-新教材高中化學(xué)能力練習(xí)6突破水溶液中的兩類離子反應(yīng)圖像含解析新人教版選擇性必修

PAGEPAGE7能力課時落實(shí)(六)突破水溶液中的兩類離子反應(yīng)圖像(建議用時：40分鐘)1．常溫下，向20.00mL0.1mol·L－1的HA溶液中滴入0.1mol·L－1NaOH溶液，溶液中由水電離出的氫離子濃度的負(fù)對數(shù)[－lgc水(H＋)]與所加NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示，下列說法中不正確的是()A．常溫下，Ka(HA)約為10－5B．M、P兩點(diǎn)溶液對應(yīng)的pH＝7C．b＝20.00D．M點(diǎn)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，根據(jù)常溫下水的離子積求出溶液中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項正確；N點(diǎn)水電離出的H＋濃度最大，說明HA與NaOH恰好完全反應(yīng)生成NaA，P點(diǎn)溶質(zhì)為NaOH和NaA，溶液顯堿性，即P點(diǎn)pH不等于7，B項錯誤；O～b段水的電離程度逐漸增大，當(dāng)達(dá)到b點(diǎn)時水的電離程度達(dá)到最大，即溶質(zhì)為NaA，說明HA和NaOH恰好完全反應(yīng)，b＝20.00，C項正確；M點(diǎn)溶液pH＝7，根據(jù)溶液呈電中性，存在c(Na＋)＝c(A－)，M點(diǎn)后，c(Na＋)＞c(A－)，D項正確。]2．向VmL0.1mol/L氨水中滴加等物質(zhì)的量濃度的稀H2SO4，測得混合溶液的溫度和pOH[pOH＝－lgc(OH－)]隨著加入稀硫酸的體積的變化如圖所示(實(shí)線為溫度變化，虛線為pOH變化)，下列說法不正確的是()A．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)由水電離的c(H＋)依次減小B．V＝40C．b點(diǎn)時溶液的pOH>pHD．a(chǎn)、b、d三點(diǎn)對應(yīng)NH3·H2O的電離常數(shù)：K(b)>K(d)>K(a)A[向VmL0.1mol/L氨水中滴加等物質(zhì)的量濃度的稀H2SO4，反應(yīng)放熱，溶液的溫度升高，當(dāng)二者恰好完全反應(yīng)時，放熱最多，溶液的溫度最高，所以硫酸的體積為20mL時，恰好完全反應(yīng)。b點(diǎn)硫酸與氨水恰好反應(yīng)生成硫酸銨，此時銨根離子水解促進(jìn)了水的電離，則b點(diǎn)水的電離程度最大；a點(diǎn)加入10mL硫酸，氨水過量使溶液呈堿性，c點(diǎn)加入40mL硫酸，硫酸過量使溶液呈酸性，c點(diǎn)氫離子濃度大于a點(diǎn)氫氧根離子濃度，則水的電離程度a>c，所以水的電離程度大小為：b>a>c,A選；硫酸的體積為20mL時，恰好完全反應(yīng)，則消耗硫酸的物質(zhì)的量為0.1mol/L×0.02L＝0.0002mol，則氨水的物質(zhì)的量為0.004mol，所以氨水的體積為：eq\f(0.004mol,0.1mol/L)＝0.04L＝40mL，即V＝40,B不選；b點(diǎn)時硫酸與氨水恰好反應(yīng)生成硫酸銨，溶液顯酸性，則c(H＋)>c(OH－)，所以pOH>pH,C不選；升高溫度促進(jìn)NH3·H2O的電離，電離常數(shù)增大，由圖可知，溫度：b>d>a，則a、b、d三點(diǎn)NH3·H2O的電離常數(shù)：K(b)>K(d)>K(a),D不選。]3．25℃時，0.1molNa2CO3與鹽酸混合所得的一組體積為1L的溶液，溶液中部分微粒與pH的關(guān)系如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A．隨pH增大，eq\f(cCO\o\al(2－,3),cHCO\o\al(－,3))數(shù)值先減小后增大B．b點(diǎn)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℃時，碳酸的第一步電離常數(shù)Ka1＝10－7D．