2023届二轮复习 专题八 命题点3　溶液中平衡的图像分析 学案（浙江专用）

命题点3溶液中平衡的图像分析题型一滴定曲线分析[典例1](2022·浙江1月选考)某同学在两个相同的特制容器中分别加入20mL0.4mol/LNa2CO3溶液和40mL0.2mol/LNaHCO3溶液,再分别用0.4mol/L盐酸滴定,利用pH计和压力传感器检测,得到如下曲线:下列说法正确的是()A.图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸B.当滴加盐酸的体积为V1mL时(a点、b点),所发生的反应用离子方程式表示为HCO3-+H+CO2↑+H2C.根据pHV(HCl)图,滴定分析时,c点可用酚酞、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点D.Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(CO32-)=c(OH-解析:由题干信息可知,n(Na2CO3)=0.4×20×10-3mol=8×10-3mol,n(NaHCO3)=0.2×40×10-3mol=8×10-3mol。当加入盐酸的体积为20mL时,n(HCl)=0.4×20×10-3mol=8×10-3mol,故加入盐酸的体积为0～20mL时,Na2CO3发生反应CO32-+H+HCO3-,NaHCO3发生反应HCO3-+H+H2O+CO2↑。由图像可知,未加盐酸时,甲溶液的pH大于乙溶液的,故甲线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸,乙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,由加入盐酸的体积为0～20mL时体系的压强可知,丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸,A错误;当滴加盐酸的体积为V1mL时,由b点可知,p无明显变化,故此时发生反应的离子方程式为H++HCO3-H2CO3,B错误;根据pHV(HCl)图,c点恰好生成NaHCO3和NaCl,溶液呈弱碱性,应选酚酞作指示剂,而d点生成NaCl、CO2、H2O,溶液呈弱酸性,应选甲基橙作指示剂,C正确;在Na2CO3溶液中,c(OH-)-c(H+)=2c(H2答案:C滴定曲线中的“五个”特殊点分析在室温下,向20mL0.1mol/LHA溶液中逐滴加入0.1mol/LNaOH溶液,溶液pH的变化图像如下:图像解读[变式训练1](2022·舟山中学返校考)25℃时,用1.00mol/L的NaOH溶液滴定100mL某二元弱酸H2A,滴定过程中溶液的pH及H2A、HA-、A2-的物质的量浓度变化如图所示。下列说法不正确的是(B)A.H2A的Ka1=1×10-4B.在Y点时,c(Na+)<3c(A2-)C.X点、Z点时水的电离程度:Z>XD.0.01mol/LNaHA溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)解析:H2A是二元弱酸,在溶液中存在电离平衡H2AH++HA-、HA-H++A2-,主要发生第一步电离,随着氢氧化钠溶液滴入,c(H2A)不断减小,c(HA-)先增后减,c(A2-)一开始几乎为0,加入一定体积氢氧化钠溶液之后不断增加,根据溶液中各种离子浓度与溶液体积、pH关系分析。由图知,加入氢氧化钠溶液5mL时,c(HA-)c(H2A)=1,对应溶液pH=4(X点),c(H+)=1×10-4mol/L,则H2A的Ka1=c(H+)·c(HA-)c(H2A)=1×10-4,A正确;根据图示可知,Y点对应溶液为Na2A与NaHA等浓度的混合溶液,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),由于此时溶液pH=8,说明溶液中c(H+)<c(OH-),所以c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-),由于溶液中c(HA-)=c(A2-),则c(Na+)>3c(A2-),B错误;H2A溶液中水的电离被抑制,Na2题型二对数曲线分析[典例2](2021·全国甲卷)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。某温度下,饱和溶液中-lg[c(SO42-)]、-lg[c(CO下列说法正确的是()A.直线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线B.