实践素养检测(四)　探析离子平衡图像综合题

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实践素养检测()　探析离子平衡图像综合题
1．(2021·湖南高考)常温下，用0.100 0 mol·L－1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L－1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液，滴定曲线如图所示。下列判断错误的是(　　)

A．该NaX溶液中：c(Na＋)>c(X－)>c(OH－)>c(H＋)
B．三种一元弱酸的电离常数：Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
C．当pH＝7时，三种溶液中：c(X－)＝c(Y－)＝c(Z－)
D．分别滴加20.00 mL盐酸后，再将三种溶液混合：c(X－)＋c(Y－)＋c(Z－)＝c(H＋)－c(OH－)
解析：C　在NaX溶液中，X－发生水解反应：X－＋H2OHX＋OH－，溶液中存在c(Na＋)>c(X－)>c(OH－)>c(H＋)，A判断正确；等浓度的NaX、NaY、NaZ三种溶液的pH大小关系：NaZ>NaY>NaX，根据“越弱越水解”可知，酸性：HX>HY>HZ，则电离常数关系：Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)，B判断正确；pH＝7时，根据电荷守恒，三种溶液混合后分别存在c(Cl－)＋c(X－)＝c(Na＋)、c(Cl－)＋c(Y－)＝c(Na＋)、c(Cl－)＋c(Z－)＝c(Na＋)，由于三种一元酸的酸性强弱不同，则向其盐溶液中加入HCl的物质的量不同，则c(X－)、c(Y－)、c(Z－)三者不等，C判断错误；分别加入20.00 mL盐酸后，均恰好完全反应，三种溶液的溶质分别为HX与NaCl、HY与NaCl、HZ与NaCl，三种溶液混合后的溶液中存在电荷守恒：c(X－)＋c(Y－)＋c(Z－)＝c(H＋)－c(OH－)，D判断正确。
2．(2019·全国Ⅰ卷)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1＝1.1×10－3，Ka2＝3.9×10－6)溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示，其中b点为反应终点。下列叙述错误的是(　　)

A．混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B．Na＋与A2－的导电能力之和大于HA－的
C．b点的混合溶液pH＝7
D．c点的混合溶液中，c(Na＋)>c(K＋)>c(OH－)
解析：C　A正确，溶液导电能力的强弱与溶液中自由移动的离子浓度和种类有关；B正确，由图像知，a点到b点，HA－转化为A2－，b点导电能力相对于a点增强，可判断Na＋和A2－的导电能力之和大于HA－的；C错误，b点为反应终点，发生的反应为2KHA＋2NaOH===Na2A＋K2A＋2H2O，因为H2A为弱酸，所以Na2A、K2A溶液显碱性，pH＞7；D正确，c点为Na2A、K2A和NaOH的混合溶液，故c(Na＋)＞c(K＋)＞c(OH－)。
3．室温下向10 mL 0.1 mol·L－1NaOH溶液中加入0.1 mol·L－1的一元酸HA，溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．a点所示溶液中c(Na＋)>c(A－)>c(H＋)>c(HA)
B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C．pH＝7时，c(Na＋)＝c(A－)＋c(HA)
D．b点所示溶液中c(A－)>c(HA)
解析：D　a点时NaOH与HA恰好完全反应，溶液的pH为8.7，呈碱性，说明HA为弱酸，NaA发生水解反应，则溶液中粒子浓度：c(Na＋)>c(A－)>c(HA)>c(H＋)，A错误；b点时为NaA和HA的混合溶液，a点NaA发生水解反应，促进了水的电离，b点HA抑制了水的电离，所以水的电离程度a点大于b点，B错误；根据电荷守恒，c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(A－)，pH＝7时，则c(H＋)＝c(OH－)，所以c(Na＋)＝c(A－)，C错误；b点HA过量，溶液呈酸性，HA的电离程度大于NaA的水解程度，所以c(A－)>c(HA)，D正确。
4．(2021·湖南名校联考)25 ℃时，将0.1 mol NaOH固体加入1.0 L浓度为x mol·L－1的HR溶液中(忽略溶液体积、温度变化)，充分反应后向混合液中加入HR或NaR固体，溶液中lg变化如图。下列叙述正确的是(　　)

