2019高考化学二轮复习第1部分第9讲水溶液中的离子平衡学案.docx
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1、1第 9 讲 水溶液中的离子平衡知考点 明方向 满怀信心正能量 溶液酸碱性判断及 pH 计算与比较例(2017全国卷,13),(2017全国卷,12)盐类水解与离子浓度大小比较 例(2018江苏卷,14),(2018北京卷,6)中和滴定及迁移应用例(2018全国卷,27),(2018全国卷,28)(2018全国卷,13),(2018天津卷,9)设问方式溶液中的三大平衡问题 例(2018天津卷,6),(2018天津卷,10)知识点 网络线 引领复习曙光现 释疑难 研热点 建模思维站高端 考点一 溶液的酸碱性和 pH)命题规律:1题型:选择题、填空题。2考向:(1)运用勒夏特列原理分析外因对电离平
2、衡影响;(2)pH 的相关计算;(3)电离常数的计算与应用方法点拨:1熟悉“四条件”对弱电解质电离的影响条件改变 影响 微粒浓度影响结果 电离程度 电离常数浓度加水正向移动弱酸的 H 、酸根离子浓度减小,OH 浓度增大;弱碱的 OH ,金属离子增大 不变2(NH )浓度减小,H 浓度增大 4加弱电解质正向移动弱电解质相应离子和弱电解质浓度均增大减小 不变加热正向移动弱电解质分子浓度减小;弱电解质相应离子浓度增大增大 增大同离子效应逆向移动弱电解质浓度增大, “同离子”浓度增大,相反电荷离子浓度减小减小 不变加入与弱电解质反应的物质正向移动参与反应的离子浓度减小,其他离子浓度增大增大 不变2对比
3、区分影响水电离的因素3溶液的酸碱性及 pH 的本质(1)(在任何温度下的)中性溶液中 c(H ) c(OH ) ,常温下中性溶液 pH7,温Kw度升高时,中性溶液的 pH7。(2)溶液 pH 的计算方法先判断溶液的酸碱性4弱电解质的平衡常数特点与计算(1)弱电解质(以弱酸 HX 为例)电离平衡常数K ,对于多元酸,通常也是进行粗略计算的。cH cX cHX cH c2H cHX(2)同一弱电解质, K 值只与温度有关,一般情况下,温度升高, K 值增大;对于多元弱酸来说,其 K1K2K3。1(1)下列说法正确的是( ADEF )A(2018天津卷)向 C6H5ONa 溶液中通入 CO2溶液变浑
4、浊,说明酸性:H 2CO3C6H5OHB(2016江苏卷)室温下,稀释 0.1 mol/L CH3COOH 溶液,溶液的导电能力增强C(2017江苏卷)已知常温下, Ka(HCOOH)1.7710 4 , Ka(CH3COOH)31.7510 5 ,则用相同浓度的 NaOH 溶液分别滴定等体积 pH 均为 3 的 HCOOH 和 CH3COOH溶液至终点,消耗 NaOH 溶液的体积相等D(2017全国卷)氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以,说明氢硫酸比亚硫酸的酸性弱E(2017全国卷)氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸,说明氢硫酸比亚硫酸的酸性弱F(2017全国卷)0.10 molL
5、1 的氢硫酸和亚硫酸的 pH 分别为 4.5 和 2.1 说明氢硫酸比亚硫酸的酸性弱(2)(2018天津卷)CO 2可以被 NaOH 溶液捕获。若所得溶液 pH13,CO 2主要转化为!_CO _#(写离子符号);若所得溶液 c(HCO ): c(CO )2:1,溶液23 3 23pH!_10_#。(室温下,H 2CO3的 K1410 7 ; K2510 11 )(3)(2017江苏卷)H 3AsO3和 H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与 pH 的关系分别如图 1 和图 2 所示。以酚酞为指示剂(变色范围 pH 8.010.0),将 NaO
