化学高二上学期电解质溶液学生版.docx

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化学高二上学期电解质溶液学生版

[考纲要求] 1.了解电解质的概念;了解强电解质和弱电解质的概念。

2.了解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性;能正确书写电解质的电离方程式。

3.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡;了解电离度和电离平衡常数的概念及其简单计算。

4.了解水的电离及离子积常数。

5.了解溶液pH的定义,能进行溶液pH的简单计算。

6.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。

考点一 溶液的酸碱性及pH

1.一个基本不变

相同温度下,不论是纯水还是稀溶液,水的离子积常数不变。

应用这一原则时需要注意两个条件:

水溶液必须是稀溶液;温度必须相同。

2.两种测量方法

溶液的pH值可以用pH试纸测定(精确到整数,且只能在1~14的范围内),也可以用pH计(精确到0.1)测定。

3.三个重要比较

水溶液可分为酸性溶液、中性溶液和碱性溶液,下表是常温下这三种溶液的比较:

溶液的酸碱性

c(H+)与c(OH-)比较

c(H+)大小

pH

酸性溶液

c(H+)>c(OH-)

c(H+)>1×10-7mol·L-1

<7

中性溶液

c(H+)=c(OH-)

c(H+)=1×10-7mol·L-1

=7

碱性溶液

c(H+)

c(H+)<1×10-7mol·L-1

>7

4.pH使用中的几个误区

(1)pH=7的溶液不一定呈中性。

只有在常温下pH=7的溶液才呈中性;当在100℃时,水的离子积常数为1×10-12,此时pH=6的溶液为中性溶液,pH>6时为碱性溶液,pH<6时为酸性溶液。

(2)使用pH试纸测溶液pH时,若先用蒸馏水润湿,测量结果不一定偏小。

若先用蒸馏水润湿,相当于将待测液稀释了,若待测液为碱性溶液,则所测结果偏小;若待测液为酸性溶液,则所测结果偏大;若待测液为中性溶液,则所测结果没有误差。

5.溶液中的c(H+)和水电离出来的c(H+)的区别

(1)室温下水电离出的c(H+)=1×10-7mol·L-1,若某溶液中水电离出的c(H+)<1×10-7mol·L-1,则可判断该溶液呈酸性或碱性;若某溶液中水电离出的c(H+)>1×10-7mol·L-1,则可判断出该溶液中存在能水解的盐,从而促进了水的电离。

(2)室温下,溶液中的c(H+)>1×10-7mol·L-1,说明该溶液是酸性溶液或水解呈酸性的盐溶液;溶液中的c(H+)<1×10-7mol·L-1,说明该溶液是碱性溶液或水解呈碱性的盐溶液。

6.pH和等于14的酸碱混合问题的判断

pH和等于14的意义:

酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度。

(1)已知酸、碱溶液的pH之和为14,则等体积混合时:

pH=7

pH>7

pH<7

(2)已知酸、碱溶液的pH之和为14,若混合后溶液的pH为7,溶液呈中性,则

―→V酸∶V碱=1∶1

―→V酸∶V碱>1∶1

―→V酸∶V碱<1∶1

(3)强酸、强碱等体积混合后溶液酸、碱性的判断:

7.溶液pH计算的一般思维模型

题组一 走出溶液稀释与混合的误区

1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”

(1)常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后,溶液的pH=4()

(2012·浙江理综,12A)

(2)常温下pH为2的盐酸与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液呈酸性()

(2012·广东理综,23B)

(3)常温下pH为2的盐酸由H2O电离出的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1()

(2012·广东理综,23C)

(4)同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后,溶液的pH=7()

(2012·天津理综,5A)

(5)100℃时,将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液呈中性()

(2011·天津理综,5D)

误区一:

不能正确理解酸、碱的无限稀释规律

常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。

误区二:

不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律

溶液

稀释前溶液pH

加水稀释到体积为原来的10n倍

稀释后溶液pH

强酸

pH=a

pH=a+n

弱酸

a<pH<a+n

强碱

pH=b

pH=b-n

弱碱

b-n<pH<b

误区三:

