下图是亚砷酸 A s ( O H ) _ 3 和酒石酸 (…——2022 高考化学第 15 题答案解析

2022_省自主命题(湖北)

2022 湖北 第 15 题 单选题 区分题
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15. 下图是亚砷酸 $\operatorname { A s } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 }$ 和酒石酸 $\left( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { T } , \mathrm { l g } \mathrm { K } _ { \mathrm { a l } } { = } \mathrm { - } 3 . 0 4 , \mathrm { l g } \mathrm { K } _ { \mathrm { a } 2 } { = } \mathrm { - } 4 . 3 7 \right)$ 混合体系中部分物种的c-pH图(浓度:总As为 $5 . 0 { \times } 1 0 ^ { - 4 } \mathrm { m o l } { \cdot } \mathrm { L } ^ { - 1 }$ ,总T为 $1 . 0 { \times } 1 0 ^ { - 3 } \mathrm { m o l } { \cdot } \mathrm { L } ^ { - 1 } )$ 。下列说法错误的是

A. $\operatorname { A s } ( \mathrm { O H } )$ 的 $\mathrm { l g } \mathrm { K _ { a l } }$ 为 -9.1
B. $\left[ \mathrm { A s } \big ( \mathrm { O H } \big ) _ { 2 } \mathrm { T } \right] ^ { - }$ 的酸性比 $\operatorname { A s } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 }$ 的强
C. pH=3.1时, $\operatorname { A s } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 }$ 的浓度比 $\left[ \mathrm { A s } \big ( \mathrm { O H } \big ) _ { 2 } \mathrm { T } \right] ^ { - }$ 的高
D. pH=7.0时,溶液中浓度最高的物种为 $\operatorname { A s } ( \mathrm { O H } )$ 3
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D

