电离平衡基础知识讲义及练习题Word文档格式.docx
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Kw与温度有关,因为水的电离过程是吸热过程,所以温度升高,有利于水的电离,
大。
女口100C时,Kw约为1X0—120
2、溶液的酸碱性和pH
(1)pH:
溶液中氢离子浓度的负对数叫做pH,即pH=—lgc(H+);
pH的测定方法:
1pH试纸;
2酸碱指示剂;
③pH计。
(2)溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)与c(OH一)的相对大小。
溶液酸碱性的常见判断方法
醐咸性
普通方強
25它时的条件
c(H+)>
10_7n»
l■L_l或c(OH"
0<
lO^mol-L1
pH<
7
中脂誣
qu'
NOH-)
G(tT戶MOHJ二107mDl・L1
pH=?
碱性^值
cfCH-)
ia7rwl・L1
pH>
1
(3)、盐类的水解
1、盐类水解的概念及实质
(1)概念
在溶液中盐电离出来的离子跟水所电离出来的H+或0H―结合生成弱电解质的反应,叫做
盐类的水解
(2)实质
盐中的弱离子和水所电离出的H*或OH-结合生成弱电解质,打破了水的电离平衡,从而
使溶液呈现出酸性或碱性。
2、盐类水解的特点及类型
(1)盐类水解一般非常弱,其规律可总结为:
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,同强显中性。
pHV7。
NH4CI、AICI3、FeCl3、CuSO4等。
pH>
7。
女口CH3COONa、Na2CO3、Na2S等。
pH=7。
女口KCI、NaCI、Na2SO4等。
(2)盐类水解的类型
1强酸弱碱盐水解,溶液显酸性,
2强碱弱酸盐水解,溶液显碱性,
3强酸强碱盐不水解,溶液显中性,
4弱酸弱碱盐水解,水解后溶液的酸碱性由对应的弱酸弱碱的相对强弱决定,如
CH3COONH4等。
3、影响盐类水解的因素
(1)温度:
盐类的水解是吸热反应,因此,升高温度能促进盐类的水解
(2)浓度:
盐溶液浓度越稀越有利于水解。
(3)溶液的酸碱性:
酸和碱能促进或抑制盐类的水解。
4、水解方程式的书写
(1)一般地说,盐类水解不能进行到底,故写作
(2)—般盐类水解程度都很小,水解产物也很少,一般不会产生沉淀和气体,所以不标“T
或“拐”号,也不将生成物如H2CO3、NH3H2O等写成其分解产物的形成,如
NHj+H2OW
(3)多元弱酸根分步水解,必须分步写,如:
HS-+H3O^HjS+OH-
(4)多元弱碱根阳离子水解过程复杂,通常一步写出,如:
%卅十狛£
=+2H+
氏31■十汨知=Fe(OH)3+3H*
5、双水解
一般来说,一种盐的水溶液显酸性,另一种盐的水溶液显碱性,两者混合,可能发生双水
解。
常见的含下列离子的两种盐混合时,会发生较彻底的双水解反应。
甘卜十,S2-
A1OJ
.M-(hcc^)
re4
1A10J
由于发生上述双水解反应时,反应彻底,故应用丄”,并应将沉淀及气体分别用“4、“T
符号标出。
如:
3AIO2_+Al3++6H2O=4AI(OH)3j,
Al3++3HCO3-=AI(OH)34+3CO2T
2AI3++3S2—+6H2O=2AI(OH)34+3H2ST
(4)、酸碱中和滴定
1、中和滴定的概念
(1)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。
(2)原理
在中和反应中使用一种已知物质的量浓度的酸(或碱)溶液与未知物质的量浓度的碱(或酸)溶液完全中和,测出二者所用的体积,根据化学方程式中酸碱物质的量比求出未知溶液的物质的量浓度。
(3)关键
1准确测定参加反应的两种溶液的体积;
2准确判断中和反应是否恰好完全反应。
2、中和滴定的仪器
'
酣式旖是昔(不籠盛服碱液、水解呈贼性的盐潯彼、氢氟酸,它们
仪弋易府蚀理璃)
