高三二轮同步复习精品资料-专题 电离平衡

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高三二轮同步复习精品资料-专题 电离平衡

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高考化学二轮复习 专题 电离平衡、盐类水解
直击高考考点
电离平衡是中学化学基本理论的重点知识,也是历年高考的重点和热点,近几年电离平衡类试题一般都出现在客观题中(如2006年全国及各地高考卷中共有10道选择题和1道解答题),分值约占6~12分。《考试大纲》对这部分内容的要求如下:
1.了解电解质和非电解质、强电解质和弱电解质的概念;
2.理解电解质的电离平衡概念;
3.了解水的电离、溶液pH等概念;
4.了解强酸强碱中和滴定的原理;
5.理解盐类水解的原理.了解盐溶液的酸碱性;
本专题主要是应用有关基础知识来解决生产、生活实际中的相关问题,考查学生的应用分析能力。如判断离子共存、中和滴定实验及其误差分析、配制溶液、试剂贮存、泡沫灭火器原理、化肥的混用、物质鉴别推断、某些盐的分离除杂等。其中命题热点是离子浓度大小的比较。在高考试题中,特别是选择题,常常将盐类水解与弱电解质的电离、酸碱中和滴定、pH等知识融合在一起,具有一定的综合性。展望2007年,试题仍会强调知识点的综合,一般不会就单一知识点设计简单试题,题目难度适中。
知识网络构建
知识要点串讲
要点一 强电解质与弱电解质
1.强、弱电解质:一定温度和浓度的电解质,根据它们在水溶液中电离程度大小分为强电解质和弱电解质,其区别如下:
电解质 强电解质 弱电解质
键型 离子键极性键 极性键
电离程度 完全电离 部分电离
电离过程 不可逆过程 可逆过程,存有电离平衡
表示方法 电离方程式用“=” 电离方程式用“”
电解质在溶液中的存在形式 水合离子 分子、水合离子
2.溶液的导电性:导电性的强弱是由溶液中离子浓度大小决定的。如果某强电解质溶液浓度很小,那么它的导电性可以很弱;而某弱电解质虽然电离程度小,但浓度较大时,该溶液的导电能力也可以较强。因此,强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力也不一定弱。
要点二 弱电解质的电离平衡
1.弱电解质的电离平衡:同化学平衡。
2.影响电离平衡的因素:
①浓度:越稀越电离。
②温度:越热越电离。
③同离子效应:若向弱电解质溶液中加入与弱电解质相同的离子,则弱电解质的电离程度减小。
④离子反应效应:若向弱电解质溶液中加入能与弱电解质的离子结合的离子,则弱电解质的电离程度变大。
要点三 水的电离和溶液的pH
1.水是一种极弱的电解质:H2O+H2OH3O++OH- 或 H2OH++OH-
2.溶液的酸碱性——取决于溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小
任意温度 常温下(20℃) 溶液酸碱性
c(H+)与c(OH-)大小 c(H+)与c(OH-)大小 pH值
c(H+)>c(OH-) c(H+)>c(OH-) c(H+) >10-7mol/L 小于7 酸性
c(OH-)>c(H+) c(OH-)>c(H+) c(OH-)>10-7mol/L 大于7 碱性
c(H+) = c(OH-) c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L 等于7 中性
3.影响水电离平衡的因素
①酸、碱 在纯水中加入酸或碱,均使水的电离平衡左移,此时若温度不变,KW不变; c(H+)发生
改变,pH也随之改变;若向水中加入酸,则c(H+)增大,c(OH-)变小,pH变小。
②温度 若升温,由于水电离吸热,升温将促进水的电离,故平衡右移,c(H+)、c(OH-)同时增大,pH变小,但由于c(H+)与c(OH-)始终保持相等,故仍显中性。
③易水解的盐 在纯水中加入能水解的盐,不管水解后溶液显什么性,均促进水的电离,使水的电
离度增大,但只要温度不变,KW不变,且KW随着温度的升高而增大,如100℃时,KW=10-12。
④加入酸碱或升高温度或加入同离子的盐同样影响弱电解质的电离平衡。
4.有关pH的计算
⑴酸溶液中,[H+]酸[H+]水≈KW;碱溶液中,[OH-]碱[OH-]水≈KW。
⑵强酸、强碱溶液稀释的计算
①强酸溶液,pH(稀释)= pH(原来)+lgn (n为稀释的倍数)
②强碱溶液,pH(稀释)= pH(原来)-lgn (n为稀释的倍数)
⑶强酸、强碱溶液两两等体积混合后溶液的pH计算
混 合 物 质 两种溶液pH关系 混合后溶液pH
A、B均为酸 pHAA、B均为碱 pHAA是酸、B是碱 pHA+pHB=14 7
pHA+pHB<14(酸剩余) pHA+0.3
pHA+pHB>14(碱剩余) pHB-0.3
注意:酸碱溶液的pH之差必须≥2,否则误差较大。
要点四 盐类的水解
要点五 酸碱中和滴定
(2)误差分析
误差分析按实验原理知C待∝V标分析,主要对V标影响考虑C待是偏大、偏小还是不变?
