2026人教版高中化学选择性必修1--专题强化练5　水溶液中离子反应的图像分析（含解析）

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2026人教版高中化学选择性必修1
第三章　水溶液中的离子反应与平衡
专题强化练5　水溶液中离子反应的图像分析
题型1　盐类水解图像分析
1.(经典真题)(2019北京高考)实验测得0.5 mol·L-1 CH3COONa溶液、0.5 mol·L-1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH-)
B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH-)减小
C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是KW改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.随温度升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO-、Cu2+水解平衡移动方向不同
2.(2024河南商丘一中期中)某浓度碳酸钠溶液的pH随温度的变化如图1所示,25 ℃时碳酸钠溶液的pH随浓度的变化如图2所示。下列判断错误的是 (　　)
图1
图2
A.a、b、c三点中,a点Na2CO3的水解程度最小
B.a、b、c三点中,b点水的电离程度最大
C.100 ℃时,纯水的pH=6,c点溶液中c(OH-)约为10-0.3 mol·L-1
D.根据图2推断,图1中溶液的浓度为0.3 mol·L-1
题型2　滴定图像分析
3.(经典真题)(2021湖南高考)常温下,用0.100 0 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是 (　　)
A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
C.当pH=7时,三种溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)
D.分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
4.(2025北京师大附中月考)常温下,已知醋酸的电离常数为1.75×10-5,向20 mL 0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中水电离的c(H+)随加入NaOH溶液的体积变化如图所示。下列说法正确的是(已知≈4.2) (　　)
A.b、d两点溶液的pH相同
B.b点溶液中微粒浓度大小顺序为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
C.e点所示溶液中c(Na+)=2[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)]=0.005 mol·L-1
D.a点坐标为(0,4.2×10-4)
5.(2024浙江高考研究联盟联考)25 ℃时,以NaOH溶液调节0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中的H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)(X为H2A、HA-或A2-)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=]。下列说法不正确的是 (　　)
A.二元弱酸H2A的pKa1=1.2(已知:pKa=-lg Ka)
B.20.0 mL 0.1 mol·L-1的H2A溶液与30.0 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液混合,混合液的pH=4.2
C.往H2A溶液中滴加NaOH溶液的过程中,一定存在:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)
D.在0.1 mol·L-1 NaHA溶液中,离子浓度大小关系:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)
6.(创新题·新情境)(2025湖北名校期中联考)电位滴定是利用溶液电位突变指示终点的滴定法。常温下,用c mol·L-1HCl标准溶液测定V mL某生活用品中Na2CO3的含量(假设其他物质均不反应,且不含碳、钠元素),得到滴定过程中溶液电位E与V(HCl溶液)的关系如图所示。已知:两个滴定终点时消耗盐酸的体积差可计算出Na2CO3的量。下列说法错误的是(　　)
A.水的电离程度:a>b>c>d
B.b点对应溶液中:c(OH-)+c(C)=c(H+)+c(H2CO3)
C.V mL生活用品中含有Na2CO3的质量为0.106c(V2-V1) g
D.b点溶液中,离子浓度排序:c(Na+)>c(Cl-)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+)
题型3　沉淀溶解平衡图像分析
7.(甄选真题)(2023全国甲)下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM-pH关系图{pM=-lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5 mol·L-1可认为M离子沉淀完全}。下列叙述正确的是 (　　)
A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为 mol·L-1
C.浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时二者不会同时沉淀
8.(2024江西师大附中期中)常温下,向10.0 mL浓度均为0.1 mol/L的AlCl3和FeCl3混合溶液中加入NaOH固体,溶液中金属元素有不同的存在形式,
它们的物质的量浓度与NaOH物质的量关系如图所示,测得a、b两点溶液的pH分别为3.0、4.3。
已知:①Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3];②Al3+(aq)+4OH-(aq) [Al(OH)4]-(aq),298 K时,K稳==1.1×1033。
下列叙述正确的是 (　　)
A.曲线Ⅱ表示c(Fe3+)的变化
