高考化学 专题十一电离平衡 盐类水解精品教案.docx
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高考化学专题十一电离平衡盐类水解精品教案
2019-2020年高考化学专题十一电离平衡盐类水解精品教案
【考点分析】
《考试大纲》中对这部分内容的要求可以总结成如下几条:
(1)理解盐类水解的原理.了解盐溶液的酸碱性。
理解影响弱电解质电离平衡的因素。
理解弱电解质的电离跟盐的水解的内在联系,能根据这种联结关系进行辩证分析。
(2)能用电离原理、盐类水解原理分析比较溶液的酸碱性强弱,判断溶液中某些离子间浓度大小,解决一些实际问题。
高考展望:
弱解质的电离平衡及盐类的水解平衡是高考的热点内容之一,也是教学中的重点和难点。
高考中的题型以选择题为主,有时也以填空题、简答题形式考查。
几乎是每年必考的内容。
电离平衡的考查点是:
①比较某些物质的导电能力大小,判断电解质、非电解质;
②外界条件对电离平衡的影响及电离平衡的移动;
③将电离平衡理论用于解释某些化学问题;
④同浓度(或同pH)强、弱电解质溶液的比较,如:
c(H+)大小,起始反应速率、中和酸(或碱)的能力、稀释后pH的变化等等。
外界条件对电离平衡的影响、强弱电解质的比较是高考命题的热点。
盐类的水解在考查内容上有以水解实质及规律为对象的考查,但将水解与弱电解质电离、酸碱中和反应、pH等知识进行综合考查更为常见。
主要考查点如下:
①盐类水解对水的电离程度的影响的定性、定量判断;
②水解平衡移动用于某些盐溶液蒸干后产物的判断;
③盐溶液pH大小的比较;
④盐溶液或混合溶液离子浓度大小的比较及排序。
⑤离子共存、溶液的配制、试剂的贮存、化肥的混用、物质的提纯、推断、鉴别、分离等。
【重难点解析】
1.电离平衡与水解平衡的比较:
电离平衡
水解平衡
研究对象
弱电解质(弱酸、弱强、水)
盐(强碱弱酸盐、强酸弱碱盐)
实质
弱酸H++弱酸根离子
弱碱OH-+弱碱根离子
盐电离出的:
弱酸根+H2O弱酸(根)+OH-
弱碱根离子+H2O弱碱+H+
特点
酸(碱)越弱;电离程度越小
电离过程吸热
多元弱酸:
分步电离且
一级电离>>二级电离>>三级电离
①“越弱越水解”(对应酸或碱越弱,水解程度越大);
②水解过程吸热;
③多元弱酸根:
分步水解且一级水解>>二级水解>>三级水解。
表达方式
电离方程式
H2CO3HCO3―+H+
HCO3―CO32―+H+
水解方程式
CO32―+H2OHCO3―+OH―
HCO3―+H2OH2CO3+OH―
影
响
因
素
温度
升温,促进电离,离子浓度增大(易挥发的溶质除外)
升温,促进水解
浓
度
加水稀释
促进电离,但离子浓度不增大
促进水解
加入同种离子
抑制电离
抑制水解
加入反应离子
促进电离
促进水解
2.影响水电离的因素:
水的电离是电离平衡的一种具体表现形式,所以可以上承下延,从电离平衡的影响因素来思考和理解具体的水的电离平衡的影响因素。
⑴温度:
由于水的电离过程吸热,故升温使水的电离平衡右移,即加热能促进水的电离,c(H+)、c(OH―)同时增大,Kw增大,pH值变小,但c(H+)与c(OH―)仍相等,故体系仍显中性。
⑵酸、碱性:
在纯水中加入酸或碱,酸电离出的H+或碱电离出OH―均能使水的电离平
—1—
衡左移,即酸、碱的加入抑制水的电离。
若此时温度不变,则Kw不变,c(H+)、c(OH―)此增彼减。
即:
加酸,c(H+)增大,c(OH―)减小,pH变小。
加碱,c(OH―)增大,c(H+)减小,pH变大。
⑶能水解的盐:
在纯水中加入能水解的盐,由于水解的实质是盐电离出的弱酸根或弱碱阳离子结合水电离出的H+或OH―,所以水解必破坏水的电离平衡,使水的电离平衡右移。
即盐类的水解促进水的电离。
⑷其它因素:
向水中加入活泼金属,由于与水电离出的H+直接作用,因而同样能促进水的电离。
3.关于溶液pH值的计算:
pH=-lg{c(H+)}
⑴总思路:
根据pH的定义:
pH=-lg{c(H+)},溶液pH计算的核心是确定溶液中c(H+)的相对大小。
具体地,酸性溶液必先确定溶液中c(H+),碱性溶液必先确定c(OH―),再由c(H+)·c(OH-)=Kw换算成c(H+),然后进行pH的计算。
