2018年高考化学备考中等生百日捷进提升系列(基础练测)专题08水溶液中的离子平衡

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2018年高考化学备考中等生百日捷进提升系列(基础练测)专题08水溶液中的离子平衡

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1、了解电解质的概念,了解强电解质和弱电解质的概念。
2、理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。
3、了解水的电离、离子积常数。
4、了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。
5、理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数进行相关计算。
6、了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。
7、了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算。
高考试题对本讲能力点的考查以分析和解决化学问题能力、以接受、吸收整合化学信息能力等为主,试题难度适中。在高考试题中经常将弱电解质的电离与溶液的酸碱性、盐类的水解、离子浓度大小比较、沉淀溶解平衡等内容相结合,以图象的形式出现。预测2018年高考对本讲内容的考查仍将以外界条件对弱电解质电离平衡、水的电离平衡的影响,溶液中离子浓度大小比较,既与盐类的水解有关,又与弱电解质的电离平衡有关,还注重溶液中的各种守恒(电荷守恒、物料守恒、质子守恒等)关系的考查,从而使题目具有一定的综合性、灵活性和技巧性,在2018在高考中仍将会涉及;题型主要以选择题为主。关于溶液pH的计算,题设条件可千变万化,运用数学工具(图表)进行推理的试题在2018年高考中出现的可能性较大,推理性会有所增强,应予以重视。和2016年大纲相比,该考点变化计算,主要体现在:要求由“了解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性”提高为“理解”;要求由“了解弱电解质在水溶液中的电离平衡”提高为“理解”;增加“能利用电离平衡常数进行相关计算”;“常见离子的检验方法” 的要求由“了解”提高为“掌握”;删去“沉淀转化的本质”,增加“理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算”,这说明2018年高考将加强对电离平衡常数和溶度积(Ksp)的计算的考查,在复习中应给予更多的关注。
2018年预计以电离平衡常数为载体考查电解质的强弱及对应盐的水解强弱和相关计算;以酸碱中和滴定为载体,考查“强”滴“弱”过程中微粒浓度的变化以及其他相关知识;以图像为载体,考查粒子浓度关系和三大守恒定律的运用;以某些难溶电解质为命题点,结合图像考查溶度积Ksp的应用和计算。
一、强弱电解质的性质比较及多角度判定
角度一:依据物质的类别进行判断:在没有特殊说明的情况下,就认为盐是强电解质,强酸(HCl、H2SO4、HNO3)、强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2]为强电解质;而常见的弱酸、弱碱为弱电解质,如H2CO3、H2SO3、HClO、H2SiO3、NH3·H2O等。
角度二:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离,如测0.1mol·L-1的CH3COOH溶液的pH>1。
角度三:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动,如pH=1的CH3COOH加水稀释10倍1<pH<2。(见下表)
?
浓度均为0.01 mol/L的强酸HA与弱酸HB
pH均为2的强酸HA与弱酸HB
pH或物质的量浓度
pHHA=2<pHHB
浓度c(HA)=0.01 mol/L<c(HB)
开始与金属反应的速率
HA>HB
HA=HB
体积相同时与过量的碱反应时消耗碱的量
HA=HB
HA<HB
体积相同时与过量活泼金属反应产生H2的量
HA=HB
HA<HB
c(A-)与c(B-)大小
c(A-)>c(B-)
c(A-)=c(B-)
分别加入固体NaA、NaB后pH变化
HA:不变;HB:变大
HA:不变;HB:变大
加水稀释10倍后
pHHA=3<pHHB
pHHA=3> pHHB>2
溶液的导电性
HA>HB
HA=HB
水的电离程度
HA<HB
HA=HB
角度四:弱电解质形成的盐类能水解,如判断CH3COOH为弱酸可用下面两个现象:
①配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞试液。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一小块pH试纸上,测其pH,现象:pH>7。
二、外界条件对电离平衡的影响
电离平衡属于化学平衡,当外界条件改变时,弱电解质的电离平衡也会发生移动,平衡移动也遵循勒·夏特列原理。例如以以CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0为例
改变条件
平衡移
动方向
n(H+)
c(H+)
c(CH3COO-)
c(CH3COOH)
电离程度
导电力
Ka
加水稀释
向右
增大
减小
减小
减小
增大
减弱
不变
加入少量冰醋酸
向右
增大
增大
增大
增大
减小
增强
不变
通入HCl(g)
向左
增大
增大
减小
增大
减小
增强
不变
加入NaOH(s)
向右
减小
减小
增大
减小
增大
增强
不变
加入CH3COONa(s)
向左
减小
减小
增大
增大
减小
增强
不变
加入镁粉
向右
减小
减小
增大
减小
增大
增强
不变
升高温度
向右
增大
增大
增大
减小
增大
增强
增大
三、影响水的电离平衡的因素及结果
体系变化
条件
平衡移动方向
KW
水的电离程度
c(OH-)
c(H+)


