酸碱中和滴定曲线的综合分析

酸碱中和滴定曲线的综合分析

谭明福

湖北省恩施高中 湖北恩施 445500

有关中和滴定曲线的问题是高考的热点，也是高中化学的重点，是溶液中各种平衡的综合应用。

一、图像分析与变形

1 、滴定曲线中的关键点及其各种关系的分析

图1 图2

图1是两强溶液的混合，关键点主要是起点，起点主要计算PH和物质的量浓度，终点和中性点重合，图像趋势主要是终点附近的“突变”。

图2是一元强碱滴定一元弱酸，是分析的重点，各个关键点的分析和结论都具有一定的代表性，下表即是图2各个关键点的详解。

2、变形分析

更改溶液滴加顺序或者溶质的成分

①更改滴加顺序：图像变化趋势发生变化，分析的关键点没有改变，分析思路也没有变化。

②溶质为多元酸或者多元碱：由于酸的分步电离，导致中和反应的分步进行，所以分析出分步反应是关键。关键点也只需要分析四个：起点、恰好生成酸式盐的点、中性点（酸性极弱的也可能是第二个点就是中性点）、恰好生成正盐的点。

例1、某二元弱碱B(OH)₂(K₁=5.9×10^-2、K₂=6.4×10^-5)。向10mL稀B(OH)₂溶液中滴加等浓度盐酸溶液，B(OH)₂、B(OH)⁺、B²⁺的浓度分数δ随溶液POH[POH=-lgc(OH)^-]变化的关系如图3，以下说法正确的是

A . 交点a处对应加入的盐酸溶液的体积为5mL

B. 当加入的盐酸溶液的体积为10mL时存在

c(Cl^-)>c(B(OH)⁺)>c(H⁺)>c(OH^-)>c(B²⁺)

C. 交点b处c(OH)=6.4×10^-5

D. 当加入的盐酸溶液的体积为15mL时存在：

c(Cl^-)+c(OH^-)= c(B

²⁺)+c(B(OH)⁺)+ c(H⁺)，

【分析】答案：C。图中曲线①B(OH)₂，②为B(OH)⁺，

③为B²⁺；交点a处对应加入的盐酸溶液的体积为5mL 图3

时，反应生成等浓度的B(OH)Cl和B(OH)₂混合液，由于两种溶质水解电离能力不同，所以B(OH)₂、B(OH)⁺ 浓度分数δ不相等，A错误；当加入的盐酸溶液的体积为10mL时，溶液为B(OH)Cl，溶液显酸性，根据B(OH)₂(K₁=5.9×10^-2、K₂=6.4×10^-5)可知，c(Cl^-)>c(B(OH)⁺)>c(H⁺)> c(B²⁺)>c(OH^-)，B错误；交点b处时，c(B(OH)⁺)= c(B²⁺)，根据B(OH)⁺ B²⁺+ OH^-，K₂= c(OH^-)=6.4×10^-5, C正确；当加入的盐酸溶液的体积为15mL时，生成等体积等浓度B(OH)Cl和BCl₂的混合液，存在电荷守恒为c(Cl^-)+c(OH^-)= 2c(B²⁺)+c(B(OH)⁺)+ c(H⁺)，D错误。

③溶质为混合物：分析化学反应仍然是关键，必须分出反应的先后。

例2：（2018年浙江省学考第23题）在常温下，向10mL浓度均为0.1mol·L^-1的NaOH和Na₂CO₃混合溶液中滴0.1mol·L^-1的盐酸，溶液pH随盐酸加入体积的变化如图4所示。下列说法正确的是                  

A．在a点的溶液中，c(Na⁺)＞c(CO₃^2-)＞c(Cl^-)＞c(OH^-)＞c(H⁺)

B．在b点的溶液中，2n(CO₃^2-)＋n(HCO₃^-)＜0.001mol

C ．在c点的溶液pH＜7，是因为此时HCO₃^-的电离能力大于其水解能力 

D．若将0.1mol·L^-1的盐酸换成同浓度的醋酸，当滴至溶液的pH＝7时：

c(Na⁺)＝c(CH₃COO^-)

【分析】答案：B。随着盐酸的滴入，第一步：OH^—+ H⁺ = H₂O；第二步：

CO₃^2—+ H⁺=HCO₃^—；第三步：HCO₃^—+ H⁺= H₂CO₃。

不管溶质怎么改变，分析清楚化学反应是关键，理清反应的先后关系。

关键点都是恰好反应完成或者溶质的物质的量成倍数关系的混合。

更改横坐标、纵坐标的意义或者图像的变化 图4

把坐标的意义改为PH的变化，随着PH的增加，其实就是向溶液中不断加入碱溶液，本质仍然是酸碱中和反应，分析思路与前面的基本一致。先要理清反应的先后，但更应该注意关键点，尤其是交点，往往是突破得关键点。 例3：（2017年全国理综II卷第12题）改变0.1mol/L二

元弱酸H₂A溶液的pH,溶液中的H₂A、HA^-、A^2-的物质的

量 分数 随pH的变化如图5所示已知

[ ]。

下列叙述错误的是

A. lg[K₂(H₂A)]=－4.2

B. pH=4.2时，c(HA^－) = c(A^2－) = c(H⁺)

C. pH=2.7时，c(HA^－) ＞c(H₂A)= c(A^2－)

D. pH=1.2时，c(H₂A)=c(HA^－) 图5

【分析】答案：D。该过程涉及的离子反应，第一步：H₂A + OH^— = HA^- + H₂O ，第二步：HA^-+ OH^— = A^2- + H₂O。由反应决定了H₂A、HA^-、A^2-三种微粒的物质的量分数变化规律，分别由特殊点A、C、B可计算出H₂A的第一步电离常数Ka₁、第二步电离常数Ka₂和Ka₁·Ka₂ ，从而确定各点的微粒浓度关系。

即使将横坐标和纵坐标进行交换，分析的思路也仍然一样。

例4：（2017年全国理综I卷第13题）常温下将NaOH溶液添加到己二酸（H₂X）溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图6所示。下列叙述错误的是

A．K_a2（H₂X）的数量级为10^-6

B．曲线N表示pH与 的变化关系

C．NaHX溶液中c(H^＋)＞c(OH^－)

D．当混合溶液呈中性时，c(Na^＋)＞c(HX^-)＞

c(X^2-)＞c(H⁺)=c(OH^-)

【分析】答案：D。该过程涉及的离子反应依次为：H₂X + OH^— = HX^- + H₂O ，第二步：HX^-+ OH^— = X^2- + H₂O。从两个关键点可以算出两个电离常数分别为 图6

10^-5.4和10^-4.4，根据第一级电离常数大于第二级电离常数，可以得出B点所在直线N表示的是第一步电离，A点所在的直线M表示的是第二步电离。

分析清楚化学反应，理清各步反应的先后顺序，分析曲线的变化趋势，以各个关键点为突破口，是酸碱中和滴定曲线解题的关键。