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【得分宝典】高中化学-专题八-水溶液中的离子平衡.doc

上传人:仙人****88 文档编号:5604649 上传时间:2024-11-14 格式:DOC 页数:56 大小:3.64MB 下载积分:10 金币
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得分宝典之高中化学专题八 水溶液中的离子平衡 外界条件对弱电解质的电离平衡的影响依然是2013高考命题的热点,特别结合电离平衡常数分析溶液中的离子变化关系。溶液中的离子浓度大小的比较是守恒思想的重要应用,预测2013高考中将会与图像相结合考查图像分析能力及守恒思想的应用。浓度积常数是平衡常数应用的延续,特别是涉及混合溶液中的计算更是重点。 知识梳理 第一节 弱电解质的电离 考纲解读 考纲内容 要求 名师解读 电解质的概念,强电解质和弱 电解质的概念 Ⅰ 近5年来,新课标对弱电解质的电离平衡考查共计13次,试题主要是对本专题能力点的考查。以分析和解决化学问题的能力为主,难度中等,侧重于借助电离平衡常数、电离度来分析外界条件对电离平衡的影响,特别是平衡移动原理的应用。2013年高考对本节的考查仍将以外界条件对弱电解质电离平衡的影响为主,题型延续以选择题为主的形式。 电解质在水溶液中的电离,以及电解质溶液的导电性 Ⅱ 弱电解质在水溶液中的电离平衡 Ⅱ 基础巩固 一、强、弱电解质 1.电解质与非电解质 能导电 电解质 在___ 里_______ 非电解质 不能导电 或_____状态下 化合物 2. 强电解质、弱电解质 ____电离 在水溶液里_______ 强电解质,包括强酸、强碱、大部分盐等. ____电离 电解质 弱电解质,包括弱酸、弱碱、极少数盐、水等. 3.电离方程式的书写 (1)强电解质的电离用“_____”,弱电解质的电离用“_____”, 如H2SO4的电离方程式为_________________________。 (2)多元弱酸分步电离,可分步书写电离方程式,主要是第一步,多元弱碱按一步电离书写。例如,硫化氢:__________________、__________________,氢氧化铝______________________________________________________。 (3)强酸的酸式盐完全电离,弱酸的酸式盐只电离出酸式酸根离子和阳离子。 例如,硫酸氢钠:__________________;碳酸氢钠:__________________。 二、弱电解质的电离平衡 1.电离平衡的建立 在一定条件(如温度、浓度等)下,当________________________的速率和__________________________的速率相等时,电离过程就达到平衡。平衡建立过程如图所示。 2.电离平衡的特征 3.外界因素对电离平衡的影响 4.电离平衡常数 (1)表达式 ①对于一元弱酸HA:HAH++A-,平衡常数K= 。 ②对于一元弱碱BOH:BOHB++OH-,平衡常数K= 。 (2)特点 ①电离平衡常数只与温度有关,升温,K值______。 ②多元弱酸的各级电离平衡常数的大小关系是_________ ,故其酸性取决于第一步。 (3)意义 5.电离度(α) α=×100% 一般情况下,弱电解质浓度越大,电离度越小,弱电解质浓度越小,电离度越大。 实验探究 拓展实验:水中火光 【原理】氯酸钾和浓硫酸作用,生成易分解的氯酸,产生二氧化氯;二氧化氯很容易分解生成氯气和氧气;白磷燃烧,生成五氧化二磷;五氧化二磷和水反应生成磷酸。 KClO3+H2SO4=HClO3 +KHSO4; 4HClO3=4ClO2↑+O2↑+2H2O; 2ClO2=Cl2 +2O2; 4P+5O2=2P2O5; P2O5+3H2O=2H3PO4。 【准备】200毫升烧杯,2毫升移液管,镊子,药匙,水,98%浓硫酸,氯酸钾,白磷。 【操作】(1)在烧杯中放入10克氯酸钾晶体,慢慢注入100毫升水,再用镊子夹取2~3块绿豆大的白磷放在氯酸钾晶体中间。 (2)然后用移液管吸取浓硫酸2毫升注到氯酸钾和白磷的交界处,这时白磷燃烧,发出火光。 练一练: 白磷能燃烧除说明二氧化氯分解放出氧气,还能说明什么? 参考答案: 能说明前面的反应是放热反应,放热使白磷达到着火点在氧气中燃烧。 重点突破 一、直击考点: 考点一 电解质、强弱电解质的比较与判断 该考点经常以选择题出现,多进行正误判断。 电解质与非电解质的判断注意点:①不要认为所给物质不是电解质就是非电解质,如Cu、Cl2等单质既不是电解质也不是非电解质。②电解质不一定导电,如氯化钠晶体;不导电的物质不一定是非电解质。③非电解质不导电,导电物质不一定是电解质,如金属等。④电解质必须是化合物本身电离出离子,否则不属于电解质,如CO2、SO3、NH3等物质的水溶液虽能导电,但它们并不是电解质,因为它们是与水反应生成了电解质。 