2025年高中化学新教材同步 选择性必修第一册 第3章 第1至三节提升课 第2课时 中和反应过程的曲线分析_第1页
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文档简介

第2课时中和反应过程的曲线分析[核心素养发展目标]1.了解常考中和反应的曲线形式,掌握特殊点法分析曲线的思维模式。2.能用守恒思想、平衡观念分析酸碱的用量与溶液中微粒存在形式及浓度的关系。一、滴定曲线的分析1.抓“五点”破解中和滴定图像以0.1000mol·L-1NaOH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(点①)起点为HA的单一溶液,0.1000mol·L-1HA的pH>1,说明是弱酸,c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)反应一半点(点②)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HA的电离程度大于A-的水解程度,c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)中性点(点③)此时溶液pH=7,溶液呈中性,酸没有完全反应,c(A-)=c(Na+)>c(HA)>c(H+)=c(OH-)恰好完全反应点(点④)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+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)过量点(点⑤)此时NaOH过量或者远远过量,溶液显碱性,可能出现c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),也可能出现c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)在上述过程中,点④代表的溶液中水的电离程度最大2.利用中和滴定曲线分析粒子浓度思路三看:一看谁滴定谁,二看坐标,三看特殊点(起点、恰好反应点和中性点)。1.(2023·合肥高二检测联考)已知常温下,向20mL0.1mol·L-1HA溶液中滴入0.1mol·L-1的NaOH溶液,所得滴定曲线如图所示,下列说法正确的是()A.HA为一元弱酸,其电离平衡常数的数量级为10-5B.b点溶液中:c(A-)+2c(H+)=2c(OH-)+c(HA)C.c点溶液中:c(Na+)=c(A-)+c(HA)D.若d点溶液的pH=8.4,则水电离出的c(H+)=10-8.4mol·L-1答案A解析a点的pH=3,则c(H+)=c(A-)=10-3mol·L-1,而此时HA溶液浓度是0.1mol·L-1,c(H+)<c(HA),说明HA为一元弱酸,其电离平衡常数Ka=eq\f(cH+·cA-,cHA)=eq\f(10-3×10-3,0.1)=10-5,故弱酸HA电离平衡常数的数量级为10-5,A正确;b点滴入10mLNaOH溶液,体积是酸的一半,二者的浓度相同,说明有一半HA反应,故该点溶液为NaA和HA等物质的量浓度混合溶液,由元素守恒知,2c(Na+)=c(A-)+c(HA);由电荷守恒知,c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),据此得到各微粒物质的量浓度的关系:c(A-)+2c(OH-)=c(HA)+2c(H+),B错误;c点溶液恰好呈中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故存在:c(A-)=c(Na+),C错误;d点时,滴入20mL的NaOH溶液,HA与NaOH恰好反应,得到NaA溶液,因该盐是强碱弱酸盐,A-水解使溶液呈碱性,促进水的电离,若d点的pH=8.4,溶液中c(H+)=10-8.4mol·L-1,c(OH-)=eq\f(10-14,10-8.4)mol·L-1=10-5.6mol·L-1,则水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-5.6mol·L-1,D错误。2.常温下,用0.10mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.10mol·L-1CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是()A.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)<c(CN-)B.点③和点④所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)C.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)D.