高中化學(xué)知識點歸納與分類突破專題八電解質(zhì)溶液

專題八電解質(zhì)溶液?對應(yīng)學(xué)生書第58頁知識點一電解質(zhì)溶液中的三大平衡1.三大平衡分析判斷三大平衡電離平衡水解平衡沉淀溶解平衡示例CH3COOHCH3COO+H+CH3COO+H2OCH3COOH+OHAgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)研究對象弱電解質(zhì)(包括弱酸、弱堿、水、多元弱酸的酸式酸根)鹽溶液(包括強(qiáng)酸弱堿鹽、弱酸強(qiáng)堿鹽、弱酸弱堿鹽)難溶電解質(zhì)(如難溶的酸、堿、鹽等)平衡常數(shù)Ka=cKh=cKsp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl)影響因素升高溫度促進(jìn)電離,離子濃度增大,Ka增大促進(jìn)水解,Kh增大Ksp可能增大,也可能減小加水稀釋促進(jìn)電離,離子濃度(除OH外)減小,Ka不變促進(jìn)水解,離子濃度(除H+外)減小,Kh不變促進(jìn)溶解,Ksp不變加入相應(yīng)離子加入CH3COONa固體或鹽酸,抑制電離,Ka不變加入CH3COOH或NaOH,抑制水解,Kh不變加入AgNO3溶液或NaCl溶液,抑制溶解,Ksp不變加入反應(yīng)離子加入NaOH,促進(jìn)電離,Ka不變加入鹽酸,促進(jìn)水解,Kh不變加入氨水,促進(jìn)溶解,Ksp不變2.平衡常數(shù)(Kw、Kh、Ksp)(1)Kw、Ksp曲線(雙曲線型)不同溫度下水溶液中c(H+)與c(OH)的變化曲線常溫下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線[Ksp=9×106](續(xù)表)(1)A、C、B三點溶液均為中性,溫度依次升高,Kw依次增大(2)D點為酸性溶液,E點為堿性溶液,Kw=1×1014(3)AB直線的左上方均為堿性溶液,任意一點:c(H+)<c(OH)(1)a、c點在曲線上,a→c的變化為增大c(SO42-),如加入Na2SO4固體,但(2)b點在曲線的上方,Q>Ksp,將會有沉淀生成(3)d點在曲線的下方,Q<Ksp,則為不飽和溶液,還能繼續(xù)溶解CaSO4(2)Ksp曲線[直線型(pMpR曲線)]pM為陽離子濃度的負(fù)對數(shù),pR為陰離子濃度的負(fù)對數(shù)。①直線AB上的點:c(M2+)=c(R2);②溶度積:CaSO4>CaCO3>MnCO3;③X點對CaCO3要析出沉淀,對CaSO4是不飽和溶液,能繼續(xù)溶解CaSO4;④Y點:c(SO42-)>c(Ca2+),二者的離子積等于105;Z點:c(CO32-)<c(Mn3.平衡常數(shù)的定量分析(1)平衡常數(shù)之間的關(guān)系已知:常溫下,H2S的電離常數(shù)為Ka1、Ka2,Cu(OH)2、CuS、Ag2S的溶度積常數(shù)分別為Ksp、Ksp'、Ksp″。①水解常數(shù)與電離常數(shù)、水的離子積之間的關(guān)系常溫下的Na2S溶液中:S2的水解常數(shù)Kh1=KwKa2,HS的水解常數(shù)K②水解常數(shù)與溶度積、水的離子積之間的關(guān)系常溫下的CuCl2溶液中:Cu2+的水解常數(shù)Kh=Kw③平衡常數(shù)與電離常數(shù)、溶度積之間的關(guān)系a.反應(yīng)CuS(s)+2Ag+(aq)Cu2+(aq)+Ag2S(s)的平衡常數(shù)K=Ksp'b.反應(yīng)CuS(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2S(aq)的平衡常數(shù)K=Ksp'④判斷溶液的酸堿性NaHS溶液呈堿性,離子濃度大小順序為c(Na+)>c(HS)>c(OH)>c(H+)>c(S2)。上述判斷的理由是HS的水解常數(shù)KwKa1大于其電離常數(shù)(Ka2(2)根據(jù)圖形節(jié)點求算弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)①由圖形起點計算平衡常數(shù)示例:常溫下,向20mL0.1mol·L1氨水中滴加一定濃度的稀鹽酸,溶液中水電離的氫離子濃度隨加入鹽酸體積的變化如圖所示。分析:由圖中a點可知,常溫下0.1mol·L1的氨水中c(H+)=1.0×1011mol·L1,c(OH)=Kwc(H+)=1.0×103mol·L1,所以Kb=c(NH4+)·②由圖形交點計算平衡常數(shù)示例:常溫下,向某濃度的草酸溶液中逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2O4-、C2O42-三種微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ由圖像可知:pH=1.2時,c(HC2O4-)=c(H2C2O4),則Ka1=c(HC2O4-pH=4.2時,c(HC2O4-)=c(C2O42-),Ka2=c(H+)知識點二強(qiáng)酸(堿)和弱酸(堿)稀釋圖像1.等體積、等濃度的鹽酸、醋酸分析:加水稀釋相同的倍數(shù),醋酸的pH大分析:加水稀釋到相同的pH,鹽酸加入的水多2.相同體積、相同pH的鹽酸、醋酸分析:加水稀釋相同的倍數(shù),鹽酸的pH大分析:加水稀釋到相同的pH,醋酸加入的水多3.pH與稀釋倍數(shù)的線性關(guān)系分析:(1)HY為強(qiáng)酸,HX為弱酸(2)a、b兩點的溶液中:c(X)=c(Y)(3)水的電離程度:d>c>a=b分析:(1)MOH為強(qiáng)堿,ROH為弱堿(2)起始時,c(ROH)>c(MOH)(3)水的電離程度:a>b知識點三酸堿中和滴定曲線1.