【例1】下列说法正确的是( ) A.CO2溶于水能导电,因此CO2是电解质 B.KHSO4只有在电流作用下才能电离成K+、H+和SO42- C.强电解质溶液的导电能力不一定都强,弱电解质溶液的导电能力不一定都弱 D.AgCl难溶于水,所以AgCl是弱电解质;醋酸铅易溶于水,所以醋酸铅是强电解质 考点二 弱电解质的电离平衡的考查 本考点是高考考查的热点,多以单独的选择题形式出现。 以CH3COOH CH3COO-+ H+ △H>0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 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 升高温度 向右 增大 增大 增大 增大 增强 增大 【例2】已知0.1 mol·L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中c(H+)/c(CH3COOH)值增大,可以采取的措施是( ) A.加少量烧碱 B.升高温度 C.加少量冰醋酸 D.加水 考点三 强、弱电解质的比较 1.相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸(盐酸)和一元弱酸(醋酸)的比较 c(H+) pH 中和碱的能力 与活泼金属产生H2的量 开始时与金属反应的速率 一元强酸 大 小 相同 相同 大 一元弱酸 小 大 小 2.相同pH、相同体积的一元强酸(盐酸)和一元弱酸(醋酸)的比较 c(H+) 酸的浓度 中和碱的能力 与活泼金属产生H2的量 开始时与金属反应的速率 一元强酸 相同 小 弱 少 相同 一元弱酸 大 强 多 【例3】下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是 (  ) A.相同浓度的两溶液中c(H+)相同 B.100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠 C.pH=3的两溶液稀释100倍,pH都为5 D.两溶液中分别加入少量对应的钠盐,c(H+)均明显减小 二、走出误区: 误区一 误认为强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液导电能力强 电解质溶液导电能力与溶液中离子浓度、离子的电荷数有关,与离子数多少无关。离子电荷数相同时,离子浓度越大,导电性越强;离子浓度相同时,离子电荷数越高,导电性越强;离子浓度越大,离子电荷数越大,溶液导电性越强。 强电解质溶液导电性不一定比弱电解质溶液导电性强:①通常,弱电解质溶液中加入少量强电解质,能较大程度增大溶液导电性,而强电解质溶液中 加入少量强电解质,溶液导电性增强不明显;②一般随温度升 高,电解质溶液的导电性增强(与金属导电相反);③在纯醋 酸中加入水,其导电性变化情况如右图所示。 【例1】电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。如图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。 下列示意图中,能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是( ) A. C. 误区二 误认为强电解质一定都溶于水 学习强电解质和弱电解质的概念时,切莫混淆溶解度与电离程度,步入“难溶的物质都是弱电解质”的误区。难溶物质如果属于盐,一般属于强电解质,如BaCO3,AgCl等,因为它们溶于水的那部分能完全电离;如果属于弱酸如硅酸,或属于弱碱如Fe(OH)2、Al(OH)3、Mg(OH)2,则属于弱电解质。理解“弱电解质”的关键是理解“溶解的量部分电离”的内涵,区别“溶解”与“电离”。 【例2】下表中物质的分类组合正确的是( ) A B C D 强电解质 Al2(SO4)3 BaSO4 HF KClO3 弱电解质 H3PO4 H2O CaCO3 Al(OH)3 非电解质 CO2 NH3·H2O NH3 HI 错解:C 原因:碳酸钙不溶于水,是弱电解质。 正解:A 原因:B项中NH3·H2O为弱电解质,故B项错误;C项中HF为弱电解质,CaCO3为强电解质,故C项错误;D项中HI为强电解质,故D项错误。 巩固复习 1.下列有关叙述正确的是( ) A.铜可导电,所以铜是电解质 B.MgCl2在熔融状态下可导电,它是电解质 C.HCl、H2SO4液态时都不导电,都是非电解质 D.能导电的单质一定是金属 2.下列物质的电离方程式不正确的是( ) A.NaHCO3===Na++H++CO B.H2CO3H++HCO,HCOH++CO C.AlCl3===Al3++3Cl- D.NaHSO4===Na++H++SO 2.A解析:A项NaHCO3是强电解质,但HCO不能完全电离,故其电离方程式应为NaHCO3===Na++HCO. 3.