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1、2022屆高考化學(xué) 圖表題專項突破 專題09 中和滴定過程圖表題難點突破
【19年高考命題前瞻】
在歷年高考命題中,通過圖象考查弱電解質(zhì)電離平衡、pH與起始濃度的關(guān)系、有關(guān)混合溶液pH的計算、離子濃度的大小比較、鹽類水解、守恒關(guān)系的應(yīng)用以及沉淀溶解平衡等知識的題目是必考題,具有一定難度和區(qū)分度。其中酸堿中和滴定曲線類試題是近幾年高考的熱點和難點,試題通常以酸堿滴定過程為基礎(chǔ),涉及電解質(zhì)水溶液中離子濃度的等量關(guān)系、大小關(guān)系以及水的電離程度等知識和規(guī)律,綜合性強(qiáng),難度較大。不僅考查學(xué)生定性與定量結(jié)合分析問題的思想,而且考查學(xué)生數(shù)形結(jié)合識圖用圖的能力,還要求學(xué)生能深入微觀世界認(rèn)識各種化學(xué)過程來解
2、決比較微粒濃度大小問題。但萬變不離其中,離不開指示劑的選擇,離不開滴定曲線的認(rèn)識與應(yīng)用,離不開電離平衡、水解平衡與三守恒(電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒)分析比較離子濃度大小等問題。
預(yù)計2019年高考仍會考查中和滴定曲線圖,重點通過曲線的分析來考查離子濃度大小的比較或離子濃度的關(guān)系式的正誤判斷。
【名師精講】
一、中和滴定曲線圖像類試題的命題特點:
1、考查滴定曲線的認(rèn)識與應(yīng)用:酸堿中和滴定曲線圖是以所滴入的酸或堿溶液的體積為橫坐標(biāo)、以中和反應(yīng)后溶液的pH為縱坐標(biāo)體現(xiàn)中和滴定過程的曲線圖。
2、考查各種滴定曲線圖的區(qū)別
(1)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿互相滴定的曲線圖,前半部分與后半部
3、分形狀變化不大,但中間突躍大(即酸或堿溶液一滴之差,溶液pH變化大,出現(xiàn)突變)。分析強(qiáng)酸與強(qiáng)堿互相滴定時的離子濃度大小,只要關(guān)注水的電離平衡即可,沒有其它平衡影響。
(2)強(qiáng)酸滴定弱堿或強(qiáng)堿滴定弱酸的曲線圖,突躍小,較平緩;強(qiáng)酸滴定弱堿的起點低(因弱堿pH相對較小),前半部分形狀有差異;強(qiáng)堿滴弱酸的起點高(因弱酸pH相對較大),前半部分形狀有差異。分析強(qiáng)堿滴定弱酸或強(qiáng)酸滴定弱堿時的離子濃度大小,不僅要考慮生成鹽的水解平衡,而且還要考慮過量弱酸或弱堿的電離平衡與水的電離平衡。
3、考查指示劑選擇的原則:指示劑的選擇不但要考慮變色明顯、靈敏,而且要選擇指示劑的變色范圍與滴定時pH突躍范圍相吻
4、合,這樣就能準(zhǔn)確指示到達(dá)滴定終點(即酸堿恰好中和時的pH)。
二、中和滴定曲線圖像分類
1、從反應(yīng)物的情況可分為:
(1)強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿或弱堿曲線,如常溫下將鹽酸溶液滴加到聯(lián)氨(N2H4)的水溶液中,混合溶液中的微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ(X)隨-1g(OH-)變化的關(guān)系如圖所示。
(2)強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸或弱酸曲線,如已知:pKa= -lgKa,25℃時,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。常溫下,用0.1mol/LNaOH溶液滴定20mL 0.1mol/L H2SO3溶液的滴定曲線如圖所示。
2、從縱坐標(biāo)表示方法的不同可分為:
(1)酸度曲線,化學(xué)上常用AG表示溶液
5、中的。25℃時,用0.100 mol/L鹽酸溶液滴定10mL0.1 mol/L MOH溶液,滴定曲線如下圖所示。
【答案】D
