微专题7 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 7 7 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：分清加入的是酸溶液还是碱溶液； (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 粒子浓度关系 起点(点)

2、 起点为HA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) 反应半点 (点) 两者反应生成等物质的量的 HA 和 NaA 混合液，此时溶液 pH7，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) 此时溶液 pH7，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) 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) 此时 NaOH 过量或者远远过

3、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) 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 点代表溶液显中性。 M 点溶液显酸性，N 点溶液显碱

4、性，两点水的电离程度相同。 (3)水电离的 c(H )或 c(OH)与酸或碱体积(V)的关系如图；常温下，向 20 mL 0.1 mol L1 氨 水中滴加一定浓度的稀盐酸， 溶液中由水电离的氢离子浓度随加入盐酸体积的变化如图所示。 a 点表示未加盐酸，碱抑制水的电离。 b 点溶液中氯化铵和氨水共存，溶液呈中性，水电离的抑制程度与促进程度相当。 c 点酸碱恰好完全中和， 溶液中只有氯化铵， 促进水的电离， 水电离出的氢离子浓度最大。 d 点氯化铵和盐酸共存，溶液呈酸性，盐酸抑制水的电离。 1298 K 时，向 20.0 mL 0.10 mol L 1 H 2A 溶液中滴加 0.10 mol L

5、 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，B 项错误；根据电荷守恒，c(Na )c(H)

6、 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 1.010 9.71.0107.4，D 项正确。

7、2.常温下，分别向 10 mL 0.1 mol L 1 的 NaOH 溶液中逐滴加入 0.1 mol L 1 的一元酸 HA 和 HB 溶液，测得混合溶液的 pH 变化曲线如图所示，下列说法正确的是( ) AHA 的酸性强于 HB 的酸性 BV(酸)10 mL 时，两溶液中 c(B )c(A) Ca 点时，c(A )c(Na)c(OH)c(H) Db、c 点时，c(A )c(HA)2c(Na)c(HB)c(B) 答案 D 解析 A 项， 当 V(酸)10 mL 时， 酸碱恰好完全反应得到等物质的量浓度的 NaA 溶液和 NaB 溶液，NaA 溶液的 pH(8.7)大于 NaB 溶液的 pH(7

8、.8)，根据盐类水解的规律“越弱越水解”可 知，HA 的酸性弱于 HB 的酸性，错误；B 项，由上述分析可知，A 的水解能力大于 B的水 解能力，两溶液中 c(B )c(A)，错误；C 项，a 点加入 10 mL 的 HA 溶液，得到 NaA 溶液 的 pH8.7，由于 A 的水解使溶液呈碱性，溶液中离子浓度由大到小的顺序为 c(Na) c(A )c(OH)c(H)，错误；D 项，b 点加入 20 mL 的 HA 溶液得到等物质的量浓度的 NaA 和 HA 的混合液，由元素质量守恒可得 c(A )c(HA)2c(Na)，c 点加入 20 mL 的 HB 溶液 得到等物质的量浓度的 NaB 和

9、HB 的混合液， 由元素质量守恒可得 c(B )c(HB)2c(Na)， b、c 两点溶液中 c(Na )相等，则 c(A)c(HA)2c(Na)c(B)c(HB)，正确。 3常温下，用 0.100 mol L 1 的盐酸滴定 20 mL 相同浓度的某一元碱 BOH 溶液，滴定过程 中 pH 及电导率变化曲线如图所示。下列说法错误的是( ) ABOH 的电离常数 Kb约为 110 5 BB 与 Cl的导电能力：ba Ca 点溶液中：c(B )2c(H)2c(OH)c(BOH) D滴定至 pH7 时，c(B )c(Cl)0.1 mol L1 答案 D 解析 a 点滴入盐酸，所以溶液中的溶质为等物

