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高考化学 水溶液中的离子平衡 专项训练(WORD版)
展开这是一份高考化学 水溶液中的离子平衡 专项训练(WORD版),共22页。试卷主要包含了强、弱电解质,弱电解质的电离平衡,已知醋酸溶液中存在平衡,酸碱中和滴定中常见误差分析等内容,欢迎下载使用。
考点 弱电解质的电离平衡
1.强、弱电解质
(1)强、弱电解质的辨析
续表
(2)电离方程式的书写
①强电解质:“强等号”,如H2SO4的电离方程式为
________________________________________________________________________。
②弱电解质:“弱可逆”。
a.一元弱酸,如CH3COOH的电离方程式为
________________________________________________________________________。
b.一元弱碱,如NH3·H2O的电离方程式为
________________________________________________________________________。
c.多元弱酸,分步电离,分步书写,如H2CO3的电离方程式为
________________________________________________________________________。
d.多元弱碱,分步电离,一步书写,如Fe(OH)3的电离方程式为
________________________________________________________________________。
e.两性物质双向电离,如Al(OH)3的电离方程式为
________________________________________________________________________。
③酸式盐:a.强酸的酸式盐,如NaHSO4在水溶液中的电离方程式为
________________________________________________________________________;
熔融状态下的电离方程式为
________________________________________________________________________。
b.弱酸的酸式盐,如NaHCO3的电离方程式为
________________________________________________________________________。
2.弱电解质的电离平衡
(1)电离平衡的建立
在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率________时,电离过程达到平衡状态。
(2)电离平衡的特征
(3)影响电离平衡的外界条件
①温度:升高温度,电离平衡向________移动,电离程度________。
②浓度:稀释溶液,电离平衡向________移动,电离程度________。
③相同离子:加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,电离平衡向________移动,电离程度________。
④加入能与离子反应的物质:电离平衡向________移动,电离程度________。
(4)电离过程是可逆过程,可直接用化学平衡移动原理分析电离平衡。
以0.1 ml·L-1CH3COOH溶液为例:CH3COOHCH3COO-+H+(正向吸热)。
续表
[
题组一 强、弱电解质的判断方法
1.相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,下列说法正确的是( )
A.pH相等的两溶液中:c(CH3COO-)=c(Cl-)
B.分别中和pH相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同
C.相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同
D.相同浓度的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COO-)=c(Cl-)
题组二 影响弱电解质电离平衡的因素
2. 25 ℃时,把0.2 ml·L-1的醋酸加水稀释,则图中的纵轴y表示的是( )
A.溶液中OH-的物质的量浓度
B.溶液的导电能力
C.溶液中的eq \f(cCH3COO-,cCH3COOH)
D.CH3COOH的电离程度
3.(2022吉林梅河口五中质检)已知醋酸溶液中存在平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,为使溶液中eq \f(cCH3COO-,cCH3COOH)的值增大,可以采取的措施是( )
①加Zn粉 ②加少量同浓度的醋酸溶液 ③加少量CH3COONa固体 ④加少量浓盐酸 ⑤加水
A.①②③ B.②③⑤
C.①③⑤ D.①②④
题组三 溶液导电能力的比较
4.(2022江西模拟)电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。如图是用KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中,能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是( )
5.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量。常温下,将相同体积的氢氧化钠溶液和醋酸溶液分别加水稀释,溶液的电导率随加入水的体积V(H2O)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅰ表示NaOH溶液加水稀释过程中溶液电导率的变化
B.a、b、c三点溶液的pH:b>c>a
C.将a、b两点溶液混合,所得溶液中:c(Na+) =c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.醋酸溶液稀释过程中,eq \f(cCH3COO-,cCH3COOH)不断增大
考点 电离常数、电离度
1.电离常数
(1)表达式
①一元弱酸HA的电离常数:根据HAH++A-,可表示为Ka=________。
②一元弱碱BOH的电离常数:根据BOHB++OH-,可表示为Kb=________。
(2)意义
相同条件下,K值越大,表示该弱电解质越________电离,所对应的酸性或碱性相对越________。
(3)特点
电离常数只与_________有关,与电解质的_________、________无关,由于电离过程是吸热的,故温度升高,K________。多元弱酸是分步电离的,各级电离常数的大小关系是K1≫K2……,所以其酸性主要取决于第一步电离。
(4)影响因素
(5)电离平衡常数的应用
根据酸碱的电离常数大小可进行以下判断:
①判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数越大,酸性(或碱性)越________。
②判断盐溶液的碱性(或酸性)强弱,电离常数越大,对应的盐水解程度越________,碱性(或酸性)越________。
③判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。
④判断微粒浓度比值的变化。
弱电解质加水稀释时,能促进弱电解质的电离,溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化,但电离常数不变,考题中经常利用电离平衡常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如:0.1 ml·L-1 CH3COOH溶液中加水稀释,eq \f(cCH3COO-,cCH3COOH)=eq \f(cCH3COO-·cH+,cCH3COOH·cH+)=eq \f(Ka,cH+),加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则 eq \f(cCH3COO-,cCH3COOH) 增大。
2.电离度
(1)概念
在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时,已经电离的电解质分子数占原电解质总分子数的百分比。
(2)表达式
α=eq \f(已电离的弱电解质分子数,溶液中原有弱电解质的总分子数)×100%,也可表示为α=eq \f(已电离的弱电解质浓度,弱电解质的初始浓度)×100%。
(3)影响因素
①浓度:相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越________。
②温度:相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越________。
(4)意义:衡量弱电解质的电离程度,相同条件下(浓度、温度相同),不同弱电解质的电离度越大,弱电解质的电离程度越大。
3.电离度、电离平衡常数相关计算
(1)电离常数(Ka)与电离度(α)的关系(以一元弱酸HA为例)
HA H+ + A-
起始浓度: c酸 0 0
平衡浓度: c酸(1-α) c酸·α c酸·α
Ka=eq \f(c酸·α2,c酸1-α)=eq \f(c酸·α2,1-α)。
若α很小,可认为1-α≈1,则Ka=c酸·α2(或α=eq \r(\f(Ka,c酸)))。
(2)电离常数的相关计算
①根据弱酸或弱碱的pH计算其电离常数
已知常温时0.1ml·L-1的CH3COOH溶液的pH约为3,则常温时CH3COOH的电离常数Ka(CH3COOH)=eq \f(cCH3COO-·cH+,cCH3COOH)=eq \f(10-3×10-3,0.1-10-3)≈eq \f(10-3×10-3,0.1)=10-5。
②根据中和滴定图像和弱碱的电离常数计算弱碱的浓度
25 ℃时,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5,该温度下,用0.01 ml·L-1盐酸滴定10 mL a ml·L-1氨水,盐酸的体积与溶液pH的关系如图所示。
选择pH=7的C点计算:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 ml·L-1,由电荷守恒知,c(NHeq \\al(+,4))=c(Cl-)=0.005 ml·L-1;根据N元素守恒有c(NHeq \\al(+,4))+c(NH3·H2O)=eq \f(a,2) ml·L-1,c(NH3·H2O)=eq \f(a,2) ml·L-1-c(NHeq \\al(+,4))=eq \f(a,2) ml·L-1-0.005 ml·L-1;再由电离常数列出计算式:Kb=eq \f(cNH\\al(+,4)·cOH-,cNH3·H2O)=eq \f(0.005×1.0×10-7,\f(a,2)-0.005)=1.8×10-5,解得a≈0.01。
③根据物种的分布分数图像计算多元弱酸的电离常数