点②和点③所示溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)答案C解析A项,点①的溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+c(CN-)=c(Na+)+c(H+),且c(OH-)>c(H+),点②溶液中的电荷守恒为c(OH-)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+),且c(OH-)<c(H+),二者中钠离子浓度相同,所以c(CH3COO-)>c(CN-),错误;B项,点③溶液pH=7,则c(OH-)=c(H+),则点③溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),错误;C项,点①所示的溶液中存在元素守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),点②所示的溶液中存在元素守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+),二者中钠离子浓度相同,则c(HCN)+c(CN-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),即c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH),正确。3.NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。室温时,向100mL0.1mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,得到的溶液的pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示(滴加过程中无气体逸出)。下列说法正确的是()A.a点溶液中:c(NHeq\o\al(+,4))+c(NH3·H2O)=c(SOeq\o\al(2-,4))+c(OH-)B.b点溶液中:2c(SOeq\o\al(2-,4))=c(NHeq\o\al(+,4))+c(Na+)C.c点溶液中:c(SOeq\o\al(2-,4))>c(Na+)>c(OH-)>c(NHeq\o\al(+,4))D.a、b、c、d四个点中,b点水的电离程度最大答案B解析分析图中曲线,在a点,NaOH与NH4HSO4等物质的量发生反应,生成Na2SO4、(NH4)2SO4和水;在b、c点,溶液均为Na2SO4、(NH4)2SO4、一水合氨的混合溶液;在d点,反应后的溶液为等物质的量的Na2SO4和一水合氨的混合溶液。由以上分析知,a点为等物质的量浓度的Na2SO4和(NH4)2SO4,依据元素守恒,溶液中:c(NHeq\o\al(+,4))+c(NH3·H2O)=c(SOeq\o\al(2-,4)),A不正确;b点溶液中,依据电荷守恒:2c(SOeq\o\al(2-,4))+c(OH-)=c(NHeq\o\al(+,4))+c(Na+)+c(H+),溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),所以2c(SOeq\o\al(2-,4))=c(NHeq\o\al(+,4))+c(Na+),B正确;c点溶液中c(Na+)最大,离子浓度关系为c(Na+)>c(SOeq\o\al(2-,4))>c(NHeq\o\al(+,4))>c(OH-),C不正确;a、b、c、d四个点中,a点发生NHeq\o\al(+,4)水解,促进水的电离,而其他点,水的电离都受到抑制,所以a点水的电离程度最大,D不正确。二、分布系数曲线及应用1.认识分布系数(以CH3COOH为例)CH3COOHH++CH3COO-,当体系处于平衡状态时,各种形式微粒的浓度即为平衡浓度,各种存在形式微粒的平衡浓度之和称为总浓度。某一存在形式微粒的平衡浓度占总浓度的分数,即为该存在形式微粒的分布系数,以δ表示。δ(CH3COOH)=eq\f(cCH3COOH,cCH3COOH+cCH3COO-)=eq\f(cH+,cH++Ka);δ(CH3COO-)=eq\f(cCH3COO-,cCH3COOH+cCH3COO-)=eq\f(Ka,cH++Ka)。2.一元弱酸的分布系数图(以CH3COOH为例)当δ(CH3COOH)=δ(CH3COO-)时,即eq\f(cH+,cH++Ka)=eq\f(Ka,cH++Ka),Ka=c(H+)=10-4.76(图像中交点)。3.二元弱酸的分布系数图(以H2C2O4为例)H2C2O4两步电离平衡:H2C2O4H++HC2Oeq\o\al(-,4),HC2Oeq\o\al(-,4)H++C2Oeq\o\al(2-,4)分布系数图像如下(1)δ0为H2C2O4的分布系数,δ1为HC2Oeq\o\al(-,4)的分布系数,δ2为C2Oeq\o\al(2-,4)的分布系数。