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第五篇 水溶液中的离子反应与平衡
专项31 中和滴定图象
在酸碱电离过程中,溶液的pH会发生变化,对于强酸强碱的反应,开始时由于被中和的酸或碱浓度较大,加入少量的碱或酸对其pH的影响不大。当反应接近反应终点(pH≈7)时,很少量(一滴,约0.04mL)的碱或酸就会引起溶液pH突变。酸、碱的浓度不同, pH突变范围不同。
1.强酸与强碱滴定过程中pH曲线(以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例)
2滴定曲线特点
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下pH=7不一定是终点:强碱与强酸反应时,终点是pH=7;强碱与弱酸(强酸与弱碱)反应时,终点不是pH=7(强碱与弱酸反应终点是pH>7,强酸与弱碱反应终点是pH<7)
1.(2022•浙江1月选考)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:HCO3-+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(CO32-)=c(OH-)-c(H+)
【答案】C
【解析】A项,碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠,故碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠,碳酸钠与盐酸反应先生成碳酸氢钠,再产生二氧化碳气体,故图中甲、丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,A错误;B项,当滴加盐酸的体积为V1mL时(a点、b点),所发生的反应为碳酸根离子与氢离子结合生成碳酸氢根离子,离子方程式表示为:CO32-+H+= HCO3-,B错误;C项,根据pH—V(HCl)图,滴定分析时,c点的pH在9左右,符合酚酞的指示范围,故可用酚酞作指示剂;d点的pH在4左右,符合甲基橙的指示范围,故可用甲基橙作指示剂指示滴定终点,C正确;D项,根据电荷守恒和物料守恒,则Na2CO3中存在c(OH-)-c(H+)=2c(H2CO3)+c(HCO3-), NaHCO3溶液中满足c(H2CO3)-c(CO32-)=c(OH-)-c(H+),D错误;故选C。
2.(2021•海南选择性考试) 25℃时,向10.00mL0.1000mol·L-1的NaHCO3溶液中滴加.1000mol·L-1的盐酸,溶液的随加入的盐酸的体积变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.点,溶液是由于HCO3-水解程度大于电离程度
B.点,c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(Cl-)
C.c 点,溶液中的主要来自HCO3-的电离
D.d点,c(Na+)= c(Cl-)= 0.1000mol·L-1
【答案】AB
【解析】A项,HCO3-存在水解平衡和电离平衡,a点溶液pH>7是由于HCO3-水解程度大于电离程度,故A正确;B项,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(Cl-)+c(OH―),b点pH=7即c(H+)= c(OH-),所以c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(Cl-),故B正确;C项,c点,溶质为碳酸氢钠、氯化钠、碳酸,溶液中的H+主要来自H2CO3的电离,故C错误;D项,d点,碳酸氢钠和盐酸恰好反应,c(Na+)= c(Cl-)= 0.0500mol·L-1,故D错误;选AB。
3.(2021•湖南选择性考试)常温下,用0.1000mol•L﹣1的盐酸分别滴定20.00mL浓度均为0.1000mol•L﹣1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
C.当pH=7时,三种溶液中:c(X﹣)=c(Y﹣)=c(Z﹣)
D.分别滴加20.00mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X﹣)+c(Y﹣)+c(Z﹣)=c(H+)﹣c(OH﹣)
