大单元五 反应变化与规律 小题专攻6 对数图像及分布分数图像分析(课件 学案 练习) 2026届高中化学(通用版)二轮专题复习

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名称 大单元五 反应变化与规律 小题专攻6 对数图像及分布分数图像分析(课件 学案 练习) 2026届高中化学(通用版)二轮专题复习
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资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 化学
更新时间 2026-01-31 00:00:00

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小题专攻6 对数图像及分布分数图像分析
1.(2025·山西名校一模)常温下,向一定浓度二元弱酸H2A溶液中加入KOH(s),保持溶液体积和温度不变,测得pH与-lg X[X为c(H2A)、c(A2-)、]变化如图所示。下列说法正确的是(  )
A.曲线Q代表pH与-lg c(A2-)变化关系
B.常温下,H2A的Ka1=10-4.3
C.a点溶液中:c(K+)-c(OH-)=c(HA-)+2c(H2A)
D.b点溶液中:c(HA-)=c(A2-)
2.(2025·河北秦皇岛一模)25 ℃时,向20 mL 0.1 mol·L-1二元弱酸(H2A)溶液中滴加等浓度的盐酸或NaOH溶液,测得溶液中H2A、HA-、A2-的分布分数δ[如δ(HA-)=]与溶液pH的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.25 ℃时,H2A的Ka2=10-4.6
B.当pH=3时,溶液中2c(A2-)+c(OH-)+c(H2A)=c(H+)+c(Na+)
C.pH从1到8的过程中,水的电离程度先减小后增大
D.当V[NaOH(aq)]=20.0 mL时,溶液中c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-)
3.(2025·湖南高考13题)草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,通过下列实验探究了草酸的性质:
实验1:向10 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴入一定量0.2 mol·L-1 KOH溶液。混合溶液的pH与lg X[X=或]的关系如图所示。
实验2:向10 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液中加入10 mL 0.2 mol·L-1 BaCl2溶液。
已知:25 ℃时,Ksp(BaC2O4)=10-7.6。混合后溶液体积变化忽略不计。
下列说法错误的是(  )
A.实验1,当溶液中c(H2C2O4)=c(C2)时,pH=2.5
B.实验1,当溶液呈中性时:c(C2)>c(HC2)>c(H2C2O4)
C.实验2,溶液中有沉淀生成
D.实验2,溶液中存在:2c(Ba2+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HC2)+2c(C2)
4.(2025·广西来宾一模)常温下,用0.1 mol·L-1盐酸滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1弱碱MOH溶液,溶液中pH、分布系数随滴加盐酸体积V(盐酸)的变化关系如图所示,[比如M+的分布系数:δ(M+)=],已知:lg 5≈0.7。下列说法错误的是(  )
A.c≈5.4
B.MOH的电离平衡常数是10-4.45
C.a点:b=10,c(MOH)>c(Cl-)
D.V(HCl)=10 mL时,c(M+)+2c(H+)=2c(OH-)+c(MOH)
5.(2025·安徽高考14题)H2A是二元弱酸,M2+不发生水解。25 ℃时,向足量的难溶盐MA粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与pH的关系如图所示。
已知25 ℃时,Ka1(H2A)=10-1.6,Ka2(H2A)=10-6.8,lg 2=0.3。下列说法正确的是(  )
A.25 ℃时,MA的溶度积常数Ksp(MA)=10-6.3
B.pH=1.6时,溶液中c(M2+)>c(Cl-)>c(HA-)>c(A2-)
C.pH=4.5时,溶液中c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
D.pH=6.8时,溶液中c(H+)+2c(HA-)+c(H2A)=c(OH-)+c(Cl-)
6.(2025·陕西一模)一定温度下,H2SO3水溶液中H2SO3、HS、S的分布分数δ与pH的关系如图。例如δ(S)=
。向0.5 L浓度为0.10 mol·L-1的氨水中通入SO2气体。已知该温度下Kb(NH3·H2O)=2×10-5,lg 2≈0.3,Kw=1×10-14,下列说法正确的是(  )
A.通入0.05 mol SO2时,c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(HS)+c(H2SO3)+c(H+)
B.当=1时,=2×10-4
C.当pH=7.0时,c(N)<c(S)+c(HS)
D.P点时溶液的pH为8.4
7.(2025·福建三模)25 ℃时,用0.100 0 mol·L-1HCl标准溶液滴定20.00 mL NH2OH和CH3NH2的混合溶液以测定两种物质的含量,滴定曲线如图甲所示;四种含氮物质分布分数δ与pH关系如图乙所示。
下列说法错误的是(  )
A.该混合溶液中c(NH2OH)>c(CH3NH2)
B.NH2OH+H2ONOH+OH- Kb(NH2OH)=10-3.4
C.b点处有<0.1
D.a、b、c点均存在c(Cl-)+c(OH-)=c(NOH)+c(CH3N)+c(H+)
8.(2025·辽宁大连一模)HA和H2B分别为一元酸和二元酸,M2+不发生水解。常温条件下,现有含MA2(s)的MA2饱和溶液和含MB(s)的MB饱和溶液。两份溶液中pc(M2+)(pc=-lg c)及含A粒子的分布系数
δ随pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.曲线②是MA2饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线
B.Ksp(MB)=10-12
C.A-+H2OHA+OH-的平衡常数约为10-9
D.pH=4时,MB饱和溶液中存在2c(M2+)+c(H+)=2c(B2-)+c(HB-)+c(OH-)
小题专攻6 对数图像及分布分数图像分析
1.D 常温下,向一定浓度二元弱酸H2A溶液中加入KOH(s),由于两者发生反应,所以H2A逐渐减少,-lg c(H2A)会逐渐增大,所以图中呈上升趋势的为-lg c(H2A)与pH变化关系,为曲线M;H2AH++HA-,HA-H++A2-,A2-逐渐增大,-lg c(A2-)会逐渐减小,故呈下降趋势且与横坐标无交点的为-lg c(A2-),为N;另一条则是-lg 与pH的关系图,为Q,A错误;M与N的交点:c(H2A)=c(A2-),Ka1Ka2==(10-2.8)2=10-5.6,又-lg =0时pH=4.3,即Ka2=10-4.3,故Ka1==10-1.3,B错误;a点溶液中存在电荷守恒:c(K+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-),又c(H2A)=c(A2-),故c(K+)-c(OH-)+c(H+)=c(HA-)+2c(H2A),a点氢离子浓度大于0,故c(K+)-c(OH-)<c(HA-)+2c(H2A),C错误;b点溶液pH=4.3,即-lg =0,故c(HA-)=c(A2-),D正确。
2.C 25 ℃时,二元弱酸H2A发生电离,H2AH++HA-,HA-H++A2-,可知酸性越强,H2A浓度越大,碱性越强,A2-浓度越大,由图知,曲线a为c(H2A),曲线b为c(HA-),曲线c为c(A2-),当pH=3时,c(H2A)=c(HA-),则Ka1==c(H+)=10-3,当pH=3.8时,c(H2A)=c(A2-),×==Ka1·Ka2=c2(H+)=10-7.6,即Ka2===10-4.6,A正确;当pH=3时,溶液中c(H2A)=c(HA-),由电荷守恒得,2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)=c(H+)+c(Na+),即2c(A2-)+c(OH-)+c(H2A)=c(H+)+c(Na+),B正确;pH从1到8,初始H2A抑制水的电离,随着加碱中和,生成盐促进水的电离,水的电离程度应逐渐增大,C错误;当V[NaOH(aq)]=20.0 mL时,生成NaHA,根据电荷守恒有2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)=c(H+)+c(Na+),根据元素守恒有c(Na+)=c(H2A)+c(A2-)+c(HA-),结合两式可得c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-),D正确。
3.D 图像分析:lg X=0时,=1,=1,则Ka1==c(H+),Ka2==c(H+),由于Ka1>Ka2,结合图像可知Ka1=10-1.2,Ka2=10-3.8。实验1,当溶液中c(H2C2O4)=c(C2)时,根据Ka1·Ka2=×==10-1.2×10-3.8=10-5,则c(H+)==10-2.5 mol·L-1,pH=2.5,A项正确;实验1,当溶液呈中性时,c(H+)=10-7 mol·L-1,Ka2=,===103.2>1,则c(C2)>c(HC2),同理,===105.8>1,则c(HC2)>c(H2C2O4),故c(C2)>c(HC2)>c(H2C2O4),B项正确;实验2中,两溶液混合后为物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的H2C2O4和BaCl2的混合溶液,草酸主要发生第一步电离,c(H+)≈c(HC2),根据Ka2=,则c(C2)=10-3.8 mol·L-1,c(Ba2+)·c(C2)=10-3.8×0.1=10-4.8>Ksp(BaC2O4),故溶液中有沉淀生成,C项正确;实验2,根据电荷守恒,有2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(HC2)+2c(C2),D项错误。
4.C 常温下,用0.1 mol·L-1盐酸滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1弱碱MOH溶液时,溶液中MOH的浓度减小,M+浓度增大、溶液pH减小且在加入20.00 mL盐酸时,pH发生突变,则曲线①代表δ(M+)、曲线②代表pH的变化、曲线③代表δ(MOH)。由图可知,a点时溶液中MOH与M+浓度相等,溶液pH为9.55,则MOH的电离平衡常数为=c(OH-)=10-4.45,B正确;c点得到溶液为0.05 mol·L-1的MCl溶液,MCl水解方程式为M++H2OMOH+H+,Kh=≈==10-9.55,c(H+)= mol·L-1,pH≈5.4,A正确;若b=10,则溶液为等浓度的MOH、MCl,MCl的水解常数为Kh==10-9.55<Kb=10-4.45,此时MOH电离大于M+水解,则导致c(MOH)<c(Cl-)<c(M+),而a点时溶液中MOH与M+浓度相等,故b<10,C错误;V(HCl)=10 mL时,溶液为等浓度的MOH、MCl,由质子守恒可知:c(M+)+2c(H+)=2c(OH-)+c(MOH),D正确。
5.A 根据题意知,平衡时溶液中存在元素守恒c(M2+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)和电荷守恒2c(M2+)+c(H+)=c(Cl-)+2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),根据Ka1=、Ka2=及a点和b点数据知,a点处c(HA-)=c(H2A),且pH较小时A2-的浓度可忽略不计,b点处c(A2-)=c(HA-),且pH较大时H2A的浓度可忽略不计。由上述分析知,利用b点数据计算MA的溶度积常数,b点处c(M2+)=10-3.0 mol·L-1,根据元素守恒c(M2+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)≈2c(A2-)知,c(A2-)=×10-3.0 mol·L-1,故Ksp(MA)=c(M2+)·c(A2-)=10-3.0××10-3.0=×10-6=10-6.3,A正确;pH=1.6时,c(H+)>c(OH-),c(M2+)=10-0.4 mol·L-1,c(HA-)=c(H2A),A2-的浓度可忽略不计,根据元素守恒知,c(HA-)≈mol·L-1,代入电荷守恒式知,c(Cl-)>1.5×10-0.4 mol·L-1>c(M2+),B错误;pH=4.5时,溶液中c(H+)=10-4.5 mol·L-1,由Ka1(H2A)=,知=102.9>1,故c(HA-)>c(H2A),由Ka2(H2A)=,知=10-2.3<1,故c(HA-)>c(A2-),由Ka1(H2A)·Ka2(H2A)=,知=100.6>1,故c(A2-)>c(H2A),即溶液中c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),C错误;pH=6.8时,联立电荷守恒c(H+)+2c(M2+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(HA-)+2c(A2-)和元素守恒c(M2+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-),可得质子守恒:c(H+)+2c(H2A)+c(HA-)=c(OH-)+c(Cl-),D错误。
6.D 0.5 L浓度为0.10 mol·L-1的氨水,n(NH3·H2O)=0.05 mol,通入0.05 mol SO2时,此时溶质为NH4HSO3,根据物料守恒有c(NH3·H2O)+c(N)=c(HS)+c(H2SO3)+c(S),根据电荷守恒有c(OH-)+c(HS)+2c(S)=c(H+)+c(N),所以c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(H2SO3)+c(H+)-c(S),A错误;当pH=2.2时,c(HS)=c(H2SO3),Ka1(H2SO3)==c(H+)=10-2.2,当pH=7.8时,c(HS)=c(S),Ka2(H2SO3)==c(H+)=10-7.8,当=1时,Ka1Ka2==10-2.2×10-7.8,得c2(H+)=10-10( mol·L-1)2,c(H+)=10-5 mol·L-1,c(OH-)=10-9 mol·L-1,Kb(NH3·H2O)==2×10-5,得=2×104,B错误;根据电荷守恒有c(OH-)+c(HS)+2c(S)=c(H+)+c(N),当pH=7.0时,c(OH-)=c(H+),所以c(N)=c(HS)+2c(S),则c(N)>c(S)+c(HS),C错误;P点时δ(H2SO3)很小,δ(S)=80%,δ(HS)=20%,则=4,Ka2(H2SO3)==10-7.8=4c(H+),c(H+)= mol·L-1,pH=-lg =7.8+2lg 2≈8.4,D正确。
7.B NH2OH碱性弱于CH3NH2,CH3NH2先发生反应,则第一个滴定突变点为CH3NH2的滴定终点,由a点可知,c(CH3NH2)==0.100 0 mol·L-1;第二个滴定突变点为NH2OH的滴定终点,由c点可知,c(NH2OH)==0.200 0 mol·L-1;b点溶质为CH3NCl、NH3OHCl、NH2OH,且浓度均为×0.100 0 mol·L-1;结合滴定过程中反应顺序可知,乙图中曲线对应粒子如图:

