拓展微课5 水溶液中离子反应与平衡曲线分析(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册学生用书（人教版）

拓展微课5　水溶液中离子反应与平衡曲线分析 ◆ 类型一　酸碱中和滴定曲线(pH曲线)分析 【必备知识】 1.强酸与强碱滴定过程中pH曲线 (以0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例) 2.理解酸碱中和滴定曲线 氢氧化钠溶液滴定等浓度 等体积的盐酸、醋酸溶液 盐酸滴定等浓度等体积的 氢氧化钠溶液、氨水 (1)室温下,当等体积、等浓度的一元强碱和一元强酸反应时,pH=7;但当等体积、等浓度的一元强碱和一元弱酸(或一元强酸和一元弱碱)反应时,pH>7(或pH<7)。 (2)指示剂的选择:强酸滴定弱碱用甲基橙,强碱滴定弱酸用酚酞,强酸与强碱的滴定,甲基橙和酚酞均可。 3.抓住关键五个点,突破中和滴定曲线 (1)五个点的诠释与应用 五个点 应用 抓反应的起始点 判断酸、碱的相对强弱 抓反应的一半点 判断是哪种溶质的等量混合 抓溶液的中性点 判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足 抓恰好反应点 判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性 抓反应的过量点 判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量 (2)实例:室温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH的变化如图所示。 【典例分析】 例1 [2026·河北保定部分示范高中高二月考] 常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,滴入NaOH溶液的体积与溶液pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是 (　) A.若a点的pH=3,则CH3COOH的电离常数约为10-5 B.a~b之间一定存在c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) C.c点时,V(NaOH溶液)<20 mL,且c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-) D.反应过程中一直存在c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+) 变式 [2025·河南洛阳高二月考] 常温下,将1.0 mol·L-1盐酸滴入20 mL 1.0 mol·L-1氨水中,溶液pH随加入盐酸体积变化的曲线如图所示(已知:不考虑溶液温度和体积的变化)。下列说法错误的是 (　) A.该反应的离子方程式为H++NH3·H2ON+H2O B.常温下,a点对应的溶液中,c水(H+)·c水(OH-)=1.0×10-14 C.b点对应的溶液中,c(N)+c(NH3·H2O)>c(Cl-) D.溶液的导电能力:c>b>a ◆ 类型二　分布系数图像分析 【必备知识】 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。以磷酸为例: 1.图像 2.δ指代 δ0为H3PO4的分布系数、δ1为H2P的分布系数、δ2为HP的分布系数、δ3为P的分布系数。 3.含义 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;当2<pH<7.1时,H2P占优势;当7.1<pH<12.2时,HP占优势;当pH>12.2时,P为主要存在形式。 4.离子方程式 pH由11到14发生反应的离子方程式:HP+OH-P+H2O。 5.求lg K Ka3(H3PO4)=,由图可知, c(HP)=c(P)时,pH=12.2,此时Ka3=c(H+)=10-12.2,lg Ka3=-12.2。 【典例分析】 例2 [2025·吉林通化集安一中高二期中] 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.c点对应溶液中,c(H+)>c(HC2)= c(C2)>c(H2C2O4)>c(OH-) D.a、b、c三点对应溶液中,水的电离程度最大的为c点 变式 草酸(H2C2O4)存在于自然界的植物中,其在常温下的电离平衡常数Ka1=5.6×10-2,Ka2=1.5×10-4。碳酸及其钠盐的溶液中H2CO3、HC、C分别在三者之和中所占的物质的量分数(δ)随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法中不正确的是 (　) A.向Na2CO3溶液中加入少量H2C2O4溶液,发生反应:C+H2C2O4HC+HC2 B.在pH为7~9的碳酸及其钠盐的溶液中:=10-3.88 C.人体血液的pH约为7.4,则CO2在血液中主要以HC的形式存在 D.pH=10时溶液中水的电离受到促进 ◆ 类型三　对数图像分析 【必备知识】 1.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,H2X电离反应正向进行的程度越大 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 H+与OH-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+) H+浓度常用对数的负值 pH越大, c(H+)越小,溶液的碱性越强 pC=-lg c(C) C粒子浓度常用对数的负值 pC越大,c(C)越小 2.对数图像的突破口——“交点”和“0点” 例如:常温下,向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液,所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图甲所示。 (1)关注交点e点,确定离子浓度关系(图甲)。 (2)关注纵坐标为0的点,进而确定曲线与电离常数的关系(图乙)。 【典例分析】 例3 常温下,将NaOH溶液滴加到某一元酸(HA)溶液中,测得混合溶液的pH与离子浓度变化关系如图所示。[已知:p=-lg ]。下列叙述不正确的是 (　) A.Ka(HA)的数量级为10-5 B.滴加NaOH溶液过程中,保持不变 C.m点所示溶液中:c(H+)=c(HA)+c(OH-)-c(Na+) D.n点所示溶液中:c(Na+)=c(A-)+c(HA) 变式 草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。常温下向H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液中lg X[X表示或]随pH的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 (　) A.线Ⅰ中X表示的是 B.