
(1)識(shí)圖像
①觀察縱、橫坐標(biāo)表示何種變量,是pH、濃度還是含量。
②觀察圖像,分析曲線(點(diǎn)、線段)的變化規(guī)律。
(2)想原理
涉及電解質(zhì)的強(qiáng)弱,影響弱電解質(zhì)電離平衡的因素,鹽類水解的影響因素及溶液中存在的“三大守恒”。
(3)找聯(lián)系
將圖像與弱電解質(zhì)的電離及鹽類水解相關(guān)知識(shí)聯(lián)系起來(lái),分析題目中涉及的問(wèn)題,利用平衡移動(dòng)原理分析。
1.pH—酸(或堿)的量變化曲線
解決酸堿中和滴定曲線類問(wèn)題的關(guān)鍵是巧抓“5點(diǎn)”,即曲線的起點(diǎn)、恰好反應(yīng)點(diǎn)、中性點(diǎn)、反應(yīng)一半點(diǎn)和過(guò)量點(diǎn),先判斷出各點(diǎn)的溶質(zhì)及溶液的酸堿性。以室溫時(shí)用0.1 ml·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 ml·L-1 HA溶液為例(如圖),總結(jié)如何抓住滴定曲線的5個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。
例1 室溫時(shí),將0.10 ml·L-1 NaOH溶液滴入20.00 mL未知濃度的某一元酸HA溶液中,溶液pH隨加入NaOH溶液體積的變化曲線如圖所示(忽略溶液混合時(shí)體積的變化)。當(dāng)V(NaOH)=20.00 mL(圖中c點(diǎn)),二者恰好完全反應(yīng)。則下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )
A.HA為弱酸,其物質(zhì)的量濃度為0.10 ml·L-1
B.a(chǎn)點(diǎn)時(shí):c(A-)-c(HA)=2c(H+)-2c(OH-)
C.c(HA)+c(A-)+c(Na+)的值:b點(diǎn)近似等于c點(diǎn)
D.d點(diǎn)時(shí):2c(HA)+2c(A-)=3c(Na+)
答案 D
解析 A項(xiàng),當(dāng)V(NaOH)=20.00 mL(圖中c點(diǎn)),二者恰好完全反應(yīng),所以HA的濃度是
0.10 ml·L-1,起始時(shí)HA的pH=3,這說(shuō)明HA為弱酸,正確;B項(xiàng),a點(diǎn)時(shí)HA被中和一半,溶液中的溶質(zhì)是等濃度的HA、NaA,根據(jù)電荷守恒和物料守恒可知溶液中c(A-)-c(HA)=2c(H+)-2c(OH-),正確;C項(xiàng),b點(diǎn)溶液顯中性,c(A-)=c(Na+),則b點(diǎn)溶液中c(HA)+c(A-)+c(Na+)=c(HA)+2c(A-),c點(diǎn)二者恰好反應(yīng),根據(jù)物料守恒可知c'(HA)+c'(A-)=c'(Na+),因此溶液中c'(HA)+c'(A-)+c'(Na+)的值為2c'(HA)+2c'(A-),由于溶液中A-濃度均遠(yuǎn)大于HA濃度,故c(HA)+c(A-)+c(Na+)的值b點(diǎn)近似等于c點(diǎn),正確;D項(xiàng),d點(diǎn)時(shí)溶質(zhì)是NaOH和NaA,二者物質(zhì)的量之比為1∶2,根據(jù)物料守恒可知:3c(HA)+3c(A-)=2c(Na+),錯(cuò)誤。
2.縱、橫坐標(biāo)均為對(duì)數(shù)的圖像
(1)pOH—pH曲線
pOH=-lg c(OH-)
①表示一元酸與一元堿中和過(guò)程中H+與OH-濃度的關(guān)系。
②Q點(diǎn)代表溶液顯中性。
③M點(diǎn)溶液顯酸性,N點(diǎn)溶液顯堿性,兩點(diǎn)水的電離程度相同。
(2)對(duì)數(shù)圖
例2 (2017·全國(guó)卷Ⅰ,13)常溫下將NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.Ka2(H2X)的數(shù)量級(jí)為10-6
B.曲線N表示pH與lg eq \f(c?HX-?,c?H2X?)的變化關(guān)系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D.當(dāng)混合溶液呈中性時(shí):c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
答案 D
