2024新高考化学高考专题复习
专题十二 弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性
五年高考
考点1 弱电解质的电离平衡
1.(2023湖北,14,3分)H2L为某邻苯二酚类配体,其p=7.46,p=12.4。常温下构建Fe(Ⅲ)-H2L溶液体系,其中c0(Fe3+)=2.0×10-4mol·L-1,c0(H2L)=5.0×10-3 mol·L-1。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示,分布系数δ(x)=,已知lg2≈0.30,lg3≈0.48。下列说法正确的是( )
Fe(Ⅲ)-H2L体系部分物种分布图
A.当pH=1时,体系中c(H2L)>c{[FeL]+}>c(OH-)>c(HL-)
B.pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为L2-
C.L2-+[FeL]+ [FeL2]-的平衡常数的lgK约为14
D.当pH=10时,参与配位的c(L2-)≈1.0×10-3 mol·L-1
答案 C
2.(2023浙江1月选考,13,3分)甲酸(HCOOH)是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换树脂(含固体活性成分R3N,R为烷基)因静电作用被吸附回收,其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数)与废水初始pH关系如图(已知甲酸Ka=1.8×10-4),下列说法不正确的是( )
A.活性成分R3N在水中存在平衡:R3N+H2O R3NH++OH-
B.pH=5的废水中c(HCOO-)∶c(HCOOH)=18
C.废水初始pH<2.4,随pH下降,甲酸的电离被抑制,与R3NH+作用的HCOO-数目减少
D.废水初始pH>5,离子交换树脂活性成分主要以R3NH+形态存在
答案 D
3.(2022福建,5,4分)探究醋酸浓度与电离度(α)关系的步骤如下。与相关步骤对应的操作或叙述正确的是( )
步骤 操作或叙述
A Ⅰ.用NaOH标准溶液标定醋酸溶液浓度 滴定时应始终注视滴定管中的液面
B Ⅱ.用标定后的溶液配制不同浓度的醋酸溶液 应使用干燥的容量瓶
C Ⅲ.测定步骤Ⅱ中所得溶液的pH 应在相同温度下测定
D Ⅳ.计算不同浓度溶液中醋酸的电离度 计算式为 α=×100%
答案 C
4.(2022浙江1月选考,17,2分)已知25 ℃时二元酸H2A的=1.3×10-7,=7.1×10-15。下列说法正确的是( )
A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.向0.1 mol·L-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则H2A的电离度为0.013%
C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)
D.取pH=a的H2A溶液10 mL,加蒸馏水稀释至100 mL,则该溶液pH=a+1
答案 B
5.(2021浙江6月选考,19,2分)某同学拟用pH计测定溶液pH以探究某酸HR是否为弱电解质。下列说法正确的是( )
A.25 ℃时,若测得0.01 mol·L-1 NaR溶液pH=7,则HR是弱酸
B.25 ℃时,若测得0.01 mol·L-1 HR溶液pH>2且pH<7,则HR是弱酸
C.25 ℃时,若测得HR溶液pH=a,取该溶液10.0 mL,加蒸馏水稀释至100.0 mL,测得pH=b,b-a<1,则HR是弱酸
D.25 ℃时,若测得NaR溶液pH=a,取该溶液10.0 mL,升温至50 ℃,测得pH=b,a>b,则HR是弱酸
答案 B
6.(2020北京,11,3分)室温下,对于1 L 0.1 mol·L-1醋酸溶液,下列判断正确的是 ( )
A.该溶液中CH3COO-的粒子数为6.02×1022
B.加入少量CH3COONa固体后,溶液的pH降低
C.滴加NaOH溶液过程中,n(CH3COO-)与n(CH3COOH)之和始终为0.1 mol
D.与Na2CO3溶液反应的离子方程式为C+2H+ H2O+CO2↑
答案 C
7.(2022天津,16,14分)天津地处环渤海湾,海水资源丰富。科研人员把铁的配合物Fe3+L(L为配体)溶于弱碱性的海水中,制成吸收液,将气体H2S转化为单质硫,改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段:①H2S的吸收氧化;②Fe3+L的再生。反应原理如下:
