文档内容
重难点 12 电解质溶液图像分析
►命题趋势►解题策略►真题回眸►限时检测
考向一 弱电解质的电离平衡图像分析
考向二 盐类的水解平衡图像分析
考向三 “物质滴定型”平衡图像分析
电解质溶液图像分析
考向四 “分布系数型”平衡图像分析
考向五 沉淀溶解平衡图像分析
考向六 其他类型电解质溶液平衡图像分析
本讲在高考卷中主要以选择题形式出现,综合性较强,以相关图像为信息载体,考查离子平衡、曲线
含义的判断、平衡常数的计算、离子数量关系、溶液酸碱性判断及变化等知识。总体来说,历年高考中电
解质溶液试题具有一定的难度。其考查的主要内容有:
(1)弱电解质的电离平衡及图像分析;
(2)水的电离平衡及图像分析、混合溶液酸碱性的判断;
(3)盐类的水解平衡及图像分析;
(4)电解质溶液中离子浓度大小的比较(三大守恒关系的应用);
(5)沉淀的溶解平衡及转化。
预计2024年高考中,“四大常数”(水的离子积常数、电离常数、水解常数、溶度积常数)的计算及应
用、中和滴定的迁移应用、离子浓度大小的比较、沉淀溶解平衡仍会成为考查的重点,难度以偏难为主,
以选择题、图像题的形式呈现。在化工流程题中考查溶度积(Ksp)的计算及应用,在化学反应原理综合题中
考查电离常数、水解常数等的计算及应用等。
【策略1】理解溶液中四大平衡的概念、影响因素及应用1.弱电解质的电离平衡——“四条件”对弱电解质电离的影响
条件改变 对电离平衡的影响 微粒浓度影响结果 电离程度 电离常数
弱酸的H+、酸根离子浓度减小,OH
加水 正向移动 -浓度增大;弱碱的OH-、金属离子 增大 不变
浓
(或NH)浓度减小,H+浓度增大
度
弱电解质相应离子和弱电解质浓度均
加弱电解质 正向移动 减小 不变
增大
弱电解质分子浓度减小;弱电解质相
加热 正向移动 增大 增大
应离子浓度增大
弱电解质浓度增大,“同离子”浓度
同离子效应 逆向移动 减小 不变
增大,其他离子浓度减小
加入与弱电解质 参与反应的离子浓度减小,其他离子
正向移动 增大 不变
反应的物质 浓度增大
2.影响水电离的因素及溶液的酸碱性(1)影响水电离的因素
(2)溶液的酸碱性及pH
①溶液酸碱性与pH:在任何温度下的中性溶液中,c(H+)=c(OH-)=,常温下中性溶液的pH=7,温
度升高时,中性溶液的pH<7。
②溶液pH的计算方法
解答有关pH的计算时,首先要注意温度,明确是25℃还是非25℃,然后判断溶液的酸碱性,再根据
“酸按酸”,“碱按碱”的原则进行计算。
若溶液为酸性,先求c(H+),再求pH;
若溶液为碱性,先求c(OH-),再由c(H+)=求c(H+),最后求pH。
3.盐类的水解及其应用
(1)盐类水解的规律
①组成盐的弱碱阳离子水解使溶液显酸性,组成盐的弱酸根离子水解使溶液显碱性。
②盐对应的酸(或碱)越弱,水解程度越大,溶液碱性(或酸性)越强。
③多元弱酸的酸根离子比酸式酸根离子的水解程度大得多。如相同浓度时,CO比HCO的水解程度
大。
④水解程度:相互促进水解的盐>单水解的盐>相互抑制水解的盐。如 NH 的水解程度:
(NH )CO>(NH)SO >(NH)Fe(SO )。
4 2 3 4 2 4 4 2 4 2
(2)溶液酸碱性的判断方法
①电离能力大于水解能力,如 CHCOOH 的电离程度大于 CHCOO-的水解程度,所以等浓度的
3 3
CHCOOH与CHCOONa溶液等体积混合后溶液显酸性;同理NH ·H O的电离程度大于NH的水解程度,
3 3 3 2
等浓度的NH ·H O和NH Cl溶液等体积混合后溶液显碱性。
3 2 4
②水解能力大于电离能力,如HClO的电离程度小于ClO-水解程度,所以等浓度的HClO与NaClO溶
液等体积混合后溶液显碱性。
③酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式酸根的电离能力和水解能力哪一个更强。如在 NaHCO 溶液
3
中,HCO的水解程度大于电离程度,故溶液显碱性;而在NaHSO 溶液中,HSO的电离程度大于水解程
3度,故溶液显酸性。
4.沉淀溶解平衡及其应用
一般情况下,升高温度能促进沉淀的溶解;稀释使沉淀溶解平衡向右移动,稀释后重新达到平衡时各
离子浓度保持不变。对于确定的物质来说,K 只与温度有关;温度相同时,组成形式相同的物质,K 较