该混合溶液中c(NH2OH)>c(CH3NH2),A正确;由乙图中点(6.0,0.5),此时c(NH2OH)=c(NOH)且pH=6,NH2OH+H2ONOH+OH-,Kb(NH2OH)==c(OH-)=10-8,B错误;b点处,pH=6.1,结合分析,此时c(Cl-)=×0.100 0 mol·L-1,则===<0.1,C正确;由电荷守恒,a、b、c点均存在c(Cl-)+c(OH-)=c(NOH)+c(CH3N)+c(H+),D正确。
8.A 含MA2(s)的MA2饱和溶液中存在如下平衡:MA2(s)M2++2A-、A-+H2OHA+OH-,往饱和溶液中加酸,溶液的pH不断减小,则两平衡都发生正向移动,HA的分布系数δ不断增大,A-的分布系数δ不断减小,M2+浓度不断增大,pc(M2+)不断减小,所以曲线②表示MA2中pc(M2+)随pH变化曲线,曲线③表示HA的分布系数随pH变化曲线,曲线④表示A-的分布系数随pH变化曲线,曲线①表示MB饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线,A正确;从图中可以看出MB饱和溶液中c(M2+)不随pH的变化而变化,说明B2-不水解,H2B为强酸,MB饱和溶液中,pc(M2+)=10-5 mol·L-1,c(B2-)=c(M2+)=10-5 mol·L-1,所以Ksp(MB)=c(M2+) c(B2-)=10-10,B错误;在曲线③④的交叉点,pH=3,c(HA)=c(A-),A-+H2OHA+OH-的平衡常数为=10-11,C错误;MB为强碱强酸盐,不存在HB-,D错误。
3 / 3小题专攻6 对数图像及分布分数图像分析
【例1】 (2024·福建高考)将草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,平衡时部分组分的lg c-lg c0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=10-1.3,Ka2=10-4.3。下列说法错误的是(  )
A.lg c0(HCl)=-1.2时,溶液的pH=1.3
B.任意c0(HCl)下均有:c(Ca2+)=c(HC2)+c(H2C2O4)+c(C2)
C.CaC2O4(s)+2H+(aq)Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常数为10-3.0
D.lg c0(HCl)=-4.1时,2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+2c(HC2)+c(Cl-)
答案:D
【流程分析】
【模型构建】
1.对数图像。将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取常用对数,即lg c(A)或lg,与溶液中的pH或溶液的体积等关系作出的图像称为对数图像。常考对数图像的类型如下:
图像 种类 具体类型 含义 变化规律
对数 图像 lg 生成物与反应物离子浓度比的常用对数 lg 越大,反应向正反应方向进行的程度越大
lg 稀释后与稀释前体积比的常用对数 lg 越大,稀释程度越大
AG= lg 氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数 AG越大,酸性越强,中性时,=1,AG=0
负对数 图像 pH= -lg c(H+) 氢离子浓度的常用对数负值 pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
pC= -lg c(C) C离子浓度的常用对数负值 pC越大,c(C)越小
2.对数图像的解题思维模型
(1)确定图像的类型是对数图像还是负对数图像。
(2)图像中横坐标和纵坐标的含义是浓度对数还是比值对数。
(3)抓住图像中特殊点如pH=7、lg x=0、交叉点。
(4)图像中曲线的变化趋势及含义判断线上、线下的点所表示的意义。
(5)图像中数据或曲线的变化与所学知识对接,作出选项的正误判断。
3.酸碱滴定对数图像(以NaOH溶液滴定二元弱酸H2A为例)
【例2】 (2024·新课标卷13题)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,=
答案:D
【流程分析】
(1)明确曲线含义:曲线为4种微粒(CH2ClCOOH、CHCl2COOH、CH2ClCOO-、CHCl2COO-)的分布系数δ与pH的变化关系。
(2)分析图像
(3)综合判断
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。
【模型构建】
1.分布系数图像,简称分布曲线,是指以pH为横坐标,分布系数即组分的平衡浓度占总浓度的分数为纵坐标,分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
一元弱酸(以CH3COOH为例) 二元酸(以草酸为例) 三元酸(以H3PO4为例)
δ0为CH3COOH,δ1为CH3COO- δ0为H2C2O4、δ1为HC2、δ2为C2 δ0为H3PO4、δ1为H2P、δ2为HP、δ3为P
随着pH增大,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增多。根据分布系数可以书写一定pH时发生反应的离子方程式
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH时的分布系数和酸的浓度,就可以计算出各成分在该pH时的平衡浓度
2.分布系数图像分析示例(以NaOH溶液滴定三元弱酸H3A为例)
随着碱的加入,溶液pH增大,发生H3A→H2A-→HA2-→A3-的转化,据此判断δ0为H3A、δ1为H2A-、δ2为HA2-、δ3为A3-随pH变化的曲线。
3.对数图像与分布分数图像的转化
以NaOH溶液滴定H2A为例,根据浓度比的对数与pH的图像大概画出微粒分布分数与pH的图像。
根据分布分数与pH的图像可直观判断微粒浓度大小关系、NaHA溶液的酸碱性等。
1.(2024·河北高考11题)在水溶液中,CN-可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与CN-形成配离子达平衡时,lg与-lg c(CN-)的关系如图。
下列说法正确的是(  )
A.99%的X、Y转化为配离子时,两溶液中CN-的平衡浓度X>Y
B.向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,达平衡时>
C.由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量Y<Z
D.若相关离子的浓度关系如P点所示,Y配离子的解离速率小于生成速率
2.(2025·河南高考14题)乙二胺
(H2NCH2CH2NH2,简写为Y)可结合H+转化为[H2NCH2CH2NH3]+(简写为HY+)和[H3NCH2CH2NH3]2+(简写为H2Y2+)。Ag+与Y可形成[AgY]+和[AgY2]+两种配离子。室温下向AgNO3溶液中加入Y,通过调节混合溶液的pH改变Y的浓度,从而调控不同配离子的浓度(忽略体积变化)。混合溶液中Ag+和Y的初始浓度分别为1.00×10-3 mol·L-1和1.15×10-2 mol·L-1。-lg [c(M)/(mol·L-1)]与-lg [c(Y)/(mol·L-1)]的变化关系如图1所示(其中M代表Ag+、[AgY]+或[AgY2]+),分布系数δ(N)与pH的变化关系如图2所示(其中N代表Y、HY+或H2Y2+),比如δ(H2Y2+)=。
下列说法错误的是(  )
A.曲线Ⅰ对应的离子是[AgY2]+
B.δ(HY+)最大时对应的pH=8.39
C.反应Ag++Y[AgY]+的平衡常数K1=104.70
D.-lg [c(Y)/(mol·L-1)]=3.00时,c(HY+)>c(H2Y2+)>c(Y)
1.(2025·江西十校联考)常温下,向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度KOH溶液,所得溶液中含碳粒子的物质的量分数(又称分布系数)δ[δ(H2C2O4)=×100%]与溶液pH关系如图所示。
下列叙述正确的是(  )
A.②曲线代表δ(C2)与pH关系
B.水的电离程度:M>N
C.KHC2O4溶液中c(H2C2O4)>c(C2)
D.<104
2.(2025·河北高考14题)已知Cu2+和L3-结合形成两种配离子[CuL]-和[CuL2]4-。常温下,0.100 mol·L-1的H3L和0.002 mol·L-1的CuSO4混合溶液中,HL2-和L3-的浓度对数lg c(实线)、含铜微粒的分布系数δ(虚线)[例如=]与溶液pH的关系如图所示:
下列说法错误的是(  )
A.Cu2++L3-[CuL]-,K=109.4
B.HL2-H++L3-,K=10-11.6
C.图中a点对应的pH=4.2
D.当pH=6.4时,体系中c(HL2-)>c([CuL2]4-)>c([CuL]-)>c(L3-)
3.(2025·江西名校联盟一模)常温下,在含Fe(NO3)2、Mn(NO3)2、HA的混合液中滴加NaOH溶液,溶液中-lg X[X=c(Mn2+)、c(Fe2+)、]与pH关系如图所示。已知:常温下,Mn(OH)2溶解度大于Fe(OH)2。
下列叙述正确的是(  )
A.直线L2代表-lg c(Mn2+)和pH关系
B.常温下,Ksp[Fe(OH)2]=10-12.7
C.Q点坐标为(6.7,-1.9)
D.0.1 mol NaA和0.1 mol HA溶于水可得到pH为4.8的溶液
小题专攻6 对数图像及分布分数图像分析
【真题研做·明确考向】
1.B 设X、Y、Z与CN-形成的配离子化学式分别为X(CN)x、Y(CN)y、Z(CN)z,以X为例,存在平衡:X(CN)xX+xCN-,其平衡常数KX=,两边同时取对数并整理得lg =x·[-lg c(CN-)]+lg KX,则X对应的图像为斜率为x的直线,同理,Y对应的图像为斜率为y的直线,Z对应的图像为斜率为z的直线。设X的初始浓度为a,99%的X转化成配离子时,c(X)=0.01a,c[X(CN)x]=0.99a,lg=lg ≈-2,同理,lg ≈-2,在图像中找到X、Y两直线纵坐标值为-2对应的横坐标的值,X的横坐标数值更大,由于横坐标是-lg c(CN-),则X对应的c(CN-)更小,A错误;向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,Y会消耗溶液中的CN-,新平衡下c(CN-)变小,-lg c(CN-)变大,则此时X、Z对应的点会沿着相应直线向右移动,结合图像可知,移动后lg>lg ,则>,B正确;根据上述分析知,x>y>z,因此由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:Y>Z,C错误;直线上的点代表平衡状态,P点在Y对应直线的下方,在-lg c(CN-)不变,即c(CN-)不变的情况下,P点的lg 相比平衡时偏小,即偏小,则此时QY=<KY,则解离平衡Y(CN)yY+yCN-会向右移动,故P点时Y配离子的解离速率大于生成速率,D错误。
2.D 含Ag物种存在平衡:[AgY2]+Y+[AgY]+(KD1)、[AgY]+Y+Ag+(KD2),随着-lg [c(Y)/(mol·L-1)]增大,即c(Y)减小,[AgY2]+减少、[AgY]+先增加后减少、Ag+增加,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别对应[AgY2]+、[AgY]+、Ag+。将H2Y2+视为二元弱酸,则其存在如下平衡:H2Y2+H++HY+(Ka1)、HY+H++Y(Ka2),随着pH增大,H2Y2+减少、HY+先增加后减少、Y增加,故三者分别对应曲线Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。Ⅳ、Ⅴ交点处pH=6.85、c(H2Y2+)=c(HY+),故Ka1==c(H+)=10-6.85,同理,可得Ka2=10-9.93。由上述分析可知,A正确;Ka1×Ka2=×==10-6.85×10-9.93=10-16.78,δ(HY+)最大时,溶液中c(H2Y2+)=c(Y),则c2(H+)=10-16.78 mol2·L-2,解得c(H+)=10-8.39 mol·L-1,pH=8.39,B正确;Ag++Y[AgY]+的平衡常数K1=,曲线Ⅱ、Ⅲ的交点处c(Ag+)=c([AgY]+),c(Y)=10-4.70 mol·L-1,故K1=104.70,C正确;由Ag守恒可知:1.00×10-3 mol·L-1=c(Ag+)+c([AgY]+)+c([AgY2]+),-lg [c(Y)/(mol·L-1)]=3.00时,c(Ag+)=10-5.01 mol·L-1≈10-5 mol·L-1、c([AgY]+)=c([AgY2]+)=4.95×10-4 mol·L-1≈5.0×10-4 mol·L-1,由Y守恒可知:1.15×10-2 mol·L-1=2c([AgY2]+)+c([AgY]+)+c(Y)+c(HY+)+c(H2Y2+),将c([AgY]+)、c([AgY2]+)代入计算可得c(Y)+c(HY+)+c(H2Y2+)≈1.15×10-2 mol·L-1-3×5.0×10-4 mol·L-1=1.00×10-2 mol·L-1,则δ(Y)=≈=0.1,由图2知,δ(Y)=0.1时c(HY+)>c(Y)>c(H2Y2+),D错误。
【对点演练·能力培养】
1.D 根据二元弱酸电离常数及分步电离可知,随着pH增大,c(H2C2O4)减小,c(HC2)先增大后减小,c(C2)增大,则曲线①代表δ(H2C2O4)随pH的变化,曲线②代表δ(HC2)随pH的变化,曲线③代表δ(C2)随pH的变化,A错误;M、N点对应溶液中c(OH-)来自水的电离,在完全反应前c(OH-)越大,水的电离程度越大,cM(OH-)=<cN(OH-)=,B错误;H2C2O4的电离平衡常数Ka1=,M点时,pH=1.2,δ(HC2)=δ(H2C2O4),Ka1=c(H+)=1×10-1.2,同理,当pH=4.2时,δ(HC2)=δ(C2),Ka2=c(H+)=1×10-4.2,HC2水解常数Kb2===10-12.8<Ka2,故HC2电离能力大于其水解能力,则KHC2O4溶液中c(H2C2O4)<c(C2),C错误;由C可知:Ka1=10-1.2,Ka2=10-4.2,故===1 000<104,D正确。
2.C HL2-与L3-间存在平衡:HL2-H++L3-,故随溶液pH升高,lg c(L3-)逐渐增加,故曲线Ⅰ代表lg c(HL2-)的变化关系,曲线Ⅱ代表lg c(L3-)的变化关系。结合上述分析知,随pH升高,c(L3-)增大,故Cu2+依次转化为[CuL]-、[CuL2]4-,故曲线Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ依次代表δ(Cu2+)、δ([CuL]-)、δ([CuL2]4-)的变化曲线。由题图可知,曲线Ⅲ与曲线Ⅳ交点处δ(Cu2+)=δ([CuL]-),即c(Cu2+)=c([CuL]-),此时lg c(L3-)=-9.4,c(L3-)=10-9.4 mol·L-1,故K===109.4,A正确;曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点处c(L3-)=c(HL2-),此时pH=11.6,即c(H+)=10-11.6 mol·L-1,故K==10-11.6,B正确;由题图可知,a点处c(HL2-)=0.100 mol·L-1,且存在c(Cu2+)=c([CuL2]4-),根据曲线Ⅳ与曲线Ⅴ交点处信息可知,反应[CuL]-+L3-[CuL2]4- K'=107.2,由以上分析知,Cu2++L3-[CuL]- K=109.4,则K·K'=×==109.4×107.2=1016.6,解得c(L3-)=10-8.3mol·L-1,结合B项分析,代入K==10-11.6得,c(H+)=10-4.3 mol·L-1,即pH=4.3,C错误;pH=6.4时,c(HL2-)约为0.1 mol·L-1,结合HL2-H++L3- K=10-11.6,故c(L3-)≈10-6.2 mol·L-1,c([CuL2]4-)=0.90×0.002 mol·L-1=1.8×10-3 mol·L-1,c([CuL]-)=0.09×0.002 mol·L-1=1.8×10-4 mol·L-1,故c(HL2-)>c([CuL2]4-)>c([CuL]-)>c(L3-),D正确。
3.C 根据溶度积表达式、电离常数表达式可知,Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)·c2(OH-)=c(Mn2+)·,两边同取对数得-lg c(Mn2+)=-lg Ksp[Mn(OH)2]-28+2pH,同理-lg c(Fe2+)=-lg Ksp[Fe(OH)2]-28+2pH,-lg =-lg Ka-pH,根据图示与上述表达式变化关系,且Ksp[Mn(OH)2]大于Ksp[Fe(OH)2]可知,L1代表-lg 与pH关系,L2代表-lg c(Fe2+)与pH关系,L3代表-lg c(Mn2+)与pH关系,A错误;根据图像中a、b、c点坐标和A项解析中表达式可计算:Ksp[Fe(OH)2]=10-16.3,Ksp[Mn(OH)2]=10-12.7,Ka(HA)=10-4.8,B错误;根据Q点纵坐标值相等,有:2pH-15.3=4.8-pH,pH=6.7,-lg X=4.8-6.7=-1.9,C正确;HA的电离程度大于A-的水解程度,平衡时溶液中-lg <0,-lg =-lg Ka-pH,pH>4.8,D错误。
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小题专攻6
对数图像及分布分数图像分析
02
真题研做
01
典例分析
模型构建
明确考向
03
对点演练
能力培养
04
课后作业
巩固提升
目 录
contents
典例分析 模型构建
【例1】 (2024·福建高考)将草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]
的盐酸中,平衡时部分组分的lg c-lg c0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=
10-1.3,Ka2=10-4.3。下列说法错误的是(  )
A. lg c0(HCl)=-1.2时,溶液的pH=1.3
B. 任意c0(HCl)下均有:c(Ca2+)=c(HC2 )+c(H2C2O4)+c(C2 )
C. CaC2O4(s)+2H+(aq) Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常数为10-3.0
D. lg c0(HCl)=-4.1时,2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+2c(HC2 )+c(Cl-)

