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新高考化学二轮复习考点培优突破讲义3-8 弱酸碱盐溶液滴定曲线(2份,原卷版+解析版)
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这是一份新高考化学二轮复习考点培优突破讲义3-8 弱酸碱盐溶液滴定曲线(2份,原卷版+解析版),共21页。
题型形式:多为单选题,配以滴定曲线图(如pH-V曲线、分布分数曲线),考查盐溶液或混合溶液的滴定过程。
曲线类型:
pH随滴定剂体积变化曲线:显示滴定过程中pH的突变点,用于判断终点和阶段。
分布分数曲线:显示各组分(如酸、碱、盐形态)随pH变化的分布情况。
内容特点:
涉及多元酸/碱滴定(如碳酸钠、碳酸氢钠)、缓冲溶液滴定(如醋酸-醋酸钠、氨水-氯化铵)。
常与电离平衡、水解平衡、守恒关系(电荷、物料、质子)结合。
选项多涉及曲线识别、离子浓度比较、常数计算、指示剂选择等。
难度:中等偏上,要求学生具备较强的图像分析能力和综合应用知识能力。
考查知识:
酸碱电离理论:弱酸/弱碱的电离常数(Ka、Kb)、水解常数(Kh)。
滴定原理:滴定终点、突跃范围、指示剂选择(酚酞、甲基橙等)。
溶液平衡:缓冲溶液pH计算、盐类水解、分布分数概念。
守恒关系:电荷守恒、物料守恒、质子守恒。
考查能力:
图像分析能力:从曲线中提取关键信息(如起点、中和点、终点)。
逻辑推理能力:根据曲线判断溶液成分、比较离子浓度、推断反应阶段。
计算能力:利用常数进行pH或浓度计算,注意体积变化。
应用能力:将化学原理与实际滴定过程结合,解决复杂问题。
考查方式:
通过曲线混淆设置陷阱(如曲线对应关系错误)。
要求判断选项正误,涉及定量计算和定性分析。
常以高考真题或模拟题形式出现,综合性强。
步骤1:识别滴定类型
确定滴定剂(如HCl、NaOH)和被滴定物(如盐、混合溶液)。
判断是强酸滴定弱碱、强碱滴定弱酸,还是多元酸/碱滴定。
步骤2:分析曲线图
查看横纵坐标(如V(HCl) vs pH,或pH vs 分布分数)。
标记关键点:起点pH、半中和点、中和点(突变点)、终点。
对于分布分数曲线,识别各组分(如H₂A、HA⁻、A²⁻)的分布区域。
步骤3:确定溶液成分
根据滴定阶段,写出反应方程式,确定溶质(如盐、酸、碱或混合物)。
注意体积变化对浓度的影响(如稀释效应)。
步骤4:应用化学原理
使用电离常数(Ka/Kb)或水解常数比较pH或离子浓度。
应用守恒关系(电荷、物料、质子)列式分析。
对于缓冲溶液,使用Hendersn-Hasselbalch方程。
步骤5:验证选项
逐一分析选项,结合计算和推理判断正误。
注意常见陷阱,如忽略水解、误用守恒、混淆曲线。
酸碱理论:
弱酸/弱碱电离平衡:Ka = [H⁺][A⁻]/[HA], Kb = [OH⁻][BH⁺]/[B]。
Kw = [H⁺][OH⁻] = 10⁻¹⁴ (25°C)。
盐类水解:
弱酸强碱盐(如CH₃COONa)水解显碱性,Kh = Kw/Ka。
弱碱强酸盐(如NH₄Cl)水解显酸性,Kh = Kw/Kb。
弱酸弱碱盐(如CH₃COONH₄)水解程度取决于Ka和Kb相对大小。
缓冲溶液:
pH = pKa + lg([A⁻]/[HA])(Hendersn-Hasselbalch方程)。
滴定曲线:
突跃范围:终点附近pH急剧变化区间。
指示剂选择:酚酞(pH 8.2-10.0)、甲基橙(pH 3.1-4.4)。
分布分数:
对于多元酸H₂A,分布分数δ(HA⁻) = [HA⁻]/([H₂A] + [HA⁻] + [A²⁻])。
守恒关系:
电荷守恒:∑正电荷浓度 = ∑负电荷浓度。
物料守恒:某元素总浓度不变。
质子守恒:得质子数 = 失质子数(可由电荷和物料守恒推导)。
常见滴定系统:
Na₂CO₃ + HCl:先生成NaHCO₃,再生成H₂CO₃。
CH₃COOH + NaOH:生成CH₃COONa。
NH₃·H₂O + HCl:生成NH₄Cl。
曲线混淆:误将碳酸钠曲线当作碳酸氢钠曲线,或混淆缓冲溶液的滴定曲线。
应对:比较起始pH和突变点位置,碳酸钠起始pH更高。
忽略体积变化:滴定中溶液体积增加,影响浓度计算。
应对:计算时使用总体积(初始体积 + 滴定剂体积)。
守恒关系错误:
电荷守恒漏掉离子(如H⁺或OH⁻)。
物料守恒系数错误(如Na₂CO₃中c(Na⁺) = 2c(CO₃²⁻) + 2c(HCO₃⁻) + 2c(H₂CO₃))。
水解与电离误解:
认为CH₃COONa溶液只水解,忽略水的电离。
