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高考化学二轮电解质溶液复习资料
2015高考化学二轮电解质溶液复习资料
[考纲要求] 1了解电解质的概念;了解强电解质和弱电解质的概念。
2了解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性;能正确书写电解质的电离方程式。
3了解弱电解质在水溶液中的电离平衡;了解电离度和电离平衡常数的概念及其简单计算。
4了解水的电离及离子积常数。
了解溶液pH的定义,能进行溶液pH的简单计算。
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。
考点一 溶液的酸碱性及pH1.一个基本不变
相同温度下,不论是纯水还是稀溶液,水的离子积常数不变。
应用这一原则时需要注意两个条:
水溶液必须是稀溶液;温度必须相同。
2.两种测量方法
溶液的pH值可以用pH试纸测定(精确到整数,且只能在1~14的范围内),也可以用pH计(精确到01)测定。
3.三个重要比较
水溶液可分为酸性溶液、中性溶液和碱性溶液,下表是常温下这三种溶液的比较:
溶液的酸碱性(H+)与(H-)比较(H+)大小pH
酸性溶液(H+)>(H-)(H+)>1×10-7l•L-1<7
中性溶液(H+)=(H-)(H+)=1×10-7l•L-1=7
碱性溶液(H+)<(H-)(H+)<1×10-7l•L-1>7
4pH使用中的几个误区
(1)pH=7的溶液不一定呈中性。
只有在常温下pH=7的溶液才呈中性;当在100℃时,水的离子积常数为1×10-12,此时pH=6的溶液为中性溶液,pH>6时为碱性溶液,pH<6时为酸性溶液。
(2)使用pH试纸测溶液pH时,若先用蒸馏水润湿,测量结果不一定偏小。
若先用蒸馏水润湿,相当于将待测液稀释了,若待测液为碱性溶液,则所测结果偏小;若待测液为酸性溶液,则所测结果偏大;若待测液为中性溶液,则所测结果没有误差。
.溶液中的(H+)和水电离出的(H+)的区别
(1)室温下水电离出的(H+)=1×10-7l•L-1,若某溶液中水电离出的(H+)<1×10-7l•L-1,则可判断该溶液呈酸性或碱性;若某溶液中水电离出的(H+)>1×10-7l•L-1,则可判断出该溶液中存在能水解的盐,从而促进了水的电离。
(2)室温下,溶液中的(H+)>1×10-7l•L-1,说明该溶液是酸性溶液或水解呈酸性的盐溶液;溶液中的(H+)<1×10-7l•L-1,说明该溶液是碱性溶液或水解呈碱性的盐溶液。
6.pH和等于14的酸碱混合问题的判断
pH和等于14的意义:
酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度。
(1)已知酸、碱溶液的pH之和为14,则等体积混合时:
强酸、强碱――→恰好中和pH=7
强酸、弱碱――→碱过量pH>7
弱酸、强碱――→酸过量pH<7
(2)已知酸、碱溶液的pH之和为14,若混合后溶液的pH为7,溶液呈中性,则
强酸、强碱―→V酸∶V碱=1∶1
强酸、弱碱―→V酸∶V碱>1∶1
弱酸、强碱―→V酸∶V碱<1∶1
(3)强酸、强碱等体积混合后溶液酸、碱性的判断:
7.溶液pH计算的一般思维模型
题组一 走出溶液稀释与混合的误区
1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后,溶液的pH=4(×)
(2012•浙江理综,12A)
(2)常温下pH为2的盐酸与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液呈酸性(×)
(2012•广东理综,23B)
(3)常温下pH为2的盐酸由H2电离出的(H+)=10×10-12l•L-1(√)
(2012•广东理综,23)
(4)同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后,溶液的pH=7(×)
(2012•天津理综,A)
()100℃时,将pH=2的盐酸与pH=12的NaH溶液等体积混合,溶液呈中性(×)
(2011•天津理综,D)误区一:
不能正确理解酸、碱的无限稀释规律
常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。
误区二:
不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律
溶液稀释前溶液pH加水稀释到体积为原的10n倍稀释后溶液pH
酸强酸pH=apH=a+n
弱酸a<pH<a+n
碱强碱pH=bpH=b-n
弱碱b-n<pH<b
误区三:
不能正确掌握混合溶液的定性规律
