2022高考化学解题方法归纳多粒子盐和水的电离.docx

2022高考化学解题方法归纳(难点15~16)
难点15 多离子盐溶液的结晶
多离子盐溶液中晶体的析出属初中所学内容，但初中所学不能满足于高考的要求，因此高中阶段有必要加深。
●难点磁场
请试做以下题目，然后自我界定学习本篇是否需要。
四种物质在水中、液氨中的溶解度(g溶质/100 g溶剂)如下表：
溶质
溶剂
AgNO3
Ba(NO3)2
AgCl
BaCl2
水
170
9.3
1.5×10－4
33.3
液氨
86
97.2
0.8
0
(1)分别是1.0 mol·L－1的Ag＋、Ba2＋、NO－3和Cl－在水中发生反响的离子方程式是。
(2)分别是0.50 mol·L－1的以上四种离子在液氨中发生反响的离子方程式是
。
(3)得出以上结论的依据是。
(4)将以上四种离子按适当浓度混合于液氨之中，能否有AgCl沉淀析出
答：________(“能〞或“否〞)。
●案例探究
[例题]下面是四种盐在不同温度下的溶解度(g／100 g　H2O)：
NaNO3KNO3NaClKCl
10℃80.520.935.731.0
100℃17524639.156.6
(计算时假定：①盐类共存时不影响各自的溶解度；②过滤晶体时，溶剂损耗忽略不计)
(1)取23.4 gNaCl和40.4 gKNO3，加70.0 gH2O，加热溶解。在100℃时蒸发掉 50.0 g　H2O，维持该温度，过滤析出晶体，计算所得晶体的质量(m高温)。
将滤液冷却至10 ℃，待充分结晶后过滤。计算所得晶体的质量(m低温)。
(2)另取34.0gNaNO3和29.8 gKCl，同样进行如上实验。10℃时析出的晶体是_______________(写化学式)。100℃和10℃得到的晶体质量(m′高温和m′低温)分别是多少
命题意图：此题考查多离子溶液中晶体的析出(实为沉淀生成)和溶解度的计算技能。
知识依托：物质的结晶。
错解分析：不了解物质的结晶与复分解反响的关系，(1)问无解；没看出(2)问数据的巧妙而费解。
解题思路：(1)100℃时S(NaCl)最小，所以析出NaCl晶体，那么不析出KCl、NaNO3；KNO3溶液未达饱和，亦不会析出。
m高温＝23.4 g－39.1 g×(70.0 g－50.0 g)÷100 g
＝23.4 g－7.82 g
＝15.6 g
将溶液冷却到10℃，析出晶体为KNO3和NaCl，析出KNO3晶体质量为：
40.4 g－20.9 g×(70.0g－50.0 g)÷100 g
＝40.4 g－4.18 g
=36.2 g
析出NaCl晶体的质量为：(39.1 g－35.7 g)×(70.0 g－50.0 g)÷100 g=0.68 g
那么：m低温=0.68 g＋36.2 g=36.9 g
(2)两种原始溶液中，各种盐的物质的量都相等。
n(NaCl)==n(KNO3)==n(NaNO3)
==n(KCl)==0.400 mol。
因而溶解后得到的两种溶液中四种离子浓度完全相同，根据溶解度数据可知，100℃时蒸发后得到的是NaCl晶体，冷却后得到的是KNO3晶体，但也含有少量的NaCl。所以第(2)小题不必再计算，便知：
m′高温=m高温=15.6 gm′低温=m低温=36.9 g
答案：(1)15.6 g36.9 g(2)15.6 g36.9 g
●锦囊妙计
多离子溶液中的任何一种阳离子与任何一种阴离子相结合都可构成为溶液的一种溶质，假设忽略同离子效应和盐效应(即假定盐类共存时不影响各自的溶解度)，当溶液中各离子浓度相等时，不管蒸发还是降温，溶解度最小的溶质首先析出，且析出盐的阳离子(或阴离子)与溶液中的其他阴离子(或其他阳离子)不会结晶析出，但与析出盐晶体中阴、阳离子无关的其他阴、阳离子所形成的溶质有析出的可能。
假设溶液中各离子浓度不等，那么有析出多种晶体的可能。假设SA＞SB＞SC＞SD，那么晶体析出的先后顺序为：D、C、B，一般不会析出A。
●歼灭难点训练
1.(★★★)取100 g H2O，配成10℃饱和KCl溶液，又取50 g水，参加35.4 g NaNO3，配成10℃　NaNO3溶液。将以上两溶液混合后，10℃时有种晶体析出，质量是______g，该晶体的化学式为，析出该晶体的原因是(溶解度见例题)。
2.(★★★)将例题中的“40.4 g KNO3”改为“29.8 g KCl〞，其他不变，试求m高温和m低温。
3.(★★★★)将例题中的“23.4 gNaCl和40.4 gKNO3”改为“0.120 mol　KCl和0.110 mol　NaNO3”，其他不变，求m高温和m低温。
