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第32講-粒子濃度關系曲線之對數曲線(課件 練習(含解析) 學案)2025屆高中化學一輪復習

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第32講-粒子濃度關系曲線之對數曲線(課件 練習(含解析) 學案)2025屆高中化學一輪復習

資源簡介

(共37張PPT)
第 32 講
粒子濃度關系曲線之對數曲線
2025:基于主題教學的高考化學專題復習系列講座
2025
2024全國甲卷-7題 pC—V曲線圖
2024湖北卷-13題 pKa
2024河北卷-11題 lg離子比值—pC曲線圖
2024黑吉遼卷-15題 pC—pC曲線圖
2023全國甲卷-7題 pM—pH曲線圖
2023全國乙卷-7題 pC—pC曲線圖
2023遼寧卷-15題 pC—pH曲線圖
2022湖南卷-12題 lgc—V曲線圖
2022年福建卷-7題 lgc—pH曲線圖
2024年——粒子濃度關系曲線之對數曲線
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名師導學
2025
知識重構
重溫經典
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名師導學
2025
知識重構
坐標為某些微粒濃度的比值的常用對數或負對數如lg[c(A)/c(B)]
1.lgV/V0 :稀釋后與稀釋前體積比的常用對數。lgV/V0 越大,稀釋程度越大
2.AG=lgc(H+)/c(OH―) :氫離子與氫氧根離子濃度比的常用對數。AG越大,酸性越強,中性時,c(H+)/c(OH―) =1,AG=0。
3.lgc(HX―)/ c(H2X):生成物與反應物離子濃度比的常用對數。lgc(HX―)/ c(H2X) 越大,反應向正反應方向進行的程度越大。
知識梳理:
1.定性:溫度、濃度、同離子效應。
2.平衡常數:Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp相關計算
常考對數圖像的類型:
坐標為簡單對數或負對數
1.pH=-lg c(H+),pH越大,c(H+)越小,溶液的堿性越強
2.pOH=-lg c(OH-),c(OH-)越大,則pOH越小
3.pC=-lgc(C)[C離子濃度的常用對數負值],pC越大,c(C)越小
常用對數的運算法則:
lgab=lga+lgb;lgb/a=lgb-lga;
lgab=blga; lg =lgb。
離子濃度--對數曲線
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名師導學
2025
知識重構
一、坐標為簡單對數或負對數
——pC—pC曲線
1.(2024·黑吉遼卷)25℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲線如下圖所示。某實驗小組以K2CrO4為指示劑,用AgNO3標準溶液分別滴定含Cl-水樣、含Br-水樣。
已知:① Ag2CrO4為磚紅色沉淀;
②相同條件下AgCl溶解度大于AgBr;
③ 25℃時,pKa1(H2CrO4)=0.7, pKa2(H2CrO4)=6.5。
下列說法錯誤的是( )
A. 曲線②為AgCl沉淀溶解平衡曲線
B. 反應Ag2CrO4+H+ 2Ag++ HCrO4-的平衡常數K=10-5.2
C. 滴定Cl-時,理論上混合液中指示劑濃度不宜超過10-2 mol·L-1
D. 滴定Br-達終點時,溶液中
① Ag2CrO4
② AgCl
③ AgBr
Ksp(Ag2CrO4)=10-11.7
Ksp(AgCl)=10-9.7
Ksp(AgBr)=10-12.2
Ag2CrO4+H+ 2Ag++ HCrO4-
Cl-恰好滴定完全:
Br-到達滴定終點時:
D
一、坐標為簡單對數或負對數
2.(2013·山東)某溫度下,向一定體積0.1 mol·L-1醋酸溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液,溶液中pOH[pOH=-lg c(OH-)]與pH的變化關系如圖所示,則(  )
A.M點所示溶液導電能力強于Q點
B.N點所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)
C.M點和N點所示溶液中水的電離程度相同
D.Q點消耗NaOH溶液的體積等于醋酸溶液的體積
——pOH—pH曲線
C
H+、OH-抑制水的電離,濃度越大,抑制程度越大;
弱離子促進水的電離,濃度越大,促進程度越大。
CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O
酸性
中性(溶質成分?)
堿性
CH3COOH
CH3COOH
CH3COONa
CH3COONa
CH3COONa
NaOH
電荷守恒:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
c(OH-)=10-b
c(H+)=10-b
c(H+)水先增大,后減小。
CH3COOH抑制水的電離
CH3COO―促進水的電離
CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O
中性
堿性
a:CH3COOH
d:CH3COONa
3.(2022·廣東東莞高三模擬)窒溫下,向20mL0.10mol/LCH3COOH溶液中逐滴加入0.10mol/LNaOH溶液,溶液中由水電離出H+濃度的負對數[-lgc(H水+)]與所加NaOH溶液體積關系如圖所示。(忽略溶液混合引起的體積變化)。下列說法錯誤的是( )
A.室溫下,醋酸的電離常數約為1.0×10-5
B.c、e兩點溶液:c點顯中性,e點顯堿性
C.d點溶液中:c(Na+)+c(CH3COO-)=0.05mol/L
D.b、f點溶液中均有:c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
C
c:CH3COOH
CH3COONa
-lgc(H+)水=11,c(H+)=10-3
Ka=(10-3×10-3)/0.1=1.0×10-5
e:CH3COONa
NaOH
c(Na+)=0.05
b:CH3COOH
CH3COONa
1
1
f:CH3COONa
NaOH
1
1
c(CH3COO―)>c(CH3COOH)
酸性:電離>水解
c(CH3COO―)>c(CH3COOH)
NaOH抑制水的電離
CH3COO―促進水的電離
一、坐標為簡單對數或負對數
——pC(或lgc)—V曲線
重溫經典
模型建構
名師導學
2023
知識重構
向20.00mL0.1mol L-1H2X溶液中滴入0.1mol L-1NaOH溶液
向新制氯水中滴加NaOH溶液
起點:E點 pH=3 a點 pH=1.4 H2X為弱酸 計算Ka
抑制水的電離
中和點:G點 NaCl NaClO d點 Na2X
計算酸或堿的濃度、體積
促進水的電離(此時,水的電離程度最大)
c水(H+)=c水(OH―)=10-7mol L-1 溶液酸堿性?
F點:NaCl NaClO HClO 中性
b點:半程點 NaHX 抑制水電離 HX―電離>水解 酸性
c點:NaHX Na2X 中性
H點:NaCl NaClO NaOH 堿性
e點: Na2X NaOH 堿性
水的電離程度問題的解題模型
E→G→H
a→d→e
水的電離程度先增大后減小(由圖像可知)
起點:a點 AG=12 c(H+)=0.1mol L-1 pH=1 H2A為強酸
中和點 M2SO4 促進水電離 AG>0 酸性 水的電離程度最大
c(H2SO4)=0.05mol/L
AG=0 中性點 M2SO4 和MOH 電離=水解
用0.10mol L 1的NH3 H2O滴定10mL0.05mol L 1 H2A溶液
b點:中和點(NH4)2A 促進水電離 AG=2 酸性
水的電離程度最大
c點:AG=0 中性點 (NH4)2A 和NH3 H2O 電離=水解
d點: (NH4)2A 和NH3 H2O 1:2 AG<0 堿性
電離>水解 c (NH4+) > c(NH3 H2O)
物料守恒:c(NH4+) +c(NH3 H2O)=4c(A2―)
向20.00mL0.1000ml·L-1的一元堿MOH溶液中滴加稀硫酸
T、AG
復合曲線
H+、OH-濃度越大,對水電離的抑制程度越大;
弱離子的濃度越大,對水電離的促進程度越大。
水的電離程度問題的解題模型
重溫經典
模型建構
名師導學
2025
知識重構
一、坐標為簡單對數或負對數
——pC(或lgc)—pH(pOH)曲線
4.(2023遼寧卷)某廢水處理過程中始終保持H2S飽和,即c(H2S)=0.1 mol·L 1 ,通過調節pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分離,體系中pH 與-lgc關系如下圖所示,c為HS-、S2-、 Ni2+和 Cd2+的濃度,單位為mol·L 1 。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列說法正確的是( )
A. Ksp(CdS)=10-18.4
B. ③是pH與-lgc(HS-)的關系曲線
C. Ka1(H2S)=10-8.1
D. Ka2(H2S)=10-14.7
D
①Cd2+
②Ni2+
③S2-
④HS-
曲線①③交點,c(Cd2+)=c(S2-)=10-13mol/L, Ksp(CdS)= c(Cd2+)c(S2-)=10-13 × 10-13 = 10-26
c(H+)=10-4.2 mol/L時,c(HS-)=10-3.9 mol/L,
③兩點坐標,c(H+)=10-4.9mol/L時,c(S2-)=10-13mol/L,或者當c(H+)=10-6.8mol/L時,c(S2-)=10-9.2mol/L,故有Ka1Ka2= 10-21.8 ,Ka1=10-7.1 ,Ka2(H2S)=10-14.7
曲線④兩點坐標,c(H+)=10-1.6mol/L時,c(HS-)=10-6.5mol/L
Ka1Ka2=
Ka1Ka2=
一、坐標為簡單對數或負對數
——pC(或lgc)—pH(pOH)曲線
5.(2020 山東卷)25℃時,某混合溶液中c(CH3COOH)+ c(CH3COO―)=0.1mol/L,1gc( CH3COOH)、1gc(CH3COO―)、lgc(H+)和1gc(OH―)隨pH變化的關系如下圖所示。Ka為CH3COOH的電離常數,下列說法正確的是( )
BC
A.O點時,c(CH3COOH)=c(CH3COO―)
B.N點時,pH= -lgKa
C.該體系中,c(CH3COOH) = mol·L-1
D.pH由7到14的變化過程中, CH3COO―的
水解程度始終增大
CH3COO―
CH3COOH
H+
OH-
O點:c(H+)= c(OH-)
N點:c(CH3COOH)=c(CH3COO―)
pH=-lgKa
c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1
c(CH3COO-)= 0.1- c(CH3COOH)
代入Ka表達式,變形:
6.(2021·湖北)常溫下,已知H3PO3溶液中含磷物種的濃度之和為0.1mol·L-1,溶液中各含磷物種的pc—pOH關系如圖所示。圖中pc表示各含磷物種的濃度負對數(pc=-lgc),pOH表示OH-的濃度負對數[pOH=-lgc(OH-)];x、y、z三點的坐標:x(7.3,1.3),y(10.0,3.6),z(12.6,1.3)。下列說法正確的是
D
H3PO3+OH―=H2PO3―+H2O
H2PO3―+OH―=HPO32―+H2O
HPO32―
H3PO3
H2PO3―
x點:
c(HPO32―)=c(H2PO3―),pOH=7.3,
c(OH-)=10-7.3 c(H+)=10-6.7
z點:
c(H2PO3―)=c(H3PO3),pOH=12.6,
c(OH-)=10-12.6,c(H+)=10-1.4
c(H3PO3)+c(H2PO3―)+c(HPO32―)=0.1
pH=4時,pOH=10,c(HPO32―)=c(H3PO3)
c(H2PO3―)=0.1-2c(HPO32―)
A.曲線①表示pc(H3PO3)隨pOH的變化
B.H3PO3的結構簡式為
C.pH=4的溶液中:c(H2PO3―)<0.1mol·L-1-2c(HPO32―)
D.H3PO3+HPO32― 2H2PO3―的平衡常數K>1.0×105
一、坐標為簡單對數或負對數
——pC(或lgc)—pH(pOH)曲線
重溫經典
模型建構
名師導學
2025
知識重構
曲線歸屬:如圖
坐標分析:pC越大,C濃度越小。
反應分析:NaOH+H2C2O4=NaHC2O4+H2O
NaOH+NaHC2O4=Na2C2O4+H2O
向H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液
H2C2O4
HC2O4―
C2O42―
特殊點分析:
a點:Ka1=10-1.3 Kh(HC2O4―)=10-12.7
b點:Ka2=10-4.3 Kh(C2O42―)=10-9.7
NaHC2O4 pH<7
c點:c(H2C2O4)=c(C2O42―)
2HC2O4― C2O42―+H2C2O4
K=Ka2/Ka1
pC(或lgc)—pH(pOH)類曲線的解題模型
NH3·H2O+HCl=NH4Cl+H2O
一、坐標為簡單對數或負對數
——lgc、滴定復合曲線
7.(2022遼寧大連高三期末聯考)25℃時,將HCl氣體緩慢通入0.1 mol·L 1的氨水中,溶液的pH、體系中粒子濃度的對數值(lgc)與反應物的物質的量之比的關系如下圖所示。若忽略溶液體積變化,下列有關說法錯誤的是
A.25℃時,NH3·H2O的電離平衡常數為10 4.75
B.P2所示溶液:c(NH4+)>100c(NH3·H2O)
C.t =0.5時,c(NH4+)>c(Cl )>c(NH3·H2O)>c(OH )
D.P1所示溶液:c(Cl ) = 0.05mol·L 1
D
P1點:
pH=9.25,c(OH )=10-4.75
c(NH4+)=c(NH3·H2O)
P2點:
pH=7,c(OH )=10-7
c(NH4+)> 100c(NH3·H2O)
t =0.5時:
NH4Cl:NH3·H2O=1:1,pH>7,
電離>水解:c(NH4+)> c(Cl ) > c(NH3·H2O)
P1點:
電荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl )+c(OH )
c(Cl )=c(NH4+)+c(H+)-c(OH )
c(NH4+)=c(NH3·H2O)且c(NH4+)+c(NH3·H2O)=0.1
c(NH4+)=0.05
c(Cl )=0.05+10-9.25-10-4.75
P1點與t=0.5對應嗎?