不变
减小
减小
增大


不变
减小
增大
减小
可水解
Na2CO3

不变
增大
增大
减小
的盐
NH4Cl

不变
增大
减小
增大
温度
升温

增大
增大
增大
增大
降温

减小
减小
减小
减小
其他:如加入Na

不变
增大
增大
减小
说明:
(1)KW只受温度影响,改变其他条件水的电离程度会发生变化,但只要温度不变,则KW不变。
(2)水的离子积是水电离平衡时的性质,不仅适用于纯水,也适用于酸性或碱性的稀溶液。不管哪种溶液均有c(H+)水=c(OH-)水。即任何稀水溶液中都存在这一关系。因此,在酸溶液中酸本身电离出来的H+会抑制水的电离,c(H+)酸·c(OH-)水=KW;而在碱溶液中,碱本身电离出来的OH-也会抑制水的电离,c(OH-)碱·c(H+)水=KW。
(3)外界条件改变,水的电离平衡发生移动,但任何时候由水电离出的H+和OH-总是相等的。如Na2CO3溶液中OH-全部由水电离产生,而水电离产生的H+除一部分存在于溶液中,其他则存在于HCO3-和H2CO3中。故有c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。
(4)水的离子积常数表示在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-共存,只是相对含量不同而已。并且在稀酸或稀碱溶液中,当温度为25 ℃时,KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14mol2·L-2为同一常数。
四、有关溶液酸碱性的判断和pH的计算
1、求溶液pH的方法,可总结口诀如下:酸按酸(H+),碱按碱(OH-);同强相混弱0.3;异强相混看过量;无限稀释“7”为限。即25 ℃两强酸等体积混合,pH=pH小+0.3;两强碱等体积混合,pH=pH大-0.3。强酸强碱等体积混合,若c(H+)=c(OH-),pH=7;若c(H+)>c(OH-),pH=0.3-lg[c(H+)-c(OH-)];若c(H+)<c(OH-),pH=13.7+lg[c(OH-)-c(H+)]。
2、有关溶液酸碱性的判断和pH的计算:
(1)水电离的c(H+)或c(OH-)的计算(25 ℃)。
①中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1。
②溶质为酸的溶液:H+来源于酸电离和水电离,而OH-只来源于水。如计算pH=2的盐酸中水电离出的c(H+):方法是先求出溶液中的c(OH-)=10-12 mol·L-1,即水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12 mol·L-1。
③溶质为碱的溶液:OH-来源于碱电离和水电离,而H+只来源于水。如pH=12的NaOH溶液中,c(H+)=10-12 mol·L-1,即水电离产生的c(OH-)=c(H+)=10-12 mol·L-1。
④水解呈酸性或碱性的盐溶液:H+和OH-均由水电离产生。如pH=2的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H+)=10-2 mol·L-1;如pH=12的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH-)=10-2 mol·L-1。
(2)关于pH的计算:
①总体原则:若溶液为酸性,先求c(H+),再求pH=-lgc(H+);若溶液为碱性,先求c(OH-),再求c(H+)=KW/c(OH-),最后求pH。
②类型及方法:
A、酸、碱溶液pH的计算方法:
a.强酸溶液:如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lgc(H+)=-lg(nc)。
b.强碱溶液:如B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=mol·L-1,pH=-lgc(H+)=14+1g(nc)。
B、酸碱混合溶液pH的计算——“酸按酸,碱按碱,酸碱中和看过量”。
a.两强酸混合:直接求c(H+)混,代入公式pH=-lgc(H+)混计算,c(H+)混=。
b.两强碱混合:先求c(OH-)混,再根据KW=c(H+)·c(OH-)计算,求c(H+)混,由c(H+)混求pH, c(OH-)混=。
c.强酸、强碱混合:恰好完全中和:pH=7;酸过量:c(H+)混=;碱过量:c(OH-)混=,c(H+)混=。
五、酸碱中和滴定实验中指示剂的选择和误差分析
1、常见滴定类型中指示剂的选择:
(1)强酸与弱碱滴定结果溶液呈酸性,可选用甲基橙为指示剂(变色点pH=4.4)。
(2)强碱与弱酸滴定结果溶液呈碱性,可选用酚酞为指示剂(变色点pH=8.2)。
(3)强酸与强碱滴定结果为中性,两种指示剂均可。
2、误差分析:
(1)原理(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例):cB=;VB——准确量取的待测液的体积;cA——标准溶液的浓度。故有:cB正比于VA。
(2)常见误差
步骤
操作
V(标准)
c(待测)
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏高
碱式滴定管未用待测溶液润洗
变小
偏低
锥形瓶用待测溶液润洗
变大
偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
无影响
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
变小
偏低
滴定
酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
变大
偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出
变小
偏低
部分酸液滴出锥形瓶外
变大
偏高
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后反加一滴NaOH溶液无变化
变大
