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題型整合練　離子平衡的相關圖像分析
1.常溫下,用0.10 mol/L NaOH標準液滴定未知濃度的鹽酸,滴定曲線如圖1實線。下列說法正確的是　(　　)
　
A.滴定過程中,眼睛注視滴定管內液面變化
B.若用酚酞作指示劑,滴入半滴NaOH標準液,溶液恰好變紅,一定達到滴定終點
C.裝NaOH標準液時,用圖2所示方法排出滴定管內的氣泡
D.若用該NaOH溶液滴定與鹽酸相同濃度的醋酸溶液,可用虛線表示滴定曲線,滴定終點是p點
2.25 ℃時,等體積兩種一元酸HA和HB的溶液分別用等濃度的NaOH溶液滴定,滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.酸性:HAB.酸HB的電離度約為0.5%
C.起始濃度:c(HA)=0.1 mol·L-1,c(HB)=10-3 mol·L-1
D.用NaOH溶液滴定HB溶液可用甲基橙作指示劑
3.常溫下,HCOOH和CH3COOH的電離常數分別為1.8×10-4和1.8×10-5。將pH和體積相同的兩種酸溶液分別稀釋,其pH隨加水體積的變化如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.曲線Ⅰ代表HCOOH溶液
B.溶液中水的電離程度:b點>c點
C.a點的兩溶液分別與NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
D.從c點到d點,溶液中不變(HA、A-分別代表相應的酸和酸根離子)
4.草酸H2C2O4是二元弱酸。向100 mL 0.40 mol·L-1 H2C2O4溶液中加入1.0 mol·L-1KOH溶液調節pH,加水控制溶液體積為200 mL。測得溶液中微粒的δ(x)隨pH變化如圖所示,其中δ(x)=,x代表微粒H2C2O4、HC2或C2。常溫時,下列敘述正確的是(　　)
A.曲線Ⅱ是C2的變化曲線
B.曲線Ⅰ,隨pH增大,H2O的電離程度減小
C.pH=3時,溶液中c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2)=0.40 mol·L-1
D.pH=4時,=103
5.已知常溫下,Ka1(H2S)=9.1×10-8, Ka2(H2S)=1.1×10-12。某二元酸H2R易溶于水,將NaOH溶液滴入等物質的量濃度H2R溶液中,H2R、HR-、R2-的物質的量分數隨pH的變化如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.常溫下,H2R HR-+H+的電離平衡常數Ka1=10-6.37
B.常溫下,在pH=10.25時,c(R2-)=c(HR-)>c(OH-)>c(H+)
C.當V(NaOH)∶V(H2R)=3∶2時,c(R2-)+c(OH-)=3c(H2R)+c(HR-)+c(H+)
D.向Na2R溶液中加入足量H2S溶液,發生反應:R2-+H2S HS-+HR-
6.鉻酸鈉(Na2CrO4)水溶液中存在如下平衡:2H++2Cr 2HCr Cr2+H2O,25 ℃時,在1.00 mol·L-1鉻酸鈉溶液中,各種含鉻離子的分布分數與pH的關系如圖所示。
下列說法錯誤的是(　　)
A.Na2CrO4溶液中,Cr發生水解而使溶液呈堿性
B.鉻酸(H2CrO4)的二級電離常數Ka2=10-6.4
C.要得到純度較高的Na2CrO4溶液,應控制pH>9
D.pH=6時,Na2CrO4溶液中存在:c(Na+)=2c(Cr)+2c(HCr)+2c(Cr2)
7.一定溫度下,金屬硫化物的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。縱坐標p(Mn+)表示-lgc(Mn+),橫坐標p(S2-)表示-lgc(S2-),下列說法不正確的是(　　)
A.該溫度下,Ag2S的Ksp=1.0×10-50