【流程分析】
【模型构建】
1. 对数图像。将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比
值 取常用对数,即lg c(A)或lg ,与溶液中的pH或溶液
的体积等关系作出的图像称为对数图像。常考对数图像的类型如下:
图像种类 具体类型 含义 变化规律
对数 图像 lg 生成物与反应物离子浓
度比的常用对数 lg 越大,反应向正反应
方向进行的程度越大
图像种类 具体类型 含义 变化规律
对数 图像 lg 稀释后与稀释前体积比的常用对数 lg 越大,稀释程度越大
AG=lg
氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数 AG越大,酸性越强,中性时, =1,AG=0
图像种类 具体类型 含义 变化规律
负对数
图像 pH=-lg c
(H+) 氢离子浓度的常用对数负值 pH越大,c(H+)越小,溶
液的碱性越强
pC=-lg c
(C) C离子浓度的常用对数负值 pC越大,c(C)越小
2. 对数图像的解题思维模型
(1)确定图像的类型 是对数图像还是负对数图像。
(2)图像中横坐标和纵坐标的含义 是浓度对数还是比值对数。
(3)抓住图像中特殊点 如pH=7、lg x=0、交叉点。
(4)图像中曲线的变化趋势及含义 判断线上、线下的点所表示的意义。
(5)图像中数据或曲线的变化 与所学知识对接,作出选项的正误判断。
3. 酸碱滴定对数图像(以NaOH溶液滴定二元弱酸H2A为例)
【例2】 (2024·新课标卷13题)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
-)= ]
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, =
下列叙述正确的是(  )

