专题六 水溶液中的离子平衡 选择题专攻 5.中和滴定反应中“对数图像”的分析应用（含解析）-2024年江苏高考化学大二轮复习讲义

这是一份专题六 水溶液中的离子平衡 选择题专攻 5.中和滴定反应中“对数图像”的分析应用（含解析）-2024年江苏高考化学大二轮复习讲义，共8页。试卷主要包含了草酸是一种二元弱酸等内容，欢迎下载使用。
1．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_______________
___________________、________________________________。
(2)开始随着NaOH溶液的滴加，lg eq \f(cHY－,cH2Y)________(填“增大”或“减小”，下同)，lg eq \f(cHY－,cY2－)______。
(3)Ka2(H2Y)＝________。
(4)在交叉点“e”，c(H2Y)________(填“＞”“＜”或“＝”)c(Y2－)。
2．25 ℃时，用NaOH溶液滴定H2C2O4溶液，溶液中－lg[eq \f(cH＋,cH2C2O4)]和－lg c(HC2Oeq \\al(－,4))或－lg[eq \f(cH＋,cHC2O\\al(－,4))]和－lg c(C2Oeq \\al(2－,4))关系如图所示。
试分析________________(填“M”或“N”)曲线表示－lg [eq \f(cH＋,cH2C2O4)]和－lg (HC2Oeq \\al(－,4))的关系。
3．草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。常温下向H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液，混合溶液中lg X[X表示eq \f(cHC2O\\al(－,4),cH2C2O4)或eq \f(cC2O\\al(2－,4),cHC2O\\al(－,4))]随pH的变化关系如图所示。
试分析直线 Ⅰ 中的X表示的是________。
(2017·全国卷Ⅰ，13)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A．Ka2(H2X)的数量级为10－6
B．曲线N表示pH与lg eq \f(cHX－,cH2X)的变化关系
C．NaHX溶液中c(H＋)>c(OH－)
D．当混合溶液呈中性时，c(Na＋)>c(HX－)>c(X2－)>c(OH－)＝c(H＋)
1．常温下，向某浓度H2A溶液中缓慢加入NaOH(s)，保持溶液体积和温度不变，测得pH与－lg c(H2A)、－lg c(A2－)、－lg [eq \f(cA2－,cHA－)]变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．a到b的滴定过程水的电离程度逐渐减小
B．常温下，H2A的电离平衡常数Ka1为10－0.8
C．a点溶液中c(A2－)＞c(HA－)＞c(H＋)＞c(OH－)
D．NaHA溶液中c(Na＋)＞c(HA－)＞c(H2A)＞c(A2－)
2．25 ℃时，向二元弱酸H2X溶液中滴加NaOH溶液(忽略温度变化)，所得混合溶液的pH与粒子浓度变化如图所示。下列说法错误的是( )
A．随着NaOH溶液的滴加，lg eq \f(cHX－,cH2X)逐渐增大
B．溶液中水的电离程度：a＞b＞c
C．b点对应的溶液中：2c(H2X)＋c(HX－)＞c(Na＋)
D．当溶液的pH＝4时，c(H2X)∶c(HX－)∶c(X2－)＝1∶10m＋2∶10m＋n－3
3．谷氨酸(，用H2A表示)在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，在水溶液中有4种分布形式(H3A＋、H2A、HA－和A2－)，常温下，用0.1 ml·L－1 HCl溶液滴定20.00 mL 0.1 ml·L－1的Na2A溶液，溶液中pOH与离子浓度变化的关系如图所示[pOH＝－lg c(OH－)]，下列叙述正确的是( )
A．曲线X表示pOH与－lg eq \f(cH3A＋,cH2A)的关系
B．Na2A溶液中，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)
C．溶液显中性时，c(H2A)＞c(A2－)
D．当V(HCl)＝10 mL时，c(HA－)＋2c(H2A)＋3c(H3A＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)
