(廣東專用)2015高考化學二輪復習 考前三個月 第一部分 專題3 化學基本理論9
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1、學案9 電解質溶液 最新考綱展示 1.了解電解質的概念;了解強電解質和弱電解質的概念。2.了解電解質在水溶液中的電離,以及電解質溶液的導電性。3.了解弱電解質在水溶液中的電離平衡。4.了解水的電離,離子積常數(shù)。5.了解溶液pH的定義;了解測定溶液pH的方法,能進行pH的簡單計算。6.了解鹽類水解的原理、影響鹽類水解程度的主要因素以及鹽類水解的應用。7.了解難溶電解質的沉淀溶解平衡及沉淀轉化的本質。 基礎回扣 1.NH3·H2O在水溶液中的電離方程式為_____________________________________________, 其電離常數(shù)表達式為_____________
2、________________________________________________。 只改變下列一種條件: ①升高溫度?、诩铀♂尅、奂由倭縉aOH(s)?、芡ㄉ倭縃Cl(g) ⑤加入NH4Cl(s)?、藜尤隢a2CO3(s) 其中能實現(xiàn)下列要求的是: (1)使電離平衡正向移動的有________。 (2)使c(NH)減小的有________。 (3)使c(H+)增大的有________。 (4)使平衡常數(shù)Kb增大的有________。 答案 NH3·H2ONH+OH- Kb= (1)①②④ (2)②③⑥ (3)①②④⑤ (4)① 2.有下列幾種物質:①
3、NH3·H2O?、贜H4Cl ③(NH4)2SO4 ④NH4HSO4?、軳H4HCO3 ⑥Na2CO3 ⑦NaHCO3?、郚aOH 按要求回答問題: (1)能促進水的電離且溶液呈酸性的是________。 (2)同濃度的①~④的溶液中c(NH)由大到小的順序是____________________。 (3)常溫下,同濃度⑤~⑧溶液,pH由小到大的順序是________________。 (4)NaHCO3溶液顯堿性的原因是___________________________________________________。 (5)NaHCO3溶液的電荷守恒式:_______
4、_____________________________________________; NaHCO3溶液的物料守恒式:______________________________________________________。 答案 (1)②③ (2)③>④>②>① (3)⑤<⑦<⑥<⑧ (4)NaHCO3溶液中HCO存在兩種平衡:水解平衡HCO+H2OH2CO3+OH-,電離平衡HCOH++CO,水解程度大于電離程度,因而顯堿性 (5)c(Na+)+c(H+)===c(HCO)+c(OH-)+2c(CO) c(Na+)===c(HCO)+c(H2CO3)+c(C
5、O) 3.溶液的酸堿性和pH: (1)25 ℃,0.01 mol·L-1的鹽酸中,c(OH-)=________ mol·L-1,pH=____________,由水電離出的c(H+)=________。 (2)100 ℃時,pH=6的水中c(H+)=________ mol·L-1,該水顯________性。 (3)100 ℃時(Kw=10-12),0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH為________________,由水電離出的c(OH-)=________。 (4)25 ℃時,pH=8的CH3COONa溶液中c(OH-)=__________________,由水電
6、離的c(OH-)=________________。 答案 (1)10-12 2 10-12 mol·L-1 (2)10-6 中 (3)10 10-10 mol·L-1 (4)1×10-6 mol·L-1 1×10-6 mol·L-1 4.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×” (1)任何溫度下,水溶液中c(H+)和c(OH-)的相對大小都可判斷溶液的酸、堿性( ) (2)弱電解質的導電能力一定比強電解質的導電能力弱( ) (3)某鹽溶液呈酸性,一定是由水解引起的( ) (4)水解方程式都必須寫“”( ) (5)AgCl(s)溶解平衡常數(shù)表達式為Ksp=( )
7、 (6)沉淀轉化只能是Ksp大的沉淀轉為Ksp小的沉淀( ) (7)中和等體積、等pH的鹽酸和醋酸消耗的NaOH的量相同( ) (8)制備無水AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法( ) (9)用濕潤的pH試紙測得某溶液的pH=3.4( ) (10)在NaHCO3溶液中加入NaOH,不會影響離子的種類( ) 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)√ 題型1 溶液中“三大平衡”的應用 1.(2014·高考題選項組合)下列說法或表述正確的是________(填序號)。 ①(
8、四川理綜,4D)將FeCl3溶液加入Mg(OH)2懸濁液中,振蕩,可觀察到沉淀由白色變?yōu)榧t褐色 ②(天津理綜,3B)NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃試劑瓶中 ③(重慶理綜,3D)25 ℃時Cu(OH)2在水中的溶解度大于其在Cu(NO3)2溶液中的溶解度 ④(安徽理綜,12D)溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀轉化,ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀 ⑤(江蘇,11C)加熱0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,CO的水解程度和溶液的pH均增大 ⑥(北京理綜,9A)測0.1 mol·L-1氨水的pH為11:NH3·H2ONH+OH- 答案
