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2023届高三化学二轮复习 电解质溶液课件
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这是一份2023届高三化学二轮复习 电解质溶液课件，共60页。PPT课件主要包含了专题体系构建，答案C，答案D，×10-6，25×103，2×10-20，答案B，真题感悟等内容，欢迎下载使用。
[核心回顾]1.外界条件对电离平衡的影响(以CH3COOH CH3COO-+H+ ΔH>0为例)
2.外界条件对水的电离平衡的影响(H2O H++OH- ΔH>0)
3.外界条件对盐类水解平衡的影响[以Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ΔH>0为例]
加酸,抑制阳离子水解,促进阴离子水解;加碱,抑制阴离子水解,促进阳离子水解
4.外界条件对沉淀溶解平衡的影响[以AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例]溶度积(Ksp)的大小只与难溶电解质的性质和溶液的温度有关
[命题角度]角度1电离平衡和溶液的酸碱性【典例】 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 ml·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的电离度约为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
角度拓展1.(2022四川成都第三次诊断)分别向0.2 ml·L-1 NaX溶液中加入少量NaOH固体或通入HCl气体时,所得溶液中部分微粒浓度的对数lg c与pH的关系如图所示。已知HX为一元弱酸,lg 2≈0.3。下列说法错误的是( )
A.曲线代表lg c(HX)与pH的关系B.甲、乙之间溶液存在c(Na+)>c(HX)>c(X-)C.0.2 ml·L-1NaX溶液的pH≈11.3D.加水稀释甲点混合溶液,交点甲沿OH-线向左下移动
提示 向NaX溶液中加入NaOH固体,会抑制X-的水解,溶液碱性增强,c(X-)、c(Na+)增大,而c(HX)减小;向NaX溶液中通入HCl,发生反应NaX+HCl ══ NaCl+HX,溶液碱性减弱,溶液中c(X-)减小,c(Cl-)、c(HX)增大,c(Na+)不变,可知曲线代表lg c(HX)与pH的关系,A正确;在甲乙之间溶液中lg c(HX)<-1,则c(HX)<0.1 ml·L-1,由物料守恒有c(X-)+c(HX)=0.2 ml·L-1,c(X-)>0.1 ml·L-1,则c(X-)>c(HX),B错误;
2.(2022江西鹰潭第二次模拟)25 ℃时,某混合溶液中c(H2A)+c(HA-)+c(A2-) =0.01 ml·L-1,由水电离出的c水(H+)的对数lg c水(H+)与的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.L1表示lg c水(H+)与 的变化关系B.Y点时存在c(H2A)=c(HA-)=c(A2-)C.X点时溶液的pH=5D.Ka2(H2A)=10-8
角度2盐类的水解平衡及影响因素【典例】 (2022湖南卷,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 ml·L-1)。
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 对Fe3+的水解反应无影响,但对还原反应有影响
角度拓展1.(2022江苏南京模拟)室温下,通过下列实验探究Na2S溶液的性质。
判断下列说法是否正确。(1)0.1 ml·L-1 Na2S溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)。( )(2)实验3得到的溶液中有c(HS-)+2c(S2-)<0.2 ml·L-1。( )(3)实验4说明H2S的酸性比HCl的酸性强。( )
提示 (1)Na2S属于强碱弱酸盐,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HS-) +2c(S2-)+c(OH-),据元素质量守恒可得:c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S),综合两式消去c(Na+),得到c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)。(3)向0.1 ml·L-1 Na2S溶液中滴加几滴0.05 ml·L-1 HCl溶液,盐酸不足,则反应为Na2S+HCl ══ NaHS+NaCl,无明显现象,但HCl的酸性强于H2S。
2.(2022河南平顶山质量检测)HX是一元弱酸,微溶盐MX2的饱和溶液中c(M2+)随c(H+)而变化,M2+不发生水解。25 ℃时,实验测得pM与δ(X-)的关系如图所示,其中A点对应的pH=5.0。[已知lg 2≈0.3,
pM=-lgc(M2+),δ(X-)= ]。则下列说法正确的是( )A.A点对应溶液中存在2c(M2+)=3c(HX)B.B点对应溶液的pH约为 ℃时,Ksp(MX2)的数量级为10-6D.25 ℃时,HX的电离常数Ka为2.5×10-5
角度3沉淀溶解平衡及影响因素
【典例】 (2021全国甲卷,12)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)< Ksp(BaCO3)。某温度下,饱和溶液中-lg[c( )]、-lg[c( )]与-lg[c(Ba2+)]的关系如图所示。
下列说法正确的是( )A.曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线B.该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10-10C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点D.c(Ba2+)=10-5.1 ml·L-1时两溶液中
角度拓展1.(2022江西上饶模拟)常温下,向20 mL 1 ml·L-1 CuCl2溶液中滴加2 ml·L-1 Na2S溶液的滴定曲线如图所示。已知:pCu=-lg c(Cu2+),lg 2.5≈0.4,常温下Ksp(FeS)=6.3×10-18; Ka1 (H2S)=1.2×10-7,Ka2(H2S)=7.1×10-15。判断下列说法是否正确。
(1)常温下,S2-的水解常数Kh(S2-)≈8.3×10-8。( )(2)E→F→G的过程中,水的电离程度先减小后增大。( )(3)向1 ml·L-1 FeSO4(aq)中加入足量CuS固体,产生FeS沉淀。( )
(3)F点Na2S和CuCl2恰好完全反应,溶液中c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.6 ml·L-1, Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-35.2,因此向1 ml·L-1 FeSO4溶液中加入足量CuS固体,不会产生FeS沉淀。
2.(2022江西重点中学协作体第一次联考)常温下,向20 mL 1 ml·L-1 CuCl2溶液中滴加2 ml·L-1 Na2S溶液的滴定曲线如图所示。已知:pCu=-lg c(Cu2+),lg 2.5=0.4,常温下Ksp(FeS)=6.3×10-18;Ka1(H2S)=1.2×10-7, Ka2(H2S)=7.1×10-15。下列说法正确的是( )
A.常温下,S2-的水解常数Kh(S2-)约为8.3×10-8B.E→F→G的过程中,水的电离度一直在减小C.向1 ml·L-1 FeSO4(aq)中加入足量CuS固体,产生FeS沉淀D.25 ℃时,Cu2++H2S ══ CuS↓+2H+的平衡常数K≈1.36×1014
CuS↓+2NaCl,溶质为CuCl2和NaCl,Cu2+水解促进水的电离,F点CuCl2和Na2S恰好完全反应,溶质为NaCl,对水的电离无影响,G点Na2S过量,溶质为NaCl和Na2S,S2-发生水解,促进水的电离,因此该过程中水的电离度先减小后增大,B错误;根据B选项分析,F点Na2S和CuCl2恰好完全反应,溶液中c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.6 ml·L-1,Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-35.2
适用于电离常数较小的弱电解质,平衡时c(HX)和c(H+)相差100倍以上由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),则 ,代入数值求解即可。
(2)根据分布分数(δ)图像近似计算在分布分数(δ)-pH图像中,曲线1、2、3分别代表H2X、HX-和X2-的变化,根据曲线1和2的交点对应溶液pH1计算: ;根据曲线2和3的交点对应溶液pH2计算:
2.利用电离常数(Ka或Kb)计算水解常数(Kh)
微点拨:判断弱酸的酸式盐NaHX溶液的酸碱性,要比较Ka2与Kh(HX-)的大小,前者大时溶液呈酸性,后者大时溶液呈碱性;同理,可推测等物质的量浓度的HX和NaX混合液的酸碱性。
3.溶度积常数(Ksp)及相关计算(1)M(OH)n悬浊液中Ksp、KW和pH间的关系:(2)建立Ksp与沉淀转化反应平衡常数(K)的关系建立Ksp与K的关系,一般是在K的表达式的分子、分母中同乘以某个离子的浓度,将分子、分母转化为不同物质的Ksp。例如,反应
