2020年高三化学二轮微专题突破:以酸碱中和滴定为背景考查图像分析【要点总结透析、提升训练】
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考点十七酸碱中和滴定曲线学问点讲解在历年高考命题中,通过图象考查弱电解质电离平衡、pH与起始浓度的关系、有关混合溶液pH的计算、离子浓度的大小比较、盐类水解、守恒关系的应用以及沉淀溶解平衡等学问的题目是必考题,具有肯定难度和区分度。
酸碱中和滴定曲线类试题是近几年高考的热点和难点,试题通常以酸碱滴定过程为基础,涉及电解质水溶液中离子浓度的等量关系、大小关系以及水的电离程度等学问和规律,综合性强,难度较大。
一、解题方法:1.要细致分析所给图象,确定图象各点的成分和溶液酸碱性,充分挖掘图象信息中的隐含条件,如图示中的最高点、最低点、交汇点、突变点都是供应解题信息的关键点。
2.用守恒法、不等式(先主次、后大小)等方法解决问题。
(1)三大守恒:①电荷守恒,②物料守恒,③质子守恒。
(2)一个不等式:主要微粒>次要微粒。
①强酸、强碱、大多数盐(含水解和不水解)溶液主要以电离产生的离子形式存在于溶液中。
②弱酸、弱碱主要以弱电解质的分子形式存在于溶液中。
③可水解的盐溶液中可水解的离子的水解程度微小、弱电解质分子的电离程度微小。
④强碱弱酸的酸式盐溶液,须要探讨酸式酸根水解和电离程度的相对大小。
3.对于混合溶液的离子平衡图象题,解题思维必需触及:混合溶液有无反应、反应物是否过量、电离与水解何者强、溶液体积变更有无影响定性分析或定量计算等。
若不发生反应的混合溶液,则同时考虑电离和水解。
若恰好完全反应的混合溶液,生成的是酸或碱则考虑电离,生成的是盐则考虑水解。
若反应物过量,则依据过量程度考虑电离或水解。
若有定量计算,则要考虑混合溶液的体积变更。
4.肯定要理解透坐标用对数表示的含义。
结合平衡移动原理确定变更量究竟是增大了还是减小了。
5.选择题中的曲线图通常有以下几种:(1)弱电解质的电离平衡图象。
该类试题中,图象中一般会同时涉及强电解质和弱电解质。
(2)酸碱混合液的pH与离子浓度大小之间的关系图象。
(3)沉淀溶解平衡图象。
【微专题-酸碱中和滴定图像题】一、需要掌握的知识1)三大守恒、等量或比例关系的存在①电荷守恒:各种溶液都存在电荷守恒,如强酸、弱酸、强碱、弱碱、不水解的盐、可水解的盐、混合溶液等,②物料守恒:各种溶液都存在某元素的各种存在形式的总量守恒,②不同元素的总量之间存在总量上的大小或比例关系;如强酸、弱酸、强碱、弱碱、不水解的盐、可水解的盐、混合溶液等,实例、互动略。
③质子守恒:即水电离产生的[H+]和[OH-]总量相等。
若是单纯的可水解的盐溶液可以直接快速得出质子守恒的等量关系,也可以由电荷和物料守恒进行等量代换而慢慢间接得出。
若是复杂的混合溶液则可由电荷和物料守恒进行等量代换而慢慢间接得出。
2)一个不等式:主要微粒>次要微粒①强酸、强碱、大多数盐(含水解和不水解)溶液主要以电离产生的离子形式存在于溶液中;②弱酸、弱碱主要以弱电解质的分子形式存在于溶液中;③可水解的盐溶液中弱离子的水解程度极小、弱电解质分子的电离程度极小。
④强碱弱酸的酸式盐溶液,讨论酸式酸根水解和电离相对大小⑤混合溶液的处理:能反应的物质混合溶液,按照反应后生成物质的比例处理;不反应的溶液,按照主要微粒>次要微粒;可水解的盐溶液与弱电解质的混合溶液,讨论水解和电离相对大小,某些题设条件可得出水解和电离的相对大小。
3)恰好中和与溶液呈中性的区别:一定浓度或一定pH值的酸碱中和反应时,恰好中和、酸过量、碱过量时溶液的酸碱性的讨论。
恰好中和是反应物质的量的关系,溶液呈中性是溶液的[H+]和[OH-]量的关系。
【解题关键】1、先分析图像各点的成分和溶液酸碱性2、再用守恒法、不等式(先主次、后大小)【典型例题】常温下,用mol/LNaOH溶液滴定mol/LCH3COOH溶液所得滴定曲线如下图。
下列说法正确的是:滴定过程中可能出现:A.C(CH3COOH)>C(CH3COO-)>C(H+)>C(Na+)>C(OH-)B.点①所示溶液中:C(CH3COO-)+C(OH-)=C(CH3COOH)+C(H+)C.点②所示溶液中:C(Na+)= C(CH3COOH)+ C(CH3COO-)D.点③所示溶液中:C(Na+)>C(OH-)>C(CH3COO-)>C(H+)【解题思路】A项用极值思维,一桶酸(碱)与一滴碱(酸)B项点①是酸碱按照2:1混合,看生成物,即醋酸和醋酸钠为1:1的溶液,再用守恒不等式法C项点②是中性的点,即酸稍微过量的点,醋酸和醋酸钠,再用守恒不等式法D项点③是中和的点,即醋酸钠盐溶液,再用守恒不等式法【答案】A【变式1】22.常温下,用mol·L-1NaOH溶液滴定 mLmo l·L-1CH3COOH溶液所得滴定曲线如右图。
酸碱中和滴定图像问题三大类型汇总【高考化学解析】酸碱中和滴定曲线图像是近年高考化学高频试题,也是考试大纲对化学学习能力的要求和学科核心素养变化观念与平衡思想、证据推理与模型认识考核的重要载体,此类题试题综合性强,难度较大,涉及微观粒子探析、定性与定量分析、电解质平衡理论、守恒思想及数形结合识图用图能力等,是学生常见的失分“痛点”,试题讲解教学中要强化电解质平衡理论相关知识点,注重图像试题分析方法及解题技巧的提升训练,构建解题模型,提高学生分析问题和解决问题的能力。
