【高考快车道】第一部分 高考热点突破 选择题突破9 水溶液中的离子反应与平衡（课件）-化学高考二轮复习
文档属性
| 名称 | 【高考快车道】第一部分 高考热点突破 选择题突破9 水溶液中的离子反应与平衡（课件）-化学高考二轮复习 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 7.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-18 00:00:00 | ||
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文档简介
(共97张PPT)
选择题突破九 水溶液中的离子反应与平衡
突破点1 溶液中的离子浓度关系与滴定曲线分析
突破点2 分布分数图像及对数图像分析
目录索引
突破点1
溶液中的离子浓度关系与滴定曲线分析
必备知识 梳理
1.基于“三大守恒”规律,明确溶液中粒子浓度的关系
比较项目 具体含义 以Na2CO3溶液为例
电荷 守恒 电解质溶液中,阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等,即溶液呈电中性
元素 守恒 在电解质溶液中,由于某些离子能够水解,粒子种类增多,但这些粒子所含某些原子的总数始终不变,符合原子守恒
质子 守恒 电解质溶液中分子或离子得到和失去质子(H+)的物质的量相等
2.滴定曲线
(1)强碱滴定弱酸曲线特点
由图可知:酸性越弱,Ka越小,滴定突跃范围就越小。
(2)抓住酸碱滴定过程中“五点”,判断溶液中的粒子浓度的关系
起点 判断酸、碱的相对强弱,计算弱酸(碱)的电离常数
半点 判断是哪种溶质的等量混合,根据溶液酸碱性,判断电离与水解程度的大小
中性点 判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足,利用电荷守恒求算电离常数
中和点 判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性,确定酸、碱的强弱
过量点 判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量
如:常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液所得滴定曲线如图:
关键点 溶质 水的电离 应用
起点 CH3COOH 抑制
半点 CH3COOH、CH3COONa (1∶1) 抑制 粒子浓度:
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
中性点 CH3COONa、CH3COOH (少量) 正常 电离
中和点 CH3COONa 促进 粒子浓度:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
过量一 倍点 CH3COONa、NaOH(1∶1) 抑制 粒子浓度:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
链接高考
1.(2023·湖南卷)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η[η=]的变化曲线如图所示。
下列说法错误的是( )
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)D.水的电离程度:aD
解析:a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)≈0.010 0 mol·L-1, c(H+)=10-3.38 mol·L-1,Ka(CH3COOH)= =10-4.76,A正确;点a溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在元素守恒:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),B正确;点b溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和CH3COONa,由于pH<7,溶液显酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(CH3COOH)d,D错误。
2.(经典真题)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-)
C
解析:由于NaX为强碱弱酸盐,X-会部分水解使溶液呈弱碱性,所以NaX溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),A项正确;由于等浓度的三种盐溶液的pH大小关系为NaZ>NaY>NaX,根据盐类水解规律“越弱越水解”可知,NaZ对应的酸(HZ)的酸性最弱,而NaX对应的酸(HX)的酸性最强,则电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ),B项正确;由于三种盐溶液的体积和浓度相同,但碱性强弱不同,所以要使滴定后的溶液pH=7,所滴加盐酸的体积也不相同,即NaZ溶液中滴加盐酸最多,而NaX溶液中滴加盐酸最少,所以最后呈中性的三种溶液中c(Cl-)不相等,据电荷守恒及溶液呈中性条件可知,三种溶液中有c(Cl-)=c(X-)、c(Cl-)=c(Y-)、c(Cl-)=c(Z-),C项错误;将三种溶液混合后所得的混合溶液中的电荷守恒式为c(Cl-)+c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+ c(OH-)=c(H+)+c(Na+),由于混合前三种溶液的物质的量浓度和体积与所加盐酸的物质的量浓度和体积都相等,则混合后的溶液中c(Cl-)=c(Na+),则c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+c(OH-)=c(H+),D项正确。
关键能力 提升
提升1 描述型溶液中离子浓度的比较
1.(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,(H2S)=10-6.97,
(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,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-1Na2S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
2.(2024·江苏卷)室温下,通过下列实验探究SO2的性质。已知(H2SO3)=1.3×10-2,(H2SO3)=6.2×10-8。
实验1:将SO2气体通入水中,测得溶液pH=3。
实验2:将SO2气体通入0.1 mol·L-1 NaOH溶液中,当溶液pH=4时停止通气。
实验3:将SO2气体通入0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是( )
A.实验1所得溶液中:c(HS)+c(S)>c(H+)
B.实验2所得溶液中:c(S)>c(HS)
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得NaHSO3固体
D.实验3所得溶液中:c(S)>c(Mn2+)
D
解析:实验1所得溶液中存在电荷守恒:c(H+)=c(OH-)+c(HS)+2c(S)> c(HS)+c(S),A项错误。实验2所得溶液pH=4,即c(H+)=10-4 mol·L-1,代入H2SO3的二级电离常数计算式(H2SO3)==6.2×10-8,得=6.2×10-4<1,故c(S)c(Mn2+),D项正确。
提升2 滴定曲线分析
3.(2025·安徽卷)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的关系如下图所示。
已知25 ℃时,(H2A)=10-1.6,(H2A)=10-6.8,lg2=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-)
A
解析:此种类型的题首先要写出题目中涉及的化学平衡方程式,本题涉及的平衡方程式为
MA中加入盐酸,A2-+H+ HA-,继续加盐酸HA-+H+ H2A,由(H2A)=10-1.6可知,c(H2A)=c(HA-)时,pH=1.6,由(H2A)=10-6.8可知,
c(A2-)=c(HA-)时,pH=6.8,由(H2A)·(H2A)==10-8.4可知,
c(A2-)=c(H2A)时,pH=4.2。根据溶液中的元素守恒,c(M2+)=c(H2A)+c(HA-)
+c(A2-),当pH=6.8时,c(HA-)=c(A2-),此时c(H2A)基本为零,忽略不计,则c(M2+)=c(HA-)+c(A2-)=2c(A2-),由图可知,此时c(M2+)=10-3 mol·L-1=2c(A2-),则c(A2-)=×10-3 mol·L-1,所以Ksp=c(M2+)·c(A2-)=10-3××10-3=10-6.3,A项正确。
依据(H2A)=10-1.6,=10-1.6可知pH=1.6时c(HA-)=c(H2A),依据电荷守恒2c(M2+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-)+c(OH-)、元素守恒c(M2+)= c(A2-)+c(HA-)+c(H2A),整理可得:c(M2+)+c(H+)+c(HA-)=c(A2-)+c(Cl-)+
c(OH-),pH=1.6时,c(H+)>c(OH-),c(HA-)>c(A2-),因此c(Cl-)>c(M2+),B项错误。依据(H2A)=10-1.6,=10-1.6可知pH=4.5时,=102.9,可知c(HA-)>c(H2A);H2A A2-+2H+的K=(H2A)·(H2A)=10-8.4,
=10-8.4,可知=100.6,c(A2-)>c(H2A),C项错误。依据电荷守恒2c(M2+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-)+c(OH-)、元素守恒c(M2+)=c(A2-)
+c(HA-)+c(H2A),可知2c(A2-)+2c(HA-)+2c(H2A)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)
+c(Cl-)+c(OH-),即c(HA-)+2c(H2A)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),D项错误。
4.(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溶液)=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
解析:结合起点和终点,向20 mL 0.10 mol·L-1 NaOH溶液中滴入相同浓度的HCOOH溶液,发生浓度改变的粒子有Na+、OH-和HCOO-等,当V(HCOOH溶液)=0 mL,溶液中存在的粒子有Na+、OH-等,随着HCOOH的加入,OH-被消耗,浓度逐渐减小,最终变为0,即经过M点呈下降趋势的曲线表示的是OH-浓度的变化;反应过程中产生HCOO-,即经过M点、N点呈上升趋势的曲线表示的是HCOO-浓度的变化。
M点时,V(HCOOH溶液)=10 mL,溶液中溶质的浓度为c(HCOONa)∶c(NaOH)=1∶1,溶液中仍剩余有未反应的NaOH,抑制水的电离,N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,HCOONa的水解促进水的电离,此时水的电离程度最大,A项正确;
M点时,V(HCOOH溶液)=10 mL,溶液中溶质的浓度为c(HCOONa)∶c(NaOH)=1∶1,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+