sp sp
大者溶解度较大。
(1)沉淀的生成或溶解的判断:若体系内Q=K ,体系处于溶解平衡状态;Q>K ,体系内会有沉淀析
c sp c sp
出;QK 者先
c sp
形成沉淀。
(3)沉淀的转化与K 大小间的关系:组成形式相同的难溶物质,K 较大的沉淀易转化为K 较小的沉
sp sp sp
淀,但当二者K 相差不大时,反过来也可转化。
sp
【策略2】掌握溶液中各类平衡常数的计算方法及关系
(1)电离平衡常数(K)与电离度(α)的关系(以一元弱酸HA为例)
a
HA H+ + A-
起始浓度 c 0 0
酸
平衡浓度 c ·(1-α) c ·α c ·α
酸 酸 酸
K==。
a
若α很小,可认为1-α≈1,则K=c ·α2。
a 酸
(2)电离平衡常数与水解平衡常数的关系
①对于一元弱酸HA,K 与K 的关系
a h
HA H++A-,K(HA)=;
a
A-+HO HA+OH-,K (A-)=。
2 h
则K·K =c(H+)·c(OH-)=K ,故K =。
a h w h
②对于二元弱酸HB,K (H B)、K (H B)与K (HB-)、K (B2-)的关系
2 a1 2 a2 2 h h
HB-+HO HB+OH-,
2 2
K (HB-)===。
h
B2-+HO HB-+OH-,
2K (B2-)===。
h
【特别提示】
常温时,对于一元弱酸HA,当K>1.0×10-7时,K <1.0×10-7,此时将等物质的量浓度的HA溶液与
a h
NaA溶液等体积混合,HA的电离程度大于 A-的水解程度,溶液呈酸性;同理,当 K<1.0×10-7时,
a
K >1.0×10-7,A-的水解程度大于HA的电离程度,溶液呈碱性。对于多元弱酸,K =,K 是其阴离子结合
h h a
一个H+所形成的粒子的电离平衡常数。
(3)溶度积常数(K )的相关计算
sp
①M(OH) 悬浊液中K 、K 、pH间的关系
n sp w
M(OH) (s) Mn+(aq)+nOH-(aq)
n
K =c(Mn+)·cn(OH-)=·cn(OH-)==。
sp
②K 与溶解度(S)之间的计算关系
sp
对于AB型物质,其K =。
sp
【策略3】建立粒子浓度大小比较解题思维模型
酸或碱溶液——考虑电离
单一溶液
盐溶液——考虑水解
不反应 同时考虑电离和水解
生成酸或碱——考虑电离
混合溶液 不过量
反应 生成盐——考虑水解
过量 根据过量程度考虑电离或水解
不同溶液中某离 若其他离子能促进该离子的水解,则该离子浓度减小,若抑
子浓度的变化 制其水解,则该离子浓度增大
1.依据“3大守恒”,确定解题原则
(1)电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数相等。如在
NaCO 溶液中存在着Na+、CO2—、H+、OH-、HCO—,它们存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=2c(CO2—)+
2 3 3 3 3
c(HCO—)+c(OH-)。
3
(2)物料守恒:电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,离子种类增多,但某些关键性的原子总是
守恒的。c(Na+)=2[c(CO2—)+c(HCO—)+c(H CO)]
3 3 2 3
(3)质子守恒:指在电离或水解过程中,会发生质子(H+)转移,但在质子转移过程中其数量保持不变,
如在NaCO 溶液中:c(OH-)=c(HCO—)+2c(H CO)+c(H O+)。
2 3 3 2 3 3
2.锁定3种情况,判断溶液酸碱性
(1)电离能力大于水解能力,如:CHCOOH的电离程度大于 CHCOO-的水解程度,所以等浓度的
3 3
CHCOOH与CHCOONa溶液等体积混合后溶液显酸性;同理NH ·H O的电离程度大于NH +的水解程
3 3 3 2 4
度,等浓度的NH ·H O和NH Cl溶液等体积混合后溶液显碱性。
3 2 4
(2)水解能力大于电离能力,如:HClO的电离程度小于ClO-水解程度,所以等浓度的HClO与NaClO
溶液等体积混合后溶液显碱性。