6、H 溶液逐滴加入到 H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为! OH H 3AsO3=H2AsO H 2O #。 3H 3AsO4第一步电离方程式 H3AsO4H2AsO H 的电离常数为 Ka1,则 4pKa1!_2.2_#(p Ka1lg Ka1 )。突破点拨(1)强酸与弱酸对比时注意两点:二者是物质的量浓度相同,还是 pH 即 c(H )相同;对比的问题是与 c(H )有关还是与能提供的 n(H )有关;(2)涉及到电离常数,既可以用常规的计算方法解答,也可以根据图像中特殊点突破。解析 (1)根据强酸制弱酸的原理可知选项 A 正确;稀释 0.1
7、 mol/L CH3COOH 溶液时,溶液中离子浓度减小,所以导电能力减弱,选项 B 错误;pH 均为 3 的 HCOOH 和 CH3COOH 溶液,醋酸浓度大,所以等体积的两种酸溶液进行中和滴定时,醋酸溶液消耗的 NaOH 溶液的体积大,选项 C 错误;氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以,体现强酸制备弱酸的规律,可说明亚硫酸的酸性比氢硫酸强,选项 D 正确;氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸,可说明亚硫酸的电离程度大,则亚硫酸的酸性强,选项 E 正确;0.10molL1 的氢硫酸和亚硫酸的 pH 分别为 4.5 和 2.1,可说明亚硫酸的电离程度大,酸性较强,选项 F 正确。(2)
8、CO 2可以被 NaOH 溶液捕获。若所得溶液 pH13,因为得到溶液4的碱性较强,所以 CO2主要转化为碳酸根离子(CO )。若所得溶液 c(HCO ) c(CO )23 3 2321,则根据第二步电离平衡常数 K2 510 11 ,所以氢cH cCO23cHCO 3 cH 2离子浓度为 11010 mol/L,pH10。(3)根据图知,碱性条件下 H3AsO3的浓度减小、H2AsO 浓度增大,说明碱和 H3AsO3反应生成 H2AsO ,该反应为酸碱的中和反应,同时还 3 3生成水,离子方程式为:OH H 3AsO3=H2AsO H 2O;pH2.2 时, c(H )10 2.2 3mol
9、/L, c(H3AsO4) c(H2AsO ),所以 Ka1 c(H )10 2.2 mol/L pKa1lg Ka12.2。 4【变式考法】(1)(2018北京卷)磷精矿粉酸浸时发生反应:2Ca 5(PO4)3(OH)3H 2O10H 2SO410CaSO40.5H2O6H 3PO4该反应体现出酸性关系:= = = = = H3PO4!_”或“相应酸式盐。(4)相互促进水解的盐单独水解的盐水解相互抑制的盐。水解程度越大消耗越多存在越少。2盐类水解的应用应用 举例(1)加热促进水解方便生活热的纯碱溶液去污力强(纯碱水解显碱性,在碱性条件下油脂水解,并不是纯碱和油脂直接反应)14(2)分析盐溶液
10、的酸碱性、比较对应酸碱性强弱等物质的量浓度的 Na2CO3、NaHCO 3溶液均显碱性,且碱性:Na 2CO3NaHCO3(3)判断离子能否大量共存 Al3 和 HCO 因发生水解互促反应不能大量共存 3(4)配制或贮存盐溶液方法配制 FeCl3溶液,要向 FeCl3溶液中加入适量盐酸(不能将其直接溶于水中)(5)胶体制备与作净水剂原理 铝盐、铁盐净水;制备 Fe(OH)3胶体(6)化肥的使用禁忌 铵态氮肥不宜与草木灰混合使用(7)泡沫灭火器的反应原理Al3 3HCO =Al(OH)33CO 2 水解相互促 3进的结果(8)无水盐制备的条件控制 由 MgCl26H2O 制 MgCl2,在干燥的
11、 HCl 气流中加热(9)判断盐溶液蒸干的产物将 AlCl3或 Al(NO3)3、Fe(NO 3)3、FeCl 3溶液蒸干灼烧得到的是 Al2O3(或 Fe2O3)而不是 AlCl3或Al(NO3)3、Fe(NO 3)3、FeCl 3(10)某些盐的分离除杂措施方法为除去 MgCl2酸性溶液中的 Fe3 ,可在加热搅拌的条件下加入 MgO、MgCO 3或 Mg(OH)2,过滤后再加入适量的盐酸(11)盐溶液除锈原理解释NH4Cl 溶液除去金属表面的氧化物(NH 水解显酸性) 43 “三大守恒”解决溶液中离子浓度大小比较1(1) 下列说法中正确的是( CE )A(2018天津卷)某温度下,一元弱