【答案】C
【解析】A项,因为HX为弱酸,NaX溶液存在水解:X﹣+H2O⇌HX+OH﹣,所以c(Na+)>c(X﹣)>c(OH﹣)>c(H+),故A正确;B项,根据盐类水解的规律:越弱越水解可知,相同浓度的强碱弱酸盐溶液中,一元弱酸越弱,则其盐溶液碱性越强,结合图片可知溶液碱性强弱为:NaX<NaY<NaZ,则酸性强弱为:HX>HY>HZ,一元弱酸中,酸性越强,电离程度越大,电离平衡常数K越大,所以有:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ),故B正确;C项,当pH=7时,c(H+)=c(OH﹣),根据电荷守恒,NaX溶液中有:c(H+)+c(Na+)=c(OH﹣)+c(X﹣)+c(Cl﹣),则有:c(X﹣)=c(Na+)﹣c(Cl﹣),同理有:c(Y﹣)=c(Na+)﹣c(Cl﹣),c(Z﹣)=c(Na+)﹣c(Cl﹣),又因三种溶液滴定到pH=7时,消耗的HCl的量是不一样的,即溶液中的c(Cl﹣)是不一样的,所以c(X﹣)≠c(Y﹣)≠c(Z﹣),故C错误;D项,分别滴加20.00mL盐酸后,再将三种溶液混合后存在电荷守恒:c(X﹣)+c(Y﹣)+c(Z﹣)+c(OH﹣)+c(Cl﹣)=c(H+)+c(Na+),又混合溶液中c(Na+)=0.1mol/L×20mL×340mL×3=0.05mol/L,混合溶液中c(Cl﹣)=0.1mol/L×20mL×340mL×3=0.05mol/L,代入电荷守恒表达式,有c(X﹣)+c(Y﹣)+c(Z﹣)=c(H+)﹣c(OH﹣),故D正确。故选C。
4.(2020•浙江1月选考)室温下,向20.00 mL 0.1000mol·L−1盐酸中滴加0.1000mol·L−1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg5=0.7。下列说法不正确的是( )
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
【答案】C
【解析】A项,NaOH与盐酸恰好完全反应时溶液中的溶质为NaCl,呈中性,室温下,故A正确;B项,选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差,B正确;C项,甲基橙的变色范围在pH突变范围外,误差更大,故C错误;D项,时,溶液中的溶质为氯化钠和氢氧化钠,且c(NaOH)==0.02mol/L,即溶液中c(OH-)=0.02mol,则c(H+)=5×10-13 mol/L,pH=-lgc(H+)=12.3,故D正确;故选C。
1.中和滴定曲线图像的分析方法
抓反应的“起始”点
判断酸、碱的相对强弱
抓反应的“一半”点
判断是哪种溶质的等量混合
抓溶液的“中性”点
判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足
抓“恰好”反应点
判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性
抓反应的“过量”点
判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量
如:常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液所得滴定曲线如图:
2.酸碱中和滴定过程中的粒子浓度关系
常温下,用0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L-1CH3COOH溶液
不同时刻
溶液中溶质成分及粒子浓度关系
①V(NaOH)=0 mL
溶质是CH3COOH:
c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
②V(NaOH)=10 mL
溶质是等物质的量浓度的CH3COOH和CH3COONa:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
③pH=7
溶质是CH3COONa和少量的CH3COOH:
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
④V(NaOH)=20 mL
溶质是CH3COONa:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
3.抓“两个滴定点”突破图象