引起滴定结果偏高的操作 引起滴定结果偏低的操作
①滴定管未用标准液润洗 ①取待测液的滴定管未用待测液润洗
②锥形瓶用待测液润洗 ②待测液溅出锥形瓶外
③滴定前管内气泡未排尽滴定后气泡消失 ③指示剂变色后立即停止颜色恢复但未再滴
④滴定终点时滴定管尖嘴挂有液珠未滴落 ④滴定前仰视读数或滴定终点时俯视读数
⑤滴定时将标准液溅出锥形瓶 ⑤
⑥滴定前俯视读数或滴定终点时仰视读数 ⑥
热点题型探究
题型一 电解质强弱及其导电能力的判断
【典例1】(2006年黄冈中学模拟)下列事实可证明氨水是弱碱的是()
A.氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化铁
B.铵盐受热易分解
C.0.1 mol/L氯化铵溶液的PH约为5
D.0.1 mol/L氨水可使酚酞试液变红
解析:本题考查弱电解质的概念。证明氨水是弱电解质的原理有两个:一是证明氨水不能完全电离,溶液中存在电离平衡;二是证明氨水与强酸反应生成的盐具有弱酸性。C就是利用了第二个原理。
答案:C
技巧点拨:强弱电解质的判断方法:①在同浓度、同温度下,对电解质做导电性对比实验,导电能力强者为强电解质,反之,为弱电解质。②在同浓度、同温度下,比较反应速率的快慢,反应速率快者为强电解质,反之,为弱电解质。③浓度与pH的关系,如0.1mol·L-1 醋酸,其pH>7,即可证明其是弱电解质。④测定对应盐的酸碱性,如CH3COONa溶液呈碱性,则证明CH3COOH是弱酸。⑤稀释前后的pH与稀释倍数的关系,如将pH=2的酸溶液稀释100倍,若pH<4,则该酸是弱酸,若pH=4,则该酸是强酸。⑥利用实验证明电离平衡,有电离平衡者为弱电解质。如向醋酸溶液中滴加石蕊试液变红,再加CH3COONH4,颜色变浅,说明醋酸为弱酸。⑦利用较强酸制备较弱酸判断电解质强弱。如将CO2通入苯酚钠溶液中,出现浑浊,说明酸性:碳酸>苯酚。⑧利用元素周期律进行判断。
【变式训练】
1.(2006年哈尔滨)从下列现象可以判断某一元酸是强酸的是
A.加热该酸至沸腾也不分解 B.该酸可以分解石灰石放出CO2
C.该酸可以把Al(OH)3沉淀溶解 D.该酸浓度为0.1 mol / L时的pH为 1
题型二 电离平衡与离子浓度的关系
【典例2】(2006年青岛)某二元弱酸(H2A)溶液按下式发生一级和二级电离:H2AHA-+H+,HA-A2-+H+,下列溶液中c(A2-)最大的是()
A.0.01 mol/L的H2A溶液
B.0.01 mol/L的NaHA溶液
C.0.02mol/L的HCl溶液与0.04mol/L的NaHA溶液等体积混合
D.0.02mol/L的NaOH溶液与0.02mol/L的NaHA溶液等体积混合
解析:对于C、D两溶液分别等体积混合后,溶液中存在的离子状况为:
C中:HCl + NaHA NaCl + H2A
0.02mol 0.02mol 0.02mol
所以混合后:c(NaHA)=0.01 mol/L、c(H2A)=0.01 mol/L
D中:NaOH + NaHA Na2A + H2O
0.02mol 0.02mol 0.02mol 0.02mol
所以混合后:c(Na2A)=0.01 mol/L
A、B、C、D各项中c(H2A)、c(HA-)、c(H2A)和c(HA-)、c(A2-)均为0.01 mol/L,其中A、C表现为电离,B、D表现为水解,且弱电解质的电离和水解均为少量,故D中c(A2-)最大。
答案:D
误点警示:(1)在电离平衡的移动中,溶液中离子数目的变化与离子浓度的变化不一定是等同的。如加水稀释0.01 mol/L醋酸溶液,电离平衡右移,H+数目增多,但c(H+)却是减少的。(2)弱电解质在反应或稀释过程中存在着电离平衡的移动,这一个知识点常隐藏于电解质溶液的考题中,很容易被忽略。
【典例3】对室温下pH相同、体积相同的氨水和氢氧化钠溶液分别采取下列措施,有关叙述正确的是
A.加入适量的氯化铵晶体后,两溶液的pH均碱小
B.温度下降10oC,两溶液的pH均不变
C.分别加水稀释10倍,两溶液的pH仍相等
D.用盐酸中和,消耗的盐酸体积相同
解析:A中由于在氨水中存在的电离平衡:NH3·H2O NH4+ + OH-,加入氯化铵晶体,增大了NH4+的浓度,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)浓度减小,氯化铵晶体加入氢氧化钠溶液,NH4+ + OH- = NH3·H2O,减少了c(OH-),A正确;B中温度降低,氨水的电离平衡向逆反应方向移动,c(OH-)减小;加水稀释,10倍,NaOH溶液pH减小1,氨水减小小于1,氨水的pH值大于NaOH溶液;pH相同、体积相同的氨水和氢氧化钠溶液c(OH-)浓度相同,但氨水的浓度大于氢氧化钠的浓度,用盐酸中和,消耗盐酸的体积氨水大于氢氧化钠溶液。
答案:A
方法探究:对于pH相同、体积相同的氨水和氢氧化钠溶液的分析可类比于pH、相同体积的一元强酸、一元弱酸的分析方法。相同pH、相同体积的一元强酸、一元弱酸,两者c(H+)相同,与金属开始反应的速率相同;酸的浓度、中和碱的能力、与足量活泼产生H2的量均为弱酸大于强酸,有限稀释相同倍数后,弱酸的pH的改变小于强酸。
【变式训练】
2.在CH3COOH溶液中滴入稀氨水,溶液的导电能力发生变化,其电流强度(Ⅰ)随氨水的加入体积的变化曲线(如图)是( )
A B C D
3.(2006全国IT11变式题)在0.1mol·L-1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:
CH3COOH CH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是
A.加入水时,平衡向正反应方向移动,c(H+)增大
