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2025--2026年高中化学二轮复习专题题型练习22 水溶液中的图像分析
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这是一份2025--2026年高中化学二轮复习专题题型练习22 水溶液中的图像分析,共8页。
1.将0.10 mml Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 ml·L-1的NaCl溶液。lg [cM/(ml·L-1)](M代表Ag+、Cl-或CrOeq \\al(2-,4))随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl-)
B.eq \f(Ksp(AgCl),Ksp(Ag2CrO4))=10-2.21
C.V≤2.0 mL时,eq \f(c(CrOeq \\al(2-,4)),c(Cl-))不变
D.y1=-7.82,y2=-lg 34
2.25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;③25 ℃时,pKa1 (H2CrO4)=0.7,pKa2(H2CrO4)=6.5。
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCrOeq \\al(-,4)的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 ml·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中eq \f(c(Br-),c(CrOeq \\al(2-,4)))=10-0.5
ml·L-1=100.5 ml·L-1,eq \f(c(Br-),c(CrOeq \\al(2-,4)))=eq \f(10-6.1,100.5)=10-6.6,D错误。
3.常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(比如:δ(CH2ClCOO-)=eq \f(c(CH2ClCOO-),c(CH2ClCOOH)+c(CH2ClCOO-))))
下列叙述正确的是( )
A.曲线M表示δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
B.若酸的初始浓度为0.10 ml·L-1,则a点对应的溶液中有c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-)
C.CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-1.3
D.pH=2.08时,eq \f(电离度α(CH2ClCOOH),电离度α(CHCl2COOH))=eq \f(0.15,0.85)
4.常温下Ag(Ⅰ)CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已知初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 ml·L-1,所有含碳物种的摩尔分数与pH变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是( )
A.线Ⅱ表示CH3OOOH的变化情况
B.CH3OOOH的电离平衡常数Ka=10-n
C.pH=n时,c(Ag+)=eq \f(10m-n,K) ml·L-1
D.pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=0.08 ml·L-1
5.(2024·浙江6月选考)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如下图eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(例如δ(H2S)=\f(c(H2S),c(H2S)+c(HS-)+c(S2-))))。已知:Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17。
下列说法正确的是( )
A.溶解度:FeS大于Fe(OH)2
B.以酚酞为指示剂(变色的pH范围8.2~10.0),用NaOH标准溶液可滴定H2S水溶液的浓度
C.忽略S2-的第二步水解,0.10 ml/L Na2S溶液中S2-的水解率约为62%
D.0.010 ml/L FeCl2溶液中加入等体积0.20 ml/L Na2S溶液,反应初始生成的沉淀是FeS
6.在水溶液中,CN-可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与CN-形成配离子达平衡时,lg eq \f(c(金属离子),c(配离子))与-lg c(CN-)的关系如图。
下列说法正确的是( )
A.99%的X、Y转化为配离子时,两溶液中CN-的平衡浓度:X>Y
B.向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,达平衡时eq \f(c(X),c(X配离子))>eq \f(c(Z),c(Z配离子))
C.由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:Y<Z