二元弱权(H2A)与碱(NaOH)发生反应分两步进行:
第一滴定终点:H2A+NaOH=NaHA+H2O,此时,酸、碱的物质的量之比为1:1,得到的是NaHA溶液,其中Ka1(H2A)=,若溶液中的c(HA-)=c(H2A),则Ka1(H2A)= c(H+);
第二滴定终点:H2A+2NaOH=Na2A+2H2O,此时,酸、碱的物质的量之比为1:2,得到的是Na2A溶液,其中Ka2(H2A)=,若溶液中的c(HA-)=c(A2-),则Ka2(H2A)= c(H+)。
4.强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
1.室温下,向20.00 mL 0.1000 mol·L-1盐酸中滴加0.1000 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图,已知lg5=0.7。下列说法不正确的是( )。
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
【答案】C
【解析】NaOH与盐酸恰好完全反应时溶液中的溶质为NaCl,溶液呈中性,室温下pH=7,A项正确;选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差,B项正确;甲基橙的变色范围在pH突变范围外,误差更大,C项错误;V(NaOH)=30.00 mL时,溶液中的溶质为氯化钠和氢氧化钠,且c(NaOH)=30 mL×0.1000mol·L-1-20 mL×0.1000 mol·L-120 mL+30 mL=0.02 mol·L-1,即溶液中c(OH-)=0.02 mol·L-1,则c(H+)=5×10-13 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=12.3,D项正确。
2.用0.100 0 mol·L-1的标准盐酸分别滴定20.00 mL的0.100 0 mol·L-1氨水和20.00 mL的0.100 0 mol·L-1氢氧化钠溶液的滴定曲线如图所示,横坐标为滴定百分数(滴定用量/总滴定用量),纵坐标为滴定过程中溶液pH,甲基红是一种酸碱指示剂,变色范围为4.4~6.2,下列有关滴定过程说法正确的是( )
A.滴定氨水,当滴定分数为50%时,各离子浓度间存在关系:c(NH)+c(H+)=c(OH-)
B.滴定分数为100%时,即为滴定过程中反应恰好完全的时刻
C.从滴定曲线可以判断,使用甲基橙作为滴定过程中的指示剂准确性更佳
D.滴定氨水,当滴定分数为150%时,所得溶液中离子浓度有大小关系c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-)
【答案】B
【解析】溶液中存在的电荷守恒应为c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),故A错误;滴定分数为100%时,酸与碱的物质的量相等,即为滴定过程中反应恰好完全的时刻,故B正确;从滴定曲线看甲基红变色范围更接近于滴定终点,使用甲基橙显示偏晚,故C错误;滴定分数为150%时,即加入盐酸30.00 mL,此时溶质是NH4Cl和HCl,物质的量之比为2∶1,故c(NH)>c(H+),故D错误。
3.常温下,相同浓度的两种一元酸HX、HY分别用同一浓度的NaOH标准溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.HX、HY起始溶液体积相同
B.均可用甲基橙作滴定指示剂
C.pH相同的两种酸溶液中:c(HY)>c(HX)
D.同浓度KX与HX的混合溶液中,粒子浓度间存在关系式:c(HX)-c(X-)=2c(OH-)-2c(H+)
【答案】D
【解析】反应达到终点时,HX与HY消耗NaOH溶液的体积分别是30 mL和40 mL,故起始酸的体积之比为3∶4,故A项错误;NaOH滴定HX达到滴定终点时,溶液pH约为8,而甲基橙的变色范围是3.1~4.4,故不能用甲基橙作指示剂,故B项错误;由图像中两种酸浓度相同时的pH可知,HY的酸性强于HX的酸性,pH相同的两种酸溶液中,c(HY)<c(HX),故C项错误;相同浓度的KX和HX的混合溶液中,存在电荷守恒c(X-)+c(OH-)=c(H+)+c(K+),存在物料守恒c(HX)+c(X-)=2c(K+),联立两式得c(HX)-c(X-)=2c(OH-)-2c(H+),故D项正确。