(3)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式酸根的电离能力和水解能力哪一个更强。如在 NaHCO 溶液
3
中,HCO—的水解大于电离,故溶液显碱性;而在NaHSO 溶液中,HSO—的电离大于水解,故溶液显酸
3 3 3
性。
3.突破溶液中粒子浓度的“五模板”
(1)MCl(强酸弱碱盐)溶液
电荷守恒 c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
物料守恒 c(M+)+c(MOH)=c(Cl-)
粒子浓度 c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(MOH)>c(OH-)
(2)Na A(强碱弱酸盐)溶液
2
电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)
物料守恒 c(Na+)=2[c(H A)+c(HA-)+c(A2-)]
2
粒子浓度 c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+)
(3)NaHA(a:水解为主,b:电离为主)电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)
物料守恒 c(Na+)=c(H A)+c(HA-)+c(A2-)
2
a c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H A)>c(H+)>c(A2-)
2
粒子浓度
b c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)>c(H A)
2
(4)HA(弱酸)与NaA混合液(同浓度同体积)
(a:pH<7,b:pH>7)
电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
物料守恒 2c(Na+)=c(HA)+c(A-)
a c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
粒子浓度
b c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(5)MOH(弱碱)与MCl混合液(同浓度、同体积)
(a:pH>7,b:pH<7)
电荷守恒 c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
物料守恒 2c(Cl-)=c(MOH)+c(M+)
a c(M+)>c(Cl-)>c(MOH)>c(OH-)>c(H+)
粒子浓度
b c(MOH)>c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)
4.巧抓“五点”,突破中和滴定图像
反应的“起始”点 判断酸、碱的相对强弱
反应的“一半”点 判断是哪种溶质的等量混合
溶液的“中性”点 判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足
“恰好”反应点 判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性
反应的“过量”点 判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量例如:室温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH的变化如
图所示。
【策略4】掌握与K 、K 有关的图像分析
w sp
(1)直线型(pMpR曲线)
pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数
①直线AB上的点:c(M2+)=c(R2-);
②溶度积:CaSO>CaCO >MnCO;
4 3 3
③X点相对于CaCO 来说要析出沉淀,相对于CaSO 来说是不饱和溶液,能继续溶解CaSO;
3 4 4④Y点:c(SO 2—)>c(Ca2+),二者的浓度积等于10-5;
4
Z点:c(CO2—)K
sp
,将会有沉淀生
1×10-14 成