用食用白醋(醋酸浓度约为1 mol/L)进行下列实验,能证明醋酸为弱电解质的是( ) A.白醋中滴入石蕊试液呈红色 B.白醋加入豆浆中有沉淀产生 C.蛋壳浸泡在白醋中有气体放出 D.pH试纸显示醋酸的pH为2~3 3.D解析:A项说明溶液呈酸性,故A项不符合;B项说明白醋是一种电解质溶液,故B项不符合;C项说明醋酸的酸性比碳酸强,但不能证明醋酸为弱电解质,故C项不符合。 4.对氨水溶液中存在的电离平衡NH3·H2ONH4++OH-,下列叙述正确的是( ) A.加水后,溶液中n(OH-)增大 B.加入少量浓盐酸,溶液中n(OH-)增大 C.加入少量浓NaOH溶液,电离平衡向正反应方向移动 D.加入少量NH4Cl固体,溶液中c(NH4+)减少 5.用pH均为2的盐酸和醋酸溶液,分别中和等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液,当氢氧化钠恰好被完全中和时,消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为Vl和V2,则Vl和V2的关系正确的是( ) A.V1>V2 B.V1<V2 C.V1=V2 D.V1≤V2 5.A解析:由于醋酸是弱酸,它在溶液中电离时存在电离平衡,醋酸只有少部分电离,因此pH均为2的盐酸和醋酸溶液的浓度相比,醋酸物质的量浓度应大于盐酸物质的量浓度。用这两种酸中和含NaOH物质的量相同的溶液,消耗盐酸和醋酸的物质的量相同,依据V(aq)=n/c,消耗盐酸溶液的体积大,故A项正确。 6.一元弱酸HA(aq)中存在下列电离平衡:HA A-+H+。将1.0molHA分子加入1.0L水中,下图中,表示溶液中HA、H+、A-的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是( ) 6.C解析:本题考查电离平衡原理与图像结合能力。根据弱酸HA的电离平衡知,HA浓度由大到小,但不会等于0,排除D项;A-、H+浓度由0增大,但不会达到1.2mol/L,排除了B;平衡时c(H+)=c(A-),排除A项;平衡时,HA减少量等于A-的量,故C项正确。 7.高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数: 酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3 Ka 1.6×10-5 6.3×10-9 1.6×10-9 4.2×10-10 从以上表格中判断以下说明中不正确的是( ) A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离 B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸 C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4 = 2H+ + SO42- D.水对于这四种酸的强弱没有区分能力,但醋酸可以区分这四种酸的强弱 7.C解析:由电离常数的数据可知四种酸在冰醋酸中均未完全电离,酸性最强的是HClO4,最弱的是HNO3,由此可知选项C中的电离方程式用“”表示,故C项不正确。 8.(2010重庆)pH = 2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加NaOH溶液(c = 0.1 mol/L)至pH = 7,消耗NaOH溶液体积为Vx、Vy,则( ) A.x为弱酸,Vx<Vy B.x为强酸,Vx>Vy C.y为弱酸,Vx<Vy D.y为强酸,Vx>Vy 8.C解析:从图像看,稀释10倍,x的pH值变化1,y的pH值变化小于1,说明x为强酸,y为弱酸。pH相等的强酸和弱酸与碱反应,弱酸的原浓度大,故消耗碱的量大,故C项正确。 提高训练 9. 判断下列说法的正误 (1)(2010北京)0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH>1,(原因是)CH3COOH CH3COO-+H+。 ( ) (2) (2010福建,10C)由0.1 mol·L-1一元碱BOH溶液的pH=10,可推知BOH液存在 BOH===B++OH-。 ( ) (3)(2010·全国Ⅱ)醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度。( ) (4)(2010全国Ⅰ)某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液的pH=b,则 a>b。 ( ) (5)(2011浙)已知一定温度下,醋酸溶液的物质的量浓度为c,电离度为α, 。若加入少量醋酸钠固体,则CH3COOHCH3COO-+H+向左移动,α减 小,Ka变小。 ( ) 9.(1)√(2)× (3)×(4) × (5)× 10.