇌CH3COO-+H+
CH3COO-+H2O ⇌CH3COOH+OH-
AgCl(s)⇌ Ag+(aq)+Cl-(aq)
研究对象
弱电解质溶液
会水解的盐溶液
难溶电解质
影响因素
升温
促进电离
Ka增大
促进水解
Kh增大
若难溶物的溶解度与温度成正比,促进溶解;反之,则抑制溶解
若难溶物的溶解度与温度成正比,则Ksp增大;反之,则Ksp减小
加水
促进电离
Ka不变
促进水解
Kh不变
促进溶解
Ksp不变
加入相应离子(或物质)
加入CH3COONa或盐酸,抑制电离
Ka不变
加入CH3COOH或NaOH,抑制水解
Kh不变
加入AgNO3或NaCl,抑制溶解
Ksp不变
加入反应离子(或物质)
加入OH-,促进电离
Ka不变
加入H+,促进水解
Kh不变
加入氨水,促进溶解
Ksp不变
2.水溶液中几个平衡常数及其它们之间的关系
(1)平衡常数都只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。升高温度,Ka、Kb、Kw、Kh均增大。
(2)Ka、Kh、Kw三者的关系式为Kh=KwKa;Kb、Kh、Kw三者的关系式为Kh=KwKb。
(3)对二元酸的Ka1、Ka2与相应酸根离子的Kh1、Kh2的关系式为Ka1·Kh2=Kw,Ka2·Kh1=Kw。
(4)反应CdS(s)+2H+(aq)⇌Cd2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数K,则K=KspKa1·Ka2。
(5)反应3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq)⇌2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)的平衡常数K=c3Mg2+c2Fe3+=Ksp3MgOH2Ksp2FeOH3。
3.电解质溶液中粒子浓度关系
(1)电解质溶液中的“三守恒”
物质
三守恒
Na2S
NaHC2O4
电荷守恒
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
c(Na+)+c(H+)=c(OH—)+c(HC2O4-)+2cC2O42-
物料守恒
c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]
c(Na+)=c(HC2O4-)+cC2O42-+c(H2C2O4)
质子守恒
c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH—)+cC2O42-
(2)巧抓酸碱滴定中的“五点”,判断溶液中的粒子浓度关系
抓反应的“起始”点
判断酸、碱的相对强弱
抓反应的“一半”点
判断是哪种溶质的等量混合
抓溶液的“中性”点
判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足
抓“恰好”反应点
判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性
抓反应的“过量”点
判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量
【典 题 精 研】
考向1水溶液中的离子平衡及其影响因素
例1[2022·浙江1月]已知25 ℃时二元酸H2A的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15。下列说法正确的是( )
A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.向0.1 mol·L-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则H2A的电离度为0.013%
C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)
D.取pH=a的H2A溶液10 mL,加蒸馏水稀释至100 mL,则该溶液pH=a+1
[题型分析] 关于溶液中离子平衡的影响因素考查,很多省份很少单独命题,多在图像题中出现一两个选项。解答这类问题时首先要明确所涉及的平衡体系,然后结合改变的条件分析平衡移动的方向以及平衡移动过程中相关物理量的变化,最后做出合理解答。
2023年高考可能这样考
1.“甲胺(CH3NH2)为一元弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用CH3NH3Cl表示)。将10 mL 0.1 mol·L-1CH3NH2溶液与10mL 0.1 mol·L-1HCl溶液混合。下列叙述不正确的是( )
