整理与提升
一、体系构建
二、真题导向
考向一 弱电解质的电离平衡
例1 (2022·全国乙卷,13)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度[]为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
例2 (2022·浙江1月选考,17)已知25 ℃时二元酸H2A的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15。下列说法正确的是( )
A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.向0.1 mol·L-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则H2A的电离度为0.013%
C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)
D.取pH=a的H2A溶液10 mL,加蒸馏水稀释至100 mL,则该溶液pH=a+1
考向二 滴定原理及应用
例3 (2022·山东,6)实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是( )
A.可用量筒量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
例4 [2022·浙江6月选考,30(5)改编]氨基钠(NaNH2)是重要的化学试剂,可采用如下方法测定NaNH2纯度,准确称取产品NaNH2 x g→( )→( )→( )→计算,从下列选项中选择最佳操作并排序:__________。
假设NaOH是产品NaNH2的唯一杂质,已知NaNH2易与水反应,NaNH2+H2O===NaOH+NH3↑。
a.准确加入过量的水
b.准确加入过量的HCl标准溶液
c.准确加入过量的NH4Cl标准溶液
d.滴加甲基红指示剂(变色的pH范围4.4~6.2)
e.滴加石蕊指示剂(变色的pH范围4.5~8.3)
f.滴加酚酞指示剂(变色的pH范围8.2~10.0)
g.用NaOH标准溶液滴定
h.用NH4Cl标准溶液滴定
i.用HCl标准溶液滴定
考向三 盐类的水解
例5 (2022·湖南,13)为探究FeCl3的性质,进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L-1)。
实验 操作与现象
① 在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
② 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,变红褐色;再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
③ 在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,变红褐色;将上述混合液分成两份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成;另一份煮沸,产生红褐色沉淀
依据上述实验现象,结论不合理的是( )
A.实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B.实验②说明Fe3+既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明SO对Fe3+的水解反应无影响,但对还原反应有影响
例6 (2022·浙江6月选考,17)25 ℃时,苯酚的Ka=1.0×10-10,下列说法正确的是( )
A.相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中,c>c
B.将浓度均为0.10 mol·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大
C.25 ℃时,C6H5OH溶液与NaOH溶液混合,测得pH=10.00,则此时溶液中c=c
D.25 ℃时,0.10 mol·L-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固体,水的电离程度变小
考向四 沉淀溶解平衡
例7 (2023·全国甲卷,13)下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM-pH关系图(pM=-lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5mol·L-1可认为M离子沉淀完全)。下列叙述正确的是( )
A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为mol·L-1
C.浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时二者不会同时沉淀
例8 (2023·全国乙卷,13)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(CrO),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-??2AgCl+CrO的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
整理与提升
二、
例1 B
例2 B