pH=n(n<7)的强酸和pH=14-n的强碱溶液等体积混合,pH=7;pH=n(n<7)的醋酸和pH=14-n的氢氧化钠溶液等体积混合,混合溶液pH<7;pH=n(n<7)的盐酸和pH=14-n的氨水溶液等体积混合,混合溶液pH>7。
题组二 一强一弱比较的图像分析
2.相同体积、相同pH的Hl(a)和H3H(b),按要求画出图像。
分别与足量的锌粉发生反应。
(1)产生H2的体积(V)随时间(t)的变化图像。
(2)产生H2的速率v(H2)随时间(t)的变化图像。
(3)溶液的pH随时间(t)的变化图像。
答案
(1)
(2)(3)3.pH=2的两种一元酸x和,体积均为100L,稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。
分别滴加NaH溶液(=01l•L-1)至pH=7,消耗NaH溶液的体积为Vx、V,则( )A.x为弱酸,Vx<VB.x为强酸,Vx>V
.为弱酸,Vx<VD.为强酸,Vx>V
答案
解析 由图知:
将一元酸x和分别稀释10倍,pH的变化量ΔpHx=1,ΔpH<1,所以x为强酸,而为弱酸。
pH=2时弱酸的浓度大,滴加NaH至pH=7时需NaH溶液的体积则要比x大。
图像法理解一强一弱的稀释规律
1.相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
(1)加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大。
(2)加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多。
2.相同体积、相同pH值的盐酸、醋酸
(1)加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大。
(2)加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多。
题组三 理解换算关系,突破pH的计算
4.在T℃时,Ba(H)2的稀溶液中(H+)=10-al•L-1,(H-)=10-bl•L-1,已知a+b=12。
向该溶液中逐滴加入pH=4的盐酸,测得混合溶液的部分pH如表所示:
序号氢氧化钡溶液的体积/L盐酸的体积/L溶液的pH
①22000008
②22001800
③22002200d
假设溶液混合前后的体积变化可忽略不计,则下列说法不正确的是( )
A.a=8B.b=4.=9D.d=6
答案
解析 本题考查了pH的综合计算和从表中获取关键信息的能力。
Ba(H)2溶液的pH=8,即a=8,再根据a+b=12,则b=4,(H-)=10-4l•L-1。
Ba(H)2溶液中氢氧根离子的浓度与盐酸的浓度相等,该温度下=10-12,当加入2200L盐酸时恰好中和,溶液的pH=6,即d=6;当加入1800L盐酸时,氢氧化钡过量,(H-)=(10-4×2200-10-4×1800)÷(2200+1800)=10-(l•L-1),所以此时(H+)=10-7l•L-1,pH=7,故=7。
室温下,=(H+)•(H-)=1×10-14,则p=14。
考点二 溶液中的“两大平衡”电离平衡、水解平衡是溶液中的两大平衡。
这两种平衡都遵循勒夏特列原理——当只改变体系的一个条时,平衡向能够减弱这种改变的方向移动。
1.对比分析电离平衡和水解平衡
电离平衡及水解平衡均属于化学平衡,均遵循勒夏特列原理,外界条对两平衡的影响如表所示:
电离平衡(如H3H溶液)水解平衡(如H3Na溶液)
升高温度促进电离,离子浓度增大,a增大促进水解,h增大
加水稀释促进电离,离子浓度(除H-外)减小,a不变促进水解,离子浓度(除H+外)减小,h不变
加入相应离子加入H3Na固体,抑制电离,a不变加入NaH固体,抑制水解,h不变
加入反应离子加入NaH固体,促进电离,a不变加入盐酸,促进水解,h不变
a、h、的关系=a•h
2强化记忆弱酸弱碱盐、酸式盐溶液的酸碱性
(1)弱酸弱碱盐双水解,其溶液的酸碱性取决于弱酸和弱碱的相对强弱。
当a=b时,溶液显中性,如H3NH4;当a>b时,溶液显酸性,如HNH4;当a<b时,溶液显碱性,如NH4H3。
(2)弱酸酸式盐水溶液酸碱性,取决于酸式酸根离子电离程度和水解程度的相对大小。
a若电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,如NaHS3、NaH2P4等;b若电离程度小于水解程度,溶液呈碱性,如NaH3、Na2HP4等。
题组一 影响弱电解质电离平衡因素的多角度分析
1.(2013•安徽理综,13)已知NaHS3溶液显酸性,溶液中存在以下平衡:
HS-3+H2H2S3+H-①
HS-3H++S2-3②
