《新学案》2015年春高中化学苏教版选修四课堂导入+重难点突破+复习检测：专题三 溶液中的离子反应（含解析）
文档属性
| 名称 | 《新学案》2015年春高中化学苏教版选修四课堂导入+重难点突破+复习检测：专题三 溶液中的离子反应（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 721.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2015-03-21 12:40:50 | ||
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文档简介
专 题 3 溶液中的离子反应
第一单元 弱电解质的电离平衡
第一课时 强电解质和弱电解质
课堂导学
新课引入
展示家电图片:部分电器外壳上的禁止触摸标 ( http: / / www.21cnjy.com )记,提出问题“为什么潮湿的手摸正在工作的电器可能发生触电事故 ”或回顾电解水的实验,提出问题“电解水时为什么需要加入少量NaOH溶液或H2SO4溶液 ”通过这些问题的讨论引出电解质及其分类的教学。
目标导学(见学生用书第44~45页)
强电解质和弱电解质的概念
强电解质 弱电解质
定 义 在水溶液中能完全电离的电解质 在水溶液中只有部分电离的电解质
电离程度 完全电离 只有部分电离
电离过程 不可逆过程,无电离平衡 可逆过程,存在电离平衡
(续表)
溶质在溶液中的存在情况 只有电离出的阴、阳离子,不存在电解质分子 既有电离出的阴、阳离子,又有电解质分子
实 例 绝大多数的盐(包括难溶性盐如BaSO4、CaCO3、AgCl)强酸:H2SO4、HCl、HNO3、HClO4等强碱:NaOH、KOHBa(OH)2等 弱酸:H2CO3、CH3COOH、HF等弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2等水:H2O
教材实验解读:强、弱电解质的比较
实验结论:(1) 镁与盐酸反应速率较大,表 ( http: / / www.21cnjy.com )明同体积、同浓度的盐酸比醋酸溶液中c(H+)大,并由此推断:在水溶液中,HCl易电离,CH3COOH较难电离。
(2) 相同物质的量浓度的盐酸比醋酸溶液的 ( http: / / www.21cnjy.com )pH小,且盐酸的物质的量浓度与盐酸中H+浓度几乎相等,表明溶液中HCl分子是完全电离,而CH3COOH分子只有部分电离。
最终的实验结论是:不同电解质在水中的电离程度不一定相同。
例题1 下列能说明醋酸是弱电解质的依据是 ( )
A. 醋酸溶液能使石蕊试液变红
B. 在水溶液中存在醋酸分子
C. 用醋酸溶液做导电性实验时,灯泡暗
D. 同体积、同浓度、同温度的盐酸和醋酸溶液,与同规格的锌粒反应,速率相同
解析 在水溶液中部分电离的 ( http: / / www.21cnjy.com )电解质叫弱电解质,B项正确;强电解质的水溶液若浓度很小,做导电性实验时,灯泡也会很暗,C项错;同体积、同浓度、同温度的盐酸和醋酸溶液,与同规格的锌粒反应,醋酸的反应速率慢,D项错。
答案 B
电离方程式的书写
1. 强电解质完全电离,符号用“”。如:
NaOHNa++OH-
2. 弱电解质部分电离,符号用“”。
(1) 一元弱酸、弱碱的电离,如:
CH3COOHCH3COO-+H+
(2) 多元弱酸分步电离,以第一步电离为主。如:
H2CO3HC+H+
HCH++C
(3) 多元弱碱的电离过程虽然复杂,但可一步写出。如:
Fe(OH)3Fe3++3OH-
3. 酸式盐的电离有两种情况:
(1) 强酸的酸式盐,如:
在水溶液中的电离;
NaHSO4Na++H++S
在熔融状态下电离:
NaHSO4(熔融)Na++HS
(2) 弱酸的酸式盐,如:
NaHCO3Na++HC
HCH++C
例题2 在以下各种情形下,下列电离方程式的书写正确的是 ( )
A. 熔融状态下的NaHSO4电离:
NaHSO4Na++H++S
B. H2CO3的电离:H2CO32H++C
C. Al(OH)3的电离:Al(OH)3Al3++3OH-
D. 水溶液中的NaHSO4电离:
NaHSO4Na++HS
解析 本题对多元弱酸、多元弱碱的电离以及NaHSO4在熔融状态和水溶液中两种情况下的电离进行考查。因为H2SO4是强酸,所以NaHSO4在水溶液中完全电离,其电离方程式为NaHSO4Na++H++S,所以D选项错误;但HS中各原子间以共价键结合,因此熔融状态下HS不能电离为H+和S,故熔融状态下NaHSO4的电离方程式为NaHSO4Na++HS,所以A选项错误;H2CO3作为二元弱酸,不能完全电离,必须使用“”,且多元弱酸的电离分步进行,以第一步为主,其电离方程式为H2CO3H++HC、HCH++C,所以B选项错误;Al(OH)3是多元弱碱,通常以一步电离表示,所以C选项正确。
答案 C
溶液导电能力的比较
温度一定时,电解质溶液的导电能力与离子的浓度及离子的带电荷数有关。离子浓度越大,所带电荷数越多,溶液的导电能力越强。
弱电解质的电离常数越大,只能说明其分子 ( http: / / www.21cnjy.com )发生电离的程度越大,但不一定其溶液的离子浓度大,也不一定溶液的导电性强。如1 mol·L-1 CH3COOH溶液就比0.01 mol·L-1 HF(K电离=7.2×10-4)溶液中的c(H+)大。
( http: / / www.21cnjy.com )
例题3 电导率是衡量电解质溶液导电 ( http: / / www.21cnjy.com )能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。右图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中,能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
解析 加入氨水先和较强的盐酸反应, ( http: / / www.21cnjy.com )离子的物质的量并未增加,但离子的物质的量浓度减小,电导率下降;随后氨水和较弱的醋酸反应,离子的物质的量浓度增加,电导率上升;最后,加入氨水不再反应相当于对原溶液稀释,电导率略有下降。
答案 D
备讲例题
1. 仅能在水溶液中导电的物质是 ( )
A. NaOH B. NaHSO4
C. CH3CH2OH D. NaHCO3
解析 NaOH、NaHSO4在熔融状态下也能导电;CH3CH2OH是非电解质;NaHCO3受热易分解,它只能在水溶液中导电。
答案 D
课堂评价(见学生用书第45页)
1. 下列物质属于电解质的是 ( )
A. 盐酸 B. 金属铜
C. 水 D. 二氧化碳
解析 电解质是化合物,盐酸是混合物、金属铜是 ( http: / / www.21cnjy.com )单质均不符合题意;二氧化碳的水溶液能导电,是因为生成的碳酸电离出的离子导电,二氧化碳本身没有电离出离子,二氧化碳是非电解质。
答案 C
2. 在等体积、浓度均为0.3 mol·L-1的硫酸、盐酸、硝酸、醋酸溶液中,加入足量的锌,下列说法正确的是( )
A. 硫酸中放出的氢气量多
B. 醋酸中放出的氢气量多
C. 醋酸中放出氢气的速率最大
D. 盐酸和硝酸中放出氢气量相等
解析 放出的氢气量与酸的浓度及酸的元数有关,硫酸是二元酸,所以放出氢气量最多,硝酸和锌反应不生成氢气。醋酸是弱酸,放出氢气的速率最小。
答案 A
3. 下列电离方程式书写正确的是 ( )
A. 硫化氢的电离:H2SHS-+H+
B. NH4Cl的电离:NH4ClN+Cl-
C. HC的电离:HCC+H+
D. NaHCO3的电离:
NaHCO3Na++C+H+
解析 NH4Cl、NaHCO3都是强电解质,都能完全电离,B、D项错;H2S是二元弱酸,分步电离,部分电离,A项错;C项正确。
答案 C
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第37~38页中的练习。
第二课时 弱电解质的电离平衡
课堂导学
新课引入
复习强电解质和弱电解质的概 ( http: / / www.21cnjy.com )念,引出问题“盐酸是强电解质,醋酸是弱电解质,当将HCl和CH3COOH分别加入水中时,它们发生的变化相同吗”“假设你能看清分子和离子,请你分别描述HCl和CH3COOH电离的过程”。
目标导学(见学生用书第46~47页)
弱电解质的电离平衡
1. 电离平衡:是指在一 ( http: / / www.21cnjy.com )定温度时,弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等,溶液中各种分子和离子的浓度都不再发生变化的状态。电离平衡是化学平衡的一种,具有和其他化学平衡一样的特点。
2. 影响电离平衡的因素(以醋酸为例)
CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+。若改变条件,则
条 件 平衡移动方向 电离程度 c(H+)
升温 正 增大 增大
加水 正 增大 减小
加冰醋酸 正 减小 增大
加CH3COONa 逆 减小 减小
加HCl 逆 减小 增大
加NaOH 正 增大 减小
3. 同浓度、同体积的盐酸和醋酸相比
c(H+) pH 中和碱的能力 与活泼金属产生H2的量 开始与金属反应的速率
盐酸 大 小 相同 相同 大
醋酸 小 大 小
4. 同pH、同体积的盐酸和醋酸相比
c(H+) c(酸) 中和碱的能 力 与活泼金属产生H2的量 开始与金属反应的速率
盐酸 相同 小 小 小 相同
醋酸 大 大 大
例题1 醋酸是一种常见的弱酸,为了证明 ( http: / / www.21cnjy.com )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研究”的探究活动。他设计了如下方案,其中错误的是 ( )
A. 先配制一定量的0.10 mol·L-1CH3COOH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0.01 mol·L ( http: / / www.21cnjy.com )-1和0.10 mol·L-1CH3COOH溶液,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. 先测0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH,然后将其加热至100 ℃,再测pH,如果pH变小,则可证明醋酸是弱电解质
D. 分别配制0.10 mol·L ( http: / / www.21cnjy.com )-1CH3COOH溶液和 0.10 mol·L-1盐酸,再取等体积的上述两种溶液和长度相同的镁条反应,若醋酸反应速率小于盐酸,则可证明醋酸是弱电解质
解析 若是强酸,则0.10 mol·L- ( http: / / www.21cnjy.com )1CH3COOH溶液的pH=1,0.01 mol·L-1CH3COOH溶液的pH=2,CH3COONa溶液的pH=7。而0.10 mol·L-1CH3COOH溶液的pH>1,0.01 mol·L-1与0.10 mol·L-1CH3COOH溶液的ΔpH<1,CH3COONa溶液呈碱性均可说明CH3COOH是弱酸。C项将溶液加热至100 ℃,醋酸会挥发,显然不可取。分别配制0.10 mol·L-1CH3COOH溶液和0.10 mol·L-1盐酸,再取等体积的上述两种溶液和长度相同的镁条反应,弱酸反应速率小于强酸,则可证明醋酸是弱电解质。
答案 C
电离常数
1. 定义:在一定条件下,弱电解质的 ( http: / / www.21cnjy.com )电离达到平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数,这个常数叫电离平衡常数,简称电离常数。以CH3COOH的电离平衡为例:
CH3COOHCH3COO-+H+
K=
2. 影响因素:电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关,只随温度变化而变化。
3. 应用:比较弱酸酸性的相对强弱。同一温度下,不同种弱酸,电离常数越大,其电离程度越大,酸性越强。
例题2 液态化合物AB会发生微弱的自身电离,电离方程式为ABA++B-,在不同温度下其平衡常数为K(25 ℃)=1.0×10-14,K(35 ℃)=2.1×10-14。则下列叙述正确的是 ( )
A. c(A+)随着温度升高而降低
B. 在35 ℃时,c(A+)>c(B-)
C. AB的电离程度25 ℃>35 ℃
D. AB的电离是吸热过程
解析 随温度升高,K值增大,说明该反应 ( http: / / www.21cnjy.com )是吸热反应,故D项正确;温度升高,平衡正向移动,故A项错误;35 ℃时,c(A+)=c(B-),故B项错误;温度升高,平衡正向移动,电离程度增大,故C项错误。
答案 D
电离度
1. 概念:当弱电解质在溶液中达到平衡时,溶液中已经电离的电解质分子占原来弱电解质总分子的百分数叫电离度。
2. 表达式:α=×100%
3. 影响因素
(1) 内因:电解质本身的性质。
(2) 外因:①弱电解质的初始浓度:浓度越大,电离度越小。②温度:温度越高,电离度越大。
例题3 已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是 ( )
A. 该溶液的pH=4
B. 升高温度,溶液的pH增大
C. 此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D. 由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
解析 根据HA在水中的电离度可算出c(H+)=0.1 mol·L-1× 0.1%=10-4 mol·L-1,所以pH=4,A项正确;因HA在水中有电离平衡,升高温度促进平衡向电离的方向移动,所以c(H+)将增大,pH会减小,B项错;由平衡常数表达式算出K==1×10-7,C项正确;c(H+)=10-4 mol·L-1,所以c(H+,水电离)=10-10 mol·L-1,前者是后者的106倍,D项正确。
答案 B
备讲例题
1. 在甲、乙烧杯中放入体积和pH都相等的盐酸和醋酸,同时加入质量不等的锌粒,反应结束后得到等量的氢气。下列说法正确的是 ( )
A. 甲烧杯中放入锌的质量比乙烧杯中放入锌的质量大
B. 甲烧杯中的酸过量
C. 两烧杯中参加反应的锌等量
D. 反应开始后乙烧杯中的c(H+)始终比甲烧杯中的c(H+)小
解析 等pH的盐酸和醋酸,醋酸 ( http: / / www.21cnjy.com )的浓度远大于盐酸的浓度。甲烧杯中盐酸浓度低,锌过量,放入锌的质量比乙烧杯中放入锌的质量大。由于乙烧杯中醋酸存在电离平衡,反应开始后乙烧杯中的c(H+)始终比甲烧杯中的c(H+)大。
答案 AC
课堂评价(见学生用书第47~48页)
1. 将浓度为0.1 mol·L-1 的HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是 ( )
A. c(H+) B. Ka(HF)
C. D.
解析 HF属于弱电解质,加水促进HF的 ( http: / / www.21cnjy.com )电离平衡向右移动,即电离程度增大,但电离平衡常数只与温度有关,所以选项B不变;同时溶液的体积也增大,所以溶液的酸性会降低,即c(H+)、c(F-)和c(HF)的浓度均降低,考虑到溶液中水还会电离出氢离子,所以稀释到一定程度(即无限稀释时),c(H+)就不再发生变化,但c(F-)和c(HF)却一直会降低,所以选项D符合题意。
答案 D
2. 对氨水中存在的电离平衡NH3·H2ON+OH-,下列叙述正确的是 ( )
A. 加水后,溶液中n(OH-)增大
B. 加入少量浓盐酸,溶液中c(OH-)增大
C. 加入少量浓NaOH溶液,电离平衡向正反应方向移动
D. 加入少量NH4Cl固体,溶液中c(N)减少
解析 在氨水中加水,促进NH3·H2O的电离,n(OH-)增大,A项正确;加入少量盐酸中和OH-,c(OH-)减小,B项错;加入少量浓NaOH溶液,c(OH-)增大,电离平衡向逆反应方向移动,C项错;加入少量NH4Cl固体,虽然平衡向逆反应方向移动,但c(N)仍然是增大的,D项错。
答案 A
3. 下列关于0.1 mol·L-1氨水的叙述正确的是 ( )
A. 加入少量氯化钠溶液,平衡不移动
B. 加入少量NaOH固体,平衡正向移动
C. 通入少量氯化氢气体,平衡正向移动
D. 加入少量MgSO4固体,抑制NH3·H2O电离
解析 A选项错误,加氯化钠溶液相当于加水稀 ( http: / / www.21cnjy.com )释,促进NH3·H2O电离;B选项错误,氢氧化钠抑制氨水电离,平衡逆向移动;C选项正确,氯化氢溶于水生成盐酸,盐酸与氨水电离出的OH-反应,促进氨水的电离平衡正向移动;D选项错误,镁离子结合OH-,促进氨水电离。
答案 C
4. 根据下表中的数据,比较相同温度时三种酸的相对强弱,下列选项中顺序正确的是 ( )
酸 HX HY HZ
浓度/mol·L-1 0.1 0.5 0.9 1 1
电离度α 0.3 0.15 0.1 0.3 10
A. HX>HY>HZ B. HZ>HX>HY
C. HY>HZ>HX D. HZ>HY>HX
解析 对表中数据进行分析比较 ( http: / / www.21cnjy.com ):当HY和 HZ的浓度相等时,电离度α:HZ>HY,则酸性:HZ>HY。当HX和HY的电离度均为0.3时,HX和HY浓度比较是HY>HX,可以推知,当浓度也为1 mol·L-1时,其电离度小于0.3,所以HY的酸性比HX强。
答案 D
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第39~40页中的练习。
第三课时 常见的弱电解质
课堂导学
新课引入
可按这样的思路进行:水的性质→水分子之 ( http: / / www.21cnjy.com )间的相互作用→水的电离。让学生注意到:水是一种最普通而又具有许多特性的物质,也是应用最广泛的溶剂。在水分子的作用下,各种电解质都会不同程度地发生电离,这表明,在水分子与各种电解质的结构粒子之间存在着较强的相互作用。并且,在相对分子质量接近的化合物中,水是熔、沸点较高的物质,这表明水分子间也存在着较强的相互作用。那么,水分子彼此间的作用是否可能导致水分子也发生电离呢
目标导学(见学生用书第48~49页)
水的电离的特点
1. 水是一种极弱的电解质,电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-,简写为H2OH++OH-。
2. 水的电离过程吸热。
例题1 下列有关水的电离的说法不正确的是 ( )
A. 升高温度,水的电离度增大
B. 降低温度,水的电离度增大
C. 温度无论怎样变化,水始终呈中性
D. 水的电离是吸热的
解析 水的电离过程是吸热的,温度无论怎样变化,水电离产生的氢离子浓度始终等于氢氧根离子的浓度,即水呈中性,答案选B。
答案 B
水的离子积常数
根据弱电解质电离常数的定义可写出水的电离常数为K电离=。
在纯水或稀溶液中由于c(H2O)浓度是 ( http: / / www.21cnjy.com )一个定值,所以c(H+)和c(OH-)的乘积是一个常数,即为水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)=K电离·c(H2O)。
1. 水的离子积不仅适用于纯水,也适用于任何酸、碱、盐的稀溶液。
2. 水的离子积常数只与温度有关,温度一定时,在任何稀溶液中Kw都为定值。
3. 一般在室温下,可忽略温度的影响,Kw=1.0×10-14。
例题2 向蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法错误的是 ( )
A. c(H+)·c(OH-) 不变
B. pH增大了
C. c(OH-) 降低了
D. 水电离出的c(H+)减小了
解析 A选项,c(H+ )·c(OH-) ( http: / / www.21cnjy.com )只与温度有关,正确;加入盐酸后,溶液中c(H+ )增加,而c(OH-)降低,所以pH应减小,B选项错误。
答案 B
酸、碱对水的电离的影响
思考1:25 ℃时,在10 mL蒸馏水中c( ( http: / / www.21cnjy.com )H+)和c(OH-)各是多少 向其中加入10 mL 0.2 mol·L-1 HCl溶液后,其 c(H+)和c(OH-)将发生怎样的变化 对水的电离平衡有何影响
c(H+) c(OH-) c(H+)和c(OH-)大小比较 溶液酸碱性 加酸后对水的电离平衡的影响
蒸馏水 加酸前 1.0×10-7 1.0×10-7 c(H+)=c(OH-) 中性 向H+和OH-结合成水的方向移动
加酸后 1.0×10-1 1.0×10-13 c(H+)>c(OH-) 酸性
思考2:25 ℃时,在10 mL ( http: / / www.21cnjy.com )蒸馏水中c(H+)和c(OH-)各是多少 向其中加入10 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液后,其c(H+)和c(OH-)将发生怎样的变化 对水的电离平衡有何影响
c(H+) c(OH-) c(H+)和c(OH-)大小比较 溶液酸碱性 加酸后对水的电离平衡的影响
蒸馏水 加碱前 1.0×10-7 1.0×10-7 c(H+)=c(OH-) 中性 向H+和OH-结合成水的方向移动
加碱后 1.0×10-13 1.0×10-1 c(H+) 由上述讨论可知:
1. 外界对溶液中c(H+)或c(OH ( http: / / www.21cnjy.com )-)所作的任何改变,结果总是c(H+)·c(OH-)=Kw,而与此相反的是,Kw值并不随溶液中c(H+)、c(OH-)的改变而改变,这就是水的电离平衡的特点。
2. 酸或碱的存在抑制了水的电离。
3. 常温下,若由水电离产生的H+或OH-小于1.0×10-7 mol·L-1,则原溶液为酸溶液或碱溶液。
例题3 常温下,某溶液由水电离的c(H+)=1×10-13mol·L-1,该溶液可能是 ( )
①硫酸钠溶液 ②氢氧化钠溶液 ③盐酸 ④醋酸钠溶液
A. ①④ B. ①② C. ②③ D. ③④
解析 由水电离的c(H+)=1×10-13mol·L-1<1×10-7mol·L-1,说明水的电离受到抑制,所以可能为酸或碱溶液。
答案 C
备讲例题
1. 已知在100 ℃的温度下,水的离子积Kw=1×10-12。下列说法正确的是 ( )
A. 0.05 mol·L-1H2SO4溶液pH=1
B. 0.001 mol·L-1NaOH溶液pH=11
C. 0.005 mol·L-1H2SO4溶液与0.01 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH为6,溶液显酸性
D. 完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=11的NaOH溶液50 mL
解析 解答本题需注意题中涉及的溶液温度为100 ℃,而不是25 ℃,此时Kw=1×10-12 。A项,c(H+)=0.05 mol·L-1×2=0.1 mol·L-1,pH=1,正确;B项,c(OH-)=0.001 mol·L-1,c(H+)==1×10-9 mol·L-1,pH=9,不正确;C项,H2SO4溶液中c(H+)=0.005 mol·L-1×2=0.01 mol·L-1,NaOH溶液中c(OH-)=0.01 mol·L-1,两溶液等体积混合后,恰好完全中和,溶液显中性,pH为6,不正确;D项,pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)==0.1 mol·L-1,则50 mL×10-3 mol·L-1=V(NaOH)·0.1 mol·L-1,V(NaOH)=0.5 mL,不正确。
答案 A
课堂评价(见学生用书第49页)
1. 下列四种溶液中,由水电离出的c(H+)之比(依次)为( )
①pH=0的盐酸 ②0.1 mol·L-1盐酸
③0.01 mol·L-1NaOH溶液 ④pH=11的NaOH溶液
A. 1∶10∶100∶1000 B. 0∶1∶12∶11
C. 14∶13∶12∶11 D. 14∶13∶2∶3
解析 ①c(H+)=1 mol·L-1
c(H+)水=c(OH-)=1×10-14 mol·L-1
②c(H+)=0.1 mol·L-1
c(H+)水==1×10-13 mol·L-1
③c(OH-)=1×10-2 mol·L-1
c(H+)水==1×10-12 mol·L-1
④c(OH-)=1×10-3 mol·L-1
c(H+)水==1×10-11 mol·L-1
所以(1×10-14)∶(1×10-13)∶(1×10-12)∶(1×10-11)=1∶10∶100∶1 000
答案 A
2. 在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如下图所示关系。下列各点对应溶液中关于离子共存的说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. a点:Fe3+、Na+、Cl-、S
B. b点:N、Ba2+、OH-、I-
C. c点:Na+、Ba2+、Cl-、C
D. d点:Na+、K+、S、Cl-
解析 a点溶液呈中性,Fe3+不存在,A项错;b点溶液呈酸性,OH-不存在,且N与OH-不共存,B项错;Ba2+与C 不共存,C项错;d点溶液呈碱性,Na+、K+、S、Cl—可以共存,D项正确。
答案 D
3. 25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是 ( )
A. 增大醋酸溶液的浓度,溶液中c(OH-)减小的原因是水的离子积Kw减小
B. 水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应
C. 同温、同浓度的盐酸和氢氧化钠稀溶液中,水的电离程度相同
D. 100 ℃时水的离子积常数Kw为5.5×10-13,说明水的电离是放热反应
