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3-8 弱酸碱盐溶液滴定曲线
题型形式:多为单选题,配以滴定曲线图(如pH-V 曲线、分布分数曲线),考查盐溶液或混合溶液
的滴定过程。
曲线类型:
pH 随滴定剂体积变化曲线:显示滴定过程中pH 的突变点,用于判断终点和阶段。
分布分数曲线:显示各组分(如酸、碱、盐形态)随pH 变化的分布情况。
内容特点:
涉及多元酸/碱滴定(如碳酸钠、碳酸氢钠)、缓冲溶液滴定(如醋酸-醋酸钠、氨水-氯化铵)。
常与电离平衡、水解平衡、守恒关系(电荷、物料、质子)结合。
选项多涉及曲线识别、离子浓度比较、常数计算、指示剂选择等。
难度:中等偏上,要求学生具备较强的图像分析能力和综合应用知识能力。
考查知识:
酸碱电离理论:弱酸/弱碱的电离常数(Ka、Kb)、水解常数(Kh)。
滴定原理:滴定终点、突跃范围、指示剂选择(酚酞、甲基橙等)。
溶液平衡:缓冲溶液pH 计算、盐类水解、分布分数概念。
守恒关系:电荷守恒、物料守恒、质子守恒。
考查能力:
图像分析能力:从曲线中提取关键信息(如起点、中和点、终点)。
逻辑推理能力:根据曲线判断溶液成分、比较离子浓度、推断反应阶段。
计算能力:利用常数进行pH 或浓度计算,注意体积变化。
应用能力:将化学原理与实际滴定过程结合,解决复杂问题。
考查方式:
通过曲线混淆设置陷阱(如曲线对应关系错误)。
要求判断选项正误,涉及定量计算和定性分析。
常以高考真题或模拟题形式出现,综合性强。
步骤1:识别滴定类型
确定滴定剂(如HCl、NaOH)和被滴定物(如盐、混合溶液)。
判断是强酸滴定弱碱、强碱滴定弱酸,还是多元酸/碱滴定。
步骤2:分析曲线图
查看横纵坐标(如V(HCl) vs pH,或pH vs 分布分数)。
标记关键点:起点pH、半中和点、中和点(突变点)、终点。
对于分布分数曲线,识别各组分(如H₂A、HA⁻、A²⁻)的分布区域。
步骤3:确定溶液成分
根据滴定阶段,写出反应方程式,确定溶质(如盐、酸、碱或混合物)。
注意体积变化对浓度的影响(如稀释效应)。
步骤4:应用化学原理
使用电离常数(Ka/Kb)或水解常数比较pH 或离子浓度。
应用守恒关系(电荷、物料、质子)列式分析。
对于缓冲溶液,使用Henderson-Hasselbalch 方程。
步骤5:验证选项
逐一分析选项,结合计算和推理判断正误。
注意常见陷阱,如忽略水解、误用守恒、混淆曲线。
酸碱理论:
弱酸/弱碱电离平衡:Ka = [H⁺][A⁻]/[HA], Kb = [OH⁻][BH⁺]/[B]。
Kw = [H⁺][OH⁻] = 10⁻¹⁴ (25°C)。
盐类水解:
弱酸强碱盐(如CH₃COONa)水解显碱性,Kh = Kw/Ka。
弱碱强酸盐(如NH₄Cl)水解显酸性,Kh = Kw/Kb。
弱酸弱碱盐(如CH₃COONH₄)水解程度取决于Ka 和Kb 相对大小。
缓冲溶液:
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])(Henderson-Hasselbalch 方程)。
滴定曲线:
突跃范围:终点附近pH 急剧变化区间。
指示剂选择:酚酞(pH 8.2-10.0)、甲基橙(pH 3.1-4.4)。
分布分数:
对于多元酸H₂A,分布分数δ(HA⁻) = [HA⁻]/([H₂A] + [HA⁻] + [A²⁻])。
守恒关系:
电荷守恒:∑正电荷浓度 = ∑负电荷浓度。
物料守恒:某元素总浓度不变。
质子守恒:得质子数 = 失质子数(可由电荷和物料守恒推导)。
常见滴定系统:
Na₂CO₃ + HCl:先生成NaHCO₃,再生成H₂CO₃。
CH₃COOH + NaOH:生成CH₃COONa。
NH₃·H₂O + HCl:生成NH₄Cl。
曲线混淆:误将碳酸钠曲线当作碳酸氢钠曲线,或混淆缓冲溶液的滴定曲线。
o
应对:比较起始pH 和突变点位置,碳酸钠起始pH 更高。
忽略体积变化:滴定中溶液体积增加,影响浓度计算。
o
应对:计算时使用总体积(初始体积 + 滴定剂体积)。
守恒关系错误:
o
电荷守恒漏掉离子(如H⁺或OH⁻)。
o
物料守恒系数错误(如Na₂CO₃ 中c(Na⁺) = 2c(CO₃²⁻) + 2c(HCO₃⁻) + 2c(H₂CO₃))。
水解与电离误解:
o
认为CH₃COONa 溶液只水解,忽略水的电离。
o
误判NH₄⁺水解程度与NH₃·H₂O 电离程度大小。
指示剂选择错误:
o
酚酞用于酸性终点或甲基橙用于碱性终点。
o
应对:根据终点pH 选择指示剂。
分布分数概念不清:
o
分布分数是比值,不是绝对浓度。
o
应对:理解δ(X) = [X] / 总浓度。
常数计算错误:
o
误用Ka 或Kb,如将pKa 当作Ka。
o
应对:记住pKa = -log(Ka),并注意常数关系(如Ka × Kb = Kw)。
【典例】
【审题】
1.(2024·广西·高考真题)常温下,用
溶液分别滴定下列两种混合溶液:
Ⅰ.20.00mL 浓度均为
和
溶液
Ⅱ.20.00mL 浓度均为
和
溶液
两种混合溶液的滴定曲线如图。已知
,下列说法正
确的是
A.Ⅰ对应的滴定曲线为N 线
B.