【點睛】D項,若忽略加入堿的多少,容易得到c(X-)= c(Y-),由于HY為弱堿,溶液呈中性時,加入的堿比HX少,再用溶液呈電中性,即可得到正確結(jié)論。
典例3.如圖為0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液分別滴定20 mL 0.100 0 mol·L-1的HA和HB的滴定曲線下列說法錯誤的是( )
A.HB是弱酸,b點時溶液中c(B-)>c(Na+)>c(HB)
B.a(chǎn)、b、c三點水電離出的c(H+): a
6、用甲基橙作指示劑
D.滴定HA溶液時,當(dāng)V(NaOH)=19.98mL時溶液pH約為3.7
【析圖】從題干所給圖像我們可以得到以下信息:①縱坐標(biāo)表示溶液的pH②橫坐標(biāo)表示NaOH溶液的體積③第Ⅰ曲線表示HB的滴定曲線,突躍范圍小,第Ⅱ曲線表示HA的滴定曲線,突躍范圍大④曲線HB的起點的pH值為3,b點的pH<7,是“一半”點,c點pH>7,是“恰好”反應(yīng)點;曲線HA的起點的pH值為1,a點的pH<7,是“一半”點。
【信息處理】通過觀察圖象,①酸的濃度均為0.1mol/L,起始時HA的pH=1,HA是強(qiáng)酸,HB的pH為3,HB是弱酸② a、b兩點均是酸過量,抑制水的電離,HA是強(qiáng)酸,抑制
7、的程度最大③c點恰好反應(yīng)生成NaB,水解,促進(jìn)水的電離。
【答案】D
【名師點睛】本題是一道酸堿中和滴定的圖像題,這類題重在分析中和之前,中和一半,以及恰好反應(yīng)的各點溶液的組成和pH,B選項是難點,分析時要注意 a、b、c三點的溶液情況, a、b兩點均是酸過量,抑制水的電離,HA是強(qiáng)酸,抑制的程度最大,c點恰好反應(yīng)生成NaB,水解,促進(jìn)水的電離,因此三點水電離出的c(H+): a
8、-) >c(Na+)
B.室溫時0.01 mol·L-1的HX溶液pH=6
C.A點時溶液中水的電離程度大于純水的電離程度
D.若C點時加入NaOH溶液40 mL,所得溶液中:c(X-)+2 c(HX) = c(OH-) - c(H+)
【析圖】從題干所給圖像我們可以得到以下信息:①縱坐標(biāo)表示溶液的酸度②橫坐標(biāo)表示NaOH溶液的體積③點A為起點,酸度為6;B為中性點,C點表示所加堿液得到的溶液酸度為-6。
【信息處理】通過觀察圖象,①根據(jù)圖象可知,0.01 mol/LHX溶液的AG=6,即=6,常溫下水的離子積常數(shù)Kw=c(H+)×c(OH-)=10-14,解得c(H+)=10-4m
9、ol/L,溶液的pH=4② B點時,AG=0,即=0,則c(H+)= c(OH-) ,溶液呈中性③C點根據(jù)圖象可知,所加堿液得到的溶液酸度為-6,AG=-6,即=-6,常溫下水的離子積常數(shù)Kw=c(H+)×c(OH-)=10-14,解得c(OH-)=10-4mol/L,則加入的堿溶液的體積為40mL。
【解析】A. B點時,AG=0,即=0,則c(H+)= c(OH-) ,溶液呈中性,根據(jù)溶液中電荷守恒式c(H+) +c(Na+)=c(X-)+c(OH-)可知,c(X-) =c(Na+),故A錯誤;B. 根據(jù)圖象可知,0.01 mol/LHX溶液的AG=6,即=6,常溫下水的離子積常數(shù)Kw=
10、c(H+)×c(OH-)=10-14,解得c(H+)=10-4mol/L,溶液的pH=4,故B錯誤;C. HX是弱酸,酸抑制水的電離,所以A點時溶液中水的電離程度小于純水的電離程度,故C錯誤;D. 若C點時加入NaOH溶液40 mL,充分反應(yīng)后得到等濃度的NaX和NaOH的混合溶液,根據(jù)溶液中電荷守恒和物料守恒列式得:①c(H+) +c(Na+)=c(X-)+c(OH-),②2c(X-)+2 c(HX)=c(Na+),聯(lián)立得:c(X-)+2 c(HX)+c(H+)=c(OH-),即c(X-)+2 c(HX) = c(OH-)-c(H+),故D正確;答案選D。
【答案】D
【名師點睛】本題考