线Ⅰ、Ⅱ的斜率均为1 C.c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4)对应溶液pH:1.22<pH<4.19 D.c(Na+)=c(HC2)+2c(C2)对应溶液的pH=7 学科网（北京）股份有限公司 $ 拓展微课5　水溶液中离子反应与平衡曲线分析 类型一 例1　B　[解析] a点为0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液,pH=3时,c(H+)=10-3 mol·L-1,CH3COOH的电离方程式:CH3COOHCH3COO-+H+,则c(CH3COO-)≈c(H+)=10-3 mol·L-1,c(CH3COOH)≈0.1 mol·L-1,则CH3COOH的电离常数Ka=≈≈10-5,A项正确;a~b段是加入NaOH溶液到10 mL的过程,a点时,溶液中无Na+,离子浓度为c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-),滴加少量NaOH溶液时,n(Na+)很小,此时c(H+)>c(Na+),B项错误;c点溶液呈中性,此时加入NaOH溶液的体积小于20 mL,c(H+)=c(OH-),由电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),得c(CH3COO-)=c(Na+),则c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-),C项正确;反应过程中,溶液始终存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),D项正确。 变式　B　[解析] 由题干信息可知,该反应的化学方程式为NH3·H2O+HClNH4Cl+H2O,其离子方程式为H++NH3·H2ON+H2O,A项正确;由题干图像信息可知,常温下,a点对应的溶液即NH3·H2O水溶液,其中c水(H+)=c溶液(H+),而c溶液(OH-)等于c水(OH-)和NH3·H2O电离的 c(OH-)之和,而常温下KW=c水(H+) c溶液(OH-)=10-14,故c水(H+)·c水(OH-)≠1.0×10-14,B项错误;等体积反应时根据元素守恒可知,c(N)+c(NH3·H2O)=c(Cl-),NH4Cl溶液呈酸性,结合题干图像可知,b点对应的溶液呈中性,说明NH3·H2O过量,故溶液中有c(N)+c(NH3·H2O)>c(Cl-),C项正确;溶液中离子浓度越大,导电性越强,一水合氨是弱电解质,电离出的离子浓度小,HCl为强电解质,氨水和盐酸反应生成的氯化铵也为强电解质,所以滴加过程中溶液的离子浓度增大,导电能力增强,故溶液的导电能力:c>b>a,D项正确。 类型二 例2　C　[解析] 由a点可知c(H2C2O4)=c(HC2),则Ka1==10-1.3,由c点可知c(HC2)= c(C2),则Ka2==10-4.27。常温下, NaHC2O4溶液中HC2的电离常数为10-4.27,水解常数Kh===10-12.7,则HC2的电离程度大于水解程度,所以溶液的pH小于7,故A正确;由b点可知Ka1Ka2=c2(H+)=10-1.3×10-4.27=10-5.57,c(H+)=1≈10-2.79,则溶液的pH约为2.79,故B正确;c点对应溶液中,根据电荷守恒、溶液显酸性可得c(H+)>c(HC2)=c(C2)>c(OH-)>c(H2C2O4),故C错误;a、b、c三点对应溶液中,溶液越来越稀,酸性逐渐减弱,所以水的电离程度逐渐增大,水的电离程度最大的为c点,故D正确。 变式　A　[解析] pH=6.37时c(H2CO3)=c(HC), Ka1(H2CO3)==c(H+)=10-6.37,同理,pH=10.25时,Ka2(H2CO3)=10-10.25。Ka越大,酸性越强,由题意可得,Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2>Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4>Ka1(H2CO3)=10-6.37>Ka2(H2CO3)=10-10.25,则向Na2CO3溶液中加入少量H2C2O4溶液时反应生成Na2C2O4、NaHCO3,离子方程式为2C+H2C2O42HC+C2,故A错误;=× ===10-3.88,故B正确;由图像可知,pH约为7.4时,CO2在血液中主要以HC的形式存在,故C正确;由图可知,pH=10时溶液中主要存在C、HC,二者在溶液中都能发生水解,且HC的水解程度比电离程度大,促进水的电离,故D正确。 类型三 例3　D　[解析] 根据题图,m点时p=0,知=1,即c(A-)=c(HA),m点所示溶液pH=4.76,则c(H+)=10-4.76 mol·L-1,Ka(HA)==10-4.76=100.24×10-5,1<100.24<10,故Ka(HA)的数量级为10-5,A项正确;==,滴加NaOH溶液过程中,温度不变,Ka(HA)、KW不变,故保持不变,B项正确;根据电荷守恒,m点所示溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),则c(H+)=c(OH-)+c(A-)-c(Na+),又m点所示溶液中c(A-)=c(HA),故c(H+)=c(OH-)+c(HA)-c(Na+),C项正确;n点所示溶液呈酸性,根据电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),得c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)<0,故c(Na+)<c(A-),不可能有c(Na+)=c(A-)+c(HA),D项错误。 变式　C　[解析] 草酸的电离平衡常数Ka1=,Ka2=,且Ka1>Ka2,当lg X=0时,即X=1,pH=-lg c(H+)=-lg K,pHⅠ=1.22<pHⅡ=4.19,表明Ka1=10-1.22>Ka2=10-4.19,所以线Ⅰ中X表示的是,线Ⅱ中X表示的是,A项正确。pH=0时,c(H+)=1 mol·L-1,lg =lg =lg Ka1=-1.22,lg =lg =lg Ka2=-4.19,所以,横轴截距等于纵轴截距,线Ⅰ、Ⅱ的斜率均为1,B项正确。设pH=a,c(H+)=10-a mol·L-1,==10a-4.19,当c(C2)< c(HC2)时,10a-4.19<1,即a-4.19<0,解得a<4.19;Ka1·Ka2=,即==102a-5.41,当c(C2)>c(H2C2O4)时,102a-5.41>1,即2a-5.41>0,解得a>2.705,所以当c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4)时,对应溶液pH:2.705<pH<4.19,C项错误。根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HC2)+2c(C2)+c(OH-),当c(Na+)=c(HC2)+2c(C2)时,c(H+)=c(OH-),对应溶液的pH=7,D项正确。 学科网（北京）股份有限公司 $