第六课时 溶液中粒子浓度图像分析
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(aq)]=20.00 mL(图中c点),二者恰好完全反应。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点时:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
D.d点时:3c(HA)+3c(A-)=2c(Na+)
2.已知Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Ka(HCN)=6.20×10-10;常温下,用0.10 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液,所得滴定曲线如图所示,用HA代表CH3COOH或HCN,用A-代表CH3COO-或CN-。下列说法正确的是( )
A.曲线A表示NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的滴定曲线
B.a点存在3c(HA)+4c(H+)=4c(OH-)+c(A-)
C.b点存在c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
D.若两份溶液滴定都采用甲基橙作为指示剂,则滴定终点消耗氢氧化钠溶液的体积均偏大
3.25 ℃时,用一定浓度NaOH溶液滴定某醋酸溶液,混合溶液的导电能力变化曲线如图所示,其中b点为恰好反应点。下列说法不正确的是( )
A.溶液的导电能力与离子种类和浓度有关
B.已知a点溶液的pH<7,则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.b点的混合溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)
D.b→c过程中,n(CH3COO-)不断增大
4.常温下,将CO2通入2 L pH=12的NaOH溶液中,溶液中由水电离出的OH-浓度与通入的CO2的体积(V)的关系如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.M点溶液中:水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1
B.N点溶液中:c(Na+)=2c(C)+c(HC)
C.P点溶液中:c(Na+)=2[c(C)+c(HC)+c(H2CO3)]
D.R点溶液中:c(H+)=1×10-7 mol·L-1
5.K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2(橙色)+H2O2Cr(黄色)+2H+。在25 ℃时,0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中含铬微粒的浓度与溶液pH的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.曲线Ⅱ代表Cr2的浓度
B.将溶液的pH从5调至9,溶液颜色可由橙色变为黄色
C.溶液中存在c(HCr)+c(Cr2)+c(Cr)=0.2 mol·L-1
D.在pH=7的K2Cr2O7和KOH混合溶液中存在c(K+)=c(HCr)+2c(Cr2)+2c(Cr)
6.常温下,向某浓度的H2A(二元弱酸)溶液中逐滴加入某浓度的KOH溶液,所得溶液中H2A、HA-、A2-三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示,则下列说法不正确的是( )
A.由图可知,H2A的Ka1=10-1.2
B.曲线3表示A2-的物质的量分数
C.向H2A溶液中滴加KOH溶液至pH为4.2时:c(K+)+c(H+)=3c(A2-)+c(OH-)
D.pH=4时,溶液中存在下列关系:c(K+)>c(A2-)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-)
7.常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 NaCN溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的盐酸,溶液中CN-、HCN分布系数(δ)[δ(X)=]随溶液pH变化的关系如图甲所示,溶液pH变化曲线如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.0.01 mol·L-1的NaCN溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCN)
B.图甲中pH=9的溶液:c(Cl-)<c(HCN)
C.常温下,Ka(HCN)=1×10-9.3
D.图乙中b点的溶液:c(CN-)>c(Cl-)>c(HCN)
8.常温下,向一定浓度H2C2O4溶液中加入KOH固体,保持溶液体积和温度不变,测得pH与-lg X[X为c(H2C2O4)、c(C2)、]的变化关系如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.曲线M表示-lg c(H2C2O4)随pH的变化
B.从a点至b点,水的电离程度逐渐减小
C.H2C2O4+C22HC2的化学平衡常数为103
D.a点溶液中:c(K+)<c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2)
9.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。测得溶液中粒子的δ(x)随 pH变化曲线如图所示,δ(x)=
,x代表粒子H2C2O4、HC2或C2。下列叙述不正确的是( )
A.曲线Ⅱ是HC2的变化曲线
B.草酸H2C2O4的电离常数Ka1=1.0×10-1.22
C.在b点,c(C2)+2c(OH-)=c(HC2)+c(H+)
D.在c点,c(HC2)=0.03 mol·L-1
10.甲胺(CH3NH2)是一种一元弱碱。已知:25 ℃时,甲胺的电离常数Kb=4.0×10-4,lg 2=0.3。25 ℃时,向20.00 mL 0.1 mol·L-1 CH3NH2溶液中滴加pH=1的盐酸,混合溶液的pH、导电能力与加入盐酸体积(V)的关系如图所示。试回答下列问题:
(1)CH3NH2属于 (填“强”或“弱”)电解质,CH3NH2在水中的电离过程与NH3相似,写出CH3NH2在水中的电离方程式:
。
(2)25 ℃时,c点溶液呈 (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(3)已知:图中d点对应的溶液导电能力最强。则b、d、e三点对应的溶液中,水的电离程度由大到小的顺序为 ,CH3NH2的电离程度由大到小的顺序为 。
(4)图中x (填“=”“<”或“>”)20.00,b点对应的溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
(5)d点对应的溶液中c(CH3NH2)+c(OH-) (填“=”“<”或“>”)c(H+)。
第六课时 溶液中粒子浓度图像分析
1.B 20.00 mL 0.10 mol·L-1的氢氧化钠溶液和20.00 mL一元酸HA溶液恰好完全反应,所以HA的浓度为0.10 mol·L-1,0.10 mol·L-1的HA溶液pH=3,所以HA为弱酸,A正确;a点加入10 mL氢氧化钠溶液,溶质为等浓度的NaA和HA,根据电荷守恒得c(A-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),根据元素守恒得c(HA)+c(A-)=2c(Na+),所以c(A-)-c(HA)=2c(H+)-2c(OH-),B错误;c点是等浓度等体积的NaOH及HA溶液的混合溶液,则溶质为NaA,c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),C正确;d点加入30 mL氢氧化钠溶液,溶质NaA和NaOH物质的量之比为2∶1,根据元素守恒,d点时3c(HA)+3c(A-)=2c(Na+),D正确。
2.B A项,酸性:CH3COOH>HCN,同浓度的两种弱酸,醋酸的pH更小,则V[NaOH(aq)]=0时醋酸的pH更小,曲线B表示NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的滴定曲线,错误;B项,a点生成的n(NaCN)和剩余的n(HCN)之比为3∶1,根据质子守恒:NaCN存在3c(HCN)+3c(H+)=3c(OH-),HCN存在c(H+)=c(OH-)+c(CN-),两式相加则存在3c(HA)+4c(H+)=4c(OH-)+c(A-),正确;C项,b点所示溶液中溶质为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa,溶液pH<7,说明CH3COOH电离程度大于CH3COO-水解程度,则c(CH3COO-)>c(Na+),且c(H+)>c(OH-),错误;D项,根据题图可知,加入NaOH溶液体积为20.00 mL时恰好反应,此时pH>7,而甲基橙的变色范围是pH为3.1~4.4,因此未达到滴定终点时,指示剂已经发生变色,故消耗NaOH溶液的体积均偏小,错误。
