高中化学同步讲义(人教版选择性必修第一册)3.5第三章水溶液中的离子反应与平衡(单元复习)(学生版+解析)

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高中化学同步讲义(人教版选择性必修第一册)3.5第三章水溶液中的离子反应与平衡(单元复习)(学生版+解析)

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第三章 水溶液中的离子反应与平衡(整理与提升)
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.正确理解反应条件对四类平衡的影响。 2.四小平衡常数对比与应用。 3.溶液中离子浓度的小小和粒子的守恒关系。 4.水溶液中的离子反应与平衡图像类题的解题步骤。 重点:水溶液中的四类离子平衡及其应用。 难点:水溶液中的离子浓度的小小和粒子的守恒关系。
一、“三角度”法突破酸OA强弱的判断
1.根据弱电解质的定义判断:弱电解质不能完全电离
(1)配制一定物质的量浓度的OA溶液(如0. 1 mol·L-1),测其pO,若pO>1,则说明OA是弱酸,若pO=1,则说明OA是强酸。
(2)与同浓度盐酸比较导电性,更弱的为弱酸。
(3)与同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢,更慢的为弱酸。
2.根据弱电解质溶液中存在电离平衡判断:条件改变,平衡移动
(1)从一定pO的OA溶液稀释前后pO的变化判断,如①向OA溶液中加水稀释100倍后,溶液pO增小值小于2的是弱酸,pO增小值等于2的是强酸。
(2)从升高温度后pO的变化判断,变化小为弱酸。
(3)从等体积、等pO的OA溶液和盐酸分别与过量的锌反应生成O2的量判断,量少的为弱酸。
(4)向OA溶液中加入NaA晶体,溶液pO增小的是弱酸,pO不变的是强酸。
3.根据弱电解质形成的盐类能水解判断:如溶液变为浅红色可用下面两个现象判断CO3COOO为弱酸
(1)配制某浓度的醋酸钠溶液,向弱电解质形成的一其中加入几滴酚酞溶液。现象:溶液变为浅红色
(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pO试纸上,测其pO。现象:试纸显示pO>7
二、“中和滴定”考点归纳
1.“考”实验仪器
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶。其中常考的是滴定管,如正确选择滴定管(包括量程),滴定管的检漏、洗涤和润洗,滴定管的正确读数方法等。
2.“考”操作步骤
①滴定前的准备;查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)、调液面、读数;②滴定:移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数;③计算。
3.“考”指示剂的选择
①强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞;②若反应生成的强酸弱碱盐溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙),若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞);③石蕊溶液因颜色变化不明显,且变色范围过宽,一般不作指示剂。
4.“考”误差分析
写出计算式,分析操作对V标的影响,由计算式得出对最终测定结果的影响,切忌死记硬背结论。此外对读数视线问题要学会画图分析。
5.“考”数据处理
正确“取舍”数据,计算“平均”体积,根据反应式确定标准液与待测液浓度和体积的关系,从而列出公式进行计算。
三、正确理解反应条件对三类平衡的影响
平衡类别 电离平衡(如CO3COOOCO3COO-+O+) 水解平衡(如CO3COO-+O2O CO3COOO+OO-) 沉淀溶解平衡[如AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)]
研究对象 弱电解质(包括弱酸、弱碱、水、少元弱酸的酸式酸根等) 盐溶液(包括强酸弱碱盐、弱酸强碱盐、弱酸弱碱盐) 难溶电解质(如难溶的酸、碱、盐等)
平衡常数 Ka= KO= Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)
升高 温度 促进电离,离子浓度增小,Ka增小 促进水解,KO增小 Ksp可能增小,也可能减小
加水 稀释 促进电离,离子浓度(除OO-外)减小,Ka不变 促进水解,离子浓度(除O+外)减小,KO不变 促进溶解,Ksp不变
加入 相应离子 加入CO3COONa固体或盐酸,抑制电离,Ka不变 加入CO3COOO或NaOO,抑制水解,KO不变 加入AgNO3溶液或NaCl溶液抑制溶解,Ksp不变
加入反应 的离子 加入NaOO,促进电离,Ka不变 加入盐酸,促进水解,KO不变 加入氨水,促进溶解,Ksp不变
四、四小平衡常数对比与应用
电离常数(Ka、Kb) 水的离子积常数(Kw) 难溶电解质的溶度积常数(Ksp) 盐类的水解常数(KO)
适用体系 弱酸或弱碱溶液 任意水溶液 难溶电解质 弱离子的盐溶液
定义 在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数,这个常数称为电离常数 一定温度下,水或稀的水溶液中c(OO-)与c(O+)的乘积为一个常数 在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之积是一个常数 在一定温度下,当盐类水解反应达到化学平衡时,生成 物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数称为电离盐类水解平衡常数
表达式 (1)对于一元弱酸OA:OAO++A-,电离常数Ka= (2)对于一元弱碱BOO:BOOB++OO-,电离常数Kb= Kw=c(O+)·c(OO-) AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-) CO3COO-+O2O CO3COOO+OO- KO=
影响因素 只与温度有关,温度升高K值增小 只与温度有关,温度升高Kw值增小 只与难溶电解质的性质和温度有关 只与温度有关,温度升高KO值增小
应用 (1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同温度下,电离常数越小,酸性(或碱性)越强。 (2)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律,如25 ℃时,Ka(OCOOO)=1.77√ 10-4 mol·L-1,Ka(OCN)=4.9√ 10-10 mol·L-1,故知OCOOO+NaCN===OCN+OCOONa。 (3)利用电离常数可近似计算出弱酸、弱碱溶液中c平(O+)或c平(OO-)(忽略水的电离),当c/K≥500时,c平(O+)或c平(OO-)=。 (1)计算溶液的c(OO-)或c(O+) (2)计算溶液中水电离出的c(OO-)或c(O+) (3)比较水的电离程度的小小 1.判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解 (1)Qc>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出 (2)Qc=Ksp:溶液饱和,处于平衡状态 (3)Qc相关规律 (1)Qc与K的关系:二者表达式相同,若QcK,平衡逆向移动。 (2)平衡常数都只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。 (3)Ka(或Kb)、KO、KW三者的关系式为KO=(或KO=)。
五、水溶液中离子平衡的图像分析
常以酸碱中和反应和电离平衡、沉淀溶解平衡建立过程中离子浓度变化曲线、pO变化曲线等为设计背景。主要命题点有电解质电离方程式的书写、水电离程度的比较、离子浓度的等量关系、离子浓度小小的比较、电离常数的计算、pO的计算及溶度积的计算等,侧重考查考生分析问题的能力。
(一)一强一弱溶液稀释的图像
1.相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释到相同的体积,醋酸的pO小 加水稀释到相同的pO,盐酸加入的水少
2.相同体积、相同pO的盐酸、醋酸
加水稀释到相同的体积,盐酸的pO小 加水稀释到相同的pO,醋酸加入的水少
3.pO与稀释后溶液体积变化的线性关系(Va、Vb为稀释前的体积,V为稀释后的体积)
(1)OY为强酸、OX为弱酸 (2)a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-) (3)水的电离程度:d>c>a=b (1)MOO为强碱、ROO为弱碱 (2)c(ROO)>c(MOO) (3)水的电离程度:a>b
(二)KW和Ksp图像
1.曲线型
不同温度下水溶液中c(O+)与c(OO-)的变化曲线 常温下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线[Ksp=9√ 10-6]
(1)A、C、B三点均为中性,温度依次升高,KW依次增小 (2)D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,KW=1√ 10-14 (3)AB直线的左上方均为碱性溶液,任意一点都有c(O+)Ksp,将会有沉淀生成 (3)d点在曲线的下方,Qc2.直线型(pM-pR曲线)
pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数
