应用课
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第11课时 电解质溶液中的常见图像类型
【学习目标】
认识电解质溶液中的常见图像类型，能分析其中各类关系。
【学习活动】
学习任务
目标：认识电解质溶液中的常见图像类型，能分析其中各类关系。 任务：根据水溶液的相关图像关系完成针对训练 1.分布曲线图像分析 分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线。 一元弱酸(以CH3COOH为例)二元弱酸(以草酸H2C2O4为例) 注：pKa为电离常数的负对数δ0为CH3COOH分布系数，δ1为CH3COO－分布系数δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2O分布系数、δ2为C2O分布系数
滴定曲线是指以滴加物的量为横坐标、pH为纵坐标的关系曲线。 向20 mL 0.1 mol·L－1 HA溶液逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，抓反应的“起始”点判断酸、碱的相对强弱抓反应的“一半”点判断是哪种溶质的等量混合抓溶液的“中性”点判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足抓“恰好”反应点判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性抓反应的“过量”点判断溶液中的溶质，判断哪种物质过量
【针对训练1】改变0.1 mol·L－1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中H2A、HA－、A2－的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)＝]。 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＋) 【针对训练2】常温下，向0.1 mol·L－1 H3PO4溶液中加入NaOH的过程中各种微粒的物质的量分数(δ)随pH的变化关系如图所示(H3PO4的三级电离常数依次为Ka1、Ka2、Ka3)。下列叙述错误的是( ) A．Ka2＝10－7.2，HPO的水解平衡常数为10－6.8 B．为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制在4～5 C．反应H2PO＋H2OH3PO4＋OH－的K＝10－11.9 D．Na2HPO4溶液中存在c(OH－)＋c(PO)＝c(H＋)＋c(H2PO)＋c(H3PO4) 【针对训练3】常温下将盐酸溶液滴加到联氨(N2H4)的水溶液中，混合溶液中的微粒的物质的量分数δ(X)随－lg c(OH－)变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( ) A．Kb1(N2H4)＝10－6 B．反应N2H＋N2H42N2H的pK＝9.0(已知：pK＝－lg K) C．N2H5Cl溶液中c(H＋)>c(OH－) D．N2H5Cl溶液中存在c(Cl－)＋c(OH－)＝c(N2H)＋2c(N2H)＋c(H＋) 【针对训练4】室温下向10 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L－1 的一元酸HA，溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( ) A．a点所示溶液中c(Na＋)>c(A－)>c(H＋)>c(HA) B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同 C．pH＝7时，c(Na＋)＝c(A－ )＋c(HA) D．b点所示溶液中c(A－)>c(HA) 2.坐标为对数或负对数的图像分析 Ⅰ．常考有关对数示例 (1)pC：类比pH，即为C离子浓度的负对数，规律是pC越大，C离子浓度越小。 (2)pK：平衡常数的负对数，规律是pK越大，平衡常数越小，对于一元弱酸(HX)：pKa＝pH－lg ，lg 越大，HX的电离程度越大。 (3)AG＝lg ，氢离子浓度与氢氧根离子浓度比的对数；规律是：AG越大，酸性越强，中性时AG＝0。 Ⅱ．图像示例 (1)pOH—pH曲线 (2)常温下，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： (3)常温下将KOH溶液滴加二元弱酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系图： 【针对训练1】25 ℃时，向某二元弱酸H2X的溶液中滴加NaOH溶液，混合溶液中lg 或lg 与pH的关系如图所示。下列叙述正确的是( ) A．Ka2(H2X)的数量级为10－9 B．m曲线表示lg 与pH的变化关系 C．25 ℃时，NaHX溶液中c(X2－)>c(H2X) D．pH＝8时，＝10－0.7 【针对训练2】25 ℃时，向NaHCO3溶液中滴入盐酸，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．25 ℃时，H2CO3的一级电离Ka1(H2CO3)＝1.0×10－6.4 B．M点溶液中：c(H＋)＋c(H2CO3)＝c(Cl－)＋2c(CO)＋c(OH－) C．25 ℃时，HCO＋H2OH2CO3＋OH－的Kh＝1.0×10－7.6 D．图中a＝2.6 【针对训练3】常温下，将NaOH溶液滴入二元弱酸H2X溶液中，混合溶液中的粒子浓度与溶液pH的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( ) A．曲线M表示lg 与pH的变化关系 B．NaHX溶液显碱性 C．当混合溶液呈中性时，c(Na＋)>c(X2－)>c(HX－)>c(H＋)＝c(OH－) D．Ka2(H2X)的数量级为10－9