(2)A点的pH=1.2,此时c(H2C2O4)=c(HC2Oeq\o\al(-,4)),Ka1(H2C2O4)=eq\f(cHC2O\o\al(-,4)·cH+,cH2C2O4)=c(H+)=10-1.2。(3)C点的pH=4.2,此时c(C2Oeq\o\al(2-,4))=c(HC2Oeq\o\al(-,4)),Ka2(H2C2O4)=eq\f(cC2O\o\al(2-,4)·cH+,cHC2O\o\al(-,4))=c(H+)=10-4.2。(4)B点对应的H2C2O4与C2Oeq\o\al(2-,4)的分布系数相等,则c(H2C2O4)=c(C2Oeq\o\al(2-,4)),此时对应的D点为HC2Oeq\o\al(-,4)浓度最大点。1.以酚酞为指示剂,用0.1000mol·L-1的NaOH溶液滴定pH=4的未知浓度H2A溶液。溶液中pH、分布系数δ变化关系如图所示。[已知:A2-的分布系数δ(A2-)=eq\f(cA2-,cH2A+cHA-+cA2-),10-1.7≈0.02]下列叙述不正确的是()A.曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA-)B.H2A溶液的浓度约为0.02000mol·L-1C.NaHA溶液显碱性D.a点溶液中:c(Na+)>2c(A2-)+c(H2A)答案D解析根据图示,H2AH++HA-、HA-H++A2-,酸性较强时,H2A为主要组分,所以曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA-),曲线③代表δ(A2-),选项A正确;由H2AH++HA-,Ka1=eq\f(cH+·cHA-,cH2A)=10-6.3,则c(H+)≈eq\r(cH2A×Ka1)=10-4mol·L-1,c(H2A)=10-1.7mol·L-1≈0.02000mol·L-1,选项B正确;NaHA溶液,Ka2=eq\f(cH+·cA2-,cHA-)=10-10.3,其Kh2=eq\f(10-14,10-6.3)=10-7.7>10-10.3,水溶液显碱性,选项C正确;a点溶液中有电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),又a点溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),且c(HA-)=c(H2A),所以c(Na+)<2c(A2-)+c(H2A),选项D错误。2.常温下,将体积为V1的0.1000mol·L-1HCl溶液逐滴加入体积为V2的0.1000mol·L-1Na2CO3溶液中,溶液中H2CO3、HCOeq\o\al(-,3)、COeq\o\al(2-,3)所占的物质的量分数(α)随pH的变化曲线如图。下列说法不正确的是()A.在pH=10.3时,溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCOeq\o\al(-,3))+2c(COeq\o\al(2-,3))+c(OH-)+c(Cl-)B.在pH=8.3时,溶液中:0.1000mol·L-1>c(HCOeq\o\al(-,3))+c(COeq\o\al(2-,3))+c(H2CO3)C.在pH=6.3时,溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCOeq\o\al(-,3))>c(H+)>c(OH-)D.V1∶V2=1∶2时,溶液中:c(OH-)>c(HCOeq\o\al(-,3))>c(COeq\o\al(2-,3))>c(H+)答案D解析A项,任何溶液中均存在电荷守恒,则在pH=10.3时,溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(HCOeq\o\al(-,3))+2c(COeq\o\al(2-,3))+c(OH-)+c(Cl-),正确;B项,由图可知,在pH=8.3时,该溶液为NaHCO3和NaCl的混合溶液,根据元素守恒可得c(HCOeq\o\al(-,3))+c(COeq\o\al(2-,3))+c(H2CO3)<0.1000mol·L-1,正确;C项,在pH=6.3时,溶液中存在NaHCO3、NaCl和H2CO3,且c(HCOeq\o\al(-,3))=c(H2CO3),该溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),根据化学反应:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl=NaCl+H2CO3,所以离子浓度大小关系为c(Na+)>c(Cl-)>c(HCOeq\o\al(-,3))>c(H+)>c(OH-),正确;D项,V1∶V2=1∶2时,混合后的溶液是等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3、NaCl的混合溶液,Na2CO3和NaHCO3是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,COeq\o\al(2-,3)的水解程度大于HCOeq\o\al(-,3)的水解程度,则溶液中c(HCOeq\o\al(-,3))>c(COeq\o\al(2-,3)),由于水解程度是微弱的,所以溶液中c(HCOeq\o\al(-,3))>c(COeq\o\al(2-,3))>c(OH-)>c(H+),错误。