高考化学二轮复习题型突破：离子平衡图像分析

2025届高三高考化学二轮复习

题型突破25离子平衡图像分析

1.（2023•浙江1月选考）甲酸（HCOOH）是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换

树脂（含固体活性成分R3N,R为烷基）因静电作用被吸附回收，其回收率（被吸附在树脂上甲酸根的物

质的量分数）与废水初始pH关系如图（已知甲酸&=1.8x10-4）,下列说法不正确的是（）

W7

M6

M5

回

4(

301\

20；\

10：，

°122.4345678

废水初始pH

A.活性成分R3N在水中存在平衡:R3N+H2OLR3NH++OH-

B.pH=5的废水中c（HCOOj:c（HCOOH）=18

C.废水初始pH<2.4,随pH下降，甲酸的电离被抑制，与R3NH+作用的HCOO-数目减少

D.废水初始pH>5,离子交换树脂活性成分主要以R3NH+形态存在

2.（2022.浙江1月选考）某同学在两个相同的特制容器中分别加入20mL0.4mol-L-1Na2cO3溶液和

40mL0.2mol-L-1NaHCOs溶液，再分别用0.4mol-L4盐酸滴定，利用pH计和压力传感器检测，得到如

下曲线:

1020Vl3040y(HCl)/mL

下列说法正确的是()

A.图中甲、丁线表示向NaHCCh溶液中滴加盐酸，乙、丙线表示向Na2c03溶液中滴加盐酸

B.当滴加盐酸的体积为VimL时(a点、b点)，所发生的反应用离子方程式表示为:HC0/H+=

CO2T+H2O

C.根据pH-V(HCl)图,滴定分析时,c点可用酚醐、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点

D.Na2c03和NaHCOs溶液中均满足:c(H2co3)-c(C0打)=c(OH)c(H+)

3.(2024.新课标卷)常温下CH2C1COOH和CHChCOOH的两种溶液中，分布系数3与pH的变化关系

C(CHCZCOO")

如图所示。［比如：3(CH2cleOO-)=2

C(CH2CZCOOH)+C(CH2CZCOO-)

PH

下列叙述正确的是)

A.曲线M表示8(CHCl2COO)~pH的变化关系

+

B.若酸的初始浓度为0.10moLL",则a点对应的溶液中有c(H)=c(CHCl2COOj+c(OHj

C.CH2CICOOH的电离常数演=10心

电离度a(CH2QC00H)0.15

D.pH=2.08时

'电离度a(CHCl2COOH)0.85

4.(2024.河北卷)在水溶液中,CN-可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与CN

形成配离子达平衡时,1g喀骼?与-lgc（CN）的关系如图。

C（配图十）

10

5

(0

卜(

生-5

殂^-10

睡

版-15

邻)

)。-20

。-25

夏-30

-35

-40

0123456

-lgc(CN-)

下列说法正确的是()

A.99%的X、Y转化为配离子时，两溶液中CN-的平衡浓度X>Y

*Q'口'口’里“合f生’:谏f'c（X酉己离子）>c（Z配离子）

C.由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时，消耗CN-的物质的量Y<Z

D.若相关离子的浓度关系如P点所示,Y配离子的解离速率小于生成速率

5.（2023・湖南卷）常温下，用浓度为0.0200mol-L1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200mol-L1

y（标准溶液）

的HC1和CH3COOH的混合溶液，滴定过程中溶液的pH随”（“=）的变化曲线如图所示。下

u（待测溶液）

列说法错误的是)

A.Ka(CH3coOH)约为10476

B.点a：c(Na+)=c(Cl)=c(CH3coO(+c(CH3coOH)

C.点b：c(CH3coOH)<c(CH3coO)

D.水的电离程度:a<b<c<d

考情分析:离子平衡图像试题是高考常考题型，通常以文字和图像组成,文字给出题目情景、研究对象

及数据，图像中含有多种微粒和多条曲线，多步反应，图像类型多为滴定图像和分步系数图像等。

考查角度:⑴曲线含义或对应的微粒种类;⑵离子浓度大小关系;⑶平衡常数的计算;⑷溶液pH判断

等。

1.中和滴定单一曲线的分析

抓反应“起始”点判断酸、碱的相对强弱

抓反应“一半”点判断是哪种溶质的等量混合

抓溶液“中性”点判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足

抓“恰好反应”点判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性

抓反应“过量”点判断溶液中的溶质及哪种物质过量

如室温E向20mL0.1mol-L-1HA溶液中逐滴加入0.1mol-L-1NaOH溶液，溶液pH的变化如图所示:

起始―[0.1mol•L-HA溶液的pH>l,故HA为弱酸)

