2021届课标版高考化学一轮复习教师用书：专题十七 水的电离和溶液的酸碱性

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考点1 水的电离
1.[2020贵州贵阳摸底考试]水中c(H+)和c(OH-)的关系如图所示,下列判断错误的是( )
A.温度关系:T1c
C.当V(NaOH溶液)=20.00 mL时,3个体系中均满足:c(Na+)=c(Cl-)
D.当V(NaOH溶液)相同时,pH突跃最大的体系中的c(H+)最大
以强酸与强碱中和的图像为载体,从pH与c(H+)或c(OH-)计算、中和反应的突跃与酸碱浓度关系、中和点电荷守恒方向命题,考查考生的应用实践能力。
解题模型:链接疑难7
4.[2019全国卷Ⅰ,11,6分]NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×10-3,Ka2=3.9×10-6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是( )
A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B.Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的
C.b点的混合溶液pH=7
D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH-)
本题考查电解质溶液与电离平衡,涉及溶液导电能力的影响因素、混合溶液中离子浓度大小比较、pH判断等知识,考查的核心素养是变化观念与平衡思想。分析图像时,抓住混合溶液的相对导电能力与溶液中离子浓度大小的关系、加入氢氧化钠溶液体积与溶液中离子浓度大小的关系等,结合酸式盐与碱反应的化学方程式分析溶液中溶质的变化。
解题模型:链接考法3命题角度2
5.[2019北京,26,12分]化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a ml·L-1 KBrO3标准溶液;
Ⅱ.取v1 mL上述溶液,加入过量KBr,加H2SO4酸化,溶液颜色呈棕黄色;
Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入v2 mL废水;
Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI;
Ⅴ.用b ml·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时,滴加2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液v3 mL。
已知:I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6
Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色
(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。
(2)Ⅱ中发生反应的离子方程式是 。
(3)Ⅲ中发生反应的化学方程式是 。
(4)Ⅳ中加KI前,溶液颜色须为黄色,原因是 。
(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量,理由是 。
(6)Ⅴ中滴定至终点的现象是 。
(7)废水中苯酚的含量为 g·L-1(苯酚摩尔质量:94 g·ml-1)。
(8)由于Br2具有 性质,Ⅱ~Ⅳ中反应须在密闭容器中进行,否则会造成测定结果偏高。
《考试大纲》中明确要求考生能做到“预测或描述实验现象、分析或处理实验数据,得出合理结论”。本题以测定废水中的苯酚含量为背景进行命题,在数据处理方面主要依托“氧化还原滴定”的知识,考查考生对信息的收集、处理能力。定量实验是从量的角度考查化学实验,考查考生细心操作、准确计算的能力,在试题中主要体现在物质的称量、物质的分离与提纯、中和滴定、一定物质的量浓度溶液的配制等方面。
解题模型:链接考法3命题角度1
考点1 水的电离
考法1水的电离平衡的影响因素和水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算
命题角度 水的电离图像分析
1 [2015广东,11,4分]一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是
A.升高温度,可能引起由c向b的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
升温促进水的电离,升温后水溶液不能由碱性变为中性,A项错误;根据c(H+)和c(OH-)可求出Kw=1.0×10-14,B项错误;加入FeCl3,Fe3+水解溶液呈酸性,可引起由b向a变化,C项正确;温度不变,稀释后,c(OH-)减小,c(H+)增大,但仍在该曲线上,不可能到达d点,D项错误。
C
1. [新课标全国卷Ⅰ高考]短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其简单离子都能破坏水的电离平衡的是( )
A.W2-、X+ B.X+、Y3+ C.Y3+、Z2- D.X+、Z2-
考点2 溶液的酸碱性与pH
考法2溶液pH的计算及溶液的混合、稀释规律
命题角度1 水的离子积与溶液的pH计算
2 [新课标全国卷Ⅱ高考]室温时,M(OH)2(s)M2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=a。c(M2+)=b ml·L-1时,溶液的pH等于
A.12lg (ba) B.12lg (ab)
C.14+12lg (ab)D.14+12lg (ba)
应用Ksp及c(M2+)求c(OH-)应用水的Kw求c(H+)pH
本题考查溶度积常数及溶液pH的计算,意在考查考生对溶度积常数的理解能力。根据M(OH)2的Ksp=c(M2+)·c2(OH-),则溶液中c(OH-)=Kspc(M2+)=abml·L-1,则pH=-lgc(H+)=-lg(10-14÷ab)=-(-14-12lgab)=14+12lgab。
C
2. [2019福建厦门名校质量检测]298 K时,用0.100 ml·L-1盐酸滴定20.00 mL 0.100 ml·L-1 MOH溶液,溶液的pH与所加盐酸体积的关系如图所示(已知:10-1.4≈0.04)。下列说法正确的是( )
A.E点后随着盐酸加入,溶液中水电离的c(H+)·c(OH-)保持不变
B.V=20.00
C.298 K时,向P点对应的溶液中加入少量水稀释,c(OH-)c(M+)保持不变
D.298 K时,Kb(MOH)的数量级为10-2
命题角度2 一元酸和一元碱溶液混合后溶液中的情况判断
3 已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a ml·L-1的一元酸HA与b ml·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是
