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电 解 质 溶 液 的 复 习
江苏省如东高级中学 严国建
近几年高考试题的特点
电解质溶液是高中化学化学重要的基础理论之一,在高考中占有重要的地位,将重点、难点、热点融于一起。从近十年的高考试题可以看出,涉及电解质溶液的知识考点多,重视率高,约占高考总分值的十分之一。常见的题型主要是选择题、简答题、实验题、计算题。命题形式稳中有变,不仅涉及定性推理,还有定量计算,试题逐渐从知识型试题向能力型试题衍变,思维层次不断提高,综合性不断增强,能充分体现现代的命题思想。pH的计算、水的电离、盐类的水解及其应用、电化学知识等等一直是高考命题的热点。
比如:
(2000上海)取pH值均等于2的盐酸和醒酸各100ml分别稀释2倍后,再分别加入0.03g锌粉,在相同条件下充分反应,有关叙述正确的是
A、醋酸与锌反应放出氢气多 B、盐酸和醋酸分别与锌反应放出的氢气一样多
C、醋酸与锌反应速率大 D、盐酸和醋分别与锌反应的速度一样大
(2003年江苏)将0.2mol·L-1HCN溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列关系式中正确的是
A c(HCN)<c(CN-) B c(Na+)>c(CN-)
C c(HCN)-c(CN-)=c(OH-) D c(HCN)+c(CN-)=0.1mol·L-1
(2004江苏)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:
Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列说法错误的是
A.电池工作时,锌失去电子
B.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq)
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过O.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g
目前学生存在的薄弱环节
1、概念和原理的理解不透彻,运用时不能去伪存真,辨别是非。
例如:下列说法正确的是( )
A. 电解质溶液的浓度越大,其导电性能一定越强
B. 强酸和强碱一定是强电解质,不管其水溶液浓度的大小,能完全电离
C. 强极性共价化合物不一定都是强电解质。
D.多元酸、多元碱的导电性一定比一元酸、一元碱的导电能力强
本题要求学生具有综合分辨、判断能力。电解质溶液的导电性与离子的浓度有关,如果是弱电解质,溶液的浓度即使很大,其电离的程度小,离子浓度较小,导电性能不强;强酸如硫酸,在对应的浓度较大时的浓硫酸,以硫酸分子形式存在,电离的分子很少,没有完全电离;有些多元酸、多元碱是弱电解质,电离的分子很少,其导电性远远小于强的一元酸、一元碱;强极性共价化合物如HF,其水溶液是弱酸,是弱电解质。
2、 不能全面考虑,出现漏洞。
例如:在常温下10mLpH=10的KOH溶液中,加入pH=4的一元酸HA溶液至pH刚好等于7(假设反应前后体积不变),则对反应后溶液的叙述正确的是 ( )
A.c(A-)=c(K+) B.c(H+)=c(OH-)< c(K+) <c(A-)
C.V后≥20mL D.V后≤20mL
本题考查的是强酸、弱酸与强碱、弱减发生中和反应时溶液的pH范围,要求学生通过酸碱强弱的比较,判断中和产物——盐的水解情况。解题不仅要注意分步讨论还要注意守恒原理的应用,并在此基础上应用逻辑推理的方法分析所给的选项。
3、 忽视概念和原理运用的条件,答非所问,出现偏题
例如:水的电离平衡曲线如图所示:
⑴若以A点表示25°C时水的电离平衡时的离子浓度, 当温度上升100°C时,水的离子积从 增加 到 。
⑵将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,并保持100°C的恒温,致使混合液的pH=7,则Ba(OH)2与盐酸的体积比为 。