滴定曲線特點氫氧化鈉溶液滴定等濃度、等體積的鹽酸、醋酸的滴定曲線鹽酸滴定等濃度、等體積的氫氧化鈉溶液、氨水的滴定曲線曲線起點不同:強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸、弱酸的曲線,強(qiáng)酸起點低;強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿、弱堿的曲線,強(qiáng)堿起點高突躍點變化范圍不同:強(qiáng)堿與強(qiáng)酸反應(yīng)(強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng))的突躍點變化范圍大于強(qiáng)堿與弱酸反應(yīng)(強(qiáng)酸與弱堿反應(yīng))室溫下,pH=7不一定是反應(yīng)終點:強(qiáng)堿與強(qiáng)酸反應(yīng)時,終點pH=7;強(qiáng)堿與弱酸(或強(qiáng)酸與弱堿)反應(yīng)時,終點不是pH=7(強(qiáng)堿與弱酸反應(yīng)終點pH>7,強(qiáng)酸與弱堿反應(yīng)終點pH<7)2.滴定曲線上的特殊點的分析示例:常溫下,用0.1000mol·L1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L1CH3COOH溶液所得滴定曲線如圖。(1)pHV圖各特殊點對水電離程度的影響點溶質(zhì)水的電離情況ACH3COOH抑制BCH3COOH、CH3COONa抑制CCH3COOH、CH3COONa正常電離DCH3COONa只促進(jìn)ECH3COONa、NaOH抑制FCH3COONa、NaOH抑制根據(jù)圖中pH數(shù)據(jù),圖中A、B、C、D、E、F各點對應(yīng)的溶液中水的電離程度大小順序圖示:(2)pHV圖各特殊點粒子大小關(guān)系及變化趨勢(HAc代表CH3COOH,Ac代表CH3COO)點溶質(zhì)離子濃度大小比較ACH3COOHc(H+)>c(Ac)>c(OH)B(1∶1)CH3COOH、CH3COONac(Ac)>c(Na+)>c(H+)>c(OH)(續(xù)表)點溶質(zhì)離子濃度大小比較C(pH=7)CH3COOH、CH3COONac(Ac)=c(Na+)>c(H+)=c(OH)DCH3COONac(Na+)>c(Ac)>c(OH)>c(H+)E(2∶1)CH3COONa、NaOHc(Na+)>c(Ac)>c(OH)>c(H+)F(1∶1)CH3COONa、NaOHc(Na+)>c(OH)>c(Ac)>c(H+)c(H+)c(OH)c(Na+)c(HAc)c(Ac)變化趨勢減小增大增大減小先增大后減小知識點四高考新寵:正態(tài)分布曲線分布系數(shù)圖及分析[分布曲線是指以pH為橫坐標(biāo)、分布系數(shù)(組分的平衡濃度占總濃度的分?jǐn)?shù))為縱坐標(biāo)的關(guān)系曲線]一元弱酸(以CH3COOH為例)二元弱酸(以H2C2O4為例)注:pKa為電離常數(shù)的負(fù)對數(shù)δ0為CH3COOH的分布系數(shù),δ1為CH3COO的分布系數(shù)δ0為H2C2O4的分布系數(shù),δ1為HC2O4-的分布系數(shù),δ2為C2隨著pH的增大,溶質(zhì)分子濃度不斷減小,離子濃度逐漸增大,酸根離子增多。根據(jù)分布系數(shù)可以書寫一定pH時所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式同一pH條件下可以存在多種溶質(zhì)微粒。根據(jù)在一定pH下的微粒分布系數(shù)和酸的濃度,就可以計算各成分在該pH時的平衡濃度知識點五“三大守恒”分析模板電荷守恒內(nèi)容:電解質(zhì)溶液中所有陽離子所帶的正電荷總數(shù)與所有陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)相等實例:Na2CO3溶液中存在著Na+、CO32-、H+、OH、HCO3-,它們的濃度存在如下關(guān)系:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(元素質(zhì)量守恒內(nèi)容:電解質(zhì)溶液中,由于某些離子能水解或電離,離子種類增多,但某些關(guān)鍵性的原子總是守恒的實例:質(zhì)子守恒內(nèi)容:是指在電離或水解過程中,會發(fā)生質(zhì)子(H+)轉(zhuǎn)移,但質(zhì)子在轉(zhuǎn)移過程中其數(shù)量保持不變Na2CO3溶液:所以c(OH)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)+c(H3O+),即c(OH)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)+cNaHCO3溶液:所以c(OH)+c(CO32-)=c(H2CO3)+c(題型1強(qiáng)、弱電解質(zhì)比較及其應(yīng)用例1(2022·全國乙卷,13)常溫下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×103。在某體系中,H+與A離子不能穿過隔膜,未電離的HA可自由穿過該膜(如圖所示)。設(shè)溶液中c總(HA)=c(HA)+c(A),當(dāng)達(dá)到平衡時,下列敘述正確的是()。A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH)+c(A)B.溶液Ⅱ中HA的電離度c(A-)cC.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c總(HA)之比為104答案B解析常溫下溶液Ⅰ的pH=7.0,則溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH)=1×107mol·L1,c(H+)<c(OH)+c(A),A項錯誤;常溫下溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1mol·L1,Ka=c(H+)·c(A-)c(HA)=1.0×103,c總(HA)=c(HA)+c(A),則0.1c(A-)c總(HA)-c(A-)=1.0×103,解得c(A-)c總(HA)=1101,B項正確;根據(jù)題意,未電離的HA可自由穿過隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,C項錯誤;常溫下溶液Ⅰ的pH=7.0,溶液Ⅰ中c(H+)=1×107mol·L1,Ka=c(H+)·c(A-)c(HA)=1.0×103,c總(HA)=c(HA)+c(A),10-7[c總(HA)-c(HA)]c(HA)=1.0×103,溶液Ⅰ中c總(HA)=(104+1)c(HA),溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液Ⅱ中c(H+)=0.1mol·L1,Ka=c(H+)·c(A-)c(HA)=1.0×103,c變式1(2022·浙江1月選考,17)已知25℃時二元酸H2A的Ka1=1.3×107K,a2=7.1×1015。