高三化学复习研讨会交流材料：溶液中的离子平衡和电化学基础专题复习.doc

市高三化学复习研讨会交流材料 溶液中的离子平衡和电化学基础专题复习 水溶液中的离子平衡【考纲要求】了解电离、电解质、强电解质和弱电解质的概念。 了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。 了解水的电离和水的离子积常数。了解溶液ph的定义，能进行ph的简单计算。 了解盐类水解的原理，能说明影响盐类水解程度的主要因素，认识盐类水解在生产、生活中的应用(弱酸弱碱盐的水解不作要求)。 知道难溶电解质存在沉淀溶解平衡，能运用溶度积常数（）进行简单计算。 对比2010年考纲要求发现其中增加了“能运用溶度积常数（）进行简单计算。”的要求。【知识梳理】比较离子浓度判断盐溶液中离子种类离子共存问题离子之间反应类型判断某些盐或盐溶液制备、保存 除杂 物质鉴别fe(oh)3胶体的制备弱电解质的证明 解释某些化学现象及在生活生产中的应用 水水的离子积常数kw=_等。内因：越弱越水解一电离平衡弱电解质 弱电解质电离平衡盐类水解弱酸：如_等弱电解质电离方程式书写：可逆号，多元弱酸分步影响电离平衡的因素：_、_、_、_等水的电离平衡影响水的电离平衡的因素影响因素应用弱碱：如_ 等 某些盐：(ch3coo)2pb外因： 本质：弱电解质从逆向建立电离平衡时破坏了水的电离平衡定义：用已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的实验方法原理：n(oh-)=n(h+)关键准确测定_准确判断_操作：准备、滴定、数据处理、误差分析仪器 二.中和滴定强酸混合:c(h+) =强碱混合:c(oh-) =强强混合:先判断溶液酸碱性再列式计算两强混合呈中性: =10 三.有关溶液ph计算 沉淀溶解平衡是指 。四 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡是 平衡，当外界条件发生改变，平衡要 。沉淀的应用：1 沉淀的生成：化学反应总是向着 的方向进行。2 沉淀的溶解：常用的方法有 的方法， 的方法， 的方法。3 沉淀的转化：其实质是 。一般能说来，溶解度小的沉淀转化成 的沉淀4 运用溶度积常数（）进行简单计算 【典型例题】例1：（2010江苏卷12）常温下，用 0.1000 mollnaoh溶液滴定 20.00ml0.1000 moll溶液所得滴定曲线如右图。下列说法正确的是a点所示溶液中：b点所示溶液中：c点所示溶液中：d滴定过程中可能出现：【答案】d【解析】本题主要考查的是粒子浓度大小的比较。a项，处于点时，酸过量，根据电荷守恒，则有b项，在点时，ph=7。仍没有完全反应，酸过量，；c项。当时，两者完全反应，此时由于的水解，溶液呈碱性，但水解程度是微弱的，d项，在滴定过程中，当的量少时，不能完全中和醋酸，则有综上分析可知，本题选d项。【规律总结】1. 电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。如nahco3溶液中：nc(na+)nc(h+)nc()2nc()nc()推出：c(na+)c(h+)c()2c()c()2. 物料守恒：电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如nahco3溶液中nc(na+)：nc(c)1：1，推出：c(na+)c()c()c(h2co3)3. 质子守恒：电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（h+）的物质的量应相等。例如在nh4hco3溶液中h3o+、h2co3为得到质子后的产物；nh3、为失去质子后的产物，故有以下关系：c(h3o+)+c(h2co3)=c(nh3)+c()+c()。例2：（泰州二模14）下列有关溶液中粒子浓度的关系式中，正确的是ph051020av(ch3cooh)/ml12874用0.1 mol/l ch3cooh溶液滴定20 ml 0.1mol/l naoh溶液的滴定曲线aph相同的ch3coona、nahco3、三份溶液中的c(na)：b0.1moll1某二元弱酸强碱盐naha溶液中：c(na+)=2c(a2-)c(ha-)c(h2a)c右图中ph7时：c(na)c(ch3coo) c(oh)c(h)d右图中a点溶液中各离子浓度的关系是：c(oh)c(h)c(ch3coo)2c(ch3cooh)【答案】d例3：(2008广东高考)已知ag2so4的ksp为2.0105，将适量ag2so4固体溶于100 ml水中至刚好饱和，该过程中ag和so浓度随时间变化关系发右图饱和ag2so4溶液中c(ag)0.034 moll1。若t1时刻在上述体系中加入100 ml0.020 moll1na2so4溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后ag和so浓度随时间变化关系的是()【答案】b例4：（2010山东卷15）某温度下，分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液，金属阳离子浓度的辩护如图所示。据图分析，下列判断错误的是a. b.加适量固体可使溶液由点变到点c.两点代表的溶液中与乘积相等d.