①H2S(g)+2Fe3+L(aq)+2OH-(aq) S(s)+2Fe2+L(aq)+2H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
②4Fe2+L(aq)+O2(g)+2H2O(l) 4Fe3+L(aq)+4OH-(aq) ΔH=-b kJ·mol-1(b>0)
回答下列问题:
(1)该工艺的总反应方程式为 。1 mol H2S(g)发生该反应的热量变化为 ,Fe3+L在总反应中的作用是 。
(2)研究不同配体与Fe3+所形成的配合物(A、B、C)对H2S吸收转化率的影响。将配合物A、B、C分别溶于海水中,配成相同物质的量浓度的吸收液,在相同反应条件下,分别向三份吸收液持续通入H2S,测得单位体积吸收液中H2S吸收转化率[α(H2S)]随时间变化的曲线如图1所示。以α(H2S)由100%降至80%所持续的时间来评价铁配合物的脱硫效率,结果最好的是 (填“A”“B”或“C”)。
图1 图2
(3)H2S的电离方程式为 。25 ℃时,H2S溶液中H2S、HS-、S2-在含硫粒子总浓度中所占分数δ随溶液pH的变化关系如图2。由图2计算,H2S的= ,= 。再生反应在常温下进行,Fe2+L解离出的Fe2+易与溶液中的S2-形成沉淀。若溶液中的c(Fe2+)=1.0×10-5 mol·L-1,c(H2S)=6.0×10-9 mol·L-1,为避免有FeS沉淀生成,应控制溶液pH不大于 (已知25 ℃时,FeS的Ksp为6.0×10-18)。
答案 (1)2H2S+O2 2H2O+2S↓[或2H2S(g)+O2(g) 2H2O(l)+2S(s)] 放出(a+) kJ热量 作催化剂(或降低反应活化能)
(2)A
(3)H2S+H2O H3O++HS-(或H2S H++HS-,同时写出第二步电离也可) 1.0×10-7 1.0×10-13 8
考点2 溶液的酸碱性
1.(2023湖南,12,3分)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η[η=]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)
2.(2022湖北,12,3分)根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。已知:
N2+NH3 N+N2H4
N2H4+CH3COOH N2+CH3COO-
下列酸性强弱顺序正确的是( )
A.N2>N2H4>N B.N2>CH3COOH>N
C.NH3>N2H4>CH3COO- D.CH3COOH>N2>N
答案 D
3.(2022山东,6,2分)实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是( )
A.可用量筒量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
答案 A
4.(2021浙江1月选考,17,2分)25 ℃时,下列说法正确的是( )
A.NaHA溶液呈酸性,可以推测H2A为强酸
B.可溶性正盐BA溶液呈中性,可以推测BA为强酸强碱盐
C.0.010 mol·L-1、0.10 mol·L-1的醋酸溶液的电离度分别为α1、α2,则α1<α2
D.100 mL pH=10.00的Na2CO3溶液中水电离出H+的物质的量为1.0×10-5 mol
答案 D
5.(2020浙江1月选考,23,2分)室温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸中滴加0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg 5=0.7。下列说法不正确的是( )
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
答案 C
6.(2020浙江1月选考,17,2分)下列说法不正确的是( )
A.pH>7的溶液不一定呈碱性
B.中和pH和体积均相等的氨水、NaOH溶液,所需HCl的物质的量相同
C.相同温度下,pH相等的盐酸、CH3COOH溶液中,c(OH-)相等
D.氨水和盐酸反应后的溶液,若溶液呈中性,则c(Cl-)=c(N)
答案 B
三年模拟
A组 基础题组
考点1 弱电解质的电离平衡
1.(2023河北石家庄一模,14)25 ℃时,已知0.1 mol·L-1的氨水中存在如下平衡:
①NH3(aq)+H2O(aq) NH3·H2O(aq),K1
②NH3·H2O(aq) N(aq)+OH-(aq),K2
③H2O(l) H+(aq)+OH-(aq),KW
下列说法正确的是( )
A.反应①和②互为可逆反应
