内容正文:
微专题13
强酸(碱)溶液滴定弱碱(酸)溶液的图像问题
类型一 曲线型
解决酸碱中和滴定曲线类问题的关键是巧抓“5点”,即曲线的起点、恰好反应点、中性点、反应一半点和过量点,先判断出各点中的溶质及溶液的酸碱性。以室温时用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液为例(如图),总结如何抓住滴定曲线的5个关键点。
关键点 粒子浓度关系
点①——起点 起点为HA的单一溶液,0.1 mol·L-1 HA溶液pH>1,说明HA是弱酸,c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)
点②——反应一半点 两者反应得到等物质的量的NaA和HA,由图中溶液pH<7,可知HA的电离程度大于A-的水解程度,c(A-)
>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
点③——中性点 由图所示,该点溶液pH=7,溶液呈中性,酸没有完全被中和,c(Na+)=c(A-)>c(HA)>c(H+)=c(OH-)
点④——恰好完全反应点 此时二者恰好完全反应生成NaA,NaA为强碱弱酸盐,溶液显碱性,c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)
点⑤——过量点 NaOH溶液过量,得到NaA与NaOH等物质的量的混合液,溶液显碱性,c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
例1 (2020·宜宾市叙州区第二中学高二月考)常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HA溶液所得滴定曲线如图。下列说法不正确的是
A.HA的电离平衡常数Ka=10-5 mol·L-1
B.点①所示的溶液中:2c(Na+)=c(A-)+
c(HA)
C.点③所示的溶液中:c(HA)>c(OH-)-
c(H+)
D.点④所示的溶液中:2c(OH-)-2c(H+)=c(A-)+3c(HA)
√
点①所示的溶液,n(NaA)=n(HA),2n(Na+)=n(A-)+n(HA),所以2c(Na+)=c(A-)+c(HA),B正确;
点③所示的溶液中,HA与NaOH刚好完
全反应,此时溶质为NaA,在溶液中存
在以下两个平衡:A-+H2O HA+OH-、H2O H++OH-,c(HA)=c(OH-)-c(H+),C错误。
类型二 直线型
一元强碱(NaOH)溶液滴定二元弱酸(H2A)溶液的图像:
例2 (2021·石家庄检测)常温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中,lg 随pH的变化关系如图所示(取lg 5=0.7),下列说法正确的是
A.常温下,CH3COOH的电离常数为10-4.76
B.当溶液的pH=7时,消耗NaOH溶液20.00 mL
C.溶液中水的电离程度大小:a>b>c
D.c点溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>
c(H+)
√
根据分析,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液20 mL,恰好生成醋酸钠,则c点为CH3COONa,CH3COONa为强碱弱酸盐,水解显碱性,此时溶液的pH>7,故B错误;
酸抑制水的电离,强碱弱酸盐水解显碱性,促进水的电离,根据图中坐标值分析,a点为CH3COOH,b点为CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,c点为CH3COONa溶液,溶液中水的电离程度大小:c>b>a,故C错误;
c代表CH3COONa溶液,由于醋酸根离子水解,c(Na+)>c(CH3COO-),但水解较微弱,则c(CH3COO-)>c(OH-),醋酸根离子水解,使溶液显碱性,则c(H+)<c(OH-),故有c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故D错误。
类型三 分布系数图及分析
分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线
以一元强碱NaOH滴定二元弱酸草酸(H2C2O4)为例
(1)常考Ka1、Ka2的计算或求其数量级。
解题方法:根据曲线交点及对应的c(H+)可求
Ka1、Ka2。
(2)随着pH增大,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增多。根据分布系数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式。
(3)同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH的微粒分布系数和酸的分析浓度,就可以计算各成分在该pH的平衡浓度。
例3 常温下含碳各微粒H2CO3、HCO 和CO 存在于CO2和NaOH溶液反应后的溶液中,各物质的质量分数与溶液pH的关系如图所示,下列说法错误的是
√
所