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2024届高考一轮复习 第八章 水溶液中的离子反应与平衡 第5讲 水溶液中的新型图像分析课件PPT
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这是一份2024届高考一轮复习 第八章 水溶液中的离子反应与平衡 第5讲 水溶液中的新型图像分析课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了答案D，答案B，答案C等内容，欢迎下载使用。
1．(2022·湖北等级考)下图是亚砷酸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cpH图(浓度：总As为5.0×10－4 ml·L－1，总T为1.0×10－3 ml·L－1)。下列说法错误的是( )A．As(OH)3的lg Ka1为－9.1B．[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
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，C正确；由已知条件，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，D错误。答案：D
由图像，pH＝7.0时，－lg c(M2＋)＝3.0，则M(OH)2的Ksp＝c(M2＋)·c2(OH－)＝1×10－17，B正确；
3．(2022·山东等级考)工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s)，对其工艺条件进行研究。现有含SrCO3(s)的0.1 ml·L－1、1.0 ml·L－1Na2CO3溶液，含SrSO4(s)的0.1 ml·L－1、1.0 ml·L－1Na2SO4溶液。在一定pH范围内，四种溶液中lg[c(Sr2＋)/ml·L－1]随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
曲线④表示含碳酸锶固体的1 ml·L－1碳酸钠溶液的变化曲线，故C正确；pH≥6.9时，1.0 ml·L－1 Na2CO3溶液中c(Sr2＋)≤10a ml·L－1，即发生沉淀转化，故D错误。答案：D
解析： Ksp(BaSO4)
2．滴定过程中c水(H＋)或c水(OH－)的变化曲线25 ℃时，以盐酸滴定20 mL 0.1 ml·L－1氨水过程中由水电离出的氢离子浓度[c水(H＋)]随加入盐酸体积的变化关系图为例进行分析。
(二)分布系数图像分布系数图像一般是以pH为横轴、分布分数(组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵轴的关系曲线，以草酸H2C2O4为例，含碳元素的各组分分布系数(δ)与pH的关系如图所示。
(三)对数图像以常温下向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液为例，所得溶液的pH与离子浓度的变化关系如图所示。
(四)沉淀溶解平衡图像以AgCl的沉淀溶解平衡图像(图1)、CaSO4与CaCO3的沉淀溶解平衡图像(图2)、用0.1 ml·L－1 Na2SO4溶液滴定20 mL 0.1 ml·L－1 BaCl2溶液的沉淀滴定图像(图3)为例进行分析。已知Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9。
[解析] NH2CH2COOH中存在—NH2和—COOH，所以溶液既有酸性又有碱性，故A正确；
[思维建模] 解分布系数图像题的“四步曲”
A. 曲线a表示的是HA－的变化B．Ka2(H2A)的数量级为10－3C．假设Q点溶液中无A2－，则图中x＝2.41D．pH＜7时溶液中可能存在：c(Na＋)＞c(HA－)＋2c(A2－)
解析：根据图像横坐标的变化判断，加入氢氧化钠溶液后，pH在增大，溶液中发生酸碱中和，根据二元酸的电离方程式判断微粒的变化，酸式根离子先增大后减小，酸分子的浓度减小，根据交点的特点微粒的浓度相等进行计算电离平衡常数。pH越小，氢离子浓度越大，H2A越多，所以曲线a代表H2A的变化，A项错误；P点处c(A2－)＝c(HA－)，故Ka2＝c(H＋)＝10－5.51 ml·L－1，数量级为10－6，B项错误；
根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(A2－)＋c(HA－)，推出c(Na＋)－c(HA－)－2c(A2－)＝c(OH－)－c(H＋)，因c(H＋)＞c(OH－)，故c(Na＋)＜c(HA－)＋2c(A2－)，D项错误。答案：C
根据电荷守恒可知，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(H2A－)＋2c(HA2－)，则pH＝7时，c(Na＋)＝c(H2A－)＋2c(HA2－)即2c(HA2－)＜c(Na＋)，B错误；
由A项分析可知，Ka1＝10－1.3，Ka2＝10－6.7，则lg Ka1＋lg Ka2＝－8，C错误；由题干图示信息可知，含A的微粒只有三种即H3A、H2A－、HA2－，说明H3A为二元弱酸，则H3A与足量NaOH溶液反应：H3A＋2OH－===HA2－＋2H2O，D正确。答案：D
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－1C．HA－的电离常数Ka＝1.0×10－2D．滴定终点时，溶液中c(Na＋)<2c(A2－)＋c(HA－)
