10.多平衡体系图像及分析
1.(2024·浙江温州一模)已知HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应:
Ⅰ.HCOOHCO+H2O K1
Ⅱ.HCOOHCO2+H2 K2
T温度下,在密封石英管内完全充满1.0 mol·L-1 HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。下列有关说法不正确的是( )
A.混合体系达平衡后:c(CO2)·c(H2)>c(CO)
B.活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ
C.c(CO)浓度变小的原因是CO2的生成导致反应Ⅰ平衡逆向移动
D.c(HCOOH)可降为0
2.(2024·江苏泰州一模调研)二甲醚和水蒸气制氢气可作为燃料电池的氢能源,发生的主要反应如下:
反应Ⅰ CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g) ΔH1>0
反应Ⅱ CH3OH+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH2>0
反应Ⅲ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3>0
在恒压下,将一定比例的二甲醚和水蒸气混合后,以一定流速通过装有催化剂的反应器,反应相同时间测得的CH3OCH3实际转化率、CO2实际选择性与CO2平衡选择性随温度的变化如图所示。CO2的选择性=×100%。下列说法不正确的是( )
A.曲线a表示CH3OCH3实际转化率随温度的变化
B.200 ℃时,反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ的速率
C.适当增加,有利于提高H2的产率
D.一定温度下,若增大压强,CO的平衡产量不变
3.(2024·黑龙江大庆实验中学模拟)某温度下,向V L恒容密闭容器中通入4 mol X(g),发生反应:①2X(g)Y(g)+4Z(g),②2Z(g)M(g)。反应体系中X、Y、Z的物质的量随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.25 min时,生成了3.2 mol M
B.0~10 min内,气体X的平均反应速率为 mol·L-1· min-1
C.该温度下,反应②的平衡常数K=2V
D.25 min时保持其他条件不变,再向体系中通入1 mol Y(g)后,反应②的平衡不移动
4.(2024·江苏盐城一模)CH3OH可作大型船舶的绿色燃料。工业上用CO2制备CH3OH的原理如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5 kJ·mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
分别在3 MPa、5 MPa下,将n起始(CO2)∶n起始(H2)=1∶3的混合气体置于密闭容器中,若仅考虑上述反应,不同温度下反应体系达到平衡时,CO2转化率(α)、产物选择性(S)的变化如图所示。
已知:S(CH3OH或CO)=×100%。下列说法不正确的是( )
A.反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH<-49.5 kJ·mol-1
B.350 ℃后,不同压强下α(CO2)接近相等的原因为制备过程以反应1为主
C.250 ℃时,反应2的平衡常数K=
D.250 ℃、5 MPa下,n起始(CO2)∶n起始(H2)=1∶3的混合气体在催化下反应一段时间α(CO2)达到P点的值,延长反应时间α(CO2)可能达到20%
5.(2024·辽宁锦州质检)已知可逆反应2NO2(g)N2O4(g),NO2和N2O4的消耗速率与其浓度存在如下关系:v消(NO2)=kac2(NO2),v消(N2O4)=kbc(N2O4)(其中ka、kb是只与温度有关的常数),一定温度下,消耗速率与浓度的关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线Y表示NO2消耗速率与浓度的关系
B.图中A点表示反应达到平衡状态
C.缩小容器的容积,平衡向正反应方向移动,气体的颜色变浅
D.若某温度时ka=kb,则该温度下平衡常数K=0.5
6.(2024·山东德州高考适应性练习二)丙烯腈()是一种重要的化工原料,以为原料合成丙烯腈的过程如下:
向密闭容器中通入一定量的和NH3(g),测得平衡时体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数[如:丙烯腈的物质的量分数=×100%]随温度的变化如图。下列说法错误的是( )
A.“脱水”反应为吸热反应
B.低于225 ℃时,“腈化”过程转化率低
C.a点的转化率为51%
D.b点H2O和C2H5OH的物质的量之比为3∶1
7.(2024·江苏苏锡常镇四市一模)采用热分解法脱除沼气中的H2S过程中涉及的主要反应为
反应Ⅰ:2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH1=169.8 kJ· mol-1
反应Ⅱ:CH4(g)+S2(g)CS2(g)+2H2(g) ΔH2=63.7 kJ·mol-1
保持100 kPa不变,将H2S与CH4按2∶1体积比投料,并用N2稀释,在不同温度下反应达到平衡时,所得H2、S2与CS2的体积分数如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)的ΔH=106.1 kJ· mol-1
B.曲线Y代表的是CS2的平衡体积分数
C.高于1 050 ℃时,H2S平衡转化率与CH4平衡转化率的差值随温度升高而减小
D.1 050 ℃下反应,增大体系的压强,平衡后H2的体积分数可能达到0.07
10.多平衡体系图像及分析
1.(2024·浙江温州一模)已知HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应:
Ⅰ.HCOOHCO+H2O K1
Ⅱ.HCOOHCO2+H2 K2
T温度下,在密封石英管内完全充满1.0 mol·L-1 HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。下列有关说法不正确的是( )
A.混合体系达平衡后:c(CO2)·c(H2)>c(CO)
B.活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ
C.c(CO)浓度变小的原因是CO2的生成导致反应Ⅰ平衡逆向移动
D.c(HCOOH)可降为0
答案:D
解析:根据图像可知混合体系达平衡后,c(CO2)·c(H2)>c(CO),A正确;根据图像可知,CO浓度达到最大值时表明反应Ⅰ达平衡,此时CO2浓度未达最大值,即反应Ⅱ尚未达平衡状态,说明反应Ⅰ的反应速率大于反应Ⅱ,即活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ,B正确;根据图中CO2和CO浓度变化,即反应Ⅰ和Ⅱ可知,c(CO)浓度变小的原因是CO2的生成导致反应Ⅰ平衡逆向移动,C正确;过程Ⅰ和Ⅱ均为可逆过程,则c(HCOOH)不可能降为0,D错误。
2.(2024·江苏泰州一模调研)二甲醚和水蒸气制氢气可作为燃料电池的氢能源,发生的主要反应如下:
反应Ⅰ CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g) ΔH1>0
反应Ⅱ CH3OH+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH2>0
