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2019年高考化学一轮复习酸碱中和滴定曲线大全专题09强碱滴定三元酸曲线练习

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                      专题    09 强碱滴定三元酸曲线

1.砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素。常温下,H3AsO4                     水溶液中含砷的各物种的

分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与加                           NaOH 溶液调节    pH 的关系

如图所示(已知:pKa=-lgKa),下列说法错误的是


                                                      

A. Na2HAsO4 溶液显碱性

B. H3AsO4 溶液 pKa2 为 2.2

C. m 点对应溶液中由水电离出的           c(OH-)为  10-2.5mol·L-1

                                    +         2-         -      +     -
D. n 点对应溶液中离子浓度关系为:c(Na             )>c(HAsO4   )=c(H2AsO4 )>c(H )=c(OH )

【答案】B

【解析】分析:A.根据          Na2HAsO4 溶液 pH 大于  7 判断;

B.根据   H3AsO4 的电离平衡常数计算;

                     2-      3-
C.m  点对应溶液为      HAsO4 和 AsO4 的混合溶液,溶液显碱性,说明是盐的水解的原因;

D.n  点对应溶液     pH=7,溶液呈中性,据此解答。

                               2-
详解:A.根据图象分析可知,HAsO4             溶液   pH 大于 7,溶液显碱性,A       正确;


                                               2-            -           +
B.H3AsO4 的 Ka2=               ,pH=7   时 c(HAsO4  )=c(H2AsO4  ),Ka2=c(H    )

    -7
=10  ,pKa2=7,B   错误;

                     2-      3-
C.m  点对应溶液为      HAsO4 和 AsO4 的混合溶液,溶液显碱性,盐类水解促进水的电离,

m 点溶液的    pH=11.5,则对应溶液中由水电离出的             c(OH-)为  10-2.5mol·L-1,C 正确;

                                +         2-         -      +     -
D.n  点对应溶液     pH=7,溶液中     c(Na )>c(HAsO4  )=c(H2AsO4 )>c(H )=c(OH ),D 正确;

答案选   B。

                          -1                          -1
2.25℃时,向     10mL0.1mol·L  H3AsO4 水溶液滴加    0.1  mol·L  NaOH 溶液,含砷的各物种

的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与                         pH 的关系分别如下图,下列

说法错误的是
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                - +              -2.2
A. H3AsO4 H2AsO4 +H 的电离常数为     10

                       +            -          3-
B. b 点所处溶液中:c(Na        )=3c(H2AsO4 )+3c(AsO4   )

C. 水的电离程度:a>b>c

        -
D. HAsO4 的水解程度大于电离程度

【答案】C


 

                                                                        -1 
3.亚砷酸(H3AsO3)可用于治疗白血病,在溶液中存在多种微粒形态。向                         1L0.1mol·L

                             -1
H3AsO3 溶液中逐滴加入      0.1mol·L  KOH 溶液,各种微粒物质的量分数与溶液的                pH  关系如

下图所示。下列说法正确的是(      )


                                                             

                                  -9
A. H3AsO3 的电离常数    Ka1 的数量级为    10

                                               -     -
B. pH 在 8.0~10.0 时,反应的离子方程式:H3AsO3+OH          =H2AsO3 +H2O
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                           -        2-       3-                     -1
C. M 点对应的溶液中:c(H2AsO3       )+c(HAsO3 )+c(AsO3  )+c(H3AsO3)= 0.1mol·L

                           -         2-        3-             +     +
D. pH=12 时,溶液中:c(H2AsO3     )+2c(HAsO3 )+3c(AsO3 )+c(H3AsO3)>c(H )+c(K )

【答案】B


 

4.常温下,某酸       H3A 水溶液中含     A 的各种粒子的分布分数(平衡时某种粒子的浓度占各粒

子浓度之和的分数)与         pH 关系图如下所示,下列说法正确的是


                                                               

