2019年高考化学二轮复习专题10电解质溶液与离子平衡(讲)(含解析).doc
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1、1专题 10 电解质溶液与离子平衡考向一 弱电解质的电离与水的离子积(1) 考纲要求1.了解电解质在水溶液中的电离,以及电解质溶液的导电性。了解电解质的概念。了解强弱电解质的概念。2.了解弱 电解质在水溶液中的电离平衡。3.了解水的电离,水的离子积常数。4.了解溶液 pH 的定义。了解测定溶液 pH 的方法。能进行 pH 的简单计算。(2) 命题规律水溶液中的离子平衡是化学平衡的延伸和应用,弱电解质的电离平衡、溶液的酸碱性和 pH 的计算是高考化学中的热点内容。电离平衡重点考查弱电解质电离平衡的建立,电离方程式的书写,外界条件对电离平衡的影响,酸碱中和反应中有关弱电解质参与计算等等。抓好基础知
2、识的复习,理解电离平衡的本质,是解决此类问题的关键。【例 1】 【2018 天津卷】LiH 2PO4是制备电池的重要原料。室温下,LiH 2PO4溶液的 pH 随 c 初始 (H 2PO4)的变化如图 1 所示,H 3PO4溶液中 H2PO4的分布分数 随 pH 的变化如图 2 所示,下列有关 LiH2PO4溶液的叙述正确的是 ( )A溶液中存在 3 个平衡B含 P 元素的粒子有 H2PO4、HPO 42、PO 43C随 c 初始 (H 2PO4)增大,溶液的 pH 明显变小D用浓度大于 1 molL-1的 H3PO4溶液溶解 Li2CO3,当 pH 达到 4.66 时,H 3PO4几乎全部转
3、化为LiH2PO42【答案】D【解析】分析:本题考查电解质溶液的相关知识。应该从题目的两个图入手,结合磷酸的基本性质进行分点睛:本题中随着 c 初始 (H 2PO4)增大,溶液的 pH 有一定的下降,但是达到一定程度后就基本不变了。主要是因为 H2PO4存在电离和水解,浓度增大电离和水解都会增加,影响会互相抵消。【例 2】 【2018 天津卷】CO 2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:(1)CO 2可以被 NaOH 溶液捕获。若所得溶液 pH=13,CO 2主要转化为_(写离子符号) ;若所得溶液 c(HCO3) c(CO32)=21,溶液 pH=_。 (室温下,H 2
4、CO3的K1=4107; K2=51011)【答案】 CO 32- 10【解析】 (1)CO 2可以被 NaOH 溶液捕获。若所得溶液 pH=13,因为得到溶液的碱性较强,所以 CO2主要转化为碳酸根离子(CO 32-) 。若所得溶液 c(HCO3) c(CO32)=21, ,则根据第二步电离平衡常数 K2=51011,所以氢离子浓度为 110-10mol/L,pH=10。 1. “四条件”对弱电解质电离的影响(1)加水稀释:离子浓度一般都减小,但弱酸(或碱)溶液中 c(H )或 c(OH )减小,其对应的 c(OH )或 c(H )相应增大。(2)加热:加热促进弱电解质的电离,弱电解质分子减
5、少,离子浓度增大。 (3)同离子效应:加入与弱电解质电离产生的相同离子时,弱电解质的电离程度减小。(4)加入能反应的物质:参与反应的离子浓度减小,其他离子浓度增大。 32水的电离(1)任何条件下,水电离出的 c(H ) c(OH );常温下,离子积常数 Kw1.010 14 。(2)酸、碱抑制水的电离,pH 相等的盐酸、醋酸对水的电离的抑制程度相同;浓度相等的盐酸和醋酸,盐酸对水的电离的抑制程度更大。(3)能水解的正盐则促进水的电离。(4)溶液中的 c(H )与水电离出的 c(H )的区别室温下水电离出的 c(H ) c(OH )1.010 7 mol/L,若某溶液中水电离出的 c(H )1.
