专题三 溶液中的离子反应期末复习 (果)

专题三 溶液中的离子反应 一 专题三溶液中的离子反应主要内容 二 专题知识的重点 难点 1 电解质与非电解质在水溶液中或熔融状态时是否能够导电的化合物 2 强电解质与弱电解质在水溶液中能否完全电离的电解质 3 常见的强电解质和弱电解质强电解质 强酸 强碱 大多数盐 活泼金属氧化物弱电解质 弱酸 弱碱和水 1 强电解质和弱电解质 有以下10种物质 铜 稀硫酸 氯化氢 氨气 氟化氢 二氧化碳 乙酸 氯化钠 碳酸钙 氯气 结合下表中提示的信息 把符合左栏条件的物质的序号填入右栏相应的位置 方法点拨 强电解质和弱电解质的证明实验实验设计思想 以证明某酸 HA 为弱酸为例 溶液导电性强弱是由溶液中自由移动离子浓度和离子所带电荷数决定 与电解质强弱无关 下列说法正确的是 A 强电解质的导电能力一定大于弱电解质的导电能力 B 溶于水能导电化合物都是电解质 C 25 时 0 1mol L的盐酸中氢离子浓度大于0 1mol L的醋酸中氢离子浓度 D BaSO4属于强电解质 所以其水溶液导电能力很强 C 下列叙述中正确的是 A 碳酸钙难溶于水 放入水中水溶液不导电 且碳酸钙960 时分解不存在熔融状态导电的性质 故CaCO3是非电解质B SO2溶于水后得到的水溶液导电 所以SO2是电解质C BaSO4在水中溶解度很小 但溶解部分全部电离 所以BaSO4是强电解质D H3PO4晶体在熔融状态下不导电 但溶于水后其水溶液导电 故H3PO4是电解质 CD 2 电离方程式的书写 1 强电解质在溶液中全部电离 在电离方程式中以 表示之 2 弱电解质部分电离 在电离方程式中以 表示之 3 多元弱酸分步电离 要分步书写 如 H2CO3 H2CO3H HCO3 HCO3 H CO32 4 多元弱碱常常一步写到底 如 Cu OH 2Cu2 2OH 5 酸式盐的电离 强酸的酸式盐的电离 完全电离 如 KHSO4 K H SO42 弱酸的酸式盐的电离 第一步完全电离 第二步酸式根部分电离 如 NaHCO3 Na HCO3 HCO3 H CO32 6 7 3 强酸与弱酸 或强碱与弱碱 的比较 a b a b a b c Cl c CH3COO a b a b a b a b c Cl c CH3COO a b 例1 2010 全国 9 相同体积 相同pH的某一元强酸溶液 和某一元中强酸溶液 分别与足量的锌粉发生反应 下列关于氢气体积 V 随时间 t 变化的示意图正确的是 C 2009 山东理综 15 某温度下 相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释 平衡pH随溶液体积变化的曲线如图所示 据图判断正确的是 A 为盐酸稀释时的pH值变化曲线B b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强C a点KW的数值比c点KW的数值大D a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度 BD BD 3 弱电解质的电离平衡 在一定条件下 当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时 电离过程就达到了平衡状态 2007年高考上海化学卷 已知0 1mol L的醋酸溶液中存在电离平衡 CH3COOHCH3COO H 要使溶液中c H c CH3COOH 值增大 可以采取的措施是 A 加少量烧碱溶液 B 升高温度 C 加少量冰醋酸 D 加水 方法点拨 电离平衡的移动与电离平衡常数K 离子浓度 溶液导电能力的关系 外界条件对电离平衡影响 温度 电离是一个吸热过程 升高温度 平衡右移 浓度 当改变平衡中某种微粒的浓度时 平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动 同离子效应 在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质 使电离平衡向逆方向移动 化学反应 在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时 可以使电离平衡向电离方向移动 2009 上海卷 20 对于常温下pH为1的硝酸溶液 下列叙述正确的是 A 该溶液1mL稀释至100mL后 pH等于3B 向该溶液中加入等体积 pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和C 该溶液中硝酸电离出的c H 与水电离出的c H 之比值为10 12D 该溶液中水电离出的c H 是pH为3的硝酸中水电离出的c