4.(2023届·山西省运城市高三教学质量监测)常温下,用的NaOH溶液滴定20.00 mL 的HX溶液,滴定曲线如图所示。
下列说法错误的是( )
A.Ka(HX)的数量级为10-5
B.a点溶液加水稀释时,不变
C.b点溶液中:c(X-)>c(Na+)>c(HX)>c(H+)>c(OH-)
D.a、b、c、d四点溶液中,水的电离程度:c>b>a>d
【答案】B
【解析】由图可知,a点0.1mol/LHX溶液的pH为2.8,b点为HX溶液与氢氧化钠溶液反应得到等浓度的HX和NaX的混合溶液,溶液呈酸性,c点为HX溶液与氢氧化钠溶液恰好反应得到NaX溶液,d点为等浓度的NaX和氢氧化钠的混合溶液。A项,a点0.1mol/LHX溶液的pH为2.8,HX的电离常数为≈=10—4.6,则电离常数的数量级为10—5,故A正确;B项,a点0.1mol/LHX溶液的pH为2.8,由电离常数公式可得=,加水稀释时,电离常数不变,氢离子浓度减小,则减小,减小,故B错误;C项,b点为HX溶液与氢氧化钠溶液反应得到等浓度的HX和NaX的混合溶液,溶液呈酸性,HX在溶液中的电离程度大于NaX在溶液中的水解程度,则溶液中微粒的大小顺序为c(X-)>c(Na+)>c(HX)>c(H+)>c(OH-),故C正确;D项,a点溶液中HX抑制水的电离,b点溶液中HX抑制水的电离、NaX促进水的电离,c点溶液中NaX促进水的电离,d点溶液中NaX促进水的电离、氢氧化钠抑制水的电离,则水的电离程度大小顺序为c>b>a>d,故D正确;故选B。
5.(2023届·福建省泉州市高三毕业班质量监测)25℃时,用0.1 mol/L NaOH溶液分别滴定20 mL浓度均为0.1 mol/L的HCl、CH3COOH,所加NaOH溶液的体积与反应后溶液pH的关系如图所示。现用0.1 mol/L NaOH溶液滴定20 mL浓度均为0.1 mol/L的HCl和CH3COOH的混合酸溶液,下列叙述正确的是( )
A.CH3COOH的电离常数Ka约为
B.滴定混合酸至pH=4.4时,仅发生反应:HCl+NaOH=NaCl+H2O
C.滴定混合酸至pH=7时,c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.滴定混合酸至pH=8.2时,c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)
【答案】D
【解析】HCl是一元强酸,c(H+)=c(HCl)=0.1 mol/L,溶液pH=1;CH3COOH是一元弱酸,存在电离平衡,c(H+)<c(CH3COOH)= 0.1 mol/L,溶液pH>1,水解根据图象可知曲线II表示NaOH滴定HCl的曲线,曲线I表示NaOH滴定CH3COOH的曲线。项,曲线I表示NaOH滴定CH3COOH的曲线,醋酸溶液浓度是0.1 mol/L,在未滴加NaOH溶液时,溶液pH=3,则c(H+)=10-3 mol/L, 根据醋酸电离方程式CH3COOHCH3COO-+H+可知:c(CH3COO-)=c(H+)=10-3 mol/L,所以该温度下CH3COOH的电离常数Ka=,A错误;B项,由于0.1 mol/LCH3COOH溶液pH=3;0.1 mol/LHCl的pH=1,所以滴定混合酸至pH=4.4时,发生反应为HCl+NaOH=NaCl+H2O和CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O,B错误;C项,NaCl是强酸强碱盐,不水解,CH3COONa是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,因此当滴定混合酸至pH=7时,CH3COOH未反应完全,溶液为NaCl、CH3COOH、CH3COONa的混合溶液,根据电荷守恒可得c(Na+)= c(CH3COO-)+c(Cl-),c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),所以此时溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)+c(CH3COOH),C错误;D项,滴定混合酸至pH=8.2时,溶液pH在滴定突跃范围,HCl、CH3COOH恰好完全被中和,溶液为NaCl、CH3COONa的混合溶液,二者的物质的量相等。根据物料守恒可知c(Na+)最大;Cl-不发生水解,CH3COO-发生水解反应而消耗,所以c(Cl-)>c(CH3COO-);CH3COO-发生水解反应产生OH-,使溶液显碱性,但盐水解程度是微弱的,水解产生的离子浓度小于盐电离产生的离子浓度,则c(CH3COO-)>c(OH-),故溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-),D正确;故选D。