、分别在、两点代表的溶液中达到饱和【答案】b电化学基础电化学的内容是历年高考的重要知识点之一，主要以选择题的形式出现，考查的内容有：原电池、电解池、电镀池的电极名称及根据总反应方程式书写原电池各电极反应式、根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类、根据反应式进行计算、与电解池及电镀池精炼池进行综合考查、提供反应方程式设计原电池、提供电极材料电解质溶液进行原电池是否形成的判断、与图像进行结合考查各电极上质量或电解质溶液溶质质量分数的变化等。其中原电池的工作原理及其电极反应式的书写、电解产物的判断和计算是高考命题的热点。【考纲要求】理解原电池和电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。 了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。 了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。认识化学在解决能源危机中的重要作用。【知识梳理】1. 原电池的判定先分析有无外接电源，有外接电源者为电解池，无外接电源者可能为原电池；再依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”：一看电极，两极为导体且活泼性不同；二看溶液，两极插入电解质溶液中；三看回路：形成闭合回路或两极接触。2. 电极反应的书写找出发生氧化反应和还原反应的物质（或离子），确定正负或阴阳极反应的物质（或放电的离子），利用电荷守恒分别写出电极反应式3. 原电池的正负极的判断(从原电池反应实质角度确定)：较活泼金属作负极，发生氧化反应(电子流出的一极)；另一导体作正极，发生还原反应(电子流入的一极) 4. 对于化学电源和新型电池工作原理的分析 可类比于铜、锌、硫酸原电池，可把总反应折成两部分进行处理。知道两极反应式，或一极反应式或总反应式，可通过加减的方法求出另一极反应或总反应方程式。5. 电解原理电解池是将电能转化为化学能的装置，在电解池中，阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应，其放电顺序一般为：阳极：活泼性电极含氧酸根离子阴极：与金属活动顺序表中金属阳离子的氧化顺序一致6. 电化学计算的基本方法原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液ph的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算根据关系式计算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式【典型例题】例1：（2010江苏卷11）右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是 a该系统中只存在3种形式的能量转化 b装置y中负极的电极反应式为： c装置x能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 d装置x、y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化【答案】c隔膜abkmn电源li+li+例2：（泰州二模10）右图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。放电时该电池的电极反应式为：负极：lixc6xe=c6xli+（lixc6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）正极：li1xmno2xli+x e=limno2（limno2表示含锂原子的二氧化锰）下列有关说法正确的是a该电池的反应式为li1xmno2lixc6limno2c6bk与m相接时，a是阳极，发生氧化反应ck与n相接时，li由a极区迁移到b极区d在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化【答案】cd例3：（2010重庆卷29:）钒（v）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域（1）v2o5是接触法制硫酸的催化剂 一定条件下，与空气反映t min后，和物质的量浓度分别为a mol/l和b mol/l, 则起始物质的量浓度为 mol/l ；生成的化学反应速率为 mol/(lmin) 工业制硫酸，尾气用_吸收（2）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如题29图所示当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色放电过程中氢离子的作用是 和 ；充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(h+)的变化量为 【答案】（1）； 氨水 （2） 绿 紫纯cu 粗cucuso4溶液燃料电池 参与正极反应; 通过交换膜定向移动使电流通过溶液；0.5mol例4：(泰州二模17)用甲醇-空气碱性（koh）燃料电池作电源电解精炼粗铜（右图），在接通电路一段时间后纯cu质量增加3.2 g。请写出燃料电池中的负极反应式： 。燃料电池正极消耗空气的体积是 （标准状况，空气中o2体积分数以20%计算）。【答案】 ch3oh6e8ohco326h2o 2.8 l溶液中的离子平衡和电化学基础专题练习一、 选择题alcl3溶液ababyxkoh溶掖液图1图2a1、右图1为甲烷和o2构成的燃料电池，电解质为koh溶液，图2为电解alcl3溶液的装置，电极材料均为石墨。用该装置进行实验，反应开始后观察到x电极附近出现白色沉淀。