第3章 第一至三节提升课 第2课时 中和反应过程的曲线分析(配套教参Word)-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记(人教版 浙江专版)
2026-08-14
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山东金榜苑文化传媒有限责任公司
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| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 电离平衡,第二节 水的电离和溶液的pH,第三节 盐类的水解 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 850 KB |
| 发布时间 | 2026-08-14 |
| 更新时间 | 2026-08-14 |
| 作者 | 山东金榜苑文化传媒有限责任公司 |
| 品牌系列 | 步步高·学习笔记 |
| 审核时间 | 2026-08-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59209939.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦中和反应过程的曲线分析核心知识点,系统梳理滴定曲线“五点”(起点、反应一半点、中性点、恰好完全反应点、过量点)分析方法,延伸至分布系数曲线中微粒浓度分数与pH的关系,再到对数曲线中浓度对数与pH的关联,构建从定性到定量的分析支架。
该资料以“抓五点”“三看”等结构化思维模式为特色,通过守恒思想(如电荷守恒、元素守恒)和平衡观念(电离、水解平衡)分析微粒浓度关系,培养科学思维。例题解析结合具体曲线实例,课时对点练覆盖不同曲线类型,课中辅助教师高效授课,课后助力学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
第2课时 中和反应过程的曲线分析
[核心素养发展目标] 1.了解常考中和反应的曲线形式,掌握特殊点法分析曲线的思维模式。2.能用守恒思想、平衡观念分析酸碱的用量与溶液中微粒存在形式及浓度的关系。
一、滴定曲线的分析
1.抓“五点”破解中和滴定图像
以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HA溶液为例,其滴定曲线如图。
关键点
粒子浓度关系
起点(点①)
起点为HA的单一溶液,0.100 0 mol·L-1 HA的pH>1,说明是弱酸,c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)
反应一半点(点②)
两者反应生成等物质的量的HA和NaA的混合液,此时溶液pH<7,说明HA的电离程度大于A-的水解程度,c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
中性点(点③)
此时溶液pH=7,溶液呈中性,酸没有完全反应,c(A-)=c(Na+)> c(HA)>c(H+)=c(OH-)
恰好完全反应点(点④)
此时两者恰好完全反应生成NaA,为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
过量点(点⑤)
此时NaOH过量或者远远过量,溶液显碱性,可能出现c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),也可能出现c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
在上述过程中,点④代表的溶液中水的电离程度最大
2.利用中和滴定曲线分析粒子浓度思路
三看:一看谁滴定谁,二看坐标,三看特殊点(起点、恰好反应点和中性点)。
1.已知常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1HA溶液中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,所得滴定曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.HA为一元弱酸,其电离平衡常数的数量级为10-5
B.b点溶液中:c(A-)+2c(H+)=2c(OH-)+c(HA)
C.c点溶液中:c(Na+)=c(A-)+c(HA)
D.若d点溶液的pH=8.4,则水电离出的c(H+)=10-8.4 mol·L-1
答案 A
解析 a点的pH=3,则c(H+)=c(A-)=10-3 mol·L-1,而此时HA溶液的浓度是0.1 mol·L-1,c(H+)<c(HA),说明HA为一元弱酸,其电离平衡常数Ka===10-5,故弱酸HA电离平衡常数的数量级为10-5,A正确;b点滴入10 mL NaOH溶液,体积是酸的一半,二者的浓度相同,说明有一半HA反应,故该点为等物质的量浓度的NaA和HA的混合溶液,由元素守恒知,2c(Na+)=c(A-)+c(HA);由电荷守恒知,c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),据此得到各微粒物质的量浓度的关系:c(A-)+2c(OH-)=c(HA)+2c(H+),B错误;c点溶液恰好呈中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故存在:c(A-)=c(Na+),C错误;d点时,滴入20 mL的NaOH溶液,HA与NaOH恰好反应,得到NaA溶液,因该盐是强碱弱酸盐,A-水解使溶液呈碱性,促进水的电离,若d点的pH=8.4,溶液中c(H+)=10-8.4 mol·L-1,c(OH-)= mol·L-1=10-5.6 mol·L-1,则水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-5.6 mol·L-1,D错误。