溶液呈中性時：c(HCOeq\o\al(－,3))>c(COeq\o\al(2－,3))>c(H2CO3)B[0.1molNa2CO3與鹽酸混合，根據(jù)圖像，隨pH增大，在溶液中出現(xiàn)COeq\o\al(2－,3)后，c(COeq\o\al(2－,3))增大，c(HCOeq\o\al(－,3))減小，因此eq\f(cCO\o\al(2－,3),cHCO\o\al(－,3))數(shù)值增大，故A錯誤；b點(diǎn)所示的溶液中，c(COeq\o\al(2－,3))＝c(HCOeq\o\al(－,3))，根據(jù)電荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(OH－)＋c(Cl－)＋c(HCOeq\o\al(－,3))，故B正確；根據(jù)圖像，pH＝6時，c(HCOeq\o\al(－,3))＝c(H2CO3)，則25℃時，碳酸的第一步電離常數(shù)Ka1＝eq\f(cHCO\o\al(－,3)·cH＋,cH2CO3)＝10－6，故C錯誤；溶液呈中性時pH＝7，根據(jù)圖像，c(HCOeq\o\al(－,3))>c(H2CO3)>c(COeq\o\al(2－,3))，故D錯誤。]4．常溫下用Na2S沉淀Cu2＋、Mn2＋、Fe2＋、Zn2＋四種金屬離子(M2＋)，所需S2－最低濃度的對數(shù)值lgc(S2－)與lgc(M2＋)的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是()A．室溫時向ZnS懸濁液中加入ZnSO4固體，Ksp(ZnS)將隨之減小B．Na2S溶液中：c(OH－)<c(H＋)＋c(HS－)＋c(H2S)C．為除去MnCl2溶液中混有的少量CuCl2，可加入適量Na2S固體，充分?jǐn)嚢韬筮^濾D．向100mL濃度均為1×10－5mol·L－1的Fe2＋、Zn2＋混合溶液中逐滴加入1×10－4mol·L－1Na2S溶液，F(xiàn)e2＋先沉淀，證明Ksp(FeS)<Ksp(ZnS)D[Ksp只與溫度有關(guān)，溫度不變，Ksp不變，故A項錯誤；根據(jù)質(zhì)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項錯誤；除雜時不能引入新的雜質(zhì)，加入Na2S固體，引入了Na＋，故C項錯誤；FeS、ZnS屬于同類型沉淀，且Fe2＋、Zn2＋的起始濃度相等，加入Na2S溶液，F(xiàn)e2＋先沉淀，說明Ksp(FeS)<Ksp5．298K時，二元弱酸H2X溶液中含X微粒的分布系數(shù)如圖所示。下列敘述正確的是()A．溶液呈中性時：c(Na＋)＝2c(X2－B．Ka2(H2X)為10－7C．NaHX溶液c(H＋)<c(OH－)D．溶液pH由1升至2.6時主要存在的反應(yīng)：H2X＋OH－=HX－＋H2OB[溶液顯中性的時，pH＝7溶液中的HX－和X2－相等，存在的電荷守恒為c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(X2－)＋c(HX－)＋c(OH－)，因?yàn)槿芤猴@中性有c(H＋)＝c(OH－)，所以得到c(Na＋)＝2c(X2－)＋c(HX－)，選項A錯誤。溶液顯中性的時，pH＝7溶液中的HX－和X2－相等，所以Ka2＝eq\f(cX2－·cH＋,cHX－)＝c(H＋)＝1×10－7，選項B正確。從圖中得到當(dāng)HX－占主導(dǎo)的時候，溶液顯酸性，所以NaHX溶液顯酸性，即c(H＋)>c(OH－)，選項C錯誤。溶液pH由1至2.6時，圖中看出主要是將H3X＋轉(zhuǎn)化為H2X，選項D錯誤。]6．常溫下，將稀鹽酸滴加到等濃度的弱堿AOH溶液中，測得混合液的pH和lgeq\f(cAOH,cA＋)的關(guān)系如圖所示，其中a點(diǎn)表示未加鹽酸時的數(shù)據(jù)，e點(diǎn)表示HCl和AOH恰好完全反應(yīng)時的數(shù)據(jù)。下列說法錯誤的是()A．常溫下，A＋的水解平衡常數(shù)為1.0×10－10B．e點(diǎn)溶液中水電離出的H＋濃度為10－6.23mol·L－1C．c點(diǎn)溶液中的n(A＋)＋n(AOH)等于e點(diǎn)溶液中的n(Cl－)D．