微专题6 酸碱中和反应过程中的图像分析 学案（含答案）

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1、微专题微专题 6 6 酸碱中和反应过程中的图像分析酸碱中和反应过程中的图像分析 酸碱中和过程中的图像纵坐标为 pH，横坐标为酸或碱溶液的体积。 1分析步骤 (1)横纵坐标：分清加入的酸溶液或碱溶液； (2)起点 pH：结合题目信息得出酸(或碱)的强弱； (3)滴定终点或 pH7 的点：利用盐类水解、弱电解质电离平衡、水的电离等知识分析出对应 的体积； (4)其他特殊点分析：滴定一半或滴定过量等点相关问题。 2实例 以用 0.100 0 mol L 1 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 0.100 0 mol L1 HA 溶液为例，其滴定曲线如 图。 关键点 离子浓度关系 点 O 原点为 H

2、A 的单一溶液， 0.100 0 mol L 1 HA 的 pH1， 说明是弱酸， c(HA) c(H )c(A)c(OH) 点 两者反应生成等物质的量的 HA 和 NaA，此时溶液 pH7，说明 HA 电离 程度大于 A 水解程度，c(A)c(Na)c(HA)c(H)c(OH) 点 此时溶液 pH7，溶液呈中性，酸没有完全被反应，c(A )c(Na)c(HA) lc(H )c(OH) 点 此时两者恰好反应生成 NaA，为弱酸强碱盐溶液，c(Na )c(A)c(OH) c(H ) 点之后 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

3、出现 c(Na)c(OH)c(A)c(H) 3.其他图像 (1)分布系数 分布系数：组分的平衡浓度占总浓度的分数 Ka1cHC2O 4 cH cH2C2O4 A 点：c(HC2O 4)c(H2C2O4) 故 Ka1c(H )101.2 Ka2cC2O 2 4 cH cHC2O 4 B 点：c(C2O2 4)c(HC2O 4) 故 Ka210 4.2 (2)对数图 pOHpH 曲线：pOHlg c(OH ) 表示一元酸与一元碱中和过程中 H 与 OH离子浓度的关系。 Q 点代表中性。 M 点显酸性，N 点显碱性，两点水的电离程度相同。 1298 K 时，向 20.0 mL 0.10 mol L

4、1 H 2A 溶液中滴加 0.10 mol L 1 NaOH 溶液，滴定曲线如 图所示。下列说法正确的是( ) A该滴定过程应该选择石蕊溶液作指示剂 BW 点到 X 点发生的主要反应的离子方程式为 H2A2OH =A22H 2O CY 点对应的溶液中 c(Na )c(H)c(OH)2c(A2) D反应 H2AA2 2HA 的平衡常数 K1.0107.4 答案 D 解析 根据第二反应终点溶液显碱性可知 H2A 为弱酸， 强碱滴定弱酸用碱性条件下变色的酚 酞溶液作指示剂，A 项错误；X 点对应的溶液中溶质主要是 NaHA，W 点到 X 点发生的主要 反应的离子方程式为 H2AOH =HAH 2O，

5、B 项错误；根据电荷守恒，c(Na )c(H) c(OH )c(HA)2c(A2)，因为 Y 点对应的溶液中 c(HA)c(A2)，所以 c(Na)c(H) c(OH )3c(A2)，C 项错误；H 2A HA H，K a1cH cHA cH2A ，由于 W 点 c(HA ) c(H2A)，故 Ka1c(H )1.0102.3；HA A2 H，K a2cH cA2 cHA ，由于 Y 点对 应的溶液中 c(HA )c(A2)，故 K a2c(H )1.0109.7；H 2A HA H与 HA A2 H相减即得 H 2AA 2 2HA ，此时的平衡常数 KKa1 Ka2 1.010 2.3 1.