B.该氨水中存在c(N)+c(H+)=2c(OH-)
C.若该氨水中c(NH3)=x mol·L-1,则c(OH-)= mol·L-1
D.向该氨水中加入硫酸,当c(N)=c(S)时,溶液呈中性
答案 C
2.[2023湖北七市(州)一调,15]谷氨酸钠是具有鲜味的物质,是味精的主要成分。谷氨酸()可以看作三元弱酸(简写为H3A+),逐级电离常数为K1、K2、K3(已知pK=lgK)。已知常温下pK1=2.19,pK2=4.25,pK3=9.67。下列说法不正确的是( )
A.水溶液中K1对应基团可看作—N,K2、K3对应基团分别可以看作α-COOH和γ-COOH
B.当谷氨酸所带净电荷为0(即H3A+与HA-数目相等)时,溶液pH为3.22
C.2H2AH3A++HA-的平衡常数K=10-2.06
D.常温下,A2-+H2OHA-+OH-的平衡常数Kb的数量级为10-5
答案 A
3.(2023辽宁本溪一模,15)25 ℃时,将HCl气体缓慢通入0.1 mol·L-1的氨水中,溶液的pH、体系中粒子浓度的对数值(lgc)与反应物的物质的量之比[t=]的关系如下图所示。若忽略溶液体积变化,下列有关说法错误的是 ( )
A.25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数为10-4.75
B.t=0.5时,c(N)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)
C.P2点所示溶液:c(N)>100c(NH3·H2O)
D.P1点所示溶液:c(Cl-)=0.05 mol·L-1
答案 D
4.(2021河北邯郸三模,9)下列有关电解质溶液的说法正确的是 ( )
A.向0.1 mol·L-1氨水中滴加等浓度的CH3COOH溶液至过量,水的电离程度一直增大
B.常温下,pH=2的某酸HA与pH=12的某碱BOH等体积混合后,溶液呈酸性,则HA为强酸,BOH为弱碱
C.0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍
D.浓度均为0.1 mol·L-1的NH4HSO4溶液与NaOH溶液等体积混合后:c(S)=c(Na+)>c(N)>c(H+)>c(OH-)
答案 D
考点2 溶液的酸碱性
1.(2023福建漳州三检,10)常温下,用0.10 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol/L的CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.两种一元弱酸的电离常数:Ka(CH3COOH)
C.pH=7时,c(CH3COO-)=c(CN-)
D.滴定时均可选用甲基橙作指示剂,指示滴定终点
答案 B
2.(2023江西南昌一模,7)常温下,用0.100 0 mol/L的盐酸滴定20.00 mL未知浓度的一元碱BOH溶液。溶液中,pH、B+的分布系数δ随滴加盐酸体积VHCl的变化关系如图所示。已知B+的分布系数δ(B+)=。下列叙述正确的是( )
A.BOH的电离常数Kb=1.0×10-6
B.滴定时,可以选择甲基橙作指示剂
C.滴定过程中,水的电离程度:n
答案 B
3.(2023河南四市二模,13)25 ℃时,某混合溶液中c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.01 mol/L,由水电离出的c水(H+)的对数lgc水(H+)与lg、lg的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.(H2A)=10-8
B.Z点时溶液的pH=7
C.M点和N点溶液的组成完全相同
D.从X点到Y点发生的反应可能为HA-+OH- A2-+H2O
答案 C
4.(2022福建厦门二模,10)室温下,向20 mL浓度均为0.1 mol·L-1 的HNO3和HNO2混合液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH变化曲线如图。下列说法错误的是( )
A.a点:c(H+)>c(N)>c(N)
B.导电能力:b
D.由d点可得Ka(HNO2)=
答案 C
B组 综合题组
1.(2023辽宁协作校一模,15)SO2易溶于水,光谱研究表明,SO2的水溶液中存在下列平衡:
其中K1、K2、K3为各步的平衡常数,且K1=[p(SO2)表示SO2的平衡压强]。
下列说法正确的是( )
A.SO2(g)SO2(aq)的焓变ΔH>0
B.SO2在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c,则c=K1p(SO2)