c(H+)=10-pH
即:
c(H+)pH
⑵溶液混合后的pH计算:
①两强酸混合,先求混合后的c(H+)混,再直接求pH值:
c(H+)混==[c(H+)1·V1+c(H+)2·V2]/(V1+V2)
②两强碱混合:
先求混合后c(OH―)混,再间接求pH值:
c(OH―)混==[c(OH-)1·V1+c(OH-)2·V2]/(V1+V2)
③强酸与强碱溶液混合:
根据n(H+)与n(OH―)的相对大小先判断酸、碱的过量情况。
a.若酸过量n(H+)>n(OH―),c(H+)混==[n(H+)-n(OH―)]/V总
b.若碱过量n(OH―)>n(H+),c(OH―)混==[n(OH―)-n(H+)]/V总
c、若酸碱恰好完全反应n(H+)==n(OH―),混合后溶液呈中性。
④未标明酸碱的强弱,混合后溶液pH值不定。
应分析讨论。
⑶总结论:
酸按酸,碱按碱,同强混合在之间,异强混合看过量。
4.溶液的稀释规律:
⑴强酸:
pH=a,稀释10n倍则pH=a+n(a+n)<7;(弱酸:
则pH<(a+n)
强碱:
pH=b,稀释10n倍则pH=b-n(b-n>7);(弱碱:
则pH>(b-n)
⑵酸或碱无限稀释时(即当c(H+)或c(OH―)<10-6mol·L-1时),应考虑水电离出来的H+或OH―的影响。
切记:
“无限稀释7为限”
5.关于中和滴定的误差判断:
根据计算关系式:
C待=[c(标)·V(标)·n(标)]/[V(待)·n(待)],判断溶液浓度误差的宗旨是待测溶液的浓度与消耗标准液的体积成正比。
任何操作的误差最终均可归结到对所用标准液的体积的影响。
6.盐类水解的基础知识
盐类水解:
(1)实质:
盐中弱离子与水电离出的或结合成弱电解质,破坏水的电离平衡。
(2)条件:
①盐中必须有弱离子(弱酸根或弱碱根)
②盐必须溶于水
(3)规律:
“有弱必解,无弱不解,两弱剧解;谁强显谁性,两弱具体定”
(4)特征:
①属可逆反应,其逆反应为酸碱中和。
②水解程度一般是微弱的
(5)影响因素:
内因:
盐类本身的性质。
组成盐的酸或碱越弱,盐的水解程度越大,即“越弱越水解”
外因:
①温度:
升高温度,水解程度增大,即“越热越水解”
②浓度:
盐的浓度越小,水解程度增大,即“越稀越水解”
③酸碱度:
水解呈碱性的盐溶液,加酸促进水解,加碱抑制水解。
(水解呈酸性的盐溶液以此类推)
(6)表示方法(写弱不写强):
单水解:
①一元弱酸(弱碱)相应的盐
②强碱与多元弱酸组成的盐(如)
③强酸与多元弱碱组成的盐(如)
双水解:
一般能进行到底,不用可逆号。
沉淀、气体一般要标出。
如与溶液混合,可表示为:
7.离子浓度大小比较的规律
(1)离子浓度大小的判断
在判断能水解的盐溶液中离子浓度大小时,首先要明确盐的电离是完全的,水解是微弱的;其次要明确多元弱酸盐的水解是分步进行的,且水解程度逐级减弱,即第一步水解是主要的,最后还要考虑水的电离。
(2)电荷守恒规律
电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。
如溶液中存在着、、、、,它们存在如下关系:
。
(3)物质守恒规律
电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,离子种类增多,但某些关键性的原子总是守恒的,如溶液中能水解,故碳元素以、、三种形式存在,它们之间守恒关系为:
。
【典型例题】
1.弱电解质(弱酸或弱碱)相对强弱的判断或确定
[例1](1993年全国高考试题)物质的量浓度相同的三种盐、和的溶液,其依次为8、9、10,则、、的酸性由强到弱的顺序是()
A.、、B.、、
C.、、D.、、
解析:
三种溶液的显碱性,说明是强碱弱酸盐。
而相同条件下同浓度的盐的水解程度由水解后生成的弱电解质的相对强弱决定,生成的弱电解质越弱,水解程度越大,即“越弱越水解”。
由于碱性:
,故水解程度:
,即酸性:
。
答案:
C
点评:
已知盐溶液的酸碱性强弱(或的大小),判断生成该盐的酸或碱的强弱,其规律是:
强碱弱酸盐溶液的碱性越强,其相应弱酸的酸性就越弱;强酸弱碱盐溶液的酸性越强,其相应弱碱的碱性就越弱。
[例2]限用下列试剂:
酚酞、石蕊、稀醋酸、晶体、浓盐酸、粉末、晶体和蒸馏水。
