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3-7 混合酸碱滴定曲线
图形化呈现:以滴定曲线图为核心,展示pH 随滴定剂体积(或体积比)变化的关系。
混合体系:通常涉及强酸与弱酸的混合溶液,用强碱(如NaOH)滴定,反应分阶段进行。
多关键点:曲线上标注点(如a、b、c、d)对应特定反应阶段(如强酸中和点、弱酸半中和点、弱酸
完全中和点、滴定剂过量点)。
综合考查:融合酸碱平衡、电离常数、水解反应、守恒定律和水的电离等概念,要求定量计算和定性
分析相结合。
选项陷阱:选项常设计易混淆点,如忽略反应顺序、误解电离或水解主导、错误比较离子浓度等。
考查知识:
酸碱反应顺序:强酸优先于弱酸被中和。
弱酸电离常数(Ka)的计算与应用。
缓冲溶液原理及pH 计算(尤其半中和点pH≈pKa)。
水解反应对pH 和水的电离的影响。
离子浓度关系(物料守恒、电荷守恒、质子守恒)。
水的电离程度受酸、碱、盐影响的规律。
考查能力:
图像分析能力:从曲线中提取关键信息(如pH 值、体积比)。
逻辑推理能力:根据反应阶段推断溶液组成和性质。
计算能力:利用Ka、pH 等进行相关计算。
综合应用能力:将化学原理整合到具体情境中,识别陷阱。
考查方式:
通过选择题形式,给出滴定曲线和多个选项,要求判断正误。
选项覆盖Ka 计算、离子浓度比较、水的电离程度评估等。
强调对反应过程的分段理解和原理的灵活应用。
第一步 识别反应顺序:
o
确认混合酸中强酸和弱酸的种类。
o
理解滴定剂先与强酸反应,再与弱酸反应。
第二步 定位关键点:
o
分析曲线横纵坐标(如V(NaOH)/V(总) vs pH)。
o
识别关键点:
强酸完全中和点(第一个突跃或拐点)。
弱酸半中和点(pH≈pKa)。
弱酸完全中和点(第二个突跃)。
滴定剂过量点。
第三步 分析溶液组成:
o
在每个关键点确定溶质成分(如强酸盐、弱酸、弱酸盐、过量碱)。
o
注意浓度变化(稀释效应)。
第四步 应用化学原理:
o
计算Ka:利用半中和点或特定点pH(如Ka = [H⁺]²/[HA]近似)。
o
比较离子浓度:应用物料守恒、电荷守恒、质子守恒。
o
评估水的电离:酸或碱抑制水的电离,水解盐促进水的电离。
第五步 验证选项:
o
逐一检查选项,确保基于正确溶液组成和原理。
o
注意常见陷阱(如反应顺序、水解与电离主导)。
酸碱反应顺序:强酸 > 弱酸(基于电离程度)。
弱酸电离常数(Ka):Ka = [H⁺][A⁻]/[HA],pKa = -log Ka。
缓冲溶液:当[HA] = [A⁻]时,pH = pKa。
水解常数(Kh):对于弱酸根,Kh = Kw/Ka(Kw = 1×10⁻¹⁴,常温)。
水的电离:受[H⁺]或[OH⁻]影响,酸或碱抑制,水解盐促进。
守恒定律:
物料守恒:元素或基团总浓度守恒(如c(Cl⁻) = c(Na⁺)在特定点)。
电荷守恒:溶液中正负电荷平衡。
质子守恒:得质子与失质子物质相等(如水电离的H⁺和OH⁻)。
滴定曲线特征:
突跃点对应中和点,斜率变化反映缓冲能力。
强酸突跃明显,弱酸突跃较平缓。
忽略反应顺序:误以为滴定剂同时与所有酸反应,导致溶液组成分析错误。
错用Ka 计算:在半中和点外误用pH = pKa,或未考虑近似条件。
误解水的电离:
在强酸或强碱点认为水的电离程度大。
忽略水解盐对水的电离的促进作用。
离子浓度比较错误:
未考虑电离或水解程度(如缓冲溶液中c(HA)与c(A⁻)比较)。
忽略守恒关系(如电荷守恒用于推导浓度关系)。
图形解读错误:误读关键点的体积比或pH 值(如将半中和点视为完全中和
点)。
混淆强酸和弱酸的影响:如强酸中和后溶液仍酸性,但误以为中性。
【典例】
【审题】
1.(2023·湖南·高考真题)常温下,用浓度为
的
标准溶液滴定浓度均为
的
和
的混合溶液,滴定过
程中溶液的
随
(
)的变化曲线如图
所示。下列说法错误的是
理解系统与反应顺
序:
混合酸:HCl (强酸)和CH₃COOH (弱
酸)。
滴定剂:NaOH(强碱)。
反应顺序:NaOH 先与HCl 反应,完全中和
后再与CH₃COOH 反应。
分析曲线关键点:
点a:V(NaOH)/V(总) ≈1(从曲线推断),
pH=3.38。解析指出a 点为HCl 完全中和
点,溶质为NaCl 和CH₃COOH。
点b:V(NaOH)/V(总) ≈ 1.5 解析指出b 点为
CH₃COOH 半中和点,溶质为NaCl 、
CH₃COOH 和CH₃COONa。
A.