H 的100倍 AB 下表是几种常见弱酸的电离平衡常数 25 下列说法中正确的是 A 温度升高 K值减小B 0 1mol LCH3COOH溶液中加入少量冰醋酸 c H c CH3COOH 值将增大C 等物质的量浓度的各溶液pH关系为 pH Na2CO3 pH CH3COOH pH Na3PO4 D PO43 HPO42 和H2PO4 在溶液中不能大量共存 D 高氯酸 硫酸 硝酸和盐酸都是强酸 其酸性在水溶液中差别不大 以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数 从以上表格中判断以下说法中不正确的是 A 在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离B 在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸C 在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4 2H SO42 D 水对于这四种酸的强弱没有区分能力 但醋酸可以区分这四种酸的强弱 C 醋酸是一种常见的一元弱酸 为了证明醋酸是弱电解质 某同学开展了题为 醋酸是弱电解质的实验探究 的探究活动 该同学设计了如下方案 其中错误的是 A 先配制一定量的0 10mol LCH3COOH溶液 然后测溶液的pH 若pH大于1 则可证明醋酸为弱电解质B 先配制一定量0 01mol L和0 10mol L的CH3COOH 分别用pH计测它们的pH 若两者的pH相差小于1个单位 则可证明醋酸是弱电解质C 取等体积 等pH的CH3COOH的溶液和盐酸分别与足量锌反应 若测得反应过程中醋酸产生H2较慢且最终产生H2较多 则醋酸为弱酸D 配制一定量的CH3COONa溶液 测其pH 若常温下pH大于7 则可证明醋酸是弱电解质 C 水的离子积常数 Kw C H C OH Kw取决于温度 不仅适用于纯水 还适用于其他稀溶液 25 时 Kw 1 10 14在水溶液中 Kw中的C OH C H 指溶液中总的离子浓度 4 水的电离 水电离的特点 可逆的 极弱的 吸热的 07年高考理综天津卷 25 时 下列叙述正确的是 A 向水中加入稀氨水 平衡逆向移动 c OH 降低 B 向水中加入少量固体硫酸氢钠 c H 增大 KW不变 C 向水中加入少量固体CH3COONa 平衡逆向移动 c H 降低 D 将水加热 KW增大 pH不变 B 水电离平衡移动的影响因素 酸或碱抑制水的电离 盐类水解均能促进水的电离 温度升高促进水的电离 5 溶液的酸碱性 1 溶液的酸碱性取决于溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小 常温下 25 酸性溶液 C H C OH C H 1 10 7mol L中性溶液 C H C OH C H 1 10 7mol L碱性溶液 C H C OH C H 1 10 7mol L 表示溶液酸碱性的强弱 PH lgc H 适用于稀溶液 当溶液中c H 或c OH 大于1mol时 直接用浓度表示溶液的酸碱性 PH值越小 酸性越强 PH越大 碱性越强 PH范围0 14之间 但PH值等于0的溶液不是酸性最强的溶液 PH值等于14的溶液不是碱性最强的溶液 PH值增加一个单位C H 减小10倍 2 溶液的PH值 酸碱指示剂 石蕊 酚酞 甲基橙 PH试纸 广泛PH试纸 1 14 只能读得整数 精密PH试纸 课本P73页PH试纸的使用方法 将PH试纸 放在洁净 干燥的玻璃片上 用洁净 干燥的玻璃棒蘸取一滴溶液点在PH试纸中部 半分钟内与标准比色卡比较 读出PH值 PH计 它可以精确测量溶液的PH值 测定溶液酸碱性的常用方法 注意 pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿 否则将可能产生误差 1 溶液的稀释一般情况下 强酸溶液每稀释10倍 pH值就增加1个单位 但稀释后pH值一定小于7 强碱溶液每稀释10倍 pH值就减小 个单位 但稀释后pH值一定大于7 PH值计算的常见类型 2 强酸与强酸 强碱与强碱混合 经验公式 其中0 3是lg2的近似值 已知pH的两强酸等体积混合 混合液的pH pH小 0 3已知pH的两强碱等体积混合 混合液的pH pH大 0 3 3 酸碱混合 先判断过量 酸过量则求出剩余酸的c H 碱过量 则求出剩余碱的C OH 再求C H 溶液酸碱性判定规律 1 PH相同的酸 或碱 酸 或碱 越弱 其物质的量浓度越大 2 PH相同的强酸和弱酸溶液 加水稀释相同的倍数 则强酸溶液PH变化大 碱也如此 3 酸和碱的PH之和为14 