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2025
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關鍵點 溶質成分及比例 存在平衡及主次 考向或考法、解法
起點A HA HA H++A- 判斷HA強弱,計算Ka(HA)、計算起點pH、水的電離程度。
半程點B HA:NaA =1:1 HA H++A- H2O+A- HA+OH- 酸堿性分析、電離和水解程度比較、水的電離程度、三大守恒
恰好反應點D NaA H2O+A- HA+OH- 水的電離程度最大。粒子濃度大小比較、三大守恒
中性點C NaA+HA HA H++A- H2O+A- HA+OH- 電荷守恒、水的電離程度、計算Ka(HA)、三大守恒
1:2反應點E NaOH:NaA=1:1 H2O+A- HA+OH- 粒子濃度大小比較、水的電離程度、三大守恒
滴定類曲線的解題模型
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2025
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二、坐標為某些微粒濃度的比值的常用對數或負對數
8.(2024·河北保定一模)25℃時,用0.2mol L-1的鹽酸分別滴定20mL0.2mol L-1的氨水和MOH堿溶液(堿性:NH3 H2O大于MOH),溶液的pOH[pOH=-lgc(OH-)]與lg 或 lg 的關系如圖所示。
下列說法錯誤的是( )
A.曲線I對應的是滴定NH3 H2O的曲線
B.a點對應的溶液pH=11
C.b、e點溶液中水的電離程度:b>e
D.b、e點溶液中的c(Cl-)大小:b<e
I:KbⅠ=1×10-4.74
Ⅱ:KbⅡ=1×10-6
Kb=c(OH-)
I:KbⅠ=1×10-4.74
25℃時,c(OH )=1×10-3mol/L, pOH=3,pH=14 - pOH=11
a點lg =-1.74
=1×10-1.74
b、e點,pOH<7溶液為堿性,說明尚未完全反應,對水的電離均為抑制作用,b點的堿性更強,對水的電離的抑制作用更大,所以中水的電離程度:b<e
C
b、e點溶液中的弱堿陽離子和弱堿分子濃度相同,假設滴入一半物質的量的鹽酸,若不考慮電離和水解因素,則NH3·H2O、NH4+ 、MOH、M+的濃度均相同,但由于越弱越水解,所以對應的堿越強,需要加入的鹽酸的量越少,故b、e點溶液中的c(Cl-)大小:b<e
二、坐標為某些微粒濃度的比值的常用對數或負對數
9.(2015·全國卷Ⅰ,13)濃度均為0.10 mol·L-1、體積均為V0的MOH和ROH溶液,分別加水稀釋至體積V,pH隨lgV/V0 的變化如圖所示。下列敘述錯誤的是(  )
D
A.MOH的堿性強于ROH的堿性
B.ROH的電離程度:b點大于a點
C.若兩溶液無限稀釋,則它們的c(OH-)相等
D.當lgV/V0=2時,若兩溶液同時升高溫度,
則c(M+)/c(R+)增大
核心關鍵:越弱,稀釋時pH變化程度越小。
堿性:MOH>ROH
酸性:HA>HB>HC
酸性:HY>HX
Kh(Y―)稀釋類:
二、坐標為某些微粒濃度的比值的常用對數或負對數
Ka1=
c(HX-)·c(H+)
c(H2X)
=
lgKa1=
c(HX-)
c(H2X)
lg
+lgc(H+)
c(HX-)
c(H2X)
lg
-pH
a點:lgKa=-pH=-5.4
Ka=10-5.4
10.(2017·全國)常溫下將NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關系如圖所示。下列敘述錯誤的是(  )
A.Ka2(H2X)的數量級為10-6
B.曲線N表示pH與lgc(HX-)/c(H2X)的變化關系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D.當混合溶液呈中性時,
c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
H2X H++HX-,HX- H++X2-
Ka2=
c(X2-)·c(H+)
c(HX-)
=
lgKa2=
c(X2-)
c(HX-)
lg
+lgc(H+)
c(X2-)
c(HX-)
lg
-pH
a
b
b點:lgKa=-pH=-4.4
Ka=10-4.4
D
曲線歸屬
Ka(HX-)=10-5.4
Kh(HX-)=Kw/Ka1=10-9.6
電離>水解
即:c(HX-)由圖像可知:pH=7時,
c(X2-)
lg
c(HX-)
>0





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2025
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c0(NaCN)
1
lgKh
lg
+lgc2(OH―)
= -lgc0(NaCN)+2lgc(OH―)
= -lgc0(NaCN)-2pOH
即:lgc0(NaCN)=-2pOH-lgKh
當lgc0(NaCN)=0時,2pOH=4.7
代入,Kh(NaCN)=10-4.7
NaCN溶液的稀釋
NaOH溶液滴加到HA中
Ka(HA)=
c(A-)·c(H+)
c(HA)
=
lgKa(HA)=
c(A-)
c(HA)
lg
+lgc(H+)
c(A-)
c(HA)
-p
-pH
m點:lgKa(HA)=-pH=-4.76
Ka(HA)=10-4.76
Ka(HX)=
c(X-)·c(H+)
c(HX)
=
lgKa(HX)=
c(X-)
c(HX)
lg
+lgc(H+)
c(X-)
c(HX)
lg
-pH
b點:lgKa(HNO2)=2-pH=-3.3
pH=5.3
a點:lgKa(HX)=-pH=-3.3
Ka(HX)=10-3.3
e點:lgKa(HX)=-pH=-9.2
Ka(HX)=10-9.2
直線型曲線的解題模型
HNO2和HAsO2中加NaOH
酸性:HNO2>HAsO2
HNO2
HAsO2
曲線歸屬
直線型曲線的解題模型
分別向NaX溶液和YCl溶液中加入鹽酸和NaOH
Ka(HX)=
c(X-)·c(H+)
c(HX)
=
lgKa(HX)=
c(X-)
c(HX)
lg
+lgc(H+)
c(X-)
c(HX)
lg
-pH
lgKa(HX)=-pH=-5
Kb(YOH)=
c(Y+)·c(OH―)
c(YOH)
=
lgKb(YOH)=
c(Y+)
c(YOH)
lg
+lgc(OH―)
c(Y+)
c(YOH)
lg
-pOH
lgKb(YOH)=-pOH=pH-14≈-4.5
Ka= 10-5,Kh(X―)=10-9 Kb=10-4.5,Kh(Y+)=10-9.5
水解程度:X―大于Y+
YX溶液顯堿性:c(Y+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
等濃度的HX和NaX混合溶液:
HX的電離>X-的水解,c(X-)>c(Na+)> c(HX)
a點:pH>7
L1:YOH的電離>Y+的水解 抑制水的電離
L2:X-的水解>HX的電離 促進水的電離
a點兩溶液中水的電離程度不同
橫坐標=0時,溶質可能為
①X2―:HX― =1:1②HX―:H2X=1:1
曲線N對應酸性>曲線M
曲線N對應溶質:HX―:H2X=1:1
明確曲線歸屬
明晰圖像含義
依據特殊點比較酸堿性或常數計算
直線型曲線的解題模型
將NaOH溶液滴加到H2X溶液中
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2025
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二、坐標為某些微粒濃度的比值的常用對數或負對數
11.( 2024河北卷 11題)在水溶液中,CN-可與多種金屬離子形成配離子。X、Y、Z三種金屬離子分別CN-與形成配離子達平衡時, 與-lg(CN-) 的關系如圖。下列說法正確的是( )
A.99%的X、Y轉化為配離子時,兩溶液中CN-的平衡濃度:X>Y
B. 向Q點X、Z的混合液中加少量可溶性Y鹽,達平衡時
C. 由Y和Z分別制備等物質的量的配離子時,消耗的CN-物質的量:YD. 若相關離子的濃度關系如P點所示,Y配離子的解離速率小于生成速率
-lgcX(CN-)> -lgcY(CN-)
c(CN-) :XY離子會結合CN- ,使c(CN-)減小, -lgc(CN-)增大, 縱坐標X>Z
P點未平衡,要想達到平衡,需向上移動,縱坐標變大,推知金屬離子變大,配離子減小。
B
二、坐標為某些微粒濃度的比值的常用對數或負對數
Kb1=
c(N2H5+)·c(OH―)
c(N2H4)
M點:lgKb=-pOH=-15
Kb=10-15
N點:lgKb=-pOH=-6
Kb=10-6
12.(2022湖南株洲高三模擬)聯氨(N2H4)溶于水呈堿性,類似于NH3,可視聯氨為二元弱堿。常溫下,將鹽酸滴入聯氨(N2H4)的水溶液中,混合溶液中的pOH[pOH=-lgc(OH-)]隨離子濃度變化的關系如圖所示。下列說法不正確的是( )
A.M表示pOH與lgc(N2H5+)/c(N2H4)的變化關系
B.反應2N2H5+ N2H62++ N2H4的平衡常數為K,
則pK=9.0(pK= -lgK)
C.N2H5Cl的水溶液呈堿性
D.N2H5Cl溶液中存在:
c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+)=c(Cl―)+c(OH―)
AC
N2H4+H2O N2H5++OH―
N2H5++H2O N2H62++OH―
Kb2=
c(N2H62+)·c(OH―)
c(N2H5+)
lgKb1=lg
c(N2H5+)
c(N2H4)
+lgc(OH―)
lgKb1=lg
c(N2H5+)
c(N2H4)
-pOH
lgKb2=lg
c(N2H62+)
c(N2H5+)
+lgc(OH―)
lgKb2=lg
c(N2H62+)
c(N2H5+)
-pOH
K=Kb2/Kb1=10-9,pK=-lgK=9
N2H5+既發生電離又發生水解:Kh=Kw/Kb1=10-14/10-6=10-8>Kb2
電荷守恒
水解>電離
解題關鍵:
明確曲線的微粒種類歸屬以及電離或水解方程式的正確書寫
二、坐標為某些微粒濃度的比值的常用對數或負對數
H2A+H2O=H3A++OH―
