内容正文:
第8课时:高考体现创新——水溶液中的新型图像分析
类型(一) 分布系数曲线
两类分布系数图像分析与比较
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。
[答案] D
2.(2023·郑州模拟)已知草酸(H2C2O4)为二元弱酸,H2C2O4、HC2O、C2O三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。室温下,通过下列实验探究草酸的性质。下列说法不正确的是 ( )
实验 实验操作
1 向10 mL 0.1 mol·L-1草酸溶液中加入等浓度的KOH溶液10 mL
2 向10 mL 0.1 mol·L-1草酸溶液中逐滴加入等浓度的KOH溶液至pH=4.2
3 向10 mL 0.1 mol·L-1草酸溶液中加入过量氢氧化钙溶液,产生白色沉淀
答案:A
下列说法正确的是 ( )
A.图中M、N两点对应溶液中的c(OH-)比较:前者>后者
B.丙酸的电离常数K=10-4.88
C.等浓度的HCOONa和CH3CH2COONa两种溶液的pH比较:前者>后者
D.将0.1 mol·L-1的HCOOH溶液与0.1 mol·L-1的HCOONa溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)>c(HCOOH)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)
答案:B
2.负对数图像
(1)图像类型
pH图像 将溶液中c(H+)取负对数,即pH=-lg c(H+),反映到图像中是c(H+)越大,则pH越小
pOH图像 将溶液中c(OH-)取负对数,即pOH=-lg c(OH-),反映到图像中是c(OH-)越大,则pOH越小
pC图像 将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数,即pC=-lg c(A),反映到图像中是c(A)越大,则pC越小
(2)解题要领
解题时要理解pH、pOH、pC的含义,以及图像横坐标、纵坐标代表的含义,通过曲线的变化趋势,找到图像与已学化学知识间的联系。
素养强化训练
1.(2021·全国乙卷)HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中c(M+)随c(H+)而变化,M+不发生水解。实验发现,298 K时c2(M+)~c(H+)为线性关系,如下图中实线所示。下列叙述错误的是 ( )
A.溶液pH=4时,c(M+)<3.0×10-4mol·L-1
B.MA的溶度积Ksp(MA)=5.0×10-8
C.溶液pH=7时,c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
D.HA的电离常数Ka(HA)≈2.0×10-4
2.在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是 ( )
A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7
B.除Cl-反应为Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl
C.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好
D.2Cu+===Cu2++Cu平衡常数很大,反应趋于完全
答案:B
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(四十五)”
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一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸H2C2O4为例)
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH分布系数、δ1为CH3COO-分布系数
δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2Oeq \o\al(-,4)分布系数、δ2为C2Oeq \o\al(2-,4)分布系数
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
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时的平衡浓度
[典例] (2022·辽宁等级考)甘氨酸是人体必需氨基酸之一,在25 ℃时,NHCH2COOH、NHCH2COO-和NH2CH2COO-的分布分数与溶液pH关系如图。下列说法错误的是( )
A.甘氨酸具有两性
B.曲线c代表NH2CH2COO-
C.NHCH2COO-+H2ONHCH2COOH+OH-的平衡常数K=10-11.65
D.c2<c·c
[解析] NH2CH2COOH中存在—NH2和—COOH,所以溶液既有酸性又有碱性,故A正确;氨基具有碱性,在酸性较强时会结合氢离子,羧基具有酸性,在碱性较强时与氢氧根离子反应,故曲线a表示NHeq \o\al(+,3)CH2COOH的分布分数随溶液pH的变化,曲线b表示NHeq \o\al(+,3)CH2COO-的分布分数随溶液pH的变化,曲线c表示NH2CH2COO-的分布分数随溶液