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專題6 電離平衡 鹽類水解 沉淀溶解平衡(含解析)

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專題6 電離平衡 鹽類水解 沉淀溶解平衡(含解析)

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專題6 電離平衡 鹽類水解 沉淀溶解平衡
綱 舉 目 張
考向1 微粒濃度大小關系及守恒關系
1. (2024·湖南卷)常溫下Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20 mL 0.10 mol/L NaOH溶液中緩慢滴入相同濃度的HCOOH溶液,混合溶液中某兩種離子的濃度隨加入HCOOH溶液體積的變化關系如圖所示。下列說法錯誤的是(   )
A. 水的電離程度:MB. M點:2c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
C. 當V(HCOOH)=10 mL時,c(OH-)=c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-)
D. N點:c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)>c(HCOOH)
2. (2023·湖南卷)常溫下,用濃度為0.020 0mol/LNaOH標準溶液滴定濃度均為0.020 0mol/LHCl和CH3COOH的混合溶液,滴定過程中溶液的pH隨η[η=]的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是(   )
A. Ka(CH3COOH)約為10-4.76
B. 點a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C. 點b:c(CH3COOH)D. 水的電離程度:a3. (2023·福建卷)25 ℃時,某二元酸(H2A)的Ka1=10-3.04、Ka2=10-4.37。1.0 mol/L NaHA溶液稀釋過程中δ(H2A)、δ(HA-)、δ(A2-)與pc(Na+)的關系如圖所示。已知pc(Na+)=-lg c(Na+),HA-的分布系數δ(HA-)=。下列說法錯誤的是(   )
A. 曲線n為δ(HA-)的變化曲線
B. a點:pH=4.37
C. b點:2c(H2A)+c(HA-)=c(Na+)
D. c點:c(Na+)+c(H+)=3c(HA-)+c(OH-)
4. (2024·新課標卷)常溫下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的兩種溶液中,分布系數δ與pH的變化關系如圖所示[如:δ(CH2ClCOO-)=]。
下列敘述正確的是(   )
A. 曲線4表示δ(CHCl2COO-)隨pH的變化關系
B. 若酸的初始濃度為0.10 mol/L,則a點對應的溶液中有c(CHCl2COO-)+c(OH-)=c(H+)
C. CH2ClCOOH的電離常數Ka=10-1.3
D. pH=2.08,=
5. (2024·安徽卷)環境保護工程師研究利用Na2S、FeS和H2S處理水樣中的Cd2+。已知25 ℃時,H2S飽和溶液濃度約為0.1 mol/L,Ka1(H2S)=10-6.97,Ka2(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,Ksp(CdS)=10-26.10。下列說法錯誤的是(   )
A. Na2S溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B. 0.01 mol/L Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C. 向c(Cd2+)=0.01 mol/L的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8mol/L
D. 向c(Cd2+)=0.01 mol/L的溶液中通入H2S氣體至飽和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
6. (2024·湖北卷)CO2氣氛下,Pb(ClO4)2溶液中含鉛物種的分布如圖??v坐標(δ)為組分中鉛占總鉛的質量分數。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5mol/L,pKa1(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1。下列說法錯誤的是(   )
A. pH=6.5時,溶液中c(CO)B. δ(Pb2+)=δ(PbCO3)時,c(Pb2+)<1.0×10-5mol/L
C. pH=7時,2c(Pb2+)+c<2c(CO)+c(HCO)+c(ClO)
D. pH=8時,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3會溶解
7. (2023·湖北卷)H2L為某鄰苯二酚類配體,其pKa1=7.46,pKa2=12.4。常溫下構建Fe(Ⅲ)-H2L溶液體系,其中c0(Fe3+)=2.0×10-4mol/L,c0(H2L)=5.0×10-3mol/L。體系中含Fe物種的組分分布系數δ與pH的關系如圖所示,分布系數δ(x)=,已知lg2≈0.30,lg3≈0.48。下列說法正確的是(   )
A. 當pH=1時,體系中c(H2L)>c([FeL]+)>c(OH-)>c(HL-)
B. pH在9.5~10.5之間,含L的物種主要為L2-
C. L2-+[FeL]+ [FeL2]-的平衡常數的lgK約為14
D. 當pH=10時,參與配位的c(L2-)≈1.0×10-3mol/L
考向2 電解質溶液平衡的綜合問題
8. (2024·山東卷)常溫下Ag(Ⅰ)-CH3COOH水溶液體系中存在反應:Ag++CH3COO-?CH3COOAg(aq),平衡常數為K。已知初始濃度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 mol/L,所有含碳物種的摩爾分數與pH變化關系如圖所示(忽略溶液體積變化)。下列說法正確的是(   )
A. 曲線Ⅱ表示CH3OOOH的變化情況
B. CH3COOH的電離平衡常數Ka=10-n
C. pH=n時,c(Ag+)=mol/L
D. pH=10時,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=0.08 mol/L
9. (2022·江蘇卷)一種捕集煙氣中CO2的過程如圖所示。室溫下以0.1 mol/L KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液體積變化和H2O揮發可忽略,溶液中含碳物種的濃度c總=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)。H2CO3電離常數分別為Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列說法正確的是(   )
A. KOH吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)>c(HCO)
B. KOH完全轉化為K2CO3時,溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
C. KOH溶液吸收CO2,c總=0.1 mol/L溶液中:c(H2CO3)>c(CO)
D. 如圖所示的“吸收”“轉化”過程中,溶液的溫度下降
10. (2022·湖南卷)一種脫除和利用水煤氣中CO2方法的示意圖如圖所示:
某溫度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c(CO)∶c(HCO)=1∶2,則該溶液的pH=________(該溫度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7,Ka2=5.0×10-11)。
考向3 酸堿中和滴定 電離常數的測定
11. (2022·廣東卷)食醋是烹飪美食的調味品,有效成分主要為醋酸(用HAc表示)。HAc的應用與其電離平衡密切相關。25℃時,HAc的Ka=1.75×10-5=10-4.76。
