2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)（魯科版）教案：第7章 題型課8 水溶液中陌生圖像分析

題型課8水溶液中陌生圖像分析

題型一分布曲線圖像

弋阜售萬達(dá)娶破

分布曲線是指以pH為橫坐標(biāo)、分布系數(shù)（即組分的平衡濃度占總濃度的分

數(shù)）為縱坐標(biāo)的關(guān)系曲線。利用圖像中交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的pH可求pKa。

一元弱酸（以CH3COOH為例）二元弱酸（以草酸H2c2。4為例）

1.0

\s?ZT\6.

0.8

髀/P^?i=pH\pKxpH

0.4：2

°:k

°34567

pH123456

pH

注：P及為電離常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)

據(jù)）為CH3coOH分布系數(shù)，心為而）為H2c2。4分布系數(shù)、＜51為HC2OJ

CH3CCKT分布系數(shù)分布系數(shù)、》為C2O干分布系數(shù)

【典例】常溫下，向0.1moI?L-iH3P溶液中加入NaOH的過程中各種

微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)⑶隨pH的變化關(guān)系如圖所示（H3P04的三級(jí)電離常數(shù)依次

為Kal、Ka2、及3）。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

L0

9

o.8

o.7

o.6

os.5

4

o.3

o.2

o.

o.1

0

1234567891011121314pH

72

A.Ka2=10mol-L',HPO『的水解平衡常數(shù)為KT"moH/i

B.為獲得盡可能純的NaH2Po4,pH應(yīng)控制在4?5

-1

C.反應(yīng)H2Poi+H2O=H3Po4+OH-的K=10-19mol-L

+

D.Na2HPO4溶液中存在c平(OHl+c平(PO1)=c￥(H)+c平(H2Poi)+c平

(H3P04)

OH~QJ￡-OIJ一

-

［思路點(diǎn)撥］H3P04——>H2PO；——-HPOi——>POF,由題圖可知pKai

=2.1,pKa2=7.2,p&3=12.3,再根據(jù)《rKh=Kw,可知pKhi=l.7,p&2=6.8,

pKh3=11.9。

D［分析題圖可知，曲線1代表H3P。4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的變化關(guān)系，

曲線2代表H2Poi的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的變化關(guān)系，曲線3代表HPO歹的物

質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的變化關(guān)系，曲線4代表PO-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的變化

11

關(guān)系。A項(xiàng)，當(dāng)pH=7.2時(shí)，c平(H2PoI)=cMHPOr)，&2=祟)

=c斗(H+)=10-7.2mol.L-1tHPOr的水解平衡常數(shù)Kh(HPOr)=

c’(H2P第2fH)=c*(0￡1-)=10-6.8mokL-1,正確；B項(xiàng)，由題圖可知，pH

。平(Hl5)

在4?5之間，H2Pol的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)接近1.0,正確；C項(xiàng)，當(dāng)pH=2.1時(shí)，

+

_C+(H2PO；)C+(H),..

c式H3Po4)=c“H2Po4),Kai=c￡H3Po4)=C#H+)=1021mol-L該

二(H3PO4)g(OH-)_cMH3PO4>cMH+)g(OH-)_Kw_10r4

+

反應(yīng)的K—c+(H2pO;)-C+(H2PO；)C+(H)一心一IO、」

mol-L_1=10-119mol-L",,正確；D項(xiàng)，NazHPCh溶液中，根據(jù)質(zhì)子守恒知，

cMH+)+c干(H2Poi)+2j(H3Po4)=CMOH-)+CMPO『)，錯(cuò)誤。］

V題型專項(xiàng)訓(xùn)練

而ywNiLWKra.............................................................................................

L(2021?山東名校聯(lián)考)室溫下，向某二元弱酸(H2A)中滴加氫氧化鈉溶液,

含A微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溶液pH的關(guān)系如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是()

1.0

O

凝

.8

備..64

g

?

