微專題2溶液中粒子濃度圖像分析基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識1．利用中和滴定曲線分析粒子濃度圖像——抓“五點”破解中和滴定圖像室溫下，向20mL0.1mol·L－1HA溶液中逐滴加入0.1mol·L－1NaOH溶液，溶液pH的變化如圖所示：利用中和滴定曲線分析離子濃度思路，三看：一看誰滴定誰，二看坐標(biāo)，三看特殊點(起點、恰好反應(yīng)點和中性點)?！纠?】25℃時，向20.00mL的NaOH溶液中逐滴加入某濃度的CH3COOH溶液，滴定過程中，溶液的pH與滴入CH3COOH溶液的體積關(guān)系如圖所示，點②時NaOH溶液恰好被中和。則下列說法錯誤的是()A．CH3COOH溶液的濃度為0.1mol·L－1B．圖中點①到點③所示溶液中，水的電離程度先增大后減小C．點④所示溶液中存在：c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)D．滴定過程中會存在：c(Na＋)>c(CH3COO－)＝c(OH－)>c(H＋)答案C解析根據(jù)圖像分析，滴定前NaOH溶液的pH＝13，則NaOH溶液的濃度為0.1mol·L－1，點②時氫氧化鈉恰好被中和，消耗醋酸溶液20mL，則醋酸溶液的濃度為0.1mol·L－1，故A正確；圖中點①到點②所示溶液中，隨著滴入醋酸溶液，水電離被抑制的程度減小，即水的電離程度增大，恰好反應(yīng)后繼續(xù)滴加醋酸，對水的電離起到抑制作用，即圖中點①到點③所示溶液中水的電離程度先增大后減小，故B正確；點④所示溶液是等濃度的醋酸和醋酸鈉混合溶液，根據(jù)元素守恒：c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝2c(Na＋)，根據(jù)電荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，則c(CH3COOH)＋2c(H＋)＝c(CH3COO－)＋2c(OH－)，C錯誤；滴定過程中，醋酸鈉和氫氧化鈉混合溶液中會有c(Na＋)>c(CH3COO－)＝c(OH－)>c(H＋)，D正確?！纠?】NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛。室溫時，向100mL0.1mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol·L－1NaOH溶液，得到的溶液的pH與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖所示(滴加過程中無氣體逸出)。下列說法正確的是()A．a(chǎn)點溶液中：c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)＝c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(OH－)B．b點溶液中：2c(SOeq\o\al(2－,4))＝c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(Na＋)C．c點溶液中：c(SOeq\o\al(2－,4))＞c(Na＋)＞c(OH－)＞c(NHeq\o\al(＋,4))D．a(chǎn)、b、c、d四個點中，b點水的電離程度最大答案B解析分析圖中曲線，在a點，NaOH與NH4HSO4等物質(zhì)的量發(fā)生反應(yīng)，生成Na2SO4、(NH4)2SO4和水；在b、c點，溶液均為Na2SO4、(NH4)2SO4、一水合氨的混合溶液；在d點，反應(yīng)后的溶液為等物質(zhì)的量的Na2SO4和一水合氨的混合溶液。由以上分析知，在a點，生成物為Na2SO4、(NH4)2SO4和H2O，依據(jù)元素守恒，溶液中：c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)＝c(SOeq\o\al(2－,4))，A不正確；b點溶液中，依據(jù)電荷守恒：2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(OH－)＝c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(Na＋)＋c(H＋)，溶液呈中性，c(H＋)＝c(OH－)，所以2c(SOeq\o\al(2－,4))＝c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(Na＋)，B正確；c點溶液中，一水合氨發(fā)生電離，溶液呈堿性，但溶液中c(Na＋)最大，所以離子濃度關(guān)系為c(Na＋)＞c(SOeq\o\al(2－,4))＞c(NHeq\o\al(＋,4))＞c(OH－)，C不正確；a、b、c、d四個點中，a點發(fā)生NHeq\o\al(＋,4)水解，促進(jìn)水的電離，而其他點，水的電離都受到抑制，所以a點水的電離程度最大，D不正確?！