[命题角度]角度1Ka(或Kb)与Kh的计算及应用【典例】 (2021山东卷,15改编)赖氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR表示]是人体必需的氨基酸,其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡: 。向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系数δ(x)随pH变化如图所示。已知
提示 根据图中M、N、P点对应的pH,粗略估算电离常数K1、K2、K3;根据O点溶液中c(H2R+)=c(R-),可得K2·K3=c2(H+),两边取负对数可得
角度拓展1.(2022江西新余二模)Cu2+与NH3可结合生成多种络合物,在水溶液中存在如下平衡:
(K1、K2、K3、K4分别为每一步反应的化学平衡常数)。向某浓度的CuSO4溶液中滴加浓氨水,实验测得含Cu微粒的物质的量分布分数(δ)与溶液中的lg c(NH3)关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.K1=10-4B.曲线a表示[Cu(NH3)4]2+的物质的量分布分数曲线C.lg c(NH3)=-3时,c(Cu2+)+c{[Cu(NH3)]2+}+c{[Cu(NH3)2]2+}+c{[Cu(NH3)3]2+}+c{[Cu(NH3)4]2+}=0.5[c(OH-)-c(H+)-c( )]
提示 从图中可以看出,横坐标从左到右,c(NH3)不断增大,则a代表δ(Cu2+),b代表δ{[Cu(NH3)]2+},c代表δ{[Cu(NH3)2]2+},d代表δ{[Cu(NH3)3]2+},e代表δ{[Cu(NH3)4]2+}。d、e曲线的交叉点,此时c{[Cu(NH3)3]2+}=c{[Cu(NH3)4]2+}, =c(NH3)=10-2, A不正确;曲线a表示Cu2+的物质的量分布分数曲线,B不正确;lg c(NH3)=-3时,依据电荷守恒,2c(Cu2+)+2c{[Cu(NH3)]2+}+2c{[Cu(NH3)2]2+}+ 2c{[Cu(NH3)3]2+}+2c{[Cu(NH3)4]2+}+c(H+)+c( )=c(OH-)+2c( ),所以c(Cu2+)+c{[Cu(NH3)]2+}+c{[Cu(NH3)2]2+}+c{[Cu(NH3)3]2+}+c{[Cu(NH3)4]2+}>0.5[c(OH-)-c(H+)-c( )],C不正确;
2.(2022河南大联考第三次模拟)常温时,将0.1 ml·L-1的R2SO4溶液(R++H2O ROH+H+)加水稀释,溶液中- 与lg c(OH-)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.常温时,ROH的电离平衡常数为1×10-5.7B.P、Q点对应的水的电离程度:P>QC.Q点对应的溶液中,c( )<500c(ROH)D.常温时,加入适量R2SO4固体可使P点向W点移动
角度2Ksp的计算及应用【典例】 (1)(2021辽宁卷,16节选)某温度下,Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率与pH的关系如图。“沉铬”过程最佳pH为 ;在该条件下滤液B中c(Cr3+)= ml·L-1 [KW近似为1×10-14,Cr(OH)3的Ksp近似为1×10-30]。
(2)(2021海南卷,16节选)25 ℃时,潮湿的石膏雕像表面会发生反应:CaSO4(s)+ (aq) CaCO3(s)+ (aq),其平衡常数K= 。[已知Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]。
提示 (1)由题图可知,pH=6.0时Cr(Ⅲ)沉淀率很高,随后pH增大,Cr(Ⅲ)沉淀率变化不大,故“沉铬”过程最佳pH为6.0。此时c(H+)=10-6 ml·L-1,c(OH-) =10-8 ml·L-1,又知Ksp[Cr(OH)3]≈1×10-30,则有
角度拓展1.(2022四川南充三诊)镁菱锌矿(主要成分为ZnCO3、MgCO3等,含有少量FeCO3、CaCO3等杂质)可用于生产媒染剂、防腐剂ZnSO4·7H2O以及耐火材料MgO。制备工艺流程如下:
已知:65 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-17,KW=10-13,lg 2≈0.3。“沉锌”前,滤液(65 ℃)中含有0.50 ml·L-1 Zn2+和1.8 ml·L-1 Mg2+,保持该温度,则应加入氨水调节pH在 范围(c≤1.0×10-5 ml·L-1时沉淀完全)。利用平衡移动原理说明“沉锌”时加入氨水的作用是 。
7.15≤pH<7.5
消耗H+,促进Zn2+发生水解
2.(2022四川宜宾适应性考试)铋(Bi)的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含FeS、CuO、SiO2等杂质)制备NaBiO3的工艺流程如下图:
已知:ⅰ.Bi3+易水解;NaBiO3难溶于冷水ⅱ.“氧化浸取”时,铋元素转化为Bi3+,硫元素转化为硫单质ⅲ.Cu(OH)2(s)+4NH3(g) Cu[(NH3)4]2+(aq)+2OH-(aq) K1=4.4×10-7ⅳ.该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:
回答下列问题:(1)“除铁”时,调节溶液pH的范围是 。 (2)“除铜”时发生反应:Cu2+(aq)+4NH3(g) Cu[(NH3)4]2+(aq) K2=2×1013,则Ksp[Cu(OH)2]= 。
3.7≤pH<4.5
提示 (1)结合已知信息ⅳ,当pH≥3.7时,Fe3+完全沉淀,为防止Bi3+沉淀,pH不能超过4.5,因此“除铁”时,调节溶液的pH的范围为3.7≤pH<4.5。
[核心回顾]1.基于“三大守恒”规律,明确溶液中微粒浓度的关系
2.抓住酸碱滴定过程中“五点”,判断溶液中的微粒浓度的关系
示例:向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶液pH与加入NaOH溶液的关系如图所示:
分析:(1)a点:溶质为等浓度的CH3COONa、CH3COOH,离子浓度关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);(2)b点:溶质为CH3COONa、CH3COOH,离子浓度关系:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-);(3)c点:溶质为CH3COONa,离子浓度关系:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+);(4)d点:溶质为等浓度的CH3COONa、NaOH,离子浓度关系:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)。
[命题角度]角度1溶液中微粒浓度的大小关系【典例】 (2021天津卷,10)常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是( )
角度拓展1.(2022广东汕头模拟)白醋是烹调中的酸味辅料,能调节人体的新陈代谢,其主要成分CH3COOH为一元弱酸。25 ℃时,判断下列说法是否正确。(1)pH=3的CH3COOH溶液中,存在c(H+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)。( )(2)pH=7的CH3COONH4溶液中,c(CH3COO-)=c( )>c(H+)=c(OH-)。( )(3)pH=10的CH3COONa溶液中,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)。( )
提示 (1)pH=3的CH3COOH溶液中,据电荷守恒可知:c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)。(3)CH3COONa溶液中CH3COO-发生水解反应而使溶液呈碱性,则有: c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
2.(2022山东青岛模拟)Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液可以将溶液pH控制在9.16~10.83,25 ℃时,Ka1(H2CO3)=4×10-7、Ka2(H2CO3)=5×10-11,判断下列说法是否正确。
角度2滴定曲线分析及微粒浓度的比较【典例】 (2021湖南卷,9)常温下,用0.100 0 ml·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 ml·L-1三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)C.当pH=7时,三种溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)D.分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
角度拓展1.(2022河南商丘第三次模拟)用0.10 ml·L-1的NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度为c1的醋酸、c2的草酸(H2C2O4)溶液,得到如图滴定曲线,其中c、d点为两种酸恰好完全中和的化学计量点。下列说法错误的是( )
A.由滴定曲线可判断:c1>c2B.滴定过程中始终有n(CH3COOH)=0.02 L×c1+n(OH-)-n(H+)-n(Na+)C.若a点V(NaOH溶液)=7.95 mL,则a点有D.若b点时溶液中c(CHCOO-)=c(CHCOOH),则b点消耗了8.60 mL的NaOH溶液