下列說法正確的是()。A.在等濃度的Na2A、NaHA溶液中,水的電離程度前者小于后者B.向0.1mol·L1的H2A溶液中通入HCl氣體(忽略溶液體積的變化)至pH=3,則H2A的電離度為0.013%C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,則c(A2)>c(HA)D.取pH=a的H2A溶液10mL,加蒸餾水稀釋至100mL,則該溶液pH=a+1答案B解析在等濃度的Na2A、NaHA溶液中,A2的水解程度大于HA的,水的電離程度前者大于后者,A項錯誤;向0.1mol·L1的H2A溶液中通入HCl氣體(忽略溶液體積的變化)至pH=3,10-3×c(HA-)c(H2A)=1.3×107,則H2A的電離度為c(HA-)c(H2A)×100%=1.3×104×100%=0.013%,B項正確;向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,10-11×c(A2-)c(HA-)=7.1×1015,則c(A2解題技法強(qiáng)、弱電解質(zhì)問題比較抽象,通過“建立一種模型,抓住兩個關(guān)鍵點”,就能順利突破難點。也就是說,在審題時一定準(zhǔn)確區(qū)分題干中所給出的是強(qiáng)電解質(zhì)還是弱電解質(zhì),是溶液的pH還是c(H+)或c(OH),是溶液濃度(總量)還是離子濃度(已電離部分)等,并根據(jù)其各自作用解題。題型2鹽類水解、離子濃度比較例2(2021·天津卷,10)常溫下,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的敘述正確的是()。A.在0.1mol·L1H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>B.在0.1mol·L1Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH)+c(HC2O4-)+c(C2C.在0.1mol·L1NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HCO3-)=0.1mol·D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c(Cl)>c(NH4+)>c(OH)>c(H答案A解析因為磷酸為多元酸,Ka1>Ka2>Ka3,所以在0.1mol·L1H3PO4溶液中,微粒濃度大小為c(H3PO4)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-),A項正確;在0.1mol·L1Na2C2O4溶液中,根據(jù)電荷守恒得到c(Na+)+c(H+)=c(OH)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),B項錯誤;在0.1mol·L1NaHCO3溶液中,根據(jù)元素質(zhì)量守恒得到c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1mol·L1,C項錯誤;氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液,則c(OH)>c(H+),根據(jù)電荷守恒c(Cl)+c(OH)=c(NH4+變式2(雙選)(2020·江蘇卷,14)室溫下,將兩種濃度均為0.10mol·L1的溶液等體積混合,若溶液混合引起的體積變化可忽略,下列各混合溶液中微粒物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是()。A.NaHCO3Na2CO3混合溶液(pH=10.30):c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)B.氨水NH4Cl混合溶液(pH=9.25):c(NH4+)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(C.CH3COOHCH3COONa混合溶液(pH=4.76):c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO)>c(H+)D.H2C2O4NaHC2O4混合溶液(pH=1.68,H2C2O4為二元弱酸):c(H+)+c(H2C2O4)=c(Na+)+c(C2O42-)+c答案AD解析NaHCO3水溶液呈堿性,說明HCO3-的水解程度大于其電離程度,等濃度的NaHCO3和Na2CO3水解關(guān)系為CO32->HCO3-,溶液中剩余微粒濃度關(guān)系為c(HCO3-)>c(CO32-),CO32-和HCO3-水解程度微弱,生成的OH濃度較低,由NaHCO3和Na2CO3的化學(xué)式可知,該混合溶液中Na+濃度最大,則混合溶液中微粒濃度大小關(guān)系為c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH),A項正確;該混合溶液中電荷守恒為c(NH4+)+c(H+)=c(Cl)+c(OH),元素質(zhì)量守恒為c(NH3·H2O)+c(NH4+)=2c(Cl),兩式聯(lián)立消去c(Cl)可得c(NH4+)+2c(H+)=c(NH3·H2O)+2c(OH),B項錯誤;若不考慮溶液中相關(guān)微粒行為,則c(CH3COOH)=c(CH3COO)=c(Na+),該溶液呈酸性,說明CH3COOH的電離程度大于CH3COONa的水解程度,則溶液中微粒濃度關(guān)系為c(CH3COO)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+),C項錯誤;該混合溶液中元素質(zhì)量守恒為2c(Na+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42—),電荷守恒為c(H+)+c(Na+)=c(OH)+c(HC2O4-)+2c(C2O42解題技法1.