高考化學(xué)酸堿中和滴定曲線的幾個考向

◇ 山東 崔志國

酸堿中和滴定曲線題主要考查弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)計算、滴定過程中溶液p H的變化、溶液中離子濃度大小關(guān)系、水的電離變化等．

1 考查電離常數(shù)的計算

例1常溫下,H2A是一種易溶于水的二元酸,將Na OH溶液滴入等物質(zhì)的量濃度的H2A溶液中,溶液中H2A、HA－、A2－的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溶液p H的變化關(guān)系如圖1所示．下列說法錯誤的是( )．

圖1

A．常溫下,H2A?HA－＋H＋的電離平衡常數(shù)Ka1＝10－3．30

B．當(dāng)c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)時,溶液呈中性

C．p H＝6．27時,c(A2－)＝c(HA－)＞c(H＋)＞c(OH－)

D．V(Na OH 溶液)∶V(H2A 溶液)＝3∶2時,2c(Na＋)＋c(OH－)＝2c(H2A)＋c(HA－)＋c(H＋)

選項 A 正確．溶液中存在電荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－),當(dāng)c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)時,c(H＋)＝c(OH－),溶液呈中性,選項B正確．p H＝6．27時,c(A2－)＝c(HA－),溶液顯酸性,溶液中離子濃度關(guān)系為c(A2－)＝c(HA－)＞c(H＋)＞c(OH－),選項C正確．物質(zhì)的量濃度相等時,V(Na OH溶液)∶V(H2A溶液)＝3∶2,則溶液中存在物料守恒,2c(Na＋)＝3c(A2－)＋3c(HA－)＋3c(H2A),電荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－),兩式相減可得c(Na＋)＋c(OH－)＝3c(H2A)＋2c(HA－)＋c(A2－)＋c(H＋),選項D錯誤．答案為D．

點評

依據(jù)酸堿中和滴定曲線計算弱酸的電離平衡常數(shù),關(guān)鍵是根據(jù)滴定曲線找出對應(yīng)酸分子和酸根離子濃度相同的點的p H,這樣就可以把酸分子濃度和酸根離子濃度在計算式中約去,利用氫離子濃度計算弱酸的電離平衡常數(shù)．

2 考查溶液中離子濃度大小比較

例2常溫下,用0.10mol·L－1鹽酸分別滴定20.00 m L濃度均為0.10mol·L－1Na CN 溶液和CH3COONa溶液,所得滴定曲線如圖2所示(忽略體積變化)．下列說法正確的是( )．

圖2

A．溶液中陽離子的物質(zhì)的量濃度之和：點②等于點③

B．點①所示溶液中：c(CN－)＋c(HCN)＜2c(Cl－)

C．點②所示溶液中：c(Na＋)＞c(Cl－)＞c(CH3COO－)＞c(CH3COOH)

D．點④所示溶液中：c(Na＋)＋c(CH3COOH)＋c(H＋)＞0.10mol·L－1

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分析點②和③溶液中的陽離子都是Na＋和H＋,溶液的p H相等,c(H＋)相等,n(Na＋)相等,但溶液體積不同,則c(Na＋)不等,因此陽離子的物質(zhì)的量濃度之和不等,選項A錯誤．點①溶液中Na CN、HCN、Na Cl物質(zhì)的量濃度相同,根據(jù)物料守恒,c(CN－)＋c(HCN)＝2c(Cl－),選項B錯誤．點②溶液中CH3COONa、CH3COOH和Na CN物質(zhì)的量濃度相同,溶液的p H＝5,說明以CH3COOH的電離為主,故c(CH3COO－)＞c(Cl－),選項C錯誤．點④溶液為物質(zhì)的量濃度均為0.05mol·L－1的CH3COOH和Na Cl,則c(Na＋)＝c(Cl－)＝0.05 mol·L－1,c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝0.05mol·L－1．根據(jù)電荷守恒,c(CH3COO－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＋c(H＋),又 Na＋和 Cl－濃度相等,因此c(CH3COO－)＝c(H＋)－c(OH－),則c(Na＋)＋c(CH3COOH)＋c(H＋)＝0.05 mol·L－1＋0.05 mol·L－1,c(CH3COO－)＋c(H＋)＝0.1 mol·L－1－c(H＋)＋c(OH－)＋c(H＋)＝0.1mol·L－1＋c(OH－)＞0.1mol·L－1,選項D正確．答案為D．

點評

判斷溶液中離子濃度大小,首先要知道溶液中的溶質(zhì)以及它們之間量的關(guān)系；其次要判斷出溶液的酸、堿性；最后對于復(fù)雜的關(guān)系式,還要借助電荷守恒和物料守恒進(jìn)行比較．

3 考查滴定過程中水的電離變化

例3常溫下,100m L0.1mol·L－1的 H2A溶液中滴加0.1mol·L－1Na OH溶液,含A元素相關(guān)微粒物質(zhì)的量隨p H的變化如圖3所示．下列說法正確的是( )．

圖3

A．將等濃度、等體積的Na2A與H2A溶液混合后,溶液顯堿性

B．等體積、等濃度的Na OH溶液與H2A溶液混合后,其溶液中水的電離程度比純水大

C．X點溶液中含A元素的相關(guān)離子存在以下關(guān)系：c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.1mol·L－1

D．Y點溶液中存在以下關(guān)系：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋3c(HA－)

分析等濃度、等體積的Na2A與H2A溶液反應(yīng)生成Na HA溶液,根據(jù)圖示可知Na HA溶液顯酸性,選項A錯誤．等體積、等濃度的Na OH溶液與H2A溶液反應(yīng)恰好產(chǎn)生 HA－,溶液為酸性,說明HA－的電離程度大于HA－的水解程度,抑制水的電離,其溶液中水的電離程度比純水小,選項B錯誤．X點溶液中c(H2A)＝c(HA－),X點溶液體積大于100 m L,導(dǎo)致含A元素相關(guān)微粒濃度之和減小,根據(jù)物料守恒：c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＜0.1mol·L－1,選項C錯誤．根據(jù)圖象分析,Y點溶液中c(HA－)＝c(A2－),溶液中存在電荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－),則c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋3c(HA－),選項D正確．答案為D．

點評

酸堿中和滴定曲線中,一定要判斷清楚兩個關(guān)鍵的點：一個是酸堿恰好完全反應(yīng)的點；另一個是酸堿中和顯中性的點,強酸中和強堿實驗中這兩個點是重合的．