约为
B.点a:
C.点b:
D.水的电离程度:
【答案】D
【解析】NaOH 溶液和HCl、CH3COOH 混酸反应时,先与
强酸反应,然后再与弱酸反应,由滴定曲线可知,a 点
时NaOH 溶液和HCl 恰好完全反应生成NaCl 和水,
CH3COOH 未发生反应,溶质成分为NaCl 和
CH3COOH;b 点时NaOH 溶液反应掉一半的
CH3COOH,溶质成分为NaCl、CH3COOH 和
CH3COONa;c 点时NaOH 溶液与CH3COOH 恰好完全
反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d 点时NaOH 过
量,溶质成分为NaCl、CH3COONa 和NaOH,据此解
答。
A.由分析可知,a 点时溶质成分为NaCl 和CH3COOH,
c(CH3COOH)=0.0100mol/L,c(H+)=10-3.38mol/L,
=
=10-4.76,故A 正确;
B.a 点溶液为等浓度的NaCl 和CH3COOH 混合溶液,存在
物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)
+c(CH3COO-),故B 正确;
C.点b 溶液中含有NaCl 及等浓度的CH3COOH 和
CH3COONa,由于pH<7,溶液显酸性,说明CH3COOH
的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则
点c:CH₃COOH 完全中和点,溶质为NaCl
和CH₃COONa。
点d :NaOH 过量,溶质为NaCl 、
CH₃COONa 和NaOH。
应用原理验证选
项:
A 选项:计算Ka。a 点c(CH₃COOH)=0.0100
mol/L ,pH=3.38→[H⁺]=10⁻³·³⁸ 。近似计算
Ka=[H⁺]²/[HA]=10⁻⁶·⁷⁶/0.0100=10⁻⁴·⁷⁶
,
正
确。
B 选项:点a 物料守恒。溶质为NaCl 和
CH₃COOH ,c(Na⁺)=c(Cl⁻) (来自NaOH 和
HCl 中和),c(CH₃COOH)+c(CH₃COO⁻)=初
始
CH₃COOH
浓
度
,
故
c(Na⁺)=c(Cl⁻)=c(CH₃COOH)+c(CH₃COO⁻) ,
正确。
C
选项:点
b
为缓冲体系,
[CH₃COOH]=[CH₃COO⁻] ?但pH<7 ,说明
CH₃COOH
电
离
主
导
,
故
c(CH₃COOH)<c(CH₃COO⁻),正确。
D 选项:水的电离程度比较。c 点
CH₃COONa 水解促进水的电离,d 点NaOH
过量抑制水的电离,故c>d 。但选项说
a<b<c<d(即d 点最大),错误。
结论:D 选项错
误,符合答案。
审题要点:
紧扣反应顺序分析各点溶液组成。
利用pH 和体积比计算Ka 时注意近似
条件。
比较水的电离时,结合溶质性质(酸
抑制、碱抑制、水解盐促进)。
物料守恒中注意离子来源和总浓度关
系。
c(CH3COOH)<c(CH3COO-),故C 正确;
D.c 点溶液中CH3COO-水解促进水的电离,d 点碱过量,会
抑制水的电离,则水的电离程度c>d,故D 错误;
答案选D。
1.(2025·广西南宁·模拟预测)常温下用0.02mol/LNaOH 溶液滴定20.00mL 浓度均为
和
的混合溶液。滴定过程中溶液的pH 随
的变化曲线如图所示(不考虑气体逸
出)。下列说法正确的是
A.水的电离程度:
B.滴定过程中,
C.
