第3章 物质在水溶液中的行为(复习讲义)化学鲁科版2019选择性必修1
2025-11-24
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 本章自我评价 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 水的电离及溶液的酸碱性,弱电解质的电离,盐类的水解,沉淀溶解平衡 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.08 MB |
| 发布时间 | 2025-11-24 |
| 更新时间 | 2025-10-27 |
| 作者 | 水木清华化学工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-10-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54578647.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第3章 物质在水溶液中的行为
复习讲义
复习目标
1.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡、电离常数的含义,掌握电离常数的应用并能进行相关计算。
2.了解水的电离和水的离子积常数(Kw)。
3.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。
4.了解酸碱中和滴定的原理和滴定终点的判断方法,知道指示剂选择的方法。
5.掌握酸碱中和滴定的操作和数据处理误差分析的方法。
6.了解盐类水解的原理及一般规律。
7.了解影响盐类水解程度的主要因素。
8.能用盐类水解原理解释生产、生活中的水解现象。
9.掌握溶液中的守恒关系,并能用其判断盐溶液中粒子浓度的关系。
10.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
11.理解溶度积(Ksp)的含义,并能进行相关计算。
12.了解沉淀的生成、溶解与转化,并能应用化学平衡原理解释。
13.了解离子反应的概念、离子反应发生的条件,并能正确书写离子方程式、判断离子能否大量共存。
14.掌握与量有关的离子方程式的正确书写。
重点和难点
重点:酸碱中和滴定、电离平衡、盐类水解、沉淀溶解平衡的影响因素及图像分析。
难点:掌握离子方程式正误判断、离子浓度大小比较。
█知识点一 水的电离与水的离子积常数
1.水的电离和水的离子积常数
2.外界条件对水的电离平衡的具体影响
改变条件
平衡移动方向
Kw
水的电离程度
c(OH-)
c(H+)
加HCl
加NaOH
Na2CO3
加NH4Cl
加NaHSO4
加热
效果检测
1.某温度下,向c(H+)=1.0×10-6 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+)=1.0×10-2 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1.0×10-10 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c(OH-)减小
█知识点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液呈酸碱性的本质:溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小。
溶液的酸碱性
c(H+)与c(OH-)比较
常温下溶液pH
酸性溶液
c(H+)>c(OH-)
<7
中性溶液
c(H+)=c(OH-)
=7
碱性溶液
c(H+)<c(OH-)
>7
2.溶液的pH及测定方法
(1)关系:pH= 。
(2)溶液pH的测量
①pH试纸
pH试纸分为广泛pH试纸和精密pH试纸。广泛pH试纸的pH范围通常为1~14,可以识别的pH范围约为1。
测定方法:用镊子夹取一小块试纸放在洁净的 或 上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与 对照。
②pH计。又叫酸度计,可以精密测定溶液的pH,量程为0~14。
3.常用酸碱指示剂及变色范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0
5.0~8.0
>8.0
甲基橙
<3.1
3.1~4.4
>4.4
酚酞
<8.2
8.2~10.0
>10.0
效果检测
1.常温下,下列关于溶液稀释的说法正确的是( )
A.pH=3的醋酸溶液稀释100倍,pH=5
B.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 mol·L-1
C.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13
D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6
2.pH=2的A、B两种酸溶液各1 mL,分别加水稀释到1 000 mL,其中pH与溶液体积V的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,A酸溶液中c(H+)比B酸溶液中c(H+)大
C.a=5时,A是强酸,B是弱酸
D.一定有关系:2<a<5
█知识点三 弱电解质的电离平衡及影响因素
1.电离平衡的建立
(1)弱电解质的电离是 过程。
(2)电离平衡建立的过程:
2.影响电离平衡的因素
(1)内因:弱电解质本身的性质。
(2)外因
①浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度 ,越易电离。
②温度:温度越高,电离程度 。
③同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动。
④化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向 的方向移动。
效果检测
1.已知人体体液中存在如下平衡:CO2+H2OH2CO3H++HC,以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是( )
A.当强酸性物质进入体液后,上述平衡向左移动,以维持体液pH的相对稳定
B.当强碱性物质进入体液后,上述平衡向右移动,以维持体液pH的相对稳定
C.若静脉滴注大量生理盐水,则体液的pH减小
D.进行呼吸活动时,如果CO2进入血液,会使体液的pH减小
2.在两个密闭的锥形瓶中,0.05 g形状相同的镁条(过量)分别与2 mL 2 mol·L-1的盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如图。下列说法正确的是( )
A.①代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线
B.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均大于醋酸与Mg反应的化学反应速率
C.反应中醋酸的电离被促进,两种溶液最终产生的氢气总量基本相等
D.1 mol·L-1 NaOH溶液完全中和上述两种酸溶液,盐酸消耗NaOH溶液的体积更大
█知识点四 电离平衡常数及应用
1.电离平衡常数表达式
(1)一元弱酸HA:HAH++A-,电离平衡常数Ka= 。
(2)一元弱碱BOH:BOHB++OH-,电离平衡常数Kb= 。
(3)二元弱酸(以碳酸为例)
H2CO3H++HC,Ka1=;
HCH++C,Ka2=。
2.电离常数的意义
(1)反映弱电解质的相对强弱,电离平衡常数越大,弱电解质的电离能力 。
(2)多元弱酸的各步电离常数的大小关系是Ka1>Ka2>Ka3……,当Ka1≫Ka2时,计算多元弱酸中的c(H+)或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑第一步电离。
3.电离常数的影响因素
(1)内因:相同温度下,电解质越弱,其电离常数 ,反之,电离常数 。
(2)外因:电离平衡常数与 有关,与浓度无关,升高温度,K 。
效果检测
1.已知溶剂分子结合H+的能力会影响酸给出H+的能力,某温度下部分酸在冰醋酸中的pKa如下表所示,下列说法错误的是( )
分子式
HClO4
H2SO4
HCl
HNO3
pKa=-lg Ka
4.87
7.24(一级)
8.9
9.4
A.HClO4在冰醋酸中的电离方程式:HClO4+CH3COOHCl+CH3COO
B.在冰醋酸中酸性:HClO4>H2SO4>HCl>HNO3
C.结合H+的能力:H2O>CH3COOH
D.相同温度下醋酸在液氨中的pKa大于其在水中的pKa
█知识点五 盐类的水解原理
1.盐类水解的定义
在水溶液中,盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.盐类水解的特点
(1)可逆:盐类的水解是 反应。
(2)吸热:盐类的水解可看作是 反应的逆反应。
(3)微弱:盐类的水解程度很微弱。
3.盐类水解的规律
有弱才 ,越弱越 ;谁强显 ,同强显 。
实例:下列盐溶液中,①CuSO4溶液 ②KNO3溶液 ③Na2CO3溶液 ④(NH4)2SO4溶液 ⑤NaHCO3溶液 ⑥CH3COONa溶液
溶液呈酸性的是 ;
溶液呈碱性的是 ;
溶液呈中性的是 。
4.盐类水解的离子方程式
(1)盐类水解的离子方程式一般用“”连接,且一般不标“↑”“↓”等状态符号。
(2)多元弱酸盐:分步书写,以第一步为主。如Na2S(aq):第一步:S2-+H2OHS-+OH-;第二步:HS-+H2OH2S+OH-。
(3)多元弱碱盐:水解反应的离子方程式一步完成。
(4)阴、阳离子相互促进的水解
①若水解程度不大,用“”表示。
②相互促进的水解反应程度较大的,书写时用“===”“↑”“↓”。
效果检测
1.下列做法中,主要依据的不是盐类水解原理的是( )
A.实验室配制FeCl3溶液时,往往在FeCl3溶液中加入少量的盐酸
B.游泳馆常用可溶性铜盐作游泳池水的消毒剂
C.用NaHCO3和Al2两种溶液可作泡沫灭火剂
D.用明矾作净水剂吸附水中的悬浮杂质
2.已知在常温下测得浓度均为0.1 mol·L-1的6种溶液的pH如表所示。下列反应不能成立的是( )
溶质
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
pH
8.8
9.7
11.6
溶质
NaClO
NaCN
C6H5ONa(苯酚钠)
pH
10.3
11.1
11.3
A.CO2+H2O+2NaClO===Na2CO3+2HClO
B.CO2+H2O+NaClO===NaHCO3+HClO
C.CO2+H2O+C6H5ONa===NaHCO3+C6H5OH
D.CH3COOH+NaCN===CH3COONa+HCN
█知识点六 盐类水解的影响因素
1.内因
形成盐的酸或碱越弱,其盐就越易 。如相同浓度时水解程度:Na2CO3>Na2SO3,Na2CO3>NaHCO3。
2.外因
(1)温度
盐类水解可以看作酸碱中和反应的逆反应,中和反应是放热反应,盐类的水解为 反应,升高温度,平衡向 反应的方向移动,盐的水解程度增大。
(2)浓度
①加水稀释,促进水解,水解程度 。
②加溶质(增大浓度),促进水解,水解程度 。
(3)同离子效应
向能水解的盐溶液中加入与水解产物相同的离子,水解被抑制。
3.以Fe2(SO4)3水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+为例,分析外界条件对水解平衡的影响。
条件
平衡移动方向
n(H+)
pH
现象
升温
加H2SO4
加H2O
加NaHCO3
效果检测
1.在一定条件下,Na2S溶液中存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.加入CuSO4固体,HS-浓度减小
C.升高温度,减小
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
2.室温下,将0.20 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( )
选项
加入的物质
结论
A
100 mL 2 mol·L-1 H2SO4
反应结束后,c(Na+)=c(S)
B
0.20 mol CaO
溶液中增大
C
200 mL H2O
由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
D
0.4 mol NaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
█知识点七 盐类水解原理的应用
1.配制、保存某些盐溶液
如在配制FeCl3、AlCl3、SnCl2等溶液时为抑制水解,常先将盐溶于少量 中,再加蒸馏水稀释到所需浓度。在实验室盛放Na2CO3、CH3COONa、Na2S等溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞,应用 。
2.判断盐溶液蒸干灼烧时所得的产物
如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后得到Al(OH)3、Fe(OH)3,灼烧后得到Al2O3、Fe2O3,CuSO4溶液蒸干后得到CuSO4固体。用MgCl2·6H2O晶体得到纯的无水MgCl2的操作方法及理由是在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O,可以得到无水MgCl2,HCl气流能抑制MgCl2的水解,且带走MgCl2·6H2O因受热产生的水蒸气。
3.解释生活中的现象或事实
如明矾净水、热纯碱溶液除油污、草木灰不能与铵盐混用、泡沫灭火器原理等。
4.物质的提纯(水解除杂)
如MgCl2溶液中混有少量Fe3+杂质时,可加入MgO或Mg(OH)2等,Fe3+的水解平衡向右移动,生成Fe(OH)3沉淀而除去。
效果检测
1.下列过程与水解反应无关的是( )
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体
█知识点八 沉淀溶解平衡 溶度积
1.物质的溶解性与溶解度的关系
20 ℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:
2.沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡的建立
在一定温度下,当难溶电解质在水中 速率与 速率相等时,得到饱和溶液,即建立沉淀溶解平衡状态。
(2)特点(同其他化学平衡): (适用平衡移动原理)。
(3)沉淀溶解平衡的影响因素
①内因:难溶电解质本身的性质,即难溶电解质的溶解能力。
②外因:难溶电解质在水溶液中会建立动态平衡,改变温度和某离子浓度,会使沉淀溶解平衡发生移动。
以AgCl为例:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0,完成下表:
外界条件
移动方向
c(Ag+)
升高温度
加水(固体有剩余)
加入少量AgNO3(s)
加入Na2S(s)
通入HCl
通入NH3
3.溶度积
(1)溶度积和离子积比较
以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
溶度积(Ksp)
离子积(Q)
含义
沉淀溶解平衡的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
表达式
Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),式中的浓度是平衡浓度
Q(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),式中的浓度是任意浓度
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<Ksp:溶液 ,无沉淀析出
(2)Ksp的影响因素
①内因:溶度积与难溶电解质溶解能力的关系:阴、阳离子个数比相同的难溶电解质,溶度积 ,其溶解能力 ;不同类型的难溶电解质,应通过计算才能进行比较溶解能力。
②外因:仅与 有关,与浓度、压强、催化剂等无关。
效果检测