(1)配制250mL0.1mol/LHAc溶液,需5mol/LHAc溶液的體積為__________mL。
(2)下列關于250mL容量瓶的操作正確的是______(填字母)。
(3)某小組研究25℃下HAc電離平衡的影響因素。
提出假設。稀釋HAc溶液或改變Ac-濃度,HAc電離平衡會發生移動。設計方案并完成實驗用濃度均為0.1mol/LHAc和NaAc溶液,按下表配制總體積相同的系列溶液;測定pH,記錄數據。
序號 V(HAc)/mL V(NaAc)/mL V(H2O)/mL pH
Ⅰ 40.00 — — 0 2.86
Ⅱ 4.00 — 36.00 0 3.36

Ⅶ 4.00 a b 3∶4 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1∶1 4.65
①根據表中信息,補充數據:a=____________,b=______________。
②由實驗Ⅰ和Ⅱ可知,稀釋HAc溶液,電離平衡______(填“正”或“逆”)向移動;結合表中數據,給出判斷理由:________________________________________________________________________。
③由實驗Ⅱ~Ⅷ可知,增大Ac-濃度,HAc電離平衡逆向移動。實驗結論假設成立。
(4)小組分析上表數據發現:隨著的增加,c(H+)的值逐漸接近HAc的Ka。
查閱資料獲悉:一定條件下,按=1配制的溶液中,c(H+)的值等于HAc的Ka。
對比數據發現,實驗Ⅷ中pH=4.65與資料數據Ka=10-4.76存在一定差異;推測可能由物質濃度準確程度不夠引起,故先準確測定HAc溶液的濃度再驗證。
①移取20.00mLHAc溶液,加入2滴酚酞溶液,用0.100 0mol/LNaOH溶液滴定至終點,消耗體積為22.08mL,則該HAc溶液的濃度為__________________mol/L。畫出上述過程的滴定曲線示意圖并標注滴定終點。
②用上述HAc溶液和0.100 0mol/LNaOH溶液,配制等物質的量的HAc與NaAc混合溶液,測定pH,結果與資料數據相符。
(5)小組進一步提出:如果只有濃度均約為0.1mol/L的HAc和NaOH溶液,如何準確測定HAc的Ka?小組同學設計方案并進行實驗。請完成下表中Ⅱ的內容。
Ⅰ 移取20.00mLHAc溶液,用NaOH溶液滴定至終點,消耗NaOH溶液V1mL
Ⅱ ____________________________________________,測得溶液的pH為4.76
實驗總結得到的結果與資料數據相符,方案可行。
(6)根據Ka可以判斷弱酸的酸性強弱。寫出一種無機弱酸及其用途:_________________________ ___________________________________________________________________。
考向4 鹽類水解的綜合應用
12. 判斷正誤(正確的畫“√”,錯誤的畫“×”)。
甲  乙
(1) (2018·江蘇卷)圖甲是室溫下用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定 20.00 mL 0.100 0 mol/L某一元酸HX的滴定曲線,說明HX是一元強酸。(×)
(2) 圖乙表示0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L CH3COOH溶液所得到的滴定曲線。(×)
(3) 碳酸鈉可用于去除餐具的油污。(√)
(4) (2020·北京卷)用明礬[KAl(SO4)2·12H2O]處理污水是利用了氧化還原反應。(×)
(5) 配制氯化鐵溶液時,將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋。(√)
考向5 沉淀溶解平衡及沉淀轉化平衡
13. (2024·黑吉遼卷) 25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。
某實驗小組以K2CrO4為指示劑,用AgNO3標準溶液分別滴定含Cl-水樣、含Br-水樣。
已知:①Ag2CrO4為磚紅色沉淀;
②相同條件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25 ℃時,pKa1(H2CrO4)=0.7,pKa2(H2CrO4)=6.5。
下列說法錯誤的是(   )
A. 曲線②為AgCl沉淀溶解平衡曲線
B. 反應Ag2CrO4+H+2Ag++HCrO的平衡常數K=10-5.2
C. 滴定Cl-時,理論上混合液中指示劑濃度不宜超過10-2.0 mol/L
D. 滴定Br-達終點時,溶液中=10-0.5
14. (2024·全國甲卷)將0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL懸濁液,向其中滴加 0.10 mol/L的NaCl溶液。lg(M代表Ag+、Cl-或CrO)隨加入NaCl溶液體積(V)的變化關系如圖所示。
下列敘述正確的是(   )
A. 交點a處:c(Na+)=2c(Cl-)
B. =10-2.21
C. V≤2.0 mL時,不變
D. y1=-7.82,y2=-lg34
15. (1)(2022·江蘇卷)已知:Ksp(FeS)=6.5×10-18,Ksp [Fe(OH)2] =5.0×10-17, H2S的電離常數分別為 Ka1=1.1×10-7、Ka2=1.3×10-13,在酸性溶液中,反應FeS+H+Fe2++HS-的平衡常數K的數值為____________。
(2)(2019·江蘇卷)室溫下,反應CaSO4(s)+CO (aq) CaCO3(s)+SO (aq)達到平衡,則溶液中=________________[Ksp(CaSO4)=4.8×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9]。
(3)(2022·湖北卷)溫度為T時,Ksp[Ca(OH)2]=x,則Ca(OH)2飽和溶液中c(OH-)=__________________(用含x的代數式表示)。
(4)(2023·湖北卷)已知Ksp=5.9×10-15,若“沉鈷過濾”的pH控制為10.0,則溶液中Co2+濃度為________________mol/L?!?50 ℃煅燒”時生成Co3O4的化學方程式為________________________________________。
1. (2024·福州質檢2月)電位滴定法的原理:反應終點被測離子濃度的數量級發生突躍,指示電極電位也發生突躍。室溫下,用0.100 mol/L NaOH標準溶液滴定相同濃度的NH4HSO4溶液,測得電極電位的變化與滴入NaOH溶液體積的關系如圖所示(NH3·H2O的Kb=1.8×10-5)。下列說法正確的是(   )
A. a點溶液水電離出的c(H+)等于10-13mol/L
B. b點溶液中的離子濃度大小順序為c(SO)>c(Na+)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
C. c點溶液pH=7,則溶液中微粒濃度滿足c(Na+)=c(NH)+2c(NH3·H2O)
D. d點溶液c(SO)=0.05 mol/L
2. (2024·泉州二檢)常溫下,向0.1 mol/L的NH4HCO3溶液中逐滴滴入等體積0.1 mol/L 的NaOH溶液。反應過程中部分含碳微?;蚝⒘7植挤謹郸?x)與pH的關系如圖所示,已知曲線b、c分別代表HCO和NH3·H2O。下列說法錯誤的是(   )
A. 曲線a、d分別為NH和CO
B. pH<8.5前,c(HCO)逐漸增大是因為HCO水解平衡逆向移動
C. pH>8.5后,NH和HCO同時參與反應
D. 據圖中數據推算Ka2(H2CO3)的數量級為10-10
3. (2024·淮北一模)向20 mL 0.1 mol/L H2A溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液,H2A、HA-、A2-的百分含量δ[δ(H2A)=]隨溶液pH的變化如圖所示。下列說法正確的是(   )
A. Ka2的數量級為10-6
B. a點對應的V(NaOH)=10 mL
C. b點c(HA-)+2c(A2-)=0.1 mol/L
D. c點3c(A2-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
