2024屆高三化學二輪復習 溶液中離子濃度的分步系數(shù)圖像問題的解題思路

分布系數(shù)圖像問題一、什么是分布系數(shù)1、《步步高》給出的定義：分布曲線是指以pH為橫坐標、分布系數(shù)(即組分的平衡濃度占總濃度的分數(shù))為縱坐標的關系曲線。CH3COOH溶液中CH3COOH與CH3COO-的分布系數(shù)圖H2C2O4溶液中H2C2O4、HC2O4-和C2O42-的分布系數(shù)圖一、什么是分布系數(shù)2、緩沖溶液的pH計算（1）CH3COOH與CH3COONa的混合溶液

（2）NH3·H2O與NH4Cl的混合溶液

一、什么是分布系數(shù)3、分布系數(shù)圖像可以通過數(shù)據(jù)推導得出推導：HAc-NaAc體系中分子和離子濃度占總濃度的比例隨pH的關系

HAc和Ac-的所占百分比僅由Ka與c(H+)決定，與溶液起始總濃度無關Ka為常數(shù)，分布系數(shù)圖為變量為pH的函數(shù)圖像再推導：H2S體系中分子和離子濃度占總濃度的比例隨pH的關系

一、什么是分布系數(shù)微粒分配系數(shù)算式中所占項c(HnA）c(H+)nc(Hn-1A）-c(H+)n-1·Ka1c(Hn-2A）2-c(H+)n-2·Ka1·Ka2…………氨水中各微粒的分布系數(shù)

一、什么是分布系數(shù)運用1：向0.1mol/L的H3PO4溶液中通入HCl氣體（忽略溶液體積的變化），溶液pH=1時，溶液中大約有________％的H3PO4電離（H3PO4的Ka1=7.6×10-3，Ka2=6.3×10-8，Ka3=4.4×10-13）

運用2：（2022武漢二月調(diào)研）25℃時，0.10mol/L的HCOONH4溶液中l(wèi)gc(HCOOH)、lgc(NH3·H2O)、lgc(H+)

和lgc(OH-)隨pH變化（加入HCl或NaOH）的關系如圖所示。[已知Ka(HCOOH)=1.8×10-4， Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5]二、典型分布系數(shù)的圖像信息HAcAc-

PKa無限接近，不等于0調(diào)pH可以加固體堿，也可以加堿溶液，溶液電荷守恒注意所加堿的陽離子

H2AHA-A2-PKa1PKa2酸式鹽的大致pH值圖像中所有的交點、最高點均不是投料所得，而是調(diào)pH的結(jié)果二、典型分布系數(shù)的圖像信息①NaHC2O4顯酸性②圖像上δ=0時，溶液中仍然存在HC2O4-和C2O42-③B點溶液不是等濃度的NaHC2O4和Na2C2O4等體積混合而成④草酸Ka2的數(shù)量級為10-5B①NaH2PO4顯酸性

②Na2HPO4顯堿性

③H2PO4-與HPO42-等量時，pH≈7已知H3AsO4的pK1=2.25，pKa2=6.77，pKa3=11.40。則NaHAsO4顯________性，NaHAsO4顯______性，顯中性時，c(H2AsO4-)_____c(HAsO42-)三、分布系數(shù)的直接考察——圖像與結(jié)論例1：室溫下，改變0.10mol/L鄰苯二甲酸氫鉀(KHA)溶液的pH，溶液中H2A、HA-、A2-的物質(zhì)的量分數(shù)δ(X)隨pH

的變化如圖所示。下列敘述錯誤的是（

） A、lg[K2(H2A)]=-5.4 B、pH=4.15時，2δ(H2A)+δ(HA-)=1 C、KHA溶液中：c(K+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-) D、pH=7時，c(A2-)>c(HA-)>c(H+)=c(OH-)PKa1

PKa2

PKa2=5.4顯酸性，電離大于水解10×-7mol/L

C三、分布系數(shù)的直接考察——圖像與結(jié)論例2：（2021武漢四月調(diào)研）在25℃時，向2.0ml0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L的NaHSO4溶液，滴

加時溶液中含碳微粒物質(zhì)的量（nmmol）與溶液pH的關系如圖所示（CO2因逸出未畫出）。下列選項

錯誤的是（

） A、HCO3-的水解平衡常數(shù)Kh=1.0×10-9

B、a點對應溶液中c(SO42-)=c(CO32-) C、曲線②表示HCO3-的物質(zhì)的量變化情況 D、Na2CO3溶液中：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)CO32-HCO3-H2CO3PKa2

PKa1

質(zhì)子守恒a點為c(CO32-)=c(HCO3-)，而宏觀上則是CO32-比HCO3-略多，即反應NaHSO4的物質(zhì)的量小于Na2CO3的一半，故c(SO42-)<c(CO32-)B三、分布系數(shù)的直接考察——圖像與結(jié)論例3：（2022湖北）如圖是亞砷酸As(OH)3和酒石酸（H2T，lgKa1=-3.04，lgKa2=-4.37）混合體系中部分物