HA―+H2O=H2A+OH―
A2―+H2O=HA―+OH―
Kh(A2―)=
c(HA―)·c(OH―)
c(A2―)
Kh(H2A)=
c(H3A+)·c(OH―)
c(H2A)
Kh(HA―)=
c(H2A)·c(OH―)
c(HA―)
【變式】(2022山東高三模擬)谷氨酸( ,用H2A表示)在生物體內的蛋白質代謝過程中占重要地位,在水溶液中有4種分布形式(H3A+、H2A、HA 和A2 )。用0.1mol·L 1HCl溶液滴定等濃度的A2 溶液,溶液中pOH與離子濃度變化關系如圖所示[pOH= lgc(OH )]。下列敘述錯誤的是
A.曲線Z表示pOH與-lgc(H3A+)/c(H2A)的關系
B.Ka(H2A)=10 4.2
C.溶液顯中性時,
c(HA )>c(A2 )>c(H2A)>c(H3A+)
D.Na2A溶液中,
c(Na+)+c(H+)=2c(A2 )+c(HA )+c(OH )
二、坐標為某些微粒濃度的比值的常用對數或負對數
【變式】(2022山東高三模擬)谷氨酸( ,用H2A表示)在生物體內的蛋白質代謝過程中占重要地位,在水溶液中有4種分布形式(H3A+、H2A、HA 和A2 )。用0.1mol·L 1HCl溶液滴定等濃度的A2 溶液,溶液中pOH與離子濃度變化關系如圖所示[pOH= lgc(OH )]。下列敘述錯誤的是
A.曲線Z表示pOH與-lgc(H3A+)/c(H2A)的關系
B.Ka(H2A)=10 4.2
C.溶液顯中性時,
c(HA )>c(A2 )>c(H2A)>c(H3A+)
D.Na2A溶液中,
c(Na+)+c(H+)=2c(A2 )+c(HA )+c(OH )
D
橫坐標為0時,
Kh(HA )=c(OH )
Kh=Kw/Ka
H2A+H2O=H3A++OH―
HA―+H2O=H2A+OH―
A2―+H2O=HA―+OH―
Kh(A2―)=
c(HA―)·c(OH―)
c(A2―)
Kh(H2A)=
c(H3A+)·c(OH―)
c(H2A)
Kh(HA―)=
c(H2A)·c(OH―)
c(HA―)
Kh(A2―)=10 4.4
Ka(HA―)=10 9.6
Kh(HA )=10 9.8
Ka(H2A)=10 4.2
Kh(H2A)=10 11.7
Ka(H3A+)=10 2.3
溶液顯中性時
c(HA )> c(A2 )> c(H2A)>c(H3A+)
電荷守恒:
c(Na+)+ c(H+)+c(H3A+)=2c(A2 )+c(HA )+c(OH )
重溫經典
模型建構
名師導學
2025
知識重構
高考命題元素
試題情境:
酸、堿、鹽反應
(簡單→復雜)
有機堿或氨基酸
試題立意:
定性分析平衡移動
定量計算常數
變化觀念與平衡思想
數據處理手段(數學方法)
必備知識、方法
化學反應
溶質分析
主次平衡
曲線歸屬
特殊點分析
1、溶液的酸堿性
2、酸堿鹽水的電離程度
3、微粒濃度或比值大小
4、三大守恒應用
5、常數計算及應用
考查內容
試題類型:
稀釋曲線、滴定曲線
分布分數曲線、
復合曲線、曲線化直線
溶液組成 溶液中的平衡 溶液的變化
起點、半程點、中性點、拐點、交點、零點
看關鍵點
三大守恒
離子濃度比較
看守恒
平衡常數計算、換算抓住等量點
看計算
簡單坐標還是復雜坐標?曲線歸屬?
看坐標
解題策略第 32 講-粒子濃度關系曲線之對數曲線
1.(2024·全國甲卷7題)將0.10mmol Ag2CrO4配制成1.0mL懸濁液,向其中滴加0.10mol·L-1的NaCl溶液。lg[cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl 或CrO42 )隨加入NaCl溶液體積(V)的變化關系如圖所示。
下列敘述正確的是( )
A.交點a處:c(Na+)=2c(Cl )
B.K (AgCl)/K (Ag2CrO4)=10-2.21
C.V≤2.0mL時c(CrO42-)/c(Cl )不變
D.y1= 7.82,y2= lg34
2.(2023·全國甲卷)下圖為和在水中達沉淀溶解平衡時的關系圖(;可認為離子沉淀完全)。下列敘述正確的是( )
A.由點可求得
B.時的溶解度為
C.濃度均為的和可通過分步沉淀進行分離
D.混合溶液中時二者不會同時沉淀
3.(2023·全國乙卷)一定溫度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。
下列說法正確的是( )
A.a點條件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b點時,c(Cl-)=c(CrO),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO的平衡常數K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均為0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先產生Ag2CrO4沉淀
4.(2022·湖南卷)室溫時,用的標準溶液滴定濃度相等的、和混合溶液,通過電位滴定法獲得與的關系曲線如圖所示(忽略沉淀對離子的吸附作用。若溶液中離子濃度小于時,認為該離子沉淀完全。,,)。下列說法正確的是( )
A.a點:有白色沉淀生成
B.原溶液中的濃度為
C.當沉淀完全時,已經有部分沉淀
D.b點:
5.(2022·福建卷)鋰輝石是鋰的重要來源,其焙燒后的酸性浸出液中含有和雜質離子,可在0~14范圍內調節對其凈化(即相關離子濃度)。時,與關系見下圖(堿性過強時和會部分溶解)。下列說法正確的是( )
A.可被凈化的區間最大
B.加入適量,可進一步提升凈化程度
C.凈化的先后順序:
D.
6.(2024·湖北卷13題)氣氛下,溶液中含鉛物種的分布如圖。縱坐標()為組分中鉛占總鉛的質量分數。已知,、,。下列說法錯誤的是( )
A. 時,溶液中
B. 時,
C. 時,
D. 時,溶液中加入少量,會溶解
7.(2024·重慶第八中學一模)常溫下,分別在溶液中滴加溶液,溶液中[代表]與關系如圖所示。已知:。下列敘述錯誤的是( )
A.表示與的關系 B.常溫下,的數量級為
C.點存在 D.常溫下,難溶于
8.(2024·河北保定一模)25℃時,用0.2mol L-1的鹽酸分別滴定20mL0.2mol L-1的氨水和MOH堿溶液(堿性:NH3 H2O大于MOH),溶液的pOH[pOH=-lgc(OH-)]與lg或lg的關系如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.曲線I對應的是滴定NH3 H2O的曲線
B.a點對應的溶液pH=11
C.b、e點溶液中水的電離程度:b>e
D.b、e點溶液中的c(Cl-)大小:b<e
9.(2022·新疆昌吉·統考二模)甲胺(CH3NH2)與鹽酸反應生成甲胺鹽酸鹽(CH3NH3Cl)。25℃時,向一定體積0.01mol·L-1CH3NH2水溶液(對應圖中M點)中緩慢通入HCl氣體,溶液的pH與pOH[pOH=-lgc(OH―)的關系如圖所示。下列敘述不正確的是( )
A.圖中a=2.7,b=7
B.該過程中,增大
C.Q點溶液中溶質為CH3NH3Cl和CH3NH2
D.N點溶液中:c(CH3NH3+)=c(Cl―)
10.(2022·廣東省東莞市高三模擬)窒溫下,向20mL0.10mol/LCH3COOH溶液中逐滴加入0.10mol/LNaOH溶液,溶液中由水電離出H+濃度的負對數[-lgc(H水+)]與所加NaOH溶液體積關系如圖所示。(忽略溶液混合引起的體積變化)。下列說法錯誤的是( )
A.室溫下,醋酸的電離常數約為1.0×10-5
B.c、e兩點溶液:c點顯中性,e點顯堿性
C.d點溶液中:c(Na+)+c(CH3COO-)=0.05mol/L
D.b、f點溶液中均有:c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
11.(2022·陜西·校聯考三模)已知H3PO3與足量的NaOH溶液反應生成Na2HPO3。室溫下向1 mol L 1Na2HPO3溶液中加水稀釋,溶液的pOH與溶液稀釋倍數關系如圖。已知pOH= lgc(OH-);lg4=0.60, V0是開始溶液體積,V是加水后溶液體積。下列說法錯誤的是( )
A.Na2HPO3的第一步水解常數約是10 8.8
B.稀釋100倍時溶液的pH=8.6
C.b點溶液中c(H2PO3―)+c(HPO32-)+c(H3PO3)=1 mol L 1
D.H3PO3的第二步電離常數是6.4×10 6
12.(2022·山東濟南·統考一模)已知:聯氨(N2H4)是二元弱堿(pKb1=6,pKb2=15;pK=-lgK),在水中的電離方式類似于氨氣,常溫下,向0.1mol·L-1N2H5Cl溶液通入HCl或加入NaOH固體(假設溶液總體積不變),溶液中c(N2H)隨pOH變化的曲線如圖所示,下列說法錯誤的是( )
A.N2H5Cl溶液c(N2H5+)>c(N2H4)>c(N2H62+)
B.b點加入NaOH(或HCl)的物質的量與d點加入HCl(或NaOH)物質的量相等
C.水的電離程度:b>a
D.若c(N2H62+)>c(N2H4),則pH小于3.5
13.(2023屆·遼寧省鞍山市普通高中高三一模)HM是一種一元弱酸,常溫下,向20mL 0.2 mol·L-1HM溶液中逐滴加入濃度為0.2 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg、、中和率(中和率=)的變化如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.a點時,2c(Na+)=c(M-)+c(HM)
B.溶液中水的電離程度:c點>b點
C.b點時,c(M-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.HM的電離常數為10-5.2
14.(2023屆·安徽省蚌埠市高三第一次教學質量檢查)實驗發現,298K時1L1mol/L的HNO2和HAsO2溶液中加NaOH固體(忽略溫度和溶液體積變化),溶液pH隨lg(X―表示NO2―或者AsO2―)變化情況如圖所示。已知HNO2和HAsO2均為一元弱酸,且HNO2酸性強于HAsO2。下列說法正確的是( )
A.I代表HAsO2,II代表HNO2
B.b點溶液的pH=5.3
C.c點和d點對應溶液中c(Na+)相等
D.a點和e點溶液中均有c(Na+)>c(HX)>c(OH―)>c(H+)