3.已知联氨(N2H4)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δ(X)随-lgc(OH-)变化的关系如图所示。下列叙述错误的是()A.反应N2Heq\o\al(2+,6)+N2H42N2Heq\o\al(+,5)的pK=-0.9(已知pK=-lgK)B.N2H5Cl溶液中存在:c(Cl-)+c(OH-)=c(N2Heq\o\al(+,5))+2c(N2Heq\o\al(2+,6))+c(H+)C.N2H5Cl溶液中:c(H+)>c(OH-)D.Kb1(N2H4)=10-6.0答案A解析由N2H4+H2ON2Heq\o\al(+,5)+OH-可得Kb1(N2H4)=eq\f(cN2H\o\al(+,5)·cOH-,cN2H4)=c(OH-)=10-6.0,又由N2Heq\o\al(+,5)+H2ON2Heq\o\al(2+,6)+OH-可得,Kb2(N2H4)=eq\f(cN2H\o\al(2+,6)·cOH-,cN2H\o\al(+,5))=c(OH-)=10-15.0,而反应N2Heq\o\al(2+,6)+N2H42N2Heq\o\al(+,5)的K=eq\f(c2N2H\o\al(+,5),cN2H\o\al(2+,6)·cN2H4)=eq\f(Kb1N2H4,Kb2N2H4)=eq\f(10-6.0,10-15.0)=109.0,所以pK=-9.0,A项错误、D项正确;N2H5Cl溶液中存在电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(N2Heq\o\al(+,5))+2c(N2Heq\o\al(2+,6))+c(H+),B项正确;N2H5Cl溶液因N2Heq\o\al(+,5)水解呈酸性,所以c(H+)>c(OH-),C项正确。

三、对数曲线及应用1.将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值eq\f(cA,cB)取常用对数,即lgc(A)或lg

eq\f(cA,cB)得到的粒子浓度对数图像。2.解题策略(1)先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像。(2)再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义,是浓度对数还是比值对数。(3)理清图像中曲线的变化趋势及含义,根据含义判断线上、线下的点所表示的意义。(4)抓住图像中特殊点:如lgeq\f(cA,cB)=0的点有c(A)=c(B);lgc(D)=0的点有c(D)=1mol·L-1。(5)将图像中数据或曲线的变化与所学知识对接,得出题目的正确答案。1.(2021·湖南1月适应性考试,14改编)常温下,向20.00mL0.1000mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加0.1000mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg

eq\f(cCH3COO-,cCH3COOH)随pH的变化关系如图所示(取lg5=0.7)。下列说法正确的是()A.常温下,CH3COOH的电离常数为10-4B.当溶液的pH=7时,消耗NaOH溶液20.00mLC.溶液中水的电离程度大小:a>b>cD.c点溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)答案D解析常温下,CH3COOH的电离常数Ka=eq\f(cCH3COO-·cH+,cCH3COOH),b点pH=4.76时,lg

eq\f(cCH3COO-,cCH3COOH)=0,c(CH3COOH)=c(CH3COO-),CH3COOH的电离常数等于10-4.76,故A不符合题意;向20.00mL0.1000mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加0.1000mol·L-1的NaOH溶液20mL,溶质为CH3COONa,为强碱弱酸盐,水解使溶液的pH>7,故B不符合题意;酸、碱抑制水的电离,强碱弱酸盐水解促进水的电离,a点pH=2.88,c(H+)=10-2.88mol·L-1,由Ka=eq\f(cH+·cCH3COO-,cCH3COOH)≈eq\f(c2H+,0.1000)=10-4.76