9、?、佗冖邰堍茛? 2.(2014·上海,21)室溫下,甲、乙兩燒杯均盛有5 mL pH=3的某一元酸溶液,向乙燒杯中加水稀釋至pH=4。關于甲、乙兩燒杯中溶液的描述正確的是(雙選)( ) A.溶液的體積10V甲≤V乙 B.水電離出的OH-濃度:10c(OH-)甲≤c(OH-)乙 C.若分別用等濃度的NaOH溶液完全中和,所得溶液的pH:甲≤乙 D.若分別與5 mL pH=11的NaOH溶液反應,所得溶液的pH :甲≤乙 答案 AD 解析 本題考查弱電解質的電離和鹽類水解。由題意原甲、乙兩燒杯均盛有5 mL的溶液,向乙燒杯中加水稀釋至pH=4,若該酸為強酸則10V甲=V乙,若為弱酸
10、則10V甲
11、(OH)2溶液 c.加入鹽酸 d.加入品紅溶液 e.用藍色石蕊試紙檢測 答案 ae 解析 HSO發(fā)生電離:HSOH++SO,同時會發(fā)生水解:HSO+H2OH2SO3+OH-,若HSO的電離大于HSO的水解,則溶液顯酸性,故答案a、e正確。 4.(2014·上海,31)向ZnSO4溶液中滴加飽和H2S溶液,沒有沉淀生成,繼續(xù)滴加一定量的氨水后,生成ZnS沉淀,用電離平衡原理解釋上述現(xiàn)象。 答案 H2S飽和溶液中S2-濃度小,滴加氨水使堿性增強,使得H2SH++HS-、HS-H++S2-的電離平衡正向移動,使S2-濃度增大,與Zn2+產生ZnS沉淀 解析 向ZnSO
12、4溶液中滴加飽和H2S溶液,沒有沉淀生成,說明H2S飽和液中S2-濃度小不足以生成ZnS沉淀,而當?shù)渭右欢康陌彼?,氨水呈堿性使得H2SH++HS-、HS-H++S2-的電離平衡正向移動,使S2-濃度增大,與Zn2+產生ZnS沉淀。 電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡均屬于化學平衡,因而遵循化學平衡移動原理。 1.電離平衡與水解平衡的比較 電離平衡 (如CH3COOH溶液) 水解平衡 (如CH3COONa 溶液) 研究 對象 弱電解質(包括水的電離、多元弱酸的酸式鹽) 鹽溶液(包括強酸弱堿形成的鹽、弱酸強堿形成的鹽、弱酸弱堿形成的鹽) 實質 弱電解質的
13、電離 鹽促進水的電離 升高溫度 促進電離,離子濃度增大,K增大 促進水解,K增大 加水稀釋 促進電離,離子濃度(除OH-外)減小,K不變 促進水解,離子濃度(除H+外)減小,K不變 加入相 應離子 加入CH3COONa固體或鹽酸,抑制電離,K不變 加入CH3COOH或NaOH,抑制水解,K不變 加入反 應離子 加入NaOH,促進電離,K不變 加入鹽酸,促進水解,K不變 2.沉淀溶解平衡的應用實例 應用 舉例 沉淀的 生成 ①調節(jié)pH:如CuCl2溶液中含雜質FeCl3,可調節(jié)pH至4左右,使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀而除去 ②加沉淀劑法:如以N
14、a2S、H2S等作沉淀劑,使某些金屬離子如Cu2+、Hg2+等生成極難溶的硫化物CuS、HgS,是分離、除去雜質常用的方法
沉淀的
溶解
如用鹽酸可溶解碳酸鈣沉淀,用NaOH可溶解氫氧化鋁沉淀
沉淀的
轉化
①由難溶的沉淀轉化為更難溶的沉淀是比較容易實現(xiàn)的一種轉化,如在AgCl懸濁液中,加入KI溶液后,沉淀變黃,再加入Na2S溶液,沉淀變黑
②由難溶的沉淀轉化為更易溶的沉淀是比較難以實現(xiàn)的一種轉化,轉化的前提是“兩種沉淀的溶解度相差不是很大”。如雖然Ksp(BaSO4) 15、
(一)走出溶液稀釋與混合的誤區(qū)
1.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”
(1)常溫下pH為2的鹽酸與等體積pH=12的氨水混合后所得溶液呈酸性(×)
(2)常溫下pH為2的鹽酸中,由H2O電離出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1(√)
(3)同濃度、同體積的強酸與強堿溶液混合后,溶液的pH=7(×)
(4)常溫下,將pH=3的醋酸溶液稀釋到原體積的10倍后,溶液的pH=4(×)
(5)100 ℃時,將pH=2的鹽酸與pH=12的NaOH溶液等體積混合,溶液呈中性(×)
2.體積相同的鹽酸和醋酸兩種溶液,n(Cl-)=n(CH3COO-)=0.01 mol,下 16、列敘述錯誤的是( )
A.與NaOH完全中和時,醋酸所消耗的NaOH多
B.分別與足量CaCO3反應時,放出的CO2一樣多
C.兩種溶液的pH相等
D.分別用水稀釋相同倍數(shù)時,n(Cl-) 17、醋酸的電離程度增大,n(CH3COO-)增大,而n(Cl-)不變,D項正確。
3.25 ℃時,對pH=3的醋酸溶液(Ⅰ)和pH=11的氫氧化鈉溶液(Ⅱ),下列說法正確的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ的物質的量濃度均為0.001 mol·L-1
B.將Ⅰ稀釋10倍,溶液中c(CH3COOH)、c(OH-)均減小
C.Ⅰ和Ⅱ溶液混合,若c(OH-)>c(H+),則氫氧化鈉過量
D.Ⅰ和Ⅱ等體積混合后,溶液中離子濃度大小關系為c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
答案 D
解析 A項,醋酸為弱酸,pH=3的醋酸溶液的物質的量濃度大于0.001 mol·L-1;B項,將醋 18、酸溶液稀釋10倍,CH3COOH的電離程度增大,n(H+)、n(CH3COO-)增大,但c(H+)、c(CH3COO-)減小,由于Kw=c(H+)·c(OH-)不變,則c(OH-)增大;C項,當醋酸和NaOH恰好完全反應時,得到CH3COONa溶液,CH3COO-水解使溶液呈堿性;D項,Ⅰ和Ⅱ等體積混合得到CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,溶液呈酸性,離子濃度大小關系為c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
“電離平衡”分析判斷中的常見誤區(qū)