1.牙釉质的主要成分为羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH],在牙齿表面存在着如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3P(aq)+OH-(aq) Ksp=6.8×10-37,已知Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61。下列说法错误的是( )
A.残留在牙齿上的糖会发酵产生H+,使羟基磷灰石沉淀溶解平衡右移,破坏牙釉质
B.按时刷牙可减少食物残留,从而减少有机酸的产生,防止腐蚀牙齿
C.用含NaOH的溶液漱口,可使平衡左移,保护牙齿
D.含氟牙膏使Ca5(PO4)3OH转化为更难溶的Ca5(PO4)3F,促进牙齿表面矿物质的沉积,修复牙釉质
█知识点九 沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的实际应用
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域,常利用生成沉淀来达到 或 某些离子的目的。
(2)使溶液中的离子转化为 的条件:溶液中离子积Q>Ksp。
(3)常用的方法
方法
举例
解释
调节
pH法
除去CuCl2溶液中的FeCl3,可向溶液中加入CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]
CuO与H+反应,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀
除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH
Fe3+与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀
沉淀剂法
以Na2S等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子
Na2S与Cu2+、Hg2+反应生成沉淀
2.沉淀的溶解:不断减少沉淀溶解平衡体系中的相应离子,使Q<Ksp,平衡向沉淀溶解的方向移动。
3.沉淀的转化
(1)原理:由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,实质是沉淀溶解平衡的移动。
(2)沉淀转化规律
①一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。
如,AgNO3溶液AgClAgI,Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。
②一定条件下溶解度小的沉淀也可以转化成溶解度相对较大的沉淀。
重晶石[BaSO4(s)]BaCO3(s),但Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。
(3)实际应用
①锅炉除垢:水垢中的CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2+(aq)。
CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)。
②矿物转化:原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)。
ZnS转化为CuS的离子方程式为ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)。
PbS转化为CuS的离子方程式为PbS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Pb2+(aq)。
效果检测
1.为研究沉淀的生成及转化,某小组进行如图实验。下列关于该实验的分析不正确的是( )
A.①浊液中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq)
B.②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-
C.③中颜色变化说明有AgI生成
D.该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶
2.已知Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9。下列说法正确的是( )
A.0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+c(H2CO3)
B.反应CaSO4+CCaCO3+S正向进行,需满足>×104
C.过滤后所得清液中一定存在:c(Ca2+)=且c(Ca2+)≤
D.滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式:CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
█知识点十 离子方程式
1.离子方程式
(1)概念:用 反应的离子符号来表示反应的式子。
(2)意义:不仅可以表示某一个具体的化学反应,还可以表示 的离子反应。如氢氧化钠溶液和盐酸反应、氢氧化钙溶液和硝酸反应的离子方程式,都可用H++OH-===H2O来表示。
2.离子方程式的书写
(1)书写要点
①要符合书写总原则:符合客观事实,符合质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒。
②注意物质拆分:单质、氧化物、气体、难溶物(如CaCO3、BaSO3、FeS、PbS、BaSO4等)、弱电解质(如HF、H2S、HClO、H2CO3、NH3·H2O、H2SO3、H3PO4等)、多元弱酸的酸式酸根离子等不能拆分。
(2)对微溶物的处理方式
①澄清溶液中作反应物,写成离子形式
②悬浊液中作反应物,写成化学式
③作生成物且能判断出大量生成,写成化学式,且标“↓”
(3)对N与碱反应产物的处理方式:
①不加热或稀溶液中,写成NH3·H2O
②加热或浓溶液中,写成NH3和H2O。
3.连续反应型离子方程式的书写
(1)CO2通入NaOH溶液中
①CO2少量:CO2+2OH-===C+H2O。
②CO2过量:CO2+OH-===HC。
(2)将盐酸滴入Na2CO3溶液中
①盐酸少量:H++C===HC。
②盐酸过量:2H++C===CO2↑+H2O。
(3)Fe与稀HNO3反应
①Fe少量:Fe+N+4H+===Fe3++NO↑+2H2O。
②Fe过量:3Fe+2N+8H+===3Fe2++2NO↑+4H2O。
4.先后型离子方程式的书写
(1)NH4HSO4溶液与NaOH溶液的反应
①NaOH少量:H++OH-===H2O。
②NaOH过量:N+H++2OH-===H2O+NH3·H2O。
(2)向FeBr2溶液中通入Cl2
①Cl2少量:Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-。
②Cl2过量:2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。
5.配比型离子方程式的书写
一种反应物中含有两种或两种以上的组成离子(一般为酸式盐或复盐),当与另一种反应物作用时,一种组成离子恰好完全反应而另一种组成离子不能恰好反应,因而与用量有关。
(1)向Ca(OH)2澄清溶液中加入NaHCO3溶液
①NaHCO3少量:HC+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O。
②NaHCO3过量:Ca2++2OH-+2HC===CaCO3↓+2H2O+C。
(2)向NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液
①加入Ba(OH)2至溶液中的S恰好完全反应:S+H++Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O。
②加入Ba(OH)2至溶液呈中性:Ba2++2OH-+2H++S===BaSO4↓+2H2O。
效果检测
1.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列离子方程式能完全表示相应事实的是( )
A.向CuSO4溶液中滴加过量的氨水:Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2N
B.将还原性铁粉加入过量的稀硝酸中:3Fe+8H++2N===3Fe2++2NO↑+4H2O
C.向Na[Al(OH)4]溶液中加入NaHCO3溶液:[Al(OH)4]-+HC===Al(OH)3↓+CO2↑+H2O
D.模拟侯氏制碱法制备NaHCO3晶体:Na++NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+N
2.对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是( )
A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:Ag+2H++===Ag++NO2↑+H2O
B.工业废水中的Pb2+用FeS去除:Pb2++S2-===PbS↓
C.海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔:Br2+SO2+2H2O===2Br-++4H+
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:2Mn+5C2+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
█知识点十一 离子共存
1.离子共存的本质
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
2.判断离子大量共存的“四个要点”
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是:一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色:
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
Mn
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
(2)二性——溶液的酸碱性
a.在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如C、S、S2-、CH3COO-等)不能大量存在。
b.在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如N、Al3+、Fe3+等)不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况
a.[Al(OH)4]-与HC不能大量共存:[Al(OH)4]-+HC===Al(OH)3↓+C+H2O。
b.“N+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、S等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
c.N与CH3COO-、C,Mg2+与HC等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
四反应是指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
a. 反应:如Ba2+与S,N与OH-,H+与CH3COO-等。
b. 反应:如Fe3+与I-、S2-,N(H+)与Fe2+等。
c.相互促进的 反应:如Al3+与C、HC、[Al(OH)4]-等。
d. 反应:如Fe3+与SCN-等。
效果检测
1.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.氨水中:K+、Na+、、
B.稀硫酸中:Na+、Ba2+、、
C.KMnO4溶液中:Fe2+、H+、Cl-、Br-
D.Na[Al(OH)4]溶液:、Fe3+、Cl-、
2.对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
选项
粒子组
判断和分析
A
Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O
不能大量共存,因发生反应:Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4N
B
H+、K+、S2、S
不能大量共存,因发生反应:2H++S2===S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、S、H2O2
能大量共存,粒子间不反应
D
H+、Na+、Cl-、Mn
能大量共存,粒子间不反应
█知识点十二 酸碱中和滴定的原理与操作
1.以标准HCl溶液滴定待测的NaOH溶液为例,反应原理:
待测的NaOH溶液的物质的量浓度c(NaOH)=,即c(测)=。
2.实验操作
(1)滴定前准备
滴定管: →洗涤→ →装液→排气泡调液面→记录。
锥形瓶:洗涤→装待测液→加指示剂。
(2)滴定终点
滴入最后半滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,停止滴定,并记录标准溶液的体积。
(3)数据处理
按上述操作重复 次,根据每次所用标准液的体积计算待测液的物质的量浓度,最后求出待测液的物质的量浓度的 。
3.指示剂选择
(1)强酸与强碱的中和滴定,到达滴定终点时,pH变化范围很大,可用酚酞,也可用甲基橙作指示剂。
(2)强酸滴定弱碱,恰好完全反应时,溶液呈酸性,应选择在酸性范围内变色的指示剂—— 。
(3)强碱滴定弱酸,恰好完全反应时,溶液呈碱性,应选择在碱性范围内变色的指示剂—— 。
4.酸碱中和滴定误差分析
分析依据:cB=(VB表示准确量取的待测液的体积、cA表示标准溶液的浓度)。
若VA偏大⇒cB偏大;若VA偏小⇒cB偏小。
以盐酸标准液滴定待测NaOH溶液,用酚酞作指示剂为例,分析实验误差(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
步骤
操作
c(NaOH)
洗涤
未用标准溶液润洗酸式滴定管
锥形瓶用待测溶液润洗
未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管
锥形瓶洗净后瓶内还残留少量蒸馏水
取液
取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液结束前气泡消失
滴定
滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又变红
滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
滴定过程中振荡锥形瓶时有液滴溅出
滴定过程中,向锥形瓶内加少量蒸馏水
读数
滴定前仰视读数或滴定后俯视读数
滴定前俯视读数或滴定后仰视读数
效果检测
1.用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是( )
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B.锥形瓶用蒸馏水洗净,必须干燥后才能加入一定体积未知浓度的NaOH溶液
C.滴定前没有排出滴定管中的气泡
D.读数时视线与滴定管内液体凹液面最低处保持水平
2.NaOH标准溶液的配制和标定,需经过NaOH溶液配制、基准物质H2C2O4·2H2O的称量以及用NaOH溶液滴定等操作。下列有关说法正确的是( )
A.图甲:转移NaOH溶液到250 mL容量瓶中
B.图乙:准确称得0.157 5 g H2C2O4·2H2O固体
C.用图丙所示操作排出碱式滴定管中的气泡
D.用图丁所示装置以NaOH待测液滴定H2C2O4溶液
█考点一 考查电离平衡常数及其应用
【例1】氢氰酸(HCN)是一种弱酸,在水溶液中存在电离平衡:HCNH++CN-,常温下电离常数为Ka。下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 HCN溶液的pH<1
B.增大HCN溶液浓度,其电离程度减小
C.升高温度,电离平衡逆向移动
D.加入少量NaOH溶液,会使Ka增大
【变式1-1】为证明某可溶性一元酸(HX)是弱酸,某同学设计了如下实验方案。其中不合理的是( )
