专题09电解质溶液高考化学备考易错点专项复习.docx
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专题09电解质溶液高考化学备考易错点专项复习
1.(2017·江苏高考)常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5,下列说法正确的是( )
A.浓度均为0.1mol·L-1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:
前者大于后者
B.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
C.0.2mol·L-1HCOOH与0.1mol·L-1NaOH等体积混合后的溶液中:
c(HCOO-)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+)
D.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+)
pH的CH3COOH溶液的浓度大于HCOOH的,和NaOH反应时,CH3COOH溶液消耗NaOH溶液的体积较大,B项错误;由电荷守恒得:
①c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),由物料守恒得:
②2c(Na+)=c(HCOOH)+c(HCOO-),则由①×2+②可得c(HCOO-)+2c(OH-)=c(HCOOH)+2c(H+),又因反应后得到c(HCOOH)与c(HCOONa)相等的混合溶液,溶液呈酸性,则溶液中c(H+)>c(OH-),故c(HCOO-)+c(OH-)>c(HCOOH)+c(H+),C项错误;反应后得到c(CH3COONa)=c(CH3COOH)=c(NaCl)的混合溶液,由物料守恒得:
c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Cl-),pH<7,则CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,即c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH),电离和水解均很微弱,故c(H+)小于c(CH3COOH),D项正确。
2.(2017·全国卷Ⅰ)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B.曲线N表示pH与lg
的变化关系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
选择曲线M分析,NaHX溶液中
<1则lg
<0,此时溶液pH<5.4,呈酸性,故NaHX溶液中c(H+)>c(OH-),C项正确;电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HX-)+2c(X2-),中性溶液中存在c(H+)=c(OH-),故有c(Na+)=c(HX-)+2c(X2-),由C项分析知,c(HX-)=c(X2-)或c(HX-)>c(X2-)时溶液一定呈酸性,故中性溶液中c(HX-) 3.(2017·全国卷Ⅱ)改变0.1mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)= ]。 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+) mol·L-1,而c(H+)=10-4.2mol·L-1,则c(HA-)=c(A2-)>c(H+),D项错误。 4.(2017·全国卷Ⅲ)在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。 可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。 根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是( ) A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7 B.除Cl-反应为Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl C.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好 D.2Cu+===Cu2++Cu平衡常数很大,反应趋于完全 解析: 选C 由题图可知,当-lg =0时,lg 约为-7,即c(Cl-)=1mol·L-1,c(Cu+)=10-7mol·L-1,则Ksp(CuCl)=c(Cu+)·c(Cl-)的数量级为10-7,A项正确;根据题目信息可知B项正确;Cu为固体,浓度视为常数,只要满足反应用量即可,过多的铜也不会影响平衡状态的移动,C项错误;由题图可知,交点处c(Cu+)=c(Cu2+)≈10-6mol·L-1,则2Cu+===Cu2++Cu的平衡常数K= ≈106,该平衡常数很大,因而反应趋于完全,D项正确。 5.(2016·四川卷)向1L含0.01molNaAlO2和0.02molNaOH的溶液中缓慢通入CO2,随n(CO2)增大,先后发生三个不同的反应,当0.01mol<n(CO2)≤0.015mol时发生的反应是: 2NaAlO2+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+Na2CO3。 下列对应关系正确的是( ) 选项 n(CO2)/mol 溶液中离子的物质的量浓度 A 0 c(Na+)>c(AlO )+c(OH-) B 0.01 c(Na+)>c(AlO )>c(OH-)>c(CO ) C 0.015 c(Na+)>c(HCO )>c(CO )>c(OH-) D 0.03 c(Na+)>c(HCO )>c(OH-)>c(H+) C.当n(CO2)=0.015mol时,溶液中溶质为Na2CO3,溶液中离子浓度应为c(Na+)>c(CO )>c(OH-)>c(HCO ),错误;D.当n(CO2)=0.03mol时,溶液中溶质为NaHCO3,溶液中离子浓度应为c(Na+)>c(HCO )>c(OH-)>c(H+),正确。 答案: D 6.(2016·浙江卷)苯甲酸钠( 缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。 研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A-。 