2024届高考化学一轮复习专题8第42讲水溶液中陌生图像分点突破能力学案

这是一份2024届高考化学一轮复习专题8第42讲水溶液中陌生图像分点突破能力学案，共20页。

分布系数曲线的图像分析
1．单一分布系数曲线
分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线。利用图像中交点对应的pH可求pKa(注：pKa为电离常数的负对数)。
2．与滴定曲线融合的分布系数曲线
[示例] 常温下，用0.2 ml·L－1盐酸滴定25.00 mL 0.2 ml·L－1 NH3· H2O溶液，所得溶液pH、NHeq \\al(＋,4)和NH3·H2O的物质的量分数与滴加盐酸体积的关系如图所示。
[分析] (1)曲线①②分别表示溶液NH3·H2O物质的量分数和NHeq \\al(＋,4)的物质的量分数变化曲线，曲线③表示pH变化曲线。
(2)a点表示NH3·H2O与NHeq \\al(＋,4)物质的量相同的点，对应的pH＝9.26，pOH＝4.74，进而可求Kb＝10－4.74。
1．25 ℃时，某实验小组利用虚拟感应器技术探究用0.01 ml·L－1的碳酸钠溶液滴定10 mL 0.01 ml·L－1的HCl溶液，得到反应过程中的碳酸根离子浓度、碳酸氢根离子浓度、碳酸分子浓度的变化曲线(忽略滴定过程中CO2的逸出)如图所示。下列说法正确的是( )
已知： 25 ℃时，H2CO3的Ka1＝4×10－7，Ka2＝5×10－11；lg 4＝0.6。
A．碳酸钠的水解常数Kh1＝2.5×10－8
B．曲线Ⅰ为COeq \\al(2－,3)浓度变化曲线，V2＝10
C．a点和b点溶液中，水的电离程度较大的是a点
D．c点溶液pH＝6.4
D [向10 mL 0.01 ml·L－1的盐酸中滴加0.01 ml·L－1的碳酸钠溶液，溶液中依次发生反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2CO3、H2CO3＋Na2CO3===2NaHCO3，故溶液中c(H2CO3)先增大后减小，当盐酸完全反应后，滴加碳酸钠溶液过程中，c(HCOeq \\al(－,3))逐渐增大，当H2CO3反应完全后，Na2CO3溶液过量，c(COeq \\al(2－,3))逐渐增大，因此曲线Ⅰ为H2CO3浓度变化曲线，曲线Ⅱ为HCOeq \\al(－,3)浓度变化曲线，曲线Ⅲ为COeq \\al(2－,3)浓度变化曲线，据此分析解答。A.25 ℃时，碳酸钠的Kh1＝eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(HCO\\al(－,3)))·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH－)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(CO\\al(2－,3))))＝eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(HCO\\al(－,3)))·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH－))·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H＋)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(CO\\al(2－,3)))·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H＋)))＝eq \f(Kw,Ka2)＝eq \f(10－14,5×10－11)＝2×10－4，A错误；B.根据分析，曲线Ⅰ为H2CO3浓度变化曲线，B错误；C.酸会抑制水的电离，能水解的盐会促进水的电离，a点的溶质为NaCl、H2CO3，b点的溶质为NaCl、NaHCO3，因此b点溶液中水的电离程度较大，C错误；D.c点溶液中c(H2CO3)＝c(HCOeq \\al(－,3))，溶液中ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H＋))＝eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2CO3))×Ka1,c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(HCO\\al(－,3))))＝4×
10－7 ml·L－1，溶液pH＝－lg c(H＋)＝6.4，D正确。]
2．三元弱酸亚砷酸(H3AsO3)在溶液中存在多种微粒形态，各种微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示。向1 ml·L－1 H3AsO3溶液中滴加NaOH溶液，关于该过程的说法错误的是( )
A．H3AsO3的第三步电离平衡常数Ka3＝10－c
B．H3AsO3的物质的量分数先减小后增大
C．pH＝b时c(Na＋)>c(H2AsOeq \\al(－,3))>c(H3AsO3)＝c(HAsOeq \\al(2－,3))
D．pH＝12，存在的含砷微粒仅有H2AsOeq \\al(－,3)、HAsOeq \\al(2－,3)、AsOeq \\al(3－,3)