提示 草酸是二元弱酸,滴定过程中有两次滴定突变;醋酸是一元酸,滴定时只有一次滴定突变,所以根据图示可知X曲线代表草酸,Y曲线代表醋酸。其中c、d点为两种酸恰好完全中和的化学计量点,根据恰好反应时消耗NaOH溶液的体积可知,c2= =0.026 5 ml·L-1, c1= =0.086 0 ml·L-1,c1>c2,A正确;对于醋酸溶液,在滴定过程中始终存在电荷守恒n(H+)+n(Na+)=n(OH-)+n(CH3COO-),根据物料守恒可知n(CH3COOH)+n(CH3COO-)=0.02 L×c1,n(H+)+n(Na+)=n(OH-)+0.02 L×c1-n(CH3COOH),所以n(CH3COOH)=0.02 L×c1+n(OH-)-n(H+)-n(Na+),B正确;
2.(2022广西梧州一模)H3PO3是二元弱酸,常温下向20.00 mL 0.100 0 ml·L-1 Na2HPO3溶液中滴入0.100 0 ml·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸体积的关系如图所示。已知10-1.7≈2×10-2,下列说法正确的是( )
A.常温下,NaH2PO3溶液中B.常温下,H3PO3的一级电离常数Ka1约为3×10-4C.H3PO3与足量的NaOH溶液反应的化学方程式为H3PO3+3NaOH ══ Na3PO3+3H2OD.a点溶液中存在c(H+)+c( )+2c(H3PO3)=c(Cl-)+c(OH-)
——突破一 命题篇——
新教材新考向 滴定曲线及其分析1.滴定曲线中“分布系数”图像及分析分布系数图像是酸碱中和滴定曲线的一种变式,常以pH、分布系数(δ)为横、纵坐标,结合滴定实验数据绘制出关系曲线,这里分布系数(δ)代表组分的平衡浓度占总浓度的分数。一元弱酸和二元弱酸的分布系数图像及分析如下:
典例突破1(2022四川南充三诊)25 ℃时,用0.100 ml·L-1 NaOH溶液滴定0.100 ml·L-1顺丁烯二酸(H2A)溶液,溶液中主要粒子的分布系数α[例如 ,图中实线]以及pH(图中虚线)随V(NaOH溶液)的变化如图。下列叙述错误的是( )
A.α1对应的粒子为HA-B.NaHA溶液中c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)C.H2A的电离常数D.顺丁烯二酸(H2A)溶液的体积为25.0 mL
答案 B解析 原溶液中的H2A最多,其次为HA-,最少的为A2-,故α0对应H2A,α1对应的是HA-,A项正确;取α1最高点为NaHA溶液,溶液pH<7,溶液显酸性,说明HA-的电离大于水解,则溶液中c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),B项错误;当c(HA-)=c(H2A)时,Ka1=c(H+)≈10-2,当c(HA-)=c(A2-)时,Ka2=c(H+)≈10-6,则 =104,C项正确;当氢氧化钠溶液的体积为25 mL时,全部转化为HA-,即氢氧化钠和H2A恰好反应生成NaHA,二者物质的量浓度相同,故顺丁烯二酸(H2A)溶液的体积为25.0 mL,D项正确。
典例突破2(2022宁夏吴忠模拟联考)室温下,向亚硫酸溶液中滴加NaOH溶液,各含硫微粒分布系数(平衡时某微粒的物质的量占各微粒物质的量之和的分数)与溶液pH的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
答案 C解析 向亚硫酸溶液中滴加NaOH溶液,亚硫酸物质的量浓度逐渐减小,亚硫酸氢根物质的量浓度逐渐增大,因此曲线Ⅰ为亚硫酸,曲线Ⅱ为亚硫酸氢根,再继续加NaOH溶液,亚硫酸氢根物质的量浓度减小,亚硫酸根物质的量浓度增大,因此曲线Ⅲ为亚硫酸根。曲线Ⅱ表示 的分布系数随pH的变化,A正确;在pH=7.2时,亚硫酸氢根物质的量浓度和亚硫酸根物质的量浓度相等,则Ka2(H2SO3)=c(H+)=1×10-7.2,因此Ka2(H2SO3)的数量级为10-8,B正确;NaHSO3溶液pH大约为4,说明溶液显酸性,亚硫酸氢根电离大于其水解,抑制水的电离,因此溶液中水电离出的c(H+)<1×10-7 ml·L-1,D正确。
典例突破3(2022河南百所名校第三次联合检测)乙二酸为二元弱酸,用H2A表示。25 ℃时,向0.1 ml·L-1的NH4HA溶液中滴加适量的盐酸或NaOH溶液,溶液中各含氮(或A)微粒的分布分数δ与溶液pH的关系如图所示(不考虑溶液中的NH3分子)。比如:溶液中H2A的分布分数
2.滴定曲线中“对数关系”图像及分析利用某种离子浓度(或两种离子浓度比值)的对数(或负对数)与溶液的pH为坐标,建立滴定过程中对数关系图像,电解质溶液中四种常考的对数关系及分析如下表:
典例突破4(2022四川德阳三诊)25 ℃时,向二元弱酸H2X溶液中滴加NaOH溶液(忽略温度变化),所得混合溶液的pH与粒子浓度变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.随着NaOH溶液的滴加,B.溶液中水的电离程度:a>b>cC.b点对应的溶液中:2c(H2X)+c(HX-)>c(Na+)D.当溶液的pH=4时,c(H2X)∶c(HX-)∶c(X2-)=1∶10m+2∶10m+n-3
新材料新情境 空气中的CO2对溶洞中钟乳石的影响新材料 含有丰富Ca(HCO3)2的地下水,由溶洞顶部渗漏下来时,由于温度升高、压力减小,水中二氧化碳逸出,形成的CaCO3沉积在溶洞顶部,形成钟乳石。溶解在水中的CO2会与石头中的CaCO3发生化学反应生成易溶于水的Ca(HCO3)2,故空气中CO2浓度过大会加速钟乳石的溶解。
思考溶洞景区限制参观的游客数量,主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用,从化学平衡的角度说明其原因 。
答案 游客呼出的CO2及空气中的H2O可与钟乳石的主要成分CaCO3发生可逆反应:CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2,CO2浓度增加,平衡正向移动,CaCO3转化为易溶于水的Ca(HCO3)2,钟乳石被破坏。
典例突破5(2022四川宜宾二模)常温下,保持某含Ca2+水体中H2CO3与空气中CO2的平衡,调节水体pH,水体中-lg[c(X)]与pH的关系如下图所示(其中X为H2CO3、 、 或Ca2+)。下列说法错误的是( )
——突破二 解题篇——
素养命题+题型突破1.有关电解质溶液的图像及综合分析(证据推理与模型认知)全国卷在选择题中考查了电解质溶液图像及综合分析,要求考生能结合酸碱中和反应(或酸与盐反应)的规律,建构认知模型,分析滴定过程中物质发生的反应及所得产物,并结合电离平衡、水解平衡等分析微粒浓度的关系,并进行简单计算;能综合运用离子反应、化学平衡原理,分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。
典例突破1(2021湖北卷,14)常温下,已知H3PO3溶液中含磷物种的浓度之和为0.1 ml·L-1,溶液中各含磷物种的pc-pOH关系如图所示。图中pc表示各含磷物种的浓度负对数(pc=-lg c),pOH表示OH-的浓度负对数[pOH=-lg c(OH-)];x、y、z三点的坐标: x(7.3,1.3),y(10.0,3.6),z(12.6,1.3)。下列说法正确的是( )
方法点拨“三步法”突破有关电解质溶液的图像及综合分析类题(1)读图:通过观察弄清纵坐标的含义及单位,弄清各微粒浓度变化。(2)识图:分析特殊点的图像含义,如曲线的起点、终点、交叉点、极值点、转折点等,分析曲线的变化趋势如斜率的大小及升降。根据曲线交点的pH确定电离常数(Ka1、Ka2)。(3)分析:进行信息提取,挖掘隐含信息、排除干扰信息、提炼有用信息,在总揽信息的基础上进行逻辑推理或运用数据计算分析。
针对训练1(2022江西重点中学盟校第二次联考)室温下,甘氨酸在水溶液中主要以 H3N+CH2COO-、H3N+CH2COOH和 H2NCH2COO-三种微粒形式存在,0.001 ml·L-1甘氨酸溶液中H3N+CH2COO-、H3N+CH2COOH和H2NCH2COO-的浓度对数值与pH的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.③代表H2NCH2COO-B.甘氨酸溶液显弱酸性C.pH=7时,c(H3N+CH2COO-)>c(H2NCH2COO-)>c(H3N+CH2COOH)D.H2NCH2COONa溶液中c(OH-)=c(H3N+CH2COO-)+c(H+)
答案 D解析 氨基具有碱性,在酸性较强时会结合氢离子,羧基具有酸性,在碱性较强时与氢氧根反应,故①代表H3N+CH2COOH、②代表H3N+CH2COO-、③代表H2NCH2COO-,A项正确;B点发生的反应为2H3N+CH2COO-H3N+CH2COOH+H2NCH2COO-,c(H3N+CH2COOH)=c(H2NCH2COO-),pH=6,则甘氨酸溶液显弱酸性,B项正确;②③分别代表H3N+CH2COO-、H2NCH2COO-,由图可知,pH=7时,c(H3N+CH2COO-)>c(H2NCH2COO-)>c(H3N+CH2COOH),C项正确;H2NCH2COONa溶液中由质子守恒可知:c(OH-)=c(H3N+CH2COO-)+c(H+)+2c(H3N+CH2COOH),D项错误。
针对训练2(2022贵州遵义二模)H3PO4是一种三元弱酸。室温下,向0.1 ml∙L-1的H3PO4溶液中滴加NaOH调节pH。混合溶液中lg X表示 随溶液pH的变化如图所示。下列说法错误的是( )
