2023版高三一轮总复习化学（鲁科版）教案：第7章 题型课8 水溶液中陌生图像分析

题型课8水溶液中陌生图像分析

题型一分布曲线图像

弋阜售万达娶破

分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数（即组分的平衡浓度占总浓度的分

数）为纵坐标的关系曲线。利用图像中交点对应的pH可求pKa。

一元弱酸（以CH3COOH为例）二元弱酸（以草酸H2c2。4为例）

1.0

\s»ZT\6.

0.8

髀/P^»i=pH\pKxpH

0.4：2

°:k

°34567

pH123456

pH

注：P及为电离常数的负对数

据）为CH3coOH分布系数，心为而）为H2c2。4分布系数、＜51为HC2OJ

CH3CCKT分布系数分布系数、》为C2O干分布系数

【典例】常温下，向0.1moI・L-iH3P溶液中加入NaOH的过程中各种

微粒的物质的量分数⑶随pH的变化关系如图所示（H3P04的三级电离常数依次

为Kal、Ka2、及3）。下列叙述错误的是（）

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『的水解平衡常数为KT"moH/i

B.为获得尽可能纯的NaH2Po4,pH应控制在4〜5

-1

C.反应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

-

［思路点拨］H3P04——>H2PO；——-HPOi——>POF,由题图可知pKai

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

pKh3=11.9。

D［分析题图可知，曲线1代表H3P。4的物质的量分数随pH的变化关系，

曲线2代表H2Poi的物质的量分数随pH的变化关系，曲线3代表HPO歹的物

质的量分数随pH的变化关系，曲线4代表PO-的物质的量分数随pH的变化

11

关系。A项，当pH=7.2时，c平(H2PoI)=cMHPOr)，&2=祟)

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

c’(H2P第2fH)=c*(0£1-)=10-6.8mokL-1,正确；B项，由题图可知，pH

。平(Hl5)

在4〜5之间，H2Pol的物质的量分数接近1.0,正确；C项，当pH=2.1时，

+

_C+(H2PO；)C+(H),..

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

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

+

反应的K—c+(H2pO;)-C+(H2PO；)C+(H)一心一IO、」

mol-L_1=10-119mol-L",,正确；D项，NazHPCh溶液中，根据质子守恒知，

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

V题型专项训练

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

L(2021•山东名校联考)室温下，向某二元弱酸(H2A)中滴加氢氧化钠溶液,

含A微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示，下列叙述错误的是()

1.0

O

凝

.8

备..64

g

®

O

苹

O.2

o

02.54„7.312

pH

A.Ka2(H2A)的数量级为10-8

B.溶液呈中性时：c平(HA-)>c平(A2-)>c平(H2A)

C.NaHA溶液显碱性

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

C［A项，根据图像可知，&2(H2A)=10,3moll-数量级为10七，正确;

2-

B项，根据图像可知pH=7时，离子浓度关系：c+(HA)>t-+(A)>c+(H2A),

-73-125-1

正确；C项，Ara2(H2A)=10mol-L,Kai(H2A)=10-mol-L,Khl=K^IKax

=10-115mol-L-1,则HA-的电离程度大于水解程度，NaHA溶液显酸性，错误;

D项，a点溶液中，CMA2-)=C#H2A),根据电荷守恒：cMH+)+cMNa+)=2c

2---2-

+(A)4~c+(OH)4-c+(HA),用c斗(H2A)替换c+(A),并将c+(Na+)移到右边,

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

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

磷微粒的分布系数3随pH变化的关系如图所示［如<5(por)=

c平(PO1)

c平(H3Po4)+c平(H2POI)+c平(HPO「)+c平(POl)10下列叙述错误的是()

A.曲线1代表d(H3Po4),曲线3代表沆HPOF)