A.a=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)=Kw
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
“一元酸”可能是“一元强酸”或“一元弱酸”,“一元碱”可能是“一元强碱”或“一元弱碱”,只有等物质的量浓度、等体积的“一元强酸”与“一元强碱”混合,才可判定混合溶液呈中性,等物质的量浓度、等体积的其他混合方式(如“一元强酸”与“一元弱碱”等),都不能判定混合溶液呈中性,A项不符合题意;常温时,pH=7的溶液呈中性,温度为T时,pH=7的溶液不一定呈中性,B项不符合题意;若c(H+)=Kw,则c2(H+)=Kw,又Kw=c(OH-)·c(H+),有c2(H+)=c(OH-)·c(H+),c(H+)=c(OH-),故混合溶液呈中性,C项符合题意;无论混合溶液呈酸性、中性、还是碱性,溶液都呈电中性,都存在c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),D项不符合题意。
C
考点3 酸碱中和滴定
考法3酸碱中和滴定的拓展应用
命题角度1 酸碱中和滴定的拓展应用(热点角度)
4 [2017天津,9,18分]用沉淀滴定法快速测定 NaI等碘化物溶液中c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a.准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.025 0 ml)后,配制成250 mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。
b.配制并标定100 mL 0.100 0 ml·L-1 NH4SCN标准溶液,备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b.加入25.00 mL 0.100 0 ml·L-1 AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d.用0.100 0 ml·L-1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。
e.重复上述操作两次。三次测定数据如下表:
f.数据处理。
回答下列问题:
(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有 。
(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是 。
(3)滴定应在pHc(H+)
B.在b点的溶液中:2n(CO32-)+n(HCO3-)Ka(HC)。
(2)盐水解程度强弱:根据“酸越弱,对应的盐越易水解”可得,Kh(NaA)HC。
7 [2016天津,6,6分]室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 ml·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是
中和百分数/%
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
本题考查酸碱中和滴定的分析,意在考查考生对滴定过程中粒子变化的分析能力。三种酸的浓度相等,根据图像,在滴定前HA溶液的pH最小,酸性最强,HD溶液的pH最大,酸性最弱,说明HA的电离程度最大,电离常数最大,A项正确。P点溶液中含有等物质的量的NaB与HB,此时溶液显酸性,说明HB的电离程度大于B-的水解程度,所以c(B-)>c(HB),由物料守恒:2c(Na+)=c(HB)+c(B-)知,c(Na+)介于c(B-)、c(HB)之间,B项正确。每种溶液中均存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),X-代表A-、B-、D-,在pH=7时,c(H+)=c(OH-),c(Na+)=c(X-),而pH=7时,三种酸所消耗的NaOH的物质的量不相等,故三种溶液中c(Na+)不相等,则c(X-)也不相等,C项错误。中和百分数为100%的三种溶液,其溶质分别是NaA、NaB、NaD,混合后溶液中的电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(B-)+c(D-)+c(OH-)①,此式中c(Na+)=c(Na+)[NaA]+c(Na+)[NaB]+c(Na+)[NaD],混合前的三种溶液中存在物料守恒:c(Na+)[NaA]=c(A-)+c(HA),c(Na+)[NaB]=c(B-)+c(HB),c(Na+)[NaD]=c(D-)+c(HD),消去①式中的c(Na+)和c(A-)、c(B-)、c(D-),得c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),D项正确。
C
突破点3 一元强碱(NaOH)溶液滴定二元弱酸(H2A)溶液的图像
基本命题点有
(1)图1:常考Ka1、Ka2的计算或求其数量级。
解题方法:根据曲线交点及对应的pH可求Ka1、Ka2。
(2)图2:常考M、N哪条线表示lg c(HA-)c(H2A)与pH或lg c(A2-)c(HA-)与pH的关系,Ka1、Ka2的计算或数量级。
解题方法:可根据图2中所示的虚线与直线的交点来求,交点处的c(HA-)=c(H2A),c(A2-)=c(HA-),再结合交点对应pH的大小,可知线N表示lgc(HA-)c(H2A),线M表示lgc(A2-)c(HA-)。利用虚线与直线交点对应的pH也可求出Ka1、Ka2或其数量级。
(3)图3:常考哪条线表示-lg c(H+)c(H2A)与-lg c(HA-)或-lg c(H+)c(HA-)与-lg c(A2-)的关系,Ka1、Ka2的计算或数量级。
解题方法:可根据X、Y点对应的横坐标、纵坐标的值相加之后和的大小来求。Ka1(H2A)≫Ka2(H2A),则X点为一级电离的某一点,设X点横坐标、纵坐标值之和为x,则-lg c(H+)c(H2A)+[-lg c(HA-)]=x,-lg c(H+)·c(HA-)c(H2A)=x,可得Ka1=10-x。同理Y点为二级电离的某一点,设Y点横、纵坐标值之和为y,则-lg c(H+)c(HA-)+[-lg c(A2-)]=y,-lgc(H+)·c(A2-)c(HA-)=y,可得Ka2=10-y。假设成立。
8 [2017全国卷Ⅰ,13,6分]常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B.曲线N表示pH与lgc(HX-)c(H2X)的变化关系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
H2X的电离方程式为H2XH++HX-,HX-H++X2-。当c(HX-)c(H2X)=c(X2-)c(HX-)=1时,即横坐标为0.0时,Ka1=c(H+),Ka2=c'(H+),因为Ka1>Ka2,故c(H+)>c'(H+),即pH