点A

溶质为NaA和HA溶液中：

一半

_yn(NaA)_c(A-)>c(Na+)>

点B

n(HA)=1c(H+)>c(OH")

溶液中：

中性溶质为NaA和HA

TpH=7卜c(Na+)=c(A")>

点C

（少量）c(H+)=c(OH-)

恰

好溶液中:

反

应

T溶质为NaA卜|pH>/fc(Na+)>c(A-)>

点D

c(OH)>c(H+)

溶液中:

过量

溶质为NaA、NaOH卜pH>7-c(Na+)>c(OH-)>

点E

c(A-)>c(H+)

2.中和滴定分布系数图像分析

以草酸（H2c2。4）为例,在不同pH溶液中存在的三种微粒形式（H2c2。4、HC20rC20寸）的分布系数

图如下:

(1)曲线I、n、in分别代表的微粒变化

曲线I表示H2c2。4,曲线n表示HC2。屋曲线ni表示C2。厂。

⑵利用交点A、C粒子浓度的等量关系，计算草酸(H2c2。4)的Ka1和(2：

Kai=c(H；言)鲁+)=阳+)=10一1.2,此时A点对应的pH=°Ka,

(2=里喏黑虫=c(H+)=10-42,此时C点对应的pH招(2。

⑶利用Ka1和Ka?计算特殊点pH：

+

C(HC2O；)-C(H)C(C20寸)•C(H+)C2(H+)-C(C2。歹)

aia2

'-c(H2c2O4)-C(HC2OJ)-c(H2c2O4)

在B点时有c(H2c204)=c(C20。,则B点的c(H+)=jKai•代入可得此时pH=0』。

⑷利用图像比较粒子浓度：

H

当pH=吗产时，c(HC20；)>C(H2C2O4)=C(C20j-)；当尸K>P>吗:吁"

2巳2

时,c(HC2O7)>c(C20rAe(H2C2O4)。

3.中和滴定的直线图像及分析

常温下，向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液，所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所

示：

।c(HY-)

8C(HY)2

29(

或1.3——-----------A

।c(HY-)1

，87…一万\

C(Y-)°-—

/

0123456

PH

⑴滴定原理:H2Y+OH-——H2O+HY-、HY+C)H--H2O+Y2-。

⑵滴加NaOH溶液过程中,1g喈已逐渐——4g粤逐渐_____

⑶电离常数:Ka?(H2Y)=oe点对应溶液中C(H2Y)°(丫2-)(填“>”“<”或“=")。

1.(2024.温州第三次测试)在一定温度下，冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力与pH的变化如图。下列

有关说法中正确的是()

A.a点CHaCOOH溶液未达到电离平衡状态

B.离子总浓度越大,溶液导电能力越强

C.向等体积的a、b两点溶液中分别滴入同一NaOH溶液至中性，溶液中的“(CH3coeT)相同

D.b点后，溶液中加水稀释,所有离子浓度均减小

2.(2024.浙江高考模拟)某水溶液中存在H2XO3/HXO3.HYO^/HzYO]缓冲对。常温下，该水溶液中

各缓冲对微粒浓度之比的对数值lgG[G表示c(H2XO3)/c(HX0.)或c(HY0寸)/C(H2Y0])]与溶液pH

103

的变化关系如图所示(已知:常温下,H2XO3的电离平衡常数为Ka】=10-64、/fa2=10-,H3YO4的

电离平衡常数为%=10-2.1、Ka2=10-7.2、(3=10-叼。下列说法不正确的是)

A.曲线I表示1g嘿黑与溶液pH的关系

C(HXU3J

B.a-b的过程中，水的电离程度越来越大

C当C(H2XO3)=C(HX0.)时,C(HYO/)>C(H2YO7)

D.当溶液pH逐渐增大时，型唔普区逐渐减小

3.(2024.金丽衢十二校一模)常温下，向某浓度H2A溶液中加入NaOH(s),保持溶液体积和温度不变，测

得pH与-lgc(H2A)、-lgc(A2-)、变化如图所示。下列说法不正确的是)

A.曲线②代表-1g［舒］变化，曲线③代表-国匠-)

B.由图中的数据计算得Ka“H2A)=10O8

+2

C.NaHA溶液中c(Na)>c(HAj>c(Aj>c(H2A)

D.b点时，满足c(Na+)>3c(A2j

1

4.常温下，用0.10mol-LNaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.10mol-L-'的CH3COOH溶液和

HCN溶液所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是()

A.两种一元弱酸的电离常数:Ka(CH3coOH)<Ka(HCN)

B.溶液中水的电离程度:③>②>①

C.pH=7时,c(CH3coO)=c(CN)

