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高中 | 电离平衡常数题目答案及解析如下,仅供参考!
选修四
第三章 水溶液中的离子平衡
第一节 弱电解质的电离
电离平衡常数
室温下,含有$\rm MCO_{3}(s)$的$\rm 0.01$ $\rm mol·L^{-1}$的$\rm Na_{2}CO_{3}$溶液和含有$\rm MSO_{4}(s)$的$\rm 0.01\;\rm mol·L^{-1}$的$\rm Na_{2}SO_{4}$溶液,两份溶液中的$\rm pM[pM=-\lg \textit{c}(M^{2+})]$以及含碳微粒分布分数$\rm \delta$如$\delta\!\!\text{ (CO}_{3}^{2-}\text{)=}\dfrac{c\text{(CO}_{3}^{2-}\text{)}}{c\text{(CO}_{3}^{2-}\text{)}+c\text{(HCO}_{3}^{-}\text{)}+c\text{(}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{CO}_{3}^{{}}\text{)}}$随$\rm pH$变化关系如图所示。
①$\rm M^{2+}$不水解;②$\rm 10^{0.6}=4$
下列说法错误的是$(\qquad)$
曲线②表示$\\rm MCO_{3}$的变化曲线
","$x=6.97$
","$\\rm MSO_{4}(s)\\rightleftharpoons \\rm M^{2+}(aq)+SO_{4}^{2-}\\rm (aq)$的$K_\\rm{sp}$的数量级为${{10}^{-7}}$
","若将$\\rm Na_{2}CO_{3}$溶液的浓度变为$\\rm 0.1$ $\\rm mol·L^{-1}$,则曲线①②的交点将出现在$\\rm a$点右侧
"]随着$\rm pH$的增大,$c\text{(}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{CO}_{3}^{{}}\text{)}$逐渐减小,$c\text{(HCO}_{3}^{-}\text{)}$逐渐增大,然后$c\text{(HCO}_{3}^{-}\text{)}$逐渐减小,$c\text{(CO}_{3}^{2-}\text{)}$逐渐增大,所以图像中左侧分布系数逐渐减小的曲线代表$c\text{(}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{CO}_{3}^{{}}\text{)}$,右侧分布系数逐渐增大的曲线代表$c\text{(CO}_{3}^{2-}\text{)}$,分布系数先增大后减小的曲线代表$c\text{(HCO}_{3}^{-}\text{)}$;随着$\rm pH$增大,$c\text{(CO}_{3}^{2-}\text{)}$增大,$\rm MCO_{3}(s)$的沉淀溶解平衡逆向移动,溶液中$c\text{(}{{\text{M}}^{2+}}\text{)}$减小,$\rm pM$增大;随着$\rm pH$增大,$c\text{(SO}_{4}^{2-}\text{)}$不变,对$\rm MSO_{4}(s)$的沉淀溶解平衡无影响,溶液中$c\text{(}{{\text{M}}^{2+}}\text{)}$不变,$\rm pM$不变,所以曲线①表示$\rm MSO_{4}$的变化曲线,曲线②表示$\rm MCO_{3}$的变化曲线。
$\rm A$.由分析知,曲线②表示$\rm MCO_{3}$的变化曲线,故$\rm A$正确;
$\rm B$.$\rm pH$为$\rm 6.37$时,$c\text{(}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{CO}_{3}^{{}}\text{)=}c\text{(HCO}_{3}^{-}\text{)}$,$c\text{(}{{\text{H}}^{+}}\text{)}={{10}^{-6.37}}$,所以${{K}_{\text{a}1}}=\dfrac{c\text{(HCO}_{3}^{-}\text{)}c\text{(}{{\text{H}}^{+}}\text{)}}{c\text{(}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{CO}_{3}^{{}}\text{)}}={{10}^{-6.37}}$,$\rm pH$为$x$时$\delta \text{(}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{CO}_{3}^{{}}\text{)}=0.2$,$\delta \text{(HCO}_{3}^{-}\text{)}=0.8$,$c\text{(}{{\text{H}}^{+}}\text{)}={{10}^{-x}}$,则${{K}_{\text{a}1}}=\dfrac{c\text{(HCO}_{3}^{-}\text{)}c\text{(}{{\text{H}}^{+}}\text{)}}{c\text{(}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{CO}_{3}^{{}}\text{)}}=\dfrac{0.8x}{0.2}={{10}^{-6.37}}$,$x={{10}^{-6.\text{9}7}}$,故$\rm B$正确;
$\rm C$.$\rm a$点时,$c\left( \text{SO}_{4}^{2-} \right)=0.01\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$,$c\text{(}{{\text{M}}^{2+}}\text{)}={{10}^{-4.5}}\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$,所以${{K}_{\text{sp}}}=c\text{(}{{\text{M}}^{2+}}\text{)}c\left( \text{SO}_{4}^{2-} \right)={{10}^{-4.5}}\times 0.01={{10}^{-6.5}}$,数量级为${{10}^{-7}}$,故$\rm C$正确;
$\rm D$.曲线①②的交点为$c\text{(}{{\text{M}}^{2+}}\text{)}$不变,若将$\rm Na_{2}CO_{3}$溶液的浓度变为$\rm 0.1$ $\rm mol·L^{-1}$,$\rm pH$相同时,溶液中的$c\text{(CO}_{3}^{2-}\text{)}$比$\rm 0.01$ $\rm mol·L^{-1}$的$\rm Na_{2}CO_{3}$溶液的大,所以曲线①②的交点将出现在$\rm a$点左侧,故$\rm D$错误;
故选:$\rm D$
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