D.若相关离子的浓度关系如P点所示,Y配离子的解离速率小于生成速率
7.25 ℃时,某二元酸(H2A)的Ka1=10-3.04、Ka2=10-4.37。1.0 ml·L-1 NaHA溶液稀释过程中δ(H2A)、δ(HA-)、δ(A2-)与pc(Na+)的关系如图所示。已知pc(Na+)=-lg c(Na+),HA-的分布系数δ(HA-)=eq \f(c(HA-),c(H2A)+c(HA-)+c(A2-))。下列说法错误的是( )
A.曲线n为δ(HA-)的变化曲线
B.a点:pH=4.37
C.b点:2c(H2A)+c(HA-)=c(Na+)
D.c点:c(Na+)+c(H+)=3c(HA-)+c(OH-)
8.向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应Ag++NH3[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+,lg [c(M)/(ml·L-1)]与lg [c(NH3)/(ml·L-1)]的关系如下图所示(其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+)。
下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线
B.AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75
C.反应[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数K的值为103.81
D.c(NH3)=0.01 ml·L-1时,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+)
9.常温下,用浓度为0.0200 ml·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200 ml·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随ηeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(η=\f(V(标准溶液),V(待测溶液))))的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)a
C.d点时,lg eq \f(c(A-),c(HA))≈5.24
D.c点溶液中存在:c(Na+)=2[c(A-)+c(HA)]
3.T ℃时,AgCl(Ksp=1.6×10-10)和Ag2CrO4(砖红色)都是难溶电解质,以pAg[pAg=-lg c(Ag+)]对pCl和pCrO4作图的沉淀溶解平衡曲线如图所示。该温度下,下列说法正确的是( )
A.阴影区域AgCl和Ag2CrO4都沉淀
B.Ag2CrO4的饱和溶液中,pCrO4=4.45时,pAg=3.72
C.用硝酸银滴定Cl-,指示剂K2CrO4浓度在0.01 ml·L-1左右时滴定误差较小
D.向含有AgCl(s)的1.0 ml·L-1 KCl溶液中加入K2CrO4,白色固体逐渐变为砖红色
4.室温下,某混合溶液中c(M+)+c(MOH)=c(R-)+c(HR),lg eq \f(c(M+),c(MOH))和lg eq \f(c(R-),c(HR))随pH变化关系如图所示,已知pX=-lg X。下列说法不正确的是( )
A.曲线Ⅰ表示lg eq \f(c(M+),c(MOH))与pH关系曲线,pKa=pKb+2
B.x=-4
C.MR溶液显碱性,且MR溶液中c(MOH)c(Na+)>c(R-)>c(OH-)>c(H+)
5.室温下,向c(Al3+)、c(Zn2+)均为0.1 ml·L-1的混合溶液中持续通入H2S气体,始终保持H2S饱和(H2S的物质的量浓度为0.1 ml·L-1),通过调节pH使Al3+、Zn2+分别沉淀,溶液中-lg c与pH的关系如图所示。其中,c表示Al3+、Zn2+、OH-和S2-的物质的量浓度的数值,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17。下列说法错误的是( )
A.①代表-lg c(S2-)与pH的关系曲线
B.pH逐渐增大时,溶液中优先析出的沉淀为ZnS
C.Al(OH)3的Ksp=10-32.8
D.Zn2++H2SZnS↓+2H+的平衡常数K=10-0.4
重点习题练习
1.将0.10 mml Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 ml·L-1的NaCl溶液。lg [cM/(ml·L-1)](M代表Ag+、Cl-或CrOeq \\al(2-,4))随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl-)
B.eq \f(Ksp(AgCl),Ksp(Ag2CrO4))=10-2.21
C.V≤2.0 mL时,eq \f(c(CrOeq \\al(2-,4)),c(Cl-))不变
D.y1=-7.82,y2=-lg 34
答案:D
