第三章　第三節(jié)　第6課時　溶液中粒子濃度圖像分析 學案 （含答案）-2023-2024學年（人教版2023）高中化學選擇性必修1

第第頁第三章第三節(jié)第6課時溶液中粒子濃度圖像分析學案（含答案）—2023-2024學年（人教版2023）高中化學選擇性必修1第6課時溶液中粒子濃度圖像分析

[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]

1.通過酸堿中和滴定圖像分析，進一步掌握滴定過程中各種量的變化關(guān)系，并能從微觀層面理解酸堿中和滴定的本質(zhì)。

2.會根據(jù)混合后的圖像分析粒子濃度的關(guān)系。

一、利用中和滴定曲線分析粒子濃度的關(guān)系

抓“五點”破解中和滴定圖像

室溫下，向20mL0.1mol·L－1HA溶液中逐滴加入0.1mol·L－1NaOH溶液，溶液pH的變化如圖所示：

利用中和滴定曲線分析離子濃度思路，三看：一看誰滴定誰，二看坐標，三看特殊點(起點、恰好反應點和中性點)。

1．25℃時，向20.00mL的NaOH溶液中逐滴加入某濃度的CH3COOH溶液，滴定過程中，溶液的pH與滴入CH3COOH溶液的體積關(guān)系如圖所示，點②時NaOH溶液恰好被中和。則下列說法錯誤的是()

A．CH3COOH溶液的濃度為0.1mol·L－1

B．圖中點①到點③所示溶液中，水的電離程度先增大后減小

C．點④所示溶液中存在：c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)

D．滴定過程中會存在：c(Na＋)>c(CH3COO－)＝c(OH－)>c(H＋)

2．NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛。室溫時，向100mL0.1mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol·L－1NaOH溶液，得到的溶液的pH與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖所示(滴加過程中無氣體逸出)。下列說法正確的是()

A．a(chǎn)點溶液中：c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(SO)＋c(OH－)

B．b點溶液中：2c(SO)＝c(NH)＋c(Na＋)

C．c點溶液中：c(SO)＞c(Na＋)＞c(OH－)＞c(NH)

D．a(chǎn)、b、c、d四個點中，b點水的電離程度最大

(1)恰好中和＝酸堿恰好完全反應≠滴定終點≠溶液呈中性。

(2)滴定曲線分析思路

3.常溫下，向20mL0.1mol·L－1氨水中滴加一定濃度的稀鹽酸，溶液中由水電離的氫離子濃度隨加入鹽酸體積的變化如圖所示。則下列說法不正確的是()

A．常溫下，0.1mol·L－1氨水中NH3·H2O的電離常數(shù)Kb約為1×10－5

B．a(chǎn)、b之間的點一定滿足：c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)

C．c點溶液中c(NH)c(HY－)>c(OH－)>c(H＋)>c(Y2－)

3．(2023·湖南1月適應性考試，14改編)常溫下，向20.00mL0.1000mol·L－1的CH3COOH溶液中滴加0.1000mol·L－1的NaOH溶液，溶液中，lg隨pH的變化關(guān)系如圖所示(取lg5＝0.7)。

下列說法正確的是()

A．常溫下，CH3COOH的電離常數(shù)為10－4

B．當溶液的pH＝7時，消耗NaOH溶液20.00mL

C．溶液中水的電離程度大小：a>b>c

D．c點溶液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)

第6課時溶液中粒子濃度圖像分析

[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.通過酸堿中和滴定圖像分析，進一步掌握滴定過程中各種量的變化關(guān)系，并能從微觀層面理解酸堿中和滴定的本質(zhì)。2.會根據(jù)混合后的圖像分析粒子濃度的關(guān)系。

一、利用中和滴定曲線分析粒子濃度的關(guān)系

抓“五點”破解中和滴定圖像

室溫下，向20mL0.1mol·L－1HA溶液中逐滴加入0.1mol·L－1NaOH溶液，溶液pH的變化如圖所示：

利用中和滴定曲線分析離子濃度思路，三看：

一看誰滴定誰，二看坐標，三看特殊點(起點、恰好反應點和中性點)。

1．25℃時，向20.00mL的NaOH溶液中逐滴加入某濃度的CH3COOH溶液，滴定過程中，溶液的pH與滴入CH3COOH溶液的體積關(guān)系如圖所示，點②時NaOH溶液恰好被中和。則下列說法錯誤的是()

A．CH3COOH溶液的濃度為0.1mol·L－1

B．圖中點①到點③所示溶液中，水的電離程度先增大后減小

C．點④所示溶液中存在：c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)

D．滴定過程中會存在：c(Na＋)>c(CH3COO－)＝c(OH－)>c(H＋)

