化学人教版 (新课标)第三章 水溶液中的离子平衡综合与测试教案及反思

(教师用书备选)

(1)溶液中水电离的定量计算

①酸溶液：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(OH－)；

②碱溶液：c(OH－)H2O＝c(H＋)H2O＝c(H＋)；

③水解呈酸性的盐溶液：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(H＋)；

④水解呈碱性的盐溶液：c(OH－)H2O＝c(H＋)H2O＝c(OH－)。

(2)酸、碱反应过程中某些性质的变化(以氨水中滴加盐酸为例)

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1．已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO。某温度下，向c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的c(H＋)＝1×10－2 mol·L－1。下列对该溶液的叙述不正确的是   (　　)

A．该温度高于25 ℃

B．由水电离出来的H＋的浓度为1×10－10 mol·L－1

C．加入NaHSO4晶体抑制水的电离

D．取该溶液加水稀释100倍，溶液中的水电离出的c(H＋)减小

D　[A项，Kw＝1×10－6×1×10－6＝1×10－12，温度高于25 ℃；B、C项，NaHSO4电离出的H＋抑制H2O电离，c(H＋)H2O＝c(OH－)＝1×10－10 mol·L－1；D项，加H2O稀释，c(H＋)减小，H＋对H2O电离的抑制减小，c(H＋)H2O增大。]

2．常温下，在20 mL a mol·L－1盐酸中滴加a mol·L－1 MOH(一元碱)溶液，混合溶液中由水电离的c(H＋)与MOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．a＝0.01

B．Y点溶液中：c(M＋)＝c(Cl－)>c(H＋)＝c(OH－)

C．微热Z点对应的溶液，溶液的pH增大

D．若R点时V[MOH(aq)]＝x mL，则常温下MOH的电离常数Kb＝

D　[Z点对应溶液中水的电离程度最大，则Z点时酸和碱恰好定全反应：MOH＋HCl===MCl＋H2O，又水电离的c(H＋)大于10－7 mol·L－1，说明MOH是弱碱。Y点对应的溶液中溶质是MCl和HCl，溶液呈酸性，Z点之后继续加入MOH溶液，R点对应的溶液呈中性。A项，X点对应的溶液为a mol·L－1盐酸，c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，c(HCl)＝0.1 mol·L－1，错误；B项，Y点对应的溶液呈酸性，则c(Cl－)>c(M＋)，c(H＋)>c(OH－)，错误；C项，Z点对应的溶液呈酸性，加热时M＋的水解程度增大，溶液酸性增强，pH减小，错误；D项，R点对应的溶液中c(MOH)＝×a mol·L－1，c(M＋)＝×a mol·L－1，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7 mol·L－1，Kb＝＝，正确。]

(1)分析步骤：首先看纵坐标，搞清楚是酸加入碱中，还是碱加入酸中；其次看起点，起点可以看出酸性或碱性的强弱；再次找滴定终点和pH＝7的中性点，判断滴定终点的酸碱性，然后确定中性点(pH＝7)的位置；最后分析其他的特殊点(如滴定一半点，过量一半点等)，分析酸、碱过量情况。

(2)滴定过程中的定量关系：①电荷守恒关系在任何时候均存在；②物料守恒可以根据加入酸的物质的量和加入碱的物质的量进行确定，但不一定为等量关系。

3．常温下，用0.10 mol·L－1NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.10 mol·L－1HCl溶液和20.00 mL 0.10 mol·L－1CH3COOH溶液，得到两条滴定曲线，如图所示，则下列说法正确的是(　　)

图1　　　　　　　　　　图2

A．图2是滴定盐酸的曲线

B．a与b的关系是a<b

C．E点对应离子浓度由大到小的顺序可能为c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)

D．这两次滴定都应选用甲基橙作为指示剂

C　[A项，开始时，HCl溶液的pH较小，错误；B项，a点的V(X)＝20 mL，b点的V(X)<20 mL，故a>b，错误；D项，NaOH溶液滴定CH3COOH溶液，终点为碱性，应选用酚酞作指示剂，错误。]

4．室温下，将0.10 mol·L－1盐酸滴入20.00 mL 0.10 mol·L－1氨水中，溶液中pH和pOH随加入盐酸体积的变化曲线如图所示。已知pOH＝－lg c(OH－)，下列说法正确的是(　　)

A．M点所示溶液中c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(Cl－)

B．N点所示溶液中c(NH)>c(Cl－)

C．Q点消耗盐酸的体积等于氨水的体积

D．M点和N点所示溶液中水的电离程度相同

D　[横轴表示所加盐酸的体积，纵轴表示pH、pOH，pH越小溶液酸性越强，pOH越小溶液碱性越强，故M点所在曲线表示pH变化曲线，N点所在曲线表示pOH变化曲线。由图像可知，Q点溶液呈中性，M点溶液的溶质为NH4Cl、NH3·H2O，溶液显碱性；N点溶液中含有NH4Cl，可能含有HCl，溶液显酸性。分析图像可知，M点溶液的溶质为NH4Cl、NH3·H2O，结合物料守恒可知：c(NH)＋c(NH3·H2O)>c(Cl－)，A项错误；N点溶液显酸性，则c(H＋)>c(OH－)，根据电荷守恒，有：c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，所以c(NH)<c(Cl－)，B项错误；盐酸和氨水恰好完全反应得到的NH4Cl溶液呈酸性，Q点溶液呈中性，则Q点氨水过量，C项错误；M点溶液显碱性，pH＝a，则由水电离的c(H＋)＝10－a mol·L－1，N点溶液显酸性，pOH＝a，则由水电离的c(H＋)＝c(OH－)＝10－a mol·L－1，故M点和N点所示溶液中水的电离程度相同，D项正确。]

【典例】　利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。

取0.009 500 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：I2＋2S2O===S4O＋2I－。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液________________________，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80 mL，则样品纯度为________%(保留1位小数)。

[解析]　利用I2遇淀粉溶液显蓝色来判断滴定终点时，当溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复即可说明达到滴定终点。根据题中反应可得：Cr2O～3I2～6S2O，则1.200 0 g样品中含有Na2S2O3·5H2O的质量＝××248 g·mol－1＝1.140 g，样品纯度＝×100%＝95.0%。

[答案]　蓝色褪去，且半分钟内不恢复蓝色　95.0%

5．测定K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)中铁的含量。

(1)称量m g样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c mol·L－1  KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是________。

(2)向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为________。

[解析]　(1)KMnO4能将样品溶液中Fe2＋氧化成Fe3＋，将C2O氧化成CO2，达到滴定终点时，KMnO4稍过量，溶液中出现粉红色。(2)加入过量锌粉能将溶液中Fe3＋还原为Fe2＋，酸化后Fe2＋与KMnO4溶液反应，根据化合价变化可找出关系式为5Fe2＋～MnO，根据消耗KMnO4溶液的浓度和体积可知溶液中n(Fe2＋)＝c mol·L－1×V×10－3 L×5＝5×10－3 cV mol，则该晶体中铁元素的质量分数为×100%或×100%。

[答案]　(1)粉红色出现　(2)×100%