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本章复习提升
易混易错练
易错点1　不能正确理解水溶液的稀释图像
1.室温下,将10 mL浓度为1 mol·L-1的CH3NH2、NH2OH两种一元碱溶液分别加水稀释,曲线如图,V是溶液体积(mL),pOH=-lgc(OH-)。已知:CH3NH2+H2O CH3N+OH-;NH2OH+H2O NH3OH++OH-。下列说法正确的是 (　　)
A.该温度下,Kb(NH2OH)的数量级为10-8
B.当lgV=3时,水的电离程度:NH2OH>CH3NH2
C.用等浓度盐酸分别滴定两种碱溶液至pH=7,消耗盐酸的体积:NH2OH>CH3NH2
D.加水稀释pH=9的两种碱溶液至pH=8,加入水的体积:CH3NH2>NH2OH
2.25 ℃时,在NaCN溶液中存在水解平衡:CN-+H2O HCN+OH-,水解平衡常数Kh(NaCN)=[c0(NaCN)是NaCN溶液的起始浓度]。25 ℃时,向1 mol·L-1的NaCN溶液中不断加水稀释,NaCN溶液浓度的对数值lgc0与2pOH[pOH=-lgc(OH-)]的关系如图所示,下列说法中错误的是 (　　)
A.Kh(NaCN)为10-4.7 mol·L-1
B.升高温度,可使曲线上a点变到b点
C.向a点对应溶液中加入NaCN固体,CN-的水解程度减小
D.c点对应溶液中的c(OH-)大于a点
易错点2　沉淀溶解平衡原理理解不清,平衡移动判断错误
3.硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.T1、T2温度下CdS在水中的溶解度分别为a mol·L-1、b mol·L-1
B.图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)=Ksp(n)C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液中Cd2+浓度降低
D.温度降低时,q点饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
4.秦俑彩绘中的铅白(PbCO3)和黄金雨中黄色的PbI2都是难溶的铅盐。室温下,PbCO3和PbI2达到沉淀溶解平衡时,-lgc(Pb2+)与-lgc(C)或-lgc(I-)的关系如图,下列说法错误的是 (　　)
A.L2曲线代表PbCO3,Ksp(PbCO3)=1.0×10-13.1 mol2·L-2
B.p点对应的PbI2溶液中,滴入0.1 mol·L-1Pb(NO3)2溶液,将析出固体PbI2
C.反应PbI2(s)+C(aq) PbCO3(s)+2I-(aq)的平衡常数K=105.1 mol·L-1
D.向等浓度的Na2CO3与NaI的混合溶液中滴入Pb(NO3)2溶液先产生黄色沉淀
易错点3　不能正确应用各类平衡常数,导致分析出现错误
5.磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是Ka1=7.1×10-3 mol·L-1,Ka2=6.2×10-8 mol·L-1,Ka3=4.5×10-13 mol·L-1。回答下列问题:
(1)常温下,同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4溶液的pH由小到大的顺序是　　　　　　(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH　　　　(填“>”“<”或“=”)7。
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈　　(填“酸”“碱”或“中”)性,说明判断理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
6.平衡常数是分析平衡问题的重要依据。回答下列问题:
(1)已知:25 ℃时,HA的Ka=1.0×10-6 mol·L-1,则25 ℃时,1 mol·L-1的HA溶液的pH=　　　。