根据:
①弱酸在水中存在电离平衡;②弱酸根阴离子会破坏水的电离平衡。
这两个平衡的移动均会引起指示剂颜色的变化。
由此可分别选用上述试剂,设计两种实验证明是弱酸,请简述实验方法及现象。
(1)应用根据①的实验方法及现象_________________
(2)应用根据②的实验方法及现象__________________
解析:
本题属实验设计题,要证明是弱酸,可采用两种方法:
一种是弱酸溶液中一定存在电离平衡,只要证明中存在电离平衡即可证明是弱酸;另一种方法是弱酸根阴离子会破坏水的电离平衡,只要证明能破坏水的电离平衡即可说明是弱酸。
答案:
(1)取少量溶液,滴加石蕊试液,溶液呈红色,然后向其中加入晶体、振荡,可看到红色变浅,说明中存在电离平衡,即为弱酸。
(2)取少量晶体溶于水,滴加酚酞试液,溶液呈红色,即水解,破坏了水的电离平衡,说明是弱酸。
点评:
判断某物质是否为弱电解质(如弱酸、弱碱),除了使用以上两种定性方法外,还可以用定量的方法确定,如测定一定物质的量浓度的弱酸或弱碱的或某盐溶液的。
如测得的或
均可说明是弱酸。
2.比较盐溶液中微粒种类的多少或离子浓度的大小
[例3]物质的量浓度相同的下列溶液中,含微粒种类最多的是()
A.B.C.D.
解析:
由于水的存在,四种溶液中都存在、、三种微粒。
对于,不发生水解反应,故溶液中存在的微粒有、、、、5种。
对于,由于发生水解:
,故溶液中存在有、、、、、6种微粒。
对于,在溶液中存在的平衡为:
,故溶液中存在着、、、、、6种微粒。
对于,由于发生两级水解:
,
,所以溶液中存在着、、、、、、7种微粒。
故微粒种类最多的是溶液。
答案:
D
点评:
判断盐溶液中微粒种类的多少应考虑盐的水解,同时还要注意溶液中的微粒包括溶剂的分子和离子。
[例4]
与溶液混合,在所得溶液中()
A.
B.
C.
D.
解析:
由题意可知,与恰好完全反应生成,所得溶液为溶液,由于水解:
,故有,,又因为的水解是微弱的,故。
答案:
A
点评:
本题是比较同一溶液中不同微粒浓度大小,其方法思路是:
首先确定溶液中电解质的种类,然后再分析电解质电离程度和盐类水解程度的大小。
当遇到弱酸酸与其强碱盐(或弱碱与其强酸盐)共存时,如与的混合物,或者多元弱酸式盐(如、等),要注意考虑电离与水解程度的相对大小。
3.解释某些化学事实
[例5](1991年全国高考试题)把溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体产物是______,为什么?
用化学方程式和必要的文字说明_______。
解析:
是强酸弱碱盐,在溶液中发生水解:
,由于水解吸热,升高温度可以促进水解,又因为盐酸是挥发性酸,随温度升高,盐酸不断挥发使水解趋于完全,最后生成,又经灼烧,使对热不稳定的分解:
,最终得到。
答案:
是由挥发性酸所组成的铝盐,加热促进水解,因不断挥发以致完全水解后得
,高温下,可使分解:
,故最后的固体产物为。
点评:
制备无水盐时要考虑盐的水解。
不同的盐溶液在加热过程中,由于生成物挥发或难挥发,最终得到的固体产物类型有所不同。
如明矾溶液蒸干灼烧,尽管水解,但由于为高沸点酸,难挥发,最终得到的固体是,而不是;溶液加热,尽管水解,但水解生成的和又反应生成。
[例6]在纯碱溶液中滴入酚酞,溶液变红。
若在该溶液中再滴入过量的氯化钡溶液,所观察到的现象是_______。
其原因是(以离子方程式和简要文字说明):
_______。
解析:
是强碱弱酸盐,水解显碱性,水解离子方程式为:
,因此,溶液使酚酞变红。
加入后:
(白色),由于减小,水解平衡左移,减小,酚酞褪色。
答案:
略。
点评:
只有弄清纯碱溶液使酚酞变红的本质原因,才可判断滴入溶液后的有关现象。
即解本题必须掌握问题的实质。
4.盐类水解在除杂、物质鉴别与推断、离子共存、试剂贮存等方面的应用
[例7]为了除去氯化镁酸性溶液中的离子,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后加入适量盐酸。
这种试剂是()
A.氨水B.氢氧化钠C.碳酸钠D.碳酸镁
解析:
除杂的基本原则之一是不引入新的杂质,当加入或或时,均要引进或,不合题意,可直接选D。
但加入为什么可以除去呢?