解析 橫坐標(biāo)取0時(shí),曲線M對(duì)應(yīng)的pH約為5.4,曲線N對(duì)應(yīng)的pH約為4.4,因?yàn)槭荖aOH溶液滴定H2X溶液,所以在酸性較強(qiáng)的溶液中會(huì)存在c(HX-)=c(H2X),所以曲線N表示pH與lg eq \f(c?HX-?,c?H2X?)的變化關(guān)系,B項(xiàng)正確;eq \f(c?X2-?,c?HX-?)=1時(shí),即lg eq \f(c?X2-?,c?HX-?)=0時(shí),pH≈5.4,c(H+)=1×10-5.4 ml·L-1,Ka2=eq \f(c?H+?·c?X2-?,c?HX-?)≈1×10-5.4,A正確;NaHX溶液中,c(HX-)>c(X2-),即eq \f(c?X2-?,c?HX-?)1,即c(X2-)>c(HX-),錯(cuò)誤。
3.分布系數(shù)—pH圖像
分布系數(shù):組分的平衡濃度占總濃度的分?jǐn)?shù)
Ka1=eq \f(c?HC2O\\al(-,4)?·c?H+?,c?H2C2O4?)
A點(diǎn):c(HC2Oeq \\al(-,4))=c(H2C2O4),故Ka1=10-1.2。
Ka2=eq \f(c?C2O\\al(2-,4)?·c?H+?,c?HC2O\\al(-,4)?)
B點(diǎn):c(C2Oeq \\al(2-,4))=c(HC2Oeq \\al(-,4)),故Ka2=10-4.2。
例3 (2017·全國(guó)卷Ⅱ,12)改變0.1 ml·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中的H2A、HA-、A2-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ(X)隨pH的變化如圖所示eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(已知δ?X?=\f(c?X?,c?H2A?+c?HA-?+c?A2-?)))。
下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.pH=1.2時(shí),c(H2A)=c(HA-)
B.lg[K2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7時(shí),c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2時(shí),c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
答案 D
解析 A項(xiàng),根據(jù)圖像,pH=1.2時(shí),H2A和HA-相交,則有c(H2A)=c(HA-),正確;B項(xiàng),根據(jù)pH=4.2時(shí),K2(H2A)=eq \f(c?H+?·c?A2-?,c?HA-?)=10-4.2,正確;C項(xiàng),根據(jù)圖像,pH=2.7時(shí),H2A和A2-相交,則有c(H2A)=c(A2-),正確;D項(xiàng),根據(jù)pH=4.2時(shí),c(HA-)=c(A2-),由電荷守恒:c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),故c(H+)>c(HA-)=c(A2-),錯(cuò)誤。
1.25 ℃時(shí),用0.25 ml·L-1的NaOH溶液,分別滴定同濃度的三種稀酸溶液,滴定的曲線如圖所示,下列判斷不正確的是( )
A.同濃度的稀酸中:c(A-)>c(B-)>c(D-)
B.滴定至P點(diǎn)時(shí),溶液中:c(B-)>c(HB)
C.pH=7時(shí),三種溶液中:c(A-)>c(B-)>c(D-)
D.當(dāng)中和百分?jǐn)?shù)達(dá)100%時(shí),將三種溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-2c(H+)
答案 D
解析 A項(xiàng),根據(jù)圖像可知三種酸(HA、HB和HD)溶液的起始pH,HA最小,酸性最強(qiáng),HD的pH最大,酸性最弱,酸性越強(qiáng),酸根離子的濃度越大,正確;B項(xiàng),滴定至P點(diǎn)時(shí)溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的HB和NaB,溶液顯酸性,電離大于水解,因此c(B-)>c(HB),正確;C項(xiàng),pH=7時(shí),HD消耗的NaOH最少,由質(zhì)量守恒得,則三種溶液中:c(A-)>c(B-)>c(D-),