O

蘋

O.2

o

02.54?7.312

pH

A.Ka2(H2A)的數(shù)量級(jí)為10-8

B.溶液呈中性時(shí)：c平(HA-)>c平(A2-)>c平(H2A)

C.NaHA溶液顯堿性

D.a點(diǎn)溶液中有：c￡H+)=2c平(H2A)+c平(OlT)+c平(HA1—c^Na+)

C［A項(xiàng)，根據(jù)圖像可知，&2(H2A)=10,3moll-數(shù)量級(jí)為10七，正確;

2-

B項(xiàng)，根據(jù)圖像可知pH=7時(shí)，離子濃度關(guān)系：c+(HA)>t-+(A)>c+(H2A),

-73-125-1

正確；C項(xiàng)，Ara2(H2A)=10mol-L,Kai(H2A)=10-mol-L,Khl=K^IKax

=10-115mol-L-1,則HA-的電離程度大于水解程度，NaHA溶液顯酸性，錯(cuò)誤;

D項(xiàng)，a點(diǎn)溶液中，CMA2-)=C#H2A),根據(jù)電荷守恒：cMH+)+cMNa+)=2c

2---2-

+(A)4~c+(OH)4-c+(HA),用c斗(H2A)替換c+(A),并將c+(Na+)移到右邊,

得c￥(H+)=2c￥(H2A)+c*(OlT)+c斗(HA)—c“Na+),正確。］

2.已知25c時(shí)，向O.lOOmoH/i的H3P。4溶液中滴加NaOH溶液，各含

磷微粒的分布系數(shù)3隨pH變化的關(guān)系如圖所示［如<5(por)=

c平(PO1)

c平(H3Po4)+c平(H2POI)+c平(HPO「)+c平(POl)10下列敘述錯(cuò)誤的是()

A.曲線1代表d(H3Po4),曲線3代表沆HPOF)

B.25℃,pH=3時(shí)溶液中c平(H3P06：c平(H2Poi)=1：10

C.當(dāng)溶液的pH由11增大到14時(shí)，發(fā)生的主要反應(yīng)為HPOF+OH-

=POF+H2O

D.若選擇酚配作指示劑，終點(diǎn)時(shí)溶質(zhì)主要為Na3P04

D［H3PO4為三元中強(qiáng)酸，發(fā)生三步電離：①H3P€>4KH2Poi+H+,②

+

H2PO；^HPOr+H,③HPO『=POi+H+,所以曲線1、2、3、4代表的

微粒分別為H3P04、H2PO；>HPO下、por；兩條曲線交點(diǎn)處的H+濃度值對(duì)應(yīng)

相應(yīng)三級(jí)電離平衡常數(shù)，即^ai=10-2mol-L-1>Ka2=l(r'imom^3=10-122

molL-1o曲線1代表d(H3Po4),曲線3代表(5(HPOr),A項(xiàng)正確；結(jié)合第一

步的電離平衡常數(shù)，C平(H3Po4):c*(H2POi)=c*(H+)：Kal=10-3：10-2=

1：10,B項(xiàng)正確；當(dāng)溶液的pH由11增大到14時(shí)，發(fā)生的主要反應(yīng)為HPOF+

-

OH=POr+H2O,C項(xiàng)正確；酚酬的pH變色范圍為8.2?10,滴定終點(diǎn)時(shí)

溶質(zhì)主要為Na2HPO4,D項(xiàng)錯(cuò)誤。］

題型二坐標(biāo)為對(duì)數(shù)或負(fù)對(duì)數(shù)的圖像

規(guī)律方法突破

V......

1.常見定量關(guān)系

對(duì)于二元弱酸％A,必—PO=PH

CY(HA-)c平(A?)

-lg熹X'P&2=PH-lg曲行。

(1)當(dāng)c平(HA-)=cNH2A)時(shí)，pKal=pH,Kai=cWH+)。

(2)當(dāng)c平(A2-)=c平(HA)時(shí)，p&2=pH,Ka2=C平(H+)。

2.常見圖像示例分析

⑴常溫下，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:

MH7F)

或

戶(所)

c*(Y")

L代表電篝號(hào)與pH變化的關(guān)系

。平(H2I)

H2Y的瓦al=10-13mol-L-1,Ka2=10-43molL-1

、e點(diǎn)：c平(％丫)=%(丫2-)

(2)常溫下將KOH溶液滴入二元弱酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH與離子

濃度變化的關(guān)系圖：

3c平(X2-)或1c平(HX)

g

cr(HX-)Cf.(H2X)

"二元弱酸(H2X)一級(jí)電離程度遠(yuǎn)大于二級(jí)電離程度

坨嚕3越大，表示電離程度越大，因而

C平)

N代表一級(jí)電離的曲線，M代表二級(jí)電離

曲線

、可以根據(jù)m點(diǎn)，n點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算pKai和P&2

【典例】25°C時(shí)，向某二元弱酸H2X的溶液中滴加NaOH溶液，混合溶

液中吆喑*或恒駕需與PH的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是()

C平)C平

.MX?-)c,(HX-)

4g帝百或幅三項(xiàng)y

A.Ka2(H2X)的數(shù)量級(jí)為10一9

B.m曲線表示1g空黑與pH的變化關(guān)系

C平(H2AJ

C.25℃時(shí)，NaHX溶液中c平(X2-)>c平(H2X)

PH=8時(shí)'湍=10"

D.

