2022届高考化学二轮专题复习学案练习专题八 选择题突破(七)　曲线的分析与应用

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(一)溶液中“粒子”浓度关系
1．单一溶液
(1)Na2S溶液
水解方程式：______________________________________________________________；
离子浓度大小关系：________________________________________________________；
电荷守恒：________________________________________________________________；
物料守恒：________________________________________________________________；
质子守恒：________________________________________________________________。
答案 S2－＋H2OHS－＋OH－、HS－＋H2OH2S＋OH－
c(Na＋)>c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)>c(H＋)
c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)
c(Na＋)＝2[c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)]
c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)
(2)NaHS溶液
水解方程式：______________________________________________________________；
离子浓度大小关系：________________________________________________________；
电荷守恒：________________________________________________________________；
物料守恒：________________________________________________________________；
质子守恒：________________________________________________________________。
答案 HS－＋H2OH2S＋OH－
c(Na＋)>c(HS－)>c(OH－)>c(H＋)>c(S2－)
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HS－)＋2c(S2－)＋c(OH－)
c(Na＋)＝c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)
c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2S)－c(S2－)
解析 NaHS既能发生水解又能发生电离，水溶液呈碱性：
HS－＋H2OH2S＋OH－(主要)；
HS－H＋＋S2－(次要)。
2．混合溶液
(1)1∶1的CH3COOH、CH3COONa溶液
水解方程式：_______________________________________________________________；
离子浓度大小关系：_________________________________________________________；
电荷守恒：_________________________________________________________________；
物料守恒：_________________________________________________________________；
质子守恒：_________________________________________________________________。
答案 CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－
c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
c(CH3COO－)＋2c(OH－)＝c(CH3COOH)＋2c(H＋)
解析 CH3COOHCH3COO－＋H＋(主要)
CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－(次要)
水溶液呈酸性。
(2)CH3COOH、CH3COONa混合呈中性溶液
离子浓度大小关系：_________________________________________________________；
电荷守恒：_________________________________________________________________；
物料守恒：_________________________________________________________________。
答案 c(CH3COO－)＝c(Na＋)>c(H＋)＝c(OH－)
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