分類:單一溶液還是混合溶液(先反應(yīng)后比較);2.分析:溶質(zhì)成分及溶液酸堿性;3.寫方程式:按電離、水解程度由大到小的順序?qū)懛匠淌?4.排序:c(溶質(zhì)或電離出的離子)>c(顯性離子H+或OH)>c(其他);5.選項中等號考慮三大守恒,不等號的排序考慮水解、電離程度。題型3沉淀溶解平衡例3(2023·全國新課標(biāo)卷,13)向AgCl飽和溶液(有足量AgCl固體)中滴加氨水,發(fā)生反應(yīng)Ag++NH3[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+。lg[c(M)/(mol·L1)]與lg[c(NH3)/(mol·L1)]的關(guān)系如下圖所示(其中M代表Ag+、Cl、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+)。下列說法錯誤的是()。A.曲線Ⅰ可視為AgCl溶解度隨NH3濃度變化曲線B.AgCl的溶度積常數(shù)Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl)=109.75C.反應(yīng)[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常數(shù)K的值為103.81D.c(NH3)=0.01mol·L1時,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+)答案A【信息提取】解析曲線Ⅰ為二氨合銀離子與氨氣濃度對數(shù)變化的曲線,A項錯誤;曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別表示二氨合銀離子、一氨合銀離子、銀離子、氯離子與氨氣濃度對數(shù)變化的曲線,由圖可知,當(dāng)氨分子濃度為101mol·L1時,溶液中銀離子和氯離子濃度分別為107.40mol·L1、102.35mol·L1,則氯化銀的溶度積為102.35×107.40=109.75,B項正確;由圖可知,氨分子濃度對數(shù)為1時,溶液中二氨合銀離子和一氨合銀離子的濃度分別為102.35mol·L1和105.16mol·L1,則[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常數(shù)K=c{[Ag(NH3)2]+}c{[Ag(NH3)]+}·c(NH3)=10-2.3510-5.16×10-1=103.81,C項正確;曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別表示二氨合銀離子、一氨合銀離子、銀離子、氯離子與氨氣濃度對數(shù)變化的曲線,變式3(2023·全國乙卷,13)一定溫度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是()。A.a點條件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀B.b點時,c(Cl)=c(CrO42-),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2C.Ag2CrO4+2Cl2AgCl+CrO42-的平衡常數(shù)KD.向NaCl、Na2CrO4均為0.1mol·L1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀答案C【信息提取】解析根據(jù)圖像分析,Ksp(Ag2CrO4)=1011.7,Ksp(AgCl)=109.8。a點在沉淀溶解平衡曲線的上方,二者的離子積均小于其對應(yīng)的溶度積Ksp,二者不會生成沉淀,A項錯誤;Ksp為難溶物的溶度積,只與溫度有關(guān),與濃度無關(guān),根據(jù)分析可知,二者的溶度積不相同,B項錯誤;該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(CrO42-)c2(Cl-)=c(CrO42-)·c2(Ag+)c2(Cl-)·c2(Ag+)=Ksp(Ag2CrO解題技法“三步法”解沉淀溶解平衡圖像題第一步:識圖像。認(rèn)識圖像橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)表示什么,如表示離子濃度、pM等;若橫、縱坐標(biāo)均表示離子濃度,則曲線上的點表示達(dá)到平衡狀態(tài),曲線上方的點代表“過飽和溶液”,曲線下方的點代表“不飽和溶液”;若橫、縱坐標(biāo)均表示pM,則曲線上的點表示達(dá)到平衡狀態(tài),曲線上方的點代表“不飽和溶液”,曲線下方的點代表“過飽和溶液”。第二步:想原理。涉及的原理主要有溶度積表達(dá)式的書寫、影響沉淀溶解平衡的因素以及溶度積常數(shù)的影響因素。如濃度不會改變?nèi)芏确e,溶度積只與溫度有關(guān),多數(shù)情況下,溫度越高,溶度積越大。第三步:找聯(lián)系。將圖像與溶度積原理聯(lián)系起來,分析題目設(shè)置的問題,如求離子濃度、判斷沉淀溶解平衡狀態(tài)等。題型4多曲線離子反應(yīng)圖像例4(2023·湖北卷,14)H2L為某鄰苯二酚類配體,其Kpa1=7.46,Kpa2=12.4。常溫下構(gòu)建Fe(Ⅲ)H2L溶液體系,其中c0(Fe3+)=2.0×104mol·L1,c0(H2L)=5.0×103mol·L1。