解析:向1.0 mL含0.10 mml Ag2CrO4的悬浊液中滴加0.10 ml·L-1的NaCl溶液,发生反应:Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrOeq \\al(2-,4)(aq),两者恰好完全反应时,NaCl溶液的体积为V(NaCl)=eq \f(2×0.10×10-3 ml,0.10 ml·L-1)=2×10-3 L=2 mL,2 mL之后再加NaCl溶液,c(Cl-)增大,据AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)可知,c(Ag+)会随着c(Cl-)增大而减小,所以2 mL后降低的曲线,即最下方的虚线代表lg c(Ag+)随V(NaCl)的变化曲线,则中间的曲线代表lg c(Cl-)随V(NaCl)的变化曲线,则最上方的实线为lg c(CrOeq \\al(2-,4))随V(NaCl)的变化曲线。2 mL时Ag2CrO4与NaCl溶液恰好完全反应,则a点时溶质为NaCl和Na2CrO4,电荷守恒:c(Na+)+c(Ag+)+c(H+)=2c(CrOeq \\al(2-,4))+c(Cl-)+c(OH-),此时c(H+)、c(OH-)、c(Ag+)可忽略不计,a点为Cl-和CrOeq \\al(2-,4)曲线的交点,即c(CrOeq \\al(2-,4))=c(Cl-),则溶液中c(Na+)≈3c(Cl-),A错误;当V(NaCl)=1.0 mL时,有一半的Ag2CrO4转化为AgCl,Ag2CrO4与AgCl共存,均达到沉淀溶解平衡,取图中横坐标为1.0 mL的点,得Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrOeq \\al(2-,4))=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,则eq \f(Ksp(AgCl),Ksp(Ag2CrO4))=eq \f(10-9.75,10-11.96)=102.21,B错误;V<2.0 mL时,Ag+未沉淀完全,体系中Ag2CrO4和AgCl共存,则eq \f(Ksp(AgCl),Ksp(Ag2CrO4))=eq \f(c(Ag+)·c(Cl-),c2(Ag+)·c(CrOeq \\al(2-,4)))为定值,即eq \f(c(Ag+)·c(CrOeq \\al(2-,4)),c(Cl-))为定值,由图可知,在V≤2.0 mL时c(Ag+)并不是定值,则eq \f(c(CrOeq \\al(2-,4)),c(Cl-))的值也不是定值,即在变化,C错误;V>2.0 mL时,AgCl处于饱和状态,V(NaCl)=2.4 mL时,图像显示c(Cl-)=10-1.93 ml·L-1,则c(Ag+)=eq \f(Ksp(AgCl),c(Cl-))=eq \f(10-9.75,10-1.93) ml·L-1=10-7.82 ml·L-1,故y1=-7.82,此时Ag2CrO4全部转化为AgCl,n(CrOeq \\al(2-,4))守恒,等于起始时n(Ag2CrO4),则c(CrOeq \\al(2-,4))=eq \f(n(CrOeq \\al(2-,4)),V)=eq \f(0.1×10-3 ml,(1+2.4)×10-3 L)=eq \f(1,34) ml·L-1,则y2=lg c(CrOeq \\al(2-,4))=lg eq \f(1,34)=-lg 34,D正确。
2.25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;③25 ℃时,pKa1 (H2CrO4)=0.7,pKa2(H2CrO4)=6.5。
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCrOeq \\al(-,4)的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 ml·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中eq \f(c(Br-),c(CrOeq \\al(2-,4)))=10-0.5
答案:D
解析:由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1∶1,即两者图像平行,所以①代表Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线,由于相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),所以②代表AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则③代表AgBr的沉淀溶解平衡曲线,根据①上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)×c(CrOeq \\al(2-,4))=(10-2)2×10-7.7=10-11.7,根据②上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-2×10-7.7=10-9.7,根据③上的点(6.1,6.1),可求得Ksp(AgBr)=c(Ag+)×c(Br-)=10-6.1×10-6.1=10-12.2。由分析得,A正确;反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCrOeq \\al(-,4)的平衡常数K=eq \f(c2(Ag+)·c(HCrOeq \\al(-,4)),c(H+))=
