1-10-专题十　弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性

专题十弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性高考

化学新高考、新教材适用体系透视考点透析题型透析目录考点1弱电解质的电离平衡考点2溶液的酸碱性酸碱中和滴定题型

中和滴定原理的迁移应用考点1弱电解质的电离平衡1.影响因素

注意①电解质溶液的导电能力与电解质的强弱无必然关系,强电解质在水中的导电

能力不一定强,如BaSO4。②电解质溶液的导电能力:取决于自由移动离子的浓度和离子所带电荷数,自由移动

离子的浓度越大、离子所带电荷数越大,导电能力越强。2.电离平衡常数(1)影响因素①内因:弱电解质本身的性质。②外因:只与温度有关,温度升高,Ka增大。应用举例判断弱酸酸性(或弱碱碱性)的相对强弱Ka(HF)>Ka(HClO),则同浓度溶液的酸性:HF>HClO判断酸与盐的反应是否能发生(强酸制弱酸)

(H2CO3)>Ka(HClO)>

(H2CO3),无论CO2是否过量,CO2与NaClO溶液反应的化学方程式均为NaClO+CO2+H2O

NaHCO3+HClO判断溶液中微粒浓度比值的变化稀释氨水,判断

的变化趋势,可根据Kb(NH3·H2O)的表达式将该比值转化为

,稀释过程中Kb(NH3·H2O)不变,c(N

)减小,故比值增大(2)应用及举例判断酸式酸根离子的电离和水解程度的相对大小25℃时,H2CO3的

=4.5×10-7、

=4.7×10-11,HC

的水解常数Kh=

=

≈2.2×10-8>

,故HC

的水解程度大于其电离程度注意多元弱酸分步电离,

≫

≫

……故其酸性主要取决于第一步电离。3.电离平衡相关计算(以弱酸HA为例)计算类型计算过程①已知c始(HA)和c(H+),求Ka(HA)(学会近似)HA

H++A-起始

c始(HA)00平衡

c始(HA)-c(H+)

c(H+)

c(H+)则Ka(HA)=

=

≈

②已知c始(HA)和Ka(HA),求c(H+)由于Ka(HA)≈

,则c(H+)≈

4.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像的比较(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸溶液

加水稀释相同的倍数,醋酸溶液的pH大加水稀释到相同的pH,盐酸中加入的水多(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸溶液

加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大加水稀释到相同的pH,醋酸溶液中加入的水多5.判断强酸、弱酸的方法方法结论①常温下,测0.01mol·L-1HA溶液的pHpH=2,HA为强酸;pH>2,HA为弱酸②常温下,测NaA溶液的pHpH=7,HA为强酸;pH>7,HA为弱酸③测相同pH的HA溶液和盐酸稀释相同倍数前后

的pH变化若HA溶液的pH变化比盐酸的小,则HA为弱酸④测等体积、等pH的HA溶液和盐酸分别中和

NaOH的物质的量若HA溶液消耗NaOH的物质的量比盐酸的多,则

HA为弱酸⑤测等体积、等物质的量浓度的HA溶液和盐酸

分别与颗粒大小相同的锌粒反应的速率若HA溶液与锌粒反应的速率比盐酸与锌粒反应

的速率慢,则HA为弱酸考点2溶液的酸碱性酸碱中和滴定一、水的电离与溶液的酸碱性1.水的电离(1)

(2)水的离子积:KW=c(H+)·c(OH-)。KW只与温度有关。水的电离是吸热过程,温度越高,

KW越大。2.溶液的酸碱性和pH(1)溶液的酸碱性

pHc(H+)/(mol·L-1)c(H+)与c(OH-)大小比较酸性<7>10-7c(H+)>c(OH-)中性=7=10-7c(H+)=c(OH-)碱性>7<10-7c(H+)<c(OH-)适用温度常温

任何温度(2)计算溶液pH的一般思维模型1.实验用品(1)仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、烧杯、铁架台、锥形瓶。(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。注意指示剂的选择:①不用石蕊作中和滴定的指示剂,颜色变化不明显。②滴定终

点溶液呈碱性时,用酚酞作指示剂。例如用NaOH溶液滴定醋酸溶液。③滴定终点溶

液呈酸性时,用甲基橙作指示剂。例如用盐酸滴定氨水。④滴定终点溶液呈中性时,

用甲基橙或酚酞作指示剂均可。例如用盐酸滴定NaOH溶液。二、酸碱中和滴定2.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)(1)滴定前的准备①滴定管:检漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。②锥形瓶:注碱液→加指示剂。(2)滴定

(3)终点判断:等到滴入最后半滴标准液时溶液变色,且半分钟内不恢复原来的颜色,视

为滴定终点,记录用去标准液的体积(读数精确至0.01mL)。(4)重复2~3次,取体积平均值计算。3.数据处理根据c待测(NaOH)=

计算。4.误差分析:可将所有误差都归结到对V标准(HCl)的影响上。操作具体内容V标准(HCl)误差仪器洗涤酸式滴定管未用盐酸润洗偏大偏高

碱式滴定管未用NaOH溶液润洗偏小偏低

锥形瓶用NaOH溶液润洗偏大偏高气泡处理滴定前有气泡,滴定后无气泡偏大偏高

滴定前无气泡,滴定后有气泡偏小偏低滴定盐酸滴出瓶外偏大偏高

振荡时瓶内溶液溅出偏小偏低操作具体内容V标准(HCl)误差读数前仰后平偏小偏低

前平后仰偏大偏高

前仰后俯偏小偏低其他滴定终点时滴定管尖嘴悬一滴溶液偏大偏高

指示剂变色即停止滴定,半分钟内恢复原来的颜色偏小偏低5.一元酸与一元碱的滴定曲线分析NaOH溶液滴定等浓度、等体积的盐酸、醋酸溶

液的滴定曲线盐酸滴定等浓度、等体积的NaOH溶液、氨水的

滴定曲线

①曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲

线,强碱起点高。②突变范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突变范围大于强碱与弱酸反应

(强酸与弱碱反应)的突变范围。题型中和滴定原理的迁移应用一、氧化还原滴定法1.原理:以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质,或者