3.B A项,不同离子所带电荷量不同,导电能力不同,同种离子浓度不同,导电能力不同,正确;B项,由题干图示信息可知,a点溶液中的溶质为等物质的量的CH3COONa和CH3COOH,已知a点溶液的pH<7,则c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),错误;C项,b点为恰好反应点,此时溶液为醋酸钠的水溶液,所以b点溶液中c(Na+)>c(CH3COO-),正确;D项,a→b的过程,醋酸与加入的NaOH发生中和反应,醋酸的电离平衡正向移动,n(CH3COO-)逐渐增大,b→c的过程,由于溶液中NaOH的量逐渐增加,导致CH3COO-的水解平衡逆向移动,n(CH3COO-)逐渐增大,因此,从b→c的过程,n(CH3COO-)不断增大,正确。
4.B A项,M点溶液中的溶质是NaOH,抑制水的电离,则水电离出的c(H+)=10-pH mol·L-1=1×10-12 mol·L-1,正确;B项,N点是Na2CO3和NaOH的混合溶液,溶液呈碱性,c(H+)<c(OH-),结合电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-),则c(Na+)>2c(C)+c(HC),错误;C项,P点溶液中,水电离出的c(OH-)最大,说明此时的溶液是Na2CO3溶液,根据元素守恒可得:c(Na+)=2[c(C)+c(HC)+c(H2CO3)],正确;D项,R点溶液中c水(OH-)=10-7 mol·L-1,溶液呈中性,c(H+)=1×10-7 mol·L-1,正确。
5.C 由平衡Cr2(橙色)+H2O2Cr(黄色)+2H+可知,随pH的增大,平衡正向移动,c(Cr2)减小,c(Cr)增大,因此曲线Ⅱ代表c(Cr2)、曲线Ⅰ代表c(Cr),A正确;将溶液的pH从5调至9,铬元素由Cr2转化为Cr,溶液颜色可由橙色变为黄色,B正确;由元素守恒可得:c(HCr)+2c(Cr2)+c(Cr)=0.2 mol·L-1,C错误;由电荷守恒可知,存在c(K+)+c(H+)=c(HCr)+2c(Cr2)+2c(Cr)+c(OH-),pH=7,则c(H+)=c(OH-),故存在c(K+)=c(HCr)+2c(Cr2)+2c(Cr),D正确。
6.D 根据题干信息结合图像中H2A、HA-、A2-三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液 pH 的关系分析可知,曲线1表示H2A的物质的量分数,曲线2表示HA-的物质的量分数,曲线3表示A2-的物质的量分数。根据图像可知,点(1.2,0.5)表明当pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),所以H2A的电离平衡常数Ka1==c(H+)=10-1.2;pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),溶液中存在电荷守恒:c(K+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),所以c(K+)+c(H+)=3c(A2-)+c(OH-);pH=4时,溶液显酸性,由图像可知c(HA-)>c(A2-),D错误。
7.D 根据质子守恒知,A正确;溶液中存在电荷守恒①c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(CN-),质量守恒②c(Na+)=c(CN-)+c(HCN),①②联立可得:c(HCN)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),当pH=9,即c(H+)<c(OH-)时,c(Cl-)<c(HCN),B正确;a点的c(HCN)=c(CN-),Ka(HCN)==c(H+)=1×10-9.3,C正确;b点加入5 mL盐酸,反应得到等物质的量的NaCN、HCN和NaCl的混合溶液,此时溶液呈碱性,则HCN的电离程度小于CN-的水解程度,c(HCN)>c(CN-),因此c(HCN)>c(Cl-)>c(CN-),D错误。
8.B 向一定浓度H2C2O4溶液中加入KOH固体,保持溶液体积和温度不变,随着pH增大,c(H+)减小,c(H2C2O4)减小,c(C2)增大,则-lg c(H2C2O4)增大,-lg c(C2)减小,=增大,则-lg 减小,因此曲线M表示-lg c(H2C2O4),曲线N表示-lg c(C2),曲线L表示-lg ,A正确;b点-lg =0,c(HC2)=c(C2),从a点至b点,pH从2.8到4.3,pH增大,水的电离程度增大,B错误;-lg =0时,pH=4.3,Ka2==10-4.3,a点c(H2C2O4)=c(C2),Ka1·Ka2==10-5.6,则Ka1=10-1.3,H2C2O4+C22HC2的化学平衡常数K====103,C正确;由于KHC2O4中Ka2=10-4.3>Kh2=,a点c(H2C2O4)=c(C2),则a点溶质为H2C2O4、KHC2O4,根据元素守恒得到溶液中:c(K+)<c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2),D正确。
9.C 当溶液酸性越强时,曲线Ⅰ表示的粒子的含量越高,可推知曲线Ⅰ是H2C2O4 的变化曲线,曲线Ⅱ是HC2的变化曲线,曲线Ⅲ是C2的变化曲线,A正确;在a点,H2C2O4的浓度和HC2的浓度相等,pH=1.22,则草酸H2C2O4的电离常数Ka1==c=1.0×10-1.22,B正确;在 b点,c(C2)=c(HC2),且溶液呈酸性,若c(C2)+2c(OH-)=c(HC2)+c(H+),则2c(OH-)=c(H+),显然不成立,C错误;在c点,HC2的分布系数为0.15,而H2C2O4、HC2、C2的总物质的量为0.1 L×0.40 mol·L-1=0.04 mol,则HC2的物质的量为0.15×0.04 mol=0.006 mol,溶液体积为0.2 L,则c(HC2)==0.03 mol·L-1,D正确。
10.(1)弱 CH3NH2+H2OCH3N+OH- (2)碱性 (3)d>b>e e>d>b (4)< c(Cl-)=c(CH3N)>c(H+)=c(OH-) (5)=
解析:(1)甲胺(CH3NH2)是一种一元弱碱,在水中的电离过程与NH3相似,CH3NH2在水中的电离方程式:CH3NH2+H2OCH3N+OH-。(2)曲线Ⅱ表示溶液导电能力的变化,c点溶液导电能力未达最大值,说明盐酸与CH3NH2未恰好完全反应,酸不足,溶液呈碱性。(3)b点溶液呈中性,则溶液中溶质为CH3NH2和CH3NH3Cl,对水的电离无影响,d点对应的溶液导电能力最强,说明盐酸与CH3NH2恰好完全反应,溶液中溶质为CH3NH3Cl,水解促进水的电离,e点盐酸过量,溶液中溶质为CH3NH3Cl和HCl,溶液呈酸性,抑制水的电离,所以水的电离程度由大到小的顺序:d>b>e;e点酸过量,CH3NH2完全消耗,电离程度最大,d点盐酸与CH3NH2恰好完全反应,存在CH3N的水解,电离程度小于e点,b点仍有CH3NH2未反应,有剩余,电离程度最小,所以CH3NH2的电离程度由大到小的顺序:e>d>b。(4)若x=20.00,则恰好完全反应生成强酸弱碱盐CH3NH3Cl,溶液呈酸性,若使溶液呈中性,则酸消耗体积x<20.00;b点溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),结合电荷守恒,c(Cl-)+c(OH-)=c(CH3N)+c(H+),可知b点对应的溶液中离子浓度由大到小的顺序:c(Cl-)=c(CH3N)>c(H+)=c(OH-)。(5)d点溶液中的溶质为CH3NH3Cl,根据电荷守恒得:c(Cl-)+c(OH-)=c(CH3N)+c(H+),根据元素守恒得:c(Cl-)=c(CH3N)+c(CH3NH2),两式整理可得:c(CH3NH2)+c(OH-)=c(H+)。
4 / 4第六课时 溶液中粒子浓度图像分析
课程 标准 1.通过酸碱中和滴定图像分析,掌握滴定过程中各种量的变化关系。 2.根据分布图像和对数图像进一步了解混合溶液中粒子浓度的关系,建立解答图像中粒子浓度关系的思维模型
分点突破(一) 利用滴定曲线分析粒子浓度的关系
以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HA溶液为例,其滴定曲线如图。
关键点 粒子浓度关系
起点(点①) 起点为HA的单一溶液,0.100 0 mol·L-1 HA溶液的pH>1,说明HA是弱酸,
反应一半点 (点②) 两者反应生成等物质的量的HA和NaA的混合液,此时溶液pH<7,说明HA的电离程度大于A-的水解程度,
中性点(点③) 此时溶液pH=7,溶液呈中性,酸没有完全反应,
恰好完全反应 点(点④) 此时两者恰好完全反应生成NaA,NaA为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,
过量点(点⑤) 此时NaOH过量或者远远过量,溶液显碱性,可能出现 , 也可能出现
在上述过程中,点 代表的溶液中水的电离程度最大
抓五点破滴定图像
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
1.常温下,向25.00 mL某浓度NaOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 HA溶液,溶液的pH随加入的HA溶液体积的变化曲线如图所示(B点所对应的横坐标为25 mL,溶液混合后体积的变化忽略不计),下列说法不正确的是( )
A.NaOH溶液浓度为0.1 mol·L-1
B.溶液中存在:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-)