B.加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动,c(H+)减少
C.加入少量0.1mol·L-1 HCl溶液,平衡向逆反应方向移动,溶液中c(H+)减少
D.加入少量CH3COONa固体,平衡向正反应方向移动,c(CH3COO-)增大
题型三 溶液的pH变化
【典例4】(2006北京T11变式题)某酸HX稀溶液和某碱YOH稀溶液的物质的量浓度相等,两溶液混合后,溶液的pH大于7,下表中判断合理的是
编号 HX YOH 溶液的体积关系
① 强酸 强碱 V(HX)=V(YOH)
② 强酸 强碱 V(HX)<V(YOH)
③ 弱酸 弱碱 V(HX)=V(YOH)
④ 弱酸 强碱 V(HX)=V(YOH)
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
解析:因为酸HX和碱YOH稀溶液的物质的量浓度相等,则①若为强酸强碱等体积混合,pH=7,②强酸强碱混合时碱过量,pH>7,③弱酸弱碱等体积混合,pH大小要视酸、碱的相对强弱而定,④弱酸强碱等体积混合,生成强碱弱酸盐,水解显碱性,pH>7。
答案:D
误点警示:有关pH的几个值得注意的问题:(1)pH每增大1个单位,c(H+)减少到原来的1/10,而c(OH-)增大到原来的10倍。pH改变n个单位,c(H+)或c(OH-)增大到原来的10n倍或缩小到原来的1/10n。(2)溶液稀释时浓溶液与稀溶液的pH变化不同,强酸强碱与弱酸弱碱的pH变化不同。(3)两溶液混合反应后要考虑过量问题、盐的水解问题。
【典例5】(2006保定市)室温下,在pH=12的某溶液中,由水电离生成的c(OH-)为()
A.1.0×10-7mol·L-1  B.1.0×10-6mol·L-1 
C.1.0×10-2mol·L-1  D.1.0×10-12mol·L-1
解析:先分析pH=12的溶液中c(H+)、c(OH-)的大小。由c(H+)=10-pH得c(H+)=1.0×10-12mol·L-1,c(OH-)=1.0×10-2mol·L-1。再考虑溶液中的溶质:可能是碱,也可能是强碱弱酸盐。讨论:
(1)若溶质是碱,则溶液中的H+都是水电离生成的,c水(OH-)=c水(H+)=1.0×10-12mol·L-1。
(2)若溶质是强碱弱酸盐,则溶液中的OH-都是水电离生成的,c水(OH-)=c(OH-)=1.0×10-2mol·L-1。
答案:CD
方法探究:何时考虑水的电离:因为在强酸强碱的浓溶液中,酸或碱电离出的c(H+)或c(OH-) 远大于水电离出的c(H+)或c(OH-),故一般不考虑水的电离。但在以下几种情况下,则必须考虑水的电离:
(1)电解质溶液中的各种守恒关系需考虑水的电离,如离子浓度大小比较。
(2)一些电解质溶液稀释后的电荷守恒、物料守恒关系都不可忽视水的电离。
(3)盐类水解需考虑水的电离。
(4)当溶液的pH接近7时,求溶液中的c(H+)或c(OH-)或pH时要考虑水的电离。
(5)原电池反应中电极放电有时需考虑水的电离。
【变式训练】
4.(04全国卷II)常温时,以下4种溶液pH最小的是( )
A.0.01 mol/L醋酸溶液
B.0.02 mol/L醋酸与0.02 mol/L NaOH溶液等体积混合液
C.0.03 mol/L醋酸与0.01 mol/L NaOH溶液等体积混合液
D. pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合液
5.在25℃时,若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合之前,该强酸的pH值与强碱的pH值之间应满足的关系是_______________________。
题型四 盐类的水解及其应用
【典例6】 (2006天津高考T10变式题)下列关于电解质溶液的叙述正确的是
A.常温下,pH=7的NH4Cl与氨水的混合溶液中离子浓度大小顺序为
c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
B.将pH=4的醋酸溶液稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低
C.相同温度和浓度的钾盐溶液中,酸式盐的pH一定小于正盐的pH
D.常温下,同浓度的Na2S与NaHS溶液相比,Na2S溶液的pH大
解析:A项pH=7的溶液显中性,c(H+)=c(OH-),由电荷守恒知c(Cl-)=c(NH4+)。B项醋酸溶液稀释后,c(H+)减少,但因溶液中水的离子积Kw是一个常数,故c(OH-)增大。C项酸式盐的种类不确定,若是某些以水解为主的弱酸的酸式盐(如 KHCO3),则酸式盐的pH大于不水解的正盐的pH。D项同浓度的Na2S与NaHS溶液中,Na2S的水解程度比NaHS大,碱性强,正确。本题容易错选C。
答案:D
【典例7】(2007长沙长郡)蒸干灼烧下列物质的水溶液,能得到该物质的是( )
A. NaHCO3 B. Al (NO3)3 C. Fe2(SO4)3 D. BaCl2
解析:NaHCO3 灼烧时会分解。Al (NO3)3 溶液加热时,会发生水解反应,生成HNO3和Al (OH)3 ,在蒸发过程中,HNO3挥发,Al (OH)3分解。所以最后得到的是Al2O3。Fe2(SO4)3 溶液虽然也会水解,但在蒸发溶剂的过程中,起初水解程度大,后来水解程度小,最终得到的仍为 Fe2(SO4)3 。BaCl2在溶液中不发生水解反应,灼烧时也不发生分解。
答案:CD
方法探究:盐在溶液中可能会发生水解,解题时,有时需考虑盐类的水解,有时不需要考虑盐类的水解。那么何时考虑盐类的水解呢?1. 盐的制取;2. 盐溶液的配制;3. 利用盐制取物质;4. 从盐溶液中提取溶质;5. 施用化肥;6. 离子共存;7. 镁铝锌与强酸弱碱盐的反应;8. 泡沫灭火器;9. 判断盐溶液的酸碱性;10. 判断酸或碱的强弱;11. 判断盐溶液中离子的种类;12. 比较盐溶液中离子浓度的大小;13. 中和滴定指示剂的选择;14. 影响水电离的因素;15. 物质的鉴别;16. 盐的提纯
