电离平衡复习学案

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电离平衡复习学案

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电离平衡复习学案
一、电解质
1.概念
①.电解质概念要点:
Ⅰ.条件……水溶液或熔融态下导电,满足二者之一。
Ⅱ.范围……化合物。
②.强弱判定:水溶液中电离程度。
③.溶液导电性判断要点:取决于自由移动离子浓度。
④.多元弱酸(碱)电离特点:Ⅰ分步电离,以一级电离为主,溶液中c(H+)以一级电离的c(H+)代替
Ⅱ多元弱酸(碱)中离子浓度计算:离子浓度如c(H+)=cα
练习:
1.填图:现大圈代表化合物,将电解质、非电解质、强电解质、弱电解质概念的范围填入。
2.(90全国)把0.05 mol NaOH固体分别加入到下列100 mL液体中, 溶液的导电能力变化不大的是( B、D )
A.自来水 B.0.5 mol/L盐酸
C.0.5 mol/L醋酸 D.0.5 mol/L NH4Cl溶液
3.(91三南高考)下列叙述正确的是( C )
A.氯化钠溶液在电流作用下电离成钠离子和氯离子
B.溶于水后能电离出氢离子的化合物都是酸
C.硫酸钡难溶于水,但硫酸钡属于强电解质
D.二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳属于弱电解质
4.测定液态BrF3的导电性时发现,20℃时导电性很强,说明该化合物液态时发生了电离,存在阴、阳离子。其它众多实验证实,存在一系列有明显离子化合物倾向的盐类,如KBrF4、(BrF2)2SnF6、ClF3 BrF3等。由此推断液态BrF3电离时的阴、阳离子是( C )
A.Br3+和F- B.Br2F-和F-
C.BrF2+和BrF4- D.BrF52-和BrF2+
解析:由信息KBrF4、(BrF2)2SnF6、ClF3 BrF3为离子化合物
说明KBrF4电离会产生BrF4-
(BrF2)2SnF6电离会产生SnF62-、BrF2+
ClF3 BrF3――BrF3电离会产生Br-、BrF2+
2.强酸和弱酸中c(H+)和H+的物质的量
①区别溶液的酸碱性强弱与电解质的强弱:溶液酸碱性强弱决定于溶液中c(H+)、c(OH-)的大小;电解质强弱决定于电离程度。
②区别电离度与溶液中离子浓度关系:

区别一元强酸、弱酸下面各项大小
pH值相同 物质的量浓度相同
溶液中c(H+)
物质的量浓度
等体积中和碱能力
pH值
练习
1.(87广东高考)一元强酸(X)和一元弱酸(Y),它们的pH都等于2,各取1 L与足量的Mg完全反应产生氢气,下列叙述正确的( B、F )
A.X能产生较多的氢气 B.Y能产生较多的氢气
C.两者产生氢气的量相同 D.开始反应速率X快
E.开始反应速率Y快 F.开始反应速率相同
2.(86上海高考)下列物质加入到氨水中,既能使氨水的电离度增大,又能使溶液的pH值降低的是( A )
A.少量盐酸 B.少量烧碱
C.少量NaCl固体 D.少量NH4Cl溶液
3.(92上海高考)下列叙述中,正确的是( CD )
A.中和10mL0.1mol/L醋酸与中和100mL0.01mol/L醋酸所需同种碱液的量不同
B.等体积pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液相混合后,溶液的pH=7
C.体积相等,pH值相等的盐酸溶液和硫酸溶液中,H+离子的物质的量相等
D.pH=3的醋酸溶液的c(H+)与pH=11的氨水溶液的c(OH-)相等
E.锌跟pH=4的盐酸溶液反应比跟pH=3的醋酸溶液反应剧烈
4.已知某酸的固体HA,能溶解在Na2CO3溶液中,但不能溶解在NaHCO3溶液中,由此推断出( BD )
A.HCO3-比A-容易结合H+
B.A-比CO32-难以结合H+
C.等物质的量浓度的NaA和Na2CO3溶液,前者的pH比后者稍大
D.HA比HCO3-容易电离出H+
5.25℃时,等量的盐酸分别用pH为9和10的氨水完全中和,设消耗的氨水的体积分别为V1和V2,则V1和V2的关系正确的是( C )
A.V1=10 V2 B.V1>10 V2
C.V1<10 V2 D.V2>10 V1
解析:中和同一酸


∵>
∴<10
