水溶液中的離子平衡專題（滴定拓展、圖像分析、常數(shù)應用）

中和滴定的拓展水溶液中離子平衡圖像四大平衡常數(shù)的綜合應用1.氧化還原滴定(1)原理以氧化劑或還原劑為滴定劑，直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質，或者間接滴定一些本身并沒有還原性或氧化性，但能與某些還原劑或氧化劑反應的物質。(2)試劑常見用于滴定的氧化劑有KMnO4、K2Cr2O7等；常見用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、維生素C等。(3)指示劑氧化還原滴定的指示劑有三類①氧化還原指示劑。②專用指示劑，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘標準溶液變藍。③自身指示劑，如高錳酸鉀標準溶液滴定草酸時，滴定終點為溶液由無色變?yōu)闇\紅色。(4)實例

①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液②Na2S2O3溶液滴定碘液2.沉淀滴定(1)含義

沉淀滴定是利用沉淀反應進行滴定、測量分析的方法，生成

沉淀的反應很多，但符合條件的卻很少，實際上應用最多的是銀量法，即利用Ag＋與鹵素離子的反應來測定Cl－、Br－、I－的濃度。(2)原理沉淀滴定所用的指示劑本身就是一種沉淀劑，滴定劑與被滴定物反應的生成物的溶解度要比滴定劑與指示劑反應的生成物的溶解度小，否則不能用這種指示劑。如用AgNO3溶液測定溶液中Cl－的含量時，常以

為指示劑，這是因為AgCl比Ag2CrO4更難溶。(3)實例3.酸堿中和滴定酸堿中和滴定是用已知物質的量濃度的酸(或堿)來測定未知物質的量濃度的堿(或酸)的方法。實驗中用甲基橙、甲基紅、酚酞等作酸堿指示劑來判斷是否完全中和。等物質的量濃度的強堿滴定強酸、弱酸，強酸滴定強堿、弱堿的曲線起點不同，突躍點變化范圍不同。室溫下，pH＝7不一定是反應終點，強堿與強酸反應時，反應終點pH＝7；強堿與弱酸反應時，反應終點pH＞7；強酸與弱堿反應時，反應終點pH＜7。例1水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。某課外小組采用碘量法測定學校周邊河水中的溶解氧。實驗步驟及測定原理如下：Ⅰ.取樣、氧的固定用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液(含有KI)混合，反應生成MnO(OH)2，實現(xiàn)氧的固定。Ⅱ.酸化、滴定將固氧后的水樣酸化，MnO(OH)2被I－還原為Mn2＋，在暗處回答下列問題：取100.00mL水樣經(jīng)固氧、酸化后，用amol·L－1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示劑，終點現(xiàn)象為_________________若消耗Na2S2O3溶液的體積為bmL，則水樣中溶解氧的含量為________mg·L－1。藍色剛好褪去80ab例2莫爾法是一種沉淀滴定法，以K2CrO4為指示劑，用標準硝酸銀溶液滴定待測液，進而測定溶液中Cl－的濃度。已知：

(1)滴定終點的現(xiàn)象是_______________________________________________________________。

滴入最后一滴標準溶液時，生成磚紅色沉淀，且半分鐘內(nèi)不變色(2)若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液，可選為滴定指示劑的是_______(填字母)。A．NaCl

B．BaBr2

C．Na2CrO4

剛好達到滴定終點時，發(fā)生反應的離子方程式為______________________________。

【解析】(1)根據(jù)沉淀滴定法的原理和物質溶解度表可知，溶液中Ag＋和Cl－先反應，Cl－消耗完后，Ag＋再和指示劑反應生成Ag2CrO4磚紅色沉淀，由此可知滴入最后一滴標準溶液時，生成磚紅色沉淀，且半分鐘內(nèi)不變色。(2)當用AgNO3溶液滴定C例3我國規(guī)定葡萄酒中SO2的最大使用量為0.25g·L－1。某興趣小組用如圖1所示裝置(夾持裝置略)收集某葡萄酒中的SO2，并對其含量進行測定。(1)儀器A的名稱是________________，水通入A的進口為_____。(2)B中加入300.00mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與C中H2O2完全反應，其化學方程式為________________________。冷凝管或冷凝器bSO2＋H2O2===H2SO4(3)除去C中過量的H2O2，然后用0.0900mol·L－1NaOH標準溶液進行滴定，滴定前排氣泡時，應選擇圖2中的______；若滴定終點時溶液的pH＝8.8，則選擇的指示劑為________；若用50mL滴定管進行實驗，當?shù)味ü苤械囊好嬖诳潭取?0”處時，則管內(nèi)液體的體積(填序號)______(①＝10mL，②＝40mL，③＜10mL，④＞40mL)。③酚酞④(4)滴定至終點時，消耗NaOH溶液25.00mL，該葡萄酒中SO2的含量為________g·L－1。(5)該測定結果比實際值偏高，分析原因并利用現(xiàn)有裝置提出改進措施：___________________________________________________________________________________________________________________。0.24