eq \f(c2(Ag+)·c(CrOeq \\al(2-,4))·c(HCrOeq \\al(-,4)),c(H+)·c(CrOeq \\al(2-,4)))=eq \f(Ksp(Ag2CrO4),Ka2(H2CrO4))=eq \f(10-11.7,10-6.5)=10-5.2,B正确;当Cl-恰好滴定完全时,c(Ag+)=eq \r(Ksp(AgCl))=10-4.85 ml·L-1,即c(CrOeq \\al(2-,4))=eq \f(Ksp(Ag2CrO4),c2(Ag+))=eq \f(10-11.7,(10-4.85)2) ml·L-1=10-2.0 ml·L-1,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2.0 ml·L-1,C正确;当Br-到达滴定终点时,c(Ag+)=c(Br-)=eq \r(Ksp(AgBr))=10-6.1 ml·L-1,即c(CrOeq \\al(2-,4))=eq \f(Ksp(Ag2CrO4),c2(Ag+))=eq \f(10-11.7,(10-6.1)2) ml·L-1=100.5 ml·L-1,eq \f(c(Br-),c(CrOeq \\al(2-,4)))=eq \f(10-6.1,100.5)=10-6.6,D错误。
3.常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(比如:δ(CH2ClCOO-)=eq \f(c(CH2ClCOO-),c(CH2ClCOOH)+c(CH2ClCOO-))))
下列叙述正确的是( )
A.曲线M表示δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
B.若酸的初始浓度为0.10 ml·L-1,则a点对应的溶液中有c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-)
C.CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-1.3
D.pH=2.08时,eq \f(电离度α(CH2ClCOOH),电离度α(CHCl2COOH))=eq \f(0.15,0.85)
答案:D
解析:随着pH的增大,CH2ClCOOH、CHCl2COOH浓度减小,CH2ClCOO-、CHCl2COO-浓度增大,—Cl为吸电子基团,CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH,即Ka(CHCl2COOH)>Ka(CH2ClCOOH),δ(酸分子)=δ(酸根离子)=0.5时的pH分别约为1.3、2.8,则两种酸的电离常数分别为Ka(CHCl2COOH)≈10-1.3,Ka(CH2ClCOOH)≈10-2.8。根据分析,曲线M表示δ(CH2ClCOO-)~pH的变化关系,A错误;根据Ka(CHCl2COOH)=
eq \f(c(CHCl2COO-)×c(H+),c(CHCl2COOH)),初始c0(CHCl2COOH)=0.10 ml·L-1,若溶液中溶质只有
CHCl2COOH,则c(CHCl2COO-)=c(H+)≈eq \r(Ka(CHCl2COOH)c0(CHCl2COOH))=10-1.15 ml·L-1,但a点对应的溶液中c(H+)=0.1 ml·L-1,说明此时溶液中加入了酸性更强的酸,根据电荷守恒,c(H+)>c(CHCl2COO-)+c(OH-),B错误;根据上述分析,C错误;电离度α=eq \f(n电离,n始),n始=n电离+n未电离,则α(CH2ClCOOH)=δ(CH2ClCOO-),α(CHCl2COOH)=δ(CHCl2COO-),pH=2.08时,δ(CH2ClCOO-)=0.15,δ(CHCl2COO-)=0.85,D正确。
4.常温下Ag(Ⅰ)CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已知初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 ml·L-1,所有含碳物种的摩尔分数与pH变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是( )
A.线Ⅱ表示CH3OOOH的变化情况
B.CH3OOOH的电离平衡常数Ka=10-n
C.pH=n时,c(Ag+)=eq \f(10m-n,K) ml·L-1
D.pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=0.08 ml·L-1
答案:C
解析:在溶液中存在平衡:CH3COOHCH3COO-+H+(①)、Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq)(②),Ag+的水解平衡:Ag++H2OAgOH+H+(③),随着pH的增大,CH3COOH摩尔分数呈减小趋势,CH3COO-摩尔分数呈增大趋势,pH较大时(约大于7.8),形成AgOH沉淀,则CH3COOAg浓度减小,故线Ⅰ表示CH3COOH的摩尔分数随pH变化的关系,线Ⅱ表示CH3COO-的摩尔分数随pH变化的关系,线Ⅲ表示CH3COOAg随pH变化的关系。根据分析,A错误;由图可知,当c(CH3COOH)=c(CH3COO-)时(即线Ⅰ和线Ⅱ的交点),溶液的pH=m,则CH3COOH的电离平衡常数Ka=eq \f(c(H+)c(CH3COO-),c(CH3COOH))=10-m,B错误;pH=n时eq \f(c(H+)c(CH3COO-),c(CH3COOH))=10-m,c(CH3COO-)=eq \f(10-mc(CH3COOH),c(H+))=10n-mc(CH3COOH),Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq)的K=eq \f(c(CH3COOAg),c(Ag+)c(CH3COO-)),c(Ag+)=eq \f(c(CH3COOAg),Kc(CH3COO-)),由图可知pH=n时,c(CH3COOH)=c(CH3COOAg),代入整理得c(Ag+)=eq \f(10m-n,K) ml·L-1,C正确;根据元素守恒,pH=10时溶液中c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.08 ml·L-1,D错误。
