题型整合练 离子平衡的相关图像分析
1.(2024广东佛山南海石门中学期中)常温下,用0.10 mol/L NaOH标准液滴定未知浓度的盐酸,滴定曲线如图1实线。下列说法正确的是 ( )
A.滴定过程中,眼睛注视滴定管内液面变化
B.若用酚酞作指示剂,滴入半滴NaOH标准液,溶液恰好变红,一定达到滴定终点
C.装NaOH标准液时,用图2所示方法排出滴定管内的气泡
D.若用该NaOH溶液滴定与盐酸相同浓度的醋酸溶液,可用虚线表示滴定曲线,滴定终点是p点
2.(2024吉林长春东北师范大学附属中学期中)25 ℃时,等体积两种一元酸HA和HB的溶液分别用等浓度的NaOH溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.酸性:HA
C.起始浓度:c(HA)=0.1 mol·L-1,c(HB)=10-3 mol·L-1
D.用NaOH溶液滴定HB溶液可用甲基橙作指示剂
3.(2024广东实验中学越秀学校期中)常温下,HCOOH和CH3COOH的电离常数分别为1.8×10-4和1.8×10-5。将pH和体积相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表HCOOH溶液
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
D.从c点到d点,溶液中不变(HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
4.(2024湖北部分高中联考协作体期中)草酸H2C2O4是二元弱酸。向100 mL 0.40 mol·L-1 H2C2O4溶液中加入1.0 mol·L-1KOH溶液调节pH,加水控制溶液体积为200 mL。测得溶液中微粒的δ(x)随pH变化如图所示,其中δ(x)=,x代表微粒H2C2O4、HC2或C2。常温时,下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅱ是C2的变化曲线
B.曲线Ⅰ,随pH增大,H2O的电离程度减小
C.pH=3时,溶液中c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2)=0.40 mol·L-1
D.pH=4时,=103
5.(2024辽宁沈阳第二中学月考)已知常温下,Ka1(H2S)=9.1×10-8, Ka2(H2S)=1.1×10-12。某二元酸H2R易溶于水,将NaOH溶液滴入等物质的量浓度H2R溶液中,H2R、HR-、R2-的物质的量分数随pH的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.常温下,H2R HR-+H+的电离平衡常数Ka1=10-6.37
B.常温下,在pH=10.25时,c(R2-)=c(HR-)>c(OH-)>c(H+)
C.当V(NaOH)∶V(H2R)=3∶2时,c(R2-)+c(OH-)=3c(H2R)+c(HR-)+c(H+)
D.向Na2R溶液中加入足量H2S溶液,发生反应:R2-+H2S HS-+HR-
6.铬酸钠(Na2CrO4)水溶液中存在如下平衡:2H++2Cr 2HCr Cr2+H2O,25 ℃时,在1.00 mol·L-1铬酸钠溶液中,各种含铬离子的分布分数与pH的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A.Na2CrO4溶液中,Cr发生水解而使溶液呈碱性
B.铬酸(H2CrO4)的二级电离常数Ka2=10-6.4
C.要得到纯度较高的Na2CrO4溶液,应控制pH>9
D.pH=6时,Na2CrO4溶液中存在:c(Na+)=2c(Cr)+2c(HCr)+2c(Cr2)
7.(2024四川成都第七中学期中)一定温度下,金属硫化物的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标p(Mn+)表示-lgc(Mn+),横坐标p(S2-)表示-lgc(S2-),下列说法不正确的是( )