c(OH-),M点为交点,可知c(HCOO-)=c(OH-),联合可得2c(OH-)=c(Na+)+c(H+),
B项正确;当V(HCOOH溶液)=10 mL时,溶液中溶质的浓度为c(HCOONa)∶c(NaOH)=1∶1,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+
c(OH-),根据元素守恒有c(Na+)=2c(HCOO-)+2c(HCOOH),联合可得c(OH-)=
c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-),C项正确;N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,HCOO-发生水解使溶液显碱性,因此c(Na+)>
c(HCOO-)及c(OH-)>c(H+),观察图中N点可知,c(HCOO-)≈0.05 mol·L-1,根据Ka(HCOOH)==1.8×10-4,可知c(HCOOH)>c(H+),D项错误。
学科素养 发展
1.(2025·安徽蚌埠第二次质检)常温下,某化学兴趣小组将m g NaOH粉末缓慢加入20.00 mL 0.100 0 mol·L-1醋酸溶液(HAc)中,HAc的电离常数Ka=
10-4.76,若加入NaOH的质量为m1 g,溶液的pH=7(溶液的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是( )
A.pH=7时水的电离程度大于m=0.08时水的电离程度
B.NaAc溶液中:c(HAc)+c(H+)=c(OH-)
C.pH=4.76时溶液中:c(HAc)=c(CH3COO-)
D.0.100 0 mol·L-1的HAc溶液中:c(HAc)+c(CH3COO-)=0.100 0 mol·L-1
A
解析:pH=7时,HAc过量,m=0.08时,NaOH与HAc恰好反应,溶质为NaAc,故pH=7时,水的电离程度小于m=0.08时水的电离程度,A错误;NaAc溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),元素守恒:c(Na+)=c(HAc)+ c(CH3COO-),则可得质子守恒式:c(HAc)+c(H+)=c(OH-),B正确;c(H+)=10-4.76 mol·L-1,HAc的电离常数Ka==10-4.76,c(HAc)=c(CH3COO-),
C正确;0.100 0 mol·L-1的HAc溶液中元素守恒式:c(HAc)+c(CH3COO-)= 0.100 0 mol·L-1,D正确。
2.(2024·浙江1月卷)常温下,将等体积、浓度均为0.40 mol·L-1 BaCl2溶液与新制H2SO3溶液混合,出现白色浑浊;再滴加过量的H2O2溶液,振荡,出现白色沉淀。
已知:H2SO3 =1.4×10-2,=6.0×10-8,Ksp(BaSO3)=5.0×10-10, Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。
下列说法不正确的是( )
A.H2SO3溶液中存在c(H+)>c(HS)>c(S)>c(OH-)
B.将0.40 mol·L-1 H2SO3溶液稀释到0.20 mol·L-1,c(S)几乎不变
C.BaCl2溶液与H2SO3溶液混合后出现的白色浑浊不含有BaSO3
D.存在反应Ba2++H2SO3+H2O2══BaSO4↓+2H++H2O是出现白色沉淀的主要原因
C
解析:H2SO3 H++HS,HS H++S,则H2SO3溶液中c(H+)>c(HS)>c(S)>c(OH-),A项正确;由已知H2SO3的,则H2SO3溶液中≈c(S),则稀释H2SO3溶液时,c(S)几乎不变,B项正确;由题意知,等体积混合,c(Ba2+)=0.20 mol·L-1, c(S)≈=6.0×10-8 mol·L-1,Q(BaSO3)=1.2×10-8>Ksp(BaSO3),所以会产生BaSO3沉淀,C项错误;加入双氧水,发生反应: Ba2++H2SO3+H2O2══BaSO4↓+2H++H2O,生成的沉淀为BaSO4,D项正确。
3.(2025·江苏盐城模拟)室温下,用0.1 mol·L-1的氨水吸收SO2,再向溶液中通入O2。已知(H2SO3)=1.3×10-2、(H2SO3)=6.2×10-8, Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1的氨水:10B.向0.1 mol·L-1的氨水中通入适量SO2得pH=7的溶液: c()=c(HS)+c(S)
C.NH4HSO3溶液中:c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(S)+c(NH3·H2O)
D.向吸收了足量SO2的溶液中通O2,反应过程中的值增大
C
解析:NH3·H2O的电离程度较小,0.1 mol·L-1的氨水中,c(NH3·H2O)≈0.1 mol·L-1,c(OH-)≈c(),则该溶液中,c(OH-)≈ mol·L-1=
×10-3 mol·L-1,c(H+)≈ mol·L-1=×10-11 mol·L-1,溶液的pH=-lg(×10-11)≈11.13,A错误;室温下溶液的pH=7,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒c(H+)+c()=c(HS)+2c(S)+c(OH-),则c()=c(HS)+2c(S),c()>c(HS)+c(S),B错误;NH4HSO3溶液中存在电荷守恒c(H+)+c()=c(HS)+2c(S)+c(OH-),存在元素守恒c(NH3·H2O)+c()=c(HS)+c(S)+c(H2SO3),根据电荷守恒和元素守恒得c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(S)+c(NH3·H2O),C正确;向吸收了足量SO2的溶液中通O2,H2SO3被氧化为H2SO4,溶液酸性增强,溶液中c(H+)增大,温度不变,电离平衡常数不变,反应过程中减小,D错误。
4.(2025·广西玉林一模)在25 ℃时,向体积均为20 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的两种酸(HX、HY)中分别滴加0.1 mol·L-1的NaOH溶液,所加NaOH溶液体积与反应后溶液的pH的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.HX的电离方程式为HX H++X-
B.0.1 mol·L-1 HY溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1
C.V(NaOH溶液)=20 mL时,反应后的两种溶液中c(X-)=c(Y-)
D.b点时:c(Y-)-c(HY)>c(H+)-c(OH-)
D
解析:由图可知,0.1 mol·L-1HX的pH=1,则HX为强酸,电离方程式为HX══H++X-,A错误;由图可知,HY的pH=4,0.1 mol·L-1 HY溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,B错误;V(NaOH溶液)=20 mL时,两种溶液恰好反应分别生成等量的NaX和NaY,NaY发生水解,所以溶液中c(X-)>c(Y-),C错误;b点加入NaOH溶液体积为10 mL,对于HY溶液中,反应恰好生成等量的HY和NaY,根据元素守恒:c(Y-)+c(HY)=2c(Na+),根据电荷守恒:c(Y-)+c(OH-)= c(H+)+c(Na+),联立得:c(Y-)-c(HY)=2[c(H+)-c(OH-)],则c(Y-)-c(HY)>c(H+)-c(OH-),D正确。
5.(2025·湖南株洲一模)25 ℃时,向10 mL某浓度新制氯水中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,滴定曲线如图所示。已知次氯酸的电离平衡常数为Ka=2.5×10-8。下列说法错误的是( )
A.甲点溶液中存在:n(Cl2)+n(HClO)+n(Cl-)+n(ClO-)=0.01NA
B.乙到丁的过程中,水的电离程度先增大后减小
C.丙点溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(H+)
D.氯水中存在平衡:Cl2(aq)+H2O(l) H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),其平衡常数K约为10-5
A
解析:氯水中存在反应Cl2+H2O HClO+HCl,加入NaOH溶液,NaOH首先和HCl反应,再和HClO反应;乙点为第一个突跃点,HCl完全反应,得到HClO、NaCl的混合溶液,加入20 mL NaOH溶液对应第二个突跃点,HClO完全反应,得到氯化钠、次氯酸钠的混合溶液。加入20 mL氢氧化钠溶液得到氯化钠、次氯酸钠的混合溶液,钠离子的物质的量为0.02 L×0.1 mol·L-1=0.002 mol,结合钠、氯元素守恒,则2n(Cl2)+n(HClO)+n(Cl-)+
n(ClO-)=0.002 mol,A错误;乙到加入20 mL氢氧化钠溶液的过程中,氯气与水反应的产物不断与NaOH发生反应,水的电离程度一直增大;从加入20 mL氢氧化钠溶液到丁的过程中,溶液中氢氧化钠过量,对水电离的抑制作用不断增大,水的电离程度不断减小,B正确;
丙点溶液中含有NaCl、NaClO、HClO,此时c(H+)=10-8 mol·L-1, Ka==2.5×10-8,则c(ClO-)=2.5c(HClO),结合反应Cl2+H2O HClO+HCl,则c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),所以c(Na+)>c(Cl-) >c(ClO-)>c(H+),C正确;氯水中存在平衡:Cl2(aq)+H2O(l) H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),pH=10时,Cl2与NaOH刚好完全反应,由Cl2+2NaOH══NaCl+NaClO+H2O,可求出c(Cl2)==0.1 mol·L-1,根据起点pH=2,有c(H+)=c(Cl-)=c(HClO)=0.01 mol·L-1,c(Cl2)=0.1 mol·L-1-c(H+),其平衡常数K=≈10-5,D正确。
突破点2 分布分数图像及对数图像分析
必备知识 梳理
1.对数图像
(1)对数图像及分析
利用某种离子浓度(或两种离子浓度比值)的对数(或负对数)与溶液的pH为坐标,建立滴定过程中对数关系图像,电解质溶液中四种常考对数关系及分析如下表:
类型 含义 变化规律
pH=-lg c(H+) 氢离子浓度的负对数值 pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
pC=-lg c(C) C离子浓度的负对数值 pC越大,c(C)越小
生成物与反应物离子浓度比的对数值
稀释后与稀释前体积比的对数值
(2)沉淀溶解平衡图像及分析
图像 分析
纵坐标数值越大,c(M)越小
曲线上方的点为该物质的不饱和溶液
曲线下方的点表示有该物质的沉淀生成
曲线上的点为该物质的饱和溶液
根据曲线上任意一点的坐标,可计算该物质的Ksp 链接高考1
1.(2023·辽宁卷)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS)。
下列说法正确的是( )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.曲线③为pH与-lg c(HS-)的关系曲线
C.(H2S)=10-8.1
D.(H2S)=10-14.7
D