種的c—pH圖（濃度：總As為5.0×10-4mol/L，總T為1.0×10-3mol/L）。下列說法錯誤的是（

） A、As(OH)3的lgKa1為-9.1 B、[As(OH)2T]-的酸性比As(OH)3的強 C、pH=3.1時，As(OH)3的濃度比[As(OH)2T]-的高 D、pH=7.0時，溶液中濃度最高的物種為As(OH)3As(OH)3的pKa=9.1[As(OH)2T]-的pKa=4.6注意坐標的數(shù)量級D某種含T微粒三、分布系數(shù)的直接考察——圖像與結(jié)論例4：以酚酞為指示劑，用0.1000mol·L?1的NaOH溶液滴定20.00mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、

分布系數(shù)δ隨滴加NaOH溶液體積V(NaOH)的變化關系如下圖所示。[比如A2?的分布系數(shù)： ],下列敘述正確的是()

A、曲線①代表δ(H2A)，曲線②代表δ(HA-)B、H2A溶液的濃度為0.2000mol/LC、HA-的電離常數(shù)Ka=1.0×10-2D、滴定終點時，溶液中c(Na+)<2c(A2-)<c(HA-)H2A=H++HA-HA-H++A-HA-A2-恰好中和點，n(NaOH)=2n(H2A),c(H2A)=0.1000mol/L電荷守恒式變形，用酚酞作指示劑滴定終點偏堿性c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-)C三、分布系數(shù)的直接考察——圖像與結(jié)論pH36.78.3H2AHA-A2-HBB-四、分布系數(shù)的變形考察——圖像與坐標變換

HAcAc-OH-H+BCc(H+)=c(OH-)總濃度×δ(CH3COOH)滴定終點后再加堿，水的電離受到抑制四、分布系數(shù)的變形考察——圖像與坐標變換例2：（2017新課標I）常溫下將NaOH溶液添加到己二酸（H2X）溶液中，混合溶液的pH與離子濃度變化的關

系如圖所示，下列敘述錯誤的是（

） A、Ka2(H2X)的數(shù)量級為10-6 B、曲線N表示pH與lg[c(HX-)/c(H2X)]的變化關系 C、NaHX溶液中c(H+)>c(OH-) D、當混合溶液呈中性時：c(Na+)>c(HX)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)

4.45.4NMH2XHX-X2-7D四、分布系數(shù)的變形考察——圖像與坐標變換

4.768.732.88abcHAcAc-HAc與NaOH等量混合pH≠7Ac-越多水的電離越大電荷守恒式，顯堿性AD四、分布系數(shù)的變形考察——圖像與坐標變換例4：常溫下，用NaOH溶液滴定H2A溶液，混合溶液的pH與離子濃度的負對數(shù)pX關系如圖所示。pX代表

或

，下列說法正確的是（

） A、曲線a表示pH與

的變化關系 B、H2A的第一步電離常數(shù)為10-4.2 C、滴定至pH=7時，c(Na+)<3c(A2-) D、當H2A被完全中和時，c(OH-)=c(HA-)+c(H2A)+c(H+)CKa2Ka1Ka2=4.2Ka1≈1ab四、分布系數(shù)的變形考察——圖像與坐標變換例5：25℃時，用1.00mol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)0.10L某二元酸H2A的pH，溶液中H2A、HA-及A2-的濃度變化如圖所

示，下列說法正確的是（） A、H2A的Ka2=2×10-11 B、在Z點，由水電離出的氫離子濃度約為10-10mol/L C、在Y點時，c(Na+)>3c(A2-) D、0.1mol/LNaHA溶液中：c(Na+)>c(HA-）>c(H2A)>c(A2-)CKa1=10-4Ka2=10-8應是大于10-7C(H+)+c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)NaHA顯酸性，應是A2-多余H2A五、分布系數(shù)的變形考察——溶液成份非酸堿問題例1：常溫下，已知甘氨酸在水中存在三種微粒，它們的轉(zhuǎn)化關系如圖。pI為該溶液中—COO-和H3N+—數(shù)目相

等時的pH，K1和K2分別表示—COOH和H3N+—的解離常數(shù)，K1=10-2.4，K2=10-9.4。其各微粒在水中的分布

系數(shù)如圖所示。根據(jù)以上信息判斷錯誤的是（

）

A、a點對應的pH=2.4 B、當溶液中pH=7時，c(A±)>c(A+)>c(A-) C、甘氨酸溶液的pI=5.9 D、甘氨酸溶于水后，溶液顯酸性A+A±A-pK1=2.4pK2=9.4

pH=7B五、分布系數(shù)的變形考察——溶液成份非酸堿問題例2：（2021山東）賴氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-，用HR表示]是人體必需氨基酸，其鹽酸鹽（H3RCl2）

在水溶液中存在如下平衡：

向一定濃度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液，溶液中

H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系數(shù)δ（x）隨pH變化如圖所示。已知

下列表述正確的是（

） A、

B、M點，c(Cl-)+c(OH-)+c(R-)=2c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)

C、O點，pH=

D、P點，c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)K1≈2K2≈9K3≈11電荷守恒式H3RCl2與NaOH按1:2反應時，宏觀上全部生成HR，圖像在P點左邊，故P點時NaOH大于H3RCl2的2倍H3R+H2R+HRR-CD五、分布系數(shù)的變形考察——溶液成份非酸堿問題例3：Cu2+與NH3可結(jié)合生成多種絡合物，在水溶液中存在如下平衡；

向某濃度的硫酸銅溶液中滴加濃氨水，實驗測得含Cu微粒的物質(zhì)的量分布