【变式训练】
6.(2006北京海淀)在相同物质的量浓度的下列盐溶液中,c(NH4+)最大的是()
A. NH4HSO4 B. NH4HCO3 C. CH3COONH4 D. NH4Cl
7.(2006江苏白塔)广义的水解观认为:无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果是水解物质和水分别解离成两部分,然后两两重新结合成新的物质。据信息,下列说法不正确的是()
A. CaO2的水解产物是 Ca(OH)2和H2O2
B. PCl3的水解产物是HClO和HCl
C. CaC2的水解产物之一是 C2H2
D. Mg3N2的水解产物是 Mg(OH)2和NH3
题型五 溶液中离子浓度大小比较
【典例8】(2006年海门)下列混合溶液中,各离子浓度的大小顺序正确的是
A.10mL0.1mol/L氨水与10mL0.1mol/L盐酸混合:c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
B.10mL0.1mol/LNH4Cl溶液5mL0.2mol/L NaOH溶液混合:c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C.10mL0.1mol/LCH3COOH溶液与5mL0.2mol/L NaOH溶液混合:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
D.0mL0.1mol/LCH3COONa溶液与6mL1mol/L盐酸混合:c(Cl-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
解析:10 ml 0.1 mol/L氨水与10 ml 0.1 mol/L盐酸混合后,恰好完全反应生成强酸弱碱盐NH4Cl,水解溶液呈酸性,离子浓度顺序为:c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
10 ml 0.1 mol/L NH4Cl与5 ml 0.2 mol/L NaOH也是恰好完全反应生成NaCl和NH3·H2O,溶液显碱性,Na+、Cl-浓度较大且相等。
10 ml 0.5 mol/L CH3COONa与6 ml 1 mol/L HCl反应后,HCl过量,Cl-浓度自然大于钠离子浓度,但H+浓度肯定比OH-大。
答案: B
知识链接 电解质溶液中的守恒关系:
1、电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数总数与所有的阴离子所带的负电荷总数相等。如NaHCO3溶液中,推出:c(Na+)十c(H+)=c(HCO3—)十2c(CO32—)十c(OH—)。
2、物料守恒:电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化变成其它离子或分子等,但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如NaHCO3溶液中n(Na+):n(C)=1:1,推出:c(Na+)=c(HCO3—)十c(CO32—)十c(H2CO3)。
3、质子守恒:电解质溶液中分子或离子得到或失去质子(H+)的物质的量应相等。例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物;NH3、OH—、CO32—为失去质子后的产物,故有以下关系:
c(H+) + c(H2CO3) = c(NH3) + c(OH-) + c(CO32-)  
【典例9】取0.2mol·L-1HX溶液与0.2mol·L-1NaOH溶液等体积混合(忽略混
合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH = 8,则下列说法(或关系式)不正确的是
A.混合溶液中由水电离出的c(OH )=10-8 mol·L-1
B.c(Na+) = c(X ) + c(HX) = 0.1mol·L-1
C.c(Na+)-c(X ) = 9.9×10-7mol·L-
D.c(OH )-c(HX) = c(H+) = 1×10-8mol·L-1
解析:等物质的量的HX和NaOH混合后,所得溶液为NaX溶液,溶液呈碱性,说
明X-水解,X- + H2O HX + OH-,溶液中的OH-均来自于水的电离,水电离的c(OH )=10-6 mol·L-1;B中是物料守恒式;C中可由电荷守恒式:c(Na+) + c(H+) = c(OH-) + c(X-),化简得c(Na+)-c(X ) = c(OH-) - c(H+) = 9.9×10-7mol·L-;D可由质子守恒式:c(OH-) = c(H+) + c(HX)得到。
答案:A
【变式训练】
8.(2006年重庆高考变式题)相同温度、浓度均为0.2 mol·L-1 的① CH3COONa、② NaHSO4、③ NaCl、④ 溶液,它们的pH值由小到大的排列顺序是 ( )
A.④>①>③>② B.①>④>③>②
C.①>②>③>④ D.④>③>①>②
9.(2007年长沙)在25mL0.1mol/LNaOH溶液中逐滴加入0.2mol/L醋酸溶液,曲线如下图所示,
有关粒子浓度关系比较正确的是
A.在A、B间任一点,溶液中一定都有c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.在B点,a>12.5,且有c(Na+) = c(CH3COO-) = c(OH-) = c(H+)