5.(2024·浙江6月选考)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如下图eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(例如δ(H2S)=\f(c(H2S),c(H2S)+c(HS-)+c(S2-))))。已知:Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17。
下列说法正确的是( )
A.溶解度:FeS大于Fe(OH)2
B.以酚酞为指示剂(变色的pH范围8.2~10.0),用NaOH标准溶液可滴定H2S水溶液的浓度
C.忽略S2-的第二步水解,0.10 ml/L Na2S溶液中S2-的水解率约为62%
D.0.010 ml/L FeCl2溶液中加入等体积0.20 ml/L Na2S溶液,反应初始生成的沉淀是FeS
答案:C
解析:在H2S溶液中存在电离平衡:H2SH++HS-、HS-H++S2-,随着pH增大,H2S的物质的量分数逐渐减小,HS-的物质的量分数先增大后减小,S2-的物质的量分数逐渐增大,图中线①、②、③依次代表H2S、HS-、S2-的物质的量分数随pH的变化,由①和②交点的pH=7可知Ka1(H2S)=1×10-7,由②和③交点的pH=13.0可知Ka2(H2S)=1×10-13。FeS的溶解平衡为FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),饱和FeS溶液物质的量浓度为eq \r(Ksp(FeS))=eq \r(6.3×10-18) ml/L=eq \r(6.3)×10-9 ml/L,Fe(OH)2的溶解平衡为Fe(OH)2(s)Fe2+(aq)+2OH-(aq),饱和Fe(OH)2溶液物质的量浓度为eq \r(3,\f(Ksp[Fe(OH)2],4))=eq \r(3,\f(4.9×10-17,4)) ml/L=eq \r(3,12.25)×10-6 ml/L>eq \r(6.3)×10-9 ml/L,故溶解度FeS小于Fe(OH)2,A错误;酚酞的变色范围为8.2~10,若以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定H2S水溶液,由图可知当酚酞发生明显颜色变化时,反应没有完全,即不能用酚酞作指示剂判断滴定终点,B错误;Na2S溶液中存在水解平衡S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-(忽略第二步水解),第一步水解平衡常数Kh(S2-)=eq \f(c(HS-)·c(OH-),c(S2-))=eq \f(c(HS-)·c(OH-)·c(H+),c(S2-)·c(H+))=eq \f(Kw,Ka2(H2S))=eq \f(1×10-14,1×10-13)=0.1,设水解的S2-的浓度为x ml/L,则eq \f(x2,0.1-x)=0.1,解得x≈0.062,S2-的水解率约为eq \f(0.062 ml/L,0.1 ml/L)×100%=62%,C正确;0.01 ml/L FeCl2溶液中加入等体积0.2 ml/L Na2S溶液,瞬间得到0.005 ml/L FeCl2和0.1 ml/L Na2S的混合液,结合C项,瞬时c(Fe2+)·c(S2-)=0.005 ml/L×(0.1 ml/L-0.062 ml/L)=1.9×10-4>Ksp(FeS),c(Fe2+)·c2(OH-)=0.005 ml/L×(0.062 ml/L)2=1.922×10-5>Ksp[Fe(OH)2],故反应初始生成的沉淀是FeS和Fe(OH)2,D错误。
6.在水溶液中,CN-可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与CN-形成配离子达平衡时,lg eq \f(c(金属离子),c(配离子))与-lg c(CN-)的关系如图。
下列说法正确的是( )
A.99%的X、Y转化为配离子时,两溶液中CN-的平衡浓度:X>Y
B.向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,达平衡时eq \f(c(X),c(X配离子))>eq \f(c(Z),c(Z配离子))
C.由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:Y<Z
D.若相关离子的浓度关系如P点所示,Y配离子的解离速率小于生成速率
答案:B
解析:99%的X、Y转化为配离子时,溶液中eq \f(c(X),c(X配离子))=eq \f(c(Y),c(Y配离子))=eq \f(1%,99%),则