解析 温度不变,水的离子积不变,A项错误 ( http: / / www.21cnjy.com );水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大,说明水的电离是吸热反应,B项错误;同温、同浓度的盐酸和氢氧化钠稀溶液都抑制水的电离,水电离出的c(H+)或c(OH-)是相同的,C项正确;100 ℃时水的离子积常数Kw为5.5×10-13>25 ℃的1×10-14,说明温度升高,平衡向正反应方向移动,水的电离是吸热反应,D项错误。
答案 C
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第41~42页中的练习。
第二单元 溶液的酸碱性
第一课时 溶液的酸碱性
课堂导学
新课引入
列举生产和生活中需要准确测定溶液的 ( http: / / www.21cnjy.com )酸碱度,从而控制其酸碱性的实例。如许多化工产品的生产需要在一定pH的溶液中进行;如人体体液的pH必须保持在一定的范围内才能保持健康;再如植物的生长需要适宜的pH范围。激发学生的学习兴趣,从而引出溶液的酸碱性与pH的关系、pH的计算与测量等教学内容。
目标导学(见学生用书第50~51页)
溶液的酸碱性和pH的关系
溶液呈何性,取决于溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小;pH的大小取决于溶液中的c(H+)。
pH=-lg c(H+),pOH=-lg c(OH-)
pH+pOH=-lg c(H+)·c(OH-)=-lg Kw=pKw
溶液酸碱性 c(H+)与c(OH-)关系 pH(室温)
任意温度 室温(mol·L-1)
酸性 c(H+)>c(OH-) c(H+)>1×10-7 <7
中性 c(H+)=c(OH-) c(H+)=c(OH-)=1×10-7 =7
碱性 c(H+)1×10-7 >7
注意:(1) 溶液呈中性的标志是c(H+)=c(OH-),未必pH=7。
(2) 酸性越强,pH越小;碱性越强 ( http: / / www.21cnjy.com ),pH越大;pH减小一个单位,c(H+)就增大到原来的10倍;pH减小n个单位,c(H+)就增大到原来的10n倍。
(3) 任意水溶液中c(H+)≠0,但 ( http: / / www.21cnjy.com )pH可为0,此时c(H+)=1 mol·L-1,一般c(H+)>1 mol·L-1时,pH<0,故直接用 c(H+)表示。
例题1 下列说法正确的是 ( )
A. pH=7的溶液一定显中性
B. pH=6的溶液一定显酸性
C. c(H+)D. 酸和碱恰好反应生成正盐的溶液一定显中性
解析 25 ℃时,pH=7的 ( http: / / www.21cnjy.com )溶液显中性,pH=6的溶液显酸性,其他温度下不一定,A、B项不正确;溶液的酸碱性取决于c(H+)与c(OH-)的相对大小,只根据c(H+)或c(OH-)判断是偏面的,C项正确;正盐不一定显中性,D项错。
答案 C
pH的计算
1. 单一溶液的pH计算
(1) 强酸溶液如HnA,设浓度为c mol·L-1,则c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg nc。
(2) 强碱溶液如B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,则c(H+)=,pH=-lg c(H+)=14+lg nc。
2. 混合溶液pH的计算
(1) 强酸溶液之间的混合
pH=6和pH=3的两种盐酸,以等体积混合后,溶液的pH是 ( )
A. 2 B. 3.3 C. 4 D. 8
求解方法:求c(H+)→pH,c(H+)=。
速算规律:当V1=V2,pH相差2个单位以上时,pH(混)=pH(小)+0.3。
(2) 强碱溶液之间的混合
将pH=10的NaOH溶液与pH=12的NaOH溶液以1∶2体积比混合,混合后的pH最接近于( )
A. 10.5 B. 11.8
C. 10.8 D. 11
求解方法:先求c(OH-)再求出c(H+)pH。
c(OH-)=,c(H+)=
稀释规律:①强酸pH=a,加水稀释2倍,则pH=a+0.3。
②强碱pH=b,加水稀释2倍,则pH=b-0.3。
(3) 强酸、强碱的混合
①恰好完全中和,pH=7
常温下某强酸溶液pH=a, ( http: / / www.21cnjy.com )某强碱溶液的pH=b,已知a+b=13,酸碱溶液混合后pH=7,则酸溶液的体积V酸和碱溶液的体积V碱的正确关系是 ( )
A. V碱=10V酸 B. V酸=10V碱
C. V酸=2V碱 D. V酸=V碱
求解方法:求n(OH-)碱=n(H+)酸
c(OH-)碱·V碱= c(H+)酸·V酸
V酸∶V碱=c(OH-)碱∶c(H+)酸
②若酸过量
0.1 mol·L-1NaOH溶液和0.06 mol·L-1 H2SO4溶液等体积混合,求混合溶液的pH。
求解方法:求c(H+)混pH混
c(H+)混=
③若碱过量
0.1 mol·L-1盐酸和0.06 mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合,求混合溶液的pH。
求解方法:求c(OH-)混c(H+)混pH混
c(OH-)混=
在常温下,设酸溶液的pH=a,碱溶液的pH=b,若a+b=14,等体积混合。
混合前 混合后
盐酸 氢氧化钾溶液 pH=7
硝酸溶液 氨水 pH>7
硫酸溶液 氢氧化钠溶液 pH=7
醋酸溶液 氢氧化钡溶液 pH<7
规律总结:两强显中性,谁弱谁过量显谁性。
如常温下,下列溶液等体积混合:
pH=3的盐酸与pH=11的氢氧化钾溶液 pH=7
pH=3的硝酸与pH=11的氨水 pH>7
pH=3的硫酸与pH=11的氢氧化钠溶液 pH=7
pH=3的醋酸与pH=11的氢氧化钡溶液 pH<7
例题2 pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得混合液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是 ( )
A. 11∶1 B. 9∶1
C. 1∶11 D. 1∶9
解析 本题是求两溶液的体积比,实际上考查的是pH的计算,且属于酸碱混合碱过量的情况。可根据溶液混合反应后剩余c(OH-)浓度列式求解。
设以下标1表示酸,2表示碱。则混合前碱中c2(OH-)=0.1 mol·L-1,酸中c1(H+)=0.01 mol·L-1,则c余(OH-)=10-3 mol·L-1===0.001,解得V2∶V1=1∶9,故选项D正确。
此题也可用估算法巧解。因强碱中c2(OH- ( http: / / www.21cnjy.com ))是强酸中c1(H+)的10倍,故二者恰好完全中和的体积比应为V2∶V1=1∶10,而题中不是恰好反应,而是碱稍过量,因而V2∶V1应略大于1∶10,从而得出结果。
答案 D
pH的测量方法
1. 粗略测量——pH试纸
取一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用干净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部,在半分钟内与标准比色卡对照确定溶液的pH。
2. 精确测量——pH计(酸度计)。
例题3 用pH试纸测定某无色溶液的pH时,规范的操作是 ( )
A. 将pH试纸放入溶液中观察其颜色变化,跟标准比色卡比较
B. 将溶液倒在pH试纸上,跟标准比色卡比较
C. 用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较
D. 在试管内放入少量溶液,煮沸,把pH试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较
解析 用pH试纸测定某无色溶液的pH的规范操作:用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较。
答案 C
课堂评价(见学生用书第51~52页)
1. 25 ℃时,将某强酸和某强碱溶液按1∶10的体积比混合后溶液恰好呈中性,则混合前此强酸与强碱溶液的pH之和是 ( )
A. 12 B. 13 C. 14 D. 15
解析 设混合前强酸pH=a,强碱pH=b,则 ( http: / / www.21cnjy.com )c(H+)酸=1.0×10-a mol·L-1,c(OH-)碱=1.0×10b-14 mol·L-1。根据题意中“混合后溶液恰好呈中性”知:混合时n(H+)=n(OH-),则有1.0×10-a×1=1.0×10b-14×10,化简得:a+b=13。
答案 B
2. pH相同的醋酸溶液和盐酸,分别用蒸馏水稀释至原体积的m和n倍,稀释后两溶液pH仍相同,则m和n的关系是 ( )
A. m=n B. m>n
C. m解析 盐酸是强酸,完全电离,稀释至原体积的n倍后,c(H+)也随之变为原来的。醋酸是弱酸,不完全电离,因为CH3COOHCH3COO-+H+又电离出H+,也稀释至原体积的n倍时,pH小于盐酸溶液稀释后的pH,所以应继续加水稀释使pH增大,和盐酸的相等,即m>n。
答案 B
3. 下列叙述正确的是 ( )
A. 某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液的pH=b,则a>b
B. pH=4.5的番茄汁中c(H+)是pH=6.5的牛奶中c(H+)的100倍
C. 1.0×10-3 mol·L-1盐酸的pH=3.0,1.0×10-8 mol·L-1盐酸的pH=8.0
D. 相同温度下,1 mol·L-1氨水与0.5 mol·L-1氨水中,c(OH-)之比是2∶1
解析 醋酸稀释后pH变大,A项错;B项正确; ( http: / / www.21cnjy.com )极稀的酸溶液pH接近7,但不可能大于7,C项错;氨水的浓度越小,电离度越大,1 mol·L-1氨水与0.5 mol·L-1氨水中,c(OH-)之比小于2∶1,D项错。
答案 B
4. 体积相同、pH相同的HNO3溶液和CH3COOH 溶液,与NaOH溶液中和时,两者消耗NaOH的物质的量 ( )
A. 相同 B. 中和HNO3的多
C. 中和CH3COOH 的多 D. 无法比较
解析 体积相同、pH相同的HNO3溶液和CH3COOH溶液,醋酸的物质的量远大于硝酸,消耗的NaOH的物质的量也多。
答案 C
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第43~44页中的练习。
第二课时 酸碱中和滴定
课堂导学
新课引入
展示工厂技术人员用滴定法测定 ( http: / / www.21cnjy.com )产品浓度的图片,以工农业生产中涉及的需要精确控制溶液的酸碱度的实例来引课。如土壤酸碱度对农作物生长的影响;化工生产中对电解质溶液pH的调控等。进而提出思考题“如何准确用已知浓度的碱测定酸的浓度”。
目标导学(见学生用书第52~54页)
酸碱中和滴定的原理
1. 一元酸、碱之间的反应可表示为HA+BOHBA+H2O。
酸、碱反应完全时,当有 n(HA)=n(BOH),
即c(HA)·V(HA)=c(BOH)·V(BOH)。
实验中若能测得V(HA)∶V(BOH) 的比值,即可根据已知酸(或碱)的物质的量浓度测定另一未知的碱(或酸)的物质的量浓度。
c(BOH)待测=c(HA)标准×或
c(HA)待测=c(BOH)标准×
2. 为提高实验的准确性,必须准确测定参加反应的两种溶液的体积以及准确判断中和反应是否恰好进行完全。
(1) 为准确测定溶液的体积,应选用精确度较高的滴定管(能精确到0.01 mL)。
(2) 为准确判断中和反应是否恰 ( http: / / www.21cnjy.com )好进行完全,可以选用适当的指示剂(变色点尽量与恰好中和时的pH接近;因人眼对红、紫、蓝的变化情况反应不灵敏,所以一般不选用石蕊作中和滴定时的指示剂)。
3. 酸碱指示剂的选择
酸碱滴定时一般选用的指示剂有酚酞和甲基橙。
强酸、强碱相互滴定 指示剂 NaOH 滴定 HCl HCl 滴定 NaOH
酚酞 由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色 由红色变为无色,记录数据(返加一滴NaOH又变红色)
甲基橙 由橙色变为黄色 由黄色变为橙色
例题1 一种一元强碱MOH溶液中加入一种酸HA反应之后,溶液呈中性,下列判断正确的是 ( )
A. 加入的酸过量
B. 混合前碱与酸中溶质物质的量相等
C. 生成的盐不发生水解
D. 反应后溶液中的A-、M+物质的量浓度相等
解析 当HA为强酸时,两者的物质的量相等, ( http: / / www.21cnjy.com )恰好完全反应,生成的盐不水解,溶液呈中性;当HA为弱酸时,两者恰好完全反应时,因生成的A-水解使溶液显碱性,欲使溶液显中性,需再加HA来抑制A-水解,则HA过量;溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒,c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-),所以,c(M+)=c(A-)。
答案 D
酸碱中和滴定的实验操作
1. 基本仪器和试剂
仪器:滴定管夹、酸式滴定管、碱式滴定管 ( http: / / www.21cnjy.com )、铁架台、锥形瓶、洗瓶等。试剂:标准强酸溶液(或标准强碱溶液)、待测强碱溶液(或待测强酸溶液)、酸碱指示剂(酚酞或甲基橙)。
( http: / / www.21cnjy.com )
2. 实验步骤
(1) 实验的准备阶段
①检漏:检验活塞部分是否漏水。
②洗涤:用蒸馏水洗涤滴定管2~3遍。
③润洗:用待装液润洗相应的滴定管2~3次。
④装液体:首先向滴定管中加入相应的液体,并使液面高于“0”刻度线。待赶气泡操作完毕后,应将液体的液面调节到“0”刻度线以下。
(2) 滴定:以用标准的0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,滴定未知浓度的HCl溶液为例。
①按实验要求首先取一定体积的未知浓度的HCl溶液置于锥形瓶中。
②滴加指示剂:向锥形瓶中加入2~3滴酚酞。
③滴定
左手:控制活塞(或玻璃球)。
右手:持锥形瓶颈部,向同一方向做圆周运动,振荡。
眼睛:注视锥形瓶内溶液颜色变化。
④滴定终点的判断:当向锥形瓶中加入最后1滴NaOH溶液,出现由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色现象时,说明滴定实验已经达到终点。
⑤重复上述操作2~3次。
(3) 数据处理:以下是实验的数据,请计算待测NaOH溶液的物质的量浓度。
序号 c(NaOH)/mol·L-1 V(NaOH)/mL V(HCl)/mL c(HCl)/mol·L-1 平均值
V(初始) V(终点) V/mL V(初始) V(终点) V/mL
1 0.100 0.10 19.90 0.20 20.20
2 0.100 0.00 19.85 0.10 20.15
3 0.100 0.20 20.10 0.15 20.25
例题2 某学生用0.10 mol·L-1KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作分解为如下几步:
A. 移取20.00 mL待测盐酸注入洁净的锥形瓶,并加入2~3滴酚酞。
B. 用标准溶液润洗滴定管2~3次。
C. 把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充满溶液。
D. 取标准KOH溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上1~2 cm。
E. 调节液面至“0”或“0”以下某一刻度,记下读数。
F. 把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准KOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度。
就此实验完成填空:
(1) 正确操作步骤的顺序是(用序号字母填写) 。
(2) 上述B步骤操作的目的是
。
(3) 上述A步骤操作之前,先用待测液润洗锥形瓶,则对滴定结果的影响是
。
(4) 判断到达滴定终点的实验现象是
。
(5) 若称取一定量的KOH固体(含少量NaOH)配制标准溶液并用来滴定上述盐酸,则对滴定结果产生的影响是 。
解析 (3) 若用待测液润洗锥形瓶 ( http: / / www.21cnjy.com ),则锥形瓶内所取待测液偏多,消耗标准液也将偏多,导致结果偏大。(5) 若用含NaOH的KOH溶液滴定盐酸,因为M(NaOH)答案 (1) BDCEAF (2 ( http: / / www.21cnjy.com )) 洗去滴定管内壁附着的水,防止将标准溶液稀释产生误差 (3) 使测得的未知浓度的盐酸浓度偏大 (4) 溶液由无色变为浅红色,且在半分钟内不褪色 (5) 使测得的未知浓度的盐酸浓度偏小
酸碱中和滴定的误差分析
滴定过程中的不当操作会影响测定结果的准确性,通过c待测=分析,不当的操作可能会引起c标准、V标准、V待测的改变,都能引起误差,但由于我们在计算时总是把c标准、V待测当成定值代入计算。例如用0.115 4 mol·L-1盐酸溶液滴定未知浓度NaOH溶液,设每次滴定都取25.00 mL待测液,算式为c(NaOH)==,所以分析误差时可从V标准偏大还是偏小来考虑。
例题3 下列几种情况对中和滴定结果无影响的是 ( )
A. 盛待测液的锥形瓶里留有蒸馏水
B. 滴定管尖嘴部分在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C. 滴定管在滴定前未将刻度调在“0”,而调在“2.40”
D. 滴定达终点时,俯视读数
解析 B、D项都会引起误差。
答案 AC
备讲例题
1. 氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有 0.001 mol·L-1酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液。反应的离子方程式是2Mn+5HS+H+2Mn2++5S+3H2O。请完成下列问题:
(1) 该滴定实验所需仪器有下列中的 (填字母)。
A. 酸式滴定管(50 mL)
B. 碱式滴定管(50 mL)
C. 量筒(10 mL) D. 锥形瓶
E. 铁架台 F. 滴定管夹
G. 烧杯 H. 白纸
I. 胶头滴管 J. 漏斗
(2) 不用 (填“酸”或“碱”)式滴定管盛放酸性KMnO4溶液,试分析原因:
。
(3) 本实验 (填“需要”或“不需要”)使用指示剂,理由是 。
(4) 滴定前平视KMnO4液面,刻度 ( http: / / www.21cnjy.com )为a mL,滴定后俯视刻度为b mL,则(b-a) mL比实际消耗KMnO4溶液体积 (填“多”或“少”),根据(b-a)mL计算得到的待测浓度比实际浓度 (填“大”或“小”)。
解析 (1) 氧化还原滴定实验同中和滴定类似,由中和滴定实验所需仪器的选用进行迁移可得出正确答案。
(2) 由于酸性KMnO4溶液具有强氧化性,能腐蚀橡皮管,故不能用碱式滴定管盛放酸性KMnO4溶液。
(3) Mn为紫色,Mn2+为无色,可用这一明显的颜色变化来判断滴定终点。
(4) 滴定后俯视液面,所读体积偏小,所测浓度比实际浓度偏低。
答案 (1) ABDEFH
(2) 碱 酸性KMnO4溶液浓度具有强氧化性,能腐蚀橡皮管
(3) 不需要 因为Mn→Mn2+时紫色褪去,现象明显
(4) 少 小
2. 某同学用一份已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作对滴定的结果有什么影响 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(1) 酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗。
(2) 往锥形瓶中加待测液前,用NaOH溶液润洗。
(3) 滴定前,滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失。
(4) 读酸式滴定管的刻度时,滴定前仰视凹液面最低处,滴定后俯视读数。
(5) 滴定过程中振荡锥形瓶时,有少量溶液溅出。
(6) 滴定到终点附近时,向锥形瓶中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁上沾的溶液。
解析 (1) 由于酸式滴定管未用所盛标准盐酸润洗,实际上盐酸变稀了,实验中盐酸多消耗,V(HCl)偏大,所以c(NaOH)偏大;
(2) 用NaOH溶液润洗后,瓶壁上会沾附少量NaOH溶液,实验中盐酸多消耗,V(HCl)偏大,所以c(NaOH)偏大;
(3) 滴定过程中要多消耗一部分盐酸去填充气泡的体积,V(HCl)偏大,所以c(NaOH)偏大;
(4) 仰视读数,使读数偏大;俯视读数,使读数偏小,因此读出的V(HCl)偏小,所以c(NaOH)偏小;
(5) 溅出溶液后,完全中和时消耗的盐酸量减少,V(HCl)偏小,所以c(NaOH)偏小;
(6) 加入少量蒸馏水,不改变溶液中NaOH物质的量,V(HCl)不变,所以无影响
答案 (1) 偏大 (2) 偏大 (3) 偏大 (4) 偏小 (5) 偏小 (6) 无影响。
课堂评价(见学生用书第54页)
1. 准确量取25.00 mL高锰酸钾溶液,可选用的仪器是 ( )
A. 50 mL量筒 B. 10 mL量筒
C. 50 mL酸式滴定管 D. 50 mL碱式滴定管
解析 准确量取25.00 mL高锰酸钾溶液应用酸式滴定管。
答案 C
2. 用已知浓度的NaOH溶液滴 ( http: / / www.21cnjy.com )定未知浓度的盐酸,滴定前仰视滴定管,滴定到终点时平视滴定管读数,使计算出的盐酸浓度与实际浓度比较 ( )
A. 偏高 B. 准确
C. 偏低 D. 可能偏高或偏低
解析 仰视滴定管读开始刻度时V(NaOH,aq)=V2-V1中的V1偏大,V(NaOH,aq)偏低,c(HCl)=中,c(HCl)也就偏低。
答案 C
3. 用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,若测得的结果偏高,则产生误差的原因可能是( )
A. 滴定时,装未知浓度的NaOH溶液的锥形瓶忘记用NaOH溶液润洗
B. 酸式滴定管用蒸馏水洗后,没用盐酸润洗
C. 滴定前,滴定管的尖嘴处有气泡,而在滴定后气泡消失
D. 滴定前仰视滴定管读取了酸式滴定管的读数,滴定后读数正确
解析 误差分析紧扣公式c标·V标=c ( http: / / www.21cnjy.com )待·V待,c标为定值,V待为定值,则待测液浓度与标准液的体积成正比。A选项锥形瓶不能润洗,未润洗对V标不产生影响;B选项未润洗滴定管导致盐酸稀释,使用盐酸偏多,V标偏大,则待测液浓度偏高;C选项滴定前有气泡,滴定后无气泡,读出的液体体积偏大,故待测液浓度偏高;D选项滴定前仰视滴定管读数,读取的盐酸标准溶液体积偏小,待测液浓度偏低。
答案 BC
4. 下图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1
B. P点时恰好完全中和,溶液呈中性
C. 曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线
D. 酚酞不能用作本实验的指示剂
解析 由图可知,盐酸与氢氧化钠溶液的浓 ( http: / / www.21cnjy.com )度相等,都是0.1 mol·L-1,A项错误;P点时盐酸与氢氧化钠溶液的体积相等,恰好完全中和,溶液呈中性,B项正确;曲线a对应的溶液起点的pH等于1,故曲线a是氢氧化钠溶液滴定盐酸的滴定曲线,C项错误;强酸和强碱的中和滴定,达到终点时溶液为中性,指示剂选择酚酞或甲基橙都可以,D项错误。
答案 B
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第45~46页中的练习。
第三单元 盐类的水解
第一课时 盐类的水解反应
课堂导学
新课引入
以 “酸溶液显酸性,碱溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液显碱性,那么盐溶液一定显中性吗”为主要问题进行设疑,以教材《活动与探究》的内容为基础,让学生进行分组实验,每组测三、四种盐溶液,然后将实验结果汇总。找出盐类组成与溶液酸碱性之间的规律性联系。
目标导学(见学生用书第55~56页)
盐溶液的酸碱性
教材实验解读:探究盐溶液的酸碱性
实验原理:由于强酸弱碱盐或强碱弱酸盐会水解,盐溶液可能显酸性、碱性,也可能显中性。
实验现象:
盐溶液 NaCl Na2CO3 NH4Cl CH3COONa AlCl3
溶液酸碱性 中性 碱性 酸性 碱性 酸性
盐的类型 强酸强碱盐 弱酸强碱盐 强酸弱碱盐 弱酸强碱盐 强酸弱碱盐
实验结论:
盐类型 强酸强碱盐 弱酸强碱盐 强酸弱碱盐
溶液酸碱性 中性 碱性 酸性
例题1 常温下,在48 mL pH=13的KOH溶液中加入12 mL 0.4 mol·L-1 CH3COOH溶液,所得到的溶液呈( )
A. 弱酸性 B. 强酸性
C. 弱碱性 D. 中性
解析 常温下,pH=13的KOH的浓度是0.1 mol·L-1,与CH3COOH恰好完全反应,生成的醋酸钾水解使溶液呈碱性,C项正确。
答案 C
盐类水解的本质
1. 盐类水解的实质:盐电离出的离 ( http: / / www.21cnjy.com )子与水电离出的H+(或OH-)结合生成弱酸(或弱碱),破坏了水的电离平衡,使水的电离程度增大。例如CH3COONa溶液呈碱性的原因是
CH3COONa Na++CH3COO-
H2OOH-+H+
CH3COO-+H+CH3COOH
水解的离子方程式:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
2. 盐类的水解是中和反 ( http: / / www.21cnjy.com )应的逆反应,两者在一定条件下可达到化学平衡,这一平衡习惯上被称为“水解平衡”。中和反应是放热反应,所以盐类的水解是吸热反应。
例题2 常温下,pH都是8的Ba(OH)2溶液和CH3COONa溶液中,由水电离出的c(OH-) ( )
