(共74张PPT)
2023届高考化学二轮复习专题课件★★ 电解质溶液各类
图像的分析
(一)溶液中粒子浓度关系
1.单一溶液
(1)Na2S溶液
水解方程式:______________________________________________;
离子浓度大小关系:___________________________________;
电荷守恒:________________________________________;
物料守恒:_________________________________;
质子守恒:________________________________。
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:_______________________;
离子浓度大小关系:___________________________________;
电荷守恒:_______________________________________;
物料守恒:_______________________________;
质子守恒:______________________________。
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既能发生水解又能发生电离,水溶液呈碱性:
2.混合溶液
(1)1∶1的CH3COOH、CH3COONa溶液
水解方程式:_________________________________;
离子浓度大小关系:__________________________________;
电荷守恒:____________________________________;
物料守恒:____________________________________;
质子守恒:____________________________________________。
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
离子浓度大小关系:____________________________________;
电荷守恒:____________________________________;
物料守恒:______________________。
c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
c(Na+)=c(CH3COO-)
若溶液呈中性,则电离和水解相互抵消。
(3)常温下pH=2的CH3COOH与pH=12的NaOH等体积混合的溶液
离子浓度大小关系:_________________________________;
电荷守恒:____________________________________。
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
由于CH3COOH是弱酸,所以当完全反应后,CH3COOH仍过量许多,溶液呈酸性。
(二)滴定曲线的分析与应用
1.巧抓“四点”,突破溶液中的粒子浓度关系
(1)抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。
(2)抓“恰好”反应点,生成的溶质是什么?判断溶液的酸碱性。
(3)抓溶液的“中性”点,生成什么溶质,哪种物质过量或不足。
(4)抓反应的“过量”点,溶液中的溶质是什么?判断哪种物质过量。
实例分析:向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶液pH与加入NaOH溶液的关系如图所示:
(注:a点为反应一半点,b点呈中性,c点恰好
完全反应,d点NaOH过量一倍)
分析:
a点,溶质为 ,
离子浓度关系: ____ ;
CH3COONa、CH3COOH
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
b点,溶质为 ,
离子浓度关系: ;
c点,溶质为 ,
离子浓度关系: ;
d点,溶质为 ,
离子浓度关系: 。
CH3COONa、CH3COOH
c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
CH3COONa
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
CH3COONa、NaOH
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
2.滴定曲线图像中“交叉点”的分析与应用
[实例1]
T ℃时,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中三种微粒 的物质的量分数(δ)与pH的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)写出H2C2O4的电离方程式及电离平衡
常数表达式:
①_____________________,