A.混合溶液呈酸性,加水稀释,n(H+)增加
B.甲胺在水中的电离方程式为:CH3NH2+H2O⇌CH3NH3++OH-
C.混合溶液中:c(CH3NH3+)+c(Cl-)<0.1 mol·L-1
D.往混合液中滴加少量NaOH溶液,可促进CH3NH3+的水解,水解常数Kh增大
考向2水溶液中离子浓度大小比较
例2[2021·天津卷]常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是( )
A.在0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)
B.在0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH—)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
C.在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HCO3-)=0.1 mol·L-1
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c(Cl—)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
[题型分析] 溶液中粒子浓度大小,通常采用“拼盘式”进行考查,新高考省份常在图像题中出现一两个选项。分析这类问题时首先要明确溶液中溶质成分及物质的量关系、溶液的酸碱性,判断主次关系,再结合电荷守恒、物料守恒综合分析。
2023年高考可能这样考
2.H3A是一种多元酸,25 ℃时,向1 mol·L-1H3A溶液中逐滴加入NaOH稀溶液至过量,滴加过程中各种含A微粒的物质的量分数随溶液pH的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.1 mol·L-1的H3A溶液中存在:c(H+)=c(OH-)+c(H2A-)+2c(HA2-)+3c(A3-)
B.25 ℃时H3A的第一级电离平衡常数数量级为10-3
C.1 mol·L-1的NaH2A溶液中存在:c(Na+)>c(OH-)>c(H2A-)>c(HA2-)
D.NaH2A溶液中存在:c(H3A)+c(H+)=c(OH-)+c(HA2-)
考点2 电解质溶液曲线分析
【核 心 梳 理】
1.酸碱中和滴定曲线
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、氨水的滴定曲线
曲线起点不同。强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同。强碱与强酸反应的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下pH=7不一定是终点。强碱与强酸反应时,终点是pH=7;强碱与弱酸反应终点是pH>7,强酸与弱碱反应终点是pH<7
2.弱电解质(弱酸或弱碱)分布系数图像
举例
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以H2C2O4为例)
弱电解质分布系数图
原因
弱酸溶液中加入强碱,发生中和反应,溶液的pH不断增大,各成分粒子的含量不断动态变化
δn
δ0为CH3COOH、δ1为CH3COO-
δ0为H2C2O4、δ1为HC2O42-、δ2为C2O42-
利用交点求K
交叉点的含义[图中pH=4.76时,曲线相交,c(CH3COO-)=c(CH3COOH)],Ka=cCH3COO-·cH+CH3COOH所以,Ka=c(H+)=10-4.76,lg Ka=-4.76,pKa=4.76
(1)当pH=1.2时,由图可知:c(H2C2O4) =c(HC2O4-) K1=cHC2O4-·cH+cH2C2O4所以,K1=c(H+) =10-1.2。
(2)当pH=4.2时,由图可知:c(C2O42-)=c(HC2O4-) K2=cC2O42-·cH+cHC2O4-所以,K2=c(H+)=10-4.2
3.对数图像
(1)常考的对数图像类型
类型
含义
变化规律
解题策略
pH=-lg c(H+)
氢离子浓度的常用对数负值
pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
①先弄清是对数还是负对数
②弄清楚是什么的对数,如浓度对数、浓度比对数、体积比对数等
③弄清楚对数变化所表示的意义
