2023年高考化学二轮复习（新高考版）专题17题型专攻6电解质溶液各类图像的分析(教师版)

这是一份2023年高考化学二轮复习（新高考版）专题17题型专攻6电解质溶液各类图像的分析(教师版)，共15页。试卷主要包含了单一溶液，混合溶液，滴定直线图像的分析与应用，沉淀溶解平衡曲线等内容，欢迎下载使用。


(一)溶液中粒子浓度关系
1．单一溶液
(1)Na2S溶液
水解方程式：________________________________________________________________；
离子浓度大小关系：__________________________________________________________；
电荷守恒：__________________________________________________________________；
元素质量守恒：______________________________________________________________；
质子守恒：__________________________________________________________________。
答案　S2－＋H2OHS－＋OH－、HS－＋H2OH2S＋OH－
c(Na＋)>c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)>c(H＋)
c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)
c(Na＋)＝2[c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)]
c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)
(2)NaHS溶液
水解方程式：_______________________________________________________________；
离子浓度大小关系：_________________________________________________________；
电荷守恒：_________________________________________________________________；
元素质量守恒：_____________________________________________________________；
质子守恒：_________________________________________________________________。
答案　HS－＋H2OH2S＋OH－
c(Na＋)>c(HS－)>c(OH－)>c(H＋)>c(S2－)
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HS－)＋2c(S2－)＋c(OH－)
c(Na＋)＝c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)
c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2S)－c(S2－)
详解　NaHS既能发生水解又能发生电离，水溶液呈碱性：
HS－＋H2OH2S＋OH－(主要)；
HS－H＋＋S2－(次要)。
2．混合溶液
(1)1∶1的CH3COOH、CH3COONa溶液
水解方程式：_______________________________________________________________；
离子浓度大小关系：_________________________________________________________；
电荷守恒：_________________________________________________________________；
元素质量守恒：_____________________________________________________________；
质子守恒：_________________________________________________________________。
答案　CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－
c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
c(CH3COO－)＋2c(OH－)＝c(CH3COOH)＋2c(H＋)
详解　CH3COOHCH3COO－＋H＋(主要)，CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－(次要)，水溶液呈酸性。
(2)CH3COOH、CH3COONa混合呈中性溶液
离子浓度大小关系：________________________________________________________；
电荷守恒：________________________________________________________________；
元素质量守恒：____________________________________________________________。
答案　c(CH3COO－)＝c(Na＋)>c(H＋)＝c(OH－)
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
c(Na＋)＝c(CH3COO－)
详解　CH3COOHCH3COO－＋H＋
CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－
若溶液呈中性，则电离和水解相互抵消。
(3)常温下pH＝2的CH3COOH与pH＝12的NaOH等体积混合的溶液
离子浓度大小关系：________________________________________________________；
电荷守恒：________________________________________________________________。
答案　c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)　c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
详解　由于CH3COOH是弱酸，所以当完全反应后，CH3COOH仍过量许多，溶液呈酸性。
(二)滴定曲线的分析与应用
1．巧抓“四点”，突破溶液中的粒子浓度关系
(1)抓反应“一半”点，判断是什么溶质的等量混合。
(2)抓“恰好”反应点，生成的溶质是什么？判断溶液的酸碱性。
(3)抓溶液的“中性”点，生成什么溶质，哪种物质过量或不足。
(4)抓反应的“过量”点，溶液中的溶质是什么？判断哪种物质过量。
实例分析：向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液，溶液pH与加入NaOH溶液的关系如图所示：

(注：a点为反应一半点，b点呈中性，c点恰好完全反应，d点NaOH过量一倍)
分析：
a点，溶质为CH3COONa、CH3COOH，
离子浓度关系：c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)；
b点，溶质为CH3COONa、CH3COOH，
离子浓度关系：c(CH3COO－)＝c(Na＋)＞c(H＋)＝c(OH－)；
c点，溶质为CH3COONa，
离子浓度关系：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)；
d点，溶质为CH3COONa、NaOH，
离子浓度关系：c(Na＋)＞c(OH－)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)。
2．滴定曲线图像中“交叉点”的分析与应用
[实例1]
T ℃时，向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中三种微粒H2C2O4、HC2O、C2O的物质的量分数(δ)与pH的关系如图所示：