2.常温下,用0.10 mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1 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.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)<c(CN-)
B.点③和点④所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
C.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
D.点②和点③所示溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
答案 C
解析 A项,点①的溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+c(CN-)=c(Na+)+c(H+),且c(OH-)>c(H+),点②溶液中的电荷守恒为c(OH-)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+),且c(OH-)<c(H+),点①和点②所示溶液中中钠离子浓度相同,所以c(CH3COO-)>c(CN-),错误;B项,点③溶液pH=7,则c(OH-)=c(H+),则点③溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),错误;C项,点①所示的溶液中存在元素守恒:c(HCN)+c(CN-) =2c(Na+),点②所示的溶液中存在元素守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+),点①和点②所示溶液中钠离子浓度相同,则c(HCN)+c(CN-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),即c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH),正确。
3.NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,得到的溶液的pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示(滴加过程中无气体逸出)。下列说法正确的是( )
A.a点溶液中:c(N)+c(NH3·H2O)=c(S)+c(OH-)
B.b点溶液中:2c(S)=c(N)+c(Na+)
C.c点溶液中:c(S)>c(Na+)>c(OH-)>c(N)
D.a、b、c、d四个点中,b点水的电离程度最大
答案 B
解析 分析图中曲线,在a点,NaOH与NH4HSO4等物质的量发生反应,生成Na2SO4、(NH4)2SO4和水;在b、c点,溶液均为Na2SO4、(NH4)2SO4、一水合氨的混合溶液;在d点,反应后的溶液为等物质的量的Na2SO4和一水合氨的混合溶液。由分析知,a点为等物质的量浓度的Na2SO4和(NH4)2SO4,依据元素守恒,溶液中:c(N)+c(NH3·H2O)=c(S),A不正确;b点溶液中,依据电荷守恒:2c(S)+c(OH-) =c(N)+c(Na+)+c(H+),溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),所以2c(S)=c(N)+c(Na+),B正确;c点溶液中c(Na+)最大,离子浓度关系为c(Na+)>c(S)>c(N)>c(OH-),C不正确;a、b、c、d四个点中,a点恰好消耗完H+,溶液中只有(NH4)2SO4和Na2SO4,b、c、d三点溶液中均含有NH3·H2O,(NH4)2SO4促进水的电离,NH3·H2O抑制水的电离,所以a点水的电离程度最大,D不正确。
二、分布系数曲线及应用
1.认识分布系数(以CH3COOH为例)
CH3COOH H++CH3COO-,当体系处于平衡状态时,各种形式微粒的浓度即为平衡浓度,各种存在形式微粒的平衡浓度之和称为总浓度。某一存在形式微粒的平衡浓度占总浓度的分数,即为该存在形式微粒的分布系数,以δ表示。
δ(CH3COOH)==;
δ(CH3COO-)==。
2.一元弱酸的分布系数图(以CH3COOH为例)
当δ(CH3COOH)=δ(CH3COO-)时,即=,Ka=c(H+)=10-4.76(图像中交点)。
3.二元弱酸的分布系数图(以H2C2O4为例)
H2C2O4两步电离平衡:H2C2O4H++HC2、HC2H++C2
分布系数图像如下
(1)δ0为H2C2O4的分布系数,δ1为HC2的分布系数,δ2为C2的分布系数。
(2)A点的pH=1.2,此时c(H2C2O4)=c(HC2),Ka1(H2C2O4)==c(H+)=10-1.2。
(3)C点的pH=4.2,此时c(C2)=c(HC2),Ka2(H2C2O4)==c(H+)=10-4.2。
(4)B点对应的H2C2O4与C2的分布系数相等,则c(H2C2O4)=c(C2)。