将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀溶液中,下列各图示意混合溶液有关量或性质的变化趋势,其中错误的是( ) 11.光谱研究表明,易溶于水的SO2所形成的溶液中存在着下列平衡: SO2+xH2OSO2·xH2O 据此,下列判断中正确的是( ) A.该溶液中存在着SO2分子 B.该溶液中H+浓度是SO32 -浓度的2倍 C.向该溶液中加入足量的酸都能放出SO2气体 D.向该溶液中加入过量NaOH可得到Na2SO3、NaHSO3和NaOH的混合溶液 11.A解析:A项由题给信息知SO2溶于水只是部分与水作用生成H2SO3,所以溶液中一定存在SO2分子,故A项正确;B项H2SO3的二步电离是逐级减弱的,故B项错误;C项若向该溶液中加入强氧化性酸HClO就难以放出SO2,若加入比H2SO3酸性弱的酸,也不会放出SO2,故C项错误;D项若加入足量NaOH,就不会大量存在NaHSO3故D项错误。 12.某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是( ) A.II为盐酸稀释时的pH值变化曲线 B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强 C.a点KW的数值比c点KW的数值大 D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度 13.已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是( ) A.该溶液的pH = 4 B.升高温度,溶液的pH增大 C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7 D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍 14.如图是一定温度下向不同电解质溶液中加入新物质时溶液的导电性发生变化的情况,其电流(I)随新物质加入量(m)的变化曲线。以下四个导电性实验,其中与A图变化趋势一致的是 ,与B图变化趋势一致的是 ,与C图变化趋势一致的是 。 A.氢氧化钡溶液中滴入硫酸溶液至过量 B.醋酸溶液中滴入氨水至过量 C.澄清石灰水中通入CO2至过量 D.在氯化铵溶液中逐渐加入适量氢氧化钠固体 E.向饱和的氢硫酸溶液中通入过量的二氧化硫 在一定温度下,有a.盐酸,b.硫酸,c.醋酸三种酸: (1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是____________。 (2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是________。 (3)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是________。 (4)当三者c(H+)相同、体积相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是________。 (5)当c(H+)相同、体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌粒,若产生相同体积的氢气(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为________,反应所需时间的长短关系是________。 (6)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是________。 15. (1)b>a>c (2)b>a=c (3)c>a>b(4)c>a=b (5)a=b=c a=b>c  (6)c>a=b CH3COOH部分电离,随着水的加入,使CH3COOH的电离程度增大,c(H+)减小的程度较 16. (1)< (2)①不变;Ka不随浓度变化而变化。 ②c(H+)为4.18×10-4 mol/L;醋酸的电离度为4.18%。 解析:(1)设NH3·H2O的电离度分别为α1、α2,则==10·,溶液浓度越小,电离度越大,即α1<α2,所以c1<10c2。(2)①Ka只随温度变化而变化。加入盐酸Ka不变。②设平衡时c(H+)=c(CH3COO-)=x,则c(CH3COOH)平=0.010-x,由Ka==1.75×10-5进行0.010-x≈0.010处理后,解得x=4.18×10-4mol/L,α=×100%=4.18%。 第二节 水的电离和溶液的pH 考纲解读 考纲内容 要求 名师解读 水的电离,离子积常数 Ⅰ 近5年来,新课标对水的电离查共计7次,考查重点是水的电离平衡的影响因素、酸碱中和滴定原理的应用、溶液pH的有关计算。2013年高考对本节的考查更多的会以弱电解质的稀释、盐类的水解及粒子浓度大小结合考查,多在选择题中某一选项中出现。 