A. 相等
B. 后者是前者的2倍
C. 后者是前者的50倍
D. 后者是前者的100倍
解析 Ba(OH)2抑制了水的电离,而CH3COONa促进了水的电离。
答案 D
盐类水解反应的表示
1. 由于水解程度一般不大,不能进行到底,只能达到平衡状态,所以水解方程式书写时一般用“”符号。如CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH。由于生成的难溶物或通常不稳定易分解的物质浓度都很小,不能达到饱和形成沉淀或分解为气体放出,所以不标沉淀“↓”与气体“↑”符号。
2. 多元弱酸正盐离子(弱酸根离子)的水解是分步进行的,以第一步水解为主,一般只写出第一步水解的化学方程式。如Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH。
3. 多元弱碱阳离子的水解反应,在中学阶段一般只用一步总反应方程式表示,如FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl。
例题3 下列用于解释溶液呈酸性或碱性原因的表达式正确的是 ( )
A. AlCl3溶液呈酸性:
Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
B. Na2CO3溶液呈碱性:
C+2H2OH2CO3+2OH-
C. CH3COONa溶液呈碱性:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
D. NaHSO4溶液呈酸性:
NaHSO4Na++H++S
解析 A选项应为可逆反应;B选项应分步水解。
答案 CD
课堂评价(见学生用书第56页)
1. 下列离子方程式正确的是 ( )
A. 硫化钠水解:S2-+2H2OH2S↑+2OH-
B. 硫氢化钠的水解:HS-+H2OH3O++S2-
C. 氯化铵溶液显酸性:
N+H2ONH3·H2O+H+
D. 明矾用于净水:
Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
解析 A项,S2-水解要分两步,且不产生H2S气体,S2-+H2OHS-+OH-,HS-+H2OH2S+OH-;B项是HS-的电离方程式,硫氢化钠水解的离子方程式为HS-+H2OH2S+OH- ;C项和D项正确。
答案 CD
2. 相同物质的量浓度的(a) ( http: / / www.21cnjy.com )NaOH、(b) HCl、(c) NH4Cl、(d) Na2CO3、(e) KNO3溶液,它们的pH由大到小的顺序为 ( )
A. (c)>(b)>(e)>(d)>(a)
B. (a)>(d)>(e)>(b)>(c)
C. (d)>(a)>(c)>(b)>(e)
D. (a)>(d)>(e)>(c)>(b)
解析 NaOH碱性比Na2CO3强,HCl酸性比NH4Cl强。
答案 D
3. 相同条件下,测得①NaClO、②CH3COONa两种溶液的pH相同。那么,它们的物质的量浓度的大小关系为( )
A. ①>② B. ②>①
C. ①=② D. 无法确定
解析 越弱越水解,等浓度的①NaClO、②CH3COONa碱性是前者强。
答案 B
4. 下列操作中,能使电离平衡H2OH++OH-向右移动且溶液呈碱性的是 ( )
A. 向水中通入氨气
B. 向水中加入Al2(SO4)3溶液
C. 向水中加入Na2CO3溶液
D. 将水加热到100 ℃,使pH=6
解析 水中通入氨气,溶液呈碱性,但是NH3·H2O电离产生OH-,水的电离平衡逆向移动,A项错误;水中加入Al2(SO4)3溶液,Al3+与水中OH-结合生成Al(OH)3,促进了水的电离,溶液显酸性,B项错误;水中加入Na2CO3溶液,C+H2OHC+OH-,水的电离向右移动且溶液呈碱性,C项正确;水加热到100 ℃,促进了水的电离,但溶液显中性,D项错误。
答案 C
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第47~48页中的练习。
第二课时 影响盐类水解的因素
课堂导学
新课引入
可采用复习引入法,复习内容包括: ( http: / / www.21cnjy.com )(1) 化学平衡移动规律;(2) 浓度、温度等因素对弱电解质电离平衡的影响;(3) 盐类水解的基本概念。在此基础上,引出盐类水解的影响因素的教学内容。
目标导学(见学生用书第57~58页)
盐类水解的影响因素
盐类水解规律可概括为“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,弱弱相对定”。
内因:组成盐的酸(碱)相对强弱。有弱才水解,越弱越水解。
外因:(1) 温度——升温,促进水解。
(2) 盐的浓度——越稀越水解。
(3) 对于水解显碱性的盐,加酸,促进水解;加碱,抑制水解。
教材实验解读:探究盐类水解程度的影响因素
实验原理:HClO、CH3COOH、HNO2都是弱酸,其酸性强弱顺序为 HNO2>CH3COOH>HClO。酸性越强,其盐溶液的碱性越弱。
实验结论:影响盐水解的主要因素是盐本身的性质,组成盐的酸根对应的酸越弱(或阳离子对应的碱越弱),水解程度越大,即“越弱越水解”规律。
教材实验解读:探究盐类水解程度的影响因素
实验原理:FeCl3的水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。影响FeCl3水解的因素有:
(1) 浓度——增大反应物浓度,促进水解;增大生成物浓度,抑制水解。
(2) 温度——温度升高,促进水解。
操作步骤:
(1) 用pH计测量0.1 mol·L-1 FeCl3溶液的pH,加水稀释10倍,再测溶液的pH。
(2) 取A、B、C 3支试管分别 ( http: / / www.21cnjy.com )加入等体积的0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3。将A试管加热至沸腾,向B试管中加入3滴 6 mol·L-1 H2SO4溶液,并与C试管进行比较。
实验现象:
(1) 加水稀释后,溶液的pH比原来的pH大,但增大的数值小于1。
(2) 加热后Fe2(SO4)3溶液颜色加深,加6 mol·L-1 H2SO4溶液后颜色变浅。
实验结论:
(1) 溶液越稀,水解程度越大。
(2) 温度越高,水解程度越大。
(3) 对于水解显酸性的溶液,增加H+浓度,水解程度减小。
例题1 等温、等物质的量浓度的下列溶液中,N浓度最大的是 ( )
A. NH4Cl B. NH4HSO4
C. NH4NO3 D. NH4HCO3
解析 这些都是铵盐,铵根离子会发生水解,N+H2ONH3·H2O+H+,HC水解显碱性,促进N水解,NH4HCO3中N浓度最小;NH4HSO4还能电离出H+,抑制N水解,NH4HSO4中N浓度最大,答案是B。
答案 B
盐类水解的应用
1. 某些盐溶液的配制、保存
(1) 在配制FeCl3、AlCl3、CuCl2、SnCl2等溶液时为防止水解,常先将盐溶于少量相应的酸中,再加蒸馏水稀释到所需浓度。
(2) Na2SiO3、N ( http: / / www.21cnjy.com )a2CO3、NH4F等不能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶中,因Na2SiO3、Na2CO3水解呈碱性,产生较多OH-。NH4F水解产生HF,OH-、HF均能腐蚀玻璃。
2. 热的纯碱溶液去油污效果好
加热能促进纯碱水解,产生的c(OH-)较大,而油污中的油脂在碱性较强的条件下,水解得到促进。故热的比冷的效果好。
3. FeCl3、KAl2(SO4)2·12H2O等可作净水剂
Fe3+、Al3+水解产生少量 ( http: / / www.21cnjy.com )胶状的Fe(OH)3、Al(OH)3,结构疏松、表面积大、吸附能力强,故它们能吸附水中悬浮的小颗粒而沉降,从而起到净水的作用。
4. 泡沫灭火器原理
利用Al2(SO4)3和NaHCO3溶液反应,产生二氧化碳来灭火。Al3+易结合水电离出的OH-,HC易结合水电离出的H+,导致溶液中H+ 和OH-浓度均大量减少,促进水解反应正向进行,直至完全。离子方程式为Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑。
例题2 为了除去氯化铜酸性溶液中的Fe3+,可在加热条件下加入一种过量的试剂,过滤后再加入适量的盐酸。这种试剂是( )
A. 氧化铜 B. 氢氧化铜
C. 碳酸钠 D. 金属铜
解析 除去氯化铜酸性溶液中的Fe3+,就是要使铁离子水解完全,消耗氢离子但不能引入杂质离子,符合题意的是A、B项。
答案 AB
盐溶液的酸碱性
1. 酸、碱、正盐溶液的酸碱性
酸溶液显酸性;碱溶液显碱性;正盐溶液,谁强显谁性。
2. 酸式盐溶液的酸碱性
(1) 强酸的酸式盐——一般仅考虑电离过程,溶液显酸性。如NaHSO4、KHSO4。
(2) 中强酸的酸式盐——一般电离程度>水解程度,溶液显酸性。如NaHSO3、KHC2O4。
(3) 弱酸的酸式盐——一般电离程度<水解程度,溶液显碱性。如NaHCO3、KHS。
3. 盐和酸、盐和碱的混合溶液
等浓度的 CH3COOH和CH3COONa混合溶液:显酸性。
等浓度的NH4Cl、NH3·H2O混合溶液:显碱性。
等浓度的HCN和NaCN混合溶液:显碱性。
例题3 现有等浓度的下列溶液:①醋酸、②苯酚、③苯酚钠、④碳酸、⑤碳酸钠、⑥碳酸氢钠。按溶液pH由小到大排列正确的是 ( )
A. ④①②⑤⑥③ B. ④①②⑥⑤③
C. ①④②⑥③⑤ D. ①④②③⑥⑤
解析 一般情况下,溶液等浓度时,pH由小到大 ( http: / / www.21cnjy.com )的顺序是:强酸<弱酸<强酸弱碱盐<强酸强碱盐<强碱弱酸盐<弱碱<强碱。而盐溶液中,盐对应的酸越弱,其强碱弱酸盐碱性越强,故选C项。
答案 C
备讲例题
1. 在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:C+H2OHC+OH-。下列说法正确的是 ( )
A. 稀释溶液,水解平衡常数增大
B. 通入CO2,平衡向正反应方向移动
C. 升高温度,减小
D. 加入NaOH固体,溶液pH减小
解析 平衡常数仅与温度有关,故稀释时 ( http: / / www.21cnjy.com )是不变的,A项错;CO2通入水中,相当于生成H2CO3,可以与OH-反应,而促进平衡正向移动,B项正确;升温,促进水解,平衡正向移动,故表达式的结果是增大的,C项错;D项,加入NaOH,碱性肯定增强,pH增大,故错。
答案 B
2. 为了得到比较纯净的物质,下列使用的方法恰当的是( )
A. 向Na2CO3饱和溶液中,通入过量CO2后,加热蒸发得NaHCO3晶体
B. 加热蒸发CuCl2饱和溶液得纯净的CuCl2晶体
C. 向FeBr2溶液中加入过量的氯水,加热蒸发得FeCl3晶体
D. 向FeCl3溶液里加入足量的NaOH溶液,经过滤、洗涤沉淀,再充分灼烧沉淀得Fe2O3
解析 A项中,加热蒸发N ( http: / / www.21cnjy.com )aHCO3变为Na2CO3;B项中,加热CuCl2溶液,随着HCl的挥发,水解程度增大,最终生成Cu(OH)2,Cu(OH)2继续分解生成CuO;C项中加热蒸发FeCl3溶液生成Fe(OH)3,Fe(OH)3继续分解生成Fe2O3。
答案 D
课堂评价(见学生用书第58页)
1. 已知K2HPO4溶液中HP的水解程度大于电离程度,对于平衡:HP+H2OH3O++P,欲使K2HPO4溶液中c(HP)、c(H3O+)、c(P)三种离子浓度均减小,可采取的办法是 ( )
A. 加水 B. 加少量消石灰固体
C. 加热 D. 加少量硝酸银固体
解析 加入消石灰Ca(OH)2,H3O+生成H2O,P生成Ca3(PO4)2沉淀,平衡右移,c(HP)、c(H3O+)、c(P)三种离子浓度均减小。
答案 B
2. 向三份0.1 m ( http: / / www.21cnjy.com )ol·L-1 CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固体(忽略溶液体积变化),则CH3COO-浓度的变化依次为 ( )
A. 减小、增大、减小 B. 增大、减小、减小
C. 减小、增大、增大 D. 增大、减小、增大
解析 在CH3COONa溶液中存在平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,加入NH4NO3固体促进了CH3COO-水解,平衡右移,CH3COO-浓度减小;加入Na2SO3固体抑制了CH3COO-水解,平衡左移,CH3COO-浓度增大;加入FeCl3固体促进了CH3COO-的水解,平衡右移,CH3COO-浓度减小。
答案 A
3. 在pH为4~5的环境中,Cu ( http: / / www.21cnjy.com )2+和Fe2+不水解,而Fe3+几乎完全水解。工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右。再慢慢加入粗氧化铜(含杂质FeO),充分搅拌使之溶解。欲除去所得CuCl2溶液中的杂质离子,下列方法可行的是 ( )
A. 加入HNO3将Fe2+氧化成Fe3+,再加水稀释至pH=4~5
B. 向溶液中通入Cl2,再加入CuO粉末调节至pH=4~5
C. 向溶液中通入Cl2,再通入NH3调节至pH=4~5
D. 向溶液中通入H2O2,再加入CuO粉末调节至pH=4~5
解析 根据题意首先需要将Fe2+氧化成 ( http: / / www.21cnjy.com )Fe3+,合适的氧化剂是Cl2或H2O2,选择HNO3将会引入杂质离子,然后调节溶液pH至4~5,选择CuO比较合适,选择NH3引入杂质离子,选择答案是B、D。
答案 BD
4. 在蒸发皿中用酒精灯加热蒸干下列物质的溶液然后灼烧,可以得到该物质固体的是 ( )
A. AlCl3 B. Na2SO3
C. KMnO4 D. MgSO4
解析 AlCl3溶液蒸干发生水解后得到A ( http: / / www.21cnjy.com )l(OH)3,灼烧得到Al2O3,A项错误;Na2SO3溶液蒸干后,灼烧过程被氧化得到Na2SO4,B项错误;KMnO4溶液蒸干后得KMnO4,灼烧后得K2MnO4、MnO2,C项错误;MgSO4溶液蒸干后得MgSO4,灼烧后仍得MgSO4,D项正确。
答案 D
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第49~50页中的练习。
第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡
第一课时 沉淀溶解平衡原理
课堂导学
新课引入
以NaCl饱和溶液中加入NaCl固体建 ( http: / / www.21cnjy.com )立的溶解平衡为例,通过复习溶解度的相关概念,帮助学生回顾溶解平衡的相关知识,为进行难溶物的溶解平衡及溶度积的教学作铺垫。也可直接以自然界中存在的沉淀溶解平衡的生活事实为例引入新课。
目标导学(见学生用书第59~60页)
沉淀溶解平衡的建立
沉淀溶解平衡是在一定温度下,当溶解和结晶(溶解和沉淀)速率相等时建立的平衡,是一种动态平衡。如AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。
在一定条件下,当难溶电解质在水中形成饱和溶液时,沉淀的溶解速率与沉淀的生成速率相等时,达到平衡状态。
教材实验解读:沉淀溶解平衡的建立
实验原理:PbI2是难溶电解质,在水中并不是 ( http: / / www.21cnjy.com )一点都不溶解,而是有一定的溶解度,加入AgNO3溶液后和溶液中微量的PbI2反应生成AgI沉淀。
实验现象:加入AgNO3溶液后有黄色沉淀产生。
实验结论:PbI2能在水中建立沉淀溶解平衡。
例题1 下列对沉淀溶解平衡的叙述正确的是( )
A. 反应开始时,溶液中各离子浓度相等
B. 沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等
C. 沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变
D. 沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解
解析 A项,反应开始时,各离子 ( http: / / www.21cnjy.com )的浓度没有必然的关系;C项,沉淀溶解达到平衡时溶液中溶质的离子浓度保持不变,但不一定相等;D项,沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于固体的浓度为常数,故平衡不发生移动。
答案 B
溶度积常数
难溶电解质溶度积常数通式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)
Ksp只与温度有关,与离子浓度没有关系。
溶度积与溶解度都可表示物质的溶解能 ( http: / / www.21cnjy.com )力,但它们既有区别又有联系。相同类型的电解质,可以通过溶度积数据直接比较溶解度大小,不同类型,不可直接比较。
在难溶电解质AmBn的溶液中 ( http: / / www.21cnjy.com ),如任意状态时离子浓度幂的乘积[cm(An+)·cn(Bm-)](简称离子积)用Qc表示,Qc和Ksp间的关系有以下三种可能:
1. Qc=Ksp,沉淀与溶解达到动态平衡,该溶液是饱和溶液。
2. Qc3. Qc>Ksp,溶液处于过饱和状态,平衡向析出沉淀的方向移动,直至Qc=Ksp。
例题2 在AgNO3饱和溶液中,加入NaCl固体,达平衡时,则( )
A. c(Ag+)=c(Cl-)
B. c(Ag+)=c(Cl-)=[Ksp(AgCl)
C. c(Ag+)≠c(Cl-),c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
D. c(Ag+)=c(Cl-),c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
解析 根据溶度积的定义来计算并判断。
答案 C
沉淀溶解平衡的影响因素
1. 内因:难溶电解质本身的性质,绝对不溶的物质是没有的,同样是微溶物质,溶解度差别也很大。
2. 外因
(1) 浓度:加水稀释,平衡向溶解方向移动。
(2) 温度:升温,多数平衡向溶解方向移动,少数如Ca(OH)2的溶解平衡向生成沉淀的方向移动。
(3) 向沉淀溶解平衡体系中加入相同的离子,使平衡向生成沉淀的方向移动。
例题3 对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后,c(Ag+)和Ksp(AgCl)均保持不变的是 ( )
A. 加热 B. 加少量水稀释
C. 加入少量盐酸 D. 加入少量AgNO3
解析 加热促进AgCl固体溶解,c(Ag+) ( http: / / www.21cnjy.com )和Ksp(AgCl)都增大,A项错;加少量水稀释,由于溶液中存在未溶解的AgCl固体,所以溶液仍饱和,故c(Ag+)和Ksp(AgCl)保持不变,B项正确;加入盐酸,c(Cl-)增大,c(Ag+)减小,Ksp(AgCl)不变,C项错;加入AgNO3,c(Ag+)增大,Ksp(AgCl)不变,D项错。
答案 B
备讲例题
1. 欲增加Mg(OH)2在水中的溶解度,可采用的方法是 ( )
A. 减小溶液pH
B. 加入2.0 mol·L-1 NH4Cl
C. 加入0.1 mol·L-1 MgSO4
D. 加入适量95%乙醇
解析 A选项减小溶液pH即增强溶液酸性;B选项NH4Cl显酸性。
答案 AB
2. 下列关于Ksp的叙述正确的是 ( )
A. Ksp是一常数,与温度无关
B. Ksp表示难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,溶液中离子浓度的幂次乘积
C. Ksp与难溶电解质的本性及浓度有关
D. 相同类型的难溶电解质Ksp愈大,难溶电解质的溶解度愈大
解析 A选项Ksp与温度有关;C选项Ksp与难溶电解质的浓度无关。
答案 BD
课堂评价(见学生用书第60~61页)
1. 向饱和BaSO4溶液中加水,下列叙述正确的是 ( )
A. BaSO4的溶解量增大、Ksp不变
B. BaSO4的溶解度、Ksp增大
C. BaSO4的溶解度不变、Ksp增大
D. BaSO4的溶解度、Ksp均不变
解析 向饱和BaSO4溶液中加水,平衡向溶解方向移动,但溶解度、Ksp只与温度有关。
答案 AD
( http: / / www.21cnjy.com )
2. T ℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如右图所示。又知T ℃时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是 ( )
A. T ℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13
B. 在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C. 图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D. T ℃时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816
解析 根据图中c点的c(Ag+)和c(Br-)可得该温度下AgBr的Ksp为7×10-7×7×10-7=4.9×10-13,A项正确;在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,B项错误;在a点时Qc答案 B
3. 下列说法正确的是 ( )
A. 在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c(Ba2+)增大
B. 室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐中的溶解度
C. 相同温度下,将足量氯化银固体分别放入 ( http: / / www.21cnjy.com )相同体积的①蒸馏水、②0.1 mol·L-1盐酸、③0.1 mol·L-1氯化镁溶液、④0.1 mol·L-1硝酸银溶液中,Ag+浓度:①>④=②>③
D. Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与溶液中的离子浓度无关
解析 加入Na2SO4固体后,溶液中c(S)增大,使BaSO4的溶解平衡向左移动,c(Ba2+)减小,A项错误;增加氯离子的量,AgCl的沉淀溶解平衡逆向移动,溶解度减小,B项错误;由于温度相同则氯化银在四种溶液中的Ksp相同,所以Cl-浓度越大,Ag+浓度就越小,所以Ag+浓度大小顺序为④>①>②>③,C项错误;Ksp只与温度和具体难溶电解质类型有关,与离子浓度无关,D项正确。
答案 D
4. 已知:25℃时,Ksp[Mg(OH) ( http: / / www.21cnjy.com )2]=5.61×10-12,Ksp(MgF2)=7.42×10-11。下列说法正确的是 ( )
A. 25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
B. 25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
C. 25℃时,Mg(OH)2 ( http: / / www.21cnjy.com )固体在20mL0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D. 25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
解析 A项,Mg(OH)2的溶度积小,故其电离出的Mg2+浓度要小一些,错;B项,N 可以结合Mg(OH)2电离出的OH-,从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动,c(Mg2+)增大,正确;C项,Ksp仅与温度有关,错;D项,由于MgF2的溶度积更大,所以沉淀会向更难溶的方向进行,但是如果NaF溶液的浓度足够大,还是可以生成MgF2沉淀的,错。
答案 B
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第51~52页中的练习。
第二课时 沉淀溶解平衡原理的应用
课堂导学
新课引入
通过复习沉淀溶解平衡的建立过程,以及溶度积的 ( http: / / www.21cnjy.com )相关概念引出话题——如何采取合理的措施使沉淀溶解平衡正向或逆向移动。结合教材《交流与讨论》开始本课的学生活动。
目标导学(见学生用书第62~63页)
沉淀的生成
1. 沉淀生成的应用
在涉及无机制备,提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
2. 沉淀的方法
(1) 调节pH:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶于水,再加入氨水调节pH至7~8,可使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
(2) 加沉淀剂法:如以N ( http: / / www.21cnjy.com )a2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS,是分离、除去杂质常用的方法。
例题1 已知,Ksp(Fe ( http: / / www.21cnjy.com )S)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=1.3×10-36,Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp(HgS)=6.4×10-53,下列离子方程式不正确的是 ( )
A. FeS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Fe2+(aq)