4. (2024·武漢調研)工業上使用Na2CO3溶液可將BaSO4轉化為BaCO3。一定溫度下BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4),處理過程中忽略溶液體積的變化,lg5=0.7。下列說法錯誤的是(   )
A. 曲線Ⅰ為BaCO3的沉淀溶解平衡曲線,Ksp(BaCO3)=5×10-9
B. 向m點飽和溶液中加適量BaCl2固體,可使溶液由m點變到n點
C. p點條件下,能生成BaSO4沉淀,不能生成BaCO3沉淀
D. 用1 L 1.8 mol/L Na2CO3處理46.6 g BaSO4,處理5次可使SO完全進入溶液
能力1 電離平衡常數(K電離)、水的離子積常數(Kw)與鹽類水解常數(Kh)
1. 電解質的電離與溶液的pH
(1) 強電解質與弱電解質的電離。
 (2) 弱酸、弱堿為弱電解質,溶液存在電離平衡。弱電解質電離是吸熱過程,升高溫度,促進電離。一元弱酸(弱堿)電離度與起始濃度的關系:α=, 稀釋可以促進電離。
(3) 常見弱酸、弱堿的電離常數(25 ℃,人教版教材):
物質 電離常數
NH3·H2O Kb=1.8×10-5
CH3COOH Ka=1.75×10-5
H2C2O4 Ka1=5.6×10-2Ka2=1.5×10-4
H2CO3 Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11
H3PO4 Ka1=6.9×10-3Ka2=6.2×10-8Ka3=4.8×10-13
多元弱酸(或弱堿)的電離是分步進行的,一般Ka1 Ka2 Ka3,即第二步電離通常比第一步電離難得多,第三步電離又比第二步電離難得多。因此計算多元弱酸溶液的c(H+)或比較弱酸酸性相對強弱時,通常只考慮第一步電離。
可以通過比較弱酸第一電離平衡常數的大小來比較酸性的強弱。如酸性:H2C2O4>H3PO4>CH3COOH>H2CO3。
2. 水的電離
如圖所示,兩曲線表示不同溫度下的水溶液中c(H+)與c(OH-)的關系。
由于水的電離是吸熱過程,升高溫度促進水電離,水的離子積常數增大,所以曲線cd的溫度大于25 ℃[已知,在25℃時,水的離子積常數Kw=c(H+)·c(OH-)=10-14]。
3.鹽類水解常數(Kh)
Kh=(電解質越弱,其鹽水解常數越大,水解程度越大)
4.綜合應用
(1)證明某酸溶液為弱酸的方法(以醋酸為例)
①測定0.1mol/L醋酸溶液的pH,pH>1,說明醋酸為弱酸。
②測定CH3COONa溶液的pH,pH>7,說明醋酸為弱酸。
③同溫度、同濃度的鹽酸的導電性強于醋酸溶液的導電性,說明醋酸是弱酸。
④1mol/L的醋酸溶液的c(H+)約為0.01mol/L,說明醋酸為弱酸。
⑤取pH=3醋酸1mL,用蒸餾水稀釋到100mL,pH<5,說明醋酸為弱酸。
⑥向0.1mol/L CH3COOH溶液中加入少量CH3COONH4(水溶液呈中性)固體,溶液的pH變大,說明醋酸為弱酸。
(2)酸式鹽溶液的酸堿性的判斷
例如:在NaHC2O4溶液中,首先比較HC2O的電離和水解程度的大小,根據
H2C2O4H++HC2O Ka1=5.6×10-2
HC2OH++C2O   Ka2=1.5×10-4
HC2O+H2OH2C2O4+OH- Kh
→Ka2______Kh2
則電離程度________水解程度,溶液顯______性。
[及時鞏固]
已知:
H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11;
H2SO3的Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8;
H3PO4的Ka1=6.9×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.8×10-13。
①NaHCO3溶液的pH______7(填“>”或“<”,下同)。
②NaHSO3溶液的pH______7。
③NaH2PO4溶液的pH______7。
④Na2HPO4溶液的pH______7。
(3)混合溶液(即緩沖溶液)的酸堿性的判斷(25 ℃)
①0.1mol/LCH3COOH和0.1mol/LCH3COONa 等體積混合溶液中,已知CH3COOH的Ka=1.75×10-5,則Kh=,Ka>Kh,即電離大于水解,則溶液顯酸性,溶液的pH=pKa=4.76。
②0.1mol/LNH3·H2O和0.1mol/LNH4Cl等體積混合溶液中,已知NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,Kh=,Kb>Kh,即電離大于水解,則溶液顯堿性,溶液的pOH=pKb=4.74,pH=9.26。
能力2 “三守恒”及粒子濃度大小比較
已知:常溫下H2CO3的Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11;CH3COOH的Ka=1.75×10-5。
1. 0.1mol/LNa2CO3溶液中
電荷守恒:____________________________________________________________________
元素質量守恒:________________________________________________________________
質子守恒:________________________________________________________
2. 0.1mol/LNaHCO3溶液中
電荷守恒:____________________________________________________________________
元素質量守恒:__________________________________________________________
質子守恒:____________________________________________________
3. 等物質的量濃度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中
電荷守恒:____________________________________________________________________
元素質量守恒:__________________________________________________________________
質子守恒:__________________________________________________________________________
4. 0.1mol/LCH3COOH和0.1mol/LCH3COONa等體積混合溶液中(pH<7):
微粒濃度大小關系:______________________________________________________________________
電荷守恒:______________________________________________________
元素質量守恒:______________________________________________________
質子守恒:__________________________________________________________________
能力3 反應過程中粒子濃度大小比較
1. 25 ℃時,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol/L 的一組醋酸、醋酸鈉混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)與pH的關系如圖所示。驗證W點存在關系式:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)?!?br/>[思維過程]
電荷守恒→c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)題給信息→c(CH3COO-)=c結論→c(Na+)+c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
2. H2C2O4為二元弱酸。20 ℃時,配制一組c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)=0.100 mol/LH2C2O4和NaOH混合溶液。溶液中部分微粒的物質的量濃度隨pH的變化曲線如圖所示。
當溶液中存在c(HC2O)=c(C2O)時,