4.(★★★★★)某化学兴趣小组欲从NaNO3和KCl的混合溶液中别离出KNO3，设计了如下实验方案：
假设：①混合溶液中，n(KCl)=n(NaNO3)；②盐类共存时不影响各自的溶解度。溶液中各种溶质在100℃和10℃的溶解度参照例题。试答复以下问题：
(1)①的主要操作是；
②的主要操作是。
(2)晶体A的主要成分是____________，假设含有杂质可能是____________。晶体C的主要成分是____________，假设含有杂质可能____________；通过实验确定晶体C中是否含有该杂质的方法是 。
(3)假设晶体C中确实含有杂质，进一步提纯的方法是____________。
附：参考答案
难点磁场
解析：(4)假设析出BaCl2沉淀之后，Ag＋与剩余Cl－的浓度超过了饱和AgCl液氨溶液中Ag＋和Cl－的浓度就会有AgCl沉淀析出。
答案：(1)Ag＋＋Cl－====AgCl↓Ba2＋＋2NO====Ba(NO3)2↓
(2)Ba2＋＋2Cl－====BaCl2
(3)溶液中复分解反响发生的条件之一是有沉淀生成，而溶解度小者首先形成沉淀析出
(4)能
歼灭难点训练
1.解析：10℃时，KNO3溶解度最小，所以首先计算是否有KNO3晶体析出。
100 g＋50 g=150 g水中能溶解KNO3质量为：
=31.4 g
而n(NaNO3)==n(KCl)==0.416mol
那么析出KNO3质量为：
101 g·mol－1×0.416mol－31.4 g=42.0 g－31.4 g=10.6 g
析出KNO3晶体，那么不析出KCl晶体和NaNO3晶体。
其次，计算是否有NaCl晶体析出。
150 g水能溶解NaCl质量为：
=53.6 g
此时溶液中共有NaCl质量为：
58.5 g·mol－1×0.416mol=24.3 g
可见，不会有NaCl晶体析出。
答案：一10.6KNO3因为溶液中存在K＋、Na＋、NO、Cl－四种离子，可以自由组合成KCl、KNO3、NaCl、NaNO3四种物质，在10℃时，S(KNO3)＜S(KCl)，所以可能有KNO3晶体析出，S(NaCl)＜S(NaNO3)，所以可能有NaCl晶体析出，经计算知，只析出KNO3晶体。
2.解析：100℃时。70.0 g－50.0 g=20.0 g水溶解NaCl和KCl的质量分别是：
m(NaCl)=39.1 g×20.0 g／100 g=7.82 g
m(KCl)=56.6 g×20.0 g／100 g=11.3 g
10℃时，20.0 g水溶解NaCl和KCl的质量分别是：
m′(NaCl)=35.7 g×20.0 g／100 g=7.14 g
m′(KCl)=31.0 g×20.0 g／100 g=6.20 g
那么：m高温=23.4 g－7.82 g＋29.8 g－11.3 g=34.1 g
m低温=7.82 g－7.14 g＋11.3 g－6.20 g=5.8 g
答案：34.1 g5.8 g
3.解析：100℃时，NaCl不析出，因为：
58.5 g·mol－1×0.110mol－=6.44 g－7.82 g＜0
那么，NaNO3亦不析出，因NaNO3与NaCl物质的量相等，且溶解度大；同理KNO3亦不析出，因KNO3与NaNO3物质的量相等，且溶解度大。
KCl亦不析出，因为：
74.5 g·mol－1×0.120mol－=8.94 g－11.3 g＜0
那么：m高温=0
降温至10℃，析出KNO3：
101 g·mol－1×0.110mol－=11.1 g－4.18 g=6.9 g
那么，NaNO3不会析出。KCl亦不析出，因为：
74.5 g·mol－1×(0.120mol－0.110mol)－=0.745 g－6.20 g＜0
NaCl亦不析出，因为：
58.5 g·mol－1×0.110mol－=6.44 g－7.14 g＜0
那么：m低温=6.9 g
答案：06.9 g
4.解析：从含有4种离子：K＋、Na＋、Cl－和NO的溶液中提取KNO3，应该采取冷却热饱和溶液的方法。而原溶液可能是不饱和的(对KNO3而言)、低温的。欲冷却，应制成高温的；欲使KNO3饱和，要蒸发水分——此为操作①。高温(100℃)下蒸发水，溶解度小者就会首先析出(NaCl)——此为A主要成分。过滤出NaCl晶体，然后冷却的饱和溶液——此即操作②，可析出晶体——主要是KNO3，也含有少量NaCl——C的主要成分。进行再结晶可提纯KNO3。
