文档文本内容
3-6 多元酸碱滴定曲线
形式:以图像题为主,呈现pH—体积曲线、分布系数—pH 曲线、导电能力—体积曲线等。
内容:围绕多元弱酸(或弱碱)的滴定过程,考查滴定过程中溶液成分、pH 变化、离子浓度关系、
电离平衡常数计算等。
特点:
图像复杂,常带有多条曲线、多个终点;
融合图像分析、定量计算、概念判断;
常与分布系数、缓冲体系、指示剂选择结合考查。
考查知识:
多元酸的分步电离与滴定反应;
分布系数(δ)与pH 的关系;
滴定曲线各点的成分判断与pH 计算;
离子浓度大小比较(电荷守恒、物料守恒、质子守恒);
指示剂选择与终点判断;
电离常数(Ka/Kb)的计算与应用。
考查能力:
图像解读能力:从曲线中提取关键点(起点、半中和点、终点);
逻辑推理能力:推断滴定过程中物种变化;
定量计算能力:利用KA.pH、体积等进行计算;
综合判断能力:结合守恒关系、平衡移动进行分析。
第一步 审图定性
明确横纵坐标含义(VNaOH、pH、分布系数δ、导电率等)
识别关键点:起点、终点、交点、突变点、半中和点
第二步 判断反应阶段
确定滴定反应式(如 H₂A → HA⁻ → A²⁻)
判断各阶段溶质组成(酸、盐、碱)
第三步 分析图像趋势
分布系数曲线:δ 最大处为对应型体主导
pH 曲线:突变点对应终点;平台区对应缓冲区间
第四步 应用守恒关系
电荷守恒、物料守恒、质子守恒
用于离子浓度比较或守恒式判断
第五步 计算常数(如Ka)
利用半中和点(pH = pKa)
或利用特定点浓度比计算Ka
第六步 验证选项
逐一判断每个选项与图像、计算、守恒是否一致
注意“下列说法正确/错误”类反向设问
知识点
说明
多元酸分步电离
H₂A ⇌ H⁺ + HA⁻;HA⁻ ⇌ H⁺ + A²⁻
分布系数 δ
某物种浓度占总酸浓度的比例
滴定终点判断
第一终点:pH = pKa₂?第二终点:pH > 7?
指示剂选择
酚酞(8.2~10)、甲基橙(3.1~4.4)
守恒关系
电荷守恒、物料守恒、质子守恒
导电性变化
与离子浓度、种类、迁移率有关
缓冲区域
pH ≈ pKa,[HA⁻] ≈ [A²⁻]
错误类型
说明
避免方法
误判滴定终点 pH
以为终点一定为 pH=7
终点取决于生成盐的性质
忽略水的电离
在极稀或极碱溶液中忽略 H⁺/OH⁻
检查 pH 是否接近 7
混淆分布系数曲线
误认 δ(HA⁻) 与 δ(A²⁻) 曲线
根据起点和交点判断
误用 Ka 公式
未注意使用的是 Ka1 还是 Ka2
明确当前主要物种
忽略体积变化
计算浓度时未考虑混合后体积
使用 c = n/V 总
【典例】
【审题】
1.(2019·全国I 卷·高考真题)NaOH 溶液滴定邻苯二甲酸
氢钾(邻苯二甲酸H2A 的Ka1=1.1×10−3 ,Ka2=3.9×10−6)
溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其
中b 点为反应终点。下列叙述错误的是
A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B.Na+与A2−的导电能力之和大于HA−的
C.b 点的混合溶液pH=7
D.c 点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH−)
【答案】C
【解析】邻苯二甲酸氢钾为二元弱酸酸式盐,溶液呈酸性,
向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液,两者反应
生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中离子浓度增
大,导电性增强,邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠为强碱
弱酸盐,邻苯二甲酸根在溶液中水解使溶液呈碱性。
A.向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液,两者反应
读题干,明确体系:
滴定对象:邻苯二甲酸氢钾(HA⁻);
已知 Ka1 = 1.1×10⁻³,Ka2 = 3.9×10⁻⁶;
曲线为导电能力—体积图,b 为终点。
分析图像趋势:
a→b:导电能力上升,说明离子浓度增加
(Na⁺、A²⁻生成);
b→c:导电能力继续上升,但斜率变化,说
明加入过量 NaOH。
逐项判断选项:
A:导电能力与离子浓度和种类有关 → 正
确;
B:Na⁺ + A²⁻ 导电能力 > HA⁻ → 正确
(从 a→b 导电性增强可推);
C:b 点 pH = 7?
