内容正文:
3-1 一元强弱酸碱稀释图像
这类题目通常呈现一元强酸/强碱与弱酸/弱碱在稀释过程中 pH 随体积变化的图像,考查学生:
· 图像识别与分析能力;
· 强弱电解质稀释行为的差异;
· 电离平衡、水的电离、离子浓度变化等核心概念;
· 逻辑推理与图像信息转化能力。
· 考查知识:
· 强弱电解质的电离行为;
· 稀释对 pH 的影响;
· 电离常数 Ka/KbKa/Kb 与离子积 KwKw;
· 中和反应中物质的量关系;
· 水的电离受酸碱影响的变化。
· 考查能力:
· 图像信息提取与对比;
· 逻辑推理判断;
· 概念迁移与应用;
· 定量与定性分析结合。
· 考查方式:
通过图像对比强酸与弱酸(或强碱与弱碱)在稀释过程中 pH 变化趋势,设置判断语句型选择题,要求选出“正确”或“不正确”的选项。
第一步 识别图像类型
· 横坐标:溶液体积或稀释倍数
· 纵坐标:pH
· 通常有两条曲线,分别代表强电解质与弱电解质。
第二步 判断强弱电解质
· 稀释相同倍数,pH 变化大 → 强电解质
· pH 变化小 → 弱电解质(因存在电离平衡,缓冲 pH 变化)
第三步 比较初始浓度与物质的量
· 若初始 pH 相同,弱电解质浓度远大于强电解质。
第四步 分析各点性质
· 离子浓度 → 导电性
· 水的电离程度 → pH 越高(酸中)或越低(碱中),水的电离越强
· KwKw、KaKa、KbKb 只与温度有关
第五步 中和反应判断
· pH 相同 → 弱电解质物质的量大 → 中和所需碱(或酸)多
知识点
说明
强电解质
完全电离,稀释倍数与 pH 变化成比例
弱电解质
部分电离,稀释促进电离,pH 变化缓慢
电离常数 Ka/Kb
只与温度有关,与浓度无关
水的离子积 Kw
只与温度有关,常温下为 1×10−14
水的电离程度
酸/碱浓度越低,水的电离程度越大
中和反应体积比较
pH 相同 → 弱电解质浓度大 → 中和所需体积大
错误类型
说明
误判强弱电解质
忽略“稀释倍数相同,pH 变化大者为强电解质”
混淆浓度与 pH
初始 pH 相同,弱电解质浓度远大于强电解质
忽略温度对 Kw/K的影响
认为 Kw或 Ka 随浓度变化
错误判断水的电离程度
酸性越强,水的电离越被抑制
中和反应体积判断错误
误以为 pH 相同即物质的量相同
【典例】
【审题】
1.(2010·重庆·高考真题)的两种一元酸x和y,体积均为,稀释过程中与溶液体积的关系如图所示。分别滴加溶液()至,消耗溶液的体积为、,则
A.x为弱酸, B.x为强酸,
C.y为弱酸, D.y为强酸,
【答案】C
【解析】根据稀释相同倍数酸x、y的pH变化,判断强酸、弱酸,pH相等的强酸和弱酸与碱反应,反应中弱酸还继续电离,弱酸消耗碱的量大。从图象看,稀释10倍,x的pH值变化1, y的pH值变化小于1,说明x为强酸,y为弱酸;pH相等的强酸和弱酸与碱反应,强酸的物质的量小于弱酸的物质的量,反应中弱酸还会继续电离,故弱酸消耗碱的量大,即Vx<Vy,答案选C。
· 读图判断强弱酸
稀释 10 倍(从 100 mL → 1000 mL):
x:pH 从 2 → 3(变化 1)→ 强酸
y:pH 从 2 → 小于 3(变化小于 1)→ 弱酸
· 理解中和至 pH = 7 的含义
强酸:完全中和至中性,所需 NaOH 由初始 H⁺ 物质的量决定
弱酸:初始 H⁺ 少,但中和过程中继续电离,需更多 NaOH
· 比较 Vx与 Vy
初始 pH 相同 ⇒ 初始 [H+] 相同
但弱酸 y 的总酸浓度远大于 x
故 Vy>Vx
· 对应选项
x 为强酸,y 为弱酸,且 Vx<VyVx<Vy → 对应 C 选项
1.(2019·天津·高考真题)某温度下,和的电离常数分别为和。将和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线Ⅰ代表溶液
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中、分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与恰好中和后,溶液中相同
【答案】C
