高考化学复习酸碱中和反应过程中的图像分析

酸碱中和反应过程中的图像分析

酸碱中和过程中的图像，纵坐标为pH,横坐标为酸或碱溶液的体积。

1.分析步骤

(1)横、纵坐标：分清加入的是酸溶液还是碱溶液；

(2)起点pH：结合题目信息得出酸(或碱)的强弱；

(3)滴定终点或pH=7的点：利用盐类水解、弱电解质电离平衡、水的电离

等知识分析出对应的体积；

(4)其他特殊点分析：滴定一半或滴定过量等点相关问题。

2.实例

以用0.1000mol•NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol•L-1HA

溶液为例，其滴定曲线如图。

关键点粒子浓度关系

起点为HA的单一溶液,11000mol-L-1HA的FH>1,说明是弱酸,c(HA)

起点(点①)

>c(H-)>c(A-)>c(OH-)

两者反应生成等物质的量的HA和NaA混合液，此时溶液pH<7,说明

反应二^点

HA的电离程度大于A-的水解程度，c(A-)>c(Na_)>c(HA)>c(H_)>

(点②)

c(OJT)

此时溶液pH=7,溶液呈中性，酸没有完全反应，c(A—尸c(Na-)>c(HA)

巾性点(点③)

>c(H-)=c(OH")

恰好完全反应此时两者恰好完全反应生成NaA,为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，c(Na-)

点(点④)>c(A-)>c(OH-)>c(H-)

此时NaOH过量或者远远过量，溶液显碱性，可能出现c(Na-)〉c(A-)

过量点(点⑤)

>C(OIT)>C(H)也可能出现c(Na_)>c(OH-：>c(A-)>c(H-|

3.其他图像

(1)分布系数

分布系数：组分的平衡浓度占总浓度的分数

A点：c(HC2Oi)=c(H2c20。故KU=C(H-)=10-12

C(H2c2。4)

_

尸C(C2(^)-C(H-)

Kq=---------------------B点：c(C2Ok)=c(HC2O7)故心=10-42

C(HC20I)

⑵对数图

pOH—pH曲线：pOH=-lgc(Oir)

①表示一元酸与一元碱中和过程中H+与01「离子浓度的关系。

②Q点代表溶液显中性。

③M点溶液显酸性，N点溶液显碱性，两点水的电离程度相同。

(3)水电离的c(H+)或c(01)与酸或碱体积⑺的关系如图；常温下,向20mL

0.1mol•氨水中滴加一定浓度的稀盐酸，溶液中由水电离的氢离子浓度随加

入盐酸体积的变化如图所示。

①a点表示未加盐酸，碱抑制水的电离。

②b点溶液中氯化镂和氨水共存，溶液呈中性，水电离的抑制程度与促进程

度相当。

③C点酸碱恰好完全中和，溶液中只有氯化镂，促进水的电离，水电离出的

氢离子浓度最大。

④d点氯化铉和盐酸共存，溶液呈酸性，盐酸抑制水的电离。

［跟踪训练］

1.298K时，向20.0mL0.10molL-iH2A溶液中滴加O.lOmolL-iNaOH溶液，滴定曲线如

图所示。下列说法正确的是()

VKNaOH)/V(H:A)

A.该滴定过程应该选择石蕊溶液作指示剂

B.W点到X点发生的主要反应的离子方程式为HiA+2OH-=A2-+2H2O

C.Y点对应的溶液中c(Na-)+c(H-)=c(OH-)+2c(Ah)

D.反应H2A+A2-??2HA-的平衡常数K=L0X107.4

答案D

解析根据第二反应终点溶液显碱性可知H1A为弱酸，强碱滴定弱酸用碱性条件下变包的酚

酸溶液作指示剂，A项错误；X点对应的溶液中溶质主要是NaHA.W点到X点发生的主要

反应的离子方程式为H2A+OH=HA+氏0,B项错误：根据电荷守恒，c(Na')+c(H+)