C.若pH=6.2时,溶液中=,则pH=8.2时,溶液中=×100
D.当SO2的平衡压强为p时,测得c(S)=a mol·L-1,则溶液中c(H+)= mol·L-1
答案 D
2.(2023河北沧州一模,14)25 ℃时,向10 mL 0.01 mol·L-1柠檬酸三钠溶液中滴加0.1 mol·L-1的盐酸,用电导率仪测得滴加盐酸体积与溶液电导率的关系如图所示。已知:柠檬酸(分子式为C6H8O7,其结构简式为)属于三元弱酸,其电离平衡常数的pKa=-lgKa,p=3.14,p=4.77,p=6.39。下列说法错误的是( )
A.a点时溶液中c(H+)的数量级为10-10
B.b点溶液显酸性
C.c点溶液满足:c(Cl-)>2[c(C6H5)+c(C6H6)+c(C6H7)]
D.pH=5.58时,溶液满足:c(C6H5)
3.(2023江西鹰潭一模,13)M(OH)2是一种可溶于水的二元弱碱,在水中能电离出M(OH)+、M2+。已知pOH=-lgc(OH-)。常温下,向M(OH)2溶液中滴加某浓度的硫酸溶液,调节pOH的值,测得溶液的pOH随x{x=lg或lg}的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.溶液中水的电离程度:b点大于c点
B.b点处有2c(S)+c(OH-)=2c(M2+)+c(H+)
C.常温下,=103.08
D.直线M代表pOH与lg的变化关系
答案 C
4.(2023湖北武汉3月质检,15)H3PO3是制造塑料稳定剂的原料。常温下,向100 mL 0.5 mol·L-1 H3PO3溶液中滴加等浓度的NaOH溶液,混合溶液中所有含磷微粒的物质的量分数(δ)与溶液pOH[pOH=-lgc(OH-)]的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.H3PO3的结构简式为
B.a点水电离出的c(OH-)=1×10-7.4 mol·L-1
C.当pH=4时,c(HP)=c(H3PO3)
D.b点时加入NaOH溶液的体积为50 mL
答案 D
5.(2023福建厦门二检,14)常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL HCl和HA的混合溶液,滴定过程中HA和A-的分布系数δ及pH随NaOH溶液体积变化如图所示。已知:δ(HA)=。下列说法不正确的是 ( )
A.Ka(HA)=10-4.76
B.pH=7时,c(Na+)>c(A-)>c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
C.V(NaOH)≤40.0 mL时,滴定过程中水的电离程度不断增大
D.可利用甲基紫(变色范围为2.0~3.0)确定第一滴定终点
答案 D
6.(2022辽宁丹东一模,15)乙醇胺为一元弱碱(25 ℃时,电离常数Kb=4.0×10-5),其电离方程式为HOCH2CH2NH2+H2O HOCH2CH2N+OH-。用0.1 mol/L的盐酸滴定20 mL 0.1 mol/L乙醇胺溶液,温度恒定在25 ℃时,滴定过程中由水电离出的c水(H+)的负对数与滴加盐酸体积的关系如图所示(已知:lg5=0.7)。下列说法中错误的是 ( )
A.a点溶液的pH约为11.3
B.b点溶液中:c(HOCH2CH2NH2)>c(Cl-)>c(HOCH2CH2N)
C.c点两侧溶液均存在由水电离出的c水(H+)=1×10-7 mol/L
D.d点溶液中:c(Cl-)=2c(HOCH2CH2NH2)+2c(HOCH2CH2N)
答案 B
7.(2022甘肃兰州一诊,13)25 ℃时,向一定浓度的H3PO4溶液中滴加氢氧化钠溶液,混合液中lgx[x表示、、]随pOH[pOH=-lgc(OH-)]的变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅲ表示lg随pOH的变化关系
B.2H2P H3PO4+HP的平衡常数的数量级约为10-7
C.当溶液pH=7时,c(H2P)>c(HP)>c(P)
D.M点时,c(Na+)+c(H+)=c(H2P)+5c(P)+c(OH-)
答案 B
考法训练
考法 中和滴定的拓展应用
1.(2022湖南,10,3分)室温时,用0.100 mol·L-1的标准AgNO3溶液滴定15.00 mL浓度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液,通过电位滴定法获得lgc(Ag+)与V(AgNO3)的关系曲线如图所示[忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17]。