d點(diǎn)溶液中：c(Cl－)＞c(AOH)＞c(A＋)D[由題圖可知，a點(diǎn)時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，則A＋的水解平衡常數(shù)Kh＝eq\f(Kw,Kb)＝eq\f(10－14,10－4)＝1.0×10－10，A正確；由題中信息可知，e點(diǎn)表示HCl和AOH恰好完全反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)為ACl，ACl為強(qiáng)酸弱堿鹽，水解使溶液顯酸性，溶液中的H＋來自水的電離，所以e點(diǎn)溶液中水電離出的H＋濃度為10－6.23mol·L－1，B正確；e點(diǎn)表示HCl和AOH恰好完全反應(yīng)，根據(jù)物料守恒：n(A＋)＋n(AOH)＝n(Cl－)，從c點(diǎn)到e點(diǎn)繼續(xù)滴加鹽酸，n(Cl－)增大，但n(A＋)＋n(AOH)不變，所以c點(diǎn)溶液中的n(A＋)＋n(AOH)等于e點(diǎn)溶液中的n(Cl－)，C正確；d點(diǎn)溶液鹽酸過量，A＋水解受到抑制，水解程度微弱，所以d點(diǎn)溶液中：c(Cl－)＞c(A＋)＞c(AOH)，D錯誤。]7．改變0.1mol·L－1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中H2A、HA－、A2－的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ(X)隨pH的變化如圖所示[已知δ(X)＝eq\f(cX,cH2A＋cHA－＋cA2－)]。下列敘述錯誤的是()A．pH＝1.2時，c(H2A)＝c(HA－B．lg[K2(H2AC．pH＝2.7時，c(HA－)>c(H2A)＝c(A2－D．pH＝4.2時，c(HA－)＝c(A2－)＝c(H＋)D[根據(jù)題給圖像，pH＝1.2時，δ(H2A)＝δ(HA－)，則c(H2A)＝c(HA－)，A項正確；根據(jù)HA－H＋＋A2－，可確定K2(H2A)＝eq\f(cH＋·cA2－,cHA－)，根據(jù)題給圖像，pH＝4.2時，δ(HA－)＝δ(A2－)，則c(HA－)＝c(A2－)，即lg[K2(H2A)]＝lgc(H＋)＝－4.2，B項正確；根據(jù)題給圖像，pH＝2.7時，δ(HA－)>δ(H2A)＝δ(A2－)，則c(HA－)>c(H2A)＝c(A2－)，C項正確；根據(jù)題給圖像，pH＝4.2時，δ(HA－)＝δ(A2－)，則c(HA－)＝c(A2－)≈0.05mol·L－1，而c(H＋)＝10－4.2mol·L－1，則c(HA－)＝c(A2－)>c(H8．(雙選)常溫下將NaOH溶液分別滴加到兩種一元弱酸HA和HB中，兩種混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．電離常數(shù)：Ka(HB)＜Ka(HA)B．Ka(HA)的數(shù)量級為10－5C．當(dāng)HA與NaOH溶液混合至中性時：c(A－)＝c(HA)D．等濃度等體積的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)，該圖是混合溶液的pH與lgeq\f(cA－,cHA)、lgeq\f(cB－,cHB)變化的圖像。A項，當(dāng)橫坐標(biāo)相同時，即eq\f(cA－,cHA)與eq\f(cB－,cHB)相同時，HA的pH大于HB的pH，說明此時HA溶液的c(H＋)小，則Ka(HB)＞Ka(HA)，錯誤；B項，當(dāng)lgeq\f(cA－,cHA)＝0時，eq\f(cA－,cHA)＝1，此時c(H＋)在10－5～10－4.5之間，Ka(HA)也在10－5～10－4.5之間，故Ka(HA)的數(shù)量級為10－5，正確；C項，根據(jù)圖像，當(dāng)c(A－)＝c(HA)時，lgeq\f(cA－,cHA)＝0，此時溶液呈酸性，錯誤；D項，由A項知，Ka(HB)>Ka(HA)，則Kh(A－)>Kh(B－)，又由B項知，Ka(HA)≈10－5，Kh(A－)＝eq\f(Kw,KHA)≈10－9<Ka(HA)，可得Ka(HA)>Kh(A－)>Kh(B－)，等濃度等體積的HA和NaB混合后所得溶液中，HA的電離程度大于NaB的水解程度，溶液呈酸性，c(H＋)＞c(OH－)，正確。]