高中化学选修四第三章水溶液中的离子平衡无答案.docx

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高中化学选修四第三章水溶液中的离子平衡无答案

第三章水溶液中的离子平衡章末复习

§1知识要点

一、弱电解质的电离

1、定义:

电解质、非电解质;强电解质、弱电解质

 

【练习1】下列说法中正确的是()

A、能溶于水的盐是强电解质,不溶于水的盐是非电解质;

B、强电解质溶液中不存在溶质分子;弱电解质溶液中必存在溶质分子;

C、在熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物,也一定是强电解质;

D、Na2O2和SO2溶液于水后所得溶液均能导电,故两者均是电解质。

2、电解质与非电解质本质区别:

在一定条件下(溶于水或熔化)能否电离(以能否导电来证明是否电离)

电解质——离子化合物或共价化合物非电解质——共价化合物

离子化合物与共价化合物鉴别方法:

熔融状态下能否导电

【练习2】下列说法中错误的是()

A、非电解质一定是共价化合物;离子化合物一定是强电解质;

B、强电解质的水溶液一定能导电;非电解质的水溶液一定不导电;

C、浓度相同时,强电解质的水溶液的导电性一定比弱电解质强;

D、相同条件下,pH相同的盐酸和醋酸的导电性相同。

3、强电解质与弱电质的本质区别:

在水溶液中是否完全电离(或是否存在电离平衡)

注意:

①电解质、非电解质都是化合物②SO2、NH3、CO2等属于非电解质

③强电解质不等于易溶于水的化合物(如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部电离,故BaSO4为强电解质)

4、强弱电解质通过实验进行判定的方法(以HAc为例):

(1)溶液导电性对比实验;

(2)测0.01mol/LHAc溶液的pH>2;

(3)测NaAc溶液的pH值;(4)测pH=a的HAc稀释100倍后所得溶液pH

(5)将物质的量浓度相同的HAc溶液和NaOH溶液等体积混合后溶液呈碱性

(6)中和10mLpH=1的HAc溶液消耗pH=13的NaOH溶液的体积大于10mL;

(7)将pH=1的HAc溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合后溶液呈酸性

(8)比较物质的量浓度相同的HAc溶液与盐酸分别与同样的锌粒反应产生气体的速率

最佳的方法是和;最难以实现的是,说明理由

5、强酸(HA)与弱酸(HB)的区别:

(1)溶液的物质的量浓度相同时,pH(HA)<pH(HB)

(2)pH值相同时,溶液的浓度CHA<CHB

(3)pH相同时,加水稀释同等倍数后,pHHA>pHHB

物质的量浓度相同的盐酸、硫酸和醋酸溶液,pH最小的是,pH最大的是;体积相同时分别与同种NaOH溶液反应,消耗NaOH溶液的体积大小关系为。

pH相同的盐酸、硫酸和醋酸溶液,物质的量浓度最小的是,最大的是;体积相同时分别与同种NaOH溶液反应,消耗NaOH溶液的体积大小关系为。

甲酸和乙酸都是弱酸,当它们的浓度均为0.10mol/L时,甲酸中的c(H+)为乙酸中c(H+)的3倍,欲使两溶液中c(H+)相等,则需将甲酸稀释至原来的3倍(填“<”、“>”或“=”);试推测丙酸的酸性比乙酸强还是弱。

二、水的电离和溶液的酸碱性

1、水离平衡:

H2O

H++OH-水的离子积:

KW=[H+]·[OH-]

25℃时,[H+]=[OH-]=10-7mol/L;KW=[H+]·[OH-]=10-14

注意:

KW只与温度有关,温度一定,则KW值一定

KW不仅适用于纯水,适用于任何溶液(酸、碱、盐)

2、水电离特点:

(1)可逆

(2)吸热(3)极弱

3、影响水电离平衡的外界因素:

①酸、碱:

抑制水的电离(pH之和为14的酸和碱的水溶液中水的电离被同等的抑制)

②温度:

促进水的电离(水的电离是吸热的)

③易水解的盐:

促进水的电离(pH之和为14两种水解盐溶液中水的电离被同等的促进)