误判NH₄⁺水解程度与NH₃·H₂O电离程度大小。
指示剂选择错误:
酚酞用于酸性终点或甲基橙用于碱性终点。
应对:根据终点pH选择指示剂。
分布分数概念不清:
分布分数是比值,不是绝对浓度。
应对:理解δ(X) = [X] / 总浓度。
常数计算错误:
误用Ka或Kb,如将pKa当作Ka。
应对:记住pKa = -lg(Ka),并注意常数关系(如Ka × Kb = Kw)。
【典例】
【审题】
1.(2024·广西·高考真题)常温下,用溶液分别滴定下列两种混合溶液:
Ⅰ.20.00mL浓度均为和溶液
Ⅱ.20.00mL浓度均为和溶液
两种混合溶液的滴定曲线如图。已知,下列说法正确的是
A.Ⅰ对应的滴定曲线为N线
B.点水电离出的数量级为
C.时,Ⅱ中
D.时,Ⅰ中之和小于Ⅱ中之和
【答案】D
【解析】溶液中加入40ml氢氧化钠溶液时,I中的溶质为氯化钠和醋酸钠,Ⅱ中的溶质为氯化钠和一水合氨,根据,醋酸根、铵根的水解程度小于醋酸、一水合氨的电离程度,氯化钠显中性,醋酸根和一水合氨在浓度相同时,一水合氨溶液的碱性更强,故I对应的滴定曲线为M,Ⅱ对应的滴定曲线为N;
A.向溶液中加入40ml氢氧化钠溶液时,I中的溶质为氯化钠和醋酸钠,Ⅱ中的溶质为氯化钠和一水合氨,氯化钠显中性,醋酸根和一水合氨在浓度相同时,一水合氨溶液的碱性更强,故I对应的滴定曲线为M,A错误;
B.根据分析可知a点的溶质为氯化钠和醋酸钠,醋酸根发生水解,溶液的pH接近8,由水电离的=,数量级接近,B错误;
C.当时,Ⅱ中的溶质为氯化钠、氯化铵、一水合氨,且氯化铵和一水合氨的浓度相同,铵根的水解,即水解程度小于一水合氨的电离程度,所以,又物料守恒,即,故,C错误;
D. 根据元素守恒,之和等于之和,根据图像,时,Ⅱ所加氢氧化钠溶液较少,溶液体积较小,故Ⅰ中之和小于Ⅱ中之和,D正确;
故选D。
理解溶液成分:
Ⅰ是醋酸-醋酸钠缓冲溶液,初始pH由Ka(CH₃COOH) ≈ 10-4.76决定,pH ≈ pKa = 4.76。
Ⅱ是氨水-氯化铵缓冲溶液,初始pH由Kb(NH₃·H₂O) =10-4.76决定,pH ≈ 14 - pKb = 9.24。
因此,起始pH:Ⅱ > Ⅰ,但曲线图中M和N的起始pH相近,需进一步分析。
分析滴定反应:
加入NaOH后:
对于Ⅰ:NaOH与CH₃COOH反应,生成CH₃COONa。当V(NaOH)=40 mL时,NaOH过量,溶质为CH₃COONa和少量NaOH(但解析中提到“氯化钠”,可能笔误,应为醋酸钠和钠盐)。
对于Ⅱ:NaOH与NH₄Cl反应,生成NH₃·H₂O。当V(NaOH)=40 mL时,NaOH过量,溶质为NH₃·H₂O和少量NaOH。
比较终点碱性:CH₃COONa水解,Kb = Kw/Ka = 10⁻⁹.²⁴;NH₃·H₂O电离,Kb = 10⁻⁴.⁷⁶。故NH₃·H₂O碱性更强,pH更高。
因此,V=40 mL时,Ⅱ的pH > Ⅰ的pH,曲线N对应Ⅱ,曲线M对应Ⅰ。
验证选项:
A选项:Ⅰ对应N线?错误,应为M线。
B选项:a点水电离出的[H⁺]数量级?a点在曲线M上,溶质为CH₃COONa和NaCl(可能),pH≈8,水电离[H⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁶,数量级10⁻⁶,但解析说10⁻⁷,需计算确认。
C选项:V=20 mL时,Ⅱ中c(NH₄⁺)与c(NH₃·H₂O)比较?此时溶质为NH₄Cl和NH₃·H₂O,但加入NaOH消耗部分NH₄⁺,需根据物料守恒分析。
D选项:V=10 mL时,离子浓度总和比较?考虑体积变化和守恒关系。
最终根据解析,D正确。
审题要点:
关注混合溶液的初始状态和滴定反应。
利用常数比较水解和电离程度。
注意体积变化对浓度的影响。
结合曲线特征(如pH值)推理。
1.(2022·浙江·高考真题)某同学在两个相同的特制容器中分别加入20mL0.4ml·L-1Na2CO3溶液和40mL0.2ml·L-1NaHCO3溶液,再分别用0.4ml·L-1盐酸滴定,利用pH计和压力传感器检测,得到如图曲线:
下列说法正确的是
A.图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸
B.当滴加盐酸的体积为V1mL时(a点、b点),所发生的反应用离子方程式表示为:HCO+H+=CO2↑+H2O
C.根据pH—V(HCl)图,滴定分析时,c点可用酚酞、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