纠?】常溫下，向20mL0.1mol·L－1氨水中滴加一定濃度的稀鹽酸，溶液中由水電離的氫離子濃度隨加入鹽酸體積的變化如圖所示。則下列說法不正確的是()A．常溫下，0.1mol·L－1氨水中NH3·H2O的電離常數(shù)Kb約為1×10－5B．a(chǎn)、b之間的點一定滿足：c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)C．c點溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))<c(Cl－)D．b點代表溶液呈中性答案B解析常溫下，0.1mol·L－1氨水中c水(H＋)＝10－11mol·L－1，則c(OH－)＝eq\f(10－14,10－11)mol·L－1＝10－3mol·L－1，Kb＝eq\f(cNH\o\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O)≈eq\f(10－3×10－3,0.1)＝1×10－5，A正確；a、b之間的任意一點，溶液都呈堿性，則c(H＋)<c(OH－)，結(jié)合電荷守恒得：c(Cl－)<c(NHeq\o\al(＋,4))，而c(Cl－)和c(OH－)的相對大小與所加鹽酸的量有關(guān)，B錯誤；根據(jù)題圖知，c點水電離出的氫離子的濃度最大，恰好反應(yīng)生成氯化銨，銨根離子水解使溶液呈酸性，結(jié)合電荷守恒得：c(NHeq\o\al(＋,4))<c(Cl－)，C正溶液呈中性，D正確。【歸納總結(jié)】水電離的c(H＋)或c(OH－)與酸或堿體積(V)的關(guān)系圖常溫下，向20mL0.1mol·L－1氨水中滴加一定濃度的稀鹽酸，溶液中由水電離的氫離子濃度隨加入鹽酸體積的變化如圖所示。①a點表示未加鹽酸，堿抑制水的電離。②b點溶液中氯化銨和氨水共存，溶液呈中性，水電離的抑制程度與促進(jìn)程度相當(dāng)。③c點酸堿恰好完全中和，溶液中只有氯化銨，促進(jìn)水的電離，水電離出的氫離子濃度最大。④d點氯化銨和鹽酸共存，溶液呈酸性，鹽酸抑制水的電離。2．分布系數(shù)曲線是指以pH為橫坐標(biāo)，分布系數(shù)即組分的平衡濃度占總濃度的分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，即分布系數(shù)與溶液pH之間的關(guān)系曲線。舉例一元弱酸(以CH3COOH為例)二元弱酸(以草酸為例)弱電解質(zhì)分布系數(shù)圖δnδ0、δ1分別為CH3COOH、CH3COO－的分布系數(shù)δ0為H2C2O4的分布系數(shù)、δ1為HC2Oeq\o\al(－,4)的分布系數(shù)、δ2為C2Oeq\o\al(2－,4)的分布系數(shù)微粒存在形式當(dāng)pH<pKa時，主要存在形式是CH3COOH；當(dāng)pH>pKa時，主要存在形式是CH3COO－。δ0與δ1曲線相交在δ0＝δ1＝0.5處，此時c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)，即pH＝pKa當(dāng)溶液的pH＝1.2時δ0＝δ1，pH＝4.2時δ1＝δ2；當(dāng)pH<1.2時，H2C2O4為主要存在形式；當(dāng)1.2<pH<4.2時，HC2Oeq\o\al(－,4)為主要存在形式；而當(dāng)pH>4.2時，C2Oeq\o\al(2－,4)為主要存在形式求KaKa(CH3COOH)＝eq\f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)，從圖可知，c(CH3COO－)＝c(CH3COOH)時，pH＝pKa＝4.76，Ka(CH3COOH)＝c(H＋)＝10－4.76Ka2(H2C2O4)＝eq\f(cC2O\o\al(2－,4)·cH＋,cHC2O\o\al(－,4))，從圖可知，c(C2Oeq\o\al(2－,4))＝c(HC2Oeq\o\al(－,4))時，pH＝4.2，Ka2＝c(H＋)＝10－4.2，同理求得Ka1＝10－1.2【解題要點】(1)明確每條曲線所代表的粒子及變化趨勢。(2)通過做橫坐標(biāo)的垂線，可判斷某pH時的粒子濃度相對大小。(3)交點是某兩種粒子濃度相等的點，可計算電離常數(shù)?！纠?】某弱酸HA溶液中主要成分的分布系數(shù)隨pH的變化如圖所示。下列說法錯誤的是()A．該酸－lgKa≈4.7B．NaA的水解平衡常數(shù)Kh＝eq\f(1,Ka)C．當(dāng)該溶液的pH＝7.0時，c(HA)＜c(A－)D．某c(HA)∶c(A－)＝4∶1的緩沖溶液，pH≈4答案B解析由圖可知，c(HA)＝c(A－)時，pH≈4.7，該酸Ka＝eq\f(cH＋·cA－,cHA)＝10－4.7，故－lgKa≈4.7，A正確；NaA的水解平衡常數(shù)Kh＝eq\f(Kw,Ka)，B錯誤；根據(jù)圖像可知，當(dāng)該溶液的pH＝7.0時，c(HA)＝4∶1的緩沖溶液，pH≈4，D正確?！