解析：左纵坐标表示分布系数的变化，右纵坐标表示溶液pH的变化。曲线①代表粒子的分布系数随着NaOH溶液的不断滴入逐渐减小，而曲线②代表粒子的分布系数随着NaOH溶液的不断滴入逐渐增大。当加入40 mL NaOH溶液时，由曲线③可知溶液的pH发生突变，说明酸碱溶液恰好完全反应，其方程式为2NaOH＋H2A===Na2A＋2H2O。由c(H2A)×2×20 mL＝c(NaOH)×40 mL可得c(H2A)＝0.100 0 ml·L－1。此时曲线①粒子的分布系数接近为0，而曲线②粒子的分布系数接近为1，可推断曲线①代表δ(HA－)，曲线②代表δ(A2－)，故A、B两项错误；
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＋)2c(A2－)＋c(HA－)，D项错误。答案：C
类型(二) 线性函数关系图像为直观简明地反映水溶液中离子浓度的变化规律，近年来高考命题常通过函数变换将离子浓度及其影响因素间的非线性函数关系转换为线性函数关系，并以其对应的化学曲线为载体评价学生对化学核心概念和基本原理的理解程度、信息素养和化学学科核心素养的发展水平。
a点对应溶液中c(Ag＋)比Ag2C2O4溶解平衡曲线上的c(Ag＋)小，表示Ag2C2O4的不饱和溶液，B正确；
解析：从M点到Q点溶液pH增大，反应“CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O”将弱电解质CH3COOH转变为强电解质CH3COONa，导致溶液中的离子浓度增大，溶液导电能力增强，A选项错误；N点pOH＜pH，即c(OH－)＞c(H＋)，依据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，可知c(CH3COO－)＜c(Na＋)，B选项错误；
M点为CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，OH－均来自H2O的电离，N点为CH3COONa和NaOH的混合溶液，H＋均来自H2O的电离，现M点pOH与N点pH相等，表明M点c(OH－)等于N点c(H＋)，两溶液中水的电离程度相同，C选项正确；Q点pH＝pOH，表明溶液呈中性，若NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积，由于生成的CH3COONa水解将导致溶液呈碱性，据此判断Q点NaOH溶液的体积小于醋酸溶液的体积，D选项错误。答案：C
3．一元弱碱稀释过程中氢离子浓度与溶液体积变化关系曲线
解析：由稀释前MOH与ROH的pH可知，MOH为强碱、ROH为弱碱，A选项正确；弱碱溶液稀释过程中电离平衡正向移动，导致电离程度增大，b点ROH电离程度大于a点，B选项正确；无限稀释后溶液均趋向中性，导致溶液c(OH－)相等，C选项正确；
c(X2－)＝c(HX－)时，pH＝5.4，可推出混合溶液呈中性时，c(X2－)＞c(HX－)，D选项错误。答案：D
1．(2022·湖北等级考)下图是亚砷酸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cpH图(浓度：总As为5.0×10－4 ml·L－1，总T为1.0×10－3 ml·L－1)。下列说法错误的是( )A．As(OH)3的lg Ka1为－9.1B．[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
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，C正确；由已知条件，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，D错误。答案：D
由图像，pH＝7.0时，－lg c(M2＋)＝3.0，则M(OH)2的Ksp＝c(M2＋)·c2(OH－)＝1×10－17，B正确；
3．(2022·山东等级考)工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s)，对其工艺条件进行研究。现有含SrCO3(s)的0.1 ml·L－1、1.0 ml·L－1Na2CO3溶液，含SrSO4(s)的0.1 ml·L－1、1.0 ml·L－1Na2SO4溶液。在一定pH范围内，四种溶液中lg[c(Sr2＋)/ml·L－1]随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
曲线④表示含碳酸锶固体的1 ml·L－1碳酸钠溶液的变化曲线，故C正确；pH≥6.9时，1.0 ml·L－1 Na2CO3溶液中c(Sr2＋)≤10a ml·L－1，即发生沉淀转化，故D错误。答案：D
解析： Ksp(BaSO4)
2．滴定过程中c水(H＋)或c水(OH－)的变化曲线25 ℃时，以盐酸滴定20 mL 0.1 ml·L－1氨水过程中由水电离出的氢离子浓度[c水(H＋)]随加入盐酸体积的变化关系图为例进行分析。
(二)分布系数图像分布系数图像一般是以pH为横轴、分布分数(组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵轴的关系曲线，以草酸H2C2O4为例，含碳元素的各组分分布系数(δ)与pH的关系如图所示。
(三)对数图像以常温下向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液为例，所得溶液的pH与离子浓度的变化关系如图所示。