10、质的量的 BCl 和 BOH，此时 c(Cl )约为 0.100 mol L 10.01 L 0.01 L0.02 L 0.033 mol L 1，b 点滴入 20 mL 盐酸，溶液中的溶质为 BCl，c(Cl) 约为0.100 mol L 10.02 L 0.02 L0.02 L 0.05 mol L 1，而且随着盐酸的滴入 c(B)逐渐增大，所以 B与 Cl 的导电能力：ba，故 B 正确；a 点溶液中的溶质为等物质的量的 BCl 和 BOH，存在电荷 守恒 c(OH )c(Cl)c(B)c(H)， 存在元素质量守恒 2c(Cl)c(B)c(BOH)， 二式联立 可得 c(B )2c(H)

11、2c(OH)c(BOH)，故 C 正确。 4.(2020 南京五校联考)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(C2O 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

12、 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 1.22pH4.19，表明 K10 1.22K 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；pH 0 时，c(H )1 mol L1，lgcHC2O 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

13、、的斜率均为 1，B 项正确；设 pHa， c(H )10a，cC2O 2 4 cHC2O 4 K2 cH 10a 4.19，当 c(C 2O 2 4)c(HC2O 4)时，10 a4.191，即 a4.19 0，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(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；

14、 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。 5.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 3COO

15、H)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，反应后溶液中醋酸钠和 NaOH 物质的量相等， 根据元素质量守恒得 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

16、，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。 6(2020 全国卷，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 随滴加 NaOH 溶液体积 VNaOH的变化关 系如下图所示。比如 A2 的分布系数：(A2) cA2 cH2AcHA cA2 下列叙述正确的是( ) A曲线代表 (H2A)，曲线代表 (HA ) BH2A 溶液的浓度为 0.200 0 mol L 1 CHA 的电离常数 K

17、a1.010 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 pH1.0，c(H)0.100 0 mol L1，可知 H 2A 第一步电 离是完全的，溶液中没有 H2A，所以曲线代表 (HA )，曲线代表 (A2)，A 项错误；利 用曲线、的交点可知，c(HA )c(A2)，此时 pH2.0，c(H)1.0102 mol L1， HA A2 H，K a(HA )cA 2 cH cHA 1.010 2，C 项正确；滴定终点时

18、，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。 7.四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH是强碱，常温下甲胺(CH3NH2 H2O)的电离常数为 Kb，且 pKb lg Kb3.38。常温下，在体积均为 20 mL、浓度均为 0.1 mol L 1 的四甲基氢氧化铵溶液 和甲胺溶液中，分别滴加浓度为 0.1 mol L 1 的盐酸，溶液的导电率与盐酸体积的变化关系如 图所示。下列说法正确的是( ) A曲线 1 代表四甲基氢氧化铵溶液 B在 b、c、e 三点中

19、，水的电离程度最大的点是 e Cb 点溶液中存在 c(H )c(OH)c(CH 3NH2 H2O) D常温下，CH3NH3Cl 水解常数的数量级为 10 11 答案 D 解析 从滴定前溶液导电率看出， 曲线 1 代表弱碱溶液， 是甲胺溶液； 曲线 2 代表强碱溶液， 是四甲基氢氧化铵溶液，A 项错误；c 点表示甲胺和盐酸恰好完全反应，生成氯化甲胺盐， 该点水的电离程度最大，B 项错误；b 点溶液的溶质是 CH3NH2 H2O 和 CH3NH3Cl，其浓度相 对大小不确定，C 项错误；根据 KhKw Kb，pKh143.3810.62，Kh110 10.62，它的数量 级为 10 11，D 项正

20、确。 8 (2020 济南月考)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 2N2H 5的 pK0.9(已知 pKlg K) 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

21、 )106.0。由 N2H 5H2O N2H2 6OH 可得，K b2(N2H4)cN 2H 2 6 cOH cN2H 5 c(OH )1015.0，而反应 N2H2 6N2H4 2N2H 5的 K c2N2H 5 cN2H2 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(N2H 2 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。 9.已知某温度下 CH3COOH 的电离

22、常数 K1.610 5。该温度下，向 20 mL 0.01 mol L1 CH3COOH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 lg 40.6) (1)a 点溶液中 c(H )约为_，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 4 mol L1 3.4 (2)c 酚酞 c 点以上 (3)B 解

23、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 L14104 mol L1。(2)a 点是醋酸溶液，b 点是醋酸和 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。