Ka1=_______________;
②____________________,
Ka2=______________。
(2)根据A点,得Ka1= ,根据B点,
得Ka2= 。
(3)在pH=2.7的溶液中,
=________。
10-1.2
10-4.2
1 000
(4)0.1 mol·L-1的NaHC2O4溶液呈____(填“酸”“碱”或“中”)性,其离子浓度从大到小的顺序为_________________________________________。
酸
(注:也可以根据图像观察)
[实例2]
25 ℃时,向某浓度的H3PO4溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中四种微粒 的物质的量分数(δ)与pH的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)δ0、δ1、δ2、δ3分别代表的微粒是
_________、________、_________、
________。
H3PO4
(2)写出pH由1到14依次发生反应的离子方程式:______________________
______、____________________________、_________________________。
(3)Ka1=_______,Ka2=______,Ka3=_______。
+H2O
10-2 10-7.1 10-12.2
(4)常温下,试判断①0.1 mol·L-1NaH2PO4;
②0.1 mol·L-1Na2HPO4的酸碱性。
①______;
酸性
②______。
碱性
3.滴定直线图像的分析与应用
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:
回答下列问题:
(1)向二元弱酸H2Y中滴加NaOH
溶液,依次反应的离子方程式为
__________________________________________________。
H2Y+OH-===H2O+HY-、HY-+OH-===H2O+Y2-
增大
减小
(3)Ka2(H2Y)=________。
10-4.3
所以Ka2(H2Y)=10-4.3。
(4)在交叉点“e”,c(H2Y)_____(填“>”“<”或“=”)c(Y2-)。
=
4.沉淀溶解平衡曲线
(1)“曲线”溶解平衡图像的分析
常温下,CaSO4(Ksp=9.1×10-6)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
①a、c点在曲线上,a→c的变化为增大c( ),如加入Na2SO4固体,但
Ksp不变;
②b点在曲线的上方,Qc>Ksp,将会有沉
淀生成;
③d点在曲线的下方,Qc和溶液,还能继续溶解CaSO4。
[实例1]
在T ℃时,铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
点的分析
信息解读 X、Y、Z三点表示的溶液均为 ,由X点的数据可计算 ,且由计算出的数值可确定a的数值;W点表示的是铬酸银的 ,沉淀速率 溶解速率;向W点表示的体系中加水时,c(Ag+)、c( )均减小, 使溶液转化为Y、Z点
饱和Ag2CrO4溶液
Ag2CrO4的Ksp
过饱和溶液
大于
不可能
线、点的分析
信息 解读 a、b点表示的溶液均为Fe(OH)3的 ,由b点数据可计算Fe(OH)3的 ;c点为Cu(OH)2的溶解平衡点,由c点数据可计算Cu(OH)2的Ksp;d点表示的溶液为Cu(OH)2的 ,Fe(OH)3的___________
[实例2]
某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。
饱和溶液
Ksp
不饱和溶液
过饱和溶液
(2)“直线”溶解平衡图像的分析
溶解平衡图像中有直线,直线表示溶解平衡中离子浓度的对数关系,分析时的要点:
①分析直线代表的难溶电解质中的离子浓度关系,隐含对应的是哪种难溶电解质的溶度积常数;
②直线上的点反映的是相应难溶电解质的饱和溶液,点的数据可计算相应难溶电解质的溶度积常数;
③不在直线上的点反映的是难溶电解质的过饱和溶液或不饱和溶液,需要分析坐标表示的是浓度的对数关系还是负对数关系。
[实例3]
硫酸钡是一种比碳酸钡更难溶的物质。常温下-lg c(Ba2+)随-lg c( )或-lg c( )的变化趋势如图所示。
坐标轴分析 线、点的分析
信息 解读 横坐标、纵坐标均为离子浓度的负对数,离子浓度 ,其负对数就_____ 由于BaCO3的溶解度比BaSO4的大,Ksp(BaCO3)
>Ksp(BaSO4),所以离子浓度的负对数的值:BaCO3越大
越小
BaCO3
BaSO4
BaCO3的饱和溶液
BaCO3的不饱和溶液
BaSO4的过饱和溶液
真题演练
(一)二年全国卷真题汇编
1.(2021·全国乙卷,13)HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中c(M+)随c(H+)而变化,M+不发生水解。实验发现,298 K时c2(M+)~c(H+)为线性关系,如图中实线所示。