D.滴定时均可选用甲基橙作指示剂,指示滴定终点

5.赖氨酸［H3N+(CH2)4CH(NH2)COO；用HR表示］是人体必需氨基酸，其盐酸盐(H3RCI2)在水溶液中存

K,K,K,

在如下平衡:H3R2+—H2R+—HR=R-。向一定浓度的H3RCI2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中

H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系数6(X)随pH变化如图所示。已知3(为二他0)+二"；+二--)，

下列表述正确的是()

B.M点,c(Cl)+c(OH)+c(R-)=2c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)

C.O点,pH=igg；gK3

D.P点,c(Na+)>c(Cl)>c(OH)>c(H+)

6.某温度下,向一定体积的0.2molL-ifhCrCU溶液中逐渐加入KOH固体（溶液体积保持不变）,各种含

铭元素微粒及0H-的浓度随pH的变化如图所示。下列有关说法中，正确的是（）

A.该温度下的KW=10"3

132

B.溶液中存在平衡Cr2Q2-+H2OL2CrO厂+2H+,该温度下此反应的^=10-

C.KHCrCU溶液呈碱性

D.E点溶液中存在c（K+）＜2c（Cr2。歹）+3c（CrO/）

对数图像的解题策略

⑴先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像。

⑵再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义，是浓度对数还是比值对数。

⑶抓住图像中的特殊点如pH=7、lgx=0、交叉点等。

⑷理清图像中曲线的变化趋势及含义,根据含义判断线上、线下的点所表示的意义。

⑸将图像中数据或曲线的变化与所学知识对接，作出选项的正误判断。

参考答案

题型突破25离子平衡图像分析

真题导航

l.D[A项，由图可知,R3N溶液呈碱性，溶液中存在平衡R3N+H2O=R3NH++0H,故A正确;B项，由

电离常数公式可知，器篇=品当溶液pH为5时，废水中需羔=需篙*8,故B正确;C

项，由图可知，溶液pH为2.4时,废水中的甲酸及其盐回收率最高。当溶液中pH小于2.4时,随溶液

pH下降，溶液中氢离子浓度增大，甲酸的电离被抑制，溶液中甲酸根离子浓度减小，与R3NH+作用的数

目减小，故C正确;D项，废水中存在平衡R3N+H2O=R3NH++0H，当废水初始pH大于5时,平衡向

左移动，离子交换树脂活性成分主要以R3N形态存在，故D错误;故选Do]

2.C[因为C0/比HCO]的水解程度大，且Na2c03溶液浓度比NaHC03溶液大，故Na2c。3溶液的起

始pH较大，甲线表示向Na2c03溶液中滴加盐酸，向Na2c03溶液中滴加盐酸时,COg-»

HC0]TH2cO3TCO2,开始加入盐酸时没有C02产生,故丁线表示向Na2c03溶液中滴加盐酸,A项错

误;从图像可以看出,b点尚未放出C02,此时反应的离子方程式是HCO.+H+—H2CO3,B项错误;图像

显示c点pH在8~10,则可以用酚猷作指示剂,d点pH在3~4,则可以用甲基橙作指示剂,C项正确;根

据质子守恒,Na2c03溶液中c(OH)=c(H+)+c(HCO#2c(H2co3),D项错误。]

3.D[Cl为吸电子基，则CHoCICOOH的酸性弱于CHCkCOOH,故

Ka(CH2cleOOH)<Ka(CHCl2co0H)。调pH时,CHC12coOH溶液中CHChCOOH分布系数减小的趋

势快,CHC12coeT分布系数增大的趋势快,CH2cleOOH溶液中CH2cleOOH分布系数减小的趋势缓

慢,CH2cle00-分布系数增大的趋势缓慢，故曲线M表示5(CH2ClCOOj~pH的变化关系,A错误;a点

时，溶液的pH=l,即c(H+)=0.1mol-L_1,c(H+)»c(OHj=1x10-13mol-L1,而a点酸的浓度

1+

C(CHC12COOH)=0.6mol-L-,故c(H)>c(CHCl2COOj+c(OHj,B错

C(CH2C2COCT>C(H+)

误；Ka(CH2clec)OH)=当C(CHC1COOH)=C(CHC1COO)

c(CH2clCOOH)22

13电离度a(CH2CZCOOH)

时，Ka(CH2clec)OH)=c(H+M0-2.8,同理(^a(CHCl2COOH)=10,C错误

电离度a(CHCl2c。。“)

黑黑黑;，PH=2Q8时/(CH2cle。。一)=0.15/(CHCI2COO¥0.85,故瀛蕊gM!，D正确。]