+

cy(HX-)-c^(H)c平(HX)

[思路點(diǎn)撥】(l)Ka尸今pH+lgKal=lg同理：pH

C￡H2X)C￡H2X)'

C平g)

+lgKa2=lg

c￡HX-)°

?C(HX")

(2)當(dāng)pH=7.4時(shí)L,Ig忐￥W=l，可求1gKal=-6.4,當(dāng)pH=9.3時(shí)，1g

c￡X2-)_

1,可求lg&2=-10.3。

c平眄廠一

EX?[?蟲片)C平(X2-)_Ka「Ka2

⑶Kal?Ka2=,pH=8可求10-0-7o

C￡H2X)C￡H2X)-c找H+)

D[B項(xiàng)，在相同條件下,Kal>Ka2,然后結(jié)合圖像知，曲線m表示1g

。平(HX)

與pH的關(guān)系，曲線n表示1g嚏之與pH的關(guān)系，錯(cuò)誤；A項(xiàng)，根據(jù)m曲

。平(也入)

"|103-1

線上的點(diǎn)(9.3,—1)可以計(jì)算出H2X的&2=10十9.3mol-L=10_mol-L,

1-74-164-1

根據(jù)n曲線上的點(diǎn)(7.4,1)可以計(jì)算出^1=10mol-L=10-mol-L,H2X

的《2=10—103mol-L-|=1007_11mol-L_1=1007X10-nmol-L-*,故Ka2(H2X)的

數(shù)量級(jí)為錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由H2X的Kal=10F4mol?L-|、^2=10-1<,-3

mol?L-i可知，25c時(shí)，HX-的電離常數(shù)為lor。3moiHX-的水解平衡常

數(shù)Kh=/=10-7.6K<K,故HX-的水解程度大于電離程度，NaHX

Aala2h

溶液中c“HiX)>c斗(X2)錯(cuò)誤。]

V眄型專項(xiàng)訓(xùn)練

EmrgrCTKu爾rriumbF.......................................

1.(2021?山東中學(xué)聯(lián)盟聯(lián)考)常溫下，用NaOH溶液滴定某二元弱酸H2A溶

液，溶液中一1g3票巳和一Ige平(HA1或一lg1;股/和一lgc平(A?1關(guān)系如圖

C平(H2AJC平(HA)

所示，下列說法錯(cuò)誤的是()

A.水的電離程度：M點(diǎn)〉N點(diǎn)

B.滴定過程中，當(dāng)pH=5時(shí)，c平(Na+)—3c平(HAD<0

C.若c平(HA-)>c平(A2)>C平(H2A),貝！|pH范圍為3.5<pH<5

D.NaHA溶液中：c平(H+)+c平(H2A)=CEA2)+C平(OH)

.c+(H+),c+(HA)c+(H+),c+(A2)

A[H2A的電離平衡常數(shù)及尸"，?2="兩

C+(H2A)c斗(HA)

1

邊分別取負(fù)對(duì)數(shù)，可得一lgKal=-lgC4?、-lgC+(HA"),—1gKa2=—lg

C平(H2A)

lgc+(A2-),因此存在關(guān)系一lg(=*+),其中x、y分別表示橫、縱

坐標(biāo)的數(shù)值，即及=10一(#叱又Kal>Ka2,故圖中M點(diǎn)所在曲線代表一1g，’吧

C平(H2AJ

與一lgc平(HA1的關(guān)系，N點(diǎn)所在曲線代表一lg與一lgc"A2-)的關(guān)系,

因此瓦ai=10-2,Ka2=10-5。M點(diǎn)到N點(diǎn)，隨著NaOH溶液的加入，酸不斷被

消耗但未完全反應(yīng)，水的電離程度逐漸增大，故水的電離程度M點(diǎn)<N點(diǎn)，A項(xiàng)

錯(cuò)誤。]

2.(2021?山東名校聯(lián)考)已知：p=p[c平(CH3coOH)/c平(CH3cO€T)]=—lg[c

平(CH3coOH)/c平(CH3COO)]。室溫下，向O.lOmolLi的CH3coOH溶液中

滴加0.10mol-L-1的NaOH溶液，p隨溶液pH的變化關(guān)系如圖。下列說法正

確的是（）

A.a點(diǎn)溶液中：cT(CH3COOH)+C平(CH3C(Xr)=0.10mol-L-'