溶液pH的定义,测定溶液pH的方法 Ⅰ 能进行pH的简单计算 Ⅱ 基础巩固 一、水的电离 1.水的电离 水是极弱电解质,它能电离,可写为:________________或_____________________(称为水的自偶电离)。任何水溶液中都存在水的____,也就是说任何溶液中都有____和____。 2.水的离子积 (1)表达式:Kw=____________,在25℃时,测定c(H+)=c(OH-)=____________,即Kw=____________。 (2)水的离子积只与____有关,________水的离子积增大。 二、溶液的酸碱性 1.判断溶液酸碱性的唯一标准: 溶液酸 碱性 c(H+)与c(OH-)关系 任意温度 常温(mol·L-1) pH(常温) 酸性 c(H+)____c(OH-) c(H+)____1×10-7 7 中性 c(H+)____c(OH-) c(H+)=c(OH-____1×10-7 7 碱性 c(H+)____c(OH-) c(H+)____1×10-7 7 2.溶液酸碱性的表示方法——pH (1)定义:pH = ________。 (2)意义:pH大小能反映出溶液中c(H+)的大小,即能表示溶液的酸碱性强弱。 (3)范围:pH的范围一般在________之间,当c(H+)>1 mol·L-1时,用物质的量浓度直接表示溶液的酸、碱性更方便。 (4)规律:pH越小,溶液的酸性强;pH越大,溶液的碱性强。 (5)pH的测定 酸碱指示剂只能测定溶液pH的粗略范围,一般不能准确测定pH,测定溶液的pH一般选用pH试纸和pH计。 三、酸碱中和滴定 1.实验原理 利用____反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。 2.实验用品 (1)仪器 _____滴定管(如图A)、_____滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、________。 (2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。 3.中和滴定操作:(以标准盐酸滴定NaOH溶液为例) (1)准备 ①滴定管:a.____,b.洗涤,c.____,d.装液,e._______,f.______,g.____。 ②锥形瓶:a.注碱液,b.记读数,c.加指示剂。只用______洗涤,不能用_____润洗。 (2)滴定 右手_________ _________ (3)终点判断 等到滴入最后一滴反应液,指示剂变色,且____不褪色,视为滴定终点。 (4)数据处理 按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=________计算。 自我校对 实验探究 拓展实验:“可乐”变“雪碧” 【原理】硫代硫酸钠和碘能发生氧化—还原反应,褪去碘溶液的颜色: I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6。 【准备】可口可乐空瓶、50亳升酒精、碘片、硫代硫酸钠、烧杯。 【操作】 (1)取可口可乐空瓶一只,倒入四分之三体积的蒸馏水。 (2)取烧杯一只,加入50亳升酒精,并加入适量碘片,制得深褐色酒精碘溶液,将配好的溶液倒入可乐瓶中。边加碘边振荡烧杯直到溶液的颜色和可乐相似为止。一瓶“可乐”就制好了。 (3)在干燥的瓶盖内放入硫代硫酸钠(大苏打)粉末,然后取一张糯米纸盖在粉末上,再将瓶盖轻轻地盖在瓶口上,小心盖紧,注意不要使大苏打粉末散落在瓶内。 (4)将可口可乐瓶用力一摇,很快一瓶“可乐”变成了无色透明的“雪碧”。 【说明】这种“可口可乐”不会可口,“雪碧”也不会令人清爽,它们绝对不能饮用。 练一练: 1.硫代硫酸钠俗称“大苏打”,“苏打三姐妹”中的另外2个“苏打”、“小苏打”分别是什么物质? 2.酒精的作用是什么? 参考答案 1.苏打是碳酸钠,小苏打是碳酸氢钠。 2.由于碘在水中的溶解度小,用酒精作溶剂,一方面可以和碘相溶,另一方面酒精与水互溶。 重点突破 一、直击考点: 考点一 对水的电离平衡的考查 该考点经常结合弱电解的电离平衡、水解平衡来考查,多以选择题形式出现。 影响水的电离平衡的因素: 1.温度:升高温度,促进水的电离平衡向右移动,OH-和H+浓度都增大,但仍相等,所以显中性。100℃时,Kw=5.5×10-13。 2.加入酸或碱:在水中加入的酸或碱,即增大c(H+)或(OH-),抑制水的电离,电离平衡向左移动,水本身电离出的H+和OH-浓度减小,但仍相等。 3.加入活泼金属(钠、钾等):在水中加入钠、钾等活泼金属,H2OH++OH-,2Na+2H+=2Na++H2↑,促进水电离平衡向正向移动,电离出的OH-增多。 4.加入能水解的盐:促进水的电离。 