-新教材高中化学能力练习6突破水溶液中的两类离子反应图像含解析新人教版选择性必修

PAGEPAGE7能力课时落实(六)突破水溶液中的两类离子反应图像(建议用时：40分钟)1．常温下，向20.00mL0.1mol·L－1的HA溶液中滴入0.1mol·L－1NaOH溶液，溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数[－lgc水(H＋)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示，下列说法中不正确的是()A．常温下，Ka(HA)约为10－5B．M、P两点溶液对应的pH＝7C．b＝20.00D．M点后溶液中均存在c(Na＋)＞c(A－)B[0.1mol·L－1HA溶液中，－lgc水(H＋)＝11，c水(H＋)＝c水(OH－)＝10－11mol·L－1，根据常温下水的离子积求出溶液中c(H＋)＝eq\f(Kw,c水OH－)＝10－3mol·L－1，HAH＋＋A－，c(H＋)＝c(A－)＝10－3mol·L－1，Ka(HA)＝eq\f(cH＋·cA－,cHA)＝eq\f(10－6,0.1)＝10－5，A项正确；N点水电离出的H＋浓度最大，说明HA与NaOH恰好完全反应生成NaA，P点溶质为NaOH和NaA，溶液显碱性，即P点pH不等于7，B项错误；O～b段水的电离程度逐渐增大，当达到b点时水的电离程度达到最大，即溶质为NaA，说明HA和NaOH恰好完全反应，b＝20.00，C项正确；M点溶液pH＝7，根据溶液呈电中性，存在c(Na＋)＝c(A－)，M点后，c(Na＋)＞c(A－)，D项正确。]2．向VmL0.1mol/L氨水中滴加等物质的量浓度的稀H2SO4，测得混合溶液的温度和pOH[pOH＝－lgc(OH－)]随着加入稀硫酸的体积的变化如图所示(实线为温度变化，虚线为pOH变化)，下列说法不正确的是()A．a、b、c三点由水电离的c(H＋)依次减小B．V＝40C．b点时溶液的pOH>pHD．a、b、d三点对应NH3·H2O的电离常数：K(b)>K(d)>K(a)A[向VmL0.1mol/L氨水中滴加等物质的量浓度的稀H2SO4，反应放热，溶液的温度升高，当二者恰好完全反应时，放热最多，溶液的温度最高，所以硫酸的体积为20mL时，恰好完全反应。b点硫酸与氨水恰好反应生成硫酸铵，此时铵根离子水解促进了水的电离，则b点水的电离程度最大；a点加入10mL硫酸，氨水过量使溶液呈碱性，c点加入40mL硫酸，硫酸过量使溶液呈酸性，c点氢离子浓度大于a点氢氧根离子浓度，则水的电离程度a>c，所以水的电离程度大小为：b>a>c,A选；硫酸的体积为20mL时，恰好完全反应，则消耗硫酸的物质的量为0.1mol/L×0.02L＝0.0002mol，则氨水的物质的量为0.004mol，所以氨水的体积为：eq\f(0.004mol,0.1mol/L)＝0.04L＝40mL，即V＝40,B不选；b点时硫酸与氨水恰好反应生成硫酸铵，溶液显酸性，则c(H＋)>c(OH－)，所以pOH>pH,C不选；升高温度促进NH3·H2O的电离，电离常数增大，由图可知，温度：b>d>a，则a、b、d三点NH3·H2O的电离常数：K(b)>K(d)>K(a),D不选。]3．25℃时，0.1molNa2CO3与盐酸混合所得的一组体积为1L的溶液，溶液中部分微粒与pH的关系如下图所示。下列有关叙述正确的是()A．随pH增大，eq\f(cCO\o\al(2－,3),cHCO\o\al(－,3))数值先减小后增大B．b点所示的溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(OH－)＋c(Cl－)＋c(HCOeq\o\al(－,3))C．25℃时，碳酸的第一步电离常数Ka1＝10－7D．溶液呈中性时：c(HCOeq\o\al(－,3))>c(COeq\o\al(2－,3))>c(H2CO3)B[0.1molNa2CO3与盐酸混合，根据图像，随pH增大，在溶液中出现COeq\o\al(2－,3)后，c(COeq\o\al(2－,3))增大，c(HCOeq\o\al(－,3))减小，因此eq\f(cCO\o\al(2－,3),cHCO\o\al(－,3))数值增大，故A错误；b点所示的溶液中，c(COeq\o\al(2－,3))＝c(HCOeq\o\al(－,3))，根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(OH－)＋c(Cl－)＋c(HCOeq\o\al(－,3))，故B正确；根据图像，pH＝6时，c(HCOeq\o\al(－,3))＝c(H2CO3)，则25℃时，碳酸的第一步电离常数Ka1＝eq\f(cHCO\o\al(－,3)·cH＋,cH2CO3)＝10－6，故C错误；溶液呈中性时pH＝7，根据图像，c(HCOeq\o\al(－,3))>c(H2CO3)>c(COeq\o\al(2－,3))，故D错误。]4．常温下用Na2S沉淀Cu2＋、Mn2＋、Fe2＋、Zn2＋四种金属离子(M2＋)，所需S2－最低浓度的对数值lgc(S2－)与lgc(M2＋)的关系如图所示，下列说法正确的是()A．