(1)誤認為電離平衡向正向移動,弱電解質的電離程度一定增大。如向醋酸溶液中加入少量冰醋酸,平衡向電離方向移動,但 19、醋酸的電離程度減小。
(2)誤認為弱電解質在加水稀釋的過程中,溶液中離子濃度都減小,如氨水加水稀釋時,c(H+)增大。
(3)誤認為由水電離出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液一定呈堿性。如25 ℃,0.1 mol·L-1的鹽酸或氫氧化鈉溶液中由水電離的c(H+)都為1.0×10-13 mol·
L-1。
(4)弱電解質溶液加水稀釋過程中,判斷某些微粒濃度的關系式是否發(fā)生變化時,首先要考慮該關系式是否是電離常數(shù)、離子積常數(shù)以及它們的變形。
(二)多角度攻克鹽類水解問題
4.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”
(1)為確定某酸H2A是強酸還是弱酸,可測N 20、aHA溶液的pH。若pH>7,則H2A是弱酸;若pH<7,則H2A是強酸(×)
(2)25 ℃時,a mol·L-1一元酸HA與b mol·L-1 NaOH等體積混合后pH為7,則c(A-)≤c(Na+)(×)
(3)NaHSO4溶液、KF溶液、KAl(SO4)2溶液、NaI溶液中,前三個都對水的電離平衡產生影響,且都促進水的電離(×)
(4)鹽酸中滴加氨水至中性,溶液中的溶質為NH4Cl(×)
(5)向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和氣體生成(×)
(6)25 ℃時,用醋酸溶液滴定等濃度NaOH溶液至pH=7,V醋酸<VNaOH(×)
(7)NaCl溶液和CH3C 21、OONH4溶液均顯中性,兩溶液中水的電離程度相同(×)
5.現(xiàn)有①Na2CO3溶液?、贑H3COONa溶液?、跱aOH溶液各25 mL,物質的量濃度均為0.1 mol·L-1。下列說法正確的是(雙選)( )
A.三種溶液的pH大小順序是③>②>①
B.將三種溶液稀釋相同倍數(shù),pH變化最大的是③
C.分別加入25 mL 0.1 mol·L-1的鹽酸后,溶液的pH大小順序是①>③>②
D.三種溶液中,由水電離的c(OH-)大小順序是③>①>②
答案 BC
解析 根據(jù)“組成鹽的弱酸根離子對應的弱酸酸性越弱,鹽溶液的堿性越強”可得,三種溶液的堿性:③>①>②,pH:③>①>②,A錯;稀 22、釋會促進①、②的水解,因此pH變化最大的是③,B正確;分別加入25 mL 0.1 mol·L-1鹽酸后,①中溶質為NaHCO3和NaCl,顯堿性,②中溶質為CH3COOH和NaCl,顯酸性,③中溶質為NaCl,顯中性,pH大小順序為①>③>②,C對;NaOH溶液抑制水的電離,Na2CO3溶液和CH3COONa溶液促進水的電離,故③中由水電離的c(OH-)最小,D錯。
6.化學在日常生活和生產中有著重要的應用。下列說法不正確的是( )
A.明礬水解形成的Al(OH)3膠體能吸附水中懸浮物,可用于水的凈化
B.某雨水樣品采集后放置一段時間,pH由4.68變?yōu)?.28,是因為溶液中的SO水解 23、
C.將飽和FeCl3溶液滴入沸水中可制備Fe(OH)3膠體,利用的是鹽類水解原理
D.純堿溶液呈堿性的原因是:CO+H2OHCO+OH-
答案 B
解析 明礬電離出的Al3+水解生成Al(OH)3膠體,A項正確;雨水放置一段時間后,H2SO3被氧化成強酸H2SO4,所以pH變小,B項錯;Fe3+在沸水中水解生成Fe(OH)3膠體,C項正確;D項是CO的水解,正確。
水解平衡分析中常見錯誤
(1)誤認為水解平衡向正向移動,離子的水解程度一定增大。如向FeCl3溶液中,加入少量FeCl3固體,平衡向水解方向移動,但Fe3+的水解程度減小。
(2)誤認為弱酸強堿鹽都因水解而顯 24、堿性。如NaHSO3因為酸式酸根的電離能力大于水解能力,其溶液顯酸性。
(3)由于加熱可促進鹽類水解,錯誤地認為可水解的鹽溶液在蒸干后都得不到原溶質。其實不一定,對于某些水解程度不是很大,水解產物離不開平衡體系的情況[如Al2(SO4)3、Na2CO3]來說,溶液蒸干仍得原溶質。
(三)多角度分析溶液中的平衡問題
7.H2S水溶液中存在電離平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-。若向H2S溶液中 ( )
A.加水,平衡向右移動,溶液中氫離子濃度增大
B.通入過量SO2氣體,平衡向左移動,溶液pH值增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移動,溶液pH值減小
D.加入少量硫酸 25、銅固體(忽略體積變化),溶液中所有離子濃度都減小
答案 C
解析 加水促進電離,但氫離子濃度減小,A項錯誤;B項發(fā)生反應:2H2S+SO2===3S↓+2H2O,當SO2過量時溶液顯酸性,而且酸性比H2S強,pH值減小,B項錯誤;滴加新制氯水,發(fā)生反應Cl2+H2S===2HCl+S↓,平衡向左移動,溶液pH值減小,C項正確;加入少量硫酸銅固體,發(fā)生反應H2S+Cu2+===CuS↓+2H+, H+濃度增大,D項錯誤。
8.將Ca(OH)2加入蒸餾水中,一段時間后達到沉淀溶解平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列說法中正確的是( )
A.恒溫下向溶液中 26、加CaO,溶液的pH升高
B.給溶液加熱,溶液的pH升高
C.恒溫下向溶液中加CaO后,溶液中的n(OH-)減小
D.向溶液中加入少量的NaOH固體,Ca(OH)2固體的質量不變
答案 C
解析 由于溫度不變,故Ca(OH)2濃度不變,A錯誤;升溫時,由于Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而減小,c(OH-)減小,故溶液pH降低,B錯誤;恒溫時加入CaO后會消耗一部分水,導致溶劑減少,故n(OH-)減小,C正確;加入NaOH固體,溶解平衡左移,Ca(OH)2固體的質量增加,D錯誤。
