
(一)溶液中粒子濃度關(guān)系1.單一溶液(1)Na2S溶液水解方程式:______________________________________________;離子濃度大小關(guān)系:___________________________________;電荷守恒:________________________________________;元素質(zhì)量守恒:_________________________________;質(zhì)子守恒:________________________________。
c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]
c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
(2)NaHS溶液水解方程式:_______________________;離子濃度大小關(guān)系:___________________________________;電荷守恒:_______________________________________;元素質(zhì)量守恒:_______________________________;質(zhì)子守恒:______________________________。
c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)>c(S2-)
c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)
c(OH-)=c(H+)+c(H2S)-c(S2-)
NaHS既能發(fā)生水解又能發(fā)生電離,水溶液呈堿性:
2.混合溶液(1)1∶1的CH3COOH、CH3COONa溶液水解方程式:__________________________________;離子濃度大小關(guān)系:__________________________________;電荷守恒:____________________________________;元素質(zhì)量守恒:____________________________________;質(zhì)子守恒:____________________________________________。
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+)
(2)CH3COOH、CH3COONa混合呈中性溶液離子濃度大小關(guān)系:___________________________________;電荷守恒:____________________________________;元素質(zhì)量守恒:_____________________。
c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
c(Na+)=c(CH3COO-)
(3)常溫下pH=2的CH3COOH與pH=12的NaOH等體積混合的溶液離子濃度大小關(guān)系:__________________________________;電荷守恒:____________________________________。
由于CH3COOH是弱酸,所以當(dāng)完全反應(yīng)后,CH3COOH仍過量許多,溶液呈酸性。
(二)滴定曲線的分析與應(yīng)用1.巧抓“四點(diǎn)”,突破溶液中的粒子濃度關(guān)系(1)抓反應(yīng)“一半”點(diǎn),判斷是什么溶質(zhì)的等量混合。(2)抓“恰好”反應(yīng)點(diǎn),生成的溶質(zhì)是什么?判斷溶液的酸堿性。(3)抓溶液的“中性”點(diǎn),生成什么溶質(zhì),哪種物質(zhì)過量或不足。(4)抓反應(yīng)的“過量”點(diǎn),溶液中的溶質(zhì)是什么?判斷哪種物質(zhì)過量。
實(shí)例分析:向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶液pH與加入NaOH溶液的關(guān)系如圖所示:(注:a點(diǎn)為反應(yīng)一半點(diǎn),b點(diǎn)呈中性,c點(diǎn)恰好完全反應(yīng),d點(diǎn)NaOH過量一倍)
分析:a點(diǎn),溶質(zhì)為 ,離子濃度關(guān)系: ;b點(diǎn),溶質(zhì)為 ,離子濃度關(guān)系: ;
CH3COONa、CH3COOH
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
c點(diǎn),溶質(zhì)為 ,離子濃度關(guān)系: ;d點(diǎn),溶質(zhì)為 ,離子濃度關(guān)系: 。
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
CH3COONa、NaOH
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
2.滴定曲線圖像中“交叉點(diǎn)”的分析與應(yīng)用[實(shí)例1]T ℃時(shí),向某濃度的草酸溶液中逐滴加入一定濃度的NaOH溶液,所得溶液中三種微粒 的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)與pH的關(guān)系如圖所示:
回答下列問題:(1)寫出H2C2O4的電離方程式及電離平衡常數(shù)表達(dá)式:①_____________________,Ka1= ;②____________________,Ka2=______________。
(2)根據(jù)A點(diǎn),得Ka1= ,根據(jù)B點(diǎn),得Ka2= 。(3)在pH=2.7的溶液中,=________。
(4)0.1 ml·L-1的NaHC2O4溶液呈___(填“酸”“堿”或“中”)性,其離子濃度從大到小的順序?yàn)開_______________________________________。
(注:也可以根據(jù)圖像觀察)
[實(shí)例2]25 ℃時(shí),向某濃度的H3PO4溶液中逐滴加入一定濃度的NaOH溶液,所得溶液中四種微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)與pH的關(guān)系如圖所示:
回答下列問題:(1)δ0、δ1、δ2、δ3分別代表的微粒是______、_______、_______、______。
(2)寫出pH由1到14依次發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:____________________________、___________________________、_________________________。(3)Ka1=______,Ka2=______,Ka3=_______。
10-2 10-7.1 10-12.2
(4)常溫下,試判斷①0.1 ml·L-1NaH2PO4;②0.1 ml·L-1Na2HPO4的酸堿性。①______;
3.滴定直線圖像的分析與應(yīng)用常溫下,向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液,所得混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示:
===H2O+HY-、HY-+OH-===H2O+Y2-
回答下列問題:(1)向二元弱酸H2Y中滴加NaOH溶液,依次反應(yīng)的離子方程式為____________ 。
(3)Ka2(H2Y)=_______。
所以Ka2(H2Y)=10-4.3。
(4)在交叉點(diǎn)“e”,c(H2Y)_____(填“>”“<”或“=”)c(Y2-)。
4.沉淀溶解平衡曲線(1)“曲線”溶解平衡圖像的分析常溫下,CaSO4(Ksp=9.1×10-6)在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。
①a、c點(diǎn)在曲線上,a→c的變化為增大 ,如加入Na2SO4固體,但Ksp不變;②b點(diǎn)在曲線的上方,Q>Ksp,將會(huì)有沉淀生成;③d點(diǎn)在曲線的下方,Qc(Br-)>c(I-)>c(Ag+)
向含濃度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液中滴加硝酸銀溶液,根據(jù)三種沉淀的溶度積常數(shù),三種離子沉淀的先后順序?yàn)镮-、Br-、Cl-,根據(jù)滴定圖示,當(dāng)?shù)稳?.50 mL硝酸銀溶液時(shí),Cl-恰好沉淀完全,此時(shí)共消耗硝酸銀的物質(zhì)的量為4.50×10-3 L×0.100 ml·L-1=4.5×10-4 ml,所以Cl-、Br-和I-均為1.5×10-4 ml。I-先沉淀,AgI是黃色的,所以a點(diǎn)有黃色沉淀AgI生成,故A錯(cuò)誤;
b點(diǎn)加入了過量的硝酸銀溶液,Ag+濃度最大,則b點(diǎn)各離子濃度為c(Ag+)>c(Cl-)>c(Br-)>c(I-),故D錯(cuò)誤。
M點(diǎn)存在電荷守恒:c(R-)+c(OH-)+c(Cl-)=2c(H3R2+)+c(H2R+)+c(H+)+c(Na+),此時(shí)c(H3R2+)=c(H2R+),因此c(R-)+c(OH-)+c(Cl-)=3c(H2R+)+c(H+)+c(Na+),故B錯(cuò)誤;
P點(diǎn)溶質(zhì)為NaCl、HR、NaR,此時(shí)溶液呈堿性,因此c(OH-)>c(H+),溶質(zhì)濃度大于水解和電離所產(chǎn)生的微粒濃度,因此c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),故D正確。
考向一 滴定曲線的分析應(yīng)用1.(2022·唐山高三下學(xué)期第一次模擬)25 ℃時(shí),某混合溶液中c(HCOO-)+c(HCOOH)=0.1 ml·L-1,lg c(HCOOH)、lg c(HCOO-)、lg c(H+)和lg c(OH-)隨pH變化的關(guān)系如圖所示。Ka為HCOOH的電離常數(shù),下列說法正確的是
A.M點(diǎn)時(shí),c(H+)=c(HCOOH)B.O點(diǎn)時(shí),pH=-lg KaC.該體系中,c(HCOOH)= ml·L-1D.pH由7到14的變化過程中,水的電離程度始終增大
隨pH增大,c(H+)減小,c(OH-)增大,直線MO表示lg c(H+)隨pH變化,直線OP表示lg c(OH-)隨pH變化;隨pH增大,c(HCOO-)增大,c(HCOOH)減小,曲線
MN表示lg c(HCOO-)隨pH變化,曲線NP表示lg c(HCOOH)隨pH變化,所以M點(diǎn)時(shí),c(H+)=c(HCOO-),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;