答案：(1)①蒸发水分，并将溶液控制在较高温度(如100℃)下，过滤析出晶体
②冷却至较低温度(如10℃)，过滤析出晶体
(2)NaClKNO3KNO3NaCl用焰色反响检验是否含有Na＋，用AgNO3(aq)和稀HNO3检验是否含有Cl－
(3)重结晶
难点16 水的电离
如何判断(或计算)溶液中c水(H＋)或c水(OH－)的大小，如何找出c水(H＋)与c水(OH－)的物料守恒关系，是本篇解决的问题。
●难点磁场
请试做以下题目，然后自我界定学习本篇是否需要。
Na2S(aq)中，以下说法正确的选项是________。
A.2c(Na＋)＋c(H＋)====c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)
B.c(Na＋)＋c(H＋)====2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)
C.c(H＋)＋c(HS－)＋2(H2S)====c(OH－)
D.c(Na＋)====2c(S2－)＋2(HS－)＋2c(H2S)
●案例探究
[例1]室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离生成的c(OH－)为
×10－7 mol·Ｌ－1×10－6 mol·Ｌ－1
×10－2 mol·Ｌ－1×10－12 mol·Ｌ－1
命题意图：考查学生对不同条件下水电离程度的认识，同时考查学生思维的严密性。
知识依托：水的离子积。
错解分析：pH=12的溶液，可能是碱溶液，也可能是盐溶液。忽略了强碱弱酸盐的水解，就会漏选D。
解题思路：先分析pH=12的溶液中c(H＋)、c(OH－)的大小。由c(H＋)=10－pH得：
c(H＋)=1.0×10－12 mol·L－1
c(OH－)=1.0×10－2 mol·L－1
再考虑溶液中的溶质：可能是碱，也可能是强碱弱酸盐。
最后进行讨论：
(1)假设溶质为碱，那么溶液中的H＋都是水电离生成的：
c水(OH－)=c水(H＋)=1.0×10－12 mol·Ｌ－1
(2)假设溶质为强碱弱酸盐，那么溶液中的OH－都是水电离生成的：
c水(OH－)=1.0×10－2 mol·Ｌ－1
答案：CD
[例2](NH4)2CO3(aq)中存在________种粒子。试完成以下问题：
(1)根据电荷守恒，写出一个用离子浓度表示的等式：；
(2)根据水的电离，写出一个含有c(H＋)和c(OH－)的等式：；
(3)根据(NH4)2CO3中，C、N原子个数关系，写出一个含有c(NH＋4)和c(CO)的等式：。
命题意图：考查学生对电荷守恒和物料守恒的认识；考查学生分析、解决、归纳水解问题的能力。
知识依托：盐类的水解。

解题思路：(NH4)2CO3(aq)中存在以下几种水解和电离方程式：
(NH4)2CO3====2NH＋CO
H2OH＋＋OH－
NH＋H2ONH3·H2O＋H＋
CO＋H2OHCO＋OH－
HCO＋H2OH2CO3＋OH－
以上所列粒子，除(NH4)2CO3外都存在，共有8种。
虽然NH与CO的水解能够相互促进，但不够剧烈，故水解反响不能进行到底。
(1)由于1个CO带2个负电荷，即c(CO)所带负电荷可表示为：2c(CO)，根据正负电荷总数相等可得答案。
(2)水电离出的H＋与OH－是相等的，但水电离出的H＋不全部独立的存在于溶液中，有的存在于HCO中，有的存在于H2CO3，故由水电离出的H＋总数可以浓度形式表示为：c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)。同样，水电离出的OH－也不全部独立存在于溶液中，有的被NH俘获存在于NH3·H2O中，被NH＋4俘获的OH－数与它们结合生成的NH3·H2O数是相等的，故由水电离出的OH－总数可以用浓度形式表示为：c(OH－)＋c(NH3·H2O)。
(3)(NH4)2CO3中，N(N)∶N(C)=2∶1。(NH4)2CO3中的N原子，有的存在于NH中，有的存在于NH3·H2O中，其总数以浓度形式可表示为：c(NH)＋c(NH3·H2O)。(NH4)2CO3中的C原子，有的存在于CO中，有的存在于HCO中，还有的存在于H2CO3中，其总数以浓度形式可表示为：c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。依据N、C原子个数比答案可得。
答案：8(1)c(NH)＋c(H＋)====c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)