试比较pH=3的HAc、pH=4的NH4Cl、pH=11的NaOH、pH=10Na2CO3四种溶液中水的电离程度从大到小的顺序是。

4、溶液的酸碱性和pH:

(1)pH=-lg[H+]

注意:

①酸性溶液不一定是酸溶液(可能是溶液);

②pH<7溶液不一定是酸性溶液(只有温度为常温才对);

③碱性溶液不一定是碱溶液(可能是溶液)。

【练习3】已知100℃时,水的KW=1×10-12,则该温度下

(1)NaCl的水溶液中[H+]=,pH=,溶液呈性。

(2)0.005mol/L的稀硫酸的pH=;0.01mol/L的NaOH溶液的pH=

(2)pH的测定方法:

酸碱指示剂——甲基橙、石蕊、酚酞

pH试纸——最简单的方法。

操作:

将一小块pH试纸放在洁净的玻璃片上,用玻璃棒沾取未知液点试纸中部,然后与标准比色卡比较读数即可。

注意:

①事先不能用水湿润PH试纸;②只能读取整数值或范围

用湿润的pH试纸测某稀溶液的pH,所测结果(填“偏大”、“偏小”、“不变”或“不能确定”),理由是。

(3)常用酸碱指示剂及其变色范围:

指示剂

变色范围的PH

石蕊

<5红色

5~8紫色

>8蓝色

甲基橙

<3.1红色

3.1~4.4橙色

>4.4黄色

酚酞

<8无色

8~10浅红

>10红色

试根据上述三种指示剂的变色范围,回答下列问题:

①强酸滴定强碱最好选用的指示剂为:

,原因是;②强碱滴定强酸最好选用的指示剂为:

,原因是

;③中和滴定不用石蕊作指示剂的原因是。

三、混合液的pH值计算方法公式

1、强酸与强酸的混合:

(先求[H+]混:

将两种酸中的H+离子数相加除以总体积,再求其它)

[H+]混=([H+]1V1+[H+]2V2)/(V1+V2)学。

科。

网]

2、强碱与强碱的混合:

(先求[OH-]混:

将两种酸中的OH离子数相加除以总体积,再求其它)

[OH-]混=([OH-]1V1+[OH-]2V2)/(V1+V2)(注意:

不能直接计算[H+]混)

3、强酸与强碱的混合:

(先据H++OH-==H2O计算余下的H+或OH-,①H+有余,则用余下的H+数除以溶液总体积求[H+]混;OH-有余,则用余下的OH-数除以溶液总体积求[OH-]混,再求其它)

注意:

在加法运算中,相差100倍以上(含100倍)的,小的可以忽略不计!

【练习4】将pH=1的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合,所得溶液的pH=;将pH=5的H2SO4和pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得溶液的pH=;20mLpH=5的盐酸中加入1滴(0.05mL)0.004mol/LBa(OH)2溶液后pH=。

四、稀释过程溶液pH值的变化规律:

]

1、强酸溶液:

稀释10n倍时,pH稀=pH原+n(但始终不能大于或等于7)

2、弱酸溶液:

稀释10n倍时,pH稀<pH原+n(但始终不能大于或等于7)

3、强碱溶液:

稀释10n倍时,pH稀=pH原-n(但始终不能小于或等于7)

4、弱碱溶液:

稀释10n倍时,pH稀>pH原-n(但始终不能小于或等于7)

5、不论任何溶液,稀释时pH均是向7靠近(即向中性靠近);任何溶液无限稀释后pH均为

6、稀释时,弱酸、弱碱和水解的盐溶液的pH变化得慢,强酸、强碱变化得快。

【练习5】pH=3的HCl稀释100倍后溶液的pH变为;pH=3的HAc溶液稀释100倍后pH为,若使其pH变为5,应稀释的倍数应(填不等号)100;pH=5的稀硫酸稀释1000倍后溶液中[H+]:

[SO42-]=;pH=10的NaOH溶液稀释100倍后溶液的pH变为;pH=10的NaAc溶液稀释10倍后溶液的pH为。

五、“酸、碱恰好完全反应”与“自由H+与OH-恰好中和”酸碱性判断方法

1、酸、碱恰好反应:

