水溶液中離子平衡的圖像分析（學(xué)生版）

水溶液中離子平衡的圖像分析一、熱點專攻1.兩種常見中和滴定曲線及分析(1)用氫氧化鈉溶液滴定等濃度等體積的鹽酸、醋酸(2)用鹽酸滴定等濃度等體積的氫氧化鈉溶液、氨水曲線起點不同:強(qiáng)堿滴定等物質(zhì)的量濃度的一元強(qiáng)酸、一元弱酸,強(qiáng)酸起點低(pH小);強(qiáng)酸滴定等物質(zhì)的量濃度的一元強(qiáng)堿、一元弱堿,強(qiáng)堿起點高(pH大)。突躍范圍不同:強(qiáng)堿與強(qiáng)酸反應(yīng)時,達(dá)到滴定終點的突躍變化范圍大于強(qiáng)酸與弱堿(或強(qiáng)堿與弱酸)反應(yīng)的突躍范圍。2.中和滴定中直線圖像及分析常溫下,向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液,所得混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示:(1)滴定原理:H2Y+OH-H2O+HY-、HY-+OH-H2O+Y2-。(2)滴加NaOH溶液過程中,lgc(HY-(3)電離常數(shù):Ka2(H2Y)=10-4.3。e點對應(yīng)溶液中c(H2Y)=c(Y3.分布系數(shù)圖像(高考新熱點)分布系數(shù)圖像是酸堿中和滴定曲線的一種變式,常以pH、分布系數(shù)(δ)為橫、縱坐標(biāo),結(jié)合滴定實驗數(shù)據(jù)繪制出關(guān)系曲線,分布系數(shù)(δ)代表組分的平衡濃度占總濃度的比值。4.沉淀溶解平衡曲線及分析(以氯化銀為例)(1)在該沉淀溶解平衡圖像上,曲線上任意一點都達(dá)到了沉淀溶解平衡狀態(tài),此時Q=Ksp。在溫度不變時,無論改變哪種離子的濃度,另一種離子的濃度只能在曲線上變化,不會出現(xiàn)在曲線以外。(2)曲線上方區(qū)域的點均為過飽和溶液(沉淀析出),此時Q>Ksp。(3)曲線下方區(qū)域的點均為不飽和溶液,此時Q<Ksp。【解法導(dǎo)引】1.抓住“五個”關(guān)鍵點,破解酸堿中和滴定曲線題(1)抓住反應(yīng)的“起點”,根據(jù)起點酸(或堿)溶液的pH,判斷酸性(或堿性)的強(qiáng)弱。(2)抓反應(yīng)“半中和點”,加入酸(或堿)溶液,原溶液中有一半溶質(zhì)發(fā)生反應(yīng),判斷是什么溶質(zhì)的等量混合。(3)抓“全中和點”,加入酸(或堿)溶液,至原溶液中溶質(zhì)恰好完全反應(yīng),確定生成的溶質(zhì)并結(jié)合鹽類水解知識判斷溶液的酸堿性。(4)抓溶液的“中性點”,確定存在的溶質(zhì),判斷哪種物質(zhì)過量或不足。(5)抓反應(yīng)的“過量點”,判斷溶液中的溶質(zhì)是什么,判斷哪種物質(zhì)過量。2.“三步法”突破分布系數(shù)圖像題(1)讀圖:通過觀察弄清縱坐標(biāo)的含義及單位,弄清各粒子濃度變化。(2)識圖:分析特殊點的圖像含義,如曲線的起點、終點、交叉點、極值點、轉(zhuǎn)折點等,分析曲線的變化趨勢,如斜率的大小及升降。根據(jù)曲線交點的pH確定電離常數(shù)。(3)分析:進(jìn)行信息提取,挖掘隱含信息、排除干擾信息、提煉有用信息,在總覽信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理或運用數(shù)據(jù)計算分析。題型突破(2021全國甲)已知相同溫度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。某溫度下,飽和溶液中-lg[c(SO42?)]、-lg[c(CO32?)]與-lg[下列說法正確的是()A.曲線①代表BaCO3的沉淀溶解曲線B.該溫度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值為1.0×10-10C.加適量BaCl2固體可使溶液由a點變到b點D.c(Ba2+)=10-5.1mol·L-1時兩溶液中c(SO【解題思路】由于-lgc越大,c值越小,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),故曲線①代表BaSO4的沉淀溶解曲線,A項說法錯誤;由-lg[c(Ba2+)]=1.0、-lg[c(SO42?)]=9.0的點,可以求得Ksp(BaSO4)=1.0×10-1×10-9=1.0×10-10,B項說法正確;在BaCO3沉淀溶解平衡體系中,加入BaCl2,c(Ba2+)增大,BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32?(aq)平衡左移,c(CO32?)減小,溶液不會由a點變到b點,C項說法錯誤;c(Ba2+)=10-5.1mol·L-1答案B二、應(yīng)考訓(xùn)練1.(2021山東日照模擬)10mL0.10mol·L-1的NH4Cl溶液的pH分別隨溫度升高或加水后溶液體積的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是()A.升溫KW增大,NH4Cl溶液中c(H+)增大,pH減小B.曲線a表示NH4Cl溶液pH隨加水量的變化C.將NH4Cl溶液加水稀釋100倍,溶液pH的變化值小于2D.25℃時Kb(NH3·H2O)的數(shù)量級約為10-42.(雙選)(2021山東濟(jì)南聯(lián)考)已知H3PO4是一種三元中強(qiáng)酸。25℃時,向某濃度H3PO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,滴加過程中各種含磷粒子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)隨溶液pH的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.