回答下列问题：
(1)写出H2C2O4的电离方程式及电离平衡常数表达式：
①H2C2O4H＋＋HC2O，
Ka1＝；
②HC2OH＋＋C2O，
Ka2＝。
(2)根据A点，得Ka1＝10－1.2，根据B点，得Ka2＝10－4.2。
(3)在pH＝2.7的溶液中，＝________。
答案　1 000
详解　＝＝＝1 000。
(4)0.1 mol·L－1的NaHC2O4溶液呈______(填“酸”“碱”或“中”)性，其离子浓度从大到小的顺序为__________________________________________________________________。
答案　酸　c(Na＋)＞c(HC2O)＞c(H＋)＞c(C2O)＞c(OH－)
详解　HC2O＋H2OH2C2O4＋OH－
Kh(HC2O)＝＝＝10－(14－1.2)≪Ka2
所以HC2O的电离程度大于其水解程度。
(注：也可以根据图像观察)
[实例2]
25 ℃时，向某浓度的H3PO4溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中四种微粒H3PO4、H2PO、HPO、PO的物质的量分数(δ)与pH的关系如图所示：

回答下列问题：
(1)δ0、δ1、δ2、δ3分别代表的微粒是_________________、______________、______________、________________________________________。
(2)写出pH由1到14依次发生反应的离子方程式：___________________________、
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(3)Ka1＝____________，Ka2＝____________，Ka3＝______________。
(4)常温下，试判断①0.1 mol·L－1NaH2PO4；
②0.1 mol·L－1Na2HPO4的酸碱性。
①________；②________。
答案　(1)H3PO4　H2PO　HPO　PO
(2)H3PO4＋OH－===H2PO＋H2O
H2PO＋OH－===HPO＋H2O
HPO＋OH－===PO＋H2O
(3)10－2　10－7.1　10－12.2　(4)①酸性　②碱性
详解　(4)①Kh(H2PO)＝＝＝10－12＜10－7.1，溶液呈酸性。②Kh(HPO)＝＝＝10－6.9＞10－12.2，溶液呈碱性。
3．滴定直线图像的分析与应用
常温下，向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液，所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示：

回答下列问题：
(1)向二元弱酸H2Y中滴加NaOH溶液，依次反应的离子方程式为H2Y＋OH－===H2O＋HY－、HY－＋OH－===H2O＋Y2－。
(2)开始随着NaOH溶液的滴加，lg 增大(填“增大”或“减小”，下同)，lg 减小。
(3)Ka2(H2Y)＝________。
答案　10－4.3
详解　Ka2(H2Y)＝，
当c(H＋)＝10－3时，＝10－1.3，
所以Ka2(H2Y)＝10－4.3。
(4)在交叉点“e”，c(H2Y)________(填“＞”“＜”或“＝”)c(Y2－)。
答案　＝
详解　在“e”点，lg ＝lg ，所以＝，所以c(H2Y)＝c(Y2－)。
4．沉淀溶解平衡曲线
(1)“曲线”溶解平衡图像的分析
常温下，CaSO4(Ksp＝9.1×10－6)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

①a、c点在曲线上，a→c的变化为增大c(SO)，如加入Na2SO4固体，但Ksp不变；
②b点在曲线的上方，Q>Ksp，将会有沉淀生成；
③d点在曲线的下方，QKsp(BaSO4)，所以离子浓度的负对数的值：BaCO3 Ka1，所以[As(OH)2T]－的酸性比As(OH)3的强，B正确；由图可知As(OH)3的浓度为左坐标，浓度的数量级为10－3mol·L－1，[As(OH)2T]－的浓度为右坐标，浓度的数量级为10－6mol·L－1，所以pH＝3.1时，As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]－的高，C正确；由已知条件，酒石酸(H2T，lgKa1＝－3.04，lgKa2＝－4.37)，As(OH)3的lgKa1为－9.1，即酒石酸的第一步电离常数远大于亚砷酸的第一步电离常数，所以酒石酸的酸性远强于As(OH)3，另外总As的浓度也小于总T的浓度，所以当pH＝7.0时，溶液中浓度最高的物种不是As(OH)3，D错误。
2．(2022·辽宁，15)甘氨酸(NH2CH2COOH)是人体必需氨基酸之一。在25 ℃时，NHCH2COOH、NHCH2COO－和NH2CH2COO－的分布分数[如δ(A2－)＝]与溶液pH关系如图。下列说法错误的是(　　)