(2)在温度为T时,某研究人员测定NH3·H2O的电离常数Kb为2×10-5 mol·L-1,N的水解平衡常数Kh为1.5×10-8 mol·L-1,则该温度下水的离子积常数KW为　　　　,请判断T　　　(填“>”“<”或“=”)25 ℃。
(3)化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn2+(aq)。25 ℃时,该反应的平衡常数K为　　　　(25 ℃时,CuS和MnS的Ksp分别为6.0×10-36 mol2·L-2、2.0×10-10 mol2·L-2)。
(4)25 ℃时,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,所得溶液中c(N)=c(Cl-),则溶液显　　　　(填“酸”“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=　　　　。
易错点4　“特殊点”分析不清,导致解答滴定图像题出错
7.用一定浓度的H2SO4溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.100 mol·L-1的Ba(OH)2溶液、NaOH溶液和氨水三种溶液,滴定过程中三种溶液的电导率(已知:溶液电导率越大,导电能力越强)如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.曲线①②③分别代表硫酸溶液滴定Ba(OH)2溶液、NaOH溶液和氨水的曲线
B.H2SO4的浓度为0.100 mol·L-1
C.a、b、c、d四点中,d点水的电离程度最小
D.d点对应的溶液中粒子浓度关系:c(H+)=c(N)+c(NH3·H2O)+c(OH-)
8.羟胺的电离方程式为NH2OH+H2O NH3OH++OH-(25 ℃时,Kb=9.0×10-9 mol·L-1)。25 ℃时,向20 mL的某稀盐酸中滴入0.1 mol·L-1的羟胺溶液,溶液中由水电离出的H+浓度随滴入羟胺溶液体积的变化如图所示(已知:lg3=0.5),下列说法正确的是 (　　)
A.25 ℃时,0.1 mol·L-1羟胺溶液的pH=8.5
B.c点和e点溶液的pH相同
C.b点对应溶液中存在:c(Cl-)=c(NH2OH)
D.V2=20
思想方法练
运用守恒思想解决溶液中微粒浓度大小的比较问题
方法概述
溶液中微粒浓度大小的比较类试题通常把考查的知识点以语言叙述或图像的形式呈现出来。解答此类试题时要掌握弱电解质的电离理论和盐类的水解理论,熟悉溶液中电荷守恒、物料守恒和质子守恒规律,依据选项中的等式特征,找准切入点进行解答;出现复杂的等式关系或不等式关系时,可利用三个守恒等式进行推导或变形。
1.H2X为二元弱酸,常温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的K2X溶液中滴入0.100 0 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸体积的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是 (　　)
A.a点溶液中:c(Cl-)+c(OH-)+c(HX-)+2c(X2-)=c(K+)+c(H+)
B.常温下,H2X的一级电离常数Ka1=3×10-4 mol·L-1
C.b点溶液中:c(K+)>c(HX-)>c(H2X)>c(X2-)
D.c点溶液中:c(Cl-)=2[c(X2-)+c(HX-)+c(H2X)]
2.(不定项)电位滴定法的原理是在化学计量点附近,被测离子浓度发生突跃,指示电极电位也发生突跃,进而确定滴定终点。亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,其电离常数分别是Ka1=10-1.4 mol·L-1,Ka2=10-6.7 mol·L-1,某化学小组利用电位滴定法研究盐酸滴定亚磷酸钠(Na2HPO3)溶液过程中的化学变化,得到电极电位U和溶液pH随盐酸滴加的体积的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.a点对应溶液的溶质为NaH2PO3和NaCl,c(H+)>c(OH-)