B [A.由图可知，当c(HAsOeq \\al(2－,3))＝c(AsOeq \\al(3－,3))时，pH＝c，氢离子浓度为10－c ml·L－1，则H3AsO3的第三步电离平衡常数Ka3＝eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H＋))·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(AsO\\al(3－,3))),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(HAsO\\al(2－,3))))＝10－c，A正确；B.由图可知，H3AsO3的物质的量分数一直在减小，B错误；C.由图可知，pH＝b时c(H2AsOeq \\al(－,3))浓度最大且c(H3AsO3)＝c(HAsOeq \\al(2－,3))，则此时溶质主要为NaH2AsO3，故有c(Na＋)>c(H2AsOeq \\al(－,3))>c(H3AsO3)＝c(HAsOeq \\al(2－,3))，C正确；D.由图可知，pH＝12，H3AsO3已经不存在，此时存在的含砷微粒仅有H2AsOeq \\al(－,3)、HAsOeq \\al(2－,3)、AsOeq \\al(3－,3)，D正确。]
3．已知H2C2O4为二元弱酸，常温下将0.1 ml·L－1的NaOH溶液滴入20 mL 0.1 ml·L－1的NaHC2O4溶液中，溶液中HC2Oeq \\al(－,4)(或C2Oeq \\al(2－,4))的分布系数δ、NaOH溶液体积V与pH的关系如图所示[已知δeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(HC2O\\al(－,4)))＝eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(HC2O\\al(－,4))),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2C2O4))＋c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(HC2O\\al(－,4)))＋c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(C2O\\al(2－,4))))]。下列叙述错误的是( )
A．曲线b表示的是C2Oeq \\al(2－,4)的分布系数变化曲线
B．n点对应的溶液中，c(C2Oeq \\al(2－,4))>3c(H2C2O4)＋c(HC2Oeq \\al(－,4))
C．Na2C2O4的水解平衡常数的数量级为10－9
D．在n、p、q三点中，水的电离程度最大的是q点
C [0.1 ml·L－1的NaOH溶液滴入20 mL 0.1 ml·L－1的NaHC2O4溶液中，由反应的方程式：NaHC2O4＋NaOH===Na2C2O4＋H2O，可知，随着氢氧化钠的加入，c(C2Oeq \\al(2－,4))增大，c(HC2Oeq \\al(－,4))减小，故a曲线代表HC2Oeq \\al(－,4)，b曲线代表C2Oeq \\al(2－,4)，其余曲线为滴定曲线，据此分析。A.由上述分析可知，a曲线代表HC2Oeq \\al(－,4)，b曲线代表C2Oeq \\al(2－,4)，A正确；B.在n点溶液中，溶质为浓度相等的Na2C2O4和NaHC2O4，则电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HC2Oeq \\al(－,4))＋2c(C2Oeq \\al(2－,4))＋c(OH－)；物料守恒：2c(Na＋)＝3eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(cC2O\\al(2－,4)＋cHC2O\\al(－,4)＋cH2C2O4))；两式相减，消去钠离子，得ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(C2O\\al(2－,4)))＋2c(OH－)＝3ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2C2O4))＋ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(HC2O\\al(－,4)))＋2c(H＋)，溶液显酸性，氢离子浓度大于氢氧根浓度，故ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(C2O\\al(2－,4)))>3ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2C2O4))＋ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(HC2O\\al(－,4)))，B正确；C.根据m点，HC2Oeq \\al(－,4)与C2Oeq \\al(2－,4)的分布系数相等，即c(C2Oeq \\al(2－,4))＝c(HC2Oeq \\al(－,4))，pH＝4.2，可知：Ka(HC2Oeq \\al(－,4))＝eq \f(cH＋×cC2O\\al(2－,4),cHC2O\\al(－,4))＝c(H＋)＝1×10－4.2，故Kh＝Kw/Ka＝eq \f(1×10－14,10－4.2)＝10－9.8，数量级为10－10，C错误；D.由滴定过程可知：n点加10 mL NaOH，溶质为Na2C2O4和NaHC2O4，且二者的浓度相等；p点pH＝7，溶为Na2C2O4和NaHC2O4 (少量)；q点加入20 mL NaOH，溶质为Na2C2O4，Na2C2O4越多水解程度越大，水的电离程度越大，故水的电离程度最大是q点 ，D正确。]
