统考版2024届高考化学二轮专项分层特训卷练19溶液中的三大平衡（附解析）

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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[eq \f(c（A－）,c总（HA）)]为eq \f(1,101)
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
2．[2023·湖北卷]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c0(Fe3＋)＝2.0×10－4ml·L－1，c0(H2L)＝5.0×10－3ml·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)＝eq \f(c（x）,2.0×10－4ml·L－1)，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－)≈1.0×10－3ml·L－1
3．[2023·辽宁卷]某废水处理过程中始终保持H2S饱和，即c(H2S)＝0.1ml·L－1，通过调节pH使Ni2＋和Cd2＋形成硫化物而分离，体系中pH与－lgc关系如下图所示，c为HS－、S2－、Ni2＋和Cd2＋的浓度，单位为ml·L－1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS)，下列说法正确的是( )
A．Ksp(CdS)＝10－18.4
B．③为pH与－lgc(HS－)的关系曲线
C．Ka1(H2S)＝10－8.1
D．Ka2(H2S)＝10－14.7
4．[2023·广东东莞四中期中]25℃时，CH3COOH的电离平衡常数Ka＝1.8×10－5，体积均为10mLpH＝3的CH3COOH溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL，稀释过程中pH的变化如图所示。下列有关叙述不正确的是 ( )
A.HX的酸性比CH3COOH强且为弱酸
B．该温度下，10mLpH＝3的两种酸中，水电离的c(H＋)均为1×10－11ml·L－1
C．10mL0.1ml·L－1的CH3COOH溶液中加入5mL0.1ml·L－1的NaOH溶液后，溶液pH>7
D．10mLpH＝3的醋酸溶液中：c(H＋)＋c(CH3COOH)>c(CH3COO－)＋c(OH－)
5．[2023·华东师大二附中质检]25℃时，下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A．加水稀释0.1ml·L－1氨水，溶液中c平(H＋)·c平(OH－)和eq \f(c平（H＋）,c平（OH－）)均保持不变
B.向CH3COONa溶液中加入少量CH3COONa，溶液中eq \f(c平（CH3COO－）,c平（CH3COOH）)的值增大
C.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合：eq \f(c平（HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ）,c平（H2CO3）)Ka2(H2CO3)
B．b点溶液中，c(Na＋)＝c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＋c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )
C.a点与c点溶液中的c(OH－)相等
D．ab段，升温，pH减小，说明抑制了HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的水解
8．[2023·广东梅州二模]常温下，将0.1mlBaSO4粉末置于盛有500mL蒸馏水的烧杯中，然后向烧杯中加入Na2CO3固体(忽略溶液体积的变化)并充分搅拌，该过程中几种离子的浓度变化曲线如图所示，下列说法不正确的是( )
A．反应BaSO4(s)＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) (aq)⇌BaCO3(s)＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)的K＝0.04
B．相同温度下，BaSO4在水中和在BaCl2溶液中的Ksp相同
C．M→P代表Ba2＋浓度变化
D．锅炉水垢中的CaSO4可先用Na2CO3溶液处理，使CaSO4转化为CaCO3后，再用酸除去
9．[2023·山西长治二中月考]常温下，用0.100ml·L－1NH4SCN溶液滴定·L－1AgNO3溶液，NH4Fe(SO4)2·12H2O作指示剂，测得溶液中
( )
A．为防止指示剂失效，溶液应维持pH小于1.9
B．滴定终点时溶液颜色变为红色，且振荡后不褪色
C．该温度下AgSCN的溶度积常数Ksp(AgSCN)＝1.0×10－12
D．当加入17.00mLNH4SCN溶液时溶液中c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＝0.14ml·L－1
练19 溶液中的三大平衡
1．答案：B
解析：常温下溶液ⅠpH＝7.0，则溶液Ⅰ中c（H＋）＝c（OH－）＝1.0×10－7ml·L－1，故c（H＋）c（[FeL]＋）>c（HL－）>c（OH－），A错误；根据图示的分布分数图可以推导出，H2L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；该反应的平衡常数K＝eq \f(c（[FeL2]－）,c（[FeL]＋）c（L2－）)，当[FeL2]－与[FeL]＋分布分数相等时，可以将K简化为K＝eq \f(1,c（L2－）)，此时体系的pH＝4，在pH＝4时可以计算溶液中c（L2－）＝4.7×10－14.86，则该络合反应的平衡常数K≈2.1×1013.86，即lgK≈14，C正确；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－）＝1×10－4ml·L－1，此时形成[FeL3]3－消耗了3×10－4ml·L－1的L2－，形成[FeL2（OH）]2－消耗了2×10－4ml·L－1的L2－，共消耗了5×10－4ml·L－1的L2－，即参与配位的c（L2－）≈5×10－4ml·L－1，D错误；故答案选C。
