水溶液中离子平衡图像分析（解析版）

中小学教育资源及组卷应用平台 水溶液中的离子平衡图像分析 【知识梳理】 一、知识结构 1.水溶液中的离子平衡的知识关联 2.水溶液中离子平衡的图像类型 （1）滴定曲线 （2）分布系数曲线 （3）对数—pH曲线 （4）混合曲线（双横坐标或双纵坐标曲线） 二、 核心知识 水溶液中离子平衡的图像题型 1.滴定曲线 酸碱中和滴定曲线图示 氢氧化钠溶液滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸溶液的滴定曲线 盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、氨水的滴定曲线 曲线起点不同：强碱滴定强酸、弱酸的曲线，强酸起点低；强酸滴定强碱、弱碱的曲线，强碱起点高 突跃点变化范围不同：强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应) 室温下，pH＝7不一定是反应终点：强碱与强酸反应时，反应终点pH＝7；强碱与弱酸(强酸与弱碱)反应时，反应终点不是pH＝7(强碱与弱酸反应终点pH>7，强酸与弱碱反应终点pH<7) 2.分布系数曲线 分布系数图像简称分布曲线，是指以pH为横坐标，分布系数即组分的平衡浓度占总浓度的分数为纵坐标，分布系数与溶液pH之间的关系曲线。 举例 一元弱酸(以CH3COOH为例) 二元弱酸(以草酸为例) 三元弱酸(以H3PO4为例) 弱电解质分布系数图 δ δ0、δ1分别为CH3COOH，CH3COO－分布系数 δ0为H2C2O4分布系数，δ1为HC2O分布系数，δ2为C2O分布系数 δ0为H3PO4分布系数，δ1为H2PO分布系数，δ2为HPO分布系数，δ3为PO分布系数 含义 当pH＜pKa时，主要存在形式是CH3COOH；当pH＞pKa时，主要存在形式是CH3COO－。δ0与δ1曲线相交在δ0＝δ1＝0.5处，此时c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)，即pH＝pKa 当溶液的pH＝1.2时，δ0＝δ1，当pH＝4.2时，δ1＝δ2；当pH＜1.2时，H2C2O4为主要存在形式；在1.2＜pH＜4.2区间，HC2O为主要存在形式；而当pH＞4.2时，C2O为主要存在形式 当溶液的pH＝2时，δ0＝δ1，当pH＝7.1时，δ1＝δ2，当pH＝12.2时，δ2＝δ3；当pH＜2时，H3PO4为主要存在形式，在2＜pH＜7.1区间，H2PO为主要存在形式；在7.1＜pH＜12.2区间，HPO为主要存在形式；而当pH＞12.2时，PO为主要存在形式 离子方程式 pH由2到6发生反应的离子方程式：CH3COOH＋OH－===CH3COO－＋H2O pH由4到6发生反应的离子方程式：HC2O＋OH－===C2O＋H2O pH由11到14发生反应的离子方程式：HPO＋OH－===PO＋H2O 求lg K K(CH3COOH)＝，从图可知，当c(CH3COO－)＝c(CH3COOH)时，pH＝pK＝4.76，K(CH3COOH)＝c(H＋)＝10－4.76，lg K(CH3COOH)＝－4.76 K2(H2C2O4)＝eq \f(c（C2O）·c（H＋）,c（HC2O）)，从图可知，当c(C2O)＝c(HC2O)时，pH＝4.2，K2＝c(H＋)＝10－4.2，lg K2＝－4.2 K3(H3PO4)＝eq \f(c（PO）·c（H＋）,c（HPO）)，从图可知，当c(HPO)＝c(PO)时，pH＝12.2，K3＝c(H＋)＝10－12.2，lg Ka＝－12.2 3.对数—pH曲线 常考对数图像的类型 图像种类 具体类型 含义 变化规律 对数图像 lg 生成物与反应物离子浓度比的常用对数 lg 越大，反应向正反应方向进行的程度越大 lg 稀释后与稀释前体积比的常用对数 lg 越大，稀释程度越大 AG＝lg 氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数 AG越大，酸性越强，中性时，＝1，AG＝0 负对数图像 pH＝－lg c(H＋) 氢离子浓度的常用对数负值 pH越大，c(H＋)越小，溶液的碱性越强 pC＝－lg c(C) C离子浓度的常用对数负值 pC越大，c(C)越小 常见图像示例 (1)pOH－pH曲线 Q点为中性 M点为酸性，c(OH－)＝1×10－b mol·L－1 N点为碱性，c(H＋)＝1×10－b mol·L－1 (2)常温下将KOH溶液滴加到二元弱酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系图： ①二元弱酸(H2X)一级电离程度远大于二级电离程度，②lg越大，表示电离程度越大，因而N代表一级电离的曲线，M代表二级电离曲线，可以根据m点、n ... ...