1.以酚酞为指示剂,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定pH=4的未知浓度H2A溶液。溶液中pH、分布系数δ变化关系如图所示。
[已知:A2-的分布系数δ(A2-)=,10-1.7≈0.02]
下列叙述不正确的是( )
A.曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA-)
B.H2A溶液的浓度约为0.020 00 mol·L-1
C.NaHA溶液显碱性
D.a点溶液中:c(Na+)>2c(A2-)+c(H2A)
答案 D
解析 根据图示,H2AH++HA-、HA-H++A2-,酸性较强时,H2A为主要组分,所以曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA-),曲线③代表δ(A2-),选项A正确;由H2AH++HA-,Ka1==10-6.3,则c(H+)≈=10-4 mol·L-1,c(H2A)=10-1.7 mol·L-1≈0.020 00 mol·L-1,选项B正确;Ka2(H2A)==10-10.3,NaHA溶液中HA-的水解平衡常数Kh2==10-7.7>10-10.3,NaHA溶液显碱性,选项C正确;a点溶液中有电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),又a点溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),且c(HA-)=c(H2A),所以c(Na+)<2c(A2-)+c(H2A),选项D错误。
2.常温下,将体积为V1的0.100 0 mol·L-1HCl溶液逐滴加入体积为V2的0.100 0 mol·L-1 Na2CO3溶液中,溶液中H2CO3、HC、C所占的物质的量分数(α)随pH的变化曲线如图。下列说法不正确的是( )
A.在pH=10.3时,溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-)+c(Cl-)
B.在pH=8.3时,溶液中:0.100 0 mol·L-1>c(HC)+c(C)+c(H2CO3)
C.在pH=6.3时,溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(HC)>c(H+)>c(OH-)
D.V1∶V2=1∶2时,溶液中:c(OH-)>c(HC)>c(C)>c(H+)
答案 D
解析 A项,任何溶液中均存在电荷守恒,则在pH=10.3时,溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(HC)+2c(C) +c(OH-)+c(Cl-),正确;B项,由图可知,在pH=8.3时,该溶液为NaHCO3和NaCl的混合溶液,根据元素守恒可得c(HC)+c(C)+c(H2CO3)<0.100 0 mol·L-1,正确;C项,在pH=6.3时,溶液中存在NaHCO3、NaCl和H2CO3,且c(HC)=c(H2CO3),该溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),根据化学反应:Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl===NaCl+H2CO3,所以离子浓度大小关系为c(Na+)>c(Cl-)> c(HC)>c(H+)>c(OH-),正确;D项,V1∶V2=1∶2时,混合后的溶液是等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3、NaCl的混合溶液,Na2CO3和NaHCO3是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,C的水解程度大于HC的水解程度,则溶液中c(HC)>c(C),由于水解程度是微弱的,所以溶液中c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+),错误。
3.已知联氨(N2H4)为二元弱碱,常温下将盐酸滴加到联氨(N2H4)的水溶液中,混合溶液中微粒的物质的量分数δ(X)随-lg c(OH-)变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.反应N2+N2H42N2的pK=-0.9(已知pK=-lg K)
B.N2H5Cl溶液中存在:c(Cl-)+c(OH-)=c(N2)+2c(N2)+c(H+)
C.N2H5Cl溶液中:c(H+)>c(OH-)
D.Kb1(N2H4)=10-6.0
答案 A
解析 由N2H4+H2ON2+OH-可得Kb1(N2H4)==10-6.0,又由N2+H2ON2+OH-可得,Kb2(N2H4)==10-15.0,而反应N2+N2H42N2的K====109.0,所以pK=-9.0,A项错误、D项正确;N2H5Cl溶液中存在电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(N2)+2c(N2)+c(H+),B项正确;N2H5Cl溶液因N2水解呈酸性,所以c(H+)>c(OH-),C项正确。
三、对数曲线及应用
1.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得到的粒子浓度对数图像。