6.(2023届·河南省十所名校高中毕业班尖子生高三第一次考试)25℃时,用0.1000的溶液分别滴定体积均为50.00、浓度均为0.0500的5.6×10-11 mol·L-1、KHP (邻苯二甲酸氢钾)及溶液,其滴定曲线如图所示:
下列说法正确的是( )
A.Ka(HF )<Ka(HClO)
B.V(NaOH溶液)时,②中c(H2P)>c(P2-)
C.V(NaOH溶液)均为0时,阴离子总数①②③
D.分别滴定至时,c(ClO-)<c(P2-)-c(H2P)<c(F-)
【答案】D
【解析】由滴定曲线可知,起始时,5.6×10-11 mol·L-1的pH最大,故酸性最弱;HF的pH最小,故酸性最强。A项,由滴定曲线可知,起始时,HClO的pH较大,故酸性较弱,A错误;B项,V(NaOH溶液)=25.00 mL时,恰好完全反应,②的溶液中主要含Na+、K+、P2-,P2-水解使溶液显碱性,但水解是少量的,故c(H2P) <c(P2-),B错误;C项,HClO、HF为弱酸且酸性HF大于HClO,而KHP是强电解质,起始时溶液中阴离子(HP-)浓度很大,阴离子总数①<③<②,C错误;D项,由电荷守恒和物料守恒可知,①、②、③中依次有c(Na+)= c(ClO-)、c(Na+)= c(P2-)-c(H2P)、c(Na+)= c(F-),但是由于酸性HClO<KHP<HF,酸性越强,酸根离子水解越弱,故分别滴定至pH=7.00时,需要氢氧化钠的量HClO<KHP<HF,因此有c(ClO-)<c(P2-)-c(H2P)<c(F-),D正确;故选D。
7.(2023届·河北省邯郸市高三摸底考试)常温下,向的甘氨酸盐酸盐(化学式为HOOCCH2NH3Cl)中逐滴加入的溶液,滴定过程中溶液的与溶液体积的变化曲线如图所示。已知:甘氨酸盐酸盐与溶液的反应过程为,下列有关说法错误的是( )
A.H3N+CH2COOH的电离平衡常数的数量级为10-3
B.NaOOCCH2NH3Cl溶液显酸性
C.pH=9.60时,c(H+)+c(H3N+CH2COOH)<c(OH-)+c(H3N+CH2COO-)
D.pH=7时,溶液满足c(Cl-)= c(H3N+CH2COOH)+c(H3N+CH2COO-)+c(H2NCH2COO-)
【答案】D
【解析】由图可知,氢氧化钠溶液体积为5mL时,甘氨酸盐酸盐溶液与氢氧化钠溶液反应得到等浓度的HOOCCH2NH3Cl和NaOOCCH2NH3Cl混合溶液,溶液pH为2.34;氢氧化钠溶液体积为10mL时,甘氨酸盐酸盐溶液与氢氧化钠溶液反应得到NaOOCCH2NH3Cl溶液,溶液pH为5.97;氢氧化钠溶液体积为15mL时,甘氨酸盐酸盐溶液与氢氧化钠溶液反应得到等浓度NaOOCCH2NH3Cl和NaOOCCH2NH2混合溶液,溶液pH为9.60。A项,氢氧化钠溶液体积为5mL时,甘氨酸盐酸盐溶液与氢氧化钠溶液反应得到等浓度的HOOCCH2NH3Cl和NaOOCCH2NH3Cl混合溶液,溶液中H3N+CH2COOH的浓度与H3N+CH2COO—的浓度几乎相等,H3N+CH2COOH的电离常数Ka= ≈c(H+)=10—2.34,则电离平衡常数的数量级为10—3,故A正确;B项,氢氧化钠溶液体积为10mL时,甘氨酸盐酸盐溶液与氢氧化钠溶液反应得到NaOOCCH2NH3Cl溶液,溶液pH为5.97,呈酸性,故B正确;C项,氢氧化钠溶液体积为15mL时,甘氨酸盐酸盐溶液与氢氧化钠溶液反应得到等浓度NaOOCCH2NH3Cl和NaOOCCH2NH2混合溶液,溶液pH为9.60,呈碱性,溶液中H3N+CH2COO—的浓度与H2NCH2COO—的浓度几乎相等,由电荷守恒关系c(H+)+c(H3N+CH2COOH)+ c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(H3N+CH2COO-),又由c(Na+)>c(Cl-)可知,溶液中c(H+)+c(H3N+CH2COOH)<c(OH-)+c(H3N+CH2COO-),故C正确;D项,由甘氨酸盐酸盐的化学式可知,反应过程中溶液中始终存在物料守恒关系c(Cl-)= c(H3N+CH2COOH)+c(H3N+CH2COO-)+c(H2NCH2COO-)+ c(H2NCH2COOH),故D错误;故选D。