15.(2022·浙江省普通高中強基聯盟高三統測)25℃時,0.1mol·L-1的二元酸H3PO3溶液中各含磷物種的pc—pOH關系如圖所示。圖中pc表示各含磷物種的濃度負對數[pc=-lgc,pOH=-lgc(OH―)]。下列說法正確的是( )
A.曲線①表示pc(H2PO3―)隨pOH的變化
B.濃度均為0.2 mol·L-1的H3PO3和HPO32-溶液混合,混合溶液的pOH為10
C.2H2PO3- = H3PO3+HPO32-的平衡常數K=1.0×10-5.3
D.pH=6.7的溶液中:c(H3PO3)+c(H2PO3―)+c(HPO32―)+c(PO33―)=0.1mol·L-1
16.(2023屆·湖北省高三起點考試)常溫下,向一定濃度的H2X溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液的pH與離子濃度變化的關系如圖所示。下列敘述錯誤的是( )
A.H2X的電離常數Ka1的數量級為10-2
B.水電離的(H+):N點C.N點時,c(Na+)<3c(X2-)
D.當混合溶液呈中性時,c(Na+)>c(X -)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-)
17.(2023屆·河北省省級聯測高三第一次聯考)25℃時,向一定濃度的Na2C2O4溶液中逐滴加入HCl,以X表示或。已知pX=-lgX,混合溶液pX與pH的關系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.曲線Ⅱ表示p與pH的關系
B.H2C2O4第一步電離常數的數量級為10-2
C.pH=2.71時,c(HC2O4―)>c(C2O42―)=c(H2C2O4)
D.pH=1.23時,3c(H2C2O4)+c(H+)=c(Cl―)
18.(2022 湖北省選擇性考試)下圖是亞砷酸As(OH)3和酒石酸(H2T,lgKa1= -3.04,lgKa2= -4.37)混合體系中部分物種的c—pH圖(濃度:總As為5.0×10-4 mol·L-1,總T為1.0×10-3mol·L-1)。下列說法錯誤的是( )
A.As(OH)3的lgKa1為-9.1
B.[As(OH)2T]-的酸性比As(OH)3的強
C.pH=3.1時,As(OH)3的濃度比[As(OH)2T]―的高
D.pH=7.0時,溶液中濃度最高的物種為As(OH)3
19.(2022·山東濟南·統考一模)谷氨酸[HOOC(CH2)2CH(NH3+ )COO-,用H2R表示]是人體內氮代謝的基本氨基酸之一,其鹽酸鹽(H3RCl)在水溶液中存在如下平衡:
H3R+H2R HR- R2-
常濕下,向一定濃度的H3RCl溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液中lgx[x表示、或]隨pOH[pOH= -lgc(OH- )]的變化如圖所示,下列說法錯誤的是( )
A.K1的數量級為10-2
B.曲線I表示pOH與lg的變化關系
C.M點時,c(H+)+c(Na+)+c(H3R+)=c(OH-)+3c(HR-)+c(Cl-)
D.pH=7時,c(HR-)>c(H2R)>c(R2-)
20.(2023湖南長沙新高考適應性考試14題)25℃時,往20. 00mL 0. 1mol·L-1HX溶液中滴入0. 1mol·L-1NaOH溶液,體系中-1gc(HX)、 -lgc(X-)、 NaOH 溶液的體積與溶液pH的關系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.曲線②表示-lgc(HX)與溶液pH的關系
B.a點對應的溶液中: c(H+) +2c(HX)=c(OH- )-c(X -)
C.b點對應的溶液中: c(Na+)>c(X- )>c(OH-)>c(H+)
D.25℃時,HX的電離平衡常數的數量級為10-4
第 32 講-粒子濃度關系曲線之對數曲線答案及解析
1.【答案】D
【解析】A.2mL時與溶液恰好完全反應,則a點時溶質為NaCl和Na2CrO4,電荷守恒:c(Na+)+c(Ag+)+c(H+)=2c()+c(Cl-)+c(OH-),此時c(H+)、c(OH-)、c(Ag+)可忽略不計,a點為Cl-和曲線的交點,即c()=c(Cl-),則溶液中c(Na+)≈3c(Cl-),A錯誤;
B.當V(NaCl)=1.0mL時,有一半的Ag2CrO4轉化為AgCl,Ag2CrO4與AgCl共存,均達到沉淀溶解平衡,取圖中橫坐標為1.0mL的點,得Ksp(AgCl)= c(Ag+)c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)= c2(Ag+)c()=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,則==102.21,B錯誤;
C.V<2.0mL時,Ag+未沉淀完全,體系中Ag2CrO4和AgCl共存,則=為定值,即為定值,由圖可知,在V≤2.0mL時c(Ag+)并不是定值,則的值也不是定值,即在變化,C錯誤;
D.V>2.0mL時AgCl處于飽和狀態,V(NaCl)=2.4mL時,圖像顯示c(Cl-)=10-1.93mol/L,則c(Ag+)===10-7.82mol/L,故y1=-7.82,此時Ag2CrO4全部轉化為AgCl,n()守恒,等于起始時n(Ag2CrO4),則c(CrO)===mol/L,則y2=lg c(CrO)=lg=-lg34,D正確;
故答案選D。
2.【答案】C
【解析】A.由點a(2,2.5)可知,此時pH=2,pOH=12,則===,故A錯誤;
B.由點(5,6)可知,此時pH=5,pOH=9,則===,時的溶解度為=10-3,故B錯誤;
C.由圖可知,當鐵離子完全沉淀時,鋁離子尚未開始沉淀,可通過調節溶液pH的方法分步沉淀和,故C正確;
D.由圖可知,沉淀完全時,,pM5,此時pH約為4.7,在此pH下剛開始沉淀的濃度為,而題中>,則會同時沉淀,故D錯誤;
答案選C。
3.【答案】C
【解析】A.假設a點坐標為(4,6.5),此時分別計算反應的濃度熵Q得,Q(AgCl)=10-10.5,Q(Ag2CrO4)=10-17,二者的濃度熵均小于其對應的溶度積Ksp,二者不會生成沉淀,A錯誤;
B.Ksp為難溶物的溶度積,是一種平衡常數,平衡常數只與溫度有關,與濃度無關,根據分析可知,二者的溶度積不相同,B錯誤;
C.該反應的平衡常數表達式為K=,將表達式轉化為與兩種難溶物的溶度積有關的式子得K=====1×107.9,C正確;
D.向NaCl、Na2CrO4均為0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3,開始沉淀時所需要的c(Ag+)分別為10-8.8和10-5.35,說明此時沉淀Cl-需要的銀離子濃度更低,在這種情況下,先沉淀的是AgCl,D錯誤;
故答案選C。
4.【答案】C
【解析】向含濃度相等的 Cl-、 Br-和 I-混合溶液中滴加硝酸銀溶液,根據三種沉淀的溶度積常數,三種離子沉淀的先后順序為I-、Br-、Cl-,根據滴定圖示,當滴入4.50mL硝酸銀溶液時,Cl-恰好沉淀完全,此時共消耗硝酸銀的物質的量為4.50mL×10-3L/mL×0.1000mol/L=4.5×10-4mol,所以Cl-、 Br-和 I-均為1.5×10-4mol。
A.I-先沉淀,AgI是黃色的,所以a點有黃色沉淀AgI生成,故A錯誤;
B.原溶液中I-的物質的量為1.5×10-4mol,則I-的濃度為=0.0100mol L-1,故B錯誤;
C.當Br-沉淀完全時(Br-濃度為1.0×10-5mol/L),溶液中的c(Ag+)==5.4×10-8mol/L,若Cl-已經開始沉淀,則此時溶液中的c(Cl-)==3.3×10-3mol/L,原溶液中的c(Cl-)= c(I-)=0.0100mol L-1,則已經有部分Cl-沉淀,故C正確;
D.b點加入了過量的硝酸銀溶液,Ag+濃度最大,則b點各離子濃度為:,故D錯誤;
故選C。
5.【答案】B
【解析】A.對離子凈化時,相關離子濃度c<10-5mol/L,則lgc<-5,由圖可知,可作凈化的pH區間最大的是Fe3+,A錯誤;
B.加入適量H2O2,可將Fe2+氧化為Fe3+,提高凈化程度,B正確;
C.由圖可知,凈化的先后順序為,C錯誤;
D.對離子凈化時,相關離子濃度c<10-5mol/L,lgc<-5,,由圖可知,Fe3+完全沉淀的pH約為2.5,c(H+)=10-2.5mol/L,c(OH-)=10-11.5mol/L,,Al3+完全沉淀的pH約為4.5,c(H+)=10-4.5mol/L,c(OH-)=10-9.5mol/L,,Fe2+完全沉淀的pH約為8.5,c(H+)=10-8.5mol/L,c(OH-)=10-5.5mol/L, ,則有,D錯誤;
故選B。
6.【答案】C
【解析】A.由圖可知,pH=6.5時δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5mol/L,則c()≤=mol/L=10-7.1mol/LB.由圖可知,δ(Pb2+)=δ(PbCO3)時,溶液中還存在Pb(OH)+,根據c0(Pb2+)=2.0×10-5mol/L和Pb守恒,溶液中c(Pb2+)<1.0×10-5mol/L,B項正確;
C.溶液中的電荷守恒為2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]+c(H+)=2c()+c()+c()+2c[]+c(OH-),pH=7時溶液中c(H+)=c(OH-),則2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]=2c()+c()+c()+2c[],C項錯誤;
D.NaHCO3溶液中的水解平衡常數為==10-7.6>Ka2(H2CO3),NaHCO3溶液呈堿性,加入少量NaHCO3固體,溶液pH增大,PbCO3轉化成而溶解,D項正確;
答案選C。
7.【答案】D
【解析】L1隨著pH的增大而減小,即代表,L2、L3均隨pH的增大而增大,且pH相同時,L2更大,由于,即L2為,L3為Mn2+。
A.由分析得,表示與的關系,故A正確;
B.由b點坐標可得:,數量級為,故B正確;
C.a點縱坐標為0,即,存在電荷守恒:,,即,,,故C正確;
D.方程式:,,即,可知常溫下溶于,故D錯誤;