点水电离出的
数量级为
C.
时,Ⅱ中
D.
时,Ⅰ中
之和小于Ⅱ
中
之和
理解溶液成分:
Ⅰ是醋酸-醋酸钠缓冲溶液,初始pH 由
Ka(CH₃COOH) ≈ 10-4.76 决定,pH ≈ pKa =
4.76。
Ⅱ是氨水-氯化铵缓冲溶液,初始pH 由
Kb(NH₃·H₂O) =10-4.76决定,pH ≈ 14 - pKb =
9.24。
因此,起始pH:Ⅱ > Ⅰ,但曲线图中M 和
N 的起始pH 相近,需进一步分析。
分析滴定反应:
加入NaOH 后:
对于Ⅰ:NaOH 与CH₃COOH 反应,生成
CH₃COONa 。当V(NaOH)=40 mL 时,
NaOH 过量,溶质为CH₃COONa 和少量
NaOH(但解析中提到“氯化钠”,可能笔
误,应为醋酸钠和钠盐)。
对于Ⅱ:NaOH 与NH₄Cl 反应,生成
NH₃·H₂O。当V(NaOH)=40 mL 时,NaOH
过量,溶质为NH₃·H₂O 和少量NaOH。
比较终点碱性:CH₃COONa 水解,Kb =
Kw/Ka = 10⁻⁹.²⁴ ;NH₃·H₂O 电离,Kb =
10⁻⁴.⁷⁶。故NH₃·H₂O 碱性更强,pH 更高。
因此,V=40 mL 时,Ⅱ的pH > Ⅰ的pH,曲
线N 对应Ⅱ,曲线M 对应Ⅰ。
验证选项:
A 选项:Ⅰ对应N 线?错误,应为M 线。
B 选项:a 点水电离出的[H⁺]数量级?a 点
在曲线M 上,溶质为CH₃COONa 和NaCl
(可能),pH≈8,水电离[H⁺] = [OH⁻] =
10⁻⁶,数量级10⁻⁶,但解析说10⁻⁷,需计算
确认。
C 选项:V=20 mL 时,Ⅱ中c(NH₄⁺) 与
c(NH₃·H₂O) 比较?此时溶质为NH₄Cl 和
NH₃·H₂O,但加入NaOH 消耗部分NH₄⁺,
需根据物料守恒分析。
D 选项:V=10 mL 时,离子浓度总和比
较?考虑体积变化和守恒关系。
最终根据解析,D 正确。
审题要点:
关注混合溶液的初始状态和滴定反应。
利用常数比较水解和电离程度。
注意体积变化对浓度的影响。
结合曲线特征(如pH 值)推理。
1.(2022·浙江·高考真题)某同学在两个相同的特制容器中分别加入20mL0.4mol·L-1Na2CO3溶液和
40mL0.2mol·L-1NaHCO3溶液,再分别用0.4mol·L-1盐酸滴定,利用pH 计和压力传感器检测,得到如
图曲线:
下列说法正确的是
A.图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸
B.当滴加盐酸的体积为V1mL 时(a 点、b 点),所发生的反应用离子方程式表示为:HCO +H+=CO2↑+H2O
C.根据pH—V(HCl)图,滴定分析时,c 点可用酚酞、d 点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
D.Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(CO
)=c(OH-)-c(H+)
2.(2021·辽宁·高考真题)用
盐酸滴定
溶液,溶液中
、
、
的分
布分数
随pH 变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是【如
分布分数:
】
A.
的
为
B.c 点:
C.第一次突变,可选酚酞作指示剂
D.
3.(2025·江西南昌·一模)常温下,用浓度为
的
标准溶液滴定10mL 浓度均为
的NaOH 和
的混合溶液,溶液中含A 微粒的分布分数随pH 变化曲线及滴定曲线
如图(忽略溶液混合后体积变化)。下列说法错误的是
A.
的
B.点a:
C.
D.点c:
4.(2024·四川德阳·二模)某化学兴趣小组同学在室温下用未知浓度的盐酸溶液滴定
,溶液,通过数字化仪器监测
变化,得到如下滴定曲线,
段有大量
气泡产生,下列说法错误的是
A.
溶液中:
B.C 点溶液中存在:
C.
段发生的主要反应为:
D.确定
两个滴定终点。可分别用酚酞和和甲基橙做指示剂