曲線2表示HPO42?B.25℃時,H3PO4的電離常數(shù)K1KC.pH=7.2時,溶液中由水電離出的c(H+)=10-6.8mol·L-1D.pH=12.3時,溶液中5c(Na+)=2c(H3PO4)+2c(H2PO4-)+2c(HPO42?)+23.(2021天津聯(lián)考)25℃時,用氫氧化鈉調(diào)節(jié)濃度為2.0×10-3mol·L-1的氫氟酸的pH(忽略體積變化),溶液中c(HF)、c(F-)與pH的變化關(guān)系如下圖所示。下列說法不正確的是()A.a~b~d曲線代表c(F-)隨pH的變化B.25℃時,HF電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka=10-3.6C.從b點到c點發(fā)生的反應(yīng)離子方程式是HF+OH-H2O+F-D.圖中a點對應(yīng)溶液中粒子濃度大小是c(HF)>c(H+)>c(F-)>c(OH-)4.(雙選)(2021吉林長春聯(lián)考)已知H2RO3為二元弱酸。常溫下,用0.10mol·L-1Na2RO3溶液吸收RO2氣體,吸收液的pH與c(HRA.常溫下,Ka2(H2RO3B.常溫下,中性溶液中c(HRO3-)<c(RC.E點時,c(Na+)>c(RO32?)>c(OH-)>c(HRO3-)>D.G點時,2c(RO32?)+c(HRO3-)-c(Na+)=(1.0×10-6.25.(2021廣東珠海模擬)常溫下,往20mL0.10mol·L-1HA溶液中滴加0.10mol·L-1KOH溶液,所得混合溶液中水電離的H+濃度和所加的KOH溶液體積變化趨勢如圖所示,下列有關(guān)說法錯誤的是()[注意:電離度=n(HAA.該酸的電離度約為1%B.b點:溶液存在c(A-)>c(K+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)C.c點:溶液存在c(HA)+c(H+)=c(OH-)D.d點:pH=76.(2021天津模擬)對于0.1mol·L-1Na2CO3溶液,下列說法正確的是()A.加入NaOH固體,溶液pH減小B.升高溫度,溶液中c(OH-)增大C.稀釋溶液,溶液中c(H+)減少D.c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(CO32?)+7.(2021山東棗莊第三次質(zhì)檢)已知下面三個數(shù)據(jù):7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分別是下列有關(guān)三種酸的電離平衡常數(shù)(25℃),若已知下列反應(yīng)可以發(fā)生:NaCN+HNO2HCN+NaNO2、NaCN+HFHCN+NaF、NaNO2+HFHNO2+NaF。由此可判斷下列敘述不正確的是()A.K(HF)=7.2×10-4B.K(HNO2)=4.6×10-4C.根據(jù)兩個反應(yīng)即可得出一元弱酸的強(qiáng)弱順序:HF>HCN>HNO2D.K(HCN)<K(HNO2)<K(HF)8.(2021北京海淀模擬)為研究沉淀的生成及轉(zhuǎn)化,同學(xué)們進(jìn)行下圖所示實驗。下列關(guān)于該實驗的分析不正確的是()A.①中產(chǎn)生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN)B.①中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq)C.②中無明顯變化是因為溶液中的c(SCN-)過低D.上述實驗不能證明AgSCN向AgI沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的發(fā)生9.(2021廣東“六校聯(lián)盟”第三次聯(lián)考)室溫時,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的說法正確的是()A.pH相等的HNO3和HCN兩種酸溶液中,c(NO3-)>c(CNB.NaHB溶液呈酸性,可推知H2B在水中不能完全電離C.往NH4Cl溶液中加入鎂粉,可生成兩種氣體D.Na2CO3溶液中通入CO2所得的中性溶液中:c(Na+)=2c(CO310.(2021湖北七市州教科協(xié)3月聯(lián)考)下列關(guān)于電解質(zhì)溶液的說法中錯誤的是()A.等濃度、等體積的HCOOH溶液與HCOONa溶液混合后pH<7:c(HCOO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)B.新制氯水中:c(ClO-)+c(HClO)=c(Cl-)C.已知Ka(HF)>Ka1(HD.Na2CO3與NaHCO3的混合溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+c(C11.(雙選)(2021山東煙臺模擬)已知AG=lgc(H+)c(OHA.Kb(MOH)約為10-5.5B.a點時,由水電離出來的c水(H+)為1×10-10.75mol·L-1C.b點時,加入鹽酸的體積大于20.00mLD.由b點到c點的過程中水的電離平衡逆向移動12.已知某溫度下CH3COOH的電離常數(shù)Ka=1.6×10-5。該溫度下向20mL0.01mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol·L-1的KOH溶液,其pH變化曲線如圖所示(忽略溫度變化)。請回答下列有關(guān)問題:(已知lg4=0.6)(1)A點溶液中c(H+)為,pH約為。