不能正确掌握混合溶液的定性规律

pH=n(n<7)的强酸和pH=14-n的强碱溶液等体积混合,pH=7;pH=n(n<7)的醋酸和pH=14-n的氢氧化钠溶液等体积混合,混合溶液pH<7;pH=n(n<7)的盐酸和pH=14-n的氨水溶液等体积混合,混合溶液pH>7。

题组二 一强一弱比较的图像分析

2.相同体积、相同pH的HCl(a)和CH3COOH(b),按要求画出图像。

分别与足量的锌粉发生反应。

(1)产生H2的体积(V)随时间(t)的变化图像。

(2)产生H2的速率v(H2)随时间(t)的变化图像。

(3)溶液的pH随时间(t)的变化图像。

3.pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。

分别滴加NaOH溶液(c=0.1mol·L-1)至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则(  )

A.x为弱酸,VxVy

C.y为弱酸,VxVy

图像法理解一强一弱的稀释规律

1.相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸

(1)加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大。

(2)加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多。

2.相同体积、相同pH值的盐酸、醋酸

(1)加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大。

(2)加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多。

题组三 理解换算关系,突破pH的计算

4.在T℃时,Ba(OH)2的稀溶液中c(H+)=10-amol·L-1,c(OH-)=10-bmol·L-1,已知a+b=12。

向该溶液中逐滴加入pH=4的盐酸,测得混合溶液的部分pH如表所示:

序号

氢氧化钡溶液的体积/mL

盐酸的体积/mL

溶液的pH

22.00

0.00

8

22.00

18.00

c

22.00

22.00

d

假设溶液混合前后的体积变化可忽略不计,则下列说法不正确的是(  )

A.a=8B.b=4C.c=9D.d=6

室温下,Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,则pKw=14。

考点二 溶液中的“两大平衡”

电离平衡、水解平衡是溶液中的两大平衡。

这两种平衡都遵循勒夏特列原理——当只改变体系的一个条件时,平衡向能够减弱这种改变的方向移动。

1.对比分析电离平衡和水解平衡

电离平衡及水解平衡均属于化学平衡,均遵循勒夏特列原理,外界条件对两平衡的影响如表所示:

电离平衡(如CH3COOH溶液)

水解平衡(如CH3COONa溶液)

升高温度

促进电离,离子浓度增大,Ka增大

促进水解,Kh增大

加水稀释

促进电离,离子浓度(除OH-外)减小,Ka不变

促进水解,离子浓度(除H+外)减小,Kh不变

加入相应离子

加入CH3COONa固体,抑制电离,Ka不变

加入NaOH固体,抑制水解,Kh不变

加入反应离子

加入NaOH固体,促进电离,Ka不变

加入盐酸,促进水解,Kh不变

Ka、Kh、Kw的关系

Kw=Ka·Kh

2.强化记忆弱酸弱碱盐、酸式盐溶液的酸碱性

(1)弱酸弱碱盐双水解,其溶液的酸碱性取决于弱酸和弱碱的相对强弱。

当Ka=Kb时,溶液显中性,如CH3COONH4;当Ka>Kb时,溶液显酸性,如HCOONH4;当Ka

(2)弱酸酸式盐水溶液酸碱性,取决于酸式酸根离子电离程度和水解程度的相对大小。

a.若电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,如NaHSO3、NaH2PO4等;b.若电离程度小于水解程度,溶液呈碱性,如NaHCO3、Na2HPO4等。

题组一 影响弱电解质电离平衡因素的多角度分析

1.(2013·安徽理综,13)已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中存在以下平衡:

HSO

+H2O

H2SO3+OH-①

HSO

H++SO

向0.1mol·L-1的NaHSO3溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是(  )

A.加入少量金属Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c(HSO

)增大

B.加入少量Na2SO3固体,则c(H+)+c(Na+)=c(HSO

)+c(OH-)+

c(SO

C.加入少量NaOH溶液,

的值均增大

D.加入氨水至中性,则2c(Na+)=c(SO

)>c(H+)=c(OH-)

酸、碱、盐对水的电离的影响:

酸和碱抑制水的电离,强酸弱碱盐和强碱弱酸盐促进水的电离。

强酸弱碱盐和碱溶液中由水电离的c(H+)或c(OH-)取决于溶液中的c(H+);强碱弱酸盐和酸溶液中由水电离出的c(H+)或c(OH-)取决于溶液中的c(OH-)。

但应关注酸式盐的特殊性,如硫酸氢钠完全电离,会抑制水的电离;碳酸氢钠以水解为主,呈碱性,促进水的电离。

题组二 多角度攻克盐类水解问题

2.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”

(1)将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体()

(2014·福建理综,8B)

(2)CH3COONa溶液中滴加少量浓盐酸后c(CH3COO-)增大()

(2014·重庆理综,3B)

(3)用热的纯碱溶液洗去油污,是因为Na2CO3可直接与油污反应()

(2014·新课标全国卷Ⅰ,8A)

(4)施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效()

(2014·新课标全国卷Ⅰ,8C)

(5)加热0.1mol·L-1Na2CO3溶液,CO

的水解程度和溶液的pH均增大()

(2014·江苏,11C)

(6)用蒸馏水润湿的试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低()

(2014·大纲全国卷,6D)

(7)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同()

(2013·天津理综,5D)

(8)向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和气体生成()

(2013·重庆理综,2C)

(9)25℃时,用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH=7,V醋酸<VNaOH()

(2013·重庆理综,2B)

(10)为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH。

若pH>7,则H2A是弱酸;若pH<7,则H2A是强酸()

(2012·浙江理综,12B)

(11)25℃时,amol·L-1一元酸HA与bmol·L-1NaOH等体积混合后,pH为7,则c(A-)≤c(Na+)()

(2012·海南,11改编)

(12)NaHSO4溶液、KF溶液、KAl(SO4)2溶液、NaI溶液中,前三个都对水的电离平衡产生影响,且都促进水的电离()

(2012·上海,7改编)

(13)盐酸中滴加氨水至中性,溶液中的溶质为NH4Cl()

(2012·重庆理综,10A)

1.盐类水解易受温度、浓度、溶液的酸碱性等因素的影响,以氯化铁水解为例,当改变条件如升温、通入HCl气体、加水、加铁粉、加碳酸氢钠等时,学生应从移动方向、pH的变化、水解程度、现象等方面去归纳总结,加以分析掌握。

2.多元弱酸的酸式盐问题。

酸式盐一般既存在水解,又存在电离。

如果酸式盐的电离程度大于其水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3溶液;如果酸式盐的水解程度大于其电离程度,则溶液显碱性,如NaHCO3溶液。

考点三 溶液中的“两大常数”

电离平衡常数、水的离子积常数是溶液中的两大常数,它们均只与温度有关。

电离平衡常数和水的离子积常数随着温度的升高而增大,因为弱电解质的电离和水的电离均为吸热反应。

有关常数的计算,要紧紧围绕它们只与温度有关,而不随其离子浓度的变化而变化来进行。

CH3COONa、CH3COOH溶液中,Ka、Kh、Kw的关系是Kw=Ka·Kh。

题组一 水的离子积常数及应用

1.不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。

下列有关说法中正确的是(  )

A.若从a点到c点,可采用在水中加入酸的方法

B.b点对应的醋酸中由水电离的c(H+)=10-6mol·L-1

C.c点对应溶液的Kw大于d点对应溶液的Kw

D.T℃时,0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液的pH=11

 

题组二 电离平衡常数的计算

2.在25℃下,将amol·L-1的氨水与0.01mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH

)=c(Cl-),则溶液显__________(填“酸”、“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=_________________________________________________。

3.碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。

常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5mol·L-1。

若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3

HCO

+H+的平衡常数K1=________。

(已知:

10-5.60=2.5×10-6)

4.常温下,将amol·L-1CH3COONa溶于水配成溶液,向其中滴加等体积的bmol·L-1的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数Ka=________。

题组三 Ka·Kh=Kw或Kb·Kh=Kw的应用

5.[2013·山东理综,29(4)]25℃时,H2SO3HSO

+H+的电离常数Ka=1×10-2mol·L-1,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=______mol·L-1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中