1一、认识辨析曲线突破数形结合问题读图能力是解题的核心,从图像横纵坐标物理量,从数学函数关系分析曲线的形状和走向,结合电解质的相关概念或理论,对试题的题给条件和图像进行深度分析,解决问题。
图像主要包括滴定量为横坐标pH为纵坐标的图像、横纵坐标均为对数的图像、二、巧用“四点”突破曲线定性和定量分析问题酸碱中和滴定曲线中的起点、滴定终点、中性点(25℃pH=7)、交点是解题的出发点.起点是未滴定溶液,其pH 可确定酸碱溶液的强弱或计算溶液的Ka/Kb;强酸与强碱相互滴定曲线滴定终点与中性点重叠(醋酸Ka与氨水Kb相等,曲线滴定终点与中性点重叠),强(弱)酸与弱(强)碱的滴定,滴定终点与中性点不重叠;任意点中微粒浓度大小比较必须确认溶液中溶质成分及比例,溶液的特性如中性、弱酸酸式根的电离程度与水解程度的大小等。
三、变式强化突破解题模型构建问题变式训练是提升学生解题能力的有效方法和途径,能深度检测学生掌握情况,课前预设若干个变式根据学生情况加以选用能达到事半功倍的成效。
滴定曲线习题教学从读题分析(题干条件、图像)、基本概念和理论知识载体强化、课堂讲评引导、解题思维训练、2解题方法探析等过程,循序渐进构建解题模型(如下图),促进学生解题能力的提升。
【知识储备】1.酸碱中和滴定,最原始的是酸溶液和碱溶液的滴定,变式有呈现酸性的盐和碱溶液滴定,或者是呈现碱性的盐和酸溶3液的滴定。
微专题14酸碱中和滴定图像分析解决酸碱中和滴定曲线类问题的关键是巧抓“5点”,即曲线的起点、恰好反应点、中性点、反应一半点和过量点,先判断出各点中的溶质及溶液的酸碱性。
以下面室温时用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1HA溶液为例(如图),总结如何抓住滴定曲线的5个关键点。
关键点离子浓度关系点①——起点起点为HA的单一溶液,0.1 mol·L-1HA溶液pH>1,说明HA是弱酸,c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)点②——反应一半点两者反应得到等物质的量的NaA和HA,由图中溶液pH<7,可知HA的电离程度大于A-的水解程度,c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)点③——中性点由图所示,该点溶液pH=7,溶液呈中性,酸没有完全被中和,c(Na+)=c(A-)>c(HA)>c(H+)=c(OH-) 点④——恰好完全反应点此时二者恰好完全反应生成NaA,NaA为强碱弱酸盐,溶液显碱性,c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+) 点⑤——过量点NaOH溶液过量,得到NaA与NaOH等物质的量的混合液,溶液显碱性,c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)1.(2020·宜宾市叙州区第二中学高二月考)常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HA溶液所得滴定曲线如图。
下列说法不正确的是()A.HA的电离平衡常数K a=10-5 mol·L-1B .点①所示的溶液中:2c (Na +)=c (A -)+c (HA)C .点③所示的溶液中:c (HA)>c (OH -)-c (H +)D .点④所示的溶液中:2c (OH -)-2c (H +)=c (A -)+3c (HA)答案 C解析 HA 的电离平衡常数K a =10-3×10-30.1mol·L -1=10-5 mol·L -1,A 正确;点①所示的溶液,n (NaA)=n (HA),2n (Na +)=n (A -)+n (HA),所以2c (Na +)=c (A -)+c (HA),B 正确;点③所示的溶液中,HA 与NaOH 刚好完全反应,此时溶质为NaA ,在溶液中存在以下两个平衡:A -+H 2O HA +OH -、H 2O H ++OH -,c (HA)=c (OH -)-c (H +),C 错误。
电解质溶液的图像分析——酸碱中和滴定曲线【研析真题•明方向】1.(2018·浙江卷)常温下,分别取浓度不同、体积均为20.00mL的3种HCl溶液,分别滴入浓度为1.000mol·L1,0.1000mol·L1和0.01000mol·L1的NaOH溶液,测得3个反应体系的pH随V(NaOH)的变化的曲线如图,在V(NaOH)=20.00mL前后出现突跃。
下列说法不正确...的是()A.3种HCl溶液的c(HCl):最大的是最小的100倍B.曲线a、b、c对应的c(NaOH):a>b>cC.当V(NaOH)=20.00mL时,3个体系中均满足:c(Na+)=c(Cl)D.当V(NaOH)相同时,pH突跃最大的体系中的c(H+)最大2.(2016·全国卷Ⅰ)298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。