【流程分析】
(1)明确曲线含义:曲线为4种微粒(CH2ClCOOH、CHCl2COOH、
CH2ClCOO-、CHCl2COO-)的分布系数δ与pH的变化关系。
(2)分析图像
(3)综合判断
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。
【模型构建】
1. 分布系数图像,简称分布曲线,是指以pH为横坐标,分布系数即组
分的平衡浓度占总浓度的分数为纵坐标,分布系数与溶液pH之间的关
系曲线。
一元弱酸(以
CH3COOH为例) 二元酸(以草酸为例) 三元酸(以H3PO4为例)
一元弱酸(以
CH3COOH为例) 二元酸(以草酸为
例) 三元酸(以H3PO4为例)
δ0为CH3COOH,δ1
为CH3COO- δ0为H2C2O4、δ1为
HC2 、δ2为C2 δ0为H3PO4、δ1为H2P 、δ2
为HP 、δ3为P
随着pH增大,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增
多。根据分布系数可以书写一定pH时发生反应的离子方程式
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH时的分布系数和酸
的浓度,就可以计算出各成分在该pH时的平衡浓度
2. 分布系数图像分析示例(以NaOH溶液滴定三元弱酸H3A为例)
随着碱的加入,溶液pH增大,发生H3A→H2A-→HA2-→A3-的转化,据
此判断δ0为H3A、δ1为H2A-、δ2为HA2-、δ3为A3-随pH变化的曲线。
3. 对数图像与分布分数图像的转化
以NaOH溶液滴定H2A为例,根据浓度比的对数与pH的图像大概画出微粒
分布分数与pH的图像。
根据分布分数与pH的图像可直观判断微粒浓度大小关系、NaHA溶液的酸
碱性等。
真题研做 明确考向
1. (2024·河北高考11题)在水溶液中,CN-可与多种金属离子形成配离
子。X、Y、Z三种金属离子分别与CN-形成配离子达平衡时,
lg 与-lg c(CN-)的关系如图。
下列说法正确的是(  )
A. 99%的X、Y转化为配离子时,两溶液中CN-的平衡浓度X>Y
B. 向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,达平衡时 >
C. 由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量Y<Z
D. 若相关离子的浓度关系如P点所示,Y配离子的解离速率小于生成速率