⑶已知AnBm的离子积=c(Am+)n×c(Bn-)m,若某温度下,
Ca(OH)2的溶解度为0.74g,其饱和溶液密度设为1g/cm3,其离子积约为 。
本题考查的是水的离子积的正确使用,温度不同,水的离子积不同,在100°C时,水的离子积为10—12,而不是10—14,在运用时要注意pH=7的溶液呈现碱性而不是中性。那么pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,并保持100°C的恒温,致使混合液的pH=7,则Ba(OH)2与盐酸的体积比为 9∶2,不是10∶1 。
4、整合信息和迁移知识的能力较差,常常出现思维定势。
例如:人们对于酸、碱的认识经历了一个由浅入深,由低级到高级的过程。1887年,Arrhenius,S.提出了酸碱电离理论:在水溶液中电离时产生的阳离子全部是H+的化合物叫酸、产生的阴离子全部是OH-的化合物叫碱。酸碱电离理论从物质的化学组成上揭露了酸碱的本质,在当时很好的解释了许多事实。然而,后来的研究表明酸碱电离理论也有局限性,如该理论把碱限制为氢氧化物等。1923年,Brфnsted-Lowry和Lewis,G.N.分别提出了酸碱质子理论和酸碱电子理论,质子理论认为:凡能给出质子的物质都是酸,凡能接受质子的物质都是碱;电子理论认为:凡是可以接受电子对的物质是酸,凡是给出电子对的物质是碱。
(1)能用酸碱电离理论解释的实验事实是 (选填序号)
A、氨水是一种碱 B、酸碱的中和热相同
C、无水乙醇有弱酸性 D、可以用pH衡量酸碱的强度
(2)酸碱质子理论认为,水是两性物质。请用化学方程式表示:
①水显酸性 ,
②水显碱性 ,
根据酸碱质子理论,磷酸的水溶液中离子有 ;
(3)有下列反应:BF3+F-=BF4-,从酸碱电子理论出发,该反应中的酸是 ,
F-和BF3形成BF4-过程的特点是 。
本题考查的是整合信息和迁移知识的能力。但学生没有认真审题,对酸碱电离理论、酸碱质子理论、酸碱电子理论,只有粗浅的认识,不注意题给信息:“酸碱电离理论从物质的化学组成上揭露了酸碱的本质,在当时很好的解释了许多事实。然而,后来的研究表明酸碱电离理论也有局限性,如该理论把碱限制为氢氧化物等”,产生思维定势,很快在第一问错误地选择氨水是一种碱 。在根据酸碱质子理论,回答磷酸的水溶液中有那些离子时,仍然回答为H+,实际上应该为H3O+。
5、见题就动笔,掉进设计陷阱
例如:25℃时用两个铜电极插入一定质量的硫酸钠饱和溶液中进行电解,在电一段时间后,阴极析出amol 气体,同时有Wg Na2SO4·晶体析出,若温度不变,剩余溶液中溶质的质量份数为
A.×100% B.×100% C. D.
电解
电解
本题考查电解原理与物质结晶相结合的知识,在解题时一定要分清电解池的电极材料,不同的电极材料所发生的化学反应是不同的,铜做阳极时的阳极反应是Cu—2e—=Cu2+,总反应是Cu+2H2O == Cu(OH)2+H2↑,惰性电极做阳极时阳极反应是:
4OH——4e—=2H2O+O2↑,总反应是:2H2O ==2 H2↑+ O2↑,可见同样是阴极析出amol氢气,但前者电解了2amol的水,后者却电极了amol的水,因而得出的结果是不同。
6、缺乏订正整理和归类小结,对一些改头换面,重新组合的试题,仍然出错
例如:下列离子方程式正确的是 ( )
A.将0.1mol·L-1HCl溶液数滴缓缓滴入1mol·L-1 50mLNa3PO4溶液中,且不断搅拌: 3H+ + PO43-=H3PO4
B.将1mol·L-1 NaAlO2溶液和1.5mol·L-1的HCl溶液等体积互相均匀混合:
6AlO2- + 9H+ + 3H2O = 5Al(OH)3↓+ Al3+
C.向1mol·L-1明矾溶液50mL中滴入数滴0.1mol·L-1Ba(OH)2溶液:
Al3++2SO42-+2Ba2++3OH-=Al(OH)3↓+2BaSO4↓
D.将少量SO2气体通入NaClO溶液中:SO2+H2O+ ClO-=SO42-+Cl-+2H+