B.常温下,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-34.1
C.c点铁、铝元素主要存在形式为Fe(OH)3和[Al(OH)4]-
D.Al(OH)3(s)+OH-(aq) [Al(OH)4]-(aq)的平衡常数K数量级为10-1
9.(2025河北邯郸期中)向AgBr饱和溶液(有足量AgBr固体)中滴加Na2S2O3溶液,发生反应:Ag++S2 [Ag(S2O3)]-和[Ag(S2O3)]-+S2 [Ag(S2O3)2]3-,lgM、lgN与lg[c(S2)/(mol·L-1)]的关系如图所示【其中M代表c(Ag+)/(mol·L-1)或c(Br-)/(mol·L-1);N代表】。
下列说法错误的是 (　　)
A.直线L2表示浓度变化的关系
B.AgBr的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Br-)=10-12.2
C.反应[Ag(S2O3)]-+S2 [Ag(S2O3)2]3-的平衡常数K的值为10-4.6
D.c(S2)=0.001 mol·L-1时,溶液中c(Br-)>c{[Ag(S2O3)2]3-}>c{[Ag(S2O3)]-}
10.(甄选真题)(2023新课标)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应Ag++NH3 [Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+。lg[c(M)/(mol·L-1)]与lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的关系如下图所示{其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+}。
下列说法错误的是 (　　)
A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线
B.AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75
C.反应[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数K的值为103.81
D.c(NH3)=0.01 mol·L-1时,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+)
答案与分层梯度式解析
1.C　A项,温度升高,纯水中的H+、OH-的浓度都增大,但二者始终相等;B项,温度升高,CH3COONa的水解平衡正向移动,溶液中OH-浓度增大,图像中反映出的“随温度升高CH3COONa溶液的pH下降”的现象,是由“温度升高水的离子积常数增大”导致的,并非是OH-浓度下降了;D项,温度升高对CH3COO-、Cu2+的水解都有促进作用,二者水解平衡移动的方向是一致的。
2.B　水解吸热,升高温度促进C水解,在题图1 a、b、c三点中,a点温度最低,则a点Na2CO3的水解程度最小,A正确;升温促进水的电离与盐类水解,在题图1 a、b、c三点中,c点温度最高,因此c点水的电离程度最大,B错误;题图1中c点的温度为100 ℃,此温度下KW=10-12,pH=11.7,即c(H+)=10-11.7 mol·L-1,则c(OH-)=10-0.3 mol·L-1,C正确;题图2为25 ℃时不同浓度Na2CO3溶液pH的实验数据,由题图1可知25 ℃时Na2CO3溶液的pH为11.9,再结合题图2的实验数据可知,题图1中碳酸钠溶液的浓度为0.3 mol·L-1,D正确。
3.C　NaX溶液中存在NaX Na++X-,X-+H2O HX+OH-,溶液显碱性,所以c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),A正确;当V(盐酸)=0时,NaZ溶液的pH最大,说明Z-水解程度最大,则对应的HZ酸性最弱,同理,HX酸性最强,B正确;pH=7时,根据电荷守恒(用A-表示X-、Y-、Z-),各溶液中存在n(Na+)+n(H+)=n(A-)+n(Cl-)+n(OH-),则n(Na+)=n(A-)+n(Cl-),三种溶液中n(Na+)相同,所加入盐酸的量不同,最终溶液体积为V(NaZ)>V(NaY)>V(NaX),NaZ溶液中n(Cl-)最大,NaX溶液中n(Cl-)最小,则pH=7时,三种溶液中n(A-)的大小:n(Z-)4.B　由题图可知,a点为醋酸溶液,b点为等浓度的醋酸和醋酸钠的混合溶液,c点为醋酸钠溶液,d点为醋酸钠和氢氧化钠的混合溶液,e点为等浓度的醋酸钠和氢氧化钠的混合溶液。b点为等浓度的醋酸和醋酸钠的混合溶液,CH3COO-的水解常数为×10-9,则CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,溶液呈酸性,pH<7;d点为醋酸钠和氢氧化钠的混合溶液,溶液呈碱性,pH>7,因此b、d两点溶液的pH不相同,A错误。b点对应溶液的溶质为等浓度的CH3COOH和CH3COONa,溶液呈酸性,溶液中微粒浓度大小顺序为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),B正确。由分析可知,e点为等浓度的醋酸钠和氢氧化钠的混合溶液,溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2[c(CH3COOH)+c(CH3COO-)]=≈6.7×10-3 mol·L-1≠0.005 mol·L-1,C错误。由分析可知,a点为醋酸溶液,由电离常数可知,溶液中氢离子浓度为 mol·L-1≈4.2×10-4 mol·L-1,水电离出的氢离子浓度等于水电离出的氢氧根离子浓度,则溶液中水电离出的氢离子浓度为 mol·L-1≈2.4×10-11 mol·L-1,则a点坐标为(0,2.4×10-11),D错误。
5.B　图像中的关键点分析如下:
由上述分析知c(HA-)=c(A2-)时pH=4.2,20.0 mL 0.1 mol·L-1的H2A溶液与30.0 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液混合得到等物质的量的NaHA和Na2A的混合液,该溶液中c(HA-)≠c(A2-),则混合液的pH≠4.2,B错误;根据电荷守恒可知,溶液中一定存在:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),C正确;NaHA溶液中由于HA-发生部分电离,c(Na+)>c(HA-),且c(HA-)>c(A2-),则离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HA-)>c(A2-),D正确。