下列说法正确的是( )
A.a点:有白色沉淀生成
B.原溶液中I-的浓度为0.100 mol·L-1
C.当Br-沉淀完全时,已经有部分Cl-沉淀
D.b点:c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)
答案 C
2.(2023辽宁部分学校一模,14)金属M与单质碘在无水醋酸中反应,得到化合物MIn,提纯干燥后测得其熔点为144.5 ℃。为确定MIn的组成,进行以下实验:称取0.626 3 g MIn,置于特制的梨形瓶中,加入50 mL 6 mol·L-1的盐酸,同时加入适量CCl4,用0.100 0 mol·L-1的碘酸钾溶液进行滴定。随着碘酸钾溶液的加入,可观察到CCl4层呈紫红色,后逐渐变浅,滴至紫色褪去为终点,此时CCl4层呈淡黄色,滴定消耗碘酸钾溶液20.00 mL。在CCl4中显黄色的物质在历史上曾被误认为Br2。下列有关实验细节的描述中,错误的是( )
A.滴定终点的判断:当滴入最后半滴标准液时,溶液恰好由紫红色变为淡黄色,且半分钟不变色
B.滴定结束后CCl4中主要的溶质为ICl
C.如果用过量的碘化钾溶液滴定碘酸钾溶液,则滴定过程中CCl4层颜色逐渐加深,直至不变
D.紫色褪去反应的离子方程式为2I2+I+6H++5Cl- 5ICl+3H2O
答案 C
3.(2022福建莆田二模,10)某研究性学习小组用0.1 mol·L-1 AgNO3溶液分别滴定15 mL 0.01 mol·L-1的NaCl、NaBr、NaI溶液,用Ag2S电极监测滴定过程中Ag+浓度的变化。测得Ag2S电极的电动势(E)与消耗的AgNO3溶液体积(V)的关系如图所示。已知Ag2S电极的电动势随c(Ag+)的增大而增大,滴定生成的卤化银以胶体存在。下列说法正确的是 ( )
A.a点c(Ag+)为0.1 mol·L-1
B.据图可知卤化银胶粒主要吸附Ag+
C.滴定NaCl溶液的是曲线①
D.该方法可用于溶液中卤素离子浓度的测定
答案 C
4.(2023江西赣州一模,27)FTO导电玻璃广泛用于液晶显示屏、光催化、薄膜太阳能电池基底等,实验室可用无水四氯化锡(SnCl4)制作FTO,制备SnCl4的装置如图所示。
有关信息如下表:
化学式 Sn SnCl2 SnCl4
熔点/℃ 232 246 -33
沸点/℃ 2 260 652 114
其他性质 银白色固体金属 无色晶体,Sn2+易被Fe3+、I2等氧化为Sn4+ 无色液体,易水解生成SnO2
(1)仪器A的名称为 ,甲中发生反应的还原产物和氧化产物的物质的量之比为 。
(2)将如图装置连接好,先检查装置的气密性,再慢慢滴入浓盐酸,待观察到 现象后,开始加热装置丁。
(3)Cl2和Sn的反应产物可能会有SnCl4和SnCl2,为加快反应速率并防止产品中带入SnCl2,除了通入过量氯气外,应控制的最佳温度在 (填序号)范围内。
A.652~2 260 ℃ B.232~652 ℃
C.114~246 ℃ D.114~232 ℃
(4)若将制得的SnCl4少许溶于水中得到白色沉淀SnO2,其反应的化学方程式为 。
(5)为测定产品中某些成分的含量,甲、乙两位同学设计了如下实验方案:
①实际制备的产品往往含有SnCl2,甲同学设计实验测定Sn2+的含量:准确称取m g产品于锥形瓶中,用蒸馏水溶解,用a mol/L酸性高锰酸钾标准溶液滴定,滴定终点时消耗酸性高锰酸钾标准溶液V1 mL。由此可计算产品中Sn2+的质量分数。乙同学认为甲同学的方案明显不合理,会导致测得的Sn2+的质量分数严重偏高,理由是 。
②乙同学设计实验测定产品中Cl-的含量:准确称取m g产品于锥形瓶中,用蒸馏水溶解,X溶液作指示剂,用b mol/L硝酸银标准溶液滴定,滴定终点时消耗硝酸银溶液V2 mL。硝酸银溶液最好盛放在 (填序号)滴定管中。
A.无色酸式滴定管 B.棕色酸式滴定管
C.无色碱式滴定管 D.棕色碱式滴定管
参考表中的数据,X溶液最好选用的是 (填序号)。
难溶物 AgCl AgBr AgCN Ag2CrO4
颜色 白 浅黄 白 砖红
Ksp 1.77×10-10 5.4×10-14 2.7×10-16 1.12×10-12
A.NaCl溶液 B.NaBr溶液 C.NaCN溶液 D.Na2CrO4溶液
答案 (1)球形冷凝管 2∶5 (2)装置丁中充满黄绿色气体 (3)B (4)SnCl4+2H2O SnO2+4HCl
(5)①Cl-也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致消耗的酸性高锰酸钾标准溶液偏多 ②B D
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