正確;D項(xiàng),混合溶液的質(zhì)子守恒關(guān)系式:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),錯(cuò)誤。
2.(2020·石家莊等六市聯(lián)考)某溫度下,向一定體積0.1 ml·L-1的氨水中逐滴加入等濃度的鹽酸,溶液中pOH[pOH=-lg c(OH-)]與pH的變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( )
A.M點(diǎn)和N點(diǎn)溶液中H2O的電離程度相同
B.Q點(diǎn)溶液中,c(NHeq \\al(+,4))+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
C.M點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性小于Q點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性
D.N點(diǎn)溶液加水稀釋,eq \f(c?NH\\al(+,4)?,c?NH3·H2O?)變小
答案 B
解析 由于M點(diǎn)堿過(guò)量,N點(diǎn)酸過(guò)量,M點(diǎn)溶液中氫氧根離子濃度與N點(diǎn)溶液中氫離子濃度相同,對(duì)水的電離抑制能力相同,故兩點(diǎn)水的電離程度相同,A正確;Q點(diǎn)時(shí)pH=pOH,說(shuō)明溶液呈中性,根據(jù)電荷守恒:c(NHeq \\al(+,4))+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),則c(NHeq \\al(+,4))=c(Cl-),B錯(cuò)誤;M點(diǎn)溶液中主要溶質(zhì)為一水合氨,為弱電解質(zhì),在溶液中部分電離,溶液中離子濃度較小,Q點(diǎn)溶液中溶質(zhì)主要為氯化銨,為強(qiáng)電解質(zhì),溶液中離子濃度較大,故M點(diǎn)溶液的導(dǎo)電能力小于Q點(diǎn),C正確;N點(diǎn)溶液加水稀釋,Kb=eq \f(c?NH\\al(+,4)?·c?OH-?,c?NH3·H2O?),溫度不變,Kb不變,加水稀釋氫離子濃度減小,c(OH-)增大,所以eq \f(c?NH\\al(+,4)?,c?NH3·H2O?)變小,故D正確。
3.(八省聯(lián)考·重慶,13)草酸H2C2O4是二元弱酸。向100 mL 0.40 ml·L-1 H2C2O4溶液中加入1.0 ml·L-1 NaOH溶液調(diào)節(jié)pH,加水控制溶液體積為200 mL。測(cè)得溶液中微粒的δ(x)隨pH變化曲線如圖所示,
δ(x)=eq \f(c?x?,c?H2C2O4?+c?HC2O\\al(-,4)?+c?C2O\\al(2-,4)?),x代表微粒H2C2O4、HC2Oeq \\al(-,4)或C2Oeq \\al(2-,4)。
下列敘述正確的是( )
A.曲線 Ⅰ 是HC2Oeq \\al(-,4)的變化曲線
B.草酸H2C2O4的電離常數(shù)K1=1.0×10-1.22
C.在b點(diǎn),c(C2Oeq \\al(2-,4))+2c(OH-)=c(HC2Oeq \\al(-,4))+c(H+)
D.在c點(diǎn),c(HC2Oeq \\al(-,4))=0.06 ml·L-1
答案 B
解析 A項(xiàng),開(kāi)始時(shí)為H2C2O4,隨NaOH的加入,H2C2O4→HC2Oeq \\al(-,4)→C2Oeq \\al(2-,4),曲線 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為H2C2O4、HC2Oeq \\al(-,4)、C2Oeq \\al(2-,4)的變化曲線,錯(cuò)誤;B項(xiàng),a點(diǎn)時(shí)c(H2C2O4)=c(HC2Oeq \\al(-,4)),此時(shí)pH=1.22,K1=eq \f(c?H+?·c?HC2O\\al(-,4)?,c?H2C2O4?)=1×10-1.22,正確;C項(xiàng),b點(diǎn),c(HC2Oeq \\al(-,4))=c(C2Oeq \\al(2-,4)),pH約為4,即c(H+)=1×10-4 ml·L-1,c(OH-)=1×10-10 ml·L-1,錯(cuò)誤;D項(xiàng),δ(HC2Oeq \\al(-,4))=0.15,由物料守恒c(H2C2O4)+c(HC2Oeq \\al(-,4))+c(C2Oeq \\al(2-,4))=0.20 ml·L-1,c(HC2Oeq \\al(-,4))=0.03 ml·L-1
(注意溶液的體積為200 mL),錯(cuò)誤。