2.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)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。
(4)抓住图像中特殊点:如lg =0的点有c(A)=c(B);lg c(D)=0的点有c(D)=1 mol·L-1。
(5)将图像中数据或曲线的变化与所学知识对接,得出题目的正确答案。
1.常温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg随pH的变化关系如图所示(取lg 5=0.7)。
下列说法正确的是( )
A.常温下,CH3COOH的电离常数为10-4
B.当溶液的pH=7时,消耗NaOH溶液20.00 mL
C.溶液中水的电离程度大小:a>b>c
D.c点溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
答案 D
解析 常温下,CH3COOH的电离常数Ka=,b点pH=4.76时,lg=0,c(CH3COOH)=c(CH3COO-),CH3COOH的电离常数等于10-4.76,故A不符合题意;向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液20 mL,溶质为CH3COONa,为强碱弱酸盐,水解使溶液的pH>7,故B不符合题意;酸、碱抑制水的电离,强碱弱酸盐水解促进水的电离,a点pH=2.88,c(H+)=10-2.88 mol·L-1,由Ka=≈=10-4.76,解得c(H+)=10-2.88 mol·L-1,与a点对应,故a点溶质为CH3COOH,抑制水的电离,CH3COO-的水解常数Kh===10-9.24,当恰好中和生成CH3COONa时,溶液中CH3COO-的浓度为0.05 mol·L-1,c(OH-)≈c(CH3COOH)= mol·L-1 =×10-5.62 mol·L-1,pOH=-lg c(OH-)=5.62-lg 5=5.27,pH=14-5.27=8.73,结合题图知c点为CH3COONa溶液,b点为CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,溶液中水的电离程度大小:c>b>a,故C不符合题意;CH3COONa溶液中,由于醋酸根离子水解,c(Na+)>c(CH3COO-),但水解较微弱,c(CH3COO-)>c(OH-),所以c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故D符合题意。
2.常温下,将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
(1)该温度下,己二酸(H2X)的两级电离常数的数量级:Ka1为 ,Ka2为 。
(2)pH与lg变化的曲线是 。
(3)HX-的电离程度 (填“大于”“小于”或“等于”)X2-的水解程度,其理由是 。
(4)当反应进行到混合溶液呈中性时,溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是 。
答案 (1)10-5 10-6
(2)N (3)大于 当HX-和X2-浓度相等时,溶液pH小于7
(4)c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-)
解析 依据题图坐标(0,4.4)以及(0,5.4)标注分布系数图像中的特殊点画出分布系数图:
依据图像解题:点(0,4.4)在曲线N上,对应Ka1=10-4.4,数量级为10-5,点(0,5.4)在曲线M上,对应Ka2=10-5.4,数量级为10-6;溶液呈中性时,pH=7,在C点右侧,此时c(X2-)>c(HX-),c(Na+)最大。
课时对点练
[分值:100分]
[1~6题,每小题7分]
题组一 滴定曲线的分析
1.(2024·浙南名校联盟期中)以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1HA溶液,其滴定曲线如图。下列说法正确的是( )
A.图中点①③④信息,均可说明HA是弱酸,且都存在:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
B.若点②溶液的pH为4.7,则可推知HA的Ka约为10-4.7
C.若V(NaOH)大于20 mL,混合溶液中离子浓度的大小关系一定为c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
D.若用等浓度的氨水代替NaOH溶液进行滴定,滴定终点与图中点④重合
答案 B
解析 ①处0.100 0 mol·L-1HA溶液pH>1,说明HA是一元弱酸,③处NaOH溶液体积<20 mL溶液,pH=7,也证明HA是一元弱酸,④处NaOH溶液体积等于20 mL,二者恰好反应产生NaA,溶液pH>7,溶液显碱性,同样可以证明HA是一元弱酸,但①处是HA 溶液,无 Na+,因此不存在关系c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),A错误;点②溶液HA、NaA等物质的量混合,c(HA)≈c(A-),根据HA的电离平衡常数含义可知Ka==c(H+)=10-4.7,B正确;当V(NaOH)=20 mL时,溶质为NaA,溶液pH>7说明A-发生水解,则c(Na+)>c(A-),A-水解消耗H+产生HA,水解方程式为A-+H2OHA+OH-,最终达到平衡时c(OH-)>c(H+),但盐类水解程度是微弱的,水解产生的离子浓度远小于盐电离产生的离子浓度,故c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),若NaOH溶液的体积略大于20 mL,即n(NaA)>n(NaOH)时,溶液中离子浓度关系仍然为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),C错误;若用等浓度的氨水代替NaOH溶液进行滴定,当二者恰好中和时,反应产生 NH4A,由于等浓度的氨水与NaOH溶液的碱性:NH3·H2O<NaOH,当滴定达到终点溶液的pH比图中点④小些,因此滴定终点不能与点④重合,D错误。
