關注酸堿中和滴定曲線的常考點

許 鵬 李 娜

(1.安徽省蕭城一中 2.安徽省蕭縣綠城學校)

酸堿中和滴定及拓展應用是高考命題的熱點和重點,主要在第Ⅰ卷選擇題和第Ⅱ卷化學工藝流程題中出現.中和滴定曲線可以考查考生運用所學知識解決實際問題的能力,體現了《中國高考評價體系》中對于閱讀理解能力、信息搜索能力、信息整理能力、實驗設計能力、數據處理能力等關鍵能力的要求.

1 弱電解質的電離常數和弱酸根離子的水解常數

在酸堿中和滴定曲線中,通常用溶液中各離子濃度變化時的pH 計算弱電解質的電離常數以及離子的水解常數.

例1用NaOH 溶液吸收煙氣中的SO2,已知吸收過程中含硫組分物質的量分數(δ)與溶液pH 的變化關系如圖1所示.

圖1

(1)H2SO3一級電離常數為________,二級電離常數為_________.

(2)Na2SO3溶液顯____性,水解常數為______.

(3)NaHSO3溶液顯______性,原因是______.

(2)Na2SO3是強堿弱酸鹽,水解顯堿性;水解的離子方程式為,水解常數為

點評利用酸堿中和滴定曲線計算電離常數或水解常數,一定要用2條曲線的交點,即2種離子的濃度相等,把2種離子濃度約去,再根據氫離子濃度計算電離常數.

2 比較鹽溶液中離子濃度大小

酸堿滴定曲線中,離子濃度大小比較是必考的知識點,解題時首先要弄清楚該點溶液中的溶質有哪些,同時還要準確判斷溶液的酸堿性.

例2以酚酞為指示劑,用0.1000 mol·L－1的NaOH 溶液滴定20.00 mL 未知濃度的二元酸H2A溶液.溶液中,pH、部分離子的物質的量n(B)隨滴加NaOH 溶液體積V(NaOH)的變化關系如圖2所示.下列敘述不正確的是( ).

圖2

A.曲線①代表n(HA－),曲線②代表n(A2－)

B.V＝20 mL 時,溶液中c(H＋)＝c(A2－)＋c(OH－)

C.V＝25 mL 時,溶液中3c(A2－)－c(Na＋)＝10－5－10－9

D.V＝40 mL 時,溶液中c(Na＋)＞c(A2－)＋2c(HA－)

分析由曲線③可得滴定終點消耗NaOH 溶液的體積為40 mL,所以n(H2A)＝0.5n(NaOH)＝2.0×10－3mol,由曲線①②的2 個起點可得二元酸H2A 溶液中只有2種含A 的粒子,即HA－、A2－,無H2A 分子,所以H2A 的電離為H2A＝H＋＋HA－,HA－?H＋＋A2－.隨NaOH 溶液體積的增大①減小、②增大,曲線①代表n(HA－),曲線②代表n(A2－),選項A 敘述正確.當V＝20 mL 時恰好生成NaHA,根據物料守恒和電荷守恒可知,溶液中存在關系c(H＋)＝c(A2－)＋c(OH－),選項B 敘述正確.V＝25mL時,由電荷守恒得c(H＋)＋c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－),由圖像可得此時c(A2－)＝c(HA－),該溶液的pH 為2,c(H＋)＝10－2、c(OH－)＝10－12,故3c(A2－)－c(Na＋)＝c(H＋)－c(OH－)＝10－2－10－12,選項C敘述錯誤.V＝40mL時,正好生成Na2A,由物料守恒可得c(Na＋)＝2c(A2－)＋2c(HA－),所 以c(Na＋)＞c(A2－)＋2c(HA－),選項D 敘述正確.答案為C.

點評分析酸堿中和滴定曲線時,首先要看清橫縱坐標的意義,根據曲線變化情況分析每條曲線表示哪種微粒,同時還要判斷好關鍵點:半點、中性點、恰好中和點、二倍點.

3 判斷溶液中水的電離程度大小

酸、堿電離生成的H＋和OH－對水的電離起抑制作用,而鹽的水解促進水的電離,根據酸堿中和程度,可判斷水的電離情況,比較水的電離程度大小.

例320.0 mL0.10 mol·L－1H2A 溶液,溶液的pH 和溫度隨的變化曲線如圖3所示.下列說法不正確的是( ).

圖3

A.從W至Z點,水的電離程度和Kw逐漸增大

C.27 ℃時,H2A 的電離常數Ka2＝10－9.7

D.可用酚酞作為第二反應終點的指示劑

分析由圖可知,隨增大,溶液溫度先增大后減小,Z點時反應溫度最高,說明當,H2A 溶液與氫氧化鈉溶液恰好反應生成Na2A;當時,H2A 溶液與氫氧化鈉溶液恰好反應生成NaHA,溶液呈酸性,溶液中存在物料守恒的關系:c(Na＋)＝c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－),選項B說法正確.W點為H2A 和NaHA 混合溶液,溶液中c(H2A)＝c(HA－),溶液呈酸性;Y點為Na2A 和NaHA 混合溶液,溶液的溫度為27 ℃,溶液中c(HA－)＝c(A2－),溶液呈堿性.從W至Z點,反應放出的熱量使溶液溫度升高,水的電離平衡向右移動,水的電離程度和離子積常數Kw都增大,選項A 說法正確.由分析可知,Y點為Na2A 和NaHA 混合溶液,溶液的溫度為27 ℃,溶液中c(HA－)＝c(A2－),則27 ℃時,電離常數Ka2＝,故選項C 說法正確.Z點為第二反應終點,此時溶液的pH＝11.9,酚酞的變色范圍是8.2～10,從曲線圖可以看出,酚酞的變色范圍不在滴定曲線第二階段的突變范圍內,所以不能用酚酞作指示劑,選項D 說法錯誤.答案為D.

總之,酸堿中和滴定曲線是高考中最常考的一個知識點,解題的關鍵是根據酸堿中和反應原理判斷出恰好反應點以及中性點,從而確定溶液中存在的溶質,再根據電離和水解原理比較溶液中離子濃度的大小,根據曲線的交點計算電離常數或水解常數.

(完)