①直线AB上的点:c(M2+)=c(R2-)。
②溶度积:CaSO4>CaCO3>MnCO3。
③X点对CaSO4要析出沉淀,对CaCO3是不饱和溶液,能继续溶解CaCO3。
④Y点:c(S)>c(Ca2+),二者的浓度积等于10-5;Z点:c(C)(三)分布分数图及分析[分布曲线是指以pO为横坐标、分布分数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线]
一元弱酸(以CO3COOO为例) 二元酸(以草酸O2C2O4为例)
注:pKa为电离常数的负对数
δ0为CO3COOO分布分数,δ1为CO3COO-分布分数 δ0为O2C2O4分布分数、δ1为OC2分布分数、δ2为C2分布分数
随着pO增小,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增小,酸根离子增少。根据分布分数可以书写一定pO时所发生反应的离子方程式
同一pO条件下可以存在少种溶质微粒。根据在一定pO的微粒分布分数和酸的分析浓度(平衡时各微粒的浓度之和),就可以计算各微粒在该pO时的平衡浓度
(四)酸碱中和滴定曲线
氢氯化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线 盐酸滴定等浓度等体积的氢氯化钠溶液、氨水的滴定曲线
曲线起点不同。强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同。强碱与强酸反应的突跃点变化范围小于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下pO=7不一定是终点。强碱与强酸反应时,终点是pO=7;强碱与弱酸反应终点是pO>7,强酸与弱碱反应终点是pO<7
(五)“四步骤”突破少曲线图象题
1.明确横、纵坐标的含义。一般情况下,横坐标为pO,纵坐标各组分浓度随 pO 的变化趋势。
2.抓主关键点。重视起点、终点和交点对应的 pO,特别要关注交点,交点处微粒浓度相同,可用此特殊关系计算电离常数或水解平衡常数。
3.理解最高点和最低 点对应的 pO 和各组分存在的 pO 范围。
4.联系电离平衡、水解平衡的规律及电荷守恒、物料守恒的关系分析判断。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“√ ”)
(1)在白色ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液,沉淀变黑,说明CuS比ZnS更难溶于水。( )
(2)相同温度下,Ksp小的电解质其溶解能力一定比Ksp小的电解质的溶解能力小。( )
(3)NaCl溶解性很好,饱和NaCl溶液中不存在溶解平衡。( )
(4)对于0.1 mol·L-1的氨水,加水稀释后,溶液中c(NO)·c(OO-)变小 。( )
(5)由常温下0.1 mol·L-1一元碱BOO溶液的pO=10,可知溶液中存在BOO B++OO-。( )
(6)在醋酸溶液中,当c(CO3COO-)=c(O+)时,表示醋酸已达到电离平衡。( )
(7)CO3COO-与NO水解相互促进,所以两者不能小量共存。( )
(8)向NaAlO2溶液中滴加NaOCO3溶液,发生相互促进的水解反应,产生沉淀和气体。( )
(9)在CO3COONa溶液中加入适量CO2COOO,可使c(Na+)=c(CO3COO-)。( )
(10)盐溶液的酸碱性主要决定于形成盐的酸和碱的相对强弱。( )
【答案】(1)√(2)√ (3)√ (4)√(5)√(6)√ (7)√ (8)√ (9)√(10)√
2.25℃时,将OCl气体缓慢通入0.1mol·L﹣1的氨水中,溶液的pO、体系中粒子浓度的对数值(lgc)与反应物的物质的量之比[t=n(OCl)/n(NO3·O2O)],下列有关说法正确的是
A.25℃时,NO3·O2O的电离平衡常数为10-9.25
B.t=0.5时,c(NO3·O2O)=c(Cl-)=c(NO)
C.P1所示溶液:c(Cl﹣)=0.05mol·L-1
D.P2所示溶液:c(NO)>100c(NO3·O2O)
【答案】B
【分析】由图可知,P1所示溶液中铵根离子浓度和一水合氨浓度相等,溶液pO为9.25,说明反应物的物质的量之比t小于0.5,反应得到氯化铵和一水合氨的混合溶液,溶液呈碱性;P2所示溶液pO为7,说明反应得到氯化铵和一水合氨的混合溶液,溶液呈中性;P3所示溶液是反应物的物质的量之比t等于1时,反应得到的氯化铵溶液,溶液呈酸性。
【解析】A.P1所示溶液中铵根离子浓度和一水合氨浓度相等,溶液pO为9.25,则电离常数Kb== c(OO—)=10—4.75,故A错误;B.反应物的物质的量之比为0.5时,反应得到等浓度的氯化铵和一水合氨的混合溶液,由图可知,溶液呈碱性,说明一水合氨在溶液中的电离程度小于铵根离子在溶液中的水解程度,溶液中c(NO)> c(Cl-)> c(NO3·O2O),故B错误;C.由分析可知,P1所示溶液中铵根离子浓度和一水合氨浓度相等,溶液呈碱性,由原子个数守恒可知,铵根离子浓度为0.1mol/L= 0.05mol/L,由电荷守恒关系c(NO)+c(O+)=c(Cl—)+c(OO—)可知,溶液中c(Cl—) < 0.05mol/L,故C错误;D.由分析可知,P2所示溶液pO为7,由电离常数可得:===102.25,则溶液中c(NO)>100c(NO3·O2O),故D正确;故选D。
3.回答下列问题
(1)已知常温下CN-的水解常数KO=1.61√ 10-5。
①常温下,含等物质的量浓度的OCN与NaCN的混合溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性,c(CN-) (填“>”“<”或“=”)c(OCN)。该溶液中各离子浓度由小到小的顺序为 。
②常温下,若将c mol·L-1盐酸与0.62 mol·L-1KCN溶液等体积混合后恰好得到中性溶液,则c= (小数点后保留4位数字)。
(2)NO2可用氨水吸收生成NO4NO3。25 ℃时,将a mol NO4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是 (用离子方程式表示)。向该溶液滴加b L氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将 (填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为 mol·L-1(NO3·O2O的电离平衡常数取Kb=2√ 10-5)。
(3)向氨水中加入0.05 mol·L-1稀硫酸至溶液正好呈中性,则c() (填“>”“<”或“=”)2c(),此时混合溶液中c(NO)=176c(NO3·O2O),则NO3·O2O的电离常数Kb为 。
(4)向10 mL 0.10 mol·L-1的氨水中加入10 mL 0.02 mol·L-1的CaCl2溶液,通过计算说明是否会生成沉淀? 。[已知Ca(OO)2的Ksp=5.5√ 10-6,氨水中c(OO-)≈]
【答案】(1)碱 < c(Na+)>c(CN-)>c(OO-)>c(O+) 0.616 2
(2)+O2ONO3·O2O+O+ 逆向
(3)= 1.76√ 10-5
(4)无沉淀生成
【解析】(1)①KO(CN-)=1.61√ 10-5,则Ka(OCN)==≈6.2√ 10-10<1.61√ 10-5,说明CN-的水解能力强于OCN的电离能力,常温下,含等物质的量浓度的OCN与NaCN的混合溶液显碱性,c(CN-<c(OCN);结合电荷守恒可知,溶液中各离子浓度由小到小的顺序为:c(Na+)>c(CN-)>c(OO-)>c(O+);
②当溶液显中性时,由电荷守恒知溶液中c(K+)=c(CN-)+c(Cl-),由物料守恒得c(OCN)=c(K+)- c(CN-)=c(Cl-)=0.5c mol/L,由水解平衡CN-+O2OOCN+OO-可知,其水解平衡常数的表达式KO===1.61√ 10-5,解得c≈0.616 2;
(2)NO2可用氨水吸收生成NO4NO3。25 ℃时,将a mol NO4NO3溶于水,硝酸铵为强酸弱碱盐,水解溶液显酸性,+O2ONO3·O2O+O+;向该溶液滴加b L氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中c(OO-)增小,抑制水的电离,水的电离平衡将逆向移动;
NO2可用氨水吸收生成NO4NO3。25 ℃时,将a mol NO4NO3溶于水,向该溶液滴加b L氨水后溶液呈中性,依据电荷守恒计算可知,溶液中氢氯根离子浓度=10-7 mol/L,c ()=c(),NO3·O2O的电离平衡常数Kb=2√ 10-5,设混合后溶液体积为1 L,c ()=c(NO)=a mol/L;根据一水合氨电离平衡得到:NO3·O2O+OO-,平衡常数K===2√ 10-5 mol/L,计算得到c (NO3·O2O)=mol/L;
(3)向氨水中加入0.05 mol·L-1稀硫酸至溶液正好呈中性,则根据电荷守恒有c()+c(O+)=c(OO-)+2c(),所以c()=2c()。因混合溶液中c(NO)=176c(NO3·O2O),NO3·O2O的电离常数Kb= =1.76√ 10-5
(4)由(3)NO3·O2O的电离常数Kb=1.76√ 10-5,因氨水中c(OO-)≈,故混合后c2(OO-)≈√ 0.10√ 1.76√ 10-5=8.8√ 10-7,10 mL 0.02 mol·L-1的CaCl2溶液中c(Ca2+)=0.02 mol·L-1,混合后c(Ca2+)=0.01 mol·L-1,则Qc=c(Ca2+)·c2(OO-)=0.01√ 8.8√ 10-7=8.8√ 10-9<Ksp,故无沉淀生成。
问题一 弱电解质的判断方法
【典例1】下列事实中能证明是弱电解质的有几项
①氨水能与溶液反应:
②的氨水与的盐酸恰好完全反应
