2019版高考化学一轮精选教师用书人教通用：第八章水溶液中的离子平衡微专题强化突破17　综合考查电解质溶液知识的图像问题


　　　　　　　　　　综合考查电解质溶液知识的图像问题[学生用书P132]

电解质溶液知识的综合应用是高考必考的热点之一，近几年来，以图像问题分析考查电解质溶液的题目频频出现。考查知识主要涉及：电离平衡和水解平衡、酸碱混合液pH的变化，溶液中微粒浓度的大小比较等。侧重考查考生数形结合、提炼关键信息等综合分析能力、数据处理与计算能力、知识的迁移应用能力。顺利解答该类试题要注重以下两点：
1．“有序思维”破解弱(强)酸与强(弱)碱混合的若干问题
向弱酸(或强酸)溶液中逐滴滴入强碱(或弱碱)溶液，离子浓度、pH有一定的变化规律。现以向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液为例进行分析，以能够对该类试题有一个整体把握。

上图一目了然，可以很清楚地得出不同情况下溶液中的pH、离子浓度的关系。
2．抓“四点” 巧析酸碱混合或滴定图像题
(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，生成什么溶质，溶液呈什么性，是什么因素造成的。
(3)抓溶液“中性”点，生成什么溶质，哪种反应物过量或不足。
(4)抓反应“过量”点，溶质是什么，判断谁多、谁少还是等量。

1．常温下，用0.50 mol/L氢氧化钠溶液滴定某一元弱酸(HA)的溶液中，滴定曲线如图所示，下列叙述不正确的是(　　)

A．该弱酸在滴定前的浓度大于0.001 mol/L
B．由滴定起点数据可计算该弱酸的K(电离平衡常数)为2×10－5
C．滴定过程为求滴定终点，最合适的指示剂是酚酞
D．滴定终点时，c(Na＋)＞c(A－)＞c(OH－)＞c(H＋)
解析：选B。A.由图像可知，起始酸的pH为3，c(H＋)＝10－3 mol/L，因为HA是弱酸，则酸的浓度必大于0.001 mol/L，A项正确；B.HA是弱酸，HA的浓度未知，无法由滴定起点数据计算该弱酸的K，B项错误；C.此滴定终点为pH＝10，溶液显碱性而酚酞的变色范围是8.2～10.0 应选择酚酞作指示剂，C项正确；D.酸碱终点时，酸碱恰好反应生成NaA，NaA是强碱弱酸盐，A－水解导致溶液显碱性，则滴定终点时离子浓度顺序为c(Na＋)＞c(A－) ＞c(OH－)＞c(H＋)，D项正确。
2．常温下，用0.100 0 mol/L的NaOH溶液滴定20 mL同浓度的一元弱酸HA，滴定过程溶液pH随x的变化曲线如图所示(忽略中和热效应)，下列说法不正确的是(　　)

A．HA溶液加水稀释后，溶液中的值减小
B．HA的电离常数KHA＝(x为滴定分数)
C．当滴定分数为100时，溶液中水的电离程度最大
D．滴定分数大于100时，溶液中离子浓度关系一定是c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
解析：选D。弱酸加水稀释促进电离，n(A－)增大，n(HA)减小，故的值减小，A正确；设HA的量是100，根据图像知有x被反应，KHA＝10－7x/(100－x)，B正确；当滴定分数为100时，溶液中水的电离程度最大，二者刚好反应，生成的盐水解，水的电离程度最大，C正确；滴定分数大于100时，即氢氧化钠过量，溶液中离子浓度关系可能有c(Na＋) >c(OH－) >c(A－)>c(H＋)，D错误。
3．25 ℃时，向20.00 mL的NaOH溶液中逐滴加入某浓度的CH3COOH溶液。滴定过程中，溶液的pH与滴入CH3COOH溶液的体积关系如图所示，点②时NaOH溶液恰好被中和。则下列说法中，错误的是(　　)

