1.(2024·新课标卷)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:δ(CH2ClCOO-)=]
下列叙述正确的是( )
A.曲线M表示δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
B.若酸的初始浓度为0.10 mol·L-1,则a点对应的溶液中有c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-)
C.CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-1.3
D.pH=2.08时,=
2.(2024·湖南卷)常温下Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20 mL 0.10 mol·L-1 NaOH溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.水的电离程度:MB.M点:2c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
C.当V(HCOOH)=10 mL时,c(OH-)=c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-)
D.N点:c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)>c(HCOOH)
3.(2024·山东卷)常温下Ag(I)-CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag++CH3COO- CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已知初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 mol·L-1,所有含碳物种的摩尔分数与pH变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是( )
A.线Ⅱ表示CH3COOH的变化情况
B.CH3COOH的电离平衡常数Ka=10-n
C.pH=n时,c(Ag+)= mol·L-1
D.pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=
4.(2024·安徽卷)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。
已知25 ℃时,H2S饱和溶液浓度约为0.1 mol·L-1,Ka1(H2S)=10-6.97,Ka2(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=,Ksp(CdS)=10-26.10。
下列说法错误的是( )
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中c(H+)>c(Cd2+)
5.(2024·湖北卷)CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1,pKa1(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是( )
A.pH=6.5时,溶液中B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
C.pH=7时
D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
6.(2024·广东卷,节选)在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下,某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸HX(X为A或B)在某非水溶剂中的Ka。
a.选择合适的指示剂HIn,Ka(HIn)=3.6×10-20;其钾盐为KIn。
b.向KIn溶液中加入HX,发生反应:In-+HX X-+HIn。KIn起始的物质的量为n0(KIn),加入HX的物质的量为n(HX),平衡时,测得c平(In-)/c平(HIn)随nHX/n0(KIn)的变化曲线如图所示。
已知:该溶剂本身不电离,钾盐在该溶剂中完全电离。
(1)计算Ka(HA)(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
(2)在该溶剂中,Ka(HB)______Ka(HA);Ka(HB)________Ka(HIn)(填“>”“<”或“=”)。
3/31.(2024·新课标卷)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:δ(CH2ClCOO-)=]
下列叙述正确的是( )
A.曲线M表示δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
B.若酸的初始浓度为0.10 mol·L-1,则a点对应的溶液中有c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-)
C.CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-1.3
D.pH=2.08时,=
D [随着pH的增大,CH2ClCOOH、CHCl2COOH的浓度减小,CH2ClCOO-、CHCl2COO-的浓度增大,—Cl为吸电子基团,CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH,即Ka(CHCl2COOH)>Ka(CH2ClCOOH),δ(酸分子)=δ(酸根离子)=0.5时的pH分别约为1.3、2.8,则两种酸的电离常数分别为Ka(CHCl2COOH)≈10-1.3,Ka(CH2ClCOOH)≈10-2.8,曲线M表示δ(CH2ClCOO-)~pH的变化关系,A、C错误;根据Ka(CHCl2COOH)=,初始c0(CHCl2COOH)=0.1 mol·L-1,若溶液中溶质只有CHCl2COOH,则c(CHCl2COO-)=c(H+)≈=10-1.15 mol·L-1,但a点对应的c(H+)=0.1 mol·L-1,说明此时溶液中加入了酸性更强的酸,根据电荷守恒,c(H+)>c(CHCl2COO-)+c(OH-),B错误;电离度α=,n始=n电离+n未电离,则α(CH2ClCOOH)=δ(CH2ClCOO-),α(CHCl2COOH)=δ(CHCl2COO-),pH=2.08时,δ(CH2ClCOO-)=0.15、δ(CHCl2COO-)=0.85,D正确。]
2.(2024·湖南卷)常温下Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20 mL 0.10 mol·L-1 NaOH溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.水的电离程度:MB.M点:2c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
C.当V(HCOOH)=10 mL时,c(OH-)=c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-)
D.N点:c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)>c(HCOOH)
D [根据题意可知M点为c(OH-)=c(HCOO-),N点为恰好反应点,溶质为HCOONa。M点有OH-剩余,抑制水的电离,故水的电离程度:Mc(HCOO-)>c(OH-)>c(HCOOH)>c(H+),D错误。]