C.从A到C,都存在c(A-)>c(OH-)
D.在D点,溶质主要是NaA和HA
2.常温下,向20 mL 0.01 mol·L-1的NaOH溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的CH3COOH溶液,溶液中由水电离出的c水(OH-)的对数随加入CH3COOH溶液体积的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.H、F点溶液显中性
B.E点溶液中由水电离的c水(OH-)=1×10-3 mol·L-1
C.H点溶液中离子浓度关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.G点溶液中各离子浓度关系为c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)
分点突破(二) 分布系数图
分布系数的含义:组分的平衡浓度占总浓度的分数。
Ka1=
A点:c(HC2)=c(H2C2O4)
故Ka1=c(H+)=10-1.2
Ka2=
B点:c(C2)=c(HC2)
故Ka2=c(H+)=10-4.2
1.室温下,在1 mol·L-1的某二元酸H2A溶液中,含A元素组分的物质的量分数随pH变化的关系如图所示:
(1)写出H2A的电离方程式
。
(2)根据图像可知室温下HA-的电离平衡常数的数值Ka= 。
(3)等物质的量浓度的NaHA和Na2A溶液等体积混合,比较混合后的溶液中c(Na+)、c(HA-)、c(A2-)的大小: 。
2.弱电解质的研究是重要课题。室温下,H2SeO3电离平衡体系中含Se微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示,回答下列问题:
(1)写出NaHSeO3水解常数的表达式 。
(2)写出将少量氢氧化钠溶液滴入H2SeO3溶液中的离子方程式: 。
(3)NaHSeO3溶液显 性,0.1 mol·L-1 NaHSeO3溶液中,离子浓度由大到小的顺序为 。
(4)计算,H2SeO3+Se2HSe的平衡常数K= 。
分点突破(三) 对数图像
1.图像类型
包括对数图像和负对数图像以及对数、负对数混合图像,其中负对数图像有以下类型:
pH图像 将溶液中的c(H+)取负对数,即pH=-lg c(H+),反映到图像中是c(H+)越大,则pH越小
pOH图像 将溶液中的c(OH-)取负对数,即pOH=-lg c(OH-),反映到图像中是c(OH-)越大,则pOH越小
pC图像 将溶液中的某一微粒浓度[c(A)] 或某些微粒浓度的比值取负对数,即pC=-lg c(A),反映到图像中是c(A)越大,则pC越小
2.解题策略
(1)先确定图像类型是对数图像还是负对数图像。
(2)再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义,是浓度对数还是比值对数。
(3)理清图像中曲线的变化趋势及含义,根据含义判断线上、线下的点所表示的意义。
(4)抓住图像中的特殊点:如lg =0的点有c(A)=c(B);lg c(D)=0的点有c(D)=1 mol·L-1。
1.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(N)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
C.M点溶液的导电能力小于Q点溶液的导电能力
D.N点溶液加水稀释,变小
2.常温下,将稀盐酸滴加到等浓度的弱碱AOH溶液中,测得混合液的pH和lg 的关系如图所示,其中a点表示未加盐酸时的数据,e点表示HCl和AOH恰好完全反应时的数据。下列说法错误的是( )
A.常温下,A+的水解平衡常数为1.0×10-10
B.e点溶液中水电离出的H+浓度为10-6.23 mol·L-1
C.c点溶液中:n(A+)+n(AOH)>n(Cl-)
D.d点溶液中:c(Cl-)>c(AOH)>c(A+)
1.298 K时,向20 mL 0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液中滴入0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,滴定曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法正确的是( )
A.该滴定过程应该选择石蕊溶液作指示剂
B.由c点数值可求得醋酸的电离平衡常数为1.66×10-5 mol·L-1
C.b点溶液中各粒子浓度关系为2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+c(OH-)
D.中和同体积同pH的醋酸和盐酸所用氢氧化钠的物质的量后者多
2.常温下,用0.100 0 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
C.当pH=7时,三种溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)
D.分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
3.室温下,用0.10 mol·L-1 KOH溶液滴定10.00 mL 0.10 mol·L-1 H2C2O4(二元弱酸)溶液所得滴定曲线如图(混合溶液的体积可看成混合前溶液的体积之和)。请回答下列问题:
(1)点①所示溶液中,Kw= 。
(2)点②所示溶液中的电荷守恒式为
。
(3)点③所示溶液中的质子守恒式为
。
(4)点④所示溶液中的元素守恒式为
。
(5)点⑤所示溶液中各离子浓度的大小顺序为
。
(6)上述5点所示溶液中,水的电离程度最大的是 ,最小的是 。(填序号)
4.25 ℃时,在20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液,pH的变化曲线如图所示:
(1)A点溶液中离子浓度由大到小的顺序为 [用“c(x)”表示x的浓度,用“>”连接]。
(2)A→B过程中(不含A点,含B点),下列离子浓度大小关系可能出现的是 (填字母)。
A.c(CH3COO-)>c(H+)=c(Na+)>c(OH-)
B.c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
C.c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(3)图中所示的三种指示剂,误差最大的是 。
(4)滴定过程中水的电离情况如图所示:
①a点水电离的c(H+)= mol·L-1。
②b点和d点对应的溶液中,pH=7的点是 (填“b”或“d”)点。
第六课时 溶液中粒子浓度图像分析
【基础知识·准落实】
分点突破(一)
探究活动
提示:c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)
c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
c(A-)=c(Na+)>c(HA)>c(H+)=c(OH-)
c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
④
自主练习
1.C 起始时NaOH溶液的pH为13,则NaOH溶液浓度为0.1 mol·L-1,A正确;根据电荷守恒可知:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),B正确;在滴加HA溶液的过程中,c(OH-)逐渐减小,c(A-)逐渐增大,因此从A到C,开始阶段:c(OH-)>c(A-),随HA溶液的增加,最终c(A-)>c(OH-),C错误;D点加入50 mL HA溶液,此时溶液为等浓度的NaA和HA的混合溶液,溶质主要是NaA和HA,D正确。
2.D H点为醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液呈中性,F点为氢氧化钠和醋酸钠的混合溶液,溶液呈碱性,A错误;氢氧化钠在溶液中抑制水的电离,0.01 mol·L-1的氢氧化钠溶液中氢氧根离子的浓度为0.01 mol·L-1,则溶液中水电离的氢离子浓度为10-12 mol·L-1,B错误;H点为醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液呈中性,由电荷守恒关系c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)可知,溶液中离子浓度关系为c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-),C错误;G点为醋酸钠溶液,由电荷守恒关系c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)可知,溶液中各离子浓度关系为c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-),D正确。
分点突破(二)
自主练习
1.(1)H2AH++HA-,HA-H++A2- (2)10-3 (3)c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)