对于物种分布分数图像,一般选择“交点”处不同微粒的等浓度关系,代入公式计算。如298 K时,在H3PO4溶液中滴入NaOH溶液,含磷元素的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
Ka1(H3PO4)=eq \f(cH+·cH2PO\\al(-,4),cH3PO4),图中A点处c(H2POeq \\al(-,4) )=c(H3PO4 ),Ka1(H3PO4)=c(H+)≈1.0×10-2.1,Kh(H2POeq \\al(-,4))=eq \f(Kw,Ka1)=eq \f(1.0×10-14,1.0×10-2.1)=1.0×10-11.9。
Ka2(H3PO4)=eq \f(cH+·cHPO\\al(2-,4),cH2PO\\al(-,4)),图中B点处 c(HPOeq \\al(2-,4) )=c(H2POeq \\al(-,4) ),Ka2(H3PO4)=c(H+)≈1.0×10-7.2,Kh(HPOeq \\al(2-,4))=eq \f(Kw,Ka2)=eq \f(1.0×10-14,1.0×10-7.2)=1.0×10-6.8。
Ka3(H3PO4)=eq \f(cH+·cPO\\al(3-,4),cHPO\\al(2-,4)),图中C点处c(HPOeq \\al(2-,4) )=c(POeq \\al(3-,4) ),Ka3(H3PO4)=c(H+)≈1.0×10-12.2,Kh(POeq \\al(3-,4))=eq \f(Kw,Ka3)=eq \f(1.0×10-14,1.0×10-12.2)=1.0×10-1.8。
④结合平衡常数K计算电离常数
一般是在电离常数表达式的分子、分母中同时乘以c(H+)、c(OH-)或某种微粒浓度,与平衡常数表达式取得联系,进而进行计算。如已知:N2H4+H+N2Heq \\al(+,5)的K=8.7×107,计算常温时联氨(二元弱碱)的第一步电离常数。
分析:联氨在水中的电离方式与氨相似,由NH3+H2ONHeq \\al(+,4)+OH-类比,写出联氨的第一步电离方程式:N2H4+H2ON2Heq \\al(+,5)+OH-,Kb1=eq \f(cN2H\\al(+,5)·cOH-,cN2H4)=eq \f(cN2H\\al(+,5)·cOH-·cH+,cN2H4·cH+)=K·Kw=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。
题组一 电离平衡常数的应用
1.(2022安徽蚌埠质检)下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是[提示:电离度=eq \f(n电离弱电解质,n总弱电解质)]( )
A.在相同温度下,由HX的数据可以说明:弱电解质溶液,浓度越小,电离度越大,且K1>K2>K3=0.01
B.室温时,若在NaZ溶液中加少量盐酸,则eq \f(cZ-,cHZ)的值变大
C.表格中三种浓度的HX溶液中,从左至右c(X-)逐渐减小
D.在相同温度下,电离平衡常数:K5>K4>K3
2.(2022山东青岛调研)已知常温下三种酸的电离平衡常数如下表所示:
下列说法不正确的是( )
A.相同物质的量浓度的HCN和HF溶液中,HF溶液中水的电离程度较小
B.相同物质的量浓度的NaCN、Na2CO3和NaF溶液,Na2CO3溶液pH最大
C.相同物质的量浓度的NaCN和NaF溶液中,c(F-)+c(OH-)>c(CN-)+c(OH-)
D.在NaCN溶液中通入少量CO2,离子方程式为2CN-+H2O+CO2===2HCN+COeq \\al(2-,3)
题组二 电离平衡常数的相关计算
3.(2020全国卷Ⅰ)以酚酞为指示剂,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。
[比如A2-的分布系数:
δ(A2-)=eq \f(cA2-,cH2A+cHA-+cA2-)]
下列叙述正确的是( )
A.曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA-)
B.H2A溶液的浓度为0.200 0 ml·L-1
C.HA-的电离常数Ka=1.0×10-2
D.滴定终点时,溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)
4.(2022济宁模拟)已知N2H4在水中的电离与NH3相似,室温下向N2H4水溶液中滴加某强酸,溶液的pH与离子浓度关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.N2H4在水溶液中的第二步电离平衡常数为10-13
B.N2Heq \\al(2+,6)+N2H42N2Heq \\al(+,5)的平衡常数为1.0×109
C.N2H5Cl溶液中N2Heq \\al(+,5)的水解能力大于电离能力
D.N2H6Cl2溶液中:c(Cl-)>c(N2Heq \\al(2+,6))+c(N2Heq \\al(+,5))+c(H+)
考点 强酸与弱酸的比较
1.相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
2.相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
3.图像法理解一强一弱的稀释规律
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
题组一 一元弱酸(碱)、强酸(碱)的性质比较
1.(2022四川成都外国语学校检测)现有浓度均为 0.1 ml·L-1 的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液。下列判断正确的是( )
A.若三种溶液中c(H+)分别为a1 ml·L-1、a2 ml·L-1、a3 ml·L-1,则它们的大小关系为a2=a1=a3
B.等体积的以上三种酸溶液分别与过量的NaOH溶液反应,若生成的盐的物质的量依次为b1 ml、b2 ml、b3 ml,则它们的大小关系为b1=b2
D.分别与Zn反应,开始时生成H2的速率分别为v1、v2、v3,其大小关系为v2>v1>v3
2.(2022宁波适应性考试)关于常温下pH均为3的盐酸和醋酸两种溶液,下列说法正确的是( )
A.醋酸溶液的物质的量浓度小于盐酸
B.将醋酸溶液稀释至原体积的10倍,所得溶液pH<4
C.c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
D.相同体积的两种酸,分别与足量镁条反应,盐酸产生的气体多
题组二 强酸(碱)、弱酸(碱)的图像
3.(2019天津理综)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.从c点到d点,溶液中eq \f(cHA·cOH-,cA-)保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
eq \(\s\up15(第25讲 水的电离和溶液的酸碱性))
考点 水的电离
1.水的电离
水是极弱的电解质,水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-,或简写为H2OH++OH-。25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=________ml·L-1;任何水溶液中,由水电离出的c(H+)与c(OH-)都________。
2.水的离子积常数
Kw=c(H+)·c(OH-)。
(1)室温下:Kw=1×10-14。
(2)影响因素:只与温度有关,升高温度,Kw________。
(3)适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
(4)Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-,只要温度不变,Kw________。
3.影响水电离平衡的因素
(1)升高温度,水的电离程度________,Kw________。
(2)加入酸或碱,水的电离程度________,Kw________。
(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3),水的电离程度________,Kw________。
4.外界条件对水的电离平衡的影响
题组一 外界条件对水电离平衡的影响
1.(2022厦门模拟)25 ℃时,水溶液中c(H+)与c(OH- )的变化关系如图中曲线所示,下列判断错误的是( )
A.ac曲线上的任意一点都有c(H+)×c(OH-)=10-14
B.bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性
C.d点对应溶液的温度高于25 ℃,pH<7
D.c点溶液不可能是盐溶液
题组二 定性定量分析水电离的c(H+)或c(OH-)
2.(2022湖南株洲检测)25 ℃时,①HCl、②FeCl3、③KOH、④Na2CO3四种水溶液的pH依次为4、4、10、10,各溶液中水的电离程度大小关系正确的是( )
A.①=②=③=④ B.①>③>②>④
C.④=②>③=① D.①=③>②=④
3.(2022山东聊城质检)25 ℃时,用0.10 ml·L-1的氨水滴定10.00 mL 0.05 ml·L-1的二元酸H2A溶液,滴定过程中加入氨水的体积(V)与溶液中lgeq \f(cOH-,cH+)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.H2A的电离方程式为H2AH++HA-
B.B点溶液中,水电离出的氢离子浓度为1.0×10-8 ml·L-1
C.C点溶液中,c(NHeq \\al(+,4))+c(NH3·H2O)=2c(A2-)
D.25 ℃时,氨水的电离平衡常数Kb=eq \f(10-6,b-10)
考点 溶液的酸碱性和pH
1.溶液的酸碱性(25 ℃时)
续表
2.溶液的pH及其测量
(1)定义式:pH=-lg c(H+)。
(2)溶液的酸碱性跟pH的关系:
室温下:
(3)溶液的pH测量
①pH试纸
pH试纸有广泛pH试纸和精密pH试纸。广泛pH试纸只能测出整数值,pH范围是1~14。pH试纸的使用方法:把一小片试纸放在表面皿上,用________蘸取待测液点在干燥的pH试纸上,待试纸变色后,与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。
②pH计测量法:精确测定溶液的pH。
3.溶液pH的计算
(1)总体原则
①若溶液为酸性,先求c(H+),再求pH=-lg c(H+)。
②若溶液为碱性,先求c(OH-),再求c(H+)=Kw/c(OH-),最后求pH。
(2)单一溶液的pH计算
强酸溶液:如HnA,设浓度为c ml·L-1,c(H+)=nc ml·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg (nc)。
强碱溶液(25 ℃):如B(OH)n,设浓度为c ml·L-1,c(H+)=eq \f(10-14,nc) ml·L-1,pH=-lg c(H+)=14+lg (nc)。
(3)混合溶液pH的计算类型
①两种强酸混合:直接求出c混(H+),再据此求pH。c混(H+)=eq \f(c1H+V1+c2H+V2,V1+V2)。