③直线AB的左上方均为碱性溶液,任意一 ③d点在曲线的下方,Qc(H+)>c( )>c(OH﹣)
5.(2023·河北唐山·统考模拟预测)25℃时,用NaOH调节CHCOOH溶液的pH,保持体系中
3
。粒子浓度的对数值(lgc)以、反应物的物质的量之比[]与pH的关系如图所示。下列有关说法错误的是
A.25℃时,CHCOOH的电离平衡常数的数量级为10-5
3
B.t=0.5时,
C.P 所示溶液:
1
D.P 所示溶液:
2
6.(2023上·河南周口·高三项城市第一高级中学校联考阶段练习)常温下, 、 和
在水中达沉淀溶解平衡时的pM-pH关系如图所示 ,M代表 、 或 ;
时可认为M离子沉淀完全,已知 , 。
下列叙述正确的是A.ⅰ曲线代表的是
B.a、b两点对应物质的 和溶解度均相同
C. 、 的混合溶液中 时二者能同时沉淀
D.“沉铜”时,若将pH从5.0提高到5.5,则铜损失的量降低至原来的10%
7.(2023·陕西汉中·统考一模)常温下,现有 的 溶液, 。已知含氮或含碳各
微粒的分布分数(平衡时某种微粒的浓度占各种微粒浓度之和的分数)与pH的关系如图所示,下列说法错误
的是
A.常温下,
B.向 的上述溶液中逐滴滴加 溶液时, 和 浓度都逐渐减小
C. 溶液中存在下列守恒关系:
D.当溶液的 时,溶液中存在下列关系:
8.(2023·河南新乡·统考一模)25℃时,向 的氨水中逐滴加入 的盐酸 ,向
的 溶液中逐滴加入 的 溶液 (无气体逸出),溶液的pH与 [
或 ]的关系如图所示。下列说法错误的是。A.曲线②中的
B.当 时,恒有关系:
C.当 时,两溶液pH均大于9.26
D.25℃时, 的 溶液的pH约为4.63
9.(2023上·湖南衡阳·高三湖南省衡南县第一中学校联考期中)常温下,用 调节 浊液的pH,
测得在通入 的过程中,体系中 (X代表 或 )与 的关系如图所示。下列说
法正确的是
已知: 为微溶于水,溶于盐酸,不溶于氢氟酸、乙醇和丙酮的固体。
A.
B.随着 的加入, 溶解度逐渐减小
C.p点对应的溶液中
D.m、n点时的溶液中均存在
10.(2023·陕西西安·西北工业大学附属中学校考模拟预测)难溶盐 可溶于盐酸,常温下,用盐酸调
节 浊液的 ,测得体系中 或 与 的关系如图。下列说法不正确的是A.N代表 与 的变化曲线
B.Y点的溶液中存在
C.常温下,
D.Z点的溶液中存在
11.(2024·广西北海·统考一模)柠檬酸是番茄中最常见的天然酸性物质,其分子结构简式为
(用 表示)。常温下,用 溶液滴定 溶液
的滴定曲线如图所示。已知常温下柠檬酸的电离常数为: 。
下列叙述正确的是
A.a点溶液中,B.b点溶液中,
C.常温下 溶液加水稀释过程中, 减小
D.常温下 的水解常数为
12.(2023·四川成都·石室中学校考一模)常温下,向 和 的混合液中滴加
溶液, 与 的关系如图所示。知: 代表 或 ;
;当被沉淀的离子的物质的量浓度小于 时,认为该离子已沉淀
完全。下列叙述错误的是
A.X、Z分别代表 与 的关系
B.常温下,弱酸 的电离常数
C.图中 点对应溶液的 为6.5,此时溶液中
D.向浓度均为 的 和 的混合溶液中逐滴加入 溶液,能通过沉淀的方
式将两种离子分离
13.(2023·山东德州·德州市第一中学校联考模拟预测) 为二元弱酸,常温下向 溶液滴加
固体(忽略溶液体积变化),溶液中 、 的百分含量 与 的关系如图所示,已知;如: 。下列说法不正确的是
A.曲线 是 的百分含量
B. 的 的数量级为
C.M点对应溶液中,
D. 溶液中
14.(2024·河北·校联考模拟预测)室温下,向0.1 三元中强酸HPO 溶液中缓慢加入NaOH固
3 4
体,忽略温度和溶液体积的变化,溶液中的HPO 、 、 和 的物质的量分数随溶液的pH
3 4
的变化如图所示[已知 ],下列叙述错误的是
A. 的数量级为
B.Q、Q 和Q 三点溶液中均存在:
1 2 3
C.NaHPO 溶液中:
2 4D.当pH=13时,
15.(2023·浙江宁波·统考模拟预测)已知 的电离常数 、 。常温下,难溶物
BaX在不同浓度盐酸(足量)中恰好不再溶解时,测得混合液中 与pH的关系如图所示:
下列说法正确的是
A.直线上任一点均满足:
B.M点:
C.N点: 约为
D. 约为