选择性必修1第一节 电离平衡导学案及答案

这是一份选择性必修1第一节 电离平衡导学案及答案，共9页。
题型一 对数图像
1．对数图像的含义
将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(如\f(cA,cB)))取常用对数，即lg c(A)或lgeq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(cA,cB)))，与溶液中的pH或溶液的体积等关系作出的图像称为对数图像。图像中数据的含义为
①若c(A)＝1eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(或\f(cA,cB)＝1))时，lg c(A)＝0eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(或lg\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(cA,cB)))＝0))。
②若c(A)＞1eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(或\f(cA,cB)＞1))时， lg c(A)eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(或lg\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(cA,cB)))))取正值且c(A)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(或\f(cA,cB)))越大， lg c(A)eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(或lg\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(cA,cB)))))越大。
③若c(A)＜1eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(或\f(cA,cB)＜1))时， lg c(A)eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(或lg\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(cA,cB)))))取负值，且c(A)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(或\f(cA,cB)))越大， lg c(A)eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(或lg\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(cA,cB)))))越大，但数值越小。
2．常考对数图像的类型
例如，有关沉淀溶解平衡的对数图像分析如下：
【例】 (2018·全国卷Ⅲ)用0.100 ml·L－1AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 ml·L－1Cl－溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( )
A．根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10－10
B．曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)
C．相同实验条件下，若改为0.040 0 ml·L－1Cl－，反应终点c移到点a
D．相同实验条件下，若改为0.050 0 ml·L－1Br－，反应终点c向点b方向移动
[图解过程]
C [根据滴定曲线，当加入25 mLAgNO3溶液时，Ag＋与Cl－刚好完全反应，AgCl处于沉淀溶解平衡状态，此时溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)＝10－4.75 ml·L－1，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－9.5≈3.16×10－10，A项正确；曲线上各点都处于沉淀溶解平衡状态，故符合c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)，B项正确；根据图示，Cl－浓度为0.050 0 ml·L－1时消耗25 mLAgNO3溶液，则Cl－浓度为0.040 0 ml·L－1时消耗20 mLAgNO3溶液，a点对应AgNO3溶液体积为15 mL，所以反应终点不可能由c点移到a点，C项错误；由于AgBr的Ksp小于AgCl的Ksp，初始c(Br－)与c(Cl－)相同时，反应终点时消耗的AgNO3溶液体积相同，但Br－浓度小于Cl－浓度，即反应终点从曲线上的c点向b点方向移动，D项正确。]
对数图像的解题策略
(1)先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像。
(2)再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义，是浓度对数还是比值对数。
(3)抓住图像中特殊点：如pH＝7、lg x＝0，交叉点。
(4)理清图像中曲线的变化趋势及含义，根据含义判断线上、线下的点所表示的意义。
(5)将图像中数据或曲线的变化与所学知识对接，作出选项的正误判断。
[跟踪练习]
已知：pAg＝－lg c(Ag＋)，Ksp(AgCl)＝1×10－12，Ksp (AgI)＝1×10－16。如图是向10 mLAgNO3溶液中逐滴滴入0.1 ml·L－1的NaCl溶液时，pAg随着加入NaCl溶液的体积变化的图像(实线)。下列叙述正确的是( )
A．原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 ml·L－1