二、水的电离和pH
两个公式:Kw = 1×10-14 pH = -lg{c(H+)}
练习:
1.A.0.5 mol/L NaOH和1.0 mol/L HCl等体积混合后的溶液 B.pH=0的溶液
C.c(OH-)=10-11 mol/L的溶液 D.0.1 mol/L的醋酸
它们酸性由强到弱顺序 B>A>D>C 。
2.常温下,pH为2的两种酸溶液A和B,分别 加1000倍水稀释,其pH与所加的水的体积变化如图,下列结论正确的( D )
A.酸B比酸A的电离常数大
B.A为弱酸
C.B为强酸
D.A比B的浓度小
3.把pH=3的醋酸和pH=11的苛性钠溶液等体积混合,则混合液的pH < 7; 把同体积同浓度的醋酸和苛性钠溶液混合,则混合液的pH > 7;把醋酸和苛性钠溶液混合,使c(CH3COO-)=c(Na+),则混合液的pH = 7.
4.某氨水的pH=x,某盐酸溶液的pH=y,已知x + y = 14且x > 11,将上述氨水和盐酸等体积混合后,所得溶液中各离子的浓度由大到小的顺序 NH4+>Cl->OH->H+ 。
∵c(OH-)= ,c(H+)=10-y

∴NH3过量 NH3 + HCl = NH4Cl 显碱性
c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
大 小 小 大
5.在常温下,下列各组溶液中水的电离程度相等的是( AD )
A.0.3mol/L的HCl和0.3mol/L的NaOH
B.0.1mol/L的HCl和0.1mol/L的CH3COOH
C.0.1mol/L的KOH和0.1mol/L的Ba(OH)2
D.pH=4.3的H2SO4和pH=9.7的NaOH溶液
E.pH=3.5的AlCl3和pH=10.5的NaOH溶液
6.若纯水中水的电离度为α1,pH=x的盐酸中水的电离度为α2,pH=y的氨水中水的电离度为α3,两种溶液等体积混合后溶液中水的电离度为α4,若x+y=14(其中x≤6、y≥8),则α1、α2、α3、α4从小到大的顺序是______________。
解析:∵x+y=14则比较[H+]、[OH-]大小
所以,盐酸+氨水――溶液碱性
∴α2=α3<α4<α1
7.在25℃时0.1mol/LNaR的溶液中水的电离度为α1,在0.1mol/L盐酸中,水的电离度为α2,,若α1∶α2=109∶1,则0.1mol/LNaR溶液的pH值为( C )
A.4 B.7 C.10 D.无法计算
解析:NaR中[OH-]=cα1
=c (α2109)
=cα2 109=10-13 109=10-4 ∴pH=10
8.有硫酸和盐酸的混合液20 mL,在这溶液中加入0.025 mol/L的Ba(OH)2溶液时,生成BaSO4的量和溶液的pH得到如下图所示结果,问:
①.最初混合液中硫酸和盐酸的物质的量浓度各是 多少?
②.在A点溶液的pH是多少?
③.在B点溶液的pH是多少?
(lg2=0.301,lg3=0.477,lg7=0.845)
解析:(1)盐酸和硫酸都能与Ba(OH)2溶液发生中和反应,其中硫酸在反应同时有BaSO4沉淀生成。从图中可以看出:加入20 mLBa(OH)2溶液时完全沉淀,加入60 rnLBa(OH)2溶液时pH=7,即完全中和。
20 mL时:Ba2+ + SO42- = BaSO4恰好反应
0.025 mol/L×20 mL = c(H2SO4)×20 mL
c(H2SO4)=0.025 mol/L
60 mL时:H+ + OH- = H2O恰好中和
0.025 mol/L×20 mL×2+20 mL×c(HCl)=0.025 mol/L×60 mL×2
c(HCl)=0.1 mol/L
(2)可通过加入20 mL Ba(OH)2溶液时完全沉淀这一信息求硫酸的浓度,通过加入60 mL Ba(OH)2溶液时,PH=7这一信息计算酸的总浓度,并由此计算盐酸浓度。
(3)A、B两点加入的碱的量不足,应显酸性,可先计算剩余的n(H+),再求混合液体积,然后计算pH。
A点:酸过量,且恰好Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2 H2O,溶液中只有HCl。
c(HCl)= pH=1.3
B点:H+过量c(H+)= pH=1.8
(4)如果在分析反应时从其实质离子反应出发,能否使计算更简单呢?