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2应用课
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第11课时 电解质溶液中的常见图像类型
【学习目标】
认识电解质溶液中的常见图像类型，能分析其中各类关系。
【学习活动】
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目标：认识电解质溶液中的常见图像类型，能分析其中各类关系。 任务：根据水溶液的相关图像关系完成针对训练 1.分布曲线图像分析 分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线。 一元弱酸(以CH3COOH为例)二元弱酸(以草酸H2C2O4为例) 注：pKa为电离常数的负对数δ0为CH3COOH分布系数，δ1为CH3COO－分布系数δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2O分布系数、δ2为C2O分布系数
滴定曲线是指以滴加物的量为横坐标、pH为纵坐标的关系曲线。 向20 mL 0.1 mol·L－1 HA溶液逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，抓反应的“起始”点判断酸、碱的相对强弱抓反应的“一半”点判断是哪种溶质的等量混合抓溶液的“中性”点判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足抓“恰好”反应点判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性抓反应的“过量”点判断溶液中的溶质，判断哪种物质过量
【针对训练1】改变0.1 mol·L－1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中H2A、HA－、A2－的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)＝]。 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＋) 答案：D 【针对训练2】常温下，向0.1 mol·L－1 H3PO4溶液中加入NaOH的过程中各种微粒的物质的量分数(δ)随pH的变化关系如图所示(H3PO4的三级电离常数依次为Ka1、Ka2、Ka3)。下列叙述错误的是( ) A．Ka2＝10－7.2，HPO的水解平衡常数为10－6.8 B．为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制在4～5 C．反应H2PO＋H2OH3PO4＋OH－的K＝10－11.9 D．Na2HPO4溶液中存在c(OH－)＋c(PO)＝c(H＋)＋c(H2PO)＋c(H3PO4) 答案：D 解析：分析题图可知，曲线1代表H3PO4的物质的量分数随pH的变化关系，曲线2代表H2PO的物质的量分数随pH的变化关系，曲线3代表HPO的物质的量分数随pH的变化关系，曲线4代表PO的物质的量分数随pH的变化关系。A项，当pH＝7.2时，c(H2PO)＝c(HPO)，Ka2＝＝c(H＋)＝10－7.2，HPO的水解平衡常数Kh(HPO)＝＝c(OH－)＝10－6.8，正确；B项，由题图可知，pH在4～5之间，H2PO的物质的量分数接近1.0，正确；C项，当pH＝2.1时，c(H3PO4)＝c(H2PO)，Ka1＝＝c(H＋)＝10－2.1，该反应的K＝＝＝＝＝10－11.9，正确；D项，Na2HPO4溶液中，根据质子守恒知，c(H＋)＋c(H2PO)＋2c(H3PO4)＝c(OH－)＋c(PO)，错误。 [思路点拨]H3PO4H2POHPOPO，由题图可知pKa1＝2.1，pKa2＝7.2，pKa3＝12.3，再根据Ka·Kh＝Kw，可知pKh1＝1.7，pKh2＝6.8，pKh3＝11.9。 【针对训练3】常温下将盐酸溶液滴加到联氨(N2H4)的水溶液中，混合溶液中的微粒的物质的量分数δ(X)随－lg c(OH－)变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( ) A．Kb1(N2H4)＝10－6 B．反应N2H＋N2H42N2H的pK＝9.0(已知：pK＝－lg K) C．N2H5Cl溶液中c(H＋)>c(OH－) D．N2H5Cl溶液中存在c(Cl－)＋c(OH－)＝c(N2H)＋2c(N2H)＋c(H＋) 答案：B 解析：当－lg c(OH－)＝15.0时，c(N2H)＝c(N2H)，电离方程式为N2H＋H2ON2H＋OH－，Kb2(N2H4)＝＝c(OH－)＝10－15，反应N2H＋N2H42N2H的K＝＝＝＝109，pK＝－9.0，B项错误。 