高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题3 第三单元 微专题13 酸碱中和反应过程中的图像分析（35张PPT）

(共35张PPT)
微专题13
酸碱中和反应过程中的图像分析
一般分析方法如下：
(1)识图像
①观察纵、横坐标表示何种变量，是pH、浓度还是含量。
②观察图像，分析曲线(点、线段)的变化规律。
(2)想原理
涉及电解质的强弱，影响弱电解质电离平衡的因素，盐类水解的影响因素及溶液中存在的“三大守恒”。
(3)找联系
将图像与弱电解质的电离及盐类水解相关知识联系起来，分析题目中涉及的问题，利用平衡移动原理分析。
1.pH—酸(或碱)的量变化曲线
解决酸碱中和滴定曲线类问题的关键是巧抓“5点”，即曲线的起点、恰好反应点、中性点、反应一半点和过量点，先判断出各点的溶质及溶液的酸碱性。以室温时用0.1
mol·L－1
NaOH溶液滴定20
mL
0.1
mol·L－1
HA
溶液为例(如图)，总结如何抓住滴定曲线的5个关键点。
关键点
粒子浓度关系
点①——起点
起点为HA的单一溶液，0.1
mol·L－1
HA溶液的pH>1，说明HA是弱酸，c(HA)>c(H＋)>c(A－)>c(OH－)
点②——反应一
半点
两者反应得到等物质的量的NaA和HA，由图知溶液的pH<7，可知HA的电离程度大于A－的水解程度，c(A－)>c(Na＋)>
c(HA)>c(H＋)>c(OH－)
点③——中性点
由图所示，该点溶液的pH＝7，溶液呈中性，酸没有被完全中和，c(Na＋)＝c(A－)>c(HA)>c(H＋)＝c(OH－)
点④——恰好完全反应点
此时二者恰好完全反应生成NaA，NaA为强碱弱酸盐，溶液显碱性，c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(HA)>c(H＋)
点④之后——过量点
NaOH溶液过量，得到NaA与NaOH的混合溶液，溶液显碱性，c(Na＋)>c(OH－)>c(A－)>c(H＋)
例1　室温时，将0.10
mol·L－1
NaOH溶液滴入20.00
mL未知浓度的某一元酸HA溶液中，溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化曲线如图所示(忽略溶液混合时体积的变化)。当V(NaOH)＝20.00
mL(图中c点)，二者恰好完全反应。则下列有关说法不正确的是
A.HA为弱酸，其物质的量浓度为0.10
mol·L－1
B.a点时：c(A－)－c(HA)＝2c(H＋)－2c(OH－)
C.c(HA)＋c(A－)＋c(Na＋)的值：b点近似等于
c点
D.d点时：2c(HA)＋2c(A－)＝3c(Na＋)
√
解析　A项，当V(NaOH)＝20.00
mL(图中c点)，二者恰好完全反应，所以HA的浓度是0.10
mol·L－1，起始时HA的pH＝3，这说明HA为弱酸，正确；
B项，a点时HA被中和一半，溶液中的溶质是等浓度
的HA、NaA，根据电荷守恒和物料守恒可知溶液中c(A－)－c(HA)＝2c(H＋)－2c(OH－)，正确；
C项，b点溶液显中性，c(A－)＝c(Na＋)，则b点溶液中c(HA)＋c(A－)＋c(Na＋)＝c(HA)＋2c(A－)，c点二者恰好反应，根据物料守恒可知c＇(HA)＋c＇(A－)＝c＇(Na＋)，因此溶液中c＇(HA)＋c＇(A－)＋c＇(Na＋)的值为2c＇(HA)＋2c＇(A－)，由于溶液中A－浓度均远大于HA浓度，故c(HA)＋c(A－)＋c(Na＋)的值b点近似等于c点，正确；
D项，d点时溶质是NaOH和NaA，二者物质的量之比为1∶2，根据物料守恒可知：3c(HA)＋3c(A－)＝2c(Na＋)，错误。
2.纵、横坐标均为对数的图像
(1)pOH—pH曲线
pOH＝－lg
c(OH－)
①表示一元酸与一元碱中和过程中H＋与OH－浓度
的关系。
②Q点代表溶液显中性。
③M点溶液显酸性，N点溶液显碱性，两点水的电离程度相同。
(2)对数图
例2　(2017·全国卷Ⅰ，13)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.Ka2(H2X)的数量级为10－6
B.曲线N表示pH与lg
的变化关系
C.NaHX溶液中c(H＋)>c(OH－)
D.当混合溶液呈中性时：c(Na＋)>c(HX－)
>c(X2－)>c(OH－)＝c(H＋)
√
解析　横坐标取0时，曲线M对应的pH约为5.4，曲线N对应的pH约为4.4，因为是NaOH溶液滴定H2X溶液，所以在酸性较强的溶液中会存在
c(HX－)＝c(H2X)，所以曲线N表示pH与
的变化关系，B项正确；
3.分布系数—pH图像
分布系数：组分的平衡浓度占总浓度的分数
例3　(2017·全国卷Ⅱ，12)改变0.1
mol·L－1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中的H2A、HA－、A2－的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示