向01l•L-1的NaHS3溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是( )
A.加入少量金属Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中(HS-3)增大
B.加入少量Na2S3固体,则(H+)+(Na+)=(HS-3)+(H-)+12(S2-3)
.加入少量NaH溶液,(S2-3)(HS-3)、(H-)(H+)的值均增大
D.加入氨水至中性,则2(Na+)=(S2-3)>(H+)=(H-)
答案
解析 根据加入物质的性质判断平衡移动方向,进一步判断各选项结论是否正确。
A项加入金属钠后,钠和水反应生成氢氧化钠,使平衡①左移,平衡②右移,移动的结果是(S2-3)增大。
可以利用极端分析法判断,如果金属钠适量,充分反应后溶液中溶质可以是亚硫酸钠,此时(HS-3)很小,所以A项错误。
B项依据电荷守恒判断,(S2-3)前面的化学计量数应为2,即(H+)+(Na+)=(HS-3)+(H-)+2(S2-3),所以B项错误。
项加入氢氧化钠溶液后,溶液酸性减弱,碱性增强,所以(H-)(H+)增大;平衡①左移,平衡②右移,最终(S2-3)增大,(HS-3)减小,所以(S2-3)(HS-3)增大。
D项加入氨水至溶液呈中性,即(H+)=(H-)。
由电荷守恒知,其他离子存在如下关系:
(Na+)+(NH+4)=2(S2-3)+(HS-3),所以D项错误。
酸、碱、盐对水的电离的影响:
酸和碱抑制水的电离,强酸弱碱盐和强碱弱酸盐促进水的电离。
强酸弱碱盐和碱溶液中由水电离的(H+)或(H-)取决于溶液中的(H+);强碱弱酸盐和酸溶液中由水电离出的(H+)或(H-)取决于溶液中的(H-)。
但应关注酸式盐的特殊性,如硫酸氢钠完全电离,会抑制水的电离;碳酸氢钠以水解为主,呈碱性,促进水的电离。
题组二 多角度攻克盐类水解问题
2.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)将NH4l溶液蒸干制备NH4l固体(×)
(2014•福建理综,8B)
(2)H3Na溶液中滴加少量浓盐酸后(H3-)增大(×)
(2014•重庆理综,3B)
(3)用热的纯碱溶液洗去油污,是因为Na23可直接与油污反应(×)
(2014•新标全国卷Ⅰ,8A)
(4)施肥时,草木灰(有效成分为23)不能与NH4l混合使用,是因为23与NH4l反应生成氨气会降低肥效(√)
(2014•新标全国卷Ⅰ,8)
()加热01l•L-1Na23溶液,2-3的水解程度和溶液的pH均增大(√)
(2014•江苏,11)
(6)用蒸馏水润湿的试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低(×)
(2014•大纲全国卷,6D)
(7)Nal溶液和H3NH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同(×)
(2013•天津理综,D)
(8)向NaAl2溶液中滴加NaH3溶液,有沉淀和气体生成(×)
(2013•重庆理综,2)
(9)2℃时,用醋酸溶液滴定等浓度NaH溶液至pH=7,V醋酸<VNaH(×)
(2013•重庆理综,2B)
(10)为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH。
若pH>7,则H2A是弱酸;若pH<7,则H2A是强酸(×)
(2012•浙江理综,12B)
(11)2℃时,al•L-1一元酸HA与bl•L-1NaH等体积混合后,pH为7,则(A-)≤(Na+)(×)
(2012•海南,11改编)
(12)NaHS4溶液、F溶液、Al(S4)2溶液、NaI溶液中,前三个都对水的电离平衡产生影响,且都促进水的电离(×)
(2012•上海,7改编)
(13)盐酸中滴加氨水至中性,溶液中的溶质为NH4l(×)
(2012•重庆理综,10A)1.盐类水解易受温度、浓度、溶液的酸碱性等因素的影响,以氯化铁水解为例,当改变条如升温、通入Hl气体、加水、加铁粉、加碳酸氢钠等时,学生应从移动方向、pH的变化、水解程度、现象等方面去归纳总结,加以分析掌握。
2.多元弱酸的酸式盐问题。
酸式盐一般既存在水解,又存在电离。
如果酸式盐的电离程度大于其水解程度,溶液显酸性,如NaHS3溶液;如果酸式盐的水解程度大于其电离程度,则溶液显碱性,如NaH3溶液。
考点三 溶液中的“两大常数”电离平衡常数、水的离子积常数是溶液中的两大常数,它们均只与温度有关。
电离平衡常数和水的离子积常数随着温度的升高而增大,因为弱电解质的电离和水的电离均为吸热反应。