B. FeS(s)+Hg2+(aq)HgS(s)+Fe2+(aq)
C. HgS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Hg2+(aq)
D. FeS(s)+Mn2+(aq)MnS(s)+Fe2+(aq)
解析 FeS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Fe2+(aq),反应的平衡常数K=====4.85×1018>1,反应能够向正反应方向进行,A项正确;同理B项中K==9.8×1034>1,反应能够向正反应方向进行,B项正确;同理C项中K==1.01×10-35<1,反应不能够向正反应方向进行,C项错误;同理D项中K==2.52×10-5<1,反应不能够向正反应方向进行,D项错误。
答案 CD
沉淀的溶解
1. 转化生成弱电解质
(1) 生成弱酸,如FeS(s)+2H+(aq)Fe2+(aq)+H2S↑,其实质是H+消耗S2-生成了H2S。实验室用CaCO3和HCl反应制备 CO2 也是此原理。
(2) 生成水:Mg(OH)2(s)+2H+2H2O+Mg2+(aq)。
2. 发生氧化还原反应。如CuS不溶于HCl但却溶于硝酸,这是因为3CuS+8HNO33Cu(NO3)2+3S+2NO↑+4H2O。
3. 生成难解离的配合物离子
AgCl(s)+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl-;AgBr(s)+2S2[Ag(S2O3)2]3-+Br-(用于照相术)
例题2 Fe(OH)3难溶于水,存在平衡:Fe(OH)3(s)Fe3++3OH-,在Fe(OH)3悬浊物中加入少量下列物质后,可使溶液中的Fe3+浓度增大的是( )
A. NaOH溶液 B. 稀盐酸
C. 稀HI D. 水
解析 A项增大了OH-浓度,使平衡向 ( http: / / www.21cnjy.com )逆反应方向移动;B项消耗OH-,使平衡正向移动;C项消耗OH-,但I-又能与Fe3+发生氧化还原反应;D项的平衡尽管正向移动,但加水的体积对浓度的影响大,溶液中Fe3+的浓度都会降低。
答案 B
沉淀的转化
1. 由难溶的沉淀转化为更难溶的沉淀——是比较容易实现的一种转化。如在PbI2悬浊液中,加入AgNO3溶液后,PbI2+2Ag+2AgI+Pb2+,K转=== 1,所以只要较低物质的量浓度的Ag+即可消耗I-使PbI2不断溶解最终完全转化为更难溶的沉淀AgI。
2. 由难溶的沉淀转化为更易溶的沉淀——是比较难以实现的一种转化,前提是“两种沉淀的溶解度相差不是很大”。如虽然Ksp(BaSO4)沉淀转化由溶解度相对大的向生成溶解度相对小的方向进行。
例题3 已知如下物质的溶度积常数:Ksp ( http: / / www.21cnjy.com )(FeS)=6.3×10-18;Ksp(CuS)=1.3×10-36;Ksp(ZnS)=1.6×10-24。下列说法正确的是 ( )
A. 同温度下,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B. 将足量CuSO4溶解在0.1 mol·L-1 H2S溶液中,Cu2+能达到的最大浓度为1.3×10-35 mol·L-1
C. 因为H2SO4是强酸,故CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4不能发生
D. 除去工业废水中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂
解析 对于三种同类型难溶物,Ksp ( http: / / www.21cnjy.com )越小,溶解度越小,故CuS的溶解度小于ZnS,A项错误;H2S属于弱电解质,c(S2-)远远小于0.1 mol·L-1(极限最大值),故不能由此计算Cu2+能达到的最大浓度,B项错误;尽管H2SO4是强酸,但因为CuS溶度积常数非常小,H2SO4不溶解CuS,故反应能发生,C项错误;因为相对于FeS,CuS的Ksp更小,故而能够实现沉淀的转化,D项正确。
答案 D
备讲例题
1. 常温下,AgCl、AgBr ( http: / / www.21cnjy.com )、AgI的溶度积常数(Ksp)依次为1.8×10-10、5.0×10-13、8.3×10-17 。下列有关说法错误的是 ( )
A. 常温下在水中溶解能力:AgCl>AgBr>AgI
B. 在AgCl饱和液中加入足量浓NaBr溶液有AgBr沉淀生成
C. 在AgBr饱和溶液中加入足量浓NaCl溶液不可能有AgCl沉淀生成
D. 在AgI饱和液中加入NaI固体有AgI沉淀析出
解析 对于同种类型的沉淀,Ksp越大,溶解度越大。溶解度大的沉淀在一定条件下可以转化为溶解度小的沉淀。
答案 C
课堂评价(见学生用书第63页)
1. 某酸性化工废水中含有Ag+、Pb2+等重金属离子。有关数据如下:
难溶电解质 AgI Ag2S PbI2 Pb(OH)2 PbS
Ksp(25 ℃) 8.3×10-12 6.3×10-50 7.1×10-9 1.2×10-15 3.4×10-26
在废水排放之前,用沉淀法除去这两种离子,应该加入的试剂是 ( )
A. 氢氧化钠 B. 硫化钠
C. 碘化钾 D. 氢氧化钙
解析 根据表格中的数据知,硫化银和硫化铅的溶度积很小,故应加入硫化钠除去这两种金属离子。
答案 B
2. 氢氧化钙在80 ℃时 ( http: / / www.21cnjy.com )的溶解度为x g,20 ℃时的溶解度为y g。取20 ℃的氢氧化钙饱和溶液,蒸发掉W g水后再恢复到20 ℃,其溶液里溶质的质量分数为z%,则下列关系正确的是 ( )
A. y>x,y>z B. x>y>z
C. y解析 氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小。
答案 A
3. 化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),下列说法错误的是 ( )
A. MnS的Ksp比CuS的Ksp大
B. 该反应达到平衡时c(Cu2+)=c(Mn2+)
C. 往平衡体系中加入少量CuSO4固体,c(Mn2+)变大
D. 该反应的平衡常数K=
解析 根据沉淀转化向溶度积小的方向进行的规律,Ksp(MnS)>Ksp(CuS),A项正确;达到平衡时,c(Cu2+)、c(Mn2+)保持不变,但不一定相等,B项错误;往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,平衡向正反应方向移动,c(Mn2+)变大,C项正确;该反应的平衡常数K===,D项正确。
答案 B
4. 在AgCl饱和溶液中,尚有AgCl固体存在,当分别向溶液中加入下列物质时,将有何种变化
加入物质 平衡移动方向 AgCl溶解度 溶液中浓度
c(Ag+) c(Cl-)
0.1 mol·L-1HCl
0.1 mol·L-1AgNO3
KNO3(溶液)
2 mol·L-1 NH3·H2O
H2O
解析 根据沉淀溶解平衡的相关规律进行解答。
答案
加入物质 平衡移动方向 AgCl溶解度 溶液中浓度
c(Ag+) c(Cl-)
0.1 mol·L-1HCl 沉淀方向 减小 减小 增大
0.1 mol·L-1AgNO3 沉淀方向 减小 增大 减小
KNO3(溶液) 溶解方向 不变 减小 减小
2 mol·L-1NH3·H2O 溶解方向 增大 减小 增大
H2O 溶解方向 不变 减小 减小
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第53~54页中的练习。
专题3复习课
单元网络(见学生用书第64页)
( http: / / www.21cnjy.com )
单元整合(见学生用书第64~66页)
强弱电解质的比较
1. 等体积(0.1 L)等物质的量浓度(0.1 mol·L-1)的HCl与CH3COOH溶液
(1) 稀释过程中溶液的pH变化
等物质的量浓度的一元强酸与一元弱酸加水稀释相同的倍数,弱酸的pH大于强酸,且弱酸的pH增大的趋势小于强酸。
(2) 中和NaOH能力的大小比较
对于盐酸:滴定终点时,pH=7,此时n(NaOH)=n(HCl);
对于醋酸:滴定终点时,pH>7,此时n(NaOH)=n(CH3COOH)。
2. 等体积(0.1 L)等pH(=1)的HCl与CH3COOH溶液
(1) 稀释过程中溶液的pH变化
等pH的一元强酸与一元弱酸加水稀释相同的倍数,强酸的pH大于弱酸,弱酸的pH增大的趋势小于强酸。
(2) 中和NaOH能力的大小比较
对于盐酸:滴定终点时,pH=7,此时n(NaOH)=n(HCl);
对于醋酸:滴定终点时,pH>7,此时n(NaOH)=n(CH3COOH)。
例题1 ①pH=2的CH3COO ( http: / / www.21cnjy.com )H溶液;②pH=2的盐酸;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液。相同条件下,有关上述溶液的比较正确的是 ( )
A. 水电离的c(H+):①=②=③=④
B. 将②、③溶液混合后,pH=7,消耗溶液的体积:②<③
C. 等体积的①、②、④溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的量:②最大
D. 向溶液中加入100 mL水后,溶液的pH:
③>④>②>①
解析 B项,由于氨水的浓度远远大于盐酸,故消耗其体积要小于盐酸,错误;C项,产生氢气最多的是①,错误。
答案 AD
水的电离平衡的移动
室温由水电离出的离子浓度 对水电离影响 c(H+)水与c(OH-)水关系
纯水 c=1×10-7 mol·L-1 c(H+)水=c(OH-)水=x
酸溶液碱溶液 c<1×10-7 mol·L-1 抑制
强酸弱碱盐强碱弱酸盐 c>1×10-7 mol·L-1 促进
强碱强酸盐 c=1×10-7 mol·L-1 无
在能水解的盐溶液中,水的电离受到促进。且当强酸弱碱盐的pH和强碱弱酸盐的pOH相等时(同一温度),则促进程度相等。
较浓溶液中水电离出c(H+)的大小:
(1) 酸溶液中c(OH-)等于水电离出的c(H+);
(2) 碱溶液中c(H+)等于水电离出的c(H+);
(3) 强酸弱碱盐溶液中的c(H+)等于水电离出c(H+);
(4) 强碱弱酸盐溶液中的c(OH-)等于水电离出的c(OH-)。
例题2 室温下,下列关于pH均为9、体积均为10 mL的NaOH溶液和CH3COONa溶液的比较说法正确的是 ( )
A. 两种溶液中的c(Na+)相等
B. 分别加热到相同温度时,CH3COONa溶液的pH小
C. 分别加水稀释到100 mL时,两种溶液的pH依然相等
D. 两溶液中由水电离出的c(OH-)之比为
解析 pH相同的NaOH溶液和CH3 ( http: / / www.21cnjy.com )COONa溶液的浓度并不相同,CH3COONa溶液的浓度远大于NaOH溶液的浓度;对两溶液加热时,CH3COONa水解程度增大,c(OH-)增大,然而NaOH溶液中的c(OH-)不变,故加热后的溶液CH3COONa的pH大;加水稀释10倍,NaOH溶液的pH变为8,CH3COONa溶液的pH在8~9之间;在NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)为10-9,在CH3COONa溶液中由水电离出的c(OH-)为10-5,故D项正确。
答案 D
离子浓度大小比较
1. 三个守恒关系
(1) 物料守恒:电解质溶液中任何一种元素的原子总是守恒的。
(2) 电荷守恒:电解质溶液中阳离子所带正电荷总数一定等于阴离子所带负电荷总数。
(3) 质子守恒:在同一水溶液中,各 ( http: / / www.21cnjy.com )种粒子给出的H+数必然等于得到的H+数,H+就是质子,这就是所谓的质子守恒。质子守恒式可以通过分析H+的传递过程进行构建,也可以通过约简物料守恒与电荷守恒式中不水解的离子的浓度项进行构建。例如:
Na2S溶液中 NaHCO3溶液中
物料守恒 c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)] c(Na+)=c(HC)+c(C)+c(H2CO3)
电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-) c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC)+2c(C)
质子守恒 c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S) c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(C)
2. 离子浓度大小比较
(1) 一种盐溶液中各种离子浓度的相对大小
①当盐中阴、阳离子化合价相等时
CH3COONa:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
NH4Cl:c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(OH-)
②当盐中阴、阳离子化合价不等时
Na2S:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
(NH4)2SO4:c(N)>c(S)>c(H+)>c(OH-)
(2) 两种电解质溶液混合后各种离子浓度的相对大小
①若酸与碱恰好完全反应,则相当于一种盐溶液。
②若酸与碱反应后尚有弱酸或弱碱剩余,则要看弱酸或弱碱的电离程度与盐水解程度的相对大小。
例题3 常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是( )
A. 在0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中:
c(Na+)+c(H+)=c(C)+c(HC)+c(OH-)
B. pH相等的①NH4Cl、②NH4NO3、③NH4HSO4溶液中,c(N)大小顺序:①=②>③
C. pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:
c(Cl-)=c(N)>c(OH-)=c(H+)
D. 0.2 mol·L-1CH3 ( http: / / www.21cnjy.com )COOH溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合:2c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)
解析 A项是电荷守恒,碳酸根离子前面少系数2,错;氯离子、硝酸根离子是强酸阴离子,对铵根离子的水解没有影响,硫酸氢根电离出来的氢离子抑制了铵根离子的水解,c(N)大小顺序为③>①=②,B项错误;C项中的氨水过量,溶液显碱性,错;D项根据电荷守恒和物料守恒推出,正确。
答案 D
[题组训练]
1. 0.1 mol·L-1Na2S溶液,下列关系正确的是 ( )
A. c(Na+)=2c(S2-)
B. c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
C. c(Na+)>c(S2-)>c(HS-)>c(OH-)
D. c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
解析 A项是物料守恒,正确的是c(N ( http: / / www.21cnjy.com )a+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S);B项是质子守恒,正确;C项由硫离子水解产生的c(HS-)=c(OH-),水还要电离出少量的氢氧根离子,c(OH-)>c(HS-),错;D项是电荷守恒,正确。
答案 BD
2. 0.1 mol·L-1下列溶液中,有关微粒的物质的量浓度关系正确的是 ( )
A. NH4Cl溶液:c(Cl-)>c(N)>c(OH-)>c(H+)
B. (NH4)2Fe(SO4)2溶液:
c(S)>c(N)>c(Fe2+)>c(H+)
C. Na2CO3溶液:c(Na+)+c(H+)=c(C)+c(HC)+c(OH-)
D. NaHCO3溶液:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(C)
解析 NH4Cl是强酸弱碱盐,溶液呈酸性,A项错误;N水解其浓度略小于S的浓度,B项正确;C项电荷不守恒,错;D项是质子守恒,正确。
答案 BD
3. 下列有关物质的量浓度关系正确的是 ( )
A. 常温下,pH=3的一元酸HX溶液和pH=11的一元碱MOH溶液等体积混合:
c(M+)=c(X-)>c(H+)=c(OH-)
B. Na2CO3溶液中:c(Na+)+2c(H+)<2c(C)+c(HC)+2c(OH-)
C. c(N)相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中:c(NH4HSO4)>c[(NH4)2SO4]>c(NH4Cl)
D. 0.1 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液中:
c(N)+c(NH3·H2O)+c(Fe2+)=0.3 mol·L-1
解析 A项中的一元酸HX、一元碱MOH等体积混合,酸碱的强弱不知,混合后溶液酸性、碱性、中性都有可能,错;B项是电荷守恒的变式,c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-),左边的式子加c(H+),右边的式子加了c(OH-),在Na2CO3溶液中c(OH-)>c(H+),正确;C项正确的顺序是c(NH4Cl)>c(NH4HSO4)>c[(NH4)2SO4],错;D项是物料守恒,缺少Fe(OH)2,错。
答案 B
4. 向10 mL 0.1 mol ( http: / / www.21cnjy.com )·L-1Na2CO3溶液中逐滴滴加V mL 0.1 mol·L-1HCl溶液,下列有关滴定过程中粒子浓度关系正确的是 ( )
A. 当V=0时,c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)
B. 当V=5时,c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-)
C. 当V=10时,c(Cl-)=c(C)+c(HC)+c(H2CO3)
D. 当V=15时,c(Na+)=c(Cl-)>c(HC)>c(OH-)>c(H+)
解析 A项是Na2CO3 ( http: / / www.21cnjy.com )溶液中质子守恒,正确;B项是电荷守恒,缺少Cl-,错;C项是物料守恒,正确;当V=15时,c(Na+)>c(Cl-),D项错。
答案 AC
5. 室温时,向20 mL ( http: / / www.21cnjy.com ) 0.1 mol·L-1醋酸溶液中不断滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH变化曲线如下图所示。在滴定过程中,关于溶液中离子浓度大小关系的叙述不正确的是 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. a点时:c(CH3COOH)>c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B. b点时:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
C. c点时:c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
D. d点时:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
解析 a点时,溶质是等物质的量的 ( http: / / www.21cnjy.com )CH3COOH和CH3COONa,溶液呈现酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则有c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH),A项错;b点时,根据电荷守恒和pH=7推出c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),B项正确;c点时恰好生成CH3COONa,根据质子守恒得出c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+),C项错;d点时,溶质CH3COONa和NaOH的物质的量之比为2∶1,D项正确。
答案 AC
6. 25 ℃时,当总体积一定时, ( http: / / www.21cnjy.com )将0.1 mol·L-1氨水与0.1 mol·L-1盐酸按不同比例混合,所得溶液中微粒间的关系不正确的是 ( )
编号 ① ② ③ ④
氨水体积/mL 40 V1 30 20
盐酸体积/mL 20 60-V1 30 40
A. ①所得溶液中:c(N)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
B. ②所得溶液中:若pH=7,则c(N)=c(Cl-)=1×10-7mol·L-1
C. ③所得溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(NH3·H2O)
D. ④所得溶液中:c(Cl-)=2c(NH3·H2O)+2c(N)
解析 A项正确,反应后的溶液c(NH3·H2O)=c(NH4Cl),由于NH3·H2O的电离程度大于N的水解程度,溶液显碱性;B项不正确,溶液显中性,此时c(N)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+);C项正确,此时溶液为NH4Cl,满足质子守恒;D项正确,依据Cl与N的元素守恒关系。
答案 B
7. 常温下,向20 mL 0.2 ( http: / / www.21cnjy.com )mol·L-1 H2A溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。有关微粒的物质的量变化如下图(其中Ⅰ代表H2A,Ⅱ代表HA-,Ⅲ代表A2-)。根据下图判断,下列说法正确的是 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 当V(NaOH)=20 mL时,溶液中离子浓度大小关系:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
B. 等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水的大
C. NaHA溶液中:c(OH-)+c(A2-)=c(H+)+c(H2A)
D. 向Na2A溶液加入水的过程中,pH可能增大也可能减小
解析 从图中可以看出当V(NaOH ( http: / / www.21cnjy.com ))=20 mL时,c(A2-)>c(H2A)说明HA-电离程度大于水解程度,A项正确;等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合恰好生成了NaHA,由A项知道HA-的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,抑制了水的电离,B项错;根据质子守恒C项正确;Na2A溶液呈碱性,加水,水解程度增大,但溶液的体积增大的更快,所以pH减小,D项错。
答案 AC
8. 25 ℃时,0.1 mol Na ( http: / / www.21cnjy.com )2CO3与盐酸混合所得的一组体积为1 L的溶液,溶液中部分微粒与pH 的关系如下图所示。下列有关溶液中离子浓度关系叙述正确的是 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. W点所示的溶液中:
c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(OH-)+c(Cl-)
B. pH=4的溶液中:
c(H2CO3)+c(HC)+c(C)<0.1 mol·L-1
C. pH=8的溶液中:
c(H+)+c(H2CO3)+c(HC)=c(OH-)+c(Cl-)
D. pH=11的溶液中:
c(Na+)>c(Cl-)>c(C)>c(HC)>c(H2CO3)
解析 A项是电荷守恒,阴离子少了c(HC),错;由图中可以看出,pH=4的溶液中c(C)和c(HC)都是0,此时溶液中的物料为什么不守恒了呢 因为有一部分碳以二氧化碳形成逸出了,B项正确;把物料守恒:c(Na+)=2c(C)+2c(H2CO3)+2c(HC)带入电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(OH-)+c(Cl-)+c(HC),得出c(H+)+2c(H2CO3)+c(HC)=c(OH-)+c(Cl-),C项错;由图上可以看出剩余的c(C)>0.08 mol·L-1,则c(Cl-)应小于0.02 mol·L-1,即c(C)>c(Cl-),D项错。
答案 B
9. 室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下表:
实验编号 起始浓度/mol·L-1 反应后溶液的pH
c(HA) c(KOH)
① 0.1 0.1 9
② x 0.2 7
下列判断不正确的是 ( )
A. 实验①反应后的溶液中:
c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
B. 实验①反应后的溶液中:
c(OH-)=c(K+)-c(A-)= mol·L-1
C. 实验②反应后的溶液中:
c(A-)+ c(HA)>0.1 mol·L-1
D. 实验②反应后的溶液中:
c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
