2020年高考化学一轮总复习 对数函数在化学水溶液中的应用课件 新人教版

高考热点微专题系列(十二)对数函数在化学水溶液中的应用【典题精析·晓一通百】角度1酸碱中和滴定【典题1】(2019·莆田模拟)溶液的酸碱性可用酸度(AG)表示,AG=lg。室温下,将0.01mol·L-1盐酸逐滴滴入20.00mL0.01mol·L-1氨水中,溶液的AG变化如图所示。下列说法正确的是()lgcHcOHA.室温下,0.01mol·L-1盐酸的AG=12B.M点时溶液中:c()=c(Cl-)C.M点加入盐酸的体积大于20.00mLD.M点以后的水解程度逐渐增大4NH4NH【精析】室温下,0.01mol·L-1盐酸中氢离子浓度为0.01mol·L-1,氢氧根离子浓度为10-12mol·L-1,该盐酸的AG=lg=10,故A错误;根据图象可知,M点的AG=lg=0,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知c()=c(Cl-),故B正确;M点时c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,当加入盐酸的体积为20.00mL时,溶质为氯化铵,120.0110cHcOH4NH溶液为酸性,若为中性,则加入盐酸体积稍小于20.00mL,故C错误;M点后,若盐酸过量,HCl电离出的氢离子抑制了铵根离子的水解,D错误。答案:B角度2.沉淀滴定【典题2】(2019·湘潭模拟)某温度下,向10mL0.1mol·L-1CuCl2溶液中滴加0.1mol·L-1的Na2S溶液,滴加过程中溶液中-lgc(Cu2+)与Na2S溶液体积(V)的关系如图所示,下列有关说法正确的是()已知:lg2=0.3,Ksp(ZnS)=3×10-25。A.a、b、c三点中,水的电离程度最大的为b点B.Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)C.该温度下Ksp(CuS)=4×10-36D.向100mLZn2+、Cu2+浓度均为10-5mol·L-1的混合溶液中逐滴加入10-4mol·L-1的Na2S溶液,Zn2+先沉淀【精析】氯化铜、硫化钠均水解促进水的电离,b点恰好反应所得溶液是氯化钠溶液,水的电离程度最小,A错误;根据物料守恒Na2S溶液中:2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)=c(Na+),B错误;b点二者恰好反应,此时溶液中硫离子、铜离子浓度均是10-17.7mol·L-1=2×10-18mol·L-1,所以Ksp(CuS)=4×10-36,C正确;CuS的Ksp较小,故CuS更难溶,那么首先出现的沉淀是CuS,即Cu2+先沉淀,D错误。答案:C角度3pH与溶液离子浓度【典题3】(新题预测)常温下,二元弱酸H2A溶液中滴加NaOH得混合溶液pH与离子浓度变化如图所示,下列说法正确的是()A.直线M表示pH与lg的变化关系B.Ka2(H2A)=10-4.3C.交点e的溶液中:c(H2A)=c(A2-)c(HA-)c(H+)c(OH-)D.f点溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(HA-)+c(A2-)-c(Na+)2cHAcA【精析】随着NaOH溶液的加入,发生的反应依次为H2A+NaOH====NaHA+H2O,NaHA+NaOH====Na2A+H2O,所以c(H2A)逐渐减小,c(HA-)先增大后减小,c(A2-)后来逐渐增大,所以lg逐渐增大,lg逐渐减小,因此直线M表示pH与lg,直线N表示pH与2cHAcA2cHAc(HA)2cHAc(HA)lg的变化关系,A项错误;Ka2(H2A)=,由图象可知当pH=3时,lg=1.3,则Ka2(H2A)==10-4.3,B项正确;交点e的溶液中c(H2A)=c(A2-),溶液中离子浓度大小关系为:c(HA)-c(H2A)=c(A2-);f点溶液中的溶质为NaHA和Na2A,则由电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),2cHAcA2cAcHcHA2cHAcA231.3cAcH1010cHA所以c(H+)-c(OH-)=c(HA-)+2c(A2-)-c(Na+),D项错误。