坐标为对数或负对数的图像分析
1．常见定量关系
对于二元弱酸H2A，Ka1＝eq \f(cH＋·cHA－,cH2A)，Ka2＝eq \f(cH＋·cA2－,cHA－)，pKa1＝pH－lg eq \f(cHA－,cH2A)，pKa2＝pH－lg eq \f(cA2－,cHA－)。
(1)当c(HA－)＝c(H2A)时，pKa1＝pH，Ka1＝c(H＋)。
(2)当c(A2－)＝c(HA－)时，pKa2＝pH，Ka2＝c(H＋)。
2．常见图像示例分析
(1)常温下，二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液，所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示：
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(L1代表lg \f(cHY－,cH2Y)与pH变化的关系,H2Y的pKa1＝2－0.7＝1.3，pKa2＝3＋1.3＝4.3,e点：cH2Y＝cY2－))
(2)常温下将KOH溶液滴入二元弱酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系图：
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(二元弱酸H2X一级电离程度远大于二级电离程度,lg \f(cX2－,cHX－)越大，表示电离程度越大，因而N, 代表一级电离的曲线，M代表二级电离的曲, 线，可以根据n点、m点的坐标计算pKa1＝, 4.8－0.4＝4.4，pKa2＝4.8－－0.6＝5.4))
(3)pOH—pH曲线
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Q点为中性：cH＋H2O＝, cOH－H2O＝1×10－a ml·L－1,M点为酸性：cOH－H2O＝, 1×10－b ml·L－1,N点为碱性：cH＋H2O＝, 1×10－b ml·L－1))
25 ℃时，向某二元弱酸H2X的溶液中滴加NaOH溶液，混合溶液中lg eq \f(cX2－,cHX－)或lg eq \f(cHX－,cH2X)与pH的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．Ka2(H2X)的数量级为10－9
B．m曲线表示lg eq \f(cHX－,cH2X)与pH的变化关系
C．25 ℃时，NaHX溶液中c(X2－)>c(H2X)
D．pH＝8时，eq \f(cX2－,cH2X)＝10－0.7
[思路点拨] (1)Ka1＝eq \f(cHX－·cH＋,cH2X)⇒pH＋lg Ka1＝lg eq \f(cHX－,cH2X)，同理：pH＋lg Ka2＝lg eq \f(cX2－,cHX－)。
(2)当pH＝7.4时，lg eq \f(cHX－,cH2X)＝1，可求lg Ka1＝－6.4，当pH＝9.3时，lg eq \f(cX2－,cHX－)＝－1，可求lg Ka2＝－10.3。
(3)Ka1·Ka2＝eq \f(cX2－·c2H＋,cH2X)，pH＝8可求eq \f(cX2－,cH2X)＝eq \f(Ka1·Ka2,c2H＋)＝10－0.7。
D [B项，在相同条件下，Ka1>Ka2，然后结合图像知，曲线m表示lg eq \f(cX2－,cHX－)与pH的关系，曲线n表示lg eq \f(cHX－,cH2X)与pH的关系，错误；A项，根据m曲线上的点(9.3，－1)可以计算出H2X的Ka2＝10－1－9.3＝10－10.3，根据n曲线上的点(7.4,1)可以计算出Ka1＝101－7.4＝10－6.4，H2X的Ka2＝10－10.3＝100.7－11＝100.7×
10－11，故Ka2(H2X)的数量级为10－11，错误；C项，由H2X的Ka1＝10－6.4、Ka2＝10－10.3可知，25 ℃时，HX－的电离常数为10－10.3，HX－的水解平衡常数Kh＝eq \f(Kw,Ka1)＝10－7.6，Ka2
c(X2－)，错误。]
1．酒石酸(简写为H2R)是葡萄酒中主要的有机酸之一。在25 ℃时，调节25 mL 0.1 ml·L－1酒石酸溶液的pH，溶液中R2－及HR－的pc与pH的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。图中pc表示R2－或HR－的浓度负对数(pc＝－lg c)。下列有关叙述错误的是( )
A．酒石酸的Ka1约为1×10－3
B．b点：c(HR－)>c(R2－)>c(OH－)
C．由a点经b点到c点的过程中，水的电离程度先增大后减小
D．酒石酸可与Na2CO3溶液反应产生CO2