等体积混合 若为强酸与强碱 则PH 7 若为强酸与弱碱 则PH 7 若为弱酸与强碱 则PH 7 2007年高考海南化学卷 下列叙述正确的是 A 95 纯水的pH 7 说明加热可导致水呈酸性 B pH 3的醋酸溶液 稀释至10倍后pH 4 C 0 2mol L 1的盐酸 与等体积水混合后pH 1 D pH 3的醋酸溶液 与pH 11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH 7 C 在100 时 NaCl溶液中c H 1 10 6mol L 下列说法中正确的是 A 该NaCl溶液显酸性B 该NaCl溶液显碱性C 该NaCl溶液中KW c H c OH 1 10 14D 该NaCl溶液中KW c H c OH 1 10 12 D 2008 全国理综 9 取浓度相同的NaOH和HCl溶液 以3 2体积比相混合 所得溶液的pH等于12 则原溶液的浓度为 A 0 01mol LB 0 017mol LC 0 05mol LD 0 50mol L 在一定体积pH 12的Ba OH 2溶液中 逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液 当溶液中的Ba2 恰好完全沉淀时 溶液pH 11 若反应后溶液的体积等于Ba OH 2溶液与NaHSO4溶液的体积之和 则Ba OH 2溶液与NaHSO4溶液的体积比是 A 1 9B 1 1C 1 2D 1 4 C D 6 酸碱中和滴定原理 用已知浓度的酸 或碱 来测定未知浓度的碱 或酸 的方法叫做酸碱中和滴定 cB VB 准确量取的待测液的体积 cA 标准溶液的浓度 故有 cB正比于VA 1 注意事项 2 操作步骤 3 指示剂选择 强酸滴定强碱 酚酞或甲基橙强酸滴定弱碱 甲基橙强碱滴定弱酸 酚酞 4 颜色变化 强酸滴定强碱 甲基橙由黄色到橙色酚酞由红色到无色强碱滴定强酸 甲基橙由红色到橙色酚酞由无色到粉红色 5 酸碱中和滴定中的误差分析 以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例 误差分析 1 标准液配制引起的误差 称取5 2克氢氧化钠配制标准液时 物码倒置 配制标准液时 烧杯及玻璃棒未洗涤 配制标准液时 定容俯视 配制标准液时 定容仰视 配制标准NaOH滴定盐酸时 NaOH中如混有碳酸钠 配制标准NaOH滴定盐酸时 NaOH中如混有碳酸氢钠 配制标准NaOH滴定盐酸时 NaOH中如混有KOH 滴定管水洗后 未用标准液洗涤 偏高 偏高 偏低 偏高 偏高 偏高 偏高 偏高 2 标准液操作引起的误差 滴定前读数仰视 滴定后读数俯视 滴定结束 滴定管尖嘴处有一滴未滴下 滴定前有气泡未赶出 后来消失 3 待测液操作引起的误差 锥形瓶水洗后 用待测液润洗过再装待测液 锥形瓶有少量水 直接放入待测液 摇动锥形瓶时 溅出部分溶液 注意 1 中和反应严格按照化学方程式中化学计量数之比进行 即当酸提供的H 的物质的量与碱提供的OH 的物质的量相等时 恰好中和 2 中和反应恰好进行得到的溶液 不一定显中性 有可能显酸性或碱性 偏高 偏高 偏高 偏高 无影响 偏低 中和滴定的关键 1 准确测定体积2 准确判断反应终点 仪器 锥形瓶烧杯铁架台滴定管滴定管夹 关键步骤 检漏 转动活塞 观察是否漏水 洗涤 用蒸馏水洗涤滴定管 润洗 用待装液润洗2 3次 装液 至 0 刻度以上2 3mL 调 0 先排气泡 后调液面至 0 或 0 以下 记读数 v0 取液 滴定 左手 右手 眼睛 记读数v1 计算体积 v v1 v0 重复滴定2 3次 计算 取其中合理数据求平均值 再计算 固定 判断滴定终点的现象 实验室用标准盐酸溶液滴定某NaOH溶液的浓度 用甲基橙作指示剂 下列操作中可能使测定结果偏低的是 A 酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸溶液润洗2 3次B 开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡 在滴定过程中气泡消失C 锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色 立即记下滴定管液面所在刻度D 盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2 3次 C 现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量 g 100mL 实验步骤 1 量取10 00mL食用白醋 在烧杯中用水稀释后转移到100mL 填仪器名称 中定容 