已知0.10 mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是()A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂B.M点对应的盐酸体积为20.0 mLC.M点处的溶液中c(NH+4)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-) D.N点处的溶液中pH<123.(2016·天津卷)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是()A.三种酸的电离常数关系:K HA>K HB>K HDB.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)4.(2015·山东卷)室温下向10 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。
2023年高考化学《酸碱中和滴定的拓展应用与图像分析》基础知识梳理及题型分析一、氧化还原滴定1.原理以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质,或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性,但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。
2.试剂常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
3.指示剂氧化还原滴定的指示剂有三类(1)氧化还原指示剂;(2)专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝;(3)自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅红色。
4.实例(1)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液(2)Na2S2O3溶液滴定碘液[典题示例1] 中华人民共和国国家标准(GB2760—2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25 g·L-1。
某兴趣小组用装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2,并对其含量进行测定。
(1)仪器A 的名称是__________,水通入A 的进口为________。
(2)B 中加入300.00 mL 葡萄酒和适量盐酸,加热使SO 2全部逸出并与C 中H 2O 2完全反应,其化学方程式为__________________________________________________________。
(3)除去C 中过量的H 2O 2,然后用0.090 0 mol·L -1NaOH 标准溶液进行滴定,滴定前排气泡时,应选择图2中的________;若滴定终点时溶液的pH =8.8,则选择的指示剂为________;若用50 mL 滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处时,则管内液体的体积(填序号)________(①=10 mL ,②=40 mL ,③<10 mL ,④>40 mL)。
(4)滴定至终点时,消耗NaOH 溶液25.00 mL ,该葡萄酒中SO 2含量为________g·L -1。
滴滴滴滴滴滴滴滴滴滴滴滴滴滴滴滴滴滴1.聚合硫酸铁[Fe2(OH)6−2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。
测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取液态样品3.000g,置于250mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,除去过量的Sn2+。
用5.000×10−2mol·L−1K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2O72−与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00mL。
(1)滴定过程中参加反应的Fe2+的物质的量为________________。
(2)样品中铁的质量分数为____________________。
2.化学式为VO x Cl y的物质有氧化性,x和y均为正整数,其中阳离子以VO x y+存在。
某小组测定其组成实验如下:①将0.8675g样品溶于水,定容至100mL。
移取20.00mL溶液,加入稀硝酸和足量的AgNO3,分离得到白色沉淀0.4305g。
②移取溶液20.00mL,加入适量硫酸,加入指示剂,实验室称取一定质量绿矾(FeSO4·7H2O)晶体,用该晶体配成0.1000mol/L硫酸亚铁标准液,用其滴定上述溶液至终点,消耗标准液的体积为10.00ml。
已知该过程中发生的离子反应为VO x y++Fe2+=VO x z++Fe3+(已配平)。