pC=-lg c(C)
C离子浓度的常用对数负值
pC越大,c(C)越小
lgcHX-JPcH2X
生成物与反应物粒子浓度比的常用对数
lgcHX-cH2X越大,反应向正反应方向进行的程度越大
lgVV0
稀释后与稀释前体积比的常用对数
lgVV0越大,稀释程度越大
AG=lgcH+cOH-
氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数
AG越大,酸性越强,中性时,cH+cOH-=1,AG=0
(2)对数图像分析示例
lg c(x)与pH关系图
当弱电解质的成分粒子的浓度c(x)经对数处理后,就得到lg c(x)与pH的直线关系图。
分析曲线的方法:一是根据中和反应判断各成分浓度是增大还是减小;二是根据pH等于7,H+和OH-浓度对数的交叉点来确定氢离子和氢氧根离子浓度变化的曲线。
如25 ℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1,lg c(CH3COOH)、lg c(CH3COO-)、lg c(H+)和lg c(OH-)随pH变化的关系如下图所示。
分析:随着pH的升高,氢氧根离子和醋酸根离子浓度增大,醋酸和氢离子的浓度减小。根据下图分析可知,
O点pH=7的时候,氢氧根离子浓度等于氢离子浓度,故可推知:曲线2为lg c(H+)随pH的变化曲线,曲线3为lg c(OH-)随pH的变化曲线;曲线1为lg c(CH3COO-)随pH的变化曲线,曲线4为lg c(CH3COOH)随pH的变化曲线。
【典 题 精 研】
考向1滴定曲线分析
例3[2021·湖南卷]常温下,用0.100 0 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
C.当pH=7时,三种溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)
D.分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
[题型分析] 滴定图像是考查混合溶液中物质转化和离子浓度变化的主要载体,常涉及离子浓度的大小比较、溶液中的守恒关系、有关常数的计算以及溶液成分的改变对相关平衡体系的影响,就呈现形式而言,在常规图像的基础上又演变出了粒子分布系数图像、对数图像及多曲线图像。对于多曲线图像首先判断曲线的归属,然后结合曲线上的关键点,如中和点、中性点、交点等,分析溶液的组成、酸碱性、pH或具体离子的浓度,进行判断或计算,利用图像的变化趋势分析对平衡体系的影响。
2023年高考可能这样考
3.室温下,向10 mL 0.100 0 mol·L-1二元弱酸H2B溶液中滴加0.100 0mol·L-1 KOH溶液,测得溶液的pH与lg Y的变化关系如图所示。已知:Y=cHB-cH2B或cHB-cB2-。下列说法不正确的是( )
A.曲线N表示pH与lgcHB-cH2B的变化关系
B.滴加10 mL KOH溶液时,溶液中
c(H2B)>c(B2-)
C.X点对应溶液的pH=6.5
D.若用酚酞作指示剂,则达到滴定终点时溶液由无色变为浅红色
考向2沉淀溶解平衡曲线分析
例4[2021·全国甲卷]已知相同温度下,Ksp(BaSO4)
下列说法正确的是( )
A.曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线
B.该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10-10
C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点
D.c(Ba2+)=10-5.1时两溶液中cSO42-cCO32-=10y2-y1
[题型分析] 沉淀溶解平衡图像主要考查平衡的移动引起的离子浓度的变化,常涉及Ksp计算及应用,近几年的高考题中出现了沉淀溶解平衡、弱电解质的电离平衡融合现象,其本质依然是不同平衡体系之间的相互影响。呈现形式主要有双浓度曲线、对数图像及多曲线图像。
2023年高考可能这样考
4.已知SrF2属于难溶于水、可溶于酸的盐。常温下,用HCl调节SrF2浊液的pH,测得在不同pH条件下,体系中-lg c(X)(X为Sr2+或F-)与lg[cHFcH+]的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A.L1代表-lg c(Sr2+)与lg[cHFcH+]的变化曲线
B.Ksp(SrF2)的数量级为10-9
C.a、c两点的溶液中均存在2c(Sr2+)=c(F-)+c(HF)