A.室温下,测0.1 mol·L-1 HX溶液的c(H+),若c(H+)<0.1 mol·L-1,证明HX是弱酸
B.向HX的溶液中加入NaX固体,c(H+)减小,证明HX是弱酸
C.HX与Na2SO3溶液反应,可以得到H2SO3,证明HX是弱酸
D.在相同条件下,对0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1的HX溶液进行导电性实验,若HX溶液灯泡较暗,证明HX为弱酸
【变式1-2】.二元弱酸H2X的电离过程是吸热过程,某温度下,其电离常数Ka1=2.5×10-4、Ka2=2×10-8。下列说法错误的是( )
A.升高温度后,Ka1、Ka2均增大
B.向H2X溶液中加入少量KHX固体,c(H+)减小
C.该温度下0.1 mol·L-1的H2X溶液中c(H+)≈5×10-3 mol·L-1
D.向H2X溶液中加水稀释过程中,减小
█考点二 考查溶液中微粒浓度比值
【例2】常温下,一种解释乙酰水杨酸(用HA表示,Ka=1×10-3.0)药物在人体吸收模式如图。
假设离子不会穿过组织薄膜,而未电离的HA分子则可自由穿过该膜且达到平衡。下列说法正确的是( )
A.血浆中c(HA)大于胃中c(HA)
B.取胃中液体,加水稀释100倍后,pH=3.0
C.在血浆中,=1×104.4
D.在血浆和胃中,HA电离程度相同
解题要点
判断溶液中微粒浓度比值的三种方法
(1)将浓度之比转化为物质的量之比进行比较,这样分析起来可以忽略溶液体积的变化,只需分析微粒数目的变化即可。
(2)“假设法”,如上述问题(3),假设无限稀释,c(CH3COO-)趋近于0,c(H+)趋于10-7mol·L-1,故比值变小。
(3)“凑常数”,解题时将某些粒子的浓度比值乘以或除以某种粒子的浓度,转化为一个常数与某种粒子浓度的乘积或相除的关系。
【变式2-1】亚磷酸(H3PO3)是一种二元弱酸,常温下电离常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=2.6×10-7。下列说法正确的是( )
A.H3PO3与足量的NaOH溶液反应生成Na3PO3
B.对亚磷酸溶液升温,溶液中c(H+)减小
C.向亚磷酸溶液中加入少量NaOH固体,增大
D.0.01 mol·L-1的H3PO3溶液中c2(H2P)<c(H3PO3)·c(HP)
【变式2-2】H2C2O4是一种二元弱酸,H2C2O4溶液中各粒子浓度在其总浓度中所占比值叫其分布系数,常温下某浓度的H2C2O4溶液中各粒子分布系数随pH的变化如图所示,据此分析,下列说法不正确的是( )
A.曲线a代表H2C2O4,曲线b代表C2
B.常温下0.1 mol·L-1的NaHC2O4溶液显酸性
C.常温下,H2C2O4的电离平衡常数Ka2=10-4.30
D.pH从1.30~4.30时,先增大后减小
█考点三 考查水的电离平衡曲线的理解
【例3】在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.向b点对应的醋酸溶液中滴加NaOH溶液至a点,此时c(Na+)=c(CH3COO-)
B.25 ℃时,加入CH3COONa可能引起由b向a的变化,升温可能引起由a向c的变化
C.T ℃时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH等体积混合后,溶液呈中性
D.b点对应的溶液中大量存在:K+、Ba2+、N、I-
解题要点
水的电离平衡曲线的理解
(1)曲线上的任意点的Kw都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同。
(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同,温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度相同,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
【变式3-1】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
█考点四 考查酸或碱溶液稀释pH变化规律
【例4】相同温度下,有浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH溶液和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,其pH随lg的变化如图所示,下列叙述错误的是( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两种溶液无限稀释,则它们的OH-浓度相等
D.当lg =2时,若两溶液同时升高温度,则增大
解题要点 常温下,酸或碱溶液稀释pH变化规律
(1)酸或碱溶液无限稀释,pH只能无限接近7,但不能越过7。
(2)强酸或强碱溶液每稀释10倍,pH变化1个单位。
(3)弱酸或弱碱溶液稀释10倍,pH变化小于1个单位。
(4)稀释过程中pH变化曲线斜率较大者为较强的酸(或碱)。
【变式4-1】常温下,浓度均为c0、体积均为V0的MOH和ROH两种碱液分别加水稀释至体积为V,溶液pH随lg 的变化如图甲所示;当pH=b时,两曲线出现交叉点x,如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A.c0、V0均不能确定其数值大小
B.电离常数Kb(MOH)≈1.1×10-4
C.x点处两种溶液中水的电离程度相等
D.lg 相同时,将两种溶液同时升高相同的温度,则增大
█考点五 混合后溶液pH计算
【例5】T ℃时,水的离子积常数Kw=10-13,该温度下,V1 mL pH=12的Ba(OH)2稀溶液与V2 mL pH=2的稀硫酸充分反应(混合后的体积变化忽略不计),恢复到T ℃,测得混合溶液的pH=3,则V1∶V2的值为( )
A.9∶101 B.99∶101
C.1∶100 D.1∶10
【变式5-1】溶液混合后体积变化忽略不计,则下列叙述正确的是( )
A.95 ℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性
B.室温下,pH=3的醋酸溶液,稀释10倍后pH=4
C.室温下,pH=3的醋酸溶液与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7
D.0.2 mol·L-1的盐酸与等体积水混合后pH=1
█考点六 酸碱中和滴定及误差分析
【例6】用盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液,下列各操作中,不会引起实验误差的是( )
A.用甲基橙作指示剂,当溶液由黄色变为橙色,立即读数,停止滴定
B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗后装入一定体积的NaOH溶液
C.取10.00 mL NaOH溶液放入洗净的锥形瓶中,再加入适量蒸馏水
D.取10.00 mL NaOH溶液放入锥形瓶后,碱式滴定管尖嘴处留有液滴
【变式6-1】生产和实验中广泛采用甲醛法测定饱和食盐水样品中的N含量。利用的反应原理为4N+6HCHO=== (CH2)6N4H+(一元酸)+3H++6H2O。实验步骤如下:
①甲醛中常含有微量甲酸,应先除去。取甲醛a mL于锥形瓶中,加入1~2滴指示剂,用浓度为b mol·L-1的NaOH溶液滴定,滴定管的初始读数为V1 mL,当锥形瓶内溶液呈微红色时,滴定管的读数为V2 mL。
②向锥形瓶中加入饱和食盐水试样c mL,静置1分钟。
③用上述滴定管中剩余的NaOH溶液继续滴定锥形瓶内溶液,至溶液呈微红色时,滴定管的读数为V3 mL。下列说法不正确的是( )
A.步骤①中的指示剂可以选用酚酞溶液
B.步骤②中静置的目的是使N和HCHO完全反应
C.步骤②若不静置会导致测定结果偏高
D.饱和食盐水中的c(N)= mol·L-1
【变式6-2】某小组设计实验测定胆矾(CuSO4·5H2O)纯度(杂质不参与反应):称取w g胆矾样品溶于蒸馏水,加入足量KI溶液,充分反应后,过滤。把滤液配制成250 mL溶液,准确量取配制溶液25.00 mL于锥形瓶中,滴加2滴溶液X,用c mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗滴定液V mL。涉及反应如下:2Cu2++4I-===2CuI↓+I2,I2+2S2===2I-+S4。下列叙述正确的是( )
A.X为酚酞溶液
B.若滴定结束后俯视读数,会使测定结果偏高
C.滴定管装液之前最后一步操作是水洗
D.胆矾纯度为%
█考点七 酸碱中和滴定曲线的分析
【例7】一元酸HX和HY都是20.00 mL,分别用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定,滴定曲线如图,下列说法正确的是( )
A.用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定HX时,选用甲基橙作指示剂,测定结果偏低
B.HX可能是HCl,HY可能是CH3COOH
C.HX和HY的物质的量浓度可能都为1.000 mol·L-1
D.a点和b点对应溶液的导电性相同
解题要点 一元强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
氢氧化钠溶液滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸溶液的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突变范围不同:强酸与强碱反应的突变范围大于强酸与弱碱反应
室温下一强一弱滴定终点,pH不等于7。强酸与弱碱反应终点pH<7,应选用甲基橙为指示剂;强碱与弱酸反应终点pH>7,应选用酚酞为指示剂
【变式7-1】常温下,用0.1 mol·L-1盐酸滴定25 mL 0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液,所得溶液的pH、N和NH3·H2O的物质的量分数(x)与滴加盐酸体积的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线②代表x(NH3·H2O)
B.当溶液显中性时,滴入盐酸的体积小于25.00 mL
C.0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液pH为13
D.NH3·H2O的电离常数约为1×10-9.26
【变式7-2】在某温度时,将n mol·L-1氨水滴入10 mL 1.0 mol·L-1盐酸中,溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.水的电离程度:a>b>d>c
B.n=1.0
C.c点:c=c=1.0 mol·L-1
D.25 ℃时,NH4Cl的水解常数计算式为Kh=
█考点八 不同盐溶液中指定粒子浓度的比较
【例8】下列有关NaHCO3的说法错误的是( )
A.NaHCO3溶液中:c(OH―)>c(H+)
B.NaHCO3溶液中:n(Na+)=n(C)+n(HC)+n(H2CO3)
C.苏打是NaHCO3的俗称,可用于食品加工
D.加热滴有酚酞的NaHCO3溶液时,溶液颜色会加深
解题要点 电解质溶液中守恒关系的应用
1.电荷守恒
电解质溶液呈电中性,即阴离子所带的电荷总数一定等于阳离子所带的电荷总数。
如Na2S溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+2c(S2-)。
2.元素守恒
电解质溶液中,虽然某些离子能够水解或电离,离子的存在形式发生了变化,离子所含的某种元素在变化前后是守恒的。
如常温下,在1 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)=2[c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)]=2 mol·L-1。
3.质子守恒
电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的转移,转移过程中质子数量保持不变,称为质子守恒。
质子守恒的书写方法:
①方法一:分析质子转移情况(适合单一盐溶液)。如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下:
由图可得Na2S水溶液中质子守恒:c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)。
②方法二:通过元素守恒与电荷守恒推出质子守恒。
如Na2S溶液:
元素守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)](ⅰ)
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)(ⅱ)
将(ⅰ)式代入(ⅱ)式化简得c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),与方法一结果相同。
【变式8-1】常温下,下列各离子浓度的大小比较不正确的是( )
A.盐酸肼(N2H6Cl2)属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,其溶液中:c(Cl-)>c(N2)>c(H+)>c(OH-)
B.物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的三种溶液:①Na[Al(OH)4]、②CH3COONa、③NaHCO3,pH由大到小的顺序是①>③>②
C.同浓度下列溶液中:①(NH4)2SO4、②NH4HCO3、③NH4Cl、④NH3·H2O,c(N)由大到小的顺序:①>③>②>④
D.常温时,将等体积的盐酸和氨水混合后,pH=7,则c(N)>c(Cl-)
【变式8-2】含SO2的烟气会形成酸雨,工业上常利用Na2SO3溶液作为吸收液脱除烟气中的SO2,随着SO2的吸收,吸收液的pH不断变化。下列粒子浓度关系一定正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在:c(Na+)>c(S)>c(H2SO3)>c(HS)
B.已知NaHSO3溶液pH<7,该溶液中:c(Na+)>c(HS)>c(H2SO3)>c(S)
C.当吸收液呈酸性时:c(Na+)=c(S)+c(HS)+c(H2SO3)
D.当吸收液呈中性时:c(Na+)=2c(S)+c(HS)
█考点九 沉淀溶解平衡及其应用
【例9】已知:常温下,Ksp(NiCO3)=1.4×10-7,Ksp(PbCO3)=1.4×10-13,则向浓度均为0.1 mol·L-1的Ni(NO3)2和Pb(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,下列说法错误的是( )
A.常温下在水中的溶解度:NiCO3>PbCO3
B.逐滴加入Na2CO3溶液,先生成NiCO3沉淀,后生成PbCO3沉淀
C.向NiCO3沉淀中加入Pb(NO3)2溶液,会生成PbCO3沉淀
D.逐滴加入Na2CO3溶液,当两种沉淀共存时,溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=106∶1
【变式9-1】向AgCl浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液,继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成。经查资料得知:Ag++ 2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++ 2H2O。下列分析不正确的是( )
A.浊液中存在沉淀溶解平衡:AgCl (s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B.实验可以证明NH3结合Ag+能力比Cl-强
C.实验表明实验室可用氨水洗涤银镜反应后的试管
D.由资料信息可推知:加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl
【变式9-2】室温下,通过矿物中PbSO4获得Pb(NO3)2的过程如图。