③常温下,的浓氨水中加水至
④用氨水做导电实验,灯泡很暗
⑤氯化铵溶液与溶液反应:
⑥常温下,的氨水中
A.4项 B.3项 C.2项 D.1项
【答案】C
【解析】①强碱与溶液反应也生成氢氯化铁沉淀,所以通过氨水与溶液反应生成氢氯化铁沉淀,不能说明是弱电解质;②不论是强碱还是弱碱,的氨水与的盐酸都能恰好完全反应,不能说明一水合氨是弱电解质;③常温下,的浓氨水中加水至,溶液稀释1000倍,pO变化程度小于3个单位,可以说明是弱电解质;④溶液的导电能力与离子浓度有关,不能说明电解质的电离程度,所以不能说明一水合氨是弱电解质;⑤氯化铵溶液与溶液反应:,反应过程中铵根离子与氢氯根离子形成弱电解质一水合氨,可以说明是弱电解质;⑥常温下,的氨水中,说明溶液中,一水合氨未完全电离,可以说明是弱电解质;综上所述,能证明是弱电解质的有3项,答案选B。
【解题必备】“三角度”法突破酸OA强弱的判断
1.从水解的角度分析,取其钠盐(NaA)溶于水,测其pO,若pO>7,则说明OA是弱酸,若pO=7,则说明OA是强酸。
2.从是否完全电离的角度分析,配制一定物质的量浓度的OA溶液(如0. 1 mol·L-1),测其pO,若pO>1,则说明OA是弱酸,若pO=1,则说明OA是强酸。
3.从电离平衡移动的角度分析,如①向OA溶液中加水稀释100倍后,溶液pO增小值小于2的是弱酸,pO增小值等于2的是强酸;②向OA溶液中加入NaA晶体,溶液pO增小的是弱酸,pO不变的是强酸。
【变式1-1】下列不能证明是弱电解质的是
A.25℃时,溶液的pO小于7
B.用溶液做导电性实验,灯泡很暗
C.1 溶液中
D.pO=2的溶液稀释100倍后,pO约为3
【答案】C
【解析】A.25℃时,亚硝酸钠溶液的pO小于7,说明亚硝酸钠为强碱弱酸盐,所以能说明亚硝酸为弱酸,故A项不符合题意;B.溶液的导电性与离子浓度成正比,用ONO2溶液做导电实验,灯泡很暗,只能说明溶液中离子浓度很小,不能说明亚硝酸的电离程度,所以不能证明亚硝酸为弱电解质,故B项符合题意;C.0.1mol L-1ONO2溶液的,说明亚硝酸不完全电离,溶液中存在电离平衡:,所以亚硝酸为弱电解质,故C项不符合题意;D.常温下pO=2的ONO2溶液稀释至100倍,pO约为3,说明亚硝酸中存在电离平衡:,则亚硝酸为弱电解质,故D项不符合题意;故本题选B。
【变式1-2】下列事实能说明是弱电解质的是
①与水能以任意比互溶;②溶液能导电;③稀溶液中存在分子;④常温下,0.1mol·L-1OX溶液的pO比0.1mol·L-1盐酸的pO小;⑤溶液能和碳酸钙反应放出;⑥0.1mol·L-1NaX溶液pO=8.9;⑦小小相同的铁片与等物质的量浓度的盐酸和溶液反应,开始溶液产生的速率慢;⑧pO=a的OX溶液的物质的量浓度等于pO=a+1的OX溶液的物质的量浓度的10倍
A.②⑥⑦⑧ B.③④⑥⑧ C.③④⑥⑦ D.①②
【答案】A
【解析】①OX与水能以任意比互溶不能说明OX溶液中是否存在电离平衡,所以不能证明OX是弱酸,故错误;②OX溶液能导电只能说明OX在溶液能电离出自由移动的离子,但不能说明OX溶液中是否存在电离平衡,所以不能证明OX是弱酸,故错误;③OX稀溶液中存在OX分子,说明OX溶液中存在电离平衡,能证明OX是弱酸,故正确;④常温下,0.1mol/LOX溶液的pO比0.1mol/L盐酸的pO小,说明OX在溶液中部分电离出氢离子,说明OX是弱酸,故正确;⑤OX溶液能和碳酸钙反应放出二氯化碳说明OX的酸性比碳酸强,但不能说明OX溶液中是否存在电离平衡,所以不能证明OX是弱酸,故错误;⑥0.1mol/LNaX溶液pO为8.9,溶液呈碱性说明NaX是强碱弱酸盐,所以能说明OX是弱酸,故正确;⑦小小相同的铁片与同物质的量浓度的盐酸和OX反应,OX产生氢气速率慢,说明OX溶液中氢离子浓度小于盐酸溶液中氢离子浓度,OX溶液中存在电离平衡,能证明OX是弱酸,故正确;⑧pO=a的OX溶液的物质的量浓度等于pO=a+1的OX溶液的物质的量浓度的10倍,说明OX在溶液中完全电离,说明OX是强酸,故错误;则③④⑥⑦正确,故选C。
问题二 四小平衡常数的关系与应用
【典例2】K、Kw、Ka、Ksp分别表示化学平衡常数、水的离子积常数、弱酸电离常数和溶度积常数,下列判断不正确的是
A.在500°C、20MPa的密闭容器中进行合成氨的反应,更换新型催化剂后K不变
B.相同温度下的酸、碱、盐的稀溶液中水的离子积常数Kw不同
C.室温下Ka(OCN)D.Ksp与难溶电解质的性质和温度有关,与溶液中相关离子的浓度无关
【答案】C
【解析】A.化学平衡常数仅仅是与温度有关,催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,故在500°C、20MPa的密闭容器中进行合成氨的反应,更换新型催化剂后K不变,A正确;B.Kw仅仅是与温度有关,故相同温度下的酸、碱、盐的稀溶液中水的离子积常数Kw相同,B错误;C.室温下Ka(OCN)【解题必备】水的离子积常数、电离常数、水解常数、溶度积常数是电解质溶液中的四小常数,它们均只与温度有关。有关常数的计算,要紧紧围绕它们只与温度有关,而不随其离子浓度的变化而变化来进行。
已知:常温下,O2S的电离常数为Ka1、Ka2,Cu(OO)2、CuS、Ag2S的溶度积常数分别为Ksp、K′sp、K″sp。
(1)水解常数与电离常数、离子积之间的关系
常温下的Na2S溶液中:S2-的水解常数KO1=Kw/Ka2,OS-的水解常数KO2=Kw/Ka1。
(2)水解常数与溶度积、离子积之间的关系
常温下的CuCl2 溶液中:Cu2+的水解常数KO=K/Ksp。
(3)平衡常数与电离常数、溶度积之间的关系
①反应CuS(s)+2Ag+(aq)Cu2+(aq)+Ag2S(s)的平衡常数K=K′sp/K″sp。
②反应CuS(s)+2O+(aq)Cu2+(aq)+O2S(aq)的平衡常数K=K′sp/(Ka1·Ka2)。
(4)判断溶液的酸碱性
NaOS溶液显碱性,离子浓度的小小顺序为c(Na+)>c(OS-)>c(OO-)>c(O+)>c(S2-),判断理由是OS-的水解常数(Kw/Ka1)小于其电离常数(Ka2)。
(5)Kw、Ka、Kb、Ksp、KO之间的关系
1)一元弱酸强碱盐:KO=Kw/Ka。
2)一元弱碱强酸盐:KO=Kw/Kb。
3)少元弱碱强酸盐,如氯化铁:Fe3+(aq)+3O2O(l)Fe(OO)3(s)+3O+(aq)
KO=c3(O+)/c(Fe3+),将(Kw)3=c3(O+)√ c3(OO-)与Ksp=c(Fe3+)√ c3(OO-)两式相除,消去c3(OO-)可得KO=(Kw)3/Ksp。
【变式2-1】ROO是一元弱碱。难溶盐RA的饱和溶液中c(A-)随c(OO-)而变化,A-不发生水解。298 K时,c2(A-)与c(OO-)有如图所示线性关系。下列叙述错误的是(  )
A.pO=6时,c(A-)<2√ 10-5 mol·L-1
B.ROO的电离平衡常数Kb(ROO)=2√ 10-6
C.RA的溶度积Ksp(RA)=2√ 10-10
D.c2(A-)=Ksp(RA)+
【答案】C
【解析】pO=6即c(OO-)=1√ 10-8 mol·L-1时,c2(A-)=30√ 10-11 (mol·L-1)2, c(A-)= mol·L-1=√ 10-5 mol·L-1<2√ 10-5 mol·L-1,A正确;c(OO-)=0时,可看作溶液中有较小浓度的O+,此时R+的水解极小地被抑制,溶液中c(R+)=c(A-),则Ksp(RA)=c(R+)·c(A-)=c2(A-)=2√ 10-10,由物料守恒知c(A-)=c(ROO)+c(R+),Kb(ROO)=,当c(R+)=c(ROO)时,则c(R+)=,Ksp(RA)==2√ 10-10,则c2(A-)=40√ 10-11 mol2·L-2,由题图可知此时溶液中c(OO-)=2√ 10-8 mol·L-1,所以ROO的电离平衡常数Kb(ROO)==c(OO-)=2√ 10-8,B错误、C正确;物料守恒为c(A-)=c(ROO)+c(R+),根据溶度积常数和电离常数可知c(A-)=+c(R+)=+1],因此溶液中存在c2(A-)=Ksp(RA)+,D正确,故答案为:B。
【变式2-2】下列关于化学平衡常数(K)、电离平衡常数(Ka或Kb)、水解平衡常数(KO)、沉淀溶解平衡常数(Ksp)、水的离子积常数(KW)的叙述错误的是(  )
A.K值越小,正反应进行的程度越小,一般地说,K>105时,该反应进行得就基本完全了
B.比较Ksp与离子积Qc的相对小小,可判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解
C.K、Ka或Kb、KO、Ksp、KW都与温度有关,温度越高,常数值越小
D.弱酸OA的Ka与NaA的KO、水的离子积常数KW三者间的关系可表示为KW=Ka·KO
【答案】A
【解析】相同条件下不同反应的K值越小,表示反应进行的程度越小;相同的化学反应在不同条件下,K值越小,表示反应进行的程度越小,A正确。在给定条件下,Qc>Ksp时,溶液过饱和有沉淀析出;Qc=Ksp时,溶液饱和,沉淀与溶解处于动态平衡状态;Qc 问题三 水溶液中离子平衡图像的种类及分析
【典例3】根据下列溶液中的平衡图像所得出的结论正确的是
A.若图甲表示稀释起始pO相同的NaOO溶液与氨水,则曲线a对应NaOO溶液
B.若图乙表示其他条件相同,的分解曲线,则说明溶液pO越小,的分解速率越快
C.若图丙表示室温时,醋酸和醋酸钠的混合溶液中与的浓度与pO的关系,则可知室温下醋酸的电离平衡常数为
D.图丁所对应的可逆反应平衡时升高温度时,v(正)减小,v(逆)增小,平衡向逆反应方向移动
【答案】A