有关常数的计算,要紧紧围绕它们只与温度有关,而不随其离子浓度的变化而变化进行。
H3Na、H3H溶液中,a、h、的关系是=a•h。
题组一 水的离子积常数及应用
1.不同温度下,水溶液中(H+)与(H-)的关系如图所示。
下列有关说法中正确的是( )A.若从a点到点,可采用在水中加入酸的方法
B.b点对应的醋酸中由水电离的(H+)=10-6l•L-1
.点对应溶液的大于d点对应溶液的
D.T℃时,00l•L-1的Ba(H)2溶液的pH=11
答案 D
解析 本题重点考查不同温度下水的电离平衡和水的离子积常数的计算。
a点对应的(H+)和(H-)相等,同理点对应的(H+)和(H-)也相等,溶液一定呈中性,从a点到点,可以采用升温的方法,A项错误;只与温度有关,同温度下不同酸碱性溶液的相同,a点和b点的都是10-14,点和d点的都是10-12,酸和碱溶液都会抑制水的电离,酸溶液中由水电离的(H+)与溶液中的(H-)相等,即(H+)水电离=(H-)=10-8l•L-1,B、项均错误;T℃时,=10-12,00l•L-1的Ba(H)2溶液的(H+)=10-11l•L-1,pH=11,D项正确。
题组二 电离平衡常数的计算
2.在2℃下,将al•L-1的氨水与001l•L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中(NH+4)=(l-),则溶液显__________(填“酸”、“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3•H2的电离常数b=_________________________________________________。
答案 中 10-9a-001
解析 氨水与Hl等体积混合后的溶液中的电荷守恒关系式为(NH+4)+(H+)=(l-)+(H-),因(NH+4)=(l-),故有(H+)=(H-),溶液显中性。
3.碳氢化合物完全燃烧生成2和H2。
常温常压下,空气中的2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=60,(H23)=1×10-l•L-1。
若忽略水的电离及H23的第二级电离,则H23H-3+H+的平衡常数1=________。
(已知:
10-60=2×10-6)
答案 42×10-7
解析 由H23H++H-3得平衡常数
1=(H+)•(H-3)(H23)其pH=60
则(H+)=2×10-6l•L-1=(H-3)
因此1=2×10-6×2×10-61×10-
≈42×10-7。
4.常温下,将al•L-1H3Na溶于水配成溶液,向其中滴加等体积的bl•L-1的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数a=________。
答案 10-7(a-b)b
解析
(Na+)+(H+)=(l-)+(H-)+(H3-)(Na+)=(H3H)+(H3-)
所以(H3H)=(l-)
H3H H3- + H+
b2a2-b210-7
a=10-7×(a2-b2)b2=10-7(a-b)b。
题组三 a•h=或b•h=的应用
.[2013•东理综,29(4)]2℃时,H2S3HS-3+H+的电离常数a=1×10-2l•L-1,则该温度下NaHS3水解反应的平衡常数h=______l•L-1,若向NaHS3溶液中加入少量的I2,则溶液中(H2S3)(HS-3)将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
答案 1×10-12 增大
解析 a=(H+)•(HS-3)(H2S3)
h=(H-)•(H2S3)(HS-3)=(H+)•(H2S3)(HS-3)
=•(H2S3)(H+)•(HS-3)=a=1×10-12l•L-1。
HS-3+H2H2S3+H-,当加少量I2时,发生I2+HS-3+H2===2I-+3H++S2-4。
根据h=(H-)•(H2S3)(HS-3)
由于(H-)减小,而h不变,
所以(H2S3)(HS-3)增大。
6.已知2℃时,NH3•H2的电离平衡常数b=18×10-l•L-1,该温度下1l•L-1的NH4l溶液中(H+)=________l•L-1。
(已知6≈236)
答案 236×10-
解析 h=(H+)•(NH3•H2)(NH+4)=b
(H+)≈(NH3•H2),而(NH+4)≈1l•L-1。
所以(H+)=h=10-1418×10-=236×10-l•L-1。
7.常温下,用NaH溶液吸收S2得到pH=9的Na2S3溶液,吸收过程中水的电离平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