驗證關系式:c(Na+)<0.100 mol/L+c(HC2O)。 
[思維過程]
3. 25 ℃時,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol/L,lgc(CH3COOH)、lgc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)隨pH變化的關系如圖1所示。
圖1
[思維過程]
圖2
隨著pH的升高,OH-和CH3COO-濃度增大,CH3COOH和H+的濃度減小。由圖2可知,O點 pH=7,c(OH-)=c(H+)。
4. 強堿(或強酸)與弱酸(或弱堿)反應曲線上各點成分粒子濃度的分析
常溫下,用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L CH3COOH溶液 特殊點 分析溶液中溶質成分及粒子濃度大小關系
①點:V(NaOH)=0 mL 反應前(溶質是CH3COOH):________________________________________________________________
②點:V(NaOH)=10 mL 反應一半(溶質是等物質的量的CH3COOH和CH3COONa):____________________________________________________________________________
③點:pH=7 溶質是CH3COONa和少量的CH3COOH:______________________________________________________
④點:V(NaOH)=20 mL 恰好完全反應(溶質是CH3COONa):______________________________________________________
5. 弱電解質的分布系數圖
類型 分布系數圖 交點的含義分析
一元弱酸 δ0為CH3COOH、δ1為CH3COO-pH=4.76時:c(CH3COOH)=c(CH3COO-) Ka==c(H+)=________
二元弱酸 δ0為H2C2O4,δ1為HC2O、δ2為C2O①當pH=1.2時,c(H2C2O4)=c(HC2O)Ka1==c(H+)=________②當pH=4.2時,c(C2O)=c(HC2O)Ka2==c(H+)=________
三元弱酸 δ0為H3PO4、δ1為H2PO、δ2為HPO、δ3為PO①pH=2時,Ka1=,Ka1=________②pH=7.1時,Ka2=,Ka2=________③pH=12.2時,Ka3=,Ka3=________
[拓展延伸] 一定條件下,按=1配制的溶液中,c(H+)的值等于CH3COOH的Ka。
能力4 緩沖溶液
1. 概念:能夠抵御少量外來的酸、堿或稀釋,而保持溶液的pH基本不變的溶液叫緩沖溶液。
2. 緩沖溶液的pH范圍:pH=pKa±1(濃度之比10倍或)。
3. 緩沖溶液的類型:
類型 舉例 等濃度等體積的混合溶液的酸堿性
弱酸-弱酸鹽 CH3COOH-CH3COONa 酸性;pH=4.76
弱堿-弱堿鹽 NH3·H2O-NH4Cl 堿性;pH=9.25
正鹽-酸式鹽 Na2CO3-NaHCO3 堿性;pH=10.30
酸式鹽-酸 NaHC2O4-H2C2O4 酸性;pH=1.68
能力5 酸堿中和滴定
1. 強堿滴定強酸
(1)0.100 0 mol/L NaOH標準液滴定 0.100 0 mol/L 20.00 mL HCl溶液(如圖1):
加入NaOH溶液 剩余HCl溶液體積/mL 過量NaOH溶液體積/mL pH
滴定/% V/mL
99.9 19.98 0.02 — 4.30
100.0 20.00 0.00 0.00 7.00
100.1 20.02 — 0.02 9.70 滴定突躍ΔpH=5.4
NaOH溶液從19.98 mL到20.02 mL,只增加了0.04 mL(約1滴),就使得溶液的pH改變了5.4個單位。這種在化學計量點±0.1%范圍內,pH的急劇變化就稱為滴定突躍。滴定突躍范圍是選擇指示劑的重要依據,凡是在滴定突躍范圍內能發生顏色變化的指示劑都可以用來指示滴定終點。實際分析時,為了更好地判斷終點,氫氧化鈉溶液滴定鹽酸通常選用酚酞作指示劑的原因:終點的顏色由無色變為淺紅色,更容易辨別。
圖1    圖2    圖3
(2) 滴定劑濃度越大,滴定突躍就越大,可供選擇的指示劑就越多(如圖2)。
NaOH溶液的濃度 HCl溶液的濃度 A點pH B點pH 滴定突躍
1.000 0 mol/L 1.000 0 mol/L 3.30 10.70 ΔpH=7.4
0.100 0 mol/L 0.100 0 mol/L 4.30 9.70 ΔpH=5.4
0.010 0 mol/L 0.010 0 mol/L 5.30 8.70 ΔpH=3.4
2. 強堿滴定弱酸曲線(如圖3,0.1 mol/L NaOH溶液滴定0.100 0 mol/L不同強度的弱酸)
由圖可知:酸性越弱,Ka越小,滴定突躍范圍就越小。
3. 滴定操作的一般步驟(用0.200 0 mol/L標準NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸)
能力6 Ksp與沉淀轉化的平衡常數K
1. 判斷沉淀的生成
當離子積Qc≥Ksp時,生成沉淀。
2. 比較溶解度的大小
(1) 同類型的難溶物,可以直接比較它們Ksp的大小,來比較溶解度大小。
如:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),則溶解度: AgCl>AgBr>AgI。
(2) 不同類型的難溶物,溶解度大小需要計算后比較。
如:比較AgCl和Ag2CrO4的溶解度大小[已知:25 ℃時, Ksp (AgCl)=1.56×10-10, Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12],通過計算可得溶解度:AgCl3. 根據實驗現象判斷Ksp的大小
4. 判斷沉淀轉化平衡移動的方向
沉淀之間的轉化與Ksp大小沒有必然聯系。
A、B沉淀類型相同,一定條件下發生如下轉化:
A(如:CaSO4)B(如:CaCO3)
①若加入稀溶液,發生A→B轉化,則可推出Ksp(B)<Ksp(A)。
②若加入飽和溶液或濃溶液,發生B→A轉化,則無法推出Ksp(B)<Ksp(A)。
能力7 有關Ksp的計算
1. 已知Ksp和溶液中一種離子的濃度,計算另一種離子的濃度
已知:常溫下Mg(OH)2的Ksp=1.8×10-11,若溶液中c(OH-)=3.0×10-6 mol/L,則Mg(OH)2飽和溶液中的c(Mg2+)=__________ mol/L。
2. 已知兩種難溶物(含有共同離子)的Ksp,當共沉淀時,計算離子濃度比
(1) 已知:Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10。向AgNO3溶液中加入KCl和KBr,當兩種沉淀共存時,=________________。
(2) 已知:Ksp(CaSO4)=5.0×10-5、Ksp(CaF2)=5.0×10-9。充分沉淀后測得廢水中F-的含量為5.0×10-4 mol/L,此時SO的濃度為________________ mol/L。
3. 沉淀轉化平衡常數計算[以CaSO4(s)+CO(aq) CaCO3(s)+SO(aq)為例]
已知:Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9。
平衡常數K=====×104。
4. 根據Ksp計算溶液pH的控制范圍
向濾液中滴加NaOH溶液,調節pH進行除雜。若溶液中c(Co2+)=0.2 mol/L,欲使溶液中Fe3+,Al3+的濃度均小于1×10-6 mol/L,需控制pH的范圍為________________________{已知:室溫下,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,Ksp[Co(OH)2]=2×10-15}。
能力8 沉淀溶解平衡圖像分析
1. 有關Ksp曲線圖的分析
BaSO4的Ksp曲線圖 點的變化
a→c 曲線上變化,增大c(SO),c(Ba2+)變小
b→c 加入Na2SO4固體,c(Ba2+)變小,c(SO)不變(加水不行)
d→c 加入少量BaCl2固體,c(Ba2+)增大,c(SO)不變(無沉淀生成,忽略溶液的體積變化)
c→a 曲線上變化,增大c(Ba2+)
曲線上方的點表示有沉淀生成;曲線下方的點表示不飽和溶液
