《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第一册人教版B山东专版》

2. (湖北卷)$H_2L$为某邻苯二酚配体，其$pK_{a_1} = 7.46$，$pK_{a_2} = 12.4$。常温下构建$Fe(Ⅲ)-H_2L$溶液体系，其中$c_0(Fe^{3+}) = 2.0 × 10^{-4}\ mol · L^{-1}$，$c_0(H_2L) = 5.0 × 10^{-3}\ mol · L^{-1}$。体系中含$Fe$物种的组分分布计量数$\delta$与$pH$的关系如图所示，分布计量数$\delta(x) = \frac{c(x)}{2.0 × 10^{-4}\ mol · L^{-1}}$，已知$\lg 2 \approx 0.30$，$\lg 3 \approx 0.48$。下列说法正确的是(C)。


A.当$pH = 1$时，体系中$c(H_2L) ＞ c([FeL]^+) ＞ c(OH^-) ＞ c(HL^-)$
B.$pH$在$9.5 \sim 10.5$之间，含$L$的物种主要为$L^{2-}$
C.$L^{2-} + [FeL]^+ \rightleftharpoons [FeL_2]^-$的平衡常数的$\lg K$约为$14$
D.当$pH = 10$时，参与配位的$c(L^{2-}) \approx 1.0 × 10^{-3}\ mol · L^{-1}$

答案： 2.C 解析 已知 $H_2L$ 的 $K_{a_1}=\frac{c(H^+)· c(HL^-)}{c(H_2L)}=10^{-7.46}$, $K_{a_2}=\frac{c(H^+)· c(L^{2-})}{c(HL^-)}=10^{-12.4}$, $Fe(III)-H_2L$ 溶液体系中进行的反应: $Fe^{3+} + H_2L \rightleftharpoons [FeL]^+ + 2H^+$, 其中 $c_0(Fe^{3+}) = 2.0 × 10^{-4} mol · L^{-1}$, $c_0(H_2L) = 5.0 × 10^{-3} mol · L^{-1}$。当 $pH=1$ 时, $\delta(Fe^{3+}) = \delta([FeL]^+) = 0.5$, $c(Fe^{3+}) = c([FeL]^+) = 1.0 × 10^{-4} mol · L^{-1}$, $c(H_2L) \approx 5.0 × 10^{-3} mol · L^{-1}$, $c(HL^-) = \frac{K_{a_1} · c(H_2L)}{c(H^+)} = \frac{10^{-7.46} × 5.0 × 10^{-3}}{0.1} mol · L^{-1} = 5.0 × 10^{-9.46} mol · L^{-1} ＞ c(OH^-) = 1.0 × 10^{-13} mol · L^{-1}$, 所以 A 项错误。根据 $K_{a_1}$、$K_{a_2}$ 可知, 当 $pH=7.46$ 时, $c(H_2L) = c(HL^-)$, $pH=12.4$ 时, $c(HL^-) = c(L^{2-})$, 则当 $pH$ 在 $9.5 \sim 10.5$ 之间, $c(HL^-) ＞ c(L^{2-})$, $c(HL^-) ＞ c(H_2L)$, 含 L 的物种主要为 $HL^-$, 所以 B 项错误。$L^{2-} + [FeL]^+ \rightleftharpoons [FeL_2]$, $K = \frac{c([FeL_2])}{c(L^{2-}) · c([FeL]^+)}$, 由图像知, $pH=4$ 时, $c([FeL_2]) = c([FeL]^+)$, $K = \frac{1}{c(L^{2-})}$, 对于 $H_2L$, $K_{a_1} · K_{a_2} = \frac{c(L^{2-}) · c^2(H^+)}{c(H_2L)} = 10^{-7.46} × 10^{-12.4} = 10^{-19.86}$, $pH=4$ 时, $c(H^+) = 10^{-4} mol · L^{-1}$, $c(L^{2-}) = \frac{10^{-19.86} × 5.0 × 10^{-3}}{(10^{-4})^2} mol · L^{-1} = 5.0 × 10^{-14.86} mol · L^{-1}$, 此时 $K = \frac{1}{c(L^{2-})} = 2 × 10^{13.86}$, $\lg K = 14.16$, C 项正确。由图像知, 当 $pH=10$ 时, $\delta([FeL_3]^{3-}) = \delta([FeL_2(OH)]^{2-}) \approx 0.5$, 参与配位的 $c(L^{2-}) \approx 1.0 × 10^{-4} mol · L^{-1} × 3 + 1.0 × 10^{-4} mol · L^{-1} × 2 = 5.0 × 10^{-4} mol · L^{-1}$, 所以 D 项错误。

3. (全国乙改编)一定温度下，$AgCl$和$Ag_2CrO_4$的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

下列说法正确的是(C)。

A.$A$点条件下能生成$Ag_2CrO_4$沉淀，也能生成$AgCl$沉淀
B.$B$点时，$c(Cl^-) = c(CrO_4^{2-})$，$K_{sp}(AgCl) = K_{sp}(Ag_2CrO_4)$
C.$Ag_2CrO_4 + 2Cl^- \rightleftharpoons 2AgCl + CrO_4^{2-}$的平衡常数$K = 10^{7.9}$
D.向$NaCl$、$Na_2CrO_4$均为$0.1\ mol · L^{-1}$的混合溶液中滴加$AgNO_3$溶液，先产生$Ag_2CrO_4$沉淀

