摘 要：pH-V圖像、分布分?jǐn)?shù)圖像和對(duì)數(shù)圖像在電解質(zhì)溶液問題中十分常見，也是學(xué)生在求解過程中產(chǎn)生困擾的常見問題.電解質(zhì)溶液問題的求解，應(yīng)靈活分析圖像中特殊點(diǎn)的具體情況，才能更好更高效地解決問題.

關(guān)鍵詞：電解質(zhì)溶液；圖像分析；高中化學(xué)

中圖分類號(hào)：G632"" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"" 文章編號(hào)：1008-0333（2024）19-0139-03

電解質(zhì)溶液問題離不開圖像，常以圖像為載體考查相關(guān)知識(shí)點(diǎn).準(zhǔn)確分析圖像是解題的關(guān)鍵所在，找到其中特殊點(diǎn)并快速得到對(duì)應(yīng)含義，有助于高效解題.本文主要對(duì)常見電解質(zhì)溶液圖像分析，以例題形式幫助理解，以便學(xué)生學(xué)習(xí)和理解.

1 PH-V圖像

PH-V圖像是指液體體積V與反應(yīng)后溶液PH的關(guān)系圖像，能夠顯示中和反應(yīng)的進(jìn)程和具體狀態(tài).在解答中和反應(yīng)類電解質(zhì)溶液圖像問題，利用特殊點(diǎn)可以更迅速地理清題意.常見的特殊點(diǎn)有起點(diǎn)、半反應(yīng)點(diǎn)、中性點(diǎn)、反應(yīng)終點(diǎn)和過量點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同反應(yīng)過程，結(jié)合電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒三大守恒知識(shí)點(diǎn)可解答相關(guān)問題[1].

例1 已知鄰苯二甲酸（H2A）的Ka1=1.1×10-3，Ka2=3.9×10-6.常溫下，用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1的鄰苯二甲酸氫鉀（KHA）溶液，溶液PH隨加入NaOH溶液體積的變化曲線如圖1所示，下列敘述正確的是（" ）.

A.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中：

c（K+）gt;c（HA-）gt;c（Na+）gt;c（A2-）

B.b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中：

c（Na+）=c（H2A）+c（A2-）

C.c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中：

c（Na+）=c（K+）=c（H2A）+c（HA-）+c（A2-）

D.從a點(diǎn)到c點(diǎn)，水的電離程度先逐漸增大后逐漸減小

分析 首先分析圖像中a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的特殊點(diǎn)類型，分別明確每個(gè)點(diǎn)所處的反應(yīng)進(jìn)程、溶液特點(diǎn)，并結(jié)合三大守恒分析離子濃度關(guān)系，可得到正確答案.

解析 根據(jù)題干信息，圖像對(duì)應(yīng)一元強(qiáng)堿滴定二元弱酸的酸式鹽過程，溶液pH隨加入NaOH溶液體積增大而增大，取a、b、c三個(gè)特殊點(diǎn)進(jìn)行分析：

a點(diǎn)對(duì)應(yīng)半反應(yīng)點(diǎn)，即溶液中溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的NaHA和K2A溶液呈酸性，說明HA-電離程度大于A2-的水解程度，溶液中c（A2-）gt;c（HA-），選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

b點(diǎn)對(duì)應(yīng)中性點(diǎn)，當(dāng)溶液pH=7時(shí)，c（H+）=

c（OH-），溶液中溶質(zhì)為K2A、Na2A、NaHA，由電荷守恒可得c（Na+）+c（K+）+c（H+）=2c（A2-）+c（HA-）+c（OH-），因?yàn)槿芤褐写嬖谖锪鲜睾鉩（Na+）+c（K+）=c（A2-）+c（HA-）+c（H2A），則b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中c（Na+）+c（H2A）=c（A2-），選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

c點(diǎn)對(duì)應(yīng)反應(yīng)終點(diǎn)，即溶液中溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的Na2A和K2A，由物料守恒可得c（Na+）=c（K+）=c（A2-）+c（HA-）+c（H2A），選項(xiàng)C正確；

a點(diǎn)HA-電離程度大于A2-的水解程度，水的電離被抑制，隨著NaOH溶液加入，溶液中c（HA-）減小，c（A2-）增大，促進(jìn)水的電離，c點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液的溶質(zhì)為Na2A、K2A，從a點(diǎn)到c點(diǎn)水的電離程度增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

綜上，正確答案為選項(xiàng)C.