D.c点的溶液中存在c(Cl-)>c(Sr2+)=c(HF)>c(H+)
模考精练·抓落实
1.[2022·重庆市一模]叠氮化钠(NaN3)常用于有机合成、无机和分析化学,也是降压药物的主要成分:已知NaN3溶液呈碱性。下列有关说法错误的是( )
A.0.01 mol·L-1HN3溶液的pH>2
B.在NaN3溶液中存在HN3
C.0.01 mol·L-1NaN3溶液中:c(Na+)=c(N3-)+c(HN3)+c(OH-)
D.在NaN3溶液中加入少量NH4Cl固体,水的电离程度增大
2.[2022·广东省韶关市一模]室温下,通过下列实验探究NaHCO3溶液的性质。下列有关说法正确的是( )
实验
实验操作和现象
1
用pH计测定0.05 mol·L-1 NaHCO3溶液,测得pH约为8.3
2
向10 mL 0.05 mol·L-1 NaHCO3溶液中滴加10 mL 0.05 mol·L-1 NaOH溶液,反应结束后测得溶液pH约为10.3
3
向10 mL 0.05 mol·L-1 NaHCO3溶液中滴加10 mL 0.05 mol·L-1 HCl,反应结束后测得溶液pH约为5.6
4
向0.05 mol·L-1 NaHCO3溶液中滴加过量0.1 mol·L-1 Ca(OH)2溶液,产生白色沉淀
A.NaHCO3溶液中HCO3-的电离程度大于水解程度
B.实验2滴加结束后:c(H+) + 2c(H2CO3) + c(HCO3-) =c(OH-)
C.实验3滴加过程中:c(Na+) =c(CO32-) +c(HCO3-)+c(H2CO3)
D.实验4反应静置后的上层清液中:c(Ca2+)·c(CO32-)< Ksp(CaCO3)
3.[2022·江苏省连云港市二调]室温下,用0.01 mol·L-1CuSO4溶液浸泡NiS固体,一段时间后过滤,向滤液中加入氨水,产生蓝色沉淀。已知Ksp(NiS)=1.0×10-21,Ksp(CuS)=1.5×10-36,Ksp(PbS)=9×10-29。下列有关说法正确的是( )
A.过滤后所得溶液中存在:c(Ni2+)·c(S2-)<Ksp(NiS)
B.滤液中加入氨水产生蓝色沉淀的离子方程式:Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓
C.欲使反应NiS + Cu2+⇌Ni2+ + CuS向右进行,则需满足cNi2+cCu2+>23×1015
D.用0.01 mol·L-1CuSO4溶液浸泡PbS固体,不能得到CuS固体
4.[2022·山东省济南市一模]已知:联氨(N2H4)是二元弱碱(pKb1=6,pKb2=15;pK=-lg K),在水中的电离方式类似于氨气,常温下,向0.1 mol·L-1N2H5Cl溶液通入HCl或加入NaOH固体(假设溶液总体积不变),溶液中c(N2H5+)随pOH变化的曲线如图所示,下列说法错误的是( )
A.N2H5Cl溶液c(N2H5+)>c(N2H4)>c(N2H62+)
B.b点加入NaOH(或HCl)的物质的量与d点加入HCl(或NaOH)物质的量相等
C.水的电离程度:b>a
D.若c(N2H62+)>c(N2H4),则pH小于3.5
5.[2022·福建省龙岩市一检]K2FeO4溶液中含铁微粒的分布系数与pH的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.Ka1(H2FeO4)的数量级为10-4
B.当c(H3FeO4+)+c(K+)=c(HFeO4-)+2c(FeO42-)时,溶液一定呈中性
C.向pH=2的这种溶液中加氢氧化钠至pH=10,HFeO4-的分布分数逐渐增大
D.H2FeO4既能与强酸又能与强碱反应
6.[2022·江西省九江市一模]某些难溶性铅盐可用作涂料,如秦俑彩绘中使用的铅白(PbCO3)和黄金雨中黄色的PbI2。室温下,PbCO3和PbI2在水溶液中分别达到溶解平衡时-lg c(Pb2+)与-lgc(CO32-)或-lg c(I-)的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.室温下,Ksp(PbI2)的数量级为10-8
B.P点对应的是PbI2饱和溶液
C.L2对应的是-lg c(Pb2+)与-lgc(CO32-)的关系变化
D.向浓度相同的Na2CO3、NaI混合溶液中逐滴加入Pb(NO3)2溶液,先产生白色沉淀
专题九 电解质溶液
真题研练·析考情