解析: 设X、Y、Z与CN-形成的配离子化学式分别为X(CN)x、Y
(CN)y、Z(CN)z,以X为例,存在平衡:X(CN)x X+xCN-,其
平衡常数KX= ,两边同时取对数并整理得lg
=x·[-lg c(CN-)]+lg KX,则X对应的图像为斜率为x的直线,同理,
Y对应的图像为斜率为y的直线,Z对应的图像为斜率为z的直线。设X的初始浓度为a,99%的X转化成配离子时,c(X)=0.01a,c[X(CN)x]=0.99a,lg =lg ≈-2,同理,lg ≈-2,在图像中找到X、Y两直线纵坐标值为-2对应的横坐标的值,X的横坐标数值更大,
由于横坐标是-lg c(CN-),则X对应的c(CN-)更小,A错误;向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,Y会消耗溶液中的CN-,新平衡下c(CN-)变小,-lg c(CN-)变大,则此时X、Z对应的点会沿着相应直线向右移动,结合图像可知,移动后lg >lg ,则 > ,B正确;根据上述分析知,x>y>z,因此由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:Y>Z,C错误;直线上的点代表平衡状态,P点在Y对应直线的下方,在-lg c(CN-)不变,即c(CN-)不变的情况下,P点的lg 相比平衡时偏小,即 偏小,则此时QY= <KY,则解离平衡Y(CN)y Y+yCN-会向右移动,故P点时Y配离子的解离速率大于生成速率,D错误。
2. (2025·河南高考14题)乙二胺(H2NCH2CH2NH2,简写为Y)可结合H+转化为[H2NCH2CH2NH3]+(简写为HY+)和[H3NCH2CH2NH3]2+(简写为H2Y2+)。Ag+与Y可形成[AgY]+和[AgY2]+两种配离子。室温下向AgNO3溶液中加入Y,通过调节混合溶液的pH改变Y的浓度,从而调控不同配离子的浓度(忽略体积变化)。混合溶液中Ag+和Y的初始浓度分别为1.00×10-3 mol·L-1和1.15×10-2 mol·L-1。-lg [c(M)/(mol·L-1)]与-lg [c(Y)/(mol·L-1)]的变化关系如图1所示(其中M代表Ag+、[AgY]+或[AgY2]+),分布系数δ(N)与pH的变化关系如图2所示(其中N代表Y、HY+或H2Y2+),比如δ(H2Y2+)= 。
A. 曲线Ⅰ对应的离子是[AgY2]+
B. δ(HY+)最大时对应的pH=8.39
C. 反应Ag++Y [AgY]+的平衡常数K1=104.70
D. -lg [c(Y)/(mol·L-1)]=3.00时,c(HY+)>c(H2Y2+)>c
(Y)
下列说法错误的是(  )