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【答案】D

【解析】

【分析】由图分析,左侧纵坐标浓度的数量级为 $1 0 ^ { - 3 } \mathrm { m o l / L }$ ,右坐标浓度的数量级为 $1 0 ^ { - 6 } \mathrm { m o l / L }$ ,横坐标为$\mathsf { p H }$ ,随着pH 的增大, $\mathbf { c } \left\{ \left[ \mathrm { A s } \left( \mathrm { O H } \right) _ { 2 } \mathrm { T } \right] \right\}$ 先变大,然后再减小,同时 $\mathbf { c } \left\{ \left[ \mathrm { A s O ( O H ) } \right] \right\}$ 变大,两者浓度均为右坐标,说明变化的程度很小,当 $\mathrm { p H } { = } 4 . 6$ 时, $\mathbf { c } \left\{ \left[ \mathrm { A s O ( O H ) } \right] ^ { 2 - } \right\} = \mathbf { c } \left\{ \left[ \mathrm { A s ( O H ) } _ { 2 } \mathrm { T } \right] ^ { - } \right\}$ $\mathrm { K a } { = } 1 0 ^ { - 4 . 6 }$ pH 继续增大,则 $\mathsf { c } \left[ \mathsf { A s } \left( \mathrm { O H } \right) _ { 3 } \right]$ 减小,同时 $\mathbf { c } \left\{ \left[ \mathrm { A s } \left( \mathrm { O H } \right) _ { 2 } \mathrm { O } \right] \right\}$ 增大,当 pH=9.1 时, $\mathbf { c } \left\{ \left[ \mathbf { A } \mathbf { s } \left( \mathrm { O H } \right) _ { 2 } \mathbf { O } \right] ^ { - } \right\} =$ $\mathsf { c } \left[ \mathsf { A s } \left( \mathrm { O H } \right) _ { 3 } \right]$ $\mathrm { K a l } { = } \mathrm { c } ( \mathrm { H } ^ { + } ) { = } 1 0 ^ { - 9 . 1 }$ ,二者用左坐标表示,浓度比较大,说明变化的幅度比较大,但混合溶液中存在着酒石酸,电离常数远大于亚砷酸,且总T浓度也大于总As。【详解】A $\mathrm { A s } \big ( \mathrm { O H } \big ) _ { 3 } \Longrightarrow \Big [ \mathrm { A s } \big ( \mathrm { O H } \big ) _ { 2 } \mathrm { O } \Big ] ^ { - } + \mathrm { H } ^ { + }$ $\mathrm { K a l } { = } \frac { \mathrm { c } \left\{ \left[ \mathrm { A s ( O H ) } _ { 2 } \mathrm { O } \right] \right\} \times \mathrm { c ( H ^ { + } ) } } { \mathrm { c } \left[ \mathrm { A s ( O H ) } _ { 3 } \right] }$ ,当 $\mathsf { p H } { = } 9 . 1$ 时,${ \mathsf { \mathsf { c } } } \left\{ \left[ \mathrm { A s } \left( \mathrm { O H } \right) _ { 2 } \mathrm { O } \right] ^ { - } \right\} { \mathsf { = c } } \left[ \mathrm { A s } \left( \mathrm { O H } \right) _ { 3 } \right]$ $\mathrm { K a l { = } c ( H ^ { + } ) = } 1 0 ^ { - 9 . 1 }$ ,lgK 为 -9.1,A 正确;B $\Big [ \mathrm { A s } \big ( \mathrm { O H } \big ) _ { 2 } \mathrm { T } \Big ] \stackrel { \cdot } { } \Big [ \mathrm { A s O } \big ( \mathrm { O H } \big ) \mathrm { T } \Big ] ^ { 2 - } + \mathrm { H } ^ { + }$ ${ \bf K } { \bf a } = \frac { { \bf c } \left\{ \left[ A s O \left( O H \right) \right] ^ { 2 \cdot } \right\} \times { \bf c } \left( H ^ { + } \right) } { { \bf c } \left\{ \left[ A s \left( O H \right) _ { 2 } \mathrm { T } \right] ^ { - } \right\} }$ ,当 $\mathrm { p H } { = } 4 . 6$ 时,$\mathbf { c } \left\{ \left[ \mathrm { A s O ( O H ) } \right] ^ { 2 - } \right\} = \mathbf { c } \left\{ \left[ \mathrm { A s ( O H ) } _ { 2 } \mathrm { T } \right] ^ { - } \right\}$ $\mathrm { K a } { = } 1 0 ^ { - 4 . 6 }$ ,而由A 选项计算得 $\mathrm { H } _ { 3 } \mathrm { A s O } _ { 3 }$ 的 $\mathrm { K a l } { = } \mathrm { c } ( \mathrm { H } ^ { + } ) { = } 1 0 ^ { - 9 . 1 }$ 即 $\mathrm { K a } > \mathrm { K a l }$ ,所以 $\left[ \mathrm { A s } \big ( \mathrm { O H } \big ) _ { 2 } \mathrm { T } \right]$ 的酸性比 $\operatorname { A s } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 }$ 的强,B正确;C. 由图可知As(OH),的浓度为左坐标,浓度的数量级为 $1 0 ^ { - 3 } \mathrm { m o l / L }$ , $\left[ \mathrm { A s } \big ( \mathrm { O H } \big ) _ { 2 } \mathrm { T } \right] ^ { - }$ 的浓度为右坐标,浓度的数量级为 $1 0 ^ { - 6 } \mathrm { m o l / L }$ ,所以pH=3.1时, $\operatorname { A s } ( \mathrm { O H } ) _ { ? }$ 的浓度比 $\left[ \mathrm { A s } \big ( \mathrm { O H } \big ) _ { 2 } \mathrm { T } \right]$ 的高,C正确;D.由可知条件,酒石酸 $\left( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { T } , \mathrm { l g } \mathrm { K } _ { \mathrm { a l } } { = } \mathrm { - } 3 . 0 4 , \mathrm { l g } \mathrm { K } _ { \mathrm { a } 2 } { = } \mathrm { - } 4 . 3 7 \right)$ $\operatorname { A s } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 }$ 的 $\mathrm { l g } \mathrm { K _ { a l } }$ 为-9.1,即酒石酸的第一部电离常数远大于亚砷酸的第一步电离常数,所以酒石酸的酸性远强于 $\operatorname { A s } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 }$ ,另外总As 的浓度也小于总T的浓度,所以当 $\mathrm { p H } { = } 7 . 0$ 时,溶液中浓度最高的物种不是 $\operatorname { A s } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 }$ ,D 错误;故选D。

二、非选择题:本题共 4小题,共 55分。

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