解析 由实验①可知,HA为弱酸, ( http: / / www.21cnjy.com )故KA溶液显碱性,则c(OH-)>c(H+),由电荷守恒可知c(K+)>c(A-),A项正确;由电荷守恒知c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),故c(OH-)=c(K+)-c(A-)+c(H+),B项错误;由实验②知x>0.2,故c(HA)+c(A-)>0.1 mol·L-1(因为溶液体积是原溶液的2倍了),C项正确;实验②反应后的溶液显中性,故c(OH-)=c(H+),由电荷守恒可得c(K+)=c(A-),D项正确。
答案 B
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《专题3测试卷》中的练习。
( http: / / www.21cnjy.com )
第一单元 弱电解质的电离平衡
第一课时 强电解质和弱电解质
课堂导学
新课引入
展示家电图片:部分电器外壳上的禁止触摸标 ( http: / / www.21cnjy.com )记,提出问题“为什么潮湿的手摸正在工作的电器可能发生触电事故 ”或回顾电解水的实验,提出问题“电解水时为什么需要加入少量NaOH溶液或H2SO4溶液 ”通过这些问题的讨论引出电解质及其分类的教学。
目标导学(见学生用书第44~45页)
强电解质和弱电解质的概念
强电解质 弱电解质
定 义 在水溶液中能完全电离的电解质 在水溶液中只有部分电离的电解质
电离程度 完全电离 只有部分电离
电离过程 不可逆过程,无电离平衡 可逆过程,存在电离平衡
(续表)
溶质在溶液中的存在情况 只有电离出的阴、阳离子,不存在电解质分子 既有电离出的阴、阳离子,又有电解质分子
实 例 绝大多数的盐(包括难溶性盐如BaSO4、CaCO3、AgCl)强酸:H2SO4、HCl、HNO3、HClO4等强碱:NaOH、KOHBa(OH)2等 弱酸:H2CO3、CH3COOH、HF等弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2等水:H2O
教材实验解读:强、弱电解质的比较
实验结论:(1) 镁与盐酸反应速率较大,表 ( http: / / www.21cnjy.com )明同体积、同浓度的盐酸比醋酸溶液中c(H+)大,并由此推断:在水溶液中,HCl易电离,CH3COOH较难电离。
(2) 相同物质的量浓度的盐酸比醋酸溶液的 ( http: / / www.21cnjy.com )pH小,且盐酸的物质的量浓度与盐酸中H+浓度几乎相等,表明溶液中HCl分子是完全电离,而CH3COOH分子只有部分电离。
最终的实验结论是:不同电解质在水中的电离程度不一定相同。
例题1 下列能说明醋酸是弱电解质的依据是 ( )
A. 醋酸溶液能使石蕊试液变红
B. 在水溶液中存在醋酸分子
C. 用醋酸溶液做导电性实验时,灯泡暗
D. 同体积、同浓度、同温度的盐酸和醋酸溶液,与同规格的锌粒反应,速率相同
解析 在水溶液中部分电离的 ( http: / / www.21cnjy.com )电解质叫弱电解质,B项正确;强电解质的水溶液若浓度很小,做导电性实验时,灯泡也会很暗,C项错;同体积、同浓度、同温度的盐酸和醋酸溶液,与同规格的锌粒反应,醋酸的反应速率慢,D项错。
答案 B
电离方程式的书写
1. 强电解质完全电离,符号用“”。如:
NaOHNa++OH-
2. 弱电解质部分电离,符号用“”。
(1) 一元弱酸、弱碱的电离,如:
CH3COOHCH3COO-+H+
(2) 多元弱酸分步电离,以第一步电离为主。如:
H2CO3HC+H+
HCH++C
(3) 多元弱碱的电离过程虽然复杂,但可一步写出。如:
Fe(OH)3Fe3++3OH-
3. 酸式盐的电离有两种情况:
(1) 强酸的酸式盐,如:
在水溶液中的电离;
NaHSO4Na++H++S
在熔融状态下电离:
NaHSO4(熔融)Na++HS
(2) 弱酸的酸式盐,如:
NaHCO3Na++HC
HCH++C
例题2 在以下各种情形下,下列电离方程式的书写正确的是 ( )
A. 熔融状态下的NaHSO4电离:
NaHSO4Na++H++S
B. H2CO3的电离:H2CO32H++C
C. Al(OH)3的电离:Al(OH)3Al3++3OH-
D. 水溶液中的NaHSO4电离:
NaHSO4Na++HS
解析 本题对多元弱酸、多元弱碱的电离以及NaHSO4在熔融状态和水溶液中两种情况下的电离进行考查。因为H2SO4是强酸,所以NaHSO4在水溶液中完全电离,其电离方程式为NaHSO4Na++H++S,所以D选项错误;但HS中各原子间以共价键结合,因此熔融状态下HS不能电离为H+和S,故熔融状态下NaHSO4的电离方程式为NaHSO4Na++HS,所以A选项错误;H2CO3作为二元弱酸,不能完全电离,必须使用“”,且多元弱酸的电离分步进行,以第一步为主,其电离方程式为H2CO3H++HC、HCH++C,所以B选项错误;Al(OH)3是多元弱碱,通常以一步电离表示,所以C选项正确。
答案 C
溶液导电能力的比较
温度一定时,电解质溶液的导电能力与离子的浓度及离子的带电荷数有关。离子浓度越大,所带电荷数越多,溶液的导电能力越强。
弱电解质的电离常数越大,只能说明其分子 ( http: / / www.21cnjy.com )发生电离的程度越大,但不一定其溶液的离子浓度大,也不一定溶液的导电性强。如1 mol·L-1 CH3COOH溶液就比0.01 mol·L-1 HF(K电离=7.2×10-4)溶液中的c(H+)大。
( http: / / www.21cnjy.com )
例题3 电导率是衡量电解质溶液导电 ( http: / / www.21cnjy.com )能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。右图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中,能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
解析 加入氨水先和较强的盐酸反应, ( http: / / www.21cnjy.com )离子的物质的量并未增加,但离子的物质的量浓度减小,电导率下降;随后氨水和较弱的醋酸反应,离子的物质的量浓度增加,电导率上升;最后,加入氨水不再反应相当于对原溶液稀释,电导率略有下降。
答案 D
备讲例题
1. 仅能在水溶液中导电的物质是 ( )
A. NaOH B. NaHSO4
C. CH3CH2OH D. NaHCO3
解析 NaOH、NaHSO4在熔融状态下也能导电;CH3CH2OH是非电解质;NaHCO3受热易分解,它只能在水溶液中导电。
答案 D
课堂评价(见学生用书第45页)
1. 下列物质属于电解质的是 ( )
A. 盐酸 B. 金属铜
C. 水 D. 二氧化碳
解析 电解质是化合物,盐酸是混合物、金属铜是 ( http: / / www.21cnjy.com )单质均不符合题意;二氧化碳的水溶液能导电,是因为生成的碳酸电离出的离子导电,二氧化碳本身没有电离出离子,二氧化碳是非电解质。
答案 C
2. 在等体积、浓度均为0.3 mol·L-1的硫酸、盐酸、硝酸、醋酸溶液中,加入足量的锌,下列说法正确的是( )
A. 硫酸中放出的氢气量多
B. 醋酸中放出的氢气量多
C. 醋酸中放出氢气的速率最大
D. 盐酸和硝酸中放出氢气量相等
解析 放出的氢气量与酸的浓度及酸的元数有关,硫酸是二元酸,所以放出氢气量最多,硝酸和锌反应不生成氢气。醋酸是弱酸,放出氢气的速率最小。
答案 A
3. 下列电离方程式书写正确的是 ( )
A. 硫化氢的电离:H2SHS-+H+
B. NH4Cl的电离:NH4ClN+Cl-
C. HC的电离:HCC+H+
D. NaHCO3的电离:
NaHCO3Na++C+H+
解析 NH4Cl、NaHCO3都是强电解质,都能完全电离,B、D项错;H2S是二元弱酸,分步电离,部分电离,A项错;C项正确。
答案 C
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第37~38页中的练习。
第二课时 弱电解质的电离平衡
课堂导学
新课引入
复习强电解质和弱电解质的概 ( http: / / www.21cnjy.com )念,引出问题“盐酸是强电解质,醋酸是弱电解质,当将HCl和CH3COOH分别加入水中时,它们发生的变化相同吗”“假设你能看清分子和离子,请你分别描述HCl和CH3COOH电离的过程”。
目标导学(见学生用书第46~47页)
弱电解质的电离平衡
1. 电离平衡:是指在一 ( http: / / www.21cnjy.com )定温度时,弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等,溶液中各种分子和离子的浓度都不再发生变化的状态。电离平衡是化学平衡的一种,具有和其他化学平衡一样的特点。
2. 影响电离平衡的因素(以醋酸为例)
CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+。若改变条件,则
条 件 平衡移动方向 电离程度 c(H+)
升温 正 增大 增大
加水 正 增大 减小
加冰醋酸 正 减小 增大
加CH3COONa 逆 减小 减小
加HCl 逆 减小 增大
加NaOH 正 增大 减小
3. 同浓度、同体积的盐酸和醋酸相比
c(H+) pH 中和碱的能力 与活泼金属产生H2的量 开始与金属反应的速率
盐酸 大 小 相同 相同 大
醋酸 小 大 小
4. 同pH、同体积的盐酸和醋酸相比
c(H+) c(酸) 中和碱的能 力 与活泼金属产生H2的量 开始与金属反应的速率
盐酸 相同 小 小 小 相同
醋酸 大 大 大
例题1 醋酸是一种常见的弱酸,为了证明 ( http: / / www.21cnjy.com )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研究”的探究活动。他设计了如下方案,其中错误的是 ( )
A. 先配制一定量的0.10 mol·L-1CH3COOH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0.01 mol·L ( http: / / www.21cnjy.com )-1和0.10 mol·L-1CH3COOH溶液,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. 先测0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH,然后将其加热至100 ℃,再测pH,如果pH变小,则可证明醋酸是弱电解质
D. 分别配制0.10 mol·L ( http: / / www.21cnjy.com )-1CH3COOH溶液和 0.10 mol·L-1盐酸,再取等体积的上述两种溶液和长度相同的镁条反应,若醋酸反应速率小于盐酸,则可证明醋酸是弱电解质
解析 若是强酸,则0.10 mol·L- ( http: / / www.21cnjy.com )1CH3COOH溶液的pH=1,0.01 mol·L-1CH3COOH溶液的pH=2,CH3COONa溶液的pH=7。而0.10 mol·L-1CH3COOH溶液的pH>1,0.01 mol·L-1与0.10 mol·L-1CH3COOH溶液的ΔpH<1,CH3COONa溶液呈碱性均可说明CH3COOH是弱酸。C项将溶液加热至100 ℃,醋酸会挥发,显然不可取。分别配制0.10 mol·L-1CH3COOH溶液和0.10 mol·L-1盐酸,再取等体积的上述两种溶液和长度相同的镁条反应,弱酸反应速率小于强酸,则可证明醋酸是弱电解质。
答案 C
电离常数
1. 定义:在一定条件下,弱电解质的 ( http: / / www.21cnjy.com )电离达到平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数,这个常数叫电离平衡常数,简称电离常数。以CH3COOH的电离平衡为例:
CH3COOHCH3COO-+H+
K=
2. 影响因素:电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关,只随温度变化而变化。
3. 应用:比较弱酸酸性的相对强弱。同一温度下,不同种弱酸,电离常数越大,其电离程度越大,酸性越强。
例题2 液态化合物AB会发生微弱的自身电离,电离方程式为ABA++B-,在不同温度下其平衡常数为K(25 ℃)=1.0×10-14,K(35 ℃)=2.1×10-14。则下列叙述正确的是 ( )
A. c(A+)随着温度升高而降低
B. 在35 ℃时,c(A+)>c(B-)
C. AB的电离程度25 ℃>35 ℃
D. AB的电离是吸热过程
解析 随温度升高,K值增大,说明该反应 ( http: / / www.21cnjy.com )是吸热反应,故D项正确;温度升高,平衡正向移动,故A项错误;35 ℃时,c(A+)=c(B-),故B项错误;温度升高,平衡正向移动,电离程度增大,故C项错误。
答案 D
电离度
1. 概念:当弱电解质在溶液中达到平衡时,溶液中已经电离的电解质分子占原来弱电解质总分子的百分数叫电离度。
2. 表达式:α=×100%
3. 影响因素
(1) 内因:电解质本身的性质。
(2) 外因:①弱电解质的初始浓度:浓度越大,电离度越小。②温度:温度越高,电离度越大。
例题3 已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是 ( )
A. 该溶液的pH=4
B. 升高温度,溶液的pH增大
C. 此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D. 由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
解析 根据HA在水中的电离度可算出c(H+)=0.1 mol·L-1× 0.1%=10-4 mol·L-1,所以pH=4,A项正确;因HA在水中有电离平衡,升高温度促进平衡向电离的方向移动,所以c(H+)将增大,pH会减小,B项错;由平衡常数表达式算出K==1×10-7,C项正确;c(H+)=10-4 mol·L-1,所以c(H+,水电离)=10-10 mol·L-1,前者是后者的106倍,D项正确。
答案 B
备讲例题
1. 在甲、乙烧杯中放入体积和pH都相等的盐酸和醋酸,同时加入质量不等的锌粒,反应结束后得到等量的氢气。下列说法正确的是 ( )
A. 甲烧杯中放入锌的质量比乙烧杯中放入锌的质量大
B. 甲烧杯中的酸过量
C. 两烧杯中参加反应的锌等量
D. 反应开始后乙烧杯中的c(H+)始终比甲烧杯中的c(H+)小
解析 等pH的盐酸和醋酸,醋酸 ( http: / / www.21cnjy.com )的浓度远大于盐酸的浓度。甲烧杯中盐酸浓度低,锌过量,放入锌的质量比乙烧杯中放入锌的质量大。由于乙烧杯中醋酸存在电离平衡,反应开始后乙烧杯中的c(H+)始终比甲烧杯中的c(H+)大。
答案 AC
课堂评价(见学生用书第47~48页)
1. 将浓度为0.1 mol·L-1 的HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是 ( )
A. c(H+) B. Ka(HF)
C. D.
解析 HF属于弱电解质,加水促进HF的 ( http: / / www.21cnjy.com )电离平衡向右移动,即电离程度增大,但电离平衡常数只与温度有关,所以选项B不变;同时溶液的体积也增大,所以溶液的酸性会降低,即c(H+)、c(F-)和c(HF)的浓度均降低,考虑到溶液中水还会电离出氢离子,所以稀释到一定程度(即无限稀释时),c(H+)就不再发生变化,但c(F-)和c(HF)却一直会降低,所以选项D符合题意。
答案 D
2. 对氨水中存在的电离平衡NH3·H2ON+OH-,下列叙述正确的是 ( )
A. 加水后,溶液中n(OH-)增大
B. 加入少量浓盐酸,溶液中c(OH-)增大
C. 加入少量浓NaOH溶液,电离平衡向正反应方向移动
D. 加入少量NH4Cl固体,溶液中c(N)减少
解析 在氨水中加水,促进NH3·H2O的电离,n(OH-)增大,A项正确;加入少量盐酸中和OH-,c(OH-)减小,B项错;加入少量浓NaOH溶液,c(OH-)增大,电离平衡向逆反应方向移动,C项错;加入少量NH4Cl固体,虽然平衡向逆反应方向移动,但c(N)仍然是增大的,D项错。
答案 A
3. 下列关于0.1 mol·L-1氨水的叙述正确的是 ( )
A. 加入少量氯化钠溶液,平衡不移动
B. 加入少量NaOH固体,平衡正向移动
C. 通入少量氯化氢气体,平衡正向移动
D. 加入少量MgSO4固体,抑制NH3·H2O电离
解析 A选项错误,加氯化钠溶液相当于加水稀 ( http: / / www.21cnjy.com )释,促进NH3·H2O电离;B选项错误,氢氧化钠抑制氨水电离,平衡逆向移动;C选项正确,氯化氢溶于水生成盐酸,盐酸与氨水电离出的OH-反应,促进氨水的电离平衡正向移动;D选项错误,镁离子结合OH-,促进氨水电离。
答案 C
4. 根据下表中的数据,比较相同温度时三种酸的相对强弱,下列选项中顺序正确的是 ( )
酸 HX HY HZ
浓度/mol·L-1 0.1 0.5 0.9 1 1
电离度α 0.3 0.15 0.1 0.3 10
A. HX>HY>HZ B. HZ>HX>HY
C. HY>HZ>HX D. HZ>HY>HX
解析 对表中数据进行分析比较 ( http: / / www.21cnjy.com ):当HY和 HZ的浓度相等时,电离度α:HZ>HY,则酸性:HZ>HY。当HX和HY的电离度均为0.3时,HX和HY浓度比较是HY>HX,可以推知,当浓度也为1 mol·L-1时,其电离度小于0.3,所以HY的酸性比HX强。
答案 D
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第39~40页中的练习。
第三课时 常见的弱电解质
课堂导学
新课引入
可按这样的思路进行:水的性质→水分子之 ( http: / / www.21cnjy.com )间的相互作用→水的电离。让学生注意到:水是一种最普通而又具有许多特性的物质,也是应用最广泛的溶剂。在水分子的作用下,各种电解质都会不同程度地发生电离,这表明,在水分子与各种电解质的结构粒子之间存在着较强的相互作用。并且,在相对分子质量接近的化合物中,水是熔、沸点较高的物质,这表明水分子间也存在着较强的相互作用。那么,水分子彼此间的作用是否可能导致水分子也发生电离呢
目标导学(见学生用书第48~49页)
水的电离的特点
1. 水是一种极弱的电解质,电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-,简写为H2OH++OH-。
2. 水的电离过程吸热。
例题1 下列有关水的电离的说法不正确的是 ( )
A. 升高温度,水的电离度增大
B. 降低温度,水的电离度增大
C. 温度无论怎样变化,水始终呈中性
D. 水的电离是吸热的
解析 水的电离过程是吸热的,温度无论怎样变化,水电离产生的氢离子浓度始终等于氢氧根离子的浓度,即水呈中性,答案选B。
答案 B
水的离子积常数
根据弱电解质电离常数的定义可写出水的电离常数为K电离=。
在纯水或稀溶液中由于c(H2O)浓度是 ( http: / / www.21cnjy.com )一个定值,所以c(H+)和c(OH-)的乘积是一个常数,即为水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)=K电离·c(H2O)。
1. 水的离子积不仅适用于纯水,也适用于任何酸、碱、盐的稀溶液。
2. 水的离子积常数只与温度有关,温度一定时,在任何稀溶液中Kw都为定值。
3. 一般在室温下,可忽略温度的影响,Kw=1.0×10-14。
例题2 向蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法错误的是 ( )
A. c(H+)·c(OH-) 不变
B. pH增大了
C. c(OH-) 降低了
D. 水电离出的c(H+)减小了
解析 A选项,c(H+ )·c(OH-) ( http: / / www.21cnjy.com )只与温度有关,正确;加入盐酸后,溶液中c(H+ )增加,而c(OH-)降低,所以pH应减小,B选项错误。
答案 B
酸、碱对水的电离的影响
思考1:25 ℃时,在10 mL蒸馏水中c( ( http: / / www.21cnjy.com )H+)和c(OH-)各是多少 向其中加入10 mL 0.2 mol·L-1 HCl溶液后,其 c(H+)和c(OH-)将发生怎样的变化 对水的电离平衡有何影响
c(H+) c(OH-) c(H+)和c(OH-)大小比较 溶液酸碱性 加酸后对水的电离平衡的影响
蒸馏水 加酸前 1.0×10-7 1.0×10-7 c(H+)=c(OH-) 中性 向H+和OH-结合成水的方向移动
加酸后 1.0×10-1 1.0×10-13 c(H+)>c(OH-) 酸性
思考2:25 ℃时,在10 mL ( http: / / www.21cnjy.com )蒸馏水中c(H+)和c(OH-)各是多少 向其中加入10 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液后,其c(H+)和c(OH-)将发生怎样的变化 对水的电离平衡有何影响
c(H+) c(OH-) c(H+)和c(OH-)大小比较 溶液酸碱性 加酸后对水的电离平衡的影响
蒸馏水 加碱前 1.0×10-7 1.0×10-7 c(H+)=c(OH-) 中性 向H+和OH-结合成水的方向移动
加碱后 1.0×10-13 1.0×10-1 c(H+)
1. 外界对溶液中c(H+)或c(OH ( http: / / www.21cnjy.com )-)所作的任何改变,结果总是c(H+)·c(OH-)=Kw,而与此相反的是,Kw值并不随溶液中c(H+)、c(OH-)的改变而改变,这就是水的电离平衡的特点。
2. 酸或碱的存在抑制了水的电离。
3. 常温下,若由水电离产生的H+或OH-小于1.0×10-7 mol·L-1,则原溶液为酸溶液或碱溶液。
例题3 常温下,某溶液由水电离的c(H+)=1×10-13mol·L-1,该溶液可能是 ( )
①硫酸钠溶液 ②氢氧化钠溶液 ③盐酸 ④醋酸钠溶液
A. ①④ B. ①② C. ②③ D. ③④
解析 由水电离的c(H+)=1×10-13mol·L-1<1×10-7mol·L-1,说明水的电离受到抑制,所以可能为酸或碱溶液。
答案 C
备讲例题
1. 已知在100 ℃的温度下,水的离子积Kw=1×10-12。下列说法正确的是 ( )
A. 0.05 mol·L-1H2SO4溶液pH=1
B. 0.001 mol·L-1NaOH溶液pH=11
C. 0.005 mol·L-1H2SO4溶液与0.01 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH为6,溶液显酸性
D. 完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=11的NaOH溶液50 mL
解析 解答本题需注意题中涉及的溶液温度为100 ℃,而不是25 ℃,此时Kw=1×10-12 。A项,c(H+)=0.05 mol·L-1×2=0.1 mol·L-1,pH=1,正确;B项,c(OH-)=0.001 mol·L-1,c(H+)==1×10-9 mol·L-1,pH=9,不正确;C项,H2SO4溶液中c(H+)=0.005 mol·L-1×2=0.01 mol·L-1,NaOH溶液中c(OH-)=0.01 mol·L-1,两溶液等体积混合后,恰好完全中和,溶液显中性,pH为6,不正确;D项,pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)==0.1 mol·L-1,则50 mL×10-3 mol·L-1=V(NaOH)·0.1 mol·L-1,V(NaOH)=0.5 mL,不正确。
答案 A
课堂评价(见学生用书第49页)
1. 下列四种溶液中,由水电离出的c(H+)之比(依次)为( )
①pH=0的盐酸 ②0.1 mol·L-1盐酸
③0.01 mol·L-1NaOH溶液 ④pH=11的NaOH溶液
A. 1∶10∶100∶1000 B. 0∶1∶12∶11
C. 14∶13∶12∶11 D. 14∶13∶2∶3
解析 ①c(H+)=1 mol·L-1
c(H+)水=c(OH-)=1×10-14 mol·L-1
②c(H+)=0.1 mol·L-1
c(H+)水==1×10-13 mol·L-1
③c(OH-)=1×10-2 mol·L-1
c(H+)水==1×10-12 mol·L-1
④c(OH-)=1×10-3 mol·L-1
c(H+)水==1×10-11 mol·L-1
所以(1×10-14)∶(1×10-13)∶(1×10-12)∶(1×10-11)=1∶10∶100∶1 000
答案 A
2. 在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如下图所示关系。下列各点对应溶液中关于离子共存的说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. a点:Fe3+、Na+、Cl-、S
B. b点:N、Ba2+、OH-、I-
C. c点:Na+、Ba2+、Cl-、C
D. d点:Na+、K+、S、Cl-
解析 a点溶液呈中性,Fe3+不存在,A项错;b点溶液呈酸性,OH-不存在,且N与OH-不共存,B项错;Ba2+与C 不共存,C项错;d点溶液呈碱性,Na+、K+、S、Cl—可以共存,D项正确。
答案 D
3. 25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是 ( )
A. 增大醋酸溶液的浓度,溶液中c(OH-)减小的原因是水的离子积Kw减小
B. 水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应
C. 同温、同浓度的盐酸和氢氧化钠稀溶液中,水的电离程度相同
D. 100 ℃时水的离子积常数Kw为5.5×10-13,说明水的电离是放热反应