2.中和滴定原理及应用(科学探究与创新意识)在近几年高考中考查了酸碱中和滴定原理及应用,涉及“双指示剂法”滴定操作,利用标准盐酸滴定Na2CO3、NaHCO3的混合液,先加入酚酞作指示剂,滴定过程Na2CO3+HCl ══ NaHCO3+NaCl,达到滴定终点后,再加入甲基橙,滴定过程NaHCO3+HCl ══ NaCl+H2O+CO2↑,要求考生描述实验现象,处理、分析实验数据和结果,得出相应结论。
典例突破2(2021湖南卷,15节选)碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠,并测定产品中少量碳酸氢钠的含量。过程如下:步骤Ⅰ.Na2CO3的制备
步骤Ⅱ.产品中NaHCO3含量测定①称取产品2.500 g,用蒸馏水溶解,定容于250 mL容量瓶中;②移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶,加入2滴指示剂M,用0.100 0 ml·L-1盐酸标准溶液滴定,溶液由红色变至近无色(第一滴定终点),消耗盐酸V1 mL;③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用0.100 0 ml·L-1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸V2 mL;④平行测定三次,V1平均值为22.45,V2平均值为23.51。(1)指示剂N为 ,描述第二滴定终点前后颜色变化 ; (2)产品中NaHCO3的质量分数为 (保留三位有效数字); (3)第一滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则NaHCO3质量分数的计算结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案 (1)甲基橙 由黄色变橙色(2)3.56% (3)偏大解析 (1)用盐酸标准溶液滴定含有碳酸氢钠杂质的碳酸钠溶液时,由于开始时溶液呈碱性,且首先发生反应:Na2CO3+HCl ══ NaHCO3+NaCl,此时所用指示剂M为酚酞,终点的现象是:溶液由红色变为近无色。第二个滴定阶段发生的反应为NaHCO3+HCl ══ NaCl+H2O+CO2↑,由于最终溶液呈弱酸性,所以可用甲基橙作指示剂(N)。滴定终点的现象是溶液由黄色变为橙色。
(2)根据滴定过程中的反应原理:Na2CO3+HCl ══ NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl ══ NaCl+H2O+CO2↑可知,2.500 g产品中碳酸氢钠所消耗的盐酸的体积为(V2-V1) mL×10=(23.51-22.45) mL×10,则样品中n(NaHCO3)=(23.51-22.45) mL×10×10-3 L·mL-1×0.100 0 ml·L-1= 1.06×10-3 ml。所以产品中碳酸氢钠的质量分数为(3)由于滴定管的刻度上小下大,当第一滴定终点时俯视读数,会使所读刻度值偏小,即V1偏小,引起(V2-V1)偏大,则最终所算得的碳酸氢钠的质量分数偏大。
原生态样卷剖析样卷示例A(低分卷)
样卷示例B(高分卷)
方法点拨“双指示剂法”就是分别以酚酞和甲基橙为指示剂,在同一份溶液中用HCl标准溶液作滴定剂进行连续滴定,根据两个终点所消耗的HCl标准溶液的体积计算混合碱中各组分的含量,这里“混合碱”是指NaOH和Na2CO3或Na2CO3和NaHCO3的混合物。(1)先加酚酞,用标准盐酸进行滴定,至溶液由红色恰好褪去,消耗盐酸体积为V1:NaOH+HCl ══ NaCl+H2O、Na2CO3+HCl ══ NaHCO3+NaCl。(2)后加甲基橙,用标准盐酸进行滴定,至溶液由黄色变为橙色,消耗盐酸体积为V2:NaHCO3+HCl ══ NaCl+CO2↑+H2O。(3)分析:若V1>V2,混合碱则为NaOH和Na2CO3的混合物;若V1
答案 (1)纯蓝色 (2)70.00%解析 (1)Zn2+与EBT作用可形成酒红色微粒Zn-EBT,由于EDTA与Zn2+结合能力更强,发生反应:Zn-EBT(酒红色)+EDTA ══ Zn-EDTA+EBT(纯蓝色),由此可知EDTA溶液已加足量时溶液的颜色为纯蓝色。(2)由题可知25.00 mL溶液消耗EDTA的物质的量为2.000 ml·L-1×0.010 00 L-1.000 ml·L-1×0.018 00 L=2.000×10-3 ml,根据反应Zn-EBT(酒红色)+EDTA ══ Zn-EDTA+EBT(纯蓝色),可知关系式:1 ml Zn(C6H11O7)2~1 ml EDTA,则葡萄糖酸锌的物质的量为2.000×10-3 ml,则葡萄糖酸锌的质量分数为 ×100%=70%。
——突破三 热点专攻——
中和滴定及拓展应用高考必备1.命题分析高考中重点考查中和滴定原理、操作及拓展应用,侧重考查氧化还原滴定及应用,涉及指示剂的选择、滴定终点的判断、实验数据处理等,要求考生利用氧化还原反应中得失电子守恒进行相关计算,充分体现新高考对学科素养中“学习掌握”“思维方法”“实践探索”三个维度的综合考查。
2.滴定实验操作及分析
3.滴定管读数误差及分析滴定管正确的读数方法是眼睛、凹液面最低点、刻度线在同一水平线上。试分析下列图示读数对滴定结果的影响:
(1)如图Ⅰ,开始仰视读数,滴定完毕俯视读数,滴定结果会偏小。(2)如图Ⅱ,开始俯视读数,滴定完毕仰视读数,滴定结果会偏大。
4.氧化还原滴定及分析(1)间接碘量法(滴定碘法)先用KI还原具有氧化性的物质(如Fe3+、ClO-等)产生I2,再利用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2。示例:测定漂白粉中有效氯的含量滴定终点:当滴加最后一滴Na2S2O3标准溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原来颜色。
(2)高锰酸钾法①直接滴定法:利用KMnO4溶液的强氧化性滴定具有还原性的物质(如Fe2+、H2C2O4等)。示例:利用标准KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液原理:不需要外加指示剂,2 +6H++5H2C2O4 ══ 10CO2↑+2Mn2++8H2O。滴定终点:当滴加最后一滴标准KMnO4溶液后,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色。②返滴定法:常用于测定一些不能直接滴定的氧化性(或还原性)物质。示例:测定某固体物质中MnO2的含量原理:加入一定量Na2C2O4标准溶液(过量)还原MnO2,再用标准KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4,实质上是Na2C2O4还原MnO2和KMnO4生成Mn2+,据此列式计算。
5.沉淀滴定原理及应用(1)沉淀滴定法是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-浓度。(2)沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液滴定溶液中的Cl-的含量时常以 为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶。
(2021山东卷,18节选)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:①称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为m1 g;开盖并计时1分钟,盖紧称重为m2 g;再开盖加入待测样品并计时1分钟,盖紧称重为m3 g,则样品质量为 g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将 (填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中WCl6质量分数的测定值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
解析 ①称量时加入足量的CS2,盖紧称重为m1 g,由于CS2易挥发,开盖时要挥发出来,称量的质量要减少,开盖并计时1分钟,盖紧称重m2 g,则挥发出的CS2的质量为(m1-m2) g,再开盖加入待测样品并计时1分钟,又挥发出(m1-m2) g的CS2,盖紧称重为m3 g,则样品质量为m3 g+2(m1-m2) g-m1 g=(m3+m1-2m2) g。
方法点拨“四步法”处理氧化还原滴定中实验数据(1)从繁杂的信息中确定已知量和待求量;(2)根据元素化合价升降确定各自得失电子情况;(3)根据得失电子守恒建立已知量和待求量之间的对应关系;(4)代入实验数据,列出关系式求解。
考向预测1.(氧化还原滴定原理及应用)(2022陕西宝鸡检测)Bi2O3与Na2O2在焙烧时反应可制得NaBiO3。取NaBiO3产品1.0 g,加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应,再用0.1 ml·L-1的H2C2O4标准溶液滴定生成的 ,达到滴定终点时平均消耗25.00 mL标准溶液。
(1)NaBiO3、 、Na2O2的氧化性由强到弱的顺序为 。 (2)该产品的纯度为 。
答案 (1)Na2O2>NaBiO3> (2)70%
2.(沉淀滴定原理及应用)(2022陕西汉中校级联考)取ScCl3粗产品(含难溶Sc2O3杂质)溶于水,配成溶液,采用K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定,当溶液中出现 现象时,说明已达到滴定终点。当溶液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5 ml·L-1)时,此时溶液中c( )= ml·L-1。[已知:Ag2CrO4为砖红色固体;Ksp(AgCl)=2.0×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]
