高中化学酸碱中和滴定的图像题

今天给大家整理了高中化学酸碱中和滴定的图像题，解题从电离平衡/水解平衡/三守恒分析比较离子浓度大小+相应真题训练！

滴定曲线的认识：酸碱中和滴定曲线图是以所滴入的酸或碱溶液的体积为横坐标、以中和反应后溶液的pH为纵坐标体现中和滴定过程的曲线图。
强酸与强碱互相滴定的曲线图，前半部分与后半部分形状变化不大，但中间突跃大(即酸或碱溶液一滴之差，溶液pH变化大，出现突变)。分析强酸与强碱互相滴定时的离子浓度大小，只要关注水的电离平衡即可，没有其它平衡影响。
强酸滴定弱碱或强碱滴定弱酸的曲线图，突跃小，较平缓；强酸滴定弱碱的起点低(因弱碱pH相对较小)，前半部分形状有差异；强碱滴弱酸的起点高(因弱酸pH相对较大)，前半部分形状有差异。分析强碱滴定弱酸或强酸滴定弱碱时的离子浓度大小，不仅要考虑生成盐的水解平衡，而且还要考虑过量弱酸或弱碱的电离平衡与水的电离平衡。
指示剂选择的原则：指示剂的选择不但要考虑变色明显、灵敏，而且要选择指示剂的变色范围与滴定时pH突跃范围相吻合，这样就能准确指示到达滴定终点(即酸碱恰好中和时的pH)。
一、强酸强碱互相滴定曲线图的应用
例1．下图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠的相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是(　)
A．盐酸的物质的量浓度为1.0mol·L-1
B．P点时反应恰好完全，溶液呈中性
C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠的滴定曲线
D．酚酞不能用作本实验的指示剂
解析：认识滴定曲线图是解题的关键，强酸与强碱相互滴定突跃大，且恰好中和时溶液pH=7，故酚酞、甲基橙均可作指示剂。识图：滴定前pH=1，c(HCl)=0.1mol·L-1，pH=13，c(NaOH)=0.1mol·L-1。显然a曲线为NaOH溶液滴定盐酸的曲线，曲线b为盐酸滴定NaOH溶液的曲线，P点表示盐酸与氢氧化钠恰好完全中和，溶液呈中性，唯B正确。
二、强酸滴定弱碱曲线图的应用
例2．(全国高考I卷12)298K时，在20.0mL0.10mol·L-1氨水中滴入0.10mol·L-1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是(   )
A．该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B．M点对应的盐酸体积为20.0mL
C．M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl－)=c(H+)=c(OH－)
D．N点处的溶液中pH<12
解析：强酸滴定弱碱的突跃小，且恰好中和时溶液处于弱酸性(生成的强酸弱碱盐水解呈酸性)，故盐酸滴定氨水时应选择酸性范围内变色的甲基橙为指示剂，A错。氨水与盐酸恰好完全反应生成的NH4Cl水解显弱酸性，pH<7，故pH=7的M点对应的盐酸体积应该小于20.0mL，B错。由电荷守恒知，M点溶液中c(H+)=c(OH－)，c(NH4+)=c(Cl－)，但c(NH4+)=c(Cl－)≠c(H+)=c(OH－)，故C错。N点是未滴定前的氨水，c(OH－)=0.10 mol·L-1×1.32%=1.32×10-3mol·L-1，pH=11+lg1.32<12，故D正确。
例3．在常温下，0.1000mol·L-1Na2CO3溶液25mL用0.1000mol·L-1盐酸滴定，其滴定曲线如图所示。对滴定过程中所得溶液中相关离子浓度间的关系，下列有关说法正确的是(　)
①a点：c(CO32－)>c(HCO3－)>c(OH－)
②b点：5c(Cl－)>4c(HCO3－)+4c(CO32－)
③c点：c(OH－)=c(H+)+c(HCO3－)+2c(H2CO3)
④d点：c(H+)=2c(CO32－)+c(HCO3－)+c(OH－)
A．①②　 B．②③   C．③④  D．②④
解析：用盐酸滴定Na2CO3溶液依次反应为：