答案:B【答题策略·思睿观通】1.图象的解题规律(1)识图象。看清坐标轴的含义,曲线的意义,弄清曲线上的起点、交点、拐点、终点的特殊意义。(2)根据信息明确涉及哪些反应原理,并与相关数据结合起来。(3)将图象与原理结合起来思考,找准切入点。2.酸碱混合的定性判断(1)准确读取图象的关键信息,如加入等体积溶液时的pH、滴定终点时的pH等;(2)抓住“三个守恒”,即电荷守恒、物料守恒和质子守恒;(3)注意从溶液电中性的角度分析,从而考查学生的思维准确性。3.沉淀溶解平衡图象的解题策略溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上的任一点都表示饱和溶液,曲线上方任一点均表示过饱和溶液,有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。没有沉淀生成。4.对数函数的常见运算公式(1)logaab=b(2)logaa=1(3)logaMN=logaM+logaN(4)loga=logaM-logaNMN【类题精练·触类旁通】1.(2019·开封模拟)极稀溶液中溶质的物质的量浓度很小,常用其负对数pc表示(pcB=-lgcB)。如某溶液中溶质的物质的量浓度为1×10-5mol·L-1,则该溶液中溶质的pc=5。下列说法正确的是()A.电解质溶液的pc(H+)与pc(OH-)之和均为14B.用盐酸滴定某浓度的KOH溶液,滴定过程中pc(H+)逐渐增大C.BaCl2溶液中逐滴加入硫酸溶液,滴加过程中pc(Ba2+)逐渐减小D.某温度下Ksp(AgCl)=1.0×10-10,则其饱和溶液中pc(Ag+)+pc(Cl-)=10【解析】选D。溶液中的c(H+)和c(OH-)与水的电离程度有关,而水的电离程度随温度的升高而增大,如常温下KW=c(H+)×c(OH-)=1.0×10-14,则pc(H+)+pc(OH-)=14,而在100℃时KW=c(H+)×c(OH-)=1.0×10-12,则pc(H+)+pc(OH-)=12,A项错误;用盐酸滴定某浓度的KOH溶液时,滴定过程中c(OH-)逐渐减小,则c(H+)逐渐增大,所以pc(H+)是逐渐减小的,B项错误;向BaCl2溶液中逐滴加入硫酸溶液,滴加过程中c(Ba2+)逐渐减小,则pc(Ba2+)逐渐增大,C项错误;某温度下Ksp(AgCl)=1.0×10-10,则饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl-)=1.0×10-5mol·L-1,所以pc(Ag+)+pc(Cl-)=10,D项正确。2.(2019·三明模拟)25℃时,往某酸的钠盐Na2A溶液中通入HCl,溶液中-lg和-lgc(HA-)或-lg和-lgc(A2-)的关系如图所示。下列说法正确的是()2cHc(HA)cHcHAA.直线L2表示-lg和-lgc(HA-)的关系B.通入HCl过程中,水电离的c(OH-)与水电离的c(H+)的乘积不断增大C.Ka2(H2A)的数量级为10-7D.在NaHA溶液中c(Na+)(HA-)c(H2A)c(A2-)2cHc(HA)【解析】选C。多元弱酸的第一步电离远大于第二步电离,直线L1表示-lg和-lgc(HA-)的关系,直线L2表示-lg和-1gc(A2-)的关系,A项错误;通入HCl过程中,酸性增强,对水的电离抑制程度增大,水电离的c(OH-)与水电离的c(H+)均减小,故乘积不断减小,B项错误;直线L2表示-lg和-lgc(HA-)的关系,当2cHc(HA)cHcHAcHcHA-lg=3.2时,即=10-3.2,-lgc(A2-)=3,即c(A2-)=10-3,K(H2A)==10-3.2×10-3=10-6.2,故K(H2A)的数量级为10-7,C项正确;NaHA溶液呈酸性,HA-电离大于水解,故c(Na+)(HA-)c(A2-)c(H2A),D项错误。cHcHAcHcHA2cHcAcHA3.