8.(2023届·重庆市高三第一次质量检测联考)常温下,向10mL0.1mol·L-1的草酸(H2C2O4)溶液中逐滴滴入等浓度的NaOH溶液至过量,用甲基橙(变色范围的pH值为3.1~4.4)作指示剂,并用pH计测定滴定过程的溶液pH值变化,其滴定曲线如图所示,则下列分析正确的是( )
A.滴入10mL标准NaOH溶液时,溶液颜色由红色变为橙色
B.图中①点所示溶液中:c(H2C2O4)+c(H+)=c(OH-)+c(C2O42-)
C.在①②之间的任意一点,均存在:c(Na+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4)
D.图中②点所示的溶液中:2c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)
【答案】B
【解析】图中①点为第一滴定点,得到溶质为NaHC2O4;图中②点为第二滴定点,得到溶质为Na2C2O4。A项,甲基橙变色范围的pH值为3.1~4.4,滴入10mL标准NaOH溶液时,溶液pH为4.7,颜色由红色变为黄色,A错误;B项,图中①点为第一滴定点,得到溶质为NaHC2O4,由质子守恒可知,所示溶液中:c(H2C2O4)+c(H+)=c(OH-)+c(C2O42-),B正确;C项,在①②之间的任意一点,得到溶质为NaHC2O4、Na2C2O4,如果溶质以Na2C2O4为主,则c(HC2O4-)<c(C2O42-),C错误;D项,图中②点为第二滴定点,得到溶质为Na2C2O4,所示的溶液中由物料守恒可知: c(Na+)=2c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+2c(H2C2O4),D错误; 故选B。
9.(2023届·湖南省长沙一中高三模拟)用的NaOH溶液滴定20.00mL浓度分别为c1、c2的醋酸、草酸(H2C2O4)溶液,得到如图滴定曲线,其中c、d为两种酸恰好完全中和的化学计量点。下列叙述不正确的是( )
A.X曲线代表草酸,Y曲线代表醋酸,c1>c2
B.两种酸恰好完全中和时,均可用酚酞或甲基橙做指示剂
C.对于CH3COOH而言,滴定过程中始终有
D.若a点V(NaOH)=7.95mL,则a点2c(Na+)=3c(HC2O4-)+3c(C2O42-)+3c(H2C2O4)
【答案】B
【解析】草酸是二元弱酸,有两次滴定突变,醋酸为一元弱酸,根据图像可知X曲线代表草酸,Y曲线代表醋酸。A项,草酸是二元弱酸,有两次滴定突变,醋酸为一元弱酸,X曲线代表草酸,Y曲线代表醋酸,根据图像可知,醋酸消耗的氢氧化钠更多,则c1>c2,故A正确;B项,草酸、醋酸恰好完全中和时,产物分别为草酸钠、醋酸钠,均呈碱性,可使用酚酞作指示剂,不可使用甲基橙做指示剂,故B错误;C项,对于CH3COOH而言,滴定过程中始终有电荷守恒,物料守恒有,则有,得,故C正确;D项,完全中和时消耗V(NaOH)=10.60mL,则a点V(NaOH)=7.95mL时为NaHC2O4与Na2C2O4按1∶1形成的溶液,则a点物料守恒有2c(Na+)=3c(HC2O4-)+3c(C2O42-)+3c(H2C2O4),故D正确;故选B。
10.(2019·福建六校联盟高三联考)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
【答案】C
【解析】根据三种酸的浓度均为0.1 mol·L-1,结合滴定前三种酸溶液pH:HA<HB<HD,可判断酸性:HA>HB>HD,由于酸性越强其电离常数越大,即电离常数:KHA>KHB>KHD,A正确;由P点时中和百分数为50%,可知溶液中c(HB)=c(NaB),再结合此时溶液pH<7可知HB的电离程度大于B-的水解程度,结合电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(B-),知c(B-)>c(Na+),B正确;NaOH滴定HA,根据电荷守恒可知,cA(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),当溶液pH=7时,cA(Na+)=c(A-),同理cB(Na+)=c(B-)、cD(Na+)=c(D-),根据中和反应原理可知溶液呈中性时三种酸消耗的NaOH的量不同,故溶液中c(Na+)不同,则c(A-)、c(B-)、c(D-)不同,C错误;当中和百分数达100%时,将三种溶液混合,即溶液为NaA、NaB、NaD的混合液,根据质子守恒可知c(OH-)=c(HA)+c(HB)+c(HD)+c(H+),即c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),D正确。