A.该温度下,Ag2S的Ksp=1.0×10-50
B.该温度下,溶解度的大小顺序为NiS>SnS
C.SnS和NiS的饱和溶液中=104
D.向浓度均为0.1 mol·L-1的Ag+、Ni2+、Sn2+混合溶液中逐滴加入饱和Na2S溶液,析出沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS
8.(2024辽宁沈阳重点高中联合体期中)常温下,AgCl(白色)与Ag2CrO4(砖红色)的沉淀溶解平衡曲线如图所示,pAg=-lgc(Ag+),pX= -lgc(X),X=Cl-或Cr。下列说法错误的是( )
A.Ksp(Ag2CrO4)=10-11.4
B.区域Ⅰ只存在AgCl沉淀,区域Ⅱ只存在Ag2CrO4沉淀
C.向Cl-、Cr均为0.1 mol/L的混合溶液中逐滴加入稀硝酸银溶液,先析出AgCl沉淀
D.反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+Cr(aq)的平衡常数K为108.2
答案与分层梯度式解析
题型整合练 离子平衡的相关图像分析
1.C 滴定过程中,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化,A项错误;若用酚酞作指示剂,滴入最后半滴NaOH标准液,溶液恰好变红,且半分钟内不变色,则达到滴定终点,B项错误;NaOH标准液使用碱式滴定管盛装,可用图2所示方法排出滴定管内的气泡,C项正确;相同浓度的盐酸和醋酸溶液,因为盐酸是强酸,所以电离出的氢离子比醋酸多,pH小于醋酸溶液,D项错误。
2.B 由题图可以看出,滴定达终点时,HB消耗NaOH溶液的体积大,则c(HB)>c(HA),而起始时pH(HB溶液)>pH(HA溶液),所以酸性HA> HB,A项错误;由题图可以看出,滴定HA溶液的终点pH=7,则HA是强酸,c(HA)=c(H+)=0.1 mol·L-1,初始时,HB溶液的pH为3,而酸性HA> HB,说明HB是弱酸,部分电离,则c(HB)>10-3 mol·L-1,C项错误;HB是弱酸,部分电离,对应的pH=3,则电离部分c电离(HB)≈c(H+)= 10-3 mol·L-1,由题图可知滴定等体积的两种酸时滴定HB溶液消耗的氢氧化钠是滴定HA溶液的两倍,则c初始(HB)=2c(HA)=0.2 mol·L-1,则酸HB的电离度约为×100%=0.5%,B项正确;甲基橙变色范围为3.1~4.4,由题图可知该pH范围内NaOH溶液滴定HB未发生突跃,不可用甲基橙作指示剂,D项错误。
3.D 由于Ka(HCOOH)>Ka(CH3COOH),所以pH和体积相同的两种酸溶液稀释相同倍数,HCOOH溶液pH变化大,由题图可知,曲线Ⅱ的pH变化大,则曲线Ⅱ代表HCOOH溶液,曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,A项错误;酸抑制水电离,b点pH小,对水的电离抑制程度大,B项错误;体积和pH均相同的HCOOH和CH3COOH溶液,c(CH3COOH)>c(HCOOH),分别与NaOH恰好中和后,CH3COOH消耗的NaOH较HCOOH多,则溶液中n(Na+)较多,C项错误;==,从c点到d点,温度不变,则KW、Ka(HA)不变,因此不变,D项正确。
4.D H2C2O4是二元弱酸,存在H2C2O4 H++HC2、HC2 H++ C2,增大pH,c(H+)减小,两个电离平衡正向移动,H2C2O4浓度持续减小,C2浓度持续增大,HC2浓度先增大后减小,故曲线Ⅰ是H2C2O4的变化曲线,曲线Ⅱ是HC2的变化曲线,曲线Ⅲ是C2的变化曲线;利用两个交点可求得Ka1==10-1.3,Ka2==10-4.3。由分析可知,A错误;加入KOH溶液,c(H2C2O4)减小,酸性减弱,H2O的电离程度增大,B错误;H2C2O4溶液初始体积为100 mL,加入KOH溶液调节pH,加水控制溶液体积为200 mL,所以pH=3时,c(H2C2O4)+ c(HC2)+c(C2)=0.20 mol·L-1,C错误;= ===103,D正确。