例3 A [量筒的精确度不高,应该用碱式滴定管或移液管量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,A说法错误;Na2CO3溶液显碱性,盛放Na2CO3溶液的容器不能用玻璃塞,以防碱性溶液腐蚀玻璃产生有黏性的硅酸钠而将瓶塞黏住,故应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液,B说法正确;Na2CO3有吸水性且有一定的腐蚀性,故应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体,C说法正确;Na2CO3溶液显碱性,甲基橙滴入Na2CO3溶液中显黄色,当滴入最后半滴盐酸时,溶液由黄色突变为橙色且半分钟之内不变色即为滴定终点,故达到滴定终点时溶液显橙色,D说法正确。]
例4 bdg
解析 题干信息中提到假设产品NaNH2的唯一杂质为NaOH,因为产品溶于水生成氢氧化钠和氨气,所以可设计利用过量盐酸标准溶液进行溶解,过量的盐酸再利用氢氧化钠标准溶液滴定,因滴定终点时,溶液中含氯化钠和氯化铵,所以需选用酸性条件下的酸碱指示剂判断滴定终点,最终利用所测数据计算得出产品中NaNH2的纯度,故涉及的操作步骤为准确称取产品x g →加入过量的HCl标准溶液→滴加甲基红指示剂→用NaOH标准溶液滴定,根据实验所测数据,计算产品纯度,故答案为bdg。
例5 D [铁离子的水解反应为吸热反应,加热煮沸可促进水解平衡正向移动,使水解程度加深,生成较多的氢氧化铁,从而使溶液显红褐色,故A正确;在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液,根据现象分析可知,Fe3+既发生了水解反应,生成红褐色的氢氧化铁,又被亚硫酸根离子还原,得到亚铁离子,加入铁氰化钾溶液后,出现特征蓝色沉淀,故B正确;实验③中在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴同浓度FeCl3溶液,根据现象分析可知,仍发生铁离子的水解反应,但未发生铁离子的还原反应,即水解反应比氧化还原反应速率快,故C正确;结合三组实验,说明铁离子与亚硫酸根离子混合时,铁离子的水解反应占主导作用,比氧化还原反应的速率快,因证据不足,不能说明亚硫酸根离子对铁离子的水解作用无影响,事实上,亚硫酸根离子水解显碱性,可促进铁离子的水解反应,故D错误。]
例6 C [醋酸的酸性大于苯酚,则醋酸根离子的水解程度较小,则相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中c(C6H5O-)例7 C
例8 C [a点在两曲线右上方,对应的c(Ag+)·c(Cl-)整理与提升
专题3
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一、体系构建
二、真题导向
内容索引
体系构建
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一
一
体系构建
水溶液中的离子反应
弱电解质的电离平衡
电解质的分类
强电解质:强酸、强碱、绝大多数盐
弱电解质
类别:弱酸、弱碱、水
部分电离
存在电解质分子和阴、阳离子
电离方程式用“ ”连接
电离特点
弱电解质的电离平衡
平衡时:v(电离)=v(结合)
特点:逆、等、动、定、变
影响因素
温度:升温促进电离
浓度:加水促进电离
同离子效应
水溶液中的离子反应
弱电解质的电离平衡
电离平衡常数
表示:AB A++B-,K=
应用:判断弱电解质强弱、判断溶液中的反应等
影响因素:只与温度有关
水的电离和溶液的pH
水的电离
电离方程式:H2O H++OH- ΔH>0
水的离子积:Kw=c(H+)·c(OH-)
影响因素
升高温度:促进水的电离
酸、碱均抑制水的电离
加可水解的盐:促进水的电离
加活泼金属:与水电离出的H+反应
Kw不变
水溶液中的离子反应
溶液的酸碱性与pH
溶液的酸碱性(常温下)
c(H+)>c(OH-) 酸性 pH<7
c(H+)=c(OH-) 中性 pH=7
c(H+)<c(OH-) 碱性 pH>7
关于pH的计算
酸或碱的pH计算
酸碱混合pH计算
溶液稀释后pH计算
酸碱中和滴定
原理:c(酸)·V(酸)=c(碱)·V(碱)
滴定管的结构与使用方法:检漏→水洗→润洗→装液→调液面
酸碱中和滴定:实验操作、数据处理、误差分析
水的电离和溶液的pH
水溶液中的离子反应
盐类的水解
实质:盐电离出的离子结合水电离出的H+或OH-生成弱
电解质,而促进水的电离
特征:①中和反应的逆反应 ②水解程度很弱,用“ ”
连接
条件:①必须有弱酸的酸根阴离子或弱碱阳离子 ②盐必
须溶于水
规律: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
盐类的水解
水溶液中的离子反应
盐类的水解
影响因素
盐类的水解
升高温度,促进水解
浓度、加入酸碱盐等(符合勒夏特列原理)
水解常数:如 +H2O NH3·H2O+H+
Kb=
盐类水解的应用
科学研究中:溶液配制、胶体制备、水解等因素
生产、生活中:净水原理、纯碱去污、泡沫灭火器
溶液中微粒关系
大小比较:考虑电离、水解等因素
守恒关系:电荷守恒、元素守恒、质子守恒等
水溶液中的离子反应
沉淀溶解平衡
难溶电解质的沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡标志:v(溶解)=v(沉淀)
表达式:如Mg(OH)2(s) Mg2++2OH-
影响因素:温度、浓度、外加酸碱盐等
表示:Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-)
影响因素:温度,与其他因素无关