9.常溫下,0.1 mol·L-1 HA溶液與0.1 mol·L-1 NaOH溶液等體積混合(混合 27、后溶液體積的變化忽略不計),測得混合液的pH=8。請回答下列問題:
(1)混合后溶液的pH=8的原因是(用離子方程式表示):____________。
(2)混合溶液中由水電離出的c(H+)__________(填“<”、“>”或“=”)0.1 mol·L-1 NaOH溶液中由水電離出的c(H+)。
(3)已知NH4A溶液為中性,又知將HA溶液加入Na2CO3溶液中有氣體放出,試推斷(NH4)2CO3溶液的pH________7(填“<”、“>”或“=”);相同溫度下,等物質的量濃度的下列四種鹽溶液按pH由大到小的排列順序為________(填序號)。
a.NH4HCO3 b.NH4 28、A
c.(NH4)2CO3 d.NH4Cl
答案 (1)A-+H2OHA+OH- (2)>
(3)> c>a>b>d
解析 (1)0.1 mol·L-1 HA溶液與0.1 mol·L-1 NaOH溶液等體積混合得到0.05 mol·L-1 NaA溶液,混合溶液的pH=8,說明NaA為強堿弱酸鹽,A-水解使溶液呈堿性。(2)混合溶液中由水電離出的c(H+)=10-6 mol·L-1,而0.1 mol·L-1 NaOH溶液中由水電離出的c(H+)=10-13 mol·L-1。(3)HA溶液加入Na2CO3溶液中有氣體放出,說明HA的酸性比碳酸強,由于NH4A溶液顯中性,則(NH4) 29、2CO3溶液顯堿性。由于酸性:HCl>HA>H2CO3>HCO,故四種鹽溶液的pH大小為c>a>b>d。
(四)突破電解質溶液簡答題
10.常溫下,濃度均為0.1 mol·L-1的6種溶液pH如下:
溶質
Na2CO3
NaHCO3
Na2SiO3
Na2SO3
NaHSO3
NaClO
pH
11.6
9.7
12.3
10.0
4.0
10.3
請根據(jù)上表數(shù)據(jù)回答:
(1)常溫下,相同物質的量濃度的下列稀溶液,其酸性由強到弱的順序是__________(用A、B、C表示)。
A.H2SiO3 B.H2SO3 C.H2CO3
(2)在上述NaHCO 30、3溶液中加0.1 mol·L-1CaCl2,不能產生CaCO3沉淀的原因:________________________________________________________________________。
(3)6種溶液中,水的電離程度最小的是________(填化學式)。
(4)若增大氯水中次氯酸的濃度,可向氯水中加入上表中的物質是________(填化學式)。
(5)等濃度的H2SO3和NaHSO3混合液,加入少量的強酸或強堿溶液,pH值都沒有明顯變化,請解釋之。(用離子方程式表示)___________________________________________ 31、______。
答案 (1)B>C>A
(2)HCO的電離程度較小,c(CO)很小,Qc 32、平衡向正反應方向移動,注意Na2SO3具有還原性,能與HClO發(fā)生氧化還原反應,NaClO一方面能消耗鹽酸,同時還生成HClO。(5)當加堿時,H2SO3與OH-反應,使c(OH-)增大不明顯;當加酸時,HSO與H+反應,消耗H+,使c(H+)增大不明顯。
11.直接排放含SO2的煙氣會形成酸雨,危害環(huán)境。利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的SO2。
(1)吸收液吸收SO2的過程中,pH隨n(SO)∶n(HSO)變化關系如下表:
n(SO)∶n(HSO)
91∶9
1∶1
9∶91
pH
8.2
7.2
6.2
由上表判斷,NaHSO3溶液顯________性,用化學平衡原理 33、解釋:________________________________________________________________________。
(2)當吸收液的pH降至約為6時,需送到電解槽再生。再生示意圖如下:
當陰極室中溶液pH升至8以上時,吸收液再生并循環(huán)利用。簡述再生原理:
________________________________________________________________________。
答案 (1)酸 亞硫酸氫鈉溶液中的HSO存在兩個平衡:HSOH++SO和HSO+H2OH2SO3+OH-,HSO的電離程度大于其水解程度
34、
(2)H+在陰極得電子生成H2,溶液中的c(H+)降低,促使HSO電離生成SO,且Na+進入陰極室,吸收液得以再生
12.簡要回答下列問題
(1)用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO等雜質。某次除雜操作時,往粗鹽水中先加入過量的________________(填化學式),至沉淀不再產生后,再加入過量的Na2CO3和NaOH,充分反應后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO,其原因是________________________________________________________________________
[已知:Ksp(BaSO4)= 35、1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]。
答案 BaCl2 BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,當溶液中存在大量CO時,BaSO4(s)會部分轉化為BaCO3(s)(或其他合理答案)
解析 根據(jù)后面加入的物質為Na2CO3和NaOH,可知前面缺少除去SO的試劑BaCl2。BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,當溶液中存在大量CO時,BaSO4(s)會部分轉化為BaCO3(s)
(2)氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水時,用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2~3,用化學平衡移動原理解釋鹽酸的作用__________________________________________ 36、___________________。