A．甘氨酸具有两性
B．曲线c代表NH2CH2COO－
C．NHCH2COO－＋H2ONHCH2COOH＋OH－的平衡常数K＝10－11.65
D．c2(NHCH2COO－)c(Br－)>c(I－)>c(Ag＋)
答案　C
详解　向含浓度相等的Cl－、Br－和I－混合溶液中滴加硝酸银溶液，根据三种沉淀的溶度积常数，三种离子沉淀的先后顺序为I－、Br－、Cl－，根据滴定图示，当滴入4.50 mL硝酸银溶液时，Cl－恰好沉淀完全，此时共消耗硝酸银的物质的量为4.50×10－3 L×0.100 mol·L－1＝4.5×10－4 mol，所以Cl－、Br－和I－均为1.5×10－4 mol。I－先沉淀，AgI是黄色的，所以a点有黄色沉淀AgI生成，故A错误；原溶液中I－的物质的量为1.5×10－4 mol，则I－的浓度为＝0.010 0 mol·L－1，故B错误；当Br－沉淀完全时(Br－浓度为1.0×10－5 mol·L－1)，溶液中的c(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝5.4×10－8 mol·L－1，若Cl－已经开始沉淀，则此时溶液中的c(Cl－)＝＝ mol·L－1≈3.3×10－3 mol·L－1，原溶液中的c(Cl－)＝c(I－)＝0.010 0 mol·L－1，则已经有部分Cl－沉淀，故C正确；b点加入了过量的硝酸银溶液，Ag＋浓度最大，则b点各离子浓度为c(Ag＋)>c(Cl－)>c(Br－)>c(I－)，故D错误。
6．(2021·山东，15改编)赖氨酸[H3N＋(CH2)4CH(NH2)COO－，用HR表示]是人体必需氨基酸，其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡：H3R2＋H2R＋HRR－。向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液，溶液中H3R2＋、H2R＋、HR和R－的分布系数δ(X)随pH变化如图所示。已知δ(X)＝，下列表述正确的是(　　)

A.>
B．M点，c(Cl－) ＋c(OH－)＋c(R－)＝2c(H2R＋)＋c(Na＋)＋c(H＋)
C．O点，pH＝
D．P点，c(Na＋)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)
答案　D
详解　M点c(H3R2＋)＝c(H2R＋)，由此可知K1≈10－2.2，同理K2≈10－9.1，K3≈10－10.8，＝＝10－6.9，＝＝10－1.7，因此c(H＋)，溶质浓度大于水解和电离所产生的微粒浓度，因此c(Na＋)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)，故D正确。

考向一　滴定曲线的分析应用
1．(2022·唐山高三下学期第一次模拟)25 ℃时，某混合溶液中c(HCOO－)＋c(HCOOH)＝0.1 mol·
L－1，lg c(HCOOH)、lg c(HCOO－)、lg c(H＋)和lg c(OH－)随pH变化的关系如图所示。Ka为HCOOH的电离常数，下列说法正确的是(　　)

A．M点时，c(H＋)＝c(HCOOH)
B．O点时，pH＝－lg Ka
C．该体系中，c(HCOOH)＝ mol·L－1
D．pH由7到14的变化过程中，水的电离程度始终增大
答案　C
详解　随pH增大，c(H＋)减小，c(OH－)增大，直线MO表示lg c(H＋)随pH变化，直线OP表示lg c(OH－)随pH变化；随pH增大，c(HCOO－)增大，c(HCOOH)减小，曲线MN表示lg c(HCOO－)随pH变化，曲线NP表示lg c(HCOOH)随pH变化，所以M点时，c(H＋)＝c(HCOO－)，故A项错误；Ka＝，O点时，c(HCOO－)≠c(HCOOH)，所以pH≠－lg Ka，故B项错误；该体系中，c(HCOO－)＋c(HCOOH)＝0.1 mol·L－1，Ka＝c(HCOO－)·＝·c(H＋)，所以c(HCOOH)＝ mol·L－1，故C项正确；pH由7到14的变化过程中，水的电离程度先增大后减小，故D项错误。
2．(2022·山东淄博高三下学期第一次模拟)溶液中各含氮(含碳)微粒的分布分数δ是指某含氮(或碳)微粒的浓度占各含氮(或碳)微粒浓度之和的分数。25 ℃时，向0.1 mol·L－1的NH4HCO3溶液(pH＝7.8)中滴加适量的盐酸或NaOH溶液，溶液中含氮(或碳)各微粒的分布分数δ与pH的关系如图所示(不考虑溶液中的CO2和NH3分子)。下列说法正确的是(　　)