溶度积常数
应用
反映物质的溶解能力
计算完全沉淀时的pH或离子浓度等
水溶液中的离子反应
沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡的应用
沉淀的生成与溶解
溶液中离子浓度幂之积>Ksp 有沉淀生成
溶液中离子浓度幂之积=Ksp 恰好处于沉淀
溶解平衡
溶液中离子浓度幂之积<Ksp 没有沉淀生成
判断依据
沉淀的生成:调节pH、加入沉淀剂等
沉淀的溶解:酸溶法、盐溶法等
水溶液中的离子反应
沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡的应用
沉淀的转化
①AgCl→AgBr→AgI→Ag2S
②Mg(OH)2→Fe(OH)3
实例
规律:一般溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀
应用
锅炉除水垢:CaSO4(s) CaCO3(s)
Ca2+
自然界中矿物的转化
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真题导向
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二
考向一 弱电解质的电离平衡
例1 (2022·全国乙卷,13)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
二
真题导向
√
常温下,溶液Ⅰ的pH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)
=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,c(H+)<c(OH-)
+c(A-),A错误;
例2 (2022·浙江1月选考,17)已知25 ℃时二元酸H2A的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15。下列说法正确的是
A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.向0.1 mol·L-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH
=3,则H2A的电离度为0.013%
C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)
D.取pH=a的H2A溶液10 mL,加蒸馏水稀释至100 mL,则该溶液pH=
a+1
√
盐类的水解促进水的电离,Na2A比NaHA易水解,等浓度的溶液前者水的电离程度更大,A项错误;
因为加水稀释促进H2A的电离,所以稀释10倍后溶液pH变化<1,D项错误。
考向二 滴定原理及应用
例3 (2022·山东,6)实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是
A.可用量筒量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
√
量筒的精确度不高,应该用碱式滴定管或移液管量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,A说法错误;
Na2CO3溶液显碱性,盛放Na2CO3溶液的容器不能用玻璃塞,以防碱性溶液腐蚀玻璃产生有黏性的硅酸钠而将瓶塞黏住,故应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液,B说法正确;
Na2CO3有吸水性且有一定的腐蚀性,故应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体,C说法正确;
Na2CO3溶液显碱性,甲基橙滴入Na2CO3溶液中显黄色,当滴入最后半滴盐酸时,溶液由黄色突变为橙色且半分钟之内不变色即为滴定终点,故达到滴定终点时溶液显橙色,D说法正确。
例4 [2022·浙江6月选考,30(5)改编]氨基钠(NaNH2)是重要的化学试剂,可采用如下方法测定NaNH2纯度,准确称取产品NaNH2 x g→( )
→( )→( )→计算,从下列选项中选择最佳操作并排序:_____。
假设NaOH是产品NaNH2的唯一杂质,已知NaNH2易与水反应,NaNH2+H2O===NaOH+NH3↑。
a.准确加入过量的水
b.准确加入过量的HCl标准溶液
bdg
c.准确加入过量的NH4Cl标准溶液
d.滴加甲基红指示剂(变色的pH范围4.4~6.2)
e.滴加石蕊指示剂(变色的pH范围4.5~8.3)
f.滴加酚酞指示剂(变色的pH范围8.2~10.0)
g.用NaOH标准溶液滴定
h.用NH4Cl标准溶液滴定
i.用HCl标准溶液滴定
题干信息中提到假设产品NaNH2的唯一杂质为NaOH,因为产品溶于水生成氢氧化钠和氨气,所以可设计利用过量盐酸标准溶液进行溶解,过量的盐酸再利用氢氧化钠标准溶液滴定,因滴定终点时,溶液中含氯化钠和氯化铵,所以需选用酸性条件下的酸碱指示剂判断滴定终点,最终利用所测数据计算得出产品中NaNH2的纯度,故涉及的操作步骤为准确称取产品x g →加入过量的HCl标准溶液→滴加甲基红指示剂→用NaOH标准溶液滴定,根据实验所测数据,计算产品纯度,故答案为bdg。
考向三 盐类的水解
例5 (2022·湖南,13)为探究FeCl3的性质,进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L-1)。
实验 操作与现象
① 在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