解析:已知H2S饱和溶液中随着pH的增大,H2S的浓度逐渐减小,HS-的浓度增大,S2-浓度逐渐增大,则有-lg c(HS-)和-lg c(S2-)随着pH增大而减小,且pH相同时,HS-浓度大于S2-浓度,即-lg c(HS-)小于-lg c(S2-),则Ni2+和Cd2+浓度逐渐减小,且Ksp(NiS)>Ksp(CdS),即当c(S2-)相同时,c(Ni2+)>c(Cd2+),则-lg c(Ni2+)和-lg c(Cd2+)随着pH增大而增大,且有-lg c(Ni2+)小于-lg c(Cd2+),由此可知曲线①代表Cd2+、②代表Ni2+、③代表S2-、④代表HS-。由分析可知,曲线①代表Cd2+、③代表S2-,由图示曲线①③交点可知,此时c(Cd2+)=c(S2-)=10-13 mol·L-1,则有Ksp(CdS)=c(Cd2+)·c(S2-)=10-13×10-13=10-26,A错误;曲线③为pH与-lg c(S2-)的关系曲线,B错误;
曲线④代表HS-,由图示曲线④两点坐标可知,此时c(H+)=10-1.6 mol·L-1,
c(HS-)=10-6.5 mol·L-1,(H2S)==10-7.1,或者当c(H+)=10-4.2 mol·L-1时,c(HS-)=10-3.9 mol·L-1,(H2S)==10-7.1,C错误;已知=
,由曲线③两点坐标可知,当c(H+)=10-4.9 mol·L-1时,c(S2-)=10-13 mol·L-1,或者当c(H+)=10-6.8 mol·L-1时,c(S2-)=10-9.2 mol·L-1,故有=10-21.8,结合C分析可知,
(H2S)=10-7.1,故有(H2S)=10-14.7,D正确。
2.(2022·海南卷改编)某元素M的氢氧化物M(OH)2(s)在水中的溶解反应为M(OH)2(s) M2+(aq)+2OH-(aq)、M(OH)2(s)+2OH-(aq) M(OH(aq), 25 ℃,-lg c与pH的关系如图所示,c为M2+或M(OH浓度的值。
下列说法错误的是( )
A.线①代表-lg c(M2+)与pH的关系
B.M(OH)2的Ksp约为1×10-17
C.向c(M2+)=0.1 mol·L-1的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,体系中元素M主要以M(OH)2(s)存在
D.向c[M(OH]=0.1 mol·L-1的溶液中加入等体积0.4 mol·L-1的HCl后,体系中元素M主要以M2+存在
D
解析:由题干信息,M(OH)2(s) M2+(aq)+2OH-(aq),M(OH)2(s)+2OH-(aq)
M(OH(aq),随着pH增大,c(OH-)增大,则c(M2+)减小,c[M(OH]增大,即-lg c(M2+)增大,-lg c[M(OH]减小,因此线①代表-lg c(M2+)与pH的关系,线②代表-lg c[M(OH]与pH的关系。由分析可知,A正确;由图像, pH=7.0时,-lg c(M2+)=3.0,则M(OH)2的Ksp=c(M2+)·c2(OH-)=1×10-17,B正确;向c(M2+)=0.1 mol·L-1的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,根据图像,pH=9.0时,c(M2+)、c[M(OH]均极小,则体系中元素M主要以M(OH)2(s)存在,C正确;根据图像,c[M(OH]=0.1 mol·L-1时溶液的pH约为14.5,c(OH-)≈ mol·L-1≈3.2 mol·L-1,加入等体积的0.4 mol·L-1的HCl后,发生中和反应,反应后c(OH-)= mol·L-1=1.4 mol·L-1,此时体系中元素M仍主要以M(OH存在,D错误。
2.分布分数图像
分布分数图像是酸碱中和滴定曲线的一种变式,常以pH、分布分数(δ)为横、纵坐标,结合滴定实验数据绘制出关系曲线,这里分布分数(δ)代表组分的平衡浓度占总浓度的分数。一元弱酸和二元弱酸的分布分数图像及分析如下:
一元弱酸(以CH3COOH为例) 二元弱酸(以草酸H2C2O4为例)
注:pKa为电离常数的负对数
链接高考2
(2025·湖北卷)铜(Ⅰ)、乙腈(简写为L)的某水溶液体系中含铜物种的分布曲线如图。纵坐标(δ)为含铜物种占总铜的物质的量分数,总铜浓度为1.0×10-3 mol·L-1。下列描述正确的是( )
A.Cu++3L [CuL3]+的lgK=0.27
B.当c(Cu+)=c{[CuL]+}时,c{[CuL2]+}=2.0×10-4 mol·L-1
C.n从0增加到2,[CuLn]+结合L的能力随之减小
D.若c{[CuL]+}=c{[CuL3]+},则2c{[CuL2]+}C
关键能力 提升
提升1 对数图像的分析
1.(2025·陕晋青宁卷)常温下,溶液中Al3+、Zn2+、Cd2+以氢氧化物形式沉淀时,-lg[c(X)/(mol·L-1)]与-lg[c(H+)/(mol·L-1)]的关系如图[其中X代表Al3+、Zn2+、Cd2+、Al(OH、Zn(OH或Cd(OH]。
已知:Ksp[Zn(OH)2]下列说法错误的是( )
A.L为-lg c[Al(OH]与-lg c(H+)的关系曲线
B.Zn2++4OH- Zn(OH的平衡常数为1011.2
C.调节NaOH溶液浓度,通过碱浸可完全分离Cd(OH)2和Al(OH)3
D.调节溶液pH为4.7~6.4,可将浓度均为0.1 mol·L-1的Zn2+和Al3+完全分离
B
解析:Al3++3OH-══Al(OH)3↓,Zn2++2OH-══Zn(OH)2↓,Cd2++2OH-══Cd(OH)2↓,由系数关系知Al3+的-lg[c(H+)/(mol·L-1)]~-lg[c(X)/(mol·L-1)]的斜率与Zn2+和Cd2+不同,Ksp[Zn(OH)2]Al(OH)3+OH- Al(OH,Zn(OH)2+2OH- Zn(OH,Cd(OH)2+2OH-
Cd(OH,由系数关系知Al(OH的-lg[c(H+)/(mol·L-1)]~
-lg[c(X)/(mol·L-1)]的斜率与Zn(OH和Cd(OH不同,Zn(OH)2比Cd(OH)2更易与碱反应可确定L为Al(OH,d为Zn(OH,e为Cd(OH,A正确;
由(14.0,5)知Cd(OH)2恰好开始溶解时pH=14.0,由L知,当pH=14.0时, c[Al(OH]>1 mol·L-1,可认为Al(OH)3已全部溶解为Al(OH,则可通过碱浸完全分离Cd(OH)2和Al(OH)3,C正确;当Al3+完全沉淀时,c(OH-)= mol·L-1=1 mol·L-1,pH≈4.7,当Zn2+开始沉淀时,c(OH-)= mol·L-1 =10-7.6 mol·L-1,pH=6.4,因此调节pH范围为4.7~6.4,可使浓度均为0.1 mol·L-1的Zn2+和Al3+完全分离,D正确。
由(3.0,0),c(Al3+)=1 mol·L-1, c(OH-)=10-11 mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=10-33;由(8.4,5),c(Zn2+)=10-5 mol·L-1, c(OH-)=10-5.6 mol·L-1,Ksp[Zn(OH)2]=10-16.2;由(9.4,5),c(Cd2+)=10-5 mol·L-1, c(OH-)=10-4.6 mol·L-1,Ksp[Cd(OH)2]=10-14.2;由(12.4,5),c[Zn(OH]=10-5 mol·L-1, c(OH-)=10-1.6 mol·L-1,c(Zn2+)= mol·L-1=10-13 mol·L-1,由Zn2++4OH- Zn(OH知,K1==1014.4,B错误;
2.(2025·黑吉辽蒙卷)室温下,将0.1 mol AgCl置于0.1 mol·L-1 NH4NO3溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,Ag++NH3 [Ag(NH3)]+和Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数分别为K1和K2;N的水解常数Kh(N)=10-9.25。下列说法错误的是( )
A.Ⅲ为[Ag(NH3)2]+的变化曲线
B.D点:c(N)-c(OH-)>0.1 mol·L-1-c(H+)
C.K1=103.24
D.C点:c(NH3)=10-3.52 mol·L-1
B
解析:将0.1 mol AgCl置于0.1 mol·L-1 NH4NO3溶液中,随pH增大,发生的变化过程有AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag++NH3 [Ag(NH3)]+、Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+,即随着溶液pH增大,NH3、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+的浓度依次增大,由于开始阶段相当于AgCl的饱和溶液,则c(Ag+)基本不变,故可确定:曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为Ag+、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+、NH3的变化曲线。曲线Ⅲ表示[Ag(NH3)2]+的变化曲线,A项正确。D点时,依据电荷守恒,溶液中存在c(N)+c(H+)+c(Ag+)+ c([Ag(NH3)]+)+c([Ag(NH3)2]+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(N),由于c(N)=0.1 mol·L-1,且c(Cl-)=c(Ag+)+c([Ag(NH3)]+)+c([Ag(NH3)2]+),故c(N)+c(H+)=c(OH-)+0.1 mol·L-1成立,B项错误。
图像中pH=7.02时,c(Ag+)=c([Ag(NH3)]+),即K1=,而此时溶液中c(NH3)=10-3.24 mol·L-1,故K1=103.24,C项正确。图像中pH=6.45时,c([Ag(NH3)]+)=c([Ag(NH3)2]+),根据反应②:Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+、反应①:Ag++NH3 [Ag(NH3)]+,由反应②-反应①可得:[Ag(NH3)]++NH3
[Ag(NH3)2]+,则=103.80,故K2=K1· =103.24×103.80=107.04。在C点时,c(Ag+)=c([Ag(NH3)2]+),利用反应②知: K2==107.04,故c(NH3)= mol·L-1=10-3.52 mol·L-1,D项正确。
3.(2024·黑吉辽卷)25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25 ℃时,p(H2CrO4)=0.7,p(H2CrO4)=6.5。
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+ 2Ag++HCr的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中=10-0.5
D
解析:Ag+与Cl-、Ag+与Br-均按个数比1∶1形成化合物,相同条件下AgCl的溶解度大于AgBr,则曲线②、③分别为AgCl、AgBr的沉淀溶解平衡曲线,曲线①为Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线,A正确;利用点(2.0,7.7)计算Ag2CrO4的溶度积常数:Ksp=c2(Ag+)·c(Cr)=(10-2.0)2×10-7.7=10-11.7,反应Ag2CrO4+H+ 2Ag++HCr的平衡常数:K==10-5.2,B正确;利用点(2.0,7.7)计算AgCl的溶度积常数:Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-2.0×10-7.7=10-9.7,当Cl-恰好沉淀完全时, c(Ag+)==10-4.85 mol·L-1,要准确指示滴定终点,则溶液中c(Cr)= mol·L-1=10-2 mol·L-1,则指示剂浓度不能