C [随溶液的pH增大，H2R的电离程度增大，溶液中c(HR－)先增大后减小，c(R2－)逐渐增大，则溶液中－lg c(HR－)先减小后增大，－lg c(R2－)一直减小。a点时pH＝0，c(H＋)＝1 ml·L－1，－lg c(HR－)＝4，c(HR－)＝10－4 ml·L－1，c(H2R)＝0.1 ml·L－1，Ka1＝eq \f(cH＋·cHR－,cH2R)＝eq \f(1×10－4,0.1)＝1×10－3，A正确；b点时，－lg c(HR－)最小，则c(HR－)最大，说明溶液中既存在HR－H＋＋R2－，又存在HR－＋H2OOH－＋H2R，pH<4.4，溶液显酸性，则HR－电离程度大于水解程度，c(HR－)>c(R2－)>c(OH－)，B正确；a点为H2R，由a点经b点到c点的过程中，溶液中含R微粒变化为H2R至HR－至HR－和R2－，对水的电离抑制程度逐渐减小，水的电离程度一直在增大，C错误；酒石酸可与Na2CO3溶液反应产生CO2，H2R＋Na2CO3===Na2R＋H2O＋CO2↑，D正确。]
2．常温下将NaOH溶液滴加到H2A溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示，纵坐标为lg eq \f(cHA－,cH2A)或lg eq \f(cA2－,cHA－)。下列叙述中错误的是( )
A．H2A溶液中eq \f(cH2A,cHA－)B．恰好完全中和时：c(OH－)＝2c(HA－)＋c(H2A)＋(H＋)
C．eq \f(c2HA－,cH2A·cA2－)＝104
D．a、b点溶液中均存在c(Na＋)<2c(A2－)＋c(HA－)
B [由图可知M、N分别代表lg eq \f(cHA－,cH2A)、lg eq \f(cA2－,cHA－)与pH的关系曲线，Ka1＝10－2.6，Ka2＝10－6.6。恰好完全中和时，溶液中溶质为Na2A，根据质子守恒：c(OH－)＝c(HA－)＋2c(H2A)＋c(H＋)，B项错误。]
3．N2H4为二元弱碱，在水中的电离方式与NH3相似。室温下，通过调节pH，使混合溶液中c(N2H4)＋c(N2Heq \\al(＋,5))＋c(N2Heq \\al(2＋,6))＝0.01 ml·L－1，lg水c(H＋)与lgeq \f(cN2H\\al(＋,5),cN2H4)或lgeq \f(cN2H\\al(2＋,6),cN2H\\al(＋,5))的关系如图所示，下列说法错误的是( )
A．曲线L1代表lg水c(H＋)与lgeq \f(cN2H\\al(2＋,6),cN2H\\al(＋,5))的变化关系
B．Kb2＝10－15
C．Z点溶液中c(H＋)＞c(OH－)，溶液显酸性
D．Y点c(N2H4)＝c(N2Heq \\al( ＋ ,5))＝c(N2Heq \\al(2 ＋ ,6))
D [A.Kb1＝eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(N2H\\al(＋,5)))·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH－)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(N2H4)))，Kb2＝eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(N2H\\al(2＋,6)))·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH－)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(N2H\\al(＋,5))))，Kb2eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(N2H\\al(2＋,6))),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(N2H\\al(＋,5))))，所以曲线L1代表lg水c(H＋)与lgeq \f(cN2H\\al(2＋,6),cN2H\\al(＋,5))的变化关系，故A正确；B.根据图示，pH＝7时，eq \f(cN2H\\al(2＋,6),cN2H\\al(＋,5))＝10－8，所以Kb2＝10－15，故B正确；C.Z点溶液，随水电离的氢离子浓度减小，eq \f(cN2H\\al(＋,5),cN2H4)增大，可知溶液呈酸性，c(H＋)＞c(OH－)，故C正确； D．根据图示，Y点eq \f(cN2H\\al(＋,5),cN2H4)不等于1、eq \f(cN2H\\al(2＋,6),cN2H\\al(＋,5))不等于1，所以c(N2H4)≠c(N2Heq \\al(＋,5))≠c(N2Heq \\al(2＋,6))，故D错误。]
1．(2022·辽宁选择性考试，T15)甘氨酸(NH2CH2COOH)是人体必需氨基酸之一，在25 ℃时，NHeq \\al(＋,3)CH2COOH、NHeq \\al(＋,3)CH2COO－和NH2CH2COO－的分布分数[如δ(A2－)＝eq \f(cA2－,cH2A＋cHA－＋cA2－)]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．NHeq \\al(＋,3)CH2COO－＋H2ONHeq \\al(＋,3)CH2COOH＋OH－的平衡常数K＝10－11.65