A. NaH2A 水溶液呈碱性


                    +     -      -       2-     3-
B. H3A 溶液中存在:c(H    )=c(OH )+c(H2A )+ c(HA )+ c(A )
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C. 向  H3A 溶液中加入一定量的        NaOH 溶液至  pH=5 时,

                                                         -  -   2-
D. 向  H3A 溶液中加入氨水使       PH 从 5→9 发生的主要离子反应是:H2A          +OH =HA +H2O

【答案】C

                                                          - +               -
【解析】从图像可知         H3A      为弱酸,存在电离平衡,H3A              H2A +H ,     Ka1=[c(H2A

     +           -2.2  -      2-  +           2-       +         -   -7,2   -
).c(H )]/c(H3A)=10  ;H2A    HA  +H ;Ka2=[ c(HA  ).  c(H )]/ c(H2A )=10  ,H2A

              -                        -         -                         +
+H2O    H3A+OH 水解常数为     K=  c(H3A).c(OH )/ c(H2A ),水的离子积常数为        KW=  c(H ) 

    -    -14                           -      +            -11.8          2-
c(OH )=10  ,所以   K=  c(H3A). KW/  c(H2A ). c(H )=KW/ Ka1=10   Ka2/K=[ c(HA ). 

   +        -    -7.2 -11.8 4.6
c(H )]/ c(H2A )=10 /10   =10  >1,所以电离大于水解,所以 NaH2A 水溶液呈酸性,故

           2-     3- +          +   -               +      -      -       2-
A 错误;B.HA        A +H ;H2O     H +OH ,根据电荷守恒      c(H )=c(OH )+c(H2A )+2c(HA

      3-                        -    +           -2.2        2-    +       -
)+3c(A ),B 错误;C.因为     Ka1=[c(H2A ).c(H )]/c(H3A)=10 ;Ka1=[c(HA ).c(H )]/c(H2A

    -7,2            2-  2  +                         2  +     2-
)=10   ,Ka1. Ka1=[c(HA ).C (H )]/ c(H3A), (Ka1. Ka2)/ C (H )=c(HA )/ c(H3A),当溶

                +   -5    2-             -2.2   -7,2   -10  -0.6
液至   pH=5 时, c(H )=10  c(HA )/ c(H3A)= (10  . 10  )/ 10  =10  ,故  C 正确;D.因

为 氨水为弱电解质,所以在离子反应方程式中不能拆,故                        D 错误。本题答案:C。

                                                                         -
5.亚砷酸(H3AsO3)可以用于治疗白血病,在溶液中存在多种微粒形态。向                         1L0.1mol·L

1
 H3AsO3 溶液中逐滴加入     KOH 溶液,各种微粒物质的量分数与溶液的                pH   关系如下图所示。

下列说法正确的是(    )


                                                       

                                  -9
A. H3AsO3 的电离常数    Ka1 的数量级为    10

                                              -      -
B. pH 在 8.0~10.0 时,反应的离子方程式:H3AsO3+OH         =H2AsO3 +H2O

                           -        2-       3-                   -1
C. M 点对应的溶液中:c(H2AsO3       )+c(HAsO3 )+c(AsO3 )+c(H3AsO3)=0.1mol·L

                          -         2-        3-             +     +
D. pH=12 时,溶液中:c(H2AsO3    )+2c(HAsO3 )+3c(AsO3 )+c(H3AsO3)>c(H )+c(K )

【答案】B

                                             -
【解析】A.      由图中数据可知,pH=9.3        时,c(H2AsO3 )=  c(H3AsO3),故 H3AsO3 的电离常数
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                                                    -10
Ka1=                             ,故  Ka1 的数量级为    10  ,A 不正确;B. 由图可知,

                                                    -
pH 在 8.0~10.0 时,H3AsO3  的物质的量分数逐渐减小、H2AsO3           的物质的量分数逐渐增大,

                            -      -
故反应的离子方程式为          H3AsO3+OH =H2AsO3 +H2O,B 正确;C.  根据物料守恒可知,M         点对应

