高考化学图像专题题复习：水溶液中的离子平衡 7页

高考化学教研材料 《水溶液中的离子平衡》中的常见图像题 张维青 2015.3.7 解答图像题的一般思路： 1. 分析横纵坐标表示的意义 2. 结合原理分析点-线-面。点：起点、拐点、终点、过量点.线：增函数、减函数、斜率、 线性关系等 3. 化学平衡中的先拐先平、定一议二等技巧仍适用 一、 稀释曲线： Ⅰ稀溶液中电离度、水解度均增大，无限稀释看作水。 Ⅱ、主要离子的浓度均下降。 1.（2015 年 1 卷 13 题，6 分）浓度均为 0.10mol/L、体积均为 V0 的 MOH 和 ROH 溶液，分别 加水稀释至体积 V，pH 随 lg V V0 的变化如图所示，下列叙述错误的是（ ） A．MOH 的碱性强于 ROH 的碱性 B．ROH 的电离程度：b 点大于 a 点 C．若两溶液无限稀释，则它们的 c(OH-)相等 D．当 lgV V0 =2 时，若两溶液同时升高温度，则 c(M+)/c(R+)增大 2.（2015 海南 11．）下列曲线中，可以描述乙酸（甲，Ka=1．8×10-5）和一氯乙酸（乙， Ka=1．4×10-3）在水中的电离度与浓度关系的是 二．滴定曲线：以滴定酸为例 Ⅰ、起点的 PH 确定酸的强弱 Ⅱ、突变范围（终点±0.1%）确定指示剂： 同一强酸浓度越大突变范围越宽。同浓度的不同酸酸性越弱，突变范 围越窄。 Ⅲ、酸性太弱的（如铵根）用间接滴定法 3. （2010 江苏 12）常温下，用 0.1000 mol·L 1 NaOH 溶液滴定 20.00mL0.1000mol·L 1 3CH COOH 溶液所得滴定曲线如右图。下列说法正确的是 A．点①所示溶液中：        3 3CH COO OH CH COOH Hc c c c     B．点②所示溶液中：      3 3Na CH COOH CH COOc c c   C．点③所示溶液中：        3Na OH CH COO Hc c c c   ＞ ＞ ＞ D．滴定过程中可能出现：          3 3CH COOH CH COO H Na OHc c c c c   ＞ ＞ ＞ ＞ 4. 2013 浙江 12．25℃时，用浓度为 0.1000 mol/L 的 NaOH 溶液滴 定 20.00 mL 浓度均为 0.1000 mol/L 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＜ HY＜HX 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+)= + c(Z—) +c(OH—) 5．（海南 2014）室温下，用 0.100mol•L-1 NaOH 溶液分别滴定 20.00mL 0.100mol•L-1 的盐 酸和醋酸，滴定曲线如图所示．下列说法正确的是（ ） A．Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线 B．pH=7 时，滴定醋酸消耗的 V（NaOH）小于 20mL C．V（NaOH）=20.00mL 时，两份溶液中 c（Cl-）=c（CH3COO-） D．V（NaOH）=10.00mL 时，醋酸溶液中 c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（H+）＞c（OH-） 6.2014 全国 2 卷实验题（间接滴定） 三、分布分数曲线 表示酸碱分布分数（某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH 的 关系 Ⅰ、交点处的[H+]==Ka,可以依次计算出 Ka1Ka2Ka3，得出某种离子 存在的 PH 范围 Ⅱ、各组分的分布分数之和为 1（物料） 7（.江苏 201215.） 25°C,有 c(CH3COOH)+c(CH3COO－)= 0. 1 mol·L-1 的一组醋酸、醋酸钠 混合溶液，溶液中 c(CH3COOH)、c(CH3COO－)与 pH 的关系如图 7 所示。下列有关溶液中离子 浓度关系的叙述正确的是 A． pH=5. 5 的溶液中： c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－) B． W 点所表示的溶液中： c(Na＋)+c(H＋)= c(CH3COOH)+c(OH－) C． pH = 3. 5 的溶液中： c(Na＋) +c(H＋) -c(OH－) +c(CH3COOH)= 0. 1mol·L-1 D． 向 W 点所表示的 1. 0 L 溶液中通入 0. 05 mol HCl 气体(溶液体积变化可忽略)： c(H＋)= c(CH3COOH)+c(OH－) 8.江苏 2013.(14 分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如 Ca3(PO4)2 等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。 (1)白磷(P4)可由 Ca3(PO4)2、焦炭和 SiO2 在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下： 2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g) △H1=＋3359.26 kJ·mol－1 CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s) △H2=－89.61 kJ·mol－1 Ka(HY)·c(HY) c(Y—) 2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)=6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g) △H3 则△H3=2821.6 kJ·mol－1。 (2)白磷中毒后可用 CuSO4 溶液解毒，解毒原理可用下列化学方程式表示： 11P4＋60CuSO4＋96H2O=20Cu3P＋24H3PO4＋60H2SO4 60molCuSO4 能氧化白磷的物质的量是 3mol (3)磷的重要化合物 NaH2PO4、Na2HPO4 和 Na3PO4 可 通过 H3PO4 与 NaOH 溶液反应获得，含磷各物种的 分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之 和的分数)与 pH 的关系如右图所示。 ①为获得尽可能纯的 NaH2PO4，pH 应控制在 4～ 5.5(介于此区间内的任意值或区间均可)；pH=8 时，溶液中主要含磷物种浓度大小关系为 c(HPO4 2 －)＞c(H2PO4 －) ②Na2HPO4 溶液显碱性，若向溶液中加入足量的 CaCl2 溶液，溶液则显酸性，其原因是 用离子方程式表示)。3Ca2＋＋2HPO4 2－=Ca3(PO4)2↓＋2H＋ (4)略 9.2015 浙江 12．40℃时，在氨－水体系中不断通入 CO2，各种离子的变化趋势如下图所示。 下列说法不正确．．．的是 A．在 pH＝9.0 时，c(NH4 +)＞c(HCOˉ3 )＞c(NH2COOˉ)＞c(CO3 2－) B．不同 pH 的溶液中存在关系：c(NH4 +)＋c(H+)＝2c(CO3 2－)＋c(HCO3 －)＋c(NH2COOˉ)＋ c(OHˉ) C．随着 CO2 的通入， c(OHˉ) c(NH3·H2O) 不断增大 D．在溶液中 pH 不断降低的过程中，有含 NH2COOˉ的中间产物生成 四、有关溶解度、KSP（待完善）提纯固体的方法一般方法 1、重结晶：如：溶解-加热浓缩---冷却结晶—过滤、洗涤、干燥（除 除 KNO3 中 NaCI） 2、溶解-加热浓缩结晶—趁热过滤—洗涤—干燥（除 NaCI 中 KNO3） 说明：Ⅰ趁热过滤：溶质在低温时可能大量析出，在过滤除杂时为避 免它析出应采取方法。用热漏斗完成。 Ⅱ洗涤：水洗、醇洗、混合洗：目的是洗去固体表面的可溶物 Ⅲ右图中的 A,C 点为恰好饱和，曲线上为沉淀区，下为溶解区 10、[2013 高考∙重庆卷∙8](14 分)合金是建造航空母舰的主体材料。 (1) 航母升降机可由铝合金制造。 ① 铝元素在周期表中的位置为 。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得。提 取过程中通入的气体为 。② Al-Mg 合金焊接前用 NaOH 溶液处理 Al2O3 膜，其化 学方程式为 。焊接过程中使用的保护气为 (填化学式)。 (2) 航母舰体为合金钢。 ① 舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为 。 ② 航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质 为 。 (3) 航母螺旋桨主要用铜合金制造。 ① 80.0gCu-Al 合金用酸完全溶解后， 加入过量氨水，过滤得白色沉淀 39.0g，则合金中 Cu 的质量分数 为 。 ② 为分析某铜合金的成分，用酸将 其完全溶解后，用 NaOH 溶液调 pH，当 pH＝3.4 时开始出现沉淀， 分别在 pH 为 7.0、8.0 时过滤沉 淀。结合题 8 图信息推断该合金 中除铜外一定含有 。 11.背景：柠檬酸亚铁的制备 难点：①混合溶液次序来控制 PH②在乙醇中析出晶体③加热浓缩---冷却结晶的具体温度 ④控制 PHpH 约为 5 除去 AlFe 离子，冰水洗涤 （2013 江苏）19．(15 分)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 pH 题 8 图 开始 沉淀 沉淀 完全 Fe3+ Al3+ Cu2+ Fe2+ Ni2+ Mg2+ (FeSO4·7H2O) 通 过 下 列 反 应 制 备 ： FeSO4+Na2CO3=== FeCO3 ↓ +Na2SO4 FeCO3+C6H8O7 === FeC6H6O7+CO2↑+H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH 按金属 离子浓度为 1.0 mol·L-1 计算)。 （1）制备FeCO3时，选用的加料方式是c(填字母)，原因是 避免生成Fe(OH)2沉淀 a．将 FeSO4 溶液与 Na2CO3 溶液同时加入到反应容器中 b．将 FeSO4 溶液缓慢加入到盛有 Na2CO3 溶液的反应容器中 c．将 Na2CO3 溶液缓慢加入到盛有 FeSO4 溶液的反应容器中 （2）生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是取最后一次的洗涤滤液1~2 mL 于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净。 （3）将制得的 FeCO3 加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80℃下搅拌反应。①铁 粉的作用是防止+2 价的铁元素被氧化。②反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是 加入适量柠檬酸让铁粉反应完全 （4）最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获 得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是降低柠檬酸亚铁在水 中的溶解量，有利于晶体析出 。 （5）某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3 ) 出 发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线，补充 完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、 稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应， (过滤，)向反应液中加入足量的铁粉，充分搅拌后，滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5， 过滤，充分洗涤固体，向固体加入足量稀硫酸至固体完全溶解，再加入足量的铁粉，充分搅 拌后，过滤 ，得到FeSO4 溶液，加热浓缩得到60℃饱和溶液，冷却至0℃结晶，过 滤，少量冰水洗涤，低温干燥 ，得到FeSO4·7H2O 晶体。 12. 背景：含氟牙膏的使用 （1）钙、磷在骨骼牙齿中的存在形式为羟基磷酸钙（Ca5(PO4)3OH） 含氟牙膏中含氟离子，可以使使牙齿更坚固，原因是生成 Ca5(PO4)3F，写出该过程的 离子反应方程式 ；此反应能发生的原 因是 （2）糖在酶的作用下产生了一种有机弱酸，食糖过多会会出现龋齿，从平衡移动加以解析： 13、背景：葡萄糖酸钙的制备 难点： ①水浴加热的方法：②葡萄糖酸的酸性强于碳酸但是仍是弱酸 金属离子 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH Fe3＋ 1. 1 3. 2 Al3＋ 3. 0 5. 0 Fe2＋ 5. 8 8. 8 ③趁热过滤④乙醇-水混合溶液洗涤 （2014 浙江）28．（14 分）葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通 过以下反应制得： C6H12O6(葡萄糖) ＋ Br2 ＋ H2O → C6H12O7(葡萄糖酸) ＋ 2HBr 2C6H12O7(葡萄糖酸) ＋ CaCO3 → Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸钙) ＋ H2O ＋ CO2↑ 相关物质的溶解性见下表： 物质名称 葡萄糖酸钙 葡萄糖酸 溴化钙 氯化钙 水中的溶解性 可溶于冷水 易溶于热水 可溶 易溶 易溶 乙醇中的溶解性 微溶 微溶 可溶 可溶 实验流程如下： C6H12O6 溶 液 ―――――――→滴加 3%溴水/55℃ ① ―――――――→过量 CaCO3/70℃ ② ――――→趁热过滤 ③ ――→乙醇 ④ 悬 浊 液 ――→抽滤 ⑤ ――→洗涤 ⑥ ――→干燥 ⑦ Ca(C6H11O7)2 请回答下列问题： ⑴第①步中溴水氧化葡萄糖时，下列装置中最适合的是_B 。 制备葡萄糖酸钙的过程中，葡萄糖的氧化也可用其它试剂，下列物质中最适合的是_C____。 A．新制 Cu(OH)2 悬浊液 B．酸性 KMnO4 溶液 C．O2／葡萄糖氧化酶 D．[Ag(NH3)2]OH 溶液 ⑵第②步充分反应后 CaCO3 固体需有剩余，其目的是提高葡萄糖酸的转化率；便于后续分离； 本实验中不宜用 CaCl2 替代 CaCO3，理由是_氯化钙难以与葡萄糖酸直接反应得到葡萄糖酸钙 _______。 ⑶第③步需趁热过滤，其原因是葡萄糖酸钙冷却后结晶析出，如不趁热过滤会损失产品____。 ⑷第④步加入乙醇的作用是可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度，有利于葡萄糖酸钙析出_。 ⑸第⑥步中，下列洗涤剂最合适的是 D。 A．冷水 B．热水 C．乙醇 D．乙醇-水混合溶液