本题考查离子反应方程式的书写和判断,在复习过程中经过多次从练习到讲评、从讲评到练习的循环。但一些学生在订正整理和归类小结上没有花较大的功夫,解题时思维不深刻。如D项的错误率仍相当高。
学习策略——进一步做到三个学会、三个落实
所谓学习策略就是是帮助学生对化学学习方法和化学学习内容进行沟通的操作系统。化学学习策略的作用就是在化学学习的过程中,帮助学生将化学学习方法具体地运用起来。化学学习策略的本质属性是学生对化学学习进行自我调节和控制。
1、化学复习中要进一步学会提出问题,落实思维的准确性
许多学生由于基础知识不牢靠、不善于抓住事物之间的内在联系和区别、不善于观察和思考等因素,在解题时对问题视而不见,无法发现问题。从而导致学习水平低下。
发现问题或提出问题是在对事物进行全面观察的基础上,通过分析、比较、正向和逆向思维活动来实现的,它具有一定的方法和途径。在复习中可以让学生从多方面提出问题:如“逆向思考,提出问题”、“觉察异常,发现问题”、“善于对比,发现问题”、“穷追不舍,刨根问底”、“联系实际,发现问题”、“探求因果,提出问题”等等。
例如:常温下两种一元弱酸HX和HY,已知向NaX溶液中通入气体只能生成HX和NaHCO3,往NaY溶液中通入CO2可以生成HY和Na2CO3。有关叙述不正确的是( )。
A.结合质子的能力:
B.酸性由强至弱:HX>HY>Na2CO3
C.溶液碱性:NaX>Na2CO3>NaY>NaHCO3
D.NaX溶液中通入足量CO2后的离子浓度:
本题通过强酸制弱酸的反应,判断酸的酸性强弱以及对应的盐溶液碱性强弱,进而判断酸根离子结合质子能力的大小,还要利用盐类水解的知识判断溶液中离子浓度的大小,是一道综合性强、难度大的试题。根据反应 CO2+NaX+H2O=HX+NaHCO3,CO2+2NaY+H2O=2HY+Na2CO3的对比:Na2CO3能制HX和HY,说明酸性H2CO3>HX,H2CO3>HY;能夺得HX中H+,而不能夺得HY中的H+,可判断酸性HX>HY。结合上述讨论可判断,结合质子的能力>>>。A项正确,B项错误。由于结合质子的能力>>>,所以推理得出它们对应的盐溶液碱性强弱为Na>>>。向NaX溶液中通入足量的CO2,发生的反应为,能发生水解,故离子浓度c>c,由于HX是极弱的酸,反应后的溶液呈酸性,所以离子浓度c(Na+)>c>c> c(H+)>c。
2、化学复习中要进一步学会加工整理、归纳总结,落实思维的全面性
加工整理,就是对所感知的事物和信息进行处理的过程,其目的在于使新知识与已有的知识取得联系,增进对新知识的理解。加工整理、归纳总结在学习过程中发挥着重要的作用,是高效获取知识、培养能力的重要途径之一。对知识和信息加工整理、归纳总结方法常常有:类比法、比较法、质疑等。
例如:已知某无色透明的溶液中所含的离子仅是NH4+、Cl-等4种离子。请回答下列问题:
(1)该溶液所含的离子中除上述2种外,还应有 、 2种离子(填离子符号)
(2)该溶液所含的上述4种离子的物质的量浓度大小之间的关系是否只有一种可能?
(填“是”或“否”)。
(3)请你用离子浓度、符号(例:〔NH4+〕和“>”“=”的符号,将这4种离子的物质的量浓度按从大到小的顺序把它们大小之间的关系的各种可能都表示出来,并将相对应的溶液中的溶质的化学式也填在空格中。
离子浓度从大到小的顺序
溶质(化学式)
pH值
[Cl–]> [NH4+]> [H+]> [OH–]
NH4Cl
<7
[Cl–]> [NH4+]> [H+]> [OH–]
NH4Cl和NH3•H2O(少量)
<7
[Cl–]> [NH4+]> [H+]> [OH–]
NH4Cl和HCl
<7
[Cl–]> [NH4+]=. [H+]> [OH–]
NH4Cl和HCl
<7
[Cl–]= [NH4+]> [H+]= [OH–]
NH4Cl和NH3•H2O
=7
[NH4+]> [Cl–]= [OH–] > [H+]
NH4Cl和NH3•H2O
>7
[NH4+]> [OH–] >[Cl–] > [H+]
NH4Cl和NH3•H2O
>7