【例1】25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH- △H>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 【点评】对于选项A要正确理解勒夏特列原理中“减弱”两字的含义。 【例2】已知液氨的性质与水相似,25 ℃时,NH3+NH3 NH4+ +NH2- ,NH4+ 离子的平衡浓度为1×10-15 mol/L,则下列说法中正确的是( ) A.在液氨中加入NaNH2可使液氨的离子积变大 B.在液氨中加入NH4Cl可使液氨的离子积减小 C.在此温度下液氨的离子积为1×10-30 D.在液氨中放入金属钠,平衡不会移动 考点二 对溶液pH计算的考查 本考点多在选择题中某一选项中出现,有时也在填空题中出现,考查pH的计算。 1.总的原则 (1)若溶液为酸性,先求c(H+),再求pH; (2)若溶液为碱性,先求c(OH-),再由c(H+)=,求c(H+),最后求pH。 2.单一溶液的pH (1)强酸溶液:c(酸)→c(H+)→pH=-lg{c(H+)} 如0.05 mol·L-1的H2SO4中c(H+)=0.1 mol·L-1,pH=-lg 0.1=1。 (2)强碱溶液:c(碱)→c(OH-)→c(H+)→pH=-lg{c(H+)} 如0.05 mol·L-1的Ba(OH)2中c(OH-)=0.1 mol·L-1,c(H+)==10-13 mol·L-1,pH=-lg10-13=13。 3.关于两强(强酸或强碱)混合、稀释pH的计算 (1)两强酸混合、稀释(用水稀释强酸时,可以认为水中的c(H+)=0) 先算c混(H+),再算pH,c混(H+)=。 (2)两强碱混合、稀释(用水稀释强碱时,可以认为水中的c(OH-)=0) 先算c混(OH-),再算c混(H+),最后算pH,c混(OH-)=。 4.强酸强碱混合,其中一种物质过量的pH的计算 (1)酸过量时,先求c混(H+),再求pH,c混(H+)=。 (2)碱过量,先算c混(OH-),再算c混(H+),最后算pH,c混(OH-)=。 5.关于两强(强酸或强碱)溶液等体积混合,且pH相差2个或2个以上单位时的pH的计算: ①若混合前,pH小+pH大≥15时,pH混=pH大-0.3 ②若混合前,pH小+pH大=14时,pH混=7 ③若混合前,pH小+pH大≤13时,pH混=pH小+0.3 【例3】已知在100℃下,水的离子积KW=1×10-12,下列说法正确的是( ) A.0.05 mol·L-1的H2SO4溶液pH=1 B.0.001 mol·L-1的NaOH溶液pH=11 C.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合后溶 液pH为6,溶液显酸性 D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=11的NaOH溶液50 mL 【例4】室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是( ) A.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合 B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合 C.pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合 D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合 考点三 对中和滴定原理及误差分析的考查 本考点多以中和滴定原理为基础,考查氧化还原反应原理等实验操作,多以实验题形式出现。 中和滴定是中学化学重要的定量实验,迁移能力强,拓展空间大,可以与沉淀反应、氧化还原反应、络合反应联系起来命题。 以标准溶液A滴定未知浓度的B溶液为例,依据:c(B)=c(A)•V(A,aq)/V(B,aq)。 先分析每种操作方法引起哪个量变化,后根据公式综合判断对B溶液浓度的影响: I.造成测定结果偏大(实际浓度小)的错误操作有: ①滴定管用蒸馏水洗后,未用标准液润洗;②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,又用待测液润洗;③滴定管尖端部分的气泡未赶尽就进行滴定;④滴定前俯视,滴定后仰视;⑤滴定时溶液流速快,成线状流入锥形瓶,而不是逐滴滴下,滴定到终点后没有停半分钟就立即读数;⑥滴定过程中有标准液沾在锥形瓶内壁上,而未用蒸馏水冲洗下去。 II.造成测定结果偏小(实际浓度大)的错误操作有: ①量取待测液的滴定管用蒸馏水冲洗后,未用标准溶液润洗就去移取待测液;②锥形瓶 未洗净,残留少量与待测液溶质起反应的物质;③滴定前仰视,滴定后俯视;④滴定终止半分钟内,溶液又呈现滴定前的颜色。 【例5】现用邻苯二甲酸氢钾标准溶液来测定NaOH溶液的浓度。