解析:(1)由题图可知,溶液中无H2A,说明H2A第一步完全电离,HA-和A2-共存,说明H2A第二步部分电离,H2A的电离方程式为H2AH++HA-,HA-H++A2-。(2)pH=3时,c(HA-)=c(A2-),HA-的电离平衡常数的数值Ka==c(H+)=10-3。(3)由题图分析可知,等物质的量浓度的NaHA和Na2A溶液等体积混合,溶液呈酸性,说明溶液中HA-电离程度大于A2-水解程度,混合后的溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)。
2.(1) (2)OH-+H2SeO3HSe+H2O (3)酸 c(Na+)>c(HSe)>c(H+)>c(Se)>c(OH-) (4)105
解析:(2)少量氢氧化钠溶液滴入H2SeO3溶液中,生成HSe,离子方程式为OH-+H2SeO3HSe+H2O。(3)由图像分析可知,NaHSeO3溶液显酸性,说明HSe电离程度大于其水解程度,所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HSe)>c(H+)>c(Se)>c(OH-)。(4)c(H2SeO3)=c(HSe)时,pH=2.5,Ka1=×c(H+)=c(H+)=10-2.5,c(Se)=c(HSe)时,pH=7.5,Ka2=×c(H+)=c(H+)=10-7.5,H2SeO3+Se2HSe的平衡常数K==×=×===105。
分点突破(三)
自主练习
1.B 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,对水的电离抑制程度相同,故两点水的电离程度相同,A正确;Q点时pH=pOH,说明溶液呈中性,根据电荷守恒:c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),则c(N)=c(Cl-),B错误;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;N点溶液加水稀释,Kb=,温度不变,Kb不变,加水稀释,氢离子浓度减小,c(OH-)增大,所以变小,D正确。
2.D A项,由题图可知,a点时lg =1,=10,pH=11,Kb==1.0×10-4,则A+的水解平衡常数Kh===1.0×10-10,正确;B项,由题中信息可知,e点表示HCl和AOH恰好完全反应,溶液中溶质为ACl,ACl为强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性,溶液中的H+来自水的电离,所以e点溶液中水电离出的H+浓度为10-6.23 mol·L-1,正确;C项,c点溶液pH=7,根据电荷守恒,c(A+)=c(Cl-),n(A+)=n(Cl-),则n(A+)+n(AOH)>n(Cl-),正确;D项,d点溶液盐酸过量,A+水解受到抑制,水解程度微弱,所以d点溶液中:c(Cl-)>c(A+)>c(AOH),错误。
【教学效果·勤检测】
1.B 中和滴定实验中不用石蕊作指示剂,CH3COOH为弱酸,滴定终点溶液显碱性,应用酚酞作指示剂,A错误;c点溶液显中性,即c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),即有c(Na+)=c(CH3COO-)== mol·L-1,根据质量守恒c(CH3COOH)+c(CH3COO-)== mol·L-1,推出c(CH3COOH)= mol·L-1,CH3COOH的电离平衡常数Ka==≈1.66×10-5 mol·L-1,B正确;b点时的溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,质子守恒有2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-),C错误;醋酸为弱酸,在水溶液中部分电离,盐酸为强酸,因此相同pH时:c(CH3COOH)>c(HCl),同体积相同pH时醋酸消耗NaOH的物质的量比盐酸消耗NaOH的物质的量多,D错误。
2.C 在NaX溶液中,X-发生水解反应:X-+H2OHX+OH-,溶液中存在c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),A正确;等浓度的NaX、NaY、NaZ三种溶液的pH大小关系:NaZ>NaY>NaX,根据“越弱越水解”可知,酸性:HX>HY>HZ,则电离常数关系:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ),B正确;pH=7时,根据电荷守恒,三种溶液混合后分别存在c(Cl-)+c(X-)=c(Na+)、c(Cl-)+c(Y-)=c(Na+)、c(Cl-)+c(Z-)=c(Na+),由于三种一元酸的酸性强弱不同,则向其盐溶液中加入HCl的物质的量不同,则c(X-)、c(Y-)、c(Z-)三者不等,C错误;分别加入20.00 mL盐酸后,均恰好完全反应,三种溶液的溶质分别为HX与NaCl、HY与NaCl、HZ与NaCl,三种溶液混合后的溶液中存在电荷守恒:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-),D正确。
3.(1)1.0×10-14
(2)c(K+)+c(H+)=c(HC2)+2c(C2)+c(OH-)
(3)c(H+)+c(H2C2O4)=c(C2)+c(OH-)
(4)2c(K+)=3[c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2)]
(5)c(K+)>c(C2)>c(OH-)>c(HC2)>c(H+)
(6)⑤ ①
解析:(1)点①所示溶液为常温下的水溶液,Kw=1.0×10-14。(2)点②所示溶液为KHC2O4和草酸的混合溶液,电荷守恒式为c(K+)+c(H+)=c(HC2)+2c(C2)+c(OH-)。(3)点③所示溶液为KHC2O4溶液,质子守恒式为c(H+)+c(H2C2O4)=c(C2)+c(OH-)。(4)点④所示溶液为草酸钾和KHC2O4物质的量浓度之比为1∶1的混合溶液,其中的元素守恒式为2c(K+)=3[c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2)]。(5)点⑤所示溶液为草酸钾溶液,溶液显碱性,其中各离子浓度的大小顺序为c(K+)>c(C2)>c(OH-)>c(HC2)>c(H+)。(6)草酸溶液中草酸电离抑制水的电离,加入KOH中和酸的过程中,水的电离程度逐渐增大,故这5点溶液中⑤的溶液中水的电离程度最大, ①的溶液中水的电离程度最小。
4.(1)c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) (2)BD (3)甲基橙 (4)①1×10-13 ②d
解析:(1)由题图可知,A点溶质为CH3COONa,CH3COO-水解使溶液呈碱性,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。(2)由题图可知,A→B过程为CH3COONa溶液中滴入醋酸溶液得到CH3COONa和醋酸的混合溶液的过程,溶液由碱性变为中性,碱性溶液中存在c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),中性溶液中存在c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+),选B、D。(3)由题图可知,甲基橙的变色范围与滴定终点的pH相差较大,误差最大。(4)①a点为pH=13的0.1 mol·L-1的NaOH溶液,抑制水的电离,则c水(H+)=1×10-13 mol·L-1。②b点为NaOH和CH3COONa的混合溶液,溶液呈碱性,d点为CH3COONa和醋酸的混合溶液,溶液呈中性,则溶液pH为7的点是d点。
6 / 6(共95张PPT)
第六课时 溶液中粒子浓度图像分析
课程 标准 1.通过酸碱中和滴定图像分析,掌握滴定过程中各种量的变化
关系。
2.根据分布图像和对数图像进一步了解混合溶液中粒子浓度的
关系,建立解答图像中粒子浓度关系的思维模型
目 录
1、基础知识·准落实
2、教学效果·勤检测
3、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破(一) 利用滴定曲线分析粒子浓度的关系
以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HA溶液为
例,其滴定曲线如图。
关键点 粒子浓度关系
起点(点
①) 起点为HA的单一溶液,0.100 0 mol·L-1 HA溶液的pH>
1,说明HA是弱酸,
反应一半点
(点②) 两者反应生成等物质的量的HA和NaA的混合液,此时溶
液pH<7,说明HA的电离程度大于A-的水解程
度,
关键点 粒子浓度关系
中性点(点③) 此时溶液pH=7,溶液呈中性,酸没有完全反
应,
恰好完全反应点
(点④) 此时两者恰好完全反应生成NaA,NaA为强碱
弱酸盐,溶液呈碱性,
过量点(点⑤) 此时NaOH过量或者远远过量,溶液显碱性,
可能出现 ,也可能出现
在上述过程中,点 代表的溶液中水的电离程度最大 提示: c (HA)> c (H+)> c (A-)> c (OH-)
c (A-)> c (Na+)> c (HA)> c (H+)> c (OH-)
c (A-)= c (Na+)> c (HA)> c (H+)= c (OH-)
c (Na+)> c (A-)> c (OH-)> c (H+)
c (Na+)> c (A-)> c (OH-)> c (H+)
c (Na+)> c (OH-)> c (A-)> c (H+)
④
抓五点破滴定图像