解析: 含Ag物种存在平衡:[AgY2]+ Y+[AgY]+(KD1)、[AgY]+ Y+Ag+(KD2),随着-lg [c(Y)/(mol·L-1)]增大,即c(Y)减小,[AgY2]+减少、[AgY]+先增加后减少、Ag+增加,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别对应[AgY2]+、[AgY]+、Ag+。将H2Y2+视为二元弱酸,则其存在如下平衡:H2Y2+ H++HY+(Ka1)、HY+ H++Y(Ka2),随着pH增大,H2Y2+减少、HY+先增加后减少、Y增加,故三者分别对应曲线Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。Ⅳ、Ⅴ交点处pH=6.85、c(H2Y2+)=c(HY+),故Ka1= =c(H+)=10-6.85,同理,可得Ka2=10-9.93。由上述分析可知,A正确;
Ka1×Ka2= × =
=10-6.85×10-9.93=10-16.78,δ(HY+)最大时,溶液中c(H2Y2+)
=c(Y),则c2(H+)=10-16.78 mol2·L-2,解得c(H+)=10-8.39
mol·L-1,pH=8.39,B正确;Ag++Y [AgY]+的平衡常数K1=
,曲线Ⅱ、Ⅲ的交点处c(Ag+)=c([AgY]+),c
(Y)=10-4.70 mol·L-1,故K1=104.70,C正确;
由Ag守恒可知:1.00×10-3 mol·L-1=c(Ag+)+c([AgY]+)+c
([AgY2]+),-lg [c(Y)/(mol·L-1)]=3.00时,c(Ag+)=
10-5.01 mol·L-1≈10-5 mol·L-1、c([AgY]+)=c([AgY2]+)=
4.95×10-4 mol·L-1≈5.0×10-4 mol·L-1,由Y守恒可知:1.15×10
-2 mol·L-1=2c([AgY2]+)+c([AgY]+)+c(Y)+c(HY+)
+c(H2Y2+),将c([AgY]+)、c([AgY2]+)代入计算可得c(Y)
+c(HY+)+c(H2Y2+)≈1.15×10-2 mol·L-1-3×5.0×10-4
mol·L-1=1.00×10-2 mol·L-1,则δ(Y)=
≈ =0.1,由图2知,δ
(Y)=0.1时c(HY+)>c(Y)>c(H2Y2+),D错误。
对点演练 能力培养
1. (2025·江西十校联考)常温下,向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一
定浓度KOH溶液,所得溶液中含碳粒子的物质的量分数(又称分布系数)
δ[δ(H2C2O4)= ×100%]与溶液
pH关系如图所示。
A. ②曲线代表δ(C2 )与pH关系
B. 水的电离程度:M>N
C. KHC2O4溶液中c(H2C2O4)>c(C2 )
D. <104
下列叙述正确的是(  )

解析:根据二元弱酸电离常数及分步电离可知,随着pH增大,c(H2C2O4)减小,c(HC2 )先增大后减小,c(C2 )增大,则曲线①代表δ(H2C2O4)随pH的变化,曲线②代表δ(HC2 )随pH的变化,曲线③代表δ(C2 )随pH的变化,A错误;M、N点对应溶液中c(OH-)来自水的电离,在完全反应前c(OH-)越大,水的电离程度越大,cM(OH-)= <cN(OH-)= ,B错误;H2C2O4的电离平衡常数Ka1= ,M点时,pH=1.2,δ(HC2 )=δ(H2C2O4),
Ka1=c(H+)=1×10-1.2,同理,当pH=4.2时,δ(HC2 )=δ(C2 ),Ka2=c(H+)=1×10-4.2,HC2 水解常数Kb2= = =10-12.8<Ka2,故HC2 电离能力大于其水解能力,则KHC2O4溶液中c(H2C2O4)<c(C2 ),C错误;由C可知:Ka1=10-1.2,Ka2=10-4.2,故 = = =1 000<104,D正确。
2. (2025·河北高考14题)已知Cu2+和L3-结合形成两种配离子[CuL]-和
[CuL2]4-。常温下,0.100 mol·L-1的H3L和0.002 mol·L-1的CuSO4混合溶
液中,HL2-和L3-的浓度对数lg c(实线)、含铜微粒的分布系数δ(虚
线)[例如 = ]与溶液pH的关系
如图所示:
A. Cu2++L3- [CuL]-,K=109.4
B. HL2- H++L3-,K=10-11.6
C. 图中a点对应的pH=4.2
D. 当pH=6.4时,体系中c(HL2-)>c([CuL2]4-)>c([CuL]-)>
c(L3-)
下列说法错误的是(  )

解析: HL2-与L3-间存在平衡:HL2- H++L3-,故随溶液pH升高,
lg c(L3-)逐渐增加,故曲线Ⅰ代表lg c(HL2-)的变化关系,曲线Ⅱ代表
lg c(L3-)的变化关系。结合上述分析知,随pH升高,c(L3-)增大,
故Cu2+依次转化为[CuL]-、[CuL2]4-,故曲线Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ依次代表δ(Cu2
+)、δ([CuL]-)、δ([CuL2]4-)的变化曲线。由题图可知,曲线Ⅲ与
曲线Ⅳ交点处δ(Cu2+)=δ([CuL]-),即c(Cu2+)=c([CuL]
-),此时lg c(L3-)=-9.4,c(L3-)=10-9.4 mol·L-1,故K=
= =109.4,A正确;曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点处c(L3-)=c(HL2-),此时pH=11.6,即c(H+)=10-11.6 mol·L-1,故K= =10-11.6,B正确;由题图可知,a点处c(HL2-)=
0.100 mol·L-1,且存在c(Cu2+)=c([CuL2]4-),根据曲线Ⅳ与曲线Ⅴ交点处信息可知,反应[CuL]-+L3- [CuL2]4- K'=107.2,由以上分析知,Cu2++L3- [CuL]- K=109.4,则K·K'= × = =109.4×107.2=1016.6,解得c(L3-)=10-8.3mol·L-1,结合B项分析,代入K= =10-11.6得,c(H+)=10-4.3 mol·L-1,即pH=4.3,C错误;pH=6.4时,c(HL2-)约为0.1 mol·L-1,结合HL2- H++L3- K=10-11.6,故c(L3-)≈10-6.2 mol·L-1,c([CuL2]4-)=0.90×0.002 mol·L-1=1.8×10-3 mol·L-1,c([CuL]-)=0.09×0.002 mol·L-1=1.8×10-4 mol·L-1,故c(HL2-)>c([CuL2]4-)>c([CuL]-)>c(L3-),D正确。
3. (2025·江西名校联盟一模)常温下,在含Fe(NO3)2、Mn(NO3)2、
HA的混合液中滴加NaOH溶液,溶液中-lg X[X=c(Mn2+)、c(Fe2
+)、 ]与pH关系如图所示。已知:常温下,Mn(OH)2溶解度大
于Fe(OH)2。
下列叙述正确的是(  )
A. 直线L2代表-lg c(Mn2+)和pH关系
B. 常温下,Ksp[Fe(OH)2]=10-12.7
C. Q点坐标为(6.7,-1.9)
D. 0.1 mol NaA和0.1 mol HA溶于水可得到pH为4.8的溶液