4．常温下，向20 mL 0.1 ml·L－1 NaN溶液中滴入等浓度的HM溶液，所得溶液中lg eq \f(cHM,cHN)与lg eq \f(cM－,cN－)的关系如图所示。已知Ka(HN)＝3.0×10－5，下列说法错误的是( )
A．Ka(HM)＝3.0×10－6
B．滴入20 mL HM溶液后，溶液中存在：c(M－)＞c(HN)
C．随着HM溶液的加入，eq \f(cHN·cHM,cN－·cM－)的值变大
D．滴入20 mL HM溶液后，溶液中存在：c(HN)＋c(OH－)＋2c(N－)＝c(HM)＋c(Na＋)＋c(H＋)
选择题专攻5 中和滴定反应中“对数图像”的分析应用
核心精讲
1．(1)H2Y＋OH－===H2O＋HY－ HY－＋OH－===H2O＋Y2－
(2)增大 减小 (3)10－4.3
(4)＝
解析 (3)Ka2(H2Y)＝eq \f(cH＋·cY2－,cHY－)，
当c(H＋)＝10－3 ml·L－1时，eq \f(cY2－,cHY－)＝10－1.3，
所以Ka2(H2Y)＝10－4.3。
(4)在“e”点，lg eq \f(cHY－,cH2Y)＝lg eq \f(cHY－,cY2－)，所以eq \f(cHY－,cH2Y)＝eq \f(cHY－,cY2－)，所以c(H2Y)＝c(Y2－)。
2．M
解析 Ka1＝eq \f(cH＋·cHC2O\\al(－,4),cH2C2O4)
Ka2＝eq \f(cH＋·cC2O\\al(2－,4),cHC2O\\al(－,4))
[－lg eq \f(cH＋,cH2C2O4)]＋[－lg c(HC2Oeq \\al(－,4))]＝－lg Ka1
[－lg eq \f(cH＋,cHC2O\\al(－,4))]＋[－lg c(C2Oeq \\al(2－,4))]＝－lg Ka2
因Ka1＞Ka2，则－lg Ka1＜－lg Ka2，所以应是M曲线表示－lg [eq \f(cH＋,cH2C2O4)]和－lg(HC2Oeq \\al(－,4))的关系。
3.eq \f(cHC2O\\al(－,4),cH2C2O4)
解析 当lg X＝0时，c(HC2Oeq \\al(－,4))＝c(H2C2O4)，c(C2Oeq \\al(2－,4))＝c(HC2Oeq \\al(－,4))，前者pH＝1.22，小于后者的pH＝4.19，则直线Ⅰ中X表示的是eq \f(cHC2O\\al(－,4),cH2C2O4)。
真题演练
D [横坐标取0时，曲线M对应pH约为5.4，曲线N对应pH约为4.4，因为是NaOH滴定H2X溶液，所以在酸性较强的溶液中会存在c(HX－)＝c(H2X)，所以曲线N表示pH与lg eq \f(cHX－,cH2X)的变化关系，B项正确；eq \f(cX2－,cHX－)＝1时，即lg eq \f(cX2－,cHX－)＝0，pH≈5.4，c(H＋)＝1×10－5.4 ml·
L－1，Ka2＝eq \f(cH＋·cX2－,cHX－)＝1×10－5.4，A正确；NaHX溶液中，c(HX－)>c(X2－)，即eq \f(cX2－,cHX－)1，即c(X2－)>c(HX－)，错误。]
考向预测
1．B [向某浓度 H2A溶液中加入 NaOH(s)时，由于二者发生反应，所以 H2A 逐渐减少，－lg c(H2A)会逐渐增大，所以图中呈上升趋势的曲线为－lg c(H2A)与pH的变化关系，标①；H2AH＋＋HA－，HA－H＋＋A2－，A2－会逐渐增大，－lg c(A2－)会逐渐减小，但是不会等于 0，所以呈下降趋势且与横坐标无交点的曲线为－lg c(A2－)与pH的变化关系，标②，另一条曲线则是－lg [eq \f(cA2－,cHA－)]与pH的变化关系，标③，以此解题。a到b的滴定过程－lg c(A2－)逐渐减小，则c(A2－)逐渐增大，A2－对水电离起促进作用，c(A2－)越大，水的电离程度越大，a到b过程中水的电离程度逐渐增大，故A错误；电离常数的表达式：Ka1＝eq \f(cH＋·cHA－,cH2A)，Ka2＝eq \f(cH＋·cA2－,cHA－)，Ka1·Ka2＝eq \f(c2H＋·cA2－,cH2A)，当pH＝3.05 时，－lg c(A2－)与－lg c(H2A)相等，即c(A2－)＝c(H2A)，可得Ka1·Ka2＝(10－3.05)2＝10－6.1，又由图中③可知，当pH＝5.3时，－lg [eq \f(cA2－,cHA－)]＝0，即c(A2－)＝c(HA－)，即Ka2＝10－5.3，所以Ka1＝eq \f(10－6.1,10－5.3)＝10－0.8，故B正确；a点溶液中c(A2－)＝c(H2A)，a点时Ka1＝eq \f(cH＋·cHA－,cH2A)＝eq \f(cH＋·cHA－,cA2－)，eq \f(Ka1,cH＋)＝eq \f(cHA－,cA2－)＝eq \f(10－0.8,10－3.05)＝102.25，则c(HA－)>c(A2－)，故C错误；NaHA 溶液，由于HA－既存在电离又存在水解，所以c(Na＋)>c(HA－)，Ka2＝10－5.3，HA－的水解常数Kh＝eq \f(Kw,Ka1)＝eq \f(10－14,10－0.8)＝10－13.2＜Ka2，HA－的水解程度小于其电离程度，所以c(H2A)c(OH－)，所以2c(H2X)＋c(HX－)＞c(Na＋)，故C正确；Ka1＝eq \f(cHX－·cH＋,cH2X)，随溶液pH增大，eq \f(cHX－,cH2X)逐渐增大，所以直线bc表示lg eq \f(cHX－,cH2X)随pH的变化情况，Ka1＝10m－2，直线ab表示lg eq \f(cHX－,cX2－)随pH的变化情况，Ka2＝10－n－3 ；当溶液的pH＝4时，c(H2X)∶c(HX－)∶c(X2－)＝1∶10m＋2∶10m－n＋3，故D错误。]
3．D [由方程式可知，溶液中－lg eq \f(cH3A＋,cH2A)＝－lg eq \f(KhH2A,cOH－)、－lg eq \f(cH2A,cHA－)＝－lg eq \f(KhHA－,cOH－)、－lg eq \f(cHA－,cA2－)＝－lg eq \f(KhA2－,cOH－)，H2A、HA－、A2－与水反应的程度依次增大，Kh(H2A)、Kh(HA－)、Kh(A2－)依次增大，则X、Y、Z分别表示pOH与－lg eq \f(cHA－,cA2－)、－lg eq \f(cH2A,cHA－)、－lg eq \f(cH3A＋,cH2A)的关系，溶液中－lg eq \f(cH3A＋,cH2A)、－lg eq \f(cH2A,cHA－)、－lg eq \f(cHA－,cA2－)都为0时，Kh(H2A)＝10－11.7、Kh(HA－)＝10－9.8、Kh(A2－) ＝10－4.4。Na2A溶液中存在电荷守恒关系：c(Na＋)＋c(H＋)＋c(H3A＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)，故B错误；由分析可知，水解常数Kh(HA－) ＝10－9.8、Kh(A2－)＝10－4.4，则溶液显中性时，c(H2A)＝eq \f(10－9.8,10－7)×c(HA－)、c(A2－)＝eq \f(10－7,10－4.4)×c(HA－)，则溶液中c(A2－)大于c(H2A)，故C错误；HCl溶液体积为10 mL时，反应得到等浓度的Na2A、NaHA、NaCl的混合溶液，溶液中存在电荷守恒关系：c(Na＋)＋c(H＋)＋c(H3A＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)＋c(Cl－)和元素质量守恒关系：c(Na＋)＝2c(HA－)＋2c(H2A)＋2c(H3A＋)＋2c(A2－)，整合两式可得c(HA－)＋2c(H2A)＋3c(H3A＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，故D正确。]
4．A [根据坐标图示可知，当lg eq \f(cHM,cHN)＝－1时，lg eq \f(cM－,cN－)＝0，即此时10c(HM)＝c(HN)、c(M－)＝c(N－)，所以Ka(HM)＝eq \f(cM－·cH＋,cHM)＝eq \f(cH＋·cN－,\f(1,10)×cHN)＝3.0×10－4，A错误；滴入等浓度20 mL HM溶液后，根据复分解反应的规律：强酸与弱酸盐反应可以制备弱酸，二者恰好发生反应：HM＋NaN===HN＋NaM，M－会发生水解反应，HN会发生电离作用，Kh(M－)＝eq \f(Kw,KaHM)＝eq \f(1×10－14,3.0×10－4)＝eq \f(1,3)×10－10＜Ka(HN)，故c(M－)＞c(HN)，B正确；随着HM溶液的加入，溶液中存在eq \f(cHN·cHM,cN－·cM－)＝eq \f(cHN·c2H＋·cHM,cN－·c2H＋·cM－)＝eq \f(c2H＋,KaHM·KaHN)，溶液中c(H＋)会不断增大，电离平衡常数不变，故eq \f(cHN·cHM,cN－·cM－)的值变大，C正确；滴入20 mL 等浓度的HM溶液后，根据元素质量守恒可得c(HM)＋c(M－)＝c(HN)＋c(N－)；根据电荷守恒可得c(Na＋)＋c(H＋)＝c(M－)＋c(N－)＋c(OH－)，两式相加，整理可得关系式c(HN)＋c(OH－)＋2c(N－)＝c(HM)＋c(Na＋)＋c(H＋)，D正确。]