答案 由于陽極上生成氯氣,而氯氣可溶于水,并發(fā)生下列反應:Cl2+H2OHCl+HClO,增大HCl的濃度可使平衡逆向移動,減少氯氣在水中的溶解,有利于氯氣的逸出
(3)已知Ba2+有很強的毒性,醫(yī)學上進行消化系統(tǒng)的X射線透視時,常使用BaSO4作內服造影劑。胃酸酸性很強(pH約為1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是______________________(用沉淀溶解平衡原理解釋)。
答案 對于平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq),H+不能減小SO的濃度,故平衡不能向溶解方向移動,Ba2+濃 37、度很小,因而對人身無害
答題策略 理論型簡答題一般是演繹三段式答題模式(前提、推理、結論):(1)問題所涉及大前提(相關的理論或規(guī)律)的表述,一般很熟悉的理論或規(guī)律可以只寫名稱,也可以用化學方程式等化學用語表示,并不需要把其詳細內容寫出;(2)問題的推理過程(具體條件下的變化等)的表述;(3)問題所涉及的變化結果。
答題模板 ……存在……平衡,……(條件)使平衡向……(方向)移動,……(結論)
題型2 溶液中“三大常數(shù)”的理解與應用
1.(2014·山東理綜,13)已知某溫度下CH3COOH和NH3·H2O 的電離常數(shù)相等,現(xiàn)向10 mL濃度為0.1 mol·L-1的CH3CO 38、OH溶液中滴加相同濃度的氨水,在滴加過程中( )
A.水的電離程度始終增大
B.先增大再減小
C.c(CH3COOH)與c(CH3COO-)之和始終保持不變
D.當加入氨水的體積為10 mL時,c(NH)=c(CH3COO-)
答案 D
解析 A項,醋酸顯酸性,水的電離平衡受到抑制,在滴加NH3·H2O的過程中,酸性減弱,水的電離程度受到抑制的程度減小,電離程度增大,當CH3COOH反應完后,加入的NH3·H2O會抑制水的電離,電離程度減小,故該選項錯誤;B項,在向醋酸中滴加氨水的過程中,堿性增強酸性減弱,c(OH-)一直增大。由NH3·H2ONH+OH-可知,K=,則=,而 39、K是常數(shù),故一直減小,該選項錯誤;C項,n(CH3COOH)和n(CH3COO-)保持不變,但溶液的體積是增大的,故c(CH3COOH)與c(CH3COO-)之和逐漸減小,該選項錯誤;D項,當加入氨水10 mL時,兩者恰好完全反應生成CH3COONH4,由CH3COOH和NH3·H2O的電離常數(shù)相等可知,CH3COO-和NH的水解程度也相等,故c(NH)=c(CH3COO-),該選項正確。
2.(2014·新課標全國卷Ⅰ,11)溴酸銀(AgBrO3)溶解度隨溫度變化曲線如下圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.溴酸銀的溶解是放熱過程
B.溫度升高時溴酸銀溶解速度加快
C.60 ℃時 40、溴酸銀的Ksp約等于6×10-4
D.若硝酸鉀中含有少量溴酸銀,可用重結晶方法提純
答案 A
解析 A項,由題圖可知,隨著溫度升高,溴酸銀的溶解度逐漸增大,因此AgBrO3的溶解是吸熱過程;B項,由圖像曲線可知,溫度升高斜率增大,因此AgBrO3的溶解速度加快;C項,由溶解度曲線可知,60 ℃時,AgBrO3的溶解度約為0.6 g,則其物質的量濃度約為0.025 mol·L-1,AgBrO3的Ksp=c(Ag+)·c(BrO)=0.025×0.025≈6×10-4;D項,若KNO3中含有少量AgBrO3,可通過蒸發(fā)濃縮得到KNO3的飽和溶液,再冷卻結晶獲得KNO3晶體,而AgBrO3留在 41、母液中。
3.(2014·上海,30)室溫下,0.1 mol·L-1的硫化鈉溶液和0.1 mol·L-1的碳酸鈉溶液,堿性更強的是__________,其原因是___________________________________________________。
已知:H2S:Ki1=1.3×10-7 Ki2=7.1×10-15
H2CO3:Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11
答案 硫化鈉溶液 硫化氫的Ki2小于碳酸的Ki2,硫化鈉更易水解
4.[2013·山東理綜,29(4)]25 ℃時,H2SO3HSO+H+的電離常數(shù)Ka=1×10-2mol·L-1,則該 42、溫度下NaHSO3水解反應的平衡常數(shù)Kh=______mol·L-1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,則溶液中將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
答案 1×10-12 增大
解析 Ka=
Kh==
===1×10-12mol·L-1。
HSO+H2OH2SO3+OH-,當加少量I2時,發(fā)生I2+HSO+H2O===2I-+3H++SO,導致水解平衡左移,c(H2SO3)稍減小,所以增大。
Ka、Kw、Ksp使用常見的錯誤
(1)混淆水的離子積的意義
Kw=c(H+)·c(OH-),所以我們常誤認為水電離的c(H+)與c(OH-)的乘積才是水的離 43、子積,而實質上是水溶液中的c(H+)與c(OH-)的乘積。
(2)看到水的離子積(Kw)就認為其數(shù)值等于1×10-14,而往往忽略溫度的影響,只有常溫下的Kw=1×10-14。
(3)電離平衡常數(shù)、Kw、水解平衡常數(shù)、Ksp均是溫度的函數(shù),只受溫度的影響,在溫度一定時,平衡常數(shù)不變,與化學平衡是否移動無關。
(4)pH的計算中混淆c(H+)和c(OH-)
在應用pH=-lg c(H+)計算時,一定要抓住“矛盾的主要方面”,溶液顯酸性用溶液中的c(H+)來計算;溶液顯堿性要先求溶液中的c(OH-),再利用Kw求溶液中的c(H+)。