D．c2(NHeq \\al(＋,3)CH2COO－)D [NH2CH2COOH中存在—NH2和—COOH，所以溶液既有酸性又有碱性，故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NHeq \\al(＋,3)CH2COOH的分布分数随溶液pH的变化，曲线b表示NHeq \\al(＋,3)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，故B正确；NHeq \\al(＋,3)CH2COO－＋H2ONHeq \\al(＋,3)CH2COOH＋OH－的平衡常数K＝eq \f(cNH\\al(＋,3)CH2COOH·cOH－,cNH\\al(＋,3)CH2COO－)，25 ℃时，根据a，b曲线交点坐标(2.35,0.50)可知，pH＝2.35时，c(NHeq \\al(＋,3)CH2COO－)
＝c(NHeq \\al(＋,3)CH2COOH)，则K＝c(OH－)＝eq \f(Kw,cH＋)＝10－11.65，故C正确；由C项分析可知，eq \f(cNH\\al(＋,3)CH2COOH,cNH\\al(＋,3)CH2COO－)＝eq \f(10－11.65,cOH－)，根据b，c曲线交点坐标(9.78,0.50)分析可得电离平衡NHeq \\al(＋,3)CH2COO－NH2CH2COO－＋H＋的电离常数为K1＝10－9.78，eq \f(cNH2CH2COO－,cNH\\al(＋,3)CH2COO－)＝eq \f(K1,cH＋)＝eq \f(10－9.78,cH＋)，则eq \f(cNH\\al(＋,3)CH2COOH,cNH\\al(＋,3)CH2COO－)×eq \f(cNH2CH2COO－,cNH\\al(＋,3)CH2COO－)＝eq \f(10－11.65,cOH－)×eq \f(10－9.78,cH＋)<1，即c2(NHeq \\al(＋,3)CH2COO－)>c(NHeq \\al(＋,3)CH2COOH)·
c(NH2CH2COO－)，故D错误。]
2．(2020·全国Ⅰ卷，T13)以酚酞为指示剂，用0.100 0 ml·L－1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。
[比如A2－的分布系数：
δ(A2－)＝eq \f(cA2－,cH2A＋cHA－＋cA2－)]
下列叙述正确的是( )
A．曲线①代表δ(H2A)，曲线②代表δ(HA－)
B．H2A溶液的浓度为0.200 0 ml·L－1
C．HA－的电离常数Ka＝1.0×10－2
D．滴定终点时，溶液中c(Na＋)<2c(A2－)＋c(HA－)
C [由题图可知加入40 mL NaOH溶液时达到滴定终点，又H2A为二元酸，则H2A溶液的浓度为0.100 0 ml·L－1，由题图可知，没有加入NaOH溶液时，H2A溶液的pH约为1.0，分析可知H2A第一步完全电离，曲线①代表δ(HA－)，曲线②代表δ(A2－)，A项错误，B项错误；由题图可知δ(HA－)＝δ(A2－)时溶液pH＝2.0，即c(HA－)＝c(A2－)时溶液pH＝2.0，则Ka(HA－)＝eq \f(cH＋·cA2－,cHA－)＝1.0×
10－2，C项正确；滴定终点时溶液中存在的离子有Na＋、H＋、A2－、HA－、OH－，根据电荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)，此时c(H＋)<
c(OH－)，则c(Na＋)＞2c(A2－)＋c(HA－)，D项错误。]
3．(2020·山东等级考，T15改编)25 ℃时，某混合溶液中c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.1 ml·L－1，lg c(CH3COOH)、lg c(CH3COO－)、lg c(H＋)和lg c(OH－)随pH变化的关系如图所示。Ka为CH3COOH的电离常数，下列说法错误的是( )
A．N点时，c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)
B．N点时，pH＝－lg Ka
C．该体系中，c(CH3COOH)＝eq \f(0.1cH＋,Ka＋cH＋) ml·L－1
D．pH由7到14的变化过程中，CH3COO－的水解程度始终增大
D [观察题图可知，MO线代表lg c(H＋)随pH的变化关系，OP线代表lg c(OH－)随pH的变化关系，NP线代表lg c(CH3COOH)随pH的变化关系，MN线代表lg c(CH3COO－)随pH的变化关系，故在题图中N点时，c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)，A正确；由于N点时c(CH3COO－)＝c(CH3COOH)，根据Ka＝eq \f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)，可得N点时Ka＝c(H＋)，则pH＝－lg Ka，B正确；该体系中c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.1 ml·L－1 ①，而eq \f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)＝Ka，故c(CH3COO－)＝eq \f(Ka·cCH3COOH,cH＋) ②，联立①②可得c(CH3COOH)＝eq \f(0.1cH＋,Ka＋cH＋) ml·L－1，C正确；CH3COO－的水解反应为CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，pH增大，c(OH－)增大，OH－抑制CH3COO－水解，所以CH3COO－的水解程度随着溶液pH的增大而减小，D错误。]