(1)实验中检验Cl−已经沉淀完全的操作。
(2)步骤②盛放硫酸亚铁标准液应选用(填“酸式”或“碱式”)滴定管,若该过程中无不当操作,造成VO x y+浓度测定偏大的可能原因是。
(3)通过计算确定x和y值(写出计算过程)。
3.肼是一种强还原剂,用NaClO与NH3反应可用于生产肼(N2H4),其反应的化学方程式为:NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O。
(1)生产2000g质量分数为25.6%的肼溶液最少需要___________L(标准状况)NH3。
微专题6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pH=7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·L-1 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-)点①两者反应生成等物质的量的HA和NaA,此时溶液pH<7,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②此时溶液pH=7,溶液呈中性,酸没有完全被反应,c(A-)=c(Na+)>c(HA)>l c(H+)=c(OH-)点③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③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K a1=c (HC 2O -4)·c (H +)c (H 2C 2O 4)A 点:c (HC 2O -4)=c (H 2C 2O 4) 故K a1=c (H +)=10-1.2K a2=c (C 2O 2-4)·c (H +)c (HC 2O -4) B 点:c (C 2O 2-4)=c (HC 2O -4) 故K a2=10-4.2(2)对数图pOH —pH 曲线:pOH =-lg c (OH -)①表示一元酸与一元碱中和过程中H +与OH -离子浓度的关系。
高考化学考点专题归纳复习酸碱中和滴定考点21 酸碱中和滴定一、中和反应及中和滴定原理1、中和反应:酸+碱正盐+水如:①Hl+NaH===Nal+H2 ②H2S4+2NaH====Na2S4+2H2 ③N3P4+3NaH====Na3P4+3H2注意:①酸和碱恰好完全中和,溶液不一定呈中性,由生成的盐性质而定。
②由于所用指示剂变色范围的限制,滴定至终点不一定是恰好完全反应时,但应尽量减少误差。
2、中和滴定原理由于酸、碱发生中和反应时,反应物间按一定的物质的量之比进行,基于此,可用滴定的方法确定未知酸或碱的浓度。
对于反应:HA + BH====BA+H21l 1l(HA)V(HA) (BH)V(BH) 3、滴定方法的关键(1)准确测定两种反应物的溶液体积(2)确保标准液、待测液浓度的准确(3)滴定终点的准确判定(包括指示剂的合理选用)4、滴定实验所用的仪器和操作要点(1)仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶(或烧杯+玻棒)、量筒(或移液管)。
(2)操作:①滴定前的准备:查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)调液面、读数。
②滴定:移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数。
③计算。
(3)滴定管“0”刻度在上。
二、指示剂的选择1、酸碱指示剂(1)酸碱指示剂的变色范围(PH值)甲基31<31~44>44红橙黄酚酞<8~10>10无色浅红红石蕊8<~8>8红紫蓝(2)根据滴定曲线和指示剂的发色范围选用指示剂。
①01l/L NaH 滴定盐酸,酚酞和甲基均可使用,当然两者测定结果不同。
②01l/L NaH溶液滴定01l/L H3H溶液恰好中和生成H3a,溶液呈弱碱性,选酚酞为指示剂,PH=8~10浅红色,误差小。
③用Hl滴定NH3H2 恰好中和生成NH4l,溶液呈弱酸性,选甲基橙为指示剂,31~44橙色,误差小。
④用Hl滴定01l/L Na23溶液第一步生成N aH3时,可选用酚酞为指示剂,由红色→浅红→无色。
2020 年高三化学二轮专题要点打破:——化学反响速率和化学均衡的图像剖析【知识梳理】1.化学均衡图像题“五看”一看面——即横坐标、纵坐标代表的量。
二看线——即线的斜率大小、平与陡的含义、函数的增减性。
三看点——即起点、终点、转折点、交错点等。
四看协助线——等温线、等压线等。
五看量——浓度等的改变量。
2.化学均衡图像题的剖析方法及技巧(1) 三步剖析法:一看反响速率是增大仍是减小;二看v 正、v 逆的相对大小;三看化学均衡挪动的方向。
(2)四因素剖析法:看曲线的起点,看曲线的变化趋向,看曲线的转折点,看曲线的终点。
(3)“定一议二”原则:图像中有三个量时,先确立一个量不变,再议论另外两个量的关系。
(4)“先拐先平,数值大”原则:在化学均衡图像中,先出现拐点的曲线所表示的反响先达到均衡状态;先出现拐点的曲线所代表的反响温度较高或压强较大。