的电离常数约为
D.b 点
【答案】A
【解析】A.由分析可知,a 点溶质为等物质的量的NaCl 和
,b 点溶质为
和
,c 点溶质为NaCl 和
,
水解对水的电离起促进作用,
电离出的
OH 对水的电离起抑制作用,故水的电离程度:
,A 正确;B.根据物料守恒可知,滴定过程
中,
,B 错误;C.由分析可知,a 点溶液中溶质为NaCl 和
,此时溶液中
,
,则
,
,
,
的电离常数约为
,C 错误;D.由分析可知,
点溶质为
和
,
和
的浓度相等,此时溶液显碱性,即
的电离大于
的水
解,故离子浓度关系为:
,D 错误;故选A。
2.(23-24 高三上·陕西·阶段练习)常温下,用浓度为
的NaOH 标准溶液滴定浓度均为
的HCl 和
的混合溶液,滴定过程中溶液的pH 随
的变化曲
线如图所示。下列说法错误的是
A.
约为
B.水的电离程度:a<b<c<d
C.点b:
D.点a:
【答案】B
【解析】NaOH 溶液与HCl 和
的混酸反应时,先与HCl 反应,再与
反应。由滴定曲
线可知,a 点时NaOH 溶液和HCl 恰好完全反应生成NaCl 和水,
未发生反应,溶质成分为
NaCl 和
;b 点时NaOH 溶液反应掉一半的
,溶质成分为NaCl、
和
;c 点时NaOH 溶液与
恰好完全反应,溶质成分为NaCl、
;d 点
时NaOH 过量,溶质成分为NaCl、
和NaOH。A.由以上分析可知,a 点时
,
,
,故A 正确;B.c 点溶液中
水解,促进水的电离,d 点碱过量,抑制水的电离,则水的电离程度
,故B 错误;C.点b 溶液
中含有NaCl 及等浓度的
和
,由于
,溶液显酸性,说明
的电
离程度大于
的水解程度,则
,故C 正确;D.a 点溶液为等浓
度的NaCl 和
混合溶液,存在物料守恒关系
,故D 正确;故选B。
3.(2023·浙江·二模)
时,利用
的
溶液滴定
未知浓度的
和
的
混合溶液,其滴定曲线如图所示。已知两溶液中
的浓度相同,
时
的
。下列说法
不正确的是
A.滴定
溶液至终点时,
B.曲线Ⅱ只出现一个突跃点其原因可能是
与
的
值相差不够大
C.
混合溶液滴定过程中溶液的导电能力逐渐降低
D.
混合溶液滴定至
点时,
已经参与反应
【答案】C
【解析】曲线I 为滴定HF 的pH 变化曲线,发生pH 突跃时为滴定终点,则消耗9mL NaOH 溶液,曲线II
为混合酸的滴定曲线,且两溶液中HF 浓度相同,所以滴定混合溶液中的HF 也需消耗9mLNaOH 溶
液,曲线II 共消耗15mLNaOH 溶液,则HNO3消耗6mLNaOH 溶液。A.滴定HF 溶液至终点时,HF
与NaOH 恰好完全反应,生成NaF,溶液中F-水解,使溶液呈碱性,因此离子浓度大小关系为
,A 正确;B.当两种酸混合溶液被滴定时,如果两者电离程度相差
不大,则滴定曲线只出现一个突跃点,B 正确;C.HF 是弱电解质,滴定时生成NaF 是强电解质,因
此导电能力也会有增强,不会一直降低,C 错误;D.混合溶液滴定时,先反应的是强酸,硝酸只需
要6 mL NaOH 溶液就反应完全,a 点时消耗9mLNaOH 溶液,此时HF 已经参与反应,D 正确;故选
C。