故選D。
8.【答案】C
【解析】根據堿的電離平衡常數可知,以NH3·H2O為例,當時,Kb=c(OH-),故I對應的KbⅠ=1×10-4.74,Ⅱ對應的KbⅡ=1×10-6。據題意堿性:NH3 H2O大于MOH),則I對應NH3 H2O,Ⅱ對應MOH,據此分析。
A.據分析可知,曲線I對應的是滴定NH3 H2O的曲線,A正確;
B.由于曲線I對應的是滴定NH3 H2O的曲線, Kb1==1×10-4.74,a點時lg=-1.74,則=1×10-1.74,帶入Kb1可知,此時c(OH)=1×10-3mol/L,25℃時,=1×10-11,故pH=11,B正確;
C.b、e點時溶液均成堿性,說明尚未完全反應,對水的電離均為抑制作用,b點的堿性更強,對水的電離的抑制作用更大,所以中水的電離程度:b<e,C錯誤;
D.b、e點溶液中的弱堿陽離子和弱堿分子濃度相同,假設滴入一半物質的量的鹽酸,若不考慮電離和水解因素,則NH3·H2O、NH、MOH、M+的濃度均相同,但由于越弱越水解,所以對應的堿越強,需要加入的鹽酸的量越少,故b、e點溶液中的c(Cl-)大小:b<e,D正確;
答案選C。
9.【答案】B
【解析】A.M點pH=11.3,c(H+)=10-11.3mol/L,c(OH-)===10-2.7mol/L,a點pOH=-lgc(OH-)=2.7;N點pH=7,c(H+)=10-7mol/L,c(OH-)=10-7mol/L,b點pOH=-lgc(OH-)=7,選項A正確;
B.甲胺可看作一元弱堿:CH3NH2+H2O = CH3NH3++OH-,Kb=,=,CH3NH2水溶液(對應圖中M點)中緩慢通入HCl氣體,c(CH3NH3+)逐漸增大,Kb只與溫度有關,所以比值減小,選項B不正確;
C.CH3NH2+HCl= CH3NH3Cl,所以Q點顯堿性,溶液中有CH3NH3Cl,同時還有CH3NH2剩余,選項C正確;
D.溶液中電荷守恒:c(H+)+ c(CH3NH3+)= c(OH-)+ c(Cl-),N點pH=7,c(H+)= c(OH-),故c(CH3NH3+)=c(Cl-),選項D正確。
10.【答案】C
【解析】A項,0.10mol/LCH3COOH溶液,[-lgc(H水+)]=11,c(H+)=10-3mol/L,醋酸的電離常數約為=1.0×10-5,A正確;
B項,d點酸堿恰好完全反應生成CH3COONa,溶液呈堿性,要使混合溶液呈中性,則醋酸應該稍微過量,c點醋酸過量、e點NaOH過量,則c點溶液呈中性、e點溶液呈堿性,B正確;
C項,d點酸堿恰好完全反應生成CH3COONa,混合溶液體積是醋酸或NaOH溶液體積的2倍,則濃度是原來一半,根據物料守恒得c(Na+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L, c(CH3COOH)很小,故c(Na+)+c(CH3COO-)>0.05mol/L,C錯誤;
D項,b點加入n(NaOH)是醋酸的一半,則混合溶液中溶質為等物質的量濃度的CH3COOH、CH3COONa,CH3COOH抑制水電離、CH3COONa促進水電離,根據圖知,水的電離出的c(H+)<10-7mol/L,水的電離被抑制,說明CH3COOH電離程度大于CH3COONa水解程度,則溶液中存在c(CH3COO-)>c(CH3COOH);f點溶液中溶質為等物質的量濃度的CH3COONa、NaOH,故存在 c(CH3COO-)>c(CH3COOH),D正確。
11.【答案】C
【解析】A.a點pOH=4.4,lg=0,則計算水解常數約Kh==10-4.4×10-4.4=10-8.8;故A正確;
B.由圖知,lg=2即稀釋100倍時溶液中的pOH=5.4,則pH=8.6;故B正確;
C.b點lg=1即稀釋10倍時,根據物料守恒得到溶液中c(H2PO3―)+c(HPO32-)+c(H3PO3)=0.1mol L 1;故C錯誤;
D.由lg4=0.60得lg2=0.30、lg5=0.70,由Na2HPO3的第一步水解常數約是10 8.8,可以計算H3PO3的第二步電離常數約是Ka2===10 5.2=100.8×10-6=6.4×10-6,故D正確。
12.【答案】B
【解析】A.由題干信息可知,聯氫(N2H4)是二元弱堿(pKb1=6,pKb2=15;pK=-lgK),即N2H4的Kb1=10-6,Kb2=10-15,則N2H5+的水解平衡常數為:==10-8>Kb2,即N2H5+的水解大于電離,則N2H5Cl溶液有c(N2H5+)>c(N2H4)>c(N2H62+),A正確;
B.由pOH越大,溶液中的OH-濃度越小,故此圖象是向0.1mol·L-1N2H5Cl溶液中通入HCl的變化曲線,b點是加入的HCl抑制了N2H5+的水解,到c點時抑制作用最強,此時N2H5+濃度最大,繼續加入HCl的對N2H5+的電離起促進作用,則N2H5+濃度又減小,故d點加入的HCl的物質的量大于b點所加HCl的物質的量,B錯誤;
C.由圖示可知,c(N2H5+)是b>a,而N2H5+的水解大于電離,水解對水的電離起促進作用,電離對水的電離起抑制作用,故水的電離程度:b>a,C正確;
D.由題干信息可知,N2H4+H2O = N2H5++OH-,N2H5++H2O = N2H62++OH-,則Kb1×Kb2=×==10-21,若c(N2H62+)>c(N2H4),c(OH-)<=10-10.5,c(H+)>10-3.5,則pH小于3.5,D正確。
13.【答案】A
【解析】A項,a點時lg=0,說明c(HM)=c(M-),又根據電荷守恒可知,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(M-),因為此時pH=5.2,則氫離子濃度大于氫氧根離子濃度,則c(Na+)B項,b點時被中和的HM為50%,此時溶液中HM和NaM濃度基本相同,NaM水解促進水的電離但是HM的存在抑制水的電離,c點時被中和的HM為100%,溶液中全為NaM,NaM水解促進水的電離,因此c點水的電離程度大于b點,B正確;
C項,根據電荷守恒可知,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(M-),b點時溶液呈酸性,則c(H+)>c(OH-),則c(Na+)c(Na+)>c(H+)>c(OH-),C正確;
D項,a點時c(HM)=c(M-),pH=5.2,Ka(HM)==c(H+)=10-5.2,D正確。
14.【答案】B
【解析】A項,由題干信息可知,HNO2酸性強于HAsO2,Ka(HNO2)>Ka(HAsO2),當橫坐標為0時,lg=0,即c(X―)=c(HX),Ka(HX)==c(H+),結合圖中數據可知Ka(HNO2)=10-3.3,Ka(HAsO2)=10-9.2。故I代表HNO2,II代表HAsO2,A錯誤;
B項,b點溶液中lg=2,則有:c(H+)==10-5.3,故b點對應溶液的pH=5.3,B正確;
C項,c點和d點對應溶液均為中性,由于HNO2酸性強于HAsO2,要使溶液均呈中性,HNO2溶液中要加入較多的NaOH,即c點溶液中c(Na+)大于d點溶液,C錯誤;
D項,a點溶液pH=3.3,c(H+)>c(OH―),D錯誤。
15.【答案】C
【解析】H3PO3為二元酸,由圖示可知,隨著堿性增強,即pOH減小,H3PO3濃度減小,pc(H3PO3)逐漸增大,H2PO3-濃度先增大后減小,pc(H2PO3-)先減小后增大,HPO32-濃度逐漸增大,pc(HPO32-)逐漸減小,HPO32-不能繼續電離,故曲線①表示pc(HPO32-)隨pOH的變化,曲線②表示,pc(H2PO3-)隨pOH的變化,曲線③表示pc(H3PO3)隨pOH的變化。
A項,曲線①表示pc(HPO32-)隨pOH的變化,A錯誤;
B項,未指明H3PO3溶液和HPO32-溶液的體積,無法計算混合溶液的pOH,B錯誤;
C項,H3PO3為二元酸,其一級電離方程式為:H3PO3 = H++H2PO3―,圖中z點表示c(H3PO3)=c(H2PO3―)、pOH=12.6,則pH=1.4、c(H+)=10-1.4mol/L,Ka1==10-1.4,二級電離方程式為:H2PO3- = H++HPO32-,圖中x點表示c(H2PO3―)=c(HPO32-)、pOH=7.3,則pH=6.7、c(H+)=10-6.7mol/L,Ka2=,反應2H2PO3- = H3PO3+HPO32-的平衡常數K====1.0×10-5,C正確;D項,H3PO3為二元酸,不能電離出PO33―,溶液中無PO33―,D錯誤。
16.【答案】B
【解析】根據直線m,當pH=0時lg或lg = -1.3,對應電離常數為10-1.3;根據直線n,當pH=0時lg或lg = -4.3,對應電離常數為10-4.3, Ka1>Ka2,所以Ka1=1.0×10-1.3,Ka2=1.0×10-4.3。
A項,Ka1=1.0×10-1.3,A正確;
B項,直線n表示pH與lg的關系,Ka2=1.0×10-4.3,N點lg=0,則c(H+)=1×10-4.3, HX-電離出氫離子使溶液呈酸性,則M點氫離子濃度更大,氫離子抑制水的電離,故水的電離程度N點>M點,B錯誤;
C項,N點存在電荷守恒,c(Na+)+ c(H+)=2c(X2-)+c(HX-)+c(OH-),由圖可知N點時c(X2-)=c(HX-),由選項B分析可知,此時溶液顯酸性,c(H+)>c(OH-),則c(Na+)<3c(X2-),C正確;
D項,當混合溶液呈中性時×10-7=10-4.3,=102.7,所以c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-),D正確。
17.【答案】C
【解析】當pX=0,c(HC2O4―)=c(C2O42―),Ka2==c(H+);或c(HC2O4―)=c(H2C2O4),Ka1==c(H+);由于Ka1>Ka2,結合圖像可知,曲線Ⅱ表示p與pH的關系、曲線Ⅰ表示p與pH的關系。
A項,曲線Ⅱ表示p與pH的關系,A錯誤;
B項,由點(2.23,-1)可知,H2C2O4第一步電離常數的數量級為Ka1==101×10-2.23=10-1.23,B錯誤;
C項,由圖可知,pH=2.71時,p>0,則c(HC2O4―)>c(C2O42―);由點(3.19,1)可知,Ka2== 10-1×10-3.19=10-4.19;Ka1Ka2=10-1.23×10-4.19=10-5.42=,此時pH=2.71,則Ka1Ka2==10-5.42,得c(C2O42―)=c(H2C2O4),C正確。
