題型課8水溶液中陌生圖像分析

題型一分布曲線圖像

弋阜售萬達娶破

分布曲線是指以pH為橫坐標、分布系數（即組分的平衡濃度占總濃度的分

數）為縱坐標的關系曲線。利用圖像中交點對應的pH可求pKa。

一元弱酸（以CH3COOH為例）二元弱酸（以草酸H2c2。4為例）

1.0

0.8

髀/P^?i=pH\pKxpH

0.4：2

°:k

°34567

pH123456

pH

注：P及為電離常數的負對數

據）為CH3coOH分布系數，心為而）為H2c2。4分布系數、＜51為HC2OJ

CH3CCKT分布系數分布系數、》為C2O干分布系數

【典例】常溫下，向0.1moI?L-iH3P溶液中加入NaOH的過程中各種

微粒的物質的量分數⑶隨pH的變化關系如圖所示（H3P04的三級電離常數依次

為Kal、Ka2、及3）。下列敘述錯誤的是（）

L0

9

o.8

o.7

o.6

os.5

4

o.3

o.2

o.

o.1

0

1234567891011121314pH

A.&2=10-7.2,HPO干的水解平衡常數為10-6.8

B.為獲得盡可能純的NaH2Po4,pH應控制在4?5

C.反應H2Poi+H2O=H3Po4+OH-的K=10119

+

D.Na2HPO4溶液中存在c(OH)+c(POF)=c(H)+c(H2Poi)+c(H3PO4)

OH~OH-OH一

［思路點撥］H3P——>112Poi——>HPO3-——>POF,由題圖可知pKal

=2.1,pKa2=7.2,pKa3=12.3,再根據&?&=&,可知pKhi=1.7,pKh2=6.8,

pKh3=U.9。

D［分析題圖可知，曲線1代表H3P。4的物質的量分數隨pH的變化關系，

曲線2代表H2Poi的物質的量分數隨pH的變化關系,曲線3代表HPO廠的物

質的量分數隨pH的變化關系，曲線4代表PO丁的物質的量分數隨pH的變化

關系。A項，當pH=7.2時，c(H2PO；)=c(HPOr),Ka2=m=c(H

+)=

10-7.2HPO下的水解平衡常數Kh(HPOF)=組等黑普D=c(Oir)=10-6.8

正確；B項，由題圖可知，pH在4?5之間，H2Poi的物質的量分數接近L0,

7

正確；C項，當pH=2.1時，c(H3Po4)=c(H2Po4),Kai=m=c(H

+\啟弘〃(H3PO4)C(OH)C(H3PO4>C(H+)?C(OH-)KW10-'4

)=102」，該反應的K=C-^3^—=—^3^5—=襦=酒

=10-11-9,正確；D項，Na2HPO4溶液中，根據質子守恒知，c(H+)+c(H2Po1)

+2C(H3PO4)=c(OH-)+c(POD,錯誤。］

V題型專項訓練

.............

1.(雙選)(2021?山東名校聯考)室溫下，向某二元弱酸(H2A)中滴加氫氧化鈉

溶液，含A微粒的物質的量分數與溶液pH的關系如圖所示，下列敘述正確的

是()

A.Ka2(H2A)的數量級為10-7

_2-

B.溶液呈中性時：C(HA)>C(A)>C(H2A)

C.NaHA溶液顯堿性

+-+

D.a點溶液中有：c(H)=2c(H2A)+c(OH-)+c(HA)-c(Na)

BD［A項，根據圖像可知，&2(H2A)=10-7.3,數量級為io」，錯誤；B項,

根據圖像可知pH=7時，離子濃度關系：C(HA_)>C(A2-)>C(H2A),正確；C項,

25115

Ka2(H2A)=10-7.3,Kal(H2A)=10~,^h2=^w/Xai=IO--,則HA-的電離程度

大于水解程度，NaHA溶液顯酸性，錯誤；D項，a點溶液中，c(A2-)=c(HzA),

根據電荷守恒：c(H+)+c(Na+)=2c(A2-)+c(OlT)+c(HA-),用cdhA)替換c(A2

+-+

"),并將c(Na+)移到右邊，得c(H)=2c(H2A)+c(OH-)+c(HA)-c(Na),正

確。］

2.已知25℃時，向O.lOOmoFL-的H3P04溶液中滴加NaOH溶液，各含

磷微粒的分布系數3隨pH變化的關系如圖所示［如WPO丁)=

C(POD

］

C(H3PO4)+C(H2PO；)+c(HPOi-)+c(POD°下列敘述錯誤的是()

8

PH

A.曲線1代表d(H3Po4),曲線3代表/HPOF)