HCl+Na2CO3==NaHCO3+NaCl，HCl+NaHCO3=H2CO3+NaCl。显然，a、b、c点盐酸不足，均按第一个反应进行，d点二者恰好完全反应，按两个反应进行。a点滴入12.5mL盐酸反应后得到等量Na2CO3和NaHCO3的混合溶液，因CO32－水解程度大于HCO3－，故有c(CO32－)<<i>c(HCO3－)，①错。b点滴入20mL盐酸反应后得到NaHCO3、NaCl、Na2CO3的混合溶液，HCl与Na2CO3的物质的量之比为4∶5，由物料守恒知：5c(Cl－)=4c(HCO3－)+4c(CO32－)+4c(H2CO3)，故②正确。c点滴入25mL盐酸反应后溶质为NaHCO3和NaCl，由质子守恒知：c(OH－)+c(CO32－)=c(H+)+c(H2CO3)，③错。d点滴入50mL盐酸反应后溶质为NaCl和H2CO3，由电荷守恒知：c(Na+)+c(H+)=2c(CO32－)+c(HCO3－)+c(OH－)+c(Cl－)，因c(Na+)=c(Cl－)，故④正确。正确答案为D。
三、强酸滴定弱碱曲线图的应用
例4．常温下，用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1CH3COOH溶液，滴定曲线如图。下列说法正确的是(　)
A．点①所示溶液中：c(CH3COO－)+c(OH－)=c(CH3COOH)+c(H+)
B．点②所示溶液中：c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO－)
C．点③所示溶液中：c(Na+)>c(OH－)>c(CH3COO－)>c(H+)
D．滴定过程中可能出现：c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(H+)>c(Na+)>c(OH－)
解析：强碱滴定弱酸的突跃小，且恰好中和时溶液处于弱碱性(生成的强碱弱酸盐水解呈碱性)，若选择指示剂，只能选择碱性范围内变色的酚酞。识图：滴定曲线中的点①处是滴入10.00mLNaOH溶液中和后得到等量的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，由电荷守恒知：c(CH3COO－)+c(OH－)=c(Na+)+c(H+)，CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度，c(Na+)>c(CH3COOH)，A错；点②处是pH=7的CH3COONa与少量CH3COOH的混合溶液，c(OH－)=c(H+)，由电荷守恒知：c(Na+)=c(CH3COO－)，B错；点③处是CH3COONa的弱碱性溶液，c(CH3COO－)>c(OH－)，C错；点①之前加入少量的NaOH溶液时，可以得到少量CH3COONa与较多量CH3COOH的混合溶液，离子浓度会出现：c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(H+)>c(Na+)>c(OH－)，正确答案为D。
例5．(浙江高考)25 ℃时，用浓度为0.1000 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.1000mol·L-1的三种酸HX、HY、HZ，滴定曲线如图所示。下列说法正确的是(　)
A．在相同温度下，同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序：HZ
B．根据滴定曲线，可得Ka(HY)≈10-5
C．将上述HX、HY溶液等体积混合后，用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时：c(X－)>c(Y－)>c(OH－)>c(H+)
D．HY与HZ混合达到平衡时：c(H+)=[Ka(HY)·c(HY)/c(Y－)]+c(Z－)+c(OH－)
解析：识图：滴定曲线的突跃越大的酸，其酸性越强。在相同温度下，同浓度的三种酸溶液的酸性：HX<</FONT>HY，故导电能力：HX<</FONT>HY，A错；当pH=5时，10.00mL NaOH溶液滴定等浓度的HY溶液，得到等量的HY与NaY的混合溶液，由于溶液中c(H+)=10-5mol·L-1，c(Y－)≈c(HY)， Ka(HY)=c(H+)·c(Y－)/c(HY)≈10-5，B正确；当HX、HY溶液等体积混合后，用NaOH溶液滴定至HX恰好反应时，得到等量的NaY与NaX，由于X－水解程度大于Y－，故Y－的浓度应大于X－，C错；当HY与HZ混合达平衡时，由电荷守恒知：c(H+)=c(Y－)+c(Z－)+c(OH－)，c(Y－)=Ka(HY)·c(HY)/c(H+)，D错。正确答案为B。
四、真题体验