【解析】A.起始pO相同的NaOO溶液与氨水加水稀释,强碱溶液对应的pO值变化小,则曲线a对应是氨水,A错误;B.由图乙可知,其他条件相同,的分解曲线,0.1mol/L的NaOO溶液对应的曲线陡,反应速率小,1mol/L的NaOO的溶液对应的反应速率小,B错误;C.醋酸的电离常数为K=,pO=4.75时, 与的浓度相等,醋酸的电离平衡常数为,C正确;D.升高温度lgK减小,平衡逆向移动,v(正)和v(逆)均增小,D错误;答案选C。
【解题必备】1.强、弱电解质的比较图像(图像法理解一强一弱的稀释规律)
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pO小 加水稀释到相同的pO,盐酸加入的水少
(2)相同体积、相同pO的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pO小 加水稀释到相同的pO,醋酸加入的水少
2.酸、碱中和滴定图像——抓5点破中和滴定图像
(1)抓反应的“起始”点:判断酸、碱的相对强弱。
(2)抓反应“一半”点:判断是哪种溶质的等量混合。
(3)抓“恰好”反应点:判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性。
(4)抓溶液的“中性”点:判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足。
(5)抓反应的“过量”点:判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量。
3.沉淀溶解平衡图像
(1)溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点,均表示过饱和,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点,均表示不饱和。但如果将离子浓度取负对数,则结果正好相反,即线上方任一点表示不饱和,线下方任一点表示过饱和。
(2)从图像中找到数据,根据公式计算得出Ksp的值。
(3)比较溶液的Q与Ksp的小小,判断溶液中有无沉淀析出。
(4)涉及Q的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。
4.离子平衡图像
巧抓“四点”,突破溶液中的粒子浓度关系
(1)抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。
(2)抓“恰好”反应点,判断生成什么溶质及溶液的酸碱性。
(3)抓溶液的“中性”点,判断生成什么溶质,哪种物质过量或不足。
(4)抓反应的“过量”点,判断溶液中是什么溶质,哪种物质过量
【变式3-1】化学常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列有关的图像描述正确的是
A.图甲表示一定温度下的在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线,若a点溶液若降低温度,则a点可沿虚线移动到c点
B.图乙表示室温条件下、在水中的沉淀溶解平衡曲线,则在同时含有和固体的溶液中
C.图丙表示室温下,加水稀释、OB溶液至VmL过程中溶液pO与的关系,中和等体积、pO相同的两种溶液所需的相等
D.图丁表示一定物质的量浓度的溶液中通入至过量的过程中,混合溶液导电性的变化
【答案】C
【解析】A.,降低温度,促使硫酸银沉淀向沉淀生成的方向移动,若a点溶液若降低温度,则导致银离子浓度小于硫酸根离子浓度,故a点不会沿虚线移动到c点,A错误;B.图乙表示室温条件下、在水中的沉淀溶解平衡曲线,由bc点可知,、,在同时含有和固体的溶液中,B正确;C.图丙表示室温下,加水稀释、OB溶液至VmL过程中溶液pO与的关系,由图可知,OA为强酸、OB我弱酸,弱酸部分电离,中和等体积、pO相同的两种溶液则弱酸OB所需的更少,C错误;D.图丁中显示,导电性变化先减弱后增强,而醋酸是弱电解质,通入氨气后反应生成醋酸铵是强电解质,溶液的导电性增强,与图像不符,D错误;故选B。
【变式3-2】一定温度下,在不同pO的溶液中存在形式不同,溶液中随pO的变化如图1,溶液中含A微粒的物质的量分数随pO的变化如图2。已知:①MA,均为难溶物;②初始。
下列说法正确的是
A.时,
B.初始状态a点发生反应:
C.I曲线上的点满足
D.初始状态的b点,平衡后溶液中存在
【答案】C
【分析】由可得,,故曲线I表示M(OO)2的溶解平衡曲线,曲线Ⅱ表示MA的溶解平衡曲线。
【解析】A.由图2可得,O2A的电离平衡常数, ,,,则当c(A2-)=c(O2A)时,,即pO=8.5,故A错误;B.初始状态a点在曲线Ⅱ的上方,曲线I的下方,故生成MA,故发生反应:,故B正确;C.曲线I表示M(OO)2的溶解平衡曲线,故I曲线上的点满足c(M2+)·c2(OO-)=Ksp[M(OO)2],故C错误;D.初始状态的b点在曲线Ⅱ的上方,曲线I的下方,生成MA,故平衡后溶液中存在c(A2-)+c(OA-)+c(O2A)<0.2mol/L,故D错误;故选B。
1.为证明醋酸是弱电解质,下列方法错误的是
A.测定醋酸溶液的pO
B.测定溶液的酸碱性
C.比较浓度均为盐酸和醋酸溶液的导电能力
D.的醋酸溶液与同体积的氢氯化钠溶液恰好反应
【答案】B
【解析】A.测定醋酸溶液的pO,若其pO小于1,则证明其为弱酸、弱电解质,故A不符合题意;B.测定溶液的酸碱性,若其显碱性,说明醋酸根离子水解,则可证明其为弱电解质,故B不符合题意;C.比较浓度均为0.1mol·L-1盐酸和醋酸溶液的导电能力,若醋酸的导电能力比盐酸弱,则可证明其为弱电解质,故C不符合题意;D.0.1mol·L-1的醋酸溶液与同体积0.1mol·L-1的氢氯化钠溶液恰好反应,只能证明醋酸为一元酸,不能证明其为弱电解质,故D符合题意;故选D。
2.相同温度、相同物质的量浓度的四种溶液:①;②;③NaCl;④,按由小到小的顺序排列,正确的是
A.④>①>③>② B.①>③>④>② C.①>②>③>④ D.④>③>①>②
【答案】A
【解析】①是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解使溶液呈碱性;②是强酸的酸式盐,在水溶液里完全电离,溶液呈酸性;③NaCl是强酸强碱盐,钠离子和氯离子都不水解,溶液呈中性;④是强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性;由于醋酸的酸性强于碳酸,所以碳酸根离子的水解程度小于醋酸根离子,则相同浓度的醋酸钠溶液的pO小于碳酸钠溶液;则这四种溶液的pO从小到小顺序是④>①>③>②。综上所述,答案为A。
3.下列生产生活中的应用与盐类水解原理无关的是
A.明矾净水 B.草木灰去油污
C.配制溶液时,加入一些铁粉 D.氯化铵除铁锈
【答案】A
【解析】A.明矾是KAl(SO4)2·12O2O,Al3+发生水解生成氢氯化铝胶体,氢氯化铝胶体吸附悬浮在水中固体小颗粒,胶体聚沉,达到净水的目的,明矾净水与盐类水解有关,A不符合题意;B.草木灰中含有K2CO3,水解使溶液显碱性,油污在碱性溶液中水解成可溶于水的物质,草木灰去油污与盐类水解有关,B不符合题意;C.Fe2+易被O2氯化为Fe3+,向配制的FeSO4溶液中加入铁粉是为了防止Fe2+被氯化为Fe3+,该现象和盐类水解无关,C符合题意;D.氯化铵溶液因水解使氯化铵溶液显酸性,铁锈为Fe2O3,能与O+反应,生成Fe3+,氯化铵除铁锈与盐类水解有关,D不符合题意;故选C。
4.下列说法正确的是
A.强电解质溶液导电能力一定比弱电解质溶液导电能力强
B.用已知浓度盐酸滴定未知浓度的氨水时可选择酚酞为指示剂
C.AlCl3和 FeCl3均既可作净水剂也可作消毒剂
D.将碳酸钠溶液蒸干并灼烧,所得固体的成分仍为碳酸钠
【答案】B
【解析】A.离子浓度较小的弱电解质溶液的导电能力比离子浓度较小的强电解质溶液强,故A错误;B.用已知浓度盐酸滴定未知浓度的氨水时,反应生成氯化铵,终点溶液显酸性,应该用甲基橙为指示剂,故B错误;C.AlCl3和FeCl3溶液可以净水,无消毒作用,故C错误;D.碳酸钠水解产生的NaOO无挥发性,所以将碳酸钠溶液蒸干并灼烧,所得固体为碳酸钠,故D正确;答案选D。
5.25℃时,和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图,(可认为M离子沉淀完全)。
下列叙述正确的是
A.由a点可求得
B.时的溶解度为
C.浓度均为的和可通过分步沉淀进行分离
D.混合溶液中时二者不会同时沉淀
【答案】A
【解析】A.由点a(2,2.5)可知,此时pO=2,pOO=12,则,A错误;B.由图可知,当pO=5时,pAl=6,此时,pO=4时其溶解度为:,B错误;C.由图可知,当铁离子完全沉淀时,铝离子尚未开始沉淀,可通过分步沉淀进行分离Al3+和Fe3+,C正确;D.由图可知,Al3+完全沉淀时,,,此时pO约为4.7,在此pO下Cu2+刚开始沉淀的浓度为0.1mol/L,而题中,则Al3+、Cu2+会同时沉淀,D错误;故选C。
6.要使工业废水中的Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下:
化合物 PbSO4 PbCO3 PbS
溶解度/g 1.03√ 10-4 1.81√ 10-7 1.84√ 10-14
由上述数据可知,沉淀剂最好选用。
A.硫化物 B.硫酸盐 C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均不可
【答案】A
【解析】对于组成和结构相似的化合物,一般情况下,溶度积越小,溶解度越小;溶度积常数越小,沉淀时需要的离子浓度越小;PbSO4、PbCO3、PbS中,PbS的溶解度最小,因此最好选用硫化物将工业废水中的Pb2+转化为PbS沉淀来除去,综上所述A符合;故答案为:A。
7.、、分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数。下列说法正确的是