B.25℃,pH=3時溶液中c(H3P。4)：c(H2Poi)=1：10

C.當溶液的pH由11增大到14時，發生的主要反應為HPOF+OH-

===por+H2o

D.若選擇酚猷作指示劑，終點時溶質主要為Na3P。4

D［H3P04為三元中強酸，發生三步電離：①H3P04==H2Poi+H+,②

H2PoiKHP0「+H+,③HPO/—PO丁+H+,所以曲線1、2、3、4代表的

微粒分別為H3Po4、H2PO］、HPOF>POF；兩條曲線交點處的H+濃度值對應

相應三級電離平衡常數，即(1=10-2、&2=10-7.1、&3=10-122。曲線1代表

d(H3Po4),曲線3代表3(HP()r),A項正確；結合第一步的電離平衡常數，

+

c(H3P。4):C(H2PO；)=C(H)：&1=10-3：10-2=1：10B項正確；當溶液的

pH由11增大到14時，發生的主要反應為HPOF+OH-=POr+H2O,C項

正確；酚酶的pH變色范圍為8.2?10,滴定終點時溶質主要為NazHPCh,D項

錯誤。］

題型二坐標為對數或負對數的圖像

<規律方法突破

V^HBHH*nS!Z23ZX3ZSiIEZ3MHB???????????????????????????????????????

1.常見定量關系

C(H+)P(HA-)e(H+)-e(A2~)_

對于二元弱酸H2A,

及尸C(H2A)'&2=c(HA-)'P及尸PHTg

c(HA)c(A2)

pKa2=pH—1g

C(H2A)'c(HA-)°

⑴當c(HA-)=c(H2A)時，pKal=pH,Kai=c(H+)。

(2)當C(A2-)=C(HA-)時，pKa2=pH,Ka2=C(H+)。

2.常見圖像示例分析

(1)常溫下，二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液，所得混合溶液的pH與

離子濃度變化的關系如圖所示：

Li代表1g嚕次與pH變化的關系

&Y的4=10-13,&2=10-43

2

、e點:C(H2Y)=C(Y~)

(2)常溫下將KOH溶液滴入二元弱酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH與離子

濃度變化的關系圖：

"二元弱酸(H2X)一級電離程度遠大于二級電離程度

館黑3越大，表示電離程度越大，因而N

代表一級電離的曲線，M代表二級電離曲

、線可以根據m點，n點的坐標計算pKi和p&2

【典例】25c時，向某二元弱酸H2X的溶液中滴加NaOH溶液，混合溶

液中1g嚷2或1g鬻次與PH的關系如圖所示。下列敘述正確的是()

C(HA)C(I12A)

77.88.69.410.211pH

A.Ka2(H2X)的數量級為1()-9

B.m曲線表示1g黑曇與pH的變化關系

2-

C.25℃時，NaHX溶液中c(X)>c(H2X)

2

D.pH=8…時，標c(X~)=1。"

ms上皿c(HX")-c(H+),c(HX~)

［思路點撥］(l)Kai=pH+lgKai=lg4同理：pH+

'/二2A):~2A)

”一)

，8

Ka2=lgc(HX-)°

,,c(HX-),c(X2-)

(2)當pH=7.4時,1g可求1gKai=-6.4,當pH=9.3時,1g

C^IT2A)mYA

=-l,可求恒&2=-10.3。

C'OOC(X2)C2(H+)C(X2-)A：-^a2-n,

H8-2al+-ln

(3)KarKa2-C(H2X)?P-^^C(H2X)C(H)°°

c(X2-)

D［B項，在相同條件下，Kai>&2,然后結合圖像知，曲線m表示lg比*

與pH的關系，曲線n表示lg咒弋與pH的關系，錯誤；A項，根據m曲線

C(il2AJ

上的點(9.3,—1)可以計算出H2X的&2=10-1-9.3=10-10.3,根據n曲線上的點

-10307_1107

(7.4,1)可以計算出瓦al=10L7M=10-6.4,的A：a2=10=IO=IOX

故Ka2(H2X)的數量級為10—11,錯誤；C項，由H2X的&1=10=4、&2

=10-10.3可知，25℃時，HX-的電離常數為10—1。3,HX-的水解平衡常數&=乎

=10-76,Ka2〈Kh,故HX一的水解程度大于電離程度，NaHX溶液中C(H2X)>

c(X2"),錯誤。］

題型專項訓練

VHMimruEr遣auvwirm....................................

L(雙選)(2021?山東中學聯盟聯考)常溫下，用NaOH

溶液滴定某二元弱酸H2A溶液，溶液中一ig喘/和一ig

c(HA-)或一1g嗯&和一lgc(A2)關系如圖所示，下列說

JrlrV)

法正確的是()

A.水的電離程度：M點〉N點

B.滴定過程中，當pH=5時,c(Na+)-3c(HA-)<0

C.若C(HA-)>C(A2-)>C(H2A),則pH范圍為3.5<pH<5

+2-

D.NaHA溶液中：C(H)4-C(A")=C(H2A)+C(OH)

口………c(H+)-c(HA-)c(H+)-c(A2-)工、

BC[H2A的電離平衡常數&2兩邊分

別取負對數，可得一坨&1=一怛^^^一3。(11人-),—Ig/Ca2=—lg—

lgc(A2-),因此存在關系一lg&=*+y,其中x、y分別表示橫、縱坐標的數值,

即扁=nr(、+y),又品》及2,故圖中M點所在曲線代表一ig霍，與一igc(HA

一)的關系，N點所在曲線代表一1g系瞿與一lgC(A2-)的關系，因此Kal=10P,

&2=10-5。M點到N點，隨著NaOH溶液的加入，酸不斷被消耗但未完全反應,

水的電離程度逐漸增大，故水的電離程度M點<N點，A項錯誤。NaHA溶液中,

根據電荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(O!T)和物料守恒：c(Na+)