答案C

解析根據(jù)圖像分析，滴定前NaOH溶液的pH＝13，則NaOH溶液的濃度為0.1mol·L－1，點②時氫氧化鈉恰好被中和，消耗醋酸溶液20mL，則醋酸溶液的濃度為0.1mol·L－1，故A正確；圖中點①到點②所示溶液中，隨著滴入醋酸溶液，水電離被抑制的程度減小，即水的電離程度增大，恰好反應后繼續(xù)滴加醋酸，對水的電離起到抑制作用，即圖中點①到點③所示溶液中水的電離程度先增大后減小，故B正確；點④所示溶液是等濃度的醋酸和醋酸鈉混合溶液，根據(jù)元素守恒：c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝2c(Na＋)，根據(jù)電荷守恒：c(Na＋)＋

c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，則c(CH3COOH)＋2c(H＋)＝c(CH3COO－)＋2c(OH－)，C錯誤；滴定過程中，醋酸鈉和氫氧化鈉混合溶液中會有c(Na＋)>c(CH3COO－)＝c(OH－)>c(H＋)，D正確。

2．NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛。室溫時，向100mL0.1mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol·L－1NaOH溶液，得到的溶液的pH與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖所示(滴加過程中無氣體逸出)。下列說法正確的是()

A．a(chǎn)點溶液中：c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(SO)＋c(OH－)

B．b點溶液中：2c(SO)＝c(NH)＋c(Na＋)

C．c點溶液中：c(SO)＞c(Na＋)＞c(OH－)＞c(NH)

D．a(chǎn)、b、c、d四個點中，b點水的電離程度最大

答案B

解析分析圖中曲線，在a點，NaOH與NH4HSO4等物質(zhì)的量發(fā)生反應，生成Na2SO4、(NH4)2SO4和水；在b、c點，溶液均為Na2SO4、(NH4)2SO4、一水合氨的混合溶液；在d點，反應后的溶液為等物質(zhì)的量的Na2SO4和一水合氨的混合溶液。由以上分析知，在a點，生成物為Na2SO4、(NH4)2SO4和H2O，依據(jù)元素守恒，溶液中：c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(SO)，A不正確；b點溶液中，依據(jù)電荷守恒：2c(SO)＋c(OH－)＝c(NH)＋c(Na＋)＋c(H＋)，溶液呈中性，c(H＋)＝c(OH－)，所以2c(SO)＝c(NH)＋c(Na＋)，B正確；c點溶液中，一水合氨發(fā)生電離，溶液呈堿性，但溶液中c(Na＋)最大，所以離子濃度關(guān)系為c(Na＋)＞c(SO)＞c(NH)＞c(OH－)，C不正確；a、b、c、d四個點中，a點發(fā)生NH水解，促進水的電離，而其他點，水的電離都受到抑制，所以a點水的電離程度最大，D不正確。

(1)恰好中和＝酸堿恰好完全反應≠滴定終點≠溶液呈中性。

(2)滴定曲線分析思路

3.常溫下，向20mL0.1mol·L－1氨水中滴加一定濃度的稀鹽酸，溶液中由水電離的氫離子濃度隨加入鹽酸體積的變化如圖所示。則下列說法不正確的是()

A．常溫下，0.1mol·L－1氨水中NH3·H2O的電離常數(shù)Kb約為1×10－5

B．a(chǎn)、b之間的點一定滿足：c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)

C．c點溶液中c(NH)c(A2－)，D錯誤。

三、對數(shù)圖像

1．圖像類型

包括對數(shù)圖像和負對數(shù)圖像以及對數(shù)、負對數(shù)混合圖像，其中負對數(shù)圖像有以下類型：

pH圖像將溶液中c(H＋)取負對數(shù)，即pH＝－lgc(H＋)，反映到圖像中是c(H＋)越大，則pH越小

pOH圖像將溶液中c(OH－)取負對數(shù)，即pOH＝－lgc(OH－)，反映到圖像中是c(OH－)越大，則pOH越小

pC圖像將溶液中某一微粒濃度[如c(A)]或某些微粒濃度的比值取負對數(shù)，即pC＝－lgc(A)，反映到圖像中是c(A－)越大，則pC越小

2.解題策略

(1)先確定圖像的類型是對數(shù)圖像還是負對數(shù)圖像。

(2)再弄清楚圖像中橫坐標和縱坐標的含義，是濃度對數(shù)還是比值對數(shù)。

(3)理清圖像中曲線的變化趨勢及含義，根據(jù)含義判斷線上、線下的點所表示的意義。

(4)抓住圖像中特殊點：如lg＝0的點有c(A)＝c(B)；lgc(D)＝0的點有c(D)＝1mol·L－1

熟記運算法則：lgab＝lga＋lgb、lg＝lga－lgb、lg1＝0，若K＝c·c(K只與溫度有關(guān))，得lgK＝mlgc1＋nlgc2。

(5)將圖像中數(shù)據(jù)或曲線的變化與所學知識對接，作出正確判斷。

1.某溫度下，向一定體積0.1mol·L－1的氨水中逐滴加入等濃度的鹽酸，溶液中pOH[pOH＝

－lgc(OH－)]與pH的變化關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是()