偏高
读数
酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)
变小
偏低
酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
变大
偏高
六、盐类水解的规律
基本规律:有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
盐的类型
实 例
是否水解
水解的离子
溶液的酸碱性
溶液的pH
强酸强碱盐
NaCl、KNO3
不水解
中性
中性
强酸弱碱盐
NH4Cl、Cu(NO3)2
水解
弱碱的阳离子
酸性
<7
弱酸强碱盐
CH3COONa、Na2CO3
水解
弱酸的酸根
碱性
>7
(1)“谁弱谁水解,越弱越水解”。如酸性:HCN<CH3COOH,则相同条件下碱性:NaCN>CH3COONa。
(2)强酸的酸式盐只电离不水解,溶液显酸性。如NaHSO4溶液中:NaHSO4=Na++H++SO42-。
(3)弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。
①若电离程度小于水解程度,溶液呈碱性。如NaHCO3溶液中:HCOH++CO32-(次要),HCO3-+H2OH2CO3+OH-(主要)。
②若电离程度大于水解程度,溶液显酸性。如NaHSO3溶液中:HSO3-H++SO32-(主要),HSO3-+H2OH2SO3+OH-(次要)。
(4)相同条件下的水解程度:正盐>相应酸式盐,如CO32->HCO3-。
(5)相互促进水解的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。如NH4+的水解:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
七、盐类水解的综合应用
应用
原理解释
热的纯碱溶液去污能力强
加热促进了盐的水解,氢氧根离子浓度增大
泡沫灭火器原理
Al3+与HCO3-的水解相互促进的结果
明矾净水
铝离子水解生成的氢氧化铝胶体可用来净水
物质提纯
除去氯化镁酸性溶液中的氯化铁,可以加入氧化镁或氢氧化镁反应掉部分H+,促进铁离子的水解,使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而除去
应用
原理解释
配制易水解的盐溶液
配制FeCl3、FeCl2、SnCl2、AlCl3等溶液时,常将它们溶于较浓的盐酸中,然后再加水稀释;目的是抑制铁离子、亚铁离子、锡离子、铝离子的水解
草木灰不能与铵态氮肥混合施用
铵根离子与碳酸根离子相互促进水解,使生成的氨气逸出而降低了氮肥肥效
硫化铝、氮化镁的制备
硫化铝、氮化镁在水溶液中强烈水解,只能通过单质间化合反应才能制得
比较盐溶液中离子浓度的大小
如Na2S溶液中离子浓度大小的顺序为:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-) >c(H+)
判断弱电解质的相对强弱
如等物质的量浓度的醋酸钠溶液、碳酸钠溶液的碱性,碳酸钠溶液强于醋酸钠溶液,则碳酸的酸性弱于醋酸
证明某些电解质是弱酸或弱碱
CH3COONa的溶液能使酚酞试液变红,证明该溶液显碱性,说明CH3COOH是弱酸
判断盐溶液蒸干产物
FeCl3溶液蒸干并灼烧产物为Fe2O3
盐溶液除锈
氯化铵溶液除去金属表面的氧化物,因为NH4+ 水解显酸性,与氧化物反应
八、溶液中微粒浓度大小的比较
(1)微粒浓度大小比较的理论依据和守恒关系:
①两个理论依据:弱电解质电离理论:电离微粒的浓度大于电离生成微粒的浓度。例如,H2CO3溶液中:c(H2CO3)>c(HCO3-)?c(CO32-)(多元弱酸第一步电离程度远远大于第二步电离)。
②水解理论:水解离子的浓度大于水解生成微粒的浓度。例如,Na2CO3溶液中:c(CO32-)>c(HCO3-)?c(H2CO3)(多元弱酸根离子的水解以第一步为主)。
(2)三个守恒关系:
①电荷守恒:电荷守恒是指溶液必须保持电中性,即溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。例如,NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)===c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)。
②物料守恒:物料守恒也就是原子守恒,变化前后某种元素的原子个数守恒。例如,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1。
③质子守恒:由水电离出的c(H+)等于由水电离出的c(OH-),在碱性盐溶液中OH-守恒,在酸性盐溶液中H+守恒。例如,纯碱溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。
(3)四种情况分析:
①多元弱酸溶液:根据多步电离分析,如:在H3PO3溶液中,c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO32-)>c(PO43-)。
②多元弱酸的正盐溶液:根据弱酸根的分步水解分析,如:Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)。
③不同溶液中同一离子浓度的比较:要看溶液中其他离子对其产生的影响。例如,在相同物质的量浓度的下列溶液中:①NH4NO3溶液,②CH3COONH4溶液,③NH4HSO4溶液,c(NH4+)由大到小的顺序是③>①>②。
④混合溶液中各离子浓度的比较:要进行综合分析,如电离因素、水解因素等。例如,在0.1 mol·L-1的NH4Cl和0.1 mol·L-1的氨水混合溶液中,各离子浓度的大小顺序为c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。在该溶液中,但NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),同时c(NH4+)>c(Cl-)。即