11.室温下,用0.1000 mol·L-1NaOH 溶液滴定0.1000 mol·L-1H3PO4溶液,滴定曲线如图所示,滴定分数是指滴定剂与被滴定物质的物质的量之比。下列说法正确的是( )
A.当滴定分数为1.00时,溶液中c(H3PO4)>c(H2PO4-)
B.在滴定过程中,水的电离程度先增大后减小,水的电离程度最大时对应的滴定分数在1.00和2.00之间
C.当滴定分数为2.00时,生成物的主要成分为Na3PO4
D.当滴定分数为1.50时,溶液中存在关系式:2c(H+)+3c(H3PO4)+c(H2PO4-)=3c(PO43-)+c(HPO42-)+2c(OH-)
【答案】D
【解析】A项,当滴定分数为1时,溶质为NaH2PO4,此时溶液显酸性,电离起主要作用,H2PO4-电离产生的HPO42-浓度大于水解产生的H3PO4,所以c (HPO42-) >c (H3PO4),A错误;B项,溶液溶质为Na3 PO4时水的电离程度最大,只有在滴定分数为3的时候溶质为Na3PO4,此时水的电离程度最大,故B错误;C项,滴定分数为2时溶质为Na2HPO4,只有在滴定分数为3的时候溶质为Na3PO4,C错误;D项,滴定分数为1.5时,溶液中的溶质为等量的NaH2PO4和Na2HPO4。物料守恒: 2c (Na+) =3[c (H3PO4) +c (H2PO4-) +c (PO43-) ] ①,电荷守恒::c (Na+) +c (H+) =c (H2PO4-) +2c (HPO42-)+3c (PO43-) +c (OH-) ②,由2 ×②-①可得出:2c(H+)+3c(H3PO4)+c(H2PO4-)=3c(PO43-)+c(HPO42-)+2c(OH-),D正确。故选D。
12.(2022·广东省深圳市光明区高三名校联考)常温下,用0.0100mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL浓度均为0.0100mol·L-1的HCl和HA的混合溶液,所得溶液pH变化如图所示。已知HA的电离常数。下列有关说法错误的是( )
A.b点溶液中:c(Na+)=c(Cl-)>c(HA)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
B.若c点的pH=5,则该点溶液中:c(HA)=c(A-)
C.曲线上任何一点溶液中:c(Cl-)=c(A-)+c(HA)
D.在滴定过程中,水的电离程度:d>c>b>a
【答案】A
【解析】A项,b点溶液中:可认为HCl完全反应,溶质成分为NaCl和HA,,且两者的物质的量之比为1:1,溶液显酸性,c(Na+)=c(Cl-),HAH+A-部分电离,水中也能电离产生氢离子,故氢离子浓度大于A-,A错误;B项,HA的电离常数,若c点的pH=5,c(H+)=10-5mol/L,c(HA)=c(A-),B正确;C项,HCl和HA的混合溶液中浓度相等,物质的量也相等,根据物料守恒,曲线上任何一点溶液中:c(Cl-)=c(A-)+c(HA),C正确;D项,在滴定过程中,d点为滴定终点,溶质成分为正盐:NaCl和NaA,水的电离程度最大,起点为酸溶液,酸抑制水电离,滴加氢氧化钠溶液的过程中抑制程度逐渐减弱,生成正盐时水的电离程度最大,故水的电离程度:d>c>b>a ,D正确;故选A。
13.(2022·浙江省杭州二中、温州中学、金华一中高三选考模拟)当25℃时,向20.00mL某浓度新制氯水中滴入的NaOH溶液,滴定曲线如图所示,已知次氯酸的电离常数为Ka=2.5×10-8。下列说法正确的是( )
A.甲到乙发生的非氧化还原反应主要为:HClO+OH-=H2O+ClO-
B.甲到丁的过程中,水的电离程度一直增大
C.丙点溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(HClO)>c(H+)
D.氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,其平衡常数K的数量级为10-4
【答案】C