6、010 7 mol/L,则可判断该溶液呈酸性或碱性,电解质电离产生的 H 或 OH 抑制了水的电离;若某溶液中水电离出的 c(H )1.010 7 mol/L,则可判断该溶液中存在能水 解的盐,从而促进了水的电离。室温下,溶液中 c(H )1.010 7 mol/L,说明溶液是酸性溶液或水解呈酸性的盐溶液;溶液中 c(H )1.010 7 mol/L,说明溶液是碱性溶液或水解呈碱性的盐溶液。 3常温下,酸性、中性和碱性溶液的比较溶液的酸碱性c(H )与 c(OH )比较c(H )与 1107的比较 pH酸性溶液c(H )c(OH )c(H )1107 molL1 74.计算溶液 pH 的原则5
7、常温时“pH 之和等于 14”时酸、碱混合问题的分析判断常温时“pH 之和等于 14”的意义:酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度。(1))已知酸、碱溶液的 pH 之和为 14,则等体积混合时,(2)已知酸、碱溶液的 pH 之和为 14,若混合后溶液的 pH 为 7,则溶液呈中性。4(3)强酸、强碱等体积混合后溶液酸、碱性的判断【例 1】 【湖南邵东县创新实验学校 2019 届高三第五次月考】室温下,甲、乙两烧杯均盛有 5 mL pH3 的某一元酸溶液,向乙烧杯中加水稀释至 pH4。关于甲、乙两烧杯中溶液的描述不正确的是( )溶液的体积:10V 甲 V 乙 水电离出的 OH 浓度
8、:10c(OH )甲 c(OH )乙若分别用等浓度的 NaOH 溶液完全中和,所得溶液的 pH:甲乙若分别与 5 mL pH11 的 NaOH 溶液反应,所得溶液的 pH:甲乙A B C D【答案】B【解析】若酸是强酸,则依据溶液稀释过程中氢离子物质的量不变 5ml10-3=V10-4,解得 V=5Oml,则可知,消耗氢氧化钠的物质的量相等,生成的酸盐的浓度甲大于乙,若酸为强酸则二者 pH 相等,若酸为弱酸,则甲的 pH 大于乙;若酸是强酸,分别与 5mL pH=11 的 NaOH 溶液反应,恰好发生酸碱中和,生成强酸强碱盐,pH 值相等,若为弱酸,则反应后酸有剩余,甲中剩余酸浓度大,酸性强,
9、pH小,所得溶液的 pH:甲乙;结合以上分析可知,错误,B 可选;综上所述,本题选 B。【趁热打铁】 【江西赣州市南康中学 2019 届高三上学期第五次月考】已知 100时,水的离子积常数Kw=110-12,对于该温度下 pH=l1 的氨水,下列叙述正确的是 ( )5A温度降低至 25,该氨水溶液中 H2O 电离出的 H+浓度小于 10-11mol/LB向该溶液中加入同温同体积 pH=1 的盐酸,反应后溶液呈中性C该氨水溶液中加入 NH4Cl 溶液,NH 3H2O 的电离能力增强D滴加等浓度等体积的硫酸,得到的溶液中存在电离平衡:NH4HSO4(aq) NH4+(aq)+H+(aq)+SO42
10、-(aq) 【答案】A【解析】A.100时,pH=11 的氨水中 H2O 电离出来的 H+浓度等于 10-11mol/L,温度降低至 25时,水的离【例 2】 【哈尔滨呼兰区一中 2019 届高三上学期 12 月月考】室温下,下列溶液等体积混合后,所得溶液的pH 大于 7 的是 ( )ApH=4 的盐酸和 pH=10 的氨水B0.1mol/L 的硫酸和 0.1mol/L 的氢氧化钡溶液CpH=4 的醋酸溶液和 pH=10 的氢氧化钠溶液D0.1mol/L 的盐酸和 0.1mol/L 的氢氧化钠溶液【答案】A【解析】A.pH=4 的盐酸和 pH=10 的氨水等体积混合,氨水过量,所得溶液 pH7
11、,A 正确;B. 0.1mol/L的硫酸和 0.1mol/L 的氢氧化钡恰好完全反应生成硫酸钡沉淀和水,溶液呈中性,pH=7,B 错误;C.pH=4 的醋酸和 pH=10 的 KOH 溶液等体积混合,醋酸过量,所得混合液 pH7,C 错误;D. 0.1mol/L的盐酸和 0.1mol/L 的氢氧化钠恰好完全反应生成氯化钠和水,溶液呈中性,pH=7,D 错误;答案为 A【趁热打铁】 【吉林汪清县六中 2019 届高三上学期第二次月考】下列说法正确的是 ( )A100时,K W=1012 ,此温度下 pH=6 的溶液一定显酸性B25时,0.1mol/L 的 NaHSO3溶液 pH=4,说明 HSO
12、3 在水溶液中只存在电离CNH 4Cl、CH 3COONa、NaHCO 3、NaHSO 4溶于水,对水的电离都有促进作用D25时,10mL 0.1mol/L CH 3COOH 溶液与 5mL 0.1mol/L NaOH 溶液混合,所得溶液中有 2c(Na +)6c(CH 3COO )+c(CH 3COOH)【答案】D1.判断强弱电解质的方法和规律: 若 0.01 molL1 的酸 HA 溶液的 pH2,说明酸 HA 在水溶液中没有完全电离,HA 为弱酸;相同 pH 的强酸、弱酸分别加水稀释相同倍数,溶液 pH 变化大的是强酸,变化小的是弱酸;相同 pH 的强酸和弱酸,分别加入等量相应的钠盐,溶