D項,由電荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(Cl―)+c(OH―)+ c(HC2O4―)+2c(C2O42―);由物料守恒可知,c(Na+)=2c(HC2O4―)+2c(H2C2O4)+2c(C2O);兩式聯立可得:c(HC2O4―)+2c(H2C2O4)+c(H+)=c(Cl―)+c(OH―);Ka1==10-1.23,pH=1.23時,c(HC2O4―)=c(H2C2O4),則有3c(H2C2O4)+c(H+)=c(Cl―)+c(OH―),D錯誤。
18.【答案】D
【解析】由圖分析,左側縱坐標濃度的數量級為10-3mol/L,右坐標濃度的數量級為10-6mol/L,橫坐標為pH,隨著pH的增大,c{[As(OH)2T]―}先變大,然后再減小,同時c{[AsO(OH)]2―}變大,兩者濃度均為右坐標,說明變化的程度很小,當pH=4.6時,c{[AsO(OH)]2―}=c{[As(OH)2T]―},Ka=10-4.6。pH繼續增大,則c[As(OH)3]減小,同時c{[As(OH)2O]―}增大,當pH=9.1時,c{[As(OH)2O]―}=c[As(OH)3],Ka1=c(H+)=10-9.1,二者用左坐標表示,濃度比較大,說明變化的幅度比較大,但混合溶液中存在著酒石酸,電離常數遠大于亞砷酸,且總T濃度也大于總As。
A項,As(OH)3 = [As(OH)2O]―+H+,Ka1=,當pH=9.1時,c{[As(OH)2O]―}=c[As(OH)3],Ka1=c(H+)=10-9.1,,lgKa1為-9.1,A正確;
B項,[As(OH)2T]- = [As(OH)T]2-+H+,Ka=,當pH=4.6時,c{[AsO(OH)]2―}=c{[As(OH)2T]―},Ka=10-4.6,而由A選項計算得H3AsO3的Ka1=c(H+)=10-9.1,即Ka > Ka1,所以[As(OH)2T]-的酸性比As(OH)3的強,B正確;
C項,由圖可知As(OH)3的濃度為左坐標,濃度的數量級為10-3mol/L,[As(OH)2T]-的濃度為右坐標,濃度的數量級為10-6mol/L,所以pH=3.0時,As(OH)3的濃度比[As(OH)2T]-的高,C正確;
D項,由可知條件,酒石酸(H2T,lgKa1= -3.04,lgKa2= -4.37),As(OH)3的lgKa1為-9.1,即酒石酸的第一部電離常數遠大于亞砷酸的第一步電離常數,所以酒石酸的酸性遠強于As(OH)3,另外總As的濃度也小于總T的濃度,所以當pH=7.0時,溶液中濃度最高的物種不是As(OH)3,D錯誤。
19.【答案】AD
【解析】由題意知,K1>K2>K3,一級電離時酸性最強,因此曲線I表示pOH與lg的關系,曲線II表示pOH與lg的關系,曲線III表示pOH與lg的關系。
A.K1=,當lg=0,即c(H3R+)=c(H2R)時,pOH=11.9,因pOH=-lgc(OH-),所以c(OH-)=10-11.9mol/L,c(H+)==10-2.1mol/L,K1=c(H+)=10-2.1,數量級為10-3,A項錯誤;
B.由分析可知,曲線I表示pOH與lg的變化關系,B項正確;
C.M點時,lg=0,c(HR-)=c(R2-),依據電荷守恒:c(H+)+c(Na+)+c(H3R+)=c(OH-)+c(HR-)+2c(R2-)+c(Cl-),則有c(H+)+c(Na+)+c(H3R+)=c(OH-)+3c(HR-)+c(Cl-),C項正確;
D.pH=7時,pOH=7,由曲線I可知,lg>0,則c(HR-)>c(R2-),由曲線II可知,<0,則c(H2R)20.【答案】C 
【解析】A.往20.00mL 0.1mol·L 1 HX溶液中滴入0.1mol·L 1 NaOH溶液,發生反應:NaOH+HX=NaX+H2O,體系中 lgc(HX)隨溶液pH的增大而增大, lgc(X ) 隨溶液pH的增大而減小,故曲線①表示 lgc(HX)與溶液pH的關系,A錯誤;
B.a點對應的溶液中存在HX和NaX兩種溶質,且二者的物質的量之比為1∶1,該溶液中的電荷守恒式為c(Na+)+c(H+)=c(X )+c(OH ),物料守恒式為2c(Na+)=c(X )+c(HX),聯立電荷守恒式及物料守恒式可得:2c(H+)+c(HX)=2c(OH )+c(X ),B錯誤;
C.b點對應的溶液pH=10即c(OH )>c(H+),此時溶液中的溶質為NaX和NaOH,結合電荷守恒式可得溶液中:c(Na+)>c(X ),故c(Na+)>c(X )>c(OH )>c(H+),C正確;
D.曲線①、曲線②的交點處有 lgc(HX) = lgc(X ),即c(HX)= c(X ),HX的電離平衡常數Ka=c(H+)=10 4.76,其數量級為10 5,D錯誤。第 32 講-粒子濃度關系曲線之對數曲線
知識重構
(一)、知識梳理:
1.定性:溫度、濃度、同離子效應。
2.平衡常數:Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp相關計算
(二)、常考對數圖像的類型:
1.坐標為簡單對數或負對數
(1)pH=-lg c(H+),pH越大,c(H+)越小,溶液的堿性越強
(2)pOH=-lg c(OH-),c(OH-)越大,則pOH越小
(3)pC=-lgc(C)[C離子濃度的常用對數負值],pC越大,c(C)越小
2.坐標為某些微粒濃度的比值的常用對數或負對數,如lg[c(A)/c(B)]
(1)lg :稀釋后與稀釋前體積比的常用對數。lg 越大,稀釋程度越大
(2)AG= :氫離子與氫氧根離子濃度比的常用對數。AG越大,酸性越強,中性時,=1,AG=0。
(3)lg :生成物與反應物離子濃度比的常用對數。lg 越大,反應向正反應方向進行的程度越大。
(三)、常用對數的運算法則:
lgab=lga+lgb;lg=lga-lgb;lgab=blga;lg=lga。
二、重溫經典
坐標為簡單對數或負對數
1.(2024·黑吉遼卷)下,、和的沉淀溶解平衡曲線如下圖所示。某實驗小組以為指示劑,用標準溶液分別滴定含水樣、含水樣。
已知:①為磚紅色沉淀;
②相同條件下溶解度大于;
③時,,。
下列說法錯誤的是( )
A.曲線②為沉淀溶解平衡曲線
B.反應的平衡常數
C.滴定時,理論上混合液中指示劑濃度不宜超過
D.滴定達終點時,溶液中
【答案】D
【解析】由于AgCl和AgBr中陰、陽離子個數比均為1:1,即兩者圖象平行,所以①代表,由于相同條件下,AgCl溶解度大于AgBr,即,所以②代表AgCl,則③代表AgBr,根據①上的點(2.0,7.7),可求得,根據②上的點(2.0,7.7),可求得,根據③上的點(6.1,6.1),可求得。由分析得,曲線②為AgCl沉淀溶解平衡曲線,A正確;反應的平衡常數,B正確;當Cl-恰好滴定完全時,,即,因此,指示劑的濃度不宜超過10-2mol/L,C正確;當Br-到達滴定終點時,,即,,D錯誤。
故選D。
2.(2013·山東)某溫度下,向一定體積0.1 mol·L-1醋酸溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液,溶液中pOH[pOH=-lg c(OH-)]與pH的變化關系如圖所示,則(  )
A.M點所示溶液導電能力強于Q點
B.N點所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)
C.M點和N點所示溶液中水的電離程度相同
D.Q點消耗NaOH溶液的體積等于醋酸溶液的體積
【答案】C
【解析】由于醋酸是弱酸,電離程度很小,離子濃度也較小,M點溶液的導電能力最弱,A錯;N點所示溶液為堿性,根據溶液電荷守恒可判斷出此時c(Na+)>c(CH3COO-),B錯;由于M點的H+濃度等于N點的OH-濃度,對水的電離抑制程度相同,所以兩點水的電離程度相同,C正確;Q點的pOH=pH,溶液為中性,而兩者等體積混合后生成醋酸鈉,水解顯堿性,故Q點消耗NaOH溶液的體積略小于醋酸溶液的體積,D錯。
3.(2022·廣東省東莞市高三模擬)窒溫下,向20mL0.10mol/LCH3COOH溶液中逐滴加入0.10mol/LNaOH溶液,溶液中由水電離出H+濃度的負對數[-lgc(H水+)]與所加NaOH溶液體積關系如圖所示。(忽略溶液混合引起的體積變化)。下列說法錯誤的是( )
A.室溫下,醋酸的電離常數約為1.0×10-5
B.c、e兩點溶液:c點顯中性,e點顯堿性
C.d點溶液中:c(Na+)+c(CH3COO-)=0.05mol/L
D.b、f點溶液中均有:c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
【答案】C
【解析】A項,0.10mol/LCH3COOH溶液,[-lgc(H水+)]=11,c(H+)=10-3mol/L,醋酸的電離常數約為=1.0×10-5,A正確;
B項,d點酸堿恰好完全反應生成CH3COONa,溶液呈堿性,要使混合溶液呈中性,則醋酸應該稍微過量,c點醋酸過量、e點NaOH過量,則c點溶液呈中性、e點溶液呈堿性,B正確;
C項,d點酸堿恰好完全反應生成CH3COONa,混合溶液體積是醋酸或NaOH溶液體積的2倍,則濃度是原來一半,根據物料守恒得c(Na+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L, c(CH3COOH)很小,故c(Na+)+c(CH3COO-)>0.05mol/L,C錯誤;
D項,b點加入n(NaOH)是醋酸的一半,則混合溶液中溶質為等物質的量濃度的CH3COOH、CH3COONa,CH3COOH抑制水電離、CH3COONa促進水電離,根據圖知,水的電離出的c(H+)<10-7mol/L,水的電離被抑制,說明CH3COOH電離程度大于CH3COONa水解程度,則溶液中存在c(CH3COO-)>c(CH3COOH);f點溶液中溶質為等物質的量濃度的CH3COONa、NaOH,故存在 c(CH3COO-)>c(CH3COOH),D正確。三、模型建構
水的電離程度問題的解題關鍵
起點:E點 pH=3 a點 pH=1.4 H2X為弱酸 計算Ka 抑制水的電離
中和點:G點 NaCl NaClO d點 Na2X 計算酸或堿的濃度、體積
促進水的電離(此時,水的電離程度最大)
c水(H+)=c水(OH―)=10-7mol L-1 溶液酸堿性?