[核心回顾]1.外界条件对电离平衡的影响(以CH3COOH CH3COO-+H+ ΔH>0为例)
2.外界条件对水的电离平衡的影响(H2O H++OH- ΔH>0)
3.外界条件对盐类水解平衡的影响[以Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ΔH>0为例]
加酸,抑制阳离子水解,促进阴离子水解;加碱,抑制阴离子水解,促进阳离子水解
4.外界条件对沉淀溶解平衡的影响[以AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例]溶度积(Ksp)的大小只与难溶电解质的性质和溶液的温度有关
[命题角度]角度1电离平衡和溶液的酸碱性【典例】 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 ml·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的电离度约为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
角度拓展1.(2022四川成都第三次诊断)分别向0.2 ml·L-1 NaX溶液中加入少量NaOH固体或通入HCl气体时,所得溶液中部分微粒浓度的对数lg c与pH的关系如图所示。已知HX为一元弱酸,lg 2≈0.3。下列说法错误的是( )
A.曲线代表lg c(HX)与pH的关系B.甲、乙之间溶液存在c(Na+)>c(HX)>c(X-)C.0.2 ml·L-1NaX溶液的pH≈11.3D.加水稀释甲点混合溶液,交点甲沿OH-线向左下移动
提示 向NaX溶液中加入NaOH固体,会抑制X-的水解,溶液碱性增强,c(X-)、c(Na+)增大,而c(HX)减小;向NaX溶液中通入HCl,发生反应NaX+HCl ══ NaCl+HX,溶液碱性减弱,溶液中c(X-)减小,c(Cl-)、c(HX)增大,c(Na+)不变,可知曲线代表lg c(HX)与pH的关系,A正确;在甲乙之间溶液中lg c(HX)<-1,则c(HX)<0.1 ml·L-1,由物料守恒有c(X-)+c(HX)=0.2 ml·L-1,c(X-)>0.1 ml·L-1,则c(X-)>c(HX),B错误;
2.(2022江西鹰潭第二次模拟)25 ℃时,某混合溶液中c(H2A)+c(HA-)+c(A2-) =0.01 ml·L-1,由水电离出的c水(H+)的对数lg c水(H+)与的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.L1表示lg c水(H+)与 的变化关系B.Y点时存在c(H2A)=c(HA-)=c(A2-)C.X点时溶液的pH=5D.Ka2(H2A)=10-8
角度2盐类的水解平衡及影响因素【典例】 (2022湖南卷,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 ml·L-1)。
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 对Fe3+的水解反应无影响,但对还原反应有影响
角度拓展1.(2022江苏南京模拟)室温下,通过下列实验探究Na2S溶液的性质。
判断下列说法是否正确。(1)0.1 ml·L-1 Na2S溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)。( )(2)实验3得到的溶液中有c(HS-)+2c(S2-)<0.2 ml·L-1。( )(3)实验4说明H2S的酸性比HCl的酸性强。( )
提示 (1)Na2S属于强碱弱酸盐,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HS-) +2c(S2-)+c(OH-),据元素质量守恒可得:c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S),综合两式消去c(Na+),得到c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)。(3)向0.1 ml·L-1 Na2S溶液中滴加几滴0.05 ml·L-1 HCl溶液,盐酸不足,则反应为Na2S+HCl ══ NaHS+NaCl,无明显现象,但HCl的酸性强于H2S。
2.(2022河南平顶山质量检测)HX是一元弱酸,微溶盐MX2的饱和溶液中c(M2+)随c(H+)而变化,M2+不发生水解。25 ℃时,实验测得pM与δ(X-)的关系如图所示,其中A点对应的pH=5.0。[已知lg 2≈0.3,
pM=-lgc(M2+),δ(X-)= ]。则下列说法正确的是( )A.A点对应溶液中存在2c(M2+)=3c(HX)B.B点对应溶液的pH约为 ℃时,Ksp(MX2)的数量级为10-6D.25 ℃时,HX的电离常数Ka为2.5×10-5
角度3沉淀溶解平衡及影响因素
【典例】 (2021全国甲卷,12)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)< Ksp(BaCO3)。某温度下,饱和溶液中-lg[c( )]、-lg[c( )]与-lg[c(Ba2+)]的关系如图所示。
下列说法正确的是( )A.曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线B.该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10-10C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点D.c(Ba2+)=10-5.1 ml·L-1时两溶液中
角度拓展1.(2022江西上饶模拟)常温下,向20 mL 1 ml·L-1 CuCl2溶液中滴加2 ml·L-1 Na2S溶液的滴定曲线如图所示。已知:pCu=-lg c(Cu2+),lg 2.5≈0.4,常温下Ksp(FeS)=6.3×10-18; Ka1 (H2S)=1.2×10-7,Ka2(H2S)=7.1×10-15。判断下列说法是否正确。
(1)常温下,S2-的水解常数Kh(S2-)≈8.3×10-8。( )(2)E→F→G的过程中,水的电离程度先减小后增大。( )(3)向1 ml·L-1 FeSO4(aq)中加入足量CuS固体,产生FeS沉淀。( )
(3)F点Na2S和CuCl2恰好完全反应,溶液中c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.6 ml·L-1, Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-35.2,因此向1 ml·L-1 FeSO4溶液中加入足量CuS固体,不会产生FeS沉淀。
2.(2022江西重点中学协作体第一次联考)常温下,向20 mL 1 ml·L-1 CuCl2溶液中滴加2 ml·L-1 Na2S溶液的滴定曲线如图所示。已知:pCu=-lg c(Cu2+),lg 2.5=0.4,常温下Ksp(FeS)=6.3×10-18;Ka1(H2S)=1.2×10-7, Ka2(H2S)=7.1×10-15。下列说法正确的是( )
A.常温下,S2-的水解常数Kh(S2-)约为8.3×10-8B.E→F→G的过程中,水的电离度一直在减小C.向1 ml·L-1 FeSO4(aq)中加入足量CuS固体,产生FeS沉淀D.25 ℃时,Cu2++H2S ══ CuS↓+2H+的平衡常数K≈1.36×1014
CuS↓+2NaCl,溶质为CuCl2和NaCl,Cu2+水解促进水的电离,F点CuCl2和Na2S恰好完全反应,溶质为NaCl,对水的电离无影响,G点Na2S过量,溶质为NaCl和Na2S,S2-发生水解,促进水的电离,因此该过程中水的电离度先减小后增大,B错误;根据B选项分析,F点Na2S和CuCl2恰好完全反应,溶液中c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.6 ml·L-1,Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-35.2
适用于电离常数较小的弱电解质,平衡时c(HX)和c(H+)相差100倍以上由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),则 ,代入数值求解即可。
(2)根据分布分数(δ)图像近似计算在分布分数(δ)-pH图像中,曲线1、2、3分别代表H2X、HX-和X2-的变化,根据曲线1和2的交点对应溶液pH1计算: ;根据曲线2和3的交点对应溶液pH2计算:
2.利用电离常数(Ka或Kb)计算水解常数(Kh)
微点拨:判断弱酸的酸式盐NaHX溶液的酸碱性,要比较Ka2与Kh(HX-)的大小,前者大时溶液呈酸性,后者大时溶液呈碱性;同理,可推测等物质的量浓度的HX和NaX混合液的酸碱性。
3.溶度积常数(Ksp)及相关计算(1)M(OH)n悬浊液中Ksp、KW和pH间的关系:(2)建立Ksp与沉淀转化反应平衡常数(K)的关系建立Ksp与K的关系,一般是在K的表达式的分子、分母中同乘以某个离子的浓度,将分子、分母转化为不同物质的Ksp。例如,反应
[命题角度]角度1Ka(或Kb)与Kh的计算及应用【典例】 (2021山东卷,15改编)赖氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR表示]是人体必需的氨基酸,其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡: 。向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系数δ(x)随pH变化如图所示。已知