[Cl–]> [H+] > [NH4+]> [OH–]
NH4Cl和HCl
<7
[NH4+]> [Cl–]>[OH–] > [H+]
NH4Cl和NH3•H2O
>7
3、化学复习中要进一步学会求异思维,落实思维的创新性
求异思维就是创新思维,是创新能力的核心。复习中应善于提出问题,使质疑思维不断深入,形成思维的深刻性、逻辑性、灵活性,并注意对语言组织的逻辑性、科学性和严密性的训练;应注重从多方面、多角度、全方位地思考和分析问题,从而培养发散思维能力。通过解题学去观察、去分析和解释,并渐渐过渡到发现问题、讨论和解决问题;应充分发展自己的个性,主动创造一个展示自己独特见解的机会,为形成创新思维能力打下良好的基础。
例如:常温下:pH=2和pH=4的HCl等体积混合,求PH值,可改变成如下变式:
(1) pH=a和pH=b的盐酸等体积混合,求pH值
(2)pH=10和pH=12的NaOH溶液等体混合,求pH值
(3)pH=a和pH=b的的NaOH溶液等体积混合,求pH值
(4)pH=2的HCl和pH=12的NaOH溶液等体混合,求pH值
(5)pH=a的HCl和pH=b的NaOH溶液等体混合,求pH值。
将化学习题的不断变化的过程就是不断转换问题情境的过程,从而引发求异思维的欲望,经过上述的变换,不仅可以激发求同思维,更重要的是培养求异思维,优化了思维品质,进一步培养了创新思维的变通性、灵活性、发散性、独创性。
归纳提升与解题注意点
一、知识归纳
1、较溶液中离子大小的规律
⑴多元弱酸溶液,根据多部电离分析,如H3PO4的溶液中:
C(H+)>C(H2PO4-)>C(HPO42-)>C(PO43-)
⑵多元弱酸正盐根据多元弱酸根的分步水解分析:如Na2CO3溶液中:
C(Na+)>C(CO32-)>C(OH-)>C(HCO3-)
⑶ 不同溶液中同一离子浓度的比较,要看溶液中其它离子对其影响的因素。如在相同物质的量的浓度的下列溶液中①NH4Cl ②CH3COONH4 ③NH4 HSO4 。
[]浓度由大到小的顺序是:③>①>②。
⑷、混合溶液中各离子浓度的比较,要进行综合分析,如电离因素、水解因素等。如在0.1mol/L的NH4Cl和0.1mol/L氨水的混合溶液中,各离子的浓度的大小顺序为:
C(NH4+)>C(Cl-)>C(OH-)>C(H+) 在该溶液中,NH3·H2O的电离与NH4+水解互相抑制,NH3·H2O的电离大于NH4+的水解作用是,溶液显碱性, C(OH-)>C(H+),同时C(NH4+)>C(Cl-)。
2、溶液中的几个守恒关系
⑴电荷守恒规律
电解质溶液中,无论存在多少种离子,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。如在Na2CO3溶液中存在着Na+、CO32-、H+、OH-、HCO3-,它们存在如下关系:C(Na+)+C(H+)=2C(CO32-)+ C(HCO3-)+C(OH-)
⑵物料守恒规律
电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,离子或电离,离子种类增多,但某些关键性的原子总是守恒的,如在Na2CO3溶液中CO32-能水解,故碳元素以CO32-、HCO3-、H2CO3三种形式存在,它们之间的守恒关系为:C(Na+)=2[C(CO32-)+ C(HCO3-)+C(H2CO3)]
⑶质子守恒规律
即在纯水中加入电解质,最后溶液中C(H+)浓度与其他浓度之间的关系式(由电荷守恒及物料守恒推出)。如Na2CO3溶液中,由上述两个守恒关系可推出:
C(H+)= C(OH-)- C(HCO3-)-2C(H2CO3)
3、判断醋酸是弱酸的方法:
① 0.01mol/L醋酸溶液的pH>2
② 将pH值均为2的盐酸、醋酸稀释相同的倍数(如100倍),pH值变化小的是醋酸
③ 向pH值均为2的盐酸和醋酸溶液中分别加入固体NaCl、NaAc,溶液pH值增大的是醋酸(电离平衡)
