学案水溶液中的离子平衡专题.docx
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学案水溶液中的离子平衡专题
课题:
水溶液中的离子平衡专题复习
一、弱电解质的电离平衡
1、电离平衡常数(Ka,Kb)
根据电离常数数值的大小,可以估算弱电解质电离的程度,K值越大,电离程度越大,弱酸酸性越强。
相同条件下常见弱酸的酸性强弱:
H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO
2、外界条件对电离平衡的影响
如0.1mol/L的醋酸溶液[CH3COOH
H++CH3COO-]
平衡移动方向
CH3COOH电离程度
C(H+)
导电性
加少量浓HCl
加少量冰醋酸
加少量NaOH固体
加少量醋酸钠固体
加少量水
升高温度
3、一元强酸与一元弱酸的比较
(1)相同物质量浓度、相同体积的一元强酸和弱酸
C(H+)
pH
中和碱能力
与活泼金属反应产生H2的量
与金属反应起始速率
一元强酸
一元弱酸
(2)相同pH、相同体积的一元强酸和弱酸
C(H+)
C(酸)
中和碱能力
与活泼金属反应产生H2的量
与金属反应起始速率
一元强酸
一元弱酸
4、强弱电解质的判断方法
(1)相同浓度、相同温度下与强电解质作导电性对比试验。
(2)相同浓度、相同温度下,比较反应速率的快慢,如将锌粒投入等浓度的盐酸和醋酸中,反应速率前者比后者快。
(3)比较浓度与pH的关系,如0.1mol/L的CH3COOH,其pH>1,则可说明CH3COOH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是弱电解质。
(5)比较稀释前后的pH变化与稀释倍数的关系,如将pH=2的酸溶液稀释1000倍,若2 (6)利用实验证明该物质存在电离平衡,如向醋酸溶液中滴加石蕊试液,石蕊试液变红,再加固体NH4Ac,颜色变浅。 (7)利用较强酸(碱)制备较弱酸(碱)来判断电解质强弱,如将CO2通入苯酚钠溶液中,出现浑浊,说明酸性: 碳酸>苯酚。 (8)利用元素周期律来判断,如非金属性Cl>S>P>Si,则酸性HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3;金属性Na>Mg>Al,则碱性NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 二、水的电离和溶液的酸碱性 1、纯水在室温下的数据 (1)C(H+)=C(OH-)=1.0×10-7 (2)Kw=C(H+)×C(OH-)=1.0×10-14 (3)pH=7 2、Kw只与温度有关,水的电离过程是吸热过程,所以升高温度能促进水的电离,Kw增大。 3、Kw不仅适用于纯水,还适用于酸性或碱性的稀溶液,无论哪种溶液中,水电离出的C(H+)和C(OH-)始终相等。 4、常用酸碱指示剂及其变色范围 指示剂 变色范围 石蕊 <5红色 5-8紫色 >8蓝色 甲基橙 <3.1红色 3.1-4.4橙色 >4.4黄色 酚酞 <8无色 8-10浅红 >10红色 5、溶液中pH的计算方法 (1)单一溶液的pH计算 ①强酸溶液: pH=-lgC(H+) ②强碱溶液: C(H+)=1.0×10-14/C(OH-);pH=-lgC(H+) a.0.001mol/L的HCl溶液的pH=_____。 0.005mol/L的Ba(OH)2溶液的pH=______。 b.0.1mol/L的醋酸(电离度=1%);pH=______。 0.002mol/L的氨水(电离度=5%);pH=_____。 (2)酸或碱稀释后的pH计算 ①强酸或强碱的稀释 a.常温下,取10mLpH=2的HCl溶液稀释成1000mL的溶液,稀释后溶液的pH=________。 b.把1mL0.05mol/L的H2SO4溶液加水稀释制成100ml溶液,求稀释后的pH=_____。 c.常温下,0.01mol/L的NaOH溶液稀释1000倍,稀释后溶液的pH=_____。 d.将pH=14的NaOH溶液稀释1000倍,则稀释后溶液的pH=______。 e.10mL将pH=5的稀盐酸稀释到100mL后,溶液的pH=_____,稀释到10000mL溶液的pH=_____。 ②弱酸或弱碱的稀释 a.将pH=2的醋酸溶液,稀释100倍,则稀释后溶液的pH范围是________。 b.将pH=11的氨水溶液,稀释1000倍,则稀释后溶液的pH范围是________。 (3)两种强酸(或强碱)混合后的pH计算 ①两强酸混合 先求C(H+)混= 再根据pH=-lgC(H+) ②两强碱混合 先求C(OH-)混= 再求出C(H+)=1.0×10-14/C(OH-) 可求得pH=-lgC(H+) a.pH=1的盐酸与pH=2的盐酸等体积混合后溶液的pH值为多少? b.将pH=8的NaOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH最接近于( )。 A.8.3 B.8.7 C.9 D.11.7 (4)强酸与强碱混合后的pH计算 强酸和强碱混合后发生中和反应,反应后溶液的pH有以下三种情况: ①若恰好中和,pH=7 ②若剩余酸,先求中和后的C(H+),再求pH ③若剩余碱,先求中和后的C(OH-),再通过Kw求出C(H+),最后求pH a.60mL的0.5mol/L NaOH溶液与40mL 0.4mol/L硫酸溶液混合后,溶液的pH为多少? b.60mL的0.5mol/L NaOH溶液与40mL 0.5mol/L盐酸溶液混合后,溶液的pH为多少? 6、已知酸和碱的pH之和,判断等体积混合后溶液的pH (1)若强酸和强碱溶液的pH之和等于14,泽混合后溶液显中性,pH=7。 (2)若强酸和强碱溶液的pH之和大于14,泽混合后溶液显碱性,pH>7。 (3)若强酸和强碱溶液的pH之和小于14,泽混合后溶液显中性,pH<7。 【巩固练习】 1、常温下,在pH=12的某碱溶液中,由水电离出的c(OH—)为( )。 A.1.0×10-7mol/L B.1.0×10-6mol/L C.1.0×10-3mol/L D.1.0×10-12mol/L 2、25℃时,下列溶液中c(H+)最小的是( )。 A.c(OH-)=1×10-5mol/L的溶液 B.pH=8的溶液 C.1mL1mol/LNaOH溶液稀释为1L后所得的溶液 D.0.11mol/L NaOH溶液跟等体积0.05mol/L H2SO4的混合液 3、99mL0.1mol/L HCl溶液与101mL0.05mol/L的Ba(OH)2溶液相混合,混合溶液的pH为( )。 A.1.7 B.10.3 C.11 D.11.3 4、pH=3的醋酸溶液加水稀释到原体积的10倍,则pH为( )。 A.2 B.2~3之间 C.3~4之间 D.4 5、把10mLH2SO4溶液的pH由1变为2的方法是( )。 A.加入10mL水稀释 B.加入90mL水稀释 C.加入10mL0.01mol/LNaOH溶液 D.加入45mL0.01mol/LNaOH溶液 6、0.01 mol? L-1 HA溶液的pH=2,将溶液稀释100倍后,溶液的pH值可能为( )。 A.1 B.4 C.5 D.8 7、计算下列溶液的pH: (1)pH=2和pH=6的HCl等体积混合,其混合溶液的pH=_____。 (2)pH=10和pH=12的NaOH等体积混合,其混合溶液的pH=______。 (3)pH=3的HCl和pH=13的Ba(OH)2等体积混合,其混合溶液的pH=_____。 (4)25mLpH=10的NaOH和50mLpH=10的Ba(OH)2混合,其混合溶液的pH=______。 【能力提升】 一、选择题 1、将pH=2和pH=5的两种盐酸,以等体积混合后,溶液的pH是( )。 A.2 B.2.3 C.3.5 D.11.7 2、将pH=10的NaOH溶液和pH=12的NaOH溶液以1: 2的体积比混合,混合后溶液的pH最接近于( )。 A.10.5 B.11.8 C.10.8 D.11 3、常温下,若使pH=3的盐酸与pH=9的Ba(OH)2溶液混合使其成为pH=7的溶液,混合时两溶液的体积比为( )。 A.1∶60 B.3∶1 C.100∶1 D.1∶100 4、把80mLNaOH溶液加入到120mL盐酸中,所得溶液的pH为2,如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相同,它们的浓度是( )。 A.0.5mol/L B.0.1mol/L C.0.05mol/L D.1mol/L 5、在室温下,某溶液中由水电离出的H+浓度为1.0×10-13 mol/L,则此溶液中一定不可能大量存在的离子组是( )。 A.Fe3+、NO3-、Cl-、Na+ B.Ca2+、HCO3-、Cl-、K+ C.NH4+、Fe2+、SO42-、NO3- D.Cl-、SO42-、K+、Na+ 6、pH值相同的氨水、氢氧化钠和氢氧化钡溶液,分别用蒸馏水稀释到原来的X倍、Y倍、Z倍,稀释后三种溶液的pH值同,则X、Y、Z的关系是( )。 A.X=Y=Z B.X>Y=Z C.X<Y=Z D.X=Y<Z 7、一元强酸X和一元弱酸Y,pH值均为2,各取1L与足量的Mg反应,下列叙述正确的是 ( )。 