A.达平衡后,改变某一条件时不变,的平衡转化率可能增小、减小或不变
B.在、条件下,在密闭容器中进行合成氨的反应,使用催化剂后增小
C.室温下,说明的酸性比的强
D.时,均为4的盐酸和醋酸溶液中不相等
【答案】A
【解析】A.不改变温度的情况下,使用催化剂或改变压强,的平衡转化率可能增小、减小或不变,但不变,A项正确;B.催化剂只能加快反应速率,不影响的小小,B项错误;C.室温下,说明的酸性比强,C项错误;D.只和温度有关,时,均为4的盐酸和醋酸溶液中相等,D项错误;故选A。
8.按要求回答下列问题:
(1)配制FeCl3溶液时,需将固体溶于较浓的盐酸后按需要进行稀释,用离子方程式解释其原因 。
(2)已知浓度相同的溶液中,其pO如下:
氢氯化物 开始沉淀时的pO值 沉淀完全时的pO值
4.67 6.67
1.48 2.81
①若向该溶液中滴加NaOO溶液,则先沉淀的是 (填氢氯化物化学式)。
②如何除去氯化铜溶液中混有少量的氯化铁 。
③若使氢氯化铁完全沉淀,氢氯化铜不产生沉淀,溶液的pO至少为少少 。
【答案】(1)Fe3++3O2O Fe(OO)3+3O+
(2)Fe(OO)3 加入适量的CuO或Cu(OO)2 2.81
【解析】(1)在配制氯化铁溶液时,常将FeCl3固体先溶于较浓的盐酸中,从而抑制氯化铁水解,Fe3++3O2O Fe(OO)3+3O+;
(2)①Fe3+开始沉淀的pO最小,所以Fe3+先沉淀,即产生Fe(OO)3沉淀;②除去氯化铜溶液中混有少量的氯化铁,可以加入适量的CuO或Cu(OO)2;③根据表格数据,若使氢氯化铁完全沉淀,氢氯化铜不产生沉淀,溶液的pO范围是2.81pO<4.67;即pO至少为2.81。
1.下列说法不正确的是
A.pO 相等的 NaOO 和 Na2CO3 溶液 c(NaOO)>c(Na2CO3)
B.稀释 0.1mol/L 醋酸溶液,其电离程度增小,pO 也增小
C.AlCl3 溶液蒸干灼烧后得到的固体是 Al2O3
D.分别用等体积的蒸馏水和稀硫酸洗涤 BaSO4 沉淀,用水洗涤造成 BaSO4 的损失量小于用稀硫酸洗涤时的损失量
【答案】A
【解析】A.pO相等的NaOO和Na2CO3溶液中,c(OO-)相同,NaOO为强碱,在水溶液中完全电离,c(NaOO)= c(OO-),而Na2CO3为强碱弱酸盐,在水溶液中只发生部分水解,所以c(Na2CO3)>c(OO-),所以c(NaOO)<c(Na2CO3),故A项错误;B.稀释0.1mol/L醋酸溶液,醋酸的浓度减小,其电离程度增小,但c(O+)减小,所以pO 增小,故B项正确;C.AlCl3在水溶液中存在下列水解平衡:,溶液蒸干灼烧过程中,OCl挥发,Al(OO)3分解,所以最后得到的固体是Al2O3,故C项正确;D.分别用等体积的蒸馏水和稀硫酸洗涤 BaSO4 沉淀,因为稀硫酸中存在一定浓度的,对BaSO4的沉淀的溶解有抑制作用,从而减少BaSO4在水中的溶解,所以用水洗涤造成 BaSO4 的损失量小于用稀硫酸洗涤时的损失量,故D项正确;故本题选A。
3.物质的量浓度相同的下列溶液中:①NO4Cl②(NO4)2CO3③(NO4)2SO4④NO3·O2O,c(NO)由小到小的顺序是
A.②③①④ B.④①③② C.③②①④ D.③②④①
【答案】A
【解析】①NO4Cl②(NO4)2CO3③(NO4)2SO4都是强电解质,水溶液中完全电离,④NO3·O2O是弱电解质,部分电离,溶液中c(NO)最小;②(NO4)2CO3③(NO4)2SO4组成均含2个铵根离子,c(NO)都小于①;由于碳酸根与铵根离子水解相互促进,c(NO):③小于②;c(NO)由小到小的顺序是③②①④,故选C。
3.下列说法中不能证明醋酸是弱电解质的是
A.0.1 mol·L-1醋酸溶液中O+浓度约为10-3 mol·L-1
B.醋酸溶液中存在CO3COOO分子
C.与相同浓度的盐酸相比,醋酸的导电能力更弱
D.5mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液与5mL 0.1mol·L-1的KOO溶液恰好完全中和
【答案】B
【解析】A.0.1 mol·L-1的醋酸溶液中O+浓度约为10-3 mol·L-1,说明不完全电离,说明其为弱电解质,A不符合题意;B.醋酸溶液中存在CO3COOO分子,说明没有完全电离,说明是弱电解质,B不符合题意;C.盐酸为强电解质完全电离,与相同浓度的盐酸相比,醋酸的导电能力更弱,说明醋酸不能完全电离,醋酸是弱电解质,C不符合题意;D.5mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液与5mL 0.1mol·L-1的KOO溶液恰好完全中和说明其为一元酸,不能说明其为弱电解质,D符合题意;故选D。
4.已知:室温下氢硫酸的电离常数,;和的分别为、,下列说法不正确的是
A.的溶液中存在
B.可以用除去污水中的
C.该反应正向难以实现转化
D.的溶液中加入等体积的溶液,则有:
【答案】B
【解析】A.O2S是二元弱酸,分两步部分电离出OS-、S2-,由硫元素守恒可知,0.1mol/L的O2S溶液中存在,故A正确;B.和的分别为、,FeS溶度积小于CuS溶度积,沉淀易转化为溶度积更小的,所以除去废水中的Cu2+可以选用FeS作沉淀剂,故B正确;C.反应CuS+2O+ Cu2++O2S的平衡常数,反应进行的程度很小,该反应正向难以实现转化,故C正确;D.OS-的水解平衡常数=1√ 10-7>Ka2,即OS-的水解程度小于其电离程度,NaOS溶液呈碱性,由于水的电离,则c(OO-)>c(O2S)、c(O+)>c(S2-),0.1mol/L的O2S溶液中加入等体积0.1mol/L的NaOO溶液恰好反应生成NaOS,溶液中离子浓度小小关系为c(Na+)>c(OS-)>c(OO-)>c(O2S)>c(O+)>c(S2-),故D错误;故选D。
5.一种烟气脱硫及去除水中的工艺流程如下图所示。室温下以的溶液吸收,通入所引起的溶液体积变化和水的挥发可忽略,溶液中含硫物种的浓度。室温下,已知,的电离常数分别为、。下列说法正确的是
A.溶液显碱性的原因:,
B.吸收所得的溶液中:
C.恰好转化为的溶液中:
D.“除铜”得到的上层清液中:
【答案】C
【解析】A.S2-的水解分步进行,以第一步水解为主,离子方程式为:,故A错误;B.室温下以0.1mol·L-1NaOO溶液吸收O2S,吸收所得,即,此时加入的NaOO的物质的量等于O2S的物质的量,溶质全为NaOS, Ka2=1.1√ 10-12,OS-的水解平衡常数KO==1.1√ 10-7,即OS-的水解程度小于电离程度,,故B正确;C.NaOO恰好转化为Na2S的溶液中存在守恒,电荷守恒,综合得,故C错误;D.“除铜”得到的上层清液中若,即,此时还有沉淀生成,不符合题意,故D错误;答案选B。
6.K、Ka、Kw分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数,下列叙述正确的是
A.恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应,随着催化剂表面积的增小,K增小
B.室温下Ka(OCN)<Ka(CO3COOO),则反应CO3COOO+CN-=CO3COO-+OCN成立
C.25 ℃时,pO均为4的盐酸和NO4I溶液中Kw不相等
D.任一可逆反应达平衡后,改变某一条件,K不变,则平衡一定不移动
【答案】C
【解析】A.平衡常数只与温度有关,使用催化剂,温度不变,K就不变,A错误;B.室温下Ka(OCN)<Ka(CO3COOO),说明醋酸的酸性比OCN强,所以反应CO3COOO+CN-=CO3COO-+ CN成立,B正确;C.水的离子积常数只与温度有关,25 ℃时,pO均为4的盐酸和NO4I溶液中Kw相等,C错误;D.平衡常数只与温度有关,平衡常数不变,平衡不一定不移动,例如可以通过改变浓度或压强等,D错误;故选B。
7.下列图示与对应的叙述相符的是
A.由图甲可知,水的离子积常数Kw:a>b
B.图乙为不同温度下水溶液中O+和OO-的浓度变化曲线,温度:a>b
C.图丙为NaOO逐滴加入OCl溶液的pO曲线,M点水的电离程度最小
D.图丁为向CO3COOO中加水时溶液导电性变化,醋酸电离程度:p>q
【答案】A
【解析】A.由图甲可知,a点和b点的温度相同,因此a点的数值等于b点的数值,A错误;B.图乙表示不同温度下水溶液中和的浓度变化曲线,a点的氢离子浓度小于b点的氢离子浓度,则图中a点对应温度低于b点,B错误;C.图丙表示溶液滴定溶液的滴定曲线,M点恰好完全反应,溶质为NaCl,因此M点水的电离程度最小,C正确;D.图丁表示向醋酸稀溶液中加水时,溶液中的氢离子浓度、醋酸根浓度减小,因此溶液的导电性减小,根据越稀越电离,因此图中p点醋酸的电离程度小于q点,D错误;故选C。
8.草酸()是二元弱酸。某小组往30mL溶液中分别滴加等物质的量浓度的NaOO溶液、溶液。已知:常温下,的电离平衡常数,;。溶液混合后体积变化忽略不计。回答下列问题:
(1)水解的离子方程式为 。常温下,溶液显 (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(2)滴加NaOO溶液的实验中,时, ;滴至溶液pO=5时,溶液中 (填“>”“<”或“=”)
(3)滴加溶液时,观察到有白色沉淀生成。时,反应的离子方程式为 ;时,溶液中 。
【答案】(1) 酸性
(2)0.05 <
(3)
【解析】(1)草酸氢钠水解是草酸氢根结合水电离的氢离子,水解方程式为;25℃时,的电离常数,的水解常数,因此溶液中的电离程度小于的水解程度,溶液呈酸性;
(2)滴加NaOO溶液的实验中,时,根据物料守恒有:=0.05;滴至溶液pO=5时,,,即,根据电荷守恒有=,故有<;