解析:根据溶度积表达式、电离常数表达式可知,Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)·c2(OH-)=c(Mn2+)· ,两边同取对数得-lg c(Mn2+)=-lg Ksp[Mn(OH)2]-28+2pH,同理-lg c(Fe2+)=-lg Ksp[Fe(OH)2]-28+2pH,-lg =-lg Ka-pH,根据图示与上述表达式变化关系,且Ksp[Mn(OH)2]大于Ksp[Fe(OH)2]可知,L1代表-lg
与pH关系,L2代表-lg c(Fe2+)与pH关系,L3代表-lg c(Mn2+)
与pH关系,A错误;
根据图像中a、b、c点坐标和A项解析中表达式可计算:Ksp[Fe(OH)2]=
10-16.3,Ksp[Mn(OH)2]=10-12.7,Ka(HA)=10-4.8,B错误;根据Q
点纵坐标值相等,有:2pH-15.3=4.8-pH,pH=6.7,-lg X=4.8-
6.7=-1.9,C正确;HA的电离程度大于A-的水解程度,平衡时溶液中
-lg <0,-lg =-lg Ka-pH,pH>4.8,D错误。
课后作业 巩固提升
1. (2025·山西名校一模)常温下,向一定浓度二元弱酸H2A溶液中加入
KOH(s),保持溶液体积和温度不变,测得pH与-lg X[X为c(H2A)、
c(A2-)、 ]变化如图所示。下列说法正确的是(  )
A. 曲线Q代表pH与-lg c(A2-)变化关系
B. 常温下,H2A的Ka1=10-4.3
C. a点溶液中:c(K+)-c(OH-)=c(HA-)+2c(H2A)
D. b点溶液中:c(HA-)=c(A2-)
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解析: 常温下,向一定浓度二元弱酸H2A溶液中加入KOH(s),由于
两者发生反应,所以H2A逐渐减少,-lg c(H2A)会逐渐增大,所以图中
呈上升趋势的为-lg c(H2A)与pH变化关系,为曲线M;H2A H++HA
-,HA- H++A2-,A2-逐渐增大,-lg c(A2-)会逐渐减小,故呈下
降趋势且与横坐标无交点的为-lg c(A2-),为N;另一条则是-lg
与pH的关系图,为Q,A错误;
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M与N的交点:c(H2A)=c(A2-),Ka1Ka2= =
(10-2.8)2=10-5.6,又-lg =0时pH=4.3,即Ka2=10-4.3,故
Ka1= =10-1.3,B错误;a点溶液中存在电荷守恒:c(K+)+c(H
+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-),又c(H2A)=c(A2-),
故c(K+)-c(OH-)+c(H+)=c(HA-)+2c(H2A),a点氢离
子浓度大于0,故c(K+)-c(OH-)<c(HA-)+2c(H2A),C错
误;b点溶液pH=4.3,即-lg =0,故c(HA-)=c(A2-),D正确。
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2. (2025·河北秦皇岛一模)25 ℃时,向20 mL 0.1 mol·L-1二元弱酸
(H2A)溶液中滴加等浓度的盐酸或NaOH溶液,测得溶液中H2A、HA-、
A2-的分布分数δ[如δ(HA-)= ]与溶液
pH的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
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A. 25 ℃时,H2A的Ka2=10-4.6
B. 当pH=3时,溶液中2c(A2-)+c(OH-)+c(H2A)=c(H+)
+c(Na+)
C. pH从1到8的过程中,水的电离程度先减小后增大
D. 当V[NaOH(aq)]=20.0 mL时,溶液中c(H2A)+c(H+)=c
(A2-)+c(OH-)

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解析: 25 ℃时,二元弱酸H2A发生电离,H2A H++HA-,HA- H++A2-,可知酸性越强,H2A浓度越大,碱性越强,A2-浓度越大,由图知,曲线a为c(H2A),曲线b为c(HA-),曲线c为c(A2-),当pH=3时,c
(H2A)=c(HA-),则Ka1= =c(H+)=10-3,
当pH=3.8时,c(H2A)=c(A2-),
× = =Ka1·Ka2=c2(H+)=10-7.6,
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即Ka2= = =10-4.6,A正确;当pH=3时,溶液中c(H2A)=
c(HA-),由电荷守恒得,2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)=c
(H+)+c(Na+),即2c(A2-)+c(OH-)+c(H2A)=c(H+)
+c(Na+),B正确;pH从1到8,初始H2A抑制水的电离,随着加碱中和,
生成盐促进水的电离,水的电离程度应逐渐增大,C错误;当V[NaOH
(aq)]=20.0 mL时,生成NaHA,根据电荷守恒有2c(A2-)+c(OH-)
+c(HA-)=c(H+)+c(Na+),根据元素守恒有c(Na+)=c
(H2A)+c(A2-)+c(HA-),结合两式可得c(H2A)+c(H+)=
c(A2-)+c(OH-),D正确。
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3. (2025·湖南高考13题)草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,
通过下列实验探究了草酸的性质:
实验1:向10 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴入一定
量0.2 mol·L-1 KOH溶液。混合溶液的pH与lg X[X=
或 ]的关系如图所示。
实验2:向10 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液中加入10 mL 0.2 mol·L-1 BaCl2
溶液。
已知:25 ℃时,Ksp(BaC2O4)=10-7.6。混合后溶液体积变化忽略不计。
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下列说法错误的是(  )
A. 实验1,当溶液中c(H2C2O4)=c(C2 )时,pH=2.5
B. 实验1,当溶液呈中性时:c(C2 )>c(HC2 )>c(H2C2O4)
C. 实验2,溶液中有沉淀生成
D. 实验2,溶液中存在:2c(Ba2+)+c(H+)=c(Cl-)+c
(HC2 )+2c(C2 )

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解析: 图像分析:lg X=0时, =1, =1,则
Ka1= =c(H+),Ka2= =c
(H+),由于Ka1>Ka2,结合图像可知Ka1=10-1.2,Ka2=10-3.8。实验
1,当溶液中c(H2C2O4)=c(C2 )时,根据Ka1·Ka2=
× = =10-
1.2×10-3.8=10-5,则c(H+)= =10-2.5 mol·L-1,pH=2.5,
A项正确;
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实验1,当溶液呈中性时,c(H+)=10-7 mol·L-1,Ka2=
, = = =103.2>1,则c
(C2 )>c(HC2 ),同理, = = =
105.8>1,则c(HC2 )>c(H2C2O4),故c(C2 )>c(HC2 )
>c(H2C2O4),B项正确;
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实验2中,两溶液混合后为物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的H2C2O4和BaCl2
的混合溶液,草酸主要发生第一步电离,c(H+)≈c(HC2 ),根据
Ka2= ,则c(C2 )=10-3.8 mol·L-1,c(Ba2
+)·c(C2 )=10-3.8×0.1=10-4.8>Ksp(BaC2O4),故溶液中有沉
淀生成,C项正确;实验2,根据电荷守恒,有2c(Ba2+)+c(H+)=c
(OH-)+c(Cl-)+c(HC2 )+2c(C2 ),D项错误。
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4. (2025·广西来宾一模)常温下,用0.1 mol·L-1盐酸滴定20.00 mL 0.1
mol·L-1弱碱MOH溶液,溶液中pH、分布系数随滴加盐酸体积V(盐酸)
的变化关系如图所示,[比如M+的分布系数:δ(M+)=
],已知:lg 5≈0.7。下列说法错误的是(  )
A. c≈5.4
B. MOH的电离平衡常数是10-4.45
C. a点:b=10,c(MOH)>c(Cl-)
D. V(HCl)=10 mL时,c(M+)+2c(H+)=2c(OH-)+c(MOH)

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解析:常温下,用0.1 mol·L-1盐酸滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1弱碱MOH溶液时,溶液中MOH的浓度减小,M+浓度增大、溶液pH减小且在加入20.00 mL盐酸时,pH发生突变,则曲线①代表δ(M+)、曲线②代表pH的变化、曲线③代表δ(MOH)。由图可知,a点时溶液中MOH与M+浓度相等,溶液pH为9.55,则MOH的电离平衡常数为 =c(OH-)=10-4.45,B正确;
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c点得到溶液为0.05 mol·L-1的MCl溶液,MCl水解方程式为M++H2O
MOH+H+,Kh= ≈ = =10-9.55,c(H
+)= mol·L-1,pH≈5.4,A正确;若b=10,则溶液为等浓
度的MOH、MCl,MCl的水解常数为Kh= =10-9.55<Kb=10-4.45,此
时MOH电离大于M+水解,则导致c(MOH)<c(Cl-)<c(M+),
而a点时溶液中MOH与M+浓度相等,故b<10,C错误;V(HCl)=10
mL时,溶液为等浓度的MOH、MCl,由质子守恒可知:c(M+)+2c
(H+)=2c(OH-)+c(MOH),D正确。
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5. (2025·安徽高考14题)H2A是二元弱酸,M2+不发生水解。25 ℃时,
向足量的难溶盐MA粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中lg[c(M2+)/
(mol·L-1)]与pH的关系如图所示。
已知25 ℃时,Ka1(H2A)=10-1.6,Ka2(H2A)=10-6.8,lg 2=0.3。
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下列说法正确的是(  )
A. 25 ℃时,MA的溶度积常数Ksp(MA)=10-6.3
B. pH=1.6时,溶液中c(M2+)>c(Cl-)>c(HA-)>c(A2-)
C. pH=4.5时,溶液中c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
D. pH=6.8时,溶液中c(H+)+2c(HA-)+c(H2A)=c(OH-)
+c(Cl-)