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
1. 常温下,向25.00 mL某浓度NaOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 HA溶
液,溶液的pH随加入的HA溶液体积的变化曲线如图所示(B点所对
应的横坐标为25 mL,溶液混合后体积的变化忽略不计),下列说
法不正确的是( )
A. NaOH溶液浓度为0.1 mol·L-1
B. 溶液中存在: c (H+)+ c (Na+)= c (OH-)+ c (A-)
C. 从A到C,都存在 c (A-)> c (OH-)
D. 在D点,溶质主要是NaA和HA
解析: 起始时NaOH溶液的pH为13,则NaOH溶液浓度为0.1
mol·L-1,A正确;根据电荷守恒可知: c (H+)+ c (Na+)= c
(OH-)+ c (A-),B正确;在滴加HA溶液的过程中, c (OH
-)逐渐减小, c (A-)逐渐增大,因此从A到C,开始阶段: c
(OH-)> c (A-),随HA溶液的增加,最终 c (A-)> c (OH
-),C错误;D点加入50 mL HA溶液,此时溶液为等浓度的NaA和
HA的混合溶液,溶质主要是NaA和HA,D正确。
2. 常温下,向20 mL 0.01 mol·L-1的NaOH溶液中逐滴加入0.01 mol·L-
1的CH3COOH溶液,溶液中由水电离出的 c水(OH-)的对数随加入
CH3COOH溶液体积的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A. H、F点溶液显中性
B. E点溶液中由水电离的 c水(OH-)=1×10-3 mol·L-1
C. H点溶液中离子浓度关系为 c (CH3COO-)> c (Na+)> c (H
+)> c (OH-)
D. G点溶液中各离子浓度关系为 c (CH3COO-)= c (Na+)+ c (H
+)- c (OH-)
解析: H点为醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液呈中性,F点为氢氧
化钠和醋酸钠的混合溶液,溶液呈碱性,A错误;氢氧化钠在溶液
中抑制水的电离,0.01 mol·L-1的氢氧化钠溶液中氢氧根离子的浓
度为0.01 mol·L-1,则溶液中水电离的氢离子浓度为10-12 mol·L-
1,B错误;H点为醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液呈中性,由电荷守
恒关系 c (CH3COO-)+ c (OH-)= c (Na+)+ c (H+)可
知,溶液中离子浓度关系为 c (CH3COO-)= c (Na+)> c (H
+)= c (OH-),C错误;G点为醋酸钠溶液,由电荷守恒关系 c (CH3COO-)+ c (OH-)= c (Na+)+ c (H+)可知,溶液中各离子浓度关系为 c (CH3COO-)= c (Na+)+ c (H+)- c (OH-),D正确。
分点突破(二) 分布系数图
分布系数的含义:组分的平衡浓度占总浓度的分数。
Ka1=
A点: c (HC2 )= c (H2C2O4)
故 Ka1= c (H+)=10-1.2
Ka2=
B点: c (C2 )= c (HC2 )
故 Ka2= c (H+)=10-4.2
1. 室温下,在1 mol·L-1的某二元酸H2A溶液中,含A元素组分的物质
的量分数随pH变化的关系如图所示:
(1)写出H2A的电离方程式 。
解析:由题图可知,溶液中无H2A,说明H2A第一步完全电
离,HA-和A2-共存,说明H2A第二步部分电离,H2A的电离
方程式为H2A H++HA-,HA- H++A2-。
H2A H++HA-,HA- H++A2 -
(2)根据图像可知室温下HA-的电离平衡常数的数值 Ka= 。
解析:pH=3时, c (HA-)= c (A2-),HA-的电离平衡常
数的数值 Ka= = c (H+)=10-3。
10-3
(3)等物质的量浓度的NaHA和Na2A溶液等体积混合,比较混合后的
溶液中 c (Na+)、 c (HA-)、 c (A2-)的大小:
。
解析:由题图分析可知,等物质的量浓度的NaHA和Na2A溶液等
体积混合,溶液呈酸性,说明溶液中HA-电离程度大于A2-水解
程度,混合后的溶液中离子浓度的大小顺序为 c (Na+)> c
(A2-)> c (HA-)。
c (Na+)
> c (A2-)> c (HA-)
2. 弱电解质的研究是重要课题。室温下,H2SeO3电离平衡体系中含Se
微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示,回答下列问题:
(2)写出将少量氢氧化钠溶液滴入H2SeO3溶液中的离子方程
式: 。
解析:少量氢氧化钠溶液滴入H2SeO3溶液中,生成HSe ,
离子方程式为OH-+H2SeO3 HSe +H2O。
OH-+H2SeO3 HSe +H2O
(3)NaHSeO3溶液显 性,0.1 mol·L-1 NaHSeO3溶液中,离子浓度
由大到小的顺序为
。
解析:由图像分析可知,NaHSeO3溶液显酸性,说明HSe 电
离程度大于其水解程度,所以溶液中离子浓度由大到小的顺序
为 c (Na+)> c (HSe )> c (H+)> c (Se )> c
(OH-)。
酸
c (Na+)> c (HSe )> c (H+)> c
(Se )> c (OH-)
(4)计算,H2SeO3+Se 2HSe 的平衡常数 K = 。
解析: c (H2SeO3)= c (HSe )时,pH=2.5, Ka1=
× c (H+)= c (H+)=10-2.5, c (Se )= c
(HSe )时,pH=7.5, Ka2= × c (H+)= c (H
+)=10-7.5,H2SeO3+Se 2HSe 的平衡常数 K =
= × = ×
= = =105。
105
分点突破(三) 对数图像
1. 图像类型
包括对数图像和负对数图像以及对数、负对数混合图像,其中负对
数图像有以下类型:
pH图
像 将溶液中的 c (H+)取负对数,即pH=-lg c (H+),反映
到图像中是 c (H+)越大,则pH越小
pOH
图像 将溶液中的 c (OH-)取负对数,即pOH=-lg c (OH-),
反映到图像中是 c (OH-)越大,则pOH越小
pC图
像 将溶液中的某一微粒浓度[ c (A)] 或某些微粒浓度的比值取
负对数,即pC=-lg c (A),反映到图像中是 c (A)越
大,则pC越小
2. 解题策略
(1)先确定图像类型是对数图像还是负对数图像。
(2)再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义,是浓度对数还是比
值对数。
(3)理清图像中曲线的变化趋势及含义,根据含义判断线上、线
下的点所表示的意义。
(4)抓住图像中的特殊点:如lg =0的点有 c (A)= c
(B);lg c (D)=0的点有 c (D)=1 mol·L-1。
1. 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
C. M点溶液的导电能力小于Q点溶液的导电能力
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,对水的电离抑制程度相同,故两
点水的电离程度相同,A正确;Q点时pH=pOH,说明溶液呈中
性,根据电荷守恒: c (N )+ c (H+)= c (Cl-)+ c (OH
-),则 c (N )= c (Cl-),B错误;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;
N点溶液加水稀释, Kb= ,温度不变, Kb不变,
加水稀释,氢离子浓度减小, c (OH-)增大,所以 变
小,D正确。
2. 常温下,将稀盐酸滴加到等浓度的弱碱AOH溶液中,测得混合液的
pH和lg 的关系如图所示,其中a点表示未加盐酸时的数
据,e点表示HCl和AOH恰好完全反应时的数据。下列说法错误的是
( )
A. 常温下,A+的水解平衡常数为1.0×10-10
B. e点溶液中水电离出的H+浓度为10-6.23 mol·L-1
C. c点溶液中: n (A+)+ n (AOH)> n (Cl-)
D. d点溶液中: c (Cl-)> c (AOH)> c (A+)
解析: A项,由题图可知,a点时lg =1, =
10,pH=11, Kb= =1.0×10-4,则A+的水解平
衡常数 Kh= = =1.0×10-10,正确;B项,由题中信息可
知,e点表示HCl和AOH恰好完全反应,溶液中溶质为ACl,ACl为
强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性,溶液中的H+来自水的电离,所以
e点溶液中水电离出的H+浓度为10-6.23 mol·L-1,正确;
C项,c点溶液pH=7,根据电荷守恒, c (A+)= c (Cl-), n (A+)
= n (Cl-),则 n (A+)+ n (AOH)> n (Cl-),正确;D项,d
点溶液盐酸过量,A+水解受到抑制,水解程度微弱,所以d点溶液中:
c (Cl-)> c (A+)> c (AOH),错误。
教学效果·勤检测
2
强化技能 查缺补漏
1.298 K时,向20 mL 0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液中滴入0.100 0
mol·L-1 NaOH溶液,滴定曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说