5.C pH=6.37时c(H2R)=c(HR-),常温下,H2R HR-+H+的电离平衡常数Ka1==c(H+)=10-6.37,A项正确;pH=10.25时c(R2-)=c(HR-),溶液显碱性,溶液中离子浓度关系为c(R2-)=c(HR-)>c(OH-)>c(H+),B项正确;等物质的量浓度时,V(NaOH)∶V(H2R)=3∶2,则溶液中存在物料守恒:2c(Na+)=3c(R2-)+3c(HR-)+3c(H2R),电荷守恒:c(Na+)+c(H+)= 2c(R2-)+c(HR-)+c(OH-),两式整理可得c(R2-)+2c(OH-)=3c(H2R)+ c(HR-)+2c(H+),C项错误;Ka1(H2R)>Ka1(H2S)>Ka2(H2R)>Ka2(H2S),则酸性:H2R>H2S>HR->HS-,向Na2R溶液中加入足量H2S溶液只能生成NaHR和NaHS,发生的反应为R2-+H2S HS-+HR-,D项正确。
6.D 铬酸钠(Na2CrO4)水溶液中存在平衡:2H++2Cr 2HCr Cr2+H2O,说明HCr只有部分电离,Na2CrO4是强碱弱酸盐,Cr水解使溶液呈碱性,A项正确;铬酸(H2CrO4)第二步电离为HCr H++Cr,在M点,c(Cr)=c(HCr),pH=6.4,Ka2= =c(H+)=10-6.4,B项正确;pH>9时,溶液中的含铬离子主要为Cr,所以要得到纯度较高的Na2CrO4溶液,应控制pH>9,C项正确;pH=6时,Na2CrO4溶液中存在:c(Na+)=2c(Cr)+2c(HCr)+ c(Cr2),D项错误。
7.C 由a点可知,当c(S2-)=10-30 mol·L-1时,c(Ag+)=10-10 mol·L-1, Ksp(Ag2S)=c2(Ag+)·c(S2-)=(10-10)2×10-30=10-50,A正确;由SnS、NiS的沉淀溶解平衡曲线可知,当两条曲线表示的c(S2-)相同时,对应的c(Ni2+)>c(Sn2+),由于SnS和NiS沉淀类型相同,则溶解度的大小关系为NiS>SnS,B正确;根据NiS的溶解平衡曲线上b点数据,可得Ksp(NiS)=c(Ni2+)·c(S2-)=10-6×10-15=10-21,同理可得Ksp(SnS)= c(Sn2+)·c(S2-)=10-25,SnS和NiS的饱和溶液中== =10-4,C错误;Ag+、Ni2+与Sn2+的浓度均为0.1 mol·L-1,分别生成Ag2S、NiS与SnS沉淀时,需要的c(S2-)分别为10-48 mol·L-1、 10-20 mol·L-1、10-24 mol·L-1,因此生成沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS,D正确。
8.B b点在Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线上,根据该点的坐标可知Ksp(Ag2CrO4)=(10-0.7)2×10-10=10-11.4,A正确;横、纵坐标数值为负对数值,越往右和越往上,浓度越小,区域Ⅰ内Ag2CrO4和AgCl的离子积均大于Ksp,故均能产生沉淀,区域Ⅱ处于Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线的下方,存在Ag2CrO4沉淀,处于AgCl沉淀溶解平衡曲线的上方,不存在AgCl沉淀,B错误;根据a点坐标可知,Ksp(AgCl)=10-2.8×10-7=10-9.8,则对于AgCl,形成沉淀时需要c(Ag+)≥= mol/L=10-8.8 mol/L,对于Ag2CrO4,形成沉淀需要c(Ag+)≥= mol/L= 10-5.2 mol/L,显然形成AgCl沉淀需要的银离子浓度更低,故先析出AgCl沉淀,C正确;由上述分析可知,Ksp(AgCl)=10-9.8,Ksp(Ag2CrO4)= 10-11.4,则反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+Cr(aq)的平衡常数K===108.2,D正确。