2 分布分?jǐn)?shù)圖像

分布分?jǐn)?shù)圖像由多條曲線交匯而成，每條曲線對(duì)應(yīng)各種溶液，分析這類圖像首先明確反應(yīng)方程式，結(jié)合方程式和曲線走勢確定對(duì)應(yīng)的溶液種類[2].其次解題的關(guān)鍵點(diǎn)在于解讀分布分?jǐn)?shù)圖像的特殊點(diǎn)，即曲線最高點(diǎn)、曲線交點(diǎn)，結(jié)合最高點(diǎn)可得反應(yīng)溶液類型和特點(diǎn)，曲線交點(diǎn)則對(duì)應(yīng)微粒濃度相同，可由此計(jì)算出各級(jí)電離常數(shù)大小，進(jìn)一步對(duì)問題做出解答.

例2 草酸是一種二元弱酸，向草酸溶液中滴加NaOH溶液，H2C2O4、HC2O-4、C2O2-4的分布分?jǐn)?shù)δ與溶液PH變化關(guān)系如圖乙所示[如δ（C2O2-4）=c（C2O2-4）c（C2O2-4）+c（HC2O-4）+c（H2C2O4）].下列說法正確的是（" ）.

A.Ka2（H2C2O4）數(shù)量級(jí)為10-5

B.NaHC2O4溶液中c（OH-）=c（H+）

C.水的電離程度NM

D.pH=5時(shí)，溶液中c（Na+）+c（H+）gt;3c（C2O2-4）+c（OH-）

分析 分布分?jǐn)?shù)圖像中包含三種曲線，首先，結(jié)合反應(yīng)方程式可大致判定曲線類型；其次，曲線交點(diǎn)M、N分別對(duì)應(yīng)的電離常數(shù)也能列式計(jì)算得到，還應(yīng)結(jié)合選項(xiàng)分析PH=5在圖像中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)具體情況，結(jié)合三大守恒對(duì)選項(xiàng)做出判斷.

解析 H2C2O4的電離方程式為H2C2O4H++HC2O-4、HC2O-4H++C2O2-4，隨NaOH溶液加入，溶液PH不斷增大，H2C2O4的電離程度逐漸增大，c（H2C2O4）逐漸減小，c（HC2O-4）先增大后減小，c（C2O2-4）逐漸增大，即曲線①②③分別代表H2C2O4、HC2O-4、C2O2-4分布分?jǐn)?shù)隨溶液PH的變化關(guān)系，取曲線交點(diǎn)M、N和曲線②最高點(diǎn)、pH=5對(duì)應(yīng)點(diǎn)分析問題，M點(diǎn)溶液中c（H2C2O4）=c（HC2O-4），對(duì)應(yīng)溶液pH=1.2，則c（H+）=10-1.2mol·L-1，則有Ka1（H2C2O4）=c（H+）c（HC2O-4）c（H2C2O4）=10-1.2，

N點(diǎn)溶液中c（HC2O-4）=c（C2O2-4），對(duì)應(yīng)溶液pH=4.2，則c（H+）=10-4.2mol·L-1，則有Ka2（H2C2O4）=c（H+）c（C2O2-4）c（HC2O-4）=10-4.2，數(shù)量級(jí)為10-5，選項(xiàng)A正確；

滴加NaOH溶液至達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)過程中，溶質(zhì)變化為H2C2O4→NaHC2O4→Na2C2O4，水電離程度增大，N＞M，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

曲線②最高點(diǎn)表示NaHC2O4溶液，則NaHC2O4溶液pH=7，c（OH-）＜c（H+），選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

pH=5的點(diǎn)溶液中c（Na+）+c（H+）=

c（HC2O-4）+2c（C2O2-4）+c（OH-），c（HC2O-4）＜c（C2O2-4），則c（Na+）+c（H+）＜c（HC2O-4）+3c（C2O2-4）+c（OH-），選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

綜上，正確答案為選項(xiàng)A.

