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高中 | 盐溶液中粒子浓度大小比较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
第三节 盐类的水解
盐溶液中粒子浓度大小比较
常温下,现有两份溶液,分别为含${{\text{M}}_{\text{2}}}\text{A}\left( \text{s} \right)$的${{\text{M}}_{\text{2}}}\text{A}$饱和溶液和含$\rm MB(s)$的$\rm MB$饱和溶液。两种溶液中各自的$\text{p}c\left( {{\text{M}}^{+}} \right)\left( \text{p}c=-\lg {c} \right)$以及含$\rm A$微粒的分布系数$ \delta\left[ \delta\left( {{\text{A}}^{\text{2}-}} \right)=\dfrac{c\left( {{\text{A}}^{\text{2}-}} \right)}{所有含\text{A}微粒的总浓度} \right]$随$\rm pH$的变化关系如图所示,$\mathrm{M}^{+}$、${{\text{B}}^{-}}$均不发生水解。下列说法错误的是$(\qquad)$
曲线③代表$\\delta \\left( {{\\text{A}}^{\\text{2}-}} \\right)$
","${{\\text{M}}_{\\text{2}}}\\text{A}\\left( \\text{s} \\right)+\\text{2}{{\\text{B}}^{-}}\\rightleftharpoons \\text{2MB}\\left( \\text{s} \\right)+{{\\text{A}}^{\\text{2}-}}\\qquad{K}\\approx 5\\times {{10}^{3}}$
","$\\rm pH=3$时,${{\\text{M}}_{\\text{2}}}\\text{A}$饱和溶液中存在:$c\\left( {{\\text{M}}^{+}} \\right)=\\text{4}c\\left( {{\\text{A}}^{\\text{2}-}} \\right)$
","$\\rm 0.001\\text{ mol}\\cdot {{\\text{L}}^{-\\text{1}}}\\;\\rm NaHA$溶液:$c\\left( {{\\text{A}}^{\\text{2}-}} \\right)\\gt c\\left( \\text{H}{{\\text{A}}^{-}} \\right)$
"]含$\rm A$微粒的分布系数曲线只有一个交点,说明$\rm H_{2}A$第一步完全电离,第二步部分电离,含$\rm A$微粒只有$\rm HA^{-}$和$\rm A^{2-}$,二者浓度相等时,$\rm pH=3$,则$\rm HA^{-}$电离常数$ =\dfrac{{c}\left( {{\text{H}}^{+}} \right)\times {c}\left( {{\text{A}}^{2-}} \right)}{{c}\left( \text{H}{{\text{A}}^{-}} \right)}=c\rm (H^{+})=10^{-3}$,$\rm pH$增大,$\rm OH^{-}$浓度增大,$\rm A^{2-}$离子浓度增大,$\rm M^{+}$离子浓度减小,${\rm p}c\rm (M^{+})$增大,则$\rm M_{2}A$饱和溶液中${\rm p}c\rm (M^{+})$随$\rm pH$发生变化,即下方的曲线代表$\rm M_{2}A$饱和溶液中${\rm p}c\rm(M^{+})$,上方曲线代表$\rm MB$饱和溶液中${\rm p}c\rm(M^{+})$,因为${\rm p}c\rm(M^{+})$不随$\rm pH$发生变化,则$\rm HB$为强酸,完全电离,即图中①代表$\rm \delta(HA^{-})$随$\rm pH$的变化图,③代表$\rm \delta(A^{2-})$,②代表$\rm MB$饱和溶液中${\rm p}c\rm(M^{+})$,④代表$\rm M_{2}A$饱和溶液中${\rm p}c\rm(M^{+})$随$\rm pH$发生变化,据此分析解题。
$\rm A$.据图分析可知$\rm H_{2}A$第一步完全电离,第二步部分电离,随着溶液中$\rm pH$逐渐增大,$\rm \delta(HA^{-})$逐渐减小,$\rm \delta(A^{2-})$逐渐增大,所以曲线③代表$\rm \delta(A^{2-})$,$\rm A$正确;
$\rm B$.$\rm M^{+}$、$\rm B^{-}$均不发生水解,所以$\rm MB$饱和溶液中${\rm p}c\rm(M^{+})$不随$\rm pH$变化,则②代表$\rm MB$饱和溶液中${\rm p}c\rm(M^{+})$,④代表$\rm M_{2}A$饱和溶液中${\rm p}c\rm(M^{+})$随$\rm pH$发生变化,据图可知,$\rm pH=10$时,$\rm M_{2}A$饱和溶液中${\rm p}c\rm(M^{+})=2$,$c\rm (M^{+})=0.01\;\rm mol/L$,${ c\rm (A^{2-})}=\dfrac{1}{2} c\rm (M^{+})=0.005\;\rm mol/L$,$ { K_\rm {sp}(M_{2}A)}=c^{2}{\rm (M^{+})}·c\rm (A^{2-})=0.01^{2}\times 0.005=5\times 10^{-7}$,$\rm MB$饱和溶液中${\rm p}c\rm (M^{+})=5$,${c\rm (B^{-})}=c\rm (M^{+})=10^{-5}\;\rm mol/L$,${ K\rm _{sp}(MB)}=c{\rm (M^{+})}·c\rm (B^{-})=10^{-5}\times 10^{-5}=10^{-10}$,${{\text{M}}_{\text{2}}}\text{A}\left( \text{s} \right)+\text{2}{{\text{B}}^{-}}\rightleftharpoons \text{2MB}\left( \text{s} \right)+{{\text{A}}^{\text{2}-}}$中$ K=\dfrac{{c}\left( {{\text{A}}^{2-}} \right)}{{{{c}}^{2}}\left( {{\text{B}}^{-}} \right)}=\dfrac{{{{K}}_{\text{sp}}}\left( {{\text{M}}_{2}}\text{A} \right)}{{{\left[ {{{K}}_{\text{sp}}}\left( \text{MB} \right) \right]}^{2}}}=\dfrac{5\times {{10}^{-7}}}{{{\left( {{10}^{-10}} \right)}^{2}}}=5\times {{10}^{13}}$,$\rm B$错误;
$\rm C$.当溶液$\rm pH=3$时,$\rm \delta{\rm(HA^{-})}=\delta{\rm(A^{2-})}$,$c{\rm(HA^{-})}=c{\rm(A^{2-})}$,溶液中存在物料守恒$c{\rm(M^{+})}=2[c{\rm(HA^{-})}+c{\rm(A^{2-})}]=4c{\rm(A^{2-})}$,$\rm C$正确;
$\rm D$.$\rm HA^{-}$只电离不水解,$\rm HA^{-} \rightleftharpoons H^{+}+A^{2-}$,$\rm 0.001\;\rm mol/L$的$\rm NaHA$的$c{\rm(H^{+})}\lt 10^{-3}\;\rm mol/L$,$\rm pH\gt 3$,$\rm pH=3$时$c{\rm(HA^{-})}=c{\rm(A^{2-})}$,则$\rm pH\gt 3$时, $c{\rm(A^{2-})}\gt c{\rm(HA^{-})}$,$\rm D$正确。
故选:$\rm B$
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