下列叙述错误的是
A.pH＝1.2时，c(H2A)＝c(HA－)
B.lg[K2(H2A)]＝－4.2
C.pH＝2.7时，c(HA－)>c(H2A)＝c(A2－)
D.pH＝4.2时，c(HA－)＝c(A2－)＝c(H＋)
√
解析　A项，根据图像，pH＝1.2时，H2A和HA－相交，则有c(H2A)＝c(HA－)，正确；
C项，根据图像，pH＝2.7时，H2A和A2－相交，则有c(H2A)＝c(A2－)，正确；
D项，根据pH＝4.2时，c(HA－)＝c(A2－)，由电荷守恒：c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－)，故c(H＋)>c(HA－)＝c(A2－)，错误。
跟踪训练
1
2
3
4
5
1.25
℃时，用0.25
mol·L－1的NaOH溶液，分别滴定同浓度的三种稀酸溶液，滴定的曲线如图所示，下列判断不正确的是
A.同浓度的稀酸中：c(A－)>c(B－)>c(D－)
B.滴定至P点时，溶液中：c(B－)>c(HB)
C.pH＝7时，三种溶液中：c(A－)>c(B－)>c(D－)
D.当中和百分数达100%时，将三种溶液混合后：
c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＝c(OH－)－2c(H＋)
√
6
7
解析　A项，根据图像可知三种酸(HA、HB和HD)溶液的起始pH，HA最小，酸性最强，HD的pH最大，酸性最弱，酸性越强，酸根离子的浓度越大，正确；
B项，滴定至P点时溶质为等物质的量浓度的HB和NaB，
溶液显酸性，电离大于水解，因此c(B－)>c(HB)，正确；
C项，pH＝7时，HD消耗的NaOH最少，由质量守恒得，则三种溶液中：c(A－)>c(B－)>c(D－)，正确；
D项，混合溶液的质子守恒关系式：c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＝c(OH－)－c(H＋)，错误。
1
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7
2.(2020·石家庄等六市联考)某温度下，向一定体积0.1
mol·L－1的氨水中逐滴加入等浓度的盐酸，溶液中pOH[pOH＝－lg
c(OH－)]与pH的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.M点和N点溶液中H2O的电离程度相同
B.Q点溶液中，c(
)＋c(NH3·H2O)＝c(Cl－)
C.M点溶液的导电性小于Q点溶液的导电性
D.N点溶液加水稀释，
变小
√
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7
解析　由于M点碱过量，N点酸过量，M点溶液中氢氧根离子浓度与N点溶液中氢离子浓度相同，对水的电离抑制能力相同，故两点水的电离程度相同，A正确；
M点溶液中主要溶质为一水合氨，为弱电解质，在溶液中部分电离，溶液中离子浓度较小，Q点溶液中溶质主要为氯化铵，为强电解质，溶液中离子浓度较大，故M点溶液的导电能力小于Q点，C正确；
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7
3.(八省联考·重庆，13)草酸H2C2O4是二元弱酸。向100
mL
0.40
mol·L－1
H2C2O4溶液中加入1.0
mol·L－1
NaOH溶液调节pH，加水控制溶液体积为200
mL。测得溶液中微粒的δ(x)随pH变化曲线如图所示，
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√
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7
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A.溶液中水的电离程度：a＞b＞c
B.c点溶液中：c(Na＋)＝10c(HX)
C.室温下NaX的水解平衡常数为10－4.75
D.图中b点坐标为(0,4.75)
√
1
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7
解析　A项，a、b、c三点处溶液中的溶质为HX、NaX，三点对应的溶液均为酸性溶液，溶液的pH＜7，可知溶液中HX的电离程度大于X－的水解
程度，HX的电离会抑制水的电离，pH越小，HX的电离程度越大，对水的电离的抑制作用就越强，因此溶液中水的电离程度：a＜b＜c，错误；
1
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7
D项，a、b、c三点在同一直线上，由a、c两点的坐标可知，该直线的方程为y＝x＋4.75，当x＝0时，y＝4.75，因此图中b点的坐标为(0,4.75)，正确；
1