2.(2025·宁波九校高二期末)常温下,向50 mL溶有0.1 mol Cl2的氯水中滴加2 mol·L-1的NaOH溶液,溶液pH随所加NaOH溶液体积的变化如图。下列说法错误的是( )
A.测得a点对应溶液中c(Cl-)=100c(ClO-),则Ka(HClO)=
B.可用pH计测定b点对应溶液的pH
C.c点对应溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(H+)
D.达到终点时,溶液中<1
答案 A
解析 Cl2+H2OHCl+HClO,生成两种酸的物质的量相等,a点对应溶液中c(Cl-)=100c(ClO-),则c(HClO)=99c(ClO-),故Ka(HClO)==,A错误;b点溶液为NaCl和NaClO的混合溶液,NaClO具有强氧化性,不能用pH试纸测定pH,应用pH计测定pH,B正确;c点对应溶液中溶质为0.1 mol NaCl、0.2 mol NaOH、0.1 NaClO,故c(Na+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(H+),C正确;滴定终点得到等物质的量浓度的NaCl、NaClO混合溶液,因ClO-水解,故溶液中<1,D正确。
题组二 分布系数曲线的分析
3.(2024·杭州高二期中)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用。常温下其电离平衡体系中各成分的组成分数α[α(X)=,X为HClO或ClO-]与pH的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.对新制氯水加热,可使α(HClO)增大,漂白和杀菌作用更好
B.向HClO溶液中滴加稀NaOH溶液至恰好中和的过程中,水的电离程度先增大后减小
C.常温下HClO的电离常数:Ka=10-7.5
D.在含HClO和ClO-的溶液中,随着pH的变化,则有:c(ClO-)+c(OH-)=c(H+)
答案 C
解析 对新制氯水加热,会导致氯气挥发,同时HClO受热易分解,HClO含量降低,漂白和杀菌能力降低,A错误;酸和碱都会抑制水的电离,向HClO溶液中滴加稀NaOH溶液至恰好中和的过程中,次氯酸浓度减小,恰好反应生成强碱弱酸盐次氯酸钠,促进水的电离,故水的电离程度逐渐增大,B错误;根据图可知,pH=7.5时,c(HClO)=c(ClO-),则HClO的电离平衡常数Ka==1×10-7.5,C正确;在含HClO和ClO-的溶液中,随着pH的变化,溶液中应该加入了其他物质,阳离子除了H+外,还应该有别的阳离子,则c(ClO-)+c(OH-)>c(H+),D错误。
4.(2024·杭师大附中期中)常温下,乙二酸(H2C2O4)在不同pH环境中的不同形态的粒子分布系数如图所示,下列说法错误的是( )
A.该温度下,NaHC2O4溶液的pH小于7
B.b点对应溶液的pH约为2.79
C.将等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4溶于水可得到c点溶液
D.a、b、c三点对应溶液中,水的电离程度最大的为c点
答案 C
解析 根据a点得到Ka1==10-1.3,根据c点得到Ka2==10-4.27,据此解答。该温度下,NaHC2O4溶液中HC2的电离常数为10-4.27,HC2的水解常数为==10-12.7,电离大于水解,所以pH小于7,故A正确;b点时,Ka1·Ka2)=10-1.3×10-4.27=10-5.57,得c(H+)=10-2.785 mol·L-1,pH约为2.79,故B正确;将等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4溶于水,C2的水解常数为Kh===10-9.73<Ka2,溶液中c(HC2)<c(C2),对应的pH应大于4.27,故C错误。
题组三 对数曲线的分析
5.已知HX和HY是两种一元弱酸,常温下用NaOH溶液分别滴定这两种弱酸溶液,若pKa=-lg Ka,y=lg或lg,得到y和溶液pH的变化关系如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.常温下,Ka(HX)=10-4,Ka(HY)=10-8.5
B.a点溶液中,c(X-)=c(HX)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C.常温下,0.1 mol·L-1 NaX溶液的pH大于0.1 mol·L-1NaY溶液的pH
D.向HY溶液中滴入NaOH溶液后所得的混合溶液中,=1
答案 C