A．M點和N點溶液中H2O的電離程度相同

B．Q點溶液中，c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(Cl－)

C．M點溶液的導電性小于Q點溶液的導電性

D．N點溶液加水稀釋，變小

答案B

解析由于M點堿過量，N點酸過量，M點溶液中氫氧根離子濃度與N點溶液中氫離子濃度相同，對水的電離抑制程度相同，故兩點水的電離程度相同，A正確；Q點時pH＝pOH，說明溶液呈中性，根據(jù)電荷守恒：c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，則c(NH)＝c(Cl－)，B錯誤；M點溶液中主要溶質(zhì)為一水合氨，為弱電解質(zhì)，在溶液中部分電離，溶液中離子濃度較小，Q點溶液中溶質(zhì)主要為氯化銨，為強電解質(zhì)，在溶液中全部電離，溶液中離子濃度較大，故M點溶液的導電能力小于Q點，C正確；N點溶液加水稀釋，Kb＝，溫度不變，Kb不變，加水稀釋氫離子濃度減小，c(OH－)增大，所以變小，D正確。

2．常溫下，向某二元弱酸H2Y溶液中逐滴加入NaOH溶液，混合溶液中l(wèi)gX[X為或]與pH的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()

A．曲線Ⅰ表示lg隨pH變化的關(guān)系曲線

B．由圖可知，H2Y的二級電離常數(shù)Ka2(H2Y)數(shù)量級為10－10

C．從a點到b點過程中，水的電離程度先增大后減小

D．NaHY溶液中的離子濃度大小為c(Na＋)>c(HY－)>c(OH－)>c(H＋)>c(Y2－)

答案D

解析二元弱酸H2Y的Ka1(H2Y)＝>Ka2(H2Y)＝，當溶液的pH相同時，c(H＋)相同，lgX：Ⅰ>Ⅱ，則Ⅰ表示lg與pH的變化關(guān)系，Ⅱ表示lg與pH的變化關(guān)系，A錯誤；Ka2(H2Y)＝，b點時，則＝1，pH＝10.35，則c(H＋)＝10－10.35，故Ka2(H2Y)＝10－10.35，數(shù)量級為10－11，B錯誤；從H2Y→NaHY→Na2Y的轉(zhuǎn)化過程中，水的電離程度逐漸增大，在b點c(HY－)＝c(Y2－)，還未完全轉(zhuǎn)化為Na2Y，故水的電離程度逐漸增大，C錯誤；因HY－的水解常數(shù)Kh＝＝＝10－7.65>Ka2(H2Y)＝10－10.35，故NaHY溶液呈堿性，離子濃度：c(Na＋)>c(HY－)>c(OH－)>c(H＋)>c(Y2－)，D正確。

3．(2023·湖南1月適應性考試，14改編)常溫下，向20.00mL0.1000mol·L－1的CH3COOH溶液中滴加0.1000mol·L－1的NaOH溶液，溶液中，lg隨pH的變化關(guān)系如圖所示(取lg5＝0.7)。

下列說法正確的是()

A．常溫下，CH3COOH的電離常數(shù)為10－4

B．當溶液的pH＝7時，消耗NaOH溶液20.00mL

C．溶液中水的電離程度大?。篴>b>c

D．c點溶液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)

答案D

解析常溫下，CH3COOH的電離常數(shù)Ka＝，b點pH＝4.76時，lg＝0，c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)，CH3COOH的電離常數(shù)等于c(H＋)＝10－4.76，故A不符合題意；向20.00mL0.1000mol·L－1的CH3COOH溶液中滴加0.1000mol·L－1的NaOH溶液20mL，溶質(zhì)為CH3COONa，為強堿弱酸鹽，水解顯堿性，此時溶液的pH＞7，故B不符合題意；酸、堿抑制水的電離，強堿弱酸鹽水解顯堿性，促進水的電離，a點pH＝2.88，c(H＋)＝10－2.88mol·L－1，由Ka＝＝＝10－4.76，解得c(H＋)＝

10－2.88mol·L－1，與a點對應，故a點溶質(zhì)為CH3COOH，抑制水的電離，CH3COO－的水解常數(shù)Kh＝＝＝10－9.24，CH3COONa溶液中