3.化学均衡图像题的解答步骤【提高训练】1.(2019 ·全国卷Ⅰ节选 ) 水煤气变换 [CO(g) + H2 O(g)===CO2(g) +H2(g)H<0] 是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。
回答以下问题:(1)Shibata 曾做过以下实验:①使纯 H2迟缓地经过处于 721 ℃下的过度氧化钴CoO(s),氧化钴部分被复原为金属钴Co(s) ,均衡后气体中H2的物质的量分数为 0.0250 。
②在同一温度下用CO 复原 CoO(s),均衡后气体中CO 的物质的量分数为0.0192 。
依据上述实验结果判断,复原 CoO(s)为 Co(s) 的偏向是 CO________2H( 填“大于”或“小于” ) 。
(2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的 CO(g)和 HO(g) 混淆,采纳适2当的催化剂进行反响,则均衡时系统中 H2的物质的量分数为 ________( 填标号 ) 。
A.< 0.25B.0.25C.0.25 ~0.50D.0.50E.> 0.50(4)Shoichi 研究了 467℃、 489 ℃时水煤气变换中2CO和 H 分压随时间变化关系 ( 以以下图所示 ) ,催化剂为氧化铁,实验初始时系统中的pH2O和 p CO相等、pCO2和 pH2相等。
【思路点拨】一. 中和滴定原理酸碱中和滴定,是利用已知浓度的酸(或碱)测定未知浓度碱(或酸)的方法,其基本原理利用指示剂来判断滴定终点,此时n(酸)=n (碱)(一元酸碱),从而计算未知酸(或碱的浓度)。
在此值得注意的是,酸碱的物质的量相等,而不是氢离子和氢氧根相等,因为如有弱酸或弱碱能不断电离出氢离子或氢氧根。
二。
指示剂及变色范围甲基橙:(红色)3。
1 (橙色)4.4 (黄色)(酸性范围内变色)石蕊:(红色)5.0 (紫色) 8。
0 (蓝色) (在中和滴定中不使用)酚酞:(无色)8.2 (浅红色)10。
0 (红色)(碱性范围内变色)三。
几种情况(1)0.1mol/L强碱滴定0.1mol/L强酸起点:pH=1,滴定终点,pH=7,可使用甲基橙或酚酞做指示剂。
(2)0。
1mol/L强碱滴定0.1mol/L弱酸起点:pH〉1,滴定终点,pH>7,若均为一元酸碱,滴定终点消耗的体积相同,滴定终点溶液呈碱性,只能是用酚酞做指示剂。
(3)0.1mol/L的强酸滴定0.1mol/L弱碱起点,pH〈13,滴定终点,pH<7,若均为一元酸碱,滴定终点消耗的体积相同,滴定终点溶液呈碱性,只能使用甲基橙做指示剂.四。
图像分析1. 看纵坐标(起点):纵坐标是溶液的pH,如果是0.1000 mol·L-l盐酸,pH=1,如果是0。
1000 mol·L—l醋酸,pH>1;如果是0。
1000 mol·L—l NaOH溶液,pH=13,如果是0.1000 mol·L—l氨水,pH<13。
总之,通过纵坐标上的起点可以判断溶液是强酸强碱还是弱酸弱碱。
2. 看线的走向:如果滴定曲线比较“陡",即pH变化快,是强酸强碱的中和滴定;如果滴定曲线平缓一些,则是强碱和弱酸或强酸和弱碱的中和滴定.图1 图2图1中a曲线是强碱滴定强酸,b曲线是是强酸滴定强碱;图2中的曲线是弱酸滴定强碱。
高考化学:各种酸碱滴定曲线图的突破!方法指导高考化学各种酸碱滴定曲线图的突破高考频繁出现酸碱中和滴定的图象题,此类题试题综合性强,难度较大,不仅考查定性与定量结合分析问题的思想,而且考查数形结合识图用图的能力,还要求学生能深入微观世界认识各种化学过程来解决比较微粒浓度大小问题。
但万变不离其中,离不开指示剂的选择,离不开滴定曲线的认识与应用,离不开电离平衡、水解平衡与三守恒(电荷守恒、物料守恒、质子守恒)分析比较离子浓度大小等问题。
滴定曲线的认识:酸碱中和滴定曲线图是以所滴入的酸或碱溶液的体积为横坐标、以中和反应后溶液的pH为纵坐标体现中和滴定过程的曲线图。
强酸与强碱互相滴定的曲线图,前半部分与后半部分形状变化不大,但中间突跃大(即酸或碱溶液一滴之差,溶液pH 变化大,出现突变)。
分析强酸与强碱互相滴定时的离子浓度大小,只要关注水的电离平衡即可,没有其它平衡影响。
强酸滴定弱碱或强碱滴定弱酸的曲线图,突跃小,较平缓;强酸滴定弱碱的起点低(因弱碱pH相对较小),前半部分形状有差异;强碱滴弱酸的起点高(因弱酸pH相对较大),前半部分形状有差异。
分析强碱滴定弱酸或强酸滴定弱碱时的离子浓度大小,不仅要考虑生成盐的水解平衡,而且还要考虑过量弱酸或弱碱的电离平衡与水的电离平衡。
指示剂选择的原则:指示剂的选择不但要考虑变色明显、灵敏,而且要选择指示剂的变色范围与滴定时pH突跃范围相吻合,这样就能准确指示到达滴定终点(即酸碱恰好中和时的pH)。
一、强酸强碱互相滴定曲线图的应用例1.下图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠的相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是( )A.盐酸的物质的量浓度为1.0mol·L-1B.P点时反应恰好完全,溶液呈中性C.曲线a是盐酸滴定氢氧化钠的滴定曲线D.酚酞不能用作本实验的指示剂解析:认识滴定曲线图是解题的关键,强酸与强碱相互滴定突跃大,且恰好中和时溶液pH=7,故酚酞、甲基橙均可作指示剂。
