酸碱中和滴定曲线类型与应用分析

殷红燕

摘要：酸碱中和滴定是高中化学重要定量实验之一，以其曲线为载体多方面考查电解质溶液和化学学科守恒的理念已成为近年来高考频繁命题的热点，因此，对酸碱中和滴定曲线试题归类剖析帮助学生更好地掌握相关概念和知识具有重要的作用.

关键词：酸碱中和滴定曲线；电荷守恒；物料守恒；电解质溶液

酸碱中和滴定曲线在高考中占有重要地位.主要考查酸（碱）的相对强弱、弱电解质的电离平衡常数、溶液中离子浓度大小比较、酸碱滴定指示剂的选择、滴定过程中水的电离平衡的影响，图像类型变化多，下面就几种常考的酸碱中和滴定曲线进行归类分析，以对教师的教和学生的学提供一定的指导.

一、常温下，一元强酸（碱）与一元弱碱（酸）滴定曲线

该类曲线是酸碱中和滴定曲线中最简单的一种，答题时首先要计算出酸碱恰好完全反应时所需酸（碱）的体积.水的电离程度最大的点是酸碱恰好完全反应的点，离子浓度大小比较时先确定溶液显酸性还是显碱性，再根据电荷守恒和物料守恒解答.

案例1298K时，在20mLbmol·L-1氧氧化钠溶液中滴入010mol·L-1的醋酸，溶液的pH与所加醋酸的体积关系如图所示.下列有关叙述正确的是

A. a<20

B. C点溶液中：c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=c（Na+）

C. A、B、C、D四点水的电离程度大小顺序为：

D>B>C>A

D.醋酸的电离平衡常数Ka=20×10-7/（0.1a-2）

分析先分析题中关键的点，算出NaOH的浓度，再求酸碱恰好完全反应所需醋酸的体积，从恰好完全反应的点入手比较溶液中酸碱过量的程度，比较水的电离程度大小，计算醋酸的电离平衡常数时一定要根据定义代入平衡常数公式，同量注意电荷守恒和物料守恒的应用.

解析A. NaOH溶液的pH=13，可知其浓度为01mol/L，若a=20mL，则恰好完全反应生成CH3COONa溶液，此时溶液显碱性，现B点溶液显中性，很明显a>20mL，故A错误；B. C点溶液显酸性，溶质为CH3COOH和CH3COONa，根据物料守恒可知c（CH3COO-）+c（CH3COOH）>c（Na+），故B错误；C. A点为强碱性溶液，对水的电离起抑制作用，B点溶液显中性，水正常电离，C、D点溶液显酸性，多余的酸抑制水的电离，滴加的酸越多抑制能力越强，则A、B、C、D四点水的电离程度大小顺序为B>C>D>A，故C错误；D. 在B点溶液pH=7，此时c（H+）=1×10-7mol/L，多余醋酸的物质的量浓度为（0.1a-2）/（a+20）mol/L，根据电荷守恒可知溶液中c（CH3COO-）=c（Na+）=2/（a+20）mol/L，则此时醋酸的电离平衡常数Ka=[c（H+）×c（CH3COO-）]/c（CH3COOH）=2.0×10-7/（0.1a-2），故D正确；答案为D.

二、常温下，一种强碱滴定几种弱酸的曲线

通过观察图像，首先要根据pH判断出弱酸酸性相对强弱.计算酸的电离常数要找出关键的点，求出各微粒的浓度代入平衡常数表达式；根据越弱越水解比较离子浓度大小；注意电荷守恒、物料守恒的应用.

案例225℃时，用01000mol·L-1的NaOH溶液分别滴定2000mL均为01000mol·L-1的三种酸HX、HY、HZ ，滴定曲线如图所示.下列说法错误的是

A. HZ是强酸，HX、HY是弱酸

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. 将上述HY与HZ溶液等体积混合达到平衡时：c（H+）=c（OH-）+c（Z-）+c（Y-）

分析01000mol·L-1的三种酸HX、HY、HZ溶液，pH依次减小，酸性依次增强，HZ的PH=1，为强酸，求Ka（HY）只能根据加入10mLNaOH的数据计算.

解析 A.01000mol·L-1的三种酸HX、HY、HZ中HZ的PH=1，为强酸，其他两种PH大于1，说明不完全电离，为弱酸，选项A正确；B.当NaOH溶液滴到10ml时，溶液中c（HY）≈c（Y-），即Ka（HY）≈c（H+）=10-pH=10-5，选项B正确；C、HX恰好完全反应时，HY早已经完全反应，所得溶液为NaX和NaY混合液，酸性 HX

絕热条件下，一元强酸（碱）与一元弱碱（酸）中和的滴定曲线酸碱中和反应是放热反应，随着酸（碱）的不断加入，溶液的温度逐渐升高.水的电离过程是吸热过程.

案例325 ℃时，向盛有50 mL pH=2的一元酸HA溶液的绝热容器中加入pH=13的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积（V）与所得混合溶液的温度（T）的关系如图所示.下列叙述正确的是

A. a→b的过程中，溶液中c（A-）与c（HA）之和始终不变

B. c点表示酸碱恰好完全反应

C. 等浓度的NaOH和NaA混合溶液中一定存在关系：c（Na+）>c（A-）>c（OH-）>c（H+）

D. 25 ℃时，HA的电离平衡常数Ka约为1.43×10-3

分析酸碱中和放热，温度最高时b点应是酸碱恰好完全反应，可求出酸的浓度，从而确定酸为弱酸，根据物料守恒，加碱过程中c（A-）+c（HA）变小；电离常数根据电离平衡常数表达式代入数据计算.