A.X产生的H2多 B.反应开始瞬间X反应速度快 C.两者产生的H2一样多 D.反应开始瞬间两者速度相等 8、中和相同体积、相同pH值的Ba(OH)2、NaOH、NH3·H2O三种溶液,所用相同浓度的盐酸的体积分别为V1、V2、V3,则( )。 A.V3>V1=V2 B.V3>V2>V1 C.V1>V2>V3 D.V3<V1=V2 9、用0.01mol/L NaOH溶液完全中和pH=3的下列溶液各100mL,需NaOH溶液体积最大的是 ( )。 A.盐酸 B.硫酸 C.硝酸 D.醋酸 10、不能证明氨水是弱碱的事实是( )。 A.0.1mol/L的氯化铵的pH值为5.1 B.在相同条件下,氨水的导电性比NaOH溶液弱 C.10mL1mol/L盐酸恰好与10mL1mol/L氨水完全反应 D.pH=11的氨水与c(H+)=10-3mol/L的HCl等体积混和后呈碱性 11、取pH均等于2的盐酸和醋酸各100mL,分别稀释2倍后,再分别加入足量的锌粉,在相同条件下充分反应,有关叙述正确的是( )。 A.醋酸与锌粉反应放出的氢气多 B.盐酸和醋酸与锌反应放出氢气一样多 C.醋酸与锌反应速率慢 D.盐酸、醋酸与锌反应的速率一样大 二、填空题 12、在25℃有pH为x的盐酸和pH为y的氢氧化钠溶液,取V(x)L该盐酸和该氢氧化钠溶液中和,需V(y)L氢氧化钠溶液。 问: (1)若x+y=14时,则V(x)/V(y)=__________(填数值); (2)若x+y=13时,则V(x)/V(y)=__________(填数值); (3)若x+y>14时,则V(x)/V(y)=_____________(填表达式)且V(x)____V(y)(填“〉”“〈”或“=”)(题中x≤6,y≥8)。 13、某温度时,水的Kw=10-13,则该温度(填“〉”“〈”或“=”)______25℃,理由是____________________________。 将此温度下pH=11的NaOH溶液aL与pH=1的H2SO4溶液bL混合: (1)若所得混合溶液为中性,则a: b=________。 (2)若所得混合溶液pH=2,则a: b=_________。 14、pH=12的NaOH溶液100mL,要使它的pH为11。 (体积变化忽略不计) (1)如果加入蒸馏水,应加_______mL。 (2)如果加入pH=10的NaOH溶液,应加______mL。 (3)如果加入0.01mol/L盐酸,应加_______mL。 15、某温度下,重水(D2O)的离子积常数为1×10-12mol/L,若用pH一样的定义来规定pD值,则该温度下: (1)纯重水的pD=______。 (2)溶有0.01mol的NaOD的D2O溶液1L,其pD=_______。 (3)100mL 0.1mol/L的D2SO4的D2O溶液与100mL 0.4mol/L的KOH的D2O溶液混合后pD=_______。 参考答案 例1 pH=3 pH=12 例2 pH=3 pH=10 例3 pH=4 pH=3 pH=9 pH=11 例4 pH=6 无限的接近于7 例5 (1)2<pH<4 (2)8<pH<10 例6 pH=-lg(0.11/2) 例7 12-lg2 例8 2-lg2 例9 pH=13 【巩固练习】 1.D 2.D 3. C 4.C 5.B 6.B 7. (1) 2+lg2 (2) 12-lg2 (3) 13-lg2 (4) pH=10 【能力提升】 1.B 2.B 3.D 4.B 5.D 6.B 7.D 8.A 9.D 10.A 11.A 12. (1) 1 (2) 1/10 (3) 10a+b-14 > 13.> 水的电离是吸热过程 (1) 10: 1 (2) 9: 2 14. (1) 900 (2) 1000 (3) 81.8 15. (1) 6 (2) 10 (3) 11 7、中和滴定的误差分析方法 以标准盐酸溶液滴定氢氧化钠溶液为例: V(HCl)·c(HCl)=V(NaOH)·c(NaOH) c(HCl)·V(HCl) V(NaOH) c(NaOH)= 得出: 项目 操作不当 具体内容 误差 1 仪器洗涤 酸式滴定管未用盐酸润洗 偏高 碱式滴定管未用NaOH溶液润洗 偏低 锥形瓶用NaOH溶液润洗 偏高 2 气泡处理 滴定前有气泡,滴定后无气泡 偏高 滴定前无气泡,滴定后有气泡 偏低 3 滴定 盐酸滴出瓶外 偏高 振荡时瓶内溶液溅出 偏低 4 读数 前仰后平 偏低 前平后仰 偏高 前仰后俯 偏低 5 其他 滴定终点时尖嘴悬一滴液 偏高 指示剂变色即停止滴定 偏低 【巩固练习】 一、某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时,选择甲基橙作指示剂。 