b 点为 Na₂A 溶液,A²⁻ 水解呈碱性 → pH
> 7 → C 错误;
D:c 点 c(Na⁺) > c(K⁺) > c(OH⁻)
c 点有 Na₂A + NaOH,Na⁺ 最多,K⁺ 次
之,OH⁻ 最少 → 正确。
结论:选 C。
生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中Na+和A2—
的浓度增大。由图象可知,溶液导电性增强,说明导电
能力与离子浓度和种类有关,故A 正确;
B.a 点和b 点K+的物质的量相同,K+的物质的量浓度变化
不明显,HA—转化为A2—,b 点导电性强于a 点,说明
Na+和A2—的导电能力强于HA—,故B 正确;
C.b 点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应
生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,邻苯二甲酸钾为强
碱弱酸盐,A2—在溶液中水解使溶液呈碱性,溶液pH>
7,故C 错误;
D.b 点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应
生成等物质的量的邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液
中c(Na+)和c(K+)相等,c 点是继续加入氢氧化钠
溶液后,得到邻苯二甲酸钾、邻苯二甲酸钠、氢氧化钠
的混合溶液,则溶液中c(Na+)>c(K+),由图可
知,a 点到b 点加入氢氧化钠溶液的体积大于b 点到c 点
加入氢氧化钠溶液的体积,则溶液中c(K+)>c(OH
—),溶液中三者大小顺序为c(Na+)>c(K+)>c
(OH—),故D 正确。
故选C。
1.(2020·全国I 卷·高考真题)以酚酞为指示剂,用0.1000 mol·L−1的NaOH 溶液滴定20.00 mL 未知浓度
的二元酸H2A 溶液。溶液中,pH、分布系数随滴加NaOH 溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。[比
如A2−的分布系数:
]
下列叙述正确的是
A.曲线①代表
,曲线②代表
B.H2A 溶液的浓度为0.2000 mol·L−1
C.HA−的电离常数Ka=1.0×10−2
D.滴定终点时,溶液中
【答案】C
【解析】根据图象,曲线①代表的粒子的分布系数随着NaOH 的滴入逐渐减小,曲线②代表的粒子的分布
系数随着NaOH 的滴入逐渐增大,粒子的分布系数只有1 个交点;当加入40mLNaOH 溶液时,溶液的
pH 在中性发生突变,且曲线②代表的粒子达到最大值接近1;没有加入NaOH 时,pH 约为1,说明
H2A 第一步完全电离,第二步部分电离,曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),根据反应
2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)=
=0.1000mol/L,据此分析作答。A.根据分
析,曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),A 错误;B.当加入40.00mLNaOH 溶液时,溶液的pH 发
生突变,说明恰好完全反应,结合分析,根据反应2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)=
=0.1000mol/L,B 错误;C.由于H2A 第一步完全电离,则HA-的起始浓度为
0.1000mol/L,根据图像,当VNaOH=0 时,HA-的分布系数为0.9,溶液的pH=1,A2-的分布系数为0.1,
则HA-的电离平衡常数Ka=
=
≈1×10-2,C 正确;D.用酚酞
作指示剂,酚酞变色的pH 范围为8.2~10,终点时溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),溶液中的电荷守恒为
c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),则c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-),D 错误;答案选C。
2.(24-25 高三下·湖南·阶段练习)
时,用
溶液滴定同浓度的
溶液,
被滴定
分数[
]与pH、微粒分布分数[
,X 表示
、
或
]
的关系如图所示,下列说法不正确的是
A.可以选酚酞作为此滴定实验第二滴定终点的指示剂
B.