已知:Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14。下列说法正确的是( )
A.Na2CO3溶液中:c(OH-)<c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)
B.反应PbSO4(s)+C(aq)PbCO3(s)+S(aq)正向进行,需满足>×106
C.“脱硫”后上层清液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S)
D.PbCO3悬浊液加入HNO3 “溶解”过程中,溶液中C浓度逐渐减小
█考点十 离子积曲线
【例10】在T ℃时,Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.T ℃时,Ag2CrO4的Ksp数量级是10-9
B.T ℃时,Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+Cr(aq)的平衡常数K=2.5×107[T ℃时Ksp(AgCl)=2×10-10]
C.T ℃时,用0.01 mol·L-1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1 KCl和0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合液,Cr先沉淀
D.在Ag2CrO4饱和溶液中加入K2CrO4固体可使溶液由Y点到X点
解题要点
1.图像举例
BaSO4在不同条件下沉淀溶解平衡:
2.信息解读
a→c
曲线上变化,增大c(S)
b→c
加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不行)
d→c
加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
c→a
曲线上变化,增大c(Ba2+)
曲线上方的点表示有沉淀生成;曲线下方的点表示不饱和溶液
【变式10-1】FeAsO4在不同温度下的沉淀溶解平衡曲线如图所示(T2>T1)。下列说法不正确的是( )
A.温度为T2时,Ksp(FeAsO4)=10-2a
B.c(FeAsO4):Z>W=X
C.FeAsO4的溶解过程吸收能量
D.将Z溶液升温一定可以得到Y溶液
【变式10-2】T ℃时,向5 mL a mol·L-1 BaCl2溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,滴加过程中溶液的-lg c(Ba2+)与Na2CO3溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是[已知:lg 5=0.7,Ksp(BaSO4)=1.0×10-10]( )
A.A、B两点溶液中c(Ba2+)之比为2 000∶3
B.a=10-4.3
C.T ℃时,C点对应的含BaCO3的分散系很稳定
D.若用相同浓度的Na2SO4溶液代替Na2CO3溶液,则图像在A点后的变化曲线如虚线部分
█考点十一 沉淀滴定曲线
【例11】将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液。lg [cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl-或)随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl-)
B.=10-2.21
C.V≤2.0 mL时,不变
D.y1=-7.82,y2=-lg 34
【变式11-1】常温下,向AgNO3溶液中滴加NaCl溶液发生反应Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)和AgCl(s)+Cl-(aq)[AgCl2]-(aq),-lg [c(M)/(mol·L-1)]与-lg [c(Cl-)/(mol·L-1)]的关系如图所示(其中M代表Ag+或[AgCl2]-)。下列说法不正确的是( )
A.c(Cl-)=10-2.52 mol·L-1时,溶液中c(N)>2c([AgCl2]-)
B.c(Cl-)=10-3 mol·L-1时,溶液中c(N)>c([AgCl2]-)>c(Ag+)
C.反应Ag+(aq)+2Cl-(aq)[AgCl2]-(aq)的平衡常数K=105.04
D.用Ag+滴定NaCl溶液测定Cl-浓度时,当Cl-浓度降至10-5 mol·L-1时,溶液中的Ag+浓度为10-4.74 mol·L-1
█考点十二 对数曲线
【例12】25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:
①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25 ℃时,pKa1(H2CrO4)=0.7,pKa2(H2CrO4)=6.5。
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+2Ag+的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中=10-0.5
解题要点
对数[lg c(M+)—lg c(R-)]曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的浓度的对数。
(1)图像举例
(2)信息解读
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液;曲线上方的任一点均表示过饱和溶液(Q>Ksp);曲线下方的任一点均表示不饱和溶液(Q<Ksp)。如,c点对于ZnS:Q<Ksp(ZnS),为不饱和溶液;c点对于CuS:Q>Ksp(CuS),为过饱和溶液。
②比较Ksp大小:Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)。
【变式12-1】下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM-pH关系图(pM=-lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5mol·L-1可认为M离子沉淀完全)。下列叙述正确的是( )
A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为 mol·L-1
C.浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时二者不会同时沉淀
【变式12-2】一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(Cr),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+Cr的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
█考点十三 与量有关离子方程式正误判断
【例13】下列反应的离子方程式正确的是( )
A.碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气:2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-
B.向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳:ClO-+CO2+H2O===HClO+HC
C.铜与稀硝酸:Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O
D.向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:S2-+2SO2+2H2O===H2S+2HS
解题要点 “少定多变”法书写酸式盐与碱反应的离子方程式
(1)定“1”原则:先根据题给条件判断“少量物质”,将少量物质定为“1 mol”,确定所需“过量物质”的离子数目。
(2)配比原则:若少量物质有两种或两种以上组成离子参加反应,则参加反应的离子的物质的量之比与物质组成之比相符。
【变式13-1】列化学方程式或离子方程式错误的是( )
A.过量的Cl2与NH3反应:3Cl2+2NH3===N2+6HCl
B.硫化钠溶液在空气中氧化变质:2S2-+O2+4H+===2S↓+2H2O
C.饱和碳酸钠溶液中通入足量CO2:2Na++C+CO2+H2O===2NaHCO3↓
D.向次氯酸钠溶液中通入少量CO2:ClO-+CO2+H2O===HClO+
【变式13-2】下列化学反应对应的离子方程式表示正确的是( )
A.向NH4Al(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液使S恰好完全沉淀:Al3++2S+2Ba2++4OH-===[Al(OH)4]-+2BaSO4↓
B.向新制氯水中加入少量CaCO3:2Cl2+H2O+CaCO3===Ca2++2Cl-+CO2↑+2HClO
C.Fe与稀硝酸反应,当n(Fe)∶n(HNO3)=1∶3时:3Fe+8H++2N===3Fe2++2NO↑+4H2O
D.Fe3O4溶于HI溶液:Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
█考点十四 离子共存
【例14】温下,下列各组离子一定能够在指定溶液中大量共存的是( )
A.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:K+、H+、Cl-、N
B.滴加酚酞变红的溶液:Na+、CH3COO-、C、N
C.新制氯水中:K+、N、S、S
D.与Al反应能产生气体的溶液中:Na+、K+、Cl-、Cu2+
【变式14-1】下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A.在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、N
B.在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HC
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:S、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、C
【变式14-2】25 ℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.某无色溶液:Na+、S、Cu2+
B.pH=1的溶液:Ba2+、N、K+
C.能使酚酞变红的溶液:Fe3+、Al3+、I-
D.水电离的c(H+)=1×10-11 mol·L-1的溶液:K+、HC、Cl-
基础应用
1.下列关于酸碱中和滴定实验的说法正确的是
A.用碱式滴定管量取20.00mL的溶液
B.在锥形瓶中加入的指示剂越多,滴定终点现象越明显
C.用标准盐酸滴定某氨水溶液,应选用酚酞作指示剂
D.用标准盐酸滴定某氨水溶液,滴定终点时俯视读数,导致测定结果偏低
2.下列化学用语表示不正确的是
A.水的电离:
B.碳酸氢钠在水溶液中的电离:
C.氯化铵的水解:
D.碳酸钙的沉淀溶解平衡:
3.常温下,氨水中存在电离平衡:,下列有关的氨水的说法错误的是
A.升高温度,电离平衡正向移动,增大
B.通入,电离平衡正向移动,电离程度增大
C.加水稀释,电离平衡正向移动,减小
D.保持温度不变,加入固体,电离平衡逆向移动,增大
4.下列说法正确的是
A.的溶液一定呈中性
B.已知反应在低温下可自发进行,则
C.中和体积与pH都相同的HCl溶液和溶液所消耗的NaOH物质的量,HCl需要的小于
D.的醋酸溶液,加水稀释10倍后
5.在强酸性透明溶液中,能大量共存的离子组是
A. B.
C. D.
6.下列离子方程式中不正确的是
A.硫酸铁水解:
B.氯化亚铁溶液中通入氯气:
C.过量的铁粉加入稀硝酸中:
D.向三氯化铁溶液中加入碘化钾溶液:
7.某同学配制0.1000 mol·L-1的NaOH标准溶液并用其来滴定未知浓度的盐酸。下列实验操作正确的是
A.图甲:用托盘天平称取0.4g NaOH固体来配制标准溶液
B.图乙:检漏并洗净后,用标准液润洗滴定管2~3次
C.图丙:排气泡后,准确读出液体对应刻度并记录
D.图丁:滴定时眼睛密切关注滴定管的液面变化
8.常温下,将一定浓度的NaOH溶液和氨水加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.两溶液稀释前的浓度相同
B.曲线Ⅰ表示氢氧化钠溶液的导电能力随溶液体积的变化关系,曲线Ⅱ表示氨水的导电能力随溶液体积的变化关系
C.a、b、c三点溶液的pH由大到小的顺序为
D.测量氨水的,若,则为弱电解质
9.常温下,下列各组溶液等体积混合后,pH一定大于7的是
A.pH=2的HCl与pH=12的Ba(OH)2
B.pH=2的H2SO4与pH=12的Ba(OH)2
C.0.1 mol/L HCl与0.1 mol/L Ba(OH)2
D.0.1 mol/L H2SO4与0.1 mol/L Ba(OH)2
10.化学与生活生产密切相关,下列事实与盐类水解无关的是
A.明矾净化水
B.配制溶液加铁粉
C.氯化铵溶液可做金属焊接中的除锈剂
D.向中加入水,加热蒸干,最后焙烧固体得到
能力提升
11.现有浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液。下列判断中正确的是
A.若三种溶液中c(H+)分别为a1 mol·L-1、a2 mol·L-1、a3 mol·L-1,则它们的大小关系为a1=a2>a3
B.等体积的以上三种酸分别与过量的NaOH溶液反应,若生成的盐的物质的量依次为b1 mol、b2 mol、b3 mol,则它们的大小关系为b1=b2<b3
C.分别用以上三种酸溶液中和等量的NaOH溶液恰好生成正盐,若需要酸溶液的体积分别为V1、V2、V3,则大小关系为V1=V2=V3
D.室温下,以上三种酸溶液分别与表面积大小相同的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
12.室温下,通过实验研究亚硫酸盐的性质,已知Ka1(H2SO3)=1.54×10-2,Ka2(H2SO3)=1.02×10-7
实验
实验操作和现象
1
把SO2通入氨水,测得溶液pH=7
2
向0.1 mol/L Na2SO3溶液中加入过量0.2 mol/L CaCl2溶液,产生白色沉淀
3
向0.1 mol/L NaHSO3溶液中滴入一定量NaOH溶液至pH=7
4
把少量氯气通入Na2SO3溶液中
下列说法错误的是
A.实验1中,可算出c()= c()+2c ()
B.实验2反应静置后的上层清液中有c(Ca2+)·c()=Ksp(CaSO3)
C.实验3中:c (Na+)>2[c ()+c ()+c (H2SO3)]
D.实验4中溶液的pH变小
13.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.使甲基橙显黄色的溶液:、、、
B.的溶液:、、、
C.水电离出的 的溶液:、、、
D.澄清透明的溶液:、、、
14.利用溶液吸收尾气后溶液中含硫微粒的物质的量分数与溶液的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B.与恰好中和时
C.若要生成,控制在为宜
D.时,溶液
15.室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是
A.10mL 0.01mol/L盐酸和5mL0.02mol/L的氢氧化钡溶液混合
B.0.1mol/L的醋酸溶液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合
C.pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合
D.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
16.常温下,向溶液中逐滴加入的溶液,滴入溶液的体积与溶液的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.若a点的,则的电离常数约为
B.之间一定存在
C.c点时,,且
D.反应过程中一直存在