法正确的是( )
解析: 中和滴定实验中不用石蕊作指示剂,CH3COOH为弱
酸,滴定终点溶液显碱性,应用酚酞作指示剂,A错误;
A. 该滴定过程应该选择石蕊溶液作指示剂
B. 由c点数值可求得醋酸的电离平衡常数为1.66×10-5 mol·L-1
C. b点溶液中各粒子浓度关系为2 c (H+)+ c (CH3COOH)= c
(CH3COO-)+ c (OH-)
D. 中和同体积同pH的醋酸和盐酸所用氢氧化钠的物质的量后者多
c点溶液显中性,即 c (H+)= c (OH-)=10-7 mol·L-1,根据
电荷守恒 c (Na+)+ c (H+)= c (CH3COO-)+ c (OH-),
即有 c (Na+)= c (CH3COO-)= =
mol·L-1,根据质量守恒 c (CH3COOH)+ c
(CH3COO-)= = mol·L-1,
推出 c (CH3COOH)= mol·L-1,
CH3COOH的电离平衡常数 Ka= =
≈1.66×10-5 mol·L-1,B正确;b点时的溶质为
等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,质子守恒有2 c (H+)+
c (CH3COOH)= c (CH3COO-)+2 c (OH-),C错误;醋酸
为弱酸,在水溶液中部分电离,盐酸为强酸,因此相同pH时: c
(CH3COOH)> c (HCl),同体积相同pH时醋酸消耗NaOH的
物质的量比盐酸消耗NaOH的物质的量多,D错误。
2. 常温下,用0.100 0 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.100
0 mol·L-1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定
曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A. 该NaX溶液中: c (Na+)> c (X-)>
c (OH-)> c (H+)
B. 三种一元弱酸的电离常数: Ka(HX)> Ka(HY)> Ka(HZ)
C. 当pH=7时,三种溶液中: c (X-)= c (Y-)= c (Z-)
D. 分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合: c (X-)+ c (Y
-)+ c (Z-)= c (H+)- c (OH-)
解析: 在NaX溶液中,X-发生水解反应:X-+H2O HX+OH
-,溶液中存在 c (Na+)> c (X-)> c (OH-)> c (H+),A
正确;等浓度的NaX、NaY、NaZ三种溶液的pH大小关系:NaZ>
NaY>NaX,根据“越弱越水解”可知,酸性:HX>HY>HZ,则
电离常数关系: Ka(HX)> Ka(HY)> Ka(HZ),B正确;pH=
7时,根据电荷守恒,三种溶液混合后分别存在 c (Cl-)+ c (X
-)= c (Na+)、 c (Cl-)+ c (Y-)= c (Na+)、 c (Cl-)
+ c (Z-)= c (Na+),由于三种一元酸的酸性强弱不同,则向
其盐溶液中加入HCl的物质的量不同,则 c (X-)、 c (Y-)、 c
(Z-)三者不等,C错误;
分别加入20.00 mL盐酸后,均恰好完全反应,三种溶液的溶质分别为
HX与NaCl、HY与NaCl、HZ与NaCl,三种溶液混合后的溶液中存在
电荷守恒: c (X-)+ c (Y-)+ c (Z-)= c (H+)- c (OH-),
D正确。
3. 室温下,用0.10 mol·L-1 KOH溶液滴定10.00 mL 0.10 mol·L-1
H2C2O4(二元弱酸)溶液所得滴定曲线如图(混合溶液的体积可看
成混合前溶液的体积之和)。请回答下列问题:
(1)点①所示溶液中, Kw= 。
解析:点①所示溶液为常温下的水溶液, Kw=1.0×10-14。
1.0×10-14
解析:点②所示溶液为KHC2O4和草酸的混合溶液,电荷守恒
式为 c (K+)+ c (H+)= c (HC2 )+2 c (C2 )+ c
(OH-)。
(3)点③所示溶液中的质子守恒式为
。
解析:点③所示溶液为KHC2O4溶液,质子守恒式为 c (H+)
+ c (H2C2O4)= c (C2 )+ c (OH-)。
c (K+)+ c (H+)= c
(HC2 )+2 c (C2 )+ c (OH-)
c (H+)+ c (H2C2O4)= c
(C2 )+ c (OH-)
(4)点④所示溶液中的元素守恒式为
。
解析:点④所示溶液为草酸钾和KHC2O4物质的量浓度之比为
1∶1的混合溶液,其中的元素守恒式为2 c (K+)=3[ c
(H2C2O4)+ c (HC2 )+ c (C2 )]。
2 c (K+)=3[ c (H2C2O4)+
c (HC2 )+ c (C2 )]
(5)点⑤所示溶液中各离子浓度的大小顺序为
。
解析:点⑤所示溶液为草酸钾溶液,溶液显碱性,其中各离子
浓度的大小顺序为 c (K+)> c (C2 )> c (OH-)> c
(HC2 )> c (H+)。
c (K+)> c (C2
)> c (OH-)> c (HC2 )> c (H+)
(6)上述5点所示溶液中,水的电离程度最大的是 ,最小的
是 。(填序号)
解析:草酸溶液中草酸电离抑制水的电离,加入KOH中和酸的
过程中,水的电离程度逐渐增大,故这5点溶液中⑤的溶液中水
的电离程度最大, ①的溶液中水的电离程度最小。
⑤
①
4.25 ℃时,在20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1
CH3COOH溶液,pH的变化曲线如图所示:
(1)A点溶液中离子浓度由大到小的顺序为
[用“ c (x)”表示x
的浓度,用“>”连接]。
解析:由题图可知,A点溶质为CH3COONa,CH3COO-水解
使溶液呈碱性,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为 c (Na
+)> c (CH3COO-)> c (OH-)> c (H+)。
c (Na+)> c
(CH3COO-)> c (OH-)> c (H+)
(2)A→B过程中(不含A点,含B点),下列离子浓度大小关系可能
出现的是 (填字母)。
A. c (CH3COO-)> c (H+)= c (Na+)> c (OH-)
B. c (CH3COO-)= c (Na+)> c (H+)= c (OH-)
C. c (Na+)> c (OH-)> c (CH3COO-)> c (H+)
D. c (Na+)> c (CH3COO-)> c (OH-)> c (H+)
BD
解析:由题图可知,A→B过程为CH3COONa溶液中滴入醋酸溶
液得到CH3COONa和醋酸的混合溶液的过程,溶液由碱性变为
中性,碱性溶液中存在 c (Na+)> c (CH3COO-)> c (OH
-)> c (H+),中性溶液中存在 c (Na+)= c (CH3COO-)
> c (OH-)= c (H+),选B、D。
(3)图中所示的三种指示剂,误差最大的是 。
解析:由题图可知,甲基橙的变色范围与滴定终点的pH相差较
大,误差最大。
甲基橙
(4)滴定过程中水的电离情况如图所示:
①a点水电离的 c (H+)= mol·L-1。
②b点和d点对应的溶液中,pH=7的点是 (填“b”或
“d”)点。
1×10-13
d
解析:①a点为pH=13的0.1 mol·L-1的NaOH溶液,抑制水的电
离,则 c水(H+)=1×10-13 mol·L-1。②b点为NaOH和
CH3COONa的混合溶液,溶液呈碱性,d点为CH3COONa和醋酸
的混合溶液,溶液呈中性,则溶液pH为7的点是d点。
学科素养·稳提升
3
内化知识 知能升华
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(aq)]=20.00 mL
(图中c点),二者恰好完全反应。
下列有关说法不正确的是( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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)=2 c (H+)+2 c (OH-)
C. c点时: c (Na+)> c (A-)> c (OH-)> c (H+)
D. d点时:3 c (HA)+3 c (A-)=2 c (Na+)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析: 20.00 mL 0.10 mol·L-1的氢氧化钠溶液和20.00 mL一元酸
HA溶液恰好完全反应,所以HA的浓度为0.10 mol·L-1,0.10 mol·L
-1的HA溶液pH=3,所以HA为弱酸,A正确;a点加入10 mL氢氧
化钠溶液,溶质为等浓度的NaA和HA,根据电荷守恒得 c (A-)
+ c (OH-)= c (H+)+ c (Na+),根据元素守恒得 c (HA)
+ c (A-)=2 c (Na+),所以 c (A-)- c (HA)=2 c (H+)
-2 c (OH-),B错误;c点是等浓度等体积的NaOH及HA溶液的
混合溶液,则溶质为NaA, c (Na+)> c (A-)> c (OH-)> c