6、010 9.71.0107.4，D 项正确。 2常温下，用浓度为0.100 0 mol L 1的NaOH 溶液分别逐滴加入到20.00 mL 0.100 0 mol L1 的 HX、HY 溶液中，pH 随 NaOH 溶液体积的变化如图。下列说法正确的是( ) AV(NaOH)0 mL 时，两份溶液中，c(X )c(Y) BV(NaOH)10.00 mL 时，c(X )c(Na)c(HX)c(H)c(OH) CV(NaOH)20.00 mL 时，c(OH )c(H)c(Na)c(X) DpH7 时，两份溶液中，c(X )c(Na)c(Y) 答案 B 解析 由图可知 HX 为弱酸，在水中部分电离；

7、HY 为强酸，在水中全部电离，故浓度均为 0.100 0 mol L 1 的 HX、HY 溶液中 c(Y )c(X)，A 项错误；当 V(NaOH)10.00 mL 时溶液 中溶质为等物质的量的 HX 和 NaX，由图可知此时 pH4，HX 的电离程度大于 NaX 的水解 程度，故 c(X )c(Na)c(HX)c(H)c(OH)，B 项正确；当 V(NaOH)20.00 mL 时，溶液 中的溶质为NaX， 又因X H 2O HXOH ， 但极其微弱， 故c(Na)c(X)c(OH)c(H)， C 项错误；当 V(NaOH)20.00 mL 时，两份溶液的溶质分别为 NaX、NaY，由于 Na

8、X 为强 碱弱酸盐，此时 pH7，而 NaY 为强酸强碱盐，此时 pH7，故当两溶液中 pH7 时，HX 溶液中需 V(NaOH)20 mL，HY 溶液中需 V(NaOH)20 mL，两溶液中 c(Na )不相等，D 项 错误。 3.(2019 四川四市联考)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 XX 表示cHC2O 4 cH2C2O4或 cC2O2 4 cHC2O 4随 pH 的变化关系如图所示。下列说法不 正确的是( ) A线中 X 表示的是cHC2O 4 cH2C2O4 B线、的斜率均为 1 Cc(HC2O 4)c(C2

9、O 2 4)c(H2C2O4)对应溶液 pH：1.22pH4.19 Dc(Na )c(HC 2O 4)2c(C2O 2 4)对应溶液的 pH7 答案 C 解析 草酸的电离平衡常数 K1cH cHC 2O 4 cH2C2O4 ，K2cH cC 2O 2 4 cHC2O 4 ，且 K1K2，当 lg X 0 时，即 X1，pHlg c(H )lg K，pH 11.22pH24.19，表明 K110 1.22K 2 10 4.19，所以线中 X 表示的是cHC2O 4 cH2C2O4，线中 X 表示的是 cC2O2 4 cHC2O 4，A 项正确；pH0 时，c(H )1 mol L1，lgcHC2

10、O 4 cH2C2O4lg cHC2O 4 cH cH2C2O4 lg K11.22，lg cC2O2 4 cHC2O 4 lgcC2O 2 4 cH cHC2O 4 lg K24.19，所以，线、的斜率均为 1，B 项正确；设 pHa，c(H ) 10 a，cC2O 2 4 cHC2O 4 K2 cH 10a 4.19， 当 c(C 2O 2 4)c(HC2O 4)时， 10 a4.191， 即 a4.190， 解得a4.19； K1 K2c 2H cC 2O 2 4 cH2C2O4 ， 即 cC2O2 4 cH2C2O4 K1 K2 c2H 102a 5.41， 当c(C 2O 2 4)c

11、(H2C2O4) 时，102a 5.411，即 2a5.410，解得 a2.705，所以 c(HC 2O 4)c(C2O 2 4)c(H2C2O4)， 对应溶液 pH：2.705pH4.19，C 项错误；根据电荷守恒：c(Na )c(H)c(HC 2O 4) 2c(C2O2 4)c(OH )，当 c(Na)c(HC 2O 4)2c(C2O 2 4)时，c(H )c(OH)，对应溶液的 pH 7，D 项正确。 4常温条件下，向 20 mL 0.01 mol L 1 CH 3COOH 溶液中逐滴加入 0.01 mol L 1 的 NaOH 溶 液，溶液中水电离的 c(H )随加入 NaOH 溶液的