用氢氧化钠溶液来滴定邻苯二甲酸溶液时有下列操作: ①向溶液中加入1~2滴指示剂 ②取20mL标准溶液放入锥形瓶中 ③用氢氧化钠溶液滴定至终点 ④重复以上操作 ⑤用天平精确称取5.105 g邻苯二甲酸氢钾(相对分子质量为204.2)固体配成250 mL 标准溶液(测得pH约为4.2)。 ⑥ 根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度. (1)以上各步中,正确的(填序号)操作顺序是 ________________ ,上述②中使用的仪器除锥形瓶外,还需要使用的仪器是________,使用______作指示剂。 (2)滴定,并记录NaOH的终读数。重复滴定几次,数据记录如下表: 滴定次数 实验数据 1 2 3 4 V(样品)/mL 20.00 20.00 20.00 20.00 V(NaOH)/mL(初读数) 0.10 0.30 0.00 0.20 V(NaOH)/mL(终读数) 20.08 20.30 20.80 20.22 V(NaOH)/mL(消耗) 19.98 20.00 20.80 20.02 某同学在处理数据过程中计算得到平均消耗NaOH溶液的体积为: 20.20mL 他的计算合理吗?理由是_______________ __________________________________________________。 通过仪器测得第4次滴定过程中溶液pH随加入氢氧化钠溶液体积的变化曲线如图所示,则a____20.02(填“>”、“<”或“=”) (3)步骤②中在观察滴定管的起始读数时,要使滴定管的尖嘴部分充满溶液,如果滴定管内部有气泡,赶走气泡的操作 。 滴定前,用蒸馏水洗净碱式滴定管,然后加待测定的氢氧化钠溶液滴定,此操作对实验结果______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”) 二、走出误区: 误区一 某溶液的pH=7,误认为该溶液一定为中性溶液 因温度不确定故pH=7的溶液不一定显中性,若温度超过25℃,pH=7的溶液呈碱性。同理,pH=6的溶液不一定呈酸性。溶液呈酸性还是呈碱性,取决于溶液中c(OH-)和c(H+)的相对大小。 【例1】下列溶液肯定显酸性的是( ) A.含H+的溶液 B.能与活泼金属反应生成H2的溶液 C.pH<7的溶液 D.c(OH-)<c(H+)的溶液 错解:C 原因:因为pH<7,所以溶液呈酸性。 正解:D 原因:A项中任何溶液中既含有H+又含有OH-,故A项错误;B项中Al可与强碱溶液反应放出H2,故B项错误;C项中温度高于室温时,水溶液的pH<7,但溶液仍为中性,故C项错误;c(OH-)<c(H+)时溶液才显酸性,故D项正确。 误区二 溶液无限稀释后pH的计算 1.对于强酸溶液,c(H+)每稀释10n倍,pH增大n个单位(但最后溶液的pH不超过7)。 2.对于强碱溶液,c(OH-)每稀释10n倍,pH减小n个单位(但最后溶液的pH不小于7)。 3.对于pH或物质的量浓度相同的强酸与弱酸(或强碱与弱碱),稀释相同倍数时,强酸的pH增大得较多(或强碱pH减小得较多)。 特别注意:浓度较大的强酸、强碱水溶液中水的电离可以忽略,当pH接近7时,水的电离不能忽略。酸性溶液加水无限稀释,pH只能接近于7,仍小于7。 【例2】将pH为5的硫酸溶液稀释500倍,稀释后溶液中c(SO)∶c(H+)约为( ) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶10 D.10∶1 错解:B 原因:H2SO4中H+、SO42-数目比为1∶2。 正解:C 原因:pH=5的硫酸溶液中,c(H+)=10-5 mol·L-1,c(SO)=5×10-6 mol·L-1。将此溶液稀释500倍后,稀释液中c(SO)=1×10-8 mol·L-1,而c(H+)趋近于1×10-7 mol·L-1,则c(SO)∶c(H+)约为1∶10,故C项正确。本题若不能很好地理解酸、碱溶液稀释的pH计算,则很容易误选B。 巩固复习 1.下列实验中所选用的仪器合理的是( ) ①用50 mL量筒量取5.2 mL稀硫酸 ②用分液漏斗分离苯和四氯化碳的混合物 ③用托盘天平称量11.7 g氯化钠晶体 ④用碱式滴定管取23.10 mL溴水 ⑤用瓷坩埚灼烧各种钠的化合物 ⑥用250 mL容量瓶配制250 mL 0.2 mol·L-1的NaOH溶液 A.①②④  B.②③④⑥ C.③⑥ D.③⑤⑥ 2.弱酸HY溶液的pH=3.0,将其与等体积水混合后的pH范围是(已知lg2=0.3) ( ) A.3.0~3.3 B.3.3~3.5 C.3.5~4.0 D.3.7~4.3 2.A解析:若是pH=3.0的强酸与等体积的水混合,pH=3.3,稀释后促进弱酸的电离,pH<3.3,故A项正确。 3.将纯水加热至80℃,下列叙述正确的是( ) A
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