试计算溶液中(S2-3)(HS-3)=________(常温下H2S3的电离平衡常数a1=10×10-2,a2=60×10-8)
答案 向右 60
解析 NaH电离出的H-抑制水的电离平衡,Na2S3电离出S-3水解促进水的电离平衡。
S2-3+H2HS-3+H-
h=(HS-3)•(H-)(S2-3)=a2=10-1460×10-8
所以(S2-3)(HS-3)=10-10-1460×10-8=60。
考点四 溶液中“粒子”浓度的变化1.明确“四种”类型
类型一:
单一溶液中各离子浓度的比较
(1)多元弱酸溶液:
多元弱酸分步电离,电离程度逐级减弱。
如H3P4溶液中:
(H+)>(H2P-4)>(HP2-4)>(P3-4)。
(2)多元弱酸的正盐溶液:
多元弱酸弱酸根离子分步水解,水解程度逐级减弱。
如在Na23溶液中:
(Na+)>(2-3)>(H-)>(H-3)。
类型二:
混合溶液中各离子浓度的比较
对混合溶液进行离子浓度比较时要综合分析电离、水解等因素。
如在01l•L-1NH4l溶液和01l•L-1的氨水混合溶液中,各离子浓度大小的顺序为(NH+4)>(l-)>(H-)>(H+)。
类型三:
酸碱中和型离子浓度的大小比较类型四:
不同溶液中同一离子浓度的比较
该类情况要看溶液中其他离子对该离子的影响。
如在相同物质的量浓度的下列溶液中:
①NH4l ②H3NH4 ③NH4HS4,(NH+4)由大到小的顺序为③>①>②。
2.抓住“三个”守恒
(1)电荷守恒
即电解质溶液中阴离子所带电荷总数等于阳离子所带电荷总数。
根据电荷守恒,可准确快速解决电解质溶液中许多复杂的离子浓度问题,如NaH3溶液中:
(Na+)+(H+)=(H-3)+2(2-3)+(H-)。
(2)物料守恒
是指物质发生变化前后,有关元素的存在形式不同,但元素的种类和原子数目在变化前后保持不变。
根据物料守恒,可准确快速解决电解质溶液中复杂离子、分子、物质的量浓度或物质的量的关系,如01l•L-1NaH3溶液中:
(Na+)=(H-3)+(2-3)+(H23)=01l•L-1。
(3)质子守恒
是指在电离或水解过程中,会发生质子(H+)转移,但质子转移过程中其数量保持不变。
如在Na23或NaH3溶液中,可用以下图帮助理解质子守恒:
①Na23溶液所以(H-)=(H-3)+2(H23)+(H3+),
即(H-)=(H-3)+2(H23)+(H+)。
②NaH3溶液所以(H-)+(2-3)=(H23)+(H+)。
另外,将混合溶液中的电荷守恒式和物料守恒式相联立,通过代数运算消去其中某离子,即可推出该溶液中的质子守恒。
3.应用“三个”规律
(1)一般而言,等浓度的弱酸与弱酸盐混合,电离程度大于水解程度,溶液呈酸性;HN、NaN混合液除外,它们的溶液呈碱性,水解程度大于电离程度。
(2)对于存在电离和水解过程的NaHA溶液,若溶液呈酸性,则电离程度大于水解程度,则(A2-)>(H2A);若溶液呈碱性,则电离程度小于水解程度,则(H2A)>(A2-)。
(3)仅含4种离子的溶液,可以根据溶液的电中性判断离子浓度大小。
如:
①H3H和NaH等物质的量混合时溶液显碱性,故(H-)>(H+),则(Na+)>(H3-);
②NH3•H2与Hl等物质的量混合时溶液显酸性,故(H+)>(H-),则(l-)>(NH+4)。
题组一 不同溶液中“粒子”浓度关系判断
1.(2014•安徽理综,11)室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.Na2S溶液:
(Na+)>(HS-)>(H-)>(H2S)
B.Na224溶液:
(H-)=(H+)+(H2-4)+2(H224)
.Na23溶液:
(Na+)+(H+)=2(2-3)+(H-)
D.H3Na和al2混合溶液:
(Na+)+(a2+)=(H3-)+(H3H)+2(l-)
答案 B
解析 A项,Na2S溶液中微粒关系为(Na+)>(S2-)>(H-)>(HS-)>(H2S),错误;B项,Na224溶液中,由电荷守恒得:
(Na+)+(H+)=2(22-4)+(H2-4)+(H-)①
由物料守恒得:
(Na+)=2(22-4)+2(H2-4)+2(H224)②
由①-②得:
(H-)=(H+)+(H2-4)+2(H224),正确;
项,Na23溶液中,由电荷守恒得:
(Na+)+(H+)=2(2-3)+(H-3)+(H-),错误;
D项,H3Na和al2混合溶液中存在:
(Na+)=(H3-)+(H3H)①
2(a2+)=(l-)②
①+②得:
(Na+)+2(a2+)=(H3-)+(H3H)+(l-),错误。
2.(2014•江
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