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7
5.常温条件下，向20
mL
0.01
mol·L－1
CH3COOH溶液中逐滴加入0.01
mol·L－1的NaOH溶液，溶液中水电离的c(H＋)随加入NaOH溶液的体积变化如图所示，下列说法正确的是
A.b、d两点溶液的pH相同
B.从a到c，对醋酸的电离既有促进作用也有
抑制作用
C.e点所示溶液中，c(Na＋)＝2c(CH3COO－)＋2c(CH3COOH)＝0.01
mol·L－1
D.从a→c的过程中，存在pH＝7的点
√
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7
解析　b点醋酸过量，其电离使溶液显酸性，pH<7，d点NaOH过量，pH>7，故A错误；
醋酸溶液中存在CH3COOH
CH3COO－＋H＋，
加NaOH溶液消耗氢离子，醋酸的电离平衡正向移动，所以从a到c，醋酸的电离始终受到促进，故B错误；
e点所示溶液中，加入的NaOH的物质的量是醋酸的物质的量的2倍，反应后溶液中醋酸钠和NaOH物质的量相等，根据物料守恒得c(Na＋)＝2c(CH3COO－)＋2c(CH3COOH)＝0.01
mol·L－1×
，故C错误；
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5
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7
c点，醋酸与氢氧化钠恰好完全反应生成醋酸钠，溶液显碱性，氢氧化钠溶液体积小于20
mL时的某一个值恰好使溶液显中性，所以从a→c的过程中，存在着pH＝7的点，故D正确。
1
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7
6.(2020·安徽皖南八校联考)298
K时，某种甲酸(HCOOH)和甲酸钠的混合溶液中HCOOH、HCOO－的浓度存在关系式c(HCOO－)＋c(HCOOH)＝0.100
mol·L－1，含碳元素的粒子的浓度与pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A.298
K时，HCOOH的电离常数Ka＝1.0×10－10.25
B.0.100
mol·L－1
HCOONa溶液中有c(HCOO－)＋
c(HCOOH)＋c(OH－)mol·L－1
C.298
K时，加蒸馏水稀释P点溶液，溶液中n(H＋)·n(OH－)增大
D.0.100
mol·L－1
HCOONa溶液和0.1
mol·L－1HCOOH溶液等体积混合后，
溶液的pH＝3.75(混合后溶液体积变化忽略不计)
√
1
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7
HCOONa溶液呈碱性，c(OH－)>c(H＋)，0.1
mol·L－1
HCOONa溶液中有c(HCOOH)＋c(HCOO－)＝0.100
mol·L－1，则c(HCOO－)＋c(HCOOH)＋c(OH－)>c(H＋)＋0.100
mol·L－1，B错误；
298
K时，加蒸馏水稀释P点溶液，由水电离的c(H＋)·c(OH－)＝Kw保持不变，但加水稀释可同时促进HCOOH的电离和HCOONa的水解，溶液中n(H＋)和n(OH－)都增大，故n(H＋)·n(OH－)增大，C正确；
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0.100
mol·L－1
HCOONa溶液和0.100
mol·L－1
HCOOH溶液等体积混合后，虽然混合溶液中c(HCOO－)＋c(HCOOH)＝0.100
mol·L－1，但由于HCOOH的电离程度大于HCOO－的水解程度，混合溶液中c(HCOO－)>
c(HCOOH)，故溶液的pH>3.75，D错误。
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7.常温下，向0.1
mol·L－1
Na2A溶液中不断通入HCl，H2A、HA－、A2－在溶液中所占物质的量分数(δ)与pOH[pOH＝－lg
c(OH－)]的关系如图所示，下列说法正确的是
A.H2A的第二步电离平衡常数为10－10
B.随着HCl的通入，
先减小后增大
C.当溶液呈中性时：c(Na＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)
D.将等浓度等体积的Na2A与H2A溶液混合后，溶液
显碱性
√
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当溶液呈中性时：c(Na＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)＋c(Cl－)，故C错误。
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本课结束