1.解析:恰好中和时,生成NaCl、CH3COONa,CH3COO-水解显碱性,A项正确;加入20 mLNaOH溶液时,溶液为NaCl和CH3COOH的混合溶液,此时溶液中c(H+)≈Ka·cCH3COOH=1.8×10-5×0.05 mol·L-1=0.9×10-3 mol·L-1>1×10-4.3 mol·L-1,因此滴加NaOH溶液至pH=4.3的过程中,盐酸、醋酸均与NaOH发生反应,其中CH3COOH为弱电解质,在离子方程式书写中用化学式表示,B项错误;滴定过程中,c(Cl-)×V=[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)]×V=0.1 mol·L-1×0.02 L,C项正确;加入20 mL NaOH溶液时,溶液为NaCl和CH3COOH的混合溶液,呈酸性,则需要再加入NaOH溶液使溶液呈中性,则加入的NaOH的物质的量大于HCl和CH3COOH的物质的量之和,故c(Na+)>c(Cl-),醋酸为弱电解质,故c(Cl-)>c(CH3COO-),CH3COO-的水解常数Kh=KwKa=10-141.8×10-5
答案:B
2.解析:三种卤化银组成形式相同,Ksp小的物质先形成沉淀,故a点时形成的是黄色的AgI沉淀,A项错误;由图知,当消耗4.5 mL AgNO3溶液时,溶液中I-、Br-、Cl-均沉淀完全,由于三种卤素离子浓度相同,故每种离子完全沉淀时均消耗1.5 mL AgNO3溶液,则0.100 mol·L-1×1.5 mL=c(I-)×15 mL,解得c(I-)=0.01 mol·L-1,B项错误;当Br-恰好沉淀完全时,溶液体积为18 mL,溶液中c(Ag+)=KspAgBr1×10-5 mol·L-1=5.4×10-8mol·L-1,此时Qc(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=5.4×10-8×15×0.0118=4.5×10-10>Ksp(AgCl),故此时有部分Cl-形成了沉淀,C项正确;b点时溶液中I-、Br-、Cl-均沉淀完全,AgNO3过量,c(Ag+)最大,D项错误。
答案:C
3.解析:NH2CH2COOH中存在-NH2和-COOH,所以溶液既有酸性又有碱性,A正确;氨基具有碱性,在酸性较强时会结合氢离子,羧基具有酸性,在碱性较强时与氢氧根离子反应,故曲线a表示NH3+CH2COOH的分布分数随溶液pH的变化,曲b表示NH3+CH2COO-的分布分数随溶液pH的变化,曲线c表示NH2CH2COO-的分布分数随溶液pH的变化,B正确;NH3+CH2COO-+H2O⇌NH3+CH2COOH+OH-的平衡常数K=cNH3+CH2COOH·cOH-cNH3+CH2COO-,25 ℃时,根据a、b曲线交点坐标(2.35,0.50)可知,pH=2.35时,c(NH3+CH2COO-)=c(NH3+CH2COOH),则K=c(OH-)=KwcH+=10-11.65,C正确;由C项分析可知,cNH3+CH2COOHcNH3+CH2COO-=10-11.65cOH-,根据b、c曲线交点坐标(9.78,0.50)分析可得电离平衡NH3+CH2COO-⇌NH2CH2COO-+H+的电离常数为K1=10-9.78,cNH2CH2COO-cNH3+CH2COO-=K1cH+=10-9.78cH+,则cNH3+CH2COOHcNH3+CH2COO-×cNH2CH2COO-cNH3+CH2COO-=10-11.65cOH-×10-9.78cH+<1,即C2(NH3+CH2COO-)>c(NH3+CH2COOH)·c(NH2CH2COO-),D错误。
答案:D
4.解析:SrSO4(s)+CO32-⇌SrCO3(s)+SO42-的平衡常数K=cSO42-cCO32-=cSO42-cSr2+cCO32-cSr2+=KspSrSO4KspSrCO3,A正确;硫酸是强酸,随溶液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,D错误;根据图中曲线的变化趋势可知,曲线①②表示含SrSO4(s)的Na2SO4溶液,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,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10-6.51 mol·L-1=10-6.5,则a为-6.5,B正确;曲线③④表示含SrSO4(s)的Na2CO3溶液,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1.0 mol·L-1碳酸钠溶液的变化曲线,C正确。
答案:D
5.解析:常温下溶液ⅠpH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1,故c(H+)
