资源简介

(共31张PPT)
专题六　水溶液中的离子平衡
“多变”的酸碱反应图像
1.理解酸碱中和滴定曲线
氢氧化钠溶液滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸 盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、氨水
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下,当等体积等浓度的一元强碱和一元强酸反应时,滴定终点pH=7;但当等体积等浓度的一元强碱和一元弱酸(或一元强酸和一元弱碱)反应时,滴定终点pH>7(或pH<7)
指示剂的选择:强酸滴定弱碱用甲基橙,强碱滴定弱酸用酚酞,强酸与强碱的滴定选用甲基橙和酚酞均可
2.抓住关键“五点”,突破中和滴定曲线
抓反应“起始”点 判断酸、碱的相对强弱
抓反应“一半”点 判断是哪种溶质的等量混合
抓溶液“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“过量”点 判断溶液中的溶质及哪种物质过量
例如,室温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH的变化如下图所示:
3.不同pH情况下“分布系数”图像分析
分布系数(δ)是溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其总浓度的分数,δ与溶液pH的关系曲线称为分布曲线。如以草酸(H2C2O4)为例,在不同pH溶液中存在的三种微粒形式(H2C2O4、HC2、C2)的分布系数图如下:
(1)曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表的微粒。
曲线Ⅰ代表H2C2O4,曲线Ⅱ代表HC2,曲线Ⅲ代表C2。
(2)交点A、C的含义及应用。
①交点A粒子浓度的等量关系为c(HC2)=c(H2C2O4);交点C粒子浓度的等量关系为c(C2)=c(HC2)。
②利用交点A、C粒子浓度的等量关系,可以很方便地计算草酸(H2C2O4)的和,==c(H+)=10-1.2,==c(H+)=10-4.2。
(3)B、D点的含义及应用。
①最高点D对应的三种粒子浓度的关系:c(HC2)>c(H2C2O4)=c(C2)。
②推导c(H+)与、的关系:
·=·=,由于B点c(H2C2O4)=c(C2),因此·=c2(H+)。
③最高点D代表的不是NaHC2O4溶液。
由图可知,NaHC2O4溶液的pH介于1.2~4.2,呈酸性,HC2的电离程度大于其水解程度,故c(C2)>c(H2C2O4),而δ(HC2)的最高点D点存在δ(C2)=δ(H2C2O4)。
[注意]E点向右,c(H2C2O4)不等于0,属于渐近线,只能无限接近横轴。
1.(2025·江西宜春一模)室温下时,向20.00 mL 0.1000 mol/L HCl溶液中滴入0.050 mol/L NaOH溶液如图甲所示,溶液的pH与所加NaOH溶液的体积关系如图乙所示。下列说法错误的是(　　)
A.a点溶液pH=1
B.水的电离程度最大的时候加的NaOH溶液为40 mL
C.配稀盐酸时,应该洗涤量取浓盐酸后的量筒并将洗涤液转移到容量瓶中
D.如果将盐酸改为醋酸,则不能用甲基橙做指示剂
C　
【解析】由题干图像信息可知,a点为20.00 mL 0.1000 mol/LHCl,此时溶液显酸性,则溶液中c(H+)=0.10 mol/L,则pH=-lgc(H+)=1,A正确;随着NaOH溶液的加入,溶液中H+浓度减小,对水的电离的抑制作用也越来越小,当加入40 mLNaOH,恰好反应,此时水的电离程度最大,再加入氢氧化钠,OH-抑制水的电离,B正确;用量筒量取液体体积时,其洗涤液不能转移到容量瓶, C错误;已知甲基橙的变色范围在3.3~4.1,强碱氢氧化钠滴定弱酸醋酸,恰好反应时生成醋酸钠溶液呈碱性,不能用甲基橙做指示剂,D正确。
2.(2025·河北张家口二模)室温下,用相同浓度的NaOH溶液分别滴定20 mL 0.1 mol·L-1的HX、HY两种酸溶液,测得溶液pH与滴入NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.室温下酸根离子的水解常数:Kh(Y-)>Kh(X-)
B.a点的溶液中:c(X-)>c(Na+)>c(HX)>c(H+)>c(OH-)
C.b点是滴定终点
D.可选用甲基橙作为指示剂
B　
【解析】由图像知,起始浓度相同时HY溶液中c(H+)较大,且c(H+)小于0.1 mol/L,为弱酸,酸性:HY>HX,酸性越弱,酸根离子的水解常数越大,即Kh(Y-)c(OH-),说明HX的电离程度大于X-的水解程度,则c(X-)>c(HX),由2c(Na+)=c(X-)+c(HX)可知,c(X-)>c(Na+)>c(HX),B项正确;滴定终点时溶质为强碱弱酸盐,溶液pH>7,b点不是滴定终点,C项错误;由于滴定终点时溶液显碱性,故应选用酚酞作为指示剂,D项错误。
3.(2023·广东珠海第一中学高三模拟)25 ℃时,向20.00 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中滴入0.10 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.25 ℃时,CH3COOH的电离平衡常数Ka=1.0×10-3
B.M点对应的NaOH溶液体积为20.0 mL
C.N点与Q点所示溶液中水的电离程度:N>Q
D.N点所示溶液(溶质只有CH3COONa)中c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
C　
【解析】由图可知,0.10 mol·L-1CH3COOH溶液的pH=3,则Ka=