c(Na＋)＝c(CH3COO－)
解析 CH3COOHCH3COO－＋H＋
CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－
若溶液呈中性，则电离和水解相互抵消。
(3)常温下pH＝2的CH3COOH与pH＝12的NaOH等体积混合的溶液
离子浓度大小关系：_________________________________________________________；
电荷守恒：_________________________________________________________________。
答案 c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
解析 由于CH3COOH是弱酸，所以当完全反应后，CH3COOH仍过量许多，溶液呈酸性。
(二)滴定曲线的分析与应用
1．巧抓“四点”，突破溶液中的粒子浓度关系
(1)抓反应“一半”点，判断是什么溶质的等量混合。
(2)抓“恰好”反应点，生成的溶质是什么？判断溶液的酸碱性。
(3)抓溶液的“中性”点，生成什么溶质，哪种物质过量或不足。
(4)抓反应的“过量”点，溶液中的溶质是什么？判断哪种物质过量。
实例分析：向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液，溶液pH与加入NaOH溶液的关系如图所示：
(注：a点为反应一半点，b点呈中性，c点恰好完全反应，d点NaOH过量一倍)
分析：
a点，溶质为：CH3COONa、CH3COOH，
离子浓度关系：c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)；
b点，溶质为：CH3COONa、CH3COOH，
离子浓度关系：c(CH3COO－)＝c(Na＋)＞c(H＋)＝c(OH－)；
c点，溶质为：CH3COONa，
离子浓度关系：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)；
d点，溶质为：CH3COONa、NaOH，
离子浓度关系：c(Na＋)＞c(OH－)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)。
2．滴定曲线图像中“交叉点”的分析与应用
[实例分析1]
T ℃时，向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中三种微粒H2C2O4、HC2Oeq \\al(－,4)、C2Oeq \\al(2－,4)的物质的量分数(δ)与pH的关系如下图所示：
回答下列问题：
(1)写出H2C2O4的电离方程式及电离平衡常数表达式
①H2C2O4H＋＋HC2Oeq \\al(－,4)，
Ka1＝eq \f(cH＋·cHC2O\\al(－,4),cH2C2O4)；
②HC2Oeq \\al(－,4)H＋＋C2Oeq \\al(2－,4)，
Ka2＝eq \f(cH＋·cC2O\\al(2－,4),cHC2O\\al(－,4))。
(2)根据A点，得Ka1＝10－1.2，根据B点，得Ka2＝10－4.2。
(3)在pH＝2.7的溶液中，eq \f(c2HC2O\\al(－,4),cH2C2O4·cC2O\\al(2－,4))＝________。
答案 1 000
解析 eq \f(Ka1,Ka2)＝eq \f(c2HC2O\\al(－,4),cH2C2O4·cC2O\\al(2－,4))＝eq \f(10－1.2,10－4.2)＝1 000。
(4)0.1 ml·L－1的NaHC2O4溶液呈______性，其离子浓度从大到小的顺序为_________。
答案 酸 c(Na＋)＞c(HC2Oeq \\al(－,4))＞c(H＋)＞c(C2Oeq \\al(2－,4))＞c(OH－)
解析 HC2Oeq \\al(－,4)＋H2OH2C2O4＋OH－
Kh＝eq \f(Kw,Ka1)＝eq \f(1×10－14,1×10－1.2)＝10－(14－1.2)≪Ka2
所以HC2Oeq \\al(－,4)的电离大于其水解。
(注：也可以根据图像观察)
[实例分析2]
25 ℃时，向某浓度的H3PO4溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中四种微粒H3PO4、H2POeq \\al(－,4)、HPOeq \\al(2－,4)、POeq \\al(3－,4)的物质的量分数(δ)与pH的关系如下图所示：
回答下列问题：
(1)δ0、δ1、δ2、δ3分别代表的微粒是________、_________、_________、_________。
(2)写出pH由1到14依次发生反应的离子方程式_________、_________、_________。
(3)Ka1＝________，Ka2＝________，Ka3＝________。
(4)常温下，试判断①0.1 ml·L－1NaH2PO4
②0.1 ml·L－1Na2HPO4的酸碱性。
①________；②________。
答案 (1)H3PO4 H2POeq \\al(－,4) HPOeq \\al(2－,4) POeq \\al(3－,4)
(2)H3PO4＋OH－===H2POeq \\al(－,4)＋H2O
H2POeq \\al(－,4)＋OH－===HPOeq \\al(2－,4)＋H2O