【解析】A.由图可知,稀释相同的倍数,Ⅱ的变化大,则Ⅱ的酸性比I的酸性强,Ⅱ代表HNO2,I代表CH3COOH,故A错误;B.酸抑制水电离,b点pH小,酸性强,对水电离抑制程度大,故B错误;C.Ⅱ代表HNO2,c(HNO2)c(OH-)/c(NO2-)=c(H+)·c(HNO2)c(OH-)/[c(H+)·c(NO2-)]=kw/k(HNO2),kw为水的离子积常数,k(HNO2)为HNO2的电离常数,这些常数只与温度有关,温度不变,则不变,故C正确;D.体积和pH均相同的HNO2和CH3COOH溶液,c(CH3COOH)>c(HNO2),分别滴加同浓度的NaOH溶液至恰好中和,CH3COOH消耗的氢氧化钠溶液体积多,HNO2消耗的NaOH少,故D错误;故选C。
2.(2009·山东·高考真题)某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A.Ⅱ为盐酸稀释时pH值变化曲线 B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C.a点Kw的数值比c点Kw的数值大 D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
【答案】B
【解析】A.醋酸在稀释时会继续电离,则在稀释相同体积的过程中醋酸中的H+大、pH小,A项错误;B.b点溶液的离子浓度比c点溶液的离子浓度大,b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强,B项正确;C.温度一定,任何稀的水溶液中的Kw都是一定值, C项错误;D.由于醋酸是弱酸,要使稀释前盐酸和醋酸溶液pH值相同,则醋酸的浓度比盐酸大得多,稀释相同倍数后,前者仍大于后者,D项错误。故选B。
3.(23-24高三上·北京·阶段练习)某温度下,将pH和体积均相同的HCl和溶液分别加水稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线Ⅱ代表HCl的稀释过程 B.溶液中水的电离程度:b点<c点
C.从b点到d点,溶液中所有离子浓度均下降 D.该温度下,b点的数值比e点大
【答案】B
【解析】A.HCl是强酸,CH3COOH是弱酸,强酸稀释pH变化大,曲线I代表HCl的稀释过程,A错误;B.酸对水的电离起到抑制作用,酸性越强抑制程度越大,b点pH值小,酸性强,对水的抑制程度大,水电离程度小,溶液中水的电离程度:b点<c点,B正确;C.从b点到d点,pH增大,氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,溶液中所有离子浓度均下降错误,C错误;D.只与温度有关,温度不变不变,D错误;答案选B。
4.(2019高三·全国·专题练习)的两种一元碱溶液X、Y各,分别稀释至,其pH与溶液体积的关系图所示,下列说法不正确的是( )
A.若X、Y都是弱碱,则
B.等浓度的X、Y溶液的碱性:
C.稀释至时两种碱的物质的量浓度:
D.完全中和等体积相同pH的X、Y两溶液时,消耗同浓度盐酸的体积
【答案】C
【解析】A.由图可知,开始的pH相同,若X、Y都是弱碱,则10mL的弱碱加水稀释到1000mL,pH会在原来基础上减一个小于2的值,则,故A正确;B.由图可知,开始的pH相同,两种碱溶液稀释后pH不同,X变化的大,所以碱性:X>Y,故B正确;C.由图可知,开始的pH相同,溶质浓度Y大于X,稀释至时两种碱的物质的量浓度:,故C错误;D.的X、Y两种碱溶液,溶质浓度Y大于X,完全中和pH相同的X、Y两溶液时,若两溶液等体积,则消耗同浓度盐酸的体积,故D正确;故选C。
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3-1 一元强弱酸碱稀释图像
这类题目通常呈现一元强酸/强碱与弱酸/弱碱在稀释过程中 pH 随体积变化的图像,考查学生:
· 图像识别与分析能力;
· 强弱电解质稀释行为的差异;
· 电离平衡、水的电离、离子浓度变化等核心概念;
· 逻辑推理与图像信息转化能力。
· 考查知识:
· 强弱电解质的电离行为;
· 稀释对 pH 的影响;
· 电离常数 Ka/KbKa/Kb 与离子积 KwKw;
· 中和反应中物质的量关系;
· 水的电离受酸碱影响的变化。
· 考查能力:
· 图像信息提取与对比;
· 逻辑推理判断;
· 概念迁移与应用;
· 定量与定性分析结合。
· 考查方式:
通过图像对比强酸与弱酸(或强碱与弱碱)在稀释过程中 pH 变化趋势,设置判断语句型选择题,要求选出“正确”或“不正确”的选项。
第一步 识别图像类型
· 横坐标:溶液体积或稀释倍数
· 纵坐标:pH
· 通常有两条曲线,分别代表强电解质与弱电解质。
第二步 判断强弱电解质
· 稀释相同倍数,pH 变化大 → 强电解质
· pH 变化小 → 弱电解质(因存在电离平衡,缓冲 pH 变化)
第三步 比较初始浓度与物质的量
· 若初始 pH 相同,弱电解质浓度远大于强电解质。
第四步 分析各点性质
· 离子浓度 → 导电性
· 水的电离程度 → pH 越高(酸中)或越低(碱中),水的电离越强
· KwKw、KaKa、KbKb 只与温度有关
第五步 中和反应判断
· pH 相同 → 弱电解质物质的量大 → 中和所需碱(或酸)多
知识点
说明
强电解质
完全电离,稀释倍数与 pH 变化成比例
弱电解质
部分电离,稀释促进电离,pH 变化缓慢
电离常数 Ka/Kb
只与温度有关,与浓度无关
水的离子积 Kw
只与温度有关,常温下为 1×10−14
水的电离程度
酸/碱浓度越低,水的电离程度越大
中和反应体积比较
pH 相同 → 弱电解质浓度大 → 中和所需体积大
错误类型
说明
误判强弱电解质
忽略“稀释倍数相同,pH 变化大者为强电解质”
混淆浓度与 pH
初始 pH 相同,弱电解质浓度远大于强电解质
忽略温度对 Kw/K的影响
认为 Kw或 Ka 随浓度变化
错误判断水的电离程度
酸性越强,水的电离越被抑制
中和反应体积判断错误
误以为 pH 相同即物质的量相同
【典例】
【审题】
1.(2010·重庆·高考真题)的两种一元酸x和y,体积均为,稀释过程中与溶液体积的关系如图所示。分别滴加溶液()至,消耗溶液的体积为、,则
A.x为弱酸, B.x为强酸,
C.y为弱酸, D.y为强酸,
· 读图判断强弱酸
稀释 10 倍(从 100 mL → 1000 mL):
x:pH 从 2 → 3(变化 1)→ 强酸
y:pH 从 2 → 小于 3(变化小于 1)→ 弱酸
· 理解中和至 pH = 7 的含义
强酸:完全中和至中性,所需 NaOH 由初始 H⁺ 物质的量决定
弱酸:初始 H⁺ 少,但中和过程中继续电离,需更多 NaOH
· 比较 Vx与 Vy
初始 pH 相同 ⇒ 初始 [H+] 相同
但弱酸 y 的总酸浓度远大于 x
故 Vy>Vx
· 对应选项
x 为强酸,y 为弱酸,且 Vx<VyVx<Vy → 对应 C 选项
1.(2019·天津·高考真题)某温度下,和的电离常数分别为和。将和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线Ⅰ代表溶液
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中、分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与恰好中和后,溶液中相同
2.(2009·山东·高考真题)某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A.Ⅱ为盐酸稀释时pH值变化曲线 B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C.a点Kw的数值比c点Kw的数值大 D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
3.(23-24高三上·北京·阶段练习)某温度下,将pH和体积均相同的HCl和溶液分别加水稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线Ⅱ代表HCl的稀释过程 B.溶液中水的电离程度:b点<c点
C.从b点到d点,溶液中所有离子浓度均下降 D.该温度下,b点的数值比e点大
4.(2019高三·全国·专题练习)的两种一元碱溶液X、Y各,分别稀释至,其pH与溶液体积的关系图所示,下列说法不正确的是( )
A.若X、Y都是弱碱,则
B.等浓度的X、Y溶液的碱性:
C.稀释至时两种碱的物质的量浓度:
D.完全中和等体积相同pH的X、Y两溶液时,消耗同浓度盐酸的体积
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