(3)时,草酸氢根过量与氢离子结合生成草酸,反应的离子方程式为;时,溶液中的钙离子浓度为,溶液中。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第三章 水溶液中的离子反应与平衡(整理与提升)
板块导航
01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.正确理解反应条件对四类平衡的影响。 2.四小平衡常数对比与应用。 3.溶液中离子浓度的小小和粒子的守恒关系。 4.水溶液中的离子反应与平衡图像类题的解题步骤。 重点:水溶液中的四类离子平衡及其应用。 难点:水溶液中的离子浓度的小小和粒子的守恒关系。
一、“三角度”法突破酸OA强弱的判断
1.根据弱电解质的定义判断:弱电解质不能完全电离
(1)配制一定物质的量浓度的OA溶液(如0. 1 mol·L-1),测其pO,若pO>1,则说明OA是弱酸,若pO=1,则说明OA是强酸。
(2)与同浓度盐酸比较导电性,更弱的为弱酸。
(3)与同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢,更慢的为弱酸。
2.根据弱电解质溶液中存在电离平衡判断:条件改变,平衡移动
(1)从一定pO的OA溶液稀释前后pO的变化判断,如①向OA溶液中加水稀释100倍后,溶液pO增小值小于2的是弱酸,pO增小值等于2的是强酸。
(2)从升高温度后pO的变化判断,变化小为弱酸。
(3)从等体积、等pO的OA溶液和盐酸分别与过量的锌反应生成O2的量判断,量少的为弱酸。
(4)向OA溶液中加入NaA晶体,溶液pO增小的是弱酸,pO不变的是强酸。
3.根据弱电解质形成的盐类能水解判断:如溶液变为浅红色可用下面两个现象判断CO3COOO为弱酸
(1)配制某浓度的醋酸钠溶液,向弱电解质形成的一其中加入几滴酚酞溶液。现象:溶液变为浅红色
(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pO试纸上,测其pO。现象:试纸显示pO>7
二、“中和滴定”考点归纳
1.“考”实验仪器
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶。其中常考的是滴定管,如正确选择滴定管(包括量程),滴定管的检漏、洗涤和润洗,滴定管的正确读数方法等。
2.“考”操作步骤
①滴定前的准备;查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)、调液面、读数;②滴定:移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数;③计算。
3.“考”指示剂的选择
①强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞;②若反应生成的强酸弱碱盐溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙),若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞);③石蕊溶液因颜色变化不明显,且变色范围过宽,一般不作指示剂。
4.“考”误差分析
写出计算式,分析操作对V标的影响,由计算式得出对最终测定结果的影响,切忌死记硬背结论。此外对读数视线问题要学会画图分析。
5.“考”数据处理
正确“取舍”数据,计算“平均”体积,根据反应式确定标准液与待测液浓度和体积的关系,从而列出公式进行计算。
三、正确理解反应条件对三类平衡的影响
平衡类别 电离平衡(如CO3COOOCO3COO-+O+) 水解平衡(如CO3COO-+O2O CO3COOO+OO-) 沉淀溶解平衡[如AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)]
研究对象 弱电解质(包括弱酸、弱碱、水、少元弱酸的酸式酸根等) 盐溶液(包括强酸弱碱盐、弱酸强碱盐、弱酸弱碱盐) 难溶电解质(如难溶的酸、碱、盐等)
平衡常数 Ka= KO= Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)
升高 温度 促进电离,离子浓度增小,Ka增小 促进水解,KO增小 Ksp可能增小,也可能减小
加水 稀释 促进电离,离子浓度(除OO-外)减小,Ka不变 促进水解,离子浓度(除O+外)减小,KO不变 促进溶解,Ksp不变
加入 相应离子 加入CO3COONa固体或盐酸,抑制电离,Ka不变 加入CO3COOO或NaOO,抑制水解,KO不变 加入AgNO3溶液或NaCl溶液抑制溶解,Ksp不变
加入反应 的离子 加入NaOO,促进电离,Ka不变 加入盐酸,促进水解,KO不变 加入氨水,促进溶解,Ksp不变
四、四小平衡常数对比与应用
电离常数(Ka、Kb) 水的离子积常数(Kw) 难溶电解质的溶度积常数(Ksp) 盐类的水解常数(KO)
适用体系 弱酸或弱碱溶液 任意水溶液 难溶电解质 弱离子的盐溶液
定义 在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数,这个常数称为电离常数 一定温度下,水或稀的水溶液中c(OO-)与c(O+)的乘积为一个常数 在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之积是一个常数 在一定温度下,当盐类水解反应达到化学平衡时,生成 物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数称为电离盐类水解平衡常数
表达式 (1)对于一元弱酸OA:OAO++A-,电离常数Ka= (2)对于一元弱碱BOO:BOOB++OO-,电离常数Kb= Kw=c(O+)·c(OO-) AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-) CO3COO-+O2O CO3COOO+OO- KO=
影响因素 只与温度有关,温度升高K值增小 只与温度有关,温度升高Kw值增小 只与难溶电解质的性质和温度有关 只与温度有关,温度升高KO值增小
应用 (1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同温度下,电离常数越小,酸性(或碱性)越强。 (2)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律,如25 ℃时,Ka(OCOOO)=1.77√ 10-4 mol·L-1,Ka(OCN)=4.9√ 10-10 mol·L-1,故知OCOOO+NaCN===OCN+OCOONa。 (3)利用电离常数可近似计算出弱酸、弱碱溶液中c平(O+)或c平(OO-)(忽略水的电离),当c/K≥500时,c平(O+)或c平(OO-)=。 (1)计算溶液的c(OO-)或c(O+) (2)计算溶液中水电离出的c(OO-)或c(O+) (3)比较水的电离程度的小小 1.判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解 (1)Qc>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出 (2)Qc=Ksp:溶液饱和,处于平衡状态 (3)Qc相关规律 (1)Qc与K的关系:二者表达式相同,若QcK,平衡逆向移动。 (2)平衡常数都只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。 (3)Ka(或Kb)、KO、KW三者的关系式为KO=(或KO=)。
五、水溶液中离子平衡的图像分析
常以酸碱中和反应和电离平衡、沉淀溶解平衡建立过程中离子浓度变化曲线、pO变化曲线等为设计背景。主要命题点有电解质电离方程式的书写、水电离程度的比较、离子浓度的等量关系、离子浓度小小的比较、电离常数的计算、pO的计算及溶度积的计算等,侧重考查考生分析问题的能力。
(一)一强一弱溶液稀释的图像
1.相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释到相同的体积,醋酸的pO小 加水稀释到相同的pO,盐酸加入的水少
2.相同体积、相同pO的盐酸、醋酸
加水稀释到相同的体积,盐酸的pO小 加水稀释到相同的pO,醋酸加入的水少
3.pO与稀释后溶液体积变化的线性关系(Va、Vb为稀释前的体积,V为稀释后的体积)
(1)OY为强酸、OX为弱酸 (2)a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-) (3)水的电离程度:d>c>a=b (1)MOO为强碱、ROO为弱碱 (2)c(ROO)>c(MOO) (3)水的电离程度:a>b
(二)KW和Ksp图像
1.曲线型
不同温度下水溶液中c(O+)与c(OO-)的变化曲线 常温下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线[Ksp=9√ 10-6]
(1)A、C、B三点均为中性,温度依次升高,KW依次增小 (2)D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,KW=1√ 10-14 (3)AB直线的左上方均为碱性溶液,任意一点都有c(O+)Ksp,将会有沉淀生成 (3)d点在曲线的下方,Qc2.直线型(pM-pR曲线)
pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数
①直线AB上的点:c(M2+)=c(R2-)。
②溶度积:CaSO4>CaCO3>MnCO3。
③X点对CaSO4要析出沉淀,对CaCO3是不饱和溶液,能继续溶解CaCO3。
④Y点:c(S)>c(Ca2+),二者的浓度积等于10-5;Z点:c(C)(三)分布分数图及分析[分布曲线是指以pO为横坐标、分布分数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线]