13、液 pH 增大的是弱酸,pH 几乎不变的是强酸;pH 相同、体积相同的强酸和弱酸与碱 NaOH 完全反应时,耗碱量大的是弱酸,或与足量锌反应,产生H2多的是弱酸; 取酸的钠盐溶于水,测定溶液 pH,若 pH=7,则对应酸为强酸,若 pH7,对应酸为弱酸。2.一强一弱(以强酸、弱酸为例) 比较图像题的分析方法相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸。a加水稀释相同的倍数,醋酸的 pH 大。b加水稀释到相同的 pH,盐酸加入的水多。相同体积、相同 pH 值的盐酸、醋酸。7a加水稀释相同的倍数,盐酸的 pH 大。b加水稀释到相同的 pH,醋酸加入的水多。3. 溶液 pH 计算的一般思维模型口诀:酸按酸(H )
14、,碱按碱(OH ),酸碱中和求过量,无限稀释 7 为限。(1)强酸溶液 pHlg c(H ),若两强酸溶液(pH 相差 2 以上)等体积混合,混合后溶液的 pH 等于混合前溶液 pH 小的加 0.3。(1)强碱溶液 pHlg c(H )14lg c(OH ),若两强碱溶液(pH 相差 2 以上)等体积混合,混合后溶液的 pH 等于混合前溶液 pH 大的减 0.3。(3)强酸与强碱混合:若恰好中和,pH7;若剩余酸,先求中和后剩余的 c(H ),再求 pH;若剩余碱,先求中和后剩余的 c(OH ),再通过 Kw求出 c(H ),最后求 pH。【例】 【湖北襄阳四中 2019 届高三上学期 11
15、月联考】常温时,下列说法正确的是 ( )A中和等体积、等浓度的氨水和氢氧化钠溶液至 pH7,前者消耗的盐酸多B0.1mol/L 的 NaHA 溶液,其 pH=4,则:c(HA )c(H+)c(H2A)c(A2 )8C已知 298K 时氢氰酸(HCN)的 Ka=4.910-10,碳酸的 Ka1=4.410-7、K a2=4.710-11,据此可推测出将氢氰酸加入到碳酸钠溶液中能观察到有气泡产生D将 0.2mol/L 的某一元酸 HA 溶液和 0.1mol/LNaOH 溶液等体积混合后溶液的 pH 大于 7,则反应后的混合液 2c(OH )+c(A )=2c(H+)+c(HA)【答案】D【解析】A
16、.1:1 反应时生成 NH4Cl、NaCl,前者为酸性、后者为中性,则为使 pH=7,应使氨水剩余,则前误区警示:“电离平衡”分析判断中六大误区(1)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。(2)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,如氨水加水稀释时, c(H )浓度增大。(3)弱电解质溶液加水稀释过程中,判断某些微粒浓度的关系式是否发生变化时,首先要考虑该关系式是否是电离常数、离子积常数、水解常数以及它们的变形。(4)误认为溶液的酸碱性取决于 pH,如 pH7 的溶液在温度不同时,可能呈酸性
17、或碱性,也可能呈中性。(5)误认为由水电离出的 c(H )10 13 mol/L 的溶液一定呈碱性。如 25,0.1mol/L 的盐酸或氢氧化钠溶液中由水电离出的 c(H )都为 1013 mol/L。(6)误认为酸碱恰好中和时溶液一定呈中性。如强酸和弱碱恰好中和溶液呈酸性,强碱和弱酸恰好中和溶液呈碱性,强酸和强碱恰好中和溶液呈中性。考向二 盐类的水解与离子浓度比较(1)考纲要求91.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐 类水解的应用。2.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡及沉淀转化的本质。 (2)命题规律盐类水解是高考的热点和重点,主要考查盐类水解的应用和粒子浓度大小的比较。预测20
18、18 年的新课标高考会加大对本部分知识的考查,复习时侧重盐类的水解及其应用、盐类水解离子方程式的书写、粒子浓度大小的比较、三大守恒等。特别关注:水解相互促进反应在判断离子共存问题中的应用;酸碱反应过程中离子浓度大小关系。【例 1】 【2018 北京卷】测定 0.1 molL-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的 pH,数据如下。时刻 温度/ 25 30 40 25pH 9.66 9.52 9.37 9.25实验过程中,取时刻的溶液,加入盐酸酸化的 BaCl2溶液做对比实验,产生白色沉淀多。下列说法不正确的是 ( )ANa 2SO3溶液中存在水解平衡: +H2O +OHB的 pH 与不同,是
19、由于 浓度减小造成的C的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致D与的 Kw值相等【答案】C【解析】分析:A 项,Na 2SO3属于强碱弱酸盐,SO 32-存在水解平衡;B 项,取时刻的溶液,加入盐酸10点睛:本题考查盐类水解离子方程式的书写、外界条件对盐类水解平衡的影响、影响水的离子积的因素、SO32-的还原性。解题时注意从 温度和浓度两个角度进行分析。 【例 2】 【2018 江苏卷】H 2C2O4为二元弱酸, Ka1 (H2C2O4 ) =5.4102, Ka2 (H2C2O4 ) =5.4105,设H2C2O4溶液中 c(总)= c(H2C2O4) +c(HC2O4) +c(C2
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- 2019 年高 化学 二轮 复习 专题 10 电解质 溶液 离子 平衡 解析 DOC
