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热点强化23 多曲线、多含义坐标系图像分析
解答复杂图像题应注意的几个要点
(1)复杂图像五看:一看面(坐标),二看线(变化趋势),三看点(起点、交点、终点),四看辅助线,五看量(数字计算)。如坐标表示的有c(M)、α(M)、lg c(M)、lg 、pM、lg 等,不同符号表示的意义不同。
(2)pH:可以得出c(H+);通过比较溶质的物质的量浓度可判断是强电解质或弱电解质。
(3)交点:相交的两种物质的某量相等,常进行相互代换用于计算。
(4)pH=7:常温下表示溶液显中性,此时,c(H+)=c(OH-),在等式中常进行抵消。
(5)数据与浓度符号的转化:在坐标图中,标明了某种物质的量,一般要用标明的量进行分析。
(6)守恒:元素守恒,电荷守恒,质子守恒。
1.(2022·浙江1月选考,23)某同学在两个相同的特制容器中分别加入20 mL 0.4 mol·L-1 Na2CO3溶液和40 mL 0.2 mol·L-1 NaHCO3溶液,再分别用0.4 mol·L-1盐酸滴定,利用pH计和压力传感器检测,得到如下曲线:
下列说法正确的是( )
A.图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸
B.当滴加盐酸的体积为V1 mL时(a点、b点),所发生的反应用离子方程式表示为:HCO+H+===CO2↑+H2O
C.根据pH-V(HCl)图,滴定分析时,c点可用酚酞、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
D.Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(CO)=c(OH-)-c(H+)
答案 C
解析 碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠,故碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠,碳酸钠与盐酸反应先生成碳酸氢钠,再产生二氧化碳气体,故图中甲、丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,A错误;当滴加盐酸的体积为V1 mL时(a点、b点),从图像可以看出,b点尚未放出CO2,离子方程式表示为HCO+H+===H2CO3,B错误;根据pH-V(HCl)图,滴定分析时,c点的pH在9左右,符合酚酞的指示范围,故可用酚酞作指示剂;d点的pH在4左右,符合甲基橙的指示范围,故可用甲基橙作指示剂,C正确;根据质子守恒,Na2CO3中存在c(OH-)-c(H+)=2c(H2CO3)+c(HCO), NaHCO3溶液中满足c(H2CO3)-c(CO)=c(OH-)-c(H+),D错误。
2.(2020·山东,15改编)25 ℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1,lg c(CH3COOH)、lg c(CH3COO-)、lg c(H+)和lg c(OH-)随pH变化的关系如下图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是( )
A.O点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
B.N点时,pH=lg Ka
C.该体系中,c(CH3COOH)= mol·L-1
D.pH由7到14的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终增大
答案 C
解析 随着溶液碱性的增强,c(CH3COOH)减小,c(CH3COO-)增大,故MN线表示lg c(CH3COO-),NP线表示lg c(CH3COOH),MO线表示lg c(H+),OP线表示lg c(OH-)。O点时,c(H+)=c(OH-),A项错误;N点时,lg c(CH3COOH)与lg c(CH3COO-)相等,Ka=,pH=-lg Ka,B项错误;由CH3COOH的电离平衡常数推导可知Ka==c(H+)·,故c(CH3COOH)= mol·L-1,C项正确;溶液pH增大,碱性增强,CH3COO-的水解程度减小,D项错误。
3.(2020·全国卷Ⅰ,13)以酚酞为指示剂,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。[比如A2-的分布系数:δ(A2-)=]
下列叙述正确的是( )
A.曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA-)
B.H2A溶液的浓度为0.200 0 mol·L-1
C.HA-的电离常数Ka=1.0×10-2
D.滴定终点时,溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)
答案 C
解析 根据图像可知,滴定终点消耗NaOH溶液40 mL,H2A是二元酸,可知酸的浓度是0.100 0 mol·L-1,B项错误;起点溶液pH=1.0,c(H+)=0.100 0 mol·L-1,可知H2A第一步电离是完全的,溶液中没有H2A,所以曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),A项错误;由图可知,当δ(A2-)=δ(HA-)时,pH=2.0,c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1,Ka(HA-)==1.0×10-2,C项正确;滴定终点时,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),以酚酞为指示剂,说明滴定终点时溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),所以c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-),D项错误。
4.(2022·福建,10)氨氮是水体污染物的主要成分之一,工业上可用次氯酸盐作处理剂,有关反应可表示为:
①2NH3+3ClO-===N2↑+3Cl-+3H2O
②NH3+4ClO-+OH-===NO+4Cl-+2H2O
在一定条件下模拟处理氨氮废水:将1 L 0.006 mol·L-1的氨水分别和不同量的NaClO混合,测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与NaClO投入量(用x表示)的关系如下图所示。下列说法正确的是( )
A.x1的数值为0.009
B.x>x1时,c(Cl-)=4c(NO)
C.x>x1时,x越大,生成N2的量越少
D.x=x1时,c(Na+)+c(H+)+c(NH)=c(Cl-)+c(OH-)+c(ClO-)
答案 C
解析 x1时,氨的去除率为100%、总氮残余率为5%,n(NH3)=0.006 mol·L-1×1 L=0.006 mol,95%的氨气参与反应①,5%的氨气参与反应②,反应①消耗n1(ClO-)=×3=0.008 55 mol,反应②消耗n2(ClO-)=4×0.006 mol×5%=0.001 2 mol,x1=0.008 55 mol+0.001 2 mol=0.009 75 mol,A错误;x>x1时,反应①也生成氯离子,所以c(Cl-)>4c(NO),B错误;x>x1时,氨去除率不变,x越大,总氮残余率越大,说明生成的硝酸根离子越多,生成N2的量越少,C正确;x=x1时,氨的去除率为100%,溶液中没有NH和ClO-,含有Na+、H+、NO、Cl-和OH-,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(NO),D错误。
5.(2021·辽宁,15)用0.100 0 mol·L-1盐酸滴定20.00 mL Na2A溶液,溶液中H2A、HA-、A2-的分布分数δ随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是[如A2-分布分数:δ(A2-)=]( )
A.H2A的Ka1为10-10.25
B.c点:c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
C.第一次突变,可选酚酞作指示剂
D.c(Na2A)=0.200 0 mol·L-1
答案 C
解析
H2A的Ka1=,根据上图交点1计算可知Ka1=10-6.38,A错误;根据图像可知c点c(HA-)>c(H2A)>c(A2-),B错误;根据图像可知第一次滴定突变溶液呈碱性,所以可以选择酚酞作指示剂,C正确;根据图像e点可知,当加入盐酸40 mL时,全部生成H2A,根据Na2A+2HCl===2NaCl+H2A计算可知c(Na2A)=0.100 0 mol·L-1,D错误。
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