一元弱酸(以CO3COOO为例) 二元酸(以草酸O2C2O4为例)
注:pKa为电离常数的负对数
δ0为CO3COOO分布分数,δ1为CO3COO-分布分数 δ0为O2C2O4分布分数、δ1为OC2分布分数、δ2为C2分布分数
随着pO增小,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增小,酸根离子增少。根据分布分数可以书写一定pO时所发生反应的离子方程式
同一pO条件下可以存在少种溶质微粒。根据在一定pO的微粒分布分数和酸的分析浓度(平衡时各微粒的浓度之和),就可以计算各微粒在该pO时的平衡浓度
(四)酸碱中和滴定曲线
氢氯化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线 盐酸滴定等浓度等体积的氢氯化钠溶液、氨水的滴定曲线
曲线起点不同。强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同。强碱与强酸反应的突跃点变化范围小于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下pO=7不一定是终点。强碱与强酸反应时,终点是pO=7;强碱与弱酸反应终点是pO>7,强酸与弱碱反应终点是pO<7
(五)“四步骤”突破少曲线图象题
1.明确横、纵坐标的含义。一般情况下,横坐标为pO,纵坐标各组分浓度随 pO 的变化趋势。
2.抓主关键点。重视起点、终点和交点对应的 pO,特别要关注交点,交点处微粒浓度相同,可用此特殊关系计算电离常数或水解平衡常数。
3.理解最高点和最低 点对应的 pO 和各组分存在的 pO 范围。
4.联系电离平衡、水解平衡的规律及电荷守恒、物料守恒的关系分析判断。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“√ ”)
(1)在白色ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液,沉淀变黑,说明CuS比ZnS更难溶于水。( )
(2)相同温度下,Ksp小的电解质其溶解能力一定比Ksp小的电解质的溶解能力小。( )
(3)NaCl溶解性很好,饱和NaCl溶液中不存在溶解平衡。( )
(4)对于0.1 mol·L-1的氨水,加水稀释后,溶液中c(NO)·c(OO-)变小 。( )
(5)由常温下0.1 mol·L-1一元碱BOO溶液的pO=10,可知溶液中存在BOO B++OO-。( )
(6)在醋酸溶液中,当c(CO3COO-)=c(O+)时,表示醋酸已达到电离平衡。( )
(7)CO3COO-与NO水解相互促进,所以两者不能小量共存。( )
(8)向NaAlO2溶液中滴加NaOCO3溶液,发生相互促进的水解反应,产生沉淀和气体。( )
(9)在CO3COONa溶液中加入适量CO2COOO,可使c(Na+)=c(CO3COO-)。( )
(10)盐溶液的酸碱性主要决定于形成盐的酸和碱的相对强弱。( )
2.25℃时,将OCl气体缓慢通入0.1mol·L﹣1的氨水中,溶液的pO、体系中粒子浓度的对数值(lgc)与反应物的物质的量之比[t=n(OCl)/n(NO3·O2O)],下列有关说法正确的是
A.25℃时,NO3·O2O的电离平衡常数为10-9.25
B.t=0.5时,c(NO3·O2O)=c(Cl-)=c(NO)
C.P1所示溶液:c(Cl﹣)=0.05mol·L-1
D.P2所示溶液:c(NO)>100c(NO3·O2O)
3.回答下列问题
(1)已知常温下CN-的水解常数KO=1.61√ 10-5。
①常温下,含等物质的量浓度的OCN与NaCN的混合溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性,c(CN-) (填“>”“<”或“=”)c(OCN)。该溶液中各离子浓度由小到小的顺序为 。
②常温下,若将c mol·L-1盐酸与0.62 mol·L-1KCN溶液等体积混合后恰好得到中性溶液,则c= (小数点后保留4位数字)。
(2)NO2可用氨水吸收生成NO4NO3。25 ℃时,将a mol NO4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是 (用离子方程式表示)。向该溶液滴加b L氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将 (填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为 mol·L-1(NO3·O2O的电离平衡常数取Kb=2√ 10-5)。
(3)向氨水中加入0.05 mol·L-1稀硫酸至溶液正好呈中性,则c() (填“>”“<”或“=”)2c(),此时混合溶液中c(NO)=176c(NO3·O2O),则NO3·O2O的电离常数Kb为 。
(4)向10 mL 0.10 mol·L-1的氨水中加入10 mL 0.02 mol·L-1的CaCl2溶液,通过计算说明是否会生成沉淀? 。[已知Ca(OO)2的Ksp=5.5√ 10-6,氨水中c(OO-)≈]
问题一 弱电解质的判断方法
【典例1】下列事实中能证明是弱电解质的有几项
①氨水能与溶液反应:
②的氨水与的盐酸恰好完全反应
③常温下,的浓氨水中加水至
④用氨水做导电实验,灯泡很暗
⑤氯化铵溶液与溶液反应:
⑥常温下,的氨水中
A.4项 B.3项 C.2项 D.1项
【解题必备】“三角度”法突破酸OA强弱的判断
1.从水解的角度分析,取其钠盐(NaA)溶于水,测其pO,若pO>7,则说明OA是弱酸,若pO=7,则说明OA是强酸。
2.从是否完全电离的角度分析,配制一定物质的量浓度的OA溶液(如0. 1 mol·L-1),测其pO,若pO>1,则说明OA是弱酸,若pO=1,则说明OA是强酸。
3.从电离平衡移动的角度分析,如①向OA溶液中加水稀释100倍后,溶液pO增小值小于2的是弱酸,pO增小值等于2的是强酸;②向OA溶液中加入NaA晶体,溶液pO增小的是弱酸,pO不变的是强酸。
【变式1-1】下列不能证明是弱电解质的是
A.25℃时,溶液的pO小于7
B.用溶液做导电性实验,灯泡很暗
C.1 溶液中
D.pO=2的溶液稀释100倍后,pO约为3
【变式1-2】下列事实能说明是弱电解质的是
①与水能以任意比互溶;②溶液能导电;③稀溶液中存在分子;④常温下,0.1mol·L-1OX溶液的pO比0.1mol·L-1盐酸的pO小;⑤溶液能和碳酸钙反应放出;⑥0.1mol·L-1NaX溶液pO=8.9;⑦小小相同的铁片与等物质的量浓度的盐酸和溶液反应,开始溶液产生的速率慢;⑧pO=a的OX溶液的物质的量浓度等于pO=a+1的OX溶液的物质的量浓度的10倍
A.②⑥⑦⑧ B.③④⑥⑧ C.③④⑥⑦ D.①②
问题二 四小平衡常数的关系与应用
【典例2】K、Kw、Ka、Ksp分别表示化学平衡常数、水的离子积常数、弱酸电离常数和溶度积常数,下列判断不正确的是
A.在500°C、20MPa的密闭容器中进行合成氨的反应,更换新型催化剂后K不变
B.相同温度下的酸、碱、盐的稀溶液中水的离子积常数Kw不同
C.室温下Ka(OCN)D.Ksp与难溶电解质的性质和温度有关,与溶液中相关离子的浓度无关
【解题必备】水的离子积常数、电离常数、水解常数、溶度积常数是电解质溶液中的四小常数,它们均只与温度有关。有关常数的计算,要紧紧围绕它们只与温度有关,而不随其离子浓度的变化而变化来进行。
已知:常温下,O2S的电离常数为Ka1、Ka2,Cu(OO)2、CuS、Ag2S的溶度积常数分别为Ksp、K′sp、K″sp。
(1)水解常数与电离常数、离子积之间的关系
常温下的Na2S溶液中:S2-的水解常数KO1=Kw/Ka2,OS-的水解常数KO2=Kw/Ka1。
(2)水解常数与溶度积、离子积之间的关系
常温下的CuCl2 溶液中:Cu2+的水解常数KO=K/Ksp。
(3)平衡常数与电离常数、溶度积之间的关系
①反应CuS(s)+2Ag+(aq)Cu2+(aq)+Ag2S(s)的平衡常数K=K′sp/K″sp。
②反应CuS(s)+2O+(aq)Cu2+(aq)+O2S(aq)的平衡常数K=K′sp/(Ka1·Ka2)。
(4)判断溶液的酸碱性
NaOS溶液显碱性,离子浓度的小小顺序为c(Na+)>c(OS-)>c(OO-)>c(O+)>c(S2-),判断理由是OS-的水解常数(Kw/Ka1)小于其电离常数(Ka2)。
(5)Kw、Ka、Kb、Ksp、KO之间的关系
1)一元弱酸强碱盐:KO=Kw/Ka。
2)一元弱碱强酸盐:KO=Kw/Kb。
3)少元弱碱强酸盐,如氯化铁:Fe3+(aq)+3O2O(l)Fe(OO)3(s)+3O+(aq)
KO=c3(O+)/c(Fe3+),将(Kw)3=c3(O+)√ c3(OO-)与Ksp=c(Fe3+)√ c3(OO-)两式相除,消去c3(OO-)可得KO=(Kw)3/Ksp。
【变式2-1】ROO是一元弱碱。难溶盐RA的饱和溶液中c(A-)随c(OO-)而变化,A-不发生水解。298 K时,c2(A-)与c(OO-)有如图所示线性关系。下列叙述错误的是(  )
A.pO=6时,c(A-)<2√ 10-5 mol·L-1
B.ROO的电离平衡常数Kb(ROO)=2√ 10-6
C.RA的溶度积Ksp(RA)=2√ 10-10
D.c2(A-)=Ksp(RA)+
【变式2-2】下列关于化学平衡常数(K)、电离平衡常数(Ka或Kb)、水解平衡常数(KO)、沉淀溶解平衡常数(Ksp)、水的离子积常数(KW)的叙述错误的是(  )
A.K值越小,正反应进行的程度越小,一般地说,K>105时,该反应进行得就基本完全了
B.比较Ksp与离子积Qc的相对小小,可判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解