间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性,但能与某些氧化剂或还原剂反应的物质。2.试剂:常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;常见用于滴定的还原剂有亚铁

盐、草酸、硫代硫酸钠(Na2S2O3)等。3.指示剂:氧化还原滴定的指示剂有三类。(1)氧化还原指示剂,如二苯胺磺酸钠为滴定Fe2+的常用氧化还原指示剂,其还原型呈无

色,氧化型呈紫红色。当用氧化剂滴定Fe2+时,二苯胺磺酸钠由无色突变为紫红色时,指

示滴定终点。(2)专属指示剂,如淀粉溶液遇I2变蓝,常用作碘量法中的专属指示剂。(3)自身指示剂,如用高锰酸钾标准溶液滴定草酸,滴定终点时溶液由无色变为浅红色,

不用另加指示剂。4.解题模板:分析反应原理,找出相对应的物质的变化,确定指示剂颜色变化;依据得失

电子守恒,列出对应物质间的关系式,求算纯度等。如为测定FeSO4·2H2O样品的纯度,

用硫酸溶解6.300g样品,定容至250mL。取25.00mL溶液,用cmol·L-1的KMnO4溶液滴

定至终点,重复操作三次,平均消耗KMnO4溶液VmL。滴定时Fe2+→Fe3+,Mn

→Mn2+,依据得失电子守恒得5Fe2+~Mn

,利用此关系式求出n(FeSO4·2H2O)=5cV×10-3×10mol,再根据纯度计算公式代入相关数据计算即可。1.原理:利用沉淀反应进行滴定,例如用Ag+滴定Cl-来测定溶液中Cl-的浓度。二、沉淀滴定法2.指示剂(1)沉淀指示剂:①指示剂本身能与滴定剂反应形成沉淀。②滴定剂与被滴定物质形成

沉淀的溶解度必须小于滴定剂与指示剂形成沉淀的溶解度。例如,用AgNO3溶液测定

溶液中Cl-的含量时,常以Cr

为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶,Ag+优先与Cl-反应,当出现Ag2CrO4砖红色沉淀时达到滴定终点。(2)专属指示剂:如用NH4SCN溶液滴定Ag+时(生成AgSCN沉淀),可用Fe3+作为指示剂,当

溶液变红时达到滴定终点。例1

(2022重庆,15,节选)(3)产品中锡含量的测定。称取产品1.500g,用大量盐酸溶解,

在CO2保护下,先用Al片将Sn4+还原为Sn2+,再用0.1000mol·L-1KIO3标准溶液滴定,以淀

粉作指示剂。滴定过程中I

被还原为I-,终点时消耗KIO3溶液20.00mL。①终点时的现象为

滴入最后半滴KIO标准溶液时,溶液由无色变为蓝色,

且半分钟内不褪色

,产生I2的离子反应方程式为

I

+5I-+6H+

3I2+3H2O

。②产品中Sn的质量分数为

47.6

%。

解题思路①对于滴定终点溶液的颜色,要分析滴定过程中的反应原理。首先是Sn4+被还原为Sn2+,接着Sn2+被KIO3标准溶液氧化为Sn4+;而KIO3被还原为I-(题中给出),则滴

定终点时Sn2+反应完全,滴入的半滴KIO3标准溶液与I-反应生成碘单质,使淀粉溶液变

蓝。②对于Sn的质量分数,需要根据消耗的KIO3标准溶液的量计算,则需要找出Sn与

KIO3的关系,根据氧化还原反应中得失电子守恒,可得3Sn2+~KIO3,再根据消耗KIO3标准

溶液的体积进行计算,n(Sn2+)=3n(I

)=3×0.1000mol·L-1×20.00×10-3L=6×10-3mol,产品中Sn的质量分数为

×100%=47.6%。例2

(2022湖南,10,3分)室温时,用0.100mol·L-1的标准AgNO3溶液滴定15.00mL浓度

相等的Cl-、Br-和I-混合溶液,通过电位滴定法获得lgc(Ag+)与V(AgNO3)的关系曲线如

图所示[忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时,认为

该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17]。

下列说法正确的是

(

)A.a点:有白色沉淀生成B.原溶液中I-的浓度为0.100mol·L-1C.当Br-沉淀完全时,已经有部分Cl-沉淀D.b点:c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)C

解题思路①A项,AgCl、AgBr、AgI是同类型沉淀,且Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),则向浓度相等的Cl-、Br-、I-混合溶液中滴加AgNO3溶液时,AgI优先沉淀,则a点沉淀的

颜色呈黄色。②B项要找出反应关系。观察滴定图像,当滴入AgNO3溶液的体积为4.5

0mL时,共出现3次突跃,则I-、Br-、Cl-全部沉淀,题中信息给出溶液中I-、Br-、Cl-浓度

相等,则有4.50×10-3L×0.100mol·L-1=15.00×10-3L×3×c(I-),则c(I-)=0.010mol·L-1。③C项可采用假设法,当Br-沉淀完全时,溶液中Ag+浓度至少为

mol·