内容正文:
考点23 电解质溶液中的图像分析
【核心考点梳理】
一、酸碱中和滴定曲线
1.思路分析
2.抓“六点”破图像:以室温时用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL 0.1mol·L-1HA溶液为例
(1)起始点:HA的单一溶液①根据起点时的pH可以判断电解质的强弱
②根据起点时的pH可以计算弱酸(碱)的电离常数
(2)半中和点:HA和NaA等量混合
①酸性:HA的电离程度大于NaA的水解程度:
c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
②碱性:HA的电离程度小于NaA的水解程度:
c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(3)中和点:原溶液中溶质恰好完全反应生成NaA
①特点:溶液的温度最高;水的电离度最大 ②溶液酸碱性:溶液显碱性
③微粒浓度的大小:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)
(4)中性点:判断酸或碱稍微过量 ①溶液成分:NaA和少量的HA
②微粒浓度的大小:c(Na+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
(5)半过量点:NaA+NaOH(2∶1)
①溶液酸碱性:NaOH溶液过量,溶液显碱性
②微粒浓度的大小:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)
(6)倍过量点:NaA+NaOH(1∶1)
①溶液酸碱性:NaOH溶液过量,溶液显碱性
②微粒浓度大小:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(HA)>c(H+)
3.对数图像的解决办法
(1)破解对数图像的数据 ①运算法则:lgab=lga+lgb、lg=lga-lgb、lg1=0,若K=ambn(K只与温度有关),得lgK=mlga+nlgb。
②运算突破点:如lg=0的点有c(A)=c(B);lgc(D)=0的点有c(D)=1mol·L-1。
③巧用pH与电离平衡常数相互运算:pH=-lgc(H+)中的c(H+)可用含电离平衡常数的表达式换算。
(2)破解对数图像的规律 ①选点:两线的交点、零点等。
②借助图中曲线:用物料守恒或电荷守恒解答。
4.中和滴定中直线图像及分析
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:
(1)滴定原理:H2Y+OH-H2O+HY-、HY-+OH-H2O+Y2-
(2)滴定过程:随着NaOH的加入,c(H+)逐渐减小
①lg=lg=lg逐渐增大
②lg=lg=lg逐渐减小
(3)电离常数:找浓度相等点
①a点:lg=0,c(H2Y)=c(HY-),Ka1==c(H+)=10-1.3
②e点:lg=0,c(HY-)=c(Y2-),Ka2==c(H+)=10-4.3
(4)交点c的特殊性:lg=lg,c(H2Y)=c(Y2-)
(5)酸式盐NaHY的酸碱性:比较Ka2和Kh2的相对大小
①若Ka2>Kh2,说明HY-的电离程度大于HY-的水解程度,溶液呈酸性
②若Ka2<Kh2,说明HY-的电离程度小于HY-的水解程度,溶液呈碱性
③Kh2===10-12.7<Ka2=10-4.3,说明NaHY呈酸性
二、其他曲线
1.电解质稀释图像分析
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸稀释图像
①加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大 ②加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
③无限稀释,溶液的pH无限接近于7 ④稀释过程中,水的电离程度变大
⑤稀释过程中,醋酸的pH变化幅度大
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸稀释图像
①加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大 ②加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
③无限稀释,溶液的pH无限接近于7 ④稀释过程中,水的电离程度变大
⑤稀释过程中,盐酸的pH变化幅度大
2.分布系数图像
分布系数图像是酸碱中和滴定曲线的一种变式,常以pH、分布系数(δ)为横、纵坐标,结合滴定实验数据绘制出关系曲线,这里分布系数(δ)代表组分的平衡浓度占总浓度的比值。
一元弱酸(HA)
二元弱酸(H2A)
δ0代表HA,δ1代表A-
δ0代表H2A,δ1代表HA-,δ2代表A2-
(1)电离常数的计算:找交点(微粒浓度相等点)
①pH=4.76时,c(HA)=c(A-),Ka(HA)==c(H+)=10-4.76
②pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),Ka1(H2A)==10-1.2
③pH=4.1时,c(HA-)=c(A2-),Ka2(H2A)==10-4.1
(2)水解常数的计算
①A-的水解常数:Kh===1×10-9.24
②A2-的水解常数:Kh1===1×10-9.9
③HA-的水解常数:Kh2===1×10-12.8
(3)NaHA溶液
①溶液的酸碱性:溶液呈酸性(Ka2>Kh2)
②微粒浓度大小:c(Na+)>c