九、沉淀溶解平衡及其应用
1.沉淀的生成:
(1)条件:离子浓度商(Qc)大于溶度积(Ksp)。(1)应用:可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。例如:
①分离离子:同一类型的难溶电解质,如AgCl、AgBr、AgI,溶度积小的物质先析出,溶度积大的物质后析出。
②控制溶液的pH来分离物质,如除去CuCl2中的FeCl3就可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质,将Fe3+转化为Fe(OH)3而除去。
2、沉淀的溶解
(1)条件:浓度商Qc小于溶度积Ksp。
(2)方法:酸碱溶解法:加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应,降低离子浓度,使平衡向溶解的方向移动,如CaCO3可溶于盐酸。
①盐溶解法:加入盐溶液,与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解质,从而减小离子浓度使沉淀溶解,如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。
②配位溶解法:加入适当的配合剂,与沉淀溶解平衡体系中的某种离子生成稳定的配合物,从而减小离子浓度使沉淀溶解,如AgCl溶于氨水。
③氧化还原法:通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度降低,从而使沉淀溶解,如Ag2S溶于硝酸。
3、沉淀的转化
(1)含义:在难溶物质的饱和溶液中,溶解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀。
(2)实例:AgNO3AgCl(白色沉淀) AgBr(淡黄色沉淀) AgI(黄色沉淀)Ag2S(黑色沉淀)。
十、Ksp的有关计算及其图像分析
(1)溶度积的计算:
①已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp=a的饱和AgCl溶液中c(Ag+)=mol/L。
②已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下AgCl的Ksp=a,在0.1 mol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=10amol·L-1。
(2)图像分析:
①曲线上的任意一点,都代表指定温度下的饱和溶液,由对应的离子浓度可求Ksp。
②可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态,是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态,一定会有沉淀析出,处于曲线下方的点,则表明溶液处于未饱和状态,不会有沉淀析出。
③从图像中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。
④比较溶液的Qc与Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。
⑤涉及Qc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。
考点1 强弱电解质的性质比较及多角度判定
【例1】下列事实一定能说明HF是弱酸的是
①常温下NaF溶液的pH大于7 ②用HF溶液做导电性实验,灯泡很暗
③HF与NaCl不能发生反应 ④常温下0.1mol/L的HF溶液的pH为2.3
⑤HF能与Na2CO3溶液反应,产生CO2气体 ⑥HF与水能以任意比混溶
⑦1mol/L的HF水溶液能使紫色石蕊试液变红
A.①②⑦ B.②③⑤ C.③④⑥ D.①④
【答案】D
点睛:相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较(见下表)
  比较项目