6.D　未加盐酸前,Na2CO3对水的电离起促进作用,随着盐酸加入,水的电离程度逐步减小,故水的电离程度:a>b>c>d,A正确;Na2CO3与盐酸的第一步反应为Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl,b点为第一滴定终点,溶质是等物质的量的NaCl、NaHCO3(破题关键),根据质子守恒得c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(C),则c(Na+)>c(Cl-)>c(HC)>c(OH-)>c(H+)>c(C),B正确、D错误;b点→d点发生反应NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑,根据碳原子守恒有n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=c(V2-V1)×10-3 mol,即V mL生活用品中含有Na2CO3的质量为0.106c(V2-V1) g,C正确。
7.C　由题图可知,a点溶液的pH=2,pM=2.5,则OH-的浓度为10-12 mol·L-1,Fe3+的浓度为1×10-2.5 mol·L-1,所以Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=1×10-2.5×(10-12)3=10-38.5,A错误;由题图可知,当溶液的pH=4时,pM=3,Al3+的浓度为1×10-3 mol·L-1,Al(OH)3的溶解度为1×10-3 mol·L-1,B错误;由题图可知,浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+,Fe3+沉淀完全时Al3+未开始沉淀,故二者可通过分步沉淀的方式分离,C正确;由题图可知,Al3+沉淀完全时pH≈4.7,此时c(Cu2+)=0.1 mol·L-1,所以c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时,Cu2+开始沉淀的pH<4.7,二者会同时沉淀,D错误。
8.C　Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3],当溶液中加入NaOH固体后Fe3+最先沉淀,观察题图可知曲线Ⅰ表示c(Fe3+)的变化,则曲线Ⅱ表示c(Al3+)的变化,曲线Ⅲ表示c{[Al(OH)4]-}的变化,A错误;a点对应溶液的pH=3.0,即c(OH-)=1.0×10-11 mol/L、c(Fe3+)=1.0×10-5 mol/L,则Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,B错误;曲线Ⅲ表示c{[Al(OH)4]-}的变化,则c点铝元素主要存在形式为[Al(OH)4]-,Fe(OH)3不溶于碱,则铁元素的主要存在形式为Fe(OH)3,C正确;K==K稳×Ksp[Al(OH)3],根据b点可知Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-5×(1×10-9.7)3=1.0×10-34.1,代入可得K=1.1×1033×1.0×10-34.1=1.1×10-1.1,故K的数量级为10-2,D错误。
9.C　向AgBr饱和溶液中滴加Na2S2O3溶液时,Ag+参与反应,溶液中c(Ag+)减小,c(Br-)增大,则b点所在曲线表示c(Ag+)与c(S2)变化的关系,d点所在曲线表示c(Br-)与c(S2)变化的关系,开始反应时,AgBr主要转化为[Ag(S2O3)]-,则(破题关键),直线L1表示随S2浓度变化的关系,直线L2表示随S2浓度变化的关系,A正确;题图中lg[c(S2)/(mol·L-1)]=-4.6即c(S2)=10-4.6 mol·L-1,溶液中c(Br-)、c(Ag+)分别为10-3.85 mol·L-1、10-8.35 mol·L-1(解题技法),则Ksp(AgBr)=c(Ag+)·c(Br-)=10-12.2,c点,则反应[Ag(S2O3)]-+S2 [Ag(S2O3)2]3-的K==104.6,B正确、C错误;c(S2)=0.001 mol·L-1即lg[c(S2)/(mol·L-1)]=-3时,由元素守恒得c(Br-)=c(Ag+)+c{[Ag(S2O3)]-}+c{[Ag(S2O3)2]3-},故溶液中c(Br-)最大,,则c(Br-)>c{[Ag(S2O3)2]3-}>c{[Ag(S2O3)]-}(解题技法),D正确。
10.A　(1)确定四条曲线所代表的微粒种类
AgCl饱和溶液中Ag+和Cl-浓度相等,向饱和溶液中滴加氨水,溶液中Ag+浓度减小,Cl-浓度增大,故Ⅲ为Ag+浓度变化曲线,Ⅳ为Cl-浓度变化曲线。向AgCl饱和溶液中滴加氨水,NH3浓度较小时,主要发生反应Ag++NH3 [Ag(NH3)]+,溶液中[Ag(NH3)]+浓度大于[Ag(NH3)2]+的浓度,故Ⅰ为[Ag(NH3)2]+浓度变化曲线,Ⅱ为[Ag(NH3)]+浓度变化曲线。
(2)解决问题
AgCl溶解得到等量的Ag+和Cl-,其中Ag+被NH3结合,浓度减小,Cl-稳定存在于溶液中,可用Cl-的浓度变化(即曲线 Ⅳ)来表示AgCl的溶解度随着NH3浓度的变化,A错误;温度不变,Ksp不变,当NH3浓度为10-1 mol·L-1时,仍有AgCl沉淀存在,可计算AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-7.40×10-2.35=10-9.75,B正确;当NH3浓度为10-1 mol·L-1时,[Ag(NH3)]+的浓度为10-5.16 mol·L-1,[Ag(NH3)2]+的浓度为10-2.35 mol·L-1,则反应[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数K==103.81,C正确;由题图可知,当c(NH3)=0.01 mol·L-1时,c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+),D正确。
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