下列叙述错误的是
A.溶液pH=4时,c(M+)<3.0×10-4 mol·L-1
B.MA的溶度积Ksp(MA)=5.0×10-8
C.溶液pH=7时,c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
D.HA的电离常数Ka(HA)=2.0×10-4
√
由图可知,c(H+)=0时,可看
作溶液中有较大浓度的OH-,
此时A-的水解极大地被抑制,
溶液中c(M+)=c(A-),则
Ksp(MA)=c(M+)·c(A-)=
c2(M+)=5.0×10-8,B正确;
MA饱和溶液中,M+不发生水解,A-水解使溶液呈碱性,若使pH=7,需加入酸,会引入其他阴离子,此时c(M+)+c(H+)≠c(A-)+c(OH-),C错误;
2.(2021·全国甲卷,12)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。某温度下,饱和溶液中-lg[c( )]、-lg[c( )]
与-lg[c(Ba2+)]的关系如图所示。下列说法
正确的是
A.曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线
B.该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10-10
C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点
D.c(Ba2+)=10-5.1时两溶液中 =
√
由题给信息分析可知,曲线上的点均为饱和溶液中微粒浓度关系,曲线①为BaSO4的沉淀溶解曲线,选项A错误;
向饱和BaCO3溶液中加入适量BaCl2固体后,溶液中c(Ba2+)增大,根据温度不变则Ksp(BaCO3)不变可知,
溶液中c( )将减小,因此a点将沿
曲线②向左上方移动,选项C错误;
3.(2020·全国卷Ⅰ,13)以酚酞为指示剂,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如下图所示。[比如A2-的分布系数:
δ(A2-)=
下列叙述正确的是
A.曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA-)
B.H2A溶液的浓度为0.200 0 mol·L-1
C.HA-的电离常数Ka=1.0×10-2
D.滴定终点时,溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)
√
根据图像可知,滴定终点消耗NaOH溶
液40 mL,H2A是二元酸,可知酸的浓
度是0.100 0 mol·L-1,B项错误;
起点溶液pH=1.0,c(H+)=0.100 0 mol·
L-1,可知H2A第一步电离是完全的,
溶液中没有H2A,所以曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),A项错误;
利用曲线①、②的交点可知,c(HA-)=c(A2-),此时pH=2.0,c(H+)
=1.0×10-2 mol·L-1,HA- A2-+H+,Ka(HA-)=
=1.0×10-2,C项正确;
滴定终点时,根据电荷守恒c(Na+)
+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+
c(OH-),
以酚酞为指示剂,说明滴定终点时
溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),所
以c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-),D项错误。
(二)2022新高考卷真题研究
4.(2022·湖南,10)室温时,用0.100 mol·L-1的标准AgNO3溶液滴定
15.00 mL浓度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液,通过电位滴定法获得
lg c(Ag+)与V(AgNO3)的关系曲线如图所示(忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17)。下列说法正确的是
A.a点:有白色沉淀生成
B.原溶液中I-的浓度为0.100 mol·L-1
C.当Br-沉淀完全时,已经有部分Cl-沉淀
D.b点:c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)
√
向含浓度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液中滴加硝酸银溶液,根据三种沉淀的溶度积常数,三种离子沉淀的先后顺序为I-、Br-、Cl-,根据滴定图示,当滴入4.50 mL硝酸银溶液时,Cl-恰好沉淀完全,此时共消耗硝酸银的物质的量为4.50×10-3 L×0.100 mol·L-1=4.5
×10-4 mol,所以Cl-、Br-和I-
均为1.5×10-4 mol。I-先沉淀,
AgI是黄色的,所以a点有黄色沉
淀AgI生成,故A错误;
