借助特殊點,巧解酸堿中和滴定圖像問題

王建兵

(甘肅省天水市甘谷縣第二中學(xué))

在解答酸堿中和滴定問題時,學(xué)生要具有較強的計算能力,還要充分理解整個反應(yīng)過程,思考每個階段的反應(yīng)方程式.為幫助學(xué)生快速掌握酸堿中和滴定圖像問題,本文將以特殊點為核心,探究其解題規(guī)律.

1 酸堿中和滴定圖像中的特殊點

酸堿中和滴定圖像題意在考查學(xué)生的讀圖、析圖和知識的遷移應(yīng)用能力.弄清楚酸堿中和滴定圖像中的特殊點,是學(xué)生準確解答此類試題的關(guān)鍵.下面以NaOH 溶液滴定一元酸HA 溶液的滴定曲線為例,介紹酸堿中和滴定圖像中的特殊點及相應(yīng)的知識.

室溫時用 0.100 mol?L－1NaOH 溶液滴定20mL 0.100 mol?L－1HA 溶液,滴定曲線如圖1所示.

圖1

①為反應(yīng)起點,此時溶質(zhì)為HA,各微粒濃度之間的關(guān)系為

電荷守恒:

②為半反應(yīng)點,此時的溶質(zhì)為HA 與NaA,且二者的物質(zhì)的量相等,各微粒濃度之間的關(guān)系為

電荷守恒:

物料守恒:

質(zhì)子守恒:

③為中性點,此時的溶質(zhì)為HA 與NaA,但NaA的含量較高,各微粒濃度之間的關(guān)系為

電荷守恒:

④為完全反應(yīng)點,此時溶質(zhì)為NaA 溶液,各微粒濃度之間的關(guān)系為

電荷守恒:

物料守恒:

質(zhì)子守恒:

⑤為過量一倍點,此時溶質(zhì)為等物質(zhì)的量的NaOH 和NaA 溶液,各微粒濃度之間的關(guān)系為

電荷守恒:

物料守恒:

質(zhì)子守恒:

2 題型解讀

2.1 強酸與強堿或弱堿的滴定

強酸與強堿的滴定比較基礎(chǔ),在近年高考中出現(xiàn)頻率較低,但掌握此知識有利于理解其他滴定反應(yīng).對于強酸與弱堿的滴定,正確分析弱堿在溶液中的電離是關(guān)鍵,明確所給圖像中各點溶液中溶質(zhì)的成分及性質(zhì)是核心,熟練運用電離平衡常數(shù)進行計算是保障.

例1常溫下,用0.2 mol?L－1鹽酸滴定25.00 mL0.2mol?L－1NH3?H2O 溶液,所得溶液的pH、和NH3?H2O 的物質(zhì)的量分數(shù)與滴加鹽酸體積的關(guān)系如圖2所示.下列說法不正確的是( ).

圖2

A.曲線①代表φ(NH3?H2O)

B.當(dāng)溶液顯中性時,滴入鹽酸的體積小于25mL

C.NH3?H2O 的電離常數(shù)的數(shù)量級為10－4

D.a點溶液中存在

隨著V(HCl)的增大,溶液中c(NH3?H2O)減小、增大,則溶液中增大、φ(NH3?H2O)減小,故曲線①代表φ(NH3?H2O),選項A 說法正確.氯化銨溶液呈酸性,要使混合溶液呈中性,氨水應(yīng)稍過量.酸堿濃度相等且都是一元的,要使氨水過量,鹽酸體積應(yīng)小于25mL,選項B說法正確.當(dāng)時,,溶液的pH＝9.26,故

NH3?H2O 的電離常數(shù)

故電離常數(shù)的數(shù)量級為10－5,選項C 說法錯誤.由圖可知,a點,溶液的pH＞7,則c(OH－)＞c(H＋),溶液中存在電荷守恒:

選項D 說法正確.答案為C.

2.2 強堿與強酸或弱酸的滴定

在新高考背景下,高考化學(xué)試題主要考查學(xué)生的創(chuàng)新能力和深度思維能力,對于具體的電離過程不會深入考查,但會聯(lián)系生產(chǎn)生活實際或科技前沿,考查學(xué)生應(yīng)用電離平衡、物料守恒、元素守恒等化學(xué)理論解決實際問題的能力.

例2已知pKa＝－lgKa,25 ℃時,H2R 的pKa1＝1.85,pKa2＝7.22.用0.1000mol?L－1NaOH溶液滴定20.00 mL H2R 溶液,溶液中H2R、HR－、R2－的分布分數(shù)δ隨pH 變化曲線及滴定曲線如圖3所示(忽略滴定過程中溫度的變化).下列說法中錯誤的是( )[如 R2－分布分數(shù):δ(R2－)＝.

圖3

A.兩次突變,應(yīng)選用不同的指示劑

B.pH＝8時:c(Na＋)＞c(R2－)＞c(HR－)

C.b點溶液的pH 約為4.54

D.c2(HR－)＜c(R2－)?c(H2R)

根據(jù)圖像可知,第一次滴定突變時溶液呈酸性,所以可以選擇甲基橙作指示劑,第二次滴定突變時溶液呈堿性,所以可以選擇酚酞作指示劑,選項A 說法正確.根據(jù)圖像可知,pH＝8時,溶液中含有Na2R 和NaHR,此時δ(R2－)＞δ(HR－),則

選項B說法正確.b點時,加入20 mL0.1000 mol?L－1NaOH 溶液,此時溶液為NaHR 溶液,濃度為＝0.05 mol?L－1,H2R 的pKa1＝1.85,pKa2＝7.22,則

選項C說法正確.

則c2(HR－)＞c(R2－)?c(H2R),選項D 說法錯誤.答案為D.

綜上所述,解答酸堿中和滴定圖像問題時,一定要抓住圖像中存在的關(guān)鍵點,判斷出該點的溶質(zhì)、存在的離子及含量、相關(guān)的守恒式等,以此為出發(fā)點,再去驗證各個選項,解題就會變得容易.

(完)