碱式旖定管环帛瞌放酸性潟液和肖氧化性潯液』它旳易腐蚀概皮)
、雄我精、軼架台-漓定管夹、烧杯箱
3、中和滴定指示剂的选择
一般要求变色明显(所以一般不选用石蕊),指示剂的变化范围与恰好中和时的pH要吻合
强酸强碱相互滴定,生成的盐不水解,呈中性,可用酚酞或甲基橙作指示剂。
4、中和滴定操作
(1)准备
①滴定管
a.检验酸式滴定管是否漏水;
b•洗涤滴定管后要用标准液洗涤2〜3次,并排除管尖嘴处的气泡;
d.将液面调节到“0刻度(或“0刻度以下某一刻度)记下刻度。
2锥形瓶:
只用蒸馏水洗涤,不能用待测液润洗。
3移液管:
转移少量溶液用,其洗涤方法与滴定管相同。
(2)滴定
1用移液管(或碱式滴定管)取一定体积待测液于锥形瓶中,滴入2〜3滴指示剂;
2用左手握活塞旋转开关,右手不断旋转振荡锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变
化至橙色或红色出现,记下刻度。
(3)计算
每个样品滴定2〜3次,取平均值求出结果。
1滴定管“0刻度线在上面,全部容积大于其最大刻度值,属于精量仪器。
2酸、碱式滴定管、移液管在清洗干净后必须用待装液润洗方能使用,而锥形瓶在清洗干
净后不能用待装液润洗。
重逢AG、浅析AG
述正确的是()
A、中性溶液的AG=0
B、酸性溶液的AGV0
C、常温下O.1mol/L氢氧化钠溶液的AG=12
D、常温下O.1mol/L盐酸溶液的AG=12
2002年理科综合能力测试题中有一道与例1非常类似的试题:
例2、有人曾建议用AG表示溶液的酸度
aciditygrade),AG的定义为。
下列表
D、在25C时,溶液的pH与AG的换算公式为AG=2(7—pH)
解析:
巩卅)
对于例1,中性溶液中c(H+)=c(OH—),'
…;
=1,贝VAG=lg1=0;
酸性溶液中,c(H+)
伸)巩屮)
>
c(OH—),'
;
」-;
1,AG=IgC;
>
lg1=0,即AG>
0;
同理,在碱性溶液中有AGV0。
常温下,kW=c(H+)•(OH—)=10—14,0.1mo/L氢氧化钠溶液中,c(OH—)=0.1mol/L,则c(H
+)=10—13mol/L,进一步可知'
,故AG=lg10—12=—12;
同理可求得
0.1mol/L盐酸溶液的AG=12.
综上分析,(A)、(D)为正确答案
对于例2:
(A)、(B)、(C)三个选项的分析见例1;
对于(D),在25C时,kw=[H
+][OH_]=10_14,由pH=-lg[H十]有[H+]=10_pH,结合kw有,贝心
故D为正确答案•当然,此题可能采用排除法,排除A、B、C三个选项,直接得出D为正
确答案。
答案:
D
评析:
两题都考查了学生接受新信息,处理问题的能力,又从新的角度考查了pH、kw、AG等的
知识及其相互关系,不失为一道好题。
尽管例2有抄袭例1之嫌,但是例2在例1基础上不断
创新,把pH、kw、AG三者有机的结合在一起,更好地考查了学生的自学能力和思维能力。
启示:
1、酸度(aciditygrade)AG的提出
酸碱的电离理论是1884年瑞典科学家阿累民乌斯(Arrhenius,S.1859〜1927)提出的,它是中学化学教材关于酸、碱的定义的基础和蓝本。
我们常用到一些H+浓度很小的时候,如果
直接用H+浓度表示溶液的酸碱性,使用和记忆都很不方便,这时常采用pH值来表示溶液的酸
碱性。
pH的概念是索伦森(Sorewsen,S.P.L.)于1909年首先提出的。
”
由于pH的一些不足,诸如:
初三化学还没有对电离平衡、kW进行介绍,对于pH和[H+]
的关系要理解对初学者是比较困难的;
pH受温度的影响和浓度大小的限制,一般要求[H
+]<
1mol/L或[OH-]<
1mol/L这给pH的使用带来了许多条件限制,往往由于忽略温度、浓度而产生误会;
即使进入高中阶段,对于pH大小与溶液的酸碱性强弱的对应关系,也常常发生
向性”的错误
RealAcidityGrade,AG?