② 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,变红褐色;再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
③ 在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,变红褐色;将上述混合液分成两份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成;另一份煮沸,产生红褐色沉淀
依据上述实验现象,结论不合理的是
A.实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B.实验②说明Fe3+既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应
√
铁离子的水解反应为吸热反应,加热煮沸可促进水解平衡正向移动,使水解程度加深,生成较多的氢氧化铁,从而使溶液显红褐色,故A正确;
在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液,根据现象分析可知,Fe3+既发生了水解反应,生成红褐色的氢氧化铁,又被亚硫酸根离子还原,得到亚铁离子,加入铁氰化钾溶液后,出现特征蓝色沉淀,故B正确;
实验③中在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴同浓度FeCl3溶液,根据现象分析可知,仍发生铁离子的水解反应,但未发生铁离子的还原反应,即水解反应比氧化还原反应速率快,故C正确;
结合三组实验,说明铁离子与亚硫酸根离子混合时,铁离子的水解反应占主导作用,比氧化还原反应的速率快,因证据不足,不能说明亚硫酸根离子对铁离子的水解作用无影响,事实上,亚硫酸根离子水解显碱性,可促进铁离子的水解反应,故D错误。
例6 (2022·浙江6月选考,17)25 ℃时,苯酚(C6H5OH)的Ka=1.0×10-10,下列说法正确的是
A.相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中,c(C6H5O-)>c(CH3COO-)
B.将浓度均为0.10 mol·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大
C.25 ℃时,C6H5OH溶液与NaOH溶液混合,测得pH=10.00,则此时溶液中
c(C6H5O-)=c(C6H5OH)
D.25 ℃时,0.10 mol·L-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固体,水的电离程度变小
√
醋酸的酸性大于苯酚,则醋酸根离子的水解程度较小,则相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中c(C6H5O-)C6H5ONa中的C6H5O-可以水解,会促进水的电离,D错误。
考向四 沉淀溶解平衡
例7 (2023·全国甲卷,13)下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM-pH关系图(pM=-lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5mol·L-1可认为M离子沉淀完全)。下列叙述正确的是
A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为 mol·L-1
C.浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉
淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时二者不会同时沉淀
√
由点a(2,2.5)可知,此时pH=2,pOH=12,
则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-2.5×
(10-12)3=10-38.5,故A错误;
pH=4时Al3+对应的pM=3,即c(Al3+)=
10-3 mol·L-1,故B错误;
当铁离子完全沉淀时,铝离子尚未开始沉淀,可通过调节溶液pH的方法分步沉淀Fe3+和Al3+,故C正确;
Cu2+刚要开始沉淀,此时c(Cu2+)=0.1 mol·
L-1,若c(Cu2+)=0.2 mol·L-1,则对应的
pM<1,由图像知,此时c(Al3+)>10-5 mol·
L-1,则Al3+、Cu2+会同时沉淀,故D错误。
例8 (2023·全国乙卷,13)一定温度下,AgCl
和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成
AgCl沉淀
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,
先产生Ag2CrO4沉淀
√
向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液
中滴加AgNO3,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分
别为10-8.8 mol·L-1和10-5.35 mol·L-1,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,先产生AgCl沉淀,D错误。
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