②两种强碱混合:先求出c混(OH-),再据Kw求出c混(H+),最后求pH。c混(OH-)=eq \f(c1OH-V1+c2OH-V2,V1+V2)。
③强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH-的浓度,最后求pH。
c混(H+)或c混(OH-)=eq \f(|c酸H+V酸-c碱OH-V碱|,V酸+V碱)。
题组一 溶液酸碱性的判断
1.(2020浙江7月选考)下列说法不正确的是( )
A.2.0×10-7 ml·L-1的盐酸中c(H+)=2.0×10-7 ml·L-1
B.将KCl溶液从常温加热至80 ℃,溶液的pH变小但仍保持中性
C.常温下,NaCN溶液呈碱性,说明HCN是弱电解质
D.常温下,pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体,溶液pH增大
2.(2020浙江1月选考)下列说法不正确的是( )
A.pH>7的溶液不一定呈碱性
B.中和pH和体积均相等的氨水、NaOH溶液,所需HCl的物质的量相同
C.相同温度下,pH相等的盐酸、CH3COOH溶液中,c(OH-)相等
D.氨水和盐酸反应后的溶液,若溶液呈中性,则c(Cl-)=c(NHeq \\al(+,4))
题组二 溶液稀释、混合时pH计算
3.下列叙述正确的是( )
A.将pH=3的醋酸溶液稀释100倍,溶液pH=5
B.常温下,将1 L 0.1 ml·L-1 的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13
C.1.0×10-3 ml·L-1盐酸的pH=3.0,将溶液稀释到1.0×10-8 ml·L-1,则其pH=8.0
D.常温下,pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-6 ml·L-1
4.(1)在温度为t ℃时,某溶液中c(H+)=10-a ml·L-1,c(OH-)=10-b ml·L-1,已知a+b=12,则t________25 ℃(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)常温下,向某Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=x的盐酸,测得混合溶液的部分pH如下表所示:
x=________。Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为________。
(3)常温下,向100 mL pH=2的硫酸与硫酸钠的混合溶液中,加入300 mL上述Ba(OH)2溶液,沉淀正好达最大量,此时溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”);原混合溶液中硫酸钠的物质的量浓度为________。
考点 酸碱中和滴定
1.实验原理
利用酸碱中和反应,用已知浓度________(或________)来测定未知浓度的________(或________)的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液,待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=eq \f(cHCl·VHCl,VNaOH)。
酸碱中和滴定的关键:
(1)准确测定标准液的体积。
(2)准确判断滴定终点。
2.实验用品
(1)仪器
酸式滴定管(如图____)、碱式滴定管(如图____)、滴定管夹、铁架台、________。
(2)试剂
标准液、待测液、________、蒸馏水。
(3)滴定管的使用
滴定管的精确度为0.01 mL。
3.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前的准备
eq \x(滴定管)─eq \x(检漏→水洗→润洗→注液→赶气泡→调液面→初始读数)
▏
eq \x(锥形瓶)─eq \x(水洗→装待测液→加指示剂)
(2)滴定
(3)终点判断
等到滴入最后一滴标准液,溶液由浅红色变为无色,且在________内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。
(4)数据处理
按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的________,根据c(NaOH)=eq \f(cHCl×VHCl,VNaOH)计算。
4.常用酸碱指示剂及变色范围
5.常见滴定类型中指示剂的选择
(1)酸碱中和滴定中一般不用石蕊作指示剂,因其颜色变化不明显。
(2)滴定终点为碱性时,用酚酞作指示剂,例如用NaOH溶液滴定醋酸。
(3)滴定终点为酸性时,用甲基橙作指示剂,例如用盐酸滴定氨水。
(4)强酸滴定强碱一般用酚酞,但用甲基橙也可以。
(5)并不是所有的滴定都需使用指示剂,如氧化还原滴定中,用标准的酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液时,可利用KMnO4溶液本身颜色的变化来判断滴定终点。
6.酸碱中和滴定中常见误差分析
(1)误差分析的方法
依据原理c(标准)·V(标准)=c(待测)·V(待测),得c(待测)=eq \f(c标准·V标准,V待测),因为c(标准)与V(待测)已确定,所以只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化,即分析出结果。
(2)常见误差分析
以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(甲基橙作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:
7.中和滴定的拓展
(1)氧化还原反应滴定原理应用
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。
②试剂
a.常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;
b.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
氧化还原滴定所用指示剂可归纳为三类:
a.氧化还原指示剂;
b.专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘变蓝;
c.自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅红色。
④实例
a.酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
b.Na2S2O3溶液滴定碘液
(2)沉淀滴定原理的应用
题组一 中和滴定操作及指示剂的选择、误差分析
1.(2020浙江1月选考)室温下,向20.00 mL 0.100 0 ml·L-1盐酸中滴加0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg 5=0.7。下列说法不正确的是( )
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
2.(2022保定模拟)用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,选用酚酞作指示剂,造成测定结果偏低的原因可能是( )
A.未用标准液润洗碱式滴定管
B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作均正确
C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗
D.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
3.(1)用aml·L-1的HCl滴定未知浓度的NaOH溶液,用酚酞作指示剂,达到滴定终点的现象是__________________________;若用甲基橙作指示剂,滴定终点现象是
________________________________________________________________________。
(2)用标准碘溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,应选用________作指示剂,达到滴定终点的现象是________________________________________________________________________。
(3)用标准酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,是否需要选用指示剂________(填“是”或“否”),达到滴定终点的现象是
________________________________________________________________________。
(4)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再用KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+,滴定Ti3+时发生反应的离子方程式为______________________________________,达到滴定终点时的现象是_________________________________。
题组二 不同类型的滴定曲线
4.(2021湖南化学)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-)
5.(2021辽宁化学)用0.100 0 ml·L-1盐酸滴定20.00 mL Na2A溶液,溶液中H2A、HA-、A2-的分布分数δ随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是[如A2-分布分数:δ(A2-)=eq \f(cA2-,cH2A+cHA-+cA2-)]( )
A.H2A的Ka1为10-10.25
B.c点:c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
C.第一次突变,可选酚酞作指示剂
D.c(Na2A)=0.200 0 ml·L-1
6.25 ℃时,向10.00 mL 0.100 0 ml·L-1的NaHCO3溶液中滴加0.100 0 ml·L-1的盐酸,溶液的pH随加入的盐酸的体积V变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.a点,溶液pH>7是由于HCOeq \\al(-,3)电离程度大于水解程度
B.b点,c(Na+)=c(HCOeq \\al(-,3))+2c(COeq \\al(2-,3))+c(Cl-)
C.c点,溶液中的H+主要来自HCOeq \\al(-,3)的电离
D.d点,c(Na+)=c(Cl-)=0.100 0 ml·L-1
题组三 滴定法测定物质含量
7.(1)(2020北京化学)MnO2是重要的化工原料,由软锰矿制备MnO2的一种工艺流程如图:
软锰矿eq \(――→,\s\up15(),\s\d15(研磨)) eq \(―――――――――――――→,\s\up15(过量较浓H2SO4,过量铁屑),\s\d15(溶出20 ℃))Mn2+溶出液eq \(――→,\s\up15(),\s\d15(纯化)) Mn2+纯化液eq \(――→,\s\up15(),\s\d15(电解)) MnO2
资料:①软锰矿的主要成分为MnO2,主要杂质有Al2O3和SiO2。
②金属离子沉淀的pH:
③该工艺条件下,MnO2与H2SO4反应。
产品纯度测定。向a g产品中依次加入足量b g Na2C2O4和足量稀H2SO4,加热至充分反应。再用c ml·L-1 KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至终点,消耗KMnO4溶液的体积为d L(已知:MnO2及MnOeq \\al(-,4)均被还原为Mn2+。相对分子质量:MnO2-86.94;Na2C2O4-134.0)产品纯度为________(用质量分数表示)。
(2)(2021河北化学)当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
雨水中含有来自大气的CO2,溶于水中的CO2进一步和水反应,发生电离:
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+HCOeq \\al(-,3)(aq)
25 ℃时,反应②的平衡常数为K2。
溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为y ml·L-1·kPa-1,当大气压强为p kPa,大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中H+浓度为____________ml·L-1(写出表达式,考虑水的电离,忽略HCOeq \\al(-,3)的电离)。
8.(2019北京理综)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+2Na2S2O3===2NaI+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。
eq \(\s\up15(第26讲 盐类水解))
考点 盐类水解及规律
1.盐类水解概念
2.规律
(1)水解规律分析
(2)水解规律实例分析
(3)水解规律的拓展应用
①相同条件下的水解程度:正盐>相应酸式盐,如COeq \\al(2-,3)>HCOeq \\al(-,3)。
②相互促进水解的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。如NHeq \\al(+,4)的水解程度:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
(4)酸式盐溶液的分析
①强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液呈酸性。例如:NaHSO4在水溶液中:NaHSO4===Na++H++SOeq \\al(2-,4)。
②弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。
a.若电离程度小于水解程度,溶液呈碱性。例如:NaHCO3溶液中:HCOeq \\al(-,3)H++COeq \\al(2-,3)(次要),HCOeq \\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-(主要)。主要有NaHCO3、Na2HPO4、NaHS等。
b.若电离程度大于水解程度,溶液显酸性。例如:NaHSO3溶液中:HSOeq \\al(-,3)H++SOeq \\al(2-,3)(主要),HSOeq \\al(-,3)+H2OH2SO3+OH-(次要)。主要有NaHSO3、NaH2PO4等。
(5)弱酸弱碱盐
阴、阳离子都水解,其溶液的酸碱性取决于弱酸阴离子和弱碱阳离子水解程度的相对强弱。
当K酸=K碱(K为电离常数)时,溶液显中性,如CH3COONH4;当K酸>K碱时,溶液显酸性,如HCOONH4;当K酸
②完全双水解:阴阳离子的水解相互促进直到完全水解,在溶液中不能大量共存,如Al3+与HCOeq \\al(-,3)、COeq \\al(2-,3)、AlOeq \\al(-,2)、SiOeq \\al(2-,3)、HS-、S2-、ClO-;Fe3+与HCOeq \\al(-,3)、COeq \\al(2-,3)、AlOeq \\al(-,2)、SiOeq \\al(2-,3)、ClO-;NHeq \\al(+,4)与SiOeq \\al(2-,3)、AlOeq \\al(-,2)等。
3.盐类水解离子方程式的书写要求
(1)一般来说,盐类水解的程度不大,应该用可逆号“”表示。盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。如:
Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+;
NHeq \\al(+,4)+H2ONH3·H2O+H+。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,水解离子方程式要分步表示。分步进行,以第一步为主,一般只写第一步水解方程式。如Na2CO3的水解离子方程式为COeq \\al(2-,3)+H2OHCOeq \\al(-,3)+OH-。
(3)多元弱碱阳离子的水解简化成一步完成。如FeCl3的水解离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
(4)水解分别显酸性和碱性的离子组由于相互促进水解程度较大,书写时要用“===”“↑”“↓”等。如NaHCO3与AlCl3混合溶液反应的离子方程式:Al3++3HCOeq \\al(-,3)===Al(OH)3↓+3CO2↑。
4.盐类水解影响因素
(1)内因
酸或碱越弱,其对应的弱酸阴离子或弱碱阳离子的水解程度越________,溶液的碱性或酸性越________。如酸性:CH3COOH>H2CO3eq \(――→,\s\up15(决定))相同浓度的NaHCO3、CH3COONa溶液的pH大小关系为pH(NaHCO3)>pH(CH3COONa)。
(2)外因
例如,不同条件对FeCl3水解平衡的影响:
Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
题组一 盐类水解的概念、实质
1.(2021广东化学)鸟嘌呤(G)是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性,下列叙述正确的是( )
A.0.001 ml·L-1 GHCl水溶液的pH=3
B.0.001 ml·L-1 GHCl水溶液加水稀释,pH升高
C.GHCl在水中的电离方程式为GHCl===G+HCl
D.GHCl水溶液中:c(OH-)+c(Cl-)=c(GH+)+c(G)
题组二 盐类水解方程式的书写
2.请用离子方程式表示下列事实或者现象发生的原因:
(1)碳酸钠俗称纯碱,可作为碱使用的原因
________________________________________________________________________。
(2)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体____________________________。
(3)MgO可溶于NH4Cl溶液中的原理
________________________________________________________________________。
(4)KCN溶液显碱性的原因
________________________________________________________________________。
(5)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH>7,其原因是__________________;若pH<7,其原因是
________________________________________________________________________。
题组三 盐类水解规律及影响因素
3.(2021江苏化学)室温下,通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。
实验1:用pH试纸测量0.1 ml·L-1 NaHCO3溶液的pH,测得pH约为8。
实验2:将0.1 ml·L-1 NaHCO3溶液与0.1 ml·L-1 CaCl2溶液等体积混合,产生白色沉淀。
实验3:向0.1 ml·L-1 Na2CO3溶液中通入CO2,溶液pH从12下降到约为9。
实验4:向0.1 ml·L-1 Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水,氯水颜色褪去。
下列说法正确的是( )
A.由实验1可得出:Ka2(H2CO3)>eq \f(Kw,Ka1H2CO3)
B.实验2中两溶液混合时有c(Ca2+)·c(COeq \\al(2-,3))
D.实验4中c反应前(COeq \\al(2-,3))
下列叙述错误的是( )
A.溶液pH:甲<丙<乙
B.溶液中酸分子总数:甲<丙<乙
C.溶液中c(Na+):甲=乙>丙
D.溶液中阴、阳离子总数:甲>丙>乙
5.(2021浙江1月选考)实验测得10 mL 0.50 ml·L-1 NH4Cl溶液、10 mL 0.50 ml·L-1CH3COONa溶液的pH分别随温度与稀释加水量的变化如图所示。已知25 ℃时CH3COOH和NH3·H2O 的电离常数均为1.8×10-5,下列说法不正确的是( )
A.图中实线表示pH随加水量的变化,虚线表示pH随温度的变化
B.将NH4Cl溶液加水稀释至浓度eq \f(0.50,x)ml·L-1,溶液pH变化值小于lg x
C.随温度升高,Kw增大,CH3COONa溶液中c(OH-)减小,c(H+)增大,pH减小
D.25 ℃时稀释相同倍数的NH4Cl溶液与CH3COONa溶液中:c(Na+)-c(CH3COO-)=c(Cl-)-c(NHeq \\al(+,4))
题组四 盐类水解常数
6.赖氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR表示]是人体必需氨基酸,其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:H3R2+eq \(,\s\up15(K1))H2R+eq \(,\s\up15(K2))HReq \(,\s\up15(K3))R-。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δ(x)=eq \f(cx,cH3R2++cH2R++cHR+cR-),下列表述正确的是( )
A.eq \f(K2,K1)>eq \f(K3,K2)
B.M点,c(Cl-)+c(OH-)+c(R-)=2c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)