體系中含F(xiàn)e物種的組分分布系數(shù)δ與pH的關(guān)系如圖所示,分布系數(shù)δ(x)=c(x)2.0×10-4mol·L-A.當(dāng)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L2C.L2+[FeL]+[FeL2]的平衡常數(shù)的lgK約為14D.當(dāng)pH=10時,參與配位的c(L2)≈1.0×103mol·L1答案C解析從圖中可以看出Fe(Ⅲ)主要與L2進(jìn)行絡(luò)合,但在pH=1時,富含L的物種主要為H2L,此時電離出的HL較少,根據(jù)H2L的一級電離常數(shù)可以簡單計算pH=1時溶液中c(HL)≈109.46,但pH=1時c(OH)=1013,因此這四種離子的濃度大小為c(H2L)>c([FeL]+)>c(HL)>c(OH),A項錯誤;c(L2-)·c(H+)c(HL-)=1012.4,則c(L2-)c(HL-)=10-12.4c(H+),當(dāng)pH在9.5~10.5之間時,c(L2-)c(HL-)的值在102.9~101.9之間,即c(L2)<c(HL),故含L的物種主要為HL,B項錯誤;該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c([FeL2]-)c([FeL]+)·c(L2-),當(dāng)[FeL2]與[FeL]+分布分?jǐn)?shù)相等時,可得K=1c(L2-),此時體系的pH=4,在pH=4時,c(HL-)×10-4c(H2L)=c(HL-)×10-4c0(H2L)-c(HL-)=107.46,解得c(HL)≈5×106.46mol·L1,又因為c(L2-)·c(H+)c(HL-)=1012.4,c(L2-)c(HL-)=108.4,c(變式4(2023·山東卷,15)在含HgI2(s)的溶液中,一定c(I)范圍內(nèi),存在平衡關(guān)系:HgI2(s)HgI2(aq);HgI2(aq)Hg2++2I;HgI2(aq)HgI++I;HgI2(aq)+IHgI3-;HgI2(aq)+2IHgI42-,平衡常數(shù)依次為K0、K1、K2、K3、K4。已知lgc(Hg2+)、lgc(HgI+)、lgc(HgI3-)、lgc(HgI42-)隨lgc(I)的變化關(guān)系如圖所示,下列說法錯誤的是A.線L表示lgc(HgI42B.隨c(I)增大,c[HgI2(aq)]先增大后減小C.a=lgK1D.溶液中I元素與Hg元素的物質(zhì)的量之比始終為2∶1答案B【信息提取】由題干反應(yīng)HgI2(aq)Hg2++2I可知,K1=c(Hg2+)·c2(I-)c(HgI2),c(Hg2+)=K1·c(HgI2)c2(I-),則有l(wèi)gc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)2lgc(I),同理可得:lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)lgc(I),lgc(HgI3-)=lgK3+lgc(HgI2)+lgc(I),lgc(HgI42-)=lgK4+lgc(HgI2)+2lgc(I),且由HgI2(s)HgI2(aq)可知K0=c[HgI2(aq)]為一定值,故可知圖示中曲線1、解析線L表示lgc(HgI42-)的變化情況,A項正確;已知HgI2(s)HgI2(aq)的化學(xué)平衡常數(shù)K0=c[HgI2(aq)],溫度不變平衡常數(shù)不變,故隨c(I)增大,c[HgI2(aq)]始終保持不變,B項錯誤;曲線2方程為lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)2lgc(I),曲線1方程為lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)lgc(I),即有①b=lgK1+lgc(HgI2)2a,②b=lgK2+lgc(HgI2)a,聯(lián)合①②可得a=lgK1lgK2=lgK1K2,C項正確;溶液中的初始溶質(zhì)為HgI2,根據(jù)原子守恒可知,該溶液中I元素與Hg解題技法“四步驟”突破多曲線圖像題(1)明確橫、縱坐標(biāo)的含義。一般情況下,橫坐標(biāo)為pH,縱坐標(biāo)為各組分濃度隨pH的變化趨勢。(2)抓住關(guān)鍵點。重視起點、終點和交點對應(yīng)的pH,特別要關(guān)注交點,交點處微粒濃度相同,可用此特殊關(guān)系計算電離常數(shù)或水解平衡常數(shù)。(3)理解最高點和最低點對應(yīng)的pH和各組分存在的pH范圍。(4)聯(lián)系電離平衡、水解平衡的規(guī)律及電荷守恒、元素質(zhì)量守恒的關(guān)系分析判斷。1.(2023·浙江1月選考,15改編)碳酸鈣是常見難溶物,將過量碳酸鈣粉末置于水中達(dá)到溶解平衡:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)[已知常溫下Ksp(CaCO3)=3.4×109,Ksp(CaSO4)=4.9×105,H2CO3的電離常數(shù)Ka1=4.5×107,Ka2=4.7×1011,Kw=1.0×1014]。下列有關(guān)說法正確的是(A.上層清液中存在c(Ca2+)=c(CO3B.CO32-C.向體系中通入CO2氣體,溶液中c(Ca2+)保持不變D.通過加Na2SO4溶液可實現(xiàn)CaCO3向CaSO4的有效轉(zhuǎn)化答案B解析上層清液為碳酸鈣的飽和溶液,碳酸根離子水解生成碳酸氫根離子,因此c(Ca2+)>c(CO32-),A項錯誤;根據(jù)Ka2=4.7×1011可得,c(CO32-)·c(H+)c(HCO3-)=4.7×1011,則碳酸根離子的一級水解平衡常數(shù)Kh1=c(HCO3-)·c(OH-)c(CO32-)=KwKa2=1.0×10-144.7×12.(2023·浙江6月選考,15改編)草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小組做如下兩組實驗:實驗Ⅰ:往20mL0.1mol·L1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol·L1NaOH溶液。