当Br-沉淀完全时(Br-浓度为1.0×
10-5 mol·L-1),溶液中的c(Ag+)=
=
5.4×10-8 mol·L-1,若Cl-已经开始沉淀,则此时溶液中的c(Cl-)=
≈3.3×10-3 mol·L-1,原溶液中的c(Cl-)=c(I-)=0.010 0 mol·L-1,则已经有部分Cl-沉淀,故C正确;
b点加入了过量的硝酸银溶液,Ag+浓度最大,则b点各离子浓度为c(Ag+)>c(Cl-)>c(Br-)>c(I-),故D错误。
5.(2022·湖北,15)如图是亚砷酸As(OH)3和酒石酸(H2T,lg Ka1=-3.04,lg Ka2=-4.37)混合体系中部分物种的c-pH图(浓度:总As为5.0×
10-4 mol·L-1,总T为1.0×10-3mol·L-1)。下列说法错误的是
A.As(OH)3的lg Ka1为-9.1
B.[As(OH)2T]-的酸性比As(OH)3
的强
C.pH=3.1时,As(OH)3的浓度比
[As(OH)2T]-的高
D.pH=7.0时,溶液中浓度最高
的物种为As(OH)3
√
由图可知As(OH)3的浓度为左坐标,浓度的数量级为10-3mol·L-1,[As(OH)2T]-的浓度为右坐标,浓度的数量级为10-6mol·L-1,所以pH=3.1时,As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]-的高,C正确;
由已知条件,酒石酸(H2T,lgKa1=-3.04,lgKa2=-4.37),As(OH)3的lgKa1为-9.1,即酒石酸的第一步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As(OH)3,另
外总As的浓度也小于总T的浓
度,所以当pH=7.0时,溶液
中浓度最高的物种不是As(OH)3,
D错误。
√
NH2CH2COOH中存在—NH2和—COOH,
所以甘氨酸既有酸性又有碱性,故A正确;
氨基具有碱性,在酸性较强时会结合氢离
子,羧基具有酸性,在碱性较强时与氢氧
根离子反应,故曲线a表示 CH2COOH的分布分数随溶液pH的变化,曲线b表示 CH2COO-的分布分数随溶液pH的变化,曲线c表示NH2CH2COO-的分布分数随溶液pH的变化,故B正确;
√
由图像可知,pH=7.0时,-lg c(M2+)=3.0,则M(OH)2的Ksp=c(M2+)·c2(OH-)=1×10-17,B正确;
B.a=-6.5
C.曲线④代表含SrCO3(s)的1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液的变化曲线
D.对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0 mol·L-1的混合溶液,
pH ≥7.7时才发生沉淀转化
8.(2022·山东,14)工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s),对其工艺条件进行研究。现有含SrCO3(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液,含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1 Na2SO4溶液。在一定pH范围内,四种溶液中lg [c(Sr2+)/mol·L-1]随pH的变
化关系如图所示。下列说法错误的是
√
硫酸是强酸,随着溶液pH变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎不变,则含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,pH相同时,溶液中硫酸根离子浓度越大,锶离子浓
度越小,所以曲线①代表含硫酸锶固
体的0.1 mol·L-1硫酸钠溶液的变化曲
线,曲线②代表含硫酸锶固体的
1.0 mol·L-1硫酸钠溶液的变化曲线;
碳酸是弱酸,溶液pH越小,溶液中碳酸根离子浓度越小,锶离子浓度越大,pH相同时,1.0 mol·L-1碳酸钠溶液
中碳酸根离子浓度大于0.1 mol·L-1碳酸
钠溶液,则曲线③表示含碳酸锶固体的
0.1 mol·L-1碳酸钠溶液的变化曲线,曲
线④表示含碳酸锶固体的1.0 mol·L-1碳
酸钠溶液的变化曲线,故C正确;
曲线①代表含硫酸锶固体的0.1 mol·L-1硫
酸钠溶液的变化曲线,则硫酸锶的溶度积
Ksp(SrSO4)=10-5.5×0.1=10-6.5,温度不
变,溶度积不变,则溶液pH为7.7时,锶离
子的浓度为 =10-6.5 mol·L-1,则a为-6.5,故B正确;
对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0 mol·L-1的混合溶液中锶离子浓度为10-6.5 mol·L-1,根据图示,pH≥6.9时锶离子浓度降低,所以pH≥6.9时发生沉淀转化,故D错误。
考向预测
考向一 滴定曲线的分析应用