不同曲線(T1、T2)之間變化僅能通過改變溫度實現
2. 有關沉淀溶解平衡對數直線圖的分析
圖像 說明 解題策略
已知:pM=-lgc(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),p(CO)=-lgc(CO) 橫坐標數值________,c(CO)越小 ①先弄清楚橫、縱坐標表示的意思②再弄清楚變化趨勢③根據變化趨勢判斷線上、線下的點所表示的意義
縱坐標數值越大,c(M) 越小
曲線________的點為______________
曲線______的點為____________
曲線________的點表示______________
曲線上任意點,坐標數值越大,其對應的離子濃度越小
類型1 弱電解質的電離平衡
例1 (2024·廣州三模)H3PO2是一種一元弱酸,與等濃度等體積的NaOH完全反應后生成NaH2PO2。下列敘述正確的是(   )
A. NaH2PO2的溶液是酸式鹽
B. H3PO2溶液中存在電離平衡:H2POHPO+H+
C. 0.01 mol/L H3PO2水溶液加水稀釋,pH增大
D. H3PO2溶液與NaOH溶液反應的離子方程式為H++OH-===H2O
類型2 微粒濃度大小關系及守恒關系
例2 25 ℃時,在0.1 mol/L下列溶液中,微粒的物質的量濃度關系正確的是(   )
A. NH4Cl溶液中:c(NH)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
B. NaHSO3溶液(呈酸性)中:c(Na+)>c(HSO)>c(H2SO3)>c(SO)
C. CH3COONa溶液中:c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)
D. Na2CO3溶液中:2c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
類型3 酸堿中和滴定
[中和滴定曲線圖]
例3 (2024·合肥三模)25 ℃,取濃度均為0.1 mol/L ROH溶液和HX溶液各 20 mL,分別用0.1 mol/L鹽酸、0.1 mol/L NaOH溶液進行滴定。滴定過程中溶液的pH隨滴加溶液的體積變化關系如圖所示。下列說法正確的是(   )
A. HX為弱酸,ROH為強堿
B. 曲線Ⅱ V=10 mL時溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(HX)-c(X-)
C. 滴定前,ROH溶液中:c(ROH)>c(OH-)>c(R+)>c(H+)
D. 滴定至V=40 mL的過程中,兩種溶液中由水電離出的c(H+)·c(OH-)始終保持不變
例4 (2024·福州一檢)向10 mL 0.5 mol/L 醋酸溶液滴入等物質的量濃度的氫氧化鈉溶液,滴定過程中混合溶液的溫度變化如圖所示(不考慮溶液與外界環境的熱交換)。下列有關說法正確的是(   )
A. x<10
B. a點時,c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C. c點時,溶液中存在:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
D. a、b、c三點,溶液中水電離出的c(OH-):b>a>c
[分布系數圖]
例5 (2024·廈門四模)NH2CH(CH3)COOH(丙氨酸)是人體內重要的氨基酸。25 ℃時,NHCH(CH3)COOH、NHCH(CH3)COO-、NH2CH(CH3)COO-的分布分數δ[如δ(A2-)=]與pH關系如圖所示。下列說法錯誤的是(   )
A. NHCH(CH3)COOH中—COOH電離能力強于—NH
B. pH≈6.1時,丙氨酸微粒無法在電場作用下定向移動
C. c2[NHCH(CH3)COO-]<c[NHCH(CH3)COOH]·c[NH2CH(CH3)COO-]
D. HOOCCH(CH3)NH3Cl溶液中:c[HOOCCH(CH3)NH]>c(H+)>c[NHCH(CH3)COO-]
[Ksp與pH-pX圖]
例6 (2024·鄭州三測)某溫度下,保持溶液中c(HF)=0.1 mol/L,調節溶液的pH,pH與pX[X表示c(HF)、c(F-)、c(Ba2+)、c(Pb2+)]的關系如圖所示。已知:pX=-lgc(X);Ksp(BaF2)>Ksp(PbF2)。下列敘述錯誤的是(   )
A. Ka(HF)=1×10-3.2
B. Ksp(PbF2)=1×10-7.4
C. ①與②線的交點的pH為2.3
D. pH=2時,c(Ba2+)>c(F-)>c(H+)>c(OH-)
類型4 有關Ksp及沉淀轉化計算
例7 (1) (2021·江蘇卷節選)向含有Ca2+、Mg2+的某MnSO4溶液(pH約為5)中加入NH4F溶液,使溶液中的Ca2+、Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上層清液中c(F-)=0.05 mol/L,則=__________[Ksp(MgF2)=5×10-11,Ksp(CaF2)=5×10-9]。
(2) (2024·江蘇卷)貴金屬銀應用廣泛。Ag與稀硝酸制得AgNO3常用于循環處理高氯廢水。在高氯水樣中加入K2CrO4使CrO濃度約為5×10-3 mol/L,當滴加AgNO3溶液至開始產生Ag2CrO4沉淀(忽略滴加過程的體積增加),此時溶液中Cl-濃度約為____________ mol/L[已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]。
(3) (2024·佛山二檢)某含Cu2+溶液中加NH4HCO3調節溶液pH=6,計算此時溶液中c(Cu2+)=________ mol/L(當溶液中離子濃度≤10-5mol/L時,可以為該離子完全沉淀)。已知:
離子 Fe3+ Fe2+ Cu2+
開始沉淀pH 2.5 7.0 5.7
完全沉淀pH 3.2 9.0 6.7
1. 一種制備FeF3材料的生產流程如下:
“灼燒”時通入Ar的主要作用是______________________________。
2. (2024·龍巖期末)用0.1 mol/L NaOH溶液分別滴定20.00 mL 0.1 mol/L丁酸、2-氯丁酸、3-氯丁酸,溶液pH隨NaOH溶液體積變化如圖。下列說法錯誤的是(   )
A. Ka(HX)的數量級為 10-5
B. HZ為2-氯丁酸
C. b點:c(HX)>c(Na+)>c(X-)
D. 水的電離程度:c>b>a>d
3. (2024·岳陽二模)某水樣中含一定濃度的CO、HCO和其他不與酸堿反應的離子。取10.00 mL水樣,用0.010 0 mol/L HCl溶液進行滴定,溶液pH隨滴加HCl溶液體積V(HCl)的變化關系如圖(不考慮溶液中CO2分子,混合后溶液體積為兩溶液體積之和)。下列說法錯誤的是(   )
A. a點處c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO)
B. 滴加鹽酸0.0~20.00 mL過程中,溶液c(HCO)中明顯增大
C. 該水樣中c(HCO)=0.02 mol/L
D. 隨著HCl溶液的加入,水的電離程度越來越小
4. (2024·湖北重點中學聯考)T ℃時,某過渡金屬M形成的兩種沉淀MCO3和M(OH)2的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知p(M2+)為M2+濃度的負對數,pN為陰離子濃度的負對數。下列說法正確的是(   )
A. 曲線Ⅱ表示M(OH)2沉淀溶解平衡曲線
B. Y點對應的MCO3為過飽和溶液
C. Z點對應的c(M2+)為1×10-5mol/L
D. T ℃時,在M(OH)2(s)+CO(aq)??MCO3(s)+2OH-(aq)平衡體系中的K=1×102
專題6 電離平衡 鹽類水解 沉淀溶解平衡
【高考溯源】
1. D 【解析】 向20 ml NaOH溶液中緩慢滴加相同濃度的HCOOH溶液,至20 mL時恰好完全中和,由圖可知,呈下降趨勢的曲線為OH-濃度變化,呈上升趨勢的為HCOO-濃度變化。M點NaOH過量,溶液顯堿性,抑制水的電離,N點溶質為HCOONa,HCOO-水解促進水的電離,故N點水的電離程度更大,A正確;M點c(OH-)=c(HCOO-),根據電荷守恒,有c(OH-)+c(HCOO-)=c(Na+)+c(H+),兩式聯立得2c(OH-)=c(Na+)+c(H+),B正確;當V(HCOOH)=10 mL時,溶質為等濃度的NaOH與HCOONa,存在元素質量守恒:c(Na+)= 2[c(HCOO-)+c(HCOOH)]、電荷守恒:c(OH-) +c(HCOO-)=c(Na+)+c(H+),兩式聯立得c(OH-)=c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-),C正確;N點溶質為HCOONa, HCOO-水解使溶液顯堿性,此時c(HCOO-)≈5×10-2 mol/L,由Ka==1.8×10-4可知,c(H+)<c(HCOOH),D錯誤。