超过10-2 mol·L-1,C正确;利用点(6.1,6.1)计算AgBr的溶度积:Ksp(AgBr)=(10-6.1)2=10-12.2,当滴定Br-达终点时,存在①c(Ag+)·c(Br-)=10-12.2、②c2(Ag+)·c(Cr)=10-11.7,由①、②得·c(Ag+)=10-0.5 c(Ag+),D错误。
提升2 分布分数图像分析
4.(2025·甘肃卷)氨基乙酸(NH2CH2COOH)是结构最简单的氨基酸分子,其分子在水溶液中存在如下平衡:
在25 ℃时,其分布分数δ[如δ(NH2CH2COO-)= ]与溶液pH关系如下图所示。在100 mL 0.01 mol·L-1 +NH3CH2COOH·Cl-溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液滴入体积的变化关系如下图所示。
下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅰ对应的离子是+NH3CH2COOH
B.a点处对应的pH为9.6
C.b点处c(+NH3CH2COOH)=c(NH2CH2COO-)
D.c点处2c(+NH3CH2COOH)+c(+NH3CH2COO-)
+c(H+)=c(OH-)
C
c点处,发生总反应H2A++2OH-══A-+2H2O,此时溶液中溶质为NaCl、NaA,且二者浓度相同,由元素守恒得2c(H2A+)+2c(HA)+2c(A-)=c(Na+),由电荷守恒得c(Na+)+c(H+)+c(H2A+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(A-),联立得3c(H2A+)+2c(HA)+ c(A-)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),又因c(Cl-)=c(H2A+)+c(HA)+c(A-),可得2c(H2A+)+c(HA)+c(H+)=c(OH-),D项正确。
5.(2025·河北卷)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-)
C
6.(2024·全国新课标卷)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布分数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
解析:由分析知,随着pH的增大,c(CH2ClCOOH)和c(CHCl2COOH)减小, c(CH2ClCOO-)和c(CHCl2COO-)增大,由于—Cl为吸电子基团,则CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH的酸性,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-)与pH的变化关系,A、C两项错误;
a点所在曲线表示δ(CHCl2COOH)与pH的变化关系,初始c0(CHCl2COOH)= 0.10 mol·L-1,若溶液中溶质只有CHCl2COOH,则c(CHCl2COO-)=c(H+)≈ =10-1.15 mol·L-1≈0.07 mol·L-1,由图像知,a点对应的pH为1.0,即c(H+)=0.10 mol·L-1,则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项错误;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项正确。
学科素养 发展
1.(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, p(H2CO3)=6.4、p(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是( )
A.pH=6.5时,溶液中c(C)B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
C.pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(C)+c(HC)+c(Cl)
D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
D
解析:由图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5 mol·L-1,则c(C) < mol·L-1=10-7.1 mol·L-1 2n(Pb2+)+2n[Pb(OH)+]+2n[Pb(CO3],故c(Cl)>2c(Pb2+)+2c[Pb(OH)+]+ 2c[Pb(CO3],即2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(C)+c(HC)+c(Cl),C项正确;
NaHCO3溶液中HC的水解平衡常数为=10-7.6 >(H2CO3),NaHCO3溶液呈碱性,(H2CO3)·(H2CO3)=,由于HC的水解和电离都是微弱的,则NaHCO3溶液的pH约为=8.35,说明加入少量NaHCO3固体,溶液pH稍有增大,由题图可知,当pH由8稍微增大时,PbCO3的物质的量也略有增加,即PbCO3不会溶解,D项错误。
2.(2025·黑龙江齐齐哈尔一模)常温下,向某浓度H2A溶液中缓慢加入NaOH(s),保持溶液体积和温度不变,测得pH与-lg c(H2A)、-lg c(A2-)、
-lg[]变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.a到b的滴定过程中水的电离程度逐渐增大
B.常温下,H2A电离平衡常数为10-0.8
C.a点溶液中,存在c(HA-)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)
D.在NaHA溶液中,存在c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
D
解析:a到b的滴定过程-lg c(A2-)逐渐减小,则c(A2-)逐渐增大,A2-对水电离起促进作用,c(A2-)越大,水的电离程度越大,a到b过程中水的电离程度增大,A正确;电离常数的表达式为①,当pH=3.05时,-lg c(A2-)与-lg c(H2A)相等,即c(A2-)=
c(H2A)代入①,可得=10-6.1,又由图中可知,当pH=5.3时,-lg[]=0,即c(A2-)=c(HA-),即=10-5.3,所以=10-0.8,B正确;a点溶液中c(A2-)=c(H2A),a点时
=102.25,则c(HA-)>c(A2-),C正确;
NaHA溶液中HA-既存在电离又存在水解,则c(Na+)>c(HA-),HA- H++A2-, HA-+H2O H2A+OH-,所以c(A2-)与c(H2A)的大小取决于电离和水解的程度,=10-5.3,即HA-的水解常数Kh==10-13.2,所以HA-的水解程度小于电离程度,所以c(H2A)c(HA-)>c(A2-) >c(H2A),D错误。
3.(2025·河南卷)乙二胺(H2NCH2CH2NH2,简写为Y)可结合H+转化为
[H2NCH2CH2NH3]+(简写为HY+)、[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+)=。
图1
图2
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)
D
由图1中Ⅱ和Ⅲ的交点可得,反应Ag++Y [AgY]+的平衡常数K1==104.70,C项正确;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+),代入得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项错误。
4.(2025·贵州铜仁模拟)某温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑Cr的水解)。下列说法正确的是( )
A.线Ⅱ代表AgCl的沉淀溶解平衡图像
B.图中A点处只能生成Ag2CrO4沉淀
C.2AgCl(s)+Cr(aq) Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)的平衡常数为107.75
D.向浓度相同的KCl、K2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液,先生成Ag2CrO4沉淀
B
解析:由图可知,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr)=(10-2)2×10-7.75=10-11.75,
Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-2×10-7.75=10-9.75,当横坐标为0时,c(Ag+)=
mol·L-1,c(Ag+)==10-9.75 mol·L-1,故线Ⅰ代表-lg c(),线Ⅱ代表-lg c(Cr)。由分析可知,线Ⅰ代表AgCl的沉淀溶解平衡图像,A错误;线上的点恰好为饱和溶液,坐标值越大,离子浓度越小,因此直线上方的区域表示不饱和溶液,直线下方的区域表示过饱和溶液,故A点可以生成Ag2CrO4沉淀,不能生成AgCl沉淀,B正确;
2AgCl(s)+Cr(aq) Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)的平衡常数为=10-7.75,C错误;Ksp(AgCl)=10-9.75,向浓度相同的KCl、K2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液,Cl-所需最小的银离子浓度为,Cr所需最小的银离子浓度为,故Cl-所需最小的银离子浓度更小,故先生成AgCl沉淀,D错误。
5.(2025·河北保定一模)工业回收废旧铅酸蓄电池的铅,首先是将PbSO4转化为PbCO3。现有含PbCO3(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液,含PbSO4(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1的Na2SO4溶液。在一定pH范围内,4种溶液中-lg c(Pb2+)随pH的变化关系如图所示[Ksp(PbCO3)=10-10,平衡常数大于105时表示反应进行完全]。下列说法正确的是( )
A.图中x=9.6
B.线③代表含PbCO3(s)的1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液的变化
C.加入Na2CO3不能使铅酸蓄电池中PbSO4完全转化为PbCO3
D.对含PbSO4(s)的Na2CO3初始浓度为1.0 mol·L-1的溶液,pH变化不会使沉淀发生转化
C
解析:硫酸是强酸,溶液pH变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎不变,则含硫酸铅固体的硫酸钠溶液中铅离子的浓度几乎不变,所以线①②表示含PbSO4(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1的Na2SO4溶液的变化;当pH相同时,溶液中硫酸根离子浓度越大,铅离子浓度越小,所以线①代表含硫酸铅固体的0.1 mol·L-1硫酸钠溶液的变化,线②代表含硫酸铅固体的1.0 mol·L-1硫酸钠溶液的变化;碳酸是弱酸,溶液pH越小,溶液中碳酸根离子浓度越小,铅离子浓度越大,pH相同时,1.0 mol·L-1碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度较大,则线③表示含碳酸铅固体的0.1 mol·L-1碳酸钠溶液的变化,线④表示含碳酸铅固体的1.0 mol·L-1碳酸钠溶液的变化。