B.25℃,pH=3时溶液中c平(H3P06：c平(H2Poi)=1：10

C.当溶液的pH由11增大到14时，发生的主要反应为HPOF+OH-

=POF+H2O

D.若选择酚配作指示剂，终点时溶质主要为Na3P04

D［H3PO4为三元中强酸，发生三步电离：①H3P€>4KH2Poi+H+,②

+

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

微粒分别为H3P04、H2PO；>HPO下、por；两条曲线交点处的H+浓度值对应

相应三级电离平衡常数，即^ai=10-2mol-L-1>Ka2=l(r'imom^3=10-122

molL-1o曲线1代表d(H3Po4),曲线3代表(5(HPOr),A项正确；结合第一

步的电离平衡常数，C平(H3Po4):c*(H2POi)=c*(H+)：Kal=10-3：10-2=

1：10,B项正确；当溶液的pH由11增大到14时，发生的主要反应为HPOF+

-

OH=POr+H2O,C项正确；酚酬的pH变色范围为8.2〜10,滴定终点时

溶质主要为Na2HPO4,D项错误。］

题型二坐标为对数或负对数的图像

规律方法突破

V......

1.常见定量关系

对于二元弱酸％A,必—PO=PH

CY(HA-)c平(A?)

-lg熹X'P&2=PH-lg曲行。

(1)当c平(HA-)=cNH2A)时，pKal=pH,Kai=cWH+)。

(2)当c平(A2-)=c平(HA)时，p&2=pH,Ka2=C平(H+)。

2.常见图像示例分析

⑴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:

MH7F)

或

户(所)

c*(Y")

L代表电篝号与pH变化的关系

。平(H2I)

H2Y的瓦al=10-13mol-L-1,Ka2=10-43molL-1

、e点：c平(％丫)=%(丫2-)

(2)常温下将KOH溶液滴入二元弱酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子

浓度变化的关系图：

3c平(X2-)或1c平(HX)

g

cr(HX-)Cf.(H2X)

"二元弱酸(H2X)一级电离程度远大于二级电离程度

坨噜3越大，表示电离程度越大，因而

C平)

N代表一级电离的曲线，M代表二级电离

曲线

、可以根据m点，n点的坐标计算pKai和P&2

【典例】25°C时，向某二元弱酸H2X的溶液中滴加NaOH溶液，混合溶

液中吆喑*或恒驾需与PH的关系如图所示。下列叙述正确的是()

C平)C平

.MX?-)c,(HX-)

4g帝百或幅三项y

A.Ka2(H2X)的数量级为10一9

B.m曲线表示1g空黑与pH的变化关系

C平(H2AJ

C.25℃时，NaHX溶液中c平(X2-)>c平(H2X)

PH=8时'湍=10"

D.

+

cy(HX-)-c^(H)c平(HX)

[思路点拨】(l)Ka尸今pH+lgKal=lg同理：pH

C£H2X)C£H2X)'

C平g)

+lgKa2=lg

c£HX-)°

„C(HX")

(2)当pH=7.4时L,Ig忐¥W=l，可求1gKal=-6.4,当pH=9.3时，1g

c£X2-)_

1,可求lg&2=-10.3。

c平眄厂一

EX?[•虫片)C平(X2-)_Ka「Ka2

⑶Kal・Ka2=,pH=8可求10-0-7o

C£H2X)C£H2X)-c找H+)

D[B项，在相同条件下,Kal>Ka2,然后结合图像知，曲线m表示1g

。平(HX)

与pH的关系，曲线n表示1g嚏之与pH的关系，错误；A项，根据m曲

。平(也入)

"|103-1

线上的点(9.3,—1)可以计算出H2X的&2=10十9.3mol-L=10_mol-L,

1-74-164-1

根据n曲线上的点(7.4,1)可以计算出^1=10mol-L=10-mol-L,H2X

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

数量级为错误；C项，由H2X的Kal=10F4mol・L-|、^2=10-1<,-3

mol・L-i可知，25c时，HX-的电离常数为lor。3moiHX-的水解平衡常

数Kh=/=10-7.6K<K,故HX-的水解程度大于电离程度，NaHX

Aala2h

溶液中c“HiX)>c斗(X2)错误。]

V眄型专项训练

EmrgrCTKu尔rriumbF.......................................