1.(2022·南宁高三第二次适应性测试)常温下,分别向20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的HX和HY溶液中滴入0.100 0 mol·L-1 NaOH标准溶液,滴定曲线如图所示(已知酸性:HX>HY,lg 5≈0.7)。下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ对应的酸为HY,HX是强酸
B.在B1和B2点对应的溶液中存在关系:
c(HY)-c(HX)=c(X-)-c(Y-)
C.pH=7时,两溶液中由水电离出的
c(H+)大小关系为c(H+)Ⅰ>c(H+)Ⅱ
D.C1点纵坐标数值为8.7
√
在B1和B2点,起始酸的浓度和加入的碱的量均相同,故对应的溶液中均存在物料守恒:c(HY)+c(Y-)=c(X-)+c(HX),即c(HY)-c(HX)=c(X-)-c(Y-),B项正确;
pH=7时,溶液呈中性,不影响水
的电离,故两溶液中由水电离出的
c(H+)大小关系为c(H+)Ⅰ=c(H+)Ⅱ,
C错误;
2.(2022·湘豫名校联考高三下学期综合能力测试)常温下,将0.1 mol·L-1 NaOH溶液分别滴加到0.1 mol·L-1 HA溶液和HB
溶液中,两混合溶液中离子浓度与pH的变化关
系如图所示,已知pKa=-lg Ka。下列说法不正
确的是
B.将HA滴入NaB溶液中发生反应的离子方程式为HA+B-===A-+HB
C.相同温度下,等浓度的NaB和NaA溶液的pH:NaB>NaA
D.向HA溶液中加入NaOH溶液,混合溶液中 =
√
酸性:HA>HB,B-的水解能力比A-强,相同温度下,等浓度的NaB溶液和NaA溶液的pH:NaB>NaA,C项正确;
考向二 沉淀溶解平衡曲线的分析应用
3.(2022·四川德阳高三下学期第二次监测考试)常温时,溶液中Fe3+、Cu2+、Fe2+、Mg2+的浓度与pH的关系如图所
示(某离子的浓度小于1.0×10-5 mol·L-1
时,视为沉淀完全)。下列说法正确的是
A.a点可表示Cu(OH)2的饱和溶液
B.常温时,Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-17
C.b点表示的Mg(OH)2溶液中,2c(Mg2+)+c(H+)=c(OH-)
D.向1 mL Mg(OH)2饱和溶液中加入2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,无红褐色
沉淀生成
√
由图可知,溶液pH相同时,a点铜离子浓度小于平衡时铜离子浓度,离子积Qc<Ksp[Cu(OH)2],则a点可表示氢氧化铜的不饱和溶液,故A项错误;
由图可知,溶液pH为8时,氢氧化
亚铁饱和溶液中亚铁离子的浓度为
10-5 mol·L-1,则常温时,
Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)·c2(OH-)=1.0
×10-5×(1.0×10-6)2=1.0×10-17,故B项正确;
由图可知,b点表示的氢氧化镁溶液中还存在可溶性盐,则2c(Mg2+)+c(H+)=c(OH-)不能表示溶液中的电荷守恒关系,故C项错误;
由图可知,溶液pH为3时,氢氧化铁饱和溶液中铁离子浓度为10-5 mol·
L-1,则常温时,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=1.0×10-5×(1.0
×10-11)3=1.0×10-38,溶液pH为10时,氢氧化镁饱和溶液中镁离子浓度为10-4 mol·L-1,则常温时,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
氢氧化镁饱和溶液中加入2滴0.1 mol·
L-1氯化铁溶液,会有红褐色沉淀氢氧
化铁生成,故D项错误。
4.(2022·河南周口文昌中学理综考试)某温度下,向体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的NaCl溶液、Na2CrO4溶液中分别滴加0.1 mol·L-1的AgNO3溶液,滴定过程中的pX(pX=-lg X,X=Cl-、 )与滴加
AgNO3溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ表示AgNO3溶液滴定NaCl溶液的过程
B.Ksp(Ag2CrO4)=10-2b
C.其他条件不变,如果NaCl溶液的浓度改为0.05 mol·
L-1,则滴定终点向上移动
D.若a=5,b=4,则用AgNO3标准液滴定NaCl时可用K2CrO4溶液做指示剂
√
由图可知,pX=a或b时反应完全,并且二者的
起始浓度、体积均相同,即二者溶质的起始物
质的量相同,反应为NaCl+AgNO3===AgCl↓
+NaNO3、Na2CrO4+2AgNO3===Ag2CrO4↓+
2NaNO3,完全反应时Na2CrO4消耗AgNO3溶液
的体积是NaCl的2倍,所以曲线Ⅰ表示滴定NaCl溶液、曲线Ⅱ表示滴定Na2CrO4溶液,A选项错误;
温度不变,氯化银的溶度积不变,若将NaCl溶液的浓度改为0.05 mol·L-1,需要的硝酸银溶液的体积变成原来的一半,因此滴定终点会向左平移,C选项错误;