由分析可知,线①代表含硫酸铅固体的0.1 mol·L-1硫酸钠溶液的变化,则硫酸铅的溶度积Ksp(PbSO4)=10-6.6×0.1=10-7.6,温度不变,溶度积不变,则线②Ksp(PbSO4)=10-x×1=10-7.6,则x=7.6,A错误;线③表示含碳酸铅固体的0.1 mol·L-1碳酸钠溶液的变化,B错误;反应PbSO4(s)+C(aq) PbCO3(s) +S(aq)的平衡常数K==102.4<105,则该反应不能完全转化,C正确;碳酸是弱酸,溶液pH越小,溶液中碳酸根离子浓度越小,溶液pH越大,溶液中碳酸根离子浓度越大,当碳酸根浓度增大到一定程度时,就会与铅离子生成碳酸铅沉淀,所以沉淀发生转化与溶液pH有关,D错误。
选择题突破九 水溶液中的离子反应与平衡
突破点1 溶液中的离子浓度关系与滴定曲线分析
突破点2 分布分数图像及对数图像分析
目录索引
突破点1
溶液中的离子浓度关系与滴定曲线分析
必备知识 梳理
1.基于“三大守恒”规律,明确溶液中粒子浓度的关系
比较项目 具体含义 以Na2CO3溶液为例
电荷 守恒 电解质溶液中,阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等,即溶液呈电中性
元素 守恒 在电解质溶液中,由于某些离子能够水解,粒子种类增多,但这些粒子所含某些原子的总数始终不变,符合原子守恒
质子 守恒 电解质溶液中分子或离子得到和失去质子(H+)的物质的量相等
2.滴定曲线
(1)强碱滴定弱酸曲线特点
由图可知:酸性越弱,Ka越小,滴定突跃范围就越小。
(2)抓住酸碱滴定过程中“五点”,判断溶液中的粒子浓度的关系
起点 判断酸、碱的相对强弱,计算弱酸(碱)的电离常数
半点 判断是哪种溶质的等量混合,根据溶液酸碱性,判断电离与水解程度的大小
中性点 判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足,利用电荷守恒求算电离常数
中和点 判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性,确定酸、碱的强弱
过量点 判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量
如:常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液所得滴定曲线如图:
关键点 溶质 水的电离 应用
起点 CH3COOH 抑制
半点 CH3COOH、CH3COONa (1∶1) 抑制 粒子浓度:
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
中性点 CH3COONa、CH3COOH (少量) 正常 电离
中和点 CH3COONa 促进 粒子浓度:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
过量一 倍点 CH3COONa、NaOH(1∶1) 抑制 粒子浓度:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
链接高考
1.(2023·湖南卷)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η[η=]的变化曲线如图所示。
下列说法错误的是( )
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)
解析:a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)≈0.010 0 mol·L-1, c(H+)=10-3.38 mol·L-1,Ka(CH3COOH)= =10-4.76,A正确;点a溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在元素守恒:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),B正确;点b溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和CH3COONa,由于pH<7,溶液显酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(CH3COOH)
2.(经典真题)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-)
C
解析:由于NaX为强碱弱酸盐,X-会部分水解使溶液呈弱碱性,所以NaX溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),A项正确;由于等浓度的三种盐溶液的pH大小关系为NaZ>NaY>NaX,根据盐类水解规律“越弱越水解”可知,NaZ对应的酸(HZ)的酸性最弱,而NaX对应的酸(HX)的酸性最强,则电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ),B项正确;由于三种盐溶液的体积和浓度相同,但碱性强弱不同,所以要使滴定后的溶液pH=7,所滴加盐酸的体积也不相同,即NaZ溶液中滴加盐酸最多,而NaX溶液中滴加盐酸最少,所以最后呈中性的三种溶液中c(Cl-)不相等,据电荷守恒及溶液呈中性条件可知,三种溶液中有c(Cl-)=c(X-)、c(Cl-)=c(Y-)、c(Cl-)=c(Z-),C项错误;将三种溶液混合后所得的混合溶液中的电荷守恒式为c(Cl-)+c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+ c(OH-)=c(H+)+c(Na+),由于混合前三种溶液的物质的量浓度和体积与所加盐酸的物质的量浓度和体积都相等,则混合后的溶液中c(Cl-)=c(Na+),则c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+c(OH-)=c(H+),D项正确。
关键能力 提升
提升1 描述型溶液中离子浓度的比较
1.(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,(H2S)=10-6.97,
(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,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-1Na2S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
2.(2024·江苏卷)室温下,通过下列实验探究SO2的性质。已知(H2SO3)=1.3×10-2,(H2SO3)=6.2×10-8。
实验1:将SO2气体通入水中,测得溶液pH=3。
实验2:将SO2气体通入0.1 mol·L-1 NaOH溶液中,当溶液pH=4时停止通气。
实验3:将SO2气体通入0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是( )
A.实验1所得溶液中:c(HS)+c(S)>c(H+)
B.实验2所得溶液中:c(S)>c(HS)
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得NaHSO3固体
D.实验3所得溶液中:c(S)>c(Mn2+)
D
解析:实验1所得溶液中存在电荷守恒:c(H+)=c(OH-)+c(HS)+2c(S)> c(HS)+c(S),A项错误。实验2所得溶液pH=4,即c(H+)=10-4 mol·L-1,代入H2SO3的二级电离常数计算式(H2SO3)==6.2×10-8,得=6.2×10-4<1,故c(S)
提升2 滴定曲线分析
3.(2025·安徽卷)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的关系如下图所示。
已知25 ℃时,(H2A)=10-1.6,(H2A)=10-6.8,lg2=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-)
A
解析:此种类型的题首先要写出题目中涉及的化学平衡方程式,本题涉及的平衡方程式为
MA中加入盐酸,A2-+H+ HA-,继续加盐酸HA-+H+ H2A,由(H2A)=10-1.6可知,c(H2A)=c(HA-)时,pH=1.6,由(H2A)=10-6.8可知,
c(A2-)=c(HA-)时,pH=6.8,由(H2A)·(H2A)==10-8.4可知,
c(A2-)=c(H2A)时,pH=4.2。根据溶液中的元素守恒,c(M2+)=c(H2A)+c(HA-)
+c(A2-),当pH=6.8时,c(HA-)=c(A2-),此时c(H2A)基本为零,忽略不计,则c(M2+)=c(HA-)+c(A2-)=2c(A2-),由图可知,此时c(M2+)=10-3 mol·L-1=2c(A2-),则c(A2-)=×10-3 mol·L-1,所以Ksp=c(M2+)·c(A2-)=10-3××10-3=10-6.3,A项正确。
依据(H2A)=10-1.6,=10-1.6可知pH=1.6时c(HA-)=c(H2A),依据电荷守恒2c(M2+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-)+c(OH-)、元素守恒c(M2+)= c(A2-)+c(HA-)+c(H2A),整理可得:c(M2+)+c(H+)+c(HA-)=c(A2-)+c(Cl-)+
c(OH-),pH=1.6时,c(H+)>c(OH-),c(HA-)>c(A2-),因此c(Cl-)>c(M2+),B项错误。依据(H2A)=10-1.6,=10-1.6可知pH=4.5时,=102.9,可知c(HA-)>c(H2A);H2A A2-+2H+的K=(H2A)·(H2A)=10-8.4,
=10-8.4,可知=100.6,c(A2-)>c(H2A),C项错误。依据电荷守恒2c(M2+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-)+c(OH-)、元素守恒c(M2+)=c(A2-)
+c(HA-)+c(H2A),可知2c(A2-)+2c(HA-)+2c(H2A)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)
+c(Cl-)+c(OH-),即c(HA-)+2c(H2A)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),D项错误。
4.(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:M
C.当V(HCOOH溶液)=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
解析:结合起点和终点,向20 mL 0.10 mol·L-1 NaOH溶液中滴入相同浓度的HCOOH溶液,发生浓度改变的粒子有Na+、OH-和HCOO-等,当V(HCOOH溶液)=0 mL,溶液中存在的粒子有Na+、OH-等,随着HCOOH的加入,OH-被消耗,浓度逐渐减小,最终变为0,即经过M点呈下降趋势的曲线表示的是OH-浓度的变化;反应过程中产生HCOO-,即经过M点、N点呈上升趋势的曲线表示的是HCOO-浓度的变化。
M点时,V(HCOOH溶液)=10 mL,溶液中溶质的浓度为c(HCOONa)∶c(NaOH)=1∶1,溶液中仍剩余有未反应的NaOH,抑制水的电离,N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,HCOONa的水解促进水的电离,此时水的电离程度最大,A项正确;
M点时,V(HCOOH溶液)=10 mL,溶液中溶质的浓度为c(HCOONa)∶c(NaOH)=1∶1,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+
