人教高中化学专项33 对数关系图象（解析版）.docx

第五篇 水溶液中的离子反应与平衡
专项33 对数关系图象
图象是高考试题的数字化语言，用图象表述化学反应过程或者呈现信息情景是近几年高考化学综合试题常见的表达方式。它往往拥有较大的信息存储量，能够很全面地考查学生分析、比较、概括和归纳问题的能力。近年来借助数学的对数知识，把浓度的对数融于离子反应平衡图象中，把所要考查的知识简明、直观、形象的寓于坐标曲线上。
将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值[如c(A)/c(B)]取常用对数，即lg c(A)或lg[c(A)/c(B)]，与溶液中的pH或溶液的体积等关系作出的图像称为对数图像。常考对数图像的类型如下：
图像种类
具体类型
含义
变化规律
对数图像
lgc(HX-)c(H2X)
生成物与反应物离子浓度比的常用对数
lgc(HX-)c(H2X)越大，反应向正反应方向进行的程度越大
lg
稀释后与稀释前体积比的常用对数
lg越大，稀释程度越大
AG＝lgc(H+)c(OH-)
氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数
AG越大，酸性越强，中性时，c(H+)c(OH-)＝1，AG＝0
负对数图像　
pH＝－lg c(H＋)
氢离子浓度的常用对数负值
pH越大，c(H＋)越小，溶液的碱性越强
pC＝－lgc(C)
C离子浓度的常用对数负值
pC越大，c(C)越小
1．(2022•湖北省选择性考试)下图是亚***酸As(OH)3和酒石酸混合体系中部分物种的图(浓度：总为，总T为)。下列说法错误的是( )
A．As(OH)3的为-9.1
B．[As(OH)2T]-的酸性比As(OH)3的强
C．时，As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]-的高
D．时，溶液中浓度最高的物种为As(OH)3
【答案】D
【解析】由图分析，左侧纵坐标浓度的数量级为10-3mol/L，右坐标浓度的数量级为10-6mol/L，横坐标为pH，随着pH的增大，先变大，然后再减小，同时变大，两者浓度均为右坐标，说明变化的程度很小，当pH=4.6时，=，Ka=10-4.6。pH继续增大，则减小，同时增大，当pH=9.1时，=，，二者用左坐标表示，浓度比较大，说明变化的幅度比较大，但混合溶液中存在着酒石酸，电离常数远大于亚***酸，且总T浓度也大于总As。A项，，，当pH=9.1时，=，，为-9.1，A正确；B项，[As(OH)2T]- [As(OH)T]2-+H+，当pH=4.6时，=，Ka=10-4.6，而由A选项计算得H3AsO3的，即Ka > Ka1，所以[As(OH)2T]-的酸性比As(OH)3的强，B正确；C项，由图可知As(OH)3的浓度为左坐标，浓度的数量级为10-3mol/L，[As(OH)2T]-的浓度为右坐标，浓度的数量级为10-6mol/L，所以pH=3.0时，As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]-的高，C正确；D项，由可知条件，酒石酸，As(OH)
3的为-9.1，即酒石酸的第一部电离常数远大于亚***酸的第一步电离常数，所以酒石酸的酸性远强于As(OH)3，另外总As的浓度也小于总T的浓度，所以当pH=7.0时，溶液中浓度最高的物种不是As(OH)3，D错误；故选D。
2．(2022•山东卷)工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s)，对其工艺条件进行研究。现有含SrCO3(s)的0.1mol·L-1、1.0mol·L-1 Na2CO3溶液，含SrSO4(s)的0.1mol·L-1、1.0mol·L-1 Na2SO4溶液。在一定pH范围内，四种溶液中lg[c(Sr2+)/mol·L-1]随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．反应SrSO4(s)+CO32-SrCO3(s)+SO42-的平衡常数
B．a= -6.5
C．曲线④代表含SrCO3(s)的1.0mol·L-1溶液的变化曲线
D．对含SrCO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0mol·L-1的混合溶液，时才发生沉淀转化
【答案】D
【解析】分析题给图象，硫酸是强酸，溶液pH变化，溶液中硫酸根离子浓度几乎不变，则含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变，pH相同时，溶液中硫酸根离子越大，锶离子浓度越小，所以曲线①代表含硫酸锶固体的0.1 mol·L-1硫酸钠溶液的变化曲线，曲线②代表含硫酸锶固体的1 mol·L-1硫酸钠溶液的变化曲线；碳酸是弱酸，溶液pH减小，溶液中碳酸根离子离子浓度越小，锶离子浓度越大，pH相同时，1 mol·L-1碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度大于0.1 mol·L-1碳酸钠溶液，则曲线③表示含碳酸锶固体的0.1 mol·L-1碳酸