C.O点,pH=eq \f(-lg K2-lg K3,2)
D.P点,c(Na+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
7.(2022湖北随州调研)如图是某温度下H3PO4溶液中含磷微粒的物质的量分数(δ)随pH变化示意图。下列说法不正确的是( )
A.该温度下,磷酸的一级电离常数Ka1=1×10-2.1
B.该温度下,NaH2PO4的水溶液显酸性
C.该温度下,POeq \\al(3-,4)第一步水解的水解常数Kh1=1×10-1.6
D.该温度下,随着pH增加,c(H3PO4)逐渐减小,c(H2POeq \\al(-,4))逐渐增大
考点 盐类水解的应用
1.盐类水解的“十大”应用
[
2.盐溶液蒸干时所得产物的判断
(1)盐溶液水解生成难挥发性酸的弱碱盐、酸根阴离子易水解的强碱盐,蒸干后一般得原物质,如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4·5H2O(s);Na2CO3(aq)蒸干得Na2CO3(s)。
(2)盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得对应的氧化物,如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3,灼烧得Al2O3。
(3)考虑盐受热时是否分解。Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固体受热易分解,因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2→CaCO3(CaO);NaHCO3→Na2CO3;KMnO4→K2MnO4和MnO2;NH4Cl→NH3↑+HCl↑。
(4)还原性盐在蒸干时会被O2氧化,如Na2SO3(aq)蒸干得Na2SO4(s)。
(5)弱酸的铵盐蒸干后无固体剩余。如NH4HCO3、(NH4)2CO3。
题组一 盐类水解的应用
1.下列有关问题与盐的水解无关的是( )
A.用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物
B.用NaHSO4去除暖水瓶中的水垢
C.用热碱水清除炊具上残留的油污
D.施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用
2.(2022安徽亳州质检)下列根据反应原理设计的应用中,不正确的是( )
A.COeq \\al(2-,3)+H2OHCOeq \\al(-,3)+OH- 热的纯碱溶液清洗油污
B.Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+ 明矾净水
C.TiCl4+(x+2)H2O(过量)===TiO2·xH2O↓+4HCl 用TiCl4制备TiO2
D.SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl 配制氯化亚锡溶液时加入NaOH固体
3.在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
A.无色溶液:Al3+、NHeq \\al(+,4)、Cl-、S2-
B.水溶液:Na+、Al3+、Cl-、COeq \\al(2-,3)
C.FeCl2溶液:K+、Na+、SOeq \\al(2-,4)、AlOeq \\al(-,2)
D.c(ClO-)=0.1 ml·L-1的溶液:Na+、K+、SiOeq \\al(2-,3)、NOeq \\al(-,3)
题组二 溶液加热蒸干分析
4.(1)K2CO3的水溶液蒸干得到的固体物质是___________,
原因是________________________________________________________________________。
(2)KAl(SO4)2溶液蒸干得到的固体物质是____________,
原因是________________________________________________________________________。
(3)FeCl2溶液蒸干灼烧得到的固体物质是____________,
原因是________________________________________________________________________。
(4)Na2SO3溶液蒸干灼烧得到的固体物质是____________,
原因是________________________________________________________________________。
(5)将0.5 ml·L-1的NaClO溶液加热蒸干最后所得的固体是________,原因是
________________________________________________________________________。
(6)将KMnO4溶液加热蒸干最后所得的固体是____________,
原因是________________________________________________________________________。
考点 电解质溶液中粒子浓度的比较
1.理解两大平衡,树立微弱意识
(1)电离平衡——建立电离过程是微弱的意识
弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸溶液中存在:CH3COOHCH3COO-+H+,H2OOH-+H+,溶液中粒子浓度由大到小的顺序:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
(2)水解平衡——建立水解过程是微弱的意识
弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的,但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中存在:CH3COONa===CH3COO-+Na+,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,H2OH++OH-,溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)。
2.巧用守恒思想,明确定量关系
(1)电荷守恒
电解质溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等。
如NaHCO3溶液中电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCOeq \\al(-,3))+c(OH-)+2c(COeq \\al(2-,3))。
(2)物料守恒
电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化变成其他离子或分子,但离子或分子中某种特定元素原子的总数不变,符合原子守恒。
如NaHCO3溶液中,n(Na+)∶n(C原子)=1∶1,因HCOeq \\al(-,3)水解:HCOeq \\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-以及HCOeq \\al(-,3)电离:HCOeq \\al(-,3)H++COeq \\al(2-,3),C元素的存在形式有3种,即HCOeq \\al(-,3)、H2CO3、COeq \\al(2-,3),由n(Na+)∶n(C原子)=1∶1,得c(Na+)=c(HCOeq \\al(-,3))+c(COeq \\al(2-,3)) +c(H2CO3)。
(3)质子守恒
电解质溶液中分子或离子得到或失去质子(H+)的物质的量相等。例如,
①在Na2CO3溶液中:
质子守恒:c(H+)+c(HCOeq \\al(-,3))+2c(H2CO3)=c(OH-)。
②在NaHCO3溶液中:
质子守恒:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(COeq \\al(2-,3))。
也可以结合电荷守恒和物料守恒两等式得质子守恒。
3.单一溶液微粒浓度比较的类型
(1)多元弱酸溶液考虑多步电离,且第一步电离远远大于第二步,并且电离是少量的:0.1 ml·L-1 H2S溶液,c(H+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)。
(2)多元弱酸正盐溶液考虑多步水解,且第一步水解远远大于第二步,并且水解是少量的:0.1 ml·L-1 Na2CO3溶液,c(Na+)>c(COeq \\al(2-,3))>c(OH-)>c(HCOeq \\al(-,3))>c(H+)。
(3)多元弱酸酸式盐,考虑水解程度与电离程度的相对大小:
①电离程度大于水解程度
在0.1 ml·L-1 NaHSO3溶液中,c(Na+)>c(HSOeq \\al(-,3))>c(H+)>c(SOeq \\al(2-,3))>c(OH-),c(HSOeq \\al(-,3))>c(SOeq \\al(2-,3))>c(H2SO3)。
②水解程度大于电离程度
0.1 ml·L-1 NaHCO3溶液,c(Na+)>c(HCOeq \\al(-,3))>c(OH-)>c(H+)>c(COeq \\al(2-,3)),c(HCOeq \\al(-,3))>c(H2CO3)>c(COeq \\al(2-,3))。
(4)一元强酸弱碱盐或一元强碱弱酸盐溶液,考虑水解一般是微弱的:
①0.1 ml·L-1 NH4Cl溶液,c(Cl-)>c(NHeq \\al(+,4))>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)。
②0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)。
4.不同溶液中同一粒子浓度的大小比较
选好参照物,分组比较,各个击破:
如25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中
①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2,c(NHeq \\al(+,4))由大到小的顺序为⑤>④>③>①>②。分析流程为
分组eq \(――→,\s\up15(化学式中),\s\d15(NH\\al(+,4)的数目))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(①②③ \(――→,\s\up15(选参照物),\s\d15(①NH4Cl))\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(②相当于在①的基础上促进NH\\al(+,4)水解,③相当于在①的基础上抑制NH\\al(+,4)的水解)),,,④⑤ \(――→,\s\up15(选参照物),\s\d15(④NH42SO4)),⑤相当于在④的基础上抑制NH\\al(+,4)的水解))
5.混合溶液中微粒浓度比较类型
(1)混合溶液中微粒浓度比较的方法