解析 温度不变,水的离子积不变,A项错误 ( http: / / www.21cnjy.com );水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大,说明水的电离是吸热反应,B项错误;同温、同浓度的盐酸和氢氧化钠稀溶液都抑制水的电离,水电离出的c(H+)或c(OH-)是相同的,C项正确;100 ℃时水的离子积常数Kw为5.5×10-13>25 ℃的1×10-14,说明温度升高,平衡向正反应方向移动,水的电离是吸热反应,D项错误。
答案 C
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第41~42页中的练习。
第二单元 溶液的酸碱性
第一课时 溶液的酸碱性
课堂导学
新课引入
列举生产和生活中需要准确测定溶液的 ( http: / / www.21cnjy.com )酸碱度,从而控制其酸碱性的实例。如许多化工产品的生产需要在一定pH的溶液中进行;如人体体液的pH必须保持在一定的范围内才能保持健康;再如植物的生长需要适宜的pH范围。激发学生的学习兴趣,从而引出溶液的酸碱性与pH的关系、pH的计算与测量等教学内容。
目标导学(见学生用书第50~51页)
溶液的酸碱性和pH的关系
溶液呈何性,取决于溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小;pH的大小取决于溶液中的c(H+)。
pH=-lg c(H+),pOH=-lg c(OH-)
pH+pOH=-lg c(H+)·c(OH-)=-lg Kw=pKw
溶液酸碱性 c(H+)与c(OH-)关系 pH(室温)
任意温度 室温(mol·L-1)
酸性 c(H+)>c(OH-) c(H+)>1×10-7 <7
中性 c(H+)=c(OH-) c(H+)=c(OH-)=1×10-7 =7
碱性 c(H+)
注意:(1) 溶液呈中性的标志是c(H+)=c(OH-),未必pH=7。
(2) 酸性越强,pH越小;碱性越强 ( http: / / www.21cnjy.com ),pH越大;pH减小一个单位,c(H+)就增大到原来的10倍;pH减小n个单位,c(H+)就增大到原来的10n倍。
(3) 任意水溶液中c(H+)≠0,但 ( http: / / www.21cnjy.com )pH可为0,此时c(H+)=1 mol·L-1,一般c(H+)>1 mol·L-1时,pH<0,故直接用 c(H+)表示。
例题1 下列说法正确的是 ( )
A. pH=7的溶液一定显中性
B. pH=6的溶液一定显酸性
C. c(H+)
解析 25 ℃时,pH=7的 ( http: / / www.21cnjy.com )溶液显中性,pH=6的溶液显酸性,其他温度下不一定,A、B项不正确;溶液的酸碱性取决于c(H+)与c(OH-)的相对大小,只根据c(H+)或c(OH-)判断是偏面的,C项正确;正盐不一定显中性,D项错。
答案 C
pH的计算
1. 单一溶液的pH计算
(1) 强酸溶液如HnA,设浓度为c mol·L-1,则c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg nc。
(2) 强碱溶液如B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,则c(H+)=,pH=-lg c(H+)=14+lg nc。
2. 混合溶液pH的计算
(1) 强酸溶液之间的混合
pH=6和pH=3的两种盐酸,以等体积混合后,溶液的pH是 ( )
A. 2 B. 3.3 C. 4 D. 8
求解方法:求c(H+)→pH,c(H+)=。
速算规律:当V1=V2,pH相差2个单位以上时,pH(混)=pH(小)+0.3。
(2) 强碱溶液之间的混合
将pH=10的NaOH溶液与pH=12的NaOH溶液以1∶2体积比混合,混合后的pH最接近于( )
A. 10.5 B. 11.8
C. 10.8 D. 11
求解方法:先求c(OH-)再求出c(H+)pH。
c(OH-)=,c(H+)=
稀释规律:①强酸pH=a,加水稀释2倍,则pH=a+0.3。
②强碱pH=b,加水稀释2倍,则pH=b-0.3。
(3) 强酸、强碱的混合
①恰好完全中和,pH=7
常温下某强酸溶液pH=a, ( http: / / www.21cnjy.com )某强碱溶液的pH=b,已知a+b=13,酸碱溶液混合后pH=7,则酸溶液的体积V酸和碱溶液的体积V碱的正确关系是 ( )
A. V碱=10V酸 B. V酸=10V碱
C. V酸=2V碱 D. V酸=V碱
求解方法:求n(OH-)碱=n(H+)酸
c(OH-)碱·V碱= c(H+)酸·V酸
V酸∶V碱=c(OH-)碱∶c(H+)酸
②若酸过量
0.1 mol·L-1NaOH溶液和0.06 mol·L-1 H2SO4溶液等体积混合,求混合溶液的pH。
求解方法:求c(H+)混pH混
c(H+)混=
③若碱过量
0.1 mol·L-1盐酸和0.06 mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合,求混合溶液的pH。
求解方法:求c(OH-)混c(H+)混pH混
c(OH-)混=
在常温下,设酸溶液的pH=a,碱溶液的pH=b,若a+b=14,等体积混合。
混合前 混合后
盐酸 氢氧化钾溶液 pH=7
硝酸溶液 氨水 pH>7
硫酸溶液 氢氧化钠溶液 pH=7
醋酸溶液 氢氧化钡溶液 pH<7
规律总结:两强显中性,谁弱谁过量显谁性。
如常温下,下列溶液等体积混合:
pH=3的盐酸与pH=11的氢氧化钾溶液 pH=7
pH=3的硝酸与pH=11的氨水 pH>7
pH=3的硫酸与pH=11的氢氧化钠溶液 pH=7
pH=3的醋酸与pH=11的氢氧化钡溶液 pH<7
例题2 pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得混合液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是 ( )
A. 11∶1 B. 9∶1
C. 1∶11 D. 1∶9
解析 本题是求两溶液的体积比,实际上考查的是pH的计算,且属于酸碱混合碱过量的情况。可根据溶液混合反应后剩余c(OH-)浓度列式求解。
设以下标1表示酸,2表示碱。则混合前碱中c2(OH-)=0.1 mol·L-1,酸中c1(H+)=0.01 mol·L-1,则c余(OH-)=10-3 mol·L-1===0.001,解得V2∶V1=1∶9,故选项D正确。
此题也可用估算法巧解。因强碱中c2(OH- ( http: / / www.21cnjy.com ))是强酸中c1(H+)的10倍,故二者恰好完全中和的体积比应为V2∶V1=1∶10,而题中不是恰好反应,而是碱稍过量,因而V2∶V1应略大于1∶10,从而得出结果。
答案 D
pH的测量方法
1. 粗略测量——pH试纸
取一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用干净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部,在半分钟内与标准比色卡对照确定溶液的pH。
2. 精确测量——pH计(酸度计)。
例题3 用pH试纸测定某无色溶液的pH时,规范的操作是 ( )
A. 将pH试纸放入溶液中观察其颜色变化,跟标准比色卡比较
B. 将溶液倒在pH试纸上,跟标准比色卡比较
C. 用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较
D. 在试管内放入少量溶液,煮沸,把pH试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较
解析 用pH试纸测定某无色溶液的pH的规范操作:用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较。
答案 C
课堂评价(见学生用书第51~52页)
1. 25 ℃时,将某强酸和某强碱溶液按1∶10的体积比混合后溶液恰好呈中性,则混合前此强酸与强碱溶液的pH之和是 ( )
A. 12 B. 13 C. 14 D. 15
解析 设混合前强酸pH=a,强碱pH=b,则 ( http: / / www.21cnjy.com )c(H+)酸=1.0×10-a mol·L-1,c(OH-)碱=1.0×10b-14 mol·L-1。根据题意中“混合后溶液恰好呈中性”知:混合时n(H+)=n(OH-),则有1.0×10-a×1=1.0×10b-14×10,化简得:a+b=13。
答案 B
2. pH相同的醋酸溶液和盐酸,分别用蒸馏水稀释至原体积的m和n倍,稀释后两溶液pH仍相同,则m和n的关系是 ( )
A. m=n B. m>n
C. m
答案 B
3. 下列叙述正确的是 ( )
A. 某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液的pH=b,则a>b
B. pH=4.5的番茄汁中c(H+)是pH=6.5的牛奶中c(H+)的100倍
C. 1.0×10-3 mol·L-1盐酸的pH=3.0,1.0×10-8 mol·L-1盐酸的pH=8.0
D. 相同温度下,1 mol·L-1氨水与0.5 mol·L-1氨水中,c(OH-)之比是2∶1
解析 醋酸稀释后pH变大,A项错;B项正确; ( http: / / www.21cnjy.com )极稀的酸溶液pH接近7,但不可能大于7,C项错;氨水的浓度越小,电离度越大,1 mol·L-1氨水与0.5 mol·L-1氨水中,c(OH-)之比小于2∶1,D项错。
答案 B
4. 体积相同、pH相同的HNO3溶液和CH3COOH 溶液,与NaOH溶液中和时,两者消耗NaOH的物质的量 ( )
A. 相同 B. 中和HNO3的多
C. 中和CH3COOH 的多 D. 无法比较
解析 体积相同、pH相同的HNO3溶液和CH3COOH溶液,醋酸的物质的量远大于硝酸,消耗的NaOH的物质的量也多。
答案 C
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第43~44页中的练习。
第二课时 酸碱中和滴定
课堂导学
新课引入
展示工厂技术人员用滴定法测定 ( http: / / www.21cnjy.com )产品浓度的图片,以工农业生产中涉及的需要精确控制溶液的酸碱度的实例来引课。如土壤酸碱度对农作物生长的影响;化工生产中对电解质溶液pH的调控等。进而提出思考题“如何准确用已知浓度的碱测定酸的浓度”。
目标导学(见学生用书第52~54页)
酸碱中和滴定的原理
1. 一元酸、碱之间的反应可表示为HA+BOHBA+H2O。
酸、碱反应完全时,当有 n(HA)=n(BOH),
即c(HA)·V(HA)=c(BOH)·V(BOH)。
实验中若能测得V(HA)∶V(BOH) 的比值,即可根据已知酸(或碱)的物质的量浓度测定另一未知的碱(或酸)的物质的量浓度。
c(BOH)待测=c(HA)标准×或
c(HA)待测=c(BOH)标准×
2. 为提高实验的准确性,必须准确测定参加反应的两种溶液的体积以及准确判断中和反应是否恰好进行完全。
(1) 为准确测定溶液的体积,应选用精确度较高的滴定管(能精确到0.01 mL)。
(2) 为准确判断中和反应是否恰 ( http: / / www.21cnjy.com )好进行完全,可以选用适当的指示剂(变色点尽量与恰好中和时的pH接近;因人眼对红、紫、蓝的变化情况反应不灵敏,所以一般不选用石蕊作中和滴定时的指示剂)。
3. 酸碱指示剂的选择
酸碱滴定时一般选用的指示剂有酚酞和甲基橙。
强酸、强碱相互滴定 指示剂 NaOH 滴定 HCl HCl 滴定 NaOH
酚酞 由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色 由红色变为无色,记录数据(返加一滴NaOH又变红色)
甲基橙 由橙色变为黄色 由黄色变为橙色
例题1 一种一元强碱MOH溶液中加入一种酸HA反应之后,溶液呈中性,下列判断正确的是 ( )
A. 加入的酸过量
B. 混合前碱与酸中溶质物质的量相等
C. 生成的盐不发生水解
D. 反应后溶液中的A-、M+物质的量浓度相等
解析 当HA为强酸时,两者的物质的量相等, ( http: / / www.21cnjy.com )恰好完全反应,生成的盐不水解,溶液呈中性;当HA为弱酸时,两者恰好完全反应时,因生成的A-水解使溶液显碱性,欲使溶液显中性,需再加HA来抑制A-水解,则HA过量;溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒,c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-),所以,c(M+)=c(A-)。
答案 D
酸碱中和滴定的实验操作
1. 基本仪器和试剂
仪器:滴定管夹、酸式滴定管、碱式滴定管 ( http: / / www.21cnjy.com )、铁架台、锥形瓶、洗瓶等。试剂:标准强酸溶液(或标准强碱溶液)、待测强碱溶液(或待测强酸溶液)、酸碱指示剂(酚酞或甲基橙)。
( http: / / www.21cnjy.com )
2. 实验步骤
(1) 实验的准备阶段
①检漏:检验活塞部分是否漏水。
②洗涤:用蒸馏水洗涤滴定管2~3遍。
③润洗:用待装液润洗相应的滴定管2~3次。
④装液体:首先向滴定管中加入相应的液体,并使液面高于“0”刻度线。待赶气泡操作完毕后,应将液体的液面调节到“0”刻度线以下。
(2) 滴定:以用标准的0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,滴定未知浓度的HCl溶液为例。
①按实验要求首先取一定体积的未知浓度的HCl溶液置于锥形瓶中。
②滴加指示剂:向锥形瓶中加入2~3滴酚酞。
③滴定
左手:控制活塞(或玻璃球)。
右手:持锥形瓶颈部,向同一方向做圆周运动,振荡。
眼睛:注视锥形瓶内溶液颜色变化。
④滴定终点的判断:当向锥形瓶中加入最后1滴NaOH溶液,出现由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色现象时,说明滴定实验已经达到终点。
⑤重复上述操作2~3次。
(3) 数据处理:以下是实验的数据,请计算待测NaOH溶液的物质的量浓度。
序号 c(NaOH)/mol·L-1 V(NaOH)/mL V(HCl)/mL c(HCl)/mol·L-1 平均值
V(初始) V(终点) V/mL V(初始) V(终点) V/mL
1 0.100 0.10 19.90 0.20 20.20
2 0.100 0.00 19.85 0.10 20.15
3 0.100 0.20 20.10 0.15 20.25
例题2 某学生用0.10 mol·L-1KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作分解为如下几步:
A. 移取20.00 mL待测盐酸注入洁净的锥形瓶,并加入2~3滴酚酞。
B. 用标准溶液润洗滴定管2~3次。
C. 把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充满溶液。
D. 取标准KOH溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上1~2 cm。
E. 调节液面至“0”或“0”以下某一刻度,记下读数。
F. 把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准KOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度。
就此实验完成填空:
(1) 正确操作步骤的顺序是(用序号字母填写) 。
(2) 上述B步骤操作的目的是
。
(3) 上述A步骤操作之前,先用待测液润洗锥形瓶,则对滴定结果的影响是
。
(4) 判断到达滴定终点的实验现象是
。
(5) 若称取一定量的KOH固体(含少量NaOH)配制标准溶液并用来滴定上述盐酸,则对滴定结果产生的影响是 。
解析 (3) 若用待测液润洗锥形瓶 ( http: / / www.21cnjy.com ),则锥形瓶内所取待测液偏多,消耗标准液也将偏多,导致结果偏大。(5) 若用含NaOH的KOH溶液滴定盐酸,因为M(NaOH)
酸碱中和滴定的误差分析
滴定过程中的不当操作会影响测定结果的准确性,通过c待测=分析,不当的操作可能会引起c标准、V标准、V待测的改变,都能引起误差,但由于我们在计算时总是把c标准、V待测当成定值代入计算。例如用0.115 4 mol·L-1盐酸溶液滴定未知浓度NaOH溶液,设每次滴定都取25.00 mL待测液,算式为c(NaOH)==,所以分析误差时可从V标准偏大还是偏小来考虑。
例题3 下列几种情况对中和滴定结果无影响的是 ( )
A. 盛待测液的锥形瓶里留有蒸馏水
B. 滴定管尖嘴部分在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C. 滴定管在滴定前未将刻度调在“0”,而调在“2.40”
D. 滴定达终点时,俯视读数
解析 B、D项都会引起误差。
答案 AC
备讲例题
1. 氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有 0.001 mol·L-1酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液。反应的离子方程式是2Mn+5HS+H+2Mn2++5S+3H2O。请完成下列问题:
(1) 该滴定实验所需仪器有下列中的 (填字母)。
A. 酸式滴定管(50 mL)
B. 碱式滴定管(50 mL)
C. 量筒(10 mL) D. 锥形瓶
E. 铁架台 F. 滴定管夹
G. 烧杯 H. 白纸
I. 胶头滴管 J. 漏斗
(2) 不用 (填“酸”或“碱”)式滴定管盛放酸性KMnO4溶液,试分析原因:
。
(3) 本实验 (填“需要”或“不需要”)使用指示剂,理由是 。
(4) 滴定前平视KMnO4液面,刻度 ( http: / / www.21cnjy.com )为a mL,滴定后俯视刻度为b mL,则(b-a) mL比实际消耗KMnO4溶液体积 (填“多”或“少”),根据(b-a)mL计算得到的待测浓度比实际浓度 (填“大”或“小”)。
解析 (1) 氧化还原滴定实验同中和滴定类似,由中和滴定实验所需仪器的选用进行迁移可得出正确答案。
(2) 由于酸性KMnO4溶液具有强氧化性,能腐蚀橡皮管,故不能用碱式滴定管盛放酸性KMnO4溶液。
(3) Mn为紫色,Mn2+为无色,可用这一明显的颜色变化来判断滴定终点。
(4) 滴定后俯视液面,所读体积偏小,所测浓度比实际浓度偏低。
答案 (1) ABDEFH
(2) 碱 酸性KMnO4溶液浓度具有强氧化性,能腐蚀橡皮管
(3) 不需要 因为Mn→Mn2+时紫色褪去,现象明显
(4) 少 小
2. 某同学用一份已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作对滴定的结果有什么影响 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(1) 酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗。
(2) 往锥形瓶中加待测液前,用NaOH溶液润洗。
(3) 滴定前,滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失。
(4) 读酸式滴定管的刻度时,滴定前仰视凹液面最低处,滴定后俯视读数。
(5) 滴定过程中振荡锥形瓶时,有少量溶液溅出。
(6) 滴定到终点附近时,向锥形瓶中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁上沾的溶液。
解析 (1) 由于酸式滴定管未用所盛标准盐酸润洗,实际上盐酸变稀了,实验中盐酸多消耗,V(HCl)偏大,所以c(NaOH)偏大;
(2) 用NaOH溶液润洗后,瓶壁上会沾附少量NaOH溶液,实验中盐酸多消耗,V(HCl)偏大,所以c(NaOH)偏大;
(3) 滴定过程中要多消耗一部分盐酸去填充气泡的体积,V(HCl)偏大,所以c(NaOH)偏大;
(4) 仰视读数,使读数偏大;俯视读数,使读数偏小,因此读出的V(HCl)偏小,所以c(NaOH)偏小;
(5) 溅出溶液后,完全中和时消耗的盐酸量减少,V(HCl)偏小,所以c(NaOH)偏小;
(6) 加入少量蒸馏水,不改变溶液中NaOH物质的量,V(HCl)不变,所以无影响
答案 (1) 偏大 (2) 偏大 (3) 偏大 (4) 偏小 (5) 偏小 (6) 无影响。
课堂评价(见学生用书第54页)
1. 准确量取25.00 mL高锰酸钾溶液,可选用的仪器是 ( )
A. 50 mL量筒 B. 10 mL量筒
C. 50 mL酸式滴定管 D. 50 mL碱式滴定管
解析 准确量取25.00 mL高锰酸钾溶液应用酸式滴定管。
答案 C
2. 用已知浓度的NaOH溶液滴 ( http: / / www.21cnjy.com )定未知浓度的盐酸,滴定前仰视滴定管,滴定到终点时平视滴定管读数,使计算出的盐酸浓度与实际浓度比较 ( )
A. 偏高 B. 准确
C. 偏低 D. 可能偏高或偏低
解析 仰视滴定管读开始刻度时V(NaOH,aq)=V2-V1中的V1偏大,V(NaOH,aq)偏低,c(HCl)=中,c(HCl)也就偏低。
答案 C
3. 用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,若测得的结果偏高,则产生误差的原因可能是( )
A. 滴定时,装未知浓度的NaOH溶液的锥形瓶忘记用NaOH溶液润洗
B. 酸式滴定管用蒸馏水洗后,没用盐酸润洗
C. 滴定前,滴定管的尖嘴处有气泡,而在滴定后气泡消失
D. 滴定前仰视滴定管读取了酸式滴定管的读数,滴定后读数正确
解析 误差分析紧扣公式c标·V标=c ( http: / / www.21cnjy.com )待·V待,c标为定值,V待为定值,则待测液浓度与标准液的体积成正比。A选项锥形瓶不能润洗,未润洗对V标不产生影响;B选项未润洗滴定管导致盐酸稀释,使用盐酸偏多,V标偏大,则待测液浓度偏高;C选项滴定前有气泡,滴定后无气泡,读出的液体体积偏大,故待测液浓度偏高;D选项滴定前仰视滴定管读数,读取的盐酸标准溶液体积偏小,待测液浓度偏低。
答案 BC
4. 下图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1
B. P点时恰好完全中和,溶液呈中性
C. 曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线
D. 酚酞不能用作本实验的指示剂
解析 由图可知,盐酸与氢氧化钠溶液的浓 ( http: / / www.21cnjy.com )度相等,都是0.1 mol·L-1,A项错误;P点时盐酸与氢氧化钠溶液的体积相等,恰好完全中和,溶液呈中性,B项正确;曲线a对应的溶液起点的pH等于1,故曲线a是氢氧化钠溶液滴定盐酸的滴定曲线,C项错误;强酸和强碱的中和滴定,达到终点时溶液为中性,指示剂选择酚酞或甲基橙都可以,D项错误。
答案 B
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第45~46页中的练习。
第三单元 盐类的水解
第一课时 盐类的水解反应
课堂导学
新课引入
以 “酸溶液显酸性,碱溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液显碱性,那么盐溶液一定显中性吗”为主要问题进行设疑,以教材《活动与探究》的内容为基础,让学生进行分组实验,每组测三、四种盐溶液,然后将实验结果汇总。找出盐类组成与溶液酸碱性之间的规律性联系。
目标导学(见学生用书第55~56页)
盐溶液的酸碱性
教材实验解读:探究盐溶液的酸碱性
实验原理:由于强酸弱碱盐或强碱弱酸盐会水解,盐溶液可能显酸性、碱性,也可能显中性。
实验现象:
盐溶液 NaCl Na2CO3 NH4Cl CH3COONa AlCl3
溶液酸碱性 中性 碱性 酸性 碱性 酸性
盐的类型 强酸强碱盐 弱酸强碱盐 强酸弱碱盐 弱酸强碱盐 强酸弱碱盐
实验结论:
盐类型 强酸强碱盐 弱酸强碱盐 强酸弱碱盐
溶液酸碱性 中性 碱性 酸性
例题1 常温下,在48 mL pH=13的KOH溶液中加入12 mL 0.4 mol·L-1 CH3COOH溶液,所得到的溶液呈( )
A. 弱酸性 B. 强酸性
C. 弱碱性 D. 中性
解析 常温下,pH=13的KOH的浓度是0.1 mol·L-1,与CH3COOH恰好完全反应,生成的醋酸钾水解使溶液呈碱性,C项正确。
答案 C
盐类水解的本质
1. 盐类水解的实质:盐电离出的离 ( http: / / www.21cnjy.com )子与水电离出的H+(或OH-)结合生成弱酸(或弱碱),破坏了水的电离平衡,使水的电离程度增大。例如CH3COONa溶液呈碱性的原因是
CH3COONa Na++CH3COO-
H2OOH-+H+
CH3COO-+H+CH3COOH
水解的离子方程式:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
2. 盐类的水解是中和反 ( http: / / www.21cnjy.com )应的逆反应,两者在一定条件下可达到化学平衡,这一平衡习惯上被称为“水解平衡”。中和反应是放热反应,所以盐类的水解是吸热反应。
例题2 常温下,pH都是8的Ba(OH)2溶液和CH3COONa溶液中,由水电离出的c(OH-) ( )
A. 相等
B. 后者是前者的2倍
C. 后者是前者的50倍
D. 后者是前者的100倍
解析 Ba(OH)2抑制了水的电离,而CH3COONa促进了水的电离。
答案 D
盐类水解反应的表示
1. 由于水解程度一般不大,不能进行到底,只能达到平衡状态,所以水解方程式书写时一般用“”符号。如CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH。由于生成的难溶物或通常不稳定易分解的物质浓度都很小,不能达到饱和形成沉淀或分解为气体放出,所以不标沉淀“↓”与气体“↑”符号。