反应Ⅲ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3>0
在恒压下,将一定比例的二甲醚和水蒸气混合后,以一定流速通过装有催化剂的反应器,反应相同时间测得的CH3OCH3实际转化率、CO2实际选择性与CO2平衡选择性随温度的变化如图所示。CO2的选择性=×100%。下列说法不正确的是( )
A.曲线a表示CH3OCH3实际转化率随温度的变化
B.200 ℃时,反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ的速率
C.适当增加,有利于提高H2的产率
D.一定温度下,若增大压强,CO的平衡产量不变
答案:D
解析:根据常理可知,CO2实际选择性与CO2平衡选择性随温度的变化的走势应该相同,故可知曲线b为CO2实际选择性,则曲线a为CH3OCH3实际转化率。根据上述分析可知曲线a为CH3OCH3实际转化率,A正确;在200 ℃时,CO2实际选择性大于其平衡选择性,可知此温度下,反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ,B正确;适当增加的量,会促进CH3OCH3的转化,还能使反应Ⅱ正向进行,反应Ⅲ逆向进行,从而提高氢气的产率,C正确;增大压强会导致反应Ⅱ平衡逆向移动,从而导致反应Ⅲ逆向移动,CO的平衡产率会减小,D错误。
3.(2024·黑龙江大庆实验中学模拟)某温度下,向V L恒容密闭容器中通入4 mol X(g),发生反应:①2X(g)Y(g)+4Z(g),②2Z(g)M(g)。反应体系中X、Y、Z的物质的量随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.25 min时,生成了3.2 mol M
B.0~10 min内,气体X的平均反应速率为 mol·L-1· min-1
C.该温度下,反应②的平衡常数K=2V
D.25 min时保持其他条件不变,再向体系中通入1 mol Y(g)后,反应②的平衡不移动
答案:C
解析:反应①不是可逆反应,由图可知,25 min时n(X)=0 mol,即25 min时,4 mol气体X反应完全,生成8 mol Z,据图知此时剩下1.6 mol Z,因此反应②消耗Δn(Z)=(8-1.6)mol=6.4 mol,则生成了×Δn(Z)=3.2 mol M,A正确;由图可知,0~10 min内v(Y)= mol·L-1· min-1,反应为2X(g)Y(g)+4Z(g),则v(X)=2v(Y)= mol·L-1· min-1,B正确;反应达到平衡时n(Y)=2 mol,n(Z)=1.6 mol,则Δn(Z)=2 mol×4-1.6 mol=6.4 mol,反应②为2Z(g)M(g),所以n(M)=×Δn(Z)=3.2 mol,反应②的平衡常数K==1.25V,C错误;反应①不是可逆反应,25 min时气体X反应完全,通入1 mol Y(g)对反应①无影响,不能改变Z的浓度,则对反应②也无影响,即反应②的平衡不发生移动,D正确。
4.(2024·江苏盐城一模)CH3OH可作大型船舶的绿色燃料。工业上用CO2制备CH3OH的原理如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5 kJ·mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
分别在3 MPa、5 MPa下,将n起始(CO2)∶n起始(H2)=1∶3的混合气体置于密闭容器中,若仅考虑上述反应,不同温度下反应体系达到平衡时,CO2转化率(α)、产物选择性(S)的变化如图所示。
已知:S(CH3OH或CO)=×100%。下列说法不正确的是( )
A.反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH<-49.5 kJ·mol-1
B.350 ℃后,不同压强下α(CO2)接近相等的原因为制备过程以反应1为主
C.250 ℃时,反应2的平衡常数K=
D.250 ℃、5 MPa下,n起始(CO2)∶n起始(H2)=1∶3的混合气体在催化下反应一段时间α(CO2)达到P点的值,延长反应时间α(CO2)可能达到20%
答案:B
解析:气态转化为液态会放出热量,放热反应的焓变小于0,故反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH<-49.5 kJ·mol-1,A正确;反应1是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,α(CO2)减小,反应2是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,α(CO2)增大,350 ℃后,不同压强下α(CO2)接近相等的原因为制备过程以反应2为主,B错误;由图可知,250 ℃、3 MPa下生成CH3OH、CO的选择性(S)均为50%,平衡时CO2的转化率为20%,设n起始(CO2)=1 mol,n起始(H2)=3 mol,则平衡时CO2的转化量为1 mol×20%=0.2 mol,生成n(CH3OH)=n(CO)=0.2 mol×50%=0.1 mol,建立三段式:
CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)
n0/mol 1 3 0 0
Δn/mol 0.1 0.3 0.1 0.1
n平/mol 0.8 2.6 0.1 0.2
CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)
n0/mol 1 3 0 0
Δn/mol 0.1 0.1 0.1 0.1
n平/mol 0.8 2.6 0.1 0.2
设体积为V,则此时反应2的平衡常数K=,C正确;250 ℃、5 MPa下,n起始(CO2)∶n起始(H2)=1∶3的混合气体在催化下反应一段时间α(CO2)达到P点的值,由于反应未达到平衡,平衡正向移动,故延长反应时间α(CO2)可能达到20%,D正确。
5.(2024·辽宁锦州质检)已知可逆反应2NO2(g)N2O4(g),NO2和N2O4的消耗速率与其浓度存在如下关系:v消(NO2)=kac2(NO2),v消(N2O4)=kbc(N2O4)(其中ka、kb是只与温度有关的常数),一定温度下,消耗速率与浓度的关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线Y表示NO2消耗速率与浓度的关系
B.图中A点表示反应达到平衡状态
C.缩小容器的容积,平衡向正反应方向移动,气体的颜色变浅
D.若某温度时ka=kb,则该温度下平衡常数K=0.5
答案:D
解析:由速率方程可知,曲线X表示二氧化氮消耗速率与浓度关系、曲线Y表示四氧化二氮消耗速率与浓度关系,A错误;由方程式可知,二氧化氮的消耗速率是四氧化二氮的消耗速率2倍时,反应达到平衡,由图可知,A点二氧化氮的消耗速率与四氧化二氮的消耗速率相等,则A点正反应速率大于逆反应速率,反应未达到平衡,B错误;缩小容器的容积,相当于增大压强,NO2气体的浓度增大,气体的颜色变深,因平衡正向移动,气体颜色变浅,但比原来深,C错误;v消(NO2)=kac2(NO2),则v生(NO2)=2v消(N2O4)=2kbc(N2O4),平衡时,v消(NO2)=kac2(NO2)=v生(NO2)=2kbc(N2O4),若某温度时ka=kb,则该温度下反应的平衡常数K==0.5,D正确。
6.(2024·山东德州高考适应性练习二)丙烯腈()是一种重要的化工原料,以为原料合成丙烯腈的过程如下:
向密闭容器中通入一定量的和NH3(g),测得平衡时体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数[如:丙烯腈的物质的量分数=×100%]随温度的变化如图。下列说法错误的是( )
A.“脱水”反应为吸热反应
B.低于225 ℃时,“腈化”过程转化率低
C.a点的转化率为51%
D.b点H2O和C2H5OH的物质的量之比为3∶1
答案:B
解析:由图可知,一定范围内随着温度升高,平衡时的含量增加,则说明“脱水”反应正向进行,反应为吸热反应,A正确。低于225 ℃时,含碳产物中没有,说明几乎完全转化为,则“腈化”过程转化率高,B错误。由转化可知,1分子生成1分子要脱去1分子水,生成1分子要脱去2分子水、1分子乙醇;由图可知,假设a点、、分别为0.49 mol、0.49 mol、0.02 mol,则初始共0.49 mol+0.49 mol+0.02 mol=1.0 mol,共消耗0.49 mol+0.02 mol=0.51 mol,则的转化率为51%,C正确。b点为和物质的量分数相等,由转化可知,生成1分子要脱去1分子水,生成1分子要脱去2分子水、1分子乙醇;假设和均为1 mol,则共脱去1 mol+2 mol=3 mol水、1 mol乙醇,故H2O和C2H5OH的物质的量之比为3∶1,D正确。
7.(2024·江苏苏锡常镇四市一模)采用热分解法脱除沼气中的H2S过程中涉及的主要反应为
反应Ⅰ:2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH1=169.8 kJ· mol-1
反应Ⅱ:CH4(g)+S2(g)CS2(g)+2H2(g) ΔH2=63.7 kJ·mol-1
保持100 kPa不变,将H2S与CH4按2∶1体积比投料,并用N2稀释,在不同温度下反应达到平衡时,所得H2、S2与CS2的体积分数如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)的ΔH=106.1 kJ· mol-1
B.曲线Y代表的是CS2的平衡体积分数
C.高于1 050 ℃时,H2S平衡转化率与CH4平衡转化率的差值随温度升高而减小
D.1 050 ℃下反应,增大体系的压强,平衡后H2的体积分数可能达到0.07
答案:C
解析:根据反应Ⅰ和反应Ⅱ,利用盖斯定律可得:2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g) ΔH=+233.5 kJ· mol-1,A错误;将H2S与CH4按2∶1体积比投料,并用N2稀释,在不同温度下反应达到平衡时,由于S2是反应Ⅰ的生成物同时又是反应Ⅱ的反应物,因此曲线Y代表的是S2的平衡体积分数。950~1 050 ℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ,所以S2的体积分数会增大,1 050~1 150 ℃之间,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,S2的体积分数会减小。根据方程式中的数量关系,曲线Z为H2,曲线X为CS2,B错误;1 050~1 150 ℃之间,S2与CS2的体积分数差值越来越小,所以H2S平衡转化率与CH4平衡转化率的差值随温度升高而减小,C正确;1 050 ℃下反应,反应Ⅰ和反应Ⅱ都是气体体积增大的反应,增大体系的压强,平衡会逆向移动,平衡后H2的体积分数小于0.07,D错误。12.滴定过程图像及分析
1.(2024·广东大亚湾区1月联合模拟)常温下,向20.00 mL 1 mol·L-1次磷酸H3PO2(一元酸)中,逐滴加入1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH与所加NaOH溶液的体积关系如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.a点溶液中c(H2P)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
B.b点溶液中pH=7
C.NaH2PO2溶液显酸性
D.H3PO2的电离平衡常数约为1×10-1
2.(2024·江西九江十校第二次联考)某小组同学用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定未知浓度的一种酸20.00 mL,滴定过程的曲线如图所示,B点为两者恰好反应的点。下列有关说法正确的是( )
A.这种酸可能是醋酸
B.若用酚酞作指示剂,滴定终点在A处;若用甲基橙作指示剂,滴定终点在C处
C.若酸为硫酸,B点溶液中有:c(H+)+c(Na+)=c(S)+c(OH-)
D.若酸为盐酸,C处溶液离子浓度大小关系:c(Na+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
3.(2024·甘肃二模)已知pKa=-lgKa,25 ℃时,H2A的p=1.85,p=7.19。常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1H2A溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a、b、c、d四点对应的溶液中水的电离程度a
C.当加入NaOH溶液的体积为20 mL时,溶液中c(A2-)>c(H2A)
D.a点加入NaOH溶液的体积V0>10 mL
4.(2024·贵州六校联盟联考三)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 NaB溶液中滴入等浓度的HA溶液,所得溶液中lg与lg的关系如图所示。已知Ka(HA)=1.6×10-4,下列说法错误的是( )
A.Ka(HB)=1.6×10-5
B.与pH=4时相比,的值在pH=3时更小
C.滴加过程中水的电离程度在减小
D.滴入20 mL HA溶液离子浓度存在关系:c(Na+)
A.L2代表-lg与pH的关系
B.直线L1和L2的交叉点坐标为M(7,-1.3)
C.0.1 mol·L-1 NaHA溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
D.常温下,Mn(OH)2(s)+H2A(aq)MnA(aq)+2H2O(l)的K值为10-6.8
6.(2024·安徽安庆二模)某温度下,改变0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液的pH,各种含铬元素粒子的浓度变化如图所示(已知H2CrO4是二元酸,其电离常数为),下列有关说法错误的是( )
A.该温度下的KW=1×10-14
B.该温度下(H2CrO4)的数量级为10-1
C.该温度下反应Cr2+H2O2Cr+2H+的平衡常数为5.1×10-15.2
D.B点溶液中:c(K+)≤2c(Cr2)+3c(Cr)
7.(2024·甘肃白银市名校联合调研)常温下,二元弱酸(H2A)在溶液中各组分百分含量(δ)随溶液pH的变化(加入NaOH)如图所示。下列说法错误的是( )
A.曲线②表示δ(HA-)随溶液pH的变化
B.H2A的一级电离常数=10-1.25
C.NaHA溶液中c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
D.常温下,若向Na2A溶液中滴加H2A溶液使溶液pH=7,则一定存在:c(HA-)+2c(A2-)=c(Na+)
8.(2024·黑龙江大庆实验中学模拟)Al3+与F-具有很强的亲和性,AlF在NaF溶液中存在分步电离:AlF3AlAlF2+Al3+。常温下实验测定Al3+、AlF2+、Al、AlF3的百分含量随pF[pF=-lgc(F)]变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.曲线b表示Al