c(OH-),M点为交点,可知c(HCOO-)=c(OH-),联合可得2c(OH-)=c(Na+)+c(H+),
B项正确;当V(HCOOH溶液)=10 mL时,溶液中溶质的浓度为c(HCOONa)∶c(NaOH)=1∶1,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+
c(OH-),根据元素守恒有c(Na+)=2c(HCOO-)+2c(HCOOH),联合可得c(OH-)=
c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-),C项正确;N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,HCOO-发生水解使溶液显碱性,因此c(Na+)>
c(HCOO-)及c(OH-)>c(H+),观察图中N点可知,c(HCOO-)≈0.05 mol·L-1,根据Ka(HCOOH)==1.8×10-4,可知c(HCOOH)>c(H+),D项错误。
学科素养 发展
1.(2025·安徽蚌埠第二次质检)常温下,某化学兴趣小组将m g NaOH粉末缓慢加入20.00 mL 0.100 0 mol·L-1醋酸溶液(HAc)中,HAc的电离常数Ka=
10-4.76,若加入NaOH的质量为m1 g,溶液的pH=7(溶液的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是( )
A.pH=7时水的电离程度大于m=0.08时水的电离程度
B.NaAc溶液中:c(HAc)+c(H+)=c(OH-)
C.pH=4.76时溶液中:c(HAc)=c(CH3COO-)
D.0.100 0 mol·L-1的HAc溶液中:c(HAc)+c(CH3COO-)=0.100 0 mol·L-1
A
解析:pH=7时,HAc过量,m=0.08时,NaOH与HAc恰好反应,溶质为NaAc,故pH=7时,水的电离程度小于m=0.08时水的电离程度,A错误;NaAc溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),元素守恒:c(Na+)=c(HAc)+ c(CH3COO-),则可得质子守恒式:c(HAc)+c(H+)=c(OH-),B正确;c(H+)=10-4.76 mol·L-1,HAc的电离常数Ka==10-4.76,c(HAc)=c(CH3COO-),
C正确;0.100 0 mol·L-1的HAc溶液中元素守恒式:c(HAc)+c(CH3COO-)= 0.100 0 mol·L-1,D正确。
2.(2024·浙江1月卷)常温下,将等体积、浓度均为0.40 mol·L-1 BaCl2溶液与新制H2SO3溶液混合,出现白色浑浊;再滴加过量的H2O2溶液,振荡,出现白色沉淀。
已知:H2SO3 =1.4×10-2,=6.0×10-8,Ksp(BaSO3)=5.0×10-10, Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。
下列说法不正确的是( )
A.H2SO3溶液中存在c(H+)>c(HS)>c(S)>c(OH-)
B.将0.40 mol·L-1 H2SO3溶液稀释到0.20 mol·L-1,c(S)几乎不变
C.BaCl2溶液与H2SO3溶液混合后出现的白色浑浊不含有BaSO3
D.存在反应Ba2++H2SO3+H2O2══BaSO4↓+2H++H2O是出现白色沉淀的主要原因
C
解析:H2SO3 H++HS,HS H++S,则H2SO3溶液中c(H+)>c(HS)>c(S)>c(OH-),A项正确;由已知H2SO3的,则H2SO3溶液中≈c(S),则稀释H2SO3溶液时,c(S)几乎不变,B项正确;由题意知,等体积混合,c(Ba2+)=0.20 mol·L-1, c(S)≈=6.0×10-8 mol·L-1,Q(BaSO3)=1.2×10-8>Ksp(BaSO3),所以会产生BaSO3沉淀,C项错误;加入双氧水,发生反应: Ba2++H2SO3+H2O2══BaSO4↓+2H++H2O,生成的沉淀为BaSO4,D项正确。
3.(2025·江苏盐城模拟)室温下,用0.1 mol·L-1的氨水吸收SO2,再向溶液中通入O2。已知(H2SO3)=1.3×10-2、(H2SO3)=6.2×10-8, Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1的氨水:10
C.NH4HSO3溶液中:c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(S)+c(NH3·H2O)
D.向吸收了足量SO2的溶液中通O2,反应过程中的值增大
C
解析:NH3·H2O的电离程度较小,0.1 mol·L-1的氨水中,c(NH3·H2O)≈0.1 mol·L-1,c(OH-)≈c(),则该溶液中,c(OH-)≈ mol·L-1=
×10-3 mol·L-1,c(H+)≈ mol·L-1=×10-11 mol·L-1,溶液的pH=-lg(×10-11)≈11.13,A错误;室温下溶液的pH=7,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒c(H+)+c()=c(HS)+2c(S)+c(OH-),则c()=c(HS)+2c(S),c()>c(HS)+c(S),B错误;NH4HSO3溶液中存在电荷守恒c(H+)+c()=c(HS)+2c(S)+c(OH-),存在元素守恒c(NH3·H2O)+c()=c(HS)+c(S)+c(H2SO3),根据电荷守恒和元素守恒得c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(S)+c(NH3·H2O),C正确;向吸收了足量SO2的溶液中通O2,H2SO3被氧化为H2SO4,溶液酸性增强,溶液中c(H+)增大,温度不变,电离平衡常数不变,反应过程中减小,D错误。
4.(2025·广西玉林一模)在25 ℃时,向体积均为20 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的两种酸(HX、HY)中分别滴加0.1 mol·L-1的NaOH溶液,所加NaOH溶液体积与反应后溶液的pH的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.HX的电离方程式为HX H++X-
B.0.1 mol·L-1 HY溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1
C.V(NaOH溶液)=20 mL时,反应后的两种溶液中c(X-)=c(Y-)
D.b点时:c(Y-)-c(HY)>c(H+)-c(OH-)
D
解析:由图可知,0.1 mol·L-1HX的pH=1,则HX为强酸,电离方程式为HX══H++X-,A错误;由图可知,HY的pH=4,0.1 mol·L-1 HY溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,B错误;V(NaOH溶液)=20 mL时,两种溶液恰好反应分别生成等量的NaX和NaY,NaY发生水解,所以溶液中c(X-)>c(Y-),C错误;b点加入NaOH溶液体积为10 mL,对于HY溶液中,反应恰好生成等量的HY和NaY,根据元素守恒:c(Y-)+c(HY)=2c(Na+),根据电荷守恒:c(Y-)+c(OH-)= c(H+)+c(Na+),联立得:c(Y-)-c(HY)=2[c(H+)-c(OH-)],则c(Y-)-c(HY)>c(H+)-c(OH-),D正确。
5.(2025·湖南株洲一模)25 ℃时,向10 mL某浓度新制氯水中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,滴定曲线如图所示。已知次氯酸的电离平衡常数为Ka=2.5×10-8。下列说法错误的是( )
A.甲点溶液中存在:n(Cl2)+n(HClO)+n(Cl-)+n(ClO-)=0.01NA
B.乙到丁的过程中,水的电离程度先增大后减小
C.丙点溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(H+)
D.氯水中存在平衡:Cl2(aq)+H2O(l) H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),其平衡常数K约为10-5
A
解析:氯水中存在反应Cl2+H2O HClO+HCl,加入NaOH溶液,NaOH首先和HCl反应,再和HClO反应;乙点为第一个突跃点,HCl完全反应,得到HClO、NaCl的混合溶液,加入20 mL NaOH溶液对应第二个突跃点,HClO完全反应,得到氯化钠、次氯酸钠的混合溶液。加入20 mL氢氧化钠溶液得到氯化钠、次氯酸钠的混合溶液,钠离子的物质的量为0.02 L×0.1 mol·L-1=0.002 mol,结合钠、氯元素守恒,则2n(Cl2)+n(HClO)+n(Cl-)+
n(ClO-)=0.002 mol,A错误;乙到加入20 mL氢氧化钠溶液的过程中,氯气与水反应的产物不断与NaOH发生反应,水的电离程度一直增大;从加入20 mL氢氧化钠溶液到丁的过程中,溶液中氢氧化钠过量,对水电离的抑制作用不断增大,水的电离程度不断减小,B正确;
丙点溶液中含有NaCl、NaClO、HClO,此时c(H+)=10-8 mol·L-1, Ka==2.5×10-8,则c(ClO-)=2.5c(HClO),结合反应Cl2+H2O HClO+HCl,则c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),所以c(Na+)>c(Cl-) >c(ClO-)>c(H+),C正确;氯水中存在平衡:Cl2(aq)+H2O(l) H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),pH=10时,Cl2与NaOH刚好完全反应,由Cl2+2NaOH══NaCl+NaClO+H2O,可求出c(Cl2)==0.1 mol·L-1,根据起点pH=2,有c(H+)=c(Cl-)=c(HClO)=0.01 mol·L-1,c(Cl2)=0.1 mol·L-1-c(H+),其平衡常数K=≈10-5,D正确。
突破点2 分布分数图像及对数图像分析
必备知识 梳理
1.对数图像
(1)对数图像及分析
利用某种离子浓度(或两种离子浓度比值)的对数(或负对数)与溶液的pH为坐标,建立滴定过程中对数关系图像,电解质溶液中四种常考对数关系及分析如下表:
类型 含义 变化规律
pH=-lg c(H+) 氢离子浓度的负对数值 pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
pC=-lg c(C) C离子浓度的负对数值 pC越大,c(C)越小
生成物与反应物离子浓度比的对数值
稀释后与稀释前体积比的对数值
(2)沉淀溶解平衡图像及分析
图像 分析
纵坐标数值越大,c(M)越小
曲线上方的点为该物质的不饱和溶液
曲线下方的点表示有该物质的沉淀生成
曲线上的点为该物质的饱和溶液
根据曲线上任意一点的坐标,可计算该物质的Ksp 链接高考1
1.(2023·辽宁卷)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS)。
下列说法正确的是( )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.曲线③为pH与-lg c(HS-)的关系曲线
C.(H2S)=10-8.1
D.(H2S)=10-14.7
D