C.在C点,c(CH3COO-)> c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.在D点,c(CH3COO-) + c(CH3COOH) >2c(Na+)
题型六 中和滴定实验操作与误差分析
【典例10】(2007湖南师大附中月考)用已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的醋酸溶液,下列操作会使测定结果偏低的有( )
A.以甲基橙作指示剂
B.锥形瓶沾有少量水
C.滴定前,滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定前仰视滴定管读数,滴定后平视刻度读数
解析:甲基橙的变色范围为3.1~4.4,而在此pH范围内,醋酸有剩余,所以测得的结果偏低。锥形瓶内有水,并不影响待测液的物质的量,所以不产生误差。滴定前,滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,这样读出的所有NaOH的体积必然偏大,用此量进行计算时,必使计算值偏大。滴定前仰视滴定管读数,滴定后平视刻度读数,这样读出的的体积必然偏小,测定结果偏低。
答案:AD。
技巧点拨 在进行误差分析时,只要指示剂选择得当,通常不考虑指示剂的变色范围点与刚好反应时的pH不相同所产生的误差,也就是不考虑指示剂造成的误差。产生误差的情况不同,分析的方法也有差异。
1.酸、碱液中无杂质,因操作不当引起的误差,用公式法分析如:用已知浓度的HCl滴定未知浓度的NaOH溶液
不管cHCl、VNaOH是否改变,运算时都用初始量。VNaOH与VHCl成正比,是否产生误差,产生怎样的误差,就由VHCl的变化而定。
2.操作正确,因含杂质引起的误差,用极值法分析
【变式训练】
10.(2006年启东)以下是几种酸碱指示剂变色的pH范围:①甲基橙3.1~4.4 ②甲基红4.4~6.2 ③酚酞8.2~10,现用0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定浓度相近的甲酸时,上述指示剂
A.都可以用 B.只能用③
C.可以用①或② D.可以用②或③
11.(2007年永州)取体积相同(0.025L)的两份0.10mol/L NaOH溶液,把其中的一份放在空气中一段
时间后,溶液的PH (填“增大”、“减小”或“不变”),其原因是 。用已知浓度的硫酸溶液中和上述两份溶液,若中和第一份(在空气中放置一段时间)所消耗硫酸溶液的体积为VA,另一份消耗硫酸溶液的体积为VB,则:
⑴以甲基橙为指示剂时,VA与VB的关系是 ;
⑵以酚酞为指示剂时,VA与VB的关系是 。
方法技巧点拨
电解质溶液中离子浓度大小比较问题,是高考的“热点”之一。多年以来全国高考化学试卷几乎年年涉及。这种题型考查的知识点多,灵活性、综合性较强,有较好的区分度,它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力。
1.要培养正确的解题思路:
2.要掌握解题的三个思维基点:电离、水解和守恒(电荷守恒、物料守恒及质子守恒)。对每一种思维基点的关键、如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等均要通过平时的练习认真总结,形成技能。
3.要养成认真、细致、严谨的解题习惯,要在平时的练习中学会灵活运用常规的解题方法,例如:淘汰法、定量问题定性化、整体思维法等。
高考冲刺演练
一、选择题(每小题有1-2个选项符合题意)
1.能说明醋酸是弱电解质的事实是( )
A.醋酸溶液的导电性比盐酸弱
B.醋酸溶液与碳酸钙反应,缓慢放出二氧化碳
C.醋酸溶液用水稀释后,H+浓度下降
D.0.1mol/L的醋酸溶液中,c(H+)约为0.001mol/L
2.下列说法正确的是( )
A.强电解质溶液一定比弱电解质溶液的导电性强
B.强电解质的水溶液中不存在电解质分子
C.强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物
D.不同的弱电解质只要物质的量浓度相同,电离程度也就相同
3.常温下,将甲酸和氢氧化钠溶液混合,所得溶液pH=7,则此溶液中( )
A. B.
C. D.无法确定与的关系
4.在同一温度下,弱电解质溶液a,弱电解质溶液b,金属导体c的导电能力相同。若升高温度后,它们的导电能力是( )
A.a>b>c B.a=b=c C.c>a>b D.b>c>a
5.等物质的量浓度的下列溶液中,离子的浓度最大的是( )
A. B. C. D.
6.常温下,某溶液中,由水电离出的氢离子的物质的量浓度为,该离子中可能大量共存的离子组是( )
A.Ba2+、Na+、SO42-、Cl- B.S2-、Na+、HCO3-、K+
C.Mg2+、Fe2+、SO42-、Cl- D.NH4+、Na+、SO32-、Cl-
7.实验测得常温下某一元酸(HA)溶液的pH不等于1,某一元碱(BOH)溶液里,将这两种溶液等体积混合后,所得溶液里各离子的物质的量浓度由大到小顺序是
A. B.
C. D.
8.常温下,有甲、乙两份体积均为1 L,浓度均为0.1 mol·L-1的氨水,其pH为11。
①甲用蒸馏水稀释100倍后,溶液的pH将为a;②乙与等体积、浓度为0.2mol·L-1的HCl混合,在混合溶液中:n(NH4+)+n(H+)-n(OH—)=b mol 。a、b正确的答案组合是
A.9~11之间;0.1 B.9~11之间;0.2
C.12~13之间;0.2 D.13;0.1
9.用水稀释氨水时,溶液中随着水量的增加而减小的是( )
A. B.
C.和的乘积 D.的物质的量
10.将20 mL 硝酸铵溶液跟50 mL 氢氧化钡溶液混合,则混合溶液中各离子浓度的大小顺序是( )