pH由7到14的變化過程中,水的電離程度先增大后減小,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2022·山東淄博高三下學(xué)期第一次模擬)溶液中各含氮(含碳)微粒的分布分?jǐn)?shù)δ是指某含氮(或碳)微粒的濃度占各含氮(或碳)微粒濃度之和的分?jǐn)?shù)。25 ℃時(shí),向0.1 ml·L-1的NH4HCO3溶液(pH=7.8)中滴加適量的鹽酸或NaOH溶液,溶液中含氮(或碳)各微粒的分布分?jǐn)?shù)δ與pH的關(guān)系如圖所示(不考慮溶液中的CO2和NH3分子)。
考向二 沉淀溶解平衡曲線的分析應(yīng)用3.(2022·四川德陽高三下學(xué)期第二次監(jiān)測考試)常溫時(shí),溶液中Fe3+、Cu2+、Fe2+、Mg2+的濃度與pH的關(guān)系如圖所示(某離子的濃度小于1.0×10-5 ml·L-1時(shí),視為沉淀完全)。下列說法正確的是
A.a點(diǎn)可表示Cu(OH)2的飽和溶液B.常溫時(shí),Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-17C.b點(diǎn)表示的Mg(OH)2溶液中,2c(Mg2+)+ c(H+)=c(OH-)D.向1 mL Mg(OH)2飽和溶液中加入2滴0.1 ml·L-1 FeCl3溶液,無紅褐色 沉淀生成
由圖可知,溶液pH相同時(shí),a點(diǎn)銅離子濃度小于平衡時(shí)銅離子濃度,離子積Q<Ksp[Cu(OH)2],則a點(diǎn)可表示氫氧化銅的不飽和溶液,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖可知,溶液pH為8時(shí),氫氧化亞鐵
飽和溶液中亞鐵離子的濃度為10-5 ml·L-1,則常溫時(shí),Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)·c2(OH-)=1.0×10-5×(1.0×10-6)2=1.0×10-17,故B項(xiàng)正確;
由圖可知,b點(diǎn)表示的氫氧化鎂溶液中還存在可溶性鹽,則2c(Mg2+)+c(H+)=c(OH-)不能表示溶液中的電荷守恒關(guān)系,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;
由圖可知,溶液pH為3時(shí),氫氧化鐵飽和溶液中鐵離子濃度為10-5 ml·L-1,則常溫時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=1.0×10-5×(1.0×10-11)3=1.0×10-38,溶液pH為10時(shí),氫氧化鎂
飽和溶液中鎂離子濃度為10-4 ml·L-1,則常溫時(shí),Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=1.0×10-4×(1.0×10-4)2=1.0×10-12,Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Mg(OH)2],向1 mL氫氧化鎂飽和溶液中加入2滴0.1 ml·L-1氯化鐵溶液,會(huì)有紅褐色沉淀氫氧化鐵生成,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.(2022·河南周口文昌中學(xué)理綜考試)某溫度下,向體積均為20.00 mL、濃度均為0.1 ml·L-1的NaCl溶液、Na2CrO4溶液中分別滴加0.1 ml·L-1的AgNO3溶液,滴定過程中的pX(pX=-lg X,X=Cl-、 )與滴加AgNO3溶液體積的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是
A.曲線 Ⅱ 表示AgNO3溶液滴定NaCl溶液的過程B.Ksp(Ag2CrO4)=10-2bC.其他條件不變,如果NaCl溶液的濃度改為0.05 ml·L-1, 則滴定終點(diǎn)向上移動(dòng)D.若a=5,b=4,則用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)液滴定NaCl時(shí)可用K2CrO4溶液做指示劑
由圖可知,pX=a或b時(shí)反應(yīng)完全,并且二者的起始濃度、體積均相同,即二者溶質(zhì)的起始物質(zhì)的量相同,反應(yīng)為NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3、Na2CrO4+2AgNO3===Ag2CrO4↓+2NaNO3,完全反應(yīng)時(shí)Na2CrO4消耗AgNO3溶液的體積是NaCl的2倍,所以曲線Ⅰ表示滴定NaCl溶液、曲線Ⅱ表示滴定Na2CrO4溶液,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;
溫度不變,氯化銀的溶度積不變,若將NaCl溶液的濃度改為0.05 ml·L-1,需要的硝酸銀溶液的體積變成原來的一半,因此滴定終點(diǎn)會(huì)向左平移,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;
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