解析:已知H2S饱和溶液中随着pH的增大,H2S的浓度逐渐减小,HS-的浓度增大,S2-浓度逐渐增大,则有-lg c(HS-)和-lg c(S2-)随着pH增大而减小,且pH相同时,HS-浓度大于S2-浓度,即-lg c(HS-)小于-lg c(S2-),则Ni2+和Cd2+浓度逐渐减小,且Ksp(NiS)>Ksp(CdS),即当c(S2-)相同时,c(Ni2+)>c(Cd2+),则-lg c(Ni2+)和-lg c(Cd2+)随着pH增大而增大,且有-lg c(Ni2+)小于-lg c(Cd2+),由此可知曲线①代表Cd2+、②代表Ni2+、③代表S2-、④代表HS-。由分析可知,曲线①代表Cd2+、③代表S2-,由图示曲线①③交点可知,此时c(Cd2+)=c(S2-)=10-13 mol·L-1,则有Ksp(CdS)=c(Cd2+)·c(S2-)=10-13×10-13=10-26,A错误;曲线③为pH与-lg c(S2-)的关系曲线,B错误;
曲线④代表HS-,由图示曲线④两点坐标可知,此时c(H+)=10-1.6 mol·L-1,
c(HS-)=10-6.5 mol·L-1,(H2S)==10-7.1,或者当c(H+)=10-4.2 mol·L-1时,c(HS-)=10-3.9 mol·L-1,(H2S)==10-7.1,C错误;已知=
,由曲线③两点坐标可知,当c(H+)=10-4.9 mol·L-1时,c(S2-)=10-13 mol·L-1,或者当c(H+)=10-6.8 mol·L-1时,c(S2-)=10-9.2 mol·L-1,故有=10-21.8,结合C分析可知,
(H2S)=10-7.1,故有(H2S)=10-14.7,D正确。
2.(2022·海南卷改编)某元素M的氢氧化物M(OH)2(s)在水中的溶解反应为M(OH)2(s) M2+(aq)+2OH-(aq)、M(OH)2(s)+2OH-(aq) M(OH(aq), 25 ℃,-lg c与pH的关系如图所示,c为M2+或M(OH浓度的值。
下列说法错误的是( )
A.线①代表-lg c(M2+)与pH的关系
B.M(OH)2的Ksp约为1×10-17
C.向c(M2+)=0.1 mol·L-1的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,体系中元素M主要以M(OH)2(s)存在
D.向c[M(OH]=0.1 mol·L-1的溶液中加入等体积0.4 mol·L-1的HCl后,体系中元素M主要以M2+存在
D
解析:由题干信息,M(OH)2(s) M2+(aq)+2OH-(aq),M(OH)2(s)+2OH-(aq)
M(OH(aq),随着pH增大,c(OH-)增大,则c(M2+)减小,c[M(OH]增大,即-lg c(M2+)增大,-lg c[M(OH]减小,因此线①代表-lg c(M2+)与pH的关系,线②代表-lg c[M(OH]与pH的关系。由分析可知,A正确;由图像, pH=7.0时,-lg c(M2+)=3.0,则M(OH)2的Ksp=c(M2+)·c2(OH-)=1×10-17,B正确;向c(M2+)=0.1 mol·L-1的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,根据图像,pH=9.0时,c(M2+)、c[M(OH]均极小,则体系中元素M主要以M(OH)2(s)存在,C正确;根据图像,c[M(OH]=0.1 mol·L-1时溶液的pH约为14.5,c(OH-)≈ mol·L-1≈3.2 mol·L-1,加入等体积的0.4 mol·L-1的HCl后,发生中和反应,反应后c(OH-)= mol·L-1=1.4 mol·L-1,此时体系中元素M仍主要以M(OH存在,D错误。
2.分布分数图像
分布分数图像是酸碱中和滴定曲线的一种变式,常以pH、分布分数(δ)为横、纵坐标,结合滴定实验数据绘制出关系曲线,这里分布分数(δ)代表组分的平衡浓度占总浓度的分数。一元弱酸和二元弱酸的分布分数图像及分析如下:
一元弱酸(以CH3COOH为例) 二元弱酸(以草酸H2C2O4为例)
注:pKa为电离常数的负对数
链接高考2
(2025·湖北卷)铜(Ⅰ)、乙腈(简写为L)的某水溶液体系中含铜物种的分布曲线如图。纵坐标(δ)为含铜物种占总铜的物质的量分数,总铜浓度为1.0×10-3 mol·L-1。下列描述正确的是( )
A.Cu++3L [CuL3]+的lgK=0.27
B.当c(Cu+)=c{[CuL]+}时,c{[CuL2]+}=2.0×10-4 mol·L-1
C.n从0增加到2,[CuLn]+结合L的能力随之减小
D.若c{[CuL]+}=c{[CuL3]+},则2c{[CuL2]+}
关键能力 提升
提升1 对数图像的分析
1.(2025·陕晋青宁卷)常温下,溶液中Al3+、Zn2+、Cd2+以氢氧化物形式沉淀时,-lg[c(X)/(mol·L-1)]与-lg[c(H+)/(mol·L-1)]的关系如图[其中X代表Al3+、Zn2+、Cd2+、Al(OH、Zn(OH或Cd(OH]。
已知:Ksp[Zn(OH)2]
A.L为-lg c[Al(OH]与-lg c(H+)的关系曲线
B.Zn2++4OH- Zn(OH的平衡常数为1011.2
C.调节NaOH溶液浓度,通过碱浸可完全分离Cd(OH)2和Al(OH)3
D.调节溶液pH为4.7~6.4,可将浓度均为0.1 mol·L-1的Zn2+和Al3+完全分离
B
解析:Al3++3OH-══Al(OH)3↓,Zn2++2OH-══Zn(OH)2↓,Cd2++2OH-══Cd(OH)2↓,由系数关系知Al3+的-lg[c(H+)/(mol·L-1)]~-lg[c(X)/(mol·L-1)]的斜率与Zn2+和Cd2+不同,Ksp[Zn(OH)2]
Cd(OH,由系数关系知Al(OH的-lg[c(H+)/(mol·L-1)]~
-lg[c(X)/(mol·L-1)]的斜率与Zn(OH和Cd(OH不同,Zn(OH)2比Cd(OH)2更易与碱反应可确定L为Al(OH,d为Zn(OH,e为Cd(OH,A正确;
由(14.0,5)知Cd(OH)2恰好开始溶解时pH=14.0,由L知,当pH=14.0时, c[Al(OH]>1 mol·L-1,可认为Al(OH)3已全部溶解为Al(OH,则可通过碱浸完全分离Cd(OH)2和Al(OH)3,C正确;当Al3+完全沉淀时,c(OH-)= mol·L-1=1 mol·L-1,pH≈4.7,当Zn2+开始沉淀时,c(OH-)= mol·L-1 =10-7.6 mol·L-1,pH=6.4,因此调节pH范围为4.7~6.4,可使浓度均为0.1 mol·L-1的Zn2+和Al3+完全分离,D正确。
由(3.0,0),c(Al3+)=1 mol·L-1, c(OH-)=10-11 mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=10-33;由(8.4,5),c(Zn2+)=10-5 mol·L-1, c(OH-)=10-5.6 mol·L-1,Ksp[Zn(OH)2]=10-16.2;由(9.4,5),c(Cd2+)=10-5 mol·L-1, c(OH-)=10-4.6 mol·L-1,Ksp[Cd(OH)2]=10-14.2;由(12.4,5),c[Zn(OH]=10-5 mol·L-1, c(OH-)=10-1.6 mol·L-1,c(Zn2+)= mol·L-1=10-13 mol·L-1,由Zn2++4OH- Zn(OH知,K1==1014.4,B错误;
2.(2025·黑吉辽蒙卷)室温下,将0.1 mol AgCl置于0.1 mol·L-1 NH4NO3溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,Ag++NH3 [Ag(NH3)]+和Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数分别为K1和K2;N的水解常数Kh(N)=10-9.25。下列说法错误的是( )
A.Ⅲ为[Ag(NH3)2]+的变化曲线
B.D点:c(N)-c(OH-)>0.1 mol·L-1-c(H+)
C.K1=103.24
D.C点:c(NH3)=10-3.52 mol·L-1
B
解析:将0.1 mol AgCl置于0.1 mol·L-1 NH4NO3溶液中,随pH增大,发生的变化过程有AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag++NH3 [Ag(NH3)]+、Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+,即随着溶液pH增大,NH3、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+的浓度依次增大,由于开始阶段相当于AgCl的饱和溶液,则c(Ag+)基本不变,故可确定:曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为Ag+、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+、NH3的变化曲线。曲线Ⅲ表示[Ag(NH3)2]+的变化曲线,A项正确。D点时,依据电荷守恒,溶液中存在c(N)+c(H+)+c(Ag+)+ c([Ag(NH3)]+)+c([Ag(NH3)2]+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(N),由于c(N)=0.1 mol·L-1,且c(Cl-)=c(Ag+)+c([Ag(NH3)]+)+c([Ag(NH3)2]+),故c(N)+c(H+)=c(OH-)+0.1 mol·L-1成立,B项错误。
图像中pH=7.02时,c(Ag+)=c([Ag(NH3)]+),即K1=,而此时溶液中c(NH3)=10-3.24 mol·L-1,故K1=103.24,C项正确。图像中pH=6.45时,c([Ag(NH3)]+)=c([Ag(NH3)2]+),根据反应②:Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+、反应①:Ag++NH3 [Ag(NH3)]+,由反应②-反应①可得:[Ag(NH3)]++NH3
[Ag(NH3)2]+,则=103.80,故K2=K1· =103.24×103.80=107.04。在C点时,c(Ag+)=c([Ag(NH3)2]+),利用反应②知: K2==107.04,故c(NH3)= mol·L-1=10-3.52 mol·L-1,D项正确。
3.(2024·黑吉辽卷)25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25 ℃时,p(H2CrO4)=0.7,p(H2CrO4)=6.5。
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+ 2Ag++HCr的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中=10-0.5
D
解析:Ag+与Cl-、Ag+与Br-均按个数比1∶1形成化合物,相同条件下AgCl的溶解度大于AgBr,则曲线②、③分别为AgCl、AgBr的沉淀溶解平衡曲线,曲线①为Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线,A正确;利用点(2.0,7.7)计算Ag2CrO4的溶度积常数:Ksp=c2(Ag+)·c(Cr)=(10-2.0)2×10-7.7=10-11.7,反应Ag2CrO4+H+ 2Ag++HCr的平衡常数:K==10-5.2,B正确;利用点(2.0,7.7)计算AgCl的溶度积常数:Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-2.0×10-7.7=10-9.7,当Cl-恰好沉淀完全时, c(Ag+)==10-4.85 mol·L-1,要准确指示滴定终点,则溶液中c(Cr)= mol·L-1=10-2 mol·L-1,则指示剂浓度不能
超过10-2 mol·L-1,C正确;利用点(6.1,6.1)计算AgBr的溶度积:Ksp(AgBr)=(10-6.1)2=10-12.2,当滴定Br-达终点时,存在①c(Ag+)·c(Br-)=10-12.2、②c2(Ag+)·c(Cr)=10-11.7,由①、②得·c(Ag+)=10-0.5 c(Ag+),D错误。