(2)A、B、C、D四點中水的電離程度最大的是點,滴定過程中宜選用作指示劑,滴定終點在(填“C點以上”或“C點以下”)。

(3)若向20mL稀氨水中逐滴加入等濃度的鹽酸,則下列變化趨勢正確的是(填字母)。

13.連二次硝酸(H2N2O2)是一種二元酸,可用于制N2O氣體。(1)連二次硝酸中氮元素的化合價為價。

(2)常溫下,用0.01mol·L-1的NaOH溶液滴定10mL0.01mol·L-1的H2N2O2溶液,測得溶液pH與NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示。①寫出H2N2O2在水溶液中的電離方程式:

。

②B點時溶液中c(H2N2O2)(填“>”“<”或“=”,下同)c(N2O2③A點時溶液中c(Na+)c(HN2O2-)+c(N214.(2021遼寧沈陽聯(lián)考)0.010mol·L-1的二元酸H2A溶液中H2A、HA-、A2-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ(X)隨pH變化如圖所示。(1)用離子方程式說明Na2A溶液顯堿性的原因:,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=;溶液中c(Na+)+c(H+)=。

(2)若升高溫度,發(fā)現(xiàn)溶液的堿性增強(qiáng),說明隨溫度升高,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(填“增大”“不變”或“減小”)。

(3)H2A分兩步發(fā)生電離,對應(yīng)的電離平衡常數(shù)分別為Ka①-lgKa1=;Ka②將0.020mol·L-1Na2A溶液和0.010mol·L-1鹽酸等體積混合,所得溶液的pH約為。

(4)0.010mol·L-1的NaHA溶液中,HA-的水解常數(shù)Kh約為;該溶液中離子濃度由大到小的順序為。

15.(2021福建模擬節(jié)選)(1)工業(yè)上常用氨水吸收含碳燃料燃燒產(chǎn)生的溫室氣體CO2,其產(chǎn)物之一是NH4HCO3。已知常溫下碳酸的電離常數(shù)Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.7×10-11,NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=1.8×10-5,則所得的NH4HCO3溶液中c(NH4+)(2)“亞硫酸鹽法”吸收煙中的SO2。①將煙氣通入1.0mol·L-1Na2SO3溶液,若此過程中溶液體積不變,則溶液的pH不斷(填“減小”“不變”或“增大”)。當(dāng)溶液pH約為6時,吸收SO2的能力顯著下降,應(yīng)更換吸收劑,此時溶液中c(SO32?)=0.2mol·L-1,則溶液中c(HSO3②室溫條件下,將煙氣通入(NH4)2SO3溶液中,測得溶液pH與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖,B點時溶液pH=7,則n(NH4+)∶n(HSO3(3)25℃時,亞碲酸(H2TeO3)的Ka1=1×10-3,Ka①0.1mol?L-1H2TeO3電離度α約為。(α=已電離弱電解質(zhì)分子數(shù)弱電解質(zhì)分子總數(shù)②0.1mol?L-1的NaHTeO3溶液中,下列粒子的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是。

A.c(Na+)>c(HTeO3-)>c(OH-)>c(H2TeO3)>c(HB.c(Na+)+c(H+)=c(HTeO3-)+c(TeO32?)+C.c(Na+)=c(TeO32?)+c(HTeO3-)+c(HD.c(H+)+c(H2TeO3)=c(OH-)+c(TeO3(4)粗Se中Se的含量可以用如下方法測定:①Se+2H2SO4(濃)2SO2↑+SeO2+2H2O②SeO2+4KI+4HNO3Se+2I