4.已知peq \f(c?HX?,c?X-?)=-lg eq \f(c?HX?,c?X-?)。室溫下,向0.10 ml·L-1 HX溶液中滴加0.10 ml·L-1 NaOH溶液,溶液pH隨peq \f(c?HX?,c?X-?)變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.溶液中水的電離程度:a>b>c
B.c點(diǎn)溶液中:c(Na+)=10c(HX)
C.室溫下NaX的水解平衡常數(shù)為10-4.75
D.圖中b點(diǎn)坐標(biāo)為(0,4.75)
答案 D
解析 A項(xiàng),a、b、c三點(diǎn)處溶液中的溶質(zhì)為HX、NaX,三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液均為酸性溶液,溶液的pH<7,可知溶液中HX的電離程度大于X-的水解程度,HX的電離會(huì)抑制水的電離,pH越小,HX的電離程度越大,對(duì)水的電離的抑制作用就越強(qiáng),因此溶液中水的電離程度:a<b<c,錯(cuò)誤;B項(xiàng),c點(diǎn)溶液中存在電荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(X-)+c(OH-),此時(shí)peq \f(c?HX?,c?X-?)=-lg eq \f(c?HX?,c?X-?)=1,則eq \f(c?HX?,c?X-?)=eq \f(1,10),即c(X-)=10c(HX),將其代入電荷守恒的表達(dá)式可知c(H+)+c(Na+)=10c(HX)+c(OH-),由于溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),所以c(Na+)<10c(HX),錯(cuò)誤;D項(xiàng),a、b、c三點(diǎn)在同一直線上,由a、c兩點(diǎn)的坐標(biāo)可知,該直線的方程為y=x+4.75,當(dāng)x=0時(shí),y=4.75,因此圖中b點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,4.75),正確;C項(xiàng),由D項(xiàng)分析知,室溫下NaX的水解平衡常數(shù)Kh=eq \f(c?HX?·c?OH-?,c?X-?)=eq \f(c?H+?·c?OH-?,Ka)=eq \f(Kw,Ka)=eq \f(10-14,10-4.75)=10-9.25,錯(cuò)誤。
5.常溫條件下,向20 mL 0.01 ml·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 ml·L-1的NaOH溶液,溶液中水電離的c(H+)隨加入NaOH溶液的體積變化如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.b、d兩點(diǎn)溶液的pH相同
B.從a到c,對(duì)醋酸的電離既有促進(jìn)作用也有抑制作用
C.e點(diǎn)所示溶液中,c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)=0.01 ml·L-1
D.從a→c的過(guò)程中,存在pH=7的點(diǎn)
答案 D
解析 b點(diǎn)醋酸過(guò)量,其電離使溶液顯酸性,pH7,故A錯(cuò)誤;醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+,加NaOH溶液消耗氫離子,醋酸的電離平衡正向移動(dòng),所以從a到c,醋酸的電離始終受到促進(jìn),故B錯(cuò)誤;e點(diǎn)所示溶液中,加入的NaOH的物質(zhì)的量是醋酸的物質(zhì)的量的2倍,反應(yīng)后溶液中醋酸鈉和NaOH物質(zhì)的量相等,根據(jù)物料守恒得c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)=0.01 ml·L-1×eq \f(2,3),故C錯(cuò)誤;c點(diǎn),醋酸與氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)生成醋酸鈉,溶液顯堿性,氫氧化鈉溶液體積小于20 mL時(shí)的某一個(gè)值恰好使溶液顯中性,所以從a→c的過(guò)程中,存在著pH=7的點(diǎn),故D正確。