A．Kb(NH3·H2O)＜Ka1(H2CO3)
B．n点时，溶液中3c(HCO)＋c(OH－)＝c(NH)＋c(H＋)
C．m点时，c(NH3·H2O)＞c(HCO)
D．反应HCO＋NH3·H2ONH＋CO＋H2O的平衡常数为K，lg K＝0.9
答案　C
详解　由图可知，pH为6.4时，溶液中c(HCO)＝c(H2CO3)，则电离常数Ka1(H2CO3)＝＝10－6.4，pH为9.3时，溶液中c(NH)＝c(NH3·H2O)，则电离常数Kb(NH3·H2O)＝＝10－4.7，pH为10.2时，溶液中c(HCO)＝c(CO)，则电离常数Ka2(H2CO3)＝＝10－10.2。由分析可知，Kb(NH3·H2O)＞Ka1(H2CO3)，故A项错误；由图可知，n点时，加入氢氧化钠溶液反应得到的溶液中含有钠离子、铵根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子和一水合氨，溶液中c(HCO)＝c(CO)，由溶液中的电荷守恒2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)＝c(NH)＋c(H＋)＋c(Na＋)可得3c(HCO)＋c(OH－)＝c(NH)＋c(H＋)＋c(Na＋)，故B项错误；由图可知，m点时，溶液中c(NH3·H2O)＞c(HCO)，故C项正确；由方程式可知，反应平衡常数K＝＝××＝＝＝10－0.9，则lg K＝－0.9，故D项错误。
考向二　沉淀溶解平衡曲线的分析应用
3．(2022·四川德阳高三下学期第二次监测考试)常温时，溶液中Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Mg2＋的浓度与pH的关系如图所示(某离子的浓度小于1.0×10－5 mol·L－1时，视为沉淀完全)。下列说法正确的是(　　)

A．a点可表示Cu(OH)2的饱和溶液
B．常温时，Ksp[Fe(OH)2]＝1.0×10－17
C．b点表示的Mg(OH)2溶液中，2c(Mg2＋)＋c(H＋)＝c(OH－)
D．向1 mL Mg(OH)2饱和溶液中加入2滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，无红褐色沉淀生成
答案　B
详解　由图可知，溶液pH相同时，a点铜离子浓度小于平衡时铜离子浓度，离子积Q＜Ksp[Cu(OH)2]，则a点可表示氢氧化铜的不饱和溶液，故A项错误；由图可知，溶液pH为8时，氢氧化亚铁饱和溶液中亚铁离子的浓度为10－5 mol·L－1，则常温时，Ksp[Fe(OH)2]＝c(Fe2＋)·
c2(OH－)＝1.0×10－5×(1.0×10－6)2＝1.0×10－17，故B项正确；由图可知，b点表示的氢氧化镁溶液中还存在可溶性盐，则2c(Mg2＋)＋c(H＋)＝c(OH－)不能表示溶液中的电荷守恒关系，故C项错误；由图可知，溶液pH为3时，氢氧化铁饱和溶液中铁离子浓度为10－5 mol·L－1，则常温时，Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝1.0×10－5×(1.0×10－11)3＝1.0×10－38，溶液pH为10时，氢氧化镁饱和溶液中镁离子浓度为10－4 mol·L－1，则常温时，Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·
c2(OH－)＝1.0×10－4×(1.0×10－4)2＝1.0×10－12，Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Mg(OH)2]，向1 mL氢氧化镁饱和溶液中加入2滴0.1 mol·L－1氯化铁溶液，会有红褐色沉淀氢氧化铁生成，故D项错误。
4．(2022·河南周口文昌中学理综考试)某温度下，向体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L－1的NaCl溶液、Na2CrO4溶液中分别滴加0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，滴定过程中的pX(pX＝－lg X，X＝Cl－、CrO)与滴加AgNO3溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．曲线 Ⅱ 表示AgNO3溶液滴定NaCl溶液的过程
B．Ksp(Ag2CrO4)＝10－2b
C．其他条件不变，如果NaCl溶液的浓度改为0.05 mol·L－1，则滴定终点向上移动
D．若a＝5，b＝4，则用AgNO3标准液滴定NaCl时可用K2CrO4溶液做指示剂
答案　D
详解　由图可知，pX＝a或b时反应完全，并且二者的起始浓度、体积均相同，即二者溶质的起始物质的量相同，反应为NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3、Na2CrO4＋2AgNO3===Ag2CrO4↓＋2NaNO3，完全反应时Na2CrO4消耗AgNO3溶液的体积是NaCl的2倍，所以曲线 Ⅰ 表示滴定NaCl溶液、曲线 Ⅱ 表示滴定Na2CrO4溶液，A选项错误；曲线Ⅱ表示滴定Na2CrO4溶液，达到滴定终点时pX＝b，即c(CrO)＝10－b mol·L－1，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)，则c(Ag＋)＝2c(CrO)＝2.0×10－b mol·L－1，Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝(2.0×10－b)2×10－b＝4.0×10－3b，B选项错误；温度不变，氯化银的溶度积不变，若将NaCl溶液的浓度改为0.05 mol·L－1，需要的硝酸银溶液的体积变成原来的一半，因此滴定终点会向左平移，C选项错误；由数据可得出，Ksp(AgCl)＝10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝4×10－12，当溶液中同时存在Cl－和CrO时，Cl－沉淀需要的Ag＋少，先沉淀，用AgNO3标准溶液滴定NaCl时，可用K2CrO4溶液做指示剂，滴定至终点时，会生成砖红色的Ag2CrO4，D选项正确。