A．b点对应的溶液中c(Na＋)>c(R－)
B．c点对应的溶液中R－浓度不能确定
C．a、b、c点对应的溶液中，水的电离程度：a>b>c
D．a、b、c点对应的溶液中，Ka(HR)均为×10－7
解析：D　b点时，溶液为0.1 mol NaOH固体加入1.0 L浓度为x mol·L－1的HR溶液中充分反应后的溶液，lg≈4,25 ℃时，c(H＋)·c(OH－)＝10－14，则c(H＋)＝10－5 mol·L－1，同理c点时，溶液呈中性，a点时c(H＋)＝10－3 mol·L－1。b点对应的溶液中c(H＋)＝10－5 mol·L－1，根据溶液呈电中性，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(R－)＋c(OH－)，溶液显酸性，则c(H＋)＞c(OH－)，故c(Na＋)＜c(R－)，A叙述错误；c点对应溶液呈中性，即c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)＝c(R－)，此时溶液中c(Na＋)＝＝0.2 mol·L－1，R－浓度能确定，B叙述错误；a、b、c点对应的溶液中，a中酸的浓度大于b，而c点为中性，故水的电离程度：a＜b＜c，C叙述错误；a、b、c点对应的溶液中，温度未变，则Ka(HR)不变，c点溶液中，c(H＋)＝10－7mol·L－1，c(R－)＝0.2 mol·L－1，未电离的HR的浓度＝x mol·L－1－0.1 mol·L－1，故Ka(HR)＝＝，D叙述正确。
5．常温下，用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 CH3COOH溶液所得滴定曲线如图。下列说法正确的是(　　)

A．点①所示溶液中：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(CH3COOH)＋c(H＋)
B．点②所示溶液中：c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)
C．点③所示溶液中：c(Na＋)>c(OH－)>c(CH3COO－)>c(H＋)
D．滴定过程中可能出现：c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(Na＋)>c(OH－)
解析：D　点①所示溶液中的溶质为0.001 mol CH3COOH和0.001 mol CH3COONa，根据物料守恒：c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝2c(Na＋)，根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，整理后得c(CH3COOH)＋2c(H＋)＝c(CH3COO－)＋2c(OH－)，故A错误；点②所示溶液的pH＝7，根据电荷守恒有：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，又c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)＝c(CH3COO－)，故B错误；点③所示溶液中的溶质为0.002 mol CH3COONa，离子浓度大小关系为c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)，故C错误。
6．(2021·河北名校联考)以0.10 mol·L－1的氢氧化钠溶液滴定同浓度某一元酸HA的滴定曲线如图所示滴定分数＝。下列表述错误的是(　　)

A．z点后存在某点，溶液中的水的电离程度和y点的相同
B．a约为3.5
C．z点处，c(Na＋)＞c(A－)
D．x点处的溶液中离子满足：c(HA)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)
解析：D　z点滴定分数为1，即恰好完全反应，此时溶液中溶质为NaA，水的电离程度最大， z点之前溶液存在HA抑制水的电离，z点之后溶液中存在NaOH抑制水的电离，所以z点后存在某点，溶液中的水的电离程度和y点的相同，故A正确；HA的电离平衡常数K＝，设HA为1 mol·L－1，y点的滴定分数为0.91，pH＝7，由溶液中电荷守恒可得到c(Na＋)＝c(A－)＝0.91 mol·L－1，则c(HA)＝(1－0.91) mol·L－1＝0.09 mol·L－1，平衡常数K＝≈10－6，设0.1 mol·L－1的HA溶液中c(H＋)＝b mol·L－1，则K＝＝10－6，解得b约为10－3.5，pH约为3.5，即a约为3.5，故B正确；z点滴定分数为1，即恰好完全反应，此时溶液中溶质为NaA，根据电荷守恒可知c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，此时溶液呈碱性，即氢氧根浓度大于氢离子浓度，所以c(Na＋)＞c(A－)，故C正确；x点处的溶液中溶质为HA和NaA，且二者物质的量相等，存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，物料守恒：2c(Na＋)＝c(A－)＋c(HA)，二式消掉钠离子可得：c(HA)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)＋c(OH－)－c(H＋)，此时溶液呈酸性，即c(H＋)> c(OH－)，所以c(HA)＋c(H＋)＜c(A－)＋c(OH－)，故D错误。
7．(2020·全国Ⅰ卷)以酚酞为指示剂，用0.100 0 mol·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－)＝

