电解质中“直线”图像特点分析及解题策略

蔡 莉

(宁夏回族自治区吴忠市青铜峡市第一中学)

电解质图像中“直线问题”在最近高考中频繁现身,其题目看似简单,却是学生失分的重灾区.本文系统分析近年高考对这类问题的考查情况,以促进学生对这类知识的掌握.

1 试题特点

在这类问题中,一般会出现y＝kx＋b直线的图像,常见的直线问题,可以分为以下几类.

1)水的离子积常数衍变直线:向水中加入酸或碱,而后取对数,则可以得到如图1所示的pOH-pH 图像.在该图像中,Q点为中性,M点、N点分别显酸、碱性.

图1

2)弱电解质电离常数衍变直线:NaOH 滴加到弱酸H2X 中,其pH 与离子浓度关系如图2所示,其中或越大,电离程度越大,则Ka1远大于Ka2,所以图中直线N代表Ka1,M代表Ka2.

图2

3)难溶性物质的溶度积常数衍变出的直线图,如Ksp＝c(M＋)c(R－),取对数得pM-pR 曲线,如图3所示,其中pM、pR 为阳离子、阴离子浓度的负对数.由图可得AB上c(M2＋)＝c(R2－),溶度积:CaSO4＞CaCO3＞MnCO3;X点为CaCO3时会析出沉淀,为CaSO4时是不饱和溶液,能够继续溶解;Y点上＞c(Ca2＋),二者溶度积为10－5;Z点上＜c(Mn2＋),二者溶度积为10－10.6.

图3

2 真题辨析

例1(双选)(2022年海南卷)某元素M 的氢氧化物M(OH)2(s)在水中的溶解反应为

25 ℃,－lgc与pH 关系如图4所示,c为M2＋或浓度的值,下列说法错误的是( ).

图4

A.曲线①代表－lgc(M2＋)与pH 的关系

B.M(OH)2的Ksp约为1×10－10

C.向c(M2＋)＝0.1 mol•L－1的溶 液中加 入NaOH 溶液至pH＝9.0,体系中元素M 主要以M(OH)2(s)存在

由题给反应可知,pH 增加,c(M2＋)减小,增大,即－lgc(M2＋)增大,减小,故曲线①为－lgc(M2＋)与pH 的关系,选项A 说法正确.由图可知,pH＝7.0时,－lgc(M2＋)＝3.0,则M(OH)2的Ksp＝c(M2＋)•c2(OH－)＝1×10－17,选项B 说法错误.pH＝9.0时,、c(M2＋)均极小,体系中M 的主要存在形式为M(OH)2(s),选项C 说法正确.由图可得,＝0.1 mol•L－1的溶液中,因为M(OH)2(s)＋2OH－(aq)⇌(aq)的K＝,所以溶液中,加入等体积0.4mol•L－1HCl,HCl与OH－发生 中和反 应,但OH－过量反应后仍呈现碱性,M 的主要存在形式为,选项D 说法错误.答案为B、D.

例2(2021 年全国甲卷)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3),某温度下,饱和溶液中)的关系如图5所示,下列说法正确的是( ).

图5

A.曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线

B.BaSO4的该温度下Ksp(BaSO4)值为1×10－10

C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点

D.c(Ba2＋)＝10－5.1时两溶液中

BaSO4,BaCO3均为难溶物,饱和溶液中

因为Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3),则

因此,曲线①代表－lgc(Ba2＋)与之间的关系,选项A 错误.当溶液中－lgc(Ba2＋)＝3时,,因此Ksp(BaSO4)＝1×10－10,选项B正确.温度不变,所以Ksp不变,饱和BaSO4溶液中加入适量BaCl2后,c(Ba2＋)增加,则减小,此时点a将沿曲线①向左上方移动,选项C 错误.当c(Ba2＋)＝10－5.1时,两溶液中,选项D 错误.答案为B.

例3(2021年全国乙卷)HA 是一元弱酸,难溶盐MA 饱和溶液中c(M＋)随c(H＋)而变化,M＋不水解,298K 时,c2(M＋)-c(H＋)线性关系如图6中实线所示.下列叙述错误的是( ).

图6

A.pH＝4时,c(M＋)＜3.0×10－4mol•L－1

B.MA 的溶度积常数Ksp(MA)＝5.0×10－8

C.溶液的pH＝7时,有

D.HA 电离常数Ka(HA)≈2.0×10－4

电解质中“直线”图像题较难,学生要学会挖掘图像内容,获取有用信息,提高解题能力.

(完)