纠?】LiH2PO4是制備電池的重要原料。室溫下，LiH2PO4溶液的pH隨c初始(H2POeq\o\al(－,4))的變化如圖1所示，H3PO4溶液中H2POeq\o\al(－,4)的分布系數(shù)δ隨pH的變化如圖2所示eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(δ＝\f(cH2PO\o\al(－,4),c總含P元素的粒子)))，下列有關(guān)LiH2PO4溶液的敘述正確的是()A．溶液中存在3個平衡B．含P元素的粒子有H2POeq\o\al(－,4)、HPOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)C．隨c初始(H2POeq\o\al(－,4))增大，溶液的pH明顯變小D．用濃度大于1mol·L－1的H3PO4溶液溶解Li2CO3，當(dāng)pH達(dá)到4.66時，H3PO4幾乎全部轉(zhuǎn)化為LiH2PO4答案D解析溶液中存在H2POeq\o\al(－,4)的電離平衡和水解平衡，存在HPOeq\o\al(2－,4)的電離平衡，存在水的電離平衡，所以至少存在4個平衡，A項錯誤；含P元素的粒子有H2POeq\o\al(－,4)、HPOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)和H3PO4，B項錯誤；從圖1中得到隨著c初始(H2POeq\o\al(－,4))增大，溶液的pH從5.50減小到4.66，變小并不明顯，同時pH達(dá)到4.66以后不隨c初始(H2POeq\o\al(－,4))增大而變化，C項錯誤；由圖2得到，pH＝4.66時，δ＝0.994，即溶液中所有含P的成分中H2POeq\o\al(－,4)占99.4%，所以此時H3PO4幾乎全部轉(zhuǎn)化為LiH2PO4，D項正確?！纠?】常溫下，向某濃度的H2A(二元弱酸)溶液中逐滴加入某濃度的KOH溶液，所得溶液中H2A、HA－、A2－三種微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)與溶液pH的關(guān)系如圖所示，則下列說法不正確的是()A．由圖可知，H2A的Ka1＝10－1.2B．曲線3代表A2－的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)C．向H2A溶液中滴加KOH溶液至pH為4.2時：c(K＋)＋c(H＋)＝3c(A2－)＋c(OH－)D．pH＝4時，溶液中存在下列關(guān)系：c(K＋)＞c(A2－)＞c(HA－)＞c(H＋)＞c(OH－)答案D解析根據(jù)題干信息結(jié)合圖像中H2A、HA－、A2－三種微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)與溶液pH的關(guān)系分析可知，曲線1表示H2A的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，曲線2表示HA－的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，曲線3表示A2－的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。根據(jù)圖像可知，點(1.2,0.5)表明當(dāng)pH＝1.2時，c(H2A)＝c(HA－)，所以H2A的電離平衡常數(shù)Ka1＝eq\f(cHA－·cH＋,cH2A)＝c(H＋)＝10－1.2，A正確；pH＝4.2時，c(HA－)＝3c(A2－)＋c(OH－)，C正確；pH＝4時，由圖像可知c(HA－)>c(A2－)，D錯誤。3．對數(shù)圖像(1)圖像類型包括對數(shù)圖像和負(fù)對數(shù)圖像以及對數(shù)、負(fù)對數(shù)混合圖像，其中負(fù)對數(shù)圖像有以下類型：pH圖像將溶液中c(H＋)取負(fù)對數(shù)，即pH＝－lgc(H＋)，反映到圖像中是c(H＋)越大，則pH越小pOH圖像將溶液中c(OH－)取負(fù)對數(shù)，即pOH＝－lgc(OH－)，反映到圖像中是c(OH－)越大，則pOH越小pC圖像將溶液中某一微粒濃度[如c(A)]或某些微粒濃度的比值取負(fù)對數(shù)，即pC＝－lgc(A)，反映到圖像中是c(A－)越大，則pC越小【解題策略】(1)先確定圖像的類型是對數(shù)圖像還是負(fù)對數(shù)圖像。(2)再弄清楚圖像中橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的含義，是濃度對數(shù)還是比值對數(shù)。(3)理清圖像中曲線的變化趨勢及含義，根據(jù)含義判斷線上、線下的點所表示的意義。(4)抓住圖像中特殊點：如lg