4.B[设X、Y、Z与CN-形成的配离子化学式分别为X(CN)八Y(CN),SZ(CN)“以X为例,存在解

离平衡X(CN)x=X+xCN，其平衡常数Kx=c%U，),两边同时取对数并整理得lg-^-=x-[-lg

c(CNj]+lgKx,则X对应的图像为斜率为x的直线，同理,Y对应的图像为斜率为y的直线,Z对应的图

像为斜率为z的直线。设X的初始浓度为©99%的X转化成配离子

时,。(为力巾区区^^何学矶就白二坨鬻匚工同理趣就圣宁?在图像中找到X、Y两直

C[A^CIN)x\U.yyClC[IJyJ

线纵坐标值为-2对应的横坐标的值,X的横坐标数值更大,由于横坐标是-lgc(CN)则X对应的c(CNj

更小,A错误;向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,Y会消耗溶液中的CN,新平衡下c(CN)

会变小,-lgc(CN)就会变大,则此时X、Z对应的点会沿着相应直线向右移动，结合图像可知，移动

后也就>恒房*7则需・>就常用正确;根据上述分析知,x>y>z,因此由Y和Z分别制

备等物质的量的配离子时，消耗CN-的物质的量Y>Z,C错误;直线上的点代表平衡状态,P点在Y对应

直线的下方，在-lgc(CN)不变即c(CN)不变的情况下,P点的Igjg?相比平衡时偏小抑就?偏

小,则此时5=笔若?<KY,则解离平衡Y(CN)>=Y+yCN-会向右移动，故P点时Y配离子的解离

速率大于生成速率,D错误。]

5.D

核心整合

3.⑵增大减小⑶1043=

模拟预测

l.B2.C

3.D[向某浓度H2A溶液中加入NaOH固体时，由于二者发生反应，所以H2A逐渐减少,-lgc(H2A)会

逐渐增大，所以图中呈上升趋势的为-lgc(H2A)与pH变化关系，为曲线①;H2A=H++HA：HA-

H++A2A2-会逐渐增大,-lgc(A2)会逐渐减小,但是不会等于0,所以呈下降趋势且与横坐标无交点的为

一lgc(A2)与pH变化关系，为曲线③;另一条则是-1g卷与pH的变化图为曲线②，以此解答。A.曲线

②代表-1g陪苜变化曲线③代表-lgc(A2)故A正确;B.电离常数的表达式为L="笔等让吃=

吗若2当pH=3.05时,-lgc(A2)与-lgc(H2A)相等，即C(A2-)=C(H?A)代入Ka】•乂2中，可得•

(2=(1。3°5)2=1。61,又由图中②可知，当PH=5.3时,-1g［嗡4=0,即C(A2-)=C(HA)即(2=1。53,所以

(1饵2人)=表|=10。8,故B正确;C.NaHA溶液中HA-既存在电离又存在水解，所以c(Na+)>c(HA)HA-

一H++A，HA-+H2O=H2A+OH,所以c(A2)与c(HzA)的大小取决于电离和水解的程度,(「短号,

即HA-的水解常数心=詈=某2=10-132<10-53,所以HA-的水解程度小于HA-的电离程度，所以

c(H2A)<c(A2)故NaHA溶液中c(Na+)>c(HA)>c(A2-)>c(H2A),故C正确;D.b点时，电荷守恒为

c(Na+)+c(H+)=2c(A2)+c(HA-)+c(OH)此时pH=5.3,即-1g［器言=0,所以c(A+c(HA)所以上式变形

为c(Na+)+c(H+)=3c(A2-)+c(OH)c(Na+)-3c(A?)=c(OH)c(H+),因为c(OH)<c(H+),所以c(Na+)<3c(A2j,

故D错误。］

4.B［同浓度的酸溶液，电离平衡常数越大，溶液酸性越强,起始时CHsCOOH溶液pH较

小,CH3coOH酸性较强，则室温下，电离平衡常数:Ka(CH3coOH)>Ka(HCN),A错误油图可知，①对应

溶液显酸性，以CHsCOOH的电离为主,此时抑制水的电离，②对应溶液呈中性，对水的电离几乎无影

响,③对应溶液中溶质为CH3coONa,CH3co0-水解促进水的电离,故溶液中水的电离程度:③，②〉

①，B正确；根据电荷守恒可知，溶液中分别

有：c(CN)+c(OH)=ci(Na+)+c(H+),c(CH3coO)+c(OH)=C2(Na+)+c(H+),pH=7时，则有

c(CN)=ci(Na+),c(CH3coeT)=C2(Na+),由图可知心2(Na+)>ci(Na+),即c(CH3coCT)>c(CN)C错误油图可

知，滴定终点溶液均显碱性，故滴定时均应选酚猷作指示剂，不能选用甲基橙作指示剂指示滴定终

点,D错误。］

5.D［M点c(H3R2+)=c(H2R+),由此可知K31022,同理^IO^^^-IO10-8,—=^^7=10-6-9,—=

K110K2

啜r=1017,因此詈，故A