電解質中“直線”圖像特點分析及解題策略

蔡 莉

(寧夏回族自治區吳忠市青銅峽市第一中學)

電解質圖像中“直線問題”在最近高考中頻繁現身,其題目看似簡單,卻是學生失分的重災區.本文系統分析近年高考對這類問題的考查情況,以促進學生對這類知識的掌握.

1 試題特點

在這類問題中,一般會出現y＝kx＋b直線的圖像,常見的直線問題,可以分為以下幾類.

1)水的離子積常數衍變直線:向水中加入酸或堿,而后取對數,則可以得到如圖1所示的pOH-pH 圖像.在該圖像中,Q點為中性,M點、N點分別顯酸、堿性.

圖1

2)弱電解質電離常數衍變直線:NaOH 滴加到弱酸H2X 中,其pH 與離子濃度關系如圖2所示,其中或越大,電離程度越大,則Ka1遠大于Ka2,所以圖中直線N代表Ka1,M代表Ka2.

圖2

3)難溶性物質的溶度積常數衍變出的直線圖,如Ksp＝c(M＋)c(R－),取對數得pM-pR 曲線,如圖3所示,其中pM、pR 為陽離子、陰離子濃度的負對數.由圖可得AB上c(M2＋)＝c(R2－),溶度積:CaSO4＞CaCO3＞MnCO3;X點為CaCO3時會析出沉淀,為CaSO4時是不飽和溶液,能夠繼續溶解;Y點上＞c(Ca2＋),二者溶度積為10－5;Z點上＜c(Mn2＋),二者溶度積為10－10.6.

圖3

2 真題辨析

例1(雙選)(2022年海南卷)某元素M 的氫氧化物M(OH)2(s)在水中的溶解反應為

25 ℃,－lgc與pH 關系如圖4所示,c為M2＋或濃度的值,下列說法錯誤的是( ).

圖4

A.曲線①代表－lgc(M2＋)與pH 的關系

B.M(OH)2的Ksp約為1×10－10

C.向c(M2＋)＝0.1 mol?L－1的溶 液中加 入NaOH 溶液至pH＝9.0,體系中元素M 主要以M(OH)2(s)存在

由題給反應可知,pH 增加,c(M2＋)減小,增大,即－lgc(M2＋)增大,減小,故曲線①為－lgc(M2＋)與pH 的關系,選項A 說法正確.由圖可知,pH＝7.0時,－lgc(M2＋)＝3.0,則M(OH)2的Ksp＝c(M2＋)?c2(OH－)＝1×10－17,選項B 說法錯誤.pH＝9.0時,、c(M2＋)均極小,體系中M 的主要存在形式為M(OH)2(s),選項C 說法正確.由圖可得,＝0.1 mol?L－1的溶液中,因為M(OH)2(s)＋2OH－(aq)?(aq)的K＝,所以溶液中,加入等體積0.4mol?L－1HCl,HCl與OH－發生 中和反 應,但OH－過量反應后仍呈現堿性,M 的主要存在形式為,選項D 說法錯誤.答案為B、D.

例2(2021 年全國甲卷)已知相同溫度下,Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3),某溫度下,飽和溶液中)的關系如圖5所示,下列說法正確的是( ).

圖5

A.曲線①代表BaCO3的沉淀溶解曲線

B.BaSO4的該溫度下Ksp(BaSO4)值為1×10－10

C.加適量BaCl2固體可使溶液由a點變到b點

D.c(Ba2＋)＝10－5.1時兩溶液中

BaSO4,BaCO3均為難溶物,飽和溶液中

因為Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3),則

因此,曲線①代表－lgc(Ba2＋)與之間的關系,選項A 錯誤.當溶液中－lgc(Ba2＋)＝3時,,因此Ksp(BaSO4)＝1×10－10,選項B正確.溫度不變,所以Ksp不變,飽和BaSO4溶液中加入適量BaCl2后,c(Ba2＋)增加,則減小,此時點a將沿曲線①向左上方移動,選項C 錯誤.當c(Ba2＋)＝10－5.1時,兩溶液中,選項D 錯誤.答案為B.

例3(2021年全國乙卷)HA 是一元弱酸,難溶鹽MA 飽和溶液中c(M＋)隨c(H＋)而變化,M＋不水解,298K 時,c2(M＋)-c(H＋)線性關系如圖6中實線所示.下列敘述錯誤的是( ).

圖6

A.pH＝4時,c(M＋)＜3.0×10－4mol?L－1

B.MA 的溶度積常數Ksp(MA)＝5.0×10－8

C.溶液的pH＝7時,有

D.HA 電離常數Ka(HA)≈2.0×10－4

電解質中“直線”圖像題較難,學生要學會挖掘圖像內容,獲取有用信息,提高解題能力.

(完)