届高考化学二轮复习第8讲水溶液中的离子平衡学案Word文档格式.docx
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在探究中学会合作,面对“异常”现象敢于提出自己的见解。
4.科学精神与社会责任:
应具有严谨求实的科学态度,具有探索未知、崇尚真理的意识;
赞赏化学对社会发展的重大贡献,具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
[网络构建]
[核心强化]
1.证明HA是弱酸的2种典型方法
(1)测钠盐NaA溶液的pH,若pH>
7,则说明HA为弱酸。
(2)测一定物质的量浓度的HA溶液,若0.01mol·
L-1HA溶液的pH>
2,则说明HA为弱酸。
2.计算溶液的pH时的“3”个关注条件
(1)外界条件是否为室温。
(2)溶液中的H+和水电离出的H+的浓度不同。
(3)是否为强酸、强碱的溶液。
3.必考的“1”个常数、“2”个比较和“3”个守恒
(1)水的离子积Kw=c(H+)·
c(OH-)(只与温度有关)。
(2)盐溶液中阴、阳离子浓度比较;
c(H+)与c(OH-)的比较。
(3)电荷守恒、物料守恒、质子守恒。
4.值得关注的热点
难溶电解质沉淀溶解平衡、沉淀的生成及转化、Ksp的应用。
5.“5”考酸碱中和滴定
(1)“考”实验仪器。
(2)“考”操作步骤。
(3)“考”指示剂选择。
(4)“考”误差分析。
(5)“考”数据处理。
考点一 电离平衡和溶液的酸碱性
[解析] 水的电离吸热,温度升高,水的电离程度增大,Kw增大,图中Q点Kw=10-14,P点Kw=10-12,因此曲线A表示的是25℃时水的电离平衡曲线,A项错误;
25℃时,pH=1的稀硫酸中氢离子抑制了水的电离,逐滴滴入pH=11的稀氨水,氢离子浓度逐渐减小,水的电离程度逐渐增大,过量后氨水中的氢氧根离子抑制水的电离,水的电离程度又逐渐减小,B项正确;
Q点对应的溶液呈中性,Fe3+水解生成氢氧化铁沉淀,不能大量存在,C项错误;
100℃时,Kw=10-12,pH=2的稀硫酸中c(H+)=1×
10-2mol/L,pH=12的氢氧化钠溶液中c(OH-)=1mol/L,等体积混合,氢氧化钠过量,溶液显碱性,D项错误。
[答案] B
(1)外界条件对水的电离的影响:
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,升高温度促进水的电离。
强酸弱碱盐和碱溶液中,H+均来自水的电离,故c水(OH-)=c水(H+)=c(H+);
强碱弱酸盐和酸溶液中,OH-均来自水的电离,故c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)。
酸式盐比较特殊,如NaHSO4完全电离,会抑制水的电离;
NaHCO3中HCO以水解为主,呈碱性,促进水的电离。
(2)溶液pH计算模板
[分点突破]
角度一:
弱电质的电离平衡及影响因素
1.室温下,向amol·
L-1氨水中逐滴加入盐酸至过量,下列描述不正确的是( )
A.溶液的pH减小
B.增大
C.水的电离程度先减小后增大
D.Kb(NH3·
H2O)不变
[解析] A项,氨水中存在NH3·
H2ONH+OH-,加入盐酸后c(OH-)减小,pH减小,正确;
B项,加入盐酸后c(OH-)减小,电离平衡右移,c(NH)增大,增大,正确;
C项,NH3·
H2O抑制水的电离,随着盐酸的加入,浓度减小,抑制程度减弱,水的电离程度增大,但随着盐酸的过量,盐酸抑制水的电离,水的电离程度减小,故水的电离程度先增大后减小,错误;
D项,NH3·
H2O的电离常数只与温度有关,正确。
[答案] C
2.(2017·
全国卷Ⅰ)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是( )
A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以
B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C.0.10mol·
L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1
D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸
[解析] A项,根据较强酸制备较弱酸原理,氢硫酸不和NaHCO3反应,亚硫酸与NaHCO3反应,说明亚硫酸、碳酸、氢硫酸的酸性依次减弱,正确;
B项,相同浓度,溶液的导电能力与离子总浓度有关,相同浓度下,氢硫酸溶液导电能力弱,说明氢硫酸的电离能力较弱,即电离出的H+数较少,正确;
C项,相同浓度下,亚硫酸的pH较小,故它的酸性较强,正确;
D项,酸性强弱与还原性无关,酸性强调酸电离出H+的难易,而还原性强调还原剂失电子的难易,错误。
[答案] D
3.在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系。
下列说法中不正确的是( )
A.T>
25
B.b点溶液中c(H+)一定比a点大
C.要实现a点到b点,可以加入CH3COONa固体
D.ac线上任意点对应的溶液均呈中性
[解析] A项,由题图可知,由25℃到T℃,水的电离程度增大,由于升高温度,水的电离程度增大,故T>
25,正确;
B项,由题图可知,b点溶液中c(H+)=1×
10-6mol·
L-1,a点溶液中c(H+)=1×
10-7mol·
L-1,正确;
C项,a点到b点为中性溶液变为酸性溶液,若加入CH3COONa固体,则溶液因CH3COO-水解而呈碱性,错误;
D项,ac线上任意点对应的溶液中均存在c(OH-)=c(H+),正确。
(1)电离平衡中的3个易错点
①电离平衡向正向移动,弱电解质的电离程度不一定增大,如向醋酸溶液中加入少量冰醋酸,平衡向电离方向移动,但醋酸的电离程度减小。
②弱电解质在加水稀释的过程中,溶液中离子浓度不一定都减小,如氨水加水稀释时,c(H+)增大。
③由水电离出的c(H+)=1.0×
10-13mol·
L-1的溶液不一定呈碱性。
(2)利用电离常数(K)巧判溶液稀释中有关粒子浓度比值大小
弱电解质(HA)加水稀释时,溶液中的H+、HA、A-的浓度均是降低的,但稀释过程中温度不变,电离常数(K)不变。
因此解答弱电解质溶液稀释时粒子浓度比值的变化,可借助电离常数K来解答。
如0.1mol·
L-1的CH3COOH溶液,加水稀释,是增大还是减小?