课时分层作业(四十二)
水溶液中陌生图像分点突破
1．马来酸(用H2B表示)是一种二元弱酸，25 ℃时，某混合溶液中c(H2B)＋c(HB－)＋c(B2－)＝0.1 ml·L－1，测得H2B、HB－、B2－及OH－等离子的pC(pC＝－lg c)随溶液pH的变化关系如图所示，下列说法错误的是( )
A．该温度下，马来酸的电离平衡常数Ka1＝10－1.92
B．当溶液中lg eq \f(cH2B,cB2－)＝2时，pH＝3.075
C．pH＝7时溶液中：c(B2－)>c(H2B)>c(HB－)>c(OH－)
D．混合溶液中c(HB－)＝eq \f(0.1Ka1cH＋,Ka1Ka2＋Ka1cH＋＋c2H＋)
C [pH逐渐升高，c(H2B)减小，pC(H2B)增大，c(B2－)增大，pC(B2－)减小，c(HB－)刚开始增大，后减小，则pC(HB－)先减小后增大，由此可知曲线Ⅰ表示OH－浓度负对数的变化，曲线Ⅱ表示H2B浓度负对数的变化，曲线Ⅲ表示HB－浓度负对数的变化，曲线Ⅳ表示B2－浓度负对数的变化。马来酸的电离平衡常数为Ka1＝eq \f(cHB－·cH＋,cH2B)，a点：c(H2B)＝c(HB－)，c(H＋)＝10－1.92 ml·L－1，故Ka1＝10－1.92，A正确；根据b点计算Ka2＝eq \f(cB2－·cH＋,cHB－)＝c(H＋)＝10－6.23，Ka1·Ka2＝eq \f(cHB－·cH＋,cH2B)·eq \f(cB2－·cH＋,cHB－)，Ka2·Ka1·eq \f(cH2B,cB2－)＝c2(H＋)，已知lg eq \f(cH2B,cB2－)＝2，则c(H＋)＝10－3.075 ml·L－1，故pH＝3.075，B正确；由图可知pH＝7时，c(B2－)>c(HB－)>c(H2B)，C错误；因为c(H2B)＋c(HB－)＋c(B2－)＝0.1 ml·L－1，已知c(H2B)＝eq \f(cHB－·cH＋,Ka1)，c(B2－)＝eq \f(Ka2cHB－,cH＋)，故eq \f(cHB－·cH＋,Ka1)＋c(HB－)＋eq \f(Ka2cHB－,cH＋)＝0.1 ml·L－1，解得c(HB－)＝eq \f(0.1Ka1cH＋,Ka1Ka2＋Ka1cH＋＋c2H＋)，D正确。]
2．(2022·南通一模)25 ℃时，某二元弱酸H2B的电离平衡常数Ka1＝4.31×
10－7，Ka2＝5.60×10－11。向100 mL 0.1 ml·L－1的Na2B溶液中缓慢滴加100 mL 0.2 ml·L－1盐酸，溶液中各粒子的物质的量随加入HCl的物质的量的变化如图所示(H＋和OH－未画出)，下列说法不正确的是( )
A．A点时，c(Na＋)>4c(HB－)
B．B点时，eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(HB－)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2B)))≈7.7×103
C．C点时，c(Cl－)D．D点时，溶液的pH<7
C [A.根据图像可知，在A点时， c(B2－)＝c(Cl－)>c(HB－)，根据物料守恒：c(Na＋)＝2[c(B2－)＋c(HB－)＋c(H2B)]，因此c(Na＋)>4c(HB－)，A正确；B.B点时，c(B2－)＝c(HB－)，则Ka1＝eq \f(cHB－·cH＋,cH2B)，Ka2＝eq \f(cB2－·cH＋,cHB－)＝c(H＋)，因此eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(HB－)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2B)))＝eq \f(Ka1,Ka2)≈7.7×103，B正确；C.根据图像可知，C点时，c(Cl－)>c(HB－) >
c(B2－)，因为此时加入的HCl为0.01 ml，则与Na2B反应后得到NaCl与NaHB浓度比为1∶1的混合液，根据物料守恒：c(Cl－)＝c(B2－)＋c(HB－)＋c(H2B)，又因为eq \f(Kw,Ka1)>Ka2，即HB－水解大于电离，因此溶液中c(H2B)>c(B2－)，因此c(Cl－)>
c(HB－)＋2c(B2－)，C错误；D.到D点时，加入的HCl物质的量为n(HCl)＝0.02 ml，说明Na2B＋2HCl===2NaCl＋H2B恰好反应完，溶液呈酸性，pH<7，D正确。]
3．(2022·徐州检测)铬(Ⅵ)在溶液中能以多种形式存在。25 ℃时，调节初始浓度为0.1 ml·L－1的Na2CrO4溶液的pH，平衡时铬(Ⅵ)在水溶液中各种存在形式的物质的量分数δeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(X))与pH的关系如图所示。已知： Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H2O2CrOeq \\al(2－,4)＋2H＋。下列说法正确的是( )