答案： 3.C 解析 根据图中已知坐标点可知, $K_{sp}(Ag_2CrO_4) = c^2(Ag^+) · c(CrO_4^{2-}) = (1 × 10^{-5})^2 × (1 × 10^{-1.7}) = 1 × 10^{-11.7}$, $K_{sp}(AgCl) = c(Ag^+) · c(Cl^-) = (1 × 10^{-5}) × (1 × 10^{-4.8}) = 1 × 10^{-9.8}$。A 点在 $Ag_2CrO_4$、$AgCl$ 的沉淀溶解平衡曲线上方, 对应的离子浓度小, 二者均不会生成沉淀, A 项错误。B 点时 $c(Cl^-) = c(CrO_4^{2-})$, 但 $K_{sp}$ 只与温度有关, 温度不变, $K_{sp}$ 不变, B 项错误。反应 $Ag_2CrO_4 + 2Cl^- \rightleftharpoons 2AgCl + CrO_4^{2-}$ 的平衡常数 $K = \frac{c(CrO_4^{2-})}{c^2(Cl^-)} = \frac{c(CrO_4^{2-}) · c^2(Ag^+)}{c^2(Cl^-) · c^2(Ag^+)} = \frac{K_{sp}(Ag_2CrO_4)}{K_{sp}^2(AgCl)} = \frac{1 × 10^{-11.7}}{(1 × 10^{-9.8})^2} = 10^{7.9}$, C 项正确。分别计算浓度均为 $0.1 mol · L^{-1}$ 的 $NaCl$、$Na_2CrO_4$ 溶液开始产生沉淀时 $Ag^+$ 的浓度, $NaCl$ 溶液中 $c(Ag^+) = \frac{K_{sp}(AgCl)}{c(Cl^-)} = 1 × 10^{-8.8} mol · L^{-1}$, $Na_2CrO_4$ 溶液中 $c(Ag^+) = \sqrt{\frac{K_{sp}}{c(CrO_4^{2-})}} = \sqrt{\frac{1 × 10^{-11.7}}{0.1}} mol · L^{-1} = 1 × 10^{-5.35} mol · L^{-1}$, 故向浓度均为 $0.1 mol · L^{-1}$ 的二者的混合溶液中滴加 $AgNO_3$ 溶液, $AgCl$ 先沉淀, D 项错误。

4. (辽宁卷)某废水处理过程中始终保持$H_2S$饱和，即$c(H_2S) = 0.1\ mol · L^{-1}$，通过调节$pH$使$Ni^{2+}$和$Cd^{2+}$形成硫化物而分离，体系中$pH$与$-\lg c$关系如下图所示，$c$为$HS^-$、$S^{2-}$、$Ni^{2+}$和$Cd^{2+}$的浓度，单位为$mol · L^{-1}$。已知$K_{sp}(NiS) ＞ K_{sp}(CdS)$，下列说法正确的是(D)。


A.$K_{sp}(CdS) = 10^{-18.4}$
B.③为$pH$与$-\lg c(HS^-)$的关系曲线
C.$K_{a_1}(H_2S) = 10^{-8.1}$
D.$K_{a_2}(H_2S) = 10^{-14.7}$

答案： 4.D 解析 $H_2S$ 为弱电解质, 分步电离, 随 $pH$ 增大, $HS^-$、$S^{2-}$ 均应逐渐增大, 且 $pH$ 较小范围内 $-\lg c(S^{2-})$ 比 $-\lg c(HS^-)$ 大, 故 ③ 为 $pH$ 与 $-\lg c(S^{2-})$ 的关系曲线, ④ 为 $pH$ 与 $-\lg c(HS^-)$ 的关系曲线; 已知 $K_{sp}(NiS) ＞ K_{sp}(CdS)$, 则 ①、② 分别为 $pH$ 与 $-\lg c(Cd^{2+})$、$-\lg c(Ni^{2+})$ 的关系曲线; 根据 $(4.9, 13.0)$ 点可知, $K_{sp}(CdS) = c^2(Cd^{2+}) = (1 × 10^{-13})^2 = 1 × 10^{-26}$, A 项错误。根据上述分析 ③ 为 $pH$ 与 $-\lg c(S^{2-})$ 的关系, B 项错误。根据图中 $(4.2, 3.9)$ 可知, $K_{a_1} = \frac{c(H^+) · c(HS^-)}{c(H_2S)} = \frac{10^{-4.2} × 10^{-3.9}}{0.1} = 10^{-7.1}$, C 项错误。由曲线上 $(6.8, 9.2)$ 列式可得: $K_{a_2} = \frac{c(S^{2-}) · c^2(H^+)}{c(H_2S) · K_{a_1}}$, $K_{a_2} = \frac{c(S^{2-}) · c^2(H^+)}{c(H_2S) · K_{a_1}} = \frac{10^{-9.2} × (10^{-6.8})^2}{0.1 × 10^{-7.1}} = 10^{-14.7}$, D 项正确。