下列说法正确的是a图1、图2中电解质溶液的ph均增大b图2中电解alcl3溶液的总反应为：2cl2h2oc12h22ohca处通入的气体为ch4，电极反应式为： ch4+10oh-8e=co32+7h2od燃料电池内部oh向a极移动，电解池中cl向x极移动2、某温度时，agcl (s)ag+(aq)+cl-(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 （ ）a加入agno3可以使溶液由c点变到d点b加入固体nacl则agcl的溶解度减小，ksp也减小cd点有agcl沉淀生成 dc点对应的ksp小于a点对应的ksp3、常温下，向0.1 moll1的ch3coona溶液中逐滴滴加等浓度的hcl溶液，则下列关系正确的是ac(h)c(oh)110-14bc(na)c(h)c(oh)c(ch3coo)cc(na)c(ch3cooh)c(ch3coo)dc(na)=c(cl-)c(h)c(ch3coo)c(oh)4、铅酸蓄电池是目前应用普遍的化学电池，新型液流式铅酸蓄电池以可溶的甲基磺酸铅为电解质，电池总反应：pbpbo24h2pb22h2o。下列有关新型液流式铅酸蓄电池的说法正确的是a充放电时，溶液中pb2浓度保持不变b充放电时，溶液的导电能力变化不大c放电时的负极反应式为：pb2epb2d充电时的阳极反应式为：pb24oh2epbo22h2o5、常温下，01molll-1某一元酸(ha)溶液的ph3下列叙述正确的是a该溶液中：c2(h+)c(h+)f(a一)+kwb由ph=3的ha与ph=11的na0h溶液等体积混分，所得溶液中： c(na+)c(a一)c(0h-)c(h+)c浓度均为01 moll-l的ha和naa溶液等体积混合，所得溶液中： c(a-)cfha)c（na+)c(na+)c(h+)d01moll-1 ha溶液与005moll-1 naoh溶液等体积混合，所得溶液中： 2c(h+)+c(ha)=c(a-)+2c(oh一)6、某储能电池的原理如右图所示，溶液中c(h) = 2.0 moll1，阴离子为so42，a、b均为惰性电极，充电过程中左槽溶液颜色由蓝色变为黄色。下列叙述正确的是a当右槽溶液颜色由绿色变为紫色时，电池中能量转化形式为化学能转化为电能b充电过程中，a极的反应式为vo2 e + h2o vo2 + 2hc储能电池a、b两极间的电解质溶液中通过电子的定向移动形成闭合回路d放电时，当转移的电子数为6.02 1023时，共有1.0 mol h从右槽迁移进入左槽7、下列溶液中各微粒的浓度关系一定正确的是a某酸性溶液中只含nh4+、cl、h+、oh四种离子，则溶液中：c(cl)c(h+)c(nh4+)c(oh)b在na2co3和nahco3的混合溶液中：c(na)c(h)c(hco3)c(oh)c(co32)c将0.1 mol cuso4(nh4)2so46h2o溶于水配成的1 l溶液中：c(so42)c(nh4)c(cu2)c(h)c(oh)d等体积、等浓度的nax溶液和弱酸hx溶液的混合后的溶液中：c(na)c(hx)c(x)c(h)c(oh)8、高铁电池是一种新型可充电电池，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3zn(oh)24koh2fe(oh)3充电放电3zn2k2feo48h2o，下列判断正确的是a充电时阳极反应为：2feo428h2o6e-=2fe(oh)310oh b充电时阴极附近溶液的ph变大 c放电时，负极材料为zn d放电时，每转移0.2 mol电子，正极的质量减少6.5 g9、缓冲溶液可以抗御少量酸碱对溶液ph的影响。人体血液里最主要的缓冲体系是碳酸氢盐缓冲体系(h2co3/hco3)，维持血液的ph保持稳定。己知在人体正常体温时，反应h2co3 hco3h的ka=106.1moll1，正常血液中c(hco3)：c(h2co3)20：1，lg2=0.3，lg5=0.7。则下列判断正确的是a当过量的碱进入血液中时，发生的反应只为：hco3oh=co32h2o b由题给数据可算得正常人血液的ph约为74 c血液中存在：c(hco3)+c(oh)+2c(co32)=c(h)+c(h2co3) d正常人血液内不会存在以hco3/co32为主的缓冲体系10、已知ksp（ agcl）=1.81010，ksp（ agl）=1.0l016。下列关于不溶物之间转化的说法中错误的是（ ）aagcl不溶于水，不能转化为aglb两种不溶物的ksp相差越大，不溶物就越容易转化为更难溶的不溶物cagl比agcl更难溶于水，所以，agcl可以转化为agid沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 二、非选择题11、以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。难溶物kspca3(aso4)26.81019alaso41.61016feaso45.71021污染物h2so4as浓度28.42 g/l1.6 gl1排放标准ph 690.5 mgl1表1几种砷酸盐的ksp 表2工厂污染物排放浓度及允许排放标准回答以下问题：该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(h2so4) moll1。写出难溶物ca3(aso4)2的ksp表达式：kspca3(aso4)2 ，若混合溶液中al3、fe3的浓度均为1.0104moll1，c(aso43)的最大是 moll1。