11、查了溶液酸堿性判斷及溶液pH的計算,明確AG=lg的含義為解答關(guān)鍵,酸、堿對水的電離起抑制作用,可水解的鹽對水的電離起促進(jìn)作用;確定溶液中粒子濃度大小關(guān)系時巧用電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒(質(zhì)子守恒可由電荷守恒和物料守恒推出)。
【高分錦囊】
一、巧抓“6點”解答中和滴定曲線圖像圖表數(shù)據(jù)分析題
(1)抓起點,明確電解質(zhì)溶液的濃度或pH,可通過起點pH推知溶液的物質(zhì)的量濃度或未知酸或堿是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿還是弱酸、弱堿。
(2)抓反應(yīng)“一半”點,判斷溶質(zhì)成分和量的關(guān)系。
(3)抓“恰好”反應(yīng)點,溶質(zhì)的成分、溶液的性質(zhì)和是什么因素造成的。
(4)抓溶液“中性”點,溶質(zhì)的成分、哪種反應(yīng)物過量或不
12、足。
(5)抓反應(yīng)“過量”點,溶質(zhì)成分、判斷誰多、誰少還是等量。
(6)抓“兩倍”點,溶質(zhì)成分,溶液性質(zhì)。
二、利用電解質(zhì)溶液中的守恒關(guān)系解答離子濃度大小比較問題
1、守恒類型
(1)電荷守恒:電解質(zhì)溶液中所有陽離子所帶的正電荷數(shù)與所有的陰離子所帶的負(fù)電荷數(shù)相等。如NaHCO3溶液中:n(Na+)+n(H+)=n(HCO3-)+2n(CO32-)+n(OH-)推出:[Na+]+[H+]=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]
(2)物料守恒:電解質(zhì)溶液中由于電離或水解因素,離子會發(fā)生變化變成其它離子或分子等,但離子或分子中某種特定元素的原子的總數(shù)是不會改變的。如NaHCO3溶
13、液中n(Na+):n(c)=1:1,推出:c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
(3)質(zhì)子守恒:電解質(zhì)溶液中分子或離子得到或失去質(zhì)子(H+)的物質(zhì)的量應(yīng)相等。例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3為得到質(zhì)子后的產(chǎn)物;NH3、OH-、CO32-為失去質(zhì)子后的產(chǎn)物,故有以下關(guān)系:c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3)+c(OH-)+c(CO32-)。
2、解題方法
通過溶液的電離或水解程度的大小,結(jié)合電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒來比較溶液中各離子濃度大小的基本方法有:
(1)關(guān)鍵離子定位法:主要適用于解答選擇題。即通過判斷溶液中濃度最大或最小的
14、某離子、c(H+)與c(OH-)的大小關(guān)系的位置正確與否,來判斷選項是否正確。
(2)守恒判斷法:運(yùn)用物質(zhì)的量(或原子個數(shù))守恒、電荷守恒或物料守恒等守恒規(guī)律,來解決問題。
(3)反應(yīng)方程式分析法:主要適用于單一溶液型問題的分析,即將電離方程式與水解方程式結(jié)合起來,進(jìn)行定性與定量的分析;先考慮電離,再考慮水解。
3、解題規(guī)律
(1)多元弱酸溶液,根據(jù)多步電離分析,如H3PO4的溶液中:
c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)
(2)多元弱酸正鹽根據(jù)多元弱酸根的分步水解分析:如Na2CO3溶液中:
c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)
(3)不同溶液中同一離子濃度的比較,要看溶液中其它離子對其影響的因素。如在相同物質(zhì)的量的濃度的下列溶液中①NH4Cl ②CH3COONH4 ③NH4 HSO4 。C(NH4+)濃度由大到小的順序是:③>①>②。
(4)混合溶液中各離子濃度的比較,要進(jìn)行綜合分析,如電離因素、水解因素等。