B.N点时,4c(Al3+)+2c(AlF2+)+c(H+)=c(F-)+c(OH-)
C.M点溶液中c(F-)=10-4.5 mol·L-1
D.常温下,Al3++3F-AlF3化学平衡常数的数量级为1015
9.(2024·辽宁锦州质检)四氯金酸(HAuCl4)由王水和纯金反应制得,可用于工业元件的镀金。常温时,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1的HAuCl4溶液,滴定过程中测得混合溶液的温度T、NaOH溶液体积V(NaOH)与pH的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.常温时,四氯金酸(HAuCl4)的电离平衡常数Ka约为10-5
B.n点溶液中,c(Na+)=c(AuC)
C.p、n、q三点对应的AuC水解平衡常数:Kh(p)
10.(2024·辽宁省实验中学高考适应性测试二)常温下,Kb(NH3·H2O)=1.7×10-5,
Ka(CH3COOH)=1.7×10-5,向20 mL浓度均为0.01 mol·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的氨水,测得过程中电导率和pH变化曲线如图所示。
下列说法错误的是( )
A.a点溶液中,c(CH3COO-)数量级为10-5
B.b点溶液中,存在c(Cl-)>c(N)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
C.c点溶液中,存在c(N)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)+c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
D.a、b、c、d点溶液中,d点水的电离程度最大
12.滴定过程图像及分析
1.(2024·广东大亚湾区1月联合模拟)常温下,向20.00 mL 1 mol·L-1次磷酸H3PO2(一元酸)中,逐滴加入1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH与所加NaOH溶液的体积关系如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.a点溶液中c(H2P)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
B.b点溶液中pH=7
C.NaH2PO2溶液显酸性
D.H3PO2的电离平衡常数约为1×10-1
答案:A
解析:根据电荷守恒,a点溶液中c(H2P)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),A正确;b点溶液中恰好完全反应,溶质为NaH2PO2,H2P水解呈碱性,pH>7,B、C错误;由起点,H3PO2的电离平衡常数约为Ka==10-2,D错误。
2.(2024·江西九江十校第二次联考)某小组同学用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定未知浓度的一种酸20.00 mL,滴定过程的曲线如图所示,B点为两者恰好反应的点。下列有关说法正确的是( )
A.这种酸可能是醋酸
B.若用酚酞作指示剂,滴定终点在A处;若用甲基橙作指示剂,滴定终点在C处
C.若酸为硫酸,B点溶液中有:c(H+)+c(Na+)=c(S)+c(OH-)
D.若酸为盐酸,C处溶液离子浓度大小关系:c(Na+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
答案:B
解析:根据滴定曲线可知,开始滴定前,溶液的pH约为1,B点为滴定终点,此时消耗0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液20 mL,若这种酸为醋酸,则醋酸的浓度为0.100 0 mol·L-1,0.100 0 mol·L-1的醋酸pH大于1,A错误;酚酞和甲基橙的变色范围不同,分别在A和C处,故若用酚酞作指示剂,滴定终点在A处,若用甲基橙作指示剂,滴定终点在C处,B正确;若酸为硫酸,B点溶液中的电荷守恒关系为c(H+)+c(Na+)=2c(S)+c(OH-),C错误;若酸为盐酸,C处溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),C处溶液存在电荷守恒关系c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-),则C处溶液中存在c(Cl-)>c(Na+),故C处溶液离子浓度大小关系为c(Cl-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),D错误。
3.(2024·甘肃二模)已知pKa=-lgKa,25 ℃时,H2A的p=1.85,p=7.19。常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1H2A溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a、b、c、d四点对应的溶液中水的电离程度a
C.当加入NaOH溶液的体积为20 mL时,溶液中c(A2-)>c(H2A)
D.a点加入NaOH溶液的体积V0>10 mL
答案:D
解析:向H2A溶液中滴加NaOH溶液,水的电离程度会越来越大,当刚好中和时(d点),水的电离程度最大,A正确;c点的pH为7.19,结合p=7.19可知此时c(A2-)=c(HA-),且存在电荷守恒c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),两者结合可知所对应的溶液中的各粒子浓度满足3c(A2-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),B正确;当加入NaOH溶液的体积为20 mL时,溶液中溶质为NaHA,其中HA-的电离常数为=10-7.19,水解常数<10-7.19,即电离程度大于水解程度,所以有c(A2-)>c(H2A),C正确;用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1H2A溶液,a点溶液中溶质为H2A和NaHA,pH=p=1.85,则c(HA-)=c(H2A),若恰好是10 mL NaOH溶液,反应开始得到的溶液中存在c(NaHA)=c(H2A),由于远大于,且远大于,溶液中会有c(HA-)>c(H2A),因此所加NaOH溶液的体积小于10 mL,D错误。
4.(2024·贵州六校联盟联考三)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 NaB溶液中滴入等浓度的HA溶液,所得溶液中lg与lg的关系如图所示。已知Ka(HA)=1.6×10-4,下列说法错误的是( )
A.Ka(HB)=1.6×10-5
B.与pH=4时相比,的值在pH=3时更小
C.滴加过程中水的电离程度在减小
D.滴入20 mL HA溶液离子浓度存在关系:c(Na+)
解析:由图知,lg=-1时lg=0,即=0.1时=1,常温下,=10,已知Ka(HA)=1.6×10-4,则Ka(HB)=1.6×10-5,A正确;=10,与pH无关,B错误;NaB水解促进水的电离,HA抑制水的电离,在滴加过程中水的电离程度减小,C正确;滴入20 mL HA溶液后,NaB与HA恰好反应得到等物质的量浓度NaA和HB混合溶液,根据电荷守恒式可知溶液中存在关系:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(B-)+c(OH-),Kh(NaA)==6.25×10-11