核心突破·提能力
[例1] 解析:在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,A2-的水解程度大于HA-,水的电离程度前者大于后者,故A错误;溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,H2A电离程度较小,溶液中c(H2A)≈0.1 mol·L-1,Ka1=10-3×cHA-cH2A=1.3×10-7,c(HA-)=1.3×10-5 mol·L-1,c(HA-)≈c(H2A) 电离,则H2A的电离度为cHA-cH2A×100%=1.3×10-4×100%= 0.013%,故B正确;向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,10-11×cA2-cHA-=7.1×10-15,则c(A2-)
1.解析:越稀释越水解,CH3NH3Cl水解程度增大,n(H+)增加,故A正确;甲胺(CH3NH2)的电离类似氨气的电离,甲胺在水中的电离方程式为:CH3NH2+H2O⇌CH3NH3++OH-,故B正确;混合溶液中CH3NH3Cl为0.05 mol·L-1,CH3NH3+水解,故c(CH3NH3+)+c(Cl-)<0.1 mol·L-1,故C正确;水解常数Kh只与温度有关,温度不变水解常数Kh不变,故D错误。
答案:D
[例2] 解析:磷酸分步电离且电离程度逐渐减小,所以在0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中,离子浓度大小顺序为c(H3PO4)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-),故A项正确;在0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),故B项错误;在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,根据元素质量守恒得c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1,故C项错误;氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液,则c(Cl-)<c(NH4+),故D项错误。
答案:A
2.解析:c(H3A)=c(H2A-)时,K1=c(H+)=10-3.49;c(H2A-)=c(HA2-)时,K2=c(H+)=10-5.85;根据图有2个交点,可知H3A是二元弱酸,H3A溶液中存在电荷守恒:c(H+)=c(OH-)+c(H2A-)+2c(HA2-),故A错误;根据图知,c(H3A)=c(H2A-)时,K1=c(H+)=10-3.49,25 ℃时H3A的第一级电离平衡常数数量级为10-4,故B错误;NaH2A的水解常数为Kh=KwKa1=10-1410-3.49=10-10.51,电离常数为10-5.85,其电离平衡常数大于水解平衡常数,则H2A-以电离为主,溶液呈酸性,存在:c(Na+)>c(H2A-)>c(HA2-)>c(OH-),故C错误;NaH2A溶液中存在质子守恒:c(H3A)+c(H+)=c(OH-)+c(HA2-),故D正确。
答案:D
[例3] 解析:在NaX溶液中,X-发生水解反应:X-+H2O⇌HX+OH-,溶液中存在c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),A正确;等浓度的NaX、NaY、NaZ三种溶液的pH大小关系:NaZ>NaY>NaX,根据“越弱越水解”可知,酸性:HX>HY>HZ,则电离常数关系:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ),B正确;pH=7时,根据电荷守恒,三种溶液混合后分别存在c(Cl-)+c(X-)=c(Na+)、c(Cl-)+c(Y-)=c(Na+)、c(Cl-)+c(Z-)=c(Na+),由于三种一元酸的酸性强弱不同,则向其盐溶液中加入HCl的物质的量不同,则c(X-)、c(Y-)、c(Z-)三者不等,C错误;分别加入20.00 mL盐酸后,均恰好完全反应,三种溶液的溶质分别为HX与NaCl、HY与NaCl、HZ与NaCl,三种溶液混合后的溶液中存在电荷守恒:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-),D正确。
答案:C