HPOeq \\al(2－,4)＋OH－===POeq \\al(3－,4)＋H2O
(3)10－2 10－7.1 10－12.2
(4)①酸性 ②碱性
解析 (4)①Kh＝eq \f(Kw,Ka1)＝eq \f(10－14,10－2)＝10－12≪10－2，溶液呈酸性。
②Kh＝eq \f(Kw,Ka2)＝eq \f(10－14,10－7.1)＝10－6.9＞10－7.1，溶液呈碱性。
3．滴定直线图像的分析与应用
常温下，向二元弱酸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，
回答下列问题：
(1)向二元弱酸H2Y中滴加NaOH溶液，依次反应的离子方程式为H2Y＋OH－===H2O＋HY－、HY－＋OH－===H2O＋Y2－。
(2)随着NaOH溶液的滴加，lg eq \f(cHY－,cH2Y)增大(填“增大”或“减小”，下同)，lg eq \f(cHY－,cY2－)减小。
(3)Ka2(H2Y)＝________。
答案 10－4.3
解析 Ka2＝eq \f(cH＋·cY2－,cHY－)，
当c(H＋)＝10－3时，eq \f(cY2－,cHY－)＝10－1.3，所以Ka2＝10－4.3。
(4)在交叉点“e”，c(H2Y)________(填“＞”“＜”或“＝”)c(Y2－)。
答案 ＝
解析 在“e”点，lg eq \f(cHY－,cH2Y)＝lg eq \f(cHY－,cY2－)，
所以eq \f(cHY－,cH2Y)＝eq \f(cHY－,cY2－)，所以c(H2Y)＝c(Y2－)。
1．(2020·全国卷Ⅰ，13)以酚酞为指示剂，用0.100 0 ml·L－1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如下图所示。[比如A2－的分布系数：δ(A2－)＝eq \f(cA2－,cH2A＋cHA－＋cA2－)]
下列叙述正确的是( )
A．曲线①代表δ(H2A)，曲线②代表δ(HA－)
B．H2A溶液的浓度为0.200 0 ml·L－1
C．HA－的电离常数Ka＝1.0×10－2
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40 mL，H2A是二元酸，可知酸的浓度是0.100 0 ml·L－1，B项错误；起点溶液pH＝1.0，c(H＋)＝0.100 0 ml·L－1，可知H2A第一步电离是完全的，溶液中没有H2A，所以曲线①代表δ(HA－)，曲线②代表δ(A2－)，A项错误；利用曲线①、②的交点可知，c(HA－)＝c(A2－)，此时pH＝2.0，c(H＋)＝1.0×10－2 ml·L－1，HA－A2－＋H＋，Ka(HA－)＝eq \f(cA2－·cH＋,cHA－)＝1.0×10－2，C项正确；滴定终点时，根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)，以酚酞为指示剂，说明滴定终点时溶液呈碱性，c(OH－)＞c(H＋)，所以c(Na＋)＞2c(A2－)＋c(HA－)，D项错误。
2．[2020·新高考全国卷Ⅰ(山东)，15改编]25 ℃时，某混合溶液中c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.1 ml·L－1，lg c(CH3COOH)、lg c(CH3COO－)、lg c(H＋)和lg c(OH－)随pH变化的关系如下图所示。Ka为CH3COOH的电离常数，下列说法正确的是( )
A．O点时，c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)
B．N点时，pH＝lg Ka
C．该体系中，c(CH3COOH)＝eq \f(0.1cH＋,Ka＋cH＋) ml·L－1
D．pH由7到14的变化过程中，CH3COO－的水解程度始终增大
答案 C
解析 随着溶液碱性的增强，c(CH3COOH)减小，c(CH3COO－)增大，故MN线表示lgc(CH3COO－)，NP线表示lgc(CH3COOH)，MO线表示lgc(H＋)，OP线表示lgc(OH－)。O点时，c(H＋)＝c(OH－)，N点时，c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)，A项错误；N点时，lgc(CH3COOH)与lgc(CH3COO－)相等，故c(H＋)＝Ka，pH＝－lgKa，B项错误；由CH3COOH的电离平衡常数推导可知Ka＝eq \f(cH＋·cCH3COO－,cCH3COOH)＝c(H＋)·eq \f(0.1－cCH3COOH,cCH3COOH)，故c(CH3COOH)＝eq \f(0.1cH＋,Ka＋cH＋)ml·L－1，C项正确；溶液pH增大，碱性增强，CH3COO－的水解程度减小，D项错误。
3．(2019·全国卷Ⅰ，11)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Kal＝1.1×10－3，Ka2＝3.9×10－6)溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示，其中b点为反应终点。下列叙述错误的是( )
A．混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B．Na＋与A2－的导电能力之和大于HA－的
C．b点的混合溶液pH＝7