3．答案：D
解析：已知H2S饱和溶液中随着pH的增大，H2S的浓度逐渐减小，HS－的浓度增大，S2－浓度逐渐增大，则有－lgc（HS－）和－lgc（S2－）随着pH增大而减小，且pH相同时，HS－浓度大于S2－，即－lgc（HS－）小于－lgc（S2－），则Ni2＋和Cd2＋浓度逐渐减小，且Ksp（NiS）>Ksp（CdS）即当c（S2－）相同时，c（Ni2＋）＞c（Cd2＋），则－lgc（Ni2＋）和－lg（Cd2＋）随着pH增大而增大，且有－lgc（Ni2＋）小于－lg（Cd2＋），由此可知曲线①代表Cd2＋、②代表Ni2＋、③代表S2－，④代表HS－，据此分析结合图像各点数据进行解题。
由分析可知，曲线①代表Cd2＋、③代表S2－，由图示曲线①③交点可知，此时c（Cd2＋）＝c（S2－）＝10－13ml·L－1，则有Ksp（CdS）＝c（Cd2＋）c（S2－）＝10－13×10－13＝10－26，A错误；由分析可知，③为pH与－lgc（S2－）的关系曲线，B错误；由分析可知，曲线④代表HS－，由图示曲线④两点坐标可知，此时c（H＋）＝10－1.6ml·L－1时，c（HS－）＝10－6.5ml·L－1，Ka1（H2S）＝eq \f(c（H＋）c（HS－）,c（H2S）)＝eq \f(10－1.6×10－6.5,0.1)＝10－7.1或者当c（H＋）＝10－4.2ml·L－1时，c（HS－）＝10－3.9ml·L－1，Ka1（H2S）＝eq \f(c（H＋）c（HS－）,c（H2S）)＝eq \f(10－4.2×10－3.9,0.1)＝10－7.1，C错误；已知Ka1Ka2＝eq \f(c（H＋）c（HS－）,c（H2S）)×eq \f(c（H＋）c（S2－）,c（HS－）)＝eq \f(c2（H＋）c（S2－）,c（H2S）)，由曲线③两点坐标可知，当c（H＋）＝10－4.9ml·L－1时，c（S2－）＝10－13ml·L－1，或者当c（H＋）＝10－6.8ml·L－1时，c（S2－）＝10－9.2ml·L－1，故有Ka1Ka2＝eq \f(c2（H＋）c（S2－）,c（H2S）)＝eq \f(（10－4.9）2×10－13,0.1)＝eq \f(（10－6.8）2×10－9.2,0.1)＝10－21.8，结合C项分析可知，Ka1＝10－7.1故有Ka2（H2S）＝10－14.7，D正确；故答案为D。
4．答案：C
解析：溶液从10mL稀释到1000mL，稀释100倍，在稀释过程中，强酸溶液中的氢离子数目不变，氢离子浓度下降为原来的eq \f(1,100)，pH增大2；稀释促进弱酸电离，弱酸溶液稀释100倍其氢离子浓度大于原来的eq \f(1,100)，pH增大幅度小于2，等pH的一元酸溶液，酸越弱，稀释同等倍数后氢离子浓度变化幅度越小，pH增大幅度越小。根据上述分析结合图像可得HX溶液的pH增大幅度小于2、但比醋酸溶液的大，则HX酸性比CH3COOH强且为弱酸，A正确；该温度下，10mLpH＝3的两种酸中，c（H＋）均为1×10－3ml·L－1，水电离的c（H＋）等于氢氧根离子浓度，为1×10－11ml·L－1，B正确；10mL0.1ml·L－1的CH3COOH溶液中加入5mL0.1ml·L－1的NaOH溶液后，所得溶液的溶质为等物质的量的醋酸和醋酸钠，醋酸电离使溶液呈酸性，醋酸钠水解使溶液呈碱性，CH3COOH的电离平衡常数Ka＝1.8×10－5，醋酸钠的水解常数Kh＝eq \f(Kw,Ka)＝eq \f(1.0×10－14,1.8×10－5)≈5.6×10－10，Ka>Kh，因此混合溶液呈酸性，溶液pHc（CH3COO－）＋c（OH－），D正确。
5．答案：B
解析：Kw＝c平（H＋）·c平（OH－），Kw只与温度有关，稀释过程中Kw不变，但溶液碱性减弱即c平（OH－）减小、c平（H＋）增大，因而eq \f(c平（H＋）,c平（OH－）)变大，故A错误；溶液中eq \f(c平（CH3COO－）,c平（CH3COOH）)＝eq \f(Ka,c平（H＋）)，加入少量CH3COONa，溶液碱性增强，则c平（H＋）降低，所以eq \f(c平（CH3COO－）,c平（CH3COOH）)增大，故B正确；等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合，碳酸的Ka1＝eq \f(c平（H＋）·c平（HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ）,c平（H2CO3）)、Ka2＝eq \f(c平（H＋）·c平（CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）,c平（HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ）)，同一溶液中c平（H＋）相等，则c平（H＋）＝Ka1·eq \f(c平（H2CO3）,c平（HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ）)＝Ka2·eq \f(c平（HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ）,c平（CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）)，而Ka1>Ka2，则eq \f(c平（HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ）,c平（H2CO3）)>eq \f(c平（CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）,c平（HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ）)，故C错误；0.1ml·L－1HF溶液加水不断稀释，c平（F－）不断减小并趋于0，而c平（H＋）减小并趋于10－7ml·L－1，eq \f(c平（F－）,c平（H＋）)变小，故D错误。