摇匀即得待测白醋溶液 2 用酸式滴定管取待测白醋溶液20 00mL于锥形瓶中 向其中滴加2滴作指示剂 3 读取盛装0 1000mol LNaOH溶液的碱式滴定管的初始读数 如果液面位置如右图所示 则此时的读数为mL 4 滴定 当时 停止滴定 并记录NaOH溶液的终读数 重复滴定3次 溶液由无色恰好变为浅红色 并在半分钟内不褪色 0 70 酚酞 容量瓶 实验记录 数据处理与讨论 1 甲同学在处理数据时计算得 平均消耗的NaOH溶液的体积V 15 95 15 00 15 05 14 95 4mL 15 24mL 指出他的计算的不合理之处 按正确数据处理 可得市售白醋总酸量 g 100mL 结果保留四位有效数字 第一组数据与后3组相差较大 属异常值 应舍去 500 2 乙同学仔细研究了该品牌白醋的标签 发现其中还含有苯甲酸钠作为食品添加剂 他想用资料法验证醋酸与苯甲酸钠不会发生离子互换反应 需查找在一定温度下的醋酸与苯甲酸的 填写序号 a pHb 沸点c 电离常数d 溶解度 3 在本实验的滴定过程中 下列操作会使实验结果偏大的是 填写序号 a 碱式滴定管在滴定时未用标准NaOH溶液润洗b 碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡 滴定后气泡消失c 锥形瓶中加入待测白醋溶液后 再加少量水d 锥形瓶在滴定时剧烈摇动 有少量液体溅出 C a b 已知某二元酸 H2A 在水中的电离方程式是 H2AH HA HA H A2 1 Na2A溶液显 填 酸性 中性 或 碱性 理由是 用离子方程式表示 2 已知0 1mol LNaHA溶液的pH 2 则0 1mol LH2A溶液中氢离子的物质的量浓度应0 11mol L 填 或 理由是 25 时 A酸溶液的pH a B碱溶液的pH b 1 若A为强酸 B为强碱 且a b 14 若两者等体积混合后 溶液的pH 此时溶液中金属阳离子浓度大于酸根阴离子浓度 其原因可能是 碱性 A2 H2OHA OH H2A完全电离出的0 1mol LH 对其第二步电离平衡产生抑制 7 酸为二元强酸 碱为一元强碱 2 若A的化学式为HR B的化学式为MOH 且a b 14 两者等体积混合后溶液显酸性 则混合溶液中必定有一种离子能发生水解 该离子为 填离子符号 混合后的溶液中 下列微粒浓度大小关系一定正确的是 填序号 c MOH c M c R c H c OH c HR c M c R c OH c H c R c M c H c OH c M c R c OH c H c M c H c R c OH R 7 盐类水解定义 在溶液中盐电离出的弱离子与水所电离出来的H 或OH 结合生成弱电解质的反应 实质 破坏水的电离平衡 使水的电离平衡正向移动 25 NaOH和Na2CO3两溶液的pH均为11 1 两溶液中 由水电离出的c OH 分别是 NaOH中 Na2CO3中 在1L水中加入上述会使水的电离程度减小 2 各取10mL上述两种溶液 分别加水冲稀到100mL pH变化较大的是 填化学式 溶液 1 10 11mol L 1 10 13mol L 氢氧化钠溶液 氢氧化钠溶液 盐类水解的规律 对应的酸越弱 弱酸酸根离子水解程度越大 对应的碱越弱 弱碱阳离子水解程度越大 有弱才水解 无弱不水解 越弱越水解 都弱都水解 谁强显谁性 都强显中性 盐类水解方程式的书写规律1 盐类水解一般是比较微弱的 通常用可逆符号表示 同时无沉淀和气体产生 2 多元弱酸的酸根离子水解是分步进行的 第一步水解程度比第二步水解程度大得多 3 多元弱碱的阳离子水解过程较为复杂 通常写成一步完成 4 对于发生 完全双水解 的盐类 因水解彻底 故用 同时有沉淀和气体产生 5 多元弱酸的酸式根离子 水解和电离同步进行 溶液的酸碱性需要比较水解与电离的相对强弱 1 书写形式盐 水盐中的离子 水2 书写规律 1 多元弱酸的正盐 如Na2S 主要 次要 2 多元弱碱的正盐 如AlCl3 3 双水解反应 如Na2S与AlCl3溶液混合 酸 碱 弱酸 或弱碱 OH 或H Na2S H2ONaHS NaOH AlCl3 3H2OAl OH 3 3HCl 3Na2S 2AlCl3 6H2O6NaCl 3H2S 2Al OH 3 NaHS H2OH2S NaOH 影响盐类水解的外界因素 1 温度越高越水解 2 浓度越稀越水解 3 溶液酸碱性 外加酸或碱可抑制或促进盐的水解 影响盐类水解的内因 组成盐的弱酸根阴离子或弱碱根阳离子水解的难易程度决定盐水解程度的大小 越弱越水解 下图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0 01mol LCH3COONa溶液 