F點:NaCl NaClO HClO 中性
b點:半程點 NaHX 抑制水電離 HX―電離>水解 酸性
c點:NaHX Na2X 中性
H點:NaCl NaClO NaOH 堿性
e點: Na2X NaOH 堿性
E→G→H a→d→e 水的電離程度先增大后減小(由圖像可知)
起點:a點 AG=12 c(H+)=0.1mol L-1 pH=1 H2A為強酸
b點:中和點(NH4)2A 促進水電離 AG=2 酸性 水的電離程度最大
c點:AG=0 中性點 (NH4)2A 和NH3 H2O 電離=水解
d點:(NH4)2A和NH3 H2O 1:2 AG<0 堿性 電離>水解
c(NH4+)> c(NH3 H2O) 物料守恒:c(NH4+) +c(NH3 H2O)=4c(A2―)
中和點 M2SO4 促進水電離 AG>0 酸性 水的電離程度最大 c(H2SO4)=0.05mol/L
AG=0 中性點 M2SO4 和MOH 電離=水解
解題關鍵:H+、OH-濃度越大,對水電離的抑制程度越大;弱離子的濃度越大,對水電離的促進程度越大。
二、重溫經典
4.(2023年遼寧等級考T15題)某廢水處理過程中始終保持H2S飽和,即c(H2S)=0.1mol·L-1,通過調節pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分離,體系中pH與-lgc關系如下圖所示,c為HS 、S2 、Ni2+和Cd2+的濃度,單位為mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列說法正確的是( )   
A. Ksp(CdS)=10-18.4 B. ③為pH與-lgc(HS )的關系曲線
C.Ka1(H2S)=10-8.1 D. Ka2(H2S)=10-14.7
【答案】D
【解析】已知H2S飽和溶液中存在:H2S H++HS ;HS H++S2 。隨著pH的增大,HS 的濃度增大,S2 濃度逐漸增大,則有-lgc(HS-)和-lg(S2-)隨著pH增大而減小,且相同pH相同時,HS 濃度大于S2 ,即-lgc(HS )小于-lg(S2 ),則Ni2+和Cd2+濃度逐漸減小,且Ksp(NiS)>Ksp(CdS)即當c(S2-)相同時,c(Ni2+)>c(Cd2+),則-lgc(Ni2+)和-lg(Cd2+)隨著pH增大而增大,且有-lgc(Ni2+)小于-lg(Cd2+),由此可知曲線①代表Cd2+、②代表Ni2+、③代表S2-,④代表HS-,據此分析結合圖像各點數據進行解題。
【詳解】A.由分析可知,曲線①代表Cd2+、③代表S2-,由圖示曲線①③交點可知,此時c(Cd2+)=c(S2-)=10-13mol/L,則有,A錯誤;
B.由分析可知,③為與的關系曲線,B錯誤;
C.由分析可知,曲線④代表HS-,由圖示曲線④兩點坐標可知,此時c(H+)=10-1.6mol/L時,c(HS-)=10-6.5mol/L,由H2S的一級電離常數或者當c(H+)=10-4.2 mol/L時,c(HS-)=10-3.9 mol/L,,C錯誤;
D.已知Ka1Ka2==,由曲線③兩點坐標可知,當c(H+)=10-4.9mol/L時,c(S2-)=10-13mol/L,或者當c(H+)=10-6.8mol/L時,c(S2-)=10-9.2mol/L,故有===10-21.8,結合C項分析可知,Ka1=10-7.1故有,D正確;
故答案為:D。
5.(2020 山東卷)25℃時,某混合溶液中c(CH3COOH)+ c(CH3COO―)=0.1mol/L,1gc( CH3COOH)、1gc(CH3COO―)、lgc(H+)和1gc(OH―)隨pH變化的關系如下圖所示。Ka為CH3COOH的電離常數,下列說法正確的是( )
A.O點時,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
B.N點時,pH= -lgKa
C.該體系中,c(CH3COOH) = mol·L-1
D.pH由7到14的變化過程中, CH3COO―的水解程度始終增大
【答案】BC
【解析】根據圖像分析可知,隨著pH的升高,氫氧根離子和醋酸根離子濃度增大,氫離子和醋酸離子濃度減小,又pH=7的時候,氫氧根離子濃度等于氫離子濃度,故可推知,圖中各曲線代表的濃度分別是:曲線1為lgc(CH3COO-)隨pH的變化曲線,曲線2為lgc(H+)隨pH的變化曲線,曲線3為lgc(OH-)隨pH的變化曲線,曲線4為lgc(CH3COOH)隨pH的變化曲線。
A項,根據上述分析可知,O點為曲線2和曲線3的交點,對應的pH=7,應該得出的結論為:c(H+)= c(OH-),故A錯誤;
B項,N點為曲線1和曲線4的交點, lgc(CH3COO-)=lgc(CH3COOH),即c(CH3COO-)=c(CH3COOH),因Ka==c(H+),代入等量關系并變形可知pH=-lgKa,故B正確;
C項,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L,則c(CH3COO-)=0.1mol/L- c(CH3COOH),又Ka=,聯立兩式消去c(CH3COO-)并化簡整理可得出,c(CH3COOH)= mol/L,故C正確;
D項,醋酸根離子的水解平衡為:CH3COO-+H2O = CH3COOH +OH-,pH由7到14的變化過程中,堿性不斷增強,c(OH-)不斷增大,則使不利于醋酸根離子的水解平衡,會使其水解程度減小,故D錯誤;故選BC。
6.(2021·湖北)常溫下,已知H3PO3溶液中含磷物種的濃度之和為0.1mol·L-1,溶液中各含磷物種的pc—pOH關系如圖所示。圖中pc表示各含磷物種的濃度負對數(pc=-lgc),pOH表示OH-的濃度負對數[pOH=-lgc(OH-)];x、y、z三點的坐標:x(7.3,1.3),y(10.0,3.6),z(12.6,1.3)。下列說法正確的是( )
A.曲線①表示pc(H3PO3)隨pOH的變化
B.H3PO3的結構簡式為
C.pH=4的溶液中:c(H2PO3―)<0.1mol·L-1-2c(HPO32―)
D.H3PO3+HPO32― = 2H2PO3―的平衡常數K>1.0×105
【答案】D
【解析】A.圖象中含P物質只有3種,說明H3PO3為二元弱酸。隨著c(OH-)逐漸增大,pOH減小,根據H3PO3+OH―=H2PO3―+H2O、H2PO3―+OH―=HPO32―+H2O,知c(H3PO3)逐漸減小,c(H2PO3―)先增大后減小,c(HPO32―)逐漸增大,pc=-lgc,則pc(H3PO3)逐漸增大,pc(H2PO3―)先減小后增大,pc(HPO32―)逐漸減小,故曲線③表示pc(H3PO3),曲線②表示pc(H2PO3―),曲線①表示pc(HPO32―);根據x點知,c(HPO32―)=c(H2PO3―)時,pOH=7.3,c(OH-)=10-7.3mol/L,c(H+)=10-6.7mol/L,則H3PO3的Ka2==c(H+)=10-6.7,根據z點知,c(H2PO3―)=c(H3PO3),pOH=12.6,c(OH-)=10-12.6mol/L,c(H+)=10-1.4mol/L,則H3PO3的Ka1==c(H+)=10-1.4,曲線①表示pc(HPO32―)隨pOH的變化,故A錯誤;
B.H3PO3為二元弱酸,其結構簡式為,故B錯誤;
C.pH=4即pOH=10,由圖可知,此時,pc(HPO32―)=pc(H3PO3),即c(HPO32―)=c(H3PO3),而c(H3PO3)+c(H2PO3―)+c(HPO32―)=0.1mol/L,故c(H2PO3―)=0.1mol/L-2c(HPO32―),故C錯誤;
D.由H3PO3H2PO3―+H+減去由H2PO3―HPO32―+H+,可得H3PO3+HPO32―2H2PO3―,則平衡常數K=====105.3 >1.0×105,故D正確。
三、模型建構
二、重溫經典
7.(2022遼寧大連高三期末聯考)25℃時,將HCl氣體緩慢通入0.1 mol·L 1的氨水中,溶液的pH、體系中粒子濃度的對數值(lgc)與反應物的物質的量之比[t=]的關系如下圖所示。若忽略溶液體積變化,下列有關說法錯誤的是( )
A.25℃時,NH3·H2O的電離平衡常數為10 4.75
B.P2所示溶液:c(NH4+)>100c(NH3·H2O)
C.t =0.5時,c(NH4+)>c(Cl )>c(NH3·H2O)>c(OH )
D.P1所示溶液:c(Cl ) = 0.05mol·L 1
【答案】D
【解析】A.由圖可知,圖中P1點pH=9.25,c(OH )=10-4.75mol·L 1,此時c(NH4+)=c(NH3·H2O),則NH3·H2O的電離平衡常數Kb==c(OH )=10-4.75,A正確;
B.P2所示溶液pH=7,c(OH )=10-7mol·L 1,根據其電離常數Kb==10-4.75,則===102.25,故c(NH4+)> 100c(NH3·H2O),B正確;
C.t =0.5時溶質為等濃度的氯化銨和一水合氨的混合物,由圖可知溶液此時顯堿性,則一水合氨的電離大于銨根離子水解,則此時溶液中的離子濃度大小順序為:c(NH4+)> c(Cl ) > c(NH3·H2O),C正確;
D.P1所示溶液中電荷守恒,c(NH4+)+c(H+)=c(Cl )+c(OH ),由圖可知P1點時c(H+)=10-9.25mol·L 1,且c(NH4+)=0.05mol·L 1,c(OH )==10-4.75mol·L 1,則10-9.25+0.05=c(Cl )+10-4.75,10-9.25+0.05-10-4.75=c(Cl )<0.05mol·L 1,D錯誤。
三、模型建構
關鍵點 溶質成分及比例 存在平衡及主次 考向或考法、解法
起點A HA HA H++A- 判斷HA強弱,計算Ka(HA)、計算起點pH、水的電離程度。
半程點B HA:NaA=1 HAH++A- H2O+A- HA+OH- 酸堿性分析、電離和水解程度比較、水的電離程度、三大守恒。
恰好反應點D NaA H2O+A- HA+OH- 水的電離程度最大。粒子濃度大小比較、三大守恒。
中性點C NaA+HA,比例可用常數計算 HAH++A- H2O+A- HA+OH-二者平衡持平。 電荷守恒、水的電離程度、計算Ka(HA)、三大守恒。
1:2反應點E NaOH:NaA=1 H2O+A- HA+OH- 粒子濃度大小比較、水的電離程度、三大守恒。
坐標為某些微粒濃度的比值的常用對數或負對數
二、重溫經典
8.(2024·河北保定一模)25℃時,用0.2mol L-1的鹽酸分別滴定20mL0.2mol L-1的氨水和MOH堿溶液(堿性:NH3 H2O大于MOH),溶液的pOH[pOH=-lgc(OH-)]與lg或lg的關系如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.曲線I對應的是滴定NH3 H2O的曲線
B.a點對應的溶液pH=11
C.b、e點溶液中水的電離程度:b>e
D.b、e點溶液中的c(Cl-)大小:b<e