                 -        2-       3-
的溶液中,n(H2AsO3     )+n(HAsO3 )+n(AsO3  )+n(H3AsO3)= 0.1mol,由于不知道此时溶液的

体积是多少(或不知道加入            KOH 溶液的体积),故无法计算其总浓度,C                不正确;D.由电

                   -         2-        3-     -    +     +
荷守恒可知,c(H2AsO3      )+2c(HAsO3 )+3c(AsO3 )+c(OH )=c(H )+c(K ), pH=12 时,溶液显

                                        2-       2-          2-      2
碱性,由图可知,此时          H3AsO3 主要转化为    HAsO3 和 HAsO3 ,说明   HAsO3 和 HAsO3 的电离

             2-      2                2-       2            -        -
作用小于    HAsO3 和  HAsO3 的水解作用,HAsO3      和 HAsO3 水解都产生     OH ,故  c(OH )>

                             -          2-       3-              +     +
c(H3AsO3),因此,溶液中      c(H2AsO3 )+2c(HAsO3 )+3c(AsO3 )+c(H3AsO3)<c(H )+c(K ),

D 不正确。本题选       B。

6.25℃时,某浓度       H3PO4 溶液中逐滴加入      NaOH 溶液,滴加过程中各种含磷微粒的物质的

量分数   δ  随溶液   pH 的变化曲线如下图所示:下列说法正确的是:


                                                              

                                        2-
A. 曲线  1 和曲线   2 分别表示    8(H3PO4)和 6(HPO4 )的变化

                              -2.1
B. 25℃时,H3PO4  的电离常数      K1=10

                                   2-             +     +
C. pH=7.2 时,溶液中     c(H2PO4ˉ)+c(HPO4 )+c(OHˉ)=c(Na )+c(H )

D. pH=12.3 时,溶液中由水电离出的          c(H+)=10-12.3mol/L

【答案】B

【解析】某浓度       H3PO4 溶液中逐滴加入      NaOH 溶液,滴加过程中各种含磷微粒为              H3PO4、

    -      2-   3-                                             -
H2PO4 、HPO4 、PO4  ,根据   pH 的变化,则曲线       1 为 H3PO4,曲线  2 为 H2PO4 ,曲线  3 为


    2-            3-
HPO4 ,曲线   4 为 PO4 ,故  A 错误;B、H3PO4   的电离常数     K1=              ,     25℃当


                                                                -2.1
pH 为 2.1 时,          =           ,故   K1=             =       10   ,故  B 正确;
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                               -     2-         +   +
C、pH=7.2 时,溶液中微粒为:H2PO4         、HPO4  、OHˉ、Na   、H  ,故电荷守恒为:

                 2-             +    +
c(H2PO4ˉ)+2c(HPO4 )+c(OHˉ)=c(Na )+c(H ),故  C 错误;D、pH=12.3    时,溶液中含磷微

          2-   3-          +                              +    -12.3
粒有:HPO4    、PO4  ,此时   c(H  )=12.3mol/L,但水电离出来的        c(H )>10   mol/L,因为

                2-
有一小部分在      HPO4 中,故   D 错误;故选     B。

7.室温下    H3PO4 溶液中各含磷元素的微粒分布与             pH 关系如图所示,下列叙述中不正确的

是


                                                             

A. lg[K1(H3PO4)]=-2.2

                                               2-       -
B. 向  Na3PO4 溶液中滴加稀硫酸至溶液         pH=8 时,c(HPO4  )>c(H2PO4 )

C. 想获得较纯的      NaH2PO4 溶液,可将溶液      pH 控制在   4~5

                                       +        -       2-
D. 向磷酸溶液中滴加        NaOH 溶液至中性:c(Na      )=c(H2PO4 )+c(HPO4 )

【答案】D


 