首先与间并没有反应发生,而是利用的水解的性质:
,当加入后,反应发生,这样便破坏了以上水解平衡,使之向着生成的方向移动,生成的在加热、搅拌条件下发生凝聚,最后可将除去。
答案:
D
电离平衡盐类的水解专题测试题
本试卷分第Ⅰ卷,第Ⅱ卷,第Ⅰ卷46分,第Ⅱ卷54分,满分100分。
第Ⅰ卷(选择题,共46分。
)
一、选择题(本小题包括8个小题,每小题2分,共16分。
每小题只有一个选项符合题意。
)
1.一元碱A与0.01mol/L的一元强酸等体积混合后所得溶液的pH为7,以下说法中正确的是()
①若A为强碱,其溶液的物质的量浓度等于0.01mol/L
②若A为弱碱,其溶液的物质的量浓度大于0.01mol/L
③反应前,A溶液中[OH-]一定是0.01mol/L
④反应后,混合溶液中阴离子的浓度大于阳离子的浓度
A.①②B.①③C.①②③D.①②③④
2.下列物质的溶液加热蒸发至干、灼烧,所得固体的成分不相同的是()
A.FeCl2、FeCl3B.Na2CO3、NaHCO3
C.NaAlO2、AlCl3D.Mg(HCO3)2、MgCl2
3.已知往0.1mol/L的氨水中滴入酚酞试液时,溶液将呈现粉红色。
现采取下列措施,滴有酚酞的氨水溶液颜色不会变浅的是()
A.往溶液中滴入稀硫酸B.往溶液中加入NH4Cl
C.把溶液加热至沸腾D.往溶液中加入NaOH
4.对苯二酚是摄影业中常用的显影剂,它在水中电离出的阴离子对已曝光的AgBr有显影作用,有关变化可表示为
+2H+
+2Ag++2Ag
则在以对苯二酚为主要成分的显影液中,能使显影速率明显加快的添加剂可选用()
A.KBrB.CH3COOH
C.Na2CO3D.H2O
5.浅绿色Fe(NO3)2的溶液中存在如下平衡:
Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+。
若在此溶液中加入稀硫酸,则溶液的颜色()
A.变黄B.变得更浅C.不变D.绿色变浅
6.将pH为5的硫酸溶液稀释500倍,稀释后溶液中c(SO42-):
c(H+)约为()
A.1:
1B.1:
2C.1:
10D.10:
1
7.在等物质的量浓度的两种弱酸的钠盐(NaR、NaR’)溶液中分别通入适量的CO2,发生如下反应:
NaR+CO2+H2O=HR+NaHCO3,2NaR’+CO2+H2O=2HR’+NaCO3
把HR和HR’在水溶液中电离出H+的能力作比较,正确的判断是()
A.HR较强B.HR’较强C.两者相同D.无法比较
8.pH=6的HCl和NH4Cl溶液中,由水电离出的c(H+)分别为xmol/L、ymol/L,两者关系是()
A.相等B.x>yC.x=10-2yD.x=102y
二、多选题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。
每小题只有一个或两个选项符合题意,若正确答案中包括一个选项,多选时,该题为0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的给2分,选两个且都正确的给3分,但只要选错一个,该小题为0分。
)
9.下列溶液肯定呈酸性的是()
A.含H+的溶液B.加酚酞显无色的溶液
C.pH<7的溶液D.[OH-]<[H+]的溶液
10.下列叙述正确的是()
A.pH=3和pH=4的盐酸各10mL混合,所得溶液的pH=3.5
B.溶液中[H+]越大,pH也越大,溶液的酸性就越强
C.液氯虽然不导电,但溶解于水后导电情况良好,因此,液氯也是强电解质
D.当温度不变时,在纯水中加入强碱溶液不会影响水的离子积常数
11.25℃时不断将水滴入0.1mol/L的氨水中,下列图像变化合理的是()
12.在甲烧杯中放入盐酸,乙烧杯中放入醋酸,两种溶液的体积和pH都相等,向两烧杯中同时加入质量不等的锌粒,反应结束后得到等质量的氢气。
下列说法正确的是()
A.甲烧杯中放入的锌的质量比乙烧杯中放入的锌的质量大
B.两烧杯中的酸过量
C.两烧杯中参加反应的锌等量
D.反应开始后乙烧杯中c(H+)始终比甲烧杯中c(H+)小
13.PH=2的A、B两种酸溶液各1mL,分别加水稀释到1000mL,其溶液的Ph
与溶液体积(V)的关系如右图所示,则下列说法正确的是()
A.A、B两种酸溶液物质的量浓度一定相等
B.稀释后A酸溶液的酸性比B酸溶液强
C.a=5时,A是强酸,B是弱酸
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