因为加水稀释时,溶液中c(CH3COOH)和c(CH3COO-)均是减小的,式中存在两个“变量”,不易确定比值的变化情况,利用电离常数(K)将变形为==,由两个“变量”变成一个“变量”,加水稀释时K不变,而c(H+)减小,故比值增大。
角度二:
溶液的酸碱性和pH计算
4.某温度下,pH=11的氨水和NaOH溶液分别加水稀释100倍,溶液的pH随溶液体积变化的曲线如图所示。
据图判断错误的是( )
A.Ⅱ为氨水
B.a一定大于9
C.稀释后氨水中水的电离程度比NaOH溶液中水的电离程度大
D.恰好完全中和相同体积、pH=11的两溶液时,消耗相同浓度的稀硫酸的体积:
V(NaOH)<
V(氨水)
[解析] A项,pH=11的氨水和NaOH溶液分别加水稀释100倍,氨水稀释过程中电离程度增大,pH变化较小,故Ⅰ为NaOH溶液,Ⅱ为氨水,正确;
B项,pH=11的NaOH溶液稀释100倍后溶液的pH=9,故a>
9,正确;
C项,稀释后氨水电离出的c(OH-)大于NaOH溶液电离出的c(OH-),故氨水中水的电离程度小于NaOH溶液中水的电离程度,错误;
D项,pH=11的氨水和NaOH溶液,NH3·
H2O的物质的量浓度大于NaOH的物质的量浓度,则恰好完全中和相同体积的两溶液时,消耗相同浓度的稀硫酸的体积:
V(氨水),正确。
5.25℃时,两种碱NH3·
H2O、CH3NH2的电离常数分别为1.8×
10-5、4.2×
10-4。
常温下,将体积均为V0、pH相等的NH3·
H2O、CH3NH2溶液分别加蒸馏水稀释至V,稀释过程中溶液的pH与lg的关系如图所示,其中曲线M表示NH3·
H2O,曲线N表示CH3NH2。
则图象合理的是( )
[解析] 稀释前氨水、CH3NH2溶液的pH相等,稀释相同倍数,溶液的pH减小,且电离常数大的pH变化大,CH3NH2的电离常数较大,所以CH3NH2溶液的pH变化较大。
6.下列说法正确的是( )
A.25℃时,在pH=4的盐酸和NH4Cl溶液中,由水电离出的H+浓度相等
B.25℃时,pH=3和pH=5的盐酸等体积混合后,溶液的pH=4
C.25℃时,pH=9和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH=10
D.25℃时,pH=3.6的某橙汁中的c(H+)是pH=5.6的某西瓜汁中的c(H+)的100倍
[解析] A项,盐酸抑制水的电离,NH4Cl促进水的电离,所以由水电离出的H+浓度:
NH4Cl溶液>
盐酸,错误;
B项,混合溶液的c(H+)=mol·
L-1=5.05×
10-4mol·
L-1,pH=3.3,错误;
C项,混合溶液的c(OH-)=mol·
L-1,c(H+)=mol·
L-1≈1.98×
10-11mol·
L-1,pH≈10.7,错误;
D项,橙汁和西瓜汁中c(H+)的比值==100,正确。
警惕溶液稀释、混合的3个误区
误区1:
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2:
不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律
误区3:
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;
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;
7)的盐酸和pH=14-n的氨水溶液等体积混合,混合溶液pH>
7。
考点二 盐类水解和粒子浓度大小的比较
[解析] 在a点溶液中,NaOH反应了一半,且碳酸根离子水解产生氢氧根离子,所以c(Na+)>
c(CO)>
c(OH-)>
c(Cl-)>
c(H+),A不符合题意;
在b点溶液中,根据电荷守恒可推出n(Na+)+n(H+)=2n(CO)+n(Cl-)+n(OH-)+n(HCO),溶液pH=7,则n(H+)=n(OH-),故n(Na+)=2n(CO)+n(Cl-)+n(HCO),则2n(CO)+n(HCO)=n(Na+)-n(Cl-)<
0.1mol·
L-1×
0.01L×
3-0.1mol·
0.02L=0.001mol,则2n(CO)+n(HCO)<
0.001mol,B符合题意;
NaHCO3显碱性,碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度,C不符合题意;
将0.1mol·
L-1的盐酸换成同浓度的醋酸,当滴至溶液的pH=7时根据电荷守恒有c(CH3COO-)+2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),又因c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)>
c(CH3COO-),D不符合题意。
电