D．c点的混合溶液中，c(Na＋)>c(K＋)>c(OH－)
答案 C
解析 滴定至终点时发生反应：2NaOH＋2KHA===K2A＋Na2A＋2H2O。溶液导电能力与溶液中离子浓度、离子种类有关，离子浓度越大、所带电荷越多，其导电能力越强，A项正确；图像中纵轴表示“相对导电能力”，随着NaOH溶液的滴加，溶液中c(K＋)、c(HA－)逐渐减小，而Na＋、A2－的物质的量逐渐增大，由题图可知，溶液的相对导电能力逐渐增强，说明Na＋与A2－的导电能力之和大于HA－的，B项正确；本实验默认在常温下进行，滴定终点时，溶液中的溶质为邻苯二甲酸钠和邻苯二甲酸钾，由于邻苯二甲酸是弱酸，所以溶液呈碱性，pH>7，C项错误；滴定终点时，c(K＋)＝c(Na＋)，a点到b点加入NaOH溶液的体积大于b点到c点的，故c点时c(K＋)>c(OH－)，所以c(Na＋)>c(K＋)>c(OH－)，D项正确。
4．(2017·全国卷Ⅱ，12)改变0.1 ml·L－1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中的H2A、HA－、A2－的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)＝eq \f(cX,cH2A＋cHA－＋cA2－)]。
下列叙述错误的是( )
A．pH＝1.2时，c(H2A)＝c(HA－)
B．lg[K2(H2A)]＝－4.2
C．pH＝2.7时，c(HA－)>c(H2A)＝c(A2－)
D．pH＝4.2时，c(HA－)＝c(A2－)＝c(H＋)
答案 D
解析 A项，根据图像，pH＝1.2时，H2A和HA－相交，则有c(H2A)＝c(HA－)，正确；B项，根据pH＝4.2时，K2(H2A)＝eq \f(cH＋·cA2－,cHA－)＝c(H＋)＝10－4.2，正确；C项，根据图像，pH＝2.7时，H2A和A2－相交，则有c(H2A)＝c(A2－)，正确；D项，根据pH＝4.2时，c(HA－)＝c(A2－)，且c(HA－)＋c(A2－)约为0.1 ml·L－1，而c(H＋)＝10－4.2 ml·L－1，可知c(HA－)＝c(A2－)＞c(H＋)，错误。
5．(2017·全国卷Ⅰ，13)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。下列叙述错误的是( )
A．Ka2(H2X)的数量级为10－6
B．曲线N表示pH与lgeq \f(cHX－,cH2X)的变化关系
C．NaHX溶液中c(H＋)>c(OH－)
D．当混合溶液呈中性时：c(Na＋)>c(HX－)>c(X2－)>c(OH－)＝c(H＋)
答案 D
解析 横坐标取0时，曲线M对应pH约为5.4，曲线N对应pH约为4.4，因为是NaOH滴定H2X溶液，所以在酸性较强的溶液中会存在c(HX－)＝c(H2X)，所以曲线N表示pH与lgeq \f(cHX－,cH2X)的变化关系，B正确；eq \f(cX2－,cHX－)＝1时，即lgeq \f(cX2－,cHX－)＝0，pH＝5.4，c(H＋)＝1×10－5.4 ml·L－1，Ka2＝eq \f(cH＋·cX2－,cHX－)≈1×10－5.4＝100.6×10－6，A正确；NaHX溶液中，c(HX－)>c(X2－)，即eq \f(cX2－,cHX－)<1，lgeq \f(cX2－,cHX－)<0，此时溶液呈酸性，C正确；当溶液呈中性时，由曲线M可知lgeq \f(cX2－,cHX－)>0，eq \f(cX2－,cHX－)>1，即c(X2－)>c(HX－)，D错误。
1．(2020·泉州市高三一模)常温下，将1.0 L x ml·L－1CH3COOH溶液与0.1 ml NaOH固体混合充分反应，再向该混合溶液中通入HCl气体或加入NaOH固体(忽略体积和温度变化)，溶液pH随通入(或加入)物质的物质的量的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．x<0.1
B．b→a过程中，水的电离程度逐渐增大
C．Ka (CH3COOH)＝eq \f(10－8,x－0.1)
D．b→c过程中，eq \f(cCH3COOH,cCH3COO－)逐渐减小
答案 B
解析 根据图像可知，b点溶液显酸性，则为CH3COOH、CH3COONa的混合液。b点溶液呈酸性，酸过量，则x>0.1，故A错误；b→a过程中，加入NaOH溶液，消耗过量的乙酸，生成乙酸钠，则水的电离程度逐渐增大，故B正确；a点时，向乙酸溶液中共加入了0.2 ml NaOH，溶液呈中性，c(H＋)＝c(OH－)＝10－7ml·L－1，根据电荷守恒得c(CH3COO－)＝0.2 ml·L－1，则c(CH3COOH)＝(x－0.2) ml·L－1，则Ka (CH3COOH)＝eq \f(10－7×0.2,x－0.2)，故C错误；b→c过程中，溶液的pH减小，c(H＋)增大，又Ka＝eq \f(cH＋·cCH3COO－,cCH3COOH)不变，则eq \f(cCH3COOH,cCH3COO－)＝eq \f(cH＋,Ka)逐渐增大，故D错误。
2．(2020·白城市第四中学高三3月模拟)常温下，二元弱酸H2Y溶液中滴加KOH溶液，所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如下图所示，下列有关说法错误的是( )
A．曲线M表示pH与lgeq \f(cHY－,cH2Y)的变化关系
B．a点溶液中：c(H＋)―c(OH－)＝2c(Y2－)＋c(HY－)―c(K＋)