H+ + OH- = H2O ,Ba2+ + SO42- = BaSO4
9.有一pH为12 的NaOH溶液100 mL,要使它的pH降到11。
问:(1)请设计三种方法实现要求。
(2)进行相关计算。提供药品:蒸馏水、pH=10的NaOH、0.01 mol/L盐酸。
(加水900 mL、加NaOH 1000 mL、加酸81.8 mL)
10.现有一瓶稀氨水,要测知NH3·H2O的电离度,其实验方法设计如下:
(1)先测定溶液的pH,简述其操作过程____________________________。
(2)再做____________(填实验名称),其目的是____________________。
解析:将一片干燥的pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取稀氨水,然后点触试纸一端,观察试纸颜色变化,并用pH比色卡确定pH。
中和滴定实验,测定出稀氨水的物质的量浓度。
11.已知:一定温度下,弱电解质的稀溶液当物质的量浓度加水稀释为原来的1/n倍,其电离度将增大到原来溶液电离度的倍。现有pH=2的某一元弱酸A和强酸B两溶液各10mL,分别加水稀释至1L后,溶液的pH分别是多少?若稀释后两溶液的pH相同,则稀释倍数比为多少?
解析:将溶液稀释100倍,强酸的pH变化两个单位,为4。而弱酸,由[H+]=cα,浓度为原来的1/100,电离度为原来的10倍,即[H+]减小为原来的1/10,pH变化一个单位为3。设弱酸稀释n倍,强酸稀释m倍,要使pH相等,即
(c/n) α=(1/m)10-2。而cα=10-2,简化得n=m2,说明弱酸稀释倍数是强酸稀释倍数的平方。
∴3、4;m∶1(即)
三、盐类水解
要点:
1.分析问题出发点:对水电离平衡的影响作用。
2.水解要点:有弱就水解,谁强显谁性,越弱越水解。
3.水解程度:少量、可逆,用 、不用“↑、↓”。
4.影响水解外因:Ⅰ温度――升温有利
Ⅱ浓度――稀释有利水解
Ⅲ分析原则――平衡移动原理
1.比较溶液的pH
1.(91全国)浓度为0.1 mol/L的八种溶液①HNO3 ②H2SO4 ③CH3COOH ④Ba(OH)2 ⑤NaOH ⑥CH3COONa ⑦KCl ⑧NH4Cl pH由小到大排 2、1、3、8、7、6、5、4 。
2.在常温下,若某酸和某盐溶液中水电离出的[H+]相同。问:①此说法是否正确?说明理由。②题中酸和盐溶液pH值大小关系如何?