④ pH值、体积均相同的盐酸和醋酸,分别与等浓度的NaOH溶液恰好反应时,消耗碱溶液多的是醋酸;分别与足量的Zn或Na2CO3固体反应时,产生气体多的是醋酸;分别与少量且等量的NaHCO3固体反应时,平均速率大的是醋酸 。
⑤ 0.1mol/L盐酸和醋酸,导电能力弱的是醋酸
⑥ 0.1mol/L NaAc溶液的pH>7(水解)
⑦ NaAc + HCl → Hac(不能用H2SO4代替HCl)(强酸制弱酸)
4、判断氨水是弱碱的方法:
① 0.01mol/L氨水溶液的pH<12
② 将pH值均为12的NaOH、氨水稀释相同的倍数(如100倍),pH值变化小的是氨水
③ 向pH值均为12的NaOH和氨水溶液中分别加入固体NaCl、NH4Cl,溶液pH值减小的是氨水(电离平衡)
④ pH值、体积均相同的NaOH溶液和氨水,分别与等浓度的HCl溶液恰好反应时,消耗酸溶液多的是氨水(电离度)
⑤ 0.1mol/LnaOH溶液和氨水,导电能力弱的是氨水(电离度)
⑥ 0.1mol/L NH4Cl溶液的pH<7(水解)
⑦ 向NH4Cl溶液中加入Mg条,有H2和NH3产生(水解)
⑧ NH4Cl + NaOH → NH3·H2O(强碱制弱碱)
5、稀释后溶液pH值的变化规律
对于强酸溶液(pH值=a),每稀释10n倍,pH值增大n个单位,即pH=a+n(a+n<7)
对于强碱溶液(pH值=b),每稀释10n倍,pH值减小n个单位,即pH=b-n(b-n>7)
对于弱酸溶液(pH值=a),每稀释10n倍,pH值的范围是:a<pH<a+n(即对于pH值相同的强酸与弱酸稀释相同倍数,强酸pH值变化程度大)。
对于弱碱溶液(pH值=b),每稀释10n倍,pH值的范围是:b-n<pH<b(即对于pH值相同的强碱与弱碱稀释相同倍数,强碱pH值变化程度大)。
对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸稀释相同倍数,pH值变化也不同,其结果是强酸稀释后,pH值增大比弱酸快(强碱、弱减类似)。
注:酸、碱溶液无限稀释时,pH值只能约等于7或接近于7,酸不能大于7;碱不能小于7,即无限稀释以7为界限。
6、酸、碱混合溶液pH值的计算
①两强酸稀溶液混合(体积变化忽略不计,下同)
C(H+)1·V1+ C(H+)2·V2
C(H+)混=
V1 + V2
经验归律:如两酸的pH值相差2个单位以上,则等体积混合后,pH值等于小的加0.3。
②两强碱稀溶液混合
经验归律:如两碱的pH值相差2个单位以上,则等体积混合后,pH值等于大的减0.3。
C(OH-)1·V1+ C(OH-)2·V2
C(OH)混=
V1 + V2
③强酸、强碱溶液混合(其一过量)
C(H+)酸·V酸-C(OH-)碱·V碱
=
V酸 + V碱
C(H+)混
或
C(OH-)混
7、原电池反应一定是能自发进行的氧化还原反应
①负极反应一般为具有还原性的负极本身(例如氢氧燃料电池的氢气电极、常用电池的电极)失电子被氧化成离子进入溶液,
②正极反应一般为具有氧化性的正极本身(例如氢氧燃料电池的氧气电极、铅蓄电池正极的PbO2)或溶液中的氧化剂(如使金属腐蚀的O2或H+)得电子生成还原产物。
③为正确表示电极反应,必须将电解质溶液中参与电极反应的这部分介质写进电极反应式。
④将原电池的正、负极电池反应式叠加为电池反应时,有时还必须把电极反应后负极产物与正极产物发生反应考虑进去才能如实反映该自发进行的氧化还原反应。
8、电解电极产物的判断
要判断产物,必须掌握离子的放电顺序,判断规律一般是:
(1)在阳极上
①活性材料作电极时:金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液,阴离子不容易在电极上放电。
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时;溶液中阴离子的放电顺序是:
(2)在阴极上
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子,阳离子在阴极上放电顺序是
书写电极方程式时应看清是活性电极还是惰性电极,是什么微粒放电,然后结合守恒来准确书写。