C．H2Y 的第二级电离常数Ka2(H2Y)＝10－4.3
D．交点b的溶液中：c(H2Y)＝c(Y2－)＞c(HY－)＞c(H＋)＞c(OH－)
答案 D
解析 随着pH的增大，H2Y的电离程度逐渐增大，溶液中eq \f(cHY－,cH2Y)逐渐增大，eq \f(cHY－,cY2－)逐渐减小，lgeq \f(cHY－,cH2Y)逐渐增大，lgeq \f(cHY－,cY2－)逐渐减小，因此曲线M表示pH与lgeq \f(cHY－,cH2Y)的关系，故A正确；a点溶液中存在电荷守恒：c(H＋)＋c(K＋)＝2c(Y2－)＋c(HY－)＋c(OH－)，因此c(H＋)―c(OH－)＝2c(Y2－)＋c(HY－)―c(K＋)，故B正确；pH＝3时，lgeq \f(cHY－,cY2－)＝1.3，则Ka2(H2Y)＝eq \f(cY2－·cH＋,cHY－)＝eq \f(10－3,101.3)＝10－4.3，故C正确；交点b的溶液中存在：lgeq \f(cHY－,cH2Y)＝lgeq \f(cHY－,cY2－)＞1.3，因此eq \f(cHY－,cY2－)＞101.3，即c(Y2－)＜c(HY－)，故D错误。
3．磷酸(H3PO4)是一种中强酸，常温下，H3PO4水溶液中含磷微粒的分布分数(平衡时某微粒的浓度占各含磷微粒总浓度的分数)与pH的关系如图，下列说法正确的是( )
A．H3PO4的电离方程式为：H3PO43H＋＋POeq \\al(3－,4)
B．pH＝2时，溶液中大量存在的微粒有：H3PO4、H2POeq \\al(－,4)、HPOeq \\al(2－,4)、POeq \\al(3－,4)
C．滴加NaOH溶液至pH＝7，溶液中c(Na＋)＝c(H2POeq \\al(－,4))＋2c(HPOeq \\al(2－,4))＋3c(POeq \\al(3－,4))
D．滴加少量Na2CO3溶液，3Na2CO3＋2H3PO4===2Na3PO4＋3H2O＋3CO2↑
答案 C
解析 H3PO4为多元弱酸，电离应分步进行，电离方程式为H3PO4H＋＋H2POeq \\al(－,4)、H2POeq \\al(－,4)H＋＋HPOeq \\al(2－,4)、HPOeq \\al(2－,4)H＋＋POeq \\al(3－,4)，故A错误；pH＝2时，溶液中大量存在的微粒有：H3PO4、H2POeq \\al(－,4)，故B错误；滴加NaOH溶液至pH＝7，依据电荷守恒，溶液中c(Na＋)＝c(H2POeq \\al(－,4))＋2c(HPOeq \\al(2－,4))＋3c(POeq \\al(3－,4))，故C正确；滴加少量Na2CO3溶液，发生反应为Na2CO3＋2H3PO4===2NaH2PO4＋H2O＋CO2↑，故D错误。
4．(2020·丹东市高三教学质量监测)已知：p[eq \f(cHX,cX－)]＝－lg[eq \f(cHX,cX－)]。室温下，向0.10 ml·L－1HX溶液中滴加0.10 ml·L－1 NaOH溶液，溶液pH随p[eq \f(cHX,cX－)]变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．溶液中水的电离程度：a>b>cB．c点溶液中：c(Na＋)＝10c(HX)
C．室温下NaX的水解平衡常数为10－4.75D．图中b点坐标为(0，4.75)
答案 D
解析 根据图示可知，a、b、c均为酸性溶液，则溶质为HX和NaX，pH<7的溶液中，HX的电离程度大于X－的水解程度，可只考虑H＋对水的电离的抑制，溶液pH越大氢离子浓度越小，水的电离程度越大，则溶液中水的电离程度：ac(OH－)，则c(Na＋)<10c(HX)，故B错误；HX在溶液中存在电离平衡：HXH＋＋X－，Ka＝eq \f(cH＋·cX－,cHX)，则pH＝pKa＋p[eq \f(cHX,cX－)]，带入c点坐标(1，5.75)可知，pKa＝4.75，则Ka＝10－4.75，则室温下NaX的水解平衡常数Kh＝eq \f(KW,Ka)＝eq \f(10－14,10－4.75)＝10－9.25，b点pH＝pKa＋p[eq \f(cHX,cX－)]＝0＋4.75＝4.75，故C错误，D正确。
5．利用电导率传感器可绘制电导率曲线图，下图为用0.1 ml·L－1NaOH溶液滴定10 mL 0.1 ml·L－1盐酸过程中的电导率曲线。下列说法错误的是( )
A．电导率传感器能用于判断酸碱中和滴定的终点
B．a、b、c点的溶液中，离子浓度由大到小顺序为a>b>c
C．d点所示溶液中存在：c(Cl－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)
D．c点电导率最小是因为此时溶液中导电微粒数目最少
答案 D
解析 HCl和NaOH反应方程式为HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，根据图像知，从0～10 mL之间，随着反应的进行，溶液中c(H＋)浓度逐渐减小，溶液的电导率逐渐降低，加入溶液体积大于10 mL时，溶液中氢氧根离子浓度逐渐增大，溶液的电导率增大，根据图知当恰好中和时电导率最小，所以电导率传感器能用于酸碱中和滴定终点的判断，A正确；任何电解质溶液中都存在电荷守恒，根据电荷守恒得c(Cl－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)，C正确；溶液电导率与离子浓度成正比，c点电导率低是因为离子浓度小，而不是导电微粒数目最少，D错误。