6．答案：D
解析：一水合氨和醋酸的电离常数相同，所以NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 和CH3COO－水解程度相同，CH3COONH4溶液中：c（OH－）＝c（H＋）＝10－7ml·L－1，溶液的pH＝7，A错误；NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 和HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 发生双水解，但因水解产物溶解度较大，无法脱离溶液，所以反应不彻底，B错误；盐类水解促进水的电离，酸或碱抑制水的电离，加入氨水20mL时，恰好生成氯化铵，所以曲线上水的电离程度最大的点为c点，C错误；d点加入30mL氨水，NH3·H2O的物质的量为0.003ml，HCl的物质的量为0.002ml，据反应：NH3·H2O＋HCl===NH4Cl＋H2O可得反应后溶质的物质的量分别为n（NH4Cl）＝0.002ml和n（NH3·H2O）＝0.001ml，因此c（NH4Cl）∶c（NH3·H2O）＝2∶1，由溶液中的电荷守恒：c（H＋）＋c（NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ）＝c（OH－）＋c（Cl－）可得c（Cl－）＝c（NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ）＋c（H＋）－c（OH－）①，溶液中的物料守恒：2[c（NH3·H2O）＋c（NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ）]＝3c（Cl－）②，将①代入②可得c（OH－）－c（H＋）＝eq \f(1,3)[c（NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ）－2c（NH3·H2O）]，D正确。
7．答案：A
解析：NaHCO3溶液显碱性，则HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的水解程度大于电离程度，即Kh＝eq \f(Kw,Ka1)>Ka2，所以a点时eq \f(Kw,Ka1（H2CO3）)>Ka2（H2CO3），A正确；b点，溶液显碱性，则c（H＋）c（HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ）＋2c（CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ），B错误；随着温度升高，Kw增大，a点溶液的pH与c点溶液的pH相同，即c（H＋）相同，由于c点溶液的Kw大，则a点溶液的c（OH－）比c点溶液的小，C错误；NaHCO3溶液中存在HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的水解和电离两个过程，两个过程均是吸热过程，升高温度，促进HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的水解和电离，D错误。
8．答案：C
解析：由图可知，当加入的Na2CO3固体使溶液中c（CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）>2.5×10－4ml·L－1时，发生沉淀的转化，此时c（Ba2＋）降低，c（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）升高，即MP线为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 浓度的变化曲线，而MN线是Ba2＋浓度的变化曲线。反应BaSO4（s）＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) （aq）⇌BaCO3（s）＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) （aq）的K＝eq \f(c（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）)＝eq \f(2×10－5,5×10－4)＝0.04，A正确；溶度积常数Ksp只与温度有关，与溶剂无关，因此相同温度下，BaSO4在水中和在BaCl2溶液中的Ksp相同，B正确；根据上述分析可知，M→P代表SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 浓度变化，C错误；锅炉水垢中的CaSO4微溶于水，不溶于酸，可根据沉淀转化，先用Na2CO3溶液处理，使CaSO4转化为CaCO3，再用酸除去，D正确。
9．答案：D
解析：由题干信息可知，常温下，Fe3＋在pH>1.9时易形成Fe（OH）3沉淀，为防止指示剂失效，溶液应维持pH小于1.9，A正确；SCN－与Fe3＋反应生成红色配合物，滴定至终点时溶液颜色变为红色，且振荡后不褪色，B正确；由图中数据可知，该温度下AgSCN的溶度积常数Ksp＝c（Ag＋）·c（SCN－）＝1.0×10－6×1.0×10－6＝1.0×10－12，C正确；当加入17.00mLNH4SCN溶液时，c（Ag＋）＝eq \f(0.025×0.100ml－0.017×0.100ml,0.025L＋0.017L)≈0.019ml·L－1，溶液中c（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）＝eq \f(Ksp（Ag2SO4）,c2（Ag＋）)＝eq \f(1.4×10－5,（0.019）2)ml·L－1≈0.0388ml·L－1，D错误。
弱电解质
K
H2CO3
Ka1＝4×10－7 Ka2＝4×10－11
NH3·H2O
Kb＝1.75×10－5
CH3COOH
Ka＝1.75×10－5