(二)解题注意点
1、溶液共存的解题注意点
①H+离子与所有弱酸根离子和OH-不能大量共存。
②OH-与所有弱碱阳离子、H+及一切酸式根离子不能大量共存。
③能发生复分解反应生成弱电解质、沉淀或气体的不能大量共存。
④能发生氧化还原反应的不能大量共存。如:Fe3+与S2-、SO32-、HSO32-、I-;Fe2+与NO3-(含H+),SO32-(含H+)与S2-(H+);ClO-与S2-等还原性离子不能大量共存。ClO-是碱性条件下常用的强氧化剂。
⑤ 能发生剧烈双水解反应的不能大量共存。如:Al3+、Fe3+与CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-、HS-、S2-、AlO2-等不能大量共存。
⑥能发生络合反应的不大量共存。如:Fe3+与SCN-、Ag+与NH3·H2O、Fe3+与C6H5OH等不能大量共存。
⑦ AlO2-与所有的酸式根相遇均生成Al(OH)3,因而不能大量共存。
⑧ NH4+与AlO2-、SiO32-不能大量共存。
⑨ 注意有色粒子:Cu2+ 、Fe3+ 、Fe2+ 、MnO4-、Fe(SCN)2+ 、Fe(C6H5O)63-等。
⑩ 注意隐含条件:如pH=1、甲基橙呈红色、水电离出的氢离子浓度为1×10-3、能与铝反应放出氢气的溶液等等。
2、水解和电离平衡解题注意点
①电离平衡与盐类水解平衡都符合勒夏特列原理,在运用时要注意是什么微粒对什么平衡产生什么影响。如在乙酸溶液中加入乙酸钠,(CH3COOHCH3COO-+H+,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-)是乙酸钠中的CH3COO-对乙酸的电离平衡产生影响还是乙酸水解产生的OH-对乙酸的电离平衡产生影响。这要看谁的浓度大,因水解是微弱的故CH3COO-对电离平衡的影响远远大于OH-对电离平衡的影响。故电离平衡向左移动。反之乙酸对乙酸钠水解平衡的影响也一样。是CH3COOH的影响远远大于H+对水解平衡的影响。
②强、弱电解质与某物质反应的速度及反应的量的比较。要注意:①反应速度看离子浓度,而反应的量取决于弱电解质的物质的量。②特别要注意题给条件是H+浓度(或pH值)相同还是物质的量浓度相同。如:等体积的pH值相同的乙酸与盐酸分别与足量的锌反应,问起始反应的速度谁大?反应完后放出的氢气谁多?(因起始速度决定于c(H+)所以速度一样大;放出氢气乙酸多。因乙酸的物质的量远大于盐酸。)
③证明电解质的强弱,要牢牢抓住弱电解质溶液中存在平衡这一关键。如证明某酸为弱酸通常可用的理论依据是:①弱酸因不能完全电离则其摩尔浓度远大于其氢离子浓度(如0.1mol/L的某一元酸其pH=3即可证明它是弱酸)②运用弱电解质的电离平衡的移动来证明(如pH值为2的某一元酸加水稀释1000倍pH值变为4.5)。③还可利用可溶性弱酸盐能水解来证明(测得HX酸的钠盐的pH值为12即可证明HX是弱酸)。
④掌握盐类水解规律,用于判断溶液的酸碱性,比较c(H+)、c(OH-)的大小。先要搞清楚最终生成的盐水解显什么性即可。但要注意:一般盐的水解是微弱的,约占水解离子的1%左右。
⑤用于判定一定量强酸与弱碱、弱酸与强碱,乃至弱酸与弱减混合后溶液的酸碱性,比较出c(H+)、c(OH-)的大小。经验规律是:如果是强酸与弱减、弱酸与强碱混合,只要它们的pH之和为14或弱酸(碱)电离出的c(H+)与强碱(酸)电离出的c(OH-)相等则一定是弱电解质过量呈酸(碱)性。
3、离子方程式书写和判断解题注意点
①明确离子反应实质:离子反应是在溶液中进行的反应,没有自由移动的离子参加或生成的反应,不能简化为离子反应方程式。如Cu与浓H2SO4反应,Cl2通入石灰乳中制漂白粉等。
②只有溶于水的强电解质才能写离子;弱电解质、不溶解于水的强电解质及所有的氧化物均写化学式,都不能写离子。如:澄清石灰水中(Ca(OH)2)要写离子,而石灰水浊液则不能写离子。向BaSO4、Na2O、Na2O2、CH3COOH等都不能写离子!