2. D 【解析】 a點時溶質成分為等物質的量的CH3COOH和NaCl,c(CH3COOH)=0.0100mol/L,c(H+)=10-3.38mol/L,Ka(CH3COOH)=≈=10-4.76,A正確;a點溶液中存在元素質量守恒:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),B正確;b點溶液中含有NaCl及等物質的量的CH3COOH和CH3COONa,由于pH<7,溶液顯酸性,說明CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,則c(CH3COOH)3. B 【解析】 由題意可知Kh(HA-)==10-10.96<Ka2,則HA-電離程度大于水解程度,起始時溶液中δ(HA-)最大,隨溶液稀釋,溶液中c(A2-)>c(H2A),則曲線n為δ(HA-)的變化曲線、曲線m為δ(A2-)的變化曲線、曲線p為δ(H2A)的變化曲線,A正確;a點,pc(Na+)=1.0,則c(Na+)=0.1 mol/L,δ(HA-)=0.70,δ(H2A)=δ(A2-)=0.15,Ka2==10-4.37,c(H+)=×10-4.37 mol/L,pH≠4.37,B錯誤;b點,c(H2A)=c(A2-),根據元素質量守恒有c(A2-)+c(H2A)+c(HA-)=c(Na+),故2c(H2A)+c(HA-)=c(Na+),C正確;c點c(A2-)=c(HA-),根據電荷守恒有c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),故 c(Na+)+c(H+)=3c(HA-)+c(OH-),D正確。
4. D 【解析】 電負性:Cl>H,則Cl—C的極性大于H—C,CHCl2COOH的羧基中的羥基的極性更大,更易電離出氫離子,故CH2ClCOOH酸性比CHCl2COOH弱。曲線1代表CHCl2COOH、曲線2代表CHCl2COO-、曲線3代表CH2ClCOOH、曲線4代表CH2ClCOO-。由圖中曲線1與曲線2的交點可知,Ka(CHCl2COOH)≈10-1.3,曲線3與曲線4的交點可知,Ka(CH2ClCOOH)≈10-2.8。曲線4為δ(CH2ClCOO-)隨pH的變化關系,A錯誤;若溶液中溶質只有CHCl2COOH,由曲線1和曲線2交點可知此時c(H+)≈10-1.3,電荷守恒為c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-),而a點的pH更小,說明溶液中另外加入了酸,B項關系式不符合電荷守恒,B錯誤:CH2ClCOOH的電離常數Ka≈10-2.8,C錯誤。
5. B 【解析】 Na2S溶液存在電荷守恒,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A正確;Na2S溶液Kh===10-1.1,c(HS-)<10-2 mol/L,則>1,則c(OH-)>c(S2-),B錯誤;含Cd2+的溶液中加入FeS,發生反應:FeS+Cd2+Fe2++CdS,平衡常數K====108.9≥105,反應進行完全,此時CdS飽和溶液中c(Cd2+)==10-13.05 mol/L<10-8 mol/L,故可以實現,C正確;含Cd2+的溶液中通入H2S,發生反應:H2S+Cd2+2H++CdS↓,K===106.23,由反應生成的H+濃度約為0.02 mol/L,H2S濃度約為0.1 mol/L,代入K的計算式可得溶液中:c(H+)>c(Cd2+),D正確。
6. D 【解析】 當pH=6.5時,Pb2+質量分數約為75%,c(Pb2+)=75%×2×10-5mol/L=1.5×10-5mol/L,c(CO)≤==×10-7.1<c(Pb2+),A正確;根據圖像可知δ(Pb2+)=δ(PbCO3)時,二者質量分數均小于50%,因此c(Pb2+)<50%×2×10-5mol/L=1×10-5mol/L,B正確;pH=7時,說明溶液中有堿性物質加入,未改變n(ClO),而pH=7時已有PbCO3沉淀析出,根據Pb元素與Cl元素的元素質量守恒,2{c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]+c[Pb(CO3)]}<c(ClO),則2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(CO)+c(HCO)+c(ClO),C正確;飽和NaHCO3溶液中CO和H2CO3濃度可看作近似相等,由Ka1·Ka2=可得,其pH約為8.35,pH=8時,加入少量NaHCO3(s),并不能降低溶液的pH,PbCO3無法溶解,同時也不會明顯提高溶液pH,PbCO3無法轉化為Pb(CO3),D錯誤。
7. C 【解析】 pH=1時,富含L的物種主要為H2L,Ka1==10-7.46,c(HL-)=×c0(H2L)≈×5.0×10-3mol/L>10-13 mol/L,c(HL-)>c(OH-),A錯誤;由pKa1=7.46,pKa2=12.4可繪制H2L體系中微粒分布系數圖(見圖),則pH在9.5~10.5之間,含L的物種主要為HL-,B錯誤;該反應的平衡常數K=,由題圖可知,c{[FeL2]-}=c{[FeL]+}時,pH=4,則K=,根據Ka1·Ka2=×=,則c(L2-)== mol/L=5.0×10-14.86 mol/L,則該反應的平衡常數K=2×1013.86,即lgK≈14,C正確;根據圖像,pH=10時溶液中主要的微粒為[FeL3]3-和[FeL2(OH)]2-,其分布系數均為0.5,因此可以得到c{[FeL3]3-}=c{[FeL2(OH)]2-}=1×10-4mol/L,此時形成[FeL3]3-消耗了3×10-4mol/L的L2-,形成[FeL2(OH)]2-消耗了2×10-4mol/L的L2-,共消耗了5×10-4mol/L的L2-,即參與配位的c(L2-)=5×10-4 mol/L,D錯誤。
8. C 【解析】 曲線Ⅰ表示CH3COOH的變化情況,曲線Ⅱ表示CH3COO-的變化情況,曲線Ⅲ表示CH3COOAg的變化情況,A錯誤;曲線Ⅰ與曲線Ⅱ交點可得Ka==c(H+)=10-m,B錯誤;pH=n時,c(CH3COOH)=c(CH3COOAg),K=,又Ka==10-m,聯立可得c(Ag+)=mol/L,C正確;pH=10時,Ag+生成AgOH,CH3COOAg濃度降低,根據元素質量守恒,c(Ag+)+c(CH3COOAg)<0.08 mol/L,D錯誤。
9. C 【解析】 KOH吸收CO2所得溶液顯堿性,Ka1==4.4×10-7,c(H+)<10-7 mol/L,c(H2CO3)<c(HCO),A錯誤;碳酸鉀溶液中存在質子守恒:c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO)+c(H+),B錯誤;c總=0.1 mol/L的溶液是KHCO3溶液,HCO水解程度大于電離程度,則c(H2CO3)>c(CO),C正確;“吸收”“轉化”過程的總反應可以理解為CaO+CO2===CaCO3,該反應為放熱反應,溶液溫度升高,D錯誤。
10. 10 【解析】 H2CO3的Ka2=,所以c(H+)==5×10-11 mol/L×2=10-10 mol/L,即pH=10。
11. (1) 5.0 (2) C (3) ①3.00 33.00 ②正 實驗Ⅱ相較于實驗Ⅰ,醋酸溶液稀釋了10倍,而實驗Ⅱ的pH增大值小于1 (4) ①0.110 4 滴定曲線如圖所示
(5) 向滴定后的混合液中加入20mLHAc溶液 (6) HClO:漂白劑和消毒液(或H2SO3:還原劑、防腐劑或H3PO4:食品添加劑、制藥、生產肥料)
