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2025届高考化学一轮总复习真题演练第9章水溶液中的离子反应与平衡第46讲水溶液中的离子平衡图像
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下列说法正确的是( )
A.图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸
B.当滴加盐酸的体积为V1 mL时(a点、b点),所发生的反应用离子方程式表示为HCO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) +H+===CO2↑+H2O
C.根据pH-V(盐酸)图,滴定分析时,c点可用酚酞、d点可用甲基橙作为指示剂指示滴定终点
D.Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) )=c(OH-)-c(H+)
解析:选C。A.碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠的水解程度,故碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠的碱性,碳酸钠与盐酸反应先生成碳酸氢钠,再产生二氧化碳气体,故图中甲、丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,A错误;B.当滴加盐酸的体积为V1 mL时(a点、b点),压强并未发生变化,说明无CO2产生,B错误;C.根据pH-V(盐酸)图,滴定分析时,c点的pH在9左右,在酚酞的变色范围之内,故可用酚酞作为指示剂指示滴定终点;d点的pH在4左右,在甲基橙的变色范围之内,故可用甲基橙作为指示剂指示滴定终点,C正确;D.根据质子守恒,Na2CO3 溶液中满足2c(H2CO3)+c(HCO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) )=c(OH-)-c(H+),NaHCO3溶液中满足c(H2CO3)-c(CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) )=c(OH-)-c(H+),D错误。
2.(2023·新高考北京卷)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:①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。
②图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 eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) )=Ksp(MgCO3)[注:起始c(Na2CO3)=0.1 ml·L-1,不同pH下c(CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) )由图1得到]。
下列说法不正确的是( )
A.由图1,pH=10.25,c(HCO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) )=c(CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) )
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(H2CO3)+c(HCO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) )+c(CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) )=0.1 ml·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 eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) ===MgCO3↓+CO2↑+H2O
解析:选C。从题图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;从题图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;从题图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,根据元素守恒,溶液中c(H2CO3)+c(HCO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) )+c(CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) )Ksp(CdS),下列说法正确的是( )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.③为pH与-lg c(HS-)的关系曲线
C.Ka1(H2S)=10-8.1
D.Ka2(H2S)=10-14.7
解析:选D。根据Ka1= eq \f(c(H+)·c(HS-),c(H2S)) ,可得-lg c(H+)-lg c(HS-)=-lg [Ka1c(H2S)],即pH-lg c(HS-)=-lg [Ka1c(H2S)],pH和-lg c(HS-)符合x+y=-lg [Ka1c(H2S)] 的函数关系,同理,Ka1Ka2= eq \f(c2(H+)·c(S2-),c(H2S)) ,-2lg c(H+)-lg c(S2-)=-lg [Ka1·Ka2c(H2S)],即2pH-lg c(S2-)=-lg [Ka1Ka2c(H2S)],pH和-lg c(S2-)符合2x+y=-lg [Ka1Ka2c(H2S)]的函数关系,故④表示pH与-lg c(HS-)的关系曲线,③表示pH与-lg c(S2-) 的关系曲线;根据c(Cd2+)·c(S2-)=c(Cd2+)× eq \f(Ka1Ka2c(H2S),c2(H+)) =Ksp(CdS),可得-lg c(Cd2+)-[-2lg c(H+)]=-lg eq \f(Ksp(CdS),Ka1Ka2c(H2S)) ,-lg c(Cd2+)-2pH=-lg eq \f(Ksp(CdS),Ka1Ka2c(H2S)) ,-lg c(Cd2+)、pH符合y-2x=-lg eq \f(Ksp(CdS),Ka1Ka2c(H2S)) 的函数关系,同理-lg c(Ni2+)、pH符合y-2x=-lg eq \f(Ksp(NiS),Ka1Ka2c(H2S)) 的函数关系,又Ksp(NiS)>Ksp(CdS),故NiS对应的y轴截距小,②表示pH与-lg c(Ni2+)的关系曲线,①表示pH与-lg c(Cd2+)的关系曲线。④表示pH与-lg c(HS-)的关系曲线,符合x+y=-lg [Ka1c(H2S)]的函数关系,代入(4.2,3.9),即4.2+3.9=-lg (Ka1×0.1),Ka1×0.1=10-8.1,Ka1=10-7.1,C项错误;③表示pH与-lg c(S2-)的关系曲线,符合2x+y=-lg [Ka1Ka2c(H2S)]的函数关系,代入(4.9,13.0),即4.9×2+13.0=-lg [10-7.1×Ka2×0.1],10-7.1×Ka2×0.1=10-22.8,Ka2=10-14.7,B项错误,D项正确;①表示pH与-lg c(Cd2+) 的关系曲线,符合y-2x=-lg eq \f(Ksp(CdS),Ka1Ka2c(H2S)) 的函数关系,代入(4.9,13.0),即13.0-4.9×2=-lg eq \f(Ksp(CdS),Ka1Ka2c(H2S)) ,Ksp(CdS)=Ka1Ka2·c(H2S)×10-3.2=10-7.1×10-14.7×0.1×10-3.2=10-26,A项错误。
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