c(H+)
pH
中和碱
的能力
与足量活泼金属
反应产生H2的量
与金属反应
的起始速率
一元强酸


相同
相同

一元弱酸



考点2 外界条件对电离平衡的影响
【例2】0.1 mol·L-1 的氨水10mL,加蒸馏水稀释到1L后,下列变化中正确的是
①NH3?H2O电离程度增大     ②c(NH3?H2O)增大 ③NH4+数目增多
④c(OH-)增大   ⑤溶液导电能力增强     ⑥c NH4+/ c NH3?H2O增大
A.①②③ B.①③⑤ C.①③⑥ D.②④⑥
【答案】C
【解析】①因加水促进弱电解质的电离,则氨水的电离程度增大,故①正确;②加水时电离平衡正向移动,n(NH3?H2O)减小,且溶液的体积变大,则c(NH3?H2O)减小,故②错误;③加水时电离平衡正向移动,n(NH4+)增大,由N=n×NA,则NH4+数目增多,故③正确;④加水时电离平衡正向移动,n(OH-)增大,但溶液的体积变大,则c(OH-)减小,故④错误;⑤加水稀释时,溶液中的离子的浓度减小,则导电性减弱,故⑤错误;⑥加水时电离平衡正向移动,n(NH4+)增大,n(NH3?H2O)减小,在同一溶液中体积相同,离子的浓度之比等于物质的量之比,则cNH4+/cNH3?H2O增大,故⑥正确;故选C。
考点3影响水的电离平衡的因素及结果
【例3】能促进水的电离,并使溶液中c(H+)>c(OH-)的操作是
①将水加热煮沸 ②向水中投入一小块金属钠 ③向水中通CO2
④向水中加入明矾晶体 ⑤向水中加NaHCO3固体 ⑥向水中加NaHSO4固体
A.①②④⑤ B.①④⑤ C.③④⑤ D.④
【答案】D
考点4 有关溶液酸碱性的判断和pH的计算
【例4】常温下,将0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液与0.06 mol·L-1硫酸溶液等体积混合,该混合溶液的pH等于 ( )
A.1.7 B.2.0 C.12.0 D.12.4
【答案】B
【解析】设溶液的体积都是1L,则氢氧化钠的物质的量为1L×0.1 mol·L-1=0.1 mol,硫酸的物质的量为1L×0.06 mol·L-1=0.06 mol,H+的物质的量为0.06 mol×2=0.12 mol,则当酸碱发生中和时H+和OH-的物质的量分别为0.12 mol和0.1 mol,则硫酸过量,过量的H+的物质的量为0.12 mol-0.1 mol=0.02 mol,则反应后溶液中H+的物质的量浓度为c(H+)==0.01 mol·L-1,pH=-lg10-2=2.0,故选B。
点睛:考查溶液pH的有关计算,明确酸碱反应的过量分析是解答的关键,根据酸碱溶液混合时,先判断过量,然后计算过量的酸或碱的物质的量浓度,最后计算溶液的pH来解答即可。
考点5 酸碱中和滴定实验中指示剂的选择和误差分析
【例5】.一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是中学化学中两个典型的定量实验。若要配制1 mol·L-1的稀硫酸标准溶液,用其滴定某未知浓度的NaOH溶液。下列有关说法错误的是( )
A.实验中用到的滴定管和容量瓶仵使用前都需要检漏
B.如果实验需用85 mL的稀硫酸标准溶液,配制时可选用100 mL容量瓶
C.用甲基橙作指示剂,滴定终点时,溶液颜色从红色变为橙色
D.酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,即裝入标准浓度的稀硫酸滴定,会导致测定的NaOH溶液浓度偏大
【答案】C
考点6 盐类水解的规律
【例6】某酸的酸式盐NaHY在水溶液中,HY-的电离程度小于HY-的水解程度。有关的叙述中,正确的是
A.H2Y电离方程式为:H2Y+H2OHY-+H3O+
B.常温下,该酸式盐的水溶液中溶液中,各离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(Y2-)>c(HY-)>c(OH-)>c(H+)
C.常温下,酸式盐NaHY 的水溶液呈酸性
D.HY-的水解方程式为:HY-+ H2OH3O++Y2-
【答案】A
【解析】A.H2Y是二元弱酸,电离时分两步电离,第一步电离生成氢离子和酸式酸根离子,电离方程式为:H2Y+H2OHY?+H3O+,故A正确;B.NaHY的水溶液中,阴离子水解,钠离子不水解,所以c(Na+)>c(HY?),HY?的电离程度小于HY?的水解程度,但无论电离还是水解都较弱,阴离子还是以HY?为主,溶液呈碱性,说明溶液中c(OH?)>c(H+),因溶液中还存在水的电离,则c(H+)>c(Y2?),所以离子浓度大小顺序为:c(Na+)>c(HY?)>c(OH?)>c(H+)>c(Y2?),故B错误;C.HY?水解方程式为:
HY?+H2OOH?+H2Y,HY?水解使溶液显碱性,HY?电离方程式为:HY?+H2OY2?+H3O+,HY?电离使溶液显酸性,因HY?的电离程度小于HY?的水解程度,故NaHY 的水溶液呈碱性,故C错误;D.HY?水解生成二元弱酸和氢氧根离子,水解方程式为:HY?+H2OOH?+H2Y,故D错误;故答案选A。
点睛:本题的易错点是B项,在比较溶液中离子浓度的大小时,首先要认清其阴离子的电离程度和水解程度的相对大小,若阴离子的电离程度>水解程度,则溶液显酸性,若阴离子电离程度<水解程度,则溶液显碱性;其次要认清水解和电离的程度都是微弱的,还是原有的离子浓度大,如NaHY溶液中,HY?比Y2?和H2Y的浓度都要大。
考点7 盐类水解的综合应用
【例7】下面提到的问题中,与盐的水解有关的是(?? )
①明矾和FeCl3可作净水剂
②为保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量盐酸