(5)錯誤地認為只要Ksp越大,其溶解度就會越大。Ks 44、p還與難溶物化學式中的各離子配比有關,只有同類型的難溶物的Ksp大小可用于比較其溶解度大小。
(6)誤認為Ksp小的不能轉化為Ksp大的,只能實現(xiàn)Ksp大的向Ksp小的轉化。實際上當兩種難溶電解質的Ksp相差不是很大時,通過調節(jié)某種離子的濃度,可實現(xiàn)難溶電解質由Ksp小的向Ksp大的轉化。
(一)水的離子積常數(shù)的應用
1.不同溫度下,水溶液中c(H+)與c(OH-)的關系如圖所示。下列有關說法中正確的是( )
A.若從a點到c點,可采用在水中加入酸的方法
B.b點對應的醋酸中由水電離的c(H+)=10-6 mol·L-1
C.c點對應溶液的Kw大于d點對應溶液的Kw
D 45、.T ℃時,0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液的pH=11
答案 D
解析 本題重點考查不同溫度下水的電離平衡和水的離子積常數(shù)的計算。a點對應的c(H+)和c(OH-)相等,同理c點對應的c(H+)和c(OH-)也相等,溶液一定呈中性,從a點到c點,可以采用升溫的方法,A項錯誤;Kw只與溫度有關,同溫度下不同酸堿性溶液的Kw相同,a點和b點的Kw都是10-14,c點和d點的Kw都是10-12,酸和堿溶液都會抑制水的電離,酸溶液中由水電離的c(H+)與溶液中的c(OH-)相等,即c水電離(H+)=c(OH-)=10-8 mol·L-1,B、C項均錯誤;T ℃時,Kw=10-12,0 46、.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液的c(H+)=10-11 mol·L-1,pH=11,D項正確。
2.已知溫度T時水的離子積常數(shù)為Kw,該溫度下,將濃度為a mol·L-1的一元酸HA與b mol·L-1的一元堿BOH等體積混合,可判定該溶液呈中性的依據(jù)是( )
A.a=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)= mol·L-1
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
答案 C
解析 判斷溶液呈中性的依據(jù)是c(H+)=c(OH-)。A項中,a=b,酸堿恰好完全反應生成正鹽和水,由于酸堿強弱未知,不能確定溶液的酸堿性;B項中未說明 47、溫度為25 ℃,故混合溶液的pH=7時不一定呈中性;C項混合溶液中,c(H+)·c(OH-)=Kw,因為c(H+)= mol·L-1,則c(OH-)= mol·L-1,c(H+)=c(OH-),故溶液呈中性;D項中c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),只能說明溶液中電荷守恒,無法判斷溶液的酸堿性。
(二)用“三大常數(shù)”分析溶液中的平衡問題
3.化工生產中常用MnS作為沉淀劑除去工業(yè)廢水中的Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),下列說法錯誤的是(雙選)( )
A.MnS的Ksp比CuS的Ksp小
B.該反應達平衡時c(Mn2+)=c(C 48、u2+)
C.往平衡體系中加入少量CuSO4固體后,c(Mn2+)變大
D.該反應的平衡常數(shù)K=
答案 AB
解析 根據(jù)沉淀轉化向溶度積小的方向進行可知,Ksp(MnS)>Ksp(CuS),A項不正確;該反應達平衡時c(Mn2+)、c(Cu2+) 保持不變,但不一定相等,B項錯誤;往平衡體系中加入少量CuSO4固體后,平衡向正反應方向移動,c(Mn2+)變大,C項正確;該反應的平衡常數(shù)K===,D項正確。
4.25 ℃時,0.01 mol·L-1兩種弱酸溶液的pH如表。下列說法正確的是( )
弱酸
CH3COOH
HCN
pH
3.4
5.6
A.相同pH的兩種酸溶液 49、中,CH3COOH溶液中水電離的c(H+)較大
B.物質的量濃度相同的CH3COONa與NaCN溶液中,CH3COONa溶液的pH較大
C.等體積、相同pH的兩種酸溶液,分別滴加NaOH溶液至恰好中和,消耗等量的NaOH
D.HCN的電離平衡常數(shù)(Ka)與CN-的水解平衡常數(shù)(K)存在如下關系:Ka·K=Kw
答案 D
解析 相同pH的CH3COOH和HCN溶液,由水電離的c(H+)相等,A錯;酸性:CH3COOH>HCN,則濃度相同時CN-比CH3COO-更容易水解,NaCN溶液的pH較大,B錯;酸性:CH3COOH>HCN,因此等體積、相同pH的兩種溶液,物質的量濃度:HCN>C 50、H3COOH,HCN溶液消耗的NaOH較多,C錯;HCN的電離平衡常數(shù)Ka=,CN-的水解平衡常數(shù)K=,則Ka·K=Kw,D對。
(三)電解質溶液中平衡常數(shù)的計算
5.在25 ℃下,將a mol·L-1的氨水與0.01 mol·L-1的鹽酸等體積混合,反應平衡時溶液中c(NH)=c(Cl-),則溶液顯__________(填“酸”、“堿”或“中”)性;用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=______________________________________________________。
答案 中
解析 氨水與HCl等體積混合后的溶液中的電荷守恒關系式為c(NH) 51、+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),因c(NH)=c(Cl-),故有c(H+)=c(OH-),溶液顯中性。
6.碳氫化合物完全燃燒生成CO2和H2O。常溫常壓下,空氣中的CO2溶于水,達到平衡時,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離,則H2CO3HCO+H+的平衡常數(shù)K1=________。(已知:10-5.60=2.5×10-6)
答案 4.2×10-7