17.常温下,将10 mL浓度为1 mol·L-1的CH3NH2、NH2OH两种一元碱溶液分别加水稀释,曲线如图,V是溶液体积(mL),pOH=-lgc(OH-)。已知:CH3NH2+H2O⇌CH3NH+OH-;NH2OH+H2O⇌NH3OH++OH-。下列说法正确的是
A.该温度下,Kb(NH2OH)的数量级为10-9
B.当lgV=3时,水的电离程度:NH2OH<CH3NH2
C.用等浓度盐酸分别中和这两种碱溶液,消耗盐酸的体积:NH2OH>CH3NH2
D.这两种碱CH3NH2的碱性更弱
18.常温下,用溶液分别滴定20.00mL起始浓度均为的一元弱酸HX和HY溶液,已知HX电离程度小于HY,且当时,可以认为弱酸达电离平衡时的浓度近似等于起始浓度,其滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A.图中曲线Ⅰ对应的为HY
B.HX电离常数约为
C.在和两点对应的溶液中,满足
D.两条曲线终点坐标分别为、,两曲线相比,曲线Ⅰ选用酚酞作终点指示剂误差更小
19.已知水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A.图中A、B、C、D、E五点的Kw间的大小关系是B>C>E>A>D
B.若从A点到D点,可采用的措施是加入少量的NaOH固体
C.点B对应温度条件下,某溶液中c(H+)=1×10-7 mol·L-1,此时溶液中c(OH-)为1×10-5 mol·L-1
D.若处在A点温度时,将c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1的醋酸溶液与c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1的氢氧化钾溶液等体积混合后,溶液显中性
20.难溶于水,但在浓度较高的溶液中因形成、、而溶解,如下图所示。将适量完全溶于盐酸,得到pH=3的溶液,下列叙述正确的是
A.加水稀释时,浓度不断升高
B.向溶液中加入NaOH固体,浓度一定保持不变
C.由图可知,可发生电离:
D.体系中,
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第3章 物质在水溶液中的行为
复习讲义
复习目标
1.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡、电离常数的含义,掌握电离常数的应用并能进行相关计算。
2.了解水的电离和水的离子积常数(Kw)。
3.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。
4.了解酸碱中和滴定的原理和滴定终点的判断方法,知道指示剂选择的方法。
5.掌握酸碱中和滴定的操作和数据处理误差分析的方法。
6.了解盐类水解的原理及一般规律。
7.了解影响盐类水解程度的主要因素。
8.能用盐类水解原理解释生产、生活中的水解现象。
9.掌握溶液中的守恒关系,并能用其判断盐溶液中粒子浓度的关系。
10.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
11.理解溶度积(Ksp)的含义,并能进行相关计算。
12.了解沉淀的生成、溶解与转化,并能应用化学平衡原理解释。
13.了解离子反应的概念、离子反应发生的条件,并能正确书写离子方程式、判断离子能否大量共存。
14.掌握与量有关的离子方程式的正确书写。
重点和难点
重点:酸碱中和滴定、电离平衡、盐类水解、沉淀溶解平衡的影响因素及图像分析。
难点:掌握离子方程式正误判断、离子浓度大小比较。
█知识点一 水的电离与水的离子积常数
1.水的电离和水的离子积常数
2.外界条件对水的电离平衡的具体影响
改变条件
平衡移动方向
Kw
水的电离程度
c(OH-)
c(H+)
加HCl
逆
不变
减小
减小
增大
加NaOH
逆
不变
减小
增大
减小
Na2CO3
正
不变
增大
增大
减小
加NH4Cl
正
不变
增大
减小
增大
加NaHSO4
逆
不变
减小
减小
增大
加热
正
增大
增大
增大
增大
效果检测
1.某温度下,向c(H+)=1.0×10-6 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+)=1.0×10-2 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1.0×10-10 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c(OH-)减小
【答案】D
【解析】水的电离为吸热过程,该温度下蒸馏水中的c(H+)大于25 ℃时纯水中的c(H+),A项正确;此温度下Kw=1.0×10-12,故该NaHSO4溶液中c(OH-)= mol·L-1=1.0×10-10 mol·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中的c(OH-)相等,B项正确;NaHSO4电离出的H+抑制了水的电离,C项正确;加水稀释时,溶液中c(H+)减小,而Kw不变,故c(OH-)增大,D项错误。
█知识点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液呈酸碱性的本质:溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小。
溶液的酸碱性
c(H+)与c(OH-)比较
常温下溶液pH
酸性溶液
c(H+)>c(OH-)
<7
中性溶液
c(H+)=c(OH-)
=7
碱性溶液
c(H+)<c(OH-)
>7
2.溶液的pH及测定方法
(1)关系:pH=-lg c(H+)。
(2)溶液pH的测量
①pH试纸
pH试纸分为广泛pH试纸和精密pH试纸。广泛pH试纸的pH范围通常为1~14,可以识别的pH范围约为1。
测定方法:用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照。
②pH计。又叫酸度计,可以精密测定溶液的pH,量程为0~14。
3.常用酸碱指示剂及变色范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0红色
5.0~8.0紫色
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0浅红色
>10.0红色
效果检测
1.常温下,下列关于溶液稀释的说法正确的是( )
A.pH=3的醋酸溶液稀释100倍,pH=5
B.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 mol·L-1
C.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13
D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6
【答案】C
【解析】A项,pH=3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动,稀释100倍时,3<pH<5;B项,pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,则溶液的pH=6,由水电离产生的c(H+)=1×10-8 mol·L-1;C项,1 L 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液稀释到2 L时,c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1×10-13 mol·L-1,pH=13;D项,NaOH溶液是强碱溶液,无论怎么稀释,都不为酸性,pH在常温下只能无限接近于7。
2.pH=2的A、B两种酸溶液各1 mL,分别加水稀释到1 000 mL,其中pH与溶液体积V的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,A酸溶液中c(H+)比B酸溶液中c(H+)大
C.a=5时,A是强酸,B是弱酸
D.一定有关系:2<a<5
【答案】C
【解析】由图像可以看出稀释过程中两种酸的pH的增大程度不同,说明两种酸的强弱不同,故pH=2的两种酸的浓度一定不同,A项错误;由图像知,稀释后A酸溶液的pH大于B酸溶液的pH,则A中c(H+)小于B中c(H+),B项错误;a=5时,表明pH=2的A酸溶液稀释1 000倍,pH增加3,故A是强酸,pH=2的B酸溶液稀释1 000倍后,pH<5,说明B酸溶液中存在电离平衡,则B是弱酸,C项正确;若A、B都是弱酸,稀释1 000倍后,A、B两溶液pH均要增大,而增加的值均小于3,存在关系:2<a<5,若A是强酸,则a=5,D项错误。
█知识点三 弱电解质的电离平衡及影响因素
1.电离平衡的建立
(1)弱电解质的电离是吸热过程。
(2)电离平衡建立的过程:
2.影响电离平衡的因素
(1)内因:弱电解质本身的性质。
(2)外因
①浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,越易电离。
②温度:温度越高,电离程度越大。
③同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动。
④化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向电离的方向移动。
效果检测
1.已知人体体液中存在如下平衡:CO2+H2OH2CO3H++HC,以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是( )
A.当强酸性物质进入体液后,上述平衡向左移动,以维持体液pH的相对稳定
B.当强碱性物质进入体液后,上述平衡向右移动,以维持体液pH的相对稳定
C.若静脉滴注大量生理盐水,则体液的pH减小
D.进行呼吸活动时,如果CO2进入血液,会使体液的pH减小
【答案】C
【解析】若静脉滴注大量生理盐水,则血液被稀释,平衡虽然正向移动,但根据勒夏特列原理,c(H+)减小,体液的pH增大。
2.在两个密闭的锥形瓶中,0.05 g形状相同的镁条(过量)分别与2 mL 2 mol·L-1的盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如图。下列说法正确的是( )
A.①代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线
B.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均大于醋酸与Mg反应的化学反应速率
C.反应中醋酸的电离被促进,两种溶液最终产生的氢气总量基本相等
D.1 mol·L-1 NaOH溶液完全中和上述两种酸溶液,盐酸消耗NaOH溶液的体积更大
【答案】C
【解析】2 mL 2 mol·L-1的盐酸和醋酸,盐酸中c(H+)大,与镁条反应的速率快,相同时间内产生的氢气多,容器内压强大,反应先结束,故②代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线,故A错误;从图像可以看出,100 s后,醋酸与镁的反应速率更大,此时盐酸与镁已接近反应结束,c(H+)较小,反应速率较小,故B错误;由于盐酸和醋酸的浓度和体积均相同,则二者物质的量相同,故反应结束时,产生的氢气总量基本相等,用1 mol·L-1 NaOH溶液完全中和上述两种酸溶液时,盐酸与醋酸消耗NaOH溶液的体积相等,故C正确、D错误。
█知识点四 电离平衡常数及应用
1.电离平衡常数表达式
(1)一元弱酸HA:HAH++A-,电离平衡常数Ka= 。
(2)一元弱碱BOH:BOHB++OH-,电离平衡常数Kb= 。
(3)二元弱酸(以碳酸为例)
H2CO3H++HC,Ka1=;
HCH++C,Ka2=。
2.电离常数的意义
(1)反映弱电解质的相对强弱,电离平衡常数越大,弱电解质的电离能力越强。
(2)多元弱酸的各步电离常数的大小关系是Ka1>Ka2>Ka3……,当Ka1≫Ka2时,计算多元弱酸中的c(H+)或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑第一步电离。
3.电离常数的影响因素
(1)内因:相同温度下,电解质越弱,其电离常数越小,反之,电离常数越大。
(2)外因:电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K增大。
效果检测
1.已知溶剂分子结合H+的能力会影响酸给出H+的能力,某温度下部分酸在冰醋酸中的pKa如下表所示,下列说法错误的是( )
分子式
HClO4
H2SO4
HCl
HNO3
pKa=-lg Ka
4.87
7.24(一级)
8.9
9.4
A.HClO4在冰醋酸中的电离方程式:HClO4+CH3COOHCl+CH3COO
B.在冰醋酸中酸性:HClO4>H2SO4>HCl>HNO3
C.结合H+的能力:H2O>CH3COOH
D.相同温度下醋酸在液氨中的pKa大于其在水中的pKa
【答案】D
【解析】由表格数据可知,高氯酸在冰醋酸中部分电离出高氯酸根离子和CH3COO,电离方程式为HClO4+CH3COOHCl+CH3COO,A正确;由表格数据可知,四种酸在冰醋酸中的电离常数的大小顺序为HClO4>H2SO4>HCl>HNO3,则在冰醋酸中酸性的大小顺序为HClO4>H2SO4>HCl>HNO3,B正确;由表格数据可知,在水中完全电离的四种强酸在冰醋酸中均不能完全电离,说明水分子结合氢离子的能力强于醋酸,C正确;相同温度下醋酸在液氨中的电离程度大于在水中的电离程度,所以在液氨中的pKa小于其在水中的pKa,D错误。
█知识点五 盐类的水解原理
1.盐类水解的定义
在水溶液中,盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.盐类水解的特点
(1)可逆:盐类的水解是可逆反应。
(2)吸热:盐类的水解可看作是酸碱中和反应的逆反应。
(3)微弱:盐类的水解程度很微弱。
3.盐类水解的规律
有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
实例:下列盐溶液中,①CuSO4溶液 ②KNO3溶液 ③Na2CO3溶液 ④(NH4)2SO4溶液 ⑤NaHCO3溶液 ⑥CH3COONa溶液
溶液呈酸性的是①④;
溶液呈碱性的是③⑤⑥;
溶液呈中性的是②。
4.盐类水解的离子方程式
(1)盐类水解的离子方程式一般用“”连接,且一般不标“↑”“↓”等状态符号。
(2)多元弱酸盐:分步书写,以第一步为主。如Na2S(aq):第一步:S2-+H2OHS-+OH-;第二步:HS-+H2OH2S+OH-。
(3)多元弱碱盐:水解反应的离子方程式一步完成。
(4)阴、阳离子相互促进的水解
①若水解程度不大,用“”表示。
②相互促进的水解反应程度较大的,书写时用“===”“↑”“↓”。
效果检测
1.下列做法中,主要依据的不是盐类水解原理的是( )
A.实验室配制FeCl3溶液时,往往在FeCl3溶液中加入少量的盐酸
B.游泳馆常用可溶性铜盐作游泳池水的消毒剂
C.用NaHCO3和Al2两种溶液可作泡沫灭火剂
D.用明矾作净水剂吸附水中的悬浮杂质
【答案】B
【解析】实验室配制FeCl3溶液时,往往在FeCl3溶液中加入少量的盐酸,是为了抑制Fe3+ 水解,与盐类水解原理有关;游泳馆常用可溶性铜盐作游泳池水的消毒剂,是利用Cu2+使蛋白质变性, 与盐类水解原理无关;用NaHCO3和Al2两种溶液可作泡沫灭火剂,利用二者相互促进水解生成二氧化碳气体,可用于灭火, 与盐类水解原理有关;用明矾作净水剂吸附水中的悬浮杂质是因为明矾溶于水电离出的铝离子能水解形成氢氧化铝胶体而具有净水作用,与盐类水解原理有关。
2.已知在常温下测得浓度均为0.1 mol·L-1的6种溶液的pH如表所示。下列反应不能成立的是( )
溶质
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
pH
8.8
9.7
11.6
溶质
NaClO
NaCN
C6H5ONa(苯酚钠)
pH
10.3
11.1
11.3
A.CO2+H2O+2NaClO===Na2CO3+2HClO
B.CO2+H2O+NaClO===NaHCO3+HClO
C.CO2+H2O+C6H5ONa===NaHCO3+C6H5OH
D.CH3COOH+NaCN===CH3COONa+HCN
【答案】A