【针对训练4】室温下向10 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L－1 的一元酸HA，溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( ) A．a点所示溶液中c(Na＋)>c(A－)>c(H＋)>c(HA) B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同 C．pH＝7时，c(Na＋)＝c(A－ )＋c(HA) D．b点所示溶液中c(A－)>c(HA) 答案：D 解析：A.a点所示溶液中NaOH和HA恰好反应生成NaA，溶液的pH＝8.7，呈碱性，则HA为弱酸，A－水解，则溶液中的粒子浓度：c(Na＋)>c(A－)>c(HA)>c(H＋)。B.b点时为NaA和HA的溶液，a点NaA发生水解反应，促进了水的电离，b点HA抑制了水的电离，所以a点所示溶液中水的电离程度大于b点。C.pH＝7时，根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，c(H＋)＝c(OH－)，所以c(Na＋)＝c(A－)。D.b点酸过量，溶液呈酸性，HA的电离程度大于NaA的水解程度，故c(A－)>c(HA)。 2.坐标为对数或负对数的图像分析 Ⅰ．常考有关对数示例 (1)pC：类比pH，即为C离子浓度的负对数，规律是pC越大，C离子浓度越小。 (2)pK：平衡常数的负对数，规律是pK越大，平衡常数越小，对于一元弱酸(HX)：pKa＝pH－lg ，lg 越大，HX的电离程度越大。 (3)AG＝lg ，氢离子浓度与氢氧根离子浓度比的对数；规律是：AG越大，酸性越强，中性时AG＝0。 Ⅱ．图像示例 (1)pOH—pH曲线 (2)常温下，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： (3)常温下将KOH溶液滴加二元弱酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系图： 【针对训练1】25 ℃时，向某二元弱酸H2X的溶液中滴加NaOH溶液，混合溶液中lg 或lg 与pH的关系如图所示。下列叙述正确的是( ) A．Ka2(H2X)的数量级为10－9 B．m曲线表示lg 与pH的变化关系 C．25 ℃时，NaHX溶液中c(X2－)>c(H2X) D．pH＝8时，＝10－0.7 答案：D 解析：A项，根据m曲线上的点(9.3，－1)可以计算出H2X的Ka2＝10－1－9.3＝10－10.3，根据n曲线上的点(7.4，1)可以计算出Ka1＝101－7.4＝10－6.4，H2X的Ka2＝10－10.3＝100.7－11＝100.7×10－11，故Ka2(H2X)的数量级为10－11，错误；B项，在相同条件下，Ka1>Ka2，然后结合图像知，曲线m表示lg 与pH的关系，曲线n表示lg 与pH的关系，错误；C项，由H2X的Ka1＝10－6.4，Ka2＝10－10.3可知，25 ℃时，HX－的电离常数为10－10.3，HX－的水解平衡常数Kh＝＝10－7.6，Ka2c(X2－)，错误。 【思路点拨】 (1)Ka1＝ pH＋lg Ka1＝lg 同理：pH＋lg Ka2＝lg (2)当pH＝7.4时，lg ＝1，可求lg Ka1＝－6.4 当pH＝9.3时，lg ＝－1，可求lg Ka2＝－10.3。 (3)Ka1·Ka2＝，pH＝8可求＝＝10－0.7。 【针对训练2】25 ℃时，向NaHCO3溶液中滴入盐酸，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．25 ℃时，H2CO3的一级电离Ka1(H2CO3)＝1.0×10－6.4 B．M点溶液中：c(H＋)＋c(H2CO3)＝c(Cl－)＋2c(CO)＋c(OH－) C．25 ℃时，HCO＋H2OH2CO3＋OH－的Kh＝1.0×10－7.6 D．图中a＝2.6 答案：B 解析：A项，lg Ka1＝－lg ＋pH＝－1＋7.4＝6.4，Ka1＝10－6.4，正确；B项，根据电荷守恒和物料守恒可知M点溶液中存在c(H＋)＋c(H2CO3)＝c(Cl－)＋c(CO)＋c(OH－)，错误；C项，Kh＝＝10－7.6，正确；D项，6.4＝－a＋9，a＝2.6，正确。 【针对训练3】常温下，将NaOH溶液滴入二元弱酸H2X溶液中，混合溶液中的粒子浓度与溶液pH的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( ) A．曲线M表示lg 与pH的变化关系 B．NaHX溶液显碱性 C．当混合溶液呈中性时，c(Na＋)>c(X2－)>c(HX－)>c(H＋)＝c(OH－) D．Ka2(H2X)的数量级为10－9 答案：C 解析：H2X为二元弱酸，以第一步电离为主，则Ka1(H2X)>Ka2(H2X)，酸性条件下，则pH相同时>，由图像可知N为lg的变化曲线，M为lg 的变化曲线，当lg 或lg ＝0时，说明或＝1，浓度相等，结合图像可计算电离常数并判断溶液的酸碱性。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
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