3 對(duì)數(shù)圖像

對(duì)數(shù)圖像主要指溶液pH值與溶質(zhì)濃度的對(duì)數(shù)之間的聯(lián)系與趨勢.分析這類圖像相關(guān)的電解質(zhì)溶液問題，應(yīng)明確一些特殊點(diǎn)：曲線交點(diǎn)、具體坐標(biāo)點(diǎn)、曲線下方或上方的點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)含義不同，曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶質(zhì)濃度相同，可比較兩者Ksp的相對(duì)大小，具體坐標(biāo)的點(diǎn)可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)溶質(zhì)的Ksp.結(jié)合公式和具體值，可進(jìn)一步對(duì)問題做出解答.

例3 常溫下，向二元弱酸H2Y溶液中加入NaOH溶液，所得溶液的pH與離子濃度變化關(guān)系如圖3所示，下列說法錯(cuò)誤的是（" ）.

A.曲線N表示pH與lgc（HY-）c（Y2-）的變化關(guān)系

B.由圖可知，Ka2（H2Y）的數(shù)量級(jí)為10-2

C.b點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中，c（HY-）=c（Y2-）

D.由圖可知，NaHY溶液顯酸性

分析 首先，結(jié)合對(duì)數(shù)圖像和題意給出的具體反應(yīng)方程式，可大致得到反應(yīng)溶液中溶質(zhì)成分；其次，a、b、c點(diǎn)均為圖像的特殊點(diǎn)，可根據(jù)具體值求出K的大小，想要清楚曲線M、N對(duì)應(yīng)溶質(zhì)類型，需要結(jié)合曲線與橫坐標(biāo)軸的交點(diǎn)這一特殊點(diǎn)分析，從而得到酸堿性和變化關(guān)系.

解析 分別分析a、b、c點(diǎn)以及曲線M、N與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)d、e，a點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中，lgc（HY-）c（H2Y）=0.7，pH=2，則Ka1（H2Y）=c（H+）c（HY-）c（H2Y）=10-1.3，b點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中，lgc（HY-）c（H2Y）=lgc（HY-）c（Y2-），則c（H2Y）=c（Y2-），選項(xiàng)C正確；

c點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中，lgc（HY-）c（Y2-）=1.3，pH=3，

則Ka2（H2Y）=c（H+）c（Y2-）c（HY-）=10-4.3，數(shù)量級(jí)為10-5，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

延長曲線M、N與橫坐標(biāo)軸相交于d、e，

則lgc（HY-）c（H2Y）=0、lgc（HY-）c（Y2-）=0，有c（H2Y）=c（HY-）、c（Y2-）=c（HY-），

由平衡常數(shù)表達(dá)式可得lgc（HY-）c（H2Y）=0時(shí)，pH=-lgKa1（H2Y），lgc（HY-）c（Y2-）=0時(shí)，pH=-lgKa2（H2Y），又因?yàn)镵a1（H2Y）＞Ka2（H2Y），所以曲線M、N分別表示pH與lgc（HY-）c（H2Y）、lgc（HY-）c（Y2-）的變化關(guān)系，選項(xiàng)A正確.

上述分析，Ka1（H2Y）=10-1.3、Ka2（H2Y）=10-4.3，可知Kh（HY-）=c（H2Y）c（OH-）c（HY-）=10-12.7，

則Kh（HY-）＜Ka2（H2Y），HY-的電離程度大于其水解程度，所以NaHY溶液顯酸性，選項(xiàng)D正確.

綜上，正確答案為選項(xiàng)B.

4 結(jié)束語

上述問題分別對(duì)電解質(zhì)溶液問題中三類圖像分析和解答，每類圖像特點(diǎn)不同，對(duì)應(yīng)反應(yīng)和解題側(cè)重點(diǎn)也不相同.雖然都是分析圖像交點(diǎn)、具體坐標(biāo)點(diǎn)，但結(jié)合反應(yīng)情況和不同反應(yīng)類型，含義有所不同.這些特殊點(diǎn)的掌握與應(yīng)用，需要學(xué)生結(jié)合實(shí)際例題充分實(shí)踐，才能對(duì)此做出理解與經(jīng)驗(yàn)積累.

參考文獻(xiàn)：

［1］劉政.以點(diǎn)破題：談電解質(zhì)溶液圖像題的解題策略[J].中學(xué)化學(xué)，2023（6）：34-37.

［2］ 張萬程，屠飛杰.分析特殊點(diǎn) 突破“三平”圖像題[J].教學(xué)考試，2020（41）：4.

［責(zé)任編輯：季春陽］