高考化学全国通用专题 学案 电解质溶液.docx

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高考化学全国通用专题学案电解质溶液

学案9 电解质溶液

[高考关键词] 1.温度对溶液中几种平衡的影响。

2.稀释时溶液中离子浓度的变化(弱电解质的电离、盐溶液的水解)、浓度之比的变化问题。

3.水的电离程度,溶液酸碱性,pH(测定、计算)。

4.一强与一弱溶液混合后微粒的比较。

5.守恒:

电荷守恒、物料守恒。

6.应用:

电离常数的应用、水解原理的应用。

7.图像(稀释、中和反应、沉淀平衡)。

核心考点回扣

1.NH3·H2O在水溶液中的电离方程式为________________________________________,

其电离常数表达式为________________________________________________________。

只改变下列一种条件:

①升高温度(不考虑NH3的挥发) ②加水稀释 ③加少量NaOH(s) ④通少量HCl(g) ⑤加入NH4Cl(s)

⑥加入Na2CO3(s)

其中能实现下列要求的是:

(1)使电离平衡正向移动的有________。

(2)使c(NH)减小的有________。

(3)使c(H+)增大的有________。

(4)使平衡常数Kb增大的有________。

2.有下列几种物质:

①NH3·H2O ②NH4Cl

③(NH4)2SO4 ④NH4HSO4 ⑤NH4HCO3

⑥Na2CO3 ⑦NaHCO3 ⑧NaOH

按要求回答问题:

(1)能促进水的电离且溶液呈酸性的是________。

(2)同浓度①~④的溶液中,c(NH)由大到小的顺序是_____________________________。

(3)常温下,同浓度⑤~⑧溶液,pH由小到大的顺序是____________________________。

(4)NaHCO3溶液显碱性的原因是_______________________________________________。

(5)NaHCO3溶液的电荷守恒式:

_______________________________________________;

NaHCO3溶液的物料守恒式:

__________________________________________________。

3.溶液的酸碱性和pH:

(1)25℃,0.01mol·L-1的盐酸中,c(OH-)=________mol·L-1,pH=____________,由水电离出的c(H+)=________。

(2)100℃时,pH=6的水中c(H+)=________mol·L-1,该水呈________性。

(3)100℃时(Kw=10-12),0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH为________________,由水电离出的c(OH-)=________。

(4)25℃时,pH=8的CH3COONa溶液中c(OH-)=__________________,由水电离的c(OH-)=________________。

4.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”

(1)任何温度下,水溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小都可判断溶液的酸、碱性(  )

(2)弱电解质的导电能力一定比强电解质的导电能力弱(  )

(3)某盐溶液呈酸性,一定是由水解引起的(  )

(4)水解方程式都必须写“”(  )

(5)AgCl(s)溶解平衡常数表达式为Ksp=(  )

(6)沉淀转化只能是Ksp大的沉淀转化为Ksp小的沉淀(  )

(7)中和等体积、等pH的盐酸和醋酸消耗的NaOH的量相同(  )

(8)制备无水AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法(  )

(9)用湿润的pH试纸测得某溶液的pH=3.4(  )

(10)在NaHCO3溶液中加入NaOH,不会影响离子的种类(  )

高考题型1 溶液中“三大平衡”的应用

1.(2015·重庆理综,3)下列叙述正确的是(  )

A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度

B.25℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7

C.25℃时,0.1mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱

D.0.1molAgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)

2.(高考选项组合题)下列叙述不正确的是(  )

A.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液(2015·天津理综,3D)

B.室温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液pH>7(2015·江苏,11B)

C.NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中(2014·天津理综,3B)

D.加热0.1mol·L-1Na2CO3溶液,CO的水解程度和溶液的pH均增大(2014·江苏,11C)

3.(2015·全国卷Ⅰ,13)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,则增大

电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡均属于化学平衡,因而遵循化学平衡移动原理。

1.电离平衡与水解平衡的比较

电离平衡

(如CH3COOH溶液)

水解平衡

(如CH3COONa溶液)

研究对象

弱电解质(包括水的电离、多元弱酸的酸式盐)

盐溶液(包括强酸弱碱形成的盐、弱酸强碱形成的盐、弱酸弱碱形成的盐)