3.解析:X点时,cHB-cH2B=cHB-cB2-,则c(H2B)=c(B2-),由于Ka1(H2B)·Ka2(H2B)=c2H+·cB2-cH2B=10-13,则c(H+)=10-6.5,pH=6.5,C正确。
lgY=0时,cHB-cH2B=cHB-cB2-=1,由于Ka1(H2B)>Ka2(H2B),
故Ka1(H2B)=cHB-·cH+cH2B=10-4、Ka2(H2B)=cB2-·cH+cHB-=10-9,则曲线N表示pH与lgcHB-cH2B的变化关系,曲线M表示pH与lgcHB-cB2-的变化关系,A正确。滴加10 mL KOH溶液时,溶液中溶质为KHB,由于Ka2(H2B)=10-9,Kb(HB-)=KwKa1H2B=10-10,则HB-的电离程度大于其水解程度,故c(H2B)<c(B2-),B错误。由于恰好完全反应时溶液中溶质为K2B,溶液显碱性,且是KOH溶液滴加到H2B溶液中,若用酚酞作指示剂,则达到滴定终点时溶液由无色变为浅红色,D正确。
答案:B
[例4] 解析:根据相同温度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),可进行如下分析:当横坐标均为5.1时,即c(Ba2+)=10-5.1 mol·L-1时,阴离子浓度:d点<c点;c、d两点均在沉淀溶解平衡曲线上,即溶度积常数:d点<c点,故曲线①代表BaSO4的沉淀溶解曲线。结合上述分析,可知曲线①代表BaSO4的沉淀溶解曲线,曲线②代表BaCO3的沉淀溶解曲线,A项错误;根据曲线①过横、纵坐标均为5.0的点可知,溶解平衡体系中c(Ba2+)=c(SO42-)=1×10-5.0mol·L-1,则该温度下Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-)=1×10-(5.0+5.0)=1×10-10,B项正确;加适量BaCl2固体,溶液中c(Ba2+)增大,由于温度保持不变,即溶液中c(CO32-)减小,可使溶液由b点向a点移动,C项错误;当c(Ba2+)=10-5.1 mol·L-1时,d点平衡时c(SO42-)=10-y2mol·L-1,c点平衡时c(CO32-)=10-y1mol·L-1,即两溶液中cSO42-cCO32-=10-y210-y1=10y1-y2,D项错误。
答案:B
4.解析:根据题意,SrF2浊液存在溶解平衡:SrF2(s)⇌Sr2++2F-,用HCl调节溶液存在平衡:H++F-⇌HF。随着lg[cHFcH+]的增大,则H++F-⇌HF逆向移动,F-浓度增大,溶解平衡逆向移动,c(Sr2+)减小,则-lg c(Sr2+)增大,对应曲线L2,A错误;Ksp(SrF2)=c(Sr2+)·c2(F-),取lg[cHFcH+]值为1,代入图示数据,Ksp(SrF2)=10-4×(10-2.2)2=10-8.4,数量级为10-9,B正确;根据原子守恒,由溶解平衡可知2c(Sr2+)=c(F-),有平衡H++F-⇌HF可知,溶解得到的c(F-)等于溶液中存在的c(F-)与生成的c(HF)之和,故溶液中均存在2c(Sr2+)=c(F-)+c(HF),C正确;由图可知c点处c(Sr2+)=c(F-),则与H+结合的F-占了SrF2溶解出来的一半,则加入的HCl多于生成的HF;c点对应lg[cHFcH+]值大于0,则cHFcH+>1,即c(HF)>c(H+),故溶液中存在c(Cl-)>c(Sr2+)=c(HF)>c(H+),D正确。
答案:A
模考精练·抓落实
1.解析:由NaN3溶液呈碱性可知,HN3为弱酸,则0.01 mol·L-1 HN3溶液的pH大于2,故A正确;由NaN3溶液呈碱性可知溶液中存在如下水解平衡:N3-+H2O⇌HN3+OH-,则NaN3溶液中存在HN3,故B正确;NaN3溶液中存在物料守恒关系c(Na+)=c(N3-)+c(HN3),故C错误;由NaN3溶液水解呈碱性,铵根离子在溶液中水解使溶液呈酸性,促进了N3-的水解,促进水的电离,故D正确。
答案:C
2.解析:用pH计测定0.05 mol·L-1 NaHCO3溶液,测得pH约为8.3,溶液显碱性,因此NaHCO3溶液中HCO3-的电离程度小于水解程度,故A错误;向10 mL 0.05 mol·L-1 NaHCO3溶液中滴加10 mL 0.05 mol·L-1 NaOH溶液,反应结束后测得溶液pH约为10.3,溶质为Na2CO3,因此实验2滴加结束后,根据质子守恒得到:c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO3-)=c(OH-),故B正确;实验3滴加开始前,按照物料守恒:c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3),滴加后产生气泡,则无此守恒,故C错误;实验4反应静置后的上层清液存在难溶物的溶解平衡,则有c(Ca2+)c(CO32-)=Ksp(CaCO3),故D错误。