第一步:判断混合溶液中溶质浓度或比值——利用溶质的化学式及比值书写物料守恒等式。
第二步:分析混合溶液中各种微粒(分子、离子)——利用离子书写电荷守恒等式。
第三步:讨论溶液的酸碱性——分析电离程度、水解程度的相对大小,比较微粒浓度的大小关系。
(2)混合溶液的类型
①以电离为主
a.0.1 ml·L-1 NH3·H2O和0.1 ml·L-1 NH4Cl的混合溶液,以NH3·H2O电离为主:
c(NHeq \\al(+,4))>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)。
b.0.1 ml·L-1 CH3COOH和0.1 ml·L-1 CH3COONa的混合溶液,以CH3COOH电离为主:
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)。
②以水解为主
0.1 ml·L-1 NaCN和0.1 ml·L-1 HCN的混合溶液呈碱性:c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
③水解能力有差别
a.0.1 ml·L-1 Na2CO3和0.1 ml·L-1 NaHCO3的混合溶液,COeq \\al(2-,3)水解能力强于HCOeq \\al(-,3),c(Na+)>c(HCOeq \\al(-,3))>c(COeq \\al(2-,3))>c(OH-)>c(H+)。
b.已知两种弱酸HA的酸性比HB弱,在物质的量浓度均为0.1 ml·L-1的NaA和NaB混合溶液中,c(OH-)>c(HA)>c(HB)>c(H+)(B-水解能力比A-弱)。
题组一 溶液中微粒浓度的比较
1.(2021天津化学)常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是( )
A.在0.1 ml·L-1 H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2POeq \\al(-,4))>c(HPOeq \\al(2-,4))>c(POeq \\al(3-,4))
B.在0.1 ml·L-1 Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2Oeq \\al(-,4))+c(C2Oeq \\al(2-,4))
C.在0.1 ml·L-1 NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HCOeq \\al(-,3))=0.1 ml·L-1
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c(Cl-)>c(NHeq \\al(+,4))>c(OH-)>c(H+)
2.室温下,将两种浓度均为0.1 ml·L-1的溶液等体积混合,若溶液混合引起的体积变化可忽略,下列各混合溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是( )
A.NaHCO3Na2CO3混合溶液(pH=10.30):c(Na+)>c(COeq \\al(2-,3))>c(HCOeq \\al(-,3))>c(OH-)
B.氨水NH4Cl混合溶液(pH=9.25):c(NHeq \\al(+,4))+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
C.CH3COOHCH3COONa混合溶液(pH=4.76):c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.H2C2O4NaHC2O4混合溶液(pH=1.68,H2C2O4为二元弱酸):c(H+)+c(H2C2O4)=c(Na+)+c(C2Oeq \\al(2-,4))+c(OH-)
题组二 图像类微粒浓度的比较
3.(2021浙江6月选考)取两份10 mL 0.05 ml·L-1的NaHCO3溶液,一份滴加0.05 ml·L-1的盐酸,另一份滴加0.05 ml·L-1NaOH溶液,溶液的pH随加入酸(或碱)体积的变化如图。
下列说法不正确的是( )
A.由a点可知:NaHCO3溶液中HCOeq \\al(-,3)的水解程度大于电离程度
B.a→b→c过程中:c(HCOeq \\al(-,3))+2c(COeq \\al(2-,3))+c(OH-)逐渐减小
C.a→d→e过程中:c(Na+)
4.(2021湖北化学)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pcpOH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( )
A.曲线①表示pc(H3PO3)随pOH的变化
B.H3PO3的结构简式为
C.pH=4的溶液中:c(H2POeq \\al(-,3))<0.1 ml·L-1-2c(HPOeq \\al(2-,3))
D.H3PO3+HPOeq \\al(2-,3)2H2POeq \\al(-,3)的平衡常数K>1.0×105
eq \(\s\up15(第27讲 难溶电解质的溶解平衡))
考点 沉淀溶解平衡及应用
1.沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡的概念
在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时,沉淀________速率和________沉淀的速率相等的状态。
(2)沉淀溶解平衡的建立
固体溶质eq \(,\s\up15(溶解),\s\d15(沉淀))溶液中的溶质eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(v溶解 v沉淀,固体溶解,v溶解 v沉淀,溶解平衡,v溶解 v沉淀,析出沉淀))
(3)沉淀溶解平衡的特征
(4)沉淀溶解平衡的外界影响因素
以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例分析外界条件改变对沉淀溶解平衡的影响:
2.沉淀溶解平衡的应用
(1)沉淀的生成
当溶液中离子积(Q)________溶度积(Ksp)时,有沉淀生成。
①调节pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入________调节pH至4左右,离子方程式为
________________________________________________________________________。
②沉淀剂法:如用H2S沉淀Cu2+,离子方程式为
________________________________________________________________________。
(2)沉淀的溶解
当溶液中离子积(Q)________溶度积(Ksp)时,沉淀可以溶解。
①酸溶解:用离子方程式表示难溶于水的CaCO3可溶于盐酸:________________________________________________________________________。
②盐溶解:用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液:______________________________________________。
③配位溶解:用离子方程式表示AgCl溶于氨水:
________________________________________________________________________。
④氧化还原溶解:如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
(3)沉淀的转化
在难溶物质的饱和溶液中,溶解度________的沉淀会转化成溶解度________的沉淀。
①实质:沉淀溶解平衡的移动。
②举例:AgNO3溶液eq \(――→,\s\up15(NaCl))AgCleq \(――→,\s\up15(NaBr))AgBr,则Ksp(AgCl)________Ksp(AgBr)。
③应用
a.锅炉除垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
b.矿物转化:CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为
________________________________________________________________________。
题组一 沉淀溶解平衡的影响因素
1.(2022福建泉州质检)在Na2Cr2O7酸性溶液中,存在平衡2CrOeq \\al(2-,4)(黄色)+2H+Cr2Oeq \\al(2-,7)(橙红色)+H2O。已知:25 ℃时,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12,Ksp(Ag2Cr2O7)=2×10-7。下列说法正确的是( )
A.当2c(Cr2Oeq \\al(2-,7))=c(CrOeq \\al(2-,4))时,达到了平衡状态
B.当pH=1时,溶液呈黄色
C.若向溶液中加入AgNO3溶液,先生成Ag2CrO4沉淀
D.稀释Na2Cr2O7溶液时,溶液中各离子浓度均减小
2.(2022牡丹江模拟)在T ℃时,铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.T ℃时,在Y点和Z点,Ag2CrO4的Ksp相等
B.图中a=eq \r(2)×10-4
C.T ℃时,Ag2CrO4的Ksp=1×10-8
D.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点
题组二 沉淀溶解平衡的应用
3.(2019浙江高考)在温热气候条件下,浅海地区有厚层的石灰石沉积,而深海地区却很少。下列解析不正确的是( )
A.与深海地区相比,浅海地区水温较高,有利于游离的CO2增多、石灰石沉积
B.与浅海地区相比,深海地区压强大,石灰石岩层易被CO2溶解,沉积少
C.深海地区石灰石岩层的溶解反应为CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq)===Ca(HCO3)2(aq)
D.海水呈弱酸性,大气中CO2浓度增加,会导致海水中COeq \\al(2-,3)浓度增大
4.(2022武汉模拟)室温下,通过下列实验探究沉淀的生成、转化与溶解。下列有关说法正确的是( )
A.实验1所得上层清液中有c(Na+)>c(NOeq \\al(-,3))>c(Cl-)
B.实验2说明Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)
C.实验3所用的Na2S溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
D.实验4中反应的离子方程式为Ag++2NH3===[Ag(NH3)2]+
5.(2022福州模拟)锅炉长时间使用会生成水垢,已知水垢的主要成分为CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2。处理时可以先加入饱和Na2CO3溶液浸泡,再加入盐酸进行处理。下列说法不正确的是( )
