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水溶液中微粒变化的图像分析
2024.1.4
一、滴定曲线
对于强酸、强碱的中和，
开始时被中和的HCl浓度较大，
加入少量的NaOH对其pH影响不大；
接近滴定终点时，极少量的NaOH就会引起pH的突变
变色范围在突变范围内的指示剂都可使用
溶质：n(NaA):n(HA)=1:1
由该点pH<7，可知Ka(HA)>Kh(A-)
c(A-) c(HA)
溶质：HA
0.1 mol·L－1 HA溶液pH>1，说明HA是弱酸
通过起始点pH，可估算Ka
例 室温下,向20.00 mL 0.1000 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1000 mol·L-1 NaOH溶液
起始点
②一半点
1.强碱滴定一元酸
把握5个关键点
【问题】图中①~⑤溶质分别是什么？
【反应过程】HA+NaOH=NaA+H2O
③中性点
④中和点
⑤过量点
例 室温下,向20.00 mL 0.1000 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1000 mol·L-1 NaOH溶液
溶质：HA+NaA
根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
可得：
溶质：NaA
溶质：n(NaA):n(NaOH)=1:1
c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
常温下,用0.1000 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.1000 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-)
p.253 例2
c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-)+c(Cl-)
c(Na+)=c(X-)+c(Cl-)
c(Na+)=c(Y-)+c(Cl-)
c(Na+)=c(Z-)+c(Cl-)
2.强碱滴定二元弱酸
例 室温时用0.1000 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L－1 H2A溶液
【反应过程】
①H2A+NaOH=NaHA+H2O ②NaHA+NaOH=Na2A+H2O
H2A
反应①进行到一半
n(H2A):n(NaHA)=1:1
反应①中和点
溶质是NaHA
反应②进行到一半
n(NaHA):n(Na2A)=1:1
反应②中和点，溶质Na2A
3.容器I：向20 mL 0.4 mol·L-1 Na2CO3溶液中滴加0.4 mol·L-1盐酸
容器II：向40 mL 0.2 mol·L-1 NaHCO3溶液中滴加0.4 mol·L-1盐酸
下列说法正确的是(　　)。
A.图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸，
乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸
B.当滴加盐酸的体积为V1 mL时，发生反应为
HCO3-+H+=CO2↑+H2O
C.根据pH-V(HCl)图，滴定分析时，c点可用酚酞、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
D.Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(CO32-)=c(OH-)-c(H+)
p.254
c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO32-)
分布分数δ：
酸碱平衡体系中，各种酸碱组分的平衡浓度占总浓度的分数
HA H+ + A-
?
e.g.
δHA+δA- =1
二、分布分数图
HA H+ + A-
?
分布分数和溶液起始浓度无关，
只和pH、Ka有关
HA
A-
1.一元弱酸的分布分数图
交点：Ka=c(H+)
2.二元弱酸的分布分数图
①H2CO3+OH- ? HCO3-+H2O ② HCO3- +OH- ? CO32- +H2O
【反应过程】随pH增大，发生的主要反应有：
例 向碳酸中滴加NaOH
a
b
c
【问题1】各交点含义是什么？如何求Ka1、Ka2？
a点
b点
c点
Ka1=c(H+)
Ka2=c(H+)
c2(H+)= Ka1·Ka2
例
c(H2CO3)=c(HCO3-)
c(HCO3-)=c(CO32-)
c(H2CO3)=c(CO32-)
????????1=????(H+)?????(HCO3?)????(H2CO3)
?
????????2=????(H+)?????(CO32?)????(HCO3?)
?
a
b
c
【问题2】如何从图上得出NaHCO3溶液显酸性还是碱性？
例
方法一 读图：HCO3-含量最高点大致代表了NaHCO3溶液
方法二 比较HCO3-的电离和水解平衡常数
a
b
c
【小结】从图中可获得的信息
Ka1、Ka2、酸式盐溶液的酸碱性
某pH时，溶液中的粒子浓度
三条曲线的最高点：
2.二元酸的分布分数图
a
b
Ka1=c(H+)
Ka2=c(H+)
c2(H+)= Ka1·Ka2
大致反映H2CO3 、NaHCO3 、Na2CO3溶液中粒子浓度的大小分布
c
e.g.pH=7时，c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(CO32-)
p.254
4.(2021·辽宁卷)用0.1000 mol·L-1盐酸滴定20.00 mL Na2A溶液,溶液中H2A、HA-、A2-的分布分数δ随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是(　　)。
A.H2A的Ka1为10-10.25
B.c点:c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
C.第一次突变,可选酚酞作指示剂
D.c(Na2A)=0.2000 mol·L-1
练习 25℃时，用0.2mol·L-1NaOH溶液滴定10mL0.1mol·L-1某二元酸H2A，H2A被滴定分数、pH及物种分布分数(δ)如图所示。下列说法正确的是
A．虚线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示A2-、HA-、H2A的分布分数变化关系
B．二元酸H2A的电离平衡常数Ka1的数量级为10-7
C．a点溶液中：
c(Na+)+c(H+)＞c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)
D．c点溶液中c(Na+)＞c(HA-)＞c(H+)＞c(OH-)
小结
第一步：厘清反应过程
第二步：寻找关键点，获得隐含信息

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