B.第二次电极电位突跃发生的化学反应为NaH2PO3+HCl NaCl+H3PO3
C.c点对应的溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(H2P)+2c(HP)
D.水的电离程度:a3.25 ℃时,用HCl气体调节0.1 mol/L氨水的pH,溶液中微粒浓度的对数值(lgc)、反应物的物质的量之比[n(HCl)/n(NH3·H2O)]与pH的关系如图。若忽略通入气体后溶液体积的变化,下列说法错误的是　 (　　)
A.P2所示溶液中:c(Cl-)>c(NH3·H2O)
B.P1所示溶液中:c(Cl-)=0.05 mol/L
C.[n(HCl)/n(NH3·H2O)]=0.75时溶液中:4c(H+)+c(N)=4c(OH-)+3c(NH3·H2O)
D.25 ℃时,NH4Cl水解平衡常数数量级为10-10
答案与分层梯度式解析
易混易错练
1.B 2.B 3.B 4.D 7.D 8.D
1.B　该温度下,lgV=1时,V=10 mL,此时没有加水稀释,c平(OH-)=c平(NH3OH+)=1×10-4.5 mol·L-1,c平(NH2OH)=(1-10-4.5) mol·L-1,Kb(NH2OH)=≈ mol·L-1=10-9 mol·L-1,即数量级为10-9,A错误;当lgV=3时,NH2OH溶液的pOH比CH3NH2溶液的大,pOH越大c(OH-)越小,对水电离的抑制程度越小,水的电离程度越大,故水的电离程度:NH2OH>CH3NH2,B正确;同浓度时,pOH:NH2OH>CH3NH2,即CH3NH2碱性比NH2OH强,用等浓度盐酸分别滴定两种碱溶液至pH=7,CH3NH2消耗盐酸的体积较大,C错误;由上述分析可知,CH3NH2碱性比NH2OH强,pH=9的两种碱溶液,浓度:NH2OH>CH3NH2,加水稀释促进弱碱电离,加水稀释至pH=8时加入水的体积:NH2OH>CH3NH2,D错误。
易错分析
对稀释图像不能正确做出判断,误认为pOH越大碱性越强,而实质是pOH=-lgc平(OH-),pOH越小碱性越强,本题中同浓度时的pOH:NH2OH>CH3NH2,即CH3NH2碱性强。
2.B　2pOH=-2×lgc(OH-),则c2(OH-)=10-2pOH mol2·L-2。Kh(NaCN)≈,由a点坐标可知,c0(NaCN)=0.1 mol·L-1,c2(OH-)=10-5.7 mol2·L-2,代入表达式可得Kh(NaCN)=10-4.7 mol·L-1,A正确;升高温度,促进CN-的水解,c(OH-)增大,2pOH减小,不能使曲线上a点变到b点,B错误;加入NaCN固体,CN-浓度增大,CN-的水解平衡正向移动,但CN-的水解程度减小,C正确;c点的pOH小于a点,所以c点对应溶液中的OH-的浓度大于a点,D正确。
3.B　曲线上的p、q点的溶液为CdS饱和溶液,T1、T2温度下CdS在水中的溶解度分别为a mol·L-1、b mol·L-1,A正确;图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)易错分析
外界条件改变时,不能准确判断沉淀溶解平衡的移动方向,进而不能确定各微粒的浓度变化是这类题的易错点。解答沉淀溶解平衡相关试题时应注意以下几点:
(1)若解答沉淀溶解平衡曲线上的点的移动情况时,温度改变,曲线上的点会移动到曲线外,若加入该物质的某种离子,曲线上的点仍在曲线上移动。(2)对于浓度的负对数图像,浓度增大,其负对数值减小。(3)建立Ksp与K的关系,一般是在K的表达式的分子、分母中同乘以某个离子的浓度,将分子、分母转化为不同物质的Ksp。