(H+),C正确;d点加入30 mL氢氧化钠溶液,溶质NaA和NaOH物质的量之比为2∶1,根据元素守恒,d点时3 c (HA)+3 c (A-)=2 c (Na+),D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2. 已知 Ka(CH3COOH)=1.75×10-5, Ka(HCN)=6.20×10-10;常
温下,用0.10 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10
mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液,所得滴定曲线如图所示,用
HA代表CH3COOH或HCN,用A-代表CH3COO-或CN-。下列说法
正确的是( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A. 曲线A表示NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的滴定曲线
B. a点存在3 c (HA)+4 c (H+)=4 c (OH-)+ c (A-)
C. b点存在 c (HA)> c (Na+)> c (A-)> c (OH-)> c (H+)
D. 若两份溶液滴定都采用甲基橙作为指示剂,则滴定终点消耗氢氧化
钠溶液的体积均偏大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析: A项,酸性:CH3COOH>HCN,同浓度的两种弱酸,醋
酸的pH更小,则 V [NaOH(aq)]=0时醋酸的pH更小,曲线B表示
NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的滴定曲线,错误;B项,a点生成的
n (NaCN)和剩余的 n (HCN)之比为3∶1,根据质子守恒:
NaCN存在3 c (HCN)+3 c (H+)=3 c (OH-),HCN存在 c (H
+)= c (OH-)+ c (CN-),两式相加则存在3 c (HA)+4 c
(H+)=4 c (OH-)+ c (A-),正确;C项,b点所示溶液中溶
质为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa,溶液pH<7,说明
CH3COOH电离程度大于CH3COO-水解程度,则 c (CH3COO-)>
c (Na+),且 c (H+)> c (OH-),错误;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D项,根据题图可知,加入NaOH溶液体积为20.00 mL时恰好反应,此
时pH>7,而甲基橙的变色范围是pH为3.1~4.4,因此未达到滴定终
点时,指示剂已经发生变色,故消耗NaOH溶液的体积均偏小,错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3. 25 ℃时,用一定浓度NaOH溶液滴定某醋酸溶液,混合溶液的导电
能力变化曲线如图所示,其中b点为恰好反应点。下列说法不正确的
是( )
A. 溶液的导电能力与离子种类和浓度有关
B. 已知a点溶液的pH<7,则 c (Na+)>
c (CH3COO-)> c (H+)> c (OH-)
C. b点的混合溶液中, c (Na+)> c (CH3COO-)
D. b→c过程中, n (CH3COO-)不断增大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析: A项,不同离子所带电荷量不同,导电能力不同,同种离
子浓度不同,导电能力不同,正确;B项,由题干图示信息可知,a
点溶液中的溶质为等物质的量的CH3COONa和CH3COOH,已知a点
溶液的pH<7,则 c (CH3COO-)> c (Na+)> c (H+)> c
(OH-),错误;C项,b点为恰好反应点,此时溶液为醋酸钠的水
溶液,所以b点溶液中 c (Na+)> c (CH3COO-),正确;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D项,a→b的过程,醋酸与加入的NaOH发生中和反应,醋酸的电离平
衡正向移动, n (CH3COO-)逐渐增大,b→c的过程,由于溶液中
NaOH的量逐渐增加,导致CH3COO-的水解平衡逆向移动, n
(CH3COO-)逐渐增大,因此,从b→c的过程, n (CH3COO-)不
断增大,正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4. 常温下,将CO2通入2 L pH=12的NaOH溶液中,溶液中由水电离出的OH-浓度与通入的CO2的体积( V )的关系如图所示。下列叙述不正确的是( )
A. M点溶液中:水电离出的 c (H+)=1×10-12 mol·L-1
D. R点溶液中: c (H+)=1×10-7 mol·L-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析: A项,M点溶液中的溶质是NaOH,抑制水的电离,则水
电离出的 c (H+)=10-pH mol·L-1=1×10-12 mol·L-1,正确;B
项,N点是Na2CO3和NaOH的混合溶液,溶液呈碱性, c (H+)< c
(OH-),结合电荷守恒 c (Na+)+ c (H+)=2 c (C )+ c
(HC )+ c (OH-),则 c (Na+)>2 c (C )+ c (HC
),错误;C项,P点溶液中,水电离出的 c (OH-)最大,说明
此时的溶液是Na2CO3溶液,根据元素守恒可得: c (Na+)=2[ c
(C )+ c (HC )+ c (H2CO3)],正确;D项,R点溶液
中 c水(OH-)=10-7 mol·L-1,溶液呈中性, c (H+)=1×10-7
mol·L-1,正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5. K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2 (橙色)+H2O 2Cr (黄
色)+2H+。在25 ℃时,0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中含铬微粒的浓
度与溶液pH的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
B. 将溶液的pH从5调至9,溶液颜色可
由橙色变为黄色
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析: 由平衡Cr2 (橙色)+H2O 2Cr (黄色)+2H+
可知,随pH的增大,平衡正向移动, c (Cr2 )减小, c (Cr
)增大,因此曲线Ⅱ代表 c (Cr2 )、曲线Ⅰ代表 c (Cr
),A正确;将溶液的pH从5调至9,铬元素由Cr2 转化为Cr
,溶液颜色可由橙色变为黄色,B正确;由元素守恒可得: c
(HCr )+2 c (Cr2 )+ c (Cr )=0.2 mol·L-1,C错
误;由电荷守恒可知,存在 c (K+)+ c (H+)= c (HCr )+
2 c (Cr2 )+2 c (Cr )+ c (OH-),pH=7,则 c (H+)
= c (OH-),故存在 c (K+)= c (HCr )+2 c (Cr2 )+
2 c (Cr ),D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6. 常温下,向某浓度的H2A(二元弱酸)溶液中逐滴加入某浓度的
KOH溶液,所得溶液中H2A、HA-、A2-三种微粒的物质的量分数
(δ)与溶液pH的关系如图所示,则下列说法不正确的是( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A. 由图可知,H2A的 Ka1=10-1.2
B. 曲线3表示A2-的物质的量分数
C. 向H2A溶液中滴加KOH溶液至pH为4.2时: c (K+)+ c (H+)=3
c (A2-)+ c (OH-)
D. pH=4时,溶液中存在下列关系: c (K+)> c (A2-)> c (HA
-)> c (H+)> c (OH-)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析: 根据题干信息结合图像中H2A、HA-、A2-三种微粒的物
质的量分数(δ)与溶液 pH 的关系分析可知,曲线1表示H2A的物
质的量分数,曲线2表示HA-的物质的量分数,曲线3表示A2-的物
质的量分数。根据图像可知,点(1.2,0.5)表明当pH=1.2时, c
(H2A)= c (HA-),所以H2A的电离平衡常数 Ka1=
= c (H+)=10-1.2;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
pH=4.2时, c (HA-)= c (A2-),溶液中存在电荷守恒: c (K+)
+ c (H+)=2 c (A2-)+ c (HA-)+ c (OH-),所以 c (K+)
+ c (H+)=3 c (A2-)+ c (OH-);pH=4时,溶液显酸性,由
图像可知 c (HA-)> c (A2-),D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
7. 常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 NaCN溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1