B.該溫度下,溶解度的大小順序為NiS>SnS
C.SnS和NiS的飽和溶液中=104
D.向濃度均為0.1 mol·L-1的Ag+、Ni2+、Sn2+混合溶液中逐滴加入飽和Na2S溶液,析出沉淀的先后順序為Ag2S、SnS、NiS
8.常溫下,AgCl(白色)與Ag2CrO4(磚紅色)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,pAg=-lgc(Ag+),pX= -lgc(X),X=Cl-或Cr。下列說法錯誤的是(　　)
A.Ksp(Ag2CrO4)=10-11.4
B.區域Ⅰ只存在AgCl沉淀,區域Ⅱ只存在Ag2CrO4沉淀
C.向Cl-、Cr均為0.1 mol/L的混合溶液中逐滴加入稀硝酸銀溶液,先析出AgCl沉淀
D.反應Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+Cr(aq)的平衡常數K為108.2
答案與分層梯度式解析
題型整合練　離子平衡的相關圖像分析
1.C　滴定過程中,眼睛注視錐形瓶中溶液顏色變化,A項錯誤;若用酚酞作指示劑,滴入最后半滴NaOH標準液,溶液恰好變紅,且半分鐘內不變色,則達到滴定終點,B項錯誤;NaOH標準液使用堿式滴定管盛裝,可用圖2所示方法排出滴定管內的氣泡,C項正確;相同濃度的鹽酸和醋酸溶液,因為鹽酸是強酸,所以電離出的氫離子比醋酸多,pH小于醋酸溶液,D項錯誤。
2.B　由題圖可以看出,滴定達終點時,HB消耗NaOH溶液的體積大,則c(HB)>c(HA),而起始時pH(HB溶液)>pH(HA溶液),所以酸性HA> HB,A項錯誤;由題圖可以看出,滴定HA溶液的終點pH=7,則HA是強酸,c(HA)=c(H+)=0.1 mol·L-1,初始時,HB溶液的pH為3,而酸性HA> HB,說明HB是弱酸,部分電離,則c(HB)>10-3 mol·L-1,C項錯誤;HB是弱酸,部分電離,對應的pH=3,則電離部分c電離(HB)≈c(H+)= 10-3 mol·L-1,由題圖可知滴定等體積的兩種酸時滴定HB溶液消耗的氫氧化鈉是滴定HA溶液的兩倍,則c初始(HB)=2c(HA)=0.2 mol·L-1,則酸HB的電離度約為×100%=0.5%,B項正確;甲基橙變色范圍為3.1~4.4,由題圖可知該pH范圍內NaOH溶液滴定HB未發生突躍,不可用甲基橙作指示劑,D項錯誤。
3.D　由于Ka(HCOOH)>Ka(CH3COOH),所以pH和體積相同的兩種酸溶液稀釋相同倍數,HCOOH溶液pH變化大,由題圖可知,曲線Ⅱ的pH變化大,則曲線Ⅱ代表HCOOH溶液,曲線Ⅰ代表CH3COOH溶液,A項錯誤;酸抑制水電離,b點pH小,對水的電離抑制程度大,B項錯誤;體積和pH均相同的HCOOH和CH3COOH溶液,c(CH3COOH)>c(HCOOH),分別與NaOH恰好中和后,CH3COOH消耗的NaOH較HCOOH多,則溶液中n(Na+)較多,C項錯誤;==,從c點到d點,溫度不變,則KW、Ka(HA)不變,因此不變,D項正確。
4.D　H2C2O4是二元弱酸,存在H2C2O4 H++HC2、HC2 H++ C2,增大pH,c(H+)減小,兩個電離平衡正向移動,H2C2O4濃度持續減小,C2濃度持續增大,HC2濃度先增大后減小,故曲線Ⅰ是H2C2O4的變化曲線,曲線Ⅱ是HC2的變化曲線,曲線Ⅲ是C2的變化曲線;利用兩個交點可求得Ka1==10-1.3,Ka2==10-4.3。由分析可知,A錯誤;加入KOH溶液,c(H2C2O4)減小,酸性減弱,H2O的電離程度增大,B錯誤;H2C2O4溶液初始體積為100 mL,加入KOH溶液調節pH,加水控制溶液體積為200 mL,所以pH=3時,c(H2C2O4)+ c(HC2)+c(C2)=0.20 mol·L-1,C錯誤;= ===103,D正確。