(四)沉淀溶解平衡图像以AgCl的沉淀溶解平衡图像(图1)、CaSO4与CaCO3的沉淀溶解平衡图像(图2)、用0.1 ml·L－1 Na2SO4溶液滴定20 mL 0.1 ml·L－1 BaCl2溶液的沉淀滴定图像(图3)为例进行分析。已知Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9。
[解析] NH2CH2COOH中存在—NH2和—COOH，所以溶液既有酸性又有碱性，故A正确；
[思维建模] 解分布系数图像题的“四步曲”
A. 曲线a表示的是HA－的变化B．Ka2(H2A)的数量级为10－3C．假设Q点溶液中无A2－，则图中x＝2.41D．pH＜7时溶液中可能存在：c(Na＋)＞c(HA－)＋2c(A2－)
解析：根据图像横坐标的变化判断，加入氢氧化钠溶液后，pH在增大，溶液中发生酸碱中和，根据二元酸的电离方程式判断微粒的变化，酸式根离子先增大后减小，酸分子的浓度减小，根据交点的特点微粒的浓度相等进行计算电离平衡常数。pH越小，氢离子浓度越大，H2A越多，所以曲线a代表H2A的变化，A项错误；P点处c(A2－)＝c(HA－)，故Ka2＝c(H＋)＝10－5.51 ml·L－1，数量级为10－6，B项错误；
根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(A2－)＋c(HA－)，推出c(Na＋)－c(HA－)－2c(A2－)＝c(OH－)－c(H＋)，因c(H＋)＞c(OH－)，故c(Na＋)＜c(HA－)＋2c(A2－)，D项错误。答案：C
根据电荷守恒可知，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(H2A－)＋2c(HA2－)，则pH＝7时，c(Na＋)＝c(H2A－)＋2c(HA2－)即2c(HA2－)＜c(Na＋)，B错误；
由A项分析可知，Ka1＝10－1.3，Ka2＝10－6.7，则lg Ka1＋lg Ka2＝－8，C错误；由题干图示信息可知，含A的微粒只有三种即H3A、H2A－、HA2－，说明H3A为二元弱酸，则H3A与足量NaOH溶液反应：H3A＋2OH－===HA2－＋2H2O，D正确。答案：D
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－1C．HA－的电离常数Ka＝1.0×10－2D．滴定终点时，溶液中c(Na＋)<2c(A2－)＋c(HA－)
解析：左纵坐标表示分布系数的变化，右纵坐标表示溶液pH的变化。曲线①代表粒子的分布系数随着NaOH溶液的不断滴入逐渐减小，而曲线②代表粒子的分布系数随着NaOH溶液的不断滴入逐渐增大。当加入40 mL NaOH溶液时，由曲线③可知溶液的pH发生突变，说明酸碱溶液恰好完全反应，其方程式为2NaOH＋H2A===Na2A＋2H2O。由c(H2A)×2×20 mL＝c(NaOH)×40 mL可得c(H2A)＝0.100 0 ml·L－1。此时曲线①粒子的分布系数接近为0，而曲线②粒子的分布系数接近为1，可推断曲线①代表δ(HA－)，曲线②代表δ(A2－)，故A、B两项错误；
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＋)
类型(二) 线性函数关系图像为直观简明地反映水溶液中离子浓度的变化规律，近年来高考命题常通过函数变换将离子浓度及其影响因素间的非线性函数关系转换为线性函数关系，并以其对应的化学曲线为载体评价学生对化学核心概念和基本原理的理解程度、信息素养和化学学科核心素养的发展水平。
a点对应溶液中c(Ag＋)比Ag2C2O4溶解平衡曲线上的c(Ag＋)小，表示Ag2C2O4的不饱和溶液，B正确；
解析：从M点到Q点溶液pH增大，反应“CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O”将弱电解质CH3COOH转变为强电解质CH3COONa，导致溶液中的离子浓度增大，溶液导电能力增强，A选项错误；N点pOH＜pH，即c(OH－)＞c(H＋)，依据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，可知c(CH3COO－)＜c(Na＋)，B选项错误；
M点为CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，OH－均来自H2O的电离，N点为CH3COONa和NaOH的混合溶液，H＋均来自H2O的电离，现M点pOH与N点pH相等，表明M点c(OH－)等于N点c(H＋)，两溶液中水的电离程度相同，C选项正确；Q点pH＝pOH，表明溶液呈中性，若NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积，由于生成的CH3COONa水解将导致溶液呈碱性，据此判断Q点NaOH溶液的体积小于醋酸溶液的体积，D选项错误。答案：C
3．一元弱碱稀释过程中氢离子浓度与溶液体积变化关系曲线
解析：由稀释前MOH与ROH的pH可知，MOH为强碱、ROH为弱碱，A选项正确；弱碱溶液稀释过程中电离平衡正向移动，导致电离程度增大，b点ROH电离程度大于a点，B选项正确；无限稀释后溶液均趋向中性，导致溶液c(OH－)相等，C选项正确；
c(X2－)＝c(HX－)时，pH＝5.4，可推出混合溶液呈中性时，c(X2－)＞c(HX－)，D选项错误。答案：D
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