内容正文:
专题精准强化15 “突跃曲线”的分析应用
1.室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
解析:C [A项,根据图像知,在未滴加NaOH溶液时,0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液的pH均大于1,说明三种酸均为弱酸,且HA的pH最小、酸性最强,HD的pH最大、酸性最弱,因酸性越强,电离常数越大,故KHA>KHB>KHD,正确;B项,滴定至P点时,溶液中未反应的HB与生成的NaB的浓度相等,且溶液呈酸性,说明HB的电离程度大于B-的水解程度,故c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-),正确;C项,pH=7时,三种阴离子的浓度分别等于c(Na+),然而三种溶液中阴离子水解程度不同,加入的NaOH溶液的体积不同,故三种阴离子的浓度也不同,错误;D项,根据质子守恒即可得出,三种溶液混合后溶液的质子守恒关系:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),正确。]
2.(2023·广州第二中学高三模拟)
常温下,在20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 NH3·H2O溶液中逐滴滴加0.100 0 mol·L-1 HCl溶液,溶液pH随滴入HCl溶液体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.①点溶液:c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
B.②点溶液:c(NH)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+)
C.①②③三点所示的溶液中水的电离程度:②>③>①
D.滴定过程中不可能出现:c(NH3·H2O)>c(NH)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)
解析:B [①点时加入HCl溶液10 mL,得到等物质的量浓度的NH3·H2O、NH4Cl的混合液,溶液呈碱性,c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),故A错误;②点时溶液呈中性,根据电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),则c(NH)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+),故B正确;③点时酸碱恰好反应,生成氯化铵,氯化铵水解使溶液呈酸性,促进水的电离,①②两点有碱剩余,抑制水的电离,①②③三点所示的溶液中水的电离程度:③>②>①,故C错误;开始滴加盐酸时,能出现c(NH3·H2O)>c(NH)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),故D错误。]
3.(2024·福建漳州高三质检)常温下,用0.10 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.两种一元弱酸的电离常数:Ka(CH3COOH)<Ka(HCN)
B.溶液中水的电离程度:③>②>①
C.pH=7时,c(CH3COO-)=c(CN-)
D.滴定时均可选用甲基橙作指示剂,指示滴定终点
解析:B [同浓度的酸溶液,电离平衡常数越大,溶液酸性越强,起始时CH3COOH溶液的pH较小,CH3COOH酸性较强,则室温下,电离平衡常数:Ka(CH3COOH)>Ka(HCN),A错误;由图可知,①对应溶液显酸性,以CH3COOH的电离为主,此时抑制水的电离,②对应溶液呈中性,对水的电离几乎无影响,③对应溶液中溶质为CH3COONa,CH3COO-水解促进水的电离,故溶液中水的电离程度:③>②>①,B正确;根据电荷守恒可知,溶液中分别有:c(CN-)+c(OH-)=c1(Na+)+c(H+),c(CH3COO-)+c(OH-)=c2(Na+)+c(H+),pH=7时,则有c(CN-)=c1(Na+),c(CH3COO-)=c2(Na+),由图可知,c2(Na+)>c1(Na+),即c(CH3COO-)>c(CN-),C错误;由图可知,滴定终点溶液均显碱性,故滴定时均应选酚酞作指示剂,不能选用甲基橙作指示剂指示滴定终点,D错误。]
4.(2024·广州六校高三联考)电位滴定是根据滴定过程中电极电位的变化来确定滴定终点的一种分析方法。在化学计量点附近,被测离子浓度发生突跃,电极电位也发生突跃,进而确定滴定终点。常温下利用盐酸滴定某溶液中Na2CO3的含量,其电位滴定曲线与pH曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.该滴定过程需要酚酞和甲基橙两种指示剂
B.a点溶液中存在:c(H+)=c(OH-)+c(CO)+c(HCO)-c(H2CO3)
C.水电离出的c水(H+):a点<b点
D.b点溶液中:>
解析:D [因为是电位滴定,根据指示电极电位的突跃位置可以确定滴定终点,无需任何指示剂,A错误;分析可知,a点溶液的溶质为NaHCO3和NaCl,根据元素守恒c(Na+)=c(Cl-)+c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-)+c(OH-),两式联立可得c(H+)=c(OH-)+c(CO)-c(H2CO3),B错误;a点溶液的溶质为NaHCO3和NaCl,NaHCO3水解促进水的电离,b点溶液的溶质为H2CO3和NaCl,H2CO3抑制水的电离,水电离出的c水(H+):a点>b点,C错误;b点溶液中:H2CO3溶液中存在电离平衡,Ka1=,Ka2=,且Ka1>Ka2,则>,D正确。]
5.(2020·浙江卷)室温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸中滴加0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg 5=0.7。下列说法不正确的是( )