【解析】根据盐类水解中越弱越水解的规律,可得酸性的强弱顺序是CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN> C6H5OH>HC;再利用较强酸制较弱酸原理进行判断。HClO可与C发生反应生成HC,故CO2与NaClO溶液发生反应:CO2+H2O+NaClO===NaHCO3+HClO,A错误、B正确;酸性:H2CO3>C6H5OH> HC,CO2通入C6H5ONa溶液中发生反应生成NaHCO3和C6H5OH,C正确;酸性:CH3COOH>HCN,CH3COOH与CN-发生反应生成HCN,D正确。
█知识点六 盐类水解的影响因素
1.内因
形成盐的酸或碱越弱,其盐就越易水解。如相同浓度时水解程度:Na2CO3>Na2SO3,Na2CO3>NaHCO3。
2.外因
(1)温度
盐类水解可以看作酸碱中和反应的逆反应,中和反应是放热反应,盐类的水解为吸热反应,升高温度,平衡向水解反应的方向移动,盐的水解程度增大。
(2)浓度
①加水稀释,促进水解,水解程度增大。
②加溶质(增大浓度),促进水解,水解程度减小。
(3)同离子效应
向能水解的盐溶液中加入与水解产物相同的离子,水解被抑制。
3.以Fe2(SO4)3水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+为例,分析外界条件对水解平衡的影响。
条件
平衡移动方向
n(H+)
pH
现象
升温
向右
增多
减小
颜色变深
加H2SO4
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
减少
增大
生成红褐色沉淀,放出气体
效果检测
1.在一定条件下,Na2S溶液中存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.加入CuSO4固体,HS-浓度减小
C.升高温度,减小
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
【答案】B
【解析】水解常数只与温度有关,A错误;加入CuSO4固体,发生反应:Cu2++S2-===CuS↓,使S2-水解平衡左移,HS-浓度减小,B正确;水解为吸热反应,升高温度平衡右移,因而增大,C错误;加入NaOH固体,溶液pH增大,D错误。
2.室温下,将0.20 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( )
选项
加入的物质
结论
A
100 mL 2 mol·L-1 H2SO4
反应结束后,c(Na+)=c(S)
B
0.20 mol CaO
溶液中增大
C
200 mL H2O
由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
D
0.4 mol NaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
【答案】B
【解析】n(H2SO4)=2 mol·L-1×0.1 L=0.2 mol,H2SO4和Na2CO3二者恰好反应生成强酸强碱盐Na2SO4,则c(Na+)=2c(S),故A错误;CaO+H2O===Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH,随着C的消耗,C+H2OHC+OH-平衡向左移动,c(HC)减小,反应生成OH-,则c(OH-)增大,导致溶液中 增大,故B正确;NaHSO4和Na2CO3反应的化学方程式为2NaHSO4+Na2CO3===2Na2SO4+ H2O+CO2↑,则溶液的pH减小,c(Na+)增大,故D错误。
█知识点七 盐类水解原理的应用
1.配制、保存某些盐溶液
如在配制FeCl3、AlCl3、SnCl2等溶液时为抑制水解,常先将盐溶于少量浓盐酸中,再加蒸馏水稀释到所需浓度。在实验室盛放Na2CO3、CH3COONa、Na2S等溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞,应用橡胶塞。
2.判断盐溶液蒸干灼烧时所得的产物
如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后得到Al(OH)3、Fe(OH)3,灼烧后得到Al2O3、Fe2O3,CuSO4溶液蒸干后得到CuSO4固体。用MgCl2·6H2O晶体得到纯的无水MgCl2的操作方法及理由是在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O,可以得到无水MgCl2,HCl气流能抑制MgCl2的水解,且带走MgCl2·6H2O因受热产生的水蒸气。
3.解释生活中的现象或事实
如明矾净水、热纯碱溶液除油污、草木灰不能与铵盐混用、泡沫灭火器原理等。
4.物质的提纯(水解除杂)
如MgCl2溶液中混有少量Fe3+杂质时,可加入MgO或Mg(OH)2等,Fe3+的水解平衡向右移动,生成Fe(OH)3沉淀而除去。
效果检测
1.下列过程与水解反应无关的是( )
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体
【答案】B
【解析】热的纯碱溶液因碳酸根离子水解显碱性,油脂在碱性条件下能水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,故可用热的纯碱溶液去除油脂,A不符合题意;重油在高温、高压和催化剂作用下发生裂化或裂解反应生成小分子烃,与水解反应无关,B符合题意;蛋白质在酶的作用下可以发生水解反应生成氨基酸,C不符合题意; Fe3+能发生水解反应生成 Fe(OH)3,加热能增大Fe3+ 的水解程度,D不符合题意。
█知识点八 沉淀溶解平衡 溶度积
1.物质的溶解性与溶解度的关系
20 ℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:
2.沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡的建立
在一定温度下,当难溶电解质在水中沉淀速率与溶解速率相等时,得到饱和溶液,即建立沉淀溶解平衡状态。
(2)特点(同其他化学平衡):逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)。
(3)沉淀溶解平衡的影响因素
①内因:难溶电解质本身的性质,即难溶电解质的溶解能力。
②外因:难溶电解质在水溶液中会建立动态平衡,改变温度和某离子浓度,会使沉淀溶解平衡发生移动。
以AgCl为例:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0,完成下表:
外界条件
移动方向
c(Ag+)
升高温度
右移
增大
加水(固体有剩余)
右移
不变
加入少量AgNO3(s)
左移
增大
加入Na2S(s)
右移
减小
通入HCl
左移
减小
通入NH3
右移
减小
3.溶度积
(1)溶度积和离子积比较
以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
溶度积(Ksp)
离子积(Q)
含义
沉淀溶解平衡的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
表达式
Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),式中的浓度是平衡浓度
Q(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),式中的浓度是任意浓度
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,有沉淀析出;
②Q=Ksp:溶液饱和,处于平衡状态;
③Q<Ksp:溶液未饱和,无沉淀析出
(2)Ksp的影响因素
①内因:溶度积与难溶电解质溶解能力的关系:阴、阳离子个数比相同的难溶电解质,溶度积越小,其溶解能力越小;不同类型的难溶电解质,应通过计算才能进行比较溶解能力。
②外因:仅与温度有关,与浓度、压强、催化剂等无关。
效果检测
1.牙釉质的主要成分为羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH],在牙齿表面存在着如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3P(aq)+OH-(aq) Ksp=6.8×10-37,已知Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61。下列说法错误的是( )
A.残留在牙齿上的糖会发酵产生H+,使羟基磷灰石沉淀溶解平衡右移,破坏牙釉质
B.按时刷牙可减少食物残留,从而减少有机酸的产生,防止腐蚀牙齿
C.用含NaOH的溶液漱口,可使平衡左移,保护牙齿
D.含氟牙膏使Ca5(PO4)3OH转化为更难溶的Ca5(PO4)3F,促进牙齿表面矿物质的沉积,修复牙釉质
【答案】C
【解析】残留在牙齿上的糖会发酵产生H+,消耗OH-,使羟基磷灰石沉淀溶解平衡右移,破坏牙釉质,A正确;NaOH碱性太强,具有强腐蚀性,不能用含NaOH的溶液漱口,C错误;Ca5(PO4)3OH的Ksp=6.8×10-37,Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61,含氟牙膏使Ca5(PO4)3OH转化为更难溶的Ca5(PO4)3F,促进牙齿表面矿物质的沉积,修复牙釉质,D正确。
█知识点九 沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的实际应用
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)使溶液中的离子转化为沉淀的条件:溶液中离子积Q>Ksp。
(3)常用的方法
方法
举例
解释
调节
pH法
除去CuCl2溶液中的FeCl3,可向溶液中加入CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]
CuO与H+反应,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀
除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH
Fe3+与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀
沉淀剂法
以Na2S等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子
Na2S与Cu2+、Hg2+反应生成沉淀
2.沉淀的溶解:不断减少沉淀溶解平衡体系中的相应离子,使Q<Ksp,平衡向沉淀溶解的方向移动。
3.沉淀的转化
(1)原理:由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,实质是沉淀溶解平衡的移动。
(2)沉淀转化规律
①一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。
如,AgNO3溶液AgClAgI,Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。
②一定条件下溶解度小的沉淀也可以转化成溶解度相对较大的沉淀。
重晶石[BaSO4(s)]BaCO3(s),但Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。
(3)实际应用
①锅炉除垢:水垢中的CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2+(aq)。
CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)。
②矿物转化:原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)。
ZnS转化为CuS的离子方程式为ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)。
PbS转化为CuS的离子方程式为PbS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Pb2+(aq)。
效果检测
1.为研究沉淀的生成及转化,某小组进行如图实验。下列关于该实验的分析不正确的是( )
A.①浊液中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq)
B.②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-
C.③中颜色变化说明有AgI生成
D.该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶
【答案】D
【解析】根据信息,白色沉淀是AgSCN,存在沉淀溶解平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),上层清液中存在SCN-,A、B正确;在①中Ag+有剩余,可能是c(I-)·c(Ag+)>Ksp(AgI),出现沉淀,D错误。
2.已知Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9。下列说法正确的是( )
A.0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+c(H2CO3)
B.反应CaSO4+CCaCO3+S正向进行,需满足>×104
C.过滤后所得清液中一定存在:c(Ca2+)=且c(Ca2+)≤
D.滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式:CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
【答案】C
【解析】0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3),A错误;该反应的平衡常数K=====×104,Q=<K时,反应正向进行,B错误;上层清液为碳酸钙的饱和溶液,所以清液中满足c(Ca2+)=,清液无CaSO4沉淀析出,则c(Ca2+)≤ ,C正确;醋酸为弱酸,不能拆成离子形式,D错误。
█知识点十 离子方程式
1.离子方程式
(1)概念:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
(2)意义:不仅可以表示某一个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。如氢氧化钠溶液和盐酸反应、氢氧化钙溶液和硝酸反应的离子方程式,都可用H++OH-===H2O来表示。
2.离子方程式的书写
(1)书写要点
①要符合书写总原则:符合客观事实,符合质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒。
②注意物质拆分:单质、氧化物、气体、难溶物(如CaCO3、BaSO3、FeS、PbS、BaSO4等)、弱电解质(如HF、H2S、HClO、H2CO3、NH3·H2O、H2SO3、H3PO4等)、多元弱酸的酸式酸根离子等不能拆分。
(2)对微溶物的处理方式
①澄清溶液中作反应物,写成离子形式
②悬浊液中作反应物,写成化学式
③作生成物且能判断出大量生成,写成化学式,且标“↓”
(3)对N与碱反应产物的处理方式:
①不加热或稀溶液中,写成NH3·H2O
②加热或浓溶液中,写成NH3和H2O。
3.连续反应型离子方程式的书写
(1)CO2通入NaOH溶液中
①CO2少量:CO2+2OH-===C+H2O。
②CO2过量:CO2+OH-===HC。
(2)将盐酸滴入Na2CO3溶液中
①盐酸少量:H++C===HC。
②盐酸过量:2H++C===CO2↑+H2O。
(3)Fe与稀HNO3反应
①Fe少量:Fe+N+4H+===Fe3++NO↑+2H2O。
②Fe过量:3Fe+2N+8H+===3Fe2++2NO↑+4H2O。
4.先后型离子方程式的书写
(1)NH4HSO4溶液与NaOH溶液的反应
①NaOH少量:H++OH-===H2O。
②NaOH过量:N+H++2OH-===H2O+NH3·H2O。
(2)向FeBr2溶液中通入Cl2
①Cl2少量:Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-。
②Cl2过量:2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。