(为什么不用一个真正的酸度
册]
道试题中的信息:
2、在25C时,溶液的pH,pOH与AG的关系:
AG=2(7-pH)
AG=2[7—(14—pOH)]=2(pOH—7)
3、在25C时,AG、pH、[H十]的关系
4、AG的优点
(1)AG与温度无关,只要是中性溶液,便有AG=0,酸性溶液AG>
0,碱性溶液AGV0.
(2)AG越大,溶液的酸性越强;
AG越小,溶液的碱性越强,且实现了以“0”基准,更符合人们的认识逻辑.
(3)AG避免了数学上对有单位的数取对数带来的不便,更符合物理上物理量的量纲要求
高考解析
例1、(北京)对室温下pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施,有关叙
A.加适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.使温度都升高20C后,两溶液的pH均不变
C.加水稀释2倍后,两溶液的pH均减小
D.加足量的锌充分反应后,两溶液中产生的氢气一样多
解析:
CH3C00HQCH3C00_+加入CH3C00Na晶体,c(CH3C00_)增大,平衡向左移动,
c(H+)减小,pH增大,CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl,CH3COOH为弱电解质,c(H+)减小,pH增大,C错误;
CH3COOH为弱电解质,pH相同的醋酸和盐酸溶液c(CH3C00H)>
c(HCI),Zn+2HCI=ZnCI2+H2T,Z叶2CH3COOH=(CH3COO)2Zn+H2T,故CH3COOH溶液产生的H2较多,D错。
A
1—io—1
1、在由水电离的C(H)=1.0X10mol•L溶液中,下列各组离子可能大量共存的是()
一2—+2+一2一
A.Na+>
NH/、NO、CQ2B.K+>
Mcj+>
AIO2、SQ2
C.Na+>
Ba2/、NQ_、QHD.K+>
FefNQ一、Cl—
2、pH相同的盐酸和醋酸溶液分别和锌反应,若最后锌都已经完全溶解,但放出的气体一样多,
则下列判断正确的是()
A.整个反应阶段平均反应速率:
醋酸〉盐酸
B.反应所需时间:
C.参加反应的锌的质量:
盐酸=醋酸
D.开始反应速率:
盐酸〉醋酸
3、若1体积硫酸恰好与10体积pH=11的氢氧化钠溶液完全反应,则二者物质的量浓度之比应
为()
4、下列混合溶液中,各离子浓度的大小顺序正确的是()
Lt氨水与10mL0.1mol•L盐酸混合:
c(Cl_)>
c(NH?
)>
c(OH)>
c(H+)
1B.10mL0.1mol[iNHCI溶液与5mL0.2mol匚一1NaOH容液混合:
c(Na+)=c(Clt)>
c(OH_)>
c(H
+)
1C.10mL0.1molLTCHCOO溶液与5mL0.2mol-L_1NaOH容液混合:
c(Na+)=c(CHsCOO)>
c(OHt)>
c(H+)
D.10mL0.5mol•LCH3COON溶液与6mL1mol•L盐酸溶液混合:
c(Cl)>
c(Na)>
c(OH
_)>
5、草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性。
在0.1mol•L_1KHCQ溶液中,下列关系正确的是
A.
++——2—
c(K)+c(H)=c(HC2Q)+c(OH)+c(CQ)
EIb.
—2——1
c(HC2Q)+c(C2O)=0.1mol•L
EIc.
2—
c(C2O)>
c(H2CO)
EId.
c(K+)=c(H2GO)+c(HCQ—)+c(C2O2—)
6、100mLO.lmol•L-1醋酸与50mL0.2mol•L-1氢氧化钠溶液混和,在所得溶液中()
c(Na+)>
c(CH3COO)>
c(OH_)>
c(CH3C0O)>
c(H+)>
c(OH—)
c(H+)=c(OH—)
c(Na+)=c(CH3COO)>
7、把1mLO.lmol•L_1的HSQ加水稀释制成2L溶液,在此溶液中由水电离产生的{,其浓度
接近于
()
EIa.