2. 多元弱酸正盐离子(弱酸根离子)的水解是分步进行的,以第一步水解为主,一般只写出第一步水解的化学方程式。如Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH。
3. 多元弱碱阳离子的水解反应,在中学阶段一般只用一步总反应方程式表示,如FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl。
例题3 下列用于解释溶液呈酸性或碱性原因的表达式正确的是 ( )
A. AlCl3溶液呈酸性:
Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
B. Na2CO3溶液呈碱性:
C+2H2OH2CO3+2OH-
C. CH3COONa溶液呈碱性:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
D. NaHSO4溶液呈酸性:
NaHSO4Na++H++S
解析 A选项应为可逆反应;B选项应分步水解。
答案 CD
课堂评价(见学生用书第56页)
1. 下列离子方程式正确的是 ( )
A. 硫化钠水解:S2-+2H2OH2S↑+2OH-
B. 硫氢化钠的水解:HS-+H2OH3O++S2-
C. 氯化铵溶液显酸性:
N+H2ONH3·H2O+H+
D. 明矾用于净水:
Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
解析 A项,S2-水解要分两步,且不产生H2S气体,S2-+H2OHS-+OH-,HS-+H2OH2S+OH-;B项是HS-的电离方程式,硫氢化钠水解的离子方程式为HS-+H2OH2S+OH- ;C项和D项正确。
答案 CD
2. 相同物质的量浓度的(a) ( http: / / www.21cnjy.com )NaOH、(b) HCl、(c) NH4Cl、(d) Na2CO3、(e) KNO3溶液,它们的pH由大到小的顺序为 ( )
A. (c)>(b)>(e)>(d)>(a)
B. (a)>(d)>(e)>(b)>(c)
C. (d)>(a)>(c)>(b)>(e)
D. (a)>(d)>(e)>(c)>(b)
解析 NaOH碱性比Na2CO3强,HCl酸性比NH4Cl强。
答案 D
3. 相同条件下,测得①NaClO、②CH3COONa两种溶液的pH相同。那么,它们的物质的量浓度的大小关系为( )
A. ①>② B. ②>①
C. ①=② D. 无法确定
解析 越弱越水解,等浓度的①NaClO、②CH3COONa碱性是前者强。
答案 B
4. 下列操作中,能使电离平衡H2OH++OH-向右移动且溶液呈碱性的是 ( )
A. 向水中通入氨气
B. 向水中加入Al2(SO4)3溶液
C. 向水中加入Na2CO3溶液
D. 将水加热到100 ℃,使pH=6
解析 水中通入氨气,溶液呈碱性,但是NH3·H2O电离产生OH-,水的电离平衡逆向移动,A项错误;水中加入Al2(SO4)3溶液,Al3+与水中OH-结合生成Al(OH)3,促进了水的电离,溶液显酸性,B项错误;水中加入Na2CO3溶液,C+H2OHC+OH-,水的电离向右移动且溶液呈碱性,C项正确;水加热到100 ℃,促进了水的电离,但溶液显中性,D项错误。
答案 C
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第47~48页中的练习。
第二课时 影响盐类水解的因素
课堂导学
新课引入
可采用复习引入法,复习内容包括: ( http: / / www.21cnjy.com )(1) 化学平衡移动规律;(2) 浓度、温度等因素对弱电解质电离平衡的影响;(3) 盐类水解的基本概念。在此基础上,引出盐类水解的影响因素的教学内容。
目标导学(见学生用书第57~58页)
盐类水解的影响因素
盐类水解规律可概括为“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,弱弱相对定”。
内因:组成盐的酸(碱)相对强弱。有弱才水解,越弱越水解。
外因:(1) 温度——升温,促进水解。
(2) 盐的浓度——越稀越水解。
(3) 对于水解显碱性的盐,加酸,促进水解;加碱,抑制水解。
教材实验解读:探究盐类水解程度的影响因素
实验原理:HClO、CH3COOH、HNO2都是弱酸,其酸性强弱顺序为 HNO2>CH3COOH>HClO。酸性越强,其盐溶液的碱性越弱。
实验结论:影响盐水解的主要因素是盐本身的性质,组成盐的酸根对应的酸越弱(或阳离子对应的碱越弱),水解程度越大,即“越弱越水解”规律。
教材实验解读:探究盐类水解程度的影响因素
实验原理:FeCl3的水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。影响FeCl3水解的因素有:
(1) 浓度——增大反应物浓度,促进水解;增大生成物浓度,抑制水解。
(2) 温度——温度升高,促进水解。
操作步骤:
(1) 用pH计测量0.1 mol·L-1 FeCl3溶液的pH,加水稀释10倍,再测溶液的pH。
(2) 取A、B、C 3支试管分别 ( http: / / www.21cnjy.com )加入等体积的0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3。将A试管加热至沸腾,向B试管中加入3滴 6 mol·L-1 H2SO4溶液,并与C试管进行比较。
实验现象:
(1) 加水稀释后,溶液的pH比原来的pH大,但增大的数值小于1。
(2) 加热后Fe2(SO4)3溶液颜色加深,加6 mol·L-1 H2SO4溶液后颜色变浅。
实验结论:
(1) 溶液越稀,水解程度越大。
(2) 温度越高,水解程度越大。
(3) 对于水解显酸性的溶液,增加H+浓度,水解程度减小。
例题1 等温、等物质的量浓度的下列溶液中,N浓度最大的是 ( )
A. NH4Cl B. NH4HSO4
C. NH4NO3 D. NH4HCO3
解析 这些都是铵盐,铵根离子会发生水解,N+H2ONH3·H2O+H+,HC水解显碱性,促进N水解,NH4HCO3中N浓度最小;NH4HSO4还能电离出H+,抑制N水解,NH4HSO4中N浓度最大,答案是B。
答案 B
盐类水解的应用
1. 某些盐溶液的配制、保存
(1) 在配制FeCl3、AlCl3、CuCl2、SnCl2等溶液时为防止水解,常先将盐溶于少量相应的酸中,再加蒸馏水稀释到所需浓度。
(2) Na2SiO3、N ( http: / / www.21cnjy.com )a2CO3、NH4F等不能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶中,因Na2SiO3、Na2CO3水解呈碱性,产生较多OH-。NH4F水解产生HF,OH-、HF均能腐蚀玻璃。
2. 热的纯碱溶液去油污效果好
加热能促进纯碱水解,产生的c(OH-)较大,而油污中的油脂在碱性较强的条件下,水解得到促进。故热的比冷的效果好。
3. FeCl3、KAl2(SO4)2·12H2O等可作净水剂
Fe3+、Al3+水解产生少量 ( http: / / www.21cnjy.com )胶状的Fe(OH)3、Al(OH)3,结构疏松、表面积大、吸附能力强,故它们能吸附水中悬浮的小颗粒而沉降,从而起到净水的作用。
4. 泡沫灭火器原理
利用Al2(SO4)3和NaHCO3溶液反应,产生二氧化碳来灭火。Al3+易结合水电离出的OH-,HC易结合水电离出的H+,导致溶液中H+ 和OH-浓度均大量减少,促进水解反应正向进行,直至完全。离子方程式为Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑。
例题2 为了除去氯化铜酸性溶液中的Fe3+,可在加热条件下加入一种过量的试剂,过滤后再加入适量的盐酸。这种试剂是( )
A. 氧化铜 B. 氢氧化铜
C. 碳酸钠 D. 金属铜
解析 除去氯化铜酸性溶液中的Fe3+,就是要使铁离子水解完全,消耗氢离子但不能引入杂质离子,符合题意的是A、B项。
答案 AB
盐溶液的酸碱性
1. 酸、碱、正盐溶液的酸碱性
酸溶液显酸性;碱溶液显碱性;正盐溶液,谁强显谁性。
2. 酸式盐溶液的酸碱性
(1) 强酸的酸式盐——一般仅考虑电离过程,溶液显酸性。如NaHSO4、KHSO4。
(2) 中强酸的酸式盐——一般电离程度>水解程度,溶液显酸性。如NaHSO3、KHC2O4。
(3) 弱酸的酸式盐——一般电离程度<水解程度,溶液显碱性。如NaHCO3、KHS。
3. 盐和酸、盐和碱的混合溶液
等浓度的 CH3COOH和CH3COONa混合溶液:显酸性。
等浓度的NH4Cl、NH3·H2O混合溶液:显碱性。
等浓度的HCN和NaCN混合溶液:显碱性。
例题3 现有等浓度的下列溶液:①醋酸、②苯酚、③苯酚钠、④碳酸、⑤碳酸钠、⑥碳酸氢钠。按溶液pH由小到大排列正确的是 ( )
A. ④①②⑤⑥③ B. ④①②⑥⑤③
C. ①④②⑥③⑤ D. ①④②③⑥⑤
解析 一般情况下,溶液等浓度时,pH由小到大 ( http: / / www.21cnjy.com )的顺序是:强酸<弱酸<强酸弱碱盐<强酸强碱盐<强碱弱酸盐<弱碱<强碱。而盐溶液中,盐对应的酸越弱,其强碱弱酸盐碱性越强,故选C项。
答案 C
备讲例题
1. 在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:C+H2OHC+OH-。下列说法正确的是 ( )
A. 稀释溶液,水解平衡常数增大
B. 通入CO2,平衡向正反应方向移动
C. 升高温度,减小
D. 加入NaOH固体,溶液pH减小
解析 平衡常数仅与温度有关,故稀释时 ( http: / / www.21cnjy.com )是不变的,A项错;CO2通入水中,相当于生成H2CO3,可以与OH-反应,而促进平衡正向移动,B项正确;升温,促进水解,平衡正向移动,故表达式的结果是增大的,C项错;D项,加入NaOH,碱性肯定增强,pH增大,故错。
答案 B
2. 为了得到比较纯净的物质,下列使用的方法恰当的是( )
A. 向Na2CO3饱和溶液中,通入过量CO2后,加热蒸发得NaHCO3晶体
B. 加热蒸发CuCl2饱和溶液得纯净的CuCl2晶体
C. 向FeBr2溶液中加入过量的氯水,加热蒸发得FeCl3晶体
D. 向FeCl3溶液里加入足量的NaOH溶液,经过滤、洗涤沉淀,再充分灼烧沉淀得Fe2O3
解析 A项中,加热蒸发N ( http: / / www.21cnjy.com )aHCO3变为Na2CO3;B项中,加热CuCl2溶液,随着HCl的挥发,水解程度增大,最终生成Cu(OH)2,Cu(OH)2继续分解生成CuO;C项中加热蒸发FeCl3溶液生成Fe(OH)3,Fe(OH)3继续分解生成Fe2O3。
答案 D
课堂评价(见学生用书第58页)
1. 已知K2HPO4溶液中HP的水解程度大于电离程度,对于平衡:HP+H2OH3O++P,欲使K2HPO4溶液中c(HP)、c(H3O+)、c(P)三种离子浓度均减小,可采取的办法是 ( )
A. 加水 B. 加少量消石灰固体
C. 加热 D. 加少量硝酸银固体
解析 加入消石灰Ca(OH)2,H3O+生成H2O,P生成Ca3(PO4)2沉淀,平衡右移,c(HP)、c(H3O+)、c(P)三种离子浓度均减小。
答案 B
2. 向三份0.1 m ( http: / / www.21cnjy.com )ol·L-1 CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固体(忽略溶液体积变化),则CH3COO-浓度的变化依次为 ( )
A. 减小、增大、减小 B. 增大、减小、减小
C. 减小、增大、增大 D. 增大、减小、增大
解析 在CH3COONa溶液中存在平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,加入NH4NO3固体促进了CH3COO-水解,平衡右移,CH3COO-浓度减小;加入Na2SO3固体抑制了CH3COO-水解,平衡左移,CH3COO-浓度增大;加入FeCl3固体促进了CH3COO-的水解,平衡右移,CH3COO-浓度减小。
答案 A
3. 在pH为4~5的环境中,Cu ( http: / / www.21cnjy.com )2+和Fe2+不水解,而Fe3+几乎完全水解。工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右。再慢慢加入粗氧化铜(含杂质FeO),充分搅拌使之溶解。欲除去所得CuCl2溶液中的杂质离子,下列方法可行的是 ( )
A. 加入HNO3将Fe2+氧化成Fe3+,再加水稀释至pH=4~5
B. 向溶液中通入Cl2,再加入CuO粉末调节至pH=4~5
C. 向溶液中通入Cl2,再通入NH3调节至pH=4~5
D. 向溶液中通入H2O2,再加入CuO粉末调节至pH=4~5
解析 根据题意首先需要将Fe2+氧化成 ( http: / / www.21cnjy.com )Fe3+,合适的氧化剂是Cl2或H2O2,选择HNO3将会引入杂质离子,然后调节溶液pH至4~5,选择CuO比较合适,选择NH3引入杂质离子,选择答案是B、D。
答案 BD
4. 在蒸发皿中用酒精灯加热蒸干下列物质的溶液然后灼烧,可以得到该物质固体的是 ( )
A. AlCl3 B. Na2SO3
C. KMnO4 D. MgSO4
解析 AlCl3溶液蒸干发生水解后得到A ( http: / / www.21cnjy.com )l(OH)3,灼烧得到Al2O3,A项错误;Na2SO3溶液蒸干后,灼烧过程被氧化得到Na2SO4,B项错误;KMnO4溶液蒸干后得KMnO4,灼烧后得K2MnO4、MnO2,C项错误;MgSO4溶液蒸干后得MgSO4,灼烧后仍得MgSO4,D项正确。
答案 D
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第49~50页中的练习。
第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡
第一课时 沉淀溶解平衡原理
课堂导学
新课引入
以NaCl饱和溶液中加入NaCl固体建 ( http: / / www.21cnjy.com )立的溶解平衡为例,通过复习溶解度的相关概念,帮助学生回顾溶解平衡的相关知识,为进行难溶物的溶解平衡及溶度积的教学作铺垫。也可直接以自然界中存在的沉淀溶解平衡的生活事实为例引入新课。
目标导学(见学生用书第59~60页)
沉淀溶解平衡的建立
沉淀溶解平衡是在一定温度下,当溶解和结晶(溶解和沉淀)速率相等时建立的平衡,是一种动态平衡。如AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。
在一定条件下,当难溶电解质在水中形成饱和溶液时,沉淀的溶解速率与沉淀的生成速率相等时,达到平衡状态。
教材实验解读:沉淀溶解平衡的建立
实验原理:PbI2是难溶电解质,在水中并不是 ( http: / / www.21cnjy.com )一点都不溶解,而是有一定的溶解度,加入AgNO3溶液后和溶液中微量的PbI2反应生成AgI沉淀。
实验现象:加入AgNO3溶液后有黄色沉淀产生。
实验结论:PbI2能在水中建立沉淀溶解平衡。
例题1 下列对沉淀溶解平衡的叙述正确的是( )
A. 反应开始时,溶液中各离子浓度相等
B. 沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等
C. 沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变
D. 沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解
解析 A项,反应开始时,各离子 ( http: / / www.21cnjy.com )的浓度没有必然的关系;C项,沉淀溶解达到平衡时溶液中溶质的离子浓度保持不变,但不一定相等;D项,沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于固体的浓度为常数,故平衡不发生移动。
答案 B
溶度积常数
难溶电解质溶度积常数通式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)
Ksp只与温度有关,与离子浓度没有关系。
溶度积与溶解度都可表示物质的溶解能 ( http: / / www.21cnjy.com )力,但它们既有区别又有联系。相同类型的电解质,可以通过溶度积数据直接比较溶解度大小,不同类型,不可直接比较。
在难溶电解质AmBn的溶液中 ( http: / / www.21cnjy.com ),如任意状态时离子浓度幂的乘积[cm(An+)·cn(Bm-)](简称离子积)用Qc表示,Qc和Ksp间的关系有以下三种可能:
1. Qc=Ksp,沉淀与溶解达到动态平衡,该溶液是饱和溶液。
2. Qc
例题2 在AgNO3饱和溶液中,加入NaCl固体,达平衡时,则( )
A. c(Ag+)=c(Cl-)
B. c(Ag+)=c(Cl-)=[Ksp(AgCl)
C. c(Ag+)≠c(Cl-),c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
D. c(Ag+)=c(Cl-),c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
解析 根据溶度积的定义来计算并判断。
答案 C
沉淀溶解平衡的影响因素
1. 内因:难溶电解质本身的性质,绝对不溶的物质是没有的,同样是微溶物质,溶解度差别也很大。
2. 外因
(1) 浓度:加水稀释,平衡向溶解方向移动。
(2) 温度:升温,多数平衡向溶解方向移动,少数如Ca(OH)2的溶解平衡向生成沉淀的方向移动。
(3) 向沉淀溶解平衡体系中加入相同的离子,使平衡向生成沉淀的方向移动。
例题3 对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后,c(Ag+)和Ksp(AgCl)均保持不变的是 ( )
A. 加热 B. 加少量水稀释
C. 加入少量盐酸 D. 加入少量AgNO3
解析 加热促进AgCl固体溶解,c(Ag+) ( http: / / www.21cnjy.com )和Ksp(AgCl)都增大,A项错;加少量水稀释,由于溶液中存在未溶解的AgCl固体,所以溶液仍饱和,故c(Ag+)和Ksp(AgCl)保持不变,B项正确;加入盐酸,c(Cl-)增大,c(Ag+)减小,Ksp(AgCl)不变,C项错;加入AgNO3,c(Ag+)增大,Ksp(AgCl)不变,D项错。
答案 B
备讲例题
1. 欲增加Mg(OH)2在水中的溶解度,可采用的方法是 ( )
A. 减小溶液pH
B. 加入2.0 mol·L-1 NH4Cl
C. 加入0.1 mol·L-1 MgSO4
D. 加入适量95%乙醇
解析 A选项减小溶液pH即增强溶液酸性;B选项NH4Cl显酸性。
答案 AB
2. 下列关于Ksp的叙述正确的是 ( )
A. Ksp是一常数,与温度无关
B. Ksp表示难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,溶液中离子浓度的幂次乘积
C. Ksp与难溶电解质的本性及浓度有关
D. 相同类型的难溶电解质Ksp愈大,难溶电解质的溶解度愈大
解析 A选项Ksp与温度有关;C选项Ksp与难溶电解质的浓度无关。
答案 BD
课堂评价(见学生用书第60~61页)
1. 向饱和BaSO4溶液中加水,下列叙述正确的是 ( )
A. BaSO4的溶解量增大、Ksp不变
B. BaSO4的溶解度、Ksp增大
C. BaSO4的溶解度不变、Ksp增大
D. BaSO4的溶解度、Ksp均不变
解析 向饱和BaSO4溶液中加水,平衡向溶解方向移动,但溶解度、Ksp只与温度有关。
答案 AD
( http: / / www.21cnjy.com )
2. T ℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如右图所示。又知T ℃时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是 ( )
A. T ℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13
B. 在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C. 图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D. T ℃时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816
解析 根据图中c点的c(Ag+)和c(Br-)可得该温度下AgBr的Ksp为7×10-7×7×10-7=4.9×10-13,A项正确;在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,B项错误;在a点时Qc
3. 下列说法正确的是 ( )
A. 在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c(Ba2+)增大
B. 室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐中的溶解度
C. 相同温度下,将足量氯化银固体分别放入 ( http: / / www.21cnjy.com )相同体积的①蒸馏水、②0.1 mol·L-1盐酸、③0.1 mol·L-1氯化镁溶液、④0.1 mol·L-1硝酸银溶液中,Ag+浓度:①>④=②>③
D. Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与溶液中的离子浓度无关
解析 加入Na2SO4固体后,溶液中c(S)增大,使BaSO4的溶解平衡向左移动,c(Ba2+)减小,A项错误;增加氯离子的量,AgCl的沉淀溶解平衡逆向移动,溶解度减小,B项错误;由于温度相同则氯化银在四种溶液中的Ksp相同,所以Cl-浓度越大,Ag+浓度就越小,所以Ag+浓度大小顺序为④>①>②>③,C项错误;Ksp只与温度和具体难溶电解质类型有关,与离子浓度无关,D项正确。
答案 D
4. 已知:25℃时,Ksp[Mg(OH) ( http: / / www.21cnjy.com )2]=5.61×10-12,Ksp(MgF2)=7.42×10-11。下列说法正确的是 ( )
A. 25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
B. 25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
C. 25℃时,Mg(OH)2 ( http: / / www.21cnjy.com )固体在20mL0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D. 25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
解析 A项,Mg(OH)2的溶度积小,故其电离出的Mg2+浓度要小一些,错;B项,N 可以结合Mg(OH)2电离出的OH-,从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动,c(Mg2+)增大,正确;C项,Ksp仅与温度有关,错;D项,由于MgF2的溶度积更大,所以沉淀会向更难溶的方向进行,但是如果NaF溶液的浓度足够大,还是可以生成MgF2沉淀的,错。
答案 B
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第51~52页中的练习。
第二课时 沉淀溶解平衡原理的应用
课堂导学
新课引入
通过复习沉淀溶解平衡的建立过程,以及溶度积的 ( http: / / www.21cnjy.com )相关概念引出话题——如何采取合理的措施使沉淀溶解平衡正向或逆向移动。结合教材《交流与讨论》开始本课的学生活动。
目标导学(见学生用书第62~63页)
沉淀的生成
1. 沉淀生成的应用
在涉及无机制备,提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
2. 沉淀的方法
(1) 调节pH:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶于水,再加入氨水调节pH至7~8,可使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
(2) 加沉淀剂法:如以N ( http: / / www.21cnjy.com )a2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS,是分离、除去杂质常用的方法。
例题1 已知,Ksp(Fe ( http: / / www.21cnjy.com )S)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=1.3×10-36,Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp(HgS)=6.4×10-53,下列离子方程式不正确的是 ( )
A. FeS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Fe2+(aq)
B. FeS(s)+Hg2+(aq)HgS(s)+Fe2+(aq)
C. HgS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Hg2+(aq)
D. FeS(s)+Mn2+(aq)MnS(s)+Fe2+(aq)
解析 FeS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Fe2+(aq),反应的平衡常数K=====4.85×1018>1,反应能够向正反应方向进行,A项正确;同理B项中K==9.8×1034>1,反应能够向正反应方向进行,B项正确;同理C项中K==1.01×10-35<1,反应不能够向正反应方向进行,C项错误;同理D项中K==2.52×10-5<1,反应不能够向正反应方向进行,D项错误。
