人教版高中化学选择性必修1第三章章末整合提升练习含答案

第三章　水溶液中的离子反应与平衡

章末整合提升

专题1　证明电解质为弱电解质的方法

电解质的强弱可以从电离平衡的特征去考虑,用定性和定量的方法加以证明。下面以证明一种酸是弱酸为例。

1.根据定义判定

(1)强酸在水溶液中全部电离,不存在溶质分子;弱酸在水溶液中部分电离,因存在电离平衡,所以既含溶质离子,又含溶质分子。

(2)同温度、同浓度的强酸溶液的导电性强于弱酸溶液的导电性。

(3)pH相同的强酸和弱酸,弱酸的物质的量浓度大于强酸的物质的量浓度。

2.根据稀释过程中c(H+)变化判定

(1)相同pH、相同体积的强酸和弱酸,当加水稀释相同倍数时,pH变化大的为强酸,pH变化小的为弱酸。

(2)稀释浓的弱酸溶液,一般是c(H+)先增大后减小;稀释浓的强酸溶液,c(H+)一直减小。

3.根据中和反应区别判定

(1)中和相同体积、相同pH的强酸和弱酸,弱酸的耗碱量多于强酸。

(2)相同pH、相同体积的强酸和弱酸分别与等物质的量的同元强碱发生中和反应后,若溶液呈中性,该酸为强酸;若溶液呈酸性,则该酸为弱酸。

4.根据与其他物质发生化学反应的速率、生成气体的量等判定

(1)pH相同、体积也相同的强酸和弱酸分别与足量活泼金属反应,起始速率相同;在反应过程中,弱酸反应较快,产生的氢气量多,而强酸反应较慢,产生的氢气量少。

(2)同浓度、同体积的强酸和弱酸分别与足量较活泼的金属反应,强酸生成氢气的速率较大,弱酸产生氢气的速率较小。当两者为同元酸时,产生氢气的物质的量相等。

5.根据酸根离子是否水解判断

强酸强碱盐不水解,溶液呈中性,强碱弱酸盐溶液水解显碱性,且水解程度越大的酸根离子对应的酸越弱。

【例1】为了证明一水合氨(NH3·H2O)是弱电解质,甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验:0.01 mol/L氨水、0.1 mol/L NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞试剂、pH试纸、蒸馏水。

(1)甲用pH试纸测出0.01 mol/L氨水的pH为10,则认定一水合氨是弱电解质,你认为甲的方法是否正确?　　　　(填“正确”或“不正确”),并说明理由:　                　。 

(2)乙取出10 mL 0.01 mol/L氨水,用pH试纸测出其pH=a,然后用蒸馏水将其稀释至1 000 mL,再用pH试纸测出其pH为b,若要确认一水合氨是弱电解质,则a、b应满足什么条件?　　　　　　　　(用等式或不等式表示)。 

(3)丙取出10 mL 0.01 mol/L氨水,滴入2滴酚酞溶液,溶液呈粉红色,再加入少量NH4Cl晶体,颜色变　　　　(填“深”或“浅”)。 

(4)请你根据所提供的试剂,再提出一个既合理又简便的方案证明一水合氨是弱电解质:                                    　。 

【思维提示】(1)NH3·H2ON+OH-,0.01 mol/L氨水中,c(OH-)=10-4mol/L,证明NH3·H2O部分电离,是弱电解质。

(2)若NH3·H2O是强电解质,稀释过程中OH-总数可看成不变,稀释后c(OH-)=10-(16-a)mol/L;但NH3·H2O是弱电解质,稀释过程中电离平衡向生成OH-的方向移动,溶液中OH-的总数增加,所以稀释至原体积的100倍后c(OH-)=10-(14-b)mol/L>10-(16-a)mol/L,且c(OH-)<10-(14-a) mol/L。

(3)0.01 mol/L氨水(滴有酚酞)中加入氯化铵晶体后颜色变浅。

(4)从题干中给出的试剂看,还可以选用pH试纸、0.1 mol/L NH4Cl溶液进行实验来验证NH3·H2O是弱电解质。用pH试纸测定NH4Cl溶液呈酸性,证明N水解呈酸性,说明NH3·H2O是弱碱,即一水合氨是弱电解质。

答案: (1)正确　0.01 mol/L氨水的pH=10,说明 c(OH-)=10-4mol/L,NH3·H2O没有完全电离

(2)a-2<b<a　(3)浅

(4)取一张pH试纸,再用玻璃棒蘸取0.1 mol/L NH4Cl溶液,点在pH试纸上,显色后跟标准比色卡比较测出pH,pH<7,则证明NH3·H2O是弱电解质

专题2　酸、碱稀释图像

1.相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸稀释图像

2.相同体积、相同pH的盐酸、醋酸稀释图像

 【例2】常温下,将一定浓度的盐酸和醋酸加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是 (　　)