③实验室配制AlCl3溶液时,应先把它溶解在盐酸中,而后加水稀释
④NH4Cl溶液可作焊接中的除锈剂
⑤实验室盛放Na2SiO3溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不能用玻璃塞
⑥用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
⑦在NH4Cl或AlCl3溶液中加入金属镁会生成氢气
⑧草木灰与铵态氮肥不能混合施用
⑨加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体.
A.①④⑦ B.②⑤⑧ C.③⑥⑨ D.全部
【答案】D
【解析】①明矾和FeCl3净水,利用Al3+、Fe3+水解成氢氧化铝胶体和氢氧化铁胶体,吸附水中悬浮固体小颗粒达到净水的目的,与盐类水解有关,故①正确;②FeCl3在水溶液中发生Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,为了抑制FeCl3的水解,需要加入少量的盐酸,与盐类水解有关,故②正确;③AlCl3的水溶液中存在:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,为了抑制Al3+的水解,因此需要把AlCl3先溶解在盐酸中,然后再加水稀释到需要的浓度,与盐类水解有关,故③正确;④NH4Cl溶液中存在NH4++H2ONH3·H2O+H+,氯化铵的水溶液显酸性,因此可以作焊接的除锈剂,与盐类水解有关,故④正确;⑤Na2SiO3溶液存在SiO32-+H2OHSiO3-+OH-,硅酸钠溶液显碱性,与SiO2发生反应,因此盛放硅酸钠溶液的试剂瓶用橡皮塞,不能用橡胶塞,硅酸钠溶液显碱性,与盐类水解有关,故⑤正确;⑥两者发生双水解,产生氢氧化铝和CO2,与盐类水解有关,故⑥正确;⑦NH4Cl、AlCl3属于强酸弱碱盐,NH4+、Al3+水解造成溶液显酸性,H+与Mg反应生成H2,因此与盐类水解有关,故⑦正确;⑧草木灰的成分是K2CO3,其水溶液显碱性,铵态氮肥的水溶液显酸性,两者混合使用发生双水解反应,降低铵态氮肥的肥效,因此与盐类水解有关,故⑧正确;⑨AlCl3的水溶液中存在:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,盐类水解是吸热反应,加热促进水解以及HCl的挥发,加热蒸干氯化铝得到氢氧化铝固体,因此与盐类水解有关,故⑨正确;综上所述,选项D正确。
考点8 溶液中微粒浓度大小的比较
【例8】下列关系式正确的是
A.常温下pH=2的甲酸与pH=12的烧碱溶液等体积混合:c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)
B.0.1mol/LNa3PO4溶液中:c(OH-) - c(H+)= c(HPO42-)+2c(H2PO4-)+3c(H3PO4)
C.Na2CO3溶液加水稀释后,恢复至原温度,所有离子浓度均减小
D.0.1 mol.L-1 pH=4的NaHB的溶液中,c(Na+) >c(HB- )> c(H2 B)>c(B2-)
【答案】B
点睛:本题考查溶液中离子的浓度的关系,明确电离、水解及溶液中的电荷守恒、物料守恒是解答本题的关键,本题中的D是易错点,根据弱酸酯式盐溶液的酸碱性判断酸式酸根离子的电离程度和水解程度大小,进而判断电离产生的离子浓度和水解产生的分子浓度大小,若呈酸性则电离大于水解,离子酸根离子浓度大,若呈碱性则水解大于电离,酸分子浓度大于离子浓度。
考点9 沉淀溶解平衡及其应用
【例9】下列说法中正确的是
A.AgCl悬浊液中存在平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),往其中加入少量NaCl固体,平衡向左移动,溶液中离子的总浓度会减小
B.AgCl悬浊液中加入KI溶液,白色沉淀变成黄色,证明此条件下Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C.饱和石灰水中加入一定量生石灰,温度明显升高,所得溶液的pH增大
D.硬水中含有较多的Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-,加热煮沸可完全除去其中的Ca2+、Mg2+
【答案】B
点睛:沉淀的生成、溶解和转化的判断:通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积——浓度积Qc与Ksp的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成、溶解或转化。,两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时,判断产生沉淀先后顺序问题,均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断。
考点10 Ksp的有关计算及其图像分析
【例10】某温度下,向10mL0.1mol/LCaCl2溶液中滴加0.1mol/L的Na2CO3溶液(此时不考虑CO32-的水解),滴加过程中溶液中-lgc(Ca2+)与Na2CO3 溶液体积(V)的关系如图所示,下列有关说法正确的是
A.z 点对应的分散系很稳定
B.w、x、y三点中,水的电离程度最大的为w点
C.若用等浓度的Na2SO4溶液代替Na2CO3溶液,则图像在x点后的变化如虚线部分所示
D.此温度下,Ksp(CaCO3)=1x10-8.6
【答案】D