A．pH＝1时，溶液中c(Cr2Oeq \\al(2－,7))>c(HCrOeq \\al(－,4))>c(H2CrO4)
B．加入少量水稀释，Na2CrO4溶液中离子总数减小
C．H2CrO4的eq \f(Ka1,Ka2)为106.25
D．pH＝4时，溶液中2c(Cr2Oeq \\al(2－,7))＋c(HCrOeq \\al(－,4))＋c(OH－)＝c(H＋)
A [A.由图可知，pH＝1时，溶液中c(Cr2Oeq \\al(2－,7))>c(HCrOeq \\al(－,4))>c(H2CrO4)，A正确；B.加入少量水稀释，Na2CrO4溶液中Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H2O2CrOeq \\al(2－,4)＋2H＋，平衡正向移动，溶液中离子总数增加，B错误；C.由图像可知，Ka1＝10－0.75、Ka2＝10－6.5，eq \f(Ka1,Ka2)为105.75，C错误；D.pH＝4时，溶液中2c(Cr2Oeq \\al(2－,7))＋c(HCrOeq \\al(－,4))＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)，D错误。]
4．常温下，向20 mL 0.1 ml·L－1 NaB溶液中滴入等浓度的HA溶液，所得溶液中lg eq \f(cA－,cB－)与lg eq \f(cHA,cHB)的关系如图所示，已知Ka(HA)＝2.5×10－4。下列说法错误的是( )
A．pH＝5时，eq \f(cHB·cA－,cB－·cHA)的值比pH＝3的小
B．滴入20 mL HA溶液后，溶液中存在关系：c(A－)>c(HB)
C．Kh(NaB)＝4×10－10
D．滴入20 mL HA溶液后，溶液中存在关系：c(A－)＋c(B－)>c(Na＋)
A [由坐标(－1,0)可得lg eq \f(cHA,cHB)＝－1时，lg eq \f(cA－,cB－)＝0，计算出eq \f(KaHA,KaHB)＝10，常温下Ka(HA)＝2.5×10－4，则Ka(HB)＝2.5×10－5。eq \f(cHBcA－,cB－cHA)·eq \f(cH＋,cH＋)＝eq \f(\f(cA－·cH＋,cHA),\f(cB－·cH＋,cHB))＝eq \f(KaHA,KaHB)，K只与温度有关，与溶液pH无关，A错误；滴入20 mL HA溶液后，发生反应NaB＋HA===NaA＋HB，此时溶液溶质为物质的量之比为1∶1的NaA和HB，Kh(HA)＝eq \f(Kw,KaHA)＝eq \f(1×10－14,2.5×10－4)＝4×10－11，HB的电离程度大于A－的水解程度，则c(A－)>c(HB)，B正确；Kh(NaB)＝eq \f(Kw,KaHB)＝eq \f(10－14,2.5×10－5)＝4×10－10，C正确；根据电荷守恒得，c(A－)＋c(B－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，此时HB电离程度大于A－水解程度，溶液显酸性，c(OH－)c(Na＋)，D正确。]
5．(2022·南京检测)如图是亚砷酸As(OH)3和酒石酸(H2T，lg Ka1＝－3.04，lg Ka2＝－4.37)混合体系中部分物种的c－pH图(浓度：总As为5.0×10－4
ml·L－1，总T为1.0×10－3ml·L－1)。下列说法错误的是( )
A．As(OH)3的lg Ka1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
D [由图分析，左侧纵坐标浓度的数量级为10－3 ml·L－1，右坐标浓度的数量级为10－6 ml·L－1，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{ [As(OH)OT]2－}先变大后逐渐减小，两者浓度均为右坐标，说明变化的程度很小，当pH＝4.6时，c{ [As(OH)2T]－ }＝c{ [As(OH)OT]2－}，Ka＝c(H＋)＝10－4.6。pH继续增大，则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＋，当pH＝9.1时，c{ [As(OH)2O]－ }＝c[As(OH)3]，Ka1＝c(H＋)＝10－9.1，lg Ka1为－9.1，故A正确；B.[As(OH)2T]－ [As(OH)OT]2－＋H＋，当pH＝4.6时，Ka＝c(H＋)＝10－4.6，而由A选项计算得As(OH)3的，Ka1＝c(H＋)＝10－9.1，即Ka>Ka1，所以[As(OH)2T]－的酸性比As(OH)3的强，故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 ml·L－1，[As(OH)2T]－的浓度为右坐标，浓度的数量级为10－6 ml·L－1，所以pH＝3.1时，As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]－的高，故C正确；D.由可知条件，酒石酸(H2T，lg Ka1＝－3.04，lg Ka2＝－4.37)，As(OH)3的lg Ka1为－9.1，即酒石酸的第一步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，故D错误。]
