届高考化学专题复习第十七辑结合图像判断溶液中粒子浓度的变化.docx

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届高考化学专题复习第十七辑结合图像判断溶液中粒子浓度的变化

2020届高考化学专题复习

——第十五辑结合图像判断溶液中粒子浓度的变化

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

加水稀释相同的倍数，醋酸的pH大

加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多

（2）相同体积、相同pH值的盐酸、醋酸

加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大

加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多

（3）pH与稀释倍数的线性关系

（1）HY为强酸、HX为弱酸

（2）a、b两点的溶液中：

c（X－）＝c（Y－）

（3）水的电离程度：

d＞c＞a＝b

（1）MOH为强碱、ROH为弱碱

（2）c（ROH）＞c（MOH）

（3）水的电离程度：

a＞b

2.Kw和Ksp曲线

（1）双曲线型

不同温度下水溶液中c（H＋）与c（OH－）的变化曲线

常温下，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线[Ksp＝9×10－6]

（1）A、C、B三点均为中性，温度依次升高，Kw依次增大

（2）D点为酸性溶液，E点为碱性溶液，Kw＝1×10－14

（3）AB直线的左上方均为碱性溶液，任意一点：

c（H＋）＜c（OH－）

（1）a、c点在曲线上，a→c的变化为增大c（SO

），如加入Na2SO4固体，但Ksp不变

（2）b点在曲线的上方，Qc＞Ksp，将会有沉淀生成

（3）d点在曲线的下方，Qc＜Ksp，则为不饱和溶液，还能继续溶解CaSO4

（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

①直线AB上的点：

c（M2＋）＝c（R2－）；

②溶度积：

CaSO4＞CaCO3＞MnCO3；

③X点对CaSO4要析出沉淀，对CaCO3是不饱和溶液，能继续溶解CaCO3；

④Y点：

c（SO

）＞c（Ca2＋），二者的浓度积等10－5；Z点：

c（CO

）＜c（Mn2＋），二者的浓度积等10－10.6。

3．酸碱中和滴定

氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线

盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线

曲线起点不同：

强碱滴定强酸、弱酸的曲线，强酸起点低；强酸滴定强碱、弱碱的曲线，强碱起点高

突跃点变化范围不同：

强碱与强酸反应（强酸与强碱反应）的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应（强酸与弱碱反应）

室温下pH＝7不一定是终点：

强碱与强酸反应时，终点是pH＝7；强碱与弱酸（强酸与弱碱）反应时，终点不是pH＝7（强碱与弱酸反应终点是pH＞7，强酸与弱碱反应终点是pH＜7）

4.分布系数图及分析[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）为纵坐标的关系曲线]

一元弱酸（以CH3COOH为例）

二元酸（以草酸H2C2O4为例）

δ0为CH3COOH分布系数，δ1为CH3COO－分布系数

δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2O

分布系数、δ2为C2O

分布系数

随着pH增大，溶质分子浓度不断减小，离子浓度逐渐增大，酸根离子增多。

根据分布系数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式

同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。

根据在一定pH的微粒分布系数和酸的分析浓度，就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度

例1　已知MOH和ROH均为一元碱，常温下对其水溶液分别加水稀释时，pH变化如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．在A点时，由H2O电离出的c（H＋）相等，c（M＋）＝c（R＋）

