2025届高考化学一轮总复习真题演练第9章水溶液中的离子反应与平衡第46讲水溶液中的离子平衡图像

第46讲水溶液中的离子平衡图像1．(2024·浙江1月选考)某同学在两个相同的特制容器中分别加入20mL0.4mol·L－1Na2CO3溶液和40mL0.2mol·L－1NaHCO3溶液，再分别用0.4mol·L－1盐酸滴定，利用pH计和压力传感器检测，得到如下曲线：下列说法正确的是()A．图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸，乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸B．当滴加盐酸的体积为V1mL时(a点、b点)，所发生的反应用离子方程式表示为HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=CO2↑＋H2OC．依据pH-V(盐酸)图，滴定分析时，c点可用酚酞、d点可用甲基橙作为指示剂指示滴定终点D．Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足：c(H2CO3)－c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝c(OH－)－c(H＋)解析：选C。A．碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠的水解程度，故碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠的碱性，碳酸钠与盐酸反应先生成碳酸氢钠，再产生二氧化碳气体，故图中甲、丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸，乙、丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸，A错误；B．当滴加盐酸的体积为V1mL时(a点、b点)，压强并未发生变更，说明无CO2产生，B错误；C．依据pH-V(盐酸)图，滴定分析时，c点的pH在9左右，在酚酞的变色范围之内，故可用酚酞作为指示剂指示滴定终点；d点的pH在4左右，在甲基橙的变色范围之内，故可用甲基橙作为指示剂指示滴定终点，C正确；D．依据质子守恒，Na2CO3溶液中满足2c(H2CO3)＋c(HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＝c(OH－)－c(H＋)，NaHCO3溶液中满足c(H2CO3)－c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝c(OH－)－c(H＋)，D错误。2．(2024·新高考北京卷)利用平衡移动原理，分析确定温度下Mg2＋在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。已知：①图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。②图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]；曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2＋)·c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝Ksp(MgCO3)[注：起始c(Na2CO3)＝0.1mol·L－1，不同pH下c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))由图1得到]。下列说法不正确的是()A．由图1，pH＝10.25，c(HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＝c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))B．由图2，初始状态pH＝11、lg[c(Mg2＋)]＝－6，无沉淀生成C．由图2，初始状态pH＝9、lg[c(Mg2＋)]＝－2，平衡后溶液中存在c(H2CO3)＋c(HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＋c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝0.1mol·L－1D．由图1和图2，初始状态pH＝8、lg[c(Mg2＋)]＝－1，发生反应：Mg2＋＋2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=MgCO3↓＋CO2↑＋H2O解析：选C。从题图1可以看出pH＝10.25时，碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同，A项正确；从题图2可以看出pH＝11、lg[c(Mg2＋)]＝－6时，该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方，不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀，B项正确；从题图2可以看出pH＝9、lg[c(Mg2＋)]＝－2时，该点位于曲线Ⅱ的上方，会生成碳酸镁沉淀，依据元素守恒，溶液中c(H2CO3)＋c(HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＋c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))<0.1mol·L－1，C项错误；从题图1可以看出，pH＝8时，溶液中主要含碳微粒是HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，从题图2可以看出，pH＝8、lg[c(Mg2＋)]＝－1时，该点位于曲线Ⅱ的上方，会生成碳酸镁沉淀，因此反应的离子方程式为Mg2＋＋2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=MgCO3↓＋H2O＋CO2↑，D项正确。3．(2024·新高考辽宁卷)某废水处理过程中始终保持H2S饱和，即c(H2S)＝0.1mol·L－1，通过调整pH使Ni2＋和Cd2＋形成硫化物而分别，体系中pH与－lgc关系如下图所示，c为HS－、S2－、Ni2＋和Cd2＋的浓度，单位为mol·L－1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS)，下列说法正确的是()A．Ksp(CdS)＝10－18.4B．③为pH与－lgc(HS－)的关系曲线C．Ka1(H2S)＝10－8.1D．Ka2(H2S)＝10－14.7解析：选D。依据Ka1＝eq\f(c(H＋)·c(HS－),c(H2S))，可得－lgc(H＋)－lgc(HS－)＝－lg[Ka1c(H2S)]，即pH－lgc(HS－)＝－lg[Ka1c(H2S)]，pH和－lgc(HS－)符合x＋y＝－lg[Ka1c(H2S)]的函数关系，同理，Ka1Ka2＝eq\f(c2(H＋)·c(S2－),c(H2S))，－2lgc(H＋)－lgc(S2－)＝－lg[Ka1·Ka2c(H2S)]，即2pH－lgc(S2－)＝－lg[Ka1Ka2c(H2S)]，pH和－lgc(S2－)符合2x＋y＝－lg[Ka1Ka2c(H2S)]的函数关系，故④表示pH与－lgc(HS－)的关系曲线，③表示pH与－lgc(S2－)的关系曲线；依据c(Cd2＋)·c(S2－)＝c(Cd2＋)×eq\f(Ka1Ka2c(H2S),c2(H＋))＝Ksp(CdS)，可得－lgc(Cd2＋)－[－2lgc(H＋)]＝－lgeq\f(Ksp(CdS),Ka1Ka2c(H2S))，－lgc(Cd2＋)－2pH＝－lgeq\f(Ksp(CdS),Ka1Ka2c(H2S))，－lgc(Cd2＋)、pH符合y－2x＝－lgeq\f(Ksp(CdS),Ka1Ka2c(H2S))的函数关系，同理－lgc(Ni2＋)、pH符合y－2x＝－lgeq\f(Ksp(NiS),Ka1Ka2c(H2S))的函数关系，又Ksp(NiS)>Ksp(CdS)，故NiS对应的y轴截距小，②表示pH与－lgc(Ni2＋)的关系曲线，①表示pH与－lgc(Cd2＋)的关系曲线。④表示pH与－lgc(HS－)的关系曲线，符合x＋y＝－lg[Ka1c(H2S)]的函数关系，代入(4.2，3.9)，即4.2＋3.9＝－lg(Ka1×0.1)，Ka1×0.1＝10－8.1，Ka1＝10－7.1，C项错误；③表示pH与－lgc(S2－)的关系曲线，符合2x＋y＝－lg[Ka1Ka2c(H2S)]的函数关系，代入(4.9，13.0)，即4.9×2＋13.0＝－lg[10－7.1×Ka2×0.1]，10－7.1×Ka2×0.1＝10－22.8，Ka2＝10－14.7，B项错误，D项正确；①表示pH与－lgc(Cd2＋)的关系曲线，符合y－