A．CH3COOH溶液的浓度为0.1 mol·L－1
B．图中点①到点③所示溶液中，水的电离程度先增大后减小
C．点④所示溶液中存在c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
D．滴定过程中会存在c(Na＋)>c(CH3COO－)＝c(OH－)>c(H＋)
解析：选C。A.向20.00 mL的NaOH溶液中逐滴加入某浓度的CH3COOH溶液，点②时NaOH溶液恰好被中和。由于NaOH是一元强碱，醋酸是一元弱酸，当二者恰好中和时二者的物质的量相等，恰好中和时醋酸溶液的体积是 20 mL，与NaOH溶液的体积相等，所以二者的物质的量浓度相等。由图中曲线的初始pH＝13可知c(NaOH)＝0.1 mol·L－1，所以CH3COOH溶液的浓度为0.1 mol·L－1，正确。B.图中点①时为NaOH、CH3COONa等物质的量的混合溶液，随着醋酸的加入，NaOH不断被中和，对水电离平衡的抑制作用逐渐减小，水的电离程度逐渐增大，到点②时恰好中和，水的电离程度达到最大值，再滴加，醋酸过量，对水电离平衡起抑制作用，水的电离程度又逐渐减小。因此水的电离程度先增大后减小，正确。C.点④所示溶液是CH3COONa、CH3COOH等物质的量的混合溶液。根据电荷守恒可得c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，根据物料守恒可得c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝2c(Na＋)，第一个式子扩大2倍，与第二个式子相加，可得c(CH3COOH)＋2c(H＋)＝c(CH3COO－)＋2c(OH－)，错误。D.在滴定过程中当加入醋酸的体积小于20 mL时，会存在 c(Na＋)>c(CH3COO－)＝c(OH－)>c(H＋)，正确。
4．向20 mL 0.5 mol·L－1的醋酸溶液中逐滴加入等物质的量浓度的烧碱溶液，测定混合溶液的温度变化如图所示。下列关于混合溶液的相关说法中错误的是(　　)

A．醋酸的电离平衡常数：B点>A点
B．由水电离出的c(OH－)：B点>C点
C．从A点到B点，混合溶液中可能存在：c(CH3COO－)＝c(Na＋)
D．从B点到C点，混合溶液中一直存在：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)
解析：选D。A.醋酸是弱电解质，在水溶液里存在电离平衡，且其电离过程吸热，温度越高，醋酸的电离程度越大，其电离常数越大，故A正确；B.B点酸碱恰好反应生成醋酸钠，C点氢氧化钠过量，氢氧化钠抑制水的电离，醋酸钠促进水的电离，所以由水电离出的c(OH－)：B点>C点，故B正确；C.如果c(CH3COO－)＝c(Na＋)，根据电荷守恒知，溶液中c(OH－)＝c(H＋)，醋酸钠是强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性，要使其溶液呈中性，则醋酸应该稍微过量，所以从A点到B点，混合溶液中可能存在：c(CH3COO－)＝c(Na＋)，故C正确；D.在C点时为醋酸钠、氢氧化钠等物质的量的混合溶液，因为CH3COO－发生水解反应，则混合溶液中c(CH3COO－) 5．常温下，向10 mL 0.1 mol·L－1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1HCl溶液，溶液的pH逐渐降低，此时溶液中含碳微粒的物质的量分数变化如图所示(CO2因逸出未画出，忽略因气体逸出引起的溶液体积变化)，下列说法正确的是(　　)

A．在0.1 mol·L－1Na2CO3溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)
B．当溶液的pH为7时，溶液的总体积为20 mL
C．在B点所示的溶液中，离子浓度最大的是HCO
D．在A点所示的溶液中：c(CO)＝c(HCO)＞c(OH－)＞c(H＋)
解析：选D。A.任何电解质溶液中都存在电荷守恒，根据电荷守恒得c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)，选项A错误；B.当混合溶液体积为20 mL时，二者恰好反应生成NaHCO3，HCO的电离程度小于其水解程度，所以其溶液呈碱性，要使混合溶液呈中性，则酸稍微过量，所以混合溶液体积稍微大于20 mL，选项B错误；C.溶液呈碱性，由图可知HCO的物质的量分数最大，溶质以碳酸氢钠为主，溶液呈碱性，阳离子有钠离子和氢离子，而氢离子是水微弱电离出来的，所以钠离子的浓度远大于氢离子的浓度，而HCO的浓度最多接近于钠离子浓度，故钠离子浓度最大，选项C错误；D.根据图像分析，A点为碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液，且c(HCO)＝c(CO)，溶液呈碱性，则c(OH－)＞c( H＋)，盐溶液水解程度很小，所以c(CO)＞c(OH－)，则离子浓度大小顺序是c(HCO)＝c(CO)＞c(OH－)＞c(H＋)，选项D正确。

1．常温下，向25 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中逐滴滴加0.2 mol·L－1的HN3(叠氮酸)溶液，pH的变化曲线如图所示(溶液混合时体积的变化忽略不计，叠氮酸的K＝10－4.7)。