8.柠檬酸(用     HR 表示)是一种高效除垢剂,现用一定浓度的柠檬酸溶液去除水垢,溶液中

       -    2-  3-
H3R、H2R 、HR  、R  的含量随     pH 的变化如图所示。下列说法正确的是
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                                         -4
A. H3R 的第二步电离常数       Ka2(H3R)的数量级为    10

B. pH=6 时,c(R3-)=c(HR2-)>c(H+)>c(OH-)

                2-
C. Na2HR 溶液中  HR  的水解程度大于电离程度

              +      -       2-     -
D. pH=4 时,c(H  )=c(H2R )+2c(HR )+c(OH )

【答案】B

                                           -    2-  3-
【解析】A.        据图可知,随      pH 的增大,H3R、H2R    、HR  、R  在图象中对应的曲线分别为


                                                                       2-
a、b、c、d,H3R    的第二步电离常数        Ka2(H3R)=             ,由图可知,当       c(HR  )= 

     -                   +    -4.8                  -5
c(H2R )时,pH  约为   4.8,c(H )=10   mol/L,数量级应为      10  ,故   A 错误;B. 据图可知,

pH=6 时,c(R3-)=c(HR2-)>c(H+)>c(OH-),故 B 正确;C.    HR2-大量存在的溶液      pH 约为  5,溶

                            2-
液呈酸性,所以       Na2HR 溶液中   HR 的水解程度小于电离程度,故             C 错误;D. pH=4  时,溶液

中的阳离子除      H+外还有   Ca2+、Mg2+等,所以不符合电荷守恒,故              D 错误;答案选     B。

                                         -5
9.通常认为残留在溶液中的离子浓度小于                  1×10  mol/L 时,离子不存在。图为         H3PO4 (图

中用   H3A 表示) 在加入强酸或强碱溶液后,平衡时溶液中各微粒浓度的对数值(lgc)-pH                           图。

下列说法不正确的是(   )


                                                        

              -      2-   3-
A. H3PO4 、H2PO4 、HPO4 、PO4  不能在同一溶液中大量共存

                             -7
B. H3PO4 电离平衡常数     Ka2≈1×10

C. 图中虚线    M、N 分别代表     H+和  OH-

                                 2-      -        3-        -              +
D. pH=10 时,溶液中存在关系:c(HPO4          ) >c(OH ) >c(PO4 ) >c(H2PO4 ) >c(H3PO4)>c(H )
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【答案】D


 

                                                        -      2-   3-
10.298K 时,在    H3PO4 溶液中滴入   NaOH 溶液,溶液中      H3PO4、H2PO4 、HPO4 、PO4  的物质

的量分数    δ(X)随   pH 的变化如图所示。下列叙述错误的是


                                                       
                      -8
A. K(H3PO4)的数量级为    10

                     3-        -
B. Na2HPO4 溶液中:c(PO4  ) c(HPO4 )

D. NaH2PO4 溶液显碱性

【答案】D

                                                               +         -
【解析】A、多元弱酸的电离是分步的,第一步电离为主,当                         pH=4 时,c(H  )  c(H2PO4

    -4                       -     2-    3-
)=10 mol/L,溶液中    H3PO4、H2PO4 、HPO4 、PO4  的物质的量分数       δ(X)=1.0,K(H3PO4)= 


              -8                -8                   2-
           =10 mol/L,数量级为     10 ,选项    A 正确;B、HPO4    的水解和电离都是微弱的,
                    3-               -
故  Na2HPO4 溶液中 c(PO4 )       c(HPO4 ),选项  C 正确;D、NaH2PO4   溶液中   H2PO4 电离大于水解,溶液显酸性,

选项   D 错误。答案选     D。

11.砷及其化合物有着广泛的用途。砷有两种常见的弱酸,砷酸(H3AsO4)和亚砷酸

(H3AsO3)。已知砷酸(H3AsO4)的     pKa1、pKa2、pKa3 依次为  2.25、6.77、11.40(pKa=-lgKa)。

回答下列问题:
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(1)已知:As(s) +       H2(g) +2O2(g) =H3AsO4(s) ΔHl