A. B.
C. D.
11.当弱电解质在溶液里达到电离平衡时,溶液中已电离的电解质分子数占原来总分子
数的百分数叫做该电解质的电离度。现欲粗略测定一未知浓度的CH3COOH溶液中
CH3COOH的电离度,应做的实验和所需的试剂(或试纸)是 ( )
A.电解、NaOH溶液 B.蒸馏、Na2CO3溶液
C.酯化反应、石蕊溶液 D.中和滴定、pH试纸
12.用已知浓度的NaOH溶液测定某溶液的浓度,如下图,从下表中选出正确选项( )
锥形瓶中溶液 滴定管中溶液 选用指示剂 选用滴定管
A 碱 酸 石蕊 (乙)
B 酸 碱 酚酞 (甲)
C 碱 酸 甲基橙 (甲)
D 酸 碱 酚酞 (乙)
13.常温下将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混合,不可能出现的结果是( )
A.pH >7 ,且c(OH-)> c(Na+)> c(H+) > c(CH3COO-)
B.pH> 7 ,且c(Na+)+ c(H+) = c(OH-)+ c(CH3COO-)
C.pH < 7 ,且c(CH3COO-)> c(H+) > c(Na+)> c(OH-)
D.pH = 7 ,且c(CH3COO-) > c(Na+)> c(H+) = c(OH-)
14.在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的Na2SO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液的pH=11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与Na2SO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与Na2SO4溶液的体积比是( )
A.1:9 B.1:1 C.1:2 D.1:4
15.pH=2的X、Y、Z三种酸的溶液各1mL,分别加水稀释到1000mL,其pH与溶液体积(V)的变化关系如图所示,下列说法中错误的是( )
A.X是强酸,Y和Z是弱酸
B.稀释前的浓度大小为c(Z)>c(Y)>c(X)
C.稀释前电离程度大小为X>Y>Z
D.pH=2时,X、Y、Z都是稀溶液
二、填空题
16.下面a~e是中学化学实验中常见的几种定量仪器:
a.量筒 b.容量瓶 c.滴定管 d.托盘天平 e.温度计
⑴其中标出仪器使用温度的是________________(填写编号);
⑵能够用以精确量取液体体积的是_____________(填写编号);
⑶称取10.5g固体样品(1g以下使用游码)时,将样品放在了天平的右盘,则所称样品的实际质量为__________________g。
17.化学实验员给某学生提供下列药品和必要的实验仪器,要求学生设计实验证明乙酸是弱酸,药品是冰醋酸、蒸馏水和pH试纸。此同学思考后认为:
⑴设计的理论依据是__________________________________________;
⑵实验简要步骤是______________________________________________________ _;
⑶需记录的现象和数据是_______________________________________;
⑷推断与分析,由于____________________;说明__________________________,所以乙酸是弱酸。
18.实验室常用邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)来标定氢氧化钠的的浓度,若氢氧化
钠的溶液浓度为0.1mol/L,到达终点时,溶液的pH约为9.1.
(1)为标定氢氧化钠溶液的浓度,应选________________________用作指示剂
(2)在测定氢氧化钠溶液浓度时,有下列操作:
① 向溶液中加入1-2滴酚酞指示剂
② 向锥形瓶中加20-30ml蒸馏水溶解
③ 用氢氧化钠溶液滴定到溶液呈粉红色,半分钟不褪色
④ 重复以上操作
⑤ 准确称取0.4-0.5g邻苯二甲酸氢钾加入250ml锥形瓶中
⑥ 根据两次实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度.
以上各步中,正确的(填序号)操作顺序是
(3)上述操作中,将邻苯二甲酸氢钾直接放到锥形瓶中溶解,对实验是否有影响 并说明理由: ___________
(4)滴定前,用蒸馏水洗净碱式滴定管,然后加待测定的氢氧化钠溶液滴定,此操作对实
验结果___________________________________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
19.泡沫式灭火器内盛放溶液(约)、溶液(约)及起泡剂。使用时发生的化学方程式是______________________________,溶液和溶液的体积比约是_______________。若用等体积等物质的量浓度的溶液代替溶液,在使用时喷不出泡沫,这是因为_________________。泡沫灭火器玻璃筒里盛放溶液,铁筒里存放溶液,不能把溶液盛放在铁筒里的原因是______________________________。
20.有A、B、C、D四种无色溶液,它们分别是溶液、溶液、盐酸和溶液中的一种。
⑴已知A、B的溶液中水的电离程度相同,A、C溶液和pH相同。A是____________溶液,B是______________溶液,C是_______________溶液。
⑵若B溶液中与C溶液中的相同,现将B的溶液稀释10倍后溶液的pH值用表示,C溶液的pH值用表示,则__________________(填大于或等于某个数)。
22.有一种pH为12的NaOH溶液100 mL,要使它的pH降到11,
⑴如果加入蒸馏水,应加____________mL;(溶液总体积允许相加。下同)
⑵如果加入pH=10的NaOH溶液,应加______________mL;
⑶如果加入的盐酸,应加__________________mL。
22.某温度时,水的离子积常数Kw = 10-13,将该温度下pH=11的Ba(OH)2溶液a L与pH = 1的H2SO4溶液b L混合(设混合溶液体积为两者之和,固体体积忽略不计)
(1)若所得混合溶液为中性,则a∶b = ___________________________,生成沉淀的物质的量为______________