B.b點(diǎn)坐標(biāo)為(4.25,0)

C.c點(diǎn)溶液中：c平(Na+)>10c平(CH3COOH)

D.溶液中水的電離程度：avb<c

+

D[CH3COOH的電離平衡常數(shù)表達(dá)式為Ka=c+(CH3COO)C+(H)/C+

+

(CH3COOH),則lgKa=lg[c*(CH3coO)/c*(CH3coOH)]+lgc+(H)=-pH

-lg[c+(CH3COOH)/C斗(CH3coeT)],即pH=-lgKa~lg[c+(CH3COOH)/c斗

47S

(CH3COO-)]=p-lgKa,將點(diǎn)(5.75,1)代入可得lga=—4.75,即/Ca=10-o

-1++

0.10mol-L的CH3COOH溶液中c+(H)^c+(CH3COO"),則有&=[c+(H)-c

+++-475+

+(CH3COO")]/[0.10-C+(H)]^[C+(H)-C+(H)]/0.10=10-,解得c+(H)=

10乜9moU,所以0.10mol-L-1的CH3coOH溶液pH約為2.9,當(dāng)pH=3.75

時(shí)說明已經(jīng)滴入了部分NaOH溶液，溶液的體積發(fā)生變化，所以cMCH3coOH)

+c斗(CH3COCr)=0.10mol?L-i不再成立，A錯(cuò)誤；b點(diǎn)溶液中p=0,代入pH

=p-|gKa,可得此時(shí)pH=O一(一4.75)=4.75,所以b點(diǎn)坐標(biāo)為(4.75,0),B錯(cuò)誤；

c點(diǎn)溶液中存在電荷守恒：C￥(H+)+c"Na+)=c"CH3co(D+cMOH)此時(shí)

p[c+(CH3COOH)/C+(CH3COO)]=1,則c斗(CH3COO-)=10J(CH3COOH),

++

代入電荷守恒式可得：c+(H)+c+(Na)=10c+(CH3COOH)+C+(OH),由于

+

溶液呈酸性，c+(H)>c+(OH),則c￡Na+)<10cMCH3coOH),C錯(cuò)誤；隨著

NaOH溶液的滴入，溶液pH增大，溶液中CfhCOONa逐漸增多，當(dāng)溶質(zhì)全部

為ClhCOONa時(shí)水的電離程度達(dá)到最大，此時(shí)溶液呈堿性，也就是說在完全反

應(yīng)之前隨著NaOH滴入，水的電離程度逐漸增大，即水的電離程度：c>b>a,D

正確。]

[題型達(dá)標(biāo)驗(yàn)收陶給

1.(2020?全國I卷,Tu)以酚配為指示劑，用0.1000mol?L-i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)<5隨滴

加NaOH溶液體積VNaOH的變化關(guān)系如圖所示。

［比如A2一的分布系數(shù)：

2__________C(A?-)________

=2-］

)C(H2A)+c(HA-)+c(A)

下列敘述正確的是()

A.曲線①代表次H2A),曲線②代表以HA。

B.H2A溶液的濃度為0.2000molir

C.HA一的電離常數(shù)扁=LOXIO"

D.滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HAD

C［由題圖可知加入40mLNaOH溶液時(shí)達(dá)到滴定終點(diǎn)，又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(shí)，

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d(HA-),

曲線②代表汽A?),A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知d(HA-)=<5(A2-)時(shí)溶液

pH=2.0,即c(HA-)=c(A2-)時(shí)溶液pH=2.0,則Ka(HA-)=>/乙

10-2,C項(xiàng)正確；滴定終點(diǎn)時(shí)溶液中存在的離子有Na+、H+、A2-、HA，OH-,

根據(jù)電荷守恒有c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),此時(shí)c(H+)<

c(OH-),則c(Na+)>2c(A2)+c(HA-),D項(xiàng)錯(cuò)誤。］

2.常溫下將NaOH溶液滴加己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH與離子

濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()

A.Ka2(H2X)的數(shù)量級(jí)為IO"

B.曲線N表示pH與1g器溫的變化關(guān)系

C.NaHX溶液中c(H+)>c(OHT)

D.當(dāng)混合溶液呈中性時(shí)，c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)

D［因己二酸的根據(jù)電離常數(shù)表達(dá)式可知pH相同時(shí)Ig,?Z.<lg

YJ

c(HX-)在上-?c(X2~)z曲比圭一?Hic(HX%

《H，x)，故M曲線表示PH與lgc(HX^)關(guān)系，N曲線表示pH與1g/H，X)關(guān)