基于滴定曲線分布圖的離子濃度大小比較

摘 要：以近五年高考真題的離子濃度大小比較的題型分析，近些年的高考題中出現(xiàn)的離子濃度大小比較的題目有了一些新的變化，近幾年側(cè)重于水解與電離和滴定曲線分布系數(shù)圖的綜合考查。本文利用電離的概念、鹽類水解的三大守恒、酸式鹽的離子濃度大小關(guān)系和酸、堿中和型的離子濃度關(guān)系的基本思路和方法，通過例題對滴定曲線分布系數(shù)圖的離子濃度大小關(guān)系進(jìn)行討論和分析，并例舉少量典型習(xí)題幫助學(xué)生掌握理解考點。

關(guān)鍵詞：電荷守恒;物料守恒;質(zhì)子守恒;滴定分布系數(shù)圖;離子濃度大小比較

一、 基本思路和方法

（一） 水解的三大守恒（以Na2S為例，Na2S水解離子方程式子為S2-+H2OHS-+OH-;HS-+H2OH2S+OH-）

1. 電荷守恒：鹽溶液呈電中性，即溶液中所有的陽離子所帶的電荷量等于陰離子所帶的電荷量，則Na2S的電荷守恒為：c（Na+）+c（H+）=2c（S2-）+c（HS-）+c（OH-）;需要注意的是：當(dāng)離子的所帶電荷量超過1時，所帶電荷量的數(shù)值提到離子濃度之前作為系數(shù)。

2. 物料守恒：有關(guān)聯(lián)原子間的定量關(guān)系。需要注意的是：當(dāng)鹽在水中電離時，陽離子與陰離子的系數(shù)在寫物料守恒時只需要交叉相乘即可。那么Na2S的物料守恒為：c（Na+）=2c（S2-）+2c（HS-）+2c（H2S）。

3. 質(zhì)子守恒：由電荷守恒和物料守恒聯(lián)立即可得質(zhì)子守恒。則Na2S的質(zhì)子守恒為：c（OH-）=2c（H2S）+c（HS-）+c（H+）。

（二） 電離與水解

1. 電離：電解質(zhì)在水的作用下離解出離子的過程，其中多元弱酸的電離要分步電離，若有酸式酸根離子（如HSO-3、HCO-3等）存在時，需要考慮電離，也需要考慮水解。

2）水解：鹽溶液中由鹽電離出來的離子破壞了水的電離平衡，使得c（OH-）與c（H+）不一致，導(dǎo)致溶液顯酸性或顯堿性。

如果題目中提到含有酸式酸根離子的強(qiáng)堿弱酸鹽溶液顯酸性（如NaHSO3），此時電離程度大于水解程度，此溶液中的離子濃度大小關(guān)系為：c（Na+）>c（HSO-3）>c（SO2-3）>c（H+）>c（OH-）;如果題目中顯堿性，此時水解程度大于電離程度，那么溶液中的離子的濃度大小為：c（Na+）>c（HSO-3）>c（OH-）>c（H+）。

（三） 酸、堿中和型離子濃度的關(guān)系

（四） 分布系數(shù)圖中確定離子濃度關(guān)系

1. 確定好縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)的具體代表意義。

2. 確定圖線所代表的具體含義。

3. 確定好交點或是起點等情況，一般考點都會在此設(shè)置，然后根據(jù)上述基本解題思路對圖像進(jìn)行分析，就可以解答了。

二、 例題解析

（一） 根據(jù)“單雙曲線”變化判斷離子濃度大小

1. 室溫下，用0.100mol/LNaOH溶液分別滴定20.00mL0.100mol/L的鹽酸和醋酸，滴定曲線如圖所示，下列說法正確的是（? ）

A. Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲線

B. pH=7時，滴定醋酸消耗V（NaOH）小于20mL

C. V（NaOH）=20mL時，c（Cl-）=c（CH3COO-）

D. V（NaOH）=10mL時，醋酸溶液中：c（Na+）>c（CH3COO-）>c（H+）>c（OH-）

【答案】B（注意圖像中兩條線的前點及兩條線的變化趨勢）

【解析】滴定開始時0.1000mol/L鹽酸pH=1，0.1000mol/L醋酸pH>1，所以滴定鹽酸的曲線是圖Ⅱ，滴定醋酸的曲線是圖Ⅰ，A項錯誤;醋酸鈉水解呈堿性，氯化鈉不水解，pH=7時，醋酸所用NaOH溶液的體積小于20mL，B項正確;V（NaOH）=20.00mL時，二者反應(yīng)生成氯化鈉和醋酸鈉，醋酸根發(fā)生水解，濃度小于氯離子，故c（Cl-）>c（CH3COO-），C項錯誤;加入10mL氫氧化鈉時，溶液中恰好為同濃度的醋酸和醋酸鈉，醋酸電離大于醋酸根的水解程度，即c（CH3COO-）>c（Na+）>c（H+）>c（OH-），D項錯誤。

（二） 根據(jù)“多曲線”變化判斷離子濃度大小

2. 改變0.1mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中的H2A、HA-、A2-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ（X）隨pH的變化如圖所示[已知δ（X）=c（X）c（H2A）+c（HA-）+c（A2-）]。

下列敘述錯誤的是（? ）

A. pH=1.2時，c（H2A）=c（HA-）

B. lg[K2（H2A）]=-4.2

C. pH=2.7時，c（HA-）>c（H2A）=c（A2-）

D. pH=4.2時，c（HA-）=c（A2-）=c（H+）

【答案】D（注意對應(yīng)每個選項找到選項中的關(guān)鍵點和交叉點）

【解析】A. 根據(jù)圖像，pH=1.2時，H2A和HA-相交，則有c（H2A）=c（HA-），正確;B. 根據(jù)pH=4.2點，K2（H2A）=c（H+）c（A2-）/c（HA-）=c（H+）=10-4.2，正確;C. 根據(jù)圖像，pH=2.7時，H2A和A2-相交，則有c（H2A）=c（A2-），正確;D. 根據(jù)pH=4.2時，c（HA-）=c（A2-），且物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為 0.48，而c（H+）=10-4.2，可知c（HA-）=c（A2-）>c（H+），錯誤。

三、 總結(jié)

判斷離子濃度的大小的關(guān)系依照的就是三大守恒和電離、水解的知識點的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，水解與電離會出現(xiàn)先后順序，則此時先判定先后順序。水解程度大于電離程度時，水解出來的離子的濃度大于電離出來的離子濃度，如果小于，則反之。當(dāng)然，再考慮先后順序的時候往往偏重于考量占據(jù)優(yōu)勢的，則沒有占據(jù)優(yōu)勢的水解或是電離，往往都先忽略，如果題目中出現(xiàn)了不占優(yōu)勢的離子，則先考慮占據(jù)優(yōu)勢的，再考慮不在優(yōu)勢的水解或電離產(chǎn)生的離子。在做分布系數(shù)圖與離子濃度大小關(guān)系的題時，先分析圖像中橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)所代表的意義，抓住圖像中線段的起點、交叉點及走向趨勢，對應(yīng)選項和圖像看問題，再利用基本思路解決問題。

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作者簡介：

韓源，貴州省六盤水市，六盤水市第一實驗中學(xué)。