该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10-10C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点D.c(Ba2+)=10-5.1时,两溶液中c(S解析:Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),当-lg[c(Ba2+)]=5.1,即c(Ba2+)=10-5.1时,y1<y2,所以阴离子浓度c点>d点,即c点对应的Ksp要大些,根据Ksp的大小可知,直线②代表BaCO3的沉淀溶解曲线,直线①代表BaSO4的沉淀溶解曲线,A错误;直线①,当-lg[c(Ba2+)]=4.0时,-lg[c(SO42-)]=6.0,则c(Ba2+)=1.0×10-4mol/L、c(SO42-)=1.0×10-6mol/L,所以Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-)=1.0×10-10,B正确;加入适量BaCl2固体后,由于c(Ba2+)增大,所以BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq)平衡逆向移动,c(CO答案:B常考对数(负对数)图像的类型及解题策略图像种类具体类型含义变化规律解题策略对数图像lgc生成物与反应物粒子浓度比的常用对数lgc(①先弄清楚是对数还是负对数;②弄清楚是什么的对数,如浓度对数、浓度比对数、体积比对数等;③弄清楚对数变化所表示的意义;④利用特殊点,如pH=7、lgX=0、交点等,根据特殊点判断离子浓度的大小lgV稀释后与稀释前体积比的常用对数lgVVAG=lgc氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数AG越大,酸性越强,中性时,c(负对数图像pH=-lgc(H+)氢离子浓度的常用对数负值pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强pC=-lgc(C)C离子浓度的常用对数负值pC越大,c(C)越小[变式训练2]草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。常温下,向H2C2O4溶液中逐滴加入NaOH溶液,混合溶液中lgXX为A.直线Ⅰ表示lgc(B.NaHC2O4溶液中:c(C2O42-)>c(H2C2C.1.22<pH<4.19的溶液中:c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2D.pH=1.22的溶液中:2c(C2O42-)+c(HC2O解析:草酸的第一步电离程度远大于第二步电离程度,则pH相同时,c(HC2O4-)c(H2C2O4)>c(C2O42-)c(HC2O4-),则直线Ⅰ表示lgc(HC2O4-)c(H2C2O4)与pH的变化关系,直线Ⅱ表示lgc(C2O42-)c(HC2O4-)与pH的变化关系,故A正确;pH=1.22时,直线Ⅰ中lgc(HC2O4-)c(H2C2O4)=0,即c(HC2O4-)=c(H2C2O4),Ka1=c(HC2O4-)·c(H+)c(H2C2O4)=c(H+)=10-1.22,同理,Ka2=10-4.19,NaHC2O4溶液中存在水解平衡和电离平衡,水解常数为Kh=KwKa1=10-1410-题型三分布系数曲线分析[典例3](2022·浙江百校开学模拟)三元酸(用H3A表示)溶液中H3A、H2A-、HA2-、A3-的百分含量随pH的变化曲线如图所示。下列说法中不正确的是()A.曲线c表示HA2-的变化曲线B.H3A的第二步电离常数Ka2和第三步电离常数Ka3的比值约为101.2C.Na2HA溶液中水的电离受到抑制D.pH=4时,c(H+)=c(H2A-)+2c(HA2-)+c(OH-)解析:已知溶液的pH越小,c(H3A)越大,溶液的pH越大,溶液中c(A3-)越大,根据题图可知,a、b、c、d分别表示H3A、H2A-、HA2-、A3-的百分含量,A正确;由题图可知,b、c曲线的交点表示c(H2A-)=c(HA2-),故H3A的第二步电离常数Ka2=c(HA2-)·c(H+)c(H2A-)=10-4.8,同理,由c、d曲线的交点可知,第三步电离常数Ka3=10-6,故第二步电离常数Ka2和第三步电离常数Ka3的比值约为101.2,B正确;已知H3A的Ka3=10-6,而HA2-的水解平衡常数为Kh2=KwKa2答案:D一元弱酸和二元弱酸的分布系数曲线分析分布系数曲线是指以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)二元弱酸(以H2C2O4为例)注:pKa为电离常数的负对数注:pKa1、pKa2为电离常数的负对数δ0为CH3COOH的分布系数,δ1为CH3COO-的分布系数δ0为H2C2O4的分布系数,δ1为HC2O4-的分布系数,δ2为C2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粒子。根据在一定pH条件下的粒子分布系数和酸的浓度分析,就可以计算各组分在该pH时的平衡浓度[变式训练3](2022·浙江五校联考)室温下,甘氨酸在水溶液中主要以H3N+CH2COO-、H3N+CH2COOH和H2NCH2COO-三种粒子形式存在,实验测得不同pH甘氨酸溶液中各成分分布分数δ与pH的关系如图所示。下列说法正确的是(C)A.a点溶液中,水的电离程度大于b点B.c点溶液中,c(H2NCH2COO-)<c(H3N+CH2COO-)C.H3N+CH2COO-+H2OH2NCH2COO-+H3O+的平衡常数为10-xD.a点溶液中,存在关系式:c(H3N+CH2COOH)+c(H+)=c(H2NCH2COO-)+c(OH-)解析:氨基有碱性,在酸性较强的溶液中会结合H+形成H3N+CH2COOH,羧基有酸性,在碱性较强的溶液中会结合OH-形成H2NCH2COO-,所以曲线Ⅰ代表H3N+CH2COOH,曲线Ⅱ代表H3N+CH2COO-,曲线Ⅲ代表H2NCH2C