12、酸 HA 的 Ka越小,则 NaA 的 Kh(水解常数)越小B(2016江苏卷)0.1 mol/L Na 2CO3溶液加热后,溶液的 pH 减小C(2017天津卷)用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物D(2017天津卷)蒸发 Al 与稀盐酸反应后的溶液来制备无水 AlCl3E(2016全国卷乙)配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释(2)(2018江苏卷)(双选)H 2C2O4为二元弱酸, Ka1(H2C2O4)5.410 2 , Ka2 (H2C2O4)155.410 5 ,设 H2C2O4溶液中 c(总) c(H2C2O4) c(HC2O ) c(C2O )。室温下用 4
13、24NaOH 溶液滴定 25.00 mL 0.100 0 molL1 H2C2O4溶液至终点。滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( AD )A0.100 0 molL1 H2C2O4溶液: c(H ) 0.100 0 molL1 c(C2O ) c(OH )24 c(H2C2O4)B c(Na ) c(总)的溶液: c(Na )c(H2C2O4)c(C2O )c(H )24CpH7 的溶液: c(Na )0.100 0 molL 1 c(C2O ) c(H2C2O4)24D c(Na ) 2 c(总)的溶液: c(OH ) c(H )2 c(H2C2O4) c(HC2O
14、 ) 4突破点拨(1)盐溶液的配制、保存和蒸发都要注意考虑水解问题;(2)蒸发溶液时能彻底水解的盐主要是水解产物中生成了挥发性的强酸,如硝酸和盐酸;(3)多元弱酸的酸式盐的显性,主要取决于其水解程度与电离程度的相对大小。解析 (1)酸的电离常数越小,则酸性越弱,对应的盐水解程度越大,水解常数越大,选项 A 错误;水解吸热,加热水解程度增大,碱性增强,选项 B 错误;铝盐和铁盐均可水解产生胶体,吸附水中的悬浮物,选项 C 正确;AlCl 3易水解,溶液加热蒸发时,由于水解产生的 HCl 逸出,水解不断进行,会产生氢氧化铝,继续加热氢氧化铝分解,最后得到氧化铝,选项 D 错误;由于氯化铁极易水解,
15、所以配制溶液时加入盐酸抑制其水解,选项 E正确。(2)H 2C2O4溶液中的电荷守恒为 c(H ) c(HC2O )2 c(C2O ) c(OH ),0.1000 4 24molL1 H2C2O4溶液中 0.1000 mol/L c(H2C2O4) c(HC2O ) c(C2O ),两式整理得 4 24c(H )0.1000 mol/L c(H2C2O4) c(C2O ) c(OH ),选项 A 正确; c(Na ) c(总)时24溶液中溶质为 NaHC2O4,HC 2O 既存在电离平衡又存在水解平衡,HC 2O 水解的离子方程 4 4式为 HC2O H 2OH2C2O4OH ,HC 2O 水
16、解常数 Kh 4 4cH2C2O4cOH cHC2O 4 1.8510 13 c(H2C2O4),选项 B 错误;滴入 NaOH 溶液 4 24后,溶液中的电荷守恒为 c(Na ) c(H ) c(HC2O )2 c(C2O ) c(OH ),室温 pH7 4 24即 c(H ) c(OH ),则 c(Na ) c(HC2O )2 c(C2O ) c(总) c(C2O ) c(H2C2O4), 4 24 24由于溶液体积变大, c(总)c(OH ),溶液中正确的离子浓度大小为: c(Na ) c(Cl )c(CH3COO )c(OH ),选项 A 正确;0.1 mol/L NH4Cl 与 0.