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 mol·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－)
解析：C　由题图可知加入40 mL NaOH溶液时达到滴定终点，又因H2A为二元酸，则H2A溶液的浓度为0.100 0 mol·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、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－)＝＝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。
8．(2021·山东高考)赖氨酸[H3N＋(CH2)4CH(NH2)COO－，用HR表示]是人体必需氨基酸，其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡：H3R2＋H2R＋HRR－。向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液，溶液中H3R2＋、H2R＋、HR和R－的分布系数δ(x)随pH变化如图所示。已知δ(x)＝，下列表述正确的是(　　)

A.>
B．M点，c(Cl－)＋c(OH－)＋c(R－)＝2c(H2R＋)＋c(Na＋)＋c(H＋)
C．O点，pH＝－lg K2－lg K3
D．P点，c(Na＋)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)
解析：D　向H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液，依次发生离子反应：H3R2＋＋OH－===H2R＋＋H2O、H2R＋＋OH－===HR＋H2O、HR＋OH－===R－＋H2O，溶液中H3R2＋逐渐减小，H2R＋和HR先增大后减小，R－逐渐增大。K1＝，K2＝，K3＝，M点c(H3R2＋)＝c(H2R＋)，由此可知K1＝10－2.2，N点c(HR)＝c(H2R＋)，则K2＝10－9.1，P点c(HR)＝c(R－)，则K3＝10－10.8。A项，＝＝10－6.9，＝＝10－1.7，因此<，错误；B项，M点存在电荷守恒：c(R－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝2c(H3R2＋)＋c(H2R＋)＋c(H＋)＋c(Na＋)，此时c(H3R2＋)＝c(H2R＋)，因此c(R－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝3c(H2R＋)＋c(H＋)＋c(Na＋)，错误；C项，O点c(H2R＋)＝c(R－)，因此＝1，即＝＝1，因此c(H＋)＝，溶液pH＝－lg c(H＋)＝，错误；D项，P点溶质为NaCl、HR、NaR，此时溶液呈碱性，因此c(OH－)>c(H＋)，溶质浓度大于水解和电离所产生微粒浓度，因此c(Na＋)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)，D正确。
9．(2021·辽宁招生考试适应性测试)天然水体中的H2CO3与空气中的CO2保持平衡。已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，某溶洞水体中lg c(X)(X为H2CO3、HCO、CO或Ca2＋)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．曲线①代表CO
B．H2CO3的一级电离常数为10－8.3
C．c(Ca2＋)随pH升高而增大
D．pH＝10.3时，c(Ca2＋)＝2.8×10－7.9 mol·L－1
解析：D　根据图像可知，随着pH的增大，溶液碱性增强，HCO、CO浓度都增大，而曲线①在pH很小时也产生，因此曲线①代表HCO，②代表CO，③代表Ca2＋，据此分析解答。由上述分析可知，曲线①代表HCO，A错误；曲线①为HCO，由点(6.3，－5)可知，H2CO3的一级电离常数Kal＝＝1.0×10－6.3，B错误；曲线③代表Ca2＋，根据图像可知，c(Ca2＋)随pH升高而减小，C错误；已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，根据图像，pH＝10.3时，c(HCO)＝c(CO)＝10－1.1 mol·L－1，则c(Ca2＋)＝＝ mol·L－1＝2.8×10－7.9 mol·L－1，D正确。
10. (2021·重庆选考适应性测试)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－1 NaOH溶液调节pH，加水控制溶液体积为200 mL。测得溶液中微粒的δ(x)随pH变化曲线如图所示，δ(x)＝，x代表微粒H2C2O4、HC2O或C2O。
下列叙述正确的是(　　)