将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

6.已知25℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5mol·L-1,该温度下1mol·L-1的NH4Cl溶液中c(H+)=________mol·L-1。

(已知

≈2.36)

 

7.常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中水的电离平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”)。

试计算溶液中

=________(常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=6.0×10-8)

考点四 溶液中“粒子”浓度的变化

1.明确“四种”类型

类型一:

单一溶液中各离子浓度的比较

(1)多元弱酸溶液:

多元弱酸分步电离,电离程度逐级减弱。

如H3PO4溶液中:

c(H+)>c(H2PO

)>c(HPO

)>c(PO

)。

(2)多元弱酸的正盐溶液:

多元弱酸弱酸根离子分步水解,水解程度逐级减弱。

如在Na2CO3溶液中:

c(Na+)>c(CO

)>c(OH-)>c(HCO

)。

类型二:

混合溶液中各离子浓度的比较

对混合溶液进行离子浓度比较时要综合分析电离、水解等因素。

如在0.1mol·L-1NH4Cl溶液和0.1mol·L-1的氨水混合溶液中,各离子浓度大小的顺序为c(NH

)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。

类型三:

酸碱中和型离子浓度的大小比较

类型四:

不同溶液中同一离子浓度的比较

该类情况要看溶液中其他离子对该离子的影响。

如在相同物质的量浓度的下列溶液中:

①NH4Cl ②CH3COONH4 ③NH4HSO4,c(NH

)由大到小的顺序为③>①>②。

2.抓住“三个”守恒

(1)电荷守恒

即电解质溶液中阴离子所带电荷总数等于阳离子所带电荷总数。

根据电荷守恒,可准确快速解决电解质溶液中许多复杂的离子浓度问题,如NaHCO3溶液中:

c(Na+)+c(H+)=c(HCO

)+2c(CO

)+c(OH-)。

(2)物料守恒

是指物质发生变化前后,有关元素的存在形式不同,但元素的种类和原子数目在变化前后保持不变。

根据物料守恒,可准确快速解决电解质溶液中复杂离子、分子、物质的量浓度或物质的量的关系,如0.1mol·L-1NaHCO3溶液中:

c(Na+)=c(HCO

)+c(CO

)+(H2CO3)=0.1mol·L-1。

(3)质子守恒

是指在电离或水解过程中,会发生质子(H+)转移,但质子转移过程中其数量保持不变。

如在Na2CO3或NaHCO3溶液中,可用以下图帮助理解质子守恒:

①Na2CO3溶液

所以c(OH-)=c(HCO

)+2c(H2CO3)+c(H3O+),

即c(OH-)=c(HCO

)+2c(H2CO3)+c(H+)。

②NaHCO3溶液

所以c(OH-)+c(CO

)=c(H2CO3)+c(H+)。

另外,将混合溶液中的电荷守恒式和物料守恒式相联立,通过代数运算消去其中某离子,即可推出该溶液中的质子守恒。

3.应用“三个”规律

(1)一般而言,等浓度的弱酸与弱酸盐混合,电离程度大于水解程度,溶液呈酸性;HCN、NaCN混合液除外,它们的溶液呈碱性,水解程度大于电离程度。

(2)对于存在电离和水解过程的NaHA溶液,若溶液呈酸性,则电离程度大于水解程度,则c(A2-)>c(H2A);若溶液呈碱性,则电离程度小于水解程度,则c(H2A)>c(A2-)。

(3)仅含4种离子的溶液,可以根据溶液的电中性判断离子浓度大小。

如:

①CH3COOH和NaOH等物质的量混合时溶液显碱性,故c(OH-)>c(H+),则c(Na+)>c(CH3COO-);

②NH3·H2O与HCl等物质的量混合时溶液显酸性,故c(H+)>c(OH-),则c(Cl-)>c(NH

)。

题组一 不同溶液中“粒子”浓度关系判断

1.(2014·安徽理综,11)室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是(  )

A.Na2S溶液:

c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)

B.Na2C2O4溶液:

c(OH-)=c(H+)+c(HC2O

)+2c(H2C2O4)