6.(2020·安徽皖南八校聯(lián)考)298 K時(shí),某種甲酸(HCOOH)和甲酸鈉的混合溶液中HCOOH、HCOO-的濃度存在關(guān)系式c(HCOO-)+c(HCOOH)=0.100 ml·L-1,含碳元素的粒子的濃度與pH的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.298 K時(shí),HCOOH的電離常數(shù)Ka=1.0×10-10.25
B.0.100 ml·L-1 HCOONa溶液中有c(HCOO-)+c(HCOOH)+c(OH-)c(H+),0.1 ml·L-1 HCOONa溶液中有c(HCOOH)+c(HCOO-)=0.100 ml·L-1,則c(HCOO-)+c(HCOOH)+c(OH-)>c(H+)+
0.100 ml·L-1,B錯(cuò)誤;298 K時(shí),加蒸餾水稀釋P點(diǎn)溶液,由水電離的c(H+)·c(OH-)=Kw保持不變,但加水稀釋可同時(shí)促進(jìn)HCOOH的電離和HCOONa的水解,溶液中n(H+)和n(OH-)
都增大,故n(H+)·n(OH-)增大,C正確;0.100 ml·L-1 HCOONa溶液和0.100 ml·L-1 HCOOH溶液等體積混合后,雖然混合溶液中c(HCOO-)+c(HCOOH)=0.100 ml·L-1,但由于HCOOH的電離程度大于HCOO-的水解程度,混合溶液中c(HCOO-)>c(HCOOH),故溶液的pH>3.75,D錯(cuò)誤。
7.常溫下,向0.1 ml·L-1 Na2A溶液中不斷通入HCl,H2A、HA-、A2-在溶液中所占物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)與pOH[pOH=-lg c(OH-)]的關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.H2A的第二步電離平衡常數(shù)為10-10
B.隨著HCl的通入,eq \f(c?H+?,c?H2A?)先減小后增大
C.當(dāng)溶液呈中性時(shí):c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-)
D.將等濃度等體積的Na2A與H2A溶液混合后,溶液顯堿性
答案 B
解析 當(dāng)pOH=10時(shí),c(H+)=10-4 ml·L-1,HA-、A2-濃度相等,H2A的第二步電離平衡常數(shù)為eq \f(c?A2-?·c?H+?,c?HA-?)=10-4,故A錯(cuò)誤;溫度不變,則H2A的第一步電離常數(shù)不變,即eq \f(c?HA-?·c?H+?,c?H2A?)不變,由于HA-濃度先增大后減小,則eq \f(c?H+?,c?H2A?)先減小后增大,故B正確;當(dāng)溶液呈中性時(shí):c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(Cl-),故C錯(cuò)誤。關(guān)鍵點(diǎn)
粒子濃度關(guān)系
點(diǎn)①——起點(diǎn)
起點(diǎn)為HA的單一溶液,0.1 ml·L-1 HA溶液的pH>1,說(shuō)明HA是弱酸,c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)
點(diǎn)②——反應(yīng)一半點(diǎn)
兩者反應(yīng)得到等物質(zhì)的量的NaA和HA,由圖知溶液的pHc(Na+)>c(HA)>c(H+)
>c(OH-)
點(diǎn)③——
中性點(diǎn)
由圖所示,該點(diǎn)溶液的pH=7,溶液呈中性,酸沒(méi)有被完全中和,c(Na+)=c(A-)>c(HA)>c(H+)=c(OH-)
點(diǎn)④——恰好完全反應(yīng)點(diǎn)
此時(shí)二者恰好完全反應(yīng)生成NaA,NaA為強(qiáng)堿弱酸鹽,溶液顯堿性,c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)
點(diǎn)④之后——過(guò)量點(diǎn)
NaOH溶液過(guò)量,得到NaA與NaOH的混合溶液,溶液顯堿性,c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
這是一份蘇教版 (2019)選擇性必修1第二單元 溶液的酸堿性導(dǎo)學(xué)案,共7頁(yè)。
這是一份化學(xué)選擇性必修1第三單元 鹽類的水解學(xué)案,共3頁(yè)。
這是一份化學(xué)選擇性必修1第一單元 弱電解質(zhì)的電離平衡學(xué)案設(shè)計(jì),共6頁(yè)。
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