专题05 物质的量分数曲线1.25℃时,改变0.1mol/LRCOOH溶液的pH,溶液中RCOOH、RCOO-的微粒分布分数a(X)= c(X)/[c(RCOOH) + c(RCOO-)];甲酸(HCOOH)与丙酸(CH3CH2COOH)中酸分子的分布分数与pH 的关系如图所示。
下列说法正确的是A. 丙酸的酸性比甲酸强B. CH3CH2COOH CH3CH2COO-+ H+的lgK=-4.88C. 若0.1mol/L 甲酸溶液的pH=2.33,则0.01mol/L 甲酸溶液的pH=3.33D. 将0.1mol/L 的HCOOH溶液与0.1mol/L 的HCOONa溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)>c(HCOOH)>c (HCOO-)>c(OH-)>c(H+)【答案】B【解析】分析:A.根据图像中酸分子的分布分数大小进行判断,酸分子的分布分数越大,酸性越弱;B. 根据图像中给定的信息pH=4.88时,c(CH3CH2COOH)=c(CH3CH2COO-),并结合电离方程式进行解析;C.弱酸溶液加水稀释,促进弱酸的电离;D.根据图示信息,甲酸的电离平衡常数10-3.75,电离大于水解过程,所以HCOOH与HCOONa(1:1)的混合液显酸性。
据此解答问题。
2.室温下,某二元碱X(OH)2水溶液中相关组分的物质的量分数随溶液pH变化的曲线如图所示,下列说法错误的是A. K b2的数量级为10-8B. X(OH)NO3水溶液显碱性C. 等物质的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液中c(X2+)>c[X(OH)+]D. 在X(OH)NO3水溶液中,c[X(OH)2]+c(OH-)= c(X2+)+ c(H+)【答案】C【解析】分析:本题是一道图形比较熟悉的题目,不过题目将一般使用的二元酸变为了二元碱,所以在分析图示时要随时注意考查的是多元碱的分步电离。
详解:A.选取图中左侧的交点数据,此时,pH=6.2,c[X(OH)+]=c(X2+),所以K b2=,选项A正确。
B.X(OH)NO3水溶液中X的主要存在形式为X(OH)+,由图示X(OH)+占主导位置时,pH为7到8之间,溶液显碱性,选项B正确。
C.等物质的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液中c(X2+)和c[X(OH)+]近似相等,根据图示此时溶液的pH约为6,所以溶液显酸性X2+的水解占主导,所以此时c(X2+)<c[X(OH)+],选项C错误。
D.在X(OH)NO3水溶液中,有电荷守恒:c(NO3-)+c(OH-)=2c(X2+)+c(H+)+c[X(OH)]+,物料守恒:c(NO3-)=c(X2+)+c[X(OH)2]+c[X(OH)]+,将物料守恒带入电荷守恒,将硝酸根离子的浓度消去,得到该溶液的质子守恒式为:c[X(OH)2]+c(OH-)=c(X2+)+c(H+)。
3.25℃时,在“H2A―HA-―A2-”的水溶液体系中,H2A、HA-和A2-三者中各自所占的物质的量分数(α)随溶液pH变化的关系如图所示。
下列说法正确的是A. 在含H2A、HA-和A2-的溶液中,加入少量NaOH固体,α(HA-)一定增大B. 将等物质的量的NaHA和Na2A混合物溶于水,所得的溶液中α(HA-)=α(A2-)C. NaHA溶液中,HA-的水解能力小于HA-的电离能力D. 在含H2A、HA-和A2-的溶液中,若c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+),则α(H2A)和α(HA -)一定相等【答案】C【解析】A.根据图像,在含H2A、HA-和A2- 的溶液中,加入少量NaOH固体,溶液的酸性减弱,α(HA-)可能增大,可能减小,与原溶液的成分有关,故A错误;B. 根据图像,将等物质的量的NaHA和Na2A混合物溶于水时,溶液的pH在4~5之间,溶液显酸性,以HA-电离为主,所得的溶液中α(HA-)<α(A2-),故B错误;C.NaHA溶液显酸性,以电离为主,可知其电离程度大于其水解程度,故C正确;D. 在含H2A、HA-和A2-的溶液中,根据电荷守恒,有2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)=c(H+)+ c(Na+),因为c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+),则2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)=c(H+)+ c(Na+)=c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)+ c(Na+),因此c(HA-)=c(H2A) + c(Na+),故D错误;故选C。
4.常温下,HA为一元弱酸。
已知溶液中HA、A-的物质的量分数δ随溶液pH变化的曲线如右图所示。
向10mL0.1mol/LHA溶液中,滴加0.1mol/LNaOH溶液x mL。
下列不正确的是A. 常温下,HA的电离平衡常数K a=10-9B. x=0时,1<pH<7C. x=5时,C(A-)=c(HA)D. x=10时,c(A-)+c(HA)=c(Na+)=0.05mol/L【答案】C【解析】A. 当pH值为9时,溶液中c(H+)=1×10-9mol/L,由c(HA)= c(A-)得,K a=10-9,A 正确;B. HA为弱酸,当不添加NaOH时,溶液呈酸性,且不完全电离,c(H+)<0.1mol/L,B 正确;C. 当x=5时,不能将电离出的H+完全中和,溶液呈酸性,C(A-)与c(HA)不相等,C 错误;D. x=10时,溶液体积为20mL,则此时c(A-)+c(HA)==0.05mol/L,c(Na+)=0.05mol/L,D正确。