1.(2021•山东中学联盟联考)常温下，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关系如图

C平(H2AJC平(HA)

所示，下列说法错误的是()

A.水的电离程度：M点〉N点

B.滴定过程中，当pH=5时，c平(Na+)—3c平(HAD<0

C.若c平(HA-)>c平(A2)>C平(H2A),贝！|pH范围为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的电离平衡常数及尸"，♦2="两

C+(H2A)c斗(HA)

1

边分别取负对数，可得一lgKal=-lgC4?、-lgC+(HA"),—1gKa2=—lg

C平(H2A)

lgc+(A2-),因此存在关系一lg(=*+),其中x、y分别表示横、纵

坐标的数值，即及=10一(#叱又Kal>Ka2,故图中M点所在曲线代表一1g，’吧

C平(H2AJ

与一lgc平(HA1的关系，N点所在曲线代表一lg与一lgc"A2-)的关系,

因此瓦ai=10-2,Ka2=10-5。M点到N点，随着NaOH溶液的加入，酸不断被

消耗但未完全反应，水的电离程度逐渐增大，故水的电离程度M点<N点，A项

错误。]

2.(2021•山东名校联考)已知：p=p[c平(CH3coOH)/c平(CH3cO€T)]=—lg[c

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

滴加0.10mol-L-1的NaOH溶液，p随溶液pH的变化关系如图。下列说法正

确的是（）

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

B.b点坐标为(4.25,0)

C.c点溶液中：c平(Na+)>10c平(CH3COOH)

D.溶液中水的电离程度：avb<c

+

D[CH3COOH的电离平衡常数表达式为Ka=c+(CH3COO)C+(H)/C+

+

(CH3COOH),则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,将点(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"),则有&=[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约为2.9,当pH=3.75

时说明已经滴入了部分NaOH溶液，溶液的体积发生变化，所以cMCH3coOH)

+c斗(CH3COCr)=0.10mol・L-i不再成立，A错误；b点溶液中p=0,代入pH

=p-|gKa,可得此时pH=O一(一4.75)=4.75,所以b点坐标为(4.75,0),B错误；

c点溶液中存在电荷守恒：C¥(H+)+c"Na+)=c"CH3co(D+cMOH)此时

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

++

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

+

溶液呈酸性，c+(H)>c+(OH),则c£Na+)<10cMCH3coOH),C错误；随着

NaOH溶液的滴入，溶液pH增大，溶液中CfhCOONa逐渐增多，当溶质全部

为ClhCOONa时水的电离程度达到最大，此时溶液呈碱性，也就是说在完全反

应之前随着NaOH滴入，水的电离程度逐渐增大，即水的电离程度：c>b>a,D

正确。]

[题型达标验收陶给

1.(2020•全国I卷,Tu)以酚配为指示剂，用0.1000mol・L-i的NaOH溶

液滴定20.00mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系数<5随滴

加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。

［比如A2一的分布系数：

2__________C(A?-)________

=2-］

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

下列叙述正确的是()

A.曲线①代表次H2A),曲线②代表以HA。

B.H2A溶液的浓度为0.2000molir

C.HA一的电离常数扁=LOXIO"

D.滴定终点时，溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HAD

C［由题图可知加入40mLNaOH溶液时达到滴定终点，又H2A为二元酸，

则H2A溶液的浓度为0.1000mol-L-1,由题图可知，没有加入NaOH溶液时，

H2A溶液的pH约为1.0,分析可知H2A第一步完全电离，曲线①代表d(HA-),

曲线②代表汽A?),A项错误，B项错误；由题图可知d(HA-)=<5(A2-)时溶液

pH=2.0,即c(HA-)=c(A2-)时溶液pH=2.0,则Ka(HA-)=>/乙

10-2,C项正确；滴定终点时溶液中存在的离子有Na+、H+、A2-、HA，OH-,

根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),此时c(H+)<

c(OH-),则c(Na+)>2c(A2)+c(HA-),D项错误。］

2.常温下将NaOH溶液滴加己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子

浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是()

A.Ka2(H2X)的数量级为IO"

B.曲线N表示pH与1g器温的变化关系

C.NaHX溶液中c(H+)>c(OHT)

D.当混合溶液呈中性时，c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)

D［因己二酸的根据电离常数表达式可知pH相同时Ig,„Z.<lg

YJ

c(HX-)在上-„c(X2~)z曲比圭一„Hic(HX%

《H，x)，故M曲线表示PH与lgc(HX^)关系，N曲线表示pH与1g/H，X)关