解析 由H2CO3H++HCO得平衡常數(shù)
K1=,其pH=5.60
則c(H+)=2.5×10-6 mol·L-1=c(HCO)
因此K1 52、=≈4.2×10-7。
7.pC類似pH,是指極稀溶液中,溶質物質的量濃度的常用對數(shù)負值。如某溶液溶質的濃度為1×10-3 mol·L-1,則該溶液中溶質的pC=-lg(1×10-3)=3。下圖為H2CO3在加入強酸或強堿溶液溶液后,平衡時溶液中三種成分的pC—pH圖。請回答下列問題:
(1)在人體血液中,HCO能起到使人體血液pH保持在7.35~7.45的作用。
①請用電解質溶液中的平衡解釋:__________________(用離子方程式表示)。
②正常人體血液中,HCO的水解程度________電離程度(填“<”、“>”或“=”)。
③pH=7.00的血液中,c(H2CO 53、3)________c(HCO)(填“<”、“>”或“=”)。
(2)H2CO3一級電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka1≈________。
(3)某同學認為該溶液中Na2CO3的水解是微弱的,發(fā)生水解的CO不超過其總量的10%。請你設計簡單實驗證明該同學的觀點是否正確______________________。
(4)已知某溫度下Li2CO3的Ksp為1.68×10-3,將適量Li2CO3固體溶于100 mL水中至剛好飽和,飽和Li2CO3溶液中c(Li+)=0.15 mol·L-1、c(CO)=0.075 mol·L-1。若t1時刻在上述體系中加入100 mL 0.125 mol·L-1 Na 54、2CO3溶液,列式計算說明是否有沉淀產生。
答案 (1)①HCOH++CO、HCO+H2OH2CO3+OH- ②>?、? (2)10-6 (3)用pH試紙(或pH計)測常溫下0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH,若pH<12,該同學的觀點正確;若pH>12,則該同學的觀點錯誤
(4)c(Li+)=0.075 mol·L-1、c(CO)=0.1 mol·L-1,c2(Li+)·c(CO)=5.6×10-4<1.68×10-3,所以無沉淀產生。
解析 (1)①依據(jù)信息抓住HCO既能水解也能電離分析;②由信息可知正常人體血液顯堿性,所以HCO的水解大于電離;③由圖像可知c(H 55、2CO3)=c(HCO)時溶液顯酸性,顯中性時c(HCO)>c(H2CO3)。(2)Ka1=,pH=6時,c(H2CO3)=c(HCO),所以Ka1=c(H+)。(3)由CO+H2OHCO+OH-可知測一定濃度的Na2CO3溶液中c(OH-)即可求出已水解的Na2CO3的濃度。(4)注意最后溶液的體積為原體積的2倍。
題型3 溶液中的離子濃度關系
1.(2014·福建理綜,10)下列關于0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液的說法正確的是( )
A.溶質的電離方程式為NaHCO3===Na++H++CO
B.25 ℃時,加水稀釋后,n(H+)與n(OH-)的乘積變大
C 56、.離子濃度關系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+c(CO)
D.溫度升高,c(HCO)增大
答案 B
解析 A項,H2CO3為弱電解質,HCO在水溶液中電離程度很小,書寫電離方程式時,不能拆開,正確寫法為NaHCO3===Na++HCO;B項,注意是H+和OH-的物質的量的乘積,而不是物質的量濃度的乘積,加水稀釋,n(H+)、n(OH-)均增大;C項,根據(jù)電荷守恒的規(guī)律,應在c(CO)前面乘以2;D項,溫度升高,HCO的電離程度、水解程度都增大,所以c(HCO)減小。
2.(2014·天津理綜,5)下列有關電解質溶液中粒子濃度關系正確的是( )
A.pH=1的 57、NaHSO4溶液:c(H+)=c(SO)+c(OH-)
B.含有AgCl和AgI固體的懸濁液:c(Ag+)>c(Cl-)=c(I-)
C.CO2的水溶液:c(H+)>c(HCO)=2c(CO)
D.含等物質的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液:3c(Na+)=2[c(HC2O)+c(C2O)+c(H2C2O4)]
答案 A
解析 NaHSO4溶液中,根據(jù)電荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO),又因為c(Na+)=c(SO),綜合可得:c(H+)=c(OH-)+c(SO),A正確;相同條件下AgI的溶解度小于AgCl的,含有AgCl和AgI固體的懸濁液中, 58、顯然有c(Ag+)>c(Cl-)>c(I-),B錯誤;CO2與水反應生成弱酸H2CO3,只有部分電離生成H+和HCO,受H+的抑制作用,HCO的電離程度更小,離子濃度關系為c(H+)>c(HCO)>2c(CO),C錯誤;含等物質的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液中,根據(jù)物料守恒有2c(Na+)=3[c(HC2O)+c(C2O)+c(H2C2O4)],D錯誤。
3.(2014·新課標全國卷Ⅱ,11)一定溫度下,下列溶液的離子濃度關系式正確的是( )
A.pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5 mol·L-1
B.pH=a的氨水溶液,稀釋10倍后,其pH=b 59、,則a=b+1
C.pH=2的H2C2O4溶液與pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)
D.pH相同的①CH3COONa,②NaHCO3,③NaClO三種溶液的c(Na+):①>②>③
答案 D
解析 A項,pH=5的H2S溶液中,H+的濃度為1×10-5mol·L-1,但是HS-的濃度會小于H+的濃度,H+來自于H2S的第一步電離、HS-的電離和水的電離,故H+的濃度大于HS-的濃度,錯誤;B項,弱堿不完全電離,弱堿稀釋10倍時,pH減小不到一個單位,a