【解析】 (1)溶液稀釋過程中,溶質的物質的量不變,因此250mL×0.1mol/L=V×5mol/L,解得V=5.0mL。(2)容量瓶使用過程中,不能用手等觸碰瓶口,以免污染試劑,A錯誤;定容時,視線應與溶液凹液面最低處以及刻度線“三線相切”,不能仰視或俯視,B錯誤;定容完成后,蓋上瓶塞,將容量瓶上下顛倒,將溶液搖勻,顛倒過程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脫落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶從左手掉落,D錯誤。(3)①實驗Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)=3∶4,V(HAc)=4.00mL,因此V(NaAc)=3.00mL,即a=3.00,由實驗Ⅰ可知,溶液最終的體積為40.00mL,因此V(H2O)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL,即b=33.00。②實驗Ⅰ所得溶液的pH=2.86,實驗Ⅱ的溶液中c(HAc)為實驗Ⅰ的,稀釋過程中,若不考慮電離平衡移動,則實驗Ⅱ所得溶液的pH=2.86+1=3.86,但實際溶液的pH=3.36<3.86,說明稀釋過程中,溶液中n(H+)增大,即電離平衡正向移動。(4)①滴定過程中發生反應:HAc+NaOH===NaAc+H2O,由化學方程式可知,滴定至終點時,n(HAc)=n(NaOH),因此22.08mL×0.1mol/L=20.00mL×c(HAc),解得c(HAc)=0.110 4mol/L。②滴定過程中,當V(NaOH)=0時,c(H+)=≈mol/L=10-2.88mol/L,溶液的pH=2.88,當V(NaOH)=11.04mL時,n(NaAc)=n(HAc),溶液的pH=4.76,當V(NaOH)=22.08mL時,達到滴定終點,溶液為NaAc溶液,Ac-發生水解,溶液呈弱堿性,當NaOH溶液過量較多時,c(NaOH)無限接近0.1mol/L,溶液pH接近13。(5)向 20.00mL的HAc溶液中加入V1mLNaOH溶液達到滴定終點,滴定終點的溶液中溶質為NaAc,當=1時,溶液中c(H+)的值等于HAc的Ka,因此可再向溶液中加入20.00mLHAc溶液,使溶液中n(NaAc)=n(HAc)。
12. (1) × (2) × (3) √ (4) × (5) √
【解析】 (1) 未加NaOH溶液時,0.100 0 mol/L的HX溶液中pH大于2,說明該溶液中HX不完全電離,所以HX為一元弱酸, 錯誤。(2) 未加NaOH溶液時20.00 mL 0.100 0 mol/L CH3COOH溶液pH應大于1,錯誤。(4) 明礬[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水中,電離出的鋁離子發生水解生成氫氧化鋁膠體,利用膠體的吸附性可吸附污水中的固體顆粒物,該過程沒有元素化合價發生變化,錯誤。
13. D 【解析】 根據①②③三條線的斜率可知曲線①表示Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲線,相同條件下AgCl溶解度大于AgBr,因此曲線②表示AgCl沉淀溶解平衡曲線,曲線③表示AgBr沉淀溶解平衡曲線。根據題中坐標可計算出Ksp(Ag2CrO4)=10-11.7,Ksp(AgCl)= 10-9.7,Ksp(AgBr) =10-12.2。曲線②表示AgCl 沉淀溶解平衡曲線,A正確;K=====10-5.2,B正確; AgCl的飽和溶液中Ksp(AgCl)=10-9.7=c(Ag+)·c(Cl-)=c2(Ag+),當混合液中指示劑濃度為10-2.0 mol/L,c2(Ag+)·c(CrO)=10-9.7×10-2.0=10-11.7=Ksp(Ag2CrO4),若混合液中指示劑濃度大于10-2.0 mol/L,在滴定終點前就會產生Ag2CrO4沉淀,因此混合液中指示劑濃度不宜超過 10-2.0mol/L,C正確;滴定Br-達終點時,溶液中===10-0.5×c(Ag+),D錯誤。
14. D 【解析】 Ag2CrO4向AgCl轉化,發生反應:Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)??2AgCl(s)+CrO(aq),則2.0 mL時二者完全反應,繼續加入NaCl溶液,由于同離子效應,則c(Cl-)升高,c(Ag+)下降,故三種離子對應曲線從上到下依次為CrO、Cl-和Ag+。a點對應V≈3.0 mL,c(Na+)=mol/L=mol/L=0.075 mol/L,c(Cl-)≈mol/L=0.025 mol/L,A錯誤;根據V=1.0 mL對應曲線上的點,得出Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,故=102.21,B錯誤;V≤2.0 mL,發生沉淀轉化時,=,由于c(Ag+)不斷變化,故二者比值會改變,C錯誤;根據Ksp(AgCl)=10-9.75、V=2.4 mL時c(Cl-)=10-1.93,則c(Ag+)=10-7.82,即y1=-7.82,c(CrO )==mol/L,lgc(CrO)=-lg34,即y2=-lg34,D正確。
15. (1)5×10-5 (2)1.6×104 (3) mol/L
(4)5.9×10-7 6Co(OH)2+O22Co3O4+6H2O
【解析】 (1)反應FeS+H+??Fe2++HS-的平衡常數K====5×10-5。
(2)==1.6×104。(3)溫度為T時,Ca(OH)2 飽和溶液中,Ca(OH)2(s)??Ca2+(aq)+2OH-(aq),c(OH-)=2c(Ca2+),Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)·c2(OH-)=x,則c(OH-)=mol/L。(4)pH=10.0,則溶液中c(OH-)=1.0×10-4mol/L,Co2+濃度為=mol/L=5.9×10-7mol/L。
【??记把亍?br/>1. C 【解析】 a點是0.100 mol/L NH4HSO4溶液,隨著NaOH溶液的加入,先后發生反應H++OH-===H2O、 NH+OH-===NH3·H2O,b點時電極電位發生第一次突躍,此時H+恰好反應完全,對應溶液中的溶質為Na2SO4、(NH4)2SO4,d點時電極電位發生第二次突躍,此時NH恰好反應完全,對應溶液中的溶質為Na2SO4、NH3·H2O。a點是0.100 mol/L NH4HSO4溶液,NH水解促進水的電離,故水電離出的c(H+)>10-13 mol/L,A錯誤;b點溶液中的溶質為等物質的量的Na2SO4和(NH4)2SO4,NH水解使溶液顯酸性,則b點溶液中離子濃度大小順序為c(SO)=c(Na+)>c(NH)>c(H+)>c(OH-),B錯誤;c點溶液中溶質為Na2SO4、NH3·H2O和(NH4)2SO4,存在電荷守恒:c(Na+) +c(NH)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO),此時溶液pH=7,c(H+)=c(OH-),根據元素質量守恒:c(SO)=c(NH)+c(NH3·H2O),可得c(Na+)=c(NH)+2c(NH3·H2O),C正確;d點時NH4HSO4恰好完全反應,此時混合液的體積為9 mL+18 mL=27 mL,則c(SO)=0.100 mol/L×=mol/L,D錯誤。
2. D 【解析】 堿性越強,δ(NH)減少,δ(CO)先增大后減小,故曲線a、d分別為NH和CO,A正確;加入NaOH溶液,c(OH-)增大,pH<8.5前,c(HCO)逐漸增大是因為HCO+H2O??H2CO3+OH-平衡逆向移動,B正確;pH>8.5后,NH和HCO分布分數減小,說明二者同時參與反應,C正確;圖像中給出的數值(9.25,0.5)表明c(NH) =c(NH3·H2O),可計算Kb(NH3·H2O),但根據題給數據不能推算Ka2(H2CO3)的數量級,D錯誤。
3. D 【解析】 a點時Ka1==c(H+)=10-3.3,c點時Ka2==c(H+)=10-6.6。Ka2=10-6.6,數量級為10-7,A錯誤;加入10 mL NaOH時溶液中c(NaHA)=c(H2A),溶液呈酸性,即H2A的電離程度>HA-的水解程度,此時c(HA-)>c(H2A),要使c(HA-)=c(H2A),則加入V(NaOH)<10 mL,B錯誤; b點存在電荷守恒:c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)=c(H+)+c(Na+),此時溶液呈酸性,c(OH-)<c(H+),c(Na+)<0.1 mol/L,則c(HA-)+2c(A2-)=c(H+)-c(OH-)+c(Na+)<0.1 mol/L,C錯誤;c點時c(A2-)=c(HA-),存在電荷守恒:c(H+)+c(Na+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)=3c(A2-)+c(OH-),D正確。