=c(OH)+c(HA)+2c(A2)，因为Y点对应的溶液中c(HA)=c(A2),所以c(Na')+c(H+)

2C(H)C(HA

=c(OH)+3c(A),C项错误：H2A??HA+H*.ATai=\由于W点c(HA)

C(H2A)

=C(H2A),故及1=<:(11')=1.0乂1023：HA??A2+H',心一旧).由于丫点对

c(HA)

22

应的溶液中c(HA)=c(A),故Ka2=c(H')=L0X10"：H3A??HA+H'与HA??A

+H'相减即得HiA+A???2HA.此时的平衡常数犬=至=位也三=l.ox1074,口项

心1.0X1097

正确。

2.常温下,分别向lOmLO.lmol-L-i的NaOH溶液中逐滴加入O.lmol-L-i的一元酸HA和

HB溶液，测得混合溶液的pH变化曲线如图所示，下列说法正确的是()

A.HA的酸性强于HB的酸性

B,■(酸)=10mL时，两溶液中c(B-)=c(A-)

C.a点时，c(A-)>c(Na-)>c(Oir)>c(H-)

D.b、c点时，c(A-)+c(HA)=2c(Na-)=c(HB)+c(B-)

答案D

解析A项，当网：酸)=10mL时，酸碱恰好完全反应得到等物质的量浓度的NaA溶液和NaB

溶液，NaA溶液的pH(&7)大于NaB溶液的pH(7.8),根据盐类水解的规律“越弱越水解”可

知，HA的酸性弱于HB的酸性，错误：B项，由上述分析可知，A的水解能力大于B的水

解能.力，两溶液中c(B)>c(A).错误：C项，a点加入10mL的HA溶液，得到NaA溶液

的pH=8.7,由于A的水解使溶液呈碱性，溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na')>

c(A)>c(OH)>c(H+),错误；D项，b点加入20mL的HA溶液得到等物质的量浓度的NaA

和HA的混合液.由元素质量守恒可得c(A)+c(HA)=2c(Na+),c点加入20mL的HB溶液

得到等物质的量浓度的NaB和HB的混合液,由元素质量守恒可得c(B)+c(HB)=2c(Na'),

b、c两点溶液中c(Na')相等，则c(A)+c(HA)=2c(Na')=c(B)+c(HB),正确。

3.常温下，用O.lOOmolir的盐酸滴定20mL相同浓度的某一元碱BOH溶液，滴定过程

中pH及电导率变化曲线如图所示。下列说法错误的是()

A.BOH的电离常数公约为IX10-5

B.B-与CT的导电能力：b>a

C.a点溶液中：c(B-)+2c(H-)=2c(OH-)+c(BOH)

D.滴定至pH=7时，c(B")=c(Cr)=0.1molL-1

答案D

解析a点滴入盐酸，所以溶液中的溶质为等物质的量■的BC1和BOH,此时c(Cl)约为

QlOOmolL20°lL%o033molLl,b点滴入20mL盐酸，溶液中的溶质为BQ,c(Cl)

0.01L+0.02L

约为O.lOOmolL°2L=o()5moi.L\而且随着盐酸的滴入c(B')逐渐增大，所以B'与

0.02L+0.02L

Cl的导电能力：b>a,故B正确：a点溶液中的溶质为等物质的量的BCI和BOH,存在电荷

守恒c(OH)+c(Cl)=c(B')+c(H')，存在元素质量守恒2c(Cl)=c(B*)+c(BOH),二式联立

可得c(B')+2c(H')=2c(OH)+c(BOH),故C正确。

4.（2020•南京五校联考谭酸（H2c2。4）是一种二元弱酸。常温下向H2c2。4溶液中滴加NaOH溶

液，混合溶液中Igxrx表示整色普］随pH的变化关系如图所示。下列说法不

正确的是（）

A.线I中X表示的是迺也

C（H2c2。4）

B.线I、II的斜率均为1

C.c（HC2O1）>c（C2O『）>c（H2c2。4）对应溶液pH：1.22<pH<4.19

D.«Na-）=c（HC2Oi）+2c（C2Or）对应溶液的pH=7

答案C

解析草酸的电离平衡常数K尸四3%，后=吧士2

,且K>处,当IgX

c(H2c2O4)C(HCIO4)