答案:B
3.解析:由NiS、 CuS的Ksp可知,NiS 的溶解度大于 CuS。室温下,用0.01 mol·L-1CuSO4溶液浸泡NiS固体,发生沉淀转化:NiS+Cu2+⇌Ni2++CuS,则NiS溶解、NiS(s)⇌Ni2+(aq)+S2-(aq)向右移动,过滤后所得溶液中存在:Qc(NiS)=c(Ni2+)·c(S2-)<Ksp(NiS),A正确;氨水是弱电解质,不能拆写为离子,B错误;反应NiS+Cu2+⇌Ni2++CuS的平衡常数K=cNi2+cCu2+=KspNiSKspCuS=1.0×10-211.5×10-36=23×1015,欲使反应NiS+Cu2+⇌Ni2++CuS向右进行,需满足Qc<K,即cNi2+cCu2+<23×1015,C错误;由PbS、 CuS的Ksp可知,PbS 的溶解度大于 CuS,用0.01 mol·L-1CuSO4溶液浸泡PbS固体,发生沉淀转化:PbS+Cu2+⇌Pb2++CuS,能得到CuS固体,D错误。
答案:A
4.解析:联氨(N2H4)是二元弱碱(pKb1=6,pKb2=15;pK=-lg K),即N2H4的Kb1=10-6,Kb2=10-15,则N2H5+的水解平衡常数为:KwKb1=10-1410-6=10-8>Kb2,即N2H5+的水解大于电离,则N2H5Cl溶液有cN2H5+>c(N2H4)>c(N2H62+),A正确;由pOH越大,溶液中的OH-浓度越小,故此图像是向0.1 mol·L-1N2H5Cl溶液中通入HCl的变化曲线,b点是加入的HCl抑制了N2H5+的水解,到c点时抑制作用最强,此时N2H5+浓度最大,继续加入HCl对N2H5+的电离起促进作用,则N2H5+浓度又减小,故d点加入的HCl的物质的量大于b点所加HCl的物质的量,B错误;由图示可知,c(N2H5+)是b>a,而N2H5+的水解大于电离,水解对水的电离起促进作用,电离对水的电离起抑制作用,故水的电离程度:b>a,C正确;N2H4+H2O⇌N2H5++OH-,N2H5++H2O⇌N2H62++OH-,则Kb1×Kb2=cN2H5+cOH-cN2H4×cN2H62+cOH-cN2H5+=cN2H62+c2OH-cN2H4=10-21,若c(N2H62+)>c(N2H4),c(OH-)<10-21=10-10.5,c(H+)>10-3.5,则pH小于3.5,D正确。
答案:B
5.解析:根据图像可知pH=3.5时c(H2FeO4)=c(HFeO4-),所以Ka1(H2FeO4)=cHFeO4-cH+cH2FeO4=10-3.5,因此其数量级为10-4,A正确;由电荷守恒c(H3FeO4+)+c(K+)+c(H+)=c(HFeO4-)+2c(FeO42-)+c(OH-),所以当c(H3FeO4+)+c(K+)=c(HFeO4-)+2c(FeO42-)时氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,则溶液一定呈中性,B正确;向pH=2的这种溶液中加氢氧化钠至pH=10,HFeO4-的分布分数先增大后减小,C错误;H2FeO4结合氢离子转化为H3FeO4+,结合氢氧根转化为HFeO4-、FeO42-,因此既能与强酸又能与强碱反应,D正确。
答案:C
6.解析:根据溶解平衡,PbCO3s⇌Pb2+aq+ CO32- (aq),达到平衡时c(Pb2+)=c(CO32-),则图像L2对应的是-lg c(Pb2+)与-lgc(CO32-)的关系变化;则图像L1对应的是-lg c(Pb2+)与-lg c(I-)的关系变化,故C正确;由图可知,取-lg c(Pb2+)=8,-lg c(I-)=0的点,c(Pb2+)=10-8 mol·L-1,c(I-)=100=1 mol·L-1,Ksp(PbI2)= 10-8×1=10-8,数量级为10-8,故A正确;L1线下方的点是PbI2过饱和溶液,L1线上方的点是PbI2不饱和溶液,P点对应的是PbI2不饱和溶液,故B错误;向浓度相同的Na2CO3、NaI混合溶液中滴入Pb(NO3)2溶液时,根据二者的Ksp计算可知,则生成PbCO3沉淀需要的Pb2+的浓度更小,PbCO3更易形成沉淀,所以先生成白色沉淀,故D正确。
答案:B
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