,解得c(H+)=10-2.88mol·L-1,与a点对应,故a点溶质为CH3COOH,抑制水的电离,CH3COO-的水解常数Kh=eq\f(Kw,Ka)=eq\f(10-14,10-4.76)=10-9.24,当恰好中和生成CH3COONa时,溶液中CH3COO-的浓度为0.05mol·L-1,c(OH-)≈c(CH3COOH)=eq\r(0.05×10-9.24)mol·L-1=eq\r(5)×10-5.62mol·L-1,pOH=-lgc(OH-)=5.62-eq\f(1,2)lg5=5.27,pH=14-5.27=8.73,结合题图知c点为CH3COONa溶液,b点为CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,溶液中水的电离程度大小:c>b>a,故C不符合题意;CH3COONa溶液中,由于醋酸根离子水解,c(Na+)>c(CH3COO-),但水解较微弱,c(CH3COO-)>c(OH-),所以c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故D符合题意。2.常温下,将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。(1)该温度下,己二酸(H2X)的两级电离常数的数量级:Ka1为______,Ka2为____________。(2)pH与lg

eq\f(cHX-,cH2X)变化的曲线是________。(3)HX-的电离程度__________(填“大于”“小于”或“等于”)X2-的水解程度,其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)当反应进行到混合溶液呈中性时,溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是____________________。答案(1)10-510-6(2)N(3)大于当HX-和X2-浓度相等时,溶液pH小于7(4)c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-)解析依据题图坐标(0,4.4)以及(0,5.4)标注分布系数图像中的特殊点画出分布系数图:依据图像解题:点(0,4.4)在曲线N上,对应Ka1=10-4.4,数量级为10-5,点(0,5.4)在曲线M上,对应Ka2=10-5.4,数量级为10-6;溶液呈中性时,pH=7,在C点右侧,此时c(X2-)>c(HX-),c(Na+)最大。(选择题1~6题,每小题7分,7~11题,每小题8分,共82分)题组一滴定曲线的分析1.25℃,向20mL0.1mol·L-1的弱碱BOH溶液(Kb=1.0×10-5)中逐滴加入0.1mol·L-1盐酸,pH-V曲线如图所示,下列说法正确的是()A.a点到b点,水的电离程度先减小后增大B.a点时,c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(BOH)C.b点时,c(Cl-)=c(BOH)+c(B+)+c(H+)D.V=20mL时,c(Cl-)>c(B+)>c(OH-)>c(H+)答案B解析当BOH与盐酸恰好完全反应时,溶液中的溶质为0.05mol·L-1BCl,此时溶液中存在B+的水解,BOH的电离平衡常数Kb=1.0×10-5,则B+的水解平衡常数为Kh=eq\f(10-14,1×10-5)=10-9;则此时溶液中满足Kh=eq\f(cH+·cBOH,cB+)≈eq\f(cH+·cBOH,0.05),c(H+)≈c(BOH),解得c(H+)=eq\r(5)×10-5.5mol·L-1,所以此时溶液的pH>5,即b点BOH已经完全反应,a点到b点,BOH逐渐和盐酸完全反应,然后盐酸过量,则水的电离程度先增大后减小,A错误;a点时,溶液中存在电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(B+),此时pH=9,则c(OH-)=10-5mol·L-1,BOH的电离平衡常数Kb=eq\f(cOH-·cB+,cBOH)=1.0×10-5,所以此时c(BOH)=c(B+),则c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(BOH),B正确;当BOH和盐酸恰好完全反应时,溶液中存在元素守恒:c(Cl-)=c(BOH)+c(B+),b点时盐酸过量,所加入的盐酸中存在c′(Cl-)=c′(H+),若加入到混合溶液中后,B+的水解不受影响,则c(Cl-)=c(BOH)+c(B+)+c(H+),但盐酸的电离会抑制B+的水解,所以c(Cl-)>c(BOH)+c(B+)+c(H+),C错误;V=20mL时,溶液中溶质为BCl,溶液存在B+的水解,溶液显酸性,但水解是微弱的,所以c(Cl-)>c(B+)>c(H+)>c(OH-),D错误。2.