X22

=0时，即X=l,pH=-lgc(H')=-lgK,pHI=1.22<pHn=4.19,表明K：=10>Kn

=io4?所以线I中x表示的是£（HC204）,线口中x表示的是£2亚）,A项正确：pH

c(HC2O4)

C(HC2O)C(H4)c(C2Oi)

=0时，c(H')=lmolll,1=靖4

=lgfi=-1.22r1g

C(H£2°4)C(HC2O4)

cQO2)r(H)

1g-=lgA2=-4.19,所以，线,I、II的斜率均为1,B项正确：设pH=a,

e(HC2O4)

c(C2Ol)Ai

c(H*)=10°,=1004.19,当c(C2Ol)<«HCQ4)时,100419<1,即0-4.19

'dHCjOJc(H')

d(H)c(C2。)

<0,解得a<4.19;KvKi=

c(H2c2O4)

c(H£2O4)时，125.41>1,即2a-5.41>0,解得a>2一705,所以c(HC2O4)>c(C2。？)>

「(HCQO，对应溶液pH:2.705<pH<4.19,C项错误：根据电荷守恒:c(Na*)+c(H+)=c(HC2O4：

+2C(C2O?)+C(OH),当c(Na')=c(HC2O4)+2c(C2Ol)时，c(H')=c(OH),对应溶液的pH

=7,D项正确。

5.常温条件下，向20mL0.01molL-1CH38OH溶液巾逐滴加入0.01molLl的NaOH溶液,

溶液中水电离的c(H-)随加入NaOH溶液的体积变化如图所示，下列说法正确的是()

水电离的〃H”mal・L।

V(NaOHVmL

A.b、d两点溶液的pH相同

B.从a到c,对醋酸的电离既有促进作用也有抑制作用

C.e点所示溶液中，c(Na-)=2c(CH3coQ-)+2c(CH3coOH)=0.01moLL-i

D.从a—c的过程中，存在pH=7的点

答案D

解析b点貂酸过量，其电离使溶液显酸性，pH<7,d点NaOH过量pH>7,故A错误：醋

酸溶液中存在CH3coOH??CHsCOO+H',加NaOH溶液消耗氧禹子，招酸的电离平衡正

向移动，所以从a到c,醋酸的电离始终受到促进，故B错误：e点所示溶液中，加入的NaOH

的物质的量是醋酸的物质的量的2倍，反应后溶液中醋酸钠和NaOH物质的量相等，根据元

素质量守恒得c(Na')=2c(CH3coO)+2c(CHjCOOH)=0.01molL1X±,故C错误：c点

醋酸与氢鱼化钠恰好反应生成醋酸钠，溶液显碱性，氧氧化钠溶液体积小于20mL时的某一

个值恰好使溶液显中性，所以从a—c的过程中，存在着pH=7的点，故D正确。

6.(2020全国卷I,13)以酚儆为指示剂，用0.1000mol1一1的NaOH溶液滴定20.00mL未

知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系数榄滴加NaOH溶液体积外,OH的变化关

CW)

系如下图所示。［比如A?-的分布系数।成A?-)=

C(H2A)+c(HA-)+c(A2-)

下列叙述正确的是()

A.曲线①代表嫉H2A),曲线②代表式HA。

B.H2A溶液的浓度为0.2000motLT

C.HA-的电离常数a=LOXICT2

D.滴定终点时，溶液中c(Na-)<2c(A2-)+c(HA-)