=≈10-5,A项错误;M点pH=7,若加入20 mL NaOH溶液,溶液中溶质是CH3COONa,CH3COO-水解使溶液显碱性,与题干的溶液显中性相违背,说明M点对应的NaOH溶液的体积小于20.00 mL,B项错误;
CH3COOH完全反应后,加入的NaOH越多,OH-对水的电离抑制程度越大,故N点水的电离程度比Q点大,C项正确;N点所示溶液中醋酸与NaOH恰好中和,溶液为CH3COONa溶液,CH3COO-发生水解反应而消耗,所以c(Na+)
>c(CH3COO-),CH3COO-发生水解反应消耗水电离产生的H+,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,水解产生的离子浓度远小于盐电离产生的离子浓度,因此c(CH3COO-)>c(OH-),故该溶液中离子浓度关系为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),D项错误。
4.(2023·广州第二中学高三模拟)常温下,在20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 NH3·H2O溶液中逐滴滴加0.100 0 mol·L-1 HCl溶液,溶液pH随滴入HCl溶液体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.①点溶液:c(Cl-)>c(N)>c(OH-)>c(H+)
B.②点溶液:c(N)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+)
C.①②③三点所示的溶液中水的电离程度:②>③>①
D.滴定过程中不可能出现:c(NH3·H2O)>c(N)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)
B　
【解析】①点时加入HCl溶液10 mL,得到等物质的量浓度的NH3·H2O、NH4Cl的混合液,溶液呈碱性,c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),故A错误;②点时溶液呈中性,根据电荷守恒:c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),则c(N)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+),B正确;③点时酸碱恰好反应,生成氯化铵,氯化铵水解使溶液呈酸性,促进水的电离,①②两点有碱剩余,抑制水的电离,①②③三点所示的溶液中水的电离程度:③>②>①,故C错误;开始滴加盐酸时,能出现c(NH3·H2O)>c(N)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),D错误。
5.常温下,某有机二元弱碱B(OH)2溶液中B(OH)2、B(OH)+、B2+的浓度之和为0.1 mol·L-1,微粒的分布分数δ{如δ(B2+)=}随pH的变化关系如图所示。X、Z两点的坐标分别为(5.5,0.48)、(9.5,0.48)。下列说法不正确的是(　　)
A.曲线①表示δ(B2+)随pH的变化关系
B.Y点的横坐标约为7.5
C.pH=11时,当溶液中c[B(OH)2]=0.1 mol·L-1,则c(B2+)=10-9 mol·L-1
D.B(OH)2+B2+ 2B(OH)+的平衡常数K=104
C　
【解析】B(OH)2溶液中存在B(OH)2 B(OH)++OH-,B(OH)+ B2++OH-,随着溶液pH增大,δ(B2+)逐渐减小,δ[B(OH)2]逐渐增大,δ[B(OH)+]先增大后减小,则曲线①、②、③分别表示δ(B2+)、δ[B(OH)+]、δ[B(OH)2]随pH的变化关系,A正确。Y点对应溶液中,c[B(OH)2]=c(B2+),由于·=,则·=c2(OH-)=10-13,c(OH-)=10-6.5 mol·L-1,c(H+)=10-7.5 mol·L-1,故Y点横坐标为7.5,B正确。pH=11时,c(OH-)=10-3 mol·L-1,由于·=,c[B(OH)2]=0.1 mol·L-1,则c(B2+)=10-8 mol·L-1,C错误。B(OH)2+B2+ 2B(OH)+的平衡常数K=
==104,D正确。
6.某温度下,分别向10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的KCl溶液和K2CrO4溶液中滴加0.1 mol·L-1AgNO3溶液,滴加过程中-lgc(M)(M为Cl-或Cr)与AgNO3溶液体积的变化关系如图所示(忽略混合时,密度改变引起的溶液体积变化)。下列说法不正确的是(　　)
A.曲线L2表示-lgc(Cr)与V(AgNO3溶液)的变化关系
B.M点对应溶液中:c(N)>c(K+)>c(Ag+)>c(H+)>c(OH-)
C.该温度下,=4×10-2.2
D.相同实验条件下,若改为0.05 mol·L-1的KCl和K2CrO4溶液,则曲线L2中N点可移至Q点
D　
【解析】由反应KCl+AgNO3═AgCl↓+KNO3、K2CrO4+2AgNO3═
Ag2CrO4↓+2KNO3知,相同浓度的KCl溶液和K2CrO4溶液中分别加入相同浓度的AgNO3溶液,c(Cl-)减小的更快,故曲线L1表示-lgc(Cl-)与V(AgNO3溶
液)的变化关系,曲线L2表示-lgc(Cr)与V(AgNO3溶液)的变化关系,A正确。M点时,V(AgNO3溶液)=15 mL,生成0.001 mol KNO3和0.001 mol AgCl,剩余0.000 5 mol AgNO3,又Ag+水解使溶液呈酸性,故M点对应溶液中,c(N)>
c(K+)>c(Ag+)>c(H+)>c(OH-),B正确。该温度下,==4×10-2.2,C正确。温度不变,Ksp不变,减小K2CrO4的浓度,再次平衡后,-lgc(Cr)不变,但消耗V(AgNO3溶液)减小,故N点向左平移,D错误。