恰好生成盐和水,看盐的水解判断溶液酸碱性。

(无水解,呈中性)

2、自由H+与OH-恰好中和,即“14规则:

pH之和为14的两溶液等体积混合,谁弱显谁性,无弱显中性。

”:

生成盐和水,弱者大量剩余,弱者电离显性。

(无弱者,呈中性)

【练习6】

(1)100mLpH=3的H2SO4中加入10mL0.01mol/L氨水后溶液呈性,原因是

;pH=3的HCl与pH=11的氨水等体积混合后溶液呈性,原因是。

(2)室温时,0.01mol/L某一元弱酸只有1%发生了电离,则下列说法错误的是()

A、上述弱酸溶液的pH=4

B、加入等体积0.01mol/LNaOH溶液后,所得溶液的pH=7

C、加入等体积0.01mol/LNaOH溶液后,所得溶液的pH>7

D、加入等体积pH=10的NaOH溶液后,所得溶液的pH<7

六、盐类的水解(只有可溶于水的盐才水解)

1、盐类水解规律:

①有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解;谁强显谁性,两弱相促进,两强不水解。

②多元弱酸根,浓度相同时正酸根比酸式酸水解程度大,碱性更强。

(如:

Na2CO3>NaHCO3)

③弱酸酸性强弱比较:

A、同主族元素最高价含氧酸的酸性递减,无氧酸的酸性递增(利用特殊值进行记忆。

如酸性:

HFH3PO4)

B、饱和一元脂肪酸的碳原子数越小,酸性越强(如HCOOH>CH3COOH)

C、一些常见的酸的酸性:

HClO、HAlO2、苯酚为极弱酸;醋酸>碳酸;磷酸和H2SO3为中强酸;HClO4为最强含氧酸等。

【练习7】

(1)下列物质不水解的是;水解呈酸性的是;水解呈碱性的是

①FeS②NaI③NaHSO4④KF⑤NH4NO3⑥C17H35COONa

(2)浓度相同时,下列溶液性质的比较错误的是()

①酸性:

H2S>H2Se②碱性:

Na2S>NaHS③碱性:

HCOONa>CH3COONa

④水的电离程度:

NaAc

NaHSO3

2、盐类水解的特点:

(1)可逆

(2)程度小(3)吸热

【练习8】下列说法错误的是:

()

A、NaHCO3溶液中碳元素主要以HCO3-存在;B、Na2CO3溶液中滴加酚酞呈红色,加热红色变深;

C、NH4Cl溶液呈酸性这一事实能说明氨水为弱碱;D、在稀醋酸中加醋酸钠固体能促进醋酸的电离。

3、影响盐类水解的外界因素:

①温度:

温度越高水解程度越大(水解吸热)

②浓度:

浓度越小,水解程度越大(越稀越水解)

③酸碱:

促进或抑制盐的水解(H+促进阴离子水解而抑制阳离子水解;OH-促进阳离子水解而抑制阴离子水解)

【练习9】Na2CO3溶液呈碱性原原因用方程式表示为;

能减少Na2CO3溶液中CO32-浓度的措施可以是()

①加热②加少量NaHCO3固体③加少量(NH4)2CO3固体

④加少量NH4Cl⑤加水稀释⑥加少量NaOH

4、酸式盐溶液的酸碱性:

①只电离不水解:

如HSO4-

②电离程度>水解程度,显酸性(如:

HSO3-、H2PO4-)

③水解程度>电离程度,显碱性(如:

HCO3-、HS-、HPO42-)

写出NaH2PO4溶液中所有的水解和电离方程式

,并指示溶液中[H3PO4]、[HPO42-]与[H2PO4-]的大小关系。

5、双水解反应:

(1)构成盐的阴阳离子均能发生水解的反应为双水解反应(即弱酸弱碱盐)。

双水解反应相互促进,水解程度较大,有的甚至水解完全。

其促进过程以NH4Ac为例解释如下:

NH4Ac==NH4++Ac-NH4++H2ONH3·H2O+H+Ac—+H2OHAc+OH-

两个水解反应生成的H+和OH—反应生成水而使两个水解反应的生成物浓度均减少,平衡均右移。

(2)常见的双水解反应完全的为:

Fe3+、Al3+与AlO2-、CO32-(HCO3-)、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-);其特点是相互水解成沉淀或气体。

双水解完全的方程式写“==”并标“↑↓”,其离子方程式配平依据是两边电荷平衡,如:

2Al3++3S2-+6H2O==2Al(OH)3↓+3H2S↑

写出Al3+与CO32-、HCO3-在水溶液中反应的离子方程式:

;在足量Na2CO3溶液中加少量硫酸铝溶液的离子方程式为,泡沫灭火器中使用硫酸铝与小苏打而不用纯碱的原因是;能鉴别Na2CO3、NaOH、NaCl、AgNO3和苯酚钠五种溶液的一种试剂是。

6、盐类水解的应用:

①混施化肥(N、P、K三元素不能变成↑和↓)

②泡沫灭火剂(用硫酸铝和小苏打为原料,双水解)

③FeCl3溶液止血剂(血浆为胶体,电解质溶液使胶体凝聚)

④明矾净水(Al3+水解成氢氧化铝胶体,胶体具有很大的表面积,吸附水中悬浮物而聚沉)

⑤NH4Cl焊接金属(氯化铵呈酸性,能溶解铁锈)

⑥判断溶液酸碱性(强者显性)

⑦比较盐溶液离子浓度的大小

⑧判断离子共存(双水解的离子产生沉淀和气体的不能大量共存)

⑨配制盐溶液(加对应的酸防止水解)

七、电离、水解方程式的书写原则

1、多元弱酸(多元弱酸盐)的电离(水解)的书写原则:

分步书写

例:

H2S的电离H2SH++HS-;HS-H++S2-

例:

Na2S的水解:

H2O+S2-HS-+OH-H2O+HS-H2S+OH-

注意:

不管是水解还是电离,都决定于第一步,第二步一般相当微弱。

2、多元弱碱(多元弱碱盐)的电离(水解)书写原则:

一步书写

例:

Al3++3H2OAl(OH)3+3H+

【练习10】下列方程式中属于电离方程式的是;属于水解方程式的是

A、HCO3-+H2OH3O++CO32-B、BaSO4==Ba2++SO42-

C、AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-D、CaCO3(s)Ca2++CO32-

八、溶液中微粒浓度的大小比较

1、基本原则:

抓住溶液中微粒浓度必须满足的两种守恒关系:

①电荷守恒(电荷数前移):

任何溶液均显电中性,各阳离子浓度与其所带电荷数的乘积之和=各阴离子浓度与其所带电荷数的乘积之和

②物料守恒(原子个数前移):

某原子的总量(或总浓度)=其以各种形式存在的所有微粒的量(或浓度)之和

③质子守恒(得失H+个数前移):

∑得质子后形成的微粒浓度·得质子数==∑失质子后形成的微粒浓度·失质子数

2、同浓度的弱酸和其弱酸盐、同浓度的弱碱和其弱碱盐的电离和水解强弱规律:

①中常化学常见的有三对

等浓度的HAc与NaAc的混合溶液:

弱酸的电离>其对应弱酸盐的水解,溶液呈酸性

等浓度的NH3·H2O与NH4Cl的混合液:

弱碱的电离>其对应弱碱盐的水解,溶液呈碱性

等浓度的HCN与NaCN的混合溶液:

弱酸的电离<其对应弱酸盐的水解,溶液呈碱性

②掌握其处理方法(即抓主要矛盾)

例:

0.1mol/LCH3COOH和0.1mol/LCH3COONa溶液等体积混合后溶液呈酸性,则∵溶液呈酸性,∴CH3COOH的电离>CH3COONa的水解,∴[HAc]<0.1mol/L,[Ac-]>0.1mol/L.

