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暑假作业15水溶液中的离子平衡图像分析
1.中和滴定曲线图象分析
1.强酸与强碱滴定过程中pH曲线(以0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·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)
3.中和滴定曲线图像解题步骤
第一步:分析滴定曲线关键“点”的成分
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0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1CH3COOH溶液所得滴定曲线如图:
第二步:确定粒子浓度关系
常温下,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1CH3COOH溶液
不同时刻
溶液中溶质成分及粒子浓度关系
=1\*GB3①V(NaOH)=0mL
溶质是CH3COOH:
c(CH3COOH)c(H+)c(CH3COO-)c(OH-)
②V(NaOH)=10mL
溶质是等物质的量浓度的CH3COOH和CH3COONa:c(CH3COO-)c(Na+)c(CH3COOH)c(H+)c(OH-)
=3\*GB3③pH=7
溶质是CH3COONa和少量的CH3COOH:
c(Na+)=c(CH3COO-)c(H+)=c(OH-)
④V(NaOH)=20mL
溶质是CH3COONa:
c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(CH3COOH)c(H+)
2.水溶液中离子平衡图像分析
1.分布系数图象,简称分布曲线,是指以pH为横坐标,分布系数即组分的平衡浓度占总浓度的分数为纵坐标,分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸为例)
三元酸(以H3PO4为例)
δ0为CH3COOH,δ1为CH3COO-
δ0为H2C2O4、δ1为HC2O4-、δ2为C2O42-
δ0为H3PO4、δ1为H2PO4-、δ2为HPO42-、δ3为PO43-
随着pH增大,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增多。根据分布系数可以书写一定pH时发生反应的离子方程式。
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH时的分布系数和酸的浓度,就可以计算出各成分在该pH时的平衡浓度
2.对数图像。将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值[如c(A)/c(B)]取常用对数,即lgc(A)或lg[c(A)/c(B)],与溶液中的pH或溶液的体积等关系作出的图像称为对数图像。常考对数图像的类型如下:
图像种类
具体类型
含义
变化规律
对数图像
lgc
生成物与反应物离子浓度比的常用对数
lgc(HX-
lgeq\f(V,V0)
稀释后与稀释前体积比的常用对数
lgeq\f(V,V0)越大,稀释程度越大
AG=lgc
氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数
AG越大,酸性越强,中性时,c(H+)c(O
负对数图像
pH=-lgc(H+)
氢离子浓度的常用对数负值
pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强
pC=-lgc(C)
C离子浓度的常用对数负值
pC越大,c(C)越小
3.沉淀溶解平衡曲线分析
1.双曲线型
(1)阳离子~阴离子单曲线图:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子
以“BaSO4(s)Ba2+(aq)+SOeq\o\al(2-,4)(aq)”为例
图像展示
曲线可知
信息
=1\*GB3①曲线上任意一点(a点、c点)都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外
=2\*GB3②曲线上方区域的点(b点)均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp,表示有沉淀生成
=3\*GB3③曲线