5.配比型离子方程式的书写
一种反应物中含有两种或两种以上的组成离子(一般为酸式盐或复盐),当与另一种反应物作用时,一种组成离子恰好完全反应而另一种组成离子不能恰好反应,因而与用量有关。
(1)向Ca(OH)2澄清溶液中加入NaHCO3溶液
①NaHCO3少量:HC+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O。
②NaHCO3过量:Ca2++2OH-+2HC===CaCO3↓+2H2O+C。
(2)向NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液
①加入Ba(OH)2至溶液中的S恰好完全反应:S+H++Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O。
②加入Ba(OH)2至溶液呈中性:Ba2++2OH-+2H++S===BaSO4↓+2H2O。
效果检测
1.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列离子方程式能完全表示相应事实的是( )
A.向CuSO4溶液中滴加过量的氨水:Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2N
B.将还原性铁粉加入过量的稀硝酸中:3Fe+8H++2N===3Fe2++2NO↑+4H2O
C.向Na[Al(OH)4]溶液中加入NaHCO3溶液:[Al(OH)4]-+HC===Al(OH)3↓+CO2↑+H2O
D.模拟侯氏制碱法制备NaHCO3晶体:Na++NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+N
【答案】D
【解析】向硫酸铜溶液中滴加过量氨水会生成四氨合铜离子,离子方程式为Cu2++4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++4H2O,故A错误;铁粉加入过量稀硝酸中,生成硝酸铁、一氧化氮和水,离子方程式:Fe+4H++N===Fe3++NO↑+2H2O,故B错误;向Na[Al(OH)4]溶液中加入NaHCO3溶液生成氢氧化铝沉淀、碳酸钠和水,离子方程式为[Al(OH)4]-+HC===Al(OH)3↓+C+H2O,故C错误。
2.对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是( )
A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:Ag+2H++===Ag++NO2↑+H2O
B.工业废水中的Pb2+用FeS去除:Pb2++S2-===PbS↓
C.海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔:Br2+SO2+2H2O===2Br-++4H+
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:2Mn+5C2+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
【答案】C
【解析】银与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水,该反应的离子方程式为3Ag+4H++N===3Ag++NO↑+2H2O,A错误;FeS为难溶物,在离子方程式中不拆分,反应的离子方程式为Pb2++FeS===PbS+Fe2+,B错误;SO2具有还原性,海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔时,Br2被还原为Br-,该反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O===2Br-+S+4H+,C正确;H2C2O4属于弱酸,在书写离子方程式时不能拆分,反应的离子方程式为+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,D错误。
█知识点十一 离子共存
1.离子共存的本质
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
2.判断离子大量共存的“四个要点”
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是:一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色:
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
Mn
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
(2)二性——溶液的酸碱性
a.在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如C、S、S2-、CH3COO-等)不能大量存在。
b.在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如N、Al3+、Fe3+等)不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况
a.[Al(OH)4]-与HC不能大量共存:[Al(OH)4]-+HC===Al(OH)3↓+C+H2O。
b.“N+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、S等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
c.N与CH3COO-、C,Mg2+与HC等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
四反应是指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
a.复分解反应:如Ba2+与S,N与OH-,H+与CH3COO-等。
b.氧化还原反应:如Fe3+与I-、S2-,N(H+)与Fe2+等。
c.相互促进的水解反应:如Al3+与C、HC、[Al(OH)4]-等。
d.络合反应:如Fe3+与SCN-等。
效果检测
1.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.氨水中:K+、Na+、、
B.稀硫酸中:Na+、Ba2+、、
C.KMnO4溶液中:Fe2+、H+、Cl-、Br-
D.Na[Al(OH)4]溶液:、Fe3+、Cl-、
【答案】A
【解析】该组离子均与氨水不发生反应,能大量共存,故A正确;Ba2+与反应生成硫酸钡沉淀,与氢离子反应生成二氧化碳气体,该组离子不能在硫酸中大量共存,故B错误;KMnO4在酸性环境下具有强氧化性,能氧化Fe2+、Cl-、Br-,不能大量共存,故C错误;[Al(OH)4]-能与、Fe3+发生相互促进的水解反应不能大量共存,故D错误。
2.对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
选项
粒子组
判断和分析
A
Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O
不能大量共存,因发生反应:Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4N
B
H+、K+、S2、S
不能大量共存,因发生反应:2H++S2===S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、S、H2O2
能大量共存,粒子间不反应
D
H+、Na+、Cl-、Mn
能大量共存,粒子间不反应
【答案】B
【解析】Al3+和NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀而不是[Al(OH)4]-,故A错误;Fe3+会催化H2O2分解,因此Fe3+与H2O2不能大量共存,故C错误;在酸性条件下Mn能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,故D错误。
█知识点十二 酸碱中和滴定的原理与操作
1.以标准HCl溶液滴定待测的NaOH溶液为例,反应原理:
待测的NaOH溶液的物质的量浓度c(NaOH)=,即c(测)=。
2.实验操作
(1)滴定前准备
滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→排气泡调液面→记录。
锥形瓶:洗涤→装待测液→加指示剂。
(2)滴定终点
滴入最后半滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,停止滴定,并记录标准溶液的体积。
(3)数据处理
按上述操作重复2~3次,根据每次所用标准液的体积计算待测液的物质的量浓度,最后求出待测液的物质的量浓度的平均值。
3.指示剂选择
(1)强酸与强碱的中和滴定,到达滴定终点时,pH变化范围很大,可用酚酞,也可用甲基橙作指示剂。
(2)强酸滴定弱碱,恰好完全反应时,溶液呈酸性,应选择在酸性范围内变色的指示剂——甲基橙。
(3)强碱滴定弱酸,恰好完全反应时,溶液呈碱性,应选择在碱性范围内变色的指示剂——酚酞。
4.酸碱中和滴定误差分析
分析依据:cB=(VB表示准确量取的待测液的体积、cA表示标准溶液的浓度)。
若VA偏大⇒cB偏大;若VA偏小⇒cB偏小。
以盐酸标准液滴定待测NaOH溶液,用酚酞作指示剂为例,分析实验误差(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
步骤
操作
c(NaOH)
洗涤
未用标准溶液润洗酸式滴定管
偏高
锥形瓶用待测溶液润洗
偏高
未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管
偏低
锥形瓶洗净后瓶内还残留少量蒸馏水
无影响
取液
取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液结束前气泡消失
偏低
滴定
滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又变红
偏低
滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
偏高
滴定过程中振荡锥形瓶时有液滴溅出
偏低
滴定过程中,向锥形瓶内加少量蒸馏水
无影响
读数
滴定前仰视读数或滴定后俯视读数
偏低
滴定前俯视读数或滴定后仰视读数
偏高
效果检测
1.用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是( )
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B.锥形瓶用蒸馏水洗净,必须干燥后才能加入一定体积未知浓度的NaOH溶液
C.滴定前没有排出滴定管中的气泡
D.读数时视线与滴定管内液体凹液面最低处保持水平
【答案】D
【解析】B项,锥形瓶用蒸馏水洗净,不必干燥就可以加入一定体积未知浓度的NaOH溶液,瓶中残留的蒸馏水对测定结果无影响,错误;C项,在滴定之前必须排出滴定管中的气泡,然后记录读数,进行滴定,错误。
2.NaOH标准溶液的配制和标定,需经过NaOH溶液配制、基准物质H2C2O4·2H2O的称量以及用NaOH溶液滴定等操作。下列有关说法正确的是( )
A.图甲:转移NaOH溶液到250 mL容量瓶中
B.图乙:准确称得0.157 5 g H2C2O4·2H2O固体
C.用图丙所示操作排出碱式滴定管中的气泡
D.用图丁所示装置以NaOH待测液滴定H2C2O4溶液
【答案】C
【解析】向容量瓶中转移溶液时需要用玻璃棒引流,故A错误;托盘天平的精确度为0.1 g,故B错误;NaOH溶液应装在碱式滴定管中,故D错误。
█考点一 考查电离平衡常数及其应用
【例1】氢氰酸(HCN)是一种弱酸,在水溶液中存在电离平衡:HCNH++CN-,常温下电离常数为Ka。下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 HCN溶液的pH<1
B.增大HCN溶液浓度,其电离程度减小
C.升高温度,电离平衡逆向移动
D.加入少量NaOH溶液,会使Ka增大
【答案】B
【解析】氢氰酸(HCN)是一种弱酸,在水溶液中部分电离,因此0.1 mol·L-1 HCN溶液中c(H+)<0.1 mol·L-1,pH>1,故A错误;氢氰酸为弱电解质,增大HCN溶液浓度,其电离程度减小,故B正确;弱电解质的电离是吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,故C错误;加入少量NaOH溶液,电离平衡正向移动,但溶液的温度不变,电离平衡常数不变,故D错误。
【变式1-1】为证明某可溶性一元酸(HX)是弱酸,某同学设计了如下实验方案。其中不合理的是( )
A.室温下,测0.1 mol·L-1 HX溶液的c(H+),若c(H+)<0.1 mol·L-1,证明HX是弱酸
B.向HX的溶液中加入NaX固体,c(H+)减小,证明HX是弱酸
C.HX与Na2SO3溶液反应,可以得到H2SO3,证明HX是弱酸
D.在相同条件下,对0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1的HX溶液进行导电性实验,若HX溶液灯泡较暗,证明HX为弱酸
【答案】C
【解析】常温下,测0.1 mol·L-1 HX溶液的c(H+),若c(H+)<0.1 mol·L-1,说明HX在水溶液里部分电离,则证明HX是弱酸,故A不符合题意;向HX的溶液中加入NaX固体,c(H+)减小,说明HX存在电离平衡,能证明HX是弱酸,故B不符合题意;HX与Na2SO3溶液反应得到H2SO3,根据强酸制弱酸,说明HX的酸性比亚硫酸的强,HX可能为强酸,不能证明HX是弱酸,故C符合题意;相同条件下,对0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1的HX溶液进行导电性实验,若HX溶液灯泡较暗,说明HX溶液中离子浓度小于盐酸,则证明HX部分电离,所以HX为弱酸,故D不符合题意。
【变式1-2】.二元弱酸H2X的电离过程是吸热过程,某温度下,其电离常数Ka1=2.5×10-4、Ka2=2×10-8。下列说法错误的是( )
A.升高温度后,Ka1、Ka2均增大
B.向H2X溶液中加入少量KHX固体,c(H+)减小
C.该温度下0.1 mol·L-1的H2X溶液中c(H+)≈5×10-3 mol·L-1
D.向H2X溶液中加水稀释过程中,减小
【答案】D
【解析】二元弱酸H2X的电离过程是吸热过程,升高温度,平衡正向移动,Ka1、Ka2均增大,A项正确;加入KHX固体,c(HX-)增大,H2XHX-+H+,平衡向左移动,c(H+)减小,B项正确;Ka1= =2.5×10-4,忽略HX-的电离,c(HX-)≈c(H+),c(H2X)≈0.1 mol·L-1则c(H+)≈ mol·L-1=5×10-3 mol·L-1,C项正确;加水稀释过程中,H2X的电离程度增大,n(H2X)减小,n(H+)增大,=增大,D项错误。
█考点二 考查溶液中微粒浓度比值
【例2】常温下,一种解释乙酰水杨酸(用HA表示,Ka=1×10-3.0)药物在人体吸收模式如图。
假设离子不会穿过组织薄膜,而未电离的HA分子则可自由穿过该膜且达到平衡。下列说法正确的是( )
A.血浆中c(HA)大于胃中c(HA)
B.取胃中液体,加水稀释100倍后,pH=3.0
C.在血浆中,=1×104.4
D.在血浆和胃中,HA电离程度相同
【答案】C
【解析】未电离的HA分子可自由穿过该膜且达到平衡,血浆中c(HA)等于胃中c(HA),故A错误;HA是弱酸,取胃中液体,加水稀释100倍后,电离平衡正向移动,pH<3.0,故B错误;在血浆中,===1×104.4,故C正确;血浆和胃中的pH不同,HA电离程度不相同,故D错误。
解题要点
判断溶液中微粒浓度比值的三种方法
(1)将浓度之比转化为物质的量之比进行比较,这样分析起来可以忽略溶液体积的变化,只需分析微粒数目的变化即可。
(2)“假设法”,如上述问题(3),假设无限稀释,c(CH3COO-)趋近于0,c(H+)趋于10-7mol·L-1,故比值变小。
(3)“凑常数”,解题时将某些粒子的浓度比值乘以或除以某种粒子的浓度,转化为一个常数与某种粒子浓度的乘积或相除的关系。
