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2021届高三化学二轮复习——曲线的分析与应用学案及训练
核心知识梳理
1．明确“三个”守恒原理
(1)电荷守恒：即电解质溶液中阴离子所带电荷总数等于阳离子所带电荷总数。根据电荷守恒可准确、快速地解决电解质溶液中许多复杂的离子浓度问题。
(2)物料守恒：是指物质发生变化前后，有关元素的存在形式不同，但元素的种类和原子数目在变化前后保持不变。根据物料守恒可准确快速地解决电解质溶液中复杂离子、分子、物质的量浓度或物质的量的关系。
(3)质子守恒：是指在电离或水解过程中，会发生质子(H＋)转移，但在质子转移过程中其数量保持不变。
2．正确理解质子守恒
以Na2CO3和NaHCO3溶液为例，可用下图帮助理解质子守恒：
(1)Na2CO3溶液
所以c(OH－)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)＋c(H3O＋)，
即c(OH－)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)＋c(H＋)。
(2)NaHCO3溶液
所以c(OH－)＋c(CO)＝c(H2CO3)＋c(H＋)。
另外，将混合溶液中的电荷守恒式和物料守恒式相联立，通过代数运算消去其中某离子，即可推出该溶液中的质子守恒。
3．建立解题思维模型
(1)单一溶液
(2)混合溶液
(3)不同溶液中某离子浓度的变化
若其他离子能促进该离子的水解，则该离子浓度减小，若抑制其水解，则该离子浓度增大。
4．分类突破
(1)单一溶液
①Na2S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：_______________________________________________________________。
答案　S2－＋H2O??HS－＋OH－、HS－＋H2O??H2S＋OH－
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)
②NaHS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：_____________________________________________________________。
答案　HS－＋H2O??H2S＋OH－
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－)
解析　NaHS既能发生水解又能发生电离，水溶液呈碱性：
HS－＋H2O??H2S＋OH－(主要)；
HS－?H＋＋S2－(次要)。
③NaHSO3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：________________________________________________________________。
答案　HSO＋H2O??H2SO3＋OH－
c(Na＋)>c(HSO)>c(H＋)>c(SO)>c(OH－)
c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(OH－)
c(Na＋)＝c(HSO)＋c(SO)＋c(H2SO3)
c(OH－)＝c(H2SO3)＋c(H＋)－c(SO)
解析　NaHSO3既能发生电离又能发生水解，水溶液呈酸性：
HSO??H＋＋SO(主要)；
HSO＋H2O??H2SO3＋OH－(次要)。
(2)混合溶液
①1∶1的Na2CO3、NaHCO3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：_______________________________________________________________。
答案　CO＋H2O??HCO＋OH－、HCO＋H2OH2CO3＋OH－
c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋)
c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)
2c(Na＋)＝3[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]
2c(OH－)＝c(HCO)＋3c(H2CO3)＋2c(H＋)－c(CO)
②1∶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：_____________________________________________________________________。
答案　CH3COO－＋H2O??CH3COOH＋OH－
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＋)
解析　CH3COOH??CH3COO－＋H＋(主要)
CH3COO－＋H2O??CH3COOH＋OH－(次要)
水溶液呈酸性。
③CH3COOH、CH3COONa混合中性溶液
离子浓度大小关系：_____________________________________________________________；
电荷守恒：_____________________________________________________________________；
物料守恒：_____________________________________________________________________。
答案　c(CH3COO－)＝c(Na＋)>c(H＋)＝c(OH－)
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
c(Na＋)＝c(CH3COO－)
解析　CH3COOH??CH3COO－＋H＋
CH3COO－＋H2O??CH3COOH＋OH－
若溶液呈中性，则电离和水解相互抵消。
④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：_____________________________________________________________________。
答案　c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
解析　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。
(3)不同溶液，同一离子
有物质的量浓度相同的以下几种溶液：
①(NH4)2SO4溶液　②(NH4)2CO3溶液　③NH4HSO4溶液　④(NH4)2Fe(SO4)2溶液　⑤NH4Cl溶液　⑥NH4HCO3溶液　⑦NH3·H2O
c(NH)由大到小的顺序为______________________________________________________。
答案　④>①>②>③>⑤>⑥>⑦
能力深化
1．向0.1 mol·L－1的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)
回答下列问题：
(1)若0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液的pH为2.88，则Ka＝10－4.76。
(2)a点，溶质为：CH3COONa、CH3COOH，
离子浓度关系：c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)。
(3)b点，溶质为：CH3COONa、CH3COOH，
离子浓度关系：c(CH3COO－)＝c(Na＋)＞c(H＋)＝c(OH－)。
(4)c点，溶质为：CH3COONa，
离子浓度关系：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)。
(5)d点，溶质为：CH3COONa、NaOH，
离子浓度关系：c(Na＋)＞c(OH－)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)。
总结归案：巧抓“五点”，突破溶液中粒子浓度关系
(1)抓反应“起始”点，判断强弱，计算常数。
(2)抓反应“一半”点，判断是什么溶质的等量混合。
(3)抓“恰好”反应点，生成的溶质是什么？判断溶液的酸碱性。
(4)抓溶液的“中性”点，生成什么溶质，哪种物质过量或不足。
(5)抓反应的“过量”点，溶液中的溶质是什么？判断哪种物质过量。
2．25 ℃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H2C2O4、HC2O、C2O的物质的量分数(δ)与pH的关系如下图所示：
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＝____________。
答案　①H2C2O4??H＋＋HC2O　
②HC2O??H＋＋C2O　
(2)根据A点，Ka1＝________，根据B点Ka2＝________。
答案　10－1.2　10－4.2
(3)在pH＝2.7的溶液中，＝________。
答案　1 000
解析　＝＝＝1 000。
(4)0.1 mol·L－1的NaHC2O4溶液呈______________性，其离子浓度从大到小的顺序为________________________________________________________________________。
答案　酸　c(Na＋)＞c(HC2O)＞c(H＋)＞c(C2O)＞c(OH－)
解析　HC2O＋H2O??H2C2O4＋OH－
Kh＝＝＝10－(14－1.2)?Ka2
所以HC2O的电离大于其水解。
(注：也可以根据图像观察：在NaHC2O4溶液中，根据图像可知：c(C2O)>c(H2C2O4)，即HC2O的电离大于其水解，所以NaHC2O4溶液呈酸性。)
3．25 ℃时，向某浓度的H3PO4溶液中逐滴滴入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中H3PO4、H2PO、HPO、PO的物质的量分数(δ)与pH的关系如下图所示：
回答下列问题：
(1)δ0、δ1、δ2、δ3，分别代表____________________________________________的物质的量分数。
(2)Ka1＝________，Ka2＝________ ，Ka3＝________。
答案　(1)H3PO4、H2PO、HPO、PO　(2)10－2　10－7.1　10－12.2
4．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，回答下列问题：
(1)随着NaOH溶液的滴加，lg ________(填“增大”或“减小”，下同)，lg ________。
(2)Ka1＝________。
(3)Ka2＝________。
(4)在交叉点“e”，c(H2Y)________(填“＞”“＜”或“＝”)c(Y2－)。
答案　(1)增大　减小　(2)10－1.3　(3)10－4.3　(4)＝
解析　(2)在“d”点，c(H＋)＝10－2，＝100.7，
所以Ka1＝＝10－2×100.7＝10－1.3。
(3)Ka2＝，
当c(H＋)＝10－3时，＝10－1.3，
所以Ka2＝10－4.3。
(4)在“e”点lg ＝lg ，
所以＝，
所以c(H2Y)＝c(Y2－)。

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