解析:酸电离出H+对水的电离平衡抑制作用,要使酸与盐溶液水电离出的[H+]相同,那么,盐组成中则不可能含有弱酸根离子或弱碱阳离子,只能是强酸酸式盐如NaHSO4或强碱碱式盐如Ba(OH)Cl。若为强酸酸式盐,则两溶液pH相等;若为强碱碱式盐,则盐溶液的pH大于酸,是满足两者之和为14。所以,盐溶液的pH≥酸溶液
2.由盐溶液pH,判断电解质相对强弱
1.某物质溶液的pH=2,若将该溶液用水稀释100倍,则2 < pH < 4,该物质可能是
(B、C)
A.强碱弱酸盐 B.弱酸 C.强酸弱碱盐 D.强酸强碱盐
2.若pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液等体积混合后溶液呈酸性,其原因可能是(B)
A.生成了一种强酸弱碱盐 B.弱酸溶液和强碱溶液反应
C.强酸溶液和弱碱溶液反应 D.一元强酸溶液和一元强碱溶液反应
3.(91全国)已知一种c(H+)=1×10-2 mol/L的酸溶液和一种c(OH-)=1×10-2 mol/L的碱溶液等体积混合后,溶液仍呈酸性,其原因可能是( B )
A.浓的强酸和稀的强碱溶液反应 B.浓的弱酸和稀的强碱溶液反应
C.相等浓度的强酸和弱碱溶液反应 D.反应后生成了一种强酸弱碱盐
4.(91上海)下列叙述正确的是( BD )
A.强酸与盐反应一定得到弱酸
B.pH=3的溶液与pH=11的溶液混合后pH值不一定等于7
C.同浓度碳酸钠溶液室温时的pH值必大于60℃时的pH值
D.同浓度的钾盐溶液中,酸式盐的pH必定小于其正盐的pH值
E.因为碳酸的酸性比亚硫酸弱,所以室温下,同浓度的碳酸钠溶液的pH值小于亚硫酸钠溶液的pH值
3.中和滴定中盐类水解问题
1.(84全国)把氨气通入稀盐酸(加有酚酞)中,当溶液的pH值等于7时( A )
A.溶液中NH3·H2O过量
B.溶液中盐酸过量
C.氨和盐酸中氯化氢等物质的量混合
D.溶液中有白色沉淀析出
E.溶液变色
2.已知常温常压下饱和CO2水溶液的pH=3.9,则可推断用标准盐酸滴定NaHCO3水溶液测定其浓度时,因选用的指示剂和滴定现象为什么?
甲基橙,黄变橙
4.比较离子浓度大小
1.将20 mL 0.1 mol/L的CH3COOH与24 mL 0.1 mol/L的NaOH混合后,溶液中各离子大小关系?
n(CH3COOH)= 2 mol n(NaOH)= 2.4 mol
CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O
∴Na+>CH3COO->OH->H+
2.将0.2 mol/LCH3COOK与0.1 mol/L盐酸等体积混合后,溶液中离子浓度大小关系?
n(CH3COOK)= 0.2 mol n(HCl)= 0.1 mol
CH3COOK + HCl = CH3COOH + KCl
前 0.2 0.1
后 0.1 0 0.1 0.1
CH3COO- CH3COOH
↓ ↓
CH3COOH+OH-δ1 CH3COO-+H+δ2
∴K+ = 0.2、Cl- = 0.1、H+ > OH-(δ2>δ1)
CH3COO- = 0.1-δ1+δ2>0.1、CH3COOH = 0.1-δ2+δ1<0.1
K+ > CH3COO- > Cl- > CH3COOH > H+ > OH-
3.已知0.1mol/LNaHCO3溶液的pH值为8.1,0.1mol/LNa2CO3溶液的pH值为11.4,则NaHCO3水解产生的c(OH-)是Na2CO3水解产生的c(OH-)的( D )
A.3倍 B.倍
C.103倍 D.10-3倍
解析:同浓度NaHCO3溶液的碱性必小于Na2CO3溶液,淘汰A、C,再pH值换算时为指数关系,淘汰B
4.表示0.1 mol/LNaHCO3溶液中有关微粒浓度的关系式正确的( C、D )
A.c(Na+)> c(HCO3-)> c(CO32-)> c(H+)> c(OH-)
B.c(Na+)+ c(H+)= c(HCO3-)+ c(CO32-)+ c(OH-)
C.c(Na+)+ c(H+)= c(HCO3-)+ 2 c(CO32-)+ c(OH-)
D.c(Na+)= c(HCO3-)+ c(CO32-)+ c(H2CO3)
5.在浓度为0.2 mol/L Na2S溶液中,含有多种离子和分子,下列关于分子或离子浓度大小的关系中正确的是( A、D )
A.c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=0.2 mol/L
B.c(Na+)> c(S2-)> c(HS-)> c(OH-)> c(H+)
C.c(OH-)=c(H+)+ c(HS-)+c(H2S)
D.c(Na+)+c(H+)= c(OH-)+c(HS-)+2 c(S2-)
6.25℃时,某pH=a的氨水和某pH=b的盐酸以相同体积混合,其中a+b=14.那么反应后溶液中各离子浓度大小顺序c(NH4+)> c(Cl-)> c(OH-)> c(H+)
分析:,碱过量
7.已知NaH2PO4溶液的pH<7,试分析该溶液中由溶质形成的离子浓度由大到小的顺序?