H2(g) +   O2(g) =H2O(1) ΔH2


As(s)+    O2(g)=   As2O5(s)    ΔH3

则反应   As2O5(g) +3H2O(1) = 2H3AsO4(s)  ΔH=_________。

(2)写出砷酸(H3AsO4)的第二步电离方程式___________________________________。

(3)NaH2AsO4 溶液呈______(填“酸性”、“中性”或“碱性”),试通过计算说明

________________________。

(4)亚砷酸(H3AsO3)水溶液中存在多种微粒形态,各种微粒分布分数(平衡时某物种的浓

度占各物种浓度之和的分数)与溶液的                pH 关系如下图所示。


                                                         

以酚酞为指示剂(变色范围           pH8.2~10.0),将  NaOH 溶液逐滴加入到       H3AsO3 溶液中,当溶液

由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为

__________________________。

                                        3-      -        3-  -
(5)某化学兴趣小组同学欲探究可逆反应                  AsO3 +I2+2OH    AsO4 +2I +  H2O。设计如下

图  I 所示装置。实验操作及现象:按图             I 装置加入试剂并连接装置,电流由              C2 流入 C1。  当

电流变为零时,向图         I 装置左边烧杯中逐滴加入一定量             2mol/L 盐酸,发现又产生电流,实

验中电流与时间的关系如图            II 所示。
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             3-
①图   II 中 AsO4 的逆反应速率:a____b( 填“ >”、” <”或“ =” )。

②写出图    II 中 c 点对应图    I 装置的正极反应式__________________________。

③能判断该反应达到平衡状态的是________________。

      -        3-
a.2v(I )正=v(AsO3 )逆 b.溶液的   pH 不再变化

c.电流表示数变为零       d.溶液颜色不再变化


                                   -      +     2-
【答案】       2ΔH1-3ΔH2-2ΔH3     H2AsO4     H +HAsO4   酸性    Ka3=    =      =10-

11.75  6.77                            -     -             3-  -   +    2-
   <10-   即  Ka2>Ka3,溶液呈酸     H3ASO3+OH =H2AsO3 +H2O  <  AsO4 +2e +2H =AsO3 +H2O  

bcd


【解析】(1)已知:①As(s) +            H2(g) +2O2(g) =H3AsO4(s) ΔHl


②H2(g) +    O2(g) =H2O(1) ΔH2


③As(s)+     O2(g)=   As2O5(s)    ΔH3

根据盖斯定律,由①×2-②×3-③×2              得反应   As2O5(g)    +3H2O(1)    =    2H3AsO4(s)  

ΔH=2ΔH1-3ΔH2-2ΔH3;(2)砷酸(H3AsO4)为多元弱酸,分步电离,第二步电离方程式为


     -      +     2-                                             11.75 -6.77
H2AsO4     H +HAsO4 ;(3)NaH2AsO4 溶液呈酸性,Ka3=           =      =10-   <10    即

Ka2>Ka3,溶液呈酸;(4)        根据图中曲线变化,以酚酞为指示剂(变色范围                   pH8.2~10.0),

将  NaOH 溶液逐滴加入到      H3AsO3 溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加,该过程主

                      -                                 -      -
要为   H3ASO3 转化为 H2AsO3 ,则主要反应的离子方程式为            H3ASO3+OH =H2AsO3 +H2O;(5)

①随着反应的进行,离子浓度减小,电流减小,正反应速率减小,逆反应速率增大,故图

         3-                                                            3-
II 中 AsO4 的逆反应速率:a 7.1 时带负电荷,pH     越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1          时带正电荷,pH     越低,表面所带

正电荷越多。pH      不同时吸附剂      X 对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量