-2-+2--

=C(H2A)+C(HA)+C(A),消去c(Na+),可得c(H)+c(H2A)=c(A)+c(OH),

D項錯誤。]

2.(雙選)(2021?山東名校聯考)已知：p=p[c(CH3COOH)/c(CH3COO")]=-

lg[c(CH3coOH)/c(CH3co。一)]。室溫下，向(UOmokL-的CH3coOH溶液中

滴加0.10molL-'的NaOH溶液，p隨溶液pH的變化關系如圖。下列說法不

正確的是()

p

bZc(5.75,l)

O/"PH

/a(3.75,-1)

-

A.a點溶液中：C(CH3COOH)+C(CH3COO")=0.10mol-L'

B.b點坐標為(4.25,0)

C.c點溶液中：c(Na+)<10c(CH3COOH)

D.溶液中水的電離程度：a<b<c

+

AB[CH3COOH的電離平衡常數表達式為Ara=c(CH3COO)c(H)

-+

/C(CH3COOH),貝“lg^a=Ig[c(CH3COO)/c(CH3COOH)]+lgc(H)=-pH-

_

lg[c(CH3COOH)/c(CH3COO)],即pH=-lgKa-lg[c(CH3COOH)/c(CH3COO)]

-1

=p-lgKa,將點(5.75,1)代入可得lg及=一4.75,即居,=10-4.75。0.10mol-L

的CH3COOH溶液中c(H+)^c(CH3coO),則有Ka=[c(H+)c(CH3COO)]/[0.10

+++475

-c(H)]^[c(H)-c(H)]/0.10=10--,解得c(H+戶10-2.9moiir,所以010

molir的CH3COOH溶液pH約為2.9,當pH=3.75時說明已經滴入了部分

NaOH溶液，溶液的體積發生變化，所以C(CH3COOH)+C(CH3COO)=0.10

mol<L-i不再成立，A錯誤；b點溶液中p=0,代入pH=p—lgKa,可得此時

pH=0-(-4.75)=4.75,所以b點坐標為(4.75,0),B錯誤；c點溶液中存在電荷

守恒：c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO)+c(OH),此時p[c(CH3COOH)/c(CH3COO

+

-)]=1,則C(CH3COO")=10C(CH3COOH),代入電荷守恒式可得：c(H)+c(Na

+++

)=10C(CH3COOH)+c(OH),由于溶液呈酸性，c(H)>c(OH),貝4c(Na)<

10e(CH3COOH),C正確；隨著NaOH溶液的滴入，溶液pH增大，溶液中

CH3coONa逐漸增多，當溶質全部為CH3COONa時水的電離程度達到最大，

此時溶液呈堿性，也就是說在完全反應之前隨著NaOH滴入，水的電離程度逐

漸增大，即水的電離程度：c>b>a,D正確。]

]題型達標驗收

1.(2020?全國I卷,丁㈤以酚酣為指示劑，用0.1000的NaOH溶

液滴定20.00mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系數15隨滴

加NaOH溶液體積VNaOH的變化關系如圖所示。

［比如A2-的分布系數：

2___________《A?_)________

=2-］

次A)C(H2A)+c(HA-)+c(A)

下列敘述正確的是()

A.曲線①代表HH2A),曲線②代表/HA)

B.H2A溶液的濃度為0.2000

C.HA-的電離常數扁=1.0X10-2

D.滴定終點時，溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA。

C［由題圖可知加入40mLNaOH溶液時達到滴定終點，又H2A為二元酸，

則H2A溶液的濃度為0.1000mol-L-1,由題圖可知，沒有加入NaOH溶液時，

H2A溶液的pH約為1.0,分析可知H2A第一步完全電離，曲線①代表必HA。,

曲線②代表d(A2-),A項錯誤，B項錯誤；由題圖可知/HA-)=d(A2-)時溶液

c(H+)-c(A2-)

pH=2.0,即c(HA-)=c(A2-)時溶液pH=2.0,則Ka(HA-)=-'=L0X

1()-2,c項正確；滴定終點時溶液中存在的離子有Na+、H+、A2">HA，OH-,

根據電荷守恒有c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA_)+c(OH_),此時c(H+)<

c(OH"),貝4c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-),D項錯誤。］

2.常溫下將NaOH溶液滴加己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH與離子

濃度變化的關系如圖所示。下列敘述錯誤的是()

A.Ka2(H2X)的數量級為10"

B.曲線N表示pH與1g嗯2的變化關系

C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)

D.當混合溶液呈中性時，c(Na+)>c(HX")>c(X2-)>c(OH_)=c(H+)

“X2一)

［因己二酸的根據電離常數表達式可知相同時

DpHlgzLv-.<lg

C(H2X),故M曲線表示pH與lg關系，N曲線表示pH與1g二、;關

系。根據電離常數表達式利用取對數可得：pH+lg^ai=lg篝曇，pH+lgKa2

c(X