5.C　pH=6.37時c(H2R)=c(HR-),常溫下,H2R HR-+H+的電離平衡常數Ka1==c(H+)=10-6.37,A項正確;pH=10.25時c(R2-)=c(HR-),溶液顯堿性,溶液中離子濃度關系為c(R2-)=c(HR-)>c(OH-)>c(H+),B項正確;等物質的量濃度時,V(NaOH)∶V(H2R)=3∶2,則溶液中存在物料守恒:2c(Na+)=3c(R2-)+3c(HR-)+3c(H2R),電荷守恒:c(Na+)+c(H+)= 2c(R2-)+c(HR-)+c(OH-),兩式整理可得c(R2-)+2c(OH-)=3c(H2R)+ c(HR-)+2c(H+),C項錯誤;Ka1(H2R)>Ka1(H2S)>Ka2(H2R)>Ka2(H2S),則酸性:H2R>H2S>HR->HS-,向Na2R溶液中加入足量H2S溶液只能生成NaHR和NaHS,發生的反應為R2-+H2S HS-+HR-,D項正確。
6.D　鉻酸鈉(Na2CrO4)水溶液中存在平衡:2H++2Cr 2HCr Cr2+H2O,說明HCr只有部分電離,Na2CrO4是強堿弱酸鹽,Cr水解使溶液呈堿性,A項正確;鉻酸(H2CrO4)第二步電離為HCr H++Cr,在M點,c(Cr)=c(HCr),pH=6.4,Ka2= =c(H+)=10-6.4,B項正確;pH>9時,溶液中的含鉻離子主要為Cr,所以要得到純度較高的Na2CrO4溶液,應控制pH>9,C項正確;pH=6時,Na2CrO4溶液中存在:c(Na+)=2c(Cr)+2c(HCr)+ c(Cr2),D項錯誤。
7.C　由a點可知,當c(S2-)=10-30 mol·L-1時,c(Ag+)=10-10 mol·L-1, Ksp(Ag2S)=c2(Ag+)·c(S2-)=(10-10)2×10-30=10-50,A正確;由SnS、NiS的沉淀溶解平衡曲線可知,當兩條曲線表示的c(S2-)相同時,對應的c(Ni2+)>c(Sn2+),由于SnS和NiS沉淀類型相同,則溶解度的大小關系為NiS>SnS,B正確;根據NiS的溶解平衡曲線上b點數據,可得Ksp(NiS)=c(Ni2+)·c(S2-)=10-6×10-15=10-21,同理可得Ksp(SnS)= c(Sn2+)·c(S2-)=10-25,SnS和NiS的飽和溶液中== =10-4,C錯誤;Ag+、Ni2+與Sn2+的濃度均為0.1 mol·L-1,分別生成Ag2S、NiS與SnS沉淀時,需要的c(S2-)分別為10-48 mol·L-1、 10-20 mol·L-1、10-24 mol·L-1,因此生成沉淀的先后順序為Ag2S、SnS、NiS,D正確。
8.B　b點在Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲線上,根據該點的坐標可知Ksp(Ag2CrO4)=(10-0.7)2×10-10=10-11.4,A正確;橫、縱坐標數值為負對數值,越往右和越往上,濃度越小,區域Ⅰ內Ag2CrO4和AgCl的離子積均大于Ksp,故均能產生沉淀,區域Ⅱ處于Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲線的下方,存在Ag2CrO4沉淀,處于AgCl沉淀溶解平衡曲線的上方,不存在AgCl沉淀,B錯誤;根據a點坐標可知,Ksp(AgCl)=10-2.8×10-7=10-9.8,則對于AgCl,形成沉淀時需要c(Ag+)≥= mol/L=10-8.8 mol/L,對于Ag2CrO4,形成沉淀需要c(Ag+)≥= mol/L= 10-5.2 mol/L,顯然形成AgCl沉淀需要的銀離子濃度更低,故先析出AgCl沉淀,C正確;由上述分析可知,Ksp(AgCl)=10-9.8,Ksp(Ag2CrO4)= 10-11.4,則反應Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+Cr(aq)的平衡常數K===108.2,D正確。
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