B．图中x点表示溶液中Ag＋恰好完全沉淀
C．图中x点的坐标为(10,6)
D．若把NaCl溶液换成0.1 ml·L－1NaI溶液，则图像在终点后变为虚线部分
B [图中原点pAg＝0，则Ag＋的浓度为：c(Ag＋)＝1 ml·L－1，即原AgNO3溶液的物质的量浓度为1 ml·L－1,A错误； x点c(Ag＋)＝1×10－6 ml·L－1，一般认为溶液中离子浓度小于10－5 ml·L－1完全沉淀，B正确；x点c(Ag＋)＝1×10－6 ml·L－1，一般认为溶液中离子浓度小于10－5 ml·L－1，即沉淀完全，则AgNO3与NaCl恰好反应，由A求得原AgNO3溶液的物质的量浓度为1 ml·L－1，则有：n(NaCl)＝n(AgNO3)＝0.01 L×1 ml·L－1＝0.01 ml，所以V(NaCl)＝100 mL，即x点的坐标为(100,6),C错误；与AgCl相比，碘化银的Ksp(AgI)更小，所以把NaCl换成0.1 ml·L－1NaI，则溶液中c(Ag＋)更小，则pAg更大，图像不符，D错误。]
题型二 分布系数图像
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。
【例】 常温下，0.1 ml·L－1的H2C2O4溶液中H2C2O4、HC2Oeq \\al(－,4)、C2Oeq \\al(2－,4)三者所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图所示。下列表述不正确的是( )
H2C2O4溶液中三种微粒分布曲线
A．HC2Oeq \\al(－,4)H＋＋C2Oeq \\al(2－,4)，Ka2＝1×10－4.3
B．将等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4溶于水中，所得溶液pH恰好为4.3
C．常温下HF的Ka＝1×10－3.4，将少量H2C2O4溶液加入足量NaF溶液中，发生的反应为H2C2O4＋F－===HF＋HC2Oeq \\al(－,4)
D．在0.1 ml·L－1NaHC2O4溶液中，各离子浓度大小关系为c(Na＋)＞c(HC2Oeq \\al(－,4))＞c(H＋)＞c(C2Oeq \\al(2－,4))＞c(OH－)
B [由HC2Oeq \\al(－,4)H＋＋C2Oeq \\al(2－,4)，可知Ka2＝eq \f(cH＋·cC2O\\al(2－,4),cHC2O\\al(－,4))，pH＝4.3时，c(C2Oeq \\al(2－,4))＝c(HC2Oeq \\al(－,4))，所以Ka2＝1×10－4.3，A项正确；将等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4溶于水中，HC2Oeq \\al(－,4)的电离程度大于C2Oeq \\al(2－,4)的水解程度，溶液中c(C2Oeq \\al(2－,4))＞c(HC2Oeq \\al(－,4))，则溶液pH大于4.3，B项错误；结合题图及A项的分析，可知常温下H2C2O4的Ka1＝1×10－1.3、Ka2＝1×10－4.3，又因为HF的Ka＝1×10－3.4，则酸性强弱关系：H2C2O4＞HF＞HC2Oeq \\al(－,4)，所以将少量H2C2O4溶液加入足量NaF溶液中，发生的反应为H2C2O4＋F－===HF＋HC2Oeq \\al(－,4)，C项正确；结合图像知：NaHC2O4溶液显酸性，HC2Oeq \\al(－,4)的电离程度大于水解程度，在溶液中HC2Oeq \\al(－,4)部分电离，则各离子浓度大小关系为c(Na＋)＞c(HC2Oeq \\al(－,4))＞c(H＋)＞c(C2Oeq \\al(2－,4))＞c(OH－)，D项正确。]
[跟踪练习]
已知H2A为二元弱酸。室温时，配制一组c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.10 ml·L－1的H2A和NaOH混合溶液，溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化曲线如图所示。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系不正确的是( )
A．pH＝7的溶液中：c(Na＋)＞2c(A2－)
B．E点溶液中：c(Na＋)－c(HA－)＜0.10 ml·L－1
C．c(Na＋)＝0.10 ml·L－1的溶液中：c(H＋)＋c(H2A)＝c(OH－)＋c(A2－)
D．pH＝2的溶液中c(H2A)＋c(A2－)＞c(HA－)
D [根据电荷守恒，pH＝7的溶液中，c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)，即c(Na＋)>2c(A2－)，A正确；根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)，c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)－c(H＋)，E点溶液中c(A2－)＝c(HA－)，c(OH－)＜c(H＋)，所以c(Na＋)－c(HA－)＝c(HA－)＋c(A2－)＋c(OH－)－c(H＋)＜0.10 ml·L－1，B正确；根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)，c(Na＋)＝0.10 ml·L－1，即c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝c(Na＋)，所以c(H＋)＋c(H2A)＝c(OH－)＋c(A2－)，C正确；根据图像pH＝2的溶液中，c(H2A)＋c(A2－)＜c(HA－)，D错误。]
1．25 ℃时，Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中，金属阳离子的物质的量浓度的负对数[－lg c(M2＋)]与溶液pH的变化关系如图所示，已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]