内容正文:
考点16 电解质溶液中两类图像分析
【核心考点梳理】
一、分布系数图像
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,分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
举例
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸为例)
三元酸(以H3PO4为例)
弱电解质分布系数图
δ
δ0、δ1分别为CH3COOH、
CH3COO-分布系数
δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2O分布系数、δ2为C2O分布系数
δ0为H3PO4分布系数、δ1为H2PO分布系数、δ2为HPO分布系数、δ3为PO分布系数
含义
当pH<pKa时,主要存在形式是
CH3COOH;当pH>pKa时,主要存在形式是
CH3COO-。
δ0与δ1曲线相交在δ0=δ1=0.5处,此时
c(CH3COOH)
=c(CH3COO-),
即pH=pKa
当溶液的pH=1.2时δ0=δ1,pH=4.2时δ1=δ2;当pH<1.2时,H2C2O4占优势;在1.2<pH<4.2区间,HC2O
占优势;而当pH>4.2时,C2O为主要存在形式
当溶液的pH=2时δ0=δ1,pH=7.1时δ1=δ2,pH=12.2时δ2=δ3;当pH<2时,H3PO4占优势;在2<pH<7.1区间,H2PO占优势;在7.1<pH<12.2区间,HPO占优势;而当
pH>12.2时,
PO为主要存在形式
离子方程式
pH由2到6发生反应的离子方程式:CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O
pH由4到6发生反应的离子方程式:HC2O+
OH-===
C2O+H2O
pH由11到14发生反应的离子方程式:HPO+OH-===PO+H2O
求lgK
K(CH3COOH)
=,
从图可知,
c(CH3COO-)
=c(CH3COOH)
时pH=pK=4.76。
K(CH3COOH)
=c(H+)=10-4.76,lg K(CH3COOH)=-4.76
K2(H2C2O4)=,从图可知,
c(C2O)=
c(HC2O)时pH=4.2,K2=c(H+)=10-4.2,lg K2=-4.2
K3(H3PO4)=,从图可知,
c(HPO)=
c(PO)时pH=12.2,K3=c(H+)
=10-12.2,lg Ka
=-12.2
二、对数图像
1.对数图像的含义
将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取常用对数,即lg c(A)或lg,与溶液中的pH或溶液的体积等关系作出的图像称为对数图像。图像中数据的含义为
①若c(A)=1时,lg c(A)=0。
②若c(A)>1时, lg c(A)取正值且c(A)越大, lg c(A)越大。
③若c(A)<1时, lg c(A)取负值,且c(A)越大, lg c(A)越大,但数值越小。
2.常考对数图像的类型
图像种类
具体类型
含义
变化规律
对数图像
lg
生成物与反应物离子浓度比的常用对数
lg越大,反应向正反应方向进行的程度越大
lg
稀释后与稀释前体积比的常用对数
lg越大,稀释程度越大
AG=
lg
氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数
AG越大,酸性越强,中性时,=1,AG=0
负对数图像
pH=
-lg c(H+)
氢离子浓度的常用对数负值
pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
pC=
-lgc(C)
C离子浓度的常用对数负值
pC越大,c(C)越小
例如,有关沉淀溶解平衡的对数图像分析如下:
对数图像
含义
已知:pM=-lg c(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),p(CO)=-lg c(CO)
横坐标数值越大,c(CO)越小
纵坐标数值越大,c(M)越小
线上方的点为不饱和溶液
线上的点为饱和溶液
线下方的点表示有沉淀生成
线上任意点,坐标数值越大,其对应的离子浓度越小
【核心归纳】对数图像的解题策略
(1)先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像。
(2)再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义,是浓度对数还是比值对数。
(3)抓住图像中特殊点:如pH=7、lg x=0,交叉点。
(4)理清图像中曲线的变化趋势及含义,根据含义判断线上、线下的点所表示的意义。
(5)将图像中数据或曲线的变化与所学知识对接,作出选项的正误判断。
【必备知识基础练】
1.(2023上·河南驻马店·高二遂平县第一高级中学校考期中)常温下,在一定浓度的草酸溶液中滴加一定浓度的NaOH溶液,混合溶液中和与溶液pH的关系如图所示。
下列说法正确的是
A.直线甲代表与溶液pH的关系
B.草酸的电离常数之比:
C.d点溶液中:
D.若滴加NaOH的物质的量等于开始时草酸的物质的