4.D　L2曲线代表PbCO3,取点(0,13.1),此时-lgc平(C)=0,c平(C)=1 mol·L-1,-lgc平(Pb2+)=13.1,c平(Pb2+)=10-13.1 mol·L-1,Ksp(PbCO3)=c平(Pb2+)·c平(C)=10-13.1 mol·L-1×1 mol·L-1=1.0×10-13.1 mol2·L-2,A正确;p点对应的PbI2溶液中,滴入0.1 mol·L-1Pb(NO3)2溶液,将增大溶液中的c(Pb2+),使沉淀溶解平衡逆向移动,从而析出固体PbI2,B正确;取点(0,8),可求出Ksp(PbI2)=10-8 mol3·L-3,反应PbI2(s)+C(aq) PbCO3(s)+2I-(aq)的平衡常数K= mol·L-1=105.1 mol·L-1,C正确;由题图知,当lgc(C)=lgc(I-)[即c(C)=c(I-)]时,若达沉淀溶解平衡,PbCO3对应Pb2+浓度小于PbI2对应Pb2+浓度,所以向等浓度的Na2CO3与NaI的混合溶液中滴入Pb(NO3)2溶液,先生成PbCO3沉淀,即先产生白色沉淀,D错误。
5.答案　(1)③<②<①　(2)<　(3)碱　HP mol·L-1≈1.6×10-7 mol·L-1,Kh>Ka2,即HP的水解程度大于其电离程度,因而Na2HPO4溶液显碱性
解析　(2)NaH2PO4的水解平衡常数Kh= mol·L-1≈1.4×10-12 mol·L-1,Ka2>Kh,即H2P的电离程度大于其水解程度,故NaH2PO4的水溶液显酸性,pH<7。
易错分析
解答各类平衡常数的综合题时,常出现的问题有:(1)因混淆各平衡常数的表示方法而不能根据Ka(或Kb)、KW推导Kh的表达式;(2)不能结合沉淀间的相互转化计算反应的平衡常数K;(3)不会根据Ka、Kh等判断溶液中粒子电离和水解程度的大小关系,无法正确判断溶液的酸碱性。
6.答案　(1)3　(2)3×10-13 mol2·L-2　>
(3)×1026　(4)中　 mol·L-1
解析　(1)由Ka==1.0×10-6 mol·L-1,可得c平(H+)≈ mol·L-1=10-3 mol·L-1,pH=3。(2)KW=Kb·Kh=2×10-5 mol·L-1×1.5×10-8 mol·L-1=3×10-13 mol2·L-2,温度为T时水的离子积常数大于25 ℃时水的离子积常数,因此T应大于25 ℃。(3)平衡常数K=×1026。(4)根据电荷守恒有c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),由于c(N)=c(Cl-),则c(H+)=c(OH-),溶液呈中性;溶液中c(OH-)=10-7 mol·L-1,溶液中c(N)=c(Cl-)=×0.01 mol·L-1=0.005 mol·L-1,故混合后溶液中c(NH3·H2O)=×a mol·L-1-0.005 mol·L-1=(0.5a-0.005)mol·L-1,NH3·H2O的电离常数Kb= mol·L-1。
7.D　浓度相同的Ba(OH)2(aq)、NaOH(aq)、氨水中离子浓度最大的为Ba(OH)2(aq),其次为NaOH(aq),离子浓度最小的为氨水,故曲线③为H2SO4溶液滴定氨水的曲线,曲线②为H2SO4溶液滴定氢氧化钠溶液的曲线,曲线①为H2SO4溶液滴定Ba(OH)2溶液的曲线,A正确。由题图可知,H2SO4溶液滴定20.00 mL浓度为0.100 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,反应完全,恰好消耗硫酸的体积为20 mL,故H2SO4的浓度为0.100 mol·L-1,B正确。a点溶液中溶质仅为硫酸铵,硫酸铵促进水的电离,b、c点水的电离不受影响,d点溶质为NH4HSO4,溶液中H+对水电离的抑制作用大于N对H2O电离的促进作用,所以d点水的电离程度最小,C正确;d点溶液中溶质为NH4HSO4,由电荷守恒得c(N)+c(H+)=2c(S)+c(OH-),由物料守恒得:c(S)=c(N)+c(NH3·H2O),所以c(H+)=c(N)+2c(NH3·H2O)+c(OH-),D错误。
易错分析
电解质溶液图像类试题常因找不准“特殊点”或“特殊点”分析错误而出错;解答此类题时一般寻找反应进行“一半”的点、恰好完全反应点、溶液呈中性的点、交叉点、过量点等,要明确关键点对应的溶质是什么,各自的量有什么关系,对应点的酸碱性是怎样的,然后结合选项问题分析解答。