實驗Ⅱ:往20mL0.1mol·L1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol·L1CaCl2溶液。已知:H2C2O4的電離常數(shù)Ka1=5.4×102,Ka2=5.4×105,Ksp(CaC2O4)=2.4×109,溶液混合后體積變化忽略不計。下列說法正確的是()。A.實驗Ⅰ可選用甲基橙作指示劑,指示反應(yīng)終點B.實驗Ⅰ中V(NaOH)=10mL時,存在c(C2O42-)<c(HCC.反應(yīng)Ca2++HC2O4-CaC2O4↓+H+的平衡常數(shù)K=2.25×10D.實驗Ⅱ中V(CaCl2)=80mL時,溶液中c(C2O42-)=4.0×107mol答案C解析NaHC2O4溶液被氫氧化鈉溶液滴定到終點時生成顯堿性的草酸鈉溶液,為了減小實驗誤差,要選用變色范圍在堿性范圍的指示劑,因此,實驗Ⅰ可選用酚酞作指示劑,A項錯誤;實驗Ⅰ中V(NaOH)=10mL時,溶質(zhì)是NaHC2O4、Na2C2O4,且兩者物質(zhì)的量濃度相等,Ka2=5.4×105>Kh(C2O42-)=1×10-145.4×10-5,則草酸氫根離子的電離程度大于草酸根離子的水解程度,因此存在c(C2O42-)>c(HC2O4-),B項錯誤;Ca2++HC2O4-CaC2O4↓+H+,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(H+)c(Ca2+)·c(HC2O4-)=c(H+)·c(C2O42-)c(Ca2+)·c(3.(2023·浙江1月選考,13改編)甲酸(HCOOH)是重要的化工原料。工業(yè)廢水中的甲酸及其鹽,通過離子交換樹脂(含固體活性成分R3N,R為烷基)因靜電作用被吸附回收,其回收率(被吸附在樹脂上甲酸根離子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))與廢水初始pH關(guān)系如圖(已知甲酸的Ka=1.8×104),下列說法不正確的是()。A.活性成分R3N在水中存在平衡:R3N+H2OR3NH++OHB.pH=6的廢水中c(HCOO)∶c(HCOOH)=180C.廢水初始pH<2.4,隨pH下降,甲酸的電離被抑制,與R3NH+作用的HCOO數(shù)目減少D.廢水初始pH>5,離子交換樹脂活性成分主要以R3NH+形態(tài)存在答案D解析R3N中R為烷基,N原子上含有孤電子對,可以結(jié)合水中的H+,則溶液中存在平衡R3N+H2OR3NH++OH,A項正確;由電離常數(shù)公式可知,溶液中c(HCOO-)c(HCOOH)=Kac(H+),當(dāng)溶液pH為6時,溶液中c(HCOO-)c(HCOOH)=1.8×10-41.0×10-6=180,B項正確;由圖可知,溶液pH為2.4時,廢水中的甲酸及其鹽回收率最高,當(dāng)溶液中pH小于2.4時,隨溶液pH下降,溶液中氫離子濃度增大,甲酸的電離被抑制,溶液中甲酸根離子濃度減小,與4.(2023·湖南卷,12改編)常溫下,用濃度為0.0200mol·L1的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定濃度均為0.0200mol·L1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定過程中溶液的pH隨ηη=V(標(biāo)準(zhǔn)溶液)V(待測溶液)的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤A.Ka(CH3COOH)約為104.76B.a點:c(Na+)=c(Cl)=c(CH3COOH)+c(CH3COO)C.b點:溶質(zhì)為NaCl、CH3COOH、CH3COONaD.水的電離程度:a<b<c<d答案D解析NaOH溶液和HCl、CH3COOH混合溶液反應(yīng)時,先與強(qiáng)酸反應(yīng),再與弱酸反應(yīng),由滴定曲線可知,a點時NaOH溶液和HCl恰好完全反應(yīng)生成NaCl和水,CH3COOH未發(fā)生反應(yīng),溶質(zhì)成分為NaCl和CH3COOH;b點時NaOH溶液反應(yīng)掉一半的CH3COOH,溶質(zhì)成分為NaCl、CH3COOH和CH3COONa;c點時NaOH溶液與CH3COOH恰好完全反應(yīng),溶質(zhì)成分為NaCl、CH3COONa;d點時NaOH過量,溶質(zhì)成分為NaCl、CH3COONa和NaOH。a點時溶質(zhì)成分為NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.0100mol·L1,c(H+)=103.38mol·L1,Ka(CH3COOH)=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)≈10-3.38×10-3.380.01=104.76,A項正確;a點溶液為等濃度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在元素質(zhì)量守恒關(guān)系c(Na+)=c(Cl)=c(CH3COOH)+c(CH3COO),B項正確;根據(jù)分析知,5.(2023·遼寧卷,12改編)一定條件下,酸性KMnO4溶液與H2C2O4發(fā)生反應(yīng),Mn(Ⅱ)起催化作用,過程中不同價態(tài)含Mn粒子的濃度隨時間變化如圖所示。下列說法正確的是()。A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4B.隨著反應(yīng)物濃度的減小,反應(yīng)速率逐漸減小C.該條件下,Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存D.