12、体积变化如图所示， 下列说法正确的是( ) Ab、d 两点溶液的 pH 相同 B从 a 到 c，对醋酸的电离既有促进作用也有抑制作用 Ce 点所示溶液中，c(Na )2c(CH 3COO )2c(CH 3COOH)0.01 mol L 1 D从 ac 的过程中，存在 pH7 的点 答案 D 解析 b 点醋酸过量，其电离使溶液显酸性，pH7，故 A 错误；醋 酸溶液中存在 CH3COOHCH3COO H，加 NaOH 溶液消耗氢离子，醋酸的电离平衡 正向移动，所以从 a 到 c，醋酸的电离始终受到促进，故 B 错误；e 点所示溶液中，加入的 NaOH 的物质的量是醋酸的物质的量的 2 倍，反应后

13、溶液中醋酸钠和 NaOH 物质的量相等， 根据物料守恒得 c(Na )2c(CH 3COO )2c(CH 3COOH)0.01 mol L 12 3， 故 C 错误； c 点， 醋酸与氢氧化钠恰好反应生成醋酸钠，溶液显碱性，氢氧化钠溶液体积小于 20 mL 时的某一 个值恰好使溶液显中性，所以从 ac 的过程中，存在着 pH7 的点，故 D 正确。 5 (2019 信阳月考)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 (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 N2H2 6N2H4 2N2

14、H 5的 pK0.9(已知 pKlgK) BN2H5Cl 溶液中存在：c(Cl )c(OH)c(N 2H 5)2c(N2H 2 6)c(H ) CN2H5Cl 溶液中：c(H )c(OH) DKb1(N2H4)10 6.0 答案 A 解析 由 N2H4H2ON2H 5OH 可得 K b1(N2H4)cN 2H 5 cOH cN2H4 c(OH )106.0。由 N2H 5的电离方程式N2H 5H2O N2H2 6OH 可得， K b2(N2H4)cN 2H 2 6 cOH cN2H 5 c(OH ) 10 15.0，而反应 N 2H 2 6N2H4 2N2H 5的 K c2N2H 5 cN2H

15、2 6 cN2H4 Kb1N2H4 Kb2N2H4 10 6.0 10 15.0，所 以 pK9.0，A 项错误，D 项正确；N2H5Cl 溶液中存在电荷守恒 c(Cl )c(OH)c(N 2H 5) 2c(N2H2 6)c(H )，B 项正确；N 2H5Cl 溶液因 N2H 5水解呈酸性，所以 c(H )c(OH)，C 项正确。 6 已知某温度下CH3COOH 的电离常数K1.610 5。 该温度下， 向20 mL 0.01 mol L1CH 3COOH 溶液中逐滴加入 0.01 mol L 1 KOH 溶液，其 pH 变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答 下列有关问题：(已知 lg40

16、.6) (1)a 点溶液中 c(H )为_，pH 约为_。 (2)a、b、c、d 四点中水的电离程度最大的是_点，滴定过程中宜选用_作指示 剂，滴定终点在_(填“c 点以上”或“c 点以下”)。 (3)若向 20 mL 稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸， 则下列变化趋势正确的是_(填字母)。 答案 (1)410 4mol L1 3.4 (2)c 酚酞 c 点以上 (3)B 解析 (1)电离消耗的醋酸在计算醋酸的电离平衡浓度时可以忽略不计。由 K c2H cCH3COOH 得，c(H ) 1.61050.01 mol L14104mol L1。(2)a 点是醋酸溶液，b 点是醋酸和 少量 CH3COOK 的混合溶液，c 点是 CH3COOK 和少量醋酸的混合溶液，d 点是 CH3COOK 和 KOH 的混合溶液，酸、碱均能抑制水的电离，CH3COOK 水解促进水的电离，所以 c 点溶 液中水的电离程度最大。由于酸碱恰好完全反应时溶液显碱性，故应该选择在碱性范围内变 色的指示剂酚酞。滴定终点应在 c 点以上。(3)由于稀氨水显碱性，首先排除选项 A 和 C；两 者恰好反应时溶液显酸性，排除选项 D。