时,
第一步电离平衡常数
C.c 点
D.
时,溶液中
【答案】D
【解析】A.根据图示,此滴定实验第二滴定终点溶质为
,溶液呈碱性,酚酞的变色范围是8.2~10,
所以可用酚酞作指示剂,A 正确;B.根据图示,
时,此时对应a 点,溶液pH 为4,
时,
第一步电离平衡常数为
,B 正确;C.由图可知,C 点溶液,
,
,根据电荷守恒:
,
,C
正确;D.根据图示,
时,此时对应c 点,溶液pH 为7,故根据
,
,可知
时,
溶液
,D 错误;故选D。
3.(2024·陕西榆林·二模)常温下,等浓度的
磷酸
溶液、
硫酸
溶液及
草酸
溶液分别用
溶液滴定,滴定曲线如图。
已知:常温下,
的
依次为
;
的
依次为
。下列说法正确的是
A.曲线X 代表
B.
C.当V(
溶液)
时,曲线Y 对应的溶液中:
D.
溶液中存在:
【答案】C
【解析】据图可知,当加入的NaOH 溶液达到50.00mL 时,曲线X、Y 的pH 发生两次突变,Z 发生一次突
变,则曲线Z 代表的应为强酸,即H2SO4,由H2C2O4和H3PO4的Ka1可知,等浓度的H2C2O4溶液的pH
小于H3PO4,即Y 代表H2C2O4,X 为三元酸H3PO4,以此解答。A.由分析可知,X 为三元酸,即
H3PO4,A 错误;B.由图可知,向等浓度的
磷酸
溶液、
硫酸
溶液及
草酸
溶液中加入50mL
溶液时,三种酸与消耗的NaOH 物质的量之
比都为1∶2,则
,B 错误;C.Y 是H2C2O4,当V(
溶液)
时,得到Na2C2O4
溶液,由电荷守恒和物料守恒可得质子守恒:
,C 正确;
D.X 为H3PO4,当V(
溶液)
时,得到
溶液,溶液呈碱性,说明
的水
解程度大于电离程度,则存在:
,D 错误;故选C。
4.(2024·河南焦作·一模)常温下,二元弱酸
的
,
。已知:
,用
溶液滴定
溶液,滴定过程中溶液的
随
的变化曲线如图所示(假设溶液体积具有加和性)。
下列说法错误的是
A.A.B.c 三点水电离出的
依次增大
B.a 点溶液中:
C.b 点溶液中:
D.
时,
【答案】D
【解析】用0.1 mol/L NaOH 溶液滴定20 mL0.1mol/L H2A 溶液,当加入20mlNaOH 溶液时正好生成
NaHA,此时发生第一次突变,即b 点,pH=2.75,说明NaHA 的电离程度大于水解程度,加入
30mlNaOH 溶液时,溶液中NaHA 和Na2A 为1:1,当加入40mlNaOH 溶液时正好生成Na2A,即d 点,
H2A 的pKa1=−lgKa1,则Ka1=10-1.23,pKa2=−lgKa2,则Ka2=10-4.19,据此回答。A.从a 到c 的过程,H2A
的浓度逐渐减小,a 点溶质为H2A 和NaHA,b 点溶质为NaHA,c 点溶质为NaHA 和Na2A,水的电离
程度逐渐增大,所以A.B.c 三点水电离出的c(H+)依次增大,A 正确;B.a 点pH=1.23,c(H+)=10-
1.23mol/L,
,则c(HA-)=c(H2A),由电荷守恒:
,且溶液为酸性,即c(H+)>c(OH-)可知,c( Na+)<2c(A2-) +
c(H2A),B 正确;C.b 点的溶质为NaHA,根据物料守恒:
和电荷守恒
可知,
,C 正确;D.η=1.5
时,溶液中NaHA 和Na2A 为1:1,根据物料守恒:
mol/L,D
错误;故选D。