D.Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(CO)=c(OH-)-c(H+)
【答案】C
【解析】A.碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠,故碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠,则碳酸钠溶液的起始pH较大,甲曲线表示碳酸钠溶液中滴加盐酸,碳酸钠与盐酸反应先生成碳酸氢钠,碳酸氢根离子再与氢离子反应产生碳酸,进而产生二氧化碳,则图中丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,A项错误;B.由图示可知,当滴加盐酸的体积为20mL时,碳酸根离子恰好完全转化为碳酸氢根子,而V1> 20mL,V1mL时(a点、b点),没有二氧化碳产生,则所发生的反应为碳酸氢根离子与氢离子结合生成碳酸,离子方程式表示为:HCO+H+=H2CO3,B项错误;C.根据pH-V(HCl)图,滴定分析时,c点的pH在9左右,符合酚酞的指示范围,可用酚酞作指示剂;d点的pH在4左右,符合甲基橙的指示范围,可用甲基橙作指示剂指示滴定终点,C项正确;D.根据电荷守恒和物料守恒,则Na2CO3中存在c(OH-)-c(H+)=2c(H2CO3)+c(HCO), NaHCO3溶液中满足c(H2CO3)-c(CO)=c(OH-)-c(H+),D项错误;答案选C。
2.(2021·辽宁·高考真题)用盐酸滴定溶液,溶液中、、的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是【如分布分数:】
A.的为B.c点:
C.第一次突变,可选酚酞作指示剂D.
【答案】C
【解析】用盐酸滴定溶液,pH较大时的分布分数最大,随着pH的减小,的分布分数逐渐减小,的分布分数逐渐增大,恰好生成之后,的分布分数逐渐减小,的分布分数逐渐增大,表示、、的分布分数的曲线如图所示,,据此分析选择。A.的,根据上图交点1计算可知=10-6.38,A错误;B.根据图象可知c点中,B错误;C.根据图象可知第一次滴定突跃溶液呈碱性,所以可以选择酚酞做指示剂,C正确;D.根据图象e点可知,当加入盐酸40mL时,全部生成,根据计算可知,D错误;答案为:C。
3.(2025·江西南昌·一模)常温下,用浓度为的标准溶液滴定10mL浓度均为的NaOH和的混合溶液,溶液中含A微粒的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图(忽略溶液混合后体积变化)。下列说法错误的是
A.的
B.点a:
C.
D.点c:
【答案】D
【解析】图中左侧溶液中含A微粒的分布曲线只有两条,说明第一步完全电离,溶液中含A微粒有、,随着pH值增大,溶液中逐渐增多,逐渐减小;图中右侧为pH变化曲线;A.加入10mL标准溶液时,NaOH恰好完全反应,所得溶液为Na2SO4和的混合溶液,溶液体积为20mL,pH=10.7,溶液中OH-浓度为10-3.3ml/L,根据,求得,的,A正确;B.点a加入10mL标准溶液,所得溶液为Na2SO4和的混合溶液,溶液体积为20mL,Na2SO4浓度为0.05ml/L,浓度为0.1ml/L,水解程度较小,故,B正确;C.若,混合后所得溶液中和的浓度相同,由选项A分析知,水解程度大于的电离程度,使得溶液中浓度大于,而b点时浓度等于,可知b点加入标准溶液小于,,C正确;D.点c加入20mL标准溶液,溶液中存在电荷守恒:,存在物料守恒:,两式联立可得:,D错误;故选D。
4.(2024·四川德阳·二模)某化学兴趣小组同学在室温下用未知浓度的盐酸溶液滴定,溶液,通过数字化仪器监测变化,得到如下滴定曲线,段有大量气泡产生,下列说法错误的是
A.溶液中:
B.C点溶液中存在:
C.段发生的主要反应为:
D.确定两个滴定终点。可分别用酚酞和和甲基橙做指示剂
【答案】B
【解析】用未知浓度的盐酸溶液滴定溶液,首先碳酸根离子和氢离子生成碳酸氢根离子、碳酸氢根离子和氢离子生成碳酸,碳酸分解为二氧化碳和水;A.溶液中碳酸根离子水解使得溶液显碱性,且水也会电离出氢氧根离子,故 ,A正确; B.C点第一突变点,溶液中溶质为碳酸氢钠,由物料守恒可知,,B错误;C.已知,段有大量气泡产生,结合分析可知,段发生的主要反应为碳酸氢根离子和氢离子生成碳酸:,C正确;D.C点为碱性、F点为酸性,故确定两个滴定终点。可分别用酚酞和和甲基橙做指示剂,D正确;故选B。
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