原因：鹽酸易揮發(fā)；改進措施：用不揮發(fā)的強酸如硫酸代替鹽酸(或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，排除鹽酸揮發(fā)的影響)

【解析】(1)根據(jù)儀器的結構特點，可知A為冷凝管或冷凝器冷卻水由下口進上口出，水能夠充滿冷凝管，冷卻效果好。(2)SO2被H2O2氧化為H2SO4，其化學方程式為SO2＋H2O2===H2SO4。(3)盛放NaOH標準液，應選擇堿式滴定管，滴定前用圖③方法排氣泡；滴定終點時溶液的pH＝8.8，在酚酞的變色范圍(8～10)內(nèi)；依據(jù)滴定管的結構特點，0刻度在上，大刻度在下，且最下端尖嘴部位無刻度，因此液面在刻度“10”處時，管內(nèi)液體體積大于40mL。(4)n(NaOH)＝0.0900mol·L－1×0.025L＝0.00225mol。根據(jù)反應關系SO2～H2SO4～抓“五點”破圖像

酸堿中和反應過程中，溶液中的離子濃度隨酸、堿的加入會發(fā)生變化，可借助滴定圖像，抓住反應的關鍵點，破解離子濃度大小比較。

以用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L－1HA溶液為例，其滴定曲線如圖所示：1.對數(shù)圖像(1)對數(shù)圖像的含義

(2)?？紝?shù)圖像的類型(3)對數(shù)圖像的分析示例——沉淀溶解平衡對數(shù)圖像2.弱電解質分數(shù)分布系數(shù)圖像例1常溫下，將NaOH溶液滴入己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH與離子濃度變化的關系如圖所示。下列敘述錯誤的是(

)D

【解析】例2以酚酞為指示劑，用0.1000mol·L－1的NaOH溶液滴定20.00mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系數(shù)δ隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關系如圖所示。

下列敘述正確的是(

)A．曲線①代表δ(H2A)，曲線②代表δ(HA－)CB．H2A溶液的濃度為0.2000mol·L－1C．HA－的電離常數(shù)Ka＝1.0×10－2D．滴定終點時，溶液中c(Na＋)＜2c(A2－)＋c(HA－)【解析】由題圖可知加入40mLNaOH溶液時達到滴定終點，又因H2A為二元酸，則H2A溶液的濃度為0.1000mol·L－1，由題圖可知，沒有加入NaOH溶液時，H2A溶液的pH約為1.0，分析可知H2A第一步完全電離，曲線①代表δ(HA－)，曲線②代表δ(A2－)，A、B項錯誤；由于H2A第一步完全電離，則HA－的起始濃度為0.1000mol·L－1，根據(jù)圖像，1.對數(shù)圖像的解題策略(1)先確定圖像的類型是對數(shù)圖像還是負對數(shù)圖像。(2)再弄清楚圖像中橫坐標和縱坐標的含義，是濃度對數(shù)還是比值對數(shù)。(3)抓住圖像中特殊點：如pH＝7、lgx＝0，交叉點。(4)理清圖像中曲線的變化趨勢及含義，根據(jù)含義判斷線上、線下的點所表示的意義。(5)將圖像中數(shù)據(jù)或曲線的變化與所學知識對接，作出選項的正誤判斷。2．沉淀溶解平衡圖像的分析(1)分析沉淀溶解平衡圖像的三步驟：明確圖像中縱、橫坐標的含義→理解圖像中線上點、線外點的含義→抓住Ksp的特點，結合選項分析判斷。(2)沉淀溶解平衡曲線類似于溶解度曲線，曲線上任一點都表示飽和溶液，都是相應溫度下恰好生成沉淀時的離子濃度，同一溫度下有相同的Ksp。1.依據(jù)電離平衡常數(shù)計算c(H＋)或c(OH－)當一元弱酸或一元弱堿的電離常數(shù)很小時，可用如下兩個公式計算c(H＋)或c(OH－)。(1)一元弱酸(以CH3COOH為例)2．水解常數(shù)(Kh)與電離常數(shù)的定量關系(以CH3COONa為例)CH3COONa溶液中存在如下水解平衡：CH3COO－＋H2O?CH3COOH＋OH－[名師點撥]可以用電離平衡常數(shù)與水解平衡常數(shù)的大小關系判斷弱酸的酸式鹽溶液的酸堿性。以例1已知常溫下，HCN的電離平衡常數(shù)Ka＝6.2×10－10。(1)常溫下，含等物質的量濃度的HCN與NaCN的混合溶液顯______(填“酸”“堿”或“中”)性，c(CN－)______(填“＞”“＜”或“＝”)c(HCN)。該溶液中各離子濃度由大到小的順序為___________________________________。(2)常溫下，若將cmol·L－1鹽酸與0.62mol·L－1KCN溶液等體積混合后恰好得到中性溶液，則c＝__________(小數(shù)點后保留4位數(shù)字)。堿＜c(Na＋)＞c(CN－)＞c(OH－)＞c(H＋)0.