HOOCCH2COOH(简记为H2A)和Mn(NO3)2的混合溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液中pX[pX=-lgX,X=、c(Mn2+)]与pH的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.L2代表-lg与pH的关系
B.直线L1和L2的交叉点坐标为M(7,-1.3)
C.0.1 mol·L-1 NaHA溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
D.常温下,Mn(OH)2(s)+H2A(aq)MnA(aq)+2H2O(l)的K值为10-6.8
答案:D
解析:混合液中加NaOH,Mn2+浓度减小,因此-lgc(Mn2+)增大,故L1为c(Mn2+)与pH的变化曲线,Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)·c2(OH-)=c(Mn2+)×=c(Mn2+)×,c(Mn2+)=Ksp[Mn(OH)2]·c2(H+)×1028,pMn=
pKsp[Mn(OH)2]-28+2pH,代入L1上的(8,0.7)可得,pKsp[Mn(OH)2]=12.7;由(H2A)=(H2A)=可知,p=p(H2A)-pH,p=p(H2A)-pH,第2步电离常数小于第1步,因此等pH时p较大,结合图像可知,L2代表p与pH的变化曲线,L3代表p与pH的变化曲线,代入L2上的(4,1.7)可得,
p(H2A)=5.7,代入L3上的(8,-5.2)可得,p(H2A)=2.8。根据分析,L2代表-lg与pH的变化曲线,A正确;M是L1、L2的交点,pX、pH相等,根据分析代入数据可得5.7-pH=12.7-28+2pH,解得pH=7,pX=-1.3,B正确;NaHA溶液中,c(Na+)>c(HA-),HA-的水解常数Kh==10-11.2<(H2A),HA-的电离能力大于水解能力,因此c(A2-)>c(H2A),故c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),C正确;反应Mn(OH)2(s)+H2A(aq)MnA(aq)+2H2O(l)的平衡常数K==106.8,D错误。
6.(2024·安徽安庆二模)某温度下,改变0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液的pH,各种含铬元素粒子的浓度变化如图所示(已知H2CrO4是二元酸,其电离常数为),下列有关说法错误的是( )
A.该温度下的KW=1×10-14
B.该温度下(H2CrO4)的数量级为10-1
C.该温度下反应Cr2+H2O2Cr+2H+的平衡常数为5.1×10-15.2
D.B点溶液中:c(K+)≤2c(Cr2)+3c(Cr)
答案:D
解析:KW只与温度有关,取D点数据,当pH=13时,c(OH-)=0.1 mol·L-1,则KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,A正确;取A点数据,c(HCr)=c(H2CrO4),(H2CrO4)==c(H+)=10-0.74,数量级为10-1,B正确;该温度下反应Cr2+H2O2Cr+2H+平衡常数K=,取C点数据,K==0.051×(10-6.6)2=5.1×10-15.2,C正确;由图可知,B点pH=6.5,c(HCr)=c(Cr),根据电荷守恒:c(K+)+c(H+)=2c(Cr2)+2c(Cr)+c(HCr)+c(OH-),溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),则c(K+)<2c(Cr2)+3c(Cr),D错误。
7.(2024·甘肃白银市名校联合调研)常温下,二元弱酸(H2A)在溶液中各组分百分含量(δ)随溶液pH的变化(加入NaOH)如图所示。下列说法错误的是( )
A.曲线②表示δ(HA-)随溶液pH的变化
B.H2A的一级电离常数=10-1.25
C.NaHA溶液中c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
D.常温下,若向Na2A溶液中滴加H2A溶液使溶液pH=7,则一定存在:c(HA-)+2c(A2-)=c(Na+)
答案:C
解析:向二元弱酸(H2A)溶液中加入NaOH调节pH,先后发生反应:H2A+OH-HA-+H2O、HA-+OH-A2-+H2O,则曲线①代表H2A,曲线②代表HA-,曲线③代表A2-,A正确;曲线①和②交点处,pH=1.25,所以H2A的一级电离常数=c(H+)=10-1.25,B正确;在NaHA溶液中,HA-既可以电离出A2-,也可以水解生成H2A,由C点数据可知H2A的=c(H+)=10-4.25,则HA-的Kh=,HA-电离的趋势大于水解的趋势,所以c(H2A)
A.曲线b表示Al
B.N点时,4c(Al3+)+2c(AlF2+)+c(H+)=c(F-)+c(OH-)
C.M点溶液中c(F-)=10-4.5 mol·L-1
D.常温下,Al3++3F-AlF3化学平衡常数的数量级为1015
答案:B
解析:由图可知,随着pF的增大,c(F-)减小,则a、b、c、d分别代表AlF3、Al、AlF2+、Al3+变化曲线,A正确;N点时c(Al)=c(Al3+),根据电荷守恒可知:c(Na+)+3c(Al3+))+2c(AlF2+)+c(H+)=c(F-)+c(OH-),故有:c(Na+)+4c(Al3+)+2c(AlF2+)+c(H+)=c(F-)+c(OH-),B错误;当c(AlF3)=c(Al)时,c(F-)=10-3.8 mol·L-1,即K1==10-3.8,当c(Al)=c(AlF2+)时,c(F-)=10-5.2 mol·L-1,则K2==10-5.2,K1K2==10-9.0,M点为a、c曲线的交点,即代表c(AlF3)=c(AlF2+),K1K2=c2(F-)=10-9.0,M点溶液中c(F-)= mol·L-1=10-4.5 mol·L-1,C正确;结合C项分析可知,K3==10-6.6,K1K2K3==10-15.6,故常温下,Al3++3F-AlF3化学平衡常数K==1015.6,故其数量级为1015,D正确。
9.(2024·辽宁锦州质检)四氯金酸(HAuCl4)由王水和纯金反应制得,可用于工业元件的镀金。常温时,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1的HAuCl4溶液,滴定过程中测得混合溶液的温度T、NaOH溶液体积V(NaOH)与pH的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.常温时,四氯金酸(HAuCl4)的电离平衡常数Ka约为10-5
B.n点溶液中,c(Na+)=c(AuC)
C.p、n、q三点对应的AuC水解平衡常数:Kh(p)
答案:B
解析:由图像可知,常温时,当V(NaOH)=0时,对应溶液的pH=3,此时溶液中的c(H+)=0.001 mol·L-1,Ka=≈10-5,A项正确;根据电荷守恒,在n点:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(AuC),n点时温度高于25 ℃,故KW>10-14,当c(H+)=10-7 mol·L-1时,c(OH-)>c(H+),则c(Na+)>c(AuC),B项错误;升高温度能促进AuC的水解,水解平衡常数增大,由题图可知,温度:T(p)