③切记以偏概全。如,硫酸铜溶液与过量氢氧化钡溶液反应:
写成:Ba2++SO42-BaSO4↓而忽略了Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
正确的写法应该是: Cu2++SO42-+ Ba2++2OH-= BaSO4↓+ Cu(OH)2↓
④注意质量守恒和电荷守恒。特别是电荷守恒,其实有些反应,不见得会写,但完全可以从电荷守恒或质量守恒角度进行判断。
如:硫酸亚铁溶液中加入过量过氧化氢溶液:Fe2++2H+Fe3++4H2O;
又如:中长石风化:
2NaCaAl3Si5O16+5H2CO3+11H2O=2Na++2Ca2++5HCO3-+4H4SiO4+3Al2Si2O5(OH)4
⑤注意反应原理的正误,要依反应事实为依据,不可杜撰离子方程式。如:2Fe+6H+=2Fe3+ +3H2↑;铁与硝酸反应:Fe+2H+ =Fe2+ +H2↑等都是错误的。
⑥来自同一物的离子配比要正确。对于不足量的物质一定要按配比写,而过量的物质则不一定。如:碳酸氢钙溶液中加入过量的氢氧化钠溶液,如写成:
Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O,就忽视了来自碳酸氢钙的配比:n(Ca2+):n(HCO3-)=1:2。
⑦ 注意“量”的关系。如“过量”、“少量”、“适量”、“定量”、“隐含量”等也要严防“量”的陷阱!
如:硝酸铝溶液中加入过量的氨水,写成Al3+ +4NH3·H2O=AlO2- +4NH4++2H2O。苯酚钠溶液中通入少量CO2 写成:2C6H5O-+CO2+H2O2C6H5OH+CO32- 都是错误的这些反应都与量无关。
⑧注意反应的先后顺序。FeI2溶液中通入少量Cl2,或FeBr2溶液中通入少量Cl2。前者是I-与Cl2先反应,应写成:2I-+Cl2=I2 +2Cl-而后者则应写成:
2Fe2+ +Cl2=2Fe3++2Cl-
⑨注意反应的连续性和阶段性。如向硫酸氢钠溶液中滴入氢氧化钡溶液到中性,写出离子方程式: 。(2H+ +SO42- +Ba2+ +2OH- =BaSO4 ↓ + 2H2O)
在以上中性溶液中继续加入氢氧化钡溶液,此时发生的离子反应为; 。
(SO42- +Ba2+ BaSO4 ↓)请写出两步的总反应式: 。
(H+ +SO42- +Ba2+ +OH- =BaSO4 ↓ + H2O)
⑩注意强氧化性的物质生成。如少量(或过量)SO2通入Ca(ClO)2溶液中,写成:
Ca2+ +2ClO-+H2O + SO2 =CaSO3↓+2HClO,或ClO-+H2O + SO2 =HSO3-+HClO 都是错误的,因为次氯酸能把+4价硫元素氧化成+6价。
4、pH计算的解题注意点
①水的离子积:常温(25℃ )时KW=C(H+)×C(OH-)=1×10-14,升高温度,KW增大,pH值100℃ 时KW=C(H+)×C(OH-)=1×10-12。
②溶液的稀释:当稀释倍数较少时,强酸每稀释10倍,C(H+)即减少10倍,pH值增大1 ;强碱则减少1。当稀释倍数很大时,如无限稀释,溶液的pH值只能越来越接近7,而不能越过7。例:pH=6的盐酸稀释103倍,其pH值计算方法如下: 稀释前:C(H+)=1×10-6mol/L;稀释后C(H+)=(1L×1×10-6mol/L+999L×1×10-7mol/L)÷1000L=1.009×10-7mol/L pH=6.99,溶液接近中性。
③求两强酸溶液混合后的pH值,可先求出混合后溶液的c(H+)后,直接算出pH值。如等体积混合,且它们的氢离子浓度相差100倍以上(或pH值相差2个单位以上)则pH值约等于pH值小的加0.3。如pH=2与pH=5的两强酸等体积混合,pH=2+0.3=2.3。如果是两强碱混合也满足上述条件,则是pH值大的减0.3。如pH=13与pH=10的两强碱等体积混合,pH=13-0.3=12.7。
④求强酸溶液与强碱溶液混合后的pH值时,应先判断谁过量。若酸过量则求出多余的H+在混合液中的浓度,可直接求pH值;如果是碱过量则要先算出过量的OH-离子的摩尔浓度,在通过Kw求出c(H+)后再求pH值。
5、电化学解题注意点
①电池的两极反应式及电极名称的确定,电极名称与电极反应类型的关系;(巧记:原电池的负极和电解池的阳极是氧化极)
②原电池、电解池的电子流向特点: “负极出电子,电子回正极”(原电池——由负极向外电路提供电子、电流;电解池——由电源负极向电解质溶液中的电极提供电子)
③干电池、燃料电池等不可逆电池的电极反应式书写,铅蓄电池等可逆电池中,放电的过程是原电池原理,而充电过程是电解池原理。
④电极产物的判断、溶液离子浓度变化、酸碱性 (pH)变化。
⑤原电池的主要用途:化学电源、加快化学反应速率、防止金属腐蚀。
⑥电解原理的应用主要是电解饱和食盐水、电解氯化铜溶液、电解水,电解精炼铜等,重在电极反应原理。