6．Na2CO3、NaHCO3是两种常见钠的化合物，其水溶液都呈碱性。已知25 ℃，H2CO3的电离常数Ka1＝4.0×10－7，Ka2＝5.6×10－11。
(1) NaHCO3溶液显碱性的理由是________。泡沫灭火器中存放的物质主要是NaHCO3和Al2(SO4)3溶液，使用时，将两物质混合即可产生大量的CO2气体，写出反应的离子方程式_______________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)常温下，现有浓度均为0.1 ml/L的Na2CO3和NaHCO3溶液，两种溶液等体积混合后，溶液中离子浓度由大到小的顺序是________。
(3)常温下，向20.00 mL Na2CO3溶液中逐滴滴加0.1 ml/L盐酸。
量取20.00 mL Na2CO3溶液应选用的仪器是________(填“酸式滴定管”“碱式滴定管”或“量筒”)，将量取的Na2CO3溶液注入锥形瓶中，滴入几滴酚酞作指示剂，用0.100 0 ml/L的标准盐酸进行滴定，滴定终点的现象是________。若消耗盐酸的体积为21.40 mL，则c(Na2CO3)＝________ml/L(结果保留四位有效数字)。
(4)如图为某实验测得0.1 ml/L NaHCO3溶液在升温过程中(不考虑水挥发)的pH变化曲线。下列说法正确的是________。
A．a点溶液的c(OH－)比c点溶液的小
B．a点时，KwC．b点溶液中，c(Na＋)＝c(HCOeq \\al(－,3))＋2c(COeq \\al(2－,3))
D．ab段，pH减小说明升温抑制了HCOeq \\al(－,3)的水解
[解析] (1)NaHCO3溶液中存在HCOeq \\al(－,3)的水解和电离，HCOeq \\al(－,3)的水解常数为Kh＝eq \f(Kw,Ka1)＝eq \f(1×10－14,4.0×10－7)＝2.5×10－8，因为Ka2c(COeq \\al(2－,3))，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na＋)>c(HCOeq \\al(－,3))>c(COeq \\al(2－,3))>c(OH－)>c(H＋)；(3)Na2CO3溶液显碱性，应选用的仪器是碱式滴定管；Na2CO3溶液注入锥形瓶中，滴入几滴酚酞作指示剂后溶液为红色，用0.100 0 ml/L的标准盐酸进行滴定，滴定终点的现象是：滴入最后半滴标准溶液后，溶液由红色变为无色，且半分钟内不恢复；21.40 mL 0.100 0 ml/L盐酸中HCl的物质的量为n＝cV＝0.100 0 ml·L－1×0.021 4 L＝2.140×10－3 ml，用酚酞作指示剂，滴定终点是NaHCO3，根据方程式Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl可知，Na2CO3的物质的量为2.140×10－3 ml，ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(Na2CO3))＝eq \f(n\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(Na2CO3)),V)＝eq \f(2.140×10－3ml,0.02 L)＝0.107 0 ml·L－1；(4)A.由题图可知a点、c点pH相同，升温时Kw变大，所以c(OH－)增大，即a点溶液的c(OH－)比c点溶液的小，A正确；B.a点NaHCO3溶液显碱性，故HCOeq \\al(－,3)水解程度大于电离程度，即水解常数Kh>Ka2，而Kh＝eq \f(Kw,Ka1)，即eq \f(Kw,Ka1)>Ka2，可得Kw>Ka1·Ka2，B错误；C.b点溶液中，根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq \\al(－,3))＋2c(COeq \\al(2－,3))＋c(OH－)，此时溶液显碱性c(OH－)>c(H＋)，故c(Na＋)>c(HCOeq \\al(－,3))＋2c(COeq \\al(2－,3))，C错误；D.升温促进水解，故ab段pH减小不是升温抑制了HCOeq \\al(－,3)的水解，D错误。
[答案] (1)NaHCO3溶液中存在HCOeq \\al(－,3)的水解和电离，HCOeq \\al(－,3)的水解常数为Kh＝eq \f(Kw,Ka1)＝eq \f(1×10－14,4.0×10－7)＝2.5×10－8，因为Ka2c(HCOeq \\al(－,3))>c(COeq \\al(2－,3))>c(OH－)
>c(H＋) (3)碱式滴定管 滴入最后半滴标准溶液后，溶液由红色变为无色，且半分钟内不恢复 0.107 0 (4)A一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以草酸H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH分布系数，δ1为CH3COO－分布系数
δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2Oeq \\al(－,4)分布系数、δ2为C2Oeq \\al(2－,4)分布系数