电解质溶液图像专题探究

近几年，全国高考题中考查电解质溶液知识的考题形式有所变化，开始借用各种图像代替过去直接考查电解质溶液的形式，比较新颖的图像有分布分数图和滴定曲线图等。这一变化值得我们关注，今天我们就通过典型的例题来研究有关图像题的解题思路和方法，以适应高考的这种变化。探究1分布分数图例1、(2012江苏∙15)25℃c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)=0.1mol·L－1的一组醋酸和醋酸钠混合溶液，溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO－)与pH值的关系如图所示。下列有关离子浓度关系叙述正确的是（）CH3COO－CH3COOHc(CH3COOH)=c(CH3COO¯)A．pH=5.5溶液中：c(CH3COOH)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－)B．W点表示溶液中c(Na＋)＋c(H＋)=c(CH3COOH)＋c(OH－)C．pH=3.5溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)－c(OH－)＋c(CH3COOH)=0.1mol·L－1D．向W点所表示的1.0L溶液中通入0.05molHCl气体(溶液体积变化可忽略)：c(Na＋)＋c(H＋)=c(CH3COOH)＋c(OH－)＋c(Cl－)BC答案解析：本题用图像考查水解与电离平衡、物料守恒和电荷守恒、离子浓度大小比较。本题同其它的直接考查离子浓度大小比较和离子浓度守恒问题的题有什么不同？【反思】以往试题一般都是直接利用溶液中的电荷守恒判断离子浓度关系，而本题由于图像所示的离子和分子浓度在W点相等，就可对守恒式做相应变换，这是值得我们今后复习备考注意的变化。【图像含义】上述这种图可叫分布分数图，可以表示溶液中各种组分随pH值的变化而变化的曲线，以下为二元弱酸H2C2O4的分布分数图。请同学们先观察图像，再回答下列问题大约在什么pH值范围内H2C2O4浓度较其它组分浓度高？大约在什么pH值时HC2O4—浓度最高？大约在什么pH值范围内C2O42—浓度较其它组分浓度高？大约在什么pH值时HC2O4—和C2O42—浓度相等？小于1.22.7大于4.24.2【拓展】不仅是弱酸的各种组分可随pH值变化，实际上弱碱以及配合物的组分也可随pH值发生变化，生产生活中常利用这种图指导物质的分离和提纯。下面我们看一具体实例：例2、（2006广东∙23）水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2＋、Pb(OH)＋、Pb(OH)2、Pb(OH)3—、Pb(OH)42—，各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如下图所示：注：1表示Pb2＋，2表示Pb(OH)＋，3表示Pb(OH)2，4表示Pb(OH)3—，5表示Pb(OH)42—。(1)Pb(NO3)2溶液中，____2(填“＞”、“＝”或“＜”)；往该溶液中加入氯化铵固体后，上述比值增加，可能的原因是（忽略溶液体积变化___________________________________________。(2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液，pH＝8时溶液中存在的阳离子(Na＋除外)有_______________________________。(3)某课题组制备了一种新型脱铅剂，能有效去除水中的铅，实验结果如下表：离子Pb2＋Cu2＋Fe3＋Mn2＋Cl－处理前浓度/mg·L－10.10029.80.1200.08751.9处理后浓度/mg·L－10.00422.60.0400.05349.8上表中除Pb2＋外，该脱铅剂对其他离子的去除效果最好的是____。(4)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过程中主要发生的反应为2EH(s)＋Pb2＋E2Pb(s)＋2H＋则脱铅的最合适pH范围为_____(填代号)。A．4～5B．6～7C．9～10D．11～1232()()cNOcPb＞Pb2＋与Cl－反应，使c(Pb2＋)减小Pb2＋、Pb(OH)＋、H＋Fe3＋B【解题方法小结】此类图像题考查的要点有：（1）可从图中考查不同组分随pH值变化的趋势以及存在的pH值范围（2）可从图中考查不同组分在某种pH值下共存的可能性（3）可指导物质的分离和提纯具体解法有“四看三联系一注意”：（1）先看图像的面与线，面要看横坐标和纵坐标的含义，线要看各组分浓度随pH值的变化趋势（2）再看图像的点，点要看起点，终点和交点对应的pH值（3）点还要看最高点和最低点对应的pH值和各组分存在的pH值范围（4）最后看各条曲线相互重叠程度的大小找出某个pH值对应的成分后再联系电离平衡和水解平衡以及沉淀溶解平衡的规律进行判断；答题时还要特别注意在图表中没有提供的信息或潜在信息。探究2滴定曲线图例3、(2010·江苏，12)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下图。A．点①所示溶液中c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(CH3COOH)＋c(H＋)B．点②所示溶液中：c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)C．点③所示溶液中：c(Na＋)c(OH－)c(CH3COO－)c(H＋)c(CH3COOH)c(CH3COO－)c(H＋)c(Na＋)c(OH－)下列说法正确的是D．滴定过程中可能出现：D【反思】酸碱恰好中和时（等当点）的pH值是否一定为7？【图像含义】滴定曲线一般是指随着标准溶液体积的变化溶液pH值的变化趋势图，此图还可用于选择合适的指示剂和滴定计算。【解题方法小结】具体解法有“三看三联系”：（1）要看滴定曲线中随着标准溶液体积的变化pH的变化趋势（2）要看滴定突跃对应的pH值范围（3）重点看起点、终点以及等当点的pH值，尤其要关注pH值等于7的对应点然后再联系电离平衡和水解平衡及沉淀溶解平衡的规律解决相关的问题。我的收获-------•通过此堂课的学习，请你谈谈解电解质溶液的图像题应该注意些什么问题？你有什么体会？•[总结]分析图像的一般方法•解图像题三步曲•（1）看懂图像：看面：看清横、纵坐标表示的物理量及其含义。看线：看清曲线的变化趋势。看点：看清曲线上的特殊点（起点、拐点、交点、极值点等）。•(2)联系规律：联系电离平衡和水解平衡及沉淀溶解平衡的规律（3）推理判断：结合题中给定的化学反应原理和图像中的相关信息，根据有关知识规律分析作出判断。尽管高考中开始出现某些以图像创设情景的电解质溶液题，但应看出本质上仍是考查电解质溶液的基本理论，这就需要同学们通过相关训练熟悉各种图像题的图像特点，以利于迅速找到图像中的有关信息，再和基本理论、规律联系以实现这类题的突破。