Na+> H2PO4->H+> HPO42->PO43-
4.应用
1.把FeCl3、AlCl3、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3 溶液加热、灼烧,各得产物是什么?
Fe2O3、Al2O3、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3
2.下列物质能与Mg反应并生成氢气的( A、C )
A.醋酸 B.氢氧化钠 C.氯化铵溶液 D.碳酸钠溶液
3.为使0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(CO32-)接近0.1 mol/L,应采取( D )
A.加水 B.通入CO2 C.少量盐酸 D.少量固体NaOH
4.下列各组离子能大量共存的( C )
A.pH=1的溶液中,Na+、Fe2+、Cl-、NO3-
B.水电离出的c(OH-)=10-12的溶液,NO3-、Mg2+、Ba2+、Cl-
C.pH=14的溶液,AlO2-、CO32-、Na+、K+
D.无色溶液,Al3+、S2-、SO42-、Na+
5.为了配制c(NH4+)∶c(Cl-)=1∶1的溶液,可以向NH4Cl溶液加入( B )
①适量的HCl ②适量的NaCl ③适量的氨水 ④适量的固体NaOH
A.①② B.③ C.③④ D.④
6.根据盐类水解和电离平衡移动的原理,设计两种实验方法,证明氨水是一种弱碱.除氨水外,限从以下范围内选用试剂:蒸馏水、酚酞、石蕊、NH4Cl晶体、消石灰、浓盐酸、CH3COONH4晶体
方案一:取NH4Cl晶体溶于水,滴入石蕊呈红色.
方案二:氨水中加酚酞变红,再加入NH4Cl晶体,溶液红色变浅.
四、酸碱中和滴定
1.普遍原理:反应物具有确定的化学计量关系.
2.实验中解决二个问题:Ⅰ.准确量取体积——用滴定管.
Ⅱ.滴定终点的判定——用指示剂或利用反应物自身颜色变化.
3.操作注意:
滴定前:滴定管——洗涤、检漏;润洗(标准溶液、待测溶液);调零
锥形瓶——水洗
滴定中:手——左手控制活塞;右手摇动锥形瓶;眼睛观察锥形瓶溶液颜色变化.
滴定终点判定:指示剂变色后,半分钟不褪色
1.已知百里酚酞的变色范围是9.4~10.2。相同物质的量浓度的三种稀溶液:NaH2PO4 pH=4.7、Na2HPO4 pH=10、Na3PO4 pH=12。今有0.5g某种磷酸盐水合物溶于50mL0.1mol/L的H2SO4溶液中,稀释至100mL。取出1/5该溶液(以百里酚酞作指示剂)需0.1mol/L的NaOH溶液26.4mL中和,试求钠盐水合物的化学式。
解析:n(NaOH)=0.00264mol、n(H2SO4)=0.005mol
H2SO4取1/5:0.001ml<0.00264mol
∴若H2SO4不与盐反应,中和滴定时也不够,V(NaOH)不可能滴到26.4mL
∴应原盐溶液耗去多余的OH-
推知:原盐是NaH2PO4 则NaH2PO4 → Na2HPO4 (无色→粉红色)
4.7 10
OH-=H+耗+H2PO4-耗
0.00264mol=0.001ml×2+n×
n=0.0032mol
M==156
则NaH2PO4 nH2O得n=2
2.用0.1 mol/L NaOH溶液滴定0.1 mol/L盐酸,如滴定到达终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的体积约为0.05 mL),继续加水至50 mL,所得溶液的pH是?
c(OH-)=
则 c(H+)=1×10-10 mol/L ∴pH=10
A
B
pH
V(H2O)
V(H2O)
电离度增大
溶液浓度减小
离子浓度增大
离子浓度减小
溶液浓度减小
电离度增大
溶液浓度较浓
溶液浓度稀
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