8.D　25 ℃时,羟胺的电离常数Kb==9.0×10-9 mol·L-1,即0.1 mol·L-1羟胺溶液中Kb≈=9.0×10-9 mol·L-1,解得c平(OH-)=3.0×10-5 mol·L-1,c平(H+)=×10-9 mol·L-1,故溶液pH=-lgc平(H+)=9.5,A项错误;从c点到e点,随羟胺溶液的滴加,溶液酸性逐渐减弱,其pH不同,B项错误;b点溶质为HCl、NH3OHCl,c(Cl-)>c(NH2OH)+c(NH3OH+),故c(Cl-)>c(NH2OH),C项错误;据图可知,25 ℃时盐酸中c水(H+)=10-13 mol·L-1,即该盐酸的浓度为0.1 mol·L-1,滴定过程中当溶液中溶质仅为NH3OHCl时,水的电离程度最大,此时V2=20,D项正确。
思想方法练
1.C 2.CD 3.B
1.C　由电荷守恒可得a点溶液满足:c(Cl-)+c(OH-)+c(HX-)+2c(X2-)=c(K+)+c(H+),A项正确;随着盐酸的逐渐滴入,溶液中依次发生反应:K2X+HCl KHX+KCl、KHX+HCl H2X+KCl,c点溶液中溶质为H2X和KCl,且溶液中c(H2X)= mol·L-1,c平(HX-)≈c平(H+)=1×10-2.5 mol·L-1,Ka1(H2X)=≈3×10-4 mol·L-1,B项正确;b点溶液中溶质是KHX和KCl,结合pH<7可知,溶液呈酸性,则HX-的电离程度大于其水解程度,即c(X2-)大于c(H2X),C项错误;c点时加入40.00 mL盐酸,即n(HCl)=2n(K2X),c(Cl-)=c(K+)=2[c(X2-)+c(HX-)+c(H2X)],D项正确。
方法点津
解答本题需根据加入盐酸的体积确定依次发生的化学反应,并能确定a、b、c三点的溶质成分,结合溶质成分和溶液的pH可判断HX-的电离程度与水解程度的大小关系,再结合电荷守恒、物料守恒等找出等量关系进行分析判断。
2.CD　从开始到a点发生化学反应Na2HPO3+HCl NaH2PO3+NaCl,继续加入盐酸,从a点到b点发生反应NaH2PO3+HCl NaCl+H3PO3。a点对应溶质为NaH2PO3、NaCl,H2P的电离平衡常数Ka2=10-6.7 mol·L-1,H2P mol·L-1=10-12.6 mol·L-1c(OH-),A正确;第二次电极电位突跃发生的反应是NaH2PO3+HCl NaCl+H3PO3,B正确;c点对应溶质为NaH2PO3、NaCl、H3PO3,根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(H2P)+2c(HP)+c(Cl-),其中c(Cl-)≠c(Na+),C错误;b点溶液中溶质为NaCl、H3PO3,a点溶液中溶质为NaH2PO3、NaCl,b点对水的电离抑制程度大,因此水的电离程度:a>b,D错误。
3.B　由题图知,P2所示溶液的pH=7,根据电荷守恒:c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),故c(N)=c(Cl-),c(N)>c(NH3·H2O),得c(Cl-)>c(NH3·H2O),A正确;P1所示溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(N)=c(OH-)+c(Cl-),由题图知P1点所示溶液中c(N)=c(NH3·H2O),为0.05 mol/L,c(H+)=10-9.25 mol/L,c(OH-)=10-4.75 mol/L,则10-9.25 mol/L+0.05 mol/L=10-4.75 mol/L+c(Cl-),c(Cl-)<0.05 mol/L,B错误;[n(HCl)/n(NH3·H2O)]=0.75时,溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(N)=c(OH-)+c(Cl-),物料守恒:3c(NH3·H2O)+3c(N)=4c(Cl-),联立得4c(H+)+c(N)=4c(OH-)+3c(NH3·H2O),C正确;由题图知pH=9.25时,c平(N)=c平(NH3·H2O),Kh(N)==10-9.25 mol/L,则NH4Cl水解平衡常数数量级为10-10,D正确。
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