B．稀释前，ROH溶液的物质的量浓度等于MOH溶液的物质的量浓度的10倍

C．稀释前的ROH溶液与等体积pH＝1的H2SO4溶液混合后所得溶液显酸性

D．等体积、等浓度的MOH溶液和HCl溶液混合后，溶液中离子浓度大小关系为c（Cl－）＞c（M＋）＞c（OH－）＞c（H＋）

[思路点拨]　本题为电离平衡图像题，需要学生结合选项要求，从图像中提取有用信息进行解答。

审题

信息提取

题目解答

分析题干信息及四个选项，粗略分析图像信息

由图像中两条线段的变化规律，推断出两种碱的强弱（这是解答该题的关键信息）

确定两条线段的交点（A点）的含义，结合分析出的两种碱的强弱，根据选项内容，确定合理选项

解析　由图可知，稀释前ROH溶液的pH＝13，稀释100倍时pH＝11，故ROH为强碱，而稀释前MOH的pH＝12，稀释100倍时pH＝11，故MOH为弱碱。

由ROH===R＋＋OH－、MOHM＋＋OH－可知，在A点，两种溶液的c（OH－）相等，则c（M＋）＝c（R＋），A项正确；稀释前，ROH溶液的物质的量浓度为0.1mol·L－1，MOH溶液的物质的量浓度大于0.01mol·L－1，则ROH溶液的物质的量浓度小于MOH溶液的物质的量浓度的10倍，B项错误；稀释前的ROH溶液与等体积pH＝1的H2SO4溶液混合后恰好中和生成盐，溶液显中性，C项错误；MOH为弱碱，等体积、等浓度的MOH溶液与盐酸混合，反应生成强酸弱碱盐，水解显酸性，故c（H＋）＞c（OH－），D项错误。

答案　A

例2　常温下，向等体积、等物质的量浓度的盐酸、醋酸溶液中分别滴入0.1mol·L－1NaOH溶液，测得溶液的pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。

下列说法错误的是（　　）

A．图中曲线①表示NaOH溶液滴定盐酸时的pH变化

B．酸溶液的体积均为10mL

C．a点：

c（CH3COOH）＞c（CH3COO－）

D．a点：

c（H＋）＋c（Na＋）＝c（OH－）＋c（CH3COO－）

[解题思路]　比较图像起点→①代表盐酸且浓度为0.1mol·L－1→pH＝7的点（盐酸与10mLNaOH完全中和）→盐酸为10mL，a点醋酸被中和一半，CH3COOH和CH3COONa等物质的量混合，可据此判断。

解析　A项，①代表盐酸，②代表醋酸，正确；B项，向盐酸中加入10mLNaOH时，pH＝7，所以盐酸体积为10mL，正确；C项，a点是CH3COOH和CH3COONa等物质的量混合，溶液呈酸性，电离大于水解，c（CH3COOH）＜c（CH3COO－），错误；D项，符合电荷守恒，正确。

答案　C

例3　已知：

常温下，

（1）Ka1（H2CO3）＝4.3×10－7，Ka2（H2CO3）＝5.6×10－11；

（2）H2R及其钠盐的溶液中，H2R、HR－、R2－分别在三者中所占的物质的量分数（α）随溶液pH的变化关系如图所示。

下列叙述错误的是（　　）

A．在pH＝4.3的溶液中：

3c（R2－）＝c（Na＋）＋c（H＋）－c（OH－）

B．等体积等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合后，溶液中水的电离程度比纯水大

C．在pH＝3的溶液中存在

＝10－3

D．向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液，发生反应：

2CO

＋H2R===2HCO

＋R2－

[解题思路]　本题考查弱电解质在水溶液中的电离平衡，图像的交点pH→H2R的Ka1、Ka2→判断H2CO3与H2R的强弱；曲线的最高点→HR－、R2－、H2R含量及pH→HR－的电离程度大于水解程度。

解析　A项，在pH＝4.3的溶液中，c（HR－）＝c（R2－），根据溶液中电荷守恒2c（R2－）＋c（HR－）＋c（OH－）＝c（Na＋）＋c（H＋），可知3c（R2－）＝c（Na＋）＋c（H＋）－c（OH－），正确；B项，等体积等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合生成NaHR，此时HR－含量最高，H2R和R2－含量接近于0，由题图可知，此时pH接近于3，溶液显酸性，对水的电离起到抑制作用，所以溶液中水的电离程度比纯水小，错误；C项，当溶液pH＝1.3时，c（H2R）＝c（HR－），则Ka1＝

＝10－1.3，当溶液pH＝4.3时，c（R2－）＝c（HR－），则Ka2＝

＝10－4.3，

＝

＝

＝10－3，正确；D项，由C选项分析可知，H2R的电离常数Ka2大于H2CO3的Ka2，即酸性：

HR－＞HCO

，所以向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液，发生反应：

2CO

＋H2R===2HCO

＋R2－，正确。

答案　B

1．298K时，在20.0mL0.10mol·L－1氨水中滴入0.10mol·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0.10mol·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20.0mL