的盐酸,溶液中CN-、HCN分布系数(δ)[δ(X)=
]随溶液pH变化的关系如图甲所示,溶液pH变
化曲线如图乙所示。下列说法错误的是( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A. 0.01 mol·L-1的NaCN溶液中: c (OH-)= c (H+)+ c (HCN)
B. 图甲中pH=9的溶液: c (Cl-)< c (HCN)
C. 常温下, Ka(HCN)=1×10-9.3
D. 图乙中b点的溶液: c (CN-)> c (Cl-)> c (HCN)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析: 根据质子守恒知,A正确;溶液中存在电荷守恒① c (Na
+)+ c (H+)= c (Cl-)+ c (OH-)+ c (CN-),质量守恒
② c (Na+)= c (CN-)+ c (HCN),①②联立可得: c
(HCN)+ c (H+)= c (Cl-)+ c (OH-),当pH=9,即 c
(H+)< c (OH-)时, c (Cl-)< c (HCN),B正确;a点的 c
(HCN)= c (CN-), Ka(HCN)= = c (H
+)=1×10-9.3,C正确;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
b点加入5 mL盐酸,反应得到等物质的量的NaCN、HCN和NaCl的混
合溶液,此时溶液呈碱性,则HCN的电离程度小于CN-的水解程度,
c (HCN)> c (CN-),因此 c (HCN)> c (Cl-)> c (CN-),
D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
8. 常温下,向一定浓度H2C2O4溶液中加入KOH固体,保持溶液体积和
温度不变,测得pH与-lg X[X为 c (H2C2O4)、 c (C2 )、
]的变化关系如图所示。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A. 曲线M表示-lg c (H2C2O4)随pH的变化
B. 从a点至b点,水的电离程度逐渐减小
下列说法不正确的是( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析: 向一定浓度H2C2O4溶液中加入KOH固体,保持溶液体积
和温度不变,随着pH增大, c (H+)减小, c (H2C2O4)减小, c
(C2 )增大,则-lg c (H2C2O4)增大,-lg c (C2
= 增大,则-lg 减
小,因此曲线M表示-lg c (H2C2O4),曲线N表示-lg c (C2
),曲线L表示-lg ,A正确;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
b点-lg =0, c (HC2 )= c (C2 ),从a点至b点,
pH从2.8到4.3,pH增大,水的电离程度增大,B错误;-lg
=0时,pH=4.3, Ka2= =10-4.3,a点
c (H2C2O4)= c (C2 ), Ka1· Ka2= =10-
5.6,则 Ka1=10-1.3,H2C2O4+C2 2HC2 的化学平衡常数 K =
= = =103,C正确;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
由于KHC2O4中 Ka2=10-4.3> Kh2= ,a点 c (H2C2O4)= c (C2
),则a点溶质为H2C2O4、KHC2O4,根据元素守恒得到溶液中: c
(K+)< c (H2C2O4)+ c (HC2 )+ c (C2 ),D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
9. 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
溶液中粒子的δ(x)随 pH变化曲线如图所示,δ(x)=
,x代表粒子H2C2O4、HC2
或C2 。下列叙述不正确的是( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B. 草酸H2C2O4的电离常数 Ka1=1.0×10-1.22
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析: 当溶液酸性越强时,曲线Ⅰ表示的粒子的含量越高,可推
知曲线Ⅰ是H2C2O4 的变化曲线,曲线Ⅱ是HC2 的变化曲线,曲线
Ⅲ是C2 的变化曲线,A正确;在a点,H2C2O4的浓度和HC2 的
浓度相等,pH=1.22,则草酸H2C2O4的电离常数 Ka1=
= c =1.0×10-1.22,B正确;在 b点, c (C2
)= c (HC2 ),且溶液呈酸性,若 c (C2 )+2 c (OH
-)= c (HC2 )+ c (H+),则2 c (OH-)= c (H+),显然
不成立,C错误;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
在c点,HC2 的分布系数为0.15,而H2C2O4、HC2 、C2 的总
物质的量为0.1 L×0.40 mol·L-1=0.04 mol,则HC2 的物质的量为
0.15×0.04 mol=0.006 mol,溶液体积为0.2 L,则 c (HC2 )=
=0.03 mol·L-1,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
10. 甲胺(CH3NH2)是一种一元弱碱。已知:25 ℃时,甲胺的电离常
数 Kb=4.0×10-4,lg 2=0.3。25 ℃时,向20.00 mL 0.1 mol·L-1
CH3NH2溶液中滴加pH=1的盐酸,混合溶液的pH、导电能力与加
入盐酸体积( V )的关系如图所示。试回答下列问题:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(1)CH3NH2属于 (填“强”或“弱”)电解质,CH3NH2
在水中的电离过程与NH3相似,写出CH3NH2在水中的电离方
程式: 。
解析:甲胺(CH3NH2)是一种一元弱碱,在水中的电离过
程与NH3相似,CH3NH2在水中的电离方程式:CH3NH2+
H2O CH3N +OH-。
弱
CH3NH2+H2O CH3N +OH-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(2)25 ℃时,c点溶液呈 (填“酸性”“碱性”或“中
性”)。
解析:曲线Ⅱ表示溶液导电能力的变化,c点溶液导电能力未达
最大值,说明盐酸与CH3NH2未恰好完全反应,酸不足,溶液呈
碱性。
碱性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(3)已知:图中d点对应的溶液导电能力最强。则b、d、e三点对应
的溶液中,水的电离程度由大到小的顺序为 ,CH3NH2
的电离程度由大到小的顺序为 。
d>b>e
e>d>b
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析:b点溶液呈中性,则溶液中溶质为CH3NH2和CH3NH3Cl,
对水的电离无影响,d点对应的溶液导电能力最强,说明盐酸与
CH3NH2恰好完全反应,溶液中溶质为CH3NH3Cl,水解促进水
的电离,e点盐酸过量,溶液中溶质为CH3NH3Cl和HCl,溶液呈
酸性,抑制水的电离,所以水的电离程度由大到小的顺序:d>
b>e;e点酸过量,CH3NH2完全消耗,电离程度最大,d点盐酸
与CH3NH2恰好完全反应,存在CH3N 的水解,电离程度小
于e点,b点仍有CH3NH2未反应,有剩余,电离程度最小,所以
CH3NH2的电离程度由大到小的顺序:e>d>b。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(4)图中 x (填“=”“<”或“>”)20.00,b点对应的溶液中
各离子浓度由大到小的顺序为
。
<
c (Cl-)= c (CH3N )> c
(H+)= c (OH-)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析:若 x =20.00,则恰好完全反应生成强酸弱碱盐CH3NH3Cl,溶液呈酸性,若使溶液呈中性,则酸消耗体积 x <20.00;b点溶液呈中性, c (H+)= c (OH-),结合电荷守恒, c (Cl-)+ c (OH-)= c (CH3N )+ c (H+),可知b点对应的溶液中离子浓度由大到小的顺序: c (Cl-)= c (CH3N )> c (H+)= c (OH-)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(5)d点对应的溶液中 c (CH3NH2)+ c (OH-) (填
“=”“<”或“>”) c (H+)。
解析:d点溶液中的溶质为CH3NH3Cl,根据电荷守恒得: c (Cl
-)+ c (OH-)= c (CH3N )+ c (H+),根据元素守恒
得: c (Cl-)= c (CH3N )+ c (CH3NH2),两式整理可
得: c (CH3NH2)+ c (OH-)= c (H+)。
=
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
感谢欣赏
THE END