已知25℃时,HA的Ka=6.25×10–5,H2CO3的Ka1=4.17×10–7,Ka2=4.90× 10–11。 在生产碳酸饮料的过程中,除了添加NaA外,还需加压充入CO2气体。 下列说法正确的是(温度为25℃,不考虑饮料中其他成分)( ) A.相比于未充CO2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较低 B.提高CO2充气压力,饮料中c(A–)不变 C.当pH为5.0时,饮料中 =0.16 D.碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为: c(H+)=c(HCO )+c(CO )+c(OH–)-c(HA) 解析: A.根据题意,苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A-,相比于未充CO2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较高,A项错误;B.提高CO2充气压力,根据强酸制弱酸原理CO2+H2O+A-===HA+HCO ,饮料中c(A–)减小,B项错误;C.当pH为5.0时,饮料中 = = =0.16,C项正确;D.碳酸饮料中加入的各成分的含量未知,无法比较各种粒子的浓度关系,D项错误。 答案: C 7.(2016·天津卷)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是( ) A.三种酸的电离常数关系: KHA>KHB>KHD B.滴定至P点时,溶液中: c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-) C.pH=7时,三种溶液中: c(A-)=c(B-)=c(D-) D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后: c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+) 溶液为NaA、NaB、NaD的混合溶液,则c(OH-)=c(HA)+c(HB)+c(HD)+c(H+),即c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),D项正确。 答案: C 8.弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。 Ⅰ.已知H2A在水中存在以下平衡: H2A===H++HA-,HA- H++A2-。 (1)常温下NaHA溶液的pH________(填序号),原因是 _____________________________________________________。 A.大于7 B.小于7 C.等于7D.无法确定 (2)某温度下,若向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/LKOH溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的体积变化)。 此时该混合溶液中的下列关系一定正确的是________。 A.c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14 B.c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-) C.c(Na+)>c(K+) D.c(Na+)+c(K+)=0.05mol/L (3)已知常温下H2A的钙盐(CaA)的饱和溶液中存在以下平衡: CaA(s) Ca2+(aq)+A2-(aq) ΔH>0。 若要使该溶液中Ca2+浓度变小,可采取的措施有________。 A.升高温度 B.降低温度 C.加入NH4Cl晶体 D.加入Na2A固体 Ⅱ.含有Cr2O 的废水毒性较大,某工厂废水中含5.0×10-3mol/L的Cr2O 。 为了使废水的排放达标,进行如下处理: Cr2O Cr3+、Fe3+ Cr(OH3)、Fe(OH)3 (1)该废水中加入绿矾和H+,发生反应的离子方程式为________________________。 (2)若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=2.0×10-13mol/L,则残留的Cr3+的浓度为____________________________________________。 (已知: Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31) c(Na+)>c(K+);由电荷守恒知,c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),且c(H+)=c(OH-),则c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-);水的离子积与温度有关;混合液中c(Na+)>0.05mol/L;降温、增大c(A2-)都能使平衡CaA(s) Ca2+(aq)+A2-(aq)左移。 Ⅱ.废水中加入绿矾和H+,根据流程图,可知发生的是氧化还原反应,配平即可。 c(Cr3+)/c(Fe3+)=[c(Cr3+)·c3(OH-)]/[c(Fe3+)·c3(OH)-]=Ksp[Cr(OH)3]/Ksp[Fe(OH)3]=1.5×107,故c(Cr3+)=3.0×10-6mol/L。 答案: Ⅰ. (1)B NaHA只能发生电离,不能发生水解 (2)BC (3)BD Ⅱ. (1)Cr2O +6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O (2)3.0×10-6mol/L 9.(2015·天津卷)FeCl3在溶液中分三步水解: Fe3++H2O Fe(OH)2++H+ K1 Fe(OH)2++H2O Fe(OH) +H+K2 Fe(OH) +H2O Fe(OH)3+H+K3 (1)以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 ______________________________________________________。 (2)通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为: xFe3++yH2O Fex(OH) +yH+ 欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)________。 