故选择C。
5.已知常温下,K a1(H2CO3)=4.3×10-7, K a2(H2CO3)=5.6×10-11。
某二元酸H2R及其钠盐的溶液中,H2R、HR-、R2-三者的物质的量分数随溶液pH变化关系如图所示,下列叙述错误的是()A. 在pH=4.3的溶液中:3c(R2-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)B. 等体积、等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合后,此溶液中水的电离程度比纯水小C. 等浓度的NaOH溶液与H2R溶液按体积比1∶2混合,溶液的pH=1.3D. 向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液,发生反应:2CO32-+H2R=2HCO3-+R2-【答案】C6.常温下,现有0.1mol· L-1NH4HCO3溶液,pH=7.8。
已知含氮(或含碳)各微粒的分布分数(平衡时,各微粒浓度占总微粒浓度之和的分数)与pH 的关系如图所示。
下列说法正确的是A. 当pH=9时,溶液中存在下列关系:c(NH4+)>c(HCO3-)>c(NH3·H2O)>c( CO32-)B. NH4HCO3溶液中存在下列关系:<1C. 向pH=6.5的上述溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液时,NH4+和HCO3-浓度逐渐减小D. 分析可知,常温下水解平衡常数K h(HCO3-)的数量级为10-7【答案】B【解析】分析:A项,由NH3·H2O的分布分数的变化分析NH4+的分布分数的变化,再结合图像判断当pH=9时,溶液中各离子浓度大小;B项,根据碳酸氢铵溶液pH=7.8,判断NH4+与HCO3-的大小关系,结合物料守恒解决该项;C项,结合图像判断滴入氢氧化钠溶液后NH4+和HCO3-浓度变化;D项,利用图像中的特殊点(如pH=6.5时)对应的离子浓度,计算水解平衡常数K h(HCO3-)。
7.25℃时,向20mL 0.1mol/L HAuCl4溶液中滴加0.1mol/LNaOH 溶液,滴定曲线如图1,含氯微粒的物质的量分数(δ) 随pH变化关系如图2,则下列说法不正确的是A. 在c点溶液中: c(Na+)=c(AuCl4-)B. a 点对应溶液pH 约为5C. 25℃时,HAuCl4的电离常数为1×10-3D. d点时,溶液中离子浓度大小关系为: c(Na+)>c(AuCl4-)>c(OH-) >c(H+)【答案】C【解析】c点溶液中,pH=7,c(OH-)=c(H+),根据电荷守恒可知:c(Na+)=c(AuCl4-),A正确;根据Ka= c(H+)×c(AuCl4-)/c(HAuCl4)=10-3×10-3/(0.1-10-3)≈10-5,由于a点时,c(AuCl4-)= c(HAuCl4),所以c(H+)≈10-5mol/L, pH≈5,B正确;0.1mol/LHAuCl4溶液pH=3,根据HAuCl4=H++ AuCl4-可知,该反应的电离常数为Ka=c(H+)×c(AuCl4-)/c(HAuCl4)= 10-3×10-3/(0.1-10-3)=10-5,C错误;d点时,溶液溶质为NaAuCl4,溶液显碱性,所以溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(AuCl4-)>c(OH-)>c(H+),D正确;正确选项C。
8.常温下向100mL0.2mol/L的氨水中逐滴加入0.2mol/L的盐酸,所得溶液中NH4+和NH3·H2O 的物质的量分数φ与加入盐酸的体积V及混合液pH变化的关系如图所示,下列说法正确的是A. 表示NH3·H2O物质的量分数变化的曲线是BB. pH=9.26时的溶液中,NH3·H2O的电离程度小于NH4+的水解程度C. 常温下,NH3·H2O的电离常数为1.8×10-5mol/L (已知lg1.8=0.26)D. 当加入盐酸体积为50mL时,溶液中c(NH4+)-c(NH3·H2O)=2×(10-5+10-9)mol/L【答案】C【解析】NH3·H2O与HCl能够发生反应: NH3·H2O+HCl=NH4Cl+H2O,随着HCl的滴入,NH3·H2O 浓度逐渐减小,NH4+的浓度逐渐增大,所以曲线B表示的是NH4+,不是NH3·H2O的物质的量分数,A选项错误;pH=9.26时,溶液呈碱性,说明NH3·H2O的电离程度大于NH4+离子的水解程度,B选项错误;NH3·H2O NH4++ OH-,K=[C(NH4+)×C(OH-)]/C(NH3·H2O),根据图示得:当PH=9.26时,溶液中NH3·H2O和NH4+的物质的量分数相同,即浓度相同,所以K=C(OH-)=Kw/C(H+)=1×10-14/10-9.26=10-4.74=1.8×10-5,C选项正确;当加入盐酸体积为50mL时,C(Cl-)=1/15mol·L-1,C(NH3·H2O)+C(NH4+)=2/15 mol•L-1,所以有:2C(Cl-)= C(NH3·H2O)+C(NH4+),根据电荷守恒:2C(H+)+2C(NH4+) =2C(Cl-)+2C(OH-),所以c(NH4+)-c(NH3·H2O)=2×(10-5-10-9)mol/L,D选项错误,正确答案是C。