解析 根据一元弱酸HA的电离平衡常数Ka=可知,-lg Ka=-lg,则y=pH-pKa。a点和b点对应的纵坐标为0,此时pH=pKa,a点时pH=4,b点时pH=8.5,则HX、HY的电离平衡常数分别为10-4、10-8.5,A项正确;a点时溶液呈酸性,则溶液中c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-) +c(X-),可知c(X-)>c(Na+),由a点的纵坐标为0可知,a点时c(X-)=c(HX),则溶液中微粒浓度:c(X-) =c(HX)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),B项正确;根据Ka(HX)=10-4、Ka(HY)=10-8.5可知,HX的酸性强于HY,又弱酸的酸性越强,对应盐的水解程度越小,所以0.1 mol·L-1NaY溶液的碱性较强,pH较大,C项错误;根据y=lg=pH-pKa(HY)可知,=1,D项正确。
6.(2024·杭州四中高二期中)温度为25 ℃时,用0.2 mol·L-1的盐酸分别滴定20 mL 0.2 mol·L-1的氨水和MOH溶液(碱性:NH3·H2O>MOH),溶液的pOH与lg或lg的关系如图所示[pOH=-lg c(OH-)]。下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅰ对应的是滴定NH3·H2O的曲线
B.a点对应的溶液pH=11
C.b、e点溶液中水的电离程度:b>e
D.f点溶液中c(M+)=c(Cl-)
答案 C
解析 以NH3·H2O为例,当c()=c(NH3·H2O)时,Kb=c(OH-),故Ⅰ对应的Kb=10-4.74,Ⅱ对应的Kb=10-6,碱性:NH3·H2O>MOH,则Ⅰ对应NH3·H2O,Ⅱ对应MOH。据分析可知,曲线Ⅰ对应的是滴定NH3·H2O的曲线,Kb(NH3·H2O)==10-4.74,a点时lg=-1.74,则=10-1.74,带入上式可知,此时c(OH-)=10-3 mol·L-1,25 ℃时,c(H+)== mol·L-1=10-11 mol·L-1,故pH=11,A、B正确;b、e点时溶液均呈碱性,b点的碱性更强,对水的电离的抑制作用更大,所以水的电离程度:b<e,C错误;f点lg=1,则Kb==10-6=10c(OH-),c(OH-)=10-7 mol·L-1,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(M+)+c(H+) =c(Cl-)+c(OH-),故c(M+)=c(Cl-),D正确。
[7~11题,每小题8分]
7.(2024·浙江强基联盟高二联考)某温度下,向一定体积0.1 mol·L-1氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,溶液中pOH[pOH=-lg c(OH-)]与pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.M点所示溶液导电能力强于Q点
B.N点所示溶液中c()>c(Cl-)
C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D.Q点消耗盐酸的体积等于氨水的体积
答案 C
解析 氨水是弱碱溶液,加入盐酸后反应生成NH4Cl,NH4Cl是强电解质,M点溶质是NH4Cl和NH3·H2O,NH3·H2O量较多,导电能力最弱,A错误;N点溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒:c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),故c(Cl-)>c(),B错误;M点的H+浓度等于N点OH-浓度,对水的电离抑制程度相同,C正确;Q点溶液显中性,消耗的HCl的体积略小于氨水的体积,D错误。
8.25 ℃时,用标准NaOH溶液滴定草酸(H2C2O4)溶液,溶液中lg或lg与混合溶液pH的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅱ为lg随溶液pH的变化曲线
B.交点a存在:c(H2C2O4)>c(C2)
C.NaHC2O4溶液中存在c(Na+)>c(HC2)>c(H2C2O4)>c(C2)
D.Ka2(H2C2O4)的数量级为10-5
答案 D
解析 用标准NaOH溶液滴定草酸(H2C2O4)溶液,温度不变电离平衡常数不变,=,=,则随pH增大,增大,减小,故曲线Ⅱ为lg随溶液pH的变化曲线,A错误;交点a,lg=lg,即=,故c(H2C2O4)=c(C2),B错误;lg=0.7时,pH=2,则Ka1==100.7×10-2=10-1.3;lg=1.4时,pH=3,Ka2==10-1.4×10-3=10-4.4,HC2的水解平衡常数为=10-12.7,故HC2的电离程度大于水解程度,NaHC2O4溶液呈酸性,c(Na+)>c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4),C错误;Ka2(H2C2O4)的数量级为10-5,D正确。
9.(2024·甘肃1月适应性测试)酒石酸是一种有机二元弱酸(记为H2A)。25 ℃时,H2A、HA-和A2-的分布分数δ[例如δ(HA-)=]与溶液pH关系如图,已知酒石酸的pKa1=3.04,pKa2=4.37,下列说法错误的是( )
A.任意pH下,δ(H2A)+δ(HA-)+δ(A2-)=1
B.酒石酸溶液中,2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)=c(H+)
C.pH从0到8,水的电离程度先增大后减小
D.pH=3.04时,δ(H2A)=δ(HA-)=0.5