实质

弱电解质的电离

盐促进水的电离

升高温度

促进电离,离子浓度增大,K增大

促进水解,K增大

加水稀释

促进电离,离子浓度(除OH-外)减小,K不变

促进水解,离子浓度(除H+外)减小,K不变

加入相应离子

加入CH3COONa固体或盐酸,抑制电离,K不变

加入CH3COOH或NaOH,抑制水解,K不变

加入反应离子

加入NaOH,促进电离,K不变

加入盐酸,促进水解,K不变

2.沉淀溶解平衡的应用实例

应用

举例

沉淀的生成

①调节pH:

如CuCl2溶液中含杂质FeCl3,可调节pH至4左右,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去

②加沉淀剂法:

如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS,是分离、除去杂质常用的方法

沉淀的溶解

如用盐酸可溶解碳酸钙沉淀,用NaOH可溶解氢氧化铝沉淀

沉淀的转化

①由难溶的沉淀转化为更难溶的沉淀是比较容易实现的一种转化,如在AgCl悬浊液中,加入KI溶液后,沉淀变黄,再加入Na2S溶液,沉淀变黑

②由难溶的沉淀转化为更易溶的沉淀是比较难以实现的一种转化,转化的前提是“两种沉淀的溶解度相差不是很大”。

如虽然Ksp(BaSO4)

考向1 走出溶液稀释与混合的误区

1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”

(1)0.1mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释,各离子浓度都减少,导电性减弱(  )

(2)常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后,溶液的pH=4(  )

(3)常温下,pH为2的盐酸中,由H2O电离出的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1(  )

(4)同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后,溶液的pH=7(  )

(5)常温下,pH为2的盐酸与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液呈酸性(  )

(6)在氨水中滴加少量氯水,水的电离程度增大(  )

2.体积相同的盐酸和醋酸两种溶液,n(Cl-)=n(CH3COO-)=0.01mol,下列叙述错误的是(  )

A.与NaOH完全中和时,醋酸所消耗的NaOH多

B.分别与足量CaCO3反应时,放出的CO2一样多

C.两种溶液的pH相等

D.分别用水稀释相同倍数时,n(Cl-)

3.25℃时,对pH=3的醋酸溶液(Ⅰ)和pH=11的氢氧化钠溶液(Ⅱ),下列说法正确的是(  )

A.Ⅰ和Ⅱ的物质的量浓度均为0.001mol·L-1

B.将Ⅰ稀释10倍,溶液中c(CH3COOH)、c(OH-)均减小

C.Ⅰ和Ⅱ溶液混合,若c(OH-)>c(H+),则氢氧化钠过量

D.Ⅰ和Ⅱ等体积混合后,溶液中离子浓度大小关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

失误防范

“电离平衡”分析判断中的常见误区

(1)忽视电离平衡的微弱思想,误认为弱电解质在加水稀释的过程中,电离程度增大,电离出的离子浓度增大。

如第1题

(1)中c(CH3COO-)、c(H+)均减小。

(2)忽视水的电离平衡的存在,误认为弱电解质在加水稀释的过程中,溶液中离子浓度都减小。

如第1题

(1)中,实际OH-是水电离的离子,其浓度变大。

(3)误认为电离平衡正向移动,弱电解质的电离程度一定增大。

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。

(4)误认为由水电离出的c(H+)=1.0×10-13mol·L-1的溶液一定呈碱性。

如25℃,0.1mol·L-1的盐酸或氢氧化钠溶液中由水电离的c(H+)都为1.0×10-13mol·L-1。

(5)第1题(5)忽视弱电解质的部分电离,误认为显酸性。

实际氨水的电离程度很小,混合后的溶质是NH3·H2O、NH4Cl,且c(NH3·H2O)>c(NH4Cl),主要应考虑NH3·H2O的电离,因而显碱性。

考向2 多角度攻克盐类水解问题

4.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”

(1)将AlCl3溶液蒸干所得的固体主要为Al(OH)3,Na2CO3溶液蒸干所得固体主要是NaOH(  )

(2)25℃时,amol·L-1一元酸HA与bmol·L-1NaOH等体积混合后pH为7,则c(A-)=c(Na+)(  )

(3)NaHSO4溶液、KF溶液、KAl(SO4)2溶液、NaI溶液中,前三个都对水的电离平衡产生影响,且都促进水的电离(  )

(4)盐酸中滴加氨水至中性,溶液中的溶质为NH4Cl(  )

(5)由于AlO和HCO都易水解,则NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合,有沉淀和气体生成(  )

(6)25℃时,用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH=7,V醋酸

(7)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同(  )