60、符合電荷守恒,而該等式中缺少草酸根,不符合電荷守恒,故不正確;D項,因為醋酸的酸性>碳酸的酸性>次氯酸的酸性,根據(jù)越弱越水解的原則,pH相同的三種鈉鹽,濃度的大小關系為醋酸鈉>碳酸氫鈉>次氯酸鈉,則鈉離子的濃度為①>②>③,故D正確。
4.(2014·四川理綜,6)下列溶液中粒子的物質的量濃度關系正確的是( )
A.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液與0.1 mol·L-1 NaOH溶液等體積混合,所得溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(HCO)>c(OH-)
B.20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液與10 mL 0.1 mol·L-1 HCl溶液混合后溶液 61、呈酸性,所得溶液中:c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
C.室溫下,pH=2的鹽酸與pH=12的氨水等體積混合,所得溶液中:c(Cl-)+c(H+)>c(NH)+c(OH-)
D.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液與0.1 mol·L-1 NaOH溶液等體積混合,所得溶液中:c(OH-)>c(H+)+c(CH3COOH)
答案 B
解析 A項,等濃度等體積的NaHCO3與NaOH混合時,兩者恰好反應生成Na2CO3,在該溶液中CO能進行兩級水解:CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-,故溶液中c(OH-)>c(HC 62、O),該項錯誤;B項,CH3COONa與HCl混合時反應后生成的溶液中含有等量的CH3COONa、CH3COOH、NaCl,因溶液顯酸性,故溶液中CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,該項正確;C項,在混合前兩溶液的pH之和為14,則氨水過量,所得溶液為少量NH4Cl和過量NH3·H2O的混合溶液,則c(Cl-) 63、=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),由這兩個式子可得c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH),該項錯誤。
1.比較離子濃度大小的“四大依據(jù)”
(1)電離平衡
①弱電解質的電離是微弱的;
②多元弱酸分步電離,逐級減弱。
(2)水解平衡
①鹽類的水解是微弱的;
②多元弱酸根逐步水解,逐級減弱;
③弱酸弱堿鹽的水解,弱酸酸性相對較強時,溶液呈酸性。弱酸酸性相對較弱時,溶液呈堿性。
(3)原子守恒
在電解質溶液中,無論微粒的表現(xiàn)形式怎樣變化,但各元素的原子個數(shù)保持不變。
(4)電荷守恒
在電解質溶液中,陽離子所帶的正電荷總數(shù)與陰離子所帶的負電荷總數(shù)相等,溶液 64、呈電中性。
2.解答離子濃度關系的一般思路
一般來說,有關離子濃度關系判斷的試題要聯(lián)想上述三個守恒,或其中兩個疊加、變形等。而離子濃度大小比較是該部分內容中最常見的題型,除利用好上述守恒之外,還要考慮多方面的影響因素。如:
單一溶液
(一)不同溶液間的比較
1.已知相同溫度下電離常數(shù)K(HF)>K(HCN),在物質的量濃度均為0.1 mol·L-1的NaCN和NaF混合溶液中,下列排序正確的是( )
A.c(OH-)>c(HF)>c(HCN)>c(H+)
B.c(OH-)>c(CN-)>c(F-)>c(H+)
C.c(OH-)>c(F-)>c(CN-)>c(H+)
65、D.c(F-)>c(OH-)>c(HCN)>c(HF)
答案 D
解析 根據(jù)越弱越水解可得c(F-)>c(CN-),c(HCN)>c(HF);根據(jù)弱酸根離子水解程度較小可得:c(F-)遠大于c(OH-)和c(HF),c(CN-)遠大于c(OH-)和c(HCN)。由此即可判斷只有D正確。
2.相同溫度下等物質的量濃度的下列溶液中,c(NH)最大的是( )
A.NH4Cl B.(NH4)2Fe(SO4)2
C.(NH4)2SO4 D.(NH4)2CO3
答案 B
解析 (NH4)2Fe(SO4)2溶液中,NH、Fe2+水解均產生H+,相互抑制水解,導致NH水解程度減小,即溶液中 66、c(NH)最大。
3.已知25 ℃時,H2CO3的K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11,NH3·H2O的K=1.75×10-5。下列有關0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3、NH4HCO3溶液的說法中正確的是(雙選)( )
A.NH4HCO3溶液呈中性
B.(NH4)2CO3溶液呈堿性
C.(NH4)2CO3溶液中,c(NH)+c(NH3·H2O)=2[cCO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
D.等物質的量濃度的兩種溶液中的NH濃度:前者一定是后者的2倍
答案 BC
解析 由電離平衡常數(shù)知碳酸的一級電離常數(shù)不等于NH3·H2O的電離常數(shù),因此NH4HCO3溶液不可能呈中性;NH3·H2O的電離常數(shù)大于H2CO3的二級電離常數(shù),即NH的水解程度小于CO的水解程度,故(NH4)2CO3溶液呈堿性;兩種鹽溶液中只有在NH水解程度相同時,才可能存在D項中的關系式。
解決此類問題的關鍵是選好“參照物質”,弄清電離程度或水解程度的相對大小。
(二)混合溶液中各離子濃度的關系
4.25 ℃時,在1.0 L濃度均為0.01 mol·L-1的某一元酸HA與
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