總反應(yīng)為2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2++10CO2答案C解析由圖像可知,隨著時間的推移,Mn(Ⅲ)的濃度先增大后減小,說明開始反應(yīng)生成Mn(Ⅲ),后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4,A項錯誤;隨著反應(yīng)物濃度的減小,到大約13min時開始生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)對反應(yīng)起催化作用,13min后反應(yīng)速率會增大,B項錯誤;由圖像可知,Mn(Ⅶ)的濃度為0后才開始生成Mn(Ⅱ),該條件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存,C項正確;H2C2O4為弱酸,在離子方程式中不拆成離子形式,總反應(yīng)為2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,D6.(2023·遼寧卷,15改編)某廢水處理過程中始終保持H2S飽和,即c(H2S)=0.1mol·L1,通過調(diào)節(jié)pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分離,體系中pH與lgc關(guān)系如圖所示,c為HS、S2、Ni2+和Cd2+的濃度,單位為mol·L1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列說法不正確的是()。A.Ksp(CdS)=1026B.④為pH與lgc(HS)的關(guān)系曲線C.Ka1(H2S)=108.1D.Ka2(H2S)=1014.7答案C解析隨著pH的增大,H2S的電離程度增大,HS的濃度增大,S2的濃度增大,則有l(wèi)gc(HS)和lgc(S2)隨著pH增大而減小,且pH相同時,HS的濃度大于S2,即lgc(HS)<lgc(S2);Ksp(NiS)>Ksp(CdS),即當(dāng)c(S2)相同時,c(Ni2+)>c(Cd2+),則lgc(Ni2+)和lgc(Cd2+)隨著pH增大而增大,且有l(wèi)gc(Ni2+)<lgc(Cd2+),由此可知曲線①代表Cd2+,②代表Ni2+,③代表S2,④代表HS。由分析可知,曲線①代表Cd2+,③代表S2,由圖示曲線①③交點可知,此時c(Cd2+)=c(S2)=1013mol·L1,則有Ksp(CdS)=c(Cd2+)·c(S2)=1013×1013=1026,A項正確;④為pH與lgc(HS)的關(guān)系曲線,B項正確;曲線④代表HS,由點(1.6,6.5)可知,當(dāng)c(H+)=101.6mol·L1時,c(HS)=106.5mol·L1,Ka1(H2S)=c(H+)·c(HS-)c(H2S)=10-1.6×10-6.50.1=107.1,C項錯誤;已知Ka1·Ka2=c(H+)·c(HS-)c(H2S)×c(H+)·c(S2-)c(HS-)=c2(H+)·1.(2023·廣東省廣州市二模)二乙胺[(C2H5)2NH]是一種有機(jī)弱堿,可與鹽酸反應(yīng)生成鹽酸鹽(C2H5)2NH2Cl。下列敘述正確的是()。A.0.01mol·L1(C2H5)2NH2Cl水溶液的pH=2B.(C2H5)2NH2Cl水溶液的pH隨溫度升高而減小C.(C2H5)2NH2Cl水溶液加水稀釋,pH降低D.(C2H5)2NH2Cl水溶液中:c(Cl)+c(OH)=c[(C2H5)2NH2+]+c[(C2H5)2答案B解析二乙胺是弱堿,其對應(yīng)的鹽酸鹽溶液顯酸性,水解是微弱的,所以0.01mol·L1(C2H5)2NH2Cl水溶液的pH>2,A項錯誤;(C2H5)2NH2Cl水溶液顯酸性,加熱能促進(jìn)水解的進(jìn)行,所以(C2H5)2NH2Cl水溶液的pH隨溫度升高而減小,B項正確;(C2H5)2NH2Cl水溶液顯酸性,加水稀釋,溶液酸性減弱,pH增大,C項錯誤;(C2H5)2NH2Cl水溶液中存在元素質(zhì)量守恒:c(Cl)=c[(C2H5)2NH2+]+c[(C2H5)2NH],則c(Cl)+c(OH)>c[(C2H5)2NH2+]+c[(C2H5)22.(2023·浙江省諸暨市高三適應(yīng)性考試)已知H2R為二元弱酸,Ka1(H2R)=5.4×102,Ka2(H2R)=5.4×105。室溫下,下列說法不正確的是()。A.0.1mol·L1NaHR溶液的pH<7B.用NaOH溶液中和一定量的H2R溶液至呈中性時,溶液中c(HR)<c(R2)C.0.1mol·L1H2R溶液:0.2mol·L1+c(OH)=c(H+)+c(H2R)+c(HR)D.0.01mol·L1的H2R溶液與pH=12的NaOH溶液完全中和時,消耗酸與堿溶液的體積之比為1∶2答案C解析NaHR是弱酸H2R的酸式鹽,在水溶液中存在電離和水解,Kh(HR)=KwKa1=10-145.4×10-2<Ka2,HR的電離程度強(qiáng)于水解程度,0.1mol·L1NaHR溶液的pH<7,A項正確;用NaOH溶液中和一定量的H2R溶液至呈中性時,c(OH)=c(H+)=107mol·L1,Ka2(H2R)=c(H+)·c(R2-)c(HR-)=10-7×c(R2-)c(HR-)=5.4×105,故溶液中c(HR)<c(R2),B項正確;0.1mol·L1H2R溶液中,根據(jù)電荷守恒和元素守恒可得c(H2R)+c(HR)+c(R2)=0.1mol·L1,c(H+)=c(HR)+2c(R2)+c(OH),故0.2mol·L1+c(OH)=c(H+)+2c(H2R)+3.(2023·浙江省寧波市高三模擬)常溫下,Ka(HCOOH)=1.77×104,Ka(CH3COOH)=1.75×105,Ka(NH3·H2O)=1.8×105,下列說法不正確的是()。A.濃度均為0.1mol·L1的HCOONa和NH4Cl溶液中陽離子的物質(zhì)的量濃度之和:前者>后者B.