lg eq \f(c(X),c(X配离子))=lg eq \f(c(Y),c(Y配离子))≈-2,根据图像可知,纵坐标约为-2时,溶液中-lg cX(CN-)>-lg cY(CN-),则溶液中CN-的平衡浓度:X<Y,A错误。Q点时lg eq \f(c(X),c(X配离子))=lg eq \f(c(Z),c(Z配离子)),即eq \f(c(X),c(X配离子))=eq \f(c(Z),c(Z配离子)),加入少量可溶性Y盐后,会消耗CN-形成Y配离子,使得溶液中c(CN-)减小(沿横坐标轴向右移动),lg eq \f(c(X),c(X配离子))与lg eq \f(c(Z),c(Z配离子))曲线在Q点相交后,随着-lg c(CN-)继续增大,X对应曲线位于Z对应曲线上方,即lg eq \f(c(X),c(X配离子))>lg eq \f(c(Z),c(Z配离子)),则eq \f(c(X),c(X配离子))>eq \f(c(Z),c(Z配离子)),B正确。设金属离子形成配离子的离子方程式为金属离子+mCN-===配离子,则平衡常数K=eq \f(c(配离子),c(金属离子)·cm(CN-)),lg K=lg eq \f(c(配离子),c(金属离子))-mlg c(CN-)=-lg eq \f(c(金属离子),c(配离子))-mlg c(CN-),即lg eq \f(c(金属离子),c(配离子))=-mlg c(CN-)-lg K,故X、Y、Z三种金属离子形成配离子时结合的CN-越多,对应lg eq \f(c(金属离子),c(配离子))~-lg c(CN-)曲线斜率越大,由题图知,曲线斜率:Y>Z,则由Y、Z制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:Z<Y,C错误。由P点状态移动到形成Y配离子的反应的平衡状态时,lg eq \f(c(Y),c(Y配离子))增大,即c(Y)增大,c(Y配离子)减小,则P点状态Y配离子的解离速率>生成速率,D错误。
7.25 ℃时,某二元酸(H2A)的Ka1=10-3.04、Ka2=10-4.37。1.0 ml·L-1 NaHA溶液稀释过程中δ(H2A)、δ(HA-)、δ(A2-)与pc(Na+)的关系如图所示。已知pc(Na+)=-lg c(Na+),HA-的分布系数δ(HA-)=eq \f(c(HA-),c(H2A)+c(HA-)+c(A2-))。下列说法错误的是( )
A.曲线n为δ(HA-)的变化曲线
B.a点:pH=4.37
C.b点:2c(H2A)+c(HA-)=c(Na+)
D.c点:c(Na+)+c(H+)=3c(HA-)+c(OH-)
答案:B
解析:NaHA溶液中HA-的水解常数Kh=eq \f(10-14,10-3.04)=10-10.96c(A2-)>c(H2A),故曲线n为δ(HA-)的变化曲线,曲线m为δ(A2-)的变化曲线,曲线p为δ(H2A)的变化曲线,A正确;a点pc(Na+)=1.0,则c(Na+)=0.1 ml·L-1,δ(HA-)=0.70,δ(H2A)=δ(A2-)=0.15,Ka2=eq \f(c(A2-)·c(H+),c(HA-))=10-4.37,c(H+)=eq \f(0.70,0.15)×10-4.37 ml·L-1,pH≠4.37,B错误;b点,δ(HA-)=0.70,δ(H2A)=δ(A2-)=0.15,即c(H2A)=c(A2-),根据元素守恒有c(A2-)+c(H2A)+c(HA-)=c(Na+),故2c(H2A)+c(HA-)=c(Na+),C正确;c点:δ(HA-)=δ(A2-),故c(A2-)=c(HA-),根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),故c(Na+)+c(H+)=3c(HA-)+c(OH-),D正确。
8.向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应Ag++NH3[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+,lg [c(M)/(ml·L-1)]与lg [c(NH3)/(ml·L-1)]的关系如下图所示(其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+)。
下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线
B.AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75
C.反应[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数K的值为103.81
D.c(NH3)=0.01 ml·L-1时,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+)
答案:A