请回答下列问题: (1)用标准盐酸溶液滴定待测氢氧化钠溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视__________________________________.直到因加入一滴盐酸后,溶液由_______色变为_______色,并半分钟内不褪色为止。 (2)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则所用盐酸溶液的体积为_______mL。 (3)下列操作中,可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是() A.酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液 B.滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥 C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失 D.读取盐酸体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数 (4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表: 滴定次数 待测NaOH溶液的体积/mL 0.1000mol/L盐酸的体积/mL 滴定前刻度 滴定后刻度 溶液体积/mL 第一次 25.00 0.00 26.11 26.11 第二次 25.00 1.56 30.30 28.74 第三次 25.00 0.22 26.31 26.09 依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度____________ 二、某学生用浓度为0.1mol/L左右的KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,有如下操作步骤: (A)移取20.00mL待测的盐酸注入洁净的锥形瓶,并加入2-3滴酚酞 (B)用KOH溶液润洗滴定管2-3次 (C)把盛有KOH溶液的碱式滴定管固定好,调节液面使滴定管尖嘴充满溶液 (D)取KOH溶液注入碱式滴定管至0刻度以上2-3cm (E)调节液面至0或0刻度以下,记下读数 (F)把锥形瓶放在滴定管的下面,用KOH溶液滴定至终点,记下滴定管液面的刻度 回答下列问题: (1)正确操作的顺序是_________________ (2)实验室可提供下列浓度的KOH浓液,应选用的是() A.0.1mol/L B.0.10mol/L C.0.1032mol/L (3)(A)操作中量取待测液的仪器是_______________ (4)(B)操作的目的是_________________ (5)(F)操作中判断到达终点的现象是__________________________________ (6)(B)如被省略所测结果_______(填“偏大”、“偏小”、“不变”)。 (7)KOH溶液在空气中易变质生成__________,该物质水溶液PH____7,其水溶液中离子浓度大小排序为_______________________________ (8)(C)步如何使滴定管尖嘴充满溶液__________________________________________ 参考答案 一、锥形瓶中溶液颜色的变化黄色橙色26.10D0.1044mol/L (4)起始读数为0.00mL,终点读数为26.10mL,盐酸溶液的体积为26.10mL,根据数据的有效性,舍去第2组数据,然后求出1、3组平均消耗V(盐酸)=26.10mL,则C(NaOH)= 0.0261L×0.1000mol/L 0.025L =0.1044mol/L; 二、ABDCEF或BDCEAFC25mL酸式滴定管避免滴管上残留的水稀释KOH溶液,造成误差当溶液由无色变为浅红色,且在半分钟内不褪色偏大碳酸钾>c(K+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)把滴定管的胶头部分稍微向上弯曲,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液
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- 水溶液 中的 离子 平衡 专题