1．(山东高考)室温下向10mL0.1mol·L-1NaOH溶液中加入0.1mol·L-1一元酸HA溶液，pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的(   )
A．a点所示溶液中c(Na+)>c(A－)>c(H+)>c(HA)
B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C．pH=7时，c(Na+)=c(A－)+c(HA)
D．b点所示溶液中c(A－)>c(HA)
2．下列有关溶液中粒子浓度的关系式，正确的是(　)
A．pH相同的①CH3COONa、②NaHCO3、③C6H5ONa三种溶液中的c(Na+)：③>②>①
B．0.1mol·L-1某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中：c(Na+)=2c(A2－)+c(HA－)+c(H2A)
C．下图中pH=7时：c(Na+)>c(CH3COO－)>c(OH－)=c(H+)
D．上图中a点溶液中各离子浓度的关系是：
c(OH－)=c(H+)+c(CH3COO－)+2c(CH3COOH)
3．20℃时向20mL0.1mol·L－1醋酸溶液中不断滴入0.1mol·L－1NaOH溶液，溶液pH变化如图所示。此过程中溶液中离子浓度的关系错误的是(　　)
A．a点：c(CH3COO－)>c(Na+)>c(H+)>c(OH－)
B．b点：c(Na+)=c(CH3COO－)>c(H+)=c(OH－)
C．c点：c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH－)
D．d点：c(Na+)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H+)
4．(诸城模拟)现有常温下甲、乙、丙三种溶液，甲为0.10mol·L-1 的NaOH溶液，乙为0.10 mol·L-1的HCl溶液，丙为0.10mol·L-1的CH3COOH溶液，试回答下列问题：
(1)甲溶液的pH=________。
(2)丙溶液中存在电离平衡为_________________ (用电离平衡方程式表示)。
(3)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH－)的大小关系为______  。
(4)某同学用甲溶液分别滴定20.00mL乙溶液和20.00mL丙溶液，得到如图所示两条滴定曲线，请完成有关问题：
①甲溶液滴定丙溶液的曲线是______(填“左图”或“右图”)；
②a=________mL。
5．现有25℃时0.1mol·L-1的氨水和0.1mol·L-1的NaOH溶液，若向各20mL的氨水和NaOH溶液中分别滴加0.1 mol·L-1的稀盐酸，滴定曲线如图所示，请回答以下问题。
(1)为减少误差，滴定氨水时宜选用          作为指示剂。
(2)计算25℃时此氨水的电离度α(NH3·H2O)=             。
(3)分析滴定曲线，下列说法正确的是         。
A． 滴定氨水曲线中a点时：c(Cl－)>c(NH4+)
B． 滴定过程中的任何一点均有：c(Cl－)+c(OH－)=c(NH4+)+c(H+)
C．当滴到pH=7时，滴定氨水消耗的V(盐酸)<20 mL，滴定NaOH消耗的V(盐酸)=20 mL
D．当滴定氨水消耗的V(盐酸)

20mL时，一定有：c(Cl－)> c(NH4+)>c(H+)>c(OH－)

(4)当在浓度均为0.3mol·L-1的氯化铵和氨水的混合溶液中滴加少量稀盐酸或稀NaOH溶液，发现溶液的pH几乎不变，其原因是               。
五、参考答案
1．D      2．D     3．C
4．(1)13　  (2)CH3COOH

CH3COO－＋H+　H2O

OH－＋H+

(3)丙>甲=乙　   (4)①图2　 ②20.00
5．(1)甲基橙      (2)1%     (3)BC
(4)在氯化铵和氨水的混合溶液中存在平衡：NH4++H2O

NH3·H2O+H+，NH3·H2O

NH4++OH－，当向混合液中加入少量酸溶液时，氯化铵的水解平衡向左移动，氨水的电离平衡向右移动，c(H+)增加不大；当向溶液中加入少量碱溶液时，氯化铵的水解平衡向右移动，氨水的电离平衡向左移动，c(OH－)增加不大。因此，当加入少量酸或碱时溶液的pH几乎不变。

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