a.降温 b.加水稀释 c.加入NH4Cld.加入NaHCO3 (3)室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是 ________________________________________________________。 (4)天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如图所示。 由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg/L)表示]的最佳范围约为________mg/L。 解析: (1)铁离子的水解分为三步,且水解程度逐渐减弱,所以水解平衡常数逐渐减小,则K1>K2>K3; (3)从反应的离子方程式中可知,氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成,所以关键步骤是调节溶液的pH。 (4)由图象可知,聚合氯化铁的浓度在18~20mg/L时,去除率达到最大值,污水的浑浊度减小。 答案: (1)K1>K2>K3 (2)bd (3)调节溶液的pH (4)18~20 10.在含有弱电解质的溶液中,往往有多个化学平衡共存。 (1)一定温度下,向1L0.1mol/LCH3COOH溶液中加入0.1molCH3COONa固体,则溶液中 __________(填“增大”“不变”或“减小”);写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式_________________________________________。 (2)土壤的pH一般在4~9之间。 土壤中Na2CO3含量较高时,pH可高达10.5,试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因_____________________________________________________。 加入石膏(CaSO4·2H2O)可以使土壤碱性降低,有关反应的化学方程式为 ___________________________________________________________________________________。 (3)常温下在20mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/LHCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。 回答下列问题: ①在同一溶液中,H2CO3、HCO 、CO ________(填“能”或“不能”)大量共存; ②当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为____________,溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为_______________________________________________________; ③已知在25℃时,CO 水解反应的平衡常数即水解常数Kh= =2.0×10-4mol/L,当溶液中c(HCO )∶c(CO )=2∶1时,溶液的pH=________。 (3)通过观察图象求解①②问。 ③中c(OH-)=1.0×10-4mol/L,则c(H+)=1.0×10-10mol/L,pH=10。 答案: (1)不变 c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+) (2)CO +H2O HCO +OH- Na2CO3+CaSO4·2H2O CaCO3+Na2SO4+2H2O (3)①不能 ②HCO 、H2CO3 c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO )>c(H+)=c(OH-) ③10 易错起源1、外界条件对电离平衡的影响 例1.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Kb=1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系的是( ) 解析 根据甲、乙的电离平衡常数得,这两种物质都是弱电解质,在温度不变、浓度相等时,电离程度CH3COOH 答案 B 【变式探究】下列关于室温下氨水的叙述,正确的是( ) A.同pH同体积的氨水和NaOH溶液,能分别与同浓度同体积的盐酸恰好完全中和 B.加水稀释0.10mol·L-1的氨水,溶液中n(OH-)减小 C.若温度不变,在氨水中加入少量NH4Cl固体,氨水的电离度和电离平衡常数均变小 D.氨水中的离子浓度关系满足: c(OH-)=c(H+)+c(NH4+) 【答案】 D 【名师点睛】以CH3COOH CH3COO-+H+为例。 改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) c(CH3COO-) 电离程度 导电能力 Ka 加水稀释 向右 增大 减小 减小 增大 减弱 不变 加少量冰醋酸 向右 增大 增大 增大 减小 增强 加浓盐酸 向左 增大 增大 减小 减小 增强 不变 加入NaOH(s) 向右 减小 减小 增大 增大 增强 CH3COONa(s) 向左 减小 减小 增大 减小 增强 加入镁粉 向右 减小 减小 增大 增大 增强 【锦囊妙计,战胜自我】 电离平衡属于化学平衡,其规律遵循勒夏特列原理。 如加水稀释类似于气体反应的增大体积、减小压强,平衡向分子数增加的方向移动。 又如在CH3COOH电离平衡中加入盐酸,平衡不一定就向左移动。 易错起源2、强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较 例2.浓度均为0.10mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg 的变化如图所示,下列叙述错误的是( ) A.MOH的碱性强于ROH的碱性 B.ROH的电离程度: b点大于a点 C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等 D.当lg =2时,若两溶液同时升高温度,则c(M+)/c(R+)增大 ROH是弱碱,升高温度,促进电离平衡ROH R++OH-向右进行,c(R+)增大,所以 减小,错误。 