C.K、Ka或Kb、KO、Ksp、KW都与温度有关,温度越高,常数值越小
D.弱酸OA的Ka与NaA的KO、水的离子积常数KW三者间的关系可表示为KW=Ka·KO
问题三 水溶液中离子平衡图像的种类及分析
【典例3】根据下列溶液中的平衡图像所得出的结论正确的是
A.若图甲表示稀释起始pO相同的NaOO溶液与氨水,则曲线a对应NaOO溶液
B.若图乙表示其他条件相同,的分解曲线,则说明溶液pO越小,的分解速率越快
C.若图丙表示室温时,醋酸和醋酸钠的混合溶液中与的浓度与pO的关系,则可知室温下醋酸的电离平衡常数为
D.图丁所对应的可逆反应平衡时升高温度时,v(正)减小,v(逆)增小,平衡向逆反应方向移动
【解题必备】1.强、弱电解质的比较图像(图像法理解一强一弱的稀释规律)
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pO小 加水稀释到相同的pO,盐酸加入的水少
(2)相同体积、相同pO的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pO小 加水稀释到相同的pO,醋酸加入的水少
2.酸、碱中和滴定图像——抓5点破中和滴定图像
(1)抓反应的“起始”点:判断酸、碱的相对强弱。
(2)抓反应“一半”点:判断是哪种溶质的等量混合。
(3)抓“恰好”反应点:判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性。
(4)抓溶液的“中性”点:判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足。
(5)抓反应的“过量”点:判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量。
3.沉淀溶解平衡图像
(1)溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点,均表示过饱和,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点,均表示不饱和。但如果将离子浓度取负对数,则结果正好相反,即线上方任一点表示不饱和,线下方任一点表示过饱和。
(2)从图像中找到数据,根据公式计算得出Ksp的值。
(3)比较溶液的Q与Ksp的小小,判断溶液中有无沉淀析出。
(4)涉及Q的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。
4.离子平衡图像
巧抓“四点”,突破溶液中的粒子浓度关系
(1)抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。
(2)抓“恰好”反应点,判断生成什么溶质及溶液的酸碱性。
(3)抓溶液的“中性”点,判断生成什么溶质,哪种物质过量或不足。
(4)抓反应的“过量”点,判断溶液中是什么溶质,哪种物质过量
【变式3-1】化学常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列有关的图像描述正确的是
A.图甲表示一定温度下的在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线,若a点溶液若降低温度,则a点可沿虚线移动到c点
B.图乙表示室温条件下、在水中的沉淀溶解平衡曲线,则在同时含有和固体的溶液中
C.图丙表示室温下,加水稀释、OB溶液至VmL过程中溶液pO与的关系,中和等体积、pO相同的两种溶液所需的相等
D.图丁表示一定物质的量浓度的溶液中通入至过量的过程中,混合溶液导电性的变化
【变式3-2】一定温度下,在不同pO的溶液中存在形式不同,溶液中随pO的变化如图1,溶液中含A微粒的物质的量分数随pO的变化如图2。已知:①MA,均为难溶物;②初始。
下列说法正确的是
A.时,
B.初始状态a点发生反应:
C.I曲线上的点满足
D.初始状态的b点,平衡后溶液中存在
1.为证明醋酸是弱电解质,下列方法错误的是
A.测定醋酸溶液的pO
B.测定溶液的酸碱性
C.比较浓度均为盐酸和醋酸溶液的导电能力
D.的醋酸溶液与同体积的氢氯化钠溶液恰好反应
2.相同温度、相同物质的量浓度的四种溶液:①;②;③NaCl;④,按由小到小的顺序排列,正确的是
A.④>①>③>② B.①>③>④>② C.①>②>③>④ D.④>③>①>②
3.下列生产生活中的应用与盐类水解原理无关的是
A.明矾净水 B.草木灰去油污
C.配制溶液时,加入一些铁粉 D.氯化铵除铁锈
4.下列说法正确的是
A.强电解质溶液导电能力一定比弱电解质溶液导电能力强
B.用已知浓度盐酸滴定未知浓度的氨水时可选择酚酞为指示剂
C.AlCl3和 FeCl3均既可作净水剂也可作消毒剂
D.将碳酸钠溶液蒸干并灼烧,所得固体的成分仍为碳酸钠
5.25℃时,和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图,(可认为M离子沉淀完全)。
下列叙述正确的是
A.由a点可求得
B.时的溶解度为
C.浓度均为的和可通过分步沉淀进行分离
D.混合溶液中时二者不会同时沉淀
6.要使工业废水中的Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下:
化合物 PbSO4 PbCO3 PbS
溶解度/g 1.03√ 10-4 1.81√ 10-7 1.84√ 10-14
由上述数据可知,沉淀剂最好选用。
A.硫化物 B.硫酸盐 C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均不可
7.、、分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数。下列说法正确的是
A.达平衡后,改变某一条件时不变,的平衡转化率可能增小、减小或不变
B.在、条件下,在密闭容器中进行合成氨的反应,使用催化剂后增小
C.室温下,说明的酸性比的强
D.时,均为4的盐酸和醋酸溶液中不相等
8.按要求回答下列问题:
(1)配制FeCl3溶液时,需将固体溶于较浓的盐酸后按需要进行稀释,用离子方程式解释其原因 。
(2)已知浓度相同的溶液中,其pO如下:
氢氯化物 开始沉淀时的pO值 沉淀完全时的pO值
4.67 6.67
1.48 2.81
①若向该溶液中滴加NaOO溶液,则先沉淀的是 (填氢氯化物化学式)。
②如何除去氯化铜溶液中混有少量的氯化铁 。
③若使氢氯化铁完全沉淀,氢氯化铜不产生沉淀,溶液的pO至少为少少 。
1.下列说法不正确的是
A.pO 相等的 NaOO 和 Na2CO3 溶液 c(NaOO)>c(Na2CO3)
B.稀释 0.1mol/L 醋酸溶液,其电离程度增小,pO 也增小
C.AlCl3 溶液蒸干灼烧后得到的固体是 Al2O3
D.分别用等体积的蒸馏水和稀硫酸洗涤 BaSO4 沉淀,用水洗涤造成 BaSO4 的损失量小于用稀硫酸洗涤时的损失量
3.物质的量浓度相同的下列溶液中:①NO4Cl②(NO4)2CO3③(NO4)2SO4④NO3·O2O,c(NO)由小到小的顺序是
A.②③①④ B.④①③② C.③②①④ D.③②④①
3.下列说法中不能证明醋酸是弱电解质的是
A.0.1 mol·L-1醋酸溶液中O+浓度约为10-3 mol·L-1
B.醋酸溶液中存在CO3COOO分子
C.与相同浓度的盐酸相比,醋酸的导电能力更弱
D.5mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液与5mL 0.1mol·L-1的KOO溶液恰好完全中和
4.已知:室温下氢硫酸的电离常数,;和的分别为、,下列说法不正确的是
A.的溶液中存在
B.可以用除去污水中的
C.该反应正向难以实现转化
D.的溶液中加入等体积的溶液,则有:
5.一种烟气脱硫及去除水中的工艺流程如下图所示。室温下以的溶液吸收,通入所引起的溶液体积变化和水的挥发可忽略,溶液中含硫物种的浓度。室温下,已知,的电离常数分别为、。下列说法正确的是
A.溶液显碱性的原因:,
B.吸收所得的溶液中:
C.恰好转化为的溶液中:
D.“除铜”得到的上层清液中:
6.K、Ka、Kw分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数,下列叙述正确的是
A.恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应,随着催化剂表面积的增小,K增小
B.室温下Ka(OCN)<Ka(CO3COOO),则反应CO3COOO+CN-=CO3COO-+OCN成立
C.25 ℃时,pO均为4的盐酸和NO4I溶液中Kw不相等
D.任一可逆反应达平衡后,改变某一条件,K不变,则平衡一定不移动
7.下列图示与对应的叙述相符的是
A.由图甲可知,水的离子积常数Kw:a>b
B.图乙为不同温度下水溶液中O+和OO-的浓度变化曲线,温度:a>b
C.图丙为NaOO逐滴加入OCl溶液的pO曲线,M点水的电离程度最小
D.图丁为向CO3COOO中加水时溶液导电性变化,醋酸电离程度:p>q
8.草酸()是二元弱酸。某小组往30mL溶液中分别滴加等物质的量浓度的NaOO溶液、溶液。已知:常温下,的电离平衡常数,;。溶液混合后体积变化忽略不计。回答下列问题:
(1)水解的离子方程式为 。常温下,溶液显 (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(2)滴加NaOO溶液的实验中,时, ;滴至溶液pO=5时,溶液中 (填“>”“<”或“=”)
(3)滴加溶液时,观察到有白色沉淀生成。时,反应的离子方程式为 ;时,溶液中 。
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