室温时向ZnS悬浊液中加入ZnSO4固体，Ksp(ZnS)将随之减小B．Na2S溶液中：c(OH－)<c(H＋)＋c(HS－)＋c(H2S)C．为除去MnCl2溶液中混有的少量CuCl2，可加入适量Na2S固体，充分搅拌后过滤D．向100mL浓度均为1×10－5mol·L－1的Fe2＋、Zn2＋混合溶液中逐滴加入1×10－4mol·L－1Na2S溶液，Fe2＋先沉淀，证明Ksp(FeS)<Ksp(ZnS)D[Ksp只与温度有关，温度不变，Ksp不变，故A项错误；根据质子守恒，Na2S溶液中存在：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)，因此c(OH－)>c(H＋)＋c(HS－)＋c(H2S)，故B项错误；除杂时不能引入新的杂质，加入Na2S固体，引入了Na＋，故C项错误；FeS、ZnS属于同类型沉淀，且Fe2＋、Zn2＋的起始浓度相等，加入Na2S溶液，Fe2＋先沉淀，说明Ksp(FeS)<Ksp5．298K时，二元弱酸H2X溶液中含X微粒的分布系数如图所示。下列叙述正确的是()A．溶液呈中性时：c(Na＋)＝2c(X2－B．Ka2(H2X)为10－7C．NaHX溶液c(H＋)<c(OH－)D．溶液pH由1升至2.6时主要存在的反应：H2X＋OH－=HX－＋H2OB[溶液显中性的时，pH＝7溶液中的HX－和X2－相等，存在的电荷守恒为c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(X2－)＋c(HX－)＋c(OH－)，因为溶液显中性有c(H＋)＝c(OH－)，所以得到c(Na＋)＝2c(X2－)＋c(HX－)，选项A错误。溶液显中性的时，pH＝7溶液中的HX－和X2－相等，所以Ka2＝eq\f(cX2－·cH＋,cHX－)＝c(H＋)＝1×10－7，选项B正确。从图中得到当HX－占主导的时候，溶液显酸性，所以NaHX溶液显酸性，即c(H＋)>c(OH－)，选项C错误。溶液pH由1至2.6时，图中看出主要是将H3X＋转化为H2X，选项D错误。]6．常温下，将稀盐酸滴加到等浓度的弱碱AOH溶液中，测得混合液的pH和lgeq\f(cAOH,cA＋)的关系如图所示，其中a点表示未加盐酸时的数据，e点表示HCl和AOH恰好完全反应时的数据。下列说法错误的是()A．常温下，A＋的水解平衡常数为1.0×10－10B．e点溶液中水电离出的H＋浓度为10－6.23mol·L－1C．c点溶液中的n(A＋)＋n(AOH)等于e点溶液中的n(Cl－)D．d点溶液中：c(Cl－)＞c(AOH)＞c(A＋)D[由题图可知，a点时lgeq\f(cAOH,cA＋)＝1，eq\f(cAOH,cA＋)＝10，pH＝11，Kb＝eq\f(cA＋·cOH－,cAOH)＝eq\f(10－3,10)＝10－4，则A＋的水解平衡常数Kh＝eq\f(Kw,Kb)＝eq\f(10－14,10－4)＝1.0×10－10，A正确；由题中信息可知，e点表示HCl和AOH恰好完全反应，溶液中溶质为ACl，ACl为强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，溶液中的H＋来自水的电离，所以e点溶液中水电离出的H＋浓度为10－6.23mol·L－1，B正确；e点表示HCl和AOH恰好完全反应，根据物料守恒：n(A＋)＋n(AOH)＝n(Cl－)，从c点到e点继续滴加盐酸，n(Cl－)增大，但n(A＋)＋n(AOH)不变，所以c点溶液中的n(A＋)＋n(AOH)等于e点溶液中的n(Cl－)，C正确；d点溶液盐酸过量，A＋水解受到抑制，水解程度微弱，所以d点溶液中：c(Cl－)＞c(A＋)＞c(AOH)，D错误。]7．改变0.1mol·L－1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中H2A、HA－、A2－的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)＝eq\f(cX,cH2A＋cHA－＋cA2－)]。下列叙述错误的是()A．pH＝1.2时，c(H2A)＝c(HA－B．lg[K2(H2AC．pH＝2.7时，c(HA－)>c(H2A)＝c(A2－D．pH＝4.2时，c(HA－)＝c(A2－)＝c(H＋)D[根据题给图像，pH＝1.2时，δ(H2A)＝δ(HA－)，则c(H2A)＝c(HA－)，A项正确；根据HA－H＋＋A2－，可确定K2(H2A)＝eq\f(cH＋·cA2－,cHA－)，根据题给图像，pH＝4.2时，δ(HA－)＝δ(A2－)，则c(HA－)＝c(A2－)，即lg[K2(H2A)]＝lgc(H＋)＝－4.2，B项正确；根据题给图像，pH＝2.7时，δ(HA－)>δ(H2A)＝δ(A2－)，则c(HA－)>c(H2A)＝c(A2－)，C项正确；根据题给图像，pH＝4.2时，δ(HA－)＝δ(A2－)，则c(HA－)＝c(A2－)≈0.05mol·L－1，而c(H＋)＝10－4.2mol·L－1，则c(HA－)＝c(A2－)>c(H8．(双选)常温下将NaOH溶液分别滴加到两种一元弱酸HA和HB中，两种混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是()A．