4. D 【解析】 已知Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4),在c(Ba2+)相同時,c(CO)>c(SO),-lgc(CO)<-lgc(SO),所以曲線Ⅰ為BaCO3的沉淀溶解平衡曲線,曲線Ⅱ為BaSO4的沉淀溶解平衡曲線。當-lgc(Ba2+)=5時,-lgc(CO)=3.3,Ksp(BaCO3)=10-5×10-3.3=10-8.3=100.7×10-9=5×10-9,A正確;向m點飽和溶液中加適量BaCl2固體,c(Ba2+)增大,c(SO)減小,可以使溶液由m點變到n點,B正確;p點條件下Q(BaCO3)Ksp(BaSO4),能生成BaSO4沉淀,C正確;由圖可知,Ksp(BaSO4)=c(SO)·c(Ba2+)=10-7×10-3=10-10,則BaSO4(s)+CO(aq)??BaCO3(s)+SO(aq),K====0.02,設每次用1 L 1.8 mol/L Na2CO3溶解x mol BaSO4,則=0.02,x=,5次溶解BaSO4的質量=×5×233 g≈41.1 g<46.6 g,D錯誤。
【舉題固法】
例1 C 【解析】 H3PO2是一種一元弱酸,NaH2PO2是正鹽,A錯誤;H3PO2是一種一元弱酸,所以只能發生H3PO2??,\s\up6())H2PO+H+,不存在第二次電離,B錯誤;H3PO2溶液與NaOH溶液反應的離子方程式為H3PO2+OH-===H2PO+H2O,D錯誤。
例2 C 【解析】NH4Cl為強酸弱堿鹽,溶液顯酸性,則有c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-),A錯誤;NaHSO3溶液呈酸性,說明HSO電離程度大于其水解程度,即有c(SO)>c(H2SO3),B錯誤;Na2CO3溶液中存在元素質量守恒:c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)],D錯誤。
例3 C 【解析】 曲線Ⅰ為鹽酸滴定0.1 mol/L ROH的堿性溶液,曲線Ⅱ為NaOH滴定HX的酸性溶液。0.1 mol/L HX溶液的pH≈3,0.1 mol/L ROH溶液的pH≈11,所以HX為弱酸,ROH為弱堿,A錯誤; 曲線Ⅱ中,當V(NaOH)=10 mL 時,溶質是等濃度的HX、NaX,由質子守恒得:2c(OH-)-2c(H+)=c(HX)-c(X-),B錯誤;0.1 mol/L ROH溶液的pH≈11,溶液中僅有少量ROH電離,此時溶液顯堿性,且水也電離出OH-,則存在c(ROH)>c(OH-)>c(R+)>c(H+),C正確;酸和堿都會抑制水的電離,滴定至V=40 mL的過程中,水的電離程度發生改變,D錯誤。
例4 D 【解析】 由圖可知,b點溶液的溫度最高,說明醋酸和氫氧化鈉溶液恰好完全反應生成醋酸鈉,則x=10,A錯誤;a點為等濃度的醋酸鈉和醋酸的混合溶液,溶液中存在元素質量守恒:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),B錯誤;c點為等濃度的醋酸鈉和氫氧化鈉的混合溶液,醋酸根離子在溶液中水解,則溶液中離子濃度的大小順序為c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-),C錯誤;a點為濃度均為mol/L的醋酸鈉和醋酸的混合溶液,b點為醋酸鈉溶液,c點為濃度均為mol/L的醋酸鈉和氫氧化鈉的混合溶液,醋酸和氫氧化鈉抑制水的電離,醋酸鈉促進水的電離,且NaOH電離出c(OH-)更大,所以溶液中水電離出的氫氧根離子濃度的大小順序為b>a>c,D正確。
例5 C 【解析】 由溶液中的NHCH(CH3)COO-可知,NHCH(CH3)COOH發生電離時是羧基先電離,故NHCH(CH3)COOH 中—COOH電離能力強于—NH,A正確;由圖知pH≈6.1時,丙氨酸微粒以NHCH(CH3)COO-形式存在,整體不帶電荷,無法在電場作用下定向移動,B正確; 由曲線交點坐標得出NHCH(CH3)COOH的電離常數K1=10-2.5>K2=10-9.7,即>,可得c2[NHCH(CH3)COO-]>c[NHCH(CH3)COOH]·c[NH2CH(CH3)COO-],C錯誤;HOOCCH(CH3)NH3Cl溶液中,存在電離平衡:NHCH(CH3)COOH??NHCH(CH3)COO-+H+,弱電解質部分發生電離,氫離子除了來自該弱電離質電離,還有部分來自水電離,故c[NHCH(CH3)COOH]>c(H+)>c[NHCH(CH3)COO-],D正確。
例6 D 【解析】 隨著溶液pH的增大,溶液中c(F-)逐漸增大,則pc(F-)減小,故直線①表示pH與pc(F-)關系線,Ksp(BaF2)>Ksp(PbF2),直線②為pc(Ba2+)、直線③為pc(Pb2+)。直線①與橫坐標交點為3.2,即Ka===1.0×10-3.2,A正確;當pc(F-)=1時,即c(F-)=10-1mol/L、c(Pb2+)=10-5.4mol/L,故Ksp(PbF2)=1.0×10-7.4,B正確;依據點(4.2,5.7)可計算出Ksp(BaF2)=1.0×10-5.7,當pH=2.3時,依據Ka值得到此時c(F-)=10-1.9 mol/L,由于①與②相交,即c(Ba2+)= 10-1.9 mol/L,計算得到Ksp(BaF2)=1.0×10-5.7,與上述結論一致,C正確;pH=2時,由Ka值計算得到c(F-)=10-2.2 mol/L例7 (1) 100 (2) 9×10-6 (3) 10-3.6
【解析】 (2) 根據Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO),則c(Cl-)==mol/L=9×10-6mol/L。(3) Cu2+完全沉淀時pH=6.7,c(OH-)=10-7.3,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH)=1.0×10-5×(10-7.3)2=10-19.6,pH=6時溶液中c(Cu2+)==10-3.6mol/L。
【能力評價】
1. 帶走水蒸氣,防止FeF3水解
2. C 【解析】 Ka(HX)=,結合a點數據可得c(H+)=10-2.91,c(HX)≈0.1 mol/L,Ka(HX)≈=10-4.82,數量級為10-5,A正確;由圖中信息可知酸性:HXc(Na+)>c(HX),C錯誤;a點為HX的溶液,抑制水的電離,c點為NaX的溶液,水解促進水的電離,由a點到c點過程中HX的濃度減小,NaX的濃度增大,水的電離程度增大,d點為NaX和NaOH的混合溶液,且此時pH大于12,所含氫氧根離子濃度大于a點氫離子濃度,水的電離被抑制,且電離程度小于a點,D正確。
3. C 【解析】 a點加入的鹽酸恰好與CO反應生成HCO,溶液中存在質子守恒:c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO),A正確;滴定第一階段發生反應:CO+H+===HCO,溶液c(HCO) 中明顯增大,B正確;滴定第一階段消耗鹽酸體積為20 mL,則c(CO)==0.02 mol/L,第二階段消耗鹽酸體積為20 mL×2=40 mL,則原溶液中HCO消耗鹽酸的體積為50 mL-40 mL=10 mL,故原溶液中c(HCO)==0.01 mol/L,C錯誤;CO和HCO都能促進水的電離,隨著HCl溶液的加入,水的電離程度越小,D正確。
4. B 【解析】 任取曲線Ⅰ上的兩個點,例如(4,6)和(6,2),滿足關系式4×2+6=6×2+2,說明p(M2+)+2×pN[即c(M2+)·c2(N)] 為定值,該形式符合M(OH)2的溶度積常數的表達式,即曲線Ⅰ對應M(OH)2的沉淀溶解平衡曲線,Ksp[M(OH)2]=1×10-14,則曲線Ⅱ對應MCO3的沉淀溶解平衡曲線,A錯誤;由題圖可知,Ksp(MCO3)=10-8×10-4=1×10-12,Y點對應的濃度積為10-4×10-6=10-10>Ksp(MCO3),則對應的MCO3為過飽和溶液,B正確;由題圖可知,Z點對應的c(M2+)=1×10-3 mol/L,C錯誤;T ℃時,該反應的K====1×10-2,D錯誤。

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