A.两溶液稀释前的浓度相同

B.M、N、P三点溶液的pH由大到小的顺序为M>N>P

C.M点的Kw比N点的Kw大

D.M点水电离的c(H+)大于P点水电离的 c(H+)　

【思维提示】A项,稀释前,两种溶液的导电能力相同,则溶液中离子浓度相同,CH3COOH是弱电解质,所以醋酸的浓度大于盐酸的浓度,错误;B项,导电能力越强,c(H+)越大,而溶液的pH越小,pH大小的顺序应为N>M>P,错误;C项,温度不变,水的离子积常数不变,错误。

答案:D

专题3　酸碱中和滴定的拓展应用

中和滴定操作不仅适用于酸碱中和反应,还可迁移应用于氧化还原反应的定量测定。

(1)原理。

以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质;或者间接滴定一些本身并没有还原性(或氧化性),但能与某些还原剂或氧化剂起反应的物质。

(2)试剂。

①常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7、I2等。

②常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。

(3)指示剂。

氧化还原滴定法的指示剂有三类:

①氧化还原指示剂。

②专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘变蓝。

③自身指示剂,如标准高锰酸钾溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液呈紫红色。

(4)实例。

①KMnO4滴定H2C2O4溶液。

原理:2Mn+6H++5H2C2O410CO2↑+2Mn2++8H2O。　

指示剂:酸性KMnO4溶液呈紫色,不用另外选择指示剂,当滴入最后半滴KMnO4溶液后,溶液由无色变紫红色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。

②Na2S2O3溶液滴定碘液。

原理:2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI。

指示剂:用淀粉作指示剂,当滴入最后半滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且不立即恢复原色,说明滴定达到终点。

【例3】酸碱中和滴定是一种操作简单、准确度高的定量分析方法。实际工作中也可以利用物质间的氧化还原反应等进行类似的滴定分析。

(1)滴定分析需要通过指示剂、溶液的颜色变化等来确定滴定终点,下列滴定分析中指示剂(或溶液)的选用及滴定终点时溶液颜色的变化错误的是　　　　(填字母)。 

A.用标准HCl溶液滴定氨水以测量氨水的浓度:甲基橙,溶液由黄色→橙色

B.已知:Ag++SCN-AgSCN↓,用标准KSCN溶液滴定AgNO3溶液以测量AgNO3溶液的浓度:Fe(NO3)3溶液,溶液变为红色

C.已知:2Fe3++2I-I2+2Fe2+,用FeCl3溶液滴定KI溶液以测量KI溶液的浓度:淀粉溶液,溶液变为蓝色

D.用标准NaOH溶液滴定HCl溶液以测量HCl溶液的浓度:酚酞溶液,溶液变为浅红色

(2)氧化还原滴定实验与中和滴定类似(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0.01 mol/L酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色Na2SO3溶液,两者反应的离子方程式为2Mn+5S+6H+2Mn2++5S+3H2O,

回答下列问题(已知Na2SO3溶液呈碱性)。

①该滴定实验中使用的仪器除铁架台、滴定管夹、烧杯外,还需用下列中的　　　　(填字母)。 

A.酸式滴定管(50 mL)　　 B.碱式滴定管

C.量筒(10 mL)　          D.锥形瓶

E.胶头滴管             F.漏斗

②不用　　　　(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因:　                    　。 

③应选何种指示剂,并说明理由:                          　。 

④滴定前平视KMnO4溶液的液面,刻度为a mL,滴定后俯视液面刻度为b mL,则实际消耗KMnO4溶液体积　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)(b-a) mL。根据(b-a) mL计算,得到的待测液浓度比实际浓度　　　　(填“偏大”或“偏小”)。 

【思维提示】(1)A项,用HCl溶液滴定氨水,恰好完全反应时生成氯化铵,此时溶液显酸性,所以应选择在酸性条件下变色的指示剂——甲基橙,滴定终点时溶液颜色的变化:黄色→橙色,正确;B项,达到滴定终点时,Fe3+与SCN-结合生成Fe(SCN)3,溶液变为红色,正确;C项,反应一开始就有I2生成,溶液变蓝色,故不能选用淀粉溶液作指示剂,错误;D项,选用酚酞溶液作指示剂,达到滴定终点时,溶液由无色变为浅红色,正确。(2)因酸性KMnO4溶液具有强氧化性,能氧化橡胶,因此盛放酸性KMnO4溶液应用酸式滴定管,Na2SO3溶液呈碱性,应用碱式滴定管量取,除此之外,还需用锥形瓶。因恰好完全反应时KMnO4溶液紫红色褪去,故不需要指示剂。若滴定前平视,滴定后俯视,导致测得的Na2SO3溶液的浓度偏小。

答案: (1)C

(2)①ABD

②碱　KMnO4溶液能把乳胶管氧化

③不用指示剂,因为KMnO4被还原剂还原成Mn2+,紫红色褪去,所以不需要指示剂

④大于　偏小