A．曲线Ⅰ是HC2O的变化曲线
B．草酸H2C2O4的电离常数K＝1.0×10－1.22
C．在b点，c(C2O)＋2c(OH－)＝c(HC2O)＋c(H＋)
D．在c点，c(HC2O)＝0.06 mol·L－1
解析：B　当酸性越强时，曲线Ⅰ表示的微粒的含量越高，可推知曲线Ⅰ是H2C2O4 的变化曲线，曲线Ⅱ是HC2O的变化曲线，曲线Ⅲ是C2O的变化曲线，A错误；在a点H2C2O4的浓度和HC2O的浓度相等，pH＝1.22，则草酸H2C2O4的电离常数K＝＝c(H＋)＝1.0×10－1.22，B正确；在 b点，c(C2O)＝c(HC2O)，且溶液呈酸性，若c(C2O)＋2c(OH－)＝c(HC2O)＋c(H＋)，则2c(OH－)＝c(H＋)，显然不成立，C错误；在c点，HC2O的含量为0.15，而H2C2O4的物质的量为0.1 L× 0.40 mol·L－1＝0.04 mol，则HC2O的物质的量为0.15×0.04 mol＝0.006 mol，溶液体积为0.2 L，c(HC2O)＝＝0.03 mol·L－1，D错误。
11．(2020·山东高考)25 ℃时，某混合溶液中c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.1 mol·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，下列说法正确的是(　　)

A．O点时，c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)
B．N点时，pH＝lg Ka
C．该体系中，c(CH3COOH)＝ mol·L－1
D．pH由7到14的变化过程中，CH3COO－的水解程度始终增大
解析：C　结合题图可知当pH最小时，溶液呈酸性，溶液中c(CH3COOH)最大，对应lg c(H＋)最大，随着pH逐渐增大，当溶液中c(CH3COO－)最大时，对应lg c(OH－)最大。则4条曲线分别对应的lg c(x)如下：

经上述分析可知N点时，c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)，Ka＝c(H＋)，即pH＝－lg Ka，A、B项错误；该体系中，0.1c(H＋)＝[c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)]×c(H＋)＝c(CH3COOH)×c(H＋)·＝c(CH3COOH)×[Ka＋c(H＋)]，C项正确；pH由7到14的过程中先促进CH3COO－的水解，后抑制其水解，D项错误。
12. (2021·广东选择考适应性测试)水体中重金属铅的污染问题备受关注。溶液中Pb2＋及其与OH－形成的微粒的浓度分数α随溶液pH变化的关系如图所示。已知NH3·H2O的Kb＝1.74×10－5。向Pb(NO3)2溶液中滴加氨水，关于该过程的说法正确的是(　　)

A．Pb2＋的浓度分数先减小后增大
B．c(NO)与c(Pb2＋)的比值先增大，pH>10后不变
C．pH＝7时，存在的阳离子仅有Pb2＋、Pb(OH)＋和H＋
D．溶液中Pb2＋与Pb(OH)2浓度相等时，氨主要以NH的形式存在
解析：D　由图示可知，Pb2＋与OH－依次形成Pd(OH)＋、Pd(OH)2、Pd(OH)、Pd(OH)四种微粒，据此分析。随着pH的增大，Pb2＋的浓度分数逐渐减小，当pH＝10时，Pb2＋的浓度分数减小为0，A项错误；NO与Pb2＋在同一溶液中，c(NO)与c(Pb2＋)的比值等于其物质的量之比，滴加氨水过程中，随着pH的增大，n(Pb2＋)逐渐减小，n(NO)不变，n(NO)与n(Pb2＋)的比值增大，故c(NO)与c(Pb2＋)的比值增大，pH>10，c(Pb2＋)减小为0时，比值无意义，B项错误；当pH＝7时，根据图示可知，溶液中存在的阳离子有Pb2＋、Pb(OH)＋、H＋以及NH，C项错误；当溶液中Pb2＋与Pb(OH)2浓度相等时，由图可知，此时溶液pH约等于8，由NH3·H2O电离常数Kb＝＝1.74 ×10－5，则＝＝＝17.4，故溶液中氨主要以NH形式存在，D项正确。