《2025年天星教育试题调研化学第9辑》

原创预测2 常温下，$Cd^{2+}-OH^-$体系中存在平衡关系：$Cd^{2+}+OH^-⇌[Cd(OH)]^+$、$[Cd(OH)]^++OH^-⇌Cd(OH)_2$、$Cd(OH)_2+OH^-⇌[Cd(OH)_3]^-$、$[Cd(OH)_3]^-+OH^-⇌[Cd(OH)_4]^{2-}$，含$Cd$微粒分布分数$δ(某种含Cd微粒的物质的量)所有含Cd微粒的物质的量之和$与$\lg c(OH^-)$的关系如图所示。下列说法错误的是


A.曲线Ⅲ对应的主要平衡过程为$[Cd(OH)]^++OH^-⇌Cd(OH)_2$、$Cd(OH)_2+OH^-⇌[Cd(OH)_3]^-$
B.$pH = 9$时，体系中微粒浓度关系：$c(Cd^{2+})＞c\{[Cd(OH)]^+\}$
C.向$pH＞9$的平衡体系中加水稀释，体系中$[Cd(OH)]^+$与$[Cd(OH)_3]^-$的浓度之比增大
D.$[Cd(OH)_3]^-+OH^-⇌[Cd(OH)_4]^{2-}$的平衡常数$K = 10^{1.7}$

答案：
解析 【判断曲线归属】由题图可知，横轴是$OH^-$浓度的对数，从左到右$c(OH^-)$逐渐增大，结合题中平衡关系可知，当$c(OH^-)$很小时，$c(Cd^{2+})$较大，故曲线Ⅰ表示$δ(Cd^{2+})$与$\lg c(OH^-)$的关系，随着$c(OH^-)$的增大，$Cd^{2+}+OH^-⇌[Cd(OH)]^+$平衡正向移动，$δ\{[Cd(OH)]^+\}$增大，故曲线Ⅱ表示$δ\{[Cd(OH)]^+\}$与$\lg c(OH^-)$的关系，同理可知，曲线Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分别表示$δ[Cd(OH)_2]$、$δ\{[Cd(OH)_3]^-\}$、$δ\{[Cd(OH)_4]^{2-}\}$与$\lg c(OH^-)$的关系。

由上述分析可知，曲线Ⅲ表示$δ[Cd(OH)_2]$随$\lg c(OH^-)$先增大后减小，对应的反应应为$[Cd(OH)]^++OH^-⇌Cd(OH)_2$、$Cd(OH)_2+OH^-⇌[Cd(OH)_3]^-$，A正确
当$c\{[Cd(OH)_3]^-\}=c\{[Cd(OH)_4]^{2-}\}$时，$\lg c(OH^-)= -1.7$，$K=\frac{c\{[Cd(OH)_4]^{2-}\}}{c\{[Cd(OH)_3]^-\}·c(OH^-)}=10^{1.7}$，D错误
$pH = 9$时，$\lg c(OH^-)= -5$，作辅助线可知，此时$c(Cd^{2+})＞c\{[Cd(OH)]^+\}$，B正确
$[Cd(OH)]^++2OH^-⇌[Cd(OH)_3]^-$的平衡常数$K=\frac{c\{[Cd(OH)_3]^-\}}{c\{[Cd(OH)]^+\}·c^2(OH^-)}$，则$\frac{c\{[Cd(OH)]^+\}}{c\{[Cd(OH)_3]^-\}}=\frac{1}{K·c^2(OH^-)}$，加水稀释，$c(OH^-)$减小，$K$不变，则$[Cd(OH)]^+$与$[Cd(OH)_3]^-$的浓度之比增大，C正确。