⑦以电子的传递为基础,以物质的量为中心的简单计算关系。
⑧电极反应产物的性质、检验。抓住典型物质的特征反应、特征现象(常见的如:Cl2、Br2、I2、OH-、H+)
拓展应用
1、以电解原理为基础,将无机物和有机物的性质、离子的检验、实验操作过程联系起来,注重考查学生分析能力、逻辑推理能力、综合思维能力。
例如:在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒,可以上下搅动液体,装置如右图。接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成。停止通电,取出电极,用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色。根据上述实验回答:
(1)阳极上的电极反应式为_________________。
(2阴极上的电极反应式为_________________。
(3)原上层液体是_________________________。
(4)原下层液体是_________________________。
(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是__________________________。
(6)要检验上层液体中含有的金属离子,其方法是___________,现象是_______________。
分析:根据阴极上有气泡生成,说明H+阳离子在阴极放电,又因上层液体呈中性,可推出上层液体为强酸强碱盐的水溶液。根据阳极产物的水溶液呈棕色,推出产物为I2,进而推出上层液体为碘化物(常见的有碘化钠和碘化钾)。下层有机物为密度比水大的不溶于水的有机溶剂,常见的有CCl4、CHCl3等。要检验K+、Na+离子中学阶段只有焰色反应。
参考答案 (1)2I--2e-== I2 (2)2H++2e- ==H2↑ (3)KI(或NaI等)水溶液 (4)CCl4(或CHCl3等) (5)I2在CCl4中的溶解度大于在水中溶解度,所以绝大部分I2都转移到CCl4中。(6)焰色反应 , 透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(若③中答NaI水溶液,这里答火焰呈黄色。)
2、以电离理论为基础,将溶液的导电性和离子浓度联系起来,注重考查学生数型结合的思维能力
例如:在做溶液导电性实验时,将0.1 mol/L 溶液不断滴入 溶液中直至过量,用电流计记录电流强度的大小如下图所示:
(1)试用化学方程式表示图中曲线的变化:
B→C____________________________________
C→D____________________________________
(2)计算B、D处滴入0.1 mol/L 溶液的体积分别是多少?
(3)若向15 mL 0.1 mol/L 溶液中逐渐滴入0.1 mol/L 溶液至过量,请在下列坐标上画出生成沉淀的物质的量(毫摩尔)与所加溶液毫升数的函数关系的曲线。
分析:第一、溶液的导电性与溶液的溶液中浓度的大小有关系,离子的浓度越大其导电能力就越强;第二、结合中和反应和弱电解质的分步反应,要求学生将数学问题转化成化学问题,再由化学问题转化成数学问题。
参考答案:
(1)
(2)B、D处滴入0.1 mol/L 溶液的体积分别为5 mL、15mL;
(3)
3、以电离理论为基础,将电解质的电离与中和热联系起来,注重考查学生灵活运用已有知识进行推理的能力。
例如:在量热计(下图)中将100cm3、0.500mol·L-1CH3COOH溶液与100cm3、0.500mol·L-1NaOH 溶液混合,温度从298.16K升高到300.71K。已知量热计的热容常数(量热计各部件每升高1K所需的热量)是150.5J·K-1,0.250 mol·L-1CH3COONa溶液比热容为4.03J·g-1·K-1,溶液的密度为0.963g·cm-1。
⑴试求CH3COOH的中和热。
⑵CH3COOH的中和热的文献值为56.1KJ· mol-1,请你分析⑴中测得的实验值偏差可能是什么原因造成的?
⑶已知HCl(aq) +NaOH(aq) = NaCl(aq) +H2O(l) △H =-57.3KJ· mol-1;现有①CH3COOH ② 浓H2SO4③ HNO3与NaOH溶液反应的反应热分别为△H1、△H2、△H3,则△H1、△H2、△H3三者的大小关系为:_____________________。
分析:因为弱电解质的电离为吸热过程,且反应后生成的盐水解也要吸收热量,所以导致中和热测定的数值偏低。
参考答案:
(1)47
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