高考选择题题型突破:——离子平衡图像分析【考点透析】结合图像分析电离平衡、水解平衡、溶解平衡,判断离子浓度的关系是全国卷考查的重点,常考图像类型总结如下:1.一强一弱溶液的稀释图像(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸(1)常考有关对数举例①pC:类比pH,即为C离子浓度的负对数,规律是pC越大,C离子浓度越小。
②p K:平衡常数的负对数,规律是p K越大,平衡常数越小,对于一元弱酸(HX):p K a=pH-lg c(X-)c(HX),lgc(X-)c(HX)越大,HX的电离程度越大。
③AG=lg c(H+)c(OH-),氢离子浓度与氢氧根离子浓度比的对数;规律是:AG越大,酸性越强,中性时AG=0。
(2)常考有关图像举例①pOH—pH曲线:a.表示一元酸与一元碱中和过程中H+与OH-离子浓度的关系。
b.Q点代表中性。
c.M点显酸性,N点显碱性,两点水的电离程度相同。
②直线型(pM—pR曲线):pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数。
a.直线AB上的点:c(M2+)=c(R2-);b.溶度积:CaSO4>CaCO3>MnCO3;c.X点对CaCO3要析出沉淀,对CaSO4是不饱和溶液,能继续溶解CaSO4;d.Y点:c(SO2-4)>c(Ca2+),二者的浓度积等于10-5;Z点:c(CO2-3)<c(Mn2+),二者的浓度积等于10-10.6。
③常温下将KOH溶液滴加到二元弱酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系图:a.二元弱酸(H2X)一级电离程度远大于二级电离程度。
lg c(X2-)c(HX-)越大,表示电离程度越大,因而N代表一级电离的曲线,M代表二级电离曲线。
b.可以根据m点、n点的坐标计算p K a1和p K a2。
4.酸碱中和滴定衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线]【方法总结】解答沉淀溶解平衡图像题的注意事项(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分为两种情况①原溶液不饱和时,离子浓度都增大;②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
2020年高三化学二轮微专题突破:——以酸碱中和滴定为背景考查图像分析【要点透析】1.中和滴定中离子浓度变化关系分析向强碱(或弱碱)溶液中逐滴滴入弱酸(或强酸)溶液,离子浓度、pH有一定的变化规律。
现以向NaOH溶液中逐滴加入CH3COOH溶液为例进行分析:反应操作不同阶段溶液pH 要溶质溶液主溶液离子浓度比较阶段1:刚开始滴加pH>7NaOH、CH3COONac(Na+)>c(OH-) >c(CH3COO-)>c(H+)阶段2:恰好中和pH>7 CH3COONac(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)阶段3:溶液pH =7 pH=7 CH3COONac(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)阶段4:继续滴加pH<7CH3COONa、CH3COOHc(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)2.抓五点破中和滴定图像(1)抓反应的“起始”点:判断酸、碱的相对强弱。
(2)抓反应的“一半”点:判断是哪种溶质的等量混合。
(3)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。
(4)抓“恰好”反应点:判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性。
(5)抓反应的“过量”点:判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量。
例如:室温下,向20 mL 0.1 mol·L-1HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH 溶液,溶液pH的变化如图所示:【提升训练】4.H2C2O4为二元弱酸。
20 ℃时,配制一组c(H2C2O4)+c(HC2O-4)+c(C2O2-4)=0.100 mol·L-1的H2C2O4和NaOH混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化曲线如图所示。