(2)c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)====c(OH－)＋c(NH3·H2O)
(3)c(NH)＋c(NH3·H2O)====2c(CO)＋2c(HCO)＋2c(H2CO3)
●锦囊妙计
一、c水(H＋)[或c水(OH－)]的求解规律
1.强酸溶液：
c水(H＋)×c酸(H＋)=Kw[或c水(H＋)=]
弱酸溶液中：
c水(H＋)=
2.碱溶液中：
c水(OH－)·c碱(OH－)=Kw[或c水(OH－)=]
对于弱碱中的氨水溶液：
c水(OH－)=
3.盐溶液中，c水(H＋)、c水(OH－)的求解规律：
(1)常温下，强碱弱酸盐溶液中，c水(H＋)或c水(OH－)的求解规律分别是
c水(OH－)=10pH－14
c水(H＋)=c溶液(H＋)＋[HiA(n－i)－]=10－pH＋[HiA (n－i)－]
(An－代表弱酸根离子)
(2)常温下，强酸弱碱盐溶液中，c水(H＋)、c水(OH－)的求解规律分别是
c水(H＋)=10－pH
c水(OH－)=c溶液(OH－)＋c[M(OH)n－1]
(Mn＋代表弱碱阳离子)
二、有关溶液的物料守恒
1.强酸弱碱盐溶液中：
c(H＋)=c(OH－)＋c(被弱碱阳离子结合的OH－)
2.强碱弱酸盐溶液中：
c(OH－)=c(H＋)＋c(被弱酸根结合的H＋)
3.对所有盐溶液而言都可根据溶质的分子组成列出一个阴、阳离子浓度的关系式。
●歼灭难点训练
1.(★★★)水是一种极弱的电解质，在室温下平均每n个水分子中只有1个分子发生电离，那么n值是( )
A.107×108
×10－14
2.(★★★★)常温下，在pH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶液中，设由水电离产生的OH－浓度分别为A mol·L－1与B mol·L－1，那么A与B的关系为( )
A.A＞BB.A=10－4B
C.B=10－4A D.A=B
3.(★★★★)在室温下，某溶液中由水电离出的H＋浓度为1.0×10－13 mol·L－1，那么此溶液中一定不可能大量存在的离子组是( )
A.Fe3＋、NO、Cl－、Na＋B.Ca2＋、HCO、Cl－、K＋
C.NH、Fe2＋、SO、NOD.Cl－、SO、K＋、Na＋
4.(★★★★★)Na3PO4(aq)中有多种分子和离子，其总数为种。试完成以下问题。
(1)写出一个以离子浓度表示的电荷守恒等式：。
(2)写出一个含有c(OH－)和c(H＋)的等式：。
(3)根据Na3PO4中Na、P原子个数关系，写出一个含有c(Na＋)和c(PO)的等式：。
附：参考答案
难点磁场
提示：根据电荷守恒，可知A错B对。根据由水电离产生的H＋和OH－个数相等，可知C对。根据Na2S中，Na＋个数是S2－的两倍，可知D对。
答案：BCD
歼灭难点训练
1.提示：常温下，c(H＋)=1.0×10－7 mol·L－1，即每升水中已电离的水的物质的量是1.0×10－7 mol，而每升水的物质的量是，那么：
n=mol∶10－7 mol=5.56×108
答案：B
2.提示：此题有两种解法。
方法1(常规解法)：NaOH(aq)中：
c水(OH－)=c水(H＋)=mol·L－1=1.0×10－5 mol·L－1
CH3COONa(aq)中：
c′水(OH－)=c′总(OH－)=10－9 mol·L－1
那么A∶B=10－4
方法2(巧解法)：NaOH(aq)中，水的电离被抑制；CH3COONa(aq)中，水的电离被促进；故A＜B。
答案：B
3.提示：c水(H＋)=1.0×10－13mol·L－1，那么该溶液可能是强碱性溶液，也可能是强酸性溶液，总之，水的电离被抑制。因而“一定不可能大量存在〞是指酸性和碱性条件下都不能大量存在。
答案：BC
评注：假设去掉题干中的“不可〞，那么选D。假设去掉题干中的“一定不〞，那么选AD。
4.提示：Na3PO4完全电离，水局部电离：
Na3PO4====3Na＋＋PO
H2OH＋＋OH－
PO发生系列水解：
PO＋H2OHPO＋OH－
HPO＋H2OH2PO＋OH－
H2PO＋H2OH3PO4＋OH－
答案：8
(1)c(Na＋)＋c(H＋)==c(OH－)＋3c(PO)＋2c(HPO)＋c(H2PO)
(2)c(H＋)＋c(HPO)＋2c(H2PO)＋3c(H3PO4)==c(OH－)
(3)c(Na＋)==3c(PO)＋3c(HPO)＋3c(H2PO)＋3c(H3PO4)