解析:氯化银饱和溶液中银离子和氯离子的浓度相等,向饱和溶液中滴加氨水,溶液中银离子浓度减小,氯离子浓度增大、一氨合银离子浓度增大,继续滴加氨水,一氨合银离子浓度增大的幅度小于二氨合银离子,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子随氨气浓度对数变化的曲线。氨的浓度较小时AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),浓度较大时AgCl(s)+2NH3[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq),氯化银的溶解度曲线应与氯离子的曲线吻合,即为曲线Ⅳ,A错误;由题图可知,c(NH3)=10-1 ml·L-1时,c(Cl-)=10-2.35 ml·L-1,c(Ag+)=10-7.40 ml·L-1,则氯化银的溶度积为10-2.35×10-7.40=10-9.75,B正确;由题图可知,氨分子浓度对数为-1时,溶液中二氨合银离子和一氨合银离子的浓度分别为10-2.35 ml·L-1和10-5.16 ml·L-1,则[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数K=eq \f(c{[Ag(NH3)2]+},c{[Ag(NH3)]+}c(NH3))=eq \f(10-2.35,10-5.16×10-1)=103.81,C正确;由题图可知,c(NH3)=0.01 ml·L-1时,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+),D正确。
9.常温下,用浓度为0.0200 ml·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200 ml·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随ηeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(η=\f(V(标准溶液),V(待测溶液))))的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)T(c),则a、b、c三点对应NHeq \\al(+,4)的水解平衡常数:Kh(b)>Kh(a)>Kh(c),A错误;由题图可知,b点时反应达到终点,此时溶质为硫酸铵,硫酸铵水解促进水的电离,则b点水的电离程度最大,硫酸是强电解质,V3-V2>V2-V1,c点水的电离程度最小,B错误;由分析可知b点时溶质为(NH4)2SO4,由于NHeq \\al(+,4)部分水解,则c(NHeq \\al(+,4))b>a
C.d点时,lg eq \f(c(A-),c(HA))≈5.24
D.c点溶液中存在:c(Na+)=2[c(A-)+c(HA)]
答案:C
解析:0.1 ml·L-1的HA与NaA的混合溶液的pH=4.76,说明HA为弱酸,且在该混合液中HA的电离程度大于A-的水解程度;向该混合液中滴加盐酸,溶液的pH减小,则滴加盐酸的曲线为Ⅱ;滴加NaOH溶液,溶液的pH增大,滴加NaOH溶液的曲线为Ⅰ。由上述分析可知,A错误;a、b点都在曲线Ⅱ上,滴加盐酸时发生反应:NaA+HCl===NaCl+HA,随着盐酸的滴入,NaA逐渐减少、HA逐渐增多,HA电离出H+抑制水的电离,则水的电离程度不断减小,水的电离程度:a>b,c点在曲线Ⅰ上,滴加NaOH溶液时发生反应:NaOH+HA===NaA+H2O,c点加入20 mL NaOH溶液得到0.1 ml·L-1 NaA溶液,水的电离程度最大,B错误;0.1 ml·L-1的HA与NaA的混合液的pH=4.76,溶液中c(H+)=10-4.76 ml·L-1,则Ka(HA)=eq \f(c(H+)·c(A-),c(HA))≈10-4.76,d点溶液的pH=10,溶液中c(H+)=10-10 ml·L-1,Ka(HA)=eq \f(c(H+)·c(A-),c(HA))=eq \f(10-10×c(A-),c(HA))≈10-4.76,eq \f(c(A-),c(HA))≈105.24,则lg eq \f(c(A-),c(HA))≈5.24,C正确;c点加入20 mL NaOH溶液得到0.1 ml·L-1 NaA溶液,溶液中的元素守恒为c(Na+)=c(A-)+c(HA),D错误。
3.T ℃时,AgCl(Ksp=1.6×10-10)和Ag2CrO4(砖红色)都是难溶电解质,以pAg[pAg=-lg c(Ag+)]对pCl和pCrO4作图的沉淀溶解平衡曲线如图所示。该温度下,下列说法正确的是( )
A.阴影区域AgCl和Ag2CrO4都沉淀
B.Ag2CrO4的饱和溶液中,pCrO4=4.45时,pAg=3.72
C.用硝酸银滴定Cl-,指示剂K2CrO4浓度在0.01 ml·L-1左右时滴定误差较小
D.向含有AgCl(s)的1.0 ml·L-1 KCl溶液中加入K2CrO4,白色固体逐渐变为砖红色
答案:C
解析:Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrOeq \\al(2-,4)),Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),由题图可知,当pAg=0时,c(Ag+)=1 ml·L-1,曲线①对应的溶度积常数Ksp=10-11.72,数量级为10-12,曲线②对应的溶度积常数Ksp=10-9.8,数量级为10-10,且Ksp(AgCl)=1.6×10-10,所以曲线①代表Ag2CrO4,曲线②代表AgCl,所以Ksp(Ag2CrO4)=10-11.72,Ksp(AgCl)=10-9.8。纵坐标越大,银离子浓度越小,横坐标越大,Cl-和CrOeq \\al(2-,4)浓度越小,故阴影区域AgCl和Ag2CrO4都不沉淀,A错误;2pAg+pCrO4=11.72,pCrO4=4.45时,pAg=eq \f(11.72-4.45,2)=3.635,B错误;由题图可知,当K2CrO4浓度在0.01 ml·L-1左右时(pCrO4=2)形成Ag2CrO4所需要的银离子浓度约为10-5 ml·L-1,根据氯化银的溶度积可知此时氯离子浓度约为1.6×10-5 ml·L-1,氯离子接近完全沉淀,滴定误差较小,C正确;当溶液中有1.0 ml·L-1 KCl时,氯离子的浓度为1.0 ml·L-1,pCl=0,此时无法形成Ag2CrO4,D错误。