提示 根据图中M、N、P点对应的pH,粗略估算电离常数K1、K2、K3;根据O点溶液中c(H2R+)=c(R-),可得K2·K3=c2(H+),两边取负对数可得
角度拓展1.(2022江西新余二模)Cu2+与NH3可结合生成多种络合物,在水溶液中存在如下平衡:
(K1、K2、K3、K4分别为每一步反应的化学平衡常数)。向某浓度的CuSO4溶液中滴加浓氨水,实验测得含Cu微粒的物质的量分布分数(δ)与溶液中的lg c(NH3)关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.K1=10-4B.曲线a表示[Cu(NH3)4]2+的物质的量分布分数曲线C.lg c(NH3)=-3时,c(Cu2+)+c{[Cu(NH3)]2+}+c{[Cu(NH3)2]2+}+c{[Cu(NH3)3]2+}+c{[Cu(NH3)4]2+}=0.5[c(OH-)-c(H+)-c( )]
提示 从图中可以看出,横坐标从左到右,c(NH3)不断增大,则a代表δ(Cu2+),b代表δ{[Cu(NH3)]2+},c代表δ{[Cu(NH3)2]2+},d代表δ{[Cu(NH3)3]2+},e代表δ{[Cu(NH3)4]2+}。d、e曲线的交叉点,此时c{[Cu(NH3)3]2+}=c{[Cu(NH3)4]2+}, =c(NH3)=10-2, A不正确;曲线a表示Cu2+的物质的量分布分数曲线,B不正确;lg c(NH3)=-3时,依据电荷守恒,2c(Cu2+)+2c{[Cu(NH3)]2+}+2c{[Cu(NH3)2]2+}+ 2c{[Cu(NH3)3]2+}+2c{[Cu(NH3)4]2+}+c(H+)+c( )=c(OH-)+2c( ),所以c(Cu2+)+c{[Cu(NH3)]2+}+c{[Cu(NH3)2]2+}+c{[Cu(NH3)3]2+}+c{[Cu(NH3)4]2+}>0.5[c(OH-)-c(H+)-c( )],C不正确;
2.(2022河南大联考第三次模拟)常温时,将0.1 ml·L-1的R2SO4溶液(R++H2O ROH+H+)加水稀释,溶液中- 与lg c(OH-)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.常温时,ROH的电离平衡常数为1×10-5.7B.P、Q点对应的水的电离程度:P>QC.Q点对应的溶液中,c( )<500c(ROH)D.常温时,加入适量R2SO4固体可使P点向W点移动
角度2Ksp的计算及应用【典例】 (1)(2021辽宁卷,16节选)某温度下,Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率与pH的关系如图。“沉铬”过程最佳pH为 ;在该条件下滤液B中c(Cr3+)= ml·L-1 [KW近似为1×10-14,Cr(OH)3的Ksp近似为1×10-30]。
(2)(2021海南卷,16节选)25 ℃时,潮湿的石膏雕像表面会发生反应:CaSO4(s)+ (aq) CaCO3(s)+ (aq),其平衡常数K= 。[已知Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]。
提示 (1)由题图可知,pH=6.0时Cr(Ⅲ)沉淀率很高,随后pH增大,Cr(Ⅲ)沉淀率变化不大,故“沉铬”过程最佳pH为6.0。此时c(H+)=10-6 ml·L-1,c(OH-) =10-8 ml·L-1,又知Ksp[Cr(OH)3]≈1×10-30,则有
角度拓展1.(2022四川南充三诊)镁菱锌矿(主要成分为ZnCO3、MgCO3等,含有少量FeCO3、CaCO3等杂质)可用于生产媒染剂、防腐剂ZnSO4·7H2O以及耐火材料MgO。制备工艺流程如下:
已知:65 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-17,KW=10-13,lg 2≈0.3。“沉锌”前,滤液(65 ℃)中含有0.50 ml·L-1 Zn2+和1.8 ml·L-1 Mg2+,保持该温度,则应加入氨水调节pH在 范围(c≤1.0×10-5 ml·L-1时沉淀完全)。利用平衡移动原理说明“沉锌”时加入氨水的作用是 。
7.15≤pH<7.5
消耗H+,促进Zn2+发生水解
2.(2022四川宜宾适应性考试)铋(Bi)的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含FeS、CuO、SiO2等杂质)制备NaBiO3的工艺流程如下图:
已知:ⅰ.Bi3+易水解;NaBiO3难溶于冷水ⅱ.“氧化浸取”时,铋元素转化为Bi3+,硫元素转化为硫单质ⅲ.Cu(OH)2(s)+4NH3(g) Cu[(NH3)4]2+(aq)+2OH-(aq) K1=4.4×10-7ⅳ.该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:
回答下列问题:(1)“除铁”时,调节溶液pH的范围是 。 (2)“除铜”时发生反应:Cu2+(aq)+4NH3(g) Cu[(NH3)4]2+(aq) K2=2×1013,则Ksp[Cu(OH)2]= 。
3.7≤pH<4.5
提示 (1)结合已知信息ⅳ,当pH≥3.7时,Fe3+完全沉淀,为防止Bi3+沉淀,pH不能超过4.5,因此“除铁”时,调节溶液的pH的范围为3.7≤pH<4.5。
[核心回顾]1.基于“三大守恒”规律,明确溶液中微粒浓度的关系
2.抓住酸碱滴定过程中“五点”,判断溶液中的微粒浓度的关系
示例:向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶液pH与加入NaOH溶液的关系如图所示:
分析:(1)a点:溶质为等浓度的CH3COONa、CH3COOH,离子浓度关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);(2)b点:溶质为CH3COONa、CH3COOH,离子浓度关系:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-);(3)c点:溶质为CH3COONa,离子浓度关系:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+);(4)d点:溶质为等浓度的CH3COONa、NaOH,离子浓度关系:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)。
[命题角度]角度1溶液中微粒浓度的大小关系【典例】 (2021天津卷,10)常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是( )
角度拓展1.(2022广东汕头模拟)白醋是烹调中的酸味辅料,能调节人体的新陈代谢,其主要成分CH3COOH为一元弱酸。25 ℃时,判断下列说法是否正确。(1)pH=3的CH3COOH溶液中,存在c(H+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)。( )(2)pH=7的CH3COONH4溶液中,c(CH3COO-)=c( )>c(H+)=c(OH-)。( )(3)pH=10的CH3COONa溶液中,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)。( )
提示 (1)pH=3的CH3COOH溶液中,据电荷守恒可知:c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)。(3)CH3COONa溶液中CH3COO-发生水解反应而使溶液呈碱性,则有: c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
2.(2022山东青岛模拟)Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液可以将溶液pH控制在9.16~10.83,25 ℃时,Ka1(H2CO3)=4×10-7、Ka2(H2CO3)=5×10-11,判断下列说法是否正确。
角度2滴定曲线分析及微粒浓度的比较【典例】 (2021湖南卷,9)常温下,用0.100 0 ml·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 ml·L-1三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)C.当pH=7时,三种溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)D.分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
角度拓展1.(2022河南商丘第三次模拟)用0.10 ml·L-1的NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度为c1的醋酸、c2的草酸(H2C2O4)溶液,得到如图滴定曲线,其中c、d点为两种酸恰好完全中和的化学计量点。下列说法错误的是( )
A.由滴定曲线可判断:c1>c2B.滴定过程中始终有n(CH3COOH)=0.02 L×c1+n(OH-)-n(H+)-n(Na+)C.若a点V(NaOH溶液)=7.95 mL,则a点有D.若b点时溶液中c(CHCOO-)=c(CHCOOH),则b点消耗了8.60 mL的NaOH溶液