答案 D 【变式探究】pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。 分别滴加NaOH溶液(c=0.1mol/L)至pH=7。 消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则( ) A.x为弱酸,Vx C.y为弱酸,Vx 【答案】 C 【名师点睛】 等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸(b) 等pH的盐酸(a)与醋酸(b) pH或物质的量浓度 pH: a 物质的量浓度: a 溶液导电性 a>b a=b 水的电离程度 a a=b c(Cl-)与 c(CH3COO-)大小 c(Cl-)>c(CH3COO-) c(Cl-)=c(CH3COO-) 等体积溶液中和NaOH的量 a=b a 分别加该酸的钠盐固体后的pH a: 不变 b: 变大 a: 不变 b: 变大 开始与金属反应的速率 a>b 相同 等体积溶液与过量锌产生H2的量 相同 a 等体积溶液加水稀释相同倍数 都变小,但仍相等 pH都变大,盐酸增大的pH大于醋酸的pH 【锦囊妙计,战胜自我】 强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的各项比较,关键要抓住一个“弱”字,弱电解质的电离由于是部分电离,所以c(H+)或c(OH-)远小于弱酸或弱碱的物质的量浓度。 pH、溶液导电性、反应速率等都与c(H+)或c(OH-)有关,而中和碱的能力、产生氢气的量等与溶质的物质的量浓度有关。 易错起源3、影响水电离平衡的因素以及水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算 例3.一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图,下列说法正确的是( ) A.升高温度,可能引起由c向b的变化 B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13 C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化 D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化 b的变化,而不是向d变化,错误。 答案 C 【变式探究】25℃时,水的电离达到平衡: H2O H++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是( ) A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低 B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变 C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低 D.将水加热,KW增大,pH不变 【答案】 B 【名师点睛】 1.水电离平衡的影响因素 平衡移 动方向 c(H+) 的变化 c(OH-)的变化 c(H+)与c(OH-)的关系 KW 溶液的 酸碱性 升高温度 向右 增大 增大 c(H+)=c(OH-) 增大 中性 加入少量H2SO4 向左 增大 减小 c(H+)>c(OH-) 不变 酸性 加入少量NaOH(s) 向左 减小 增大 c(H+) 不变 碱性 加入少量NH4Cl(s) 向右 增大 减小 c(H+)>c(OH-) 不变 酸性 加入少量CH3COONa(s) 向右 减小 增大 c(H+) 不变 碱性 加入少量Na 向右 减小 增大 c(H+) 不变 碱性 2.水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算(25℃时) (1)中性溶液: c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1。 (2)溶质为酸的溶液 H+来源于酸电离和水电离,而OH-只来源于水。 如计算pH=2的盐酸中水电离出的c(H+): 方法是先求出溶液中的 c(OH-)=10-12mol·L-1,即水电离出的 c(H+)=c(OH-)=10-12mol·L-1。 (3)溶质为碱的溶液 OH-来源于碱电离和水电离,而H+只来源于水。 如pH=12的NaOH溶液中,c(H+)=10-12mol·L-1,即水电离产生的 c(OH-)=c(H+)=10-12mol·L-1。 (4)水解呈酸性或碱性的盐溶液 H+和OH-均由水电离产生。 如pH=2的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H+)=10-2mol·L-1,[c(OH-)=10-12mol·L-1是因为部分OH-与部分NH4+结合了];pH=12的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH-)=10-2mol·L-1。 易错起源4、有关pH的简单计算 例4.室温时,M(OH)2(s) M2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=a,c(M2+)=bmol·L-1时,溶液的pH等于( ) A. lg( )B. lg( ) C.14+ lg( )D.14+ lg( ) 解析 Ksp=c(M2+)·c2(OH-)=a,则c(OH-)= ,c(H+)= = ,pH=-lgc(H+)=14+ lg( ),C正确。 答案 C 【变式探究】在T℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH-)=10-bmol/L,已知a+b=12。 向该溶液中逐滴加入pH=c的盐酸(T℃),测得混合溶液的部分pH如下表所示: 序号 NaOH溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH ① 20.00 0.00 8 ② 20.00 20.00 6 假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则c为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 【答案】
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