(因为NaAc的水解呈碱性被HAc的电离呈酸性所掩盖,故可当作“只HAc电离,而NaAc不水解”考虑,即只考虑酸的电离。

九、酸碱中和滴定

1.概念:

用已知浓度的_________来测定未知浓度的___________的实验方法。

2.原理:

n(H+)=n(OH-)即:

cH+·V酸=cOH-·V碱

3.仪器及其使用

(1)仪器

(2)滴定管的使用

①检查仪器:

使用前检查滴定管活塞是否_____。

②润洗仪器:

在加入反应液之前,洁净的滴定管要用所要盛装的溶液润洗_____遍。

③加入反应液:

分别将试剂加入到相应滴定管中,使液面位于滴定管______________处。

④调节起始读数:

在滴定管下放一烧杯,调节活塞,使滴定管尖嘴部分________,然后调节滴定管液面在_______________下,准确读取数值并记录。

4.操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)

(1)准备工作

①滴定管的检漏。

②洗涤:

分别取酸式滴定管和碱式滴定管各一支,用蒸馏水洗涤2~3次,再用标准酸液和待测碱液各润洗2~3次,润洗液必须从滴定管下端排出。

③装液:

向碱式滴定管中装入待测NaOH溶液

④赶气泡

⑤调液面:

将液面调至_______________

⑥记读数。

(2)滴定操作:

放出一定体积NaOH溶液于洗净的锥形瓶中,在锥形瓶的待测溶液中滴加2~3滴酚酞试液,开始滴定。

左手控制活塞,右手摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶内溶液______。

①滴定速率:

先快后慢,逐滴加入,不能____________。

②终点的判断:

当滴入最后一滴,刚好使指示剂______,且半分钟内_______,即到终点,读数并记录。

(3)数据处理:

为减小误差,滴定时,要求重复实验2~3次,求_________。

5.误差分析原理

中和滴定实验中,产生误差的途径主要有操作不当、读数不准等,分析误差要根据计算式分析,c待测=

,c标准、V待测均为定值,c待测的大小取决于V标准的大小。

V标准大,则c待测偏____;反之,偏____。

6.常见误差分析

可能情况

导致c(待)=

未用标准液润洗滴定管

未用待测液润洗移液管或所用的滴定管

用待测液润洗锥形瓶

洗涤后锥形瓶未干燥

标准液漏滴在锥形瓶外一滴

待测液溅出锥形瓶外一滴

将移液管下部的残留液吹入锥形瓶

滴前有气泡,滴后无气泡

滴前无气泡,滴后有气泡

滴前仰视,滴后平视

滴前平视,滴后仰视

滴前仰视,滴后俯视

达终点后,滴定管尖嘴处悬一滴标准液

【练习11】在中和滴定操作过程中,有以下各项因操作不当引起的实验误差,用“偏高”“偏低”或“无影响”等填空:

(1)滴定管用蒸馏水洗净后,未用已知浓度的标准溶液润洗,使滴定结果________;

(2)锥形瓶用蒸馏水洗净后,又用待测溶液润洗,使滴定结果________;

(3)滴定管(装标准溶液)在滴定前尖嘴处有气泡,滴定终点时无气泡,使滴定结果________;

(4)滴定前平视,滴定终点时俯视,使滴定结果________________________________________________________________________;

(5)滴定前仰视,滴定终点时平视,使滴定结果________________________________________________________________________;

(6)过早估计终点,使滴定结果________;

(7)过晚估计终点,使滴定结果________;

(8)用含Na2O杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液,用于滴定未知浓度的盐酸,使测得盐酸的浓度________;

(9)用含Na2CO3杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液,用于滴定未知浓度的盐酸,使测得盐酸的浓度________;

(10)洗涤锥形瓶时,误把稀食盐水当做蒸馏水,然后用锥形瓶装待测的盐酸,用NaOH标准溶液滴定时,对测得的结果________。

[来

十、溶解平衡

1、难溶电解质的溶解平衡的一些常见知识

(1)溶解度小于0.01g的电解质称难溶电解质。

生成难溶电解质的反应为完全反应,用“=”。

(2)反应后离子浓度降至1×10-5mol/L以下的反应为完全反应,用“=”。

如酸碱中和时[H+]降至10-7mol/L<10-5mol/L,故为完全反应,用“=”,常见的难溶物在水中的离子浓度均远低于10-5

mol/L,故均用“=”。

(3)难溶并非不溶,任何难溶物在水中均存在溶解平衡。

(4)掌握三种微溶物质:

CaSO4、Ca(OH)2、Ag2SO4

(5)溶解平衡常为吸热,但Ca(OH)2为放热,升温其溶解度减少。

(6)溶解平衡存在的前提是:

必须存在沉淀,否则不存在平衡。

2、溶解平衡方程式的书写

注意在沉淀后用(s)标明状态,并用“”。

如:

Ag2S(s)2Ag++S2-

3、沉淀生成的三种主要方式

(1)加沉淀剂法:

Ksp越小(即沉淀越难溶),沉淀越完全;沉淀剂过量能使沉淀更完全。

(2)调pH值除某些易水解的金属阳离子:

常加入难溶性的MO、M(OH)2、MCO3等除M2+溶液中易水解的阳离子。

如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3。

(3)氧化还原沉淀法:

加氧化剂或还原剂将要除去的离子变成沉淀而除去(较少见)

4、沉淀的溶解:

沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移动。

常采用的方法有:

①加水;②加热;③减少生成物(离子)的浓度。

使沉淀溶解的方法一般为减少生成物的浓度,∵对于难溶物加水和加热对其溶解度的影响并不大。

5、沉淀的转化:

溶液中的沉淀反应总是向着离子浓度减少的方向进行,简而言之,即溶解度大的生成溶解度小的,溶解度小的生成溶解度更小的。

【练习12】

(1)对于Ag2S(s)2Ag++S2-,其Ksp的表达式为。

(2)下列说法中不正确的是

①用稀HCl洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小;

②一般地,物质的溶解度随温度的升高而增加,故物质的溶解大多是吸热的;Z,X,X,K]

③对于Al(OH)3(s)Al(OH)3Al3++3OH-,前者为溶解平衡,后者为电离平衡;

④除去溶液中的Mg2+,用OH-沉淀比用CO32-好,说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大;

⑤沉淀反应中常加过量的沉淀剂,其目的是使沉淀更完全。

(3)如何除去Mg(OH)2中混有的Ca(OH)2?

§2方法、归纳和技巧

一、酸的酸性强弱与溶液的酸性强弱的联系与区别

酸的酸性强弱是指酸电离出H+的难易(越易电离出H+,酸的酸性越强);溶液酸性的强弱是指溶液中[H+]的相对大小(H+浓度越大,溶液的酸性越强)。

溶液的酸性可能是由酸电离产生的H+而引起的,也可能是由强酸弱碱盐水解而引起的。

【练习13】下列说法中错误的是

A、强酸溶液的导电性一定比弱酸的强;

B、酸越难以电离出质子,其对应的酸根离子就越易水解;

C、溶液的酸性越强,则溶液中的[H+]越大,水的电离程度就越小;

D、在水中完全电离的酸一定是强酸,但强酸的水溶液的酸性不一定强。

二、溶液的导电性与电解质强弱的联系与区别

溶液的导电性仅与溶液中的离子浓度及离子所带电荷数的多少相关。

电荷数相同时,离子浓度越大,导电性越强;离子浓度相同时,离子所带电荷数越多,溶液导电性越强;电解质溶液导电的同时一定发生电解!

电解质的强弱是指电解质在水中的电离程度。

电解质越强,在水中就越完全电离,反之就越难电离。

相同条件下,强电解质溶液的导电性比弱电解质的强(即导电性对比实验)。

(1)常见的三种导电方式为、和电子空穴导电。

(2)浓度相同的HCl、HAc、NaHSO4三种酸并联入同一电路中,导电性最强的是,最弱的是。

三、电离平衡、水解平衡、溶解平衡的共性

1、加水均能促进三大平衡;

2、加热均能促时三大平衡(溶解平衡个别例外)

3、三大平衡均为水溶液中的平衡,故都不受压强的影响.

4、均遵循勒夏特列原理。

对于AgCl(s)Ag++Cl-,平衡后欲使溶液中的[Cl-]增大,可采取的措施是()

①加氨水②加水③加NaCl(s)④加AgCl(s)⑤加NaBr(s)⑥加

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