届高考化学二轮复习教师用书第14讲 水溶液中的离子平衡.docx
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届高考化学二轮复习教师用书第14讲水溶液中的离子平衡
第14讲 水溶液中的离子平衡
[考纲·考向·素养]
考纲要求
热点考向
核心素养
(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
(1)弱电解质的电离平衡
(2)水的电离和溶液的酸碱性
(3)盐类水解、粒子浓度比较
(4)难溶电解质沉淀溶解平衡
宏观辨识与微观探析:
从宏观物质和微观粒子相结合的视角认识。
电解质在水溶液中发生的反应及溶液中微粒间的关系。
证据推理与模型认识:
以滴定曲线和反应过程为载体,正确推理分析曲线上“关键点”满足的不等和守恒关系,建立解决电解质溶液图像题的思维模型。
变化观念与平衡思想:
从平衡的角度讨论溶液中微粒满足的“电荷守恒”、“物料守恒”的微粒间的多少关系,从变化的观念理解外界条件改变对电离平衡及水解平衡产生的影响。
科学态度与社会责任:
具有理论联系实际的观念,将电离和水解理论应用于解决生产、生活中的实际问题,正确解释一些变化。
1.一念对错(正确的划“√”,错误的划“×”)
(1)常温时,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1:
NH3·H2ONH+OH-(√)
(2)LiH2PO4溶液中存在3个平衡(×)
(3)0.2mol·L-1CH3COONa与0.1mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):
c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)(√)
(4)常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等(×)
(5)25℃时,在10mL浓度均为0.1mol·L-1NaOH和NH3·H2O混合溶液中,滴加0.1mol·L-1的盐酸,加入20mL盐酸时:
c(Cl-)=c(NH)+c(Na+)(×)
(6)等pH的①(NH4)2SO4溶液 ②NH4HSO4溶液 ③NH4Cl溶液中,c(NH)的大小关系:
①>③>②(×)
(7)常温下,将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合,析出部分NaHCO3晶体,过滤,所得滤液pH<7,则滤液中:
c(H+)+c(NH)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)(×)
(8)锅炉中沉积的CaSO4可用饱和Na2CO3溶液浸泡,再将不溶物用稀盐酸溶解除去(√)
(9)将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量的浓AgNO3溶液,析出的AgCl沉淀少于AgBr沉淀(×)
(10)amol/L的HCN溶液与bmol/L的NaOH溶液等体积混合,所得溶液中c(Na+)>c(CN-),则a一定小于b(×)
(11)pH=1的NaHSO4溶液:
c(H+)=c(SO)+c(OH-)(√)
2.
(1)电离常数是用实验的方法测定出来的。
现已经测得25℃时cmol·L-1的醋酸溶液中c(H+)=amol·L-1,试用a、c表示该温度下醋酸的电离常数K(CH3COOH)=________________。
(2)常温下,0.1mol·L-1的HCOONa溶液的pH=8,则HCOOH的电离常数Ka=________。
答案:
(1)
(2)10-3mol·L-1
3.水是一种极弱的电解质,水的电离常数的表达式为________,100℃时,1LH2O有10-6mol水电离,此时水的离子积常数为Kw=______,在此温度下,饱和食盐水溶液的pH=______,溶液显______性,0.1mol·L-1的NaOH溶液的pH=________。
答案:
K= 1×10-12 6 中 11
4.完成下列各题
(1)(江苏T21B
(2)节选)①在向滴定管中注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、________和________________________________________________。
②若滴定xmL滤液中的Fe2+,消耗amol·L-1K2Cr2O7标准溶液bmL,则滤液中c(Fe2+)=________mol·L-1。
(2)(浙江T29(5))为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式:
Mg2++Y4-===MgY2-
①滴定前润洗滴定管的操作方法是_______________________________________
________________________________________________________________________。
②测定前,先称取0.2500g无水MgBr2产品,溶解后,用0.0500mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液26.50mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是________(以质量分数表示)。
答案:
(1)①用蒸馏水洗净 用K2Cr2O7标准溶液润洗2~3次 ②
(2)①从滴定管上口加入少量待装液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿内壁,然后从下部放出,重复2~3次
②97.5%
考点一 电离平衡及溶液的酸碱性
[真题引领]
1.(2019·全国Ⅲ,T11)设NA为阿伏加德罗常数值。
关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是( )