9．常溫下，某0.1mol·L－1的NH4HCO3溶液的pH＝7.8。已知含氮(或含碳)各微粒的分布系數(shù)(平衡時某種微粒的濃度占各種微粒濃度之和的分?jǐn)?shù))與pH的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．當(dāng)溶液的pH＝9時，溶液中存在下列關(guān)系：c(NHeq\o\al(＋,4))＞c(HCOeq\o\al(－,3))＞c(NH3·H2O)＞c(COeq\o\al(2－,3))B．該NH4HCO3溶液中存在下列守恒關(guān)系：c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(H2CO3)C．往該溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液時，NHeq\o\al(＋,4)和HCOeq\o\al(－,3)濃度均逐漸減小D．通過分析可知常溫下Kb(NH3·H2O)大于Ka1(H2CO3)D[由題圖可知，當(dāng)溶液的pH＝9時，溶液中存在下列關(guān)系：c(HCOeq\o\al(－,3))＞c(NHeq\o\al(＋,4))＞c(NH3·H2O)＞c(COeq\o\al(2－,3))，A項錯誤；NH4HCO3溶液中存在電荷守恒：c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(OH－)，若B項守恒關(guān)系式成立，則用該守恒關(guān)系式與電荷守恒關(guān)系式相減，可得c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(NH3·H2O)＝c(H2CO3)，由圖像可知，當(dāng)pH＝7.8時，HCOeq\o\al(－,3)分布分?jǐn)?shù)接近1，而NH3·H2O、H2CO3分布分?jǐn)?shù)均接近0，故c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(NH3·H2O)≠c(H2CO3)，B項錯誤；根據(jù)圖像可知，當(dāng)pH＜7.8時，往該溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液，HCOeq\o\al(－,3)濃度逐漸增大，C項錯誤；因?yàn)?.1mol·L－1的NH4HCO3溶液pH＝7.8，說明HCOeq\o\al(－,3)的水解程度大于NHeq\o\al(＋,4)的水解程度，根據(jù)越弱越水解的規(guī)律可得：Kb(NH3·H2O)＞Ka2(H2CO3)，D項正確。]10．H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各種微粒的分布分?jǐn)?shù)(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與pH的關(guān)系分別如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)以酚酞為指示劑(變色范圍：pH8.0～10.0)，將NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色時停止滴加。該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________。(2)pH＝11時，H3AsO3水溶液中三種微粒濃度由大到小的順序?yàn)開________________________________________________________________。(3)H3AsO4第一步電離方程式為____________________________________________________________________________________________________。(4)若pKa2＝－lgKa2，H3AsO4第二步電離的電離常數(shù)為Ka2，則pKa2＝____________________________