答案 CD
沉淀的溶解
1. 转化生成弱电解质
(1) 生成弱酸,如FeS(s)+2H+(aq)Fe2+(aq)+H2S↑,其实质是H+消耗S2-生成了H2S。实验室用CaCO3和HCl反应制备 CO2 也是此原理。
(2) 生成水:Mg(OH)2(s)+2H+2H2O+Mg2+(aq)。
2. 发生氧化还原反应。如CuS不溶于HCl但却溶于硝酸,这是因为3CuS+8HNO33Cu(NO3)2+3S+2NO↑+4H2O。
3. 生成难解离的配合物离子
AgCl(s)+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl-;AgBr(s)+2S2[Ag(S2O3)2]3-+Br-(用于照相术)
例题2 Fe(OH)3难溶于水,存在平衡:Fe(OH)3(s)Fe3++3OH-,在Fe(OH)3悬浊物中加入少量下列物质后,可使溶液中的Fe3+浓度增大的是( )
A. NaOH溶液 B. 稀盐酸
C. 稀HI D. 水
解析 A项增大了OH-浓度,使平衡向 ( http: / / www.21cnjy.com )逆反应方向移动;B项消耗OH-,使平衡正向移动;C项消耗OH-,但I-又能与Fe3+发生氧化还原反应;D项的平衡尽管正向移动,但加水的体积对浓度的影响大,溶液中Fe3+的浓度都会降低。
答案 B
沉淀的转化
1. 由难溶的沉淀转化为更难溶的沉淀——是比较容易实现的一种转化。如在PbI2悬浊液中,加入AgNO3溶液后,PbI2+2Ag+2AgI+Pb2+,K转=== 1,所以只要较低物质的量浓度的Ag+即可消耗I-使PbI2不断溶解最终完全转化为更难溶的沉淀AgI。
2. 由难溶的沉淀转化为更易溶的沉淀——是比较难以实现的一种转化,前提是“两种沉淀的溶解度相差不是很大”。如虽然Ksp(BaSO4)
例题3 已知如下物质的溶度积常数:Ksp ( http: / / www.21cnjy.com )(FeS)=6.3×10-18;Ksp(CuS)=1.3×10-36;Ksp(ZnS)=1.6×10-24。下列说法正确的是 ( )
A. 同温度下,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B. 将足量CuSO4溶解在0.1 mol·L-1 H2S溶液中,Cu2+能达到的最大浓度为1.3×10-35 mol·L-1
C. 因为H2SO4是强酸,故CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4不能发生
D. 除去工业废水中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂
解析 对于三种同类型难溶物,Ksp ( http: / / www.21cnjy.com )越小,溶解度越小,故CuS的溶解度小于ZnS,A项错误;H2S属于弱电解质,c(S2-)远远小于0.1 mol·L-1(极限最大值),故不能由此计算Cu2+能达到的最大浓度,B项错误;尽管H2SO4是强酸,但因为CuS溶度积常数非常小,H2SO4不溶解CuS,故反应能发生,C项错误;因为相对于FeS,CuS的Ksp更小,故而能够实现沉淀的转化,D项正确。
答案 D
备讲例题
1. 常温下,AgCl、AgBr ( http: / / www.21cnjy.com )、AgI的溶度积常数(Ksp)依次为1.8×10-10、5.0×10-13、8.3×10-17 。下列有关说法错误的是 ( )
A. 常温下在水中溶解能力:AgCl>AgBr>AgI
B. 在AgCl饱和液中加入足量浓NaBr溶液有AgBr沉淀生成
C. 在AgBr饱和溶液中加入足量浓NaCl溶液不可能有AgCl沉淀生成
D. 在AgI饱和液中加入NaI固体有AgI沉淀析出
解析 对于同种类型的沉淀,Ksp越大,溶解度越大。溶解度大的沉淀在一定条件下可以转化为溶解度小的沉淀。
答案 C
课堂评价(见学生用书第63页)
1. 某酸性化工废水中含有Ag+、Pb2+等重金属离子。有关数据如下:
难溶电解质 AgI Ag2S PbI2 Pb(OH)2 PbS
Ksp(25 ℃) 8.3×10-12 6.3×10-50 7.1×10-9 1.2×10-15 3.4×10-26
在废水排放之前,用沉淀法除去这两种离子,应该加入的试剂是 ( )
A. 氢氧化钠 B. 硫化钠
C. 碘化钾 D. 氢氧化钙
解析 根据表格中的数据知,硫化银和硫化铅的溶度积很小,故应加入硫化钠除去这两种金属离子。
答案 B
2. 氢氧化钙在80 ℃时 ( http: / / www.21cnjy.com )的溶解度为x g,20 ℃时的溶解度为y g。取20 ℃的氢氧化钙饱和溶液,蒸发掉W g水后再恢复到20 ℃,其溶液里溶质的质量分数为z%,则下列关系正确的是 ( )
A. y>x,y>z B. x>y>z
C. y
答案 A
3. 化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),下列说法错误的是 ( )
A. MnS的Ksp比CuS的Ksp大
B. 该反应达到平衡时c(Cu2+)=c(Mn2+)
C. 往平衡体系中加入少量CuSO4固体,c(Mn2+)变大
D. 该反应的平衡常数K=
解析 根据沉淀转化向溶度积小的方向进行的规律,Ksp(MnS)>Ksp(CuS),A项正确;达到平衡时,c(Cu2+)、c(Mn2+)保持不变,但不一定相等,B项错误;往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,平衡向正反应方向移动,c(Mn2+)变大,C项正确;该反应的平衡常数K===,D项正确。
答案 B
4. 在AgCl饱和溶液中,尚有AgCl固体存在,当分别向溶液中加入下列物质时,将有何种变化
加入物质 平衡移动方向 AgCl溶解度 溶液中浓度
c(Ag+) c(Cl-)
0.1 mol·L-1HCl
0.1 mol·L-1AgNO3
KNO3(溶液)
2 mol·L-1 NH3·H2O
H2O
解析 根据沉淀溶解平衡的相关规律进行解答。
答案
加入物质 平衡移动方向 AgCl溶解度 溶液中浓度
c(Ag+) c(Cl-)
0.1 mol·L-1HCl 沉淀方向 减小 减小 增大
0.1 mol·L-1AgNO3 沉淀方向 减小 增大 减小
KNO3(溶液) 溶解方向 不变 减小 减小
2 mol·L-1NH3·H2O 溶解方向 增大 减小 增大
H2O 溶解方向 不变 减小 减小
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《练习本》第53~54页中的练习。
专题3复习课
单元网络(见学生用书第64页)
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单元整合(见学生用书第64~66页)
强弱电解质的比较
1. 等体积(0.1 L)等物质的量浓度(0.1 mol·L-1)的HCl与CH3COOH溶液
(1) 稀释过程中溶液的pH变化
等物质的量浓度的一元强酸与一元弱酸加水稀释相同的倍数,弱酸的pH大于强酸,且弱酸的pH增大的趋势小于强酸。
(2) 中和NaOH能力的大小比较
对于盐酸:滴定终点时,pH=7,此时n(NaOH)=n(HCl);
对于醋酸:滴定终点时,pH>7,此时n(NaOH)=n(CH3COOH)。
2. 等体积(0.1 L)等pH(=1)的HCl与CH3COOH溶液
(1) 稀释过程中溶液的pH变化
等pH的一元强酸与一元弱酸加水稀释相同的倍数,强酸的pH大于弱酸,弱酸的pH增大的趋势小于强酸。
(2) 中和NaOH能力的大小比较
对于盐酸:滴定终点时,pH=7,此时n(NaOH)=n(HCl);
对于醋酸:滴定终点时,pH>7,此时n(NaOH)=n(CH3COOH)。
例题1 ①pH=2的CH3COO ( http: / / www.21cnjy.com )H溶液;②pH=2的盐酸;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液。相同条件下,有关上述溶液的比较正确的是 ( )
A. 水电离的c(H+):①=②=③=④
B. 将②、③溶液混合后,pH=7,消耗溶液的体积:②<③
C. 等体积的①、②、④溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的量:②最大
D. 向溶液中加入100 mL水后,溶液的pH:
③>④>②>①
解析 B项,由于氨水的浓度远远大于盐酸,故消耗其体积要小于盐酸,错误;C项,产生氢气最多的是①,错误。
答案 AD
水的电离平衡的移动
室温由水电离出的离子浓度 对水电离影响 c(H+)水与c(OH-)水关系
纯水 c=1×10-7 mol·L-1 c(H+)水=c(OH-)水=x
酸溶液碱溶液 c<1×10-7 mol·L-1 抑制
强酸弱碱盐强碱弱酸盐 c>1×10-7 mol·L-1 促进
强碱强酸盐 c=1×10-7 mol·L-1 无
在能水解的盐溶液中,水的电离受到促进。且当强酸弱碱盐的pH和强碱弱酸盐的pOH相等时(同一温度),则促进程度相等。
较浓溶液中水电离出c(H+)的大小:
(1) 酸溶液中c(OH-)等于水电离出的c(H+);
(2) 碱溶液中c(H+)等于水电离出的c(H+);
(3) 强酸弱碱盐溶液中的c(H+)等于水电离出c(H+);
(4) 强碱弱酸盐溶液中的c(OH-)等于水电离出的c(OH-)。
例题2 室温下,下列关于pH均为9、体积均为10 mL的NaOH溶液和CH3COONa溶液的比较说法正确的是 ( )
A. 两种溶液中的c(Na+)相等
B. 分别加热到相同温度时,CH3COONa溶液的pH小
C. 分别加水稀释到100 mL时,两种溶液的pH依然相等
D. 两溶液中由水电离出的c(OH-)之比为
解析 pH相同的NaOH溶液和CH3 ( http: / / www.21cnjy.com )COONa溶液的浓度并不相同,CH3COONa溶液的浓度远大于NaOH溶液的浓度;对两溶液加热时,CH3COONa水解程度增大,c(OH-)增大,然而NaOH溶液中的c(OH-)不变,故加热后的溶液CH3COONa的pH大;加水稀释10倍,NaOH溶液的pH变为8,CH3COONa溶液的pH在8~9之间;在NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)为10-9,在CH3COONa溶液中由水电离出的c(OH-)为10-5,故D项正确。
答案 D
离子浓度大小比较
1. 三个守恒关系
(1) 物料守恒:电解质溶液中任何一种元素的原子总是守恒的。
(2) 电荷守恒:电解质溶液中阳离子所带正电荷总数一定等于阴离子所带负电荷总数。
(3) 质子守恒:在同一水溶液中,各 ( http: / / www.21cnjy.com )种粒子给出的H+数必然等于得到的H+数,H+就是质子,这就是所谓的质子守恒。质子守恒式可以通过分析H+的传递过程进行构建,也可以通过约简物料守恒与电荷守恒式中不水解的离子的浓度项进行构建。例如:
Na2S溶液中 NaHCO3溶液中
物料守恒 c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)] c(Na+)=c(HC)+c(C)+c(H2CO3)
电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-) c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC)+2c(C)
质子守恒 c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S) c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(C)
2. 离子浓度大小比较
(1) 一种盐溶液中各种离子浓度的相对大小
①当盐中阴、阳离子化合价相等时
CH3COONa:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
NH4Cl:c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(OH-)
②当盐中阴、阳离子化合价不等时
Na2S:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
(NH4)2SO4:c(N)>c(S)>c(H+)>c(OH-)
(2) 两种电解质溶液混合后各种离子浓度的相对大小
①若酸与碱恰好完全反应,则相当于一种盐溶液。
②若酸与碱反应后尚有弱酸或弱碱剩余,则要看弱酸或弱碱的电离程度与盐水解程度的相对大小。
例题3 常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是( )
A. 在0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中:
c(Na+)+c(H+)=c(C)+c(HC)+c(OH-)
B. pH相等的①NH4Cl、②NH4NO3、③NH4HSO4溶液中,c(N)大小顺序:①=②>③
C. pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:
c(Cl-)=c(N)>c(OH-)=c(H+)
D. 0.2 mol·L-1CH3 ( http: / / www.21cnjy.com )COOH溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合:2c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)
解析 A项是电荷守恒,碳酸根离子前面少系数2,错;氯离子、硝酸根离子是强酸阴离子,对铵根离子的水解没有影响,硫酸氢根电离出来的氢离子抑制了铵根离子的水解,c(N)大小顺序为③>①=②,B项错误;C项中的氨水过量,溶液显碱性,错;D项根据电荷守恒和物料守恒推出,正确。
答案 D
[题组训练]
1. 0.1 mol·L-1Na2S溶液,下列关系正确的是 ( )
A. c(Na+)=2c(S2-)
B. c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
C. c(Na+)>c(S2-)>c(HS-)>c(OH-)
D. c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
解析 A项是物料守恒,正确的是c(N ( http: / / www.21cnjy.com )a+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S);B项是质子守恒,正确;C项由硫离子水解产生的c(HS-)=c(OH-),水还要电离出少量的氢氧根离子,c(OH-)>c(HS-),错;D项是电荷守恒,正确。
答案 BD
2. 0.1 mol·L-1下列溶液中,有关微粒的物质的量浓度关系正确的是 ( )
A. NH4Cl溶液:c(Cl-)>c(N)>c(OH-)>c(H+)
B. (NH4)2Fe(SO4)2溶液:
c(S)>c(N)>c(Fe2+)>c(H+)
C. Na2CO3溶液:c(Na+)+c(H+)=c(C)+c(HC)+c(OH-)
D. NaHCO3溶液:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(C)
解析 NH4Cl是强酸弱碱盐,溶液呈酸性,A项错误;N水解其浓度略小于S的浓度,B项正确;C项电荷不守恒,错;D项是质子守恒,正确。
答案 BD
3. 下列有关物质的量浓度关系正确的是 ( )
A. 常温下,pH=3的一元酸HX溶液和pH=11的一元碱MOH溶液等体积混合:
c(M+)=c(X-)>c(H+)=c(OH-)
B. Na2CO3溶液中:c(Na+)+2c(H+)<2c(C)+c(HC)+2c(OH-)
C. c(N)相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中:c(NH4HSO4)>c[(NH4)2SO4]>c(NH4Cl)
D. 0.1 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液中:
c(N)+c(NH3·H2O)+c(Fe2+)=0.3 mol·L-1
解析 A项中的一元酸HX、一元碱MOH等体积混合,酸碱的强弱不知,混合后溶液酸性、碱性、中性都有可能,错;B项是电荷守恒的变式,c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-),左边的式子加c(H+),右边的式子加了c(OH-),在Na2CO3溶液中c(OH-)>c(H+),正确;C项正确的顺序是c(NH4Cl)>c(NH4HSO4)>c[(NH4)2SO4],错;D项是物料守恒,缺少Fe(OH)2,错。
答案 B
4. 向10 mL 0.1 mol ( http: / / www.21cnjy.com )·L-1Na2CO3溶液中逐滴滴加V mL 0.1 mol·L-1HCl溶液,下列有关滴定过程中粒子浓度关系正确的是 ( )
A. 当V=0时,c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)
B. 当V=5时,c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-)
C. 当V=10时,c(Cl-)=c(C)+c(HC)+c(H2CO3)
D. 当V=15时,c(Na+)=c(Cl-)>c(HC)>c(OH-)>c(H+)
解析 A项是Na2CO3 ( http: / / www.21cnjy.com )溶液中质子守恒,正确;B项是电荷守恒,缺少Cl-,错;C项是物料守恒,正确;当V=15时,c(Na+)>c(Cl-),D项错。
答案 AC
5. 室温时,向20 mL ( http: / / www.21cnjy.com ) 0.1 mol·L-1醋酸溶液中不断滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH变化曲线如下图所示。在滴定过程中,关于溶液中离子浓度大小关系的叙述不正确的是 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. a点时:c(CH3COOH)>c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B. b点时:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
C. c点时:c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
D. d点时:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
解析 a点时,溶质是等物质的量的 ( http: / / www.21cnjy.com )CH3COOH和CH3COONa,溶液呈现酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则有c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH),A项错;b点时,根据电荷守恒和pH=7推出c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),B项正确;c点时恰好生成CH3COONa,根据质子守恒得出c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+),C项错;d点时,溶质CH3COONa和NaOH的物质的量之比为2∶1,D项正确。
答案 AC
6. 25 ℃时,当总体积一定时, ( http: / / www.21cnjy.com )将0.1 mol·L-1氨水与0.1 mol·L-1盐酸按不同比例混合,所得溶液中微粒间的关系不正确的是 ( )
编号 ① ② ③ ④
氨水体积/mL 40 V1 30 20
盐酸体积/mL 20 60-V1 30 40
A. ①所得溶液中:c(N)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
B. ②所得溶液中:若pH=7,则c(N)=c(Cl-)=1×10-7mol·L-1
C. ③所得溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(NH3·H2O)
D. ④所得溶液中:c(Cl-)=2c(NH3·H2O)+2c(N)
解析 A项正确,反应后的溶液c(NH3·H2O)=c(NH4Cl),由于NH3·H2O的电离程度大于N的水解程度,溶液显碱性;B项不正确,溶液显中性,此时c(N)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+);C项正确,此时溶液为NH4Cl,满足质子守恒;D项正确,依据Cl与N的元素守恒关系。
答案 B
7. 常温下,向20 mL 0.2 ( http: / / www.21cnjy.com )mol·L-1 H2A溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。有关微粒的物质的量变化如下图(其中Ⅰ代表H2A,Ⅱ代表HA-,Ⅲ代表A2-)。根据下图判断,下列说法正确的是 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 当V(NaOH)=20 mL时,溶液中离子浓度大小关系:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
B. 等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水的大
C. NaHA溶液中:c(OH-)+c(A2-)=c(H+)+c(H2A)
D. 向Na2A溶液加入水的过程中,pH可能增大也可能减小
解析 从图中可以看出当V(NaOH ( http: / / www.21cnjy.com ))=20 mL时,c(A2-)>c(H2A)说明HA-电离程度大于水解程度,A项正确;等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合恰好生成了NaHA,由A项知道HA-的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,抑制了水的电离,B项错;根据质子守恒C项正确;Na2A溶液呈碱性,加水,水解程度增大,但溶液的体积增大的更快,所以pH减小,D项错。
答案 AC
8. 25 ℃时,0.1 mol Na ( http: / / www.21cnjy.com )2CO3与盐酸混合所得的一组体积为1 L的溶液,溶液中部分微粒与pH 的关系如下图所示。下列有关溶液中离子浓度关系叙述正确的是 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. W点所示的溶液中:
c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(OH-)+c(Cl-)
B. pH=4的溶液中:
c(H2CO3)+c(HC)+c(C)<0.1 mol·L-1
C. pH=8的溶液中:
c(H+)+c(H2CO3)+c(HC)=c(OH-)+c(Cl-)
D. pH=11的溶液中:
c(Na+)>c(Cl-)>c(C)>c(HC)>c(H2CO3)
解析 A项是电荷守恒,阴离子少了c(HC),错;由图中可以看出,pH=4的溶液中c(C)和c(HC)都是0,此时溶液中的物料为什么不守恒了呢 因为有一部分碳以二氧化碳形成逸出了,B项正确;把物料守恒:c(Na+)=2c(C)+2c(H2CO3)+2c(HC)带入电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(OH-)+c(Cl-)+c(HC),得出c(H+)+2c(H2CO3)+c(HC)=c(OH-)+c(Cl-),C项错;由图上可以看出剩余的c(C)>0.08 mol·L-1,则c(Cl-)应小于0.02 mol·L-1,即c(C)>c(Cl-),D项错。
答案 B
9. 室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下表:
实验编号 起始浓度/mol·L-1 反应后溶液的pH
c(HA) c(KOH)
① 0.1 0.1 9
② x 0.2 7
下列判断不正确的是 ( )
A. 实验①反应后的溶液中:
c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
B. 实验①反应后的溶液中:
c(OH-)=c(K+)-c(A-)= mol·L-1
C. 实验②反应后的溶液中:
c(A-)+ c(HA)>0.1 mol·L-1
D. 实验②反应后的溶液中:
c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
解析 由实验①可知,HA为弱酸, ( http: / / www.21cnjy.com )故KA溶液显碱性,则c(OH-)>c(H+),由电荷守恒可知c(K+)>c(A-),A项正确;由电荷守恒知c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),故c(OH-)=c(K+)-c(A-)+c(H+),B项错误;由实验②知x>0.2,故c(HA)+c(A-)>0.1 mol·L-1(因为溶液体积是原溶液的2倍了),C项正确;实验②反应后的溶液显中性,故c(OH-)=c(H+),由电荷守恒可得c(K+)=c(A-),D项正确。
答案 B
趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们完成《专题3测试卷》中的练习。
( http: / / www.21cnjy.com )