工厂排放出的酸性废水中的三价砷（h3aso3弱酸）不易沉降，可投入mno2先将其氧化成五价砷（h3aso4弱酸），写出该反应的离子方程式 。在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节ph到2，再投入生石灰将ph调节到8左右使五价砷以ca3(aso4)2形式沉降。将ph调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为 ；ca3(aso4)2在ph调节到8左右才开始沉淀的原因为 。12、niso46h2o是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣（除含镍外，还含有：cu、zn、fe、cr等杂质）为原料获得。操作步骤如下：用稀硫酸溶液溶解废渣，保持ph约1.5，搅拌30min，过滤。向滤液中滴入适量的na2s，除去cu2+、zn2+，过滤。保持滤液在40左右，用6%的h2o2氧化fe2+，再在95加入naoh调节ph，除去铁和铬。在的滤液中加入足量na2co3溶液，搅拌，得nico3沉淀。 。 。蒸发、冷却结晶并从溶液中分离出晶体。用少量乙醇洗涤并凉干。（1）步骤除可观察到黑色沉淀外，还可嗅到臭鸡蛋气味，用离子方程式说明气体的产生： 。（2）步骤中，加6%的h2o2时，温度不能过高，其原因是： 。fe2o3feoohfe(oh)3温度ph值与生成的沉淀关系图200160120804002468101214t/ph（3）除铁方法有两种，一是用h2o2作氧化剂，控制ph值24范围内生成氢氧化铁沉淀；另一种方法常用naclo3作氧化剂，在较小的ph条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠na2fe6(so4)4(oh)12沉淀除去。右图是温度-ph值与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域（已知25时，fe(oh)3的ksp= 2.641039）。下列说法正确的是 （选填序号）。afeooh中铁为+2价 b若在25时，用h2o2氧化fe2+，再在ph=4时除去铁，此时溶液中c(fe3+)=2.641029c用氯酸钠在酸性条件下氧化fe2+离子方程式为：6fe2+clo3+6h+=6fe3+cl+3h2od工业生产中温度常保持在8595生成黄铁矾钢，此时水体的ph约为1.21.8（4）确定步骤中na2co3溶液足量，碳酸镍已完全沉淀的简单方法是： 。（5）补充上述步骤和【可提供的试剂有6mol/l的h2so4溶液，蒸馏水、ph试纸】。13、氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是，在导线中电子流动方向为 （用a、b 表示）。（2）负极反应式为。（3）电极表面镀铂粉的原因为 。（4）该电池工作时，h2和o2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m.2li+h22lih.lih+h2o=lioh+h2反应中的还原剂是，反应中的氧化剂是。已知lih固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224l（标准状况）h2，生成的lih体积与被吸收的h2体积比为。由生成的lih与h2o作用，放出的h2用作电池燃料，若能量转化率为80，则导线中通过电子的物质的量为 mol。14、zn-mno2干电池应用广泛，其电解质溶液是zncl2-nh4cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是。电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。（2）若zncl2-nh4cl混合溶液中含有杂质cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是。欲除去cu2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。a.naoh b.znc.fe d.nh3h2o(3)mno2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的mnso4溶液。阴极的电极反应式是。若电解电路中通过2mol电子，mno2的理论产量为。15、工业碳酸钠（纯度约为98）中含有ca2、mg2、fe3、cl和so42等杂质，提纯工艺线路如下：、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示： 、25时有关物质的溶度积如下：物质caco3mgco3ca(oh)2mg(oh)2fe (oh)3ksp4.9610-96.8210-64.6810-65.6110-122.6410-39回答下列问题：（1）加入naoh溶液时发生的离子方程式为 。25时，向含有mg2、fe3的溶液中滴加naoh溶液，当两种沉淀共存且溶液的ph8时，c(mg2)：c(fe3) 。（2）“趁热过滤”时的温度应控制在 。（3）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行 ，并说明理由 。（4）已知：na2co310 h2o(s)na2co3(s)10 h2o(g) h+ 532.36kjmol-1 na2co310 h2o(s)na2co3h2o(s)9 h2o(g) h+ 473.63kjmol-1写出n