4—1—8—1
1x10mol•LB.1x10mol•L
11—1—10—1
1x10mol•LD.1x10mol•L
8、向10mLpH=12的NaQH溶液中加入10mL某酸,再滴入几滴甲基橙,则溶液呈红色,这种酸可能是()
厂厂—
A.pH=2的硫酸B.0.01mol•L的甲酸
C.pH=2的醋酸
D.0.01mol•L-1的硝酸
9、中和相同体积、相同pH的Ba(0H)2、NaOH和氨水三种溶液所用相同浓度的盐酸体积分别为
V3>
Vi=w
D.
C.Vi>
V2>
w
Vi>
V2
10、把一种一定浓度的NaOH容液分成两等份,一份密闭保存,另一份敞口放置。
几天后用相同
浓度的盐酸去中和它们,至溶液中只有NaCl时,若第一份用去盐酸VimL第二份用去盐酸UmL
则M和V2的关系正确的是()
B.ViVV2
A.Vi=V2
、综合题
ii、在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如图所示。
请回答:
a„°
加水量
(1)O点不导电的原因是;
(2)a、b、c三点c(H+)由在到小的顺序是
(3)a、b、c三点中,HAc电离程度最大的是;
(4)若使C点表示的溶液中c(CH3COO)增大,而c(H+)减小,可采用的措施是:
①
:
②:
③。
[答案]
12、Mg(OH》难溶于水,但它所溶解的那一部分,则在溶液中完全电离,tC时,饱和Mg(OH》
溶液的pH=11,若不考虑Kw的变化,则该温度下Mg(OHR的溶解度为。
13、CuCl2溶液中含有少量杂质FeC"
为制备晶体CuCl2•2HO,拟定实验步骤如下:
简要回答下列问题:
(1)最适宜的氧化剂是
B、NaClO
AK2C2O
C、HbQDKMnO
(2)物质y是。
(3)除去Fe升的有关离子方程式是。
(4)为了防止CuCb水解,要得到CuCl2•2fO,应控制的一定条件是
—1
14、取相同体积(0.025L)的两份O.OImol•LNaOH溶液,把其中一份放在空气中一段时间
后,溶液的pH(填增大、减小或不变),其原因是。
用已知浓度的硫酸溶液中和上述两份溶液,其中第一份(在空气中放置一段时间)所消耗硫酸溶液的体积为另一份消耗硫酸溶液的体积V,贝【J:
(1)以甲基橙为指示剂时,VA与Vb的关
系是;
(2)以酚酞为指示剂时,Va与Vb的关系是。
15、50mLpH=1的稀硫酸和盐酸的混合溶液与50mLBa(OH>溶液相混合,充分反应后过滤,得
0.466g沉淀,滤液的pH值变为13(假设混合后的体积为100mL),求:
(1)原混合液中sq2—和Cl—的物质的量;
(2)Ba(QH)2溶液的物质的量浓度。
_:
|第1题答案错误!
正确答案为C
■_:
i第2题答案错误!
正确答案为AC
:
-:
■第3题答案错误!
正确答案为B
■第4题答案错误!
■第5题答案错误!
正确答案为CD
■第6题答案错误!
正确答案为A
■第7题答案错误!
正确答案为D
£
:
■第8题答案错误!
■第9题答案错误!
正确答案为A:
■第10题答案错误!