5.现有①Na2CO3溶液 ②CH3COONa溶液 ③NaOH溶液各25mL,物质的量浓度均为0.1mol·L-1。

下列说法正确的是(  )

A.三种溶液的pH大小顺序是③>②>①

B.将三种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是①

C.分别加入25mL0.1mol·L-1的盐酸后,溶液的pH大小顺序是①>③>②

D.三种溶液中,由水电离的c(OH-)大小顺序是③>①>②

6.化学在日常生活和生产中有着重要的应用。

下列说法不正确的是(  )

A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化

B.某雨水样品采集后放置一段时间,pH由4.68变为4.28,是因为溶液中的SO水解

C.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中可制备Fe(OH)3胶体,利用的是盐类水解原理

D.纯碱溶液呈碱性的原因是CO+H2OHCO+OH-

失误防范

水解平衡分析中常见错误

(1)不清楚水解研究的对象,片面的看到“弱”就用水解原理分析。

如第4题(5)AlO与HCO的反应是“强酸(HCO)”制“弱酸[Al(OH)3]”;第6题B项,根本不是盐溶液,不可能用水解原理分析,实质是H2SO3被氧化。

(2)不分析本质,简单类比,如第4题

(1)Na2CO3溶液蒸干所得固体主要成分还是Na2CO3;第4题(7)CH3COONH4溶液显中性的根本原因是CH3COO-、NH的水解程度相同。

(3)误认为弱酸强碱盐都因水解而显碱性。

如NaHSO3因为酸式酸根的电离能力大于水解能力,其溶液显酸性。

(4)片面强调水解平衡移动,忽视水解的微弱思想。

如第5题B项,稀释时Na2CO3、CH3COONa无论水解平衡怎么移动,也比不上NaOH的完全电离。

(5)不分主次,盲目使用原理。

如第5题C项应先考虑盐酸与Na2CO3、CH3COONa、NaOH反应后的主要溶质,再确定是用水解平衡还是用电离平衡分析问题。

考向3 多角度分析溶液中的平衡问题

7.H2S水溶液中存在电离平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-。

若向H2S溶液中(  )

A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大

B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH值增大

C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH值减小

D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小

8.将Ca(OH)2加入蒸馏水中,一段时间后达到沉淀溶解平衡:

Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。

下列说法中正确的是(  )

A.恒温下向溶液中加CaO,溶液的pH升高

B.给溶液加热,溶液的pH升高

C.恒温下向溶液中加CaO后,溶液中的n(OH-)减小

D.向溶液中加入少量的NaOH固体,Ca(OH)2固体的质量不变

考向4 突破电解质溶液的简答题

9.常温下,浓度均为0.1mol·L-1的6种溶液pH如下:

溶质

Na2CO3

NaHCO3

Na2SiO3

Na2SO3

NaHSO3

NaClO

pH

11.6

9.7

12.3

10.0

4.0

10.3

请根据上表数据回答:

(1)常温下,相同物质的量浓度的下列稀溶液,其酸性由强到弱的顺序是__________(用A、B、C表示)。

A.H2SiO3B.H2SO3C.H2CO3

(2)在上述NaHCO3溶液中加0.1mol·L-1的CaCl2溶液,不能产生CaCO3沉淀的原因:

________________________________________________________________________。

(3)6种溶液中,水的电离程度最小的是________(填化学式)。

(4)若要增大氯水中次氯酸的浓度,可向氯水中加入上表中的物质是________(填化学式)。

(5)等浓度的H2SO3和NaHSO3混合液,加入少量的强酸或强碱溶液,pH值都没有明显变化,请解其原因:

________________________________(用离子方程式表示)。

10.直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。

利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。

(1)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO)∶n(HSO)变化关系如下表:

n(SO)∶n(HSO)

91∶9

1∶1

9∶91

pH

8.2

7.2

6.2

由上表判断,NaHSO3溶液显________性,用化学平衡原理解释:

________________________________________________________________________。

(2)当吸收液的pH降至约为6时,需送到电解槽再生。

再生示意图如下:

当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。

简述再生原理:

________________________________________________________________________。

11.简要回答下列问题:

(1)用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO等杂质。

某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的________________(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。

经检测发现滤液中仍含有一定量的SO,其原因是________________________________________________________________________

[已知:

Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]。

(2)氯碱工业中电解饱和食盐水时,用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用:

_____________________________________________________________。

(3)已知Ba2+有很强的毒性,医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。

胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是______________________________________(用沉淀溶解平衡原理解释)。

