高考化学酸碱中和滴定曲线的几个考向

◇ 山东 崔志国

酸碱中和滴定曲线题主要考查弱电解质电离平衡常数计算、滴定过程中溶液p H的变化、溶液中离子浓度大小关系、水的电离变化等．

1 考查电离常数的计算

例1常温下,H2A是一种易溶于水的二元酸,将Na OH溶液滴入等物质的量浓度的H2A溶液中,溶液中H2A、HA－、A2－的物质的量分数随溶液p H的变化关系如图1所示．下列说法错误的是( )．

图1

A．常温下,H2A⇌HA－＋H＋的电离平衡常数Ka1＝10－3．30

B．当c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)时,溶液呈中性

C．p H＝6．27时,c(A2－)＝c(HA－)＞c(H＋)＞c(OH－)

D．V(Na OH 溶液)∶V(H2A 溶液)＝3∶2时,2c(Na＋)＋c(OH－)＝2c(H2A)＋c(HA－)＋c(H＋)

选项 A 正确．溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－),当c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)时,c(H＋)＝c(OH－),溶液呈中性,选项B正确．p H＝6．27时,c(A2－)＝c(HA－),溶液显酸性,溶液中离子浓度关系为c(A2－)＝c(HA－)＞c(H＋)＞c(OH－),选项C正确．物质的量浓度相等时,V(Na OH溶液)∶V(H2A溶液)＝3∶2,则溶液中存在物料守恒,2c(Na＋)＝3c(A2－)＋3c(HA－)＋3c(H2A),电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－),两式相减可得c(Na＋)＋c(OH－)＝3c(H2A)＋2c(HA－)＋c(A2－)＋c(H＋),选项D错误．答案为D．

点评

依据酸碱中和滴定曲线计算弱酸的电离平衡常数,关键是根据滴定曲线找出对应酸分子和酸根离子浓度相同的点的p H,这样就可以把酸分子浓度和酸根离子浓度在计算式中约去,利用氢离子浓度计算弱酸的电离平衡常数．

2 考查溶液中离子浓度大小比较

例2常温下,用0.10mol·L－1盐酸分别滴定20.00 m L浓度均为0.10mol·L－1Na CN 溶液和CH3COONa溶液,所得滴定曲线如图2所示(忽略体积变化)．下列说法正确的是( )．

图2

A．溶液中阳离子的物质的量浓度之和：点②等于点③

B．点①所示溶液中：c(CN－)＋c(HCN)＜2c(Cl－)

C．点②所示溶液中：c(Na＋)＞c(Cl－)＞c(CH3COO－)＞c(CH3COOH)

D．点④所示溶液中：c(Na＋)＋c(CH3COOH)＋c(H＋)＞0.10mol·L－1

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分析点②和③溶液中的阳离子都是Na＋和H＋,溶液的p H相等,c(H＋)相等,n(Na＋)相等,但溶液体积不同,则c(Na＋)不等,因此阳离子的物质的量浓度之和不等,选项A错误．点①溶液中Na CN、HCN、Na Cl物质的量浓度相同,根据物料守恒,c(CN－)＋c(HCN)＝2c(Cl－),选项B错误．点②溶液中CH3COONa、CH3COOH和Na CN物质的量浓度相同,溶液的p H＝5,说明以CH3COOH的电离为主,故c(CH3COO－)＞c(Cl－),选项C错误．点④溶液为物质的量浓度均为0.05mol·L－1的CH3COOH和Na Cl,则c(Na＋)＝c(Cl－)＝0.05 mol·L－1,c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝0.05mol·L－1．根据电荷守恒,c(CH3COO－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＋c(H＋),又 Na＋和 Cl－浓度相等,因此c(CH3COO－)＝c(H＋)－c(OH－),则c(Na＋)＋c(CH3COOH)＋c(H＋)＝0.05 mol·L－1＋0.05 mol·L－1,c(CH3COO－)＋c(H＋)＝0.1 mol·L－1－c(H＋)＋c(OH－)＋c(H＋)＝0.1mol·L－1＋c(OH－)＞0.1mol·L－1,选项D正确．答案为D．

点评

判断溶液中离子浓度大小,首先要知道溶液中的溶质以及它们之间量的关系；其次要判断出溶液的酸、碱性；最后对于复杂的关系式,还要借助电荷守恒和物料守恒进行比较．

3 考查滴定过程中水的电离变化

例3常温下,100m L0.1mol·L－1的 H2A溶液中滴加0.1mol·L－1Na OH溶液,含A元素相关微粒物质的量随p H的变化如图3所示．下列说法正确的是( )．

图3

A．将等浓度、等体积的Na2A与H2A溶液混合后,溶液显碱性

B．等体积、等浓度的Na OH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水大

C．X点溶液中含A元素的相关离子存在以下关系：c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.1mol·L－1

D．Y点溶液中存在以下关系：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋3c(HA－)

分析等浓度、等体积的Na2A与H2A溶液反应生成Na HA溶液,根据图示可知Na HA溶液显酸性,选项A错误．等体积、等浓度的Na OH溶液与H2A溶液反应恰好产生 HA－,溶液为酸性,说明HA－的电离程度大于HA－的水解程度,抑制水的电离,其溶液中水的电离程度比纯水小,选项B错误．X点溶液中c(H2A)＝c(HA－),X点溶液体积大于100 m L,导致含A元素相关微粒浓度之和减小,根据物料守恒：c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＜0.1mol·L－1,选项C错误．根据图象分析,Y点溶液中c(HA－)＝c(A2－),溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－),则c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋3c(HA－),选项D正确．答案为D．

点评

酸碱中和滴定曲线中,一定要判断清楚两个关键的点：一个是酸碱恰好完全反应的点；另一个是酸碱中和显中性的点,强酸中和强碱实验中这两个点是重合的．