Ka(CH3COOH)=1.7×10-5,向20 mL浓度均为0.01 mol·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的氨水,测得过程中电导率和pH变化曲线如图所示。
下列说法错误的是( )
A.a点溶液中,c(CH3COO-)数量级为10-5
B.b点溶液中,存在c(Cl-)>c(N)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
C.c点溶液中,存在c(N)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)+c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
D.a、b、c、d点溶液中,d点水的电离程度最大
答案:D
解析:向盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入氨水,前阶段反应为盐酸与氨水反应:NH3·H2O+H+N+H2O,随着滴加氨水增多,混合溶液中离子总浓度减小,电导率下降,对应pH曲线的b点前阶段反应完成,b点时混合溶液为等浓度的氯化铵和醋酸溶液,溶液呈酸性,即N的水解小于CH3COOH的电离;后阶段反应为醋酸与氨水反应:NH3·H2O+CH3COOHN+CH3COO-+H2O,随着滴加氨水增多,混合溶液总离子浓度增大,电导率上升,对应pH曲线bc阶段反应完成,c点时混合溶液为等浓度的氯化铵和醋酸铵溶液,溶液呈酸性,即N水解程度大于CH3COO-水解程度;此后滴加的氨水过量,混合溶液总离子浓度减小,电导率下降。a点时混合溶液中存在醋酸和水的电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+、H2OH++OH-,在盐酸的抑制下,醋酸和水的电离程度很小,因此溶液中c(H+)≈0.01 mol·L-1,c(CH3COOH)≈0.01 mol·L-1,根据Ka(CH3COOH)==1.7×10-5,得溶液中c(CH3COO-)≈1.7×10-5 mol·L-1,A正确;b点时盐酸与氨水恰好完全反应,混合溶液呈酸性,N的水解小于CH3COOH的电离,根据元素守恒得溶液中粒子浓度大小关系为c(Cl-)>c(N)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),B正确;c点时醋酸恰好与氨水完全反应,混合溶液溶质是NH4Cl、CH3COONH4,根据元素守恒得:c(N)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)+c(CH3COOH)+c(CH3COO-),C正确;a点时盐酸和醋酸均抑制水的电离,b点时醋酸抑制水的电离,c点时N、CH3COO-的水解促进水的电离,d点时NH3·H2O抑制水的电离,因此水的电离程度最大的是c点,D错误。13.沉淀溶解平衡曲线及分析
1.(2024·安徽黄山二模)室温下向含KSCN、KIO3和K2CrO4的溶液中滴加AgNO3溶液,混合液中pX{[pX=-lgc(X)],X=I、SCN-、Cr}和pAg[pAg=-lgc(Ag+)]的关系如图所示,已知:Ksp(AgSCN)
B.d点线Ⅱ和线Ⅲ对应的两种沉淀的Ksp相同
C.向等浓度的K2CrO4和KSCN混合溶液中逐滴滴加AgNO3溶液,先生成AgSCN沉淀
D.AgIO3+SCN-AgSCN+I的平衡常数K为104.49
2.(2024·江苏泰州一模调研)室温下,Na2CO3体系中各含碳微粒的物质的量分数与pH的关系如图1所示。在c起始(Na2CO3)=0.1 mol·L-1的体系中,研究Mg2+在不同pH时的可能产物,c(Mg2+)与pH的关系如图2所示,曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c(C)=Ksp(MgCO3),曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2]。
图1
图2
下列说法正确的是( )
A.由M点可求得(H2CO3)=1×10-6.37
B.pH=11的体系中:c(C)
D.P点的体系中,c(HC)+c(C)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
3.(2024·陕西渭南质检Ⅰ)已知:AgCl、Ag2CrO4在水溶液中的溶解平衡分别为AgCl(s,白色)Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag2CrO4(s,深红色)2Ag+(aq)+Cr(aq)。常温下,分别向20 mL等浓度的KCl溶液和K2CrO4溶液中滴加等浓度的AgNO3溶液,所加硝酸银溶液的体积与阴离子的浓度关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.KCl溶液与AgNO3溶液反应对应曲线①
B.由b点数据可得c(Ag+)=2×10-4 mol·L-1
C.增大AgNO3溶液的浓度,图中a点或b点向右平移
D.K2CrO4可作为AgNO3溶液标定KCl溶液浓度的指示剂
4.(2024·陕西商洛尖子生学情诊断)T ℃时,CdCO3和Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:pCd2+=-lgc(Cd2+),pN=-lgc(C)或-lgc(OH-)。下列说法正确的是( )
A.T ℃时,Ksp[Cd(OH)2]>Ksp(CdCO3)
B.Y点对应的CdCO3溶液是不饱和溶液
C.Z点对应的溶液中,c(H+)
5.(2024·吉林省吉林地区三模)常温下,将少量MSO4粉末缓慢加入20 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液中(已知MA难溶,忽略溶液体积变化),溶液中c(M2+)与c(H+)变化如图所示。已知:(H2A)=1.0×10-9,(H2A)=1.0×10-13,下列有关说法正确的是( )
A.a点处,由水电离产生的c(H+)≈1.0×10-5 mol·L-1
B.溶液pH=7时,2c(M2+)=2c(A2-)+c(HA-)
C.c点处,MA的溶度积Ksp(MA)=1.0×10-24
D.a、b、c三点对应的溶液中,水的电离程度大小关系:c>b>a
6.(2024·黑龙江齐齐哈尔一模)秦俑彩绘中含有难溶的铅白(PbCO3)和黄色的PbI2。常温下,PbCO3和PbI2在不同的溶液中分别达到沉淀溶解平衡时pM与pR的关系如图所示,其中pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数。下列说法错误的是( )
A.完全沉淀废液中的Pb2+,I-的效果不如C
B.z点,Q=c(Pb2+)·c(C)>Ksp(PbCO3)
C.Ksp(PbI2)的数量级为10-10
D.PbI2(s)转化为PbCO3(s)的反应趋势很大
7.(2024·江西景德镇第三次质检)常温下向CaC2O4饱和溶液(始终有CaC2O4固体存在)中滴加HCl溶液或者NaOH溶液调节pH,测得溶液中Ca2+浓度的对数lgc(Ca2+)与溶液的pH之间的关系如下图。已知H2C2O4的电离常数的负对数:pK1=1.25,pK2=4.25;下列说法正确的是( )
A.溶液中始终存在:2c(Ca2+)=c(C2)+c(HC2)+c(H2C2O4)
B.Ksp(CaC2O4)的数量级为10-8
C.pH=7时,2c(Ca2+)+c(Na+)=2c(C2)+c(HC2)
D.A点时,c(Ca2+)>c(Cl-)