【答案】C
【分析】根據堿的電離平衡常數可知,以NH3·H2O為例,當時,Kb=c(OH-),故I對應的KbⅠ=1×10-4.74,Ⅱ對應的KbⅡ=1×10-6。據題意堿性:NH3 H2O大于MOH),則I對應NH3 H2O,Ⅱ對應MOH,據此分析。
【解析】A.據分析可知,曲線I對應的是滴定NH3 H2O的曲線,A正確;
B.由于曲線I對應的是滴定NH3 H2O的曲線, Kb1==1×10-4.74,a點時lg=-1.74,則=1×10-1.74,帶入Kb1可知,此時c(OH)=1×10-3mol/L,25℃時,=1×10-11,故pH=11,B正確;
C.b、e點時溶液均成堿性,說明尚未完全反應,對水的電離均為抑制作用,b點的堿性更強,對水的電離的抑制作用更大,所以中水的電離程度:b<e,C錯誤;
D.b、e點溶液中的弱堿陽離子和弱堿分子濃度相同,假設滴入一半物質的量的鹽酸,若不考慮電離和水解因素,則NH3·H2O、NH、MOH、M+的濃度均相同,但由于越弱越水解,所以對應的堿越強,需要加入的鹽酸的量越少,故b、e點溶液中的c(Cl-)大小:b<e,D正確;
答案選C。
9.(2015·全國卷Ⅰ,13)濃度均為0.10 mol·L-1、體積均為V0的MOH和ROH溶液,分別加水稀釋至體積V,pH隨lg 的變化如圖所示。下列敘述錯誤的是(  )
A.MOH的堿性強于ROH的堿性
B.ROH的電離程度:b點大于a點
C.若兩溶液無限稀釋,則它們的c(OH-)相等
D.當lg =2時,若兩溶液同時升高溫度,則增大
【答案】D
【解析】A項,0.10 mol·L-1的MOH和ROH,前者pH=13,后者pH小于13,說明前者是強堿,后者是弱堿,正確;B項,ROH是弱堿,加水稀釋,促進電離,b點電離程度大于a點,正確;C項,兩堿溶液無限稀釋,溶液近似呈中性,c(OH-)相等,正確;D項,由MOH是強堿,在溶液中完全電離,所以c(M+)不變,ROH是弱堿,升高溫度,促進電離平衡ROHR++OH-向右移動,c(R+)增大,所以減小,錯誤。
酸性:HA>HB>HC 酸性:HY>HX
Kh(Y―)核心關鍵:越弱,稀釋時pH變化程度越小。
10.(2017·全國)常溫下將NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關系如圖所示。下列敘述錯誤的是(  )
A.Ka2(H2X)的數量級為10-6
B.曲線N表示pH與lg的變化關系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D.當混合溶液呈中性時,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
【答案】D
【解析】圖像的橫坐標是lg 或lg ,其中橫坐標是0時表示=1,=1,即c(X2-)=c(HX-),c(HX-)=c(H2X);
橫坐標中數值大于0時,表示>1,即c(X2-)>c(HX-)或>1,即c(HX-)>c(H2X);
橫坐標中數值小于0時,表示<1,即c(X2-)圖像的縱坐標是pH,其中pH=-lg c(H+),如pH=5,則c(H+)=10-5,溶液呈酸性。
H2X的電離方程式為H2XH++HX-,HX-H++X2-。當==1時,即橫坐標為0.0時,Ka1=c(H+),Ka2=c′(H+),因為Ka1>Ka2,故c(H+)>c′(H+),即pHc(OH-),C項正確;電荷守恒式為c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HX-)+2c(X2-),中性溶液中存在c(H+)=c(OH-),故有c(Na+)=c(HX-)+2c(X2-),由C項分析知,c(HX-)=c(X2-)或c(HX-)>c(X2-)時溶液一定呈酸性,故中性溶液中c(HX-)三、模型建構
Kh(NaCN)=≈
lgKh=lg + lgc2(OH―)= -lgc0NaCN+lgc2(OH―)= -lgc0NaCN - 2pOH
即:lgc0NaCN= - 2pOH - lgKh 當lgc0NaCN=0時,2pOH=4.7 Kh(NaCN)=10-4.7。
Ka(HA)= lgKa(HA)=lg + lgcH+ = -p - pH
m點:lgKa(HA)= - pH=-4.76 Ka(HA)=10-4.76。
Ka(HX)= lgKa(HA)=lg + lgcH+ = lg - pH
a點:lgKa(HX)= - pH=-3.3 Ka(HX)=10-3.3
e點:lgKa(HX)= - pH=-9.2 Ka(HX)=10-9.2
b點:lgKa(HX)= 2- pH=-3.3 pH=5.3。
Ka(HX)= lgKa(HA)=lg + lgcH+ = lg - pH
Kb(YOH)= lgKa(YOH)=lg + lgcOH― = lg - pOH
Ka= 10-5,Kh(X―)=10-9 Kb=10-4.5,Kh(Y+)=10-9.5
水解程度:X― 大于Y+ YX溶液顯堿性:c(Y+)>c(X―)>c(OH―)>c(H+)
等濃度的HX和NaX混合溶液:HX的電離>X―的水解,c(X―)>c(Na+)>c(HX)
a點:pH>7
L1:YOH的電離>Y+的水解 抑制水的電離
L2:X―的水解>HX的電離 促進水的電離
a點兩溶液中水的電離程度不同。
明細圖像如何理論繪制。
Ka1=,Ka2=
lgKa1=lg=lg+lgc(H+)=lg-pH,
pH=lg-lgKa1,以pH為縱坐標,lg為橫坐標,即可繪制出直線圖。
同理:pH=lg-lgKa2。Ka1遠大于Ka2,
當lg=lg時,縱坐標的截距大的是lg對應的-lgKa2。
M曲線對應lg。
解題關鍵:明晰圖像含義→明確曲線歸屬←依據特殊點比較酸堿性或常數計算
二、重溫經典
11.(2024河北卷)在水溶液中,可與多種金屬離子形成配離子。X、Y、Z三種金屬離子分別與形成配離子達平衡時,與的關系如圖。
下列說法正確的是( )
A. 的X、Y轉化為配離子時,兩溶液中的平衡濃度:
B. 向Q點X、Z的混合液中加少量可溶性Y鹽,達平衡時
C. 由Y和Z分別制備等物質的量的配離子時,消耗的物質的量:
D. 若相關離子的濃度關系如P點所示,Y配離子的解離速率小于生成速率
【答案】B
【解析】A.的X、Y轉化為配離子時,溶液中,則,根據圖像可知,縱坐標約為時,溶液中,則溶液中的平衡濃度:,A錯誤;
B.Q點時,即,加入少量可溶性Y鹽后,會消耗形成Y配離子,使得溶液中減小(沿橫坐標軸向右移動),與曲線在Q點相交后,隨著繼續增大,X對應曲線位于Z對應曲線上方,即,則,B正確;
C.設金屬離子形成配離子的離子方程式為金屬離子配離子,則平衡常數,,即,故X、Y、Z三種金屬離子形成配離子時結合的越多,對應曲線斜率越大,由題圖知,曲線斜率:,則由Y、Z制備等物質的量的配離子時,消耗的物質的量:,C錯誤;
D.由P點狀態移動到形成Y配離子的反應的平衡狀態時,不變,增大,即增大、c(Y配離子)減小,則P點狀態Y配離子的解離速率>生成速率,D錯誤;
本題選B。
12.(2022湖南株洲高三模擬)聯氨(N2H4)溶于水呈堿性,類似于NH3,可視聯氨為二元弱堿。常溫下,將鹽酸滴入聯氨(N2H4)的水溶液中,混合溶液中的pOH[pOH=-lgc(OH-)]隨離子濃度變化的關系如圖所示。下列說法不正確的是( )
A.M表示pOH與lg的變化關系
B.反應2N2H5+N2H62++ N2H4的平衡常數為K,則pK=9.0(pK= -lgK)
C.N2H5Cl的水溶液呈堿性
D.N2H5Cl溶液中存在:c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+)=c(Cl―)+c(OH―)
【答案】AC
【解析】A.由題可知N2H4在水溶液中的電離方程式為N2H4+H2ON2H5++OH―,Kb1=;N2H5++H2ON2H62++OH―,Kb2=。Kb1>Kb2,當圖示橫坐標為0時,c(N2H5+)=c(N2H4),Kb1==c(OH―)=10-6,同理c(N2H5+)=c(N2H62+)時,Kb2=c(OH―)=10-15,所以N表示pOH與lg的變化關系,M表示pOH與lg的變化關系,A錯誤;
B.反應2N2H5+N2H62++ N2H4的平衡常數為K,K==10-9,pK=-lgK=9,B正確;
C.在N2H5Cl的水溶液中,N2H5+既發生電離又發生水解,水解常數Kh===10-8>Kb2=10-15,即水解程度大于電離程度,故溶液顯酸性,C錯誤;
D.在N2H5Cl溶液中存在電荷守恒:c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+)=c(Cl―)+c(OH―),D正確。
【變式】(2022山東高三模擬)谷氨酸(,用H2A表示)在生物體內的蛋白質代謝過程中占重要地位,在水溶液中有4種分布形式(H3A+、H2A、HA 和A2 )。用0.1mol·L 1HCl溶液滴定等濃度的A2 溶液,溶液中pOH與離子濃度變化關系如圖所示[pOH= lgc(OH )]。下列敘述錯誤的是( )
A.曲線Z表示pOH與-lg的關系
B.Ka(H2A)=10 4.2
C.溶液顯中性時,c(HA )>c(A2 )>c(H2A)>c(H3A+)
D.Na2A溶液中,c(Na+)+c(H+)=2c(A2 )+c(HA )+c(OH )
【答案】D
【解析】A.根據Kh表達式,得
-lg=-lg、-lg=-lg、-lg=-lg。在-lg、-lg、-lg值相同時,Kh越大,c(OH )越大,pOH越小。Kh1>Kh2>Kh3,則Z、Y、X分別對應的是-lg、-lg、-lg。由以上分析得知曲線Z表示pOH與-lg的關系,A項正確;
B.當橫坐標為0時,Kh(HA )=c(OH )。所以Kh(HA )=10 9.8。由于Kh=,得Ka(H2A)=10 4.2,B項正確;
C.根據圖示,Kh(A2 )=10 4.4,Kh(HA )=10 9.8,Kh(H2A)=10 11.7,則溶液顯中性時,=102.6,=10 2.8,=10 4.7,由此可比較溶液中c(HA )> c(A2 )> c(H2A)>c(H3A+),C項正確;
D.Na2A溶液中存在離子為Na+、H+、H3A+、A2 、HA 、OH ,根據電荷守恒,c(Na+)+ c(H+)+c(H3A+)=2c(A2 )+c(HA )+c(OH ),D錯誤。
解題關鍵:明確圖像曲線的微粒種類歸屬以及電離或水解方程式的正確書寫。
四、名師導學
高考命題元素: 1.溶液組成 2.溶液中的平衡 3.溶液的變化
酸、堿、鹽反應→稀釋曲線、滴定曲線、分布分數曲線、復合曲線、曲線化直線
→定性:電離、水解平衡移動→定量:常數計算。
考查內容
解題策略
1.看坐標:簡單坐標還是復雜坐標?曲線歸屬?
2.看關鍵點:起點、半程點、中性點、拐點、交點、零點。
3.看守恒:三大守恒,離子濃度比較。
4.看計算:平衡常數計算、換算,抓住等量點。

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