下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )A.pH=2.5的溶液中:c(H2C2O4)+c(C2O2-4)>c(HC2O-4)B.c(Na+)=0.100 mol·L-1的溶液中:c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH-)+c(C2O2-4)C.c(HC2O-4)=c(C2O2-4)的溶液中:c(Na+)>0.100 mol·L-1+c(HC2O-4)D.pH=7.0的溶液中:c(Na+)>2c(C2O2-4)解析:选BD A项中,由图中数据可知pH=2.5时,c(H2C2O4)+c(C2O2-4)<c(HC2O-4),错误;B项中,由溶液中的电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(HC2O-4)+2c(C2O2-4)+c(OH-),由已知条件可得c(Na+)=c(H2C2O4)+c(HC2O-4)+c(C2O2-4)=0.100 mol·L-1,代入上式得到c(H2C2O4)+c(H+)=c(C2O2-4)+c(OH-),正确;C项中,由电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(HC2O-4)+2c(C2O2-4)+c(OH-),当c(HC2O-4)=c(C2O2-4)时,c(H2C2O4)=0,此时pH=4.2,c(H+)>c(OH-),推出:c(Na+)+c(H+)=0.100 0 mol·L-1+c(HC2O-4)+c(OH-),c(Na+)<0.100 0 mol·L-1+c(HC2O-4),错误;D项中,pH=7.0时c(H+)=c(OH-),由电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(HC2O-4)+2c(C2O2-4)+c(OH-),即c(Na+)=c(HC2O-4)+2c(C2O2-4),进一步得出c(Na+)>2c(C2O2-4),正确。
2.(2019·常州一模)常温下,向20 mL 0.2 mol·L-1H2A溶液中滴加0.2 mol·L -1 NaOH溶液,有关微粒的物质的量变化如图,根据图示判断,下列说法正确的是( )A.在P点时,c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)B.当V(NaOH)=20 mL时,c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)C.当V(NaOH)=30 mL时,3c(Na+)=2[c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)]D.当V(NaOH)=40 mL时,c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)解析:选A H2A溶液中滴加NaOH溶液发生反应①NaOH+H2A===NaHA+H2O,②NaHA+NaOH===Na2A+H2O,总反应③2NaOH+H2A===Na2A+2H2O。
由题图可知在P点时,V(NaOH)<20 mL,c(H2A)=c(A2-),发生反应①,溶液中溶质为NaHA和H2A,根据电荷守恒式c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-),故有c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),A正确;当V(NaOH)=20 mL时,恰好发生反应①,溶液中溶质为NaHA,根据电荷守恒式c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-),物料守恒式c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A),得到c(OH-)=c(H+)+c(H2A)-c(A2-),故B错误;当V(NaOH)=30 mL时,发生反应①②,溶液中溶质为等物质的量的NaHA和Na2A,物料守恒式为2c(Na+)=3[c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)],故C错误;当V(NaOH)=40 mL时,发生反应③,溶液中溶质为Na2A,存在三个平衡A2-+H2O HA-+OH-、HA-+H2O H2A+OH-、H2O H++OH-,因此溶液中c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+),则D错误。
3.(2019·南京、盐城一模)分别调节0.01 mol·L-1HCOOH溶液、0.01 mol·L -1氨水的pH,系统中微粒浓度的负对数值(-lg c)与pH的关系分别如图所示。