常温下,HB的电离常数Ka=1.0×10-6,向20mL0.01mol·L-1的HB溶液中逐滴加入0.01mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH与加入V(NaOH溶液)之间的关系如图所示,下列说法正确的是()A.a点对应溶液的pH约为4,且溶液中只存在HB的电离平衡B.b点对应的溶液中存在:c(OH-)-c(H+)=c(B-)C.d点对应的溶液中存在:c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+)D.a、b、c、d四点中c点溶液中水的电离程度最大答案C解析由图像可知,a点是0.01mol·L-1的HB溶液,其中c(H+)≈eq\r(,Ka·cHB)=eq\r(,0.01×1×10-6)mol·L-1=1.0×10-4mol·L-1,故溶液的pH=4,但溶液中还存在水的电离平衡,A项错误;b点为HB和NaB的混合液,根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(B-),则c(OH-)-c(H+)=c(Na+)-c(B-),B项错误;d点为NaB溶液,溶液显碱性,则c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+),C项正确;a、b、c、d四点溶液中的OH-均来源于水的电离,由于溶液的pH逐渐增大,c(OH-)增大,说明水的电离程度逐渐增大,故d点溶液中水的电离程度最大,D项错误。题组二分布系数曲线的分析3.某弱酸HA溶液中主要成分的分布系数随pH的变化如图所示。下列说法错误的是()A.该酸-lgKa≈4.7B.NaA的水解平衡常数Kh=eq\f(1,Ka)C.当该溶液的pH=7.0时,c(HA)<c(A-)D.某c(HA)∶c(A-)=4∶1的缓冲溶液,pH≈4答案B解析分析可知,c(HA)=c(A-)时,pH≈4.7,该酸Ka=eq\f(cH+·cA-,cHA)=10-4.7,故-lgKa≈4.7,A正确;NaA的水解平衡常数Kh=eq\f(Kw,Ka),B错误;根据图像可知,当该溶液的pH=7.0时,c(HA)<c(A-),C正确;根据图像可知,δ(HA)为0.8,δ(A-)为0.2时,pH约为4,故c(HA)∶c(A-)=4∶1的缓冲溶液,pH≈4,D正确。4.常温下,向某浓度的H2A(二元弱酸)溶液中逐滴加入某浓度的KOH溶液,所得溶液中H2A、HA-、A2-三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示,则下列说法不正确的是()A.由图可知,H2A的Ka1=10-1.2B.曲线3代表A2-的物质的量分数C.向H2A溶液中滴加KOH溶液至pH为4.2时:c(K+)+c(H+)=3c(A2-)+c(OH-)D.pH=4时,溶液中存在下列关系:c(K+)>c(A2-)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-)答案D解析根据题干信息结合图像中H2A、HA-、A2-三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系分析可知,曲线1表示H2A的物质的量分数,曲线2表示HA-的物质的量分数,曲线3表示A2-的物质的量分数。根据图像可知,点(1.2,0.5)表明当pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),所以H2A的电离平衡常数Ka1=eq\f(cHA-·cH+,cH2A)=c(H+)=10-1.2,A正确;pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),溶液中存在电荷守恒:c(K+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),所以c(K+)+c(H+)=3c(A2-)+c(OH-),C正确;pH=4时,由图像可知c(HA-)>c(A2-),D错误。题组三对数曲线的分析5.已知HX和HY是两种一元弱酸,常温下用NaOH溶液分别滴定这两种弱酸溶液,若pKa=-lgKa,y=lg

eq\f(cX-,cHX)或lg

eq\f(cY-,cHY),得到y和溶液pH的变化关系如图所示。下列有关叙述错误的是()A.常温下,Ka(HX)=10-4,Ka(HY)=10-8.5B.a点溶液中,c(X-)=c(HX)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)C.常温下,0.1mol·L-1NaX溶液的pH大于0.1mol·L-1NaY溶液的pHD.向HY溶液中滴入NaOH溶液后所得的混合溶液中,eq\f(cY-,cHY)=答案C解析根据一元弱酸HA的电离平衡常数Ka=eq\f(cH+·cA-,cHA)可知,-lgKa=-lg