提示 草酸是二元弱酸,滴定过程中有两次滴定突变;醋酸是一元酸,滴定时只有一次滴定突变,所以根据图示可知X曲线代表草酸,Y曲线代表醋酸。其中c、d点为两种酸恰好完全中和的化学计量点,根据恰好反应时消耗NaOH溶液的体积可知,c2= =0.026 5 ml·L-1, c1= =0.086 0 ml·L-1,c1>c2,A正确;对于醋酸溶液,在滴定过程中始终存在电荷守恒n(H+)+n(Na+)=n(OH-)+n(CH3COO-),根据物料守恒可知n(CH3COOH)+n(CH3COO-)=0.02 L×c1,n(H+)+n(Na+)=n(OH-)+0.02 L×c1-n(CH3COOH),所以n(CH3COOH)=0.02 L×c1+n(OH-)-n(H+)-n(Na+),B正确;
2.(2022广西梧州一模)H3PO3是二元弱酸,常温下向20.00 mL 0.100 0 ml·L-1 Na2HPO3溶液中滴入0.100 0 ml·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸体积的关系如图所示。已知10-1.7≈2×10-2,下列说法正确的是( )
A.常温下,NaH2PO3溶液中B.常温下,H3PO3的一级电离常数Ka1约为3×10-4C.H3PO3与足量的NaOH溶液反应的化学方程式为H3PO3+3NaOH ══ Na3PO3+3H2OD.a点溶液中存在c(H+)+c( )+2c(H3PO3)=c(Cl-)+c(OH-)
——突破一 命题篇——
新教材新考向 滴定曲线及其分析1.滴定曲线中“分布系数”图像及分析分布系数图像是酸碱中和滴定曲线的一种变式,常以pH、分布系数(δ)为横、纵坐标,结合滴定实验数据绘制出关系曲线,这里分布系数(δ)代表组分的平衡浓度占总浓度的分数。一元弱酸和二元弱酸的分布系数图像及分析如下:
典例突破1(2022四川南充三诊)25 ℃时,用0.100 ml·L-1 NaOH溶液滴定0.100 ml·L-1顺丁烯二酸(H2A)溶液,溶液中主要粒子的分布系数α[例如 ,图中实线]以及pH(图中虚线)随V(NaOH溶液)的变化如图。下列叙述错误的是( )
A.α1对应的粒子为HA-B.NaHA溶液中c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)C.H2A的电离常数D.顺丁烯二酸(H2A)溶液的体积为25.0 mL
答案 B解析 原溶液中的H2A最多,其次为HA-,最少的为A2-,故α0对应H2A,α1对应的是HA-,A项正确;取α1最高点为NaHA溶液,溶液pH<7,溶液显酸性,说明HA-的电离大于水解,则溶液中c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),B项错误;当c(HA-)=c(H2A)时,Ka1=c(H+)≈10-2,当c(HA-)=c(A2-)时,Ka2=c(H+)≈10-6,则 =104,C项正确;当氢氧化钠溶液的体积为25 mL时,全部转化为HA-,即氢氧化钠和H2A恰好反应生成NaHA,二者物质的量浓度相同,故顺丁烯二酸(H2A)溶液的体积为25.0 mL,D项正确。
典例突破2(2022宁夏吴忠模拟联考)室温下,向亚硫酸溶液中滴加NaOH溶液,各含硫微粒分布系数(平衡时某微粒的物质的量占各微粒物质的量之和的分数)与溶液pH的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
答案 C解析 向亚硫酸溶液中滴加NaOH溶液,亚硫酸物质的量浓度逐渐减小,亚硫酸氢根物质的量浓度逐渐增大,因此曲线Ⅰ为亚硫酸,曲线Ⅱ为亚硫酸氢根,再继续加NaOH溶液,亚硫酸氢根物质的量浓度减小,亚硫酸根物质的量浓度增大,因此曲线Ⅲ为亚硫酸根。曲线Ⅱ表示 的分布系数随pH的变化,A正确;在pH=7.2时,亚硫酸氢根物质的量浓度和亚硫酸根物质的量浓度相等,则Ka2(H2SO3)=c(H+)=1×10-7.2,因此Ka2(H2SO3)的数量级为10-8,B正确;NaHSO3溶液pH大约为4,说明溶液显酸性,亚硫酸氢根电离大于其水解,抑制水的电离,因此溶液中水电离出的c(H+)<1×10-7 ml·L-1,D正确。
典例突破3(2022河南百所名校第三次联合检测)乙二酸为二元弱酸,用H2A表示。25 ℃时,向0.1 ml·L-1的NH4HA溶液中滴加适量的盐酸或NaOH溶液,溶液中各含氮(或A)微粒的分布分数δ与溶液pH的关系如图所示(不考虑溶液中的NH3分子)。比如:溶液中H2A的分布分数
2.滴定曲线中“对数关系”图像及分析利用某种离子浓度(或两种离子浓度比值)的对数(或负对数)与溶液的pH为坐标,建立滴定过程中对数关系图像,电解质溶液中四种常考的对数关系及分析如下表:
典例突破4(2022四川德阳三诊)25 ℃时,向二元弱酸H2X溶液中滴加NaOH溶液(忽略温度变化),所得混合溶液的pH与粒子浓度变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.随着NaOH溶液的滴加,B.溶液中水的电离程度:a>b>cC.b点对应的溶液中:2c(H2X)+c(HX-)>c(Na+)D.当溶液的pH=4时,c(H2X)∶c(HX-)∶c(X2-)=1∶10m+2∶10m+n-3
新材料新情境 空气中的CO2对溶洞中钟乳石的影响新材料 含有丰富Ca(HCO3)2的地下水,由溶洞顶部渗漏下来时,由于温度升高、压力减小,水中二氧化碳逸出,形成的CaCO3沉积在溶洞顶部,形成钟乳石。溶解在水中的CO2会与石头中的CaCO3发生化学反应生成易溶于水的Ca(HCO3)2,故空气中CO2浓度过大会加速钟乳石的溶解。
思考溶洞景区限制参观的游客数量,主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用,从化学平衡的角度说明其原因 。
答案 游客呼出的CO2及空气中的H2O可与钟乳石的主要成分CaCO3发生可逆反应:CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2,CO2浓度增加,平衡正向移动,CaCO3转化为易溶于水的Ca(HCO3)2,钟乳石被破坏。
典例突破5(2022四川宜宾二模)常温下,保持某含Ca2+水体中H2CO3与空气中CO2的平衡,调节水体pH,水体中-lg[c(X)]与pH的关系如下图所示(其中X为H2CO3、 、 或Ca2+)。下列说法错误的是( )
——突破二 解题篇——
素养命题+题型突破1.有关电解质溶液的图像及综合分析(证据推理与模型认知)全国卷在选择题中考查了电解质溶液图像及综合分析,要求考生能结合酸碱中和反应(或酸与盐反应)的规律,建构认知模型,分析滴定过程中物质发生的反应及所得产物,并结合电离平衡、水解平衡等分析微粒浓度的关系,并进行简单计算;能综合运用离子反应、化学平衡原理,分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。
典例突破1(2021湖北卷,14)常温下,已知H3PO3溶液中含磷物种的浓度之和为0.1 ml·L-1,溶液中各含磷物种的pc-pOH关系如图所示。图中pc表示各含磷物种的浓度负对数(pc=-lg c),pOH表示OH-的浓度负对数[pOH=-lg c(OH-)];x、y、z三点的坐标: x(7.3,1.3),y(10.0,3.6),z(12.6,1.3)。下列说法正确的是( )
方法点拨“三步法”突破有关电解质溶液的图像及综合分析类题(1)读图:通过观察弄清纵坐标的含义及单位,弄清各微粒浓度变化。(2)识图:分析特殊点的图像含义,如曲线的起点、终点、交叉点、极值点、转折点等,分析曲线的变化趋势如斜率的大小及升降。根据曲线交点的pH确定电离常数(Ka1、Ka2)。(3)分析:进行信息提取,挖掘隐含信息、排除干扰信息、提炼有用信息,在总揽信息的基础上进行逻辑推理或运用数据计算分析。
针对训练1(2022江西重点中学盟校第二次联考)室温下,甘氨酸在水溶液中主要以 H3N+CH2COO-、H3N+CH2COOH和 H2NCH2COO-三种微粒形式存在,0.001 ml·L-1甘氨酸溶液中H3N+CH2COO-、H3N+CH2COOH和H2NCH2COO-的浓度对数值与pH的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.③代表H2NCH2COO-B.甘氨酸溶液显弱酸性C.pH=7时,c(H3N+CH2COO-)>c(H2NCH2COO-)>c(H3N+CH2COOH)D.H2NCH2COONa溶液中c(OH-)=c(H3N+CH2COO-)+c(H+)
答案 D解析 氨基具有碱性,在酸性较强时会结合氢离子,羧基具有酸性,在碱性较强时与氢氧根反应,故①代表H3N+CH2COOH、②代表H3N+CH2COO-、③代表H2NCH2COO-,A项正确;B点发生的反应为2H3N+CH2COO-H3N+CH2COOH+H2NCH2COO-,c(H3N+CH2COOH)=c(H2NCH2COO-),pH=6,则甘氨酸溶液显弱酸性,B项正确;②③分别代表H3N+CH2COO-、H2NCH2COO-,由图可知,pH=7时,c(H3N+CH2COO-)>c(H2NCH2COO-)>c(H3N+CH2COOH),C项正确;H2NCH2COONa溶液中由质子守恒可知:c(OH-)=c(H3N+CH2COO-)+c(H+)+2c(H3N+CH2COOH),D项错误。
针对训练2(2022贵州遵义二模)H3PO4是一种三元弱酸。室温下,向0.1 ml∙L-1的H3PO4溶液中滴加NaOH调节pH。混合溶液中lg X表示 随溶液pH的变化如图所示。下列说法错误的是( )
2.中和滴定原理及应用(科学探究与创新意识)在近几年高考中考查了酸碱中和滴定原理及应用,涉及“双指示剂法”滴定操作,利用标准盐酸滴定Na2CO3、NaHCO3的混合液,先加入酚酞作指示剂,滴定过程Na2CO3+HCl ══ NaHCO3+NaCl,达到滴定终点后,再加入甲基橙,滴定过程NaHCO3+HCl ══ NaCl+H2O+CO2↑,要求考生描述实验现象,处理、分析实验数据和结果,得出相应结论。