A.加入饱和Na2CO3溶液浸泡,主要目的是去除水垢表面的油污,更有利于后续的操作
B.Ca2+(aq)+2HCOeq \\al(-,3)(aq)===CaCO3(s)+CO2(g)+H2O(l) ΔH>0,加热促进CaCO3沉淀形成
C.加入饱和Na2CO3溶液时,因发生CaSO4(s)+COeq \\al(2-,3)(aq)CaCO3(s)+SOeq \\al(2-,4)(aq)反应,使CaSO4大量转化为CaCO3,可以说明CaCO3溶解度更小
D.用盐酸处理时,发生反应:2H++Mg(OH)2===Mg2++2H2O、2H++CaCO3===Ca2++CO2↑+H2O,水垢逐渐溶解
考点 溶度积常数及其应用
1.溶度积和离子积
以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
2.Ksp的影响因素
(1)内因:难溶物质本身的性质,这是主要决定因素。
(2)外因
①浓度:加水稀释,平衡向溶解方向移动,但Ksp________。
②温度:绝大多数难溶物的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向溶解方向移动,Ksp________。
③其他:向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时,平衡向溶解方向移动,但Ksp________。
3.Ksp的计算
题组一 溶度积常数的概念、影响因素及曲线
1.(2021江苏化学)室温下,用0.5 ml·L-1 Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末,一段时间后过滤,向滤渣中加稀醋酸,产生气泡。已知Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9。下列说法正确的是( )
A.0.5 ml·L-1 Na2CO3溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HCOeq \\al(-,3))+c(H2CO3)
B.反应CaSO4(s)+COeq \\al(2-,3)(aq)CaCO3(s)+SOeq \\al(2-,4)(aq)正向进行,需满足eq \f(cSO\\al(2-,4),cCO\\al(2-,3))>eq \f(5,3)×104
C.过滤后所得清液中一定存在:c(Ca2+)=eq \f(KspCaCO3,cCO\\al(2-,3))且c(Ca2+)≤eq \f(KspCaSO4,cSO\\al(2-,4))
D.滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式:CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
2.(2019全国卷Ⅱ)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度
B.图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q)
C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
3.(2021全国乙卷)HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中c(M+)随c(H+)而变化,M+不发生水解。实验发现,298 K时c2(M+)c(H+)线性关系如图中实线所示。
下列叙述错误的是( )
A.溶液pH=4时,c(M+)<3.0×10-4ml·L-1
B.MA的溶度积Ksp(MA)=5.0×10-8
C.溶液pH=7时,c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
D.HA的电离常数Ka(HA)=2.0×10-4
题组二 Ksp的应用及计算
4.(2022海南中学诊断)25 ℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表:
下列叙述中不正确的是( )
A.向AgCl的白色悬浊液中加入0.1 ml·L-1 KI溶液,有黄色沉淀产生
B.25 ℃时,利用表中的溶度积(Ksp),可以计算AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag+的浓度
C.25 ℃时,AgCl固体分别在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2 溶液中溶解达到平衡,两溶液中c(Ag+)不同,溶度积相同
D.在5 mL 1.8×10-6 ml·L-1 NaCl溶液中,加入1滴(20滴约为1 mL)1×10-3 ml·L-1 AgNO3溶液,能产生白色沉淀
5.(1)(2021广东化学)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(M)、镍(Ni)等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:
已知:25℃时,H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11;Ksp(BaMO4)=3.5×10-8;Ksp(BaCO3)=2.6×10-9;该工艺中,pH>6.0时,溶液中M元素以MOeq \\al(2-,4)的形态存在。
“沉钼”中,pH为7.0。若条件控制不当,BaCO3也会沉淀。为避免BaMO4中混入BaCO3沉淀,溶液中c(HCOeq \\al(-,3))∶c(MOeq \\al(2-,4))=____________(列出算式)时,应停止加入BaCl2溶液。
(2)(2021河北化学)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺,该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料,不产生废弃物,实现了CrFeAlMg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图:
工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为______。(通常认为溶液中离子浓度小于10-5 ml·L-1为沉淀完全;Al(OH)3+OH-Al(OH)eq \\al(-,4) K=100.63,Kw=10-14,Ksp[Al(OH)3]=10-33)
6.(2021山东化学)工业上以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题:
(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐,焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是__________________。
(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5ml·L-1时,可认为已除尽。
中和时pH的理论范围为____________;酸化的目的是________________;Fe元素在________(填操作单元的名称)过程中除去。
(3)蒸发结晶时,过度蒸发将导致________;冷却结晶所得母液中,除Na2Cr2O7外,可在上述流程中循环利用的物质还有________。
题组三 Ksp在沉淀滴定中的应用
7.用0.100 ml·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 ml·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( )
A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10
B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
C.相同实验条件下,若改为0.040 0 ml·L-1 Cl-,反应终点c移到a
D.相同实验条件下,若改为0.050 0 ml·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动
8.(2022福建泉州模拟)已知:pAg=-lg c(Ag+),Ksp(AgCl)=1×10-12,Ksp(AgI)=1×10-16。如图是向10 mL AgNO3溶液中逐滴滴入0.1 ml·L-1的NaCl溶液时,pAg随着加入NaCl溶液的体积变化的图像(实线)。下列叙述正确的是( )
A.原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 ml·L-1
B.图中x点表示的溶液中c(Ag+)=c(Cl-)
C.图中x点的坐标为(10,6)
D.若把NaCl溶液换成0.1 ml·L-1NaI溶液,则达到终点后的图像变为虚线部分
强电解质
弱电解质
定义
在水溶液中或熔融状态下________电离的电解质
在水溶液中或熔融状态下________电离的电解质
化合物
类型
离子化合物及具有强极性键的共价化合物
某些具有弱极性键的共价化合物
电离程度
完全电离
部分电离
电离过程
________过程,无电离平衡
________过程,有电离平衡
溶液中存
在的微粒
(水分子
不计)
只存在电离出的阴、阳离子,不存在电解质分子
既存在电离出的阴、阳离子,又存在电解质分子
实例
绝大多数的盐(包括难溶性盐)
强酸:H2SO4、HCl、HClO4等
强碱:Ba(OH)2、Ca(OH)2等
弱酸:H2CO3、CH3COOH等
弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3
等
强电解质
弱电解质
电离
方程式
KNO3===K++NOeq \\al(-,3)
H2SO4===2H++SOeq \\al(2-,4)
NH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-
H2SH++HS-
HS-H++S2-
实例
(稀溶液)
CH3COOHH++CH3COO- ΔH>0
改变条件
平衡移
动方向
n(H+)
c(H+)
导电能力
Ka
加水稀释
→
____
____
____
____
实例
(稀溶液)
CH3COOHH++CH3COO- ΔH>0
改变条件
平衡移
动方向
n(H+)
c(H+)
导电能力
Ka
加入少量
冰醋酸
→
____
____
____
____
通入HCl(g)
←
____
____
____
____
加NaOH(s)
→
____
____
____
____
加入镁粉
→
____
____
____
____
升高温度
→
____
____
____
____
加
CH3COONa(s)
←
____
____
____
____
酸
HX
HY
HZ
浓度/(ml·L-1)
0.12
0.2