并分别放置在盛有水的烧杯中 然后向烧杯 中加入生石灰 向烧杯 中加入NH4NO3晶体 烧杯 中不加任何物质 1 含酚酞的0 01mol LCH3COONa溶液显浅红色的原因 2 实验过程中发现烧瓶 中溶液红色变深 烧瓶 中溶液红色变浅 则下列叙述正确的是 A 水解反应为放热反应B 水解反应为吸热反应C NH4NO3溶于水时放出热量D NH4NO3溶于水时吸收热量 B D 醋酸根离子水解 使溶液显碱性 3 向0 01mol LCH3COONa溶液中分别加入少量浓盐酸 NaOH固体 Na2CO3固体 FeSO4固体 使 CH3COO 水解平衡移动的方向分别 填 左 右 或 不移动 左 右 右 左 8 盐类水解的应用 下列有关问题 与盐的水解有关的是 NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属中的除锈剂 用NaHCO3与Al2 SO4 3两种溶液可作泡沫灭火剂 草木灰与铵态氮肥不能混合施用 实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞 加热蒸干AlCl3溶液得到Al OH 3固体A B C D D 为了同时对某农作物施用分别含有N P K三种元素的化肥 对于给定的化肥 K2CO3 KCl Ca H2PO4 2 NH4 2SO4 氨水 最适合的组合是 A B C D B 9 溶液中的守恒关系 电解质溶液中的离子之间存在着三种定量关系 电荷守恒规律 电解质溶液中 溶液总是呈电中性 即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数 如NaHCO3溶液中存在着Na H HCO3 CO32 OH 存在如下关系 c Na c H c HCO3 c OH 2c CO32 物料守恒规律 某一组分 或元素 的原始浓度等于它在溶液中各中存在形式的浓度之和 如在cmol L的Na2CO3溶液中CO32 离子的存在形式有CO32 HCO3 H2CO3 则 c CO32 c HCO3 c H2CO3 1 2c Na 质子守恒 有水电离产生的H OH 浓度相等 如在Na2CO3溶液中 有水电离产生的OH 以游离态存在 而H 因CO32 水解有三中存在形式H HCO3 H2CO3 有 c OH c H c HCO3 2c H2CO3 2008 全国理综 12 已知乙酸 HA 的酸性比甲酸 HB 弱 在物质的量浓度均为0 1mol L的NaA和NaB混合溶液中 下列排序正确的是 A c OH c HA c HB c H B c OH c A c B c H C c OH c B c A c H D c OH c HB c HA c H B A 10 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 定义 一定温度下 当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时 形成电解质的饱和溶液 达到平衡状态 我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡 特征 逆 等 动 定 变影响因素 内因 难溶物本身的性质外因 浓度 加水稀释 平衡向溶解方向移动 温度 绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程 同离子效应 例如 AgCl s Ag aq Cl aq 加入同种离子 平衡向沉淀方向移动 11 溶度积 Ksp 定义 影响因素 意义 在一定温度下 难溶电解质的Ksp的大小反映了其在水中的溶解能力 Ksp越大 在水中的溶解能力越强 反之亦然 Ksp决定于难溶电解质的本性 与温度有关 一定温度下 Ksp是常数 在一定条件下 难溶性物质的饱和溶液中 存在溶解平衡 其平衡常数叫做溶度积常数或简称溶度积 20 时 电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系 溶解度和Ksp均能反映物质在水中的溶解能力 但两者的关系并不是简单的正比关系 概念1 离子积 Qc c Am n c Bn mQc称为离子积 其表达式中离子浓度是任意的 为此瞬间溶液中的实际浓度 所以其数值不定 AnBm s nAm aq mBn aq 溶度积的应用 概念2 溶度积规则 离子积Qc和溶度积Ksp的关系 Qc Ksp时 过饱和溶液 析出沉淀 Qc Ksp时 饱和溶液 沉淀溶解平衡状态 Qc Ksp时 溶液未饱和 沉淀可以继续溶解 09 浙江理综 10 已知 25 时 Ksp Mg OH 2 5 61 10 12 Ksp M