8.(2024·山东菏泽一模)将CaCO3(s)或ZnCO3(s)悬浊液置于分压固定的CO2气相中,体系中pH与lgc关系如图所示。pH变化对H2CO3的浓度基本无影响。c为H2CO3、HC、C、Ca2+、Zn2+的浓度,单位为mol·L-1。已知:Ksp(CaCO3)>Ksp(ZnCO3),CO2(g)+H2O(l)H2CO3(aq)。下列说法正确的是( )
A.L1表示lgc(C)-pH曲线
B.=1×10-16.7 (mol·L-1)2
C.CaCO3(s)+Zn2+(aq)ZnCO3(s)+Ca2+(aq),平衡常数K=102.5
D.向a点溶液中加入ZnCl2,可以到达b点
13.沉淀溶解平衡曲线及分析
1.(2024·安徽黄山二模)室温下向含KSCN、KIO3和K2CrO4的溶液中滴加AgNO3溶液,混合液中pX{[pX=-lgc(X)],X=I、SCN-、Cr}和pAg[pAg=-lgc(Ag+)]的关系如图所示,已知:Ksp(AgSCN)
B.d点线Ⅱ和线Ⅲ对应的两种沉淀的Ksp相同
C.向等浓度的K2CrO4和KSCN混合溶液中逐滴滴加AgNO3溶液,先生成AgSCN沉淀
D.AgIO3+SCN-AgSCN+I的平衡常数K为104.49
答案:B
解析:由化学式KSCN、KIO3可知,其中的酸根离子均为一价离子,因此,溶液中pSCN-和pI与pAg变化趋势相似,则线Ⅱ表示pCr和pAg的关系,由AgSCN的溶度积小于AgIO3可知,溶液中pAg相同时,pSCN-大于pI,则线Ⅰ表示pSCN-和pAg的关系、线Ⅲ表示pI和pAg的关系;由a、b、c三点的数据可知,AgIO3、Ag2CrO4、AgSCN的溶度积分别为100×10-7.5=10-7.5、(10-3)2×10-5.95=10-11.95、10-2×10-9.99=10-11.99。
由分析可知,线Ⅱ表示pCr和pAg的关系,A正确;线Ⅱ表示pCr和pAg的关系、线Ⅲ表示pI和pAg的关系,AgIO3和Ag2CrO4的溶度积不相等,B错误;线Ⅰ表示pSCN-和pAg的关系、线Ⅱ表示pCr和pAg的关系,由图可知,溶液中SCN-和Cr浓度相等时,Ag2CrO4对应银离子浓度大于AgSCN的,所以向等浓度的K2CrO4和KSCN混合溶液中逐滴滴加硝酸银溶液时,AgSCN优先沉淀,C正确;由方程式可知,反应的平衡常数K==104.49,D正确。
2.(2024·江苏泰州一模调研)室温下,Na2CO3体系中各含碳微粒的物质的量分数与pH的关系如图1所示。在c起始(Na2CO3)=0.1 mol·L-1的体系中,研究Mg2+在不同pH时的可能产物,c(Mg2+)与pH的关系如图2所示,曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c(C)=Ksp(MgCO3),曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2]。
图1
图2
下列说法正确的是( )
A.由M点可求得(H2CO3)=1×10-6.37
B.pH=11的体系中:c(C)
D.P点的体系中,c(HC)+c(C)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
答案:D
解析:图1表示Na2CO3体系,随着pH的逐渐减小,溶液中c(C)逐渐减小,c(HC)先增大后减小,c(H2CO3)逐渐增大,且当pH=6.37时,两曲线交点表示溶液中c(HC)=c(H2CO3),由此可算出对应的电离平衡常数;图2中图像的纵坐标是-lg[c(Mg2+)],数值从下往上在增大,即从下往上c(Mg2+)在减小,因此位于曲线上方离子浓度小的点时未生成该沉淀,位于曲线下方离子浓度大的点会生成该沉淀。
根据图1,当pH=10.25时,溶液中c(HC)=c(C),则=c(H+)=10-10.25,A错误;pH=11的体系中,观察图1可知c(C)>c(HC),B错误;Q点的体系中,观察图2的横坐标和纵坐标可知pH=8,观察图1可知,pH=8时,溶液中主要含碳微粒是碳酸氢根离子,Q点位于Mg(OH)2曲线(Ⅱ)的上方,表示未生成该沉淀,位于MgCO3曲线下方,因此会生成碳酸镁沉淀,反应的离子方程式为Mg2++2HCMgCO3↓+CO2↑+H2O,C错误;P点的体系中,从图2可以看出pH=11、-lg[c(Mg2+)]=6时,该点位于曲线Ⅰ、Ⅱ的上方,不会生成碳酸镁沉淀和氢氧化镁沉淀,c起始(Na2CO3)=0.1 mol·L-1,根据元素守恒,溶液中c(HC)+c(C)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1,D正确。
3.(2024·陕西渭南质检Ⅰ)已知:AgCl、Ag2CrO4在水溶液中的溶解平衡分别为AgCl(s,白色)Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag2CrO4(s,深红色)2Ag+(aq)+Cr(aq)。常温下,分别向20 mL等浓度的KCl溶液和K2CrO4溶液中滴加等浓度的AgNO3溶液,所加硝酸银溶液的体积与阴离子的浓度关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.KCl溶液与AgNO3溶液反应对应曲线①
B.由b点数据可得c(Ag+)=2×10-4 mol·L-1
C.增大AgNO3溶液的浓度,图中a点或b点向右平移
D.K2CrO4可作为AgNO3溶液标定KCl溶液浓度的指示剂
答案:C
解析:由图可知,曲线①所示反应在加入20 mL等浓度AgNO3溶液后恰好沉淀完全,曲线②所示反应在加入40 mL等浓度AgNO3溶液后恰好沉淀完全,结合信息中的沉淀溶解平衡可知,曲线①表示滴入KCl溶液的变化曲线,曲线②表示滴入K2CrO4溶液的变化曲线,根据b点计算:c(Cr)=10-4 mol·L-1、c(Ag+)=2×10-4 mol·L-1,Ksp(Ag2CrO4)=(2×10-4)2×10-4=4×10-12,同理根据a点计算Ksp(AgCl)=10-4.6×10-4.6=10-9.2。由分析可知,KCl溶液与AgNO3溶液反应对应曲线①,A正确;b点c(Cr)=10-4 mol·L-1,此时恰好反应,结合沉淀溶解平衡可知,c(Ag+)=2×10-4 mol·L-1,B正确;增大AgNO3溶液的浓度,可使消耗AgNO3溶液的体积减小,可实现图像中a点或b点向左平移,C错误;AgCl(s,白色)恰好沉淀时-lgc(Cl-)=4.6,Ag2CrO4(s,深红色)恰好沉淀时-lgc(Cr)=4,Ag2CrO4溶解能力稍大于AgCl,结合终点颜色变化,可知K2CrO4可作为AgNO3溶液标定KCl溶液浓度的指示剂,D正确。
4.(2024·陕西商洛尖子生学情诊断)T ℃时,CdCO3和Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:pCd2+=-lgc(Cd2+),pN=-lgc(C)或-lgc(OH-)。下列说法正确的是( )
A.T ℃时,Ksp[Cd(OH)2]>Ksp(CdCO3)
B.Y点对应的CdCO3溶液是不饱和溶液
C.Z点对应的溶液中,c(H+)
答案:C
解析:CdCO3:-lgKsp(CdCO3)=-lg[c(Cd2+)·c(C)]=-lgc(Cd2+)-lgc(C),pKsp(CdCO3)=pc(Cd2+)+pc(C),pc(Cd2+)=-pc(C)+pKsp(CdCO3),同理对于Cd(OH)2:pc(Cd2+)=-2pc(OH-)+pKsp[Cd(OH)2],则斜率绝对值较大的Ⅰ对应Cd(OH)2,斜率绝对值较小的Ⅱ对应CdCO3;根据Z的坐标可以求出Ksp(CdCO3)=10-7×10-5=10-12、根据X的坐标可以求出Ksp[Cd(OH)2]=10-4×(10-5)2=10-14,A错误;pN越小N越大,Y点和溶解平衡点的c(C)浓度相等时,Y点Cd2+浓度更大,则Y点为CdCO3的过饱和溶液,B错误;Z点c(Cd2+)=10-5 mol·L-1>c(C)=10-7 mol·L-1,根据电荷守恒有,2c(Cd2+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-),则c(H+)