eq\f(cH+·cA-,cHA),则y=pH-pKa。a点和b点对应的纵坐标为0,此时pH=pKa,a点时pH=4,b点时pH=8.5,则HX、HY的电离平衡常数分别为10-4、10-8.5,A项正确;a点时溶液呈酸性,则溶液中c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(X-),可知c(X-)>c(Na+),由a点的纵坐标为0可知,a点时c(X-)=c(HX),则溶液中微粒浓度:c(X-)=c(HX)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),B项正确;根据Ka(HX)=10-4、Ka(HY)=10-8.5可知,HX的酸性强于HY,又弱酸的酸性越强,对应盐的水解程度越小,所以0.1mol·L-1NaY溶液的碱性较强,pH较大,C项错误;根据y=lg

eq\f(cY-,cHY)=pH-pKa(HY)可知,eq\f(cY-,cHY)=,D项正确。6.常温下,向H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液,若pC=-lgc,则所得溶液中pC(H2C2O4)、pC(HC2Oeq\o\al(-,4))、pC(C2Oeq\o\al(2-,4))与溶液pH的关系如图所示。下列说法正确的是()A.M点时,3c(HC2Oeq\o\al(-,4))>c(Na+)B.pH=x时,c(HC2Oeq\o\al(-,4))<c(H2C2O4)=c(C2Oeq\o\al(2-,4))C.常温下,Ka2(H2C2O4)的数量级为10-4D.eq\f(c2HC2O\o\al(-,4),cH2C2O4·cC2O\o\al(2-,4))随pH的升高而增大答案A解析M点的电荷守恒式为c(HC2Oeq\o\al(-,4))+2c(C2Oeq\o\al(2-,4))+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),又c(HC2Oeq\o\al(-,4))=c(C2Oeq\o\al(2-,4)),电荷守恒式变形为3c(HC2Oeq\o\al(-,4))+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),由于该溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),所以3c(HC2Oeq\o\al(-,4))>c(Na+),A项正确;由图可知,pH=x时,c(HC2Oeq\o\al(-,4))>c(H2C2O4)=c(C2Oeq\o\al(2-,4)),B项错误;Ka2=10-4.3,Ka2(H2C2O4)的数量级为10-5,C项错误;eq\f(c2HC2O\o\al(-,4),cH2C2O4·cC2O\o\al(2-,4))=eq\f(cHC2O\o\al(-,4)·cHC2O\o\al(-,4)·cH+,cH2C2O4·cC2O\o\al(2-,4)·cH+)=eq\f(Ka1,Ka2),该式子为常数,不随pH发生变化,D项错误。7.25℃时,已知醋酸的电离平衡常数为1.8×10-5,向20mL2.0mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴滴加2.0mol·L-1NaOH溶液,溶液中水电离出的c(H+)在此滴定过程中变化曲线如图所示。下列说法错误的是()A.a点溶液中:c(H+)=6.0×10-3mol·L-1B.b点溶液中:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)C.d点溶液中:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)D.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂答案C解析a点溶液没有加入NaOH,为醋酸溶液,根据电离平衡常数计算。设电离出的H+的浓度为xmol·L-1,由于电离程度很小,可认为醋酸浓度不变,Ka=eq\f(cH+·cCH3COO-,cCH3COOH)=eq\f(x2,2.0)=1.8×10-5,解得x=6.0×10-3,A项正确;b点溶液为CH3COOH和CH3COONa等浓度混合的溶液,元素守恒为c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+),CH3COO-的水解平衡常数Kh=eq\f(Kw,Ka)=eq\f(10-14,1.8×10-5)≈5.6×10-10<1.8×10-5,CH3COOH的电离大于CH3COO-的水解,所以c(CH3COO-)>c(CH3COOH),B项正确;d点加入40mL的NaOH溶液,NaOH多一倍,为等物质的量浓度的NaOH和CH3COONa的混合溶液,由元素守恒:c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH),C项错误;用NaOH溶液滴定CH3COOH溶液,属于强碱滴定弱酸,恰好完全反应时溶液显碱性,所以用酚酞作为指示剂,D项正确。