(2)若a∶b = 9∶2,则所得溶液pH = __________________,该混合溶液最多能够溶解铁粉________g (最终结果用a、b的表达式来表示)
23.由HCl、MgCl2、AlCl3组成的混合溶液1.0L、其中HCl0.1mol·L-1 、MgCl20.1mol·L-1 、AlCl3 1.2mol·L-1 。
(1)已知溶液中c(Mg2+ )与溶液pH的关系为lgc(Mg2+)=17-2pH,向混合溶液中加入NaOH溶液至pH=9,能否有Mg(OH)2沉淀出现 (填“能” 或“否”);
(2)向混合溶液中加入NaOH溶液,溶液中c(AlO2―)随pH变化如下:
pH 8 9 10 11
c(AlO2―)/mol·L-1 10-3 10-2 10-1 1
试写出碱性条件下,c(AlO2―)与pH的关系式_____________________________;
(3)向混合溶液中加入NaOH,使溶液至pH=11,需要NaOH_________克 忽略溶液体积变化,最后结果保留2位小数)。
参考答案
【变式训练】
1.D 解析:判断某酸是否为强酸的依据是该酸在水溶液中能否完全电离,与其稳定性无关,故A错;酸性比碳酸强的酸就可溶解石灰石,如醋酸,故B不对;Al(OH)3沉淀能溶解在强酸性溶液中,但强酸性溶液不一定是强酸形成的,如醋酸也可将其溶解,故C错;pH为1的溶液中c(H+)=0.1mol·L-1,与酸的浓度一致,说明该酸为强酸。
2. A 解析:CH3COOH和氨水都是弱电解质,导电能力弱,但相互反应后生成盐CH3COONH4,而CH3COONH4是强电解质,完全电离,使溶液中的离子浓度增大,导电性增强。随着氨水的增加,相当于将溶液稀释,致使离子浓度又逐渐减少,导电能力逐渐减弱。所以A图像符合题意。
3.B 解析:A加水平衡向正反应方向移动,但c(H+)减少,C中加入HCl是强电解质,平衡向逆反应方向移动,但c(H+)增大,D中因c(CH3COO-)增大,平衡向逆反应方向移动。
4. A 解析:经计算B项恰好反应生成CH3COONa,其溶液因CH3COO-水解而呈碱性(pH>7);D项溶液混合后,恰好反应生成NaCl,其溶液pH=7,C项两溶液等体积混合后,反应得到的是0.01 mol/L醋酸与0.01 mol/L 的CH3COONa混合溶液,因醋酸在此溶液中的电离程度大于CH3COO-的水解程度,该溶液呈酸性,但由于CH3COO-的存在,抑制了醋酸的电离,该溶液中的c(H+)小于同浓度的醋酸溶液,其pH应大于同浓度的醋酸。
5 强酸的pH值与强碱的pH值之和等于15。注:若答“强酸的cH+与强碱的cOH之比为1∶10”,以及其它未用pH表达的,均为零分。
解析:“两种溶液混合后呈中性”是解本题的主要线索。由于10体积强酸溶液与1体积强碱溶液混合后呈中性,可见强酸溶液的浓度小于强碱溶液的浓度,并且是10倍的关系,因此可判断出,两种溶液的pH与和pOH,即pHa与和pHb之间相差为1。据此,可写出关系式:pHa-1=14-pHb,因此,pHa+pHb=15。
6.A 解析:四种盐中NH4+都发生水解,在 NH4HSO4 溶液中HSO4-电离出的H+抑制了NH4+的水解;而在 NH4HCO3和CH3COONH4 溶液中,HCO3- 和CH3COO-也会发生水解,它们与NH4+的水解是互相促进的,这样使c(NH4+)减少;NH4Cl 中NH4+的水解既没有促进也没有抑制。显然, NH4HSO4 溶液中c(NH4+)最大。
7.B 解析:水解原理是水解物质和水分别解离成的两部分两两重新结合成新的物质,结合方式是正价部分与负价部分互相结合,元素的化合价不变。PCl3的水解产物是H3PO3和HCl 。
8.A 解析:水解程度大于CH3COONa,碱性最强,NaHSO4 溶液显酸性,NaCl溶液
显中性。
9.C 解析:在A、B间任一点,有可能c(OH-)>c(CH3COO-),A错。在B点,c(Na+) = c(CH3COO-),
c(OH-)= c(H+),但c(Na+) = c(CH3COO-) ≠ c(OH-) = c(H+),B错。在D点,由物料守恒知,c(CH3COO-) + c(CH3COOH) =2c(Na+),D也错。C正确。
10.B 解析:氢氧化钠溶液与甲酸等物质的量反应时,生成的甲酸钠溶液呈碱性,选用在碱性条件下变色的指示剂酚酞为宜。
11.减小 NaOH与空气中CO2反应 (1)V(A)=V(B) (2)V(A)解析:甲基橙的变色范围为3.1~4.4,那么要滴到pH=4.4时溶液才会由黄变橙,即硫酸要稍过量,所以二者消耗硫酸的量相等。酚酞的变色范围为8.2~10,滴到pH=8.2时溶液就由红色变为无色,此时溶液还显碱性,由于第一份可将Na2CO3变成NaHCO3,NaHCO3水解使溶液呈碱性,故两溶液的pH均为8.2时,第一份中剩余的NaHCO3比第二份剩余的 NaOH多,由Na守恒可知,V(A)【高考冲刺演练】
1.D 证明醋酸是弱酸的关键在于CH3COOH在水溶液中部分电离。如果仅仅表明其离子浓度小,不能说明一定是部分电离,这还与其总浓度大小有关。醋酸溶液与碳酸钙反应慢,与浓度、接触面、温度等因素有关,快慢是相对而言的,只有对照实验中快慢才有意义。
2.B 电解质溶液的导电性强弱除决定于电解质的强弱外,还决定于电解质溶液的浓度。稀的强电解质溶液的导电性不一定比浓的弱电解质溶液导电性强,所以A错;强电解质的电离完全,达到100%,不存在电解质分子,B正确;强电解质不一定都是离子化合物,如氯化氢、纯硫酸、纯硝酸、HI等含极性强的共价化合物都是强电解质,应该说“离子化合物都是强电解质”,弱电解质都是共价化合物,但不能说共价化合物都是弱电解质,如乙醇、蔗糖等都是非电解质,C不正确;弱电解质电离程度不仅与外界因素温度、浓度、外加离子影响,而且主要取决于弱电解质本身结构和性质,这就是我们常说的“内因是变化的根据,外因是变化的条件”。
3.C 据电荷守恒c(HCOO-) + c(OH-) = c(H+) + c(Na+),,c(OH-) = c(H+),则c(HCOO-) = c(Na+)。
4.A 首先是温度升高,电解质微粒能量增大,运动速率加快,导电性增强;金属导体温度升高,电阻增大,导电能力减弱;温度升高促进弱电解质电离,离子浓度增大,导电性比强电解质还要强。
5.C 在NH4HSO4溶液中,NH4HSO4 = NH4+ + H+ + SO42-,H+的存在抑制了NH4+的水解。
6.C c(H+)水=10-14mol/L,溶液可为强酸,或强碱,而C项在碱性环境下可大量共存。
7.A HA为弱酸,在BOH溶液里,,,BOH为强碱。酸碱恰好反应,生成的BA发生水解。
