酸堿中和滴定曲線的新變化

王 琴

(山東省鄒城市第一中學)

酸堿中和滴定曲線的分析是高考的重、難點之一.傳統(tǒng)試題中的酸堿中和滴定曲線主要考查溶液酸堿性的判斷、弱酸的電離常數計算、溶液中各離子濃度大小比較、水的電離變化等.近年酸堿中和滴定曲線的考查點,如溶液的pH 變化、溶液中各離子濃度的負對數變化曲線等,由于溶液離子種類較多,曲線數目多,分析難度增大,成為考試的熱點.解決此類問題可以從以下幾個方面入手.

1 判斷曲線表示的離子種類

酸堿中和滴定過程中,溶液的離子數目較多,特別是在二元弱酸中和的過程中出現弱酸、弱酸酸式根、弱酸根等,因此要分析清楚每條曲線代表的是哪種離子的濃度變化.

例1 常溫下,向一定濃度的NaA 溶液中加適量強酸或強堿(忽略溶液體積變化),溶液中c(HA)、c(A－)、c(H＋)、c(OH－)的負對數(－lgc)隨溶液pH 的變化關系如圖1所示.下列敘述中不正確的是( ).

圖1

A.曲 線 ① 表 示－lgc(H＋)隨 溶 液pH的變化情況

B.曲線①和曲線②的交點對應的溶液中存在c(Na＋)＝c(A－)

D.等物質的量濃度、等體積的NaA 溶液與HA溶液混合后:c(A－)＞c(Na＋)＞c(HA)

分析 向一定濃度的NaA 溶液中加適量強酸,pH 越小,酸性越強,c(H＋)越大,負對數越小,①表示的是c(H＋)的負對數隨溶液pH 的變化情況,選項A敘述正確.②表示的是c(OH－)的負對數隨溶液pH的變化情況;曲線①和②的交點處c(H＋)＝c(OH－),對應的溶液為中性,由電荷守恒可知,存在c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－),但題中不斷加入強酸或強堿,因此,c(Na＋)不一定等于c(A－),選項B敘述錯誤.將選項C中式子變形得

常溫下,將A點對應溶液加水稀釋比值不變,選項C敘述正確;③④分別表示－lgc(HA)、－lgc(A－)隨溶液pH 的變化情況,③和④的交點代表c(HA)＝c(A－),此時pH＝4.35,顯酸性,說明此時HA 電離大于A－水解,則c(A－)＞c(Na＋)＞c(HA),選項D敘述正確.答案為B.

2 相交點計算酸的電離常數

明確了曲線圖中每條曲線表示的離子濃度變化,就可以根據電離方程式計算弱酸的電離常數.

例2 常溫下,保持某含Ca2＋水體中的H2CO3與空氣中CO2的平衡.水體中－lg[c(X)]與pH 的關系如圖2 所示(其中X 為H2CO3、HCO－3、CO2－3或Ca2＋).下列說法正確的是( ).

圖2

A.曲線Ⅱ表示－lg[c(HCO－3)]與pH 的關系

B.該溫度下,H2CO3的電離常數Ka2的數量級為10－10

C.a點的水體中:c(Ca2＋)＞c(HCO－3)＞c(CO2－3)

D.向水體中加入適量Ca(OH)2固體,可使溶液由b點變到c點

3 比較溶液中離子濃度大小

比較溶液中離子濃度大小是中和滴定曲線必考點之一,解題時要知道溶液的酸堿性或明確溶液的溶質有哪些,中和滴定圖像中還可以根據某點的pH 判斷離子濃度大小.

例3 常溫下,某酸H2A 溶液中含A 物種 的 濃 度 之 和 為amol·L－1,溶 液 中 各含A 物種的pc-pOH關系如圖3 所示.圖中pc表示各含A 物種濃度的負對數(pc＝－lgc),pOH 表示OH－濃度的負對 數[pOH＝－lgc(OH－)].x、y、z3 點 的 坐 標:x(7.3,1.3),y(10.0,3.6),z(12.6,1.3).下列說法錯誤的是( ).

圖3

A.曲線③表示pc(H2A)隨pOH 的變化

B.pH＝2的溶液中:c(H2A)＞c(HA－)＞c(A2－)

C.pH＝4的溶液中:

D.H2A＋A2－?2HA－的平衡常數K＞1.0×105

選項D 說法正確.答案為B.

總之,解答新型酸堿中和滴定曲線圖像類試題時,首先要根據化學反應原理分析清楚每條曲線表示的微粒,再根據曲線的交點、電離方程式等進行分析.