17、1 mol/L 氨水等体积混合(pH7),溶液呈碱性,说明一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,则 c(NH )c(NH3H2O),结合物 4料守恒可得 c(NH )c(Cl )c(NH3H2O),溶液中正确的离子浓度大小为: c(NH ) 4 4c(Cl )c(NH3H2O)c(OH ),选项 B 错误;0.1 mol/L Na2CO3与 0.1 mol/L NaHCO3溶液等体积混合,根据物料守恒可得: c(Na ) c(CO ) c(HCO ) c(H2CO3),选项 C 正确;23 23 30.1 mol/L Na2C2O4与 0.1 mol/L HCl 溶液等体积混合(H 2C2
18、O4为二元弱酸),恰好反应生成NaHC2O4,根据电荷守恒可知:2 c(C2O ) c(HC2O ) c(Cl ) c(OH ) c(Na ) c(H ),24 4选项 D 错误;2(2018北京卷)测定 0.1 molL1 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( C )ANa 2SO3溶液中存在水解平衡:SO H 2OHSO OH 23 3B的 pH 与不同,是由于浓度减小造成的C的过程中,温度
19、和浓度对水解平衡移动方向的影响一致D与的 Kw值相等解析 Na 2SO3是强碱弱酸盐,存在水解平衡:SO H 2OHSO OH 、HSO H 2OH2SO3OH ,选项 A 正确;取时刻的溶液,23 3 3加入盐酸酸化的 BaCl2溶液,产生白色沉淀多,说明实验过程中部分 Na2SO3被氧化成Na2SO4,与温度相同,与对比,SO 浓度减小,溶液中 c(OH )减小,的 pH 小23于,B 项正确;盐类水解为吸热过程,的过程,升高温度 SO 水解平衡正向移23动, c(SO )减小,水解平衡逆向移动,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响相反,选23项 C 错误; Kw只与温度有关,与温度相同,
20、Kw值等,选项 D 正确。3(2018湖北八市联考)(1)Na 2S2O4溶液在空气中易被氧化,课题小组测定 0.05 molL1 Na2S2O4溶液在空气中 pH 变化如图:180 t1段主要生成 HSO ,根据 pH 变化图,HSO 的电离平衡!_#水解平 3 3衡(填“”或“”),课题小组推测 Na2S2O4溶液在空气中易被氧化,0 t1发生离子反应方程式为! 2S 2O O 22H 2O=4HSO #。 t3时溶液中主要阴离子符号!24 3!_SO _#。24(2)25 时,H 2SO3HSO H 的电离常数 Ka110 2 molL1 ,则该温度下 3NaHSO3水解反应的平衡常数
21、Kh!_110 12 _#molL1 ,若向 NaHSO3溶液中加入少量的 I2,则溶液中 将!_增大_#(填 “增大” “减小”或“不变”)。cH2SO3cHSO 3(3)AlCl3在溶液中分三步水解:Al 3 H 2OAl(OH)2 H K1Al(OH)2 H 2OAl(OH) H K2 2Al(OH) H 2OAl(OH)3H K3 2以上水解反应的平衡常数 K1、 K2、 K3由大到小顺序是!_ K1 K2 K3_#。通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铝,离子方程式为 xAl3 yH2OAlx(OH) yH ,欲使平衡正向移动可采用的方法是(填字母 )!_bd_#。3x yy
22、a降温 b加水稀释c加入 NH4Cl d加入 NaHCO3(4)对于易溶于水的正盐 MnRm 溶液,若 pH7,其原因是! R n nH2OHR(n1) nOH #;若 pHK2K3。盐类的水解是吸热反应,降温使平衡逆向移动;越稀越水解,加水稀释,可以促进水解平衡正向移动;NH 4Cl 溶于水呈酸性,使水解平衡逆向移动;NaHCO 3与 H 反应,使水解平衡正向移动,故可以采用的方法是 b、d。(4)pH7,说明该盐一定是弱酸盐,故一定发生酸根离子的水解;pHKsp:溶液过饱和,有沉淀析出 Qc Ksp:溶液饱和,处于平衡状态 QcKsp(AgI)B(2018天津卷)向含有 ZnS 和 Na2
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