得分技巧

答题策略 理论型简答题一般是演绎三段式答题模式(前提、推理、结论):

(1)问题所涉及大前提(相关的理论或规律)的表述,一般很熟悉的理论或规律可以只写名称,也可以用化学方程式等化学用语表示,并不需要把其详细内容写出;

(2)问题的推理过程(具体条件下的变化等)的表述;(3)问题所涉及的变化结果。

答题模板 ……存在……平衡,……(条件)使平衡向……(方向)移动,……(结论)

高考题型2 溶液中平衡常数的应用

1.(2015·海南,11)下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系的是(  )

2.(2015·广东理综,11)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

3.[2015·全国卷Ⅰ,28

(2)]碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。

回答下列问题:

上述浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。

取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为________________。

已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。

4.[2013·山东理综,29(4)]25℃时,H2SO3HSO+H+的电离常数Ka=1×10-2mol·L-1,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=________mol·L-1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

电离平衡常数(Ka或Kb)、水的离子积常数(Kw)、溶度积常数(Ksp)是溶液中的三大常数,它们均只与温度有关。

1.表达式

(1)水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-),在25℃时Kw=1×10-14。

(2)电离常数:

以一元弱酸(HAH++A-)为例

Ka=

NaA的水解常数与HA电离常数的关系:

Kh·Ka=Kw

(3)溶度积常数(Ksp):

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)

Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)

2.Ka、Kw、Ksp使用时注意事项

(1)不要仅从字面上认识Kw,要关注本质。

Kw=c(H+)·c(OH-),所以我们常误认为水电离的c(H+)与c(OH-)的乘积才是水的离子积,而实质上是水溶液中的c(H+)与c(OH-)的乘积。

(2)使用Kw时,要关注温度。

看到水的离子积(Kw)就认为其数值等于1×10-14,而往往忽略温度的影响,只有常温下的Kw=1×10-14。

(3)Ka(或Kb)、Kw、Kh、Ksp均是温度的函数,只受温度的影响,在温度一定时,平衡常数不变,与化学平衡是否移动无关。

(4)错误地认为只要Ksp越大,其溶解度就会越大。

Ksp还与难溶物化学式中的各离子配比有关,只有同类型的难溶物的Ksp大小才可用于比较其溶解度大小。

(5)误认为Ksp小的不能转化为Ksp大的,只能实现Ksp大的向Ksp小的转化。

实际上当两种难溶电解质的Ksp相差不是很大时,通过调节某种离子的浓度,可实现难溶电解质由Ksp小的向Ksp大的转化。

考向1 水的离子积常数的应用

1.不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。

下列有关说法中正确的是(  )

A.若从a点到c点,可采用在水中加入酸的方法

B.b点对应的醋酸中由水电离的c(H+)=10-6mol·L-1

C.c点对应溶液的Kw大于d点对应溶液的Kw

D.T℃时,0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液的pH=11

2.已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为amol·L-1的一元酸HA与bmol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是(  )

A.a=b

B.混合溶液的pH=7

C.混合溶液中,c(H+)=mol·L-1

D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)

考向2 电离常数的应用

3.相同温度下,根据表中三种酸的电离常数,判断下列说法正确的是(  )

HX

HY

HZ

电离常数K

9×10-7

9×10-6

10-2

A.三种酸的强弱关系:

HX>HY>HZ

B.反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生

C.相同温度下,0.1mol·L-1的NaX、NaY、NaZ溶液,NaZ溶液的pH最大

D.相同温度下,1mol·L-1HX溶液的电离常数大于0.1mol·L-1HX溶液的电离常数

4.常温下,根据表中的几种物质的电离平衡常数回答下列问题:

NH3·H2O

2×10-5

HNO2

7×10-4

HClO

3×10-8

H2CO3

K1=4×10-7 K2=4×10-11

(1)常温下等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液,测得NH4NO2溶液中c(NH)较小,试分析原因:

____________________________。

0.1mol·L-1NH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是______________________________,NO水解反应的平衡常数Kh=________mol·L-1(保留两位有效数字)。

(2)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(NH)________c(HCO)(填“>”、“<”或“=”);反应NH+HCO+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=________。

(3)写出下列条件下所发生反应的离子方程式:

①少量Cl2通入到过量的Na2CO3溶液中:

___________________________________________。

②Cl2与Na2CO3按物质的量之比1∶1恰好反应:

________________________________________________________________________。

③少量CO2通入到过量的NaClO溶液中:

______________________________________________________________________

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