答案C

解析根据图像可知，滴定终点消耗NaOH溶液40mL,H2A是二元酸，可知酸的浓度是

O.lOOOmol-LIB项错误：起点溶液pH=L0,c(H))=0.1000molL】，可知H2A第一步电

禹是完全的，溶液中没有HzA,所以曲线①代表或HA),曲线②代表城A?),A项错误：利

用曲线①、②的交点可知，c(HA)=c(A2),此时pH=2Qc(H4)=1.0X102moiL1,

HA??A?+H*.A7HA)=c(A~1C(H)=i.QX102,C项正确；滴定终点时，根据电荷

c(HA)

守恒c(Na')+c(H')=2c(A2)+c(HA)+«OH),以酚敌为指示剂，说明消定终点时溶液呈

碱性，«OH)>c(H').所以c(Na*)>2c(A2)+c(HA),D项错误。

7.四甲基氢氧化核［(CH3MN0H］是强碱，常温下甲胺(CH3NH2-H2O)的电离常数为Kb，且Pa

=-lg£b=3.38。常温下，在体积均为20mL、浓度均为0」moll/i的四甲基氢氧化钱溶液

和甲胺溶液中，分别滴加浓度为的盐酸，溶液的导电率与盐酸体积的变化关系如

图所示。下列说法正确的是()

A.曲线1代表四甲基氢氧化铁溶液

B.在b、c、e三点中，水的电离程度最大的点是e

C.b点溶液中存在c(H-)=c(0H-)+c(CH3NH2H2O)

D.常温下，CH3NH3cl水解常数的数量级为1。-“

答案D

解析从滴定前溶液导电率看出，曲线1代表弱碱溶液，是甲胺溶液：曲线2代表强碱溶液,

是臼甲基氢我化锭溶液，A项错误：c点表示甲胺和盐酸恰好完全反应，生成氯化甲胺盐，

该点水的电离程度最大，B项错误：b点溶液的溶质是CH3NH2HQ和CH3NH3a,其浓度相

对大小不确定，C项错误：根据Ai=检，pKh=14-3.38=10.62,瓦=1X10切叫它的数量

“

级为10”,D项正确。

8.(202(H齐南月考)已知联氨(N汨Q为二元弱碱，常温下将盐酸滴加到联氨(N2H4)的水溶液中，

混合溶液中微粒的物质的量分数成X)随-lg「(OH)变化的关系如图所示。下列叙述错误的是

A.反应NzH^+N2H4??2N2H亍的pK=-0.9(已知pK=-1gK)

B.N汨5cl溶液中存在：c(C「)+c(OH-)=c(NiH)+2c(N2Hr)+c(H-)

C.N2H5cl溶液中：c(H')>c(OH-)

D.ATbi(N2H4)=10-6°

答案A

解析由N2H4+H2O??N2H5+OH可得KbKNzH。=’(NzH5)•c(OH)=R)=10«°o由

C(NJH4)

N2H5+H2O??NzHg'+OH可得，心.田尸心田」"(OH"(OH)=1015X),而反应

c(NiHS)

c\N2田)6(N2H4)1060

N2HF+N2H4??2N2Ht的K=■,所以pK=-9.0,A项

c(N2H»)-c(N2H4)AiXN2H4)10150

错误、D项正确：N汨sCl溶液中存在电荷守恒：c(Cl)+c(OH)=c(N2H：)+2c(N2H针)+

c(H'),B项正确：N2H5cl溶液因NzH：水解呈酸性，所以c(H')>c(OH),C项正确。

9已知某温度下CH380H的电离常数K=1.6X10-5。该温度下，向20mL0.01molLf

CH3coOH溶液巾逐滴加入0.01moll-】KOH溶液，其pH变化曲线如图所示C忽略温度变化）。

请回答下列有关I可题：（已知1g4=0.6）

（Da点溶液中cOT）约为