8.常温下,将Cl2缓慢通入水中得到饱和氯水,然后向该饱和氯水中滴加0.1mol·L-1的NaOH溶液,整个过程中溶液pH的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是()A.①点的溶液中:c(H+)=c(Cl-)+c(HClO)+c(OH-)B.②点的溶液中:c(H+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(HClO)C.③点的溶液中:c(Na+)=2c(ClO-)+c(HClO)D.④点的溶液中:c(Na+)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(HClO)答案C解析①点表示将Cl2缓慢通入水中但所得氯水未饱和,由电荷守恒知,c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),A项错误;②点表示将Cl2缓慢通入水中得到饱和氯水,HClO是弱酸,电离程度很小,c(HClO)>c(ClO-),则有c(H+)>c(Cl-)>c(HClO)>c(ClO-),B项错误;③点溶液的pH=7,c(H+)=c(OH-),由电荷守恒知,c(H+)+c(Na+)=c(ClO-)+c(Cl-)+c(OH-),则c(Na+)=c(ClO-)+c(Cl-),由于溶液中存在元素守恒:c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),所以c(Na+)=c(ClO-)+c(Cl-)=2c(ClO-)+c(HClO),C项正确;④点表示氯水与过量NaOH溶液反应后所得溶液,其溶质为NaCl、NaClO、NaOH,ClO-部分水解,则c(Cl-)>c(ClO-),D项错误。9.(2024·甘肃1月适应性测试)酒石酸是一种有机二元弱酸(记为H2A)。25℃时,H2A、HA-和A2-的分布分数δ[例如δ(HA-)=eq\f(cHA-,cH2A+cHA-+cA2-)]与溶液pH关系如图,已知酒石酸的pKa1=3.04,pKa2=4.37,下列说法错误的是()A.任意pH下,δ(H2A)+δ(HA-)+δ(A2-)=1B.酒石酸溶液中,2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)=c(H+)C.pH从0到8,水的电离程度先增大后减小D.pH=3.04时,δ(H2A)=δ(HA-)=0.5答案D解析任意pH下,根据元素守恒可知,δ(H2A)+δ(HA-)+δ(A2-)=1,A正确;酒石酸溶液中根据电荷守恒:2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)=c(H+),B正确;酸和碱都会抑制水的电离,pH从0到8的过程中,H2A转化为酸根离子A2-,A2-水解促进水的电离,当pH=8时,溶液中几乎完全是A2-,说明溶液中加入碱过量,A2-水解受到抑制,水的电离也受到抑制,故水的电离程度先增大后减小,C正确;由图可知,pH=3.04时,溶液中存在H2A、HA-和A2-三种含A的粒子,则δ(H2A)=δ(HA-)<0.5,D错误。10.常温下,用0.1000mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的二元酸H2A溶液,滴定曲线如图所示。已知:X、Z分别为第一、第二反应终点;W点处的溶液中:c(H2A)=c(HA-);Y点处的溶液中:c(HA-)=c(A2-)。下列说法正确的是()A.H2A溶液的浓度为0.2000mol·L-1B.该滴定过程应该选择甲基橙作指示剂C.反应2HA-H2A+A2-的平衡常数K=1.0×10-6D.滴定至第二反应终点时,溶液中存在c(H+)-c(OH-)=2c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)-c(Na+)答案C解析X为第一反应终点,根据方程式NaOH+H2A=NaHA+H2O,则根据二者反应关系可知,该酸的浓度c(H2A)=eq\f(0.1000mol·L-1×20.00mL,20.00mL)=0.1000mol·L-1,A错误;根据图示可知:酸完全被碱中和时,溶液显碱性,应该选择碱性范围内变色的指示剂酚酞,这样实验误差更小,B错误;根据已知条件:在W点时,c(H2A)=c(HA-),则Ka1=eq\f(cH+·cHA-,cH2A)=c(H+)=10-2.3,在Y点处的溶液中:c(HA-)=c(A2-),则Ka2=eq\f(cH+·cA2-,cHA-)=c(H+)=10-8.3,反应2H

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