下列说法正确的是(　　)
A．水电离出的c(H＋)：A点小于B点
B．在B点，离子浓度大小为c(OH－)>c(H＋)>c(Na＋)>c(N)
C．在C点，滴加的V(HN3溶液)＝12.5 mL
D．在D点，c(Na＋)＝2c(HN3)＋2c(N)
解析：选A。由图可知，A点pH＝13，B点pH＝8，A点比B点的碱性强，A点NaOH溶液对水的电离抑制程度大于B点，故A点水电离出的c(H＋)小于B点，A正确；B点溶液呈碱性，显然c(OH－)>c(H＋)，但溶液中c(Na＋)>c(OH－)，B错误；当V(HN3溶液)＝12.5 mL时，NaOH与HN3恰好完全反应，由于N发生水解反应而使溶液显碱性，而C点溶液的pH＝7，溶液呈中性，说明V(HN3溶液)>12.5 mL，C错误；D点溶液是等浓度NaN3和HN3的混合液，根据物料守恒可得2c(Na＋)＝c(N)＋c(HN3)，D错误。
2．室温下，用0.100 mol·L－1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol·L－1的盐酸和醋酸，滴定曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线
B．pH＝7时，滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20 mL
C．V(NaOH)＝20.00 mL时，两份溶液中均存在c(Cl－)＝c(CH3COO－)
D．V(NaOH)＝10.00 mL时，醋酸溶液中c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)
解析：选B。滴定开始时0.100 mol·L－1盐酸的pH＝1，0.100 mol·L－1醋酸的pH＞1，所以滴定盐酸的曲线是Ⅱ，滴定醋酸的曲线是Ⅰ，A错误；醋酸钠水解呈碱性，氯化钠不水解，pH＝7时，滴定醋酸消耗NaOH溶液的体积小于20 mL，B正确；V(NaOH)＝20.00 mL 时，醋酸和盐酸与氢氧化钠完全反应，但醋酸根发生水解，c(CH3COO－) 3．常温下，向20 mL 0.01 mol/L CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 mol/L 的NaOH溶液，溶液中由水电离出的c(H＋) 随加入NaOH溶液的体积变化示意图如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．从a到c，醋酸的电离始终受到促进
B．a、d对应的纵坐标数值分别是＞10－12、＞10－7
C．b点：2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
D．从b→c的过程中，既存在着pH＝7的点，也存在着溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－7 mol/L的点
解析：选B。A.醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO－＋H＋，加NaOH溶液消耗氢离子，醋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A正确；B.a点醋酸部分电离，醋酸电离的氢离子浓度小于0.01 mol/L，所以水电离的氢离子浓度＞10－12mol/L，d点，NaOH过量，pH大于7，水的电离受到抑制，则d点水电离的氢离子浓度<10－7 mol/L，故B错误；C.b点，醋酸的物质的量是NaOH的物质的量的2倍，溶液中物料守恒为2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，故C正确；D.c点，醋酸与氢氧化钠恰好反应生成醋酸钠，溶液显碱性，氢氧化钠体积小于20 mL时的某一个值恰好使溶液显中性，所以从b→c的过程中，既存在着pH＝7的点，也存在着溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－7 mol/L的点，故D正确。
4．已知：pKa＝－lg Ka，25 ℃时，H2SO3的pKa1＝1.85，pKa2＝7.19。常温下，用0.1 mol·L－1NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1 H2SO3溶液的滴定曲线如图所示(曲线上的数字为pH)。下列说法不正确的是(　　)