A.每升溶液中的H+数目为0.02NA
B.c(H+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO)+c(OH-)
C.加水稀释使电离度增大,溶液pH减小
D.加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强
详细分析:
B [A.常温下pH=2,则溶液中氢离子浓度是0.01mol/L,因此每升溶液中H+数目为0.01NA,A错误;B.根据电荷守恒可知选项B正确;C.加水稀释促进电离,电离度增大,但氢离子浓度减小,pH增大,C错误;D.加入NaH2PO4固体,H2PO浓度增大,抑制磷酸的电离,溶液的酸性减弱,D错误。
]
2.(2018·天津理综,6)LiH2PO4是制备电池的重要原料。
室温下,LiH2PO4溶液的pH随c初始(H2PO)的变化如图1所示,H3PO4溶液中H2PO的分布分数δ随pH的变化如图2所示[δ=]。
下列有关LiH2PO4溶液的叙述正确的是( )
A.溶液中存在3个平衡
B.含P元素的粒子有H2PO、HPO和PO
C.随c初始(H2PO)增大,溶液的pH明显变小
D.用浓度大于1mol·L-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4
详细分析:
D [A.溶液中存在H2PO的电离平衡和水解平衡,存在HPO的电离平衡,存在水的电离平衡,所以至少存在4个平衡,选项A错误;B.含P元素的粒子有H2PO、HPO、PO和H3PO4,选B错误;C.从图1中得到随着c初始(H2PO)增大,溶液的pH只是从5.50减小到4.66,谈不上明显变小,同时达到4.66的pH以后就不变了,所以选项C错误;D.由图2得到,pH=4.66的时候,δ=0.994,即溶液中所有含P的成分中H2PO占99.4%,所以此时H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4,选项D正确。
]
3.(2017·全国卷Ⅱ)改变0.1mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中的H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg[K2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
详细分析:
D [A.根据图像,pH=1.2时,H2A和HA-相等,则有c(H2A)=c(HA-),正确;B.根据pH=4.2时,K2(H2A)=c(H+)·c(A2-)/c(HA-)=c(H+)=10-4.2,正确;C.根据图像,pH=2.7时,H2A和A2-相交,则有c(H2A)=c(A2-),正确;D.根据pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),且物质的量分数约为0.48,而c(H+)=10-4.2,可知c(HA-)=c(A2-)>c(H+),错误。
]
[知能必备]
1.弱电解质的证明方法
实验设计(以证明HA是弱酸为例)
实验方法
结论
(1)测0.01mol·L-1HA溶液的pH
若pH>2,则HA为弱酸
(2)常温下测NaA溶液的pH
若pH>7,则HA为弱酸
(3)相同条件下,测等体积、等浓度的HA溶液和HCl溶液的导电能力
若HA溶液的导电能力比HCl溶液的弱,则HA为弱酸
(4)测相同pH的HA溶液与盐酸稀释相同倍数前后的pH变化
若稀释前后HA溶液的pH变化较小,则HA为弱酸
(5)测等体积、等pH的HA溶液和盐酸分别与足量锌反应产生H2的快慢及H2的量
若HA溶液与锌反应过程中产生H2较快且最终产生H2的量较多,则HA为弱酸
(6)测等体积、等pH的HA溶液和盐酸中和等浓度NaOH溶液所消耗NaOH溶液的体积
若HA溶液消耗NaOH溶液的体积较大,则HA为弱酸
2.讨论对0.1mol·L-1CH3COOH加水稀释或加入NaOH固体后微粒浓度变化
CH3COOHCH3COO-+H+
加入
物质
讨论内容(“变大”“变小”或“不变”)
答案
解题策略
H2O
①n(H+)
②c(H+)
③n(CH3COO-)
④c(CH3COO-)
⑤
⑥
⑦
⑧c(H+)·c(OH-)
⑨
⑩c(OH-)
⑪c(CH3COO-)·c(H+)
变大的有:
①③⑤⑥⑦⑩
变小的有:
②④⑪
不变的有:
⑧⑨
(1)在一定温度下看所讨论选项是否是常数,如⑧⑨
(2)转化成物质的量之比进行判断,如⑤和⑦
(3)利用外界条件变化引起的改变应远远大于平衡移动引起的改变。
如:
加水稀释时①③增大,②④却变小;再如加入NaOH固体后,H+和OH-的物质的量或浓度变化是因反应或直接提供,而
CH3COOH和CH3COO-的物质的量或浓度变化是由平衡移动引起的,讨论NaOH固体带来的影响时,以直接与NaOH反应或由NaOH提供进行讨论,可以忽略移动引起的变化
(4)利用无限稀释进行判断,无限稀释后H+的浓度可看成不变,而c(CH3COO-)一直在减小,如⑥,综合使用以上方法就能正确解题
NaOH固体
①n(H+)
②c(H+)
③n(CH3COO-)
④c(CH3COO-)
⑤
⑥
⑦
⑧c(H+)·c(OH-)
⑨
⑩c(OH-)
⑪c(CH3COO-)·c(H+)
变大的有:
③④⑤⑩
变小的有:
①②⑥
⑦⑪
不变的有:
⑧⑨
3.溶液导电能力变化
溶液的导电能力取决于离子浓度大小和离子所带电荷举例如下:
原溶液
加入物质
导电能力变化(用图像变化趋势表示)
0.1
mol·L-1
盐酸溶液
NaOH固体
0.1mol·L-1
NaOH溶液
通入NH3
0.1mol·L-1
NH3·H2O
0.1
mol·L-1
CH3COOH
溶液
NaOH固体
0.1mol·L-1
NaOH溶液
0.1mol·L-1
氨水
0.
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