C.Na2CO3溶液:

c(Na+)+c(H+)=2c(CO

)+c(OH-)

D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:

c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)

2.(2014·江苏,14改编)25℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系不正确的是(  )

A.0.1mol·L-1CH3COONa溶液与0.1mol·L-1HCl溶液等体积混合:

c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)

B.0.1mol·L-1NH4Cl溶液与0.1mol·L-1氨水等体积混合(pH>7):

c(NH3·H2O)>c(NH

)>c(Cl-)>c(OH-)

C.0.1mol·L-1Na2CO3溶液与0.1mol·L-1NaHCO3溶液等体积混合:

c(Na+)=c(CO

)+c(HCO

)+c(H2CO3)

D.0.1mol·L-1Na2C2O4溶液与0.1mol·L-1HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):

2c(C2O

)+c(HC2O

)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)+c(Cl-)

题组二 化学反应过程中“粒子”浓度关系判断

3.20℃时向20mL0.1mol·L-1醋酸溶液中不断滴入0.1mol·L-1NaOH(aq),溶液pH变化如图所示。

此过程溶液中离子浓度的关系错误的是(  )

A.a点:

c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

B.b点:

c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)

C.c点:

c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)

D.d点:

c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)

巧抓“四点”,突破“粒子”浓度关系

1.抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。

2.抓“恰好”反应点,生成什么溶质,溶液呈什么性,是什么因素造成的。

3.抓溶液“中性”点,生成什么溶质,哪种反应物过量或不足。

4.抓反应“过量”点,溶质是什么,判断谁多、谁少还是等量。

考点五 酸碱中和滴定及“迁移”应用

“中和滴定”考点归纳

(1)“考”实验仪器

酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶。

其中常考的是滴定管,如正确选择滴定管(包括量程),滴定管的检漏、洗涤和润洗,滴定管的正确读数方法等。

(2)“考”操作步骤

①滴定前的准备;查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)、调液面、读数;②滴定:

移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数;③计算。

(3)“考”指示剂的选择

①强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞;②若反应生成的强酸弱碱盐溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙),若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞);③石蕊试液因颜色变化不明显,且变色范围过宽,一般不作指示剂。

(4)“考”误差分析

写出计算式,分析操作对V标的影响,由计算式得出对最终测定结果的影响,切忌死记硬背结论。

此外对读数视线问题要学会画图分析。

(5)“考”数据处理

正确“取舍”数据,计算“平均”体积,根据反应式确定标准液与待测液浓度和体积的关系,从而列出公式进行计算。

题组一 中和滴定的基本操作

1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”

(1)酸式滴定管装标准溶液前,必须先用该溶液润洗()

(2014·新课标全国卷Ⅰ,12B)

(2)酸碱滴定实验中,用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差()

(2014·新课标全国卷Ⅰ,12C)

(3)欲测定NaOH溶液浓度,可选用滴定管、锥形瓶、烧杯、NaOH溶液、0.1000mol·L-1盐酸达到实验目的()

(2014·安徽理综,9D)

(4)滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏小()

(2013·天津理综,4C)

(5)中和滴定实验时,用待测液润洗锥形瓶()

(2012·山东理综,11A)

(6)“中和滴定”实验中,容量瓶和锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用,滴定管和移液管用蒸馏水洗净后,须经干燥或润洗后方可使用()

(2011·浙江理综,8C)

(7)

读数为22.30()

(2011·海南,2改编)

(8)酸碱滴定时,若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶,将导致测定结果偏高()

(2010·山东理综,14C)

(9)

()

(2010·安徽理综,8A)

(10)

()

(2010·重庆理综,7B)

(11)可用25mL碱式滴定管量取20.00mLKMnO4溶液()

(12)读取滴定管内液体的体积,俯视读数导致读数偏小()

题组二 滴定终点的描述

2.用amol·L-1的HCl滴定未知浓度的NaOH溶液,用酚酞作指示剂,达到滴定终点的现象是____________________;若用甲基橙作指示剂,滴定终点现象是____________________。

3.用标准碘溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,应选用____________作指示剂,达到滴定终点的现象是_______________________

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