已知pC=-lgc,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20和Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。室温下,测得两种金属离子的pC与pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是()A.加入氨水调节pH可除去MgSO4溶液中的CuSO4杂质B.调到Q点对应的pH时,Mg2+和Cu2+都已沉淀完全(离子浓度小于或等于1.0×10-5mol·L-1)C.在浓度均为1mol·L-1的CuSO4和MgSO4的混合溶液中,存在c(Cu2+)+c(Mg2+)c()D.L1代表pC(Cu2+)随pH的变化,L2代表pC(Mg2+)随pH的变化24SO【解析】选D。加入氨水调节pH可使Cu2+生成沉淀与Mg2+分离,但引入了新的杂质离子,A项错误;Q点的pH为9,则由Ksp求得c(Cu2+)=mol·L-1=2.2×10-10mol·L-11.0×10-5mol·L-1,c(Mg2+)=mol·L-1=1.8×10-1mol·L-11.0×10-5mol·L-1,所以Cu2+已沉淀完全而Mg2+不能沉淀完全,B项错误;由于Mg2+和Cu2+都能水解,所以c(Cu2+)4NH20522.210(1.010)11521.810(1.010）+c(Mg2+)c(),C项错误;由图象可知,当Mg2+和Cu2+的浓度均为1mol·L-1时,开始生成Cu(OH)2沉淀的pH约为4,而开始生成Mg(OH)2沉淀的pH约为9,D项正确。24SO4.pC类似pH,是指极稀溶液中,溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为:1×10-3mol·L-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。下图为H2CO3在加入强酸或强碱溶液后,平衡时溶液中三种成分的pC—pH图。请回答下列问题:(1)在人体血液中,能起到稳定人体pH的作用,请用电解质溶液中的平衡解释:__________________(用方程式表示)。(2)H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1≈________。3HCO(3)某同学认为该溶液中Na2CO3的水解是微弱的,发生水解的离子不超过其总量的10%。请你设计简单实验证明该同学的观点是否正确__________________________________________________________。23CO(4)已知某温度下Li2CO3的Ksp为1.68×10-3,将适量Li2CO3固体溶于100mL水中至刚好饱和,饱和Li2CO3溶液中c(Li+)=0.15mol·L-1。c()=0.075mol·L-1,若t1时刻在上述体系中加入100mL0.125mol·L-1Na2CO3溶液,列式计算说明是否有沉淀产生。23CO(5)请画出t1时刻后Li+和浓度随时间变化关系图(用虚线表示Li+,实线表示)。23CO23CO【解析】(1)既存在电离平衡,又存在水解平衡,所以能起到稳定人体pH的作用,方程式为+H+、+H2OH2CO3+OH-。(2)根据图象可知,当碳酸的浓度是10-3mol·L-1时,氢离子和的浓度分别是10-3mol·L-1、10-5mol·L-1,所以Kal≈=10-63HCO3HCO23CO3HCO363101010－－－3HCO(3)如果0.1mol·L-1碳酸钠的水解程度时10%,则溶液的pH=12,所以可以通过pH试纸测量起pH即可,即用pH试纸(或pH计)测常温下0.1mol·L-1碳酸钠溶液的pH,若pH12,则该同学的观点正确;若pH12,则该同学的观点不正确。(4)加入100mL0.125mol·L-1碳酸钠溶液后,溶液中c(Li+)=0.075mol·L-1,c()=0.1mol·L-1,此时c()×c2(Li+)≈5.6×10-4Ksp,所以无沉淀生成。(5)根据(4)可知t1时刻后c(Li+)=0.075mo