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
解析:C [A.NaOH与盐酸恰好完全反应时溶液中的溶质为NaCl,呈中性,室温下pH=7,正确;B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差,B正确;C.甲基橙的变色范围在pH突变范围外,误差更大,错误;D.V(NaOH)=30.00 mL时,溶液中的溶质为氯化钠和氢氧化钠,且c(NaOH)==0.02 mol/L,即溶液中c(OH-)=0.02 mol·L-1,则c(H+)=5×10-13 mol/L,pH=-lg c(H+)=12.3,正确;故答案为C。]
6.(2018·浙江卷)常温下,分别取浓度不同、体积均为20.00 mL的3种HCl溶液,分别滴入浓度为1.000 mol·L-1,0.100 0 mol·L-1和0.010 00 mol·L-1的NaOH溶液,测得3个反应体系的pH随V(NaOH)的变化的曲线如图,在V(NaOH)=20.00 mL前后出现突跃。下列说法不正确的是( )
A.3种HCl溶液的c(HCl):最大的是最小的100倍
B.曲线a、b、c对应的c(NaOH):a>b>c
C.当V(NaOH)=20.00 mL时,3个体系中均满足:c(Na+)=c(Cl-)
D.当V(NaOH)相同时,pH突跃最大的体系中的c(H+)最大
解析:D [A.由图可知,c(HCl)分别为1.000 mol/L,0.100 mol/L和0.010 00 mol/L,故最大的是最小的100倍,选项A正确;B.加入多于20 mL的氢氧化钠溶液时,溶液pH最高的为氢氧化钠浓度最高的图像,即a对应的c(NaOH)最大,以此类推,选项B正确;C.当V(NaOH)=20.00 mL时,都恰好完全反应,溶液呈中性c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-),选项C正确;D.当V(NaOH)相同时,三者都恰好完全反应,所得混合溶液体系中c(H+)应该是相同的,选项D不正确。]
7.(2024·高三上河南开封期末)常温下,用0.2 mol/L盐酸滴定25.00 mL 0.2 mol/L NH3·H2O溶液,所得溶液pH、NH和NH3·H2O的分布分数δ[平衡时某含氮微粒的浓度占含氮微粒总浓度的分数,如NH的分布分数δ(NH)=]与滴加盐酸体积的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.曲线a代表δ(NH)
B.M点加入盐酸体积为12.5 mL
C.NH3·H2O的电离常数的数量级为10-5
D.应选甲基橙作为指示剂,滴定终点溶液由黄色变为橙色
解析:B [随着V(HCl)的增大,溶液中c(NH3·H2O)减小,c(NH)增大,则溶液中δ(NH3·H2O)减小,δ(NH)增大,根据图知,曲线a代表δ(NH),曲线c代表δ(NH3·H2O),曲线b代表滴定过程中pH的变化。根据分析知,曲线a代表δ(NH),曲线c代表δ(NH3·H2O),故A正确;当加入盐酸体积为12.5 mL时,溶液中溶质为等浓度的NH4Cl和NH3·H2O,NH3·H2O的电离常数表达式为Kb(NH3·H2O)=,M点时c(NH)=c(NH3·H2O),pH=9.26,则Kb(NH3·H2O)=c(OH-)==10-4.74,Kh(NH)==10-9.26,即NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,因此c(NH)>c(NH3·H2O),而M点时,c(NH)=c(NH3·H2O),所以M点加入盐酸体积小于12.5 mL,故B错误;由B项分析可知,Kb(NH3·H2O)=10-4.74,其数量级为10-5,故C正确;滴定终点时,所得溶液溶质为NH4Cl,NH水解呈酸性,为了减小实验误差,应选突变范围在酸性范围的甲基橙作为指示剂,滴定终点溶液由黄色变为橙色,故D正确。]
8.(2024·广东江门三模)亚磷酸(H3PO3)常温下电离平衡常数Ka1=10-1.4,Ka2=10-6.7。常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1 Na2HPO3溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,利用电位滴定法(在化学计量点附近,指示电极电位发生突跃)得到电极电位U和溶液pH随盐酸体积变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.滴定过程需要加入酚酞做指示剂
B.水的电离程度:a<b<c
C.b点对应的溶液中:c(Cl-)>c(H2PO)>c(PO)>c(H3PO3)
D.c点溶液中存在c(H2PO)+2c(HPO)=c(H+)
解析:A [根据电离平衡常数Ka1,计算出Na2HPO3的水解常数Kh===10-12.6<10-6.7,则H2PO的电离程度大于其水解程度;因为是利用强酸滴定弱碱,根据酚酞变色的pH范围是8.0~10.0,可以选择酚酞作指示剂,故A正确;a点时,溶液溶质是Na2HPO3,以水解为主,故a点水解程度最大,b点为第一个计量点,反应为HCl+Na2HPO3===NaCl+NaH2PO3,b点溶质为等物质的量的NaCl、Na2HPO3,根据H2PO可以电离出H+,水的电离会受到抑制。c点的反应为HCl+NaH2PO3===NaCl+H3PO3,溶液酸性为最强,所以对水的电离抑制最大,故B错误;b点对应的溶液中,溶质为等物质的量的NaCl、NaH2PO3,因为Cl-不水解,而H2PO会水解,则Cl->H2PO,同时根据分析可知,H2PO的电离程度大于水解程度,则HPO>H3PO3,而Na2HPO3是二元弱酸,溶液中不存在PO,所以判断结果应该是:Cl->H2PO>HPO>H3PO3,故C错误;D.c点溶液中,存在等物质的量的NaCl和H3PO3,根据元素守恒,c(Na+)=c(Cl-),H3PO3溶液中电荷守恒关系为c(H+)=c(OH-)+c(H2PO)+2c(HPO),故D错误。]
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