用相同濃度的NaOH溶液分別滴定等體積、pH均為3的HCOOH和CH3COOH溶液至終點,消耗NaOH溶液的體積:前者<后者C.0.2mol·L1CH3COONa與0.1mol·L1鹽酸等體積混合后,溶液中微粒濃度:c(Na+)>c(CH3COO)>c(Cl)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH)D.0.2mol·L1HCOONa溶液與0.1mol·L1NaOH溶液等體積混合后的溶液中:c(HCOO)+c(OH)=c(HCOOH)+c(H+)答案D解析濃度均為0.1mol·L1HCOONa和NH4Cl溶液中分別存在:c(Na+)+c(H+)=0.1mol·L1+c(H+)、c(NH4+)+c(H+)=c(Cl)+c(OH)=0.1mol·L1+c(OH),由甲酸和一水合氨的電離常數(shù)可知,甲酸根離子的水解程度小于銨根離子的水解程度,即甲酸鈉溶液中氫氧根離子的濃度小于氯化銨溶液中氫離子的濃度,因此甲酸鈉溶液中氫離子的濃度大于氯化銨溶液中氫氧根離子的濃度,故甲酸鈉溶液中陽離子濃度大于氯化銨溶液中陽離子濃度,A項正確;由電離平衡常數(shù)可知,甲酸的酸性比醋酸強(qiáng),pH相同時醋酸的物質(zhì)的量濃度更大,用相同濃度的氫氧化鈉溶液滴定時,消耗氫氧化鈉溶液的體積更大,B項正確;醋酸鈉與鹽酸反應(yīng),生成醋酸和氯化鈉,因此混合溶液中醋酸鈉、醋酸、氯化鈉的物質(zhì)的量濃度相同,均為0.05mol·L1(忽略體積變化),由醋酸的電離常數(shù)可知,相同濃度的醋酸電離程度大于醋酸根離子的水解程度,溶液呈酸性,因此粒子濃度為c(Na+)>c(CH3COO)>c(Cl)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH),C項正確;由電荷守恒可得c(HCOO)+c(OH)=c(Na+)+c(H+),由元素質(zhì)量守恒可得c(Na+)=1.5c(HCOO)+1.5c(HCOOH),由此可得c(OH)=0.5c(HCOO)+1.5c(HCOOH)+c(H+),4.(2023·高三二模)室溫下,用過量0.5mol·L1Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末,一段時間后過濾,向濾渣中加稀醋酸,產(chǎn)生氣泡。[化學(xué)上通常認(rèn)為當(dāng)溶液中剩余的離子濃度小于1×105mol·L1時,沉淀就達(dá)完全。已知:Ksp(CaSO4)=5.0×105,Ksp(CaCO3)=3.0×109。]下列說法正確的是()。A.浸泡后CaSO4未完全轉(zhuǎn)化為CaCO3B.0.5mol·L1Na2CO3溶液中存在:c(OH)=c(H+)+c(HCO3-)+c(H2COC.反應(yīng)CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-正向進(jìn)行,需滿足cD.過濾后所得清液中一定存在:c(Ca2+)=Ksp(CaCO3)c(CO答案D解析用過量0.5mol·L1Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末,則浸泡后c(Ca2+)=Ksp(CaCO3)c(CO32-)=3×10-90.5mol·L1=6×109mol·L1<1×105mol·L1,可以認(rèn)為浸泡后CaSO4完全轉(zhuǎn)化為CaCO3,A項錯誤;由質(zhì)子守恒可知,0.5mol·L1Na2CO3溶液中存在:c(OH)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3),B項錯誤;CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-的K=c(SO42-)c(CO32-)=Ksp(CaSO4)Ksp(CaCO3)=5×10-53×10-95.(2023·浙江省高三適應(yīng)性考試)椰子蟹具有異常堅硬的甲殼,這歸功于其攝入的椰子中的月桂酸(C11H23COOH),月桂酸在蟹殼表面的角質(zhì)層中形成難溶的月桂酸磷酸鈣,存在如下平衡:Ca3PO4(OOCC11H23)3(s)3Ca2+(aq)+PO43-(aq)+3C11H23COO(aq)Ksp=7.3×1035。已知CaCO3的Ksp=2.8×109,77.3729≈0.52。下列說法A.椰子蟹攝入月桂酸含量較高的椰肉有助于形成更加堅硬的甲殼B.弱堿性的海水可以保護(hù)椰子蟹外殼,使其不易被腐蝕C.將少量月桂酸磷酸鈣投入適量1mol·L1碳酸鈉溶液中,可實現(xiàn)其與碳酸鈣的轉(zhuǎn)化D.海水中CO2的濃度升高,會腐蝕椰子蟹的外殼,使月桂酸磷酸鈣的Ksp增大答案D解析由題干可知,月桂酸有利于促進(jìn)形成難溶的月桂酸磷酸鈣,故椰子蟹攝入月桂酸含量較高的椰肉有助于形成更加堅硬的甲殼,A項正確;弱堿性的海水利于月桂酸形成月桂酸根離子,使得Ca3PO4(OOCC11H23)3(s)3Ca2+(aq)+PO43-(aq)+3C11H23COO(aq)的平衡逆向移動,有利于保護(hù)椰子蟹外殼,使其不易被腐蝕,B項正確;將少量月桂酸磷酸鈣投入適量1mol·L1碳酸鈉溶液中,Q(CaCO3)=c(Ca2+)·c(CO32-)=3×77.3729×105×1=1.56×105>Ksp(CaCO3),可以實現(xiàn)其與碳酸鈣的轉(zhuǎn)化,C項正確;海水中CO2的濃度升高,溶液酸性增強(qiáng),使得月桂酸根離子轉(zhuǎn)化為月桂酸,促使Ca3PO4(OOCC11H23)3(s)3Ca2+(aq)+PO43-(aq)+3C11H23COO(aq)的平衡正向移動,6.(2023·浙江省嘉興市高三二模)25℃時,下列說法正確的是()。A.N2H4的水溶液呈弱堿性,Kb1≈1.0×106,則0.01mol·L1N2H4水溶液的pH≈10B.向NaHSO3溶液中加入少量的I2,則溶液中c(C.中和等pH的鹽酸和醋酸時,醋酸消耗NaOH的物質(zhì)的量更多D.pH=7的某溶液,溶質(zhì)對水的電離平衡肯定無影響答案A解析類比NH3·H2O的電離,N2H4的第一步電離方程式為N2H4+H2ON2H5++OH,第二步電離忽略,則0.01mol·L1N2H4水溶液中,c(N2H5+)≈c(OH),Kb1≈1.0×106,則Kb1=c(N2H5+)×c(OH-)c(N2H4)=c2(OH-)0.01≈1.0×106,解得c(OH)≈104mol·L1,則c(H+)≈1010mol·L1,pH≈10,A項正確;NaHSO3為強(qiáng)堿弱酸鹽,溶液中存在水解平衡