电离常数：Ka(HB)＜Ka(HA)B．Ka(HA)的数量级为10－5C．当HA与NaOH溶液混合至中性时：c(A－)＝c(HA)D．等浓度等体积的HA和NaB混合后所得溶液中：c(H＋)>c(OH－)AC[Ka(HB)＝eq\f(cH＋·cB－,cHB)，Ka(HA)＝eq\f(cH＋·cA－,cHA)，该图是混合溶液的pH与lgeq\f(cA－,cHA)、lgeq\f(cB－,cHB)变化的图像。A项，当横坐标相同时，即eq\f(cA－,cHA)与eq\f(cB－,cHB)相同时，HA的pH大于HB的pH，说明此时HA溶液的c(H＋)小，则Ka(HB)＞Ka(HA)，错误；B项，当lgeq\f(cA－,cHA)＝0时，eq\f(cA－,cHA)＝1，此时c(H＋)在10－5～10－4.5之间，Ka(HA)也在10－5～10－4.5之间，故Ka(HA)的数量级为10－5，正确；C项，根据图像，当c(A－)＝c(HA)时，lgeq\f(cA－,cHA)＝0，此时溶液呈酸性，错误；D项，由A项知，Ka(HB)>Ka(HA)，则Kh(A－)>Kh(B－)，又由B项知，Ka(HA)≈10－5，Kh(A－)＝eq\f(Kw,KHA)≈10－9<Ka(HA)，可得Ka(HA)>Kh(A－)>Kh(B－)，等浓度等体积的HA和NaB混合后所得溶液中，HA的电离程度大于NaB的水解程度，溶液呈酸性，c(H＋)＞c(OH－)，正确。]9．常温下，某0.1mol·L－1的NH4HCO3溶液的pH＝7.8。已知含氮(或含碳)各微粒的分布系数(平衡时某种微粒的浓度占各种微粒浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是()A．当溶液的pH＝9时，溶液中存在下列关系：c(NHeq\o\al(＋,4))＞c(HCOeq\o\al(－,3))＞c(NH3·H2O)＞c(COeq\o\al(2－,3))B．该NH4HCO3溶液中存在下列守恒关系：c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(H2CO3)C．往该溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液时，NHeq\o\al(＋,4)和HCOeq\o\al(－,3)浓度均逐渐减小D．通过分析可知常温下Kb(NH3·H2O)大于Ka1(H2CO3)D[由题图可知，当溶液的pH＝9时，溶液中存在下列关系：c(HCOeq\o\al(－,3))＞c(NHeq\o\al(＋,4))＞c(NH3·H2O)＞c(COeq\o\al(2－,3))，A项错误；NH4HCO3溶液中存在电荷守恒：c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(OH－)，若B项守恒关系式成立，则用该守恒关系式与电荷守恒关系式相减，可得c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(NH3·H2O)＝c(H2CO3)，由图像可知，当pH＝7.8时，HCOeq\o\al(－,3)分布分数接近1，而NH3·H2O、H2CO3分布分数均接近0，故c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(NH3·H2O)≠c(H2CO3)，B项错误；根据图像可知，当pH＜7.8时，往该溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液，HCOeq\o\al(－,3)浓度逐渐增大，C项错误；因为0.1mol·L－1的NH4HCO3溶液pH＝7.8，说明HCOeq\o\al(－,3)的水解程度大于NHeq\o\al(＋,4)的水解程度，根据越弱越水解的规律可得：Kb(NH3·H2O)＞Ka2(H2CO3)，D项正确。]10．H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各种微粒的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图所示。回答下列问题：(1)以酚酞为指示剂(变色范围：pH8.0～10.0)，将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为___________________________________________________。(2)pH＝11时，H3AsO3水溶液中三种微粒浓度由大到小的顺序为_________________________________________________________________。(3)H3AsO4第一步电离方程式为____________________________________________________________________________________________________。(4)若pKa2＝－lgKa2，H3AsO4第二步电离的电离常数为Ka2，则pKa2＝____________________________