C．M点处的溶液中c（NH

）＝c（Cl－）＝c（H＋）＝c（OH－）

D．N点处的溶液中pH<12

答案　D

解析　A项，盐酸滴定氨水时，滴定终点溶液为NH4Cl溶液，呈酸性，故指示剂应选甲基橙，错误；B项，一水合氨属于弱碱，与盐酸正好反应生成NH4Cl时溶液呈酸性，故二者等浓度反应时，若溶液的pH＝7，盐酸的体积应小于氨水的体积，即小于20.0mL，错误；C项，根据电荷守恒可知溶液中：

c（NH

）＋c（H＋）＝c（Cl－）＋c（OH－），M点溶液的pH＝7，即c（H＋）＝c（OH－），则c（NH

）＝c（Cl－），故c（NH

）＝c（Cl－）＞c（H＋）＝c（OH－），错误；D项，由图可知，N点即为0.10mol·L－1氨水，由其电离度为1.32%，可知0.10mol·L－1氨水中c（OH－）＝0.00132mol·L－1，故该氨水中11

2．T℃下的溶液中，c（H＋）＝10－xmol·L－1，c（OH－）＝10－ymol·L－1，x与y的关系如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．T℃时，水的离子积Kw为1×10－13

B．T＞25

C．T℃时，pH＝7的溶液显碱性

D．T℃时，pH＝12的苛性钠溶液与pH＝1的稀硫酸等体积混合，溶液的pH＝7

答案　D

解析　从图中不难看出，A正确；T℃时Kw＞1×10－14，则T℃一定高于常温，B正确；T℃时，pH＝6.5的溶液呈中性，显然pH＝7的溶液显碱性，C正确；pH＝12的苛性钠溶液与pH＝1的稀硫酸等体积混合，二者恰好完全中和，但注意该温度下，pH＝7的溶液不是中性溶液，D错误。

3．在T℃时，铬酸银（Ag2CrO4）在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．T℃时，在Y点和Z点，Ag2CrO4的Ksp相等

B．在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点

C．T℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8

D．图中a＝

×10－4

答案　C

解析　物质的Ksp只与温度有关，A项正确；X点的Ksp大于Y点的Ksp，因此由Y点变为X点只能通过改变温度实现，B项正确；T℃时，Ag2CrO4的Ksp＝c（CrO

）·c2（Ag＋）＝（1×10－3）2×10－5＝1×10－11，C项错误；温度不变，Ksp不变，Ksp＝1×10－11＝a2×5×10－4，解得a＝

×10－4，D项正确。

4．浓度均为0.10mol·L－1、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随lg

的变化如图所示。

下列叙述错误的是（　　）

A．MOH的碱性强于ROH的碱性

B．ROH的电离程度：

b点大于a点

C．若两溶液无限稀释，则它们的c（OH－）相等

D．当lg

＝2时，若两溶液同时升高温度，则

增大

答案　D

解析　A项考查根据图像判断电解质的碱性强弱。

“起点”隐藏的信息是0.10mol·L－1的MOH溶液和ROH溶液的pH分别为13和小于13，说明MOH是强电解质即强碱，ROH是弱电解质即弱碱，不符合题意；B项考查弱电解质电离程度的大小比较。

稀释过程中隐藏的信息：

弱碱的浓度越小电离程度越大，即稀释程度越大电离程度越大；由图中b点的稀释程度大于a点的稀释程度知，b点的电离程度大于a点的，不符合题意；C项考查电解质溶液稀释过程中离子浓度的变化。

隐藏的信息：

溶液无限稀释后，溶液应接近中性，即c（OH－）相等，不符合题意；D项考查外界因素对电离平衡的影响。

升温促进弱电解质电离，而对强电解质电离无影响（因为已经全部电离），即c（M＋）不变，c（R＋）增大，则

减小，符合题意。

5．某温度下，Fe（OH）3（s）、Cu（OH）2（s）分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液的pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。

据图分析，下列判断错误的是（　　）

A．Ksp[Fe（OH）3]＜Ksp[Cu（OH）2]

B．加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点

C．c、d两点代表的溶液中c（H＋）与c（OH－）的乘积相等

D．Fe（OH）3、Cu（OH）2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和

答案　B

解析　Ksp[Fe（OH）3]＝c（Fe3＋）·c3（OH－），Ksp[Cu（OH）2]＝c（Cu2＋）·c2（OH－），Fe3＋、Cu2＋浓度相等（b、c点）时，Fe3＋对应的pH小，c（H＋）较大，则c（OH－）较小，在相同温度下，Ksp[Fe（OH）3]＜Ksp[Cu（OH）2]，A选项正确；存在沉淀溶解平衡：