典例突破2(2021湖南卷,15节选)碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠,并测定产品中少量碳酸氢钠的含量。过程如下:步骤Ⅰ.Na2CO3的制备
步骤Ⅱ.产品中NaHCO3含量测定①称取产品2.500 g,用蒸馏水溶解,定容于250 mL容量瓶中;②移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶,加入2滴指示剂M,用0.100 0 ml·L-1盐酸标准溶液滴定,溶液由红色变至近无色(第一滴定终点),消耗盐酸V1 mL;③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用0.100 0 ml·L-1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸V2 mL;④平行测定三次,V1平均值为22.45,V2平均值为23.51。(1)指示剂N为 ,描述第二滴定终点前后颜色变化 ; (2)产品中NaHCO3的质量分数为 (保留三位有效数字); (3)第一滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则NaHCO3质量分数的计算结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案 (1)甲基橙 由黄色变橙色(2)3.56% (3)偏大解析 (1)用盐酸标准溶液滴定含有碳酸氢钠杂质的碳酸钠溶液时,由于开始时溶液呈碱性,且首先发生反应:Na2CO3+HCl ══ NaHCO3+NaCl,此时所用指示剂M为酚酞,终点的现象是:溶液由红色变为近无色。第二个滴定阶段发生的反应为NaHCO3+HCl ══ NaCl+H2O+CO2↑,由于最终溶液呈弱酸性,所以可用甲基橙作指示剂(N)。滴定终点的现象是溶液由黄色变为橙色。
(2)根据滴定过程中的反应原理:Na2CO3+HCl ══ NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl ══ NaCl+H2O+CO2↑可知,2.500 g产品中碳酸氢钠所消耗的盐酸的体积为(V2-V1) mL×10=(23.51-22.45) mL×10,则样品中n(NaHCO3)=(23.51-22.45) mL×10×10-3 L·mL-1×0.100 0 ml·L-1= 1.06×10-3 ml。所以产品中碳酸氢钠的质量分数为(3)由于滴定管的刻度上小下大,当第一滴定终点时俯视读数,会使所读刻度值偏小,即V1偏小,引起(V2-V1)偏大,则最终所算得的碳酸氢钠的质量分数偏大。
原生态样卷剖析样卷示例A(低分卷)
样卷示例B(高分卷)
方法点拨“双指示剂法”就是分别以酚酞和甲基橙为指示剂,在同一份溶液中用HCl标准溶液作滴定剂进行连续滴定,根据两个终点所消耗的HCl标准溶液的体积计算混合碱中各组分的含量,这里“混合碱”是指NaOH和Na2CO3或Na2CO3和NaHCO3的混合物。(1)先加酚酞,用标准盐酸进行滴定,至溶液由红色恰好褪去,消耗盐酸体积为V1:NaOH+HCl ══ NaCl+H2O、Na2CO3+HCl ══ NaHCO3+NaCl。(2)后加甲基橙,用标准盐酸进行滴定,至溶液由黄色变为橙色,消耗盐酸体积为V2:NaHCO3+HCl ══ NaCl+CO2↑+H2O。(3)分析:若V1>V2,混合碱则为NaOH和Na2CO3的混合物;若V1
答案 (1)纯蓝色 (2)70.00%解析 (1)Zn2+与EBT作用可形成酒红色微粒Zn-EBT,由于EDTA与Zn2+结合能力更强,发生反应:Zn-EBT(酒红色)+EDTA ══ Zn-EDTA+EBT(纯蓝色),由此可知EDTA溶液已加足量时溶液的颜色为纯蓝色。(2)由题可知25.00 mL溶液消耗EDTA的物质的量为2.000 ml·L-1×0.010 00 L-1.000 ml·L-1×0.018 00 L=2.000×10-3 ml,根据反应Zn-EBT(酒红色)+EDTA ══ Zn-EDTA+EBT(纯蓝色),可知关系式:1 ml Zn(C6H11O7)2~1 ml EDTA,则葡萄糖酸锌的物质的量为2.000×10-3 ml,则葡萄糖酸锌的质量分数为 ×100%=70%。
——突破三 热点专攻——
中和滴定及拓展应用高考必备1.命题分析高考中重点考查中和滴定原理、操作及拓展应用,侧重考查氧化还原滴定及应用,涉及指示剂的选择、滴定终点的判断、实验数据处理等,要求考生利用氧化还原反应中得失电子守恒进行相关计算,充分体现新高考对学科素养中“学习掌握”“思维方法”“实践探索”三个维度的综合考查。
2.滴定实验操作及分析
3.滴定管读数误差及分析滴定管正确的读数方法是眼睛、凹液面最低点、刻度线在同一水平线上。试分析下列图示读数对滴定结果的影响:
(1)如图Ⅰ,开始仰视读数,滴定完毕俯视读数,滴定结果会偏小。(2)如图Ⅱ,开始俯视读数,滴定完毕仰视读数,滴定结果会偏大。
4.氧化还原滴定及分析(1)间接碘量法(滴定碘法)先用KI还原具有氧化性的物质(如Fe3+、ClO-等)产生I2,再利用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2。示例:测定漂白粉中有效氯的含量滴定终点:当滴加最后一滴Na2S2O3标准溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原来颜色。
(2)高锰酸钾法①直接滴定法:利用KMnO4溶液的强氧化性滴定具有还原性的物质(如Fe2+、H2C2O4等)。示例:利用标准KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液原理:不需要外加指示剂,2 +6H++5H2C2O4 ══ 10CO2↑+2Mn2++8H2O。滴定终点:当滴加最后一滴标准KMnO4溶液后,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色。②返滴定法:常用于测定一些不能直接滴定的氧化性(或还原性)物质。示例:测定某固体物质中MnO2的含量原理:加入一定量Na2C2O4标准溶液(过量)还原MnO2,再用标准KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4,实质上是Na2C2O4还原MnO2和KMnO4生成Mn2+,据此列式计算。
5.沉淀滴定原理及应用(1)沉淀滴定法是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-浓度。(2)沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液滴定溶液中的Cl-的含量时常以 为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶。
(2021山东卷,18节选)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:①称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为m1 g;开盖并计时1分钟,盖紧称重为m2 g;再开盖加入待测样品并计时1分钟,盖紧称重为m3 g,则样品质量为 g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将 (填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中WCl6质量分数的测定值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
解析 ①称量时加入足量的CS2,盖紧称重为m1 g,由于CS2易挥发,开盖时要挥发出来,称量的质量要减少,开盖并计时1分钟,盖紧称重m2 g,则挥发出的CS2的质量为(m1-m2) g,再开盖加入待测样品并计时1分钟,又挥发出(m1-m2) g的CS2,盖紧称重为m3 g,则样品质量为m3 g+2(m1-m2) g-m1 g=(m3+m1-2m2) g。
方法点拨“四步法”处理氧化还原滴定中实验数据(1)从繁杂的信息中确定已知量和待求量;(2)根据元素化合价升降确定各自得失电子情况;(3)根据得失电子守恒建立已知量和待求量之间的对应关系;(4)代入实验数据,列出关系式求解。
考向预测1.(氧化还原滴定原理及应用)(2022陕西宝鸡检测)Bi2O3与Na2O2在焙烧时反应可制得NaBiO3。取NaBiO3产品1.0 g,加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应,再用0.1 ml·L-1的H2C2O4标准溶液滴定生成的 ,达到滴定终点时平均消耗25.00 mL标准溶液。
(1)NaBiO3、 、Na2O2的氧化性由强到弱的顺序为 。 (2)该产品的纯度为 。
答案 (1)Na2O2>NaBiO3> (2)70%
2.(沉淀滴定原理及应用)(2022陕西汉中校级联考)取ScCl3粗产品(含难溶Sc2O3杂质)溶于水,配成溶液,采用K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定,当溶液中出现 现象时,说明已达到滴定终点。当溶液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5 ml·L-1)时,此时溶液中c( )= ml·L-1。[已知:Ag2CrO4为砖红色固体;Ksp(AgCl)=2.0×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]
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