答案 D
解析 任意pH下,根据元素守恒可知,δ(H2A)+δ(HA-)+δ(A2-)=1,A正确;酒石酸溶液中存在电荷守恒:2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)=c(H+),B正确;酸和碱都会抑制水的电离,pH从0到8的过程中,H2A转化为酸根离子A2-,A2-水解促进水的电离,当pH=8时,溶液中几乎完全是A2-,说明溶液中加入碱过量,A2-水解受到抑制,水的电离也受到抑制,故水的电离程度先增大后减小,C正确;由图可知,pH=3.04时,溶液中存在H2A、HA-和A2-三种含A的粒子,则δ(H2A)=δ(HA-)<0.5,D错误。
10.25 ℃时,用HCl气体调节0.1 mol·L-1氨水的pH,溶液中pH与微粒浓度的对数值(lg c)、反应物的物质的量之比[]的关系如图。若忽略通入气体后溶液体积的变化,下列说法错误的是( )
A.P2所示溶液中:c(Cl-)>c(NH3·H2O)
B.P1所示溶液中:c(Cl-)=0.05 mol·L-1
C.[]=0.75时,溶液中:4c(H+)+c(N)=4c(OH-)+3c(NH3·H2O)
D.25 ℃时,NH4Cl水解平衡常数的数量级为10-10
答案 B
解析 由题图知,P2所示溶液的pH=7,根据电荷守恒:c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),故c(N)=c(Cl-),c(N)>c(NH3·H2O),可知c(Cl-)>c(NH3·H2O),A正确;P1所示溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(N)=c(OH-)+c(Cl-),由题图知该溶液中c(N)=c(NH3·H2O)=0.05 mol·L-1,c(H+)=10-9.25 mol·L-1,c(OH-)=10-4.75 mol·L-1,则10-9.25 mol·L-1+0.05 mol·L-1=10-4.75 mol·L-1+c(Cl-),c(Cl-)<0.05 mol·L-1,B错误;[]=0.75时,溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(N)=c(OH-)+c(Cl-),元素守恒:3c(NH3·H2O)+3c(N)=4c(Cl-),联立上述两式得4c(H+)+c(N)=4c(OH-)+3c(NH3·H2O),C正确;由题图知pH=9.25时,c(N)=c(NH3·H2O),Kh==10-9.25,则NH4Cl水解平衡常数的数量级为10-10,D正确。
11.(2024·宁波高二上期中)25 ℃时,某混合溶液中c(HCN)+c(CN-)=0.1 mol·L-1,lg c(HCN)、lg c(CN-)、lg c(H+)和lg c(OH-)随pH变化的关系如图所示,Ka为HCN的电离常数,下列说法错误的是( )
A.N点时,c(H+)=
B.N→P点过程中,水的电离程度逐渐增大
C.P点时,若溶液为HCN与NaCN的混合溶液,则此时c(Na+)<c(HCN)
D.该溶液中,c(CN-)= mol·L-1
答案 C
解析 N点时,c(H+)=c(CN-),则Ka==,故c(H+)=,A正确;N→P点过程中,c(CN-)逐渐增大,CN-水解促进水的电离,水的电离程度逐渐增大,B正确;P点时,c(HCN)=c(CN-),c(H+)<c(OH-),若溶液为HCN与NaCN的混合溶液,根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),即c(Na+)+c(H+)=c(HCN)+c(OH-),此时c(Na+)>c(HCN),C错误;该溶液中,c(HCN)+c(CN-)=0.1 mol·L-1,又Ka=,联立两式消去c(HCN)并化简整理可得出,c(CN-)= mol·L-1,D正确。
12.(18分)NH4Al(SO4)2、NH4HSO4在医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题。
(1)常温时,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH=3。
①该溶液中Kw= ,由水电离出的c(H+)= mol·L-1。
②该溶液中,c(N)+c(NH3·H2O) (填“>”“<”或“=”)c(Al3+)+c[Al(OH)3];2c(S)-c(N)-3c(Al3+)≈ mol·L-1。
(2)80 ℃时,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH小于3,分析该溶液的pH随温度变化的原因: 。
(3)常温时,向100 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,得到溶液的pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。
①向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液到a点的过程中,发生反应的离子方程式为 。
②图中a、b、c、d点中水的电离程度最小的是 。
答案 (1)①1×10-14 1×10-3 ②= 1×10-3
(2)温度升高,N、Al3+的水解平衡正向移动,溶液中c(H+)增大
(3)①H++OH-===H2O ②d点
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