8.B 氨水是弱电解质,稀释100倍后,溶液的pH变化小于2,9~11之间。
由电荷守恒式可得n(NH4+)+n(H+)-n(OH—)=n(Cl-)=0.2mol。(注意是物质的量)
9.B 由于电离平衡NH3·H2O NH4+ + OH-,因稀释而向正反应方向移动,因而在同等稀释的前提下,NH3·H2O的浓度将进一步减小,由NH3·H2O电离出来的OH-浓度会有一定程度的增加,即在溶液中c(NH3·H2O)10.B 由于2NH4NO3 + Ba(OH)2 = Ba(NO3)2 + 2NH3·H2O,Ba9OH)2过量,故c(OH-)>c(NH4+);
11.D 要测CH3COOH的电离度即测溶液中电离的和总的CH3COOH。
12.CD 石蕊因变色不明显,不能作指示剂;注意:甲为酸式滴定管,乙为碱式滴定管。
13.AD 本题主要考查溶液中电荷守恒及pH与溶液中c(H+)和c(OH-)大小的关系,侧重考查学生理解问题的能力,解题关键是明确溶液中电荷守恒式及pH与c(H+)和c(OH-)的关系。两溶液反应后一定存在下列关系电荷平衡即:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),B项
正确;A项中pH>7,只能说明c(OH-)>c(H+),而OH-主要由NaOH提供,反应后c(OH-)一定小于c(Na+),故A错;D项中pH=7时,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒式c(Na+)=c(CH3COO-),故D错;C项中pH<7时, c(H+)>c(OH-),则根据电荷守恒式c(Na+)14.A 由反应方程式:Ba(OH)2 + Na2SO4 = BaSO4↓+ 2NaOH可知当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时n[Ba(OH)2]=n(Na2SO4),溶液中的OH-由Ba(OH)2提供。溶液呈碱性,求c(OH-)= = 0.001,得V[Ba(OH)2]∶V(Na2SO4)= 1∶9。
15.D pH=2的酸溶液中c(H+)=0.01mol/L,当将其稀释到原溶液体积的1000倍时,若为强酸,则稀释后的c(H+)=10-5mol/L,此时pH=5;若为弱酸,由于稀释过程中电离程度增大,使n(H+)增多,则稀释后的c(H+)>10-5mol/L,此时pH<5。由三条曲线的变化趋势可知,Z表示浓的弱酸溶液稀释过程中的pH变化,X、Y表示稀溶液稀释过程中的变化,因为X为强酸,Y为弱酸,要使pH均为2,则c(Y)>c(X);pH=2时,X已完全电离,而弱酸在稀溶液中比在浓溶液中电离程度大。
16.(1)abc (2)c (3)9.5
17.(1)弱电解质溶液稀释10a倍,pH改变小于a (2)将一定浓度的酸稀释到一定量(如100倍体积)后,测定稀释前后溶液的pH (3)稀释的倍数,稀释前后溶液的pH (4)溶液稀释100倍体积后,溶液的pH的改变小于2;稀释过程中酸的电离程度增大
18.(1)酚酞 (2)⑤②①③④⑥ (3)无影响 因为是否加入不影响邻苯二甲酸氢钾的物质的量 (4)偏小
19.Al2(SO4)3 + 6NaHCO3 = 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 6CO2↑;1:6;Al2(SO4)3的量偏少,产生CO2气体减少; Al2(SO4)3水解后溶液显酸性,会腐蚀金属铁Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+,2H+ + Fe = Fe2+ + H2↑
20.(1)NH4Cl;CH3COONa,盐酸 (2)pHB + pHC > 13
21.(1)900 (2)1000 (3)81.8
22.(1) 10∶1 (2) 0.005a mol或0.05b mol (3)2 0.28(a+b) g
解析:(1)∵Kw = 10-13,所以pH + pOH = 13,Ba(OH)2溶液中:pH = 11,pOH = 2,即
c(OH-) = 0.01 mol·L-1,H2SO4溶液中:pH = 1,即c(H+) = 0.1 mol·L-1,所以a∶b = 10∶1。又因为Ba2++SO42- = BaSO4↓,所以用SO42-计算沉淀的物质的量,= 0.05b mol;或用Ba2+计算沉淀的物质的量,= 0.005a mol
(2)令a = 9x,b = 2x,则c(H+) = =0.01 mol·L-1,pH = 2。又因为n(H+)=0.01
mol·L-1×(a+b)L=0.01(a+b) mol,由Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑,所以m(Fe)=0.28(a+b) g。
23.(1)否 ((2)c(AlO2―)=10pH-11 (3)196g
解析:(1)将pH=9代入关系式得c(Mg2+)=0.1mol·L-1,c(Mg2+),没有变化,因此没有Mg(OH)2沉淀出现。
(2)根据pH与c(AlO2―)对应的值可得:
pH 8 9 10 11
-lgc(AlO2―) 3 2 1 0
即推知pH-lgc(AlO2―)=11,-lgc(AlO2―)=11-pH,lgc(AlO2―)=pH-11,lgc(AlO2―)=Ag10pH-11,解得c(AlO2―)=10pH-11。
(3)将pH=11代入lgc(Mg2+)=17-2pH和lgc(AlO2―)=pH-11得c(Mg2+)=10-5mol·L-1,c(AlO2―)=1mol·L-1。首先NaOH与HCl中和:H+ + OH―=H2O①;其次:Mg2+ + 2OH―=Mg(OH)2↓②,Al3+ + 2OH―=Al(OH)3↓③;最后:Al(OH)3 + OH―=AlO2― + 2H2O④。由①可计算出n(NaOH)1=0.1mol,由②可计算出n(NaOH)2=0.2mol,由③可计算出n(NaOH)3=3.6mol,由④可计算出n(NaOH)4=1mol,因此消耗NaOH总的物质的量n(NaOH)=n(NaOH)1 +n(NaOH)2 + n(NaOH)3 + n(NaOH)4 =0.1mol + 0.2mol + 3.6mol + 1mol=4.9mol,其质量为m(NaOH)=4.9mol×40g/mol=196g。一、打印技巧
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