【解析】A,z点在曲线下方,z点对应的分散系为悬浊液,悬浊液不稳定,A项错误;B,由图知w、x、y点c(Ca2+)依次减小,溶液中c(CO32-):wxy,CO32-水解促进水的电离,溶液中OH-全部来自水电离,CO32-浓度越大溶液碱性越强,水的电离程度最大的为y点,B项错误;C,CaSO4微溶于水,CaSO4的溶解度大于CaCO3,若用等浓度的Na2SO4溶液代替Na2CO3溶液,图像在x点后的变化应在实线下方,C项错误;D,当加入10mLNa2CO3溶液时,CaCl2与Na2CO3恰好完全反应,此时c(Ca2+)=c(CO32-)=10-4.3mol/L,Ksp(CaCO3)= c(Ca2+)·c(CO32-)=10-8.6(mol/L)2,D项正确;答案选D。
点睛:本题考查与沉淀溶解平衡有关的曲线分析,注意图像中-lgc(Ca2+)越大,Ca2+浓度越小是解题的关键。如题中C项,Ksp(CaSO4)Ksp(CaCO3),当c(SO42-)=c(CO32-)时,CaSO4悬浊液中c(Ca2+)大于CaCO3悬浊液中c(Ca2+),图像在x点后的变化在实线下方。
1.其他条件不变,升高温度下列数据不一定增大的是( )
A.可逆反应的化学平衡常数K B.0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH
C.水的离子积常数KW D.弱电解质的电离程度
【答案】A
2.不能证明乙酸是弱酸的实验事实是
A.相同温度下,Zn粉分别与同浓度的CH3COOH溶液、盐酸反应,与醋酸反应生成H2的速率慢
B.0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH大于7
C.CH3COOH溶液与NaCO3反应生成CO2
D.pH 为2的 CH3COOH溶液1mL,加水稀释到10mL时pH大于2小于3
【答案】C
【解析】A、酸与金属反应时,溶液中氢离子浓度越大,反应速率越快,乙酸和锌反应,速率比同浓度的盐酸慢,说明乙酸中氢离子浓度比盐酸中小,说明乙酸部分电离,故A正确;B、常温下,测得 CH3COONa溶液的pH>7,说明 CH3COONa为强碱弱酸盐,水解呈碱性,可证明 CH3COOH为弱酸,故B正确;C、CH3COOH溶液与NaCO3反应生成CO2,只能说明醋酸强于碳酸,不能说明醋酸是弱酸,故C错误;D、pH 为2的 CH3COOH溶液1mL,加水稀释到10mL时pH大于2小于3,不等于4,说明醋酸部分电离,故D正确;故选C。
3.下列液体均处于25℃,有关叙述中,正确的是( )
A.某溶液中水电离出的c(H+)=10-13,则该溶液的pH一定为13
B.pH=4.5的番茄汁中c(H+)是pH=6.5的牛奶中c(H+)的2倍
C.pH相同的氨水与盐酸等体积混合,所得溶液pH<7
D.pH=7的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中,c(Na+)=c(CH3COO-)
【答案】D
【考点定位】考查溶液的酸碱性与pH计算
【名师点晴】本题综合考查了电解质溶液中的有关知识,包括弱电解质的电离平衡、盐类的水解、溶液的pH与c(H+)的关系、酸碱中和后溶液的酸碱性和溶液中离子浓度大小的比较.做题时注意盐溶液类型的积累,对溶液浓度不同类型计算方法的整理,重点关注溶液中存在的电荷守恒和物料守恒,紧扣概念与公式是解题的基本,千万不要急功近利。
4.下列说法中不正确的是
①将BaSO4放入水中不能导电,所以BaSO4是非电解质
②氨溶于水得到的溶液氨水能导电,所以氨水是电解质
③固态共价化合物不导电,熔融态的共价化合物可以导电
④固态的离子化合物不导电,熔融态的离子化合物也不导电
⑤强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强
A.①④ B.①④⑤ C.①②③④ D.①②③④⑤
【答案】D
【解析】①硫酸钡难溶与水,但在熔融状态导电,故硫酸钡为电解质;②氨水是混合物,不属于电解质;③共价化合物熔融状态下不导电;④熔融状态下的化合物一定导电,水溶液不一定导电;⑤导电能力取决于自由移动离子的浓度,与是否是强弱电解质无关,故均错误,答案为D.
5.已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是三种酸的电离平衡常数,若已知这些酸可发生如下反应:
①NaCN+HNO2=HCN+NaNO2,
②NaCN+HF=HCN+NaF,
③NaNO2+HF=HNO2+NaF。
由此可判断下列叙述中,不正确的是( )
A.HF的电离平衡常数为7.2×10-4
B.HNO2的电离平衡常数为4.9×10-10
C.根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱
D.HNO2的电离平衡常数比HCN大,比HF小
【答案】B
6.常温下,用0.1000mol/L的盐酸滴定20.00mL未知浓度的Na2CO3溶液,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.c点处的溶液中c(Na+)-c(Cl-)=c(HCO)+2c(CO)
B.a点溶液呈碱性的原因用离子方程式表示为:CO+2H2OH2CO3+2OH-
C.b点溶液中c(Na+)> c(HCO)> c(Cl-)
D.d点处溶液中水的电离程度大于b点处
【答案】A
【解析】A.c点的pH=7,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)可知:c(Na+)-c(Cl-)=c(HCO3-)+2c(CO32-),A正确;B.a点为Na2CO3溶液,碳酸根离子部分水解,溶液呈碱性,碳酸根离子的水解以第一步为主,正确的离子方程式为:CO32-+H2OHCO3-+OH-,B错误;C.b点溶液中的溶质是碳酸氢钠和氯化钠,碳酸氢根的水解程度大于电离程度,溶液显碱性,则溶液中氯离子浓度大于碳酸氢根离子,C错误;D.b点碳酸氢根离子水解,促进了水的电离,而d点溶液呈酸性,抑制了水的电离,则d点处溶液中水的电离程度小于b点处,D错误;答案选A。
