pH圖像試題歸類解析

鄒標(biāo)

化學(xué)圖像是化學(xué)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，pH也是一個(gè)難點(diǎn)，兩者結(jié)合，更加大了難度，這類題目對(duì)學(xué)生能力要求較高，下面將有關(guān)pH圖像的試題進(jìn)行總結(jié)。

一、考查對(duì)pH意義的理解

圖1

例1 由于水的電離，在水溶液中始終存在著H+和OH-，稀溶液中c（H+）和c（OH-）的乘積也等于水的離子積。在25℃下某溶液中c（H+）、c（OH-）關(guān)系如圖1所示。

（1）假設(shè)100℃時(shí)，KW=1×10-12 mol2·L-2，請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)注出c（H+）和c（OH-）的變化關(guān)系。

（2）pOH也可以用來表示溶液的酸堿度，其規(guī)定如下：pOH=-lgc（OH-），則25℃時(shí)，pH、pOH關(guān)系如何，請(qǐng)做圖表示。在100℃時(shí)呢？

解析 考查對(duì)pH的理解，對(duì)圖像的理解，并運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決化學(xué)問題，考查對(duì)知識(shí)的理解與遷移。KW與溫度有關(guān)，水的電離是吸熱反應(yīng)，升高溫度，有利于水的電離，KW增大，故100 ℃的圖像在25℃的圖像上方。KW=c（H+）c（OH-），所以，25℃時(shí)，pH+pOH=14，25℃時(shí)，pH+pOH=12。

答案如圖2所示。

圖2

二、考查溶液稀釋

例2 將pH相同的NH4Cl溶液和HCl溶液稀釋相同的倍數(shù)，則圖3中圖像正確的是（ ）。

圖3

解析 考查溶液稀釋時(shí)，pH的變化、電解質(zhì)的電離、水解等。pH相同的NH4Cl溶液和HCl溶液稀釋相同的倍數(shù)，因?yàn)椋琀Cl是強(qiáng)酸，NH4Cl是強(qiáng)酸弱堿鹽，NH4Cl存在水解平衡，所以pH的變化程度大HCl比NH4Cl大，故選B。答案：B。

三、考查pH與沉淀溶解

例3 常溫下二價(jià)鋅在水溶液中的存在形式與pH的關(guān)系如圖4，縱坐標(biāo)為Zn2+或Zn（OH）2-4物質(zhì)的量濃度的對(duì)數(shù)。下列說法正確的是（ ）。

圖4

A.pH<12的溶液中不存在Zn（OH）2-4

B.如果溶液中c（Zn2+）=0.1 mol·L-1，則c（H+）≥1×10-6mol·L-1

C.控制pH在8～12可以分離出溶液中的鋅離子

D.Zn（OH）2（s） Zn2+（aq）+2OH-（aq）的溶解平衡常數(shù)為1×10-10

解析 考查pH對(duì)物質(zhì)存在形式的影響。由圖像可知，pH<12的溶液中存在沉淀溶解平衡，一定存在Zn（OH）2-4，A不正確；pH在8～12，鋅 離子以Zn（OH）2形式沉淀可分離出來，C正確；由a點(diǎn)可確定Zn（OH）2（s） Zn2+（aq）+2OH-（aq）的溶解平衡常數(shù)為1×10-17，D錯(cuò)，據(jù)圖可知，c（Zn2+）=10-1 mol·L-1時(shí)，c（H+）=1×10-6 mol·L

-1，即在水溶液中時(shí)要求c（Zn2+）為0.1 mol·L-1時(shí)，其c（H+）的最小值為10-6 mol·L-1，所以c（H+）≥1×10-6 mol·L-1，B正確。答案：B、C。

四、考查分離金屬離子

圖5

例4 金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用這一性質(zhì)，控制溶液的pH，達(dá)到分離金屬離子的目的。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度（S/mol·L-1）如圖5所示。

（1）pH=3時(shí)溶液中銅元素的主要存在形式是

（寫化學(xué)式）。

（2）若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+，應(yīng)該控制溶液的pH為 。

A.<1 B.4左右 C.>6

解析 本題考查pH對(duì)沉淀的影響，對(duì)沉淀溶解平衡的掌握情況，解決分離金屬離子的實(shí)際情況。

（1）由圖可知，在pH=3時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)Cu（OH）2沉淀。

（2）要除去Fe3+的同時(shí)必須保證Cu2+不能沉淀，因此，pH應(yīng)保持在4左右。

答案：（1）Cu2+ （2）B。

五、考查物質(zhì)反應(yīng)后的pH變化

A.原H2S溶液的物質(zhì)的量濃度為0.05 mol·L-1

B.氫硫酸的酸性比亞硫酸的酸性強(qiáng)

C.b點(diǎn)水的電離程度比c點(diǎn)水的電離程度大

D.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液的導(dǎo)電性比d點(diǎn)強(qiáng)

解析 考查物質(zhì)間實(shí)際反應(yīng)后的pH變化情況，既要對(duì)物質(zhì)間的反應(yīng)規(guī)律理解，還要對(duì)相關(guān)知識(shí)比較熟悉，才能解決此題。A項(xiàng)依據(jù)反應(yīng)2H2S+SO2 3S↓+2H2O，可算出c（H2S）為0.1 mol·L-1；B項(xiàng)H2S的酸性比H2SO3弱；C項(xiàng)b點(diǎn)溶液為中性，水的電離不受影響，而c點(diǎn)溶液顯酸性，水的電離受到抑制；D項(xiàng)H2S和H2SO3均為二元酸且d點(diǎn)溶液酸性比a點(diǎn)強(qiáng)，故d點(diǎn)溶液導(dǎo)電性強(qiáng)。答案：C。

六、考查酸堿中和滴定曲線

圖7

例6 在25 ℃時(shí)，向50.00 mL未知濃度的CH3COOH溶液中逐滴加入0.5 mol·L-1的NaOH溶液。滴定過程中，溶液的pH與滴入NaOH溶液體積關(guān)系如圖7所示，下列說法中正確的是（ ）。

A.該中和滴定過程，最宜用石蕊作指示劑

B.圖中點(diǎn)①所示溶液中水的電離程度大于點(diǎn)③所示溶液中水的電離程度

C.圖中點(diǎn)②所示溶液中，c（CH3COO-）=c（Na+）

D.滴定過程中的某點(diǎn)，會(huì)有c（Na+）>c（CH3COO-）>c（H+）>c（OH-）的關(guān)系存在

解析 考查酸堿中和滴定、滴定曲線（圖7）。石蕊變色范圍寬，不能用作酸堿中和滴定的指示劑，A項(xiàng)錯(cuò)；①所示溶液抑制水的電離，③所示溶液促進(jìn)水的電離，B項(xiàng)錯(cuò)；②點(diǎn)pH=7，根據(jù)電荷守恒可得出c（CH3COO-）=c（Na+），C項(xiàng)正確；D項(xiàng)中，電荷不守恒，錯(cuò)。答案：C。

總之，有關(guān)pH的圖像試題，是一種綜合性的試題，能考查學(xué)生的識(shí)圖、用圖能力，知識(shí)的遷移、應(yīng)用能力，結(jié)合此類試題，進(jìn)行分析、思考，能提升化學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)綜合分析問題、解決問題的能力。

（收稿日期：2015-05-15）