4.室温下,某混合溶液中c(M+)+c(MOH)=c(R-)+c(HR),lg eq \f(c(M+),c(MOH))和lg eq \f(c(R-),c(HR))随pH变化关系如图所示,已知pX=-lg X。下列说法不正确的是( )
A.曲线Ⅰ表示lg eq \f(c(M+),c(MOH))与pH关系曲线,pKa=pKb+2
B.x=-4
C.MR溶液显碱性,且MR溶液中c(MOH)c(Na+)>c(R-)>c(OH-)>c(H+)
答案:B
解析:Kb=eq \f(c(M+)c(OH-),c(MOH)),当lg eq \f(c(M+),c(MOH))=0即c(M+)=c(MOH)时,Kb=c(OH-),同理,Ka=c(H+),当lg X=0时,pH分别为6、10,pH越大R-的浓度越大,则曲线Ⅱ表示lg eq \f(c(R-),c(HR))与pH的关系,曲线Ⅰ表示lg eq \f(c(M+),c(MOH))与pH的关系。由c点可知,Ka=c(H+)=10-10,室温下,a点c(OH-)=eq \f(Kw,c(H+))=eq \f(10-14,10-6) ml/L=10-8 ml/L,Kb=c(OH-)=10-8,则pKa=10=pKb+2,A正确;b点溶液pH=8,c(OH-)=eq \f(Kw,c(H+))=eq \f(10-14,10-8) ml/L=10-6 ml/L,Kb=eq \f(c(M+)c(OH-),c(MOH))=10-8,则eq \f(c(M+),c(MOH))=eq \f(10-8,10-6)=10-2,则x=lg eq \f(c(M+),c(MOH))=-2,B错误;Ka=10-10,Kb=10-8,相对而言MOH碱性较强、HR酸性较弱,则MR溶液显碱性,由越弱越水解规律可知,R-水解程度大于M+水解程度,则MR溶液中c(MOH)<c(HR),C正确;Ka=10-10,R-水解常数Kh=eq \f(Kw,Ka)=eq \f(10-14,10-10)=10-4>Ka,则HR电离程度小于R-水解程度,等物质的量的NaR与HR混合溶液显碱性,c(HR)>c(Na+)>c(R-)>c(OH-)>c(H+),D正确。
5.室温下,向c(Al3+)、c(Zn2+)均为0.1 ml·L-1的混合溶液中持续通入H2S气体,始终保持H2S饱和(H2S的物质的量浓度为0.1 ml·L-1),通过调节pH使Al3+、Zn2+分别沉淀,溶液中-lg c与pH的关系如图所示。其中,c表示Al3+、Zn2+、OH-和S2-的物质的量浓度的数值,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17。下列说法错误的是( )
A.①代表-lg c(S2-)与pH的关系曲线
B.pH逐渐增大时,溶液中优先析出的沉淀为ZnS
C.Al(OH)3的Ksp=10-32.8
D.Zn2++H2SZnS↓+2H+的平衡常数K=10-0.4
答案:D
解析:由于c(Al3+)、c(Zn2+)均为0.1 ml·L-1,则曲线③④代表c(Al3+)或c(Zn2+)与pH的关系,pH=0时,c(OH-)=10-14 ml·L-1,则曲线②代表-lg c(OH-)与pH的关系,曲线①代表-lg c(S2-)与pH的关系,根据曲线②与曲线④的交点坐标(5.8,8.2),可知此时pH=5.8,则c(OH-)=10-8.2 ml·L-1,再根据Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17,可知曲线④为-lg c(Al3+)与pH的关系,曲线③为-lg c(Zn2+)与pH的关系。根据分析可知,A正确;根据曲线①与曲线③的交点(5.6,10.8)可知,Ksp(ZnS)=c(Zn2+)·c(S2-)=10-10.8×10-10.8=10-21.6,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17,当c(Zn2+)为0.1 ml·L-1时,c(S2-)≥10-20.6 ml·L-1时会生成ZnS沉淀,由题图可知,此时pH6时才会生成Zn(OH)2沉淀,故随pH逐渐增大时,溶液中优先析出的沉淀为ZnS,B正确;根据曲线②与曲线④的交点坐标(5.8,8.2),可知此时pH=5.8,则c(OH-)=10-8.2 ml·L-1,c(Al3+)=10-8.2 ml·L-1,则Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)·c3(OH-)=10-8.2×(10-8.2)3=10-32.8,C正确;Zn2++H2SZnS↓+2H+的平衡常数表达式为K=eq \f(c2(H+),c(Zn2+)·c(H2S))
=eq \f(c2(H+)·c(S2-),c(Zn2+)·c(H2S)·c(S2-))=eq \f(c2(H+)·c(S2-),c(H2S)·Ksp(ZnS)),根据曲线①与曲线③的交点(5.6,10.8)可知,此时c(S2-)=10-10.8 ml·L-1,c(H+)=10-5.6 ml·L-1,c(H2S)=0.1 ml·L-1,根据B项得出Ksp(ZnS)=10-21.6,代入数据可得K=100.6,D错误。
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