下列说法错误的是( )A.25 ℃时,NH3·H2O NH+4+OH-的lg K=-4.7B.25 ℃时,0.01 mol·L-1HCOOH溶液的pH为3.7C.HCOONa溶液中加入NH4Cl溶液至溶液呈中性:c(Cl-)>c(Na+)>c(HCOO-)D.HCOONa溶液中加入KHSO3溶液至溶液呈中性:c(HCOOH)+c(H2SO3)=c(SO2-3)解析:选BC 根据题图可得:pH=9.3时,溶液中c(NH+4)=c(NH3·H2O),此时NH3·H2O NH+4+OH-的平衡常数K b(NH3·H2O)=c(OH-)=10-1410-9.3=10-4.7,则lg K b=-4.7,A正确;同理pH=3.7时,溶液中c(HCOO-)=c(HCOOH),此时HCOOH H++HCOO-的平衡常数K a(HCOOH)=c(H+)=10-3.7,则lg K a=-3.7,而不是25 ℃时,0.01 mol·L-1HCOOH溶液的pH为 3.7,B错误;由于Ka(HCOOH)>K b(NH3·H2O),则水解程度HCOO-<NH+4,HCOONa溶液的碱性弱,NH4Cl溶液的酸性强,两者等体积混合时呈酸性,若HCOONa溶液中加入NH4Cl溶液至溶液呈中性时,n(HCOONa)>n(NH4Cl),则c(Na+)>c(Cl-),故C错误;HCOONa溶液中加入KHSO3溶液至溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒①c(H+)+c(Na+)+c(K+)=c(OH-)+c(HCOO-)+c(HSO-3)+2c(SO2-3),物料守恒②c(Na+)=c(HCOO-)+c(HCOOH)③c(K+)=c(HSO-3)+c(SO2-3)+c(H2SO3),将②③带入①整理即可得到c(HCOOH)+c(H2SO3)=c(SO2-3),D正确。
4.常温下,将Cl2缓慢通入水中至饱和,然后向所得饱和氯水中滴加0.10 mol·L-1的NaOH溶液,整个过程中溶液pH变化的曲线如图所示。
下列叙述中正确的是( )A.点①所示溶液中:c(H+)=c(Cl-)+c(HClO)+c(OH-)B.点②所示溶液中:c(H+)>c(Cl-)>c(ClO—)>c(HClO)C.点③所示溶液中:c(Na+)=2c(ClO-)+c(HClO)D.点④所示溶液中:c(Na+)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(HClO)解析:选C ①点表示Cl2缓慢通入水中但未达到饱和,电荷守恒式:c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),A错误;②点表示Cl2缓慢通入水中刚好达到饱和,HClO是弱酸,部分电离,c(HClO)>c(ClO-),则有c(H+)>c(Cl-)>c(HClO)>c(ClO-),B错误;③点溶液pH=7,电荷守恒式:c(H+)+c(Na+)=c(ClO-)+c(Cl-)+c(OH-),则c(Na+)=c(ClO-)+c(Cl-),溶液中c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),所以c(Na+)=c(ClO-)+c(Cl-)=c(ClO-)+c(ClO-)+c(HClO)=2c(ClO-)+c(HClO),C正确;④点表示饱和氯水与NaOH溶液反应得到NaCl、NaClO、NaOH,NaClO部分水解,则c(Cl-)>c(ClO-),D错误。
5.常温下,K a1(H2C2O4)=10-1.3,K a2(H2C2O4)=10-4.2。
用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定10.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液所得滴定曲线如图。
下列说法正确的是( )A.点①所示溶液中:c(Na+)>c(HC2O-4)>c(H2C2O4)>c(C2O2-4)B.点②所示溶液中:c(HC2O-4)=c(C2O2-4)C.点③所示溶液中:c(Na+)=c(HC2O-4)+c(C2O2-4)D.点④所示溶液中:c(Na+)+2c(H2C2O4)+2c(H+)=2c(OH-)+2c(C2O2-4)解析:选BD A.点①所示溶液为NaHC2O4溶液,溶液呈酸性,说明HC2O-4的电离大于水解,则c(C2O2-4)>c(H2C2O4),错误;B.常温下,点②所示溶液中pH=4.2,c(H+)=10-4.2 mol·L-1,K a2(H2C2O4)=c(H+)c(C2O2-4)c(HC2O-4)=10-4.2×c(C2O2-4)c(HC2O-4)=10-4.2,故c(HC2O-4)=c(C2O2-4),正确;C.点③所示溶液中pH=7,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HC2O-4)+2c(C2O2-4)+c(OH-),则c(Na+)=c(HC2O-4)+2c(C2O2-4),错误;D.点④所示NaOH溶液的体积20 mL,草酸和氢氧化钠恰好完全反应,生成正盐草酸钠,草酸钠水解,所以溶液中由物料守恒得:c(Na+)=2c(HC2O-4)+2c(H2C2O4)+2c(C2O2-4)①,根据电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(HC2O-4)+2c(C2O2-4)+c(OH-)②,由②×2-①得:c(Na+)+2c(H2C2O4)+2c(H+)=2c(OH-)+2c(C2O2-4),正确。