【解析】从图中可以看出,用NaOH溶液滴定氯水,滴定过程中有两个突变点,则从甲到乙,主要发生H+与OH-的反应;从乙到pH=10的点,主要发生HClO与OH-的反应。A项,甲到乙发生的非氧化还原反应主要为:H++OH-=H2O,A不正确;B项,甲到丙的过程中,氯气与水反应的产物不断与NaOH发生反应,水的电离程度一直增大;从丙到丁的过程中,溶液中c(NaOH)不断增大,对水电离的抑制作用不断增大,水的电离程度不断减小,B不正确;C项,丙点溶液中,Ka==2.5×10-8,此时c(H+)=10-8mol/L,则c(ClO-)=2.5c(HClO),c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-),所以c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(HClO)>c(H+),C正确;D项,氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,pH=10时,Cl2与NaOH刚好完全反应,由Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,可求出c(Cl2)==0.05mol/L,其平衡常数K===,数量级为10-5或更小,D不正确;故选C。
14.(2022·天津市二模)甘氨酸盐酸盐(HOOCCH2NH3Cl)的水溶液呈酸性,溶液中存在以下平衡:
HOOCCH2NH3+H++-OOCCH2NH3+ K1
-OOCCH2NH3+H++-OOCCH2NH2 K2
常温时,向10mL一定浓度的HOOCCH2NH3Cl的水溶液中滴入同浓度的NaOH溶液。混合溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.水的电离程度:Q>X
B.X→P过程中:逐渐增大
C.P点的溶液中:c(HOOCCH2NH3+)+c(H+)=c(-OOCCH2NH2)+c(OH-)
D.当时,混合溶液中的溶质主要为NaOOCCH2NH2和NaCl
【答案】D
【解析】A项,由图示可知,X点对应的溶液酸性小于Q点,则溶液中氢离子浓度Q>X,氢离子浓度越大水的电离程度越弱,则水的电离程度Q<X,A错误;B项,由K2=可知,=,由题干图示可知,Q→P过程中溶液pH增大,即c(H+)减小,K2不变,则逐渐减小,B错误;C项,由题干图示信息可知,P点对应加入的NaOH为15mL,此时反应后的溶液中的溶质为等物质的量的NaOOCCH2NH3+和NaOOCCH2NH2,则此时溶液中有电荷守恒式为:c(HOOCCH2NH3+)+c(H+)+c(Na+)=c(-OOCCH2NH2)+c(OH-)+c(Cl-),且c(Na+)>c(Cl-),故c(HOOCCH2NH3+)+c(H+)<c(-OOCCH2NH2)+c(OH-),C错误;D项,当V(NaOH)=20mL时,即甘氨酸盐酸盐(HOOCCH2NH3Cl)和NaOH的物质的量之比为1:2,反应方程式为:HOOCCH2NH3Cl+2NaOH=NaOOCCH2NH2+NaCl+2H2O,故此时混合溶液中的溶质主要为NaOOCCH2NH2和NaCl,D正确;故选C。
15.298 K时,向20.0 mL 0.10 mol·L-1 H2A溶液中滴加0.10 mol·L-1 NaOH溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.该滴定过程应该选择石蕊溶液作指示剂
B.W点到X点发生的主要反应的离子方程式为H2A+2OH-===A2-+2H2O
C.Y点对应的溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(A2-)
D.反应H2A+A2-2HA-的平衡常数K=1.0×107.4
【答案】D
【解析】石蕊不能用作酸碱中和滴定的指示剂,根据图示滴定终点的pH,可知第二反应终点应用酚酞作指示剂,A项错误;X点对应的溶液中溶质主要是NaHA,W点到X点发生的主要反应的离子方程式为H2A+OH-===HA-+H2O,B项错误;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),因为Y点对应的溶液中c(HA-)=c(A2-),所以c(Na+)+c(H+)=c(O
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