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解析:根据题意知,平衡时溶液中存在元素守恒c(M2+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)和电荷守恒2c(M2+)+c(H+)=c(Cl-)+2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),根据Ka1= 、Ka2= 及a点和b点数据知,a点处c(HA-)=c(H2A),且pH较小时A2-的浓度可忽略不计,b点处c(A2-)=c(HA-),且pH较大时H2A的浓度可忽略不计。由上述分析知,利用b点数据计算MA的溶度积常
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数,b点处c(M2+)=10-3.0 mol·L-1,根据元素守恒c(M2+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)≈2c(A2-)知,c(A2-)= ×10-3.0 mol·L-1,故Ksp(MA)=c(M2+)·c(A2-)=10-3.0× ×10-3.0= ×10-6=10-6.3,A正确;pH=1.6时,c(H+)>c(OH-),c(M2+)=10-0.4 mol·L-1,c(HA-)=c(H2A),A2-的浓度可忽略不计,根据元素守恒知,c(HA-)≈ mol·L-1,代入电荷守恒式知,c(Cl-)>1.5×10-0.4 mol·L-1>c(M2+),B错误;
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pH=4.5时,溶液中c(H+)=10-4.5 mol·L-1,由Ka1(H2A)=
,知 =102.9>1,故c(HA-)>c(H2A),
由Ka2(H2A)= ,知 =10-2.3<1,故c(HA
-)>c(A2-),由Ka1(H2A)·Ka2(H2A)= ,知
=100.6>1,故c(A2-)>c(H2A),即溶液中c(HA-)>c
(A2-)>c(H2A),C错误;pH=6.8时,联立电荷守恒c(H+)+2c(M2+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(HA-)+2c(A2-)和元素守恒c(M2+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-),可得质子守恒:c(H+)+2c(H2A)+c(HA-)=c(OH-)+c(Cl-),D错误。
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6. (2025·陕西一模)一定温度下,H2SO3水溶液中H2SO3、HS 、S
的分布分数δ与pH的关系如图。例如δ(S )=
。向0.5 L浓度为0.10 mol·L-1的氨水中
通入SO2气体。已知该温度下
Kb(NH3·H2O)=2×10-5,
lg 2≈0.3,Kw=1×10-14,
下列说法正确的是(  )
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A. 通入0.05 mol SO2时,c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(HS )+c
(H2SO3)+c(H+)
B. 当 =1时, =2×10-4
C. 当pH=7.0时,c(N )<c(S )+c(HS )
D. P点时溶液的pH为8.4

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解析:0.5 L浓度为0.10 mol·L-1的氨水,n(NH3·H2O)=0.05 mol,通入0.05 mol SO2时,此时溶质为NH4HSO3,根据物料守恒有c(NH3·H2O)+c(N )=c(HS )+c(H2SO3)+c(S ),根据电荷守恒有c(OH-)+c(HS )+2c(S )=c(H+)+c(N ),所以c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(H2SO3)+c(H+)-c(S ),A错误;当pH=2.2时,c(HS )=c(H2SO3),Ka1(H2SO3)=
=c(H+)=10-2.2,当pH=7.8时,c(HS )=c
(S ),Ka2(H2SO3)= =c(H+)=10-7.8,
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当 =1时,Ka1Ka2= =10-2.2×10-7.8,得c2
(H+)=10-10( mol·L-1)2,c(H+)=10-5 mol·L-1,c(OH-)=
10-9 mol·L-1,Kb(NH3·H2O)= =2×10-5,得 =2×104,B错误;根据电荷守恒有c(OH-)+c(HS )+2c(S )=c(H+)+c(N ),当pH=7.0时,c(OH-)=c(H+),所以c(N )=c(HS )+2c(S ),则c(N )>c(S )+c(HS ),C错误;
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P点时δ(H2SO3)很小,δ(S )=80%,δ(HS )=20%,则
=4,Ka2(H2SO3)= =10-7.8=4c(H+),
c(H+)= mol·L-1,pH=-lg =7.8+2lg 2≈8.4,D正确。
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7. (2025·福建三模)25 ℃时,用0.100 0 mol·L-1HCl标准溶液滴定20.00
mL NH2OH和CH3NH2的混合溶液以测定两种物质的含量,滴定曲线如图甲
所示;四种含氮物质分布分数δ与pH关系如图乙所示。
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A. 该混合溶液中c(NH2OH)>c(CH3NH2)
B. NH2OH+H2O N OH+OH- Kb(NH2OH)=10-3.4
C. b点处有 <0.1
D. a、b、c点均存在c(Cl-)+c(OH-)=c(N OH)+c
(CH3N )+c(H+)
下列说法错误的是(  )

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解析: NH2OH碱性弱于CH3NH2,CH3NH2先发生反应,则第一个滴定
突变点为CH3NH2的滴定终点,由a点可知,c(CH3NH2)=
=0.100 0 mol·L-1;第二个滴定突变点为NH2OH的
滴定终点,由c点可知,c(NH2OH)= =
0.200 0 mol·L-1;b点溶质为CH3N Cl、NH3OHCl、NH2OH,且浓度均
为 ×0.100 0 mol·L-1;结合滴定过程中反应顺序可知,乙图中曲线对应
粒子如图:

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该混合溶液中c(NH2OH)>c(CH3NH2),A正确;由乙图中点(6.0,0.5),此时c(NH2OH)=c(N OH)且pH=6,NH2OH+H2O N OH+OH-,Kb(NH2OH)= =c(OH-)=10-8,B错误;b点处,pH=6.1,结合分析,此时c(Cl-)= ×0.100 0 mol·L-1,则 = = = <0.1,C正确;由电荷守恒,a、b、c点均存在c(Cl-)+c(OH-)=c(N OH)+c(CH3N )+c(H+),D正确。
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8. (2025·辽宁大连一模)HA和H2B分别为一元酸和二元酸,M2+不发生水解。常温条件下,现有含MA2(s)的MA2饱和溶液和含MB(s)的MB饱和溶液。两份溶液中pc(M2+)(pc=-lg c)及含A粒子的分布系数δ 随pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A. 曲线②是MA2饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线
B. Ksp(MB)=10-12
C. A-+H2O HA+OH-的平衡常数约为10-9
D. pH=4时,MB饱和溶液中存在2c(M2+)+c(H+)=2c(B2-)+c(HB-)+c(OH-)

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解析:含MA2(s)的MA2饱和溶液中存在如下平衡:MA2(s) M2++2A-、A-+H2O HA+OH-,往饱和溶液中加酸,溶液的pH不断减小,则两平衡都发生正向移动,HA的分布系数δ不断增大,A-的分布系数δ不断减小,M2+浓度不断增大,pc(M2+)不断减小,所以曲线②表示MA2中pc(M2+)随pH变化曲线,曲线③表示HA的分布系数随pH变化曲线,曲线④表示A-的分布系数随pH变化曲线,曲线①表示MB饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线,A正确;从图中可以看出MB饱和溶液中c(M2+)不随pH的变化而变化,说明B2-不水解,H2B为强酸,MB饱和溶液中,pc(M2+)=10-5 mol·L-1,c(B2-)=c(M2+)=10-5 mol·L-1,所以Ksp(MB)=c(M2+) c(B2-)=10-10,B错误;在曲线③④的交叉点,pH=3,c(HA)=c(A-),A-+H2O HA+OH-的平衡常数为 =10-11,C错误;MB为强碱强酸盐,不存在HB-,D错误。
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演示完毕 感谢观看
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