提示:
+一13一1一—13一1
1、由水电离的C(H)=10mol•L,同时水电离产生C(QH)=10mol•L,在溶
2、pH相同的HCI与HAc溶质的浓度一定是HAQHC,由于{浓度相同,开始时的反应速率相同,后来HCI中『消耗,而HAc在反应的同时继续电离,在后来反应过程中HAc中的C(H+)大于HCI中的C(H\,平均速率HAc大,所需时间短,由于产生的H2相同故反应消耗的Zn相同。
3、由HSQ和NaOH容液反应的实质是H++OR=H2O有c(H+)•V(H+)=c(OH_)•V:
OH_)设体积为L,贝y:
1LXc(H+)=10LxC(OH_),1LXc(H+)=10Lx1O_3,c(H+)=10-2mol-L-1,有:
c(H2SO)1x10^
:
c(NaOH)=-:
10_3=5:
1,故B选项正确。
4、A选项中氨水恰好与盐酸反应,生成的NHCI因水解溶液显酸性因此有c(Cl_)>
c(E^)>
c(『)>
c(OH_),A错;
B选项中两溶液恰好完全反应:
NHCI+NaOH=NHH2O+NaCl,
离子浓度大小顺序正确;
C选项中,由于CHCOO水解,故c(Na+)>
c(CH3COO)>
c(OH_)>
c(H
+),C错;
D选项中溶液混合后显酸性,也就是c(H+)>
c(OH-),给出离子浓度大小顺序错误,
中溶液中以电离为主,故有c(C2Q2-)>
c(H2C2Q),C选项正确;
A选项考查的是电荷守恒,应该
I|——2一一2
是:
c(K)+c(H)=c(HC2O)+c(OH)+2c(C2Q)A选项不正确;
B选项应为:
c(HC2Q)+cQQ
一)+c(H2C2O4)=0.1moI•L一:
理论根据是碳元素守恒;
由这两个等量关系可推出D中的等量关
系正确。
因为c(K)=0.1mol•L而推出B选项中关系式为c(HQQ)+c(C2O)+
c(H2C2Q)=0.1mol,所以c(K[=c(H2QO)+cLQOT)+c(C2Q2一)。
6、HAc+NaOH=NaAc+H2O,由题意可知正好完全反应,生成0.01molNaAc,而NaAc
完全电离,NaAc=Ac一INa1,Ac一水解使溶液呈碱性,由于水解程度不大,c(Ac一)>
c(OH一)。
答案:
(1)冰醋酸分子未发生电离,无自由移动的离子;
(2)b、c、a
(3)C
(4)①加入NaAc②加入NaOH③加入活泼金属Zn
—3
2.9X103g
pH=11,c(OH—)=1X10—3mol•_—1,c(Mg(OH)2)=5X10—4mol•_—1,因为Mg(OH)2溶解度很小,1LMg(OH)2溶液可近似看做是1000g溶液,其中溶剂质量也可近似看作是1000g,
由此可求出
(1)C
(2)CuCO或CuO或Cu(OH)2
(3)八一-h_II-■'
■1■'
(4)加入浓盐酸,在HCI气氛中,可抑制Cu2+的水解。
减小;
NaOH与空气中的CO反应生成NqCO;
(1)Vx=Vb;
(2)VvV解析:
NaOH溶液放置于空气中,因NaOH与空气中CQ反应造成NaOH减少,故溶液的pH减小。
用H2SQ滴定NqCQ溶液,反应分两个阶段进行:
+2——
1H+CO=HCO(此时溶液呈弱碱性)
2H++HCO=CQT+H2O(此时溶液呈弱酸性)
滴定过程中,按哪种反应进行,取决于选择的指示剂。
(1)若选用甲基橙作指示剂,因其变色范围在pH=3.1〜4.4。
故滴定反应按②进行,由关系
式:
I“•一:
—一1:
一可知消耗的H2SQ量不变,故答案为VA=Vbo
(2)若选用酚酞作指示剂,酚酞的变色范围为pH=8〜10,滴定反应按①进行,由关系式
r1■'
'
.l;
l.J■-H-'
「可知消耗H2SO4的量减少,故答案为VAVVBo
0.002;
0.001;
0.15mol•L1
Ba(QH)24H2SO4-0*SO41+2HQ
当溶液最后呈碱性时,HCI与HSQ都已反应完全,SQ2—已完全沉淀。
C(soj~)=W=0,04mol-rL
12—
原溶液中C(HSO)=0.04mol•L,n(SC4)=0.04X0.05=0.002mol
C(HCI)=0.1—0.04X2=0.02mol•L1
n