3.(2024·山东卷)常温下Ag(I)-CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag++CH3COO- CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已知初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 mol·L-1,所有含碳物种的摩尔分数与pH变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是( )
A.线Ⅱ表示CH3COOH的变化情况
B.CH3COOH的电离平衡常数Ka=10-n
C.pH=n时,c(Ag+)= mol·L-1
D.pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=
C [在溶液中存在平衡:CH3COOH CH3COO-+H+ ①、Ag++CH3COO- CH3COOAg(aq) ②,Ag+的水解平衡Ag++H2O AgOH+H+ ③,随着pH的增大,c(H+)减小,平衡①、③正向移动,c(CH3COOH)、c(Ag+)减小,pH较小时(约小于7.8)CH3COO-浓度增大的影响大于Ag+浓度减小的影响,CH3COOAg浓度增大,pH较大时(约大于7.8)CH3COO-浓度增大的影响小于Ag+浓度减小的影响,CH3COOAg浓度减小,故线Ⅰ表示CH3COOH的摩尔分数随pH变化的关系,线Ⅱ表示CH3COO-的摩尔分数随pH变化的关系,线Ⅲ表示CH3COOAg随pH变化的关系。
根据分析,线Ⅱ表示CH3COO-的变化情况,A项错误;由题图可知,当c(CH3COOH)=c(CH3COO-)时(即线Ⅰ和线Ⅱ的交点),溶液的pH=m,则CH3COOH的电离平衡常数Ka==10-m,B项错误;pH=n时=10-m,c(CH3COO-)==10n-mc(CH3COOH),Ag++CH3COO- CH3COOAg(aq)的K=,c(Ag+)=,由题图可知pH=n时,c(CH3COOH)=c(CH3COOAg),代入整理得c(Ag+)= mol·L-1,C项正确;根据物料守恒,pH=10时,溶液中c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.08 mol·L-1,D项错误。]
4.(2024·安徽卷)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。
已知25 ℃时,H2S饱和溶液浓度约为0.1 mol·L-1,Ka1(H2S)=10-6.97,Ka2(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=,Ksp(CdS)=10-26.10。
下列说法错误的是( )
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中c(H+)>c(Cd2+)
B [Na2S溶液中只有5种离子,分别是H+、Na+、OH-、HS-、S2-,溶液呈电中性,存在电荷守恒,可表示为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A正确;0.01 mol·L-1 Na2S溶液中,S2-水解使溶液呈碱性,其水解常数为Kh====10-1.1,根据硫元素守恒可知c(HS-)<10-1.1 mol·L-1,所以>1,则c(OH-)>c(S2-),B不正确;Ksp(FeS)远远大于Ksp(CdS),向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS时,可以发生沉淀的转化,该反应的平衡常数为K===108.9 105,因此该反应可以完全进行,CdS的饱和溶液中c(Cd2+)= mol·L-1=10-13.05 mol·L-1,若加入足量FeS,时可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1,C正确;Cd2++H2S CdS+2H+的平衡常数K====106.23 105,该反应可以完全进行,因此,当向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,Cd2+可以完全沉淀,所得溶液中c(H+)>c(Cd2+),D正确。]
5.(2024·湖北卷)CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1,pKa1(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是( )
A.pH=6.5时,溶液中B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
C.pH=7时
D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
C [由图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5 mol·L-1,则≤= mol·L-1=10-7.1 mol·L-1Ka2(H2CO3),NaHCO3溶液呈碱性,加入少量NaHCO3固体,溶液pH增大,PbCO3转化成而溶解,D项正确。]
6.(2024·广东卷,节选)在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下,某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸HX(X为A或B)在某非水溶剂中的Ka。
a.选择合适的指示剂HIn,Ka(HIn)=3.6×10-20;其钾盐为KIn。
b.向KIn溶液中加入HX,发生反应:In-+HX X-+HIn。KIn起始的物质的量为n0(KIn),加入HX的物质的量为n(HX),平衡时,测得c平(In-)/c平(HIn)随nHX/n0(KIn)的变化曲线如图所示。
已知:该溶剂本身不电离,钾盐在该溶剂中完全电离。
(1)计算Ka(HA)(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
(2)在该溶剂中,Ka(HB)______Ka(HA);Ka(HB)________Ka(HIn)(填“>”“<”或“=”)。
[解析] (1)由变化曲线图可知,当=1.0时,=3.0,设初始c(KIn)=c0 mol·L-1,则初始c(HA)=,转化的In-的物质的量浓度为x mol·L-1,可列出三段式如下:
In- + HA A- + HIn
起始浓度/(mol·L-1) c0 c0 0 0
转化浓度/(mol·L-1) x x x x
平衡浓度/ (mol·L-1) c0-x c0-x x x
由=3.0,即=3.0,解得x=0.25c0,则该反应的平衡常数K1=====,解得Ka(HA)=4.0×10-21。
(2)根据变化曲线图可知,当=1.0时,设初始c(KIn)=c0 mol·L-1,则初始c(HB)=c0 mol·L-1,此时转化的In-的物质的量浓度为y mol·L-1,可列出三段式如下:
In- + HB B- + HIn
起始浓度/(mol·L-1) c0 c0 0 0
转化浓度/(mol·L-1) y y y y
平衡浓度/(mol·L-1) c0-y c0-y y y
此时<1.0,即<1.0,则y>0.5c0,则平衡常数K2=>K1,则Ka(HB)>Ka(HA);由于,则K2=>1,Ka(HB)>Ka(HIn)。
[答案] (1)4.0×10-21(计算过程见解析) (2)> >
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