eq\f(cA,cB)＝0的點有c(A)＝c(B)；lgc(D)＝0的點有c(D)＝1mol·L－1熟記運算法則：lgab＝lga＋lgb、lg

eq\f(a,b)＝lga－lgb、lg1＝0，若K＝ceq\o\al(m,1)·ceq\o\al(n,2)(K只與溫度有關(guān))，得lgK＝mlgc1＋nlgc2。(5)將圖像中數(shù)據(jù)或曲線的變化與所學(xué)知識對接，作出正確判斷。【例7】某溫度下，向一定體積0.1mol·L－1的氨水中逐滴加入等濃度的鹽酸，溶液中pOH[pOH＝－lgc(OH－)]與pH的變化關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是()A．M點和N點溶液中H2O的電離程度相同B．Q點溶液中，c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)＝c(Cl－)C．M點溶液的導(dǎo)電性小于Q點溶液的導(dǎo)電性D．N點溶液加水稀釋，eq\f(cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)變小答案B解析由于M點堿過量，N點酸過量，M點溶液中氫氧根離子濃度與N點溶液中氫離子濃度相同，對水的電離抑制程度相同，故兩點水的電離程度相同，A正確；Q點時pH＝pOH，說明溶液呈中性，根據(jù)電荷守恒：c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，則c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)，B錯誤；M點溶液中主要溶質(zhì)為一水合氨，為弱電解質(zhì)，在溶液中部分電離，溶液中離子濃度較小，Q點溶液中溶質(zhì)主要為氯化銨，為強(qiáng)電解質(zhì)，在溶液中全部電離，溶液中離子濃度較大，故M點溶液的導(dǎo)電能力小于Q點，C正確；N點溶液加水稀釋，Kb＝eq\f(cNH\o\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O)，溫度不變，Kb不變，加水稀釋氫離子濃度減小，c(OH－)增大，所以eq\f(cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)變小，D正確?！纠?】常溫下，向某二元弱酸H2Y溶液中逐滴加入NaOH溶液，混合溶液中l(wèi)gX[X為eq\f(cHY－,cH2Y)或eq\f(cY2－,cHY－)]與pH的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．曲線Ⅰ表示lg

eq\f(cY2－,cHY－)隨pH變化的關(guān)系曲線B．由圖可知，H2Y的二級電離常數(shù)Ka2(H2Y)數(shù)量級為10－10C．從a點到b點過程中，水的電離程度先增大后減小D．NaHY溶液中的離子濃度大小為c(Na＋)>c(HY－)>c(OH－)>c(H＋)>c(Y2－)答案D解析二元弱酸H2Y的Ka1(H2Y)＝eq\f(cH＋·cHY－,cH2Y)>Ka2(H2Y)＝eq\f(cH＋·cY2－,cHY－)，當(dāng)溶液的pH相同時，c(H＋)相同，lgX：Ⅰ>Ⅱ，則Ⅰ表示lg

eq\f(cHY－,cH2Y)與pH的變化關(guān)系，Ⅱ表示lg

eq\f(cY2－,cHY－)與pH的變化關(guān)系，A錯誤；Ka2(H2Y)＝eq\f(cH＋·cY2－,cHY－)，b點時，則eq\f(cY2－,cHY－)＝1，pH＝10.35，則c(H＋)＝10－10.35，故Ka2(H2Y)＝10－10.35，數(shù)量級為10－11，B錯誤；從H2Y→NaHY→Na2Y的轉(zhuǎn)化過程中，水的電離程度逐漸增大，在b點c(HY－)＝c(Y2－)，還未完全轉(zhuǎn)化為Na2Y，故水的電離程度逐漸增大，C錯誤；因HY－的水解常數(shù)Kh＝eq\f(Kw,Ka1)＝eq\f(10－14,10－6.35)＝10－7.65>Ka2(H2Y)＝10－10.35，故NaHY溶液呈堿性，離子濃度：c(Na＋)>c(HY－)>c(OH－)>c(H＋)>c(Y2－)，D正確?！纠?】常溫下，向20.00mL0.1000mol·L－1的CH3COOH溶液中滴加0.1000mol·L－1的NaOH溶液，溶液中，lg

eq\f(cCH3COO－,cCH3COOH)隨pH的變化關(guān)系如圖所示(取lg5＝0.7)。下列說法正確的是()A．常溫下，CH3COOH的電離常數(shù)為10－4B．當(dāng)溶液的pH＝7時，消耗NaOH溶液20.00mLC．溶液中水的電離程度大?。篴>b>cD．c點溶液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)答案D解析常溫下，CH3COOH的電離常數(shù)Ka＝eq\f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)，b點pH＝4.76時，lg

eq\f(cCH3COO－,cCH3COOH)＝0，c(CH