提升2 分布分数图像分析
4.(2025·甘肃卷)氨基乙酸(NH2CH2COOH)是结构最简单的氨基酸分子,其分子在水溶液中存在如下平衡:
在25 ℃时,其分布分数δ[如δ(NH2CH2COO-)= ]与溶液pH关系如下图所示。在100 mL 0.01 mol·L-1 +NH3CH2COOH·Cl-溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液滴入体积的变化关系如下图所示。
下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅰ对应的离子是+NH3CH2COOH
B.a点处对应的pH为9.6
C.b点处c(+NH3CH2COOH)=c(NH2CH2COO-)
D.c点处2c(+NH3CH2COOH)+c(+NH3CH2COO-)
+c(H+)=c(OH-)
C
c点处,发生总反应H2A++2OH-══A-+2H2O,此时溶液中溶质为NaCl、NaA,且二者浓度相同,由元素守恒得2c(H2A+)+2c(HA)+2c(A-)=c(Na+),由电荷守恒得c(Na+)+c(H+)+c(H2A+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(A-),联立得3c(H2A+)+2c(HA)+ c(A-)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),又因c(Cl-)=c(H2A+)+c(HA)+c(A-),可得2c(H2A+)+c(HA)+c(H+)=c(OH-),D项正确。
5.(2025·河北卷)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-)
C
6.(2024·全国新课标卷)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布分数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
解析:由分析知,随着pH的增大,c(CH2ClCOOH)和c(CHCl2COOH)减小, c(CH2ClCOO-)和c(CHCl2COO-)增大,由于—Cl为吸电子基团,则CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH的酸性,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-)与pH的变化关系,A、C两项错误;
a点所在曲线表示δ(CHCl2COOH)与pH的变化关系,初始c0(CHCl2COOH)= 0.10 mol·L-1,若溶液中溶质只有CHCl2COOH,则c(CHCl2COO-)=c(H+)≈ =10-1.15 mol·L-1≈0.07 mol·L-1,由图像知,a点对应的pH为1.0,即c(H+)=0.10 mol·L-1,则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项错误;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项正确。
学科素养 发展
1.(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, p(H2CO3)=6.4、p(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是( )
A.pH=6.5时,溶液中c(C)
C.pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(C)+c(HC)+c(Cl)
D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
D
解析:由图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5 mol·L-1,则c(C) < mol·L-1=10-7.1 mol·L-1
NaHCO3溶液中HC的水解平衡常数为=10-7.6 >(H2CO3),NaHCO3溶液呈碱性,(H2CO3)·(H2CO3)=,由于HC的水解和电离都是微弱的,则NaHCO3溶液的pH约为=8.35,说明加入少量NaHCO3固体,溶液pH稍有增大,由题图可知,当pH由8稍微增大时,PbCO3的物质的量也略有增加,即PbCO3不会溶解,D项错误。
2.(2025·黑龙江齐齐哈尔一模)常温下,向某浓度H2A溶液中缓慢加入NaOH(s),保持溶液体积和温度不变,测得pH与-lg c(H2A)、-lg c(A2-)、
-lg[]变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.a到b的滴定过程中水的电离程度逐渐增大
B.常温下,H2A电离平衡常数为10-0.8
C.a点溶液中,存在c(HA-)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)
D.在NaHA溶液中,存在c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
D
解析:a到b的滴定过程-lg c(A2-)逐渐减小,则c(A2-)逐渐增大,A2-对水电离起促进作用,c(A2-)越大,水的电离程度越大,a到b过程中水的电离程度增大,A正确;电离常数的表达式为①,当pH=3.05时,-lg c(A2-)与-lg c(H2A)相等,即c(A2-)=
c(H2A)代入①,可得=10-6.1,又由图中可知,当pH=5.3时,-lg[]=0,即c(A2-)=c(HA-),即=10-5.3,所以=10-0.8,B正确;a点溶液中c(A2-)=c(H2A),a点时
=102.25,则c(HA-)>c(A2-),C正确;
NaHA溶液中HA-既存在电离又存在水解,则c(Na+)>c(HA-),HA- H++A2-, HA-+H2O H2A+OH-,所以c(A2-)与c(H2A)的大小取决于电离和水解的程度,=10-5.3,即HA-的水解常数Kh==10-13.2,所以HA-的水解程度小于电离程度,所以c(H2A)
3.(2025·河南卷)乙二胺(H2NCH2CH2NH2,简写为Y)可结合H+转化为
[H2NCH2CH2NH3]+(简写为HY+)、[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+)=。
图1
图2
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)
D
由图1中Ⅱ和Ⅲ的交点可得,反应Ag++Y [AgY]+的平衡常数K1==104.70,C项正确;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+),代入得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项错误。
4.(2025·贵州铜仁模拟)某温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑Cr的水解)。下列说法正确的是( )
A.线Ⅱ代表AgCl的沉淀溶解平衡图像
B.图中A点处只能生成Ag2CrO4沉淀
C.2AgCl(s)+Cr(aq) Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)的平衡常数为107.75
D.向浓度相同的KCl、K2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液,先生成Ag2CrO4沉淀
B
解析:由图可知,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr)=(10-2)2×10-7.75=10-11.75,
Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-2×10-7.75=10-9.75,当横坐标为0时,c(Ag+)=
mol·L-1,c(Ag+)==10-9.75 mol·L-1,故线Ⅰ代表-lg c(),线Ⅱ代表-lg c(Cr)。由分析可知,线Ⅰ代表AgCl的沉淀溶解平衡图像,A错误;线上的点恰好为饱和溶液,坐标值越大,离子浓度越小,因此直线上方的区域表示不饱和溶液,直线下方的区域表示过饱和溶液,故A点可以生成Ag2CrO4沉淀,不能生成AgCl沉淀,B正确;
2AgCl(s)+Cr(aq) Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)的平衡常数为=10-7.75,C错误;Ksp(AgCl)=10-9.75,向浓度相同的KCl、K2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液,Cl-所需最小的银离子浓度为,Cr所需最小的银离子浓度为,故Cl-所需最小的银离子浓度更小,故先生成AgCl沉淀,D错误。
5.(2025·河北保定一模)工业回收废旧铅酸蓄电池的铅,首先是将PbSO4转化为PbCO3。现有含PbCO3(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液,含PbSO4(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1的Na2SO4溶液。在一定pH范围内,4种溶液中-lg c(Pb2+)随pH的变化关系如图所示[Ksp(PbCO3)=10-10,平衡常数大于105时表示反应进行完全]。下列说法正确的是( )
A.图中x=9.6
B.线③代表含PbCO3(s)的1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液的变化
C.加入Na2CO3不能使铅酸蓄电池中PbSO4完全转化为PbCO3
D.对含PbSO4(s)的Na2CO3初始浓度为1.0 mol·L-1的溶液,pH变化不会使沉淀发生转化
C
解析:硫酸是强酸,溶液pH变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎不变,则含硫酸铅固体的硫酸钠溶液中铅离子的浓度几乎不变,所以线①②表示含PbSO4(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1的Na2SO4溶液的变化;当pH相同时,溶液中硫酸根离子浓度越大,铅离子浓度越小,所以线①代表含硫酸铅固体的0.1 mol·L-1硫酸钠溶液的变化,线②代表含硫酸铅固体的1.0 mol·L-1硫酸钠溶液的变化;碳酸是弱酸,溶液pH越小,溶液中碳酸根离子浓度越小,铅离子浓度越大,pH相同时,1.0 mol·L-1碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度较大,则线③表示含碳酸铅固体的0.1 mol·L-1碳酸钠溶液的变化,线④表示含碳酸铅固体的1.0 mol·L-1碳酸钠溶液的变化。
由分析可知,线①代表含硫酸铅固体的0.1 mol·L-1硫酸钠溶液的变化,则硫酸铅的溶度积Ksp(PbSO4)=10-6.6×0.1=10-7.6,温度不变,溶度积不变,则线②Ksp(PbSO4)=10-x×1=10-7.6,则x=7.6,A错误;线③表示含碳酸铅固体的0.1 mol·L-1碳酸钠溶液的变化,B错误;反应PbSO4(s)+C(aq) PbCO3(s) +S(aq)的平衡常数K==102.4<105,则该反应不能完全转化,C正确;碳酸是弱酸,溶液pH越小,溶液中碳酸根离子浓度越小,溶液pH越大,溶液中碳酸根离子浓度越大,当碳酸根浓度增大到一定程度时,就会与铅离子生成碳酸铅沉淀,所以沉淀发生转化与溶液pH有关,D错误。
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