7.将碳酸钠和碳酸氢钠以物质的量之比1:2溶于水中,下列表达正确的是
A.c(Na+) +c(H+) =c(CO32-) +c(OH-)+c(HCO3-)
B.c(Na+)>c( HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)
C.4c(Na+) =3c(CO32-) +3c( H2CO3) +3c( HCO3-)
D.c(OH-)-c(H+) =2c(H2CO3) +c(HCO3-)
【答案】B
8.常温下,向10 mL 1 mol/L HCl溶液中滴加等物质的量浓度的CH3COONa溶液。所得混合液的pH与加入CH3COONa溶液的体积(V)的变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.常温下,CH3COOH的电离常数约为2×10-5
B.随着V的增加,混合液中水的电离程度先增加后减小
C.当V=20mL时,混合液中c(Na+) >c(CH3COO-)> c(Cl-)>c(H+) >c(OH-)
D.当混合液的pH=7时,混合液中c(CH3COOH)=c(Cl-)
【答案】B
【解析】A、当滴加的CH3COONa溶液体积为10 mL时,得到浓度均为0.5mol/L的CH3COOH和NaCl混合溶液,根据题中信息可知,此时溶液pH=2.5,c(CH3COO-)=c(H+)=10-2.5mol/L,
c(CH3COOH)=0.5mol/L-10-2.5mol/L0.5mol/L,Ka==2×10-5,选项A正确;B、酸和碱抑制水的电离,盐的水解促进水的电离,随着V的增加,混合溶液由盐酸转化为醋酸和氯化钠的混合溶液再到醋酸钠过量,混合液中水的电离程度逐渐增大,选项B不正确;C、当V=20mL时,混合液中以溶质为醋酸和醋酸钠按1:1形成的溶液,溶液呈酸性,说明醋酸的电离大于醋酸根离子的水解,c(Na+) =2 c(Cl-),2c(CH3COO-)>c(Na+),故有:c(Na+) >c(CH3COO-)> c(Cl-)>c(H+) >c(OH-),选项C正确;D、当混合液的PH=7时,①c(H+) =c(OH-),根据物料守恒有:②c(Na+) =c(CH3COO-)+ c(CH3COOH),根据电荷守恒有:③c(H+)+c(Na+) =c(CH3COO-)+ c(OH-) +c(Cl-),将①②式代入③式可得c(CH3COOH)=c(Cl-),选项D正确。答案选B。
9.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14
B.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
【答案】D
10.为了测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x 值,进行如下实验
(1)称取Wg 草酸晶体,配成100.00mL 溶液
(2)取 25.00mL 所配溶液于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4后,用浓度为 amol/L 的 KMnO4 溶液滴定至 KMnO4不再褪色为止,所发生的反应为:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2 ↑+2MnSO4+8H2O。 试回答:
①实验中,需要的仪器有(填序号)_____,还缺少的仪器有____________(填名称)
A、托盘天平(带砝码、镊子) B、滴定管 C、100mL 的量筒 D、100mL 的容量瓶
E、烧杯 F、漏斗 G、锥形瓶 H、玻璃棒 I、药匙 J、烧瓶
②实验中,标准 KMnO4 溶液应装在_____式滴定管中,因为__________________
③若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴至终点,则所测得的 x 的值会_____(填偏大、偏小、无影响)。
④在滴定过程中若用去 amol/L 的 KMnO4 溶液 VmL,则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为____________mol/L,由此,x=_____。
⑤若滴定终点读数时俯视刻度,则计算的 x 值会_____(填偏大、偏小、无影响)。
【答案】 A、B、D、E、G、H、I 胶头滴管、铁架台带、滴定管夹 酸 KMnO4溶液有腐蚀性,会腐蚀橡胶 无影响 0.1aV -5 偏大
③滴定时为减小实验误差,应用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗,使草酸完全反应,所以用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,对实验结果无影响,故答案为:无影响;
④2KMnO4 ~ 5H2C2O4
?2mol??? 5mol
aV×10-3mol?0.025L×cmol/L
解得:c=0.1aVmol?L-1
H2C2O4?xH2O~H2C2O4 ~xH2O
1mol?? ? ?18xg
0.1aV×0.1 ?W-0.1aV×0.1×90
解得x=-5;
⑤滴定终点时俯视滴定管刻度,会导致测量体积偏小,测定草酸质量偏小,则x值会偏大,故答案为:偏大。

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