1.(2025·云南卷)甲醛法测定N的反应原理为4N+6HCHO═(CH2)6N4H++3H++6H2O。取含NH4Cl的废水浓缩至原体积的后,移取20.00 mL,加入足量甲醛反应后,用0.01000 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定。滴定曲线如图1,含氮微粒的分布分数δ与pH关系如图2{比如:δ=}。下列说法正确的是(　　)
D　
A.废水中N的含量为20.00 mg·L-1
B.c点:c+c(H+)=c(OH-)
C.a点:c>c(H+)>c(OH-)>c
D.(CH2)6N4H+ (CH2)6N4+H+的平衡常数K≈7.3×10-6
【解析】由图1中的信息可知,当加入NaOH标准溶液的体积为20.00 mL时到达滴定终点,发生的反应有H++OH-═H2O、(CH2)6N4H++OH-═(CH2)6N4+H2O,由关系式~[N4H++3H+]~4OH-可知,由于待测液的体积和标准溶液的体积相同,因此,浓缩后的20.00 mL溶液中)=c(NaOH)=0.01000 mol·L-1,则原废水中)=0.01000 mol·L-1×=0.001000 mol·L-1,因此,废水中N的含量为0.001000 mol×18000 mg·mol-1·L-1=18.00mg·L-1,A错误;c点加入NaOH标准溶液的体积过量,得到NaOH、NaCl、(CH2)6N4的混合液,且浓度之比为1∶4∶1,由电荷守恒可知,
c+c+c=c+c,由于c(Na+)>c(Cl-),c+cc[(CH2)6N4H+],C错误;由图1和图2可知,当pH=6.00时,N4占比较高,δ=0.88,则由氮守恒可知,δ=0.12,两种粒子的浓度之比等于其分布分数之比,则N4H+N4+H+的平衡常数K==
≈7.3×10-6,D正确。
2.(2024·新课标卷)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:δ(CH2ClCOO-)
=]下列叙述正确的是(　　)
A.曲线M表示δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
B.若酸的初始浓度为0.10 mol·L-1,则a点对应的溶液中有c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-)
C.CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-1.3
D.pH=2.08时,=
D　
【解析】Cl为吸电子基,则CH2ClCOOH的酸性弱于CHCl2COOH,故Ka(CH2ClCOOH)mol·L-1,而酸的初始浓度c(CHCl2COOH)=0.6 mol·L-1,故c(H+)>c(CHCl2COO-)+c(OH-),B错误;Ka(CH2ClCOOH)=,
当c(CH2ClCOOH)=c(CH2ClCOO-)时,Ka(CH2ClCOOH)=c(H+)≈10-2.8,同理,
Ka(CHCl2COOH)=10-1.3,C错误;=,pH=2.08时,δ(CH2ClCOO-)=0.15,δ(CHCl2COO-)=0.85,故=,D正确。
3.(2024·湖南卷)常温下Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20 mL 0.10 mol·L-1 NaOH溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.水的电离程度:MB.M点:2c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
C.当V(HCOOH)=10 mL时,c(OH-)=
c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-)
D.N点:c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>
c(H+)>c(HCOOH)
D　
【解析】结合起点和终点,向20 mL 0.10 mol·L-1NaOH溶液中滴入相同浓度的HCOOH溶液,发生浓度改变的微粒是OH-和HCOO-,当V(HCOOH)=0 mL,溶液中存在的微粒是OH-,可知随着甲酸的加入,OH-被消耗,浓度逐渐下降,即经过M点在下降的曲线表示的是OH-浓度的改变,经过M点、N点的在上升的曲线表示的是HCOO-浓度的改变。A.M点时,V(HCOOH)=10 mL,仍剩余有未反应的NaOH,对水的电离是抑制的,N点是HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,此时仅存在HCOONa的水解,此时水的电离程度最大,故A正确;根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-),M点为交点可知c(HCOO-)=c(OH-),联合可得2c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故B正确;当
V(HCOOH)=10 mL时,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-),根据元素守恒c(Na+)=2c(HCOO-)+2c(HCOOH),联合可得c(OH-)=c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-),故C正确;N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,甲酸根离子发生水解,因此c(Na+)>c(HCOO-)及c(OH-)>c(H+),观察图中N点可知,c(HCOO-)≈0.05 mol·L-1,根据Ka(HCOOH)==1.8×10-4,可知c(HCOOH)>c(H+),故D错误。

展开更多......

收起↑