0.9
1
1
电离度
0.25
0.2
0.1
0.3
0.5
电离常数
K1
K2
K3
K4
K5
HCN
H2CO3
HF
4.9×10-10
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
6.7×10-4
比较项目
酸
c(H+)
pH
中和
碱的
能力
与足量Zn
反应产生
H2的量
开始与金
属反应的
速率
一元强酸
大
小
相同
相同
大
一元弱酸
小
大
小
比较项目
酸
c(H+)
pH
中和
碱的
能力
与足量Zn
反应产生
H2的量
开始与金
属反应的
速率
一元强酸
相同
小
小
少
相同
一元弱酸
大
大
多
加水稀释到相同的倍数,醋酸的pH大
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
体系变化
条件
平衡移
动方向
Kw
水的电
离程度
c(OH-)
c(H+)
酸
____
____
____
____
____
碱
____
____
____
____
____
可水解
的盐
Na2CO3
____
____
____
____
____
NH4Cl
____
____
____
____
____
温度
升温
____
____
____
____
____
降温
____
____
____
____
____
其他:如加入Na
____
____
____
____
____
溶液的
酸碱性
c(H+)与c(OH-)
比较
c(H+)大小
pH
酸性溶液
c(H+)____
c(OH-)
c(H+)>1×10-7
ml·L-1
____7
溶液的
酸碱性
c(H+)与c(OH-)
比较
c(H+)大小
pH
中性溶液
c(H+)____
c(OH-)
c(H+)=1×10-7
ml·L-1
____7
碱性溶液
c(H+)____
c(OH-)
c(H+)<1×10-7
ml·L-1
____7
序号
氢氧化钡溶液
的体积/mL
盐酸的体
积/mL
溶液的pH
①
22.00
0.00
12
②
22.00
18.00
11
③
22.00
22.00
7
试剂性质
滴定管
原因
酸性、氧化性
____式滴定管
氧化性物质易腐蚀橡胶管
碱性
____式滴定管
碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0__色
5.0~8.0__色
>8.0__色
甲基橙
<3.1__色
3.1~4.4__色
>4.4__色
酚酞
<8.2__色
8.2~10.0__色
>10.0__色
步骤
操作
V(标准)
c(待测)
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变__
_____
碱式滴定管未用待测溶液润洗
变__
_____
锥形瓶用待测溶液润洗
变__
_____
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
无影响
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
变__
_____
滴定
酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
变__
_____
振荡锥形瓶时部分液体溅出
变__
_____
部分酸液滴出锥形瓶外
变__
_____
接近终点时滴入酸液过快,停止滴定后反加一滴NaOH溶液无变化
变__
_____
读数
酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)
变__
_____
酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
变__
_____
原理
2MnOeq \\al(-,4)+6H++5H2C2O4===10CO2↑+2Mn2++8H2O
指示剂
酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂
终点
判断
当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不褪色,说明到达滴定终点
原理
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI
指示剂
用淀粉作指示剂
终点
判断
当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明到达滴定终点
概念
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
原理
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CrOeq \\al(2-,4)为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶
Fe3+
Al3+
Mn2+
Fe2+
开始沉淀时
1.5
3.4
5.8
6.3
完全沉淀时
2.8
4.7
7.8
8.3
盐的
类型
实例
是否
水解
水解的离子
溶液的
酸碱性
溶液的
pH
强酸
强碱盐
NaCl、KNO3
__
—
____
pH__7
强酸
弱碱盐
NH4Cl、
Cu(NO3)2
__
_____________________、
_______________________
____
pH__7
弱酸
强碱盐
CH3COONa、
Na2CO3
__
_____________________、
_____________________
____
pH__7
因素
水解平衡
水解程度
水解产生
离子的浓度
温度
升高
______
______
______
浓度
增大
______
______
______
减小
(即稀释)
______
______
______
外加
酸碱
酸
弱碱阳离子的水解程度______
碱
弱酸阴离子的水解程度______
条件
移动方向
n(H+)
pH
现象
升温
向右
增多
减小
颜色变深
通HCl
向左
增多
减小
颜色变浅
加H2O
向右
增多
增大
颜色变浅
加NaHCO3
向右
减小
增大
生成红褐色沉
淀,放出气体
甲
1 000 mL 0.1 ml·L-1 HCOONa溶液
乙
1 000 mL 0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液
丙
1 000 mL含HCOONa、CH3COONa各0.05 ml的溶液
盐类水解
的应用
实例
原理
判断溶液
的酸碱性
FeCl3水溶液显________性
________________________________________________________________________
判断离子
能否共存
Fe3+与COeq \\al(2-,3)______能大量共存
2Fe3++3COeq \\al(2-,3)+3H2O===2Fe(OH)3↓+3CO2↑
制备胶体
制备Fe(OH)3胶体
________________________________________________________________________
净水
明矾净水
Al3+水解形成胶体
去油污
用热的纯碱溶液清洗油污
加热,COeq \\al(2-,3)的水解程度________,溶液________增强
试剂的
配制
配制FeCl3溶液时常加入少量________
H+可________Fe3+的水解
制备
无水盐
由MgCl2·6H2O制无水MgCl2时,在________气流中加热
MgCl2·6H2OMg(OH)2+2HCl+4H2O,加入HCl可抑制Mg2+的水解
泡沫
灭火器
用Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液混合
____________________________________________,
发生相互促进的水解反应
制备
无机物
TiO2的制备
________________、TiO2·xH2Oeq \(=====,\s\up15(△))TiO2+xH2O
混合盐溶
液的除杂
与提纯
用MgO[或Mg(OH)2或MgCO3]调节溶液的pH,除去MgCl2中的FeCl3杂质
Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
MgO+2H+===Mg2++H2O
外界条件
移动方向
c(Ag+)
Ksp
升高温度
______
______
______
加入少量的AgNO3
______
______
______
加入Na2S
______
______
______
通入HCl
______
______
______
实验
实验操作和现象
1
向2 mL 0.1 ml·L-1 NaCl溶液中滴加2滴0.1 ml·L-1AgNO3溶液,产生白色沉淀
2
向实验1的试管中滴加4滴0.1 ml·L-1 KI溶液,沉淀变为黄色
3
向实验2的试管中滴加8滴0.1 ml·L-1 Na2S溶液,沉淀变为黑色
4
向少量AgCl固体中滴加适量1 ml·L-1氨水,固体溶解,得到无色澄清溶液
溶度积
离子积
概念
沉淀溶解的平衡常数
溶液中有关离子
浓度幂的乘积
符号
Ksp
Q
表达式
Ksp(AmBn)=___________________,式中的浓度都是________浓度
Q(AmBn)=______________________,式中的浓度都是________浓度
应用
判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解
①Q>Ksp:溶液过饱和,有________析出
②Q=Ksp:溶液饱和,处于________状态
③Q
计算技巧
判断沉淀的生成或沉淀是否完全
①把离子浓度数据代入Ksp表达式得Q,若Q> Ksp,则有沉淀生成;②利用Ksp的数值计算某一离子浓度,若该离子浓度小于10-5 ml·L-1,则认为该离子沉淀完全
常温下,计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH
①根据氢氧化物的Ksp,先计算初始浓度溶液中c(OH-),再求得溶液的pH;
②金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10-5 ml·L-1,依据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH-),进而求得pH
计算沉淀转化反应的平衡常数,并判断沉淀转化的程度
依据沉淀的转化反应和Ksp,计算该反应的平衡常数,K值越大,转化反应越易进行,转化程度越大
沉淀先后的计算与判断
①若沉淀类型相同,则Ksp小的化合物先沉淀;
②若沉淀类型不同,则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度,所需离子浓度小的先沉淀
物质
AgCl
AgBr
AgI
Ag2S
颜色
白
浅黄
黄
黑
Ksp
1.8×10-10
7.7×10-13
1.5×10-16
1.8×10-50
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