吸附剂   X 吸附砷的质量)如题        20 图-3 所示。


                                                      
①在   pH7~9 之间,吸附剂    X 对五价砷的平衡吸附量随          pH 升高而迅速下降,其原因是

______________。
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②在   pH4~7 之间,吸附剂    X 对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为

___________。                        提高吸附剂     X 对三价砷去除效果可采取的措施是

_________________________________。

                                        -                  -
【答案】       碱性溶液吸收了空气中的           CO2  OH  + H3AsO3    H2AsO3  + H2O  2.2   在

                         -          2-
pH7~9 之间,随   pH 升高  H2AsO4 转变为  HAsO4 ,吸附剂   X 表面所带负电荷增多,静电斥力增加  

                                                 -      2-
在  pH4~7 之间,吸附剂    X 表面带正电,五价砷主要以          H2AsO4 和 HAsO4 阴离子存在,静电引力

较大;而三价砷主要以         H3AsO3 分子存在,与吸附剂       X 表面产生的静电引力小            加入氧化剂,

将三价砷转化为五价砷


 

13.As 和  P 属于同主族元素,中国自古就有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雌黄

(As2S3)和雄黄(As4S4)早期都曾用作绘画颜料,又都因有抗病毒疗效而用来入药。在一定条

件下, 雌黄和雄黄的转化关系如图所示。
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(1)亚磷酸(H3PO3)与足量       NaOH 溶液反应生成      Na2HPO3。则亚磷酸为_______(填“一”

“二”或“三”)元酸。

                        2+
(2)反应    I 中,As2S3 和  Sn 恰好完全反应时,其物质的量之比为______________。

(3)反应    II 中,若   0.5     mol    As4S4 参加反应,转移      14    mol 电子,则物质      a 为

_________(填化学式)。

(4)反应Ⅲ中的产物亚砷酸            H3AsO3 可以用于治疗白血病,其在溶液中存在多种微粒形态。

 常温下,用     NaOH 溶液滴定    H3AsO3 时,各种微粒的物质的量分数随            pH 的变化如图所示。


                                                          
①pH  由 7 调至  10 的过程中发生反应的离子方程式为__________________________。

②H3AsO3 的一级电离平衡常数         Ka1=    ______________________________。

                                 -      -       -9
【答案】  二  1 : 1  SO2  H3AsO3+OH    =H2AsO3 +H2O  10

【解析】(1)根据亚磷酸(H3PO3)与足量           NaOH 溶液反应生成      Na2HPO3,说明  Na2HPO3 为正盐,

亚磷酸为二元酸,故答案为:二;

                      2+                         4+
(2)根据图像,As2S3    和  Sn 在酸性溶液中反应生成          H2S、Sn  和 As4S4,反应的方程式为

         2+  +          4+                2+                        2+
2As2S3+2Sn +4H =2H2S↑+2Sn +As4S4,As2S3 和 Sn 恰好完全反应时,As2S3      和  Sn 的物质的

量之比为    1:1,故答案为:1:1; 

(3)反应  II 中,若   0.5 mol As4S4 参加反应,转移      14 mol 电子,则   1 mol As4S4 参加反应,

转移   28  mol 电子,S   元素的化合价变化量为                 =6,因此    S 元素的化合价由-2      价变
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成+4  价,所以物质      a 为 SO2,故答案为:SO2;

                                                 -
(4)①根据图像,pH      由  7 调至 10 时,H3AsO3 转化为    H2AsO3 ,反应的离子方程式为

        -      -                       -      -
H3AsO3+OH =H2AsO3 +H2O,故答案为:H3AsO3+OH   =H2AsO3 +H2O;

                                    -
②根据图像,pH=9      时,c(H3AsO3)=c(H2AsO3 ),H3AsO3 的一级电离方程式为        H3AsO3         


     -  +                                +    -9             -9
H2AsO3 +H ,平衡常数    Ka1=              =c(H )=10 ,故答案为:10       。 
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