A.a点处,由水电离产生的c(H+)≈1.0×10-5 mol·L-1
B.溶液pH=7时,2c(M2+)=2c(A2-)+c(HA-)
C.c点处,MA的溶度积Ksp(MA)=1.0×10-24
D.a、b、c三点对应的溶液中,水的电离程度大小关系:c>b>a
答案:C
解析:a点处,没有加入MSO4粉末,即为H2A溶液。设0.1 mol·L-1 H2A溶液中c(H+)为x mol·L-1,根据电离方程式H2AHA-+H+,弱电解质的电离是微弱的,则有c(H2A)≈0.1 mol·L-1,只考虑第一步电离,且忽略水的电离,则有c(H+)≈c(HA-)。根据=1.0×10-9,可求得x=1.0×10-5。水电离出的c(H+)等于溶液中的c(OH-),则c(OH-)= mol·L-1=1.0×10-9 mol·L-1,则水电离出的c(H+)=1.0×10-9 mol·L-1,A错误;溶液中的阴离子还有S,根据电荷守恒,有c(H+)+2c(M2+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)+2c(S),溶液呈中性时,有2c(M2+)=2c(A2-)+c(HA-)+2c(S),B错误;温度不变,因此c点处MA的溶度积常数与b点处的相同,可利用b点的数据求Ksp。根据电离方程式:H2AHA-+H+,HA-A2-+H+,可得,联立得,×
,加入MSO4粉末,发生反应:MSO4+H2AMA↓+H2SO4,再结合b点的数据,c(H+)=0.1 mol·L-1,则反应消耗了0.05 mol·L-1 H2A,溶液中剩余的c(H2A)=0.05 mol·L-1,代入数据,=1.0×10-9×1.0×10-13,可得c(A2-)=5×10-22 mol·L-1。Ksp(MA)=c(M2+)·c(A2-)=0.002×5×10-22=1.0×10-24,C正确;根据反应的方程式:H2A+MSO4MA↓+H2SO4,可知随着反应进行H2SO4浓度逐渐增大,对水的电离的抑制作用逐渐增强,所以a、b、c三点中水的电离程度大小关系是a>b>c,D错误。
6.(2024·黑龙江齐齐哈尔一模)秦俑彩绘中含有难溶的铅白(PbCO3)和黄色的PbI2。常温下,PbCO3和PbI2在不同的溶液中分别达到沉淀溶解平衡时pM与pR的关系如图所示,其中pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数。下列说法错误的是( )
A.完全沉淀废液中的Pb2+,I-的效果不如C
B.z点,Q=c(Pb2+)·c(C)>Ksp(PbCO3)
C.Ksp(PbI2)的数量级为10-10
D.PbI2(s)转化为PbCO3(s)的反应趋势很大
答案:C
解析:由Ksp(PbI2)=c(Pb2+)·c2(I-)和Ksp(PbCO3)=c(Pb2+)·c(C)可知,PbI2中pM受pR的影响更大,故L1为PbI2达到沉淀溶解平衡时pM与pR的关系曲线,L2为PbCO3达到沉淀溶解平衡时pM与pR的关系曲线。由图可知,当c(Pb2+)相同时,c(C)更小(即pR更大),故完全沉淀废液中的Pb2+,I-的效果不如C,A正确;z点在曲线L2下方,溶液中PbCO3的浓度商大于PbCO3的溶度积,即Q=c(Pb2+)·c(C)>Ksp(PbCO3),B正确;由点(0,8)可知,Ksp(PbI2)=c(Pb2+)·c2(I-)=10-8×12=10-8[或由点(4,0)可知,Ksp(PbI2)=c(Pb2+)·c2(I-)=1×(10-4)2=10-8],C错误;由点(0,13.1)[或点(13.1,0)]可知,Ksp(PbCO3)=c(Pb2+)·c(C)=10-13.1×1=10-13.1,则反应PbI2(s)+C(aq)PbCO3(s)+2I-(aq)的平衡常数K==105.1,所以PbI2(s)转化为PbCO3(s)的反应趋势很大,D正确。
7.(2024·江西景德镇第三次质检)常温下向CaC2O4饱和溶液(始终有CaC2O4固体存在)中滴加HCl溶液或者NaOH溶液调节pH,测得溶液中Ca2+浓度的对数lgc(Ca2+)与溶液的pH之间的关系如下图。已知H2C2O4的电离常数的负对数:pK1=1.25,pK2=4.25;下列说法正确的是( )
A.溶液中始终存在:2c(Ca2+)=c(C2)+c(HC2)+c(H2C2O4)
B.Ksp(CaC2O4)的数量级为10-8
C.pH=7时,2c(Ca2+)+c(Na+)=2c(C2)+c(HC2)
D.A点时,c(Ca2+)>c(Cl-)
答案:B
解析:由元素守恒得,在溶液中始终存在:c(Ca2+)=c(C2)+c(HC2)+c(H2C2O4),A错误;由CaC2O4(s)Ca2+(aq)+C2(aq),c(Ca2+)=c(C2),Ksp(CaC2O4)=c(Ca2+)·c(C2)=10-3.7×10-3.7=10-7.4,数量级为10-8,B正确;由电荷守恒得2c(Ca2+)+c(Na+)+c(H+)=2c(C2)+c(HC2)+c(OH-)+c(Cl-),pH=7时,c(H+)=c(OH-),故2c(Ca2+)+c(Na+)=2c(C2)+c(HC2)+c(Cl-),C错误;A点时,pH=2.75,c(Cl-)=c(H+)=10-2.75 mol·L-1,c(Ca2+)=10-2.94 mol·L-1,故c(Cl-)>c(Ca2+),D错误。
8.(2024·山东菏泽一模)将CaCO3(s)或ZnCO3(s)悬浊液置于分压固定的CO2气相中,体系中pH与lgc关系如图所示。pH变化对H2CO3的浓度基本无影响。c为H2CO3、HC、C、Ca2+、Zn2+的浓度,单位为mol·L-1。已知:Ksp(CaCO3)>Ksp(ZnCO3),CO2(g)+H2O(l)H2CO3(aq)。下列说法正确的是( )
A.L1表示lgc(C)-pH曲线
B.=1×10-16.7 (mol·L-1)2
C.CaCO3(s)+Zn2+(aq)ZnCO3(s)+Ca2+(aq),平衡常数K=102.5
D.向a点溶液中加入ZnCl2,可以到达b点
答案:B
解析:分压固定的CO2气相中,使溶液中CO2浓度也相应固定,且pH变化对H2CO3的浓度基本无影响,因此L3为H2CO3的浓度,随着pH逐渐增大,HC、C的浓度逐渐增大,且pH较小时HC的浓度大于C的浓度,所以L1表示HC,L2表示C;根据Ksp(CaCO3)>Ksp(ZnCO3)判断,L4为Ca2+的浓度,L5为Zn2+的浓度,A错误;由图可知L1和L3交于pH=6.4的点,此时c(H2CO3)=c(HC),则(H2CO3)=c(H+)=10-6.4,同理L1和L2交点可求得(H2CO3)=c(H+)=10-10.3,=10-10.3×10-6.4(mol·L-1)2=1×10-16.7(mol·L-1)2,B正确;通过b点数据可得lgc(Ca2+)=-3.2,与b点pH相同的L2上的点纵坐标为-5.3,即lgc(C)=-5.3,故Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c(C)=10-3.2×10-5.3=10-8.5,L2和L5两线交点纵坐标为-5,即c(Zn2+)=c(C)=10-5 mol·L-1,故Ksp(ZnCO3)=c(Zn2+)·c(C)=10-10,根据CaCO3(s)+Zn2+(aq)ZnCO3(s)+Ca2+(aq),K==101.5,C错误;b为L1和L4交点,向a点溶液中加入CaCl2可以到达b点,D错误。