A．a点所得溶液中：2c(H2SO3)＋c(SO)＝0.1 mol·L－1
B．b点所得溶液中：c(H2SO3)＋c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)
C．c点所得溶液中：c(Na＋)>3c(HSO)
D．d点所得溶液中：c(Na＋)>c(SO)> c(HSO)
解析：选A。发生反应是NaOH＋H2SO3===NaHSO3＋H2O、NaHSO3＋NaOH===Na2SO3＋H2O。A.a点溶液中的溶质为NaHSO3和H2SO3，根据物料守恒，得出c(H2SO3)＋c(HSO)＋c(SO)<0.1 mol·L－1，根据电离平衡常数，Ka1＝c(HSO)×c(H＋)/c(H2SO3)，此时溶液的pH＝1.85，即c(H＋)＝10－1.85，推出c(HSO)＝c(H2SO3)，代入上式，得出：2c(H2SO3)＋c(SO)<0.1 mol·L－1，故说法错误；B.b点加入20 mL NaOH，NaOH和H2SO3恰好生成NaHSO3，溶质为NaHSO3，根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HSO)＋2c(SO)，根据物料守恒：c(Na＋)＝c(H2SO3)＋c(HSO)＋c(SO)，因此有c(H2SO3)＋c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)，故说法正确；C.c点溶质为Na2SO3和NaHSO3，溶液显碱性，SO＋H2OHSO＋OH－，根据水解平衡常数，Kh＝c(OH－)×c(HSO)/c(SO)＝Kw/Ka2，c(OH－)＝Kw/c(H＋)，推出c(HSO)＝c(SO)，根据物料守恒，溶液中有2n(Na)＝3n(S)，即有2c(Na＋)＝3c(H2SO3)＋3c(HSO)＋3c(SO)，则有c(Na＋)＝3c(HSO)＋1.5c(H2SO3)，显然：c(Na＋)>3c(HSO)，故说法正确；D.d点溶质为Na2SO3和NaHSO3，且n(Na2SO3)>n(NaHSO3)，溶液中离子浓度c(Na＋)>c(SO)>c(HSO)，故说法正确。
5．氨分子中的一个氢原子被甲基取代后，所得甲胺(CH3NH2)的性质与氨相似，CH3NH2·H2O也是一元弱碱，25 ℃时电离常数Kb＝4.0×10－5。现用0.050 0 mol/L的稀硫酸滴定10 mL 0.100 0 mol/L的甲胺溶液，溶液中c(OH－)的负对数(pOH)与所加稀硫酸的体积(V)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．甲胺在水中的电离方程式为CH3NH2·H2O===CH3NH＋OH－
B．A、B、C三点溶液中，水电离出来的c(H＋)：B>C>A
C．C点所在溶液中＝2.5×10－5
D．B点溶液中存在c(CH3NH2·H2O)>c(CH3NH)>c(H＋)>c(OH－)
解析：选C。A.甲胺是弱电解质，在水中的电离方程式为CH3NH2·H2OCH3NH＋OH－，故A错误；B.C点为恰好中和点，只存在盐类水解促进水的电离，A点只有甲胺的电离抑制水的电离，则A、B、C三点溶液中，水电离出来的c(H＋)为C>B>A，故B错误；C.C点只存在盐类水解，此时溶液中c(H＋)＝1.0×10－5mol/L，则×c(H＋)＝，＝＝＝2.5×10－5，故C正确；D.B点溶液中存在CH3NH2·H2O的电离和CH3NH的水解，此时溶液显碱性，故D错误。
6．(2017·高考全国卷Ⅱ)改变 0.1 mol·L－1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中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)＝]。
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＋)
解析：选D。从图像中可以看出pH＝1.2时，δ(H2A)＝δ(HA－)，则c(H2A)＝c(HA－)，A项正确；根据HA－H＋＋A2－，可确定K2(H2A)＝，从图像中可以看出pH＝4.2时，δ(HA－)＝δ(A2－)，则c(HA－)＝c(A2－)，即lg [K2(H2A)]＝lg c(H＋)＝－4.2，B项正确；从图像中可以看出pH＝2.7时，δ(HA－)>δ(H2A)＝δ(A2－)，则c(HA－)>c(H2A)＝c(A2－)，C项正确；从图像中可以看出pH＝4.2时，δ(HA－)＝δ(A2－)，则c(HA－)＝c(A2－)≈0.05 mol·L－1，而c(H＋)＝10－4.2 mol·L－1，D项错误。
7．(2017·高考全国卷Ⅰ)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．K2(H2X)的数量级为10－6
B．曲线N表示pH与lg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＋)
解析：选D。H2X的电离方程式为H2XH＋＋HX－，HX－H＋＋X2－。当＝＝1时，即横坐标为0.0时，K1＝c(H＋)，K2＝c′(H＋)，因为K1>K2，故 c(H＋)>c′(H＋)，即pHc(OH－)，C项正确；电荷守恒式为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HX－)＋2c(X2－)，中性溶液中存在c(H＋)＝c(OH－)，故有c(Na＋)＝c(HX－)＋2c(X2－)，假设c(HX－)＝c(X2－)或c(HX－)>c(X2－)(见C项分析)，则溶液一定呈酸性，故中性溶液中c(HX－)