解析： A.当酸碱中和恰好完全时，溶液中的溶质为NaA，根据物料守恒c（A-）+c（HA）=c（Na+），若酸過量或碱过量时不再相等，故A错误；B.恰好中和时混合溶液温度最高，根据图象可知b点温度最高，则b点酸碱恰好完全反应，故B错误；C.根据物料守恒，等浓度的NaOH和NaA混合溶液中c（Na+）>c（OH-）>c（A-）>c（H+），故C错误；D.电离平衡常数K=c（H+）c（A-）c（HA）=001mol/L×001mol/L008mol/L-001mol/L=1.43×10-3，故D正确；故选D.

三、酸碱混合后总体积不变的中和滴曲线

这样的题目往往有两条曲线相对应，一定要看清楚图中纵横坐标表示的意义，找出关键的点并理解其含义.

案例425℃时， 将浓度均为01 mol/L、体积分别为Va 和Vb 的HA溶液与BOH溶液按不同体积比混合，保持Va+Vb=100mL，Va、Vb与混合液的pH的关系如图所示. 下列说法正确的是

A. Ka（HA）的值与 Kb（BOH） 的值不相等

B. b 点时， 水电离出的 c（H+）=10-7mol/L

C. c 点时， c（A-） > c（B+）

D. a→c 过程中c（A-）c（OH-）·c（HA）不变

分析 本题以弱电解质中弱酸弱碱中和为切入口，从图中读出弱酸弱碱电离平衡常数相同，B答案PH=7是有效干扰项，要从电离常数得出酸和碱都是弱电解质，对水的电离起促进作用， b 点时， 水电离出的 c（H+）>10-7mol/L，有一部分与酸根结合生成弱酸，是易错点.D项实际为水解常数.

解析A.Ka（HA）=c（H+ ）c（A―）/c（H A ）=10―3×10―3/ （01―10―3），pH=11时，c（OH― ）=10―3，Kb（BOH） =c（OH― ）c（B+ ） /c（BOH ）=10―3×10―3/ （01―10―3），即Ka（HA）的值与 Kb（BOH） 的值相等，故A错误；B.从电离常数可以看出酸和碱都是弱电解质，对水的电离起促进作用， b 点时， 水电离出的 c（H+）>10-7mol/L，故B错误；C、 c 点时，碱过量， c（A-）

四、一元强碱滴定二元弱酸

一定要清楚纵横坐标、曲线表示的含义，计算平衡常数用特殊的点计算.这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的区分度，它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度以及对这些知识的综合运用能力.围绕盐类水解的类型和规律的应用试题在高考中常有涉及.解决这类题目必须掌握的知识基础有：掌握强弱电解质判断及其电离，盐类的水解，化学平衡理论（电离平衡、水解平衡），电离与水解的竞争反应，以及化学反应类型，化学计算，甚至还要用到“守恒”来求解.

案例5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所示.下列叙述错误的是

A.Ka2（H2X）的数量级为10-6

B.曲线N表示pH与lgc（HX-）c（H2X）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（X2-）>c（H+）=c（OH-）

分析该题综合性强，该题解答时注意分清楚反应的过程，搞清楚M和N曲线表示的含义，答题的关键是明确二元弱酸的电离特点.电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考热点中的热点.多年以来全国高考化学试卷几乎年年涉及.

解析 A.己二酸是二元弱酸，第二步电离小于第一步，即Ka1=c（HX-）c（H+）c（H2X）>Ka2=c（X2-）c（H+）c（HX-），所以当pH相等即氢离子浓度相等时lgc（HX-）c（H2X）>lgc（X2-）c（HX-），因此曲线N表示pH与lgc（HX-）c（H2X）的变化关系，则曲线M是己二酸的第二步电离，根据图像取-06和48点，c（X2-）c（HX-）=10-0.6mol·L-1，c（H+）=10-4.8mol·L-1，代入Ka2得到Ka2=10-5.4，因此Ka2（H2X）的数量级为10-6，A正确；B.根据以上分析可知曲线N表示pH与lgc（HX-）c（H2X）的关系，B正确；C. 曲线N是己二酸的第一步电离，根据图像取0.6和5.0点，c（HX-）c（H2X）=100.6mol·L-1，c（H+）=10-5.0mol·L-1，代入Ka1得到Ka2=10-4.4，因此HX-的水解常数是10-14/10-4.4c（OH-），C正确；D.根据图像可知当lgc（X2-）c（HX-）=0时溶液显酸性，因此当混合溶液呈中性时，lgc（X2-）c（HX0）>0，即c（X2-）>c（HX-），D错误；答案选D.

酸碱中和滴定曲线变化较多，解题时首先分析清楚纵横坐标的含义，找出关键的点并理解其含义.计算电离常数用电离常数表达式代入特殊点的数据，比较离子浓度大小先要判断溶液的酸碱性，注意结合电荷守恒和物料守恒解决问题.

参考文献：

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