Fe（OH）3（s）Fe3＋（aq）＋3OH－（aq），加入NH4Cl固体，因为NH

水解产生H＋，H＋与OH－反应使平衡正向移动，c（Fe3＋）增大，B选项错误；c（H＋）和c（OH－）的乘积为Kw，Kw仅与温度有关，则C选项正确；由题意和图知D选项正确。

[新题预测]

6．常温下，向10mL0.1mol·L－1的HR溶液中逐滴滴入0.1mol·L－1的NH3·H2O溶液，所得溶液pH及导电性变化如图。

下列分析不正确的是（　　）

A．a～b点导电能力增强，说明HR为弱酸

B．b点溶液pH＝5，此时酸碱恰好中和

C．c点溶液存在c（NH

）＞c（R－）、c（OH－）＞c（H＋）

D．b～c任意点溶液均有c（H＋）·c（OH－）＝Kw＝1.0×10－14

答案　B

解析　A项，根据图像可知，a～b点导电能力增强，说明HR为弱电解质，在溶液中部分电离，加入氨水后生成强电解质，离子浓度增大；B项，b点溶液pH＝7，此时加入10mLHR，HR与一水合氨的浓度、体积相等，则二者恰好反应；C项，c点时溶液的pH＞7，混合液显示碱性，则c（OH－）＞c（H＋），结合电荷守恒可知：

c（NH

）＞c（R－）；D项，b～c点，溶液的温度不变，则水的离子积不变。

7．下列关于甲、乙、丙、丁四个图像的说法中，正确的是（　　）

A．若甲表示用1L1mol·L－1Na2SO3溶液吸收SO2时，溶液pH随SO2的物质的量的变化，则M点时溶液中：

c（SO

）＞c（HSO

）

B．由图乙可知，a点Kw的数值比b点Kw的数值大

C．图丙表示MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时的pH变化，由图可得碱性：

ROH＞MOH

D．图丁表示某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线，则加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点

答案　C

解析　A项，M点pH＝7.4，n（SO2）＝

mol，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3，溶液则得到

molNaHSO3，剩余

molNa2SO3，亚硫酸根离子水解显碱性，亚硫酸氢根离子电离显酸性，而溶液显碱性，说明亚硫酸根离子水解程度大，则c（SO

）＜c（HSO

）；B项，由于a、b两点的温度相同，所以Kw的数值相同；C项，稀释相同的倍数，ROH的pH变化较大，因而碱性强，故C正确；D项，加入Na2SO4增加硫酸根的浓度，BaSO4的溶解平衡向左移动，Ba2＋浓度减小，仍在曲线上，且在a点的右下方。

8．已知草酸为二元弱酸：

H2C2O4⇌HC2O

＋H＋　　　Ka1

HC2O

⇌C2O

＋H＋Ka2

常温下，向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液，所得溶液中H2C2O4、HC2O

、C2O

三种微粒的物质的量分数（δ）与溶液pH的关系如图所示，则下列说法中不正确的是（　　）

A．pH＝1.2的溶液中：

c（K＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（H2C2O4）

B．pH＝2.7的溶液中：

＝1000

C．将相同物质的量的KHC2O4和K2C2O4固体完全溶于水所得混合液的pH为4.2

D．向pH＝1.2的溶液中加KOH溶液，将pH增大至4.2的过程中水的电离度一定增大

答案　C

解析　pH＝1.2时，H2C2O4、HC2O

的物质的量分数相等，且c（K＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（HC2O

），则c（K＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（H2C2O4），故A项正确；由图像可知pH＝1.2时，c（HC2O

）＝c（H2C2O4），则Ka1＝

＝c（H＋）＝10－1.2，pH＝4.2时，c（HC2O

）＝c（C2O

），Ka2＝

＝c（H＋）＝10－4.2，由电离常数可知

＝

＝1000，故B项正确；将相同物质的量的KHC2O4和K2C2O4固体完全溶于水，可配成不同浓度的溶液，溶液浓度不同，pH不一定为定值，即不一定为4.2，故C项错误；向pH＝1.2的溶液中加KOH溶液将pH增大至4.2，溶液中由酸电离的氢离子浓度减小，则对水的电离的抑制程度减小，水的电离度一定增大，故D项正确。