【变式2-1】亚磷酸(H3PO3)是一种二元弱酸,常温下电离常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=2.6×10-7。下列说法正确的是( )
A.H3PO3与足量的NaOH溶液反应生成Na3PO3
B.对亚磷酸溶液升温,溶液中c(H+)减小
C.向亚磷酸溶液中加入少量NaOH固体,增大
D.0.01 mol·L-1的H3PO3溶液中c2(H2P)<c(H3PO3)·c(HP)
【答案】C
【解析】已知亚磷酸(H3PO3)是一种二元弱酸,故与足量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3,不能生成Na3PO3,A项错误;弱酸的电离过程是一个吸热过程,故对亚磷酸溶液升温,溶液中c(H+)增大,B项错误;根据亚磷酸的电离方程式H3PO3H2P+H+可知,Ka1=,则=,向亚磷酸溶液中加入少量NaOH固体,溶液中c(H+)减小,Ka1不变,则增大,C项正确;Ka1=,Ka2=,则==≈3.85×104>1,即c2(H2P)>c(H3PO3)·c(HP),D项错误。
【变式2-2】H2C2O4是一种二元弱酸,H2C2O4溶液中各粒子浓度在其总浓度中所占比值叫其分布系数,常温下某浓度的H2C2O4溶液中各粒子分布系数随pH的变化如图所示,据此分析,下列说法不正确的是( )
A.曲线a代表H2C2O4,曲线b代表C2
B.常温下0.1 mol·L-1的NaHC2O4溶液显酸性
C.常温下,H2C2O4的电离平衡常数Ka2=10-4.30
D.pH从1.30~4.30时,先增大后减小
【答案】D
【解析】根据图像可知当草酸氢根离子和草酸根离子浓度相等时,pH=4.30,所以Ka2==10-4.30,C正确;根据图像可知pH从1.30~4.30时,逐渐减小,D项错误。
█考点三 考查水的电离平衡曲线的理解
【例3】在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.向b点对应的醋酸溶液中滴加NaOH溶液至a点,此时c(Na+)=c(CH3COO-)
B.25 ℃时,加入CH3COONa可能引起由b向a的变化,升温可能引起由a向c的变化
C.T ℃时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH等体积混合后,溶液呈中性
D.b点对应的溶液中大量存在:K+、Ba2+、N、I-
【答案】D
【解析】A项,因为a点溶液呈中性,根据电荷守恒可知c(Na+)=c(CH3COO-),正确;B项,CH3COONa属于强碱弱酸盐,会发生水解,使得c(OH-)增大,可能引起由b向a的变化,升温溶液中的c(OH-)和c(H+)同时同等程度地增大,所以可能引起由a向c的变化,正确;C项,由图像知T ℃时Kw=10-12,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH等体积混合后,溶液呈中性,正确;D项,由图像知b点对应的溶液呈酸性,溶液中N、I-在酸性条件下发生氧化还原反应,不能大量存在,错误。
解题要点
水的电离平衡曲线的理解
(1)曲线上的任意点的Kw都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同。
(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同,温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度相同,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
【变式3-1】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
【答案】C
【解析】由图可知,a、b、c三点对应的水的离子积常数不变,该曲线上的点温度相等,升高温度,不能引起由c向b的变化,故A项错误;b点c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1,故Kw=1.0×10-14,故B项错误;FeCl3为强酸弱碱盐,Fe3+结合水电离出的OH-,促进水的电离平衡右移,c(H+)增大,c(OH-)减小,可能引起由b向a的变化,故C项正确;由c点到d点,水的离子积常数减小,但温度不变,Kw不变,则稀释溶液不能引起由c向d的变化,故D项错误。
█考点四 考查酸或碱溶液稀释pH变化规律
【例4】相同温度下,有浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH溶液和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,其pH随lg的变化如图所示,下列叙述错误的是( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两种溶液无限稀释,则它们的OH-浓度相等
D.当lg =2时,若两溶液同时升高温度,则增大
【答案】D
【解析】相同温度下,相同浓度的一元碱溶液,其pH越大则碱性越强,根据图像知,未加水稀释时,相同浓度条件下,MOH溶液的pH大于ROH溶液的pH,说明MOH的电离程度大于ROH,则MOH的碱性强于ROH的碱性,A项正确;由图像可以看出ROH为弱碱,弱电解质在稀释过程中其电离程度增大,b点溶液的体积大于a点,则ROH的电离程度:b点大于a点,B项正确;若两种溶液无限稀释,最终其溶液中OH-的浓度接近于纯水中OH-的浓度,所以它们的OH-浓度相等,C项正确;当lg =2时,由于ROH是弱电解质,升高温度能促进ROH的电离,所以溶液中c(R+)增大,而MOH是强碱,升高温度其电离程度不变,溶液中c(M+)不变,则减小,D项错误。
解题要点 常温下,酸或碱溶液稀释pH变化规律
(1)酸或碱溶液无限稀释,pH只能无限接近7,但不能越过7。
(2)强酸或强碱溶液每稀释10倍,pH变化1个单位。
(3)弱酸或弱碱溶液稀释10倍,pH变化小于1个单位。
(4)稀释过程中pH变化曲线斜率较大者为较强的酸(或碱)。
【变式4-1】常温下,浓度均为c0、体积均为V0的MOH和ROH两种碱液分别加水稀释至体积为V,溶液pH随lg 的变化如图甲所示;当pH=b时,两曲线出现交叉点x,如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A.c0、V0均不能确定其数值大小
B.电离常数Kb(MOH)≈1.1×10-4
C.x点处两种溶液中水的电离程度相等
D.lg 相同时,将两种溶液同时升高相同的温度,则增大
【答案】C
【解析】根据图知,ROH加水稀释10倍,溶液的pH减小1,说明ROH完全电离,为强电解质,则MOH为弱电解质。常温下浓度为c0的ROH溶液的pH=13,且ROH为强电解质,则c0=0.1 mol·L-1,A错误;lg =0时,MOH溶液的pH=12,c0=0.1 mol·L-1,电离常数Kb(MOH)==≈1.1×10-3,B错误;x点两种溶液的pH相等,所以二者抑制水的电离程度相等,C正确;升高温度促进MOH的电离,所以lg相同时,升高温度c(R+)不变,c(M+)增大,则减小,D错误。
█考点五 混合后溶液pH计算
【例5】T ℃时,水的离子积常数Kw=10-13,该温度下,V1 mL pH=12的Ba(OH)2稀溶液与V2 mL pH=2的稀硫酸充分反应(混合后的体积变化忽略不计),恢复到T ℃,测得混合溶液的pH=3,则V1∶V2的值为( )
A.9∶101 B.99∶101
C.1∶100 D.1∶10
【答案】A
【解析】T ℃时,水的离子积常数Kw=10-13,该温度下,V1 mL pH=12的Ba(OH)2稀溶液中c(H+)=10-12 mol·L-1,则c(OH-)=10-1 mol·L-1;V2 mL pH=2的稀硫酸中c(H+)=10-2 mol·L-1,二者反应后恢复到T ℃,测得混合溶液的pH=3,c(H+)=10-3 mol·L-1,说明酸过量,则c(H+)= mol·L-1=10-3 mol·L-1,解得V1∶V2=9∶101。
【变式5-1】溶液混合后体积变化忽略不计,则下列叙述正确的是( )
A.95 ℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性
B.室温下,pH=3的醋酸溶液,稀释10倍后pH=4
C.室温下,pH=3的醋酸溶液与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7
D.0.2 mol·L-1的盐酸与等体积水混合后pH=1
【答案】D
【解析】A项错误,水的电离吸热,加热促进电离,c(H+)>10-7 mol·L-1,但仍呈中性;B项错误,稀释促进醋酸的电离,pH=3的醋酸溶液,稀释10倍后3<pH<4;C项错误,pH=3的醋酸溶液中醋酸的浓度远大于10-3 mol·L-1,而pH=11的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的浓度为10-3 mol·L-1,所以二者等体积混合后醋酸过量,溶液显酸性;D项正确,溶液体积扩大一倍,溶液中氢离子浓度变为0.1 mol·L-1,pH=1。
█考点六 酸碱中和滴定及误差分析
【例6】用盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液,下列各操作中,不会引起实验误差的是( )
A.用甲基橙作指示剂,当溶液由黄色变为橙色,立即读数,停止滴定
B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗后装入一定体积的NaOH溶液
C.取10.00 mL NaOH溶液放入洗净的锥形瓶中,再加入适量蒸馏水
D.取10.00 mL NaOH溶液放入锥形瓶后,碱式滴定管尖嘴处留有液滴
【答案】C
【解析】用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗后装入一定体积的NaOH溶液,会使NaOH溶液的用量偏多,测定结果偏高,故B错误;取10.00 mL NaOH溶液放入锥形瓶后,碱式滴定管尖嘴处留有液滴,会使得取用的NaOH溶液偏少,测定结果偏低,故D错误。
【变式6-1】生产和实验中广泛采用甲醛法测定饱和食盐水样品中的N含量。利用的反应原理为4N+6HCHO=== (CH2)6N4H+(一元酸)+3H++6H2O。实验步骤如下:
①甲醛中常含有微量甲酸,应先除去。取甲醛a mL于锥形瓶中,加入1~2滴指示剂,用浓度为b mol·L-1的NaOH溶液滴定,滴定管的初始读数为V1 mL,当锥形瓶内溶液呈微红色时,滴定管的读数为V2 mL。
②向锥形瓶中加入饱和食盐水试样c mL,静置1分钟。
③用上述滴定管中剩余的NaOH溶液继续滴定锥形瓶内溶液,至溶液呈微红色时,滴定管的读数为V3 mL。下列说法不正确的是( )
A.步骤①中的指示剂可以选用酚酞溶液
B.步骤②中静置的目的是使N和HCHO完全反应
C.步骤②若不静置会导致测定结果偏高
D.饱和食盐水中的c(N)= mol·L-1
【答案】C
【解析】步骤①中用NaOH溶液滴定甲酸,滴定终点时生成甲酸钠,溶液呈碱性,所以指示剂可选用酚酞溶液,故A正确;步骤②若不静置,N没有完全反应,会导致消耗NaOH溶液体积偏小,测定结果偏低,故C错误;步骤③消耗NaOH溶液的体积为(V3-V2)mL,则饱和食盐水中的c(N)== mol·L-1,故D正确。
【变式6-2】某小组设计实验测定胆矾(CuSO4·5H2O)纯度(杂质不参与反应):称取w g胆矾样品溶于蒸馏水,加入足量KI溶液,充分反应后,过滤。把滤液配制成250 mL溶液,准确量取配制溶液25.00 mL于锥形瓶中,滴加2滴溶液X,用c mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗滴定液V mL。涉及反应如下:2Cu2++4I-===2CuI↓+I2,I2+2S2===2I-+S4。下列叙述正确的是( )
A.X为酚酞溶液
B.若滴定结束后俯视读数,会使测定结果偏高
C.滴定管装液之前最后一步操作是水洗
D.胆矾纯度为%
【答案】D
【解析】滴定反应为碘单质与硫代硫酸钠反应,因为淀粉遇碘单质变蓝,则指示剂X为淀粉溶液,A项错误;滴定管装液之前最后一步操作是用待装液润洗滴定管,C项错误;根据关系式:2Cu2+~I2~2S2可知,胆矾纯度为××100%=%,D项正确。
█考点七 酸碱中和滴定曲线的分析
【例7】一元酸HX和HY都是20.00 mL,分别用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定,滴定曲线如图,下列说法正确的是( )
A.用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定HX时,选用甲基橙作指示剂,测定结果偏低
B.HX可能是HCl,HY可能是CH3COOH
C.HX和HY的物质的量浓度可能都为1.000 mol·L-1
D.a点和b点对应溶液的导电性相同
【答案】A
【解析】NaOH溶液滴定HX,恰好完全反应时溶液显碱性,甲基橙在酸性时就变色,故NaOH消耗量会减小,测定结果偏低,故A正确;0.100 0 mol·L-1 NaOH与20.00 mL酸恰好反应时消耗的碱的体积为20.00 mL,所以酸的浓度都是0.100 0 mol·L-1,根据图像纵坐标可知,HX为弱酸,HY为强酸,故B、C错误;a点对应溶质是NaX和HX,HX为弱电解质,b点对应溶质是NaY和HY,HY是强电解质,虽然各物质的浓度都相同,但是溶液中离子浓度不相同,故导电性不同,故D错误。
解题要点 一元强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
氢氧化钠溶液滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸溶液的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突变范围不同:强酸与强碱反应的突变范围大于强酸与弱碱反应
室温下一强一弱滴定终点,pH不等于7。强酸与弱碱反应终点pH<7,应选用甲基橙为指示剂;强碱与弱酸反应终点pH>7,应选用酚酞为指示剂
【变式7-1】常温下,用0.1 mol·L-1盐酸滴定25 mL 0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液,所得溶液的pH、N和NH3·H2O的物质的量分数(x)与滴加盐酸体积的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线②代表x(NH3·H2O)
B.当溶液显中性时,滴入盐酸的体积小于25.00 mL
C.0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液pH为13
D.NH3·H2O的电离常数约为1×10-9.26
【答案】B
【解析】随着HCl的加入,溶液中NH3·H2O的含量越来越低,N的含量越来越高,则曲线①代表x(NH3·H2O),曲线②代表x(N),另一根曲线代表pH的变化,故A错误;氯化铵溶液显酸性,则当溶液显中性时,溶液溶质为氯化铵和一水合氨,此时滴入盐酸的体积小于25.00 mL,故B正确;氨水是弱碱,在水溶液中部分电离,所以常温下0.10 mol·L-1 NH3·H2O溶液的pH小于13,故C错误;NH3·H2O的电离常数Kb=,a点时c(N)=c(NH3·H2O),pH=9.26,则Kb=10-4.74 ,故D错误。
【变式7-2】在某温度时,将n mol·L-1氨水滴入10 mL 1.0 mol·L-1盐酸中,溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.水的电离程度:a>b>d>c
B.n=1.0
C.c点:c=c=1.0 mol·L-1
D.25 ℃时,NH4Cl的水解常数计算式为Kh=
【答案】D
【解析】a点为1.0 mol·L-1盐酸,盐酸电离出的氢离子抑制水的电离,b点盐酸与氨水恰好反应生成氯化铵,铵根离子在溶液中水解促进水的电离,则a点水的电离程度小于b点,故A错误;由图可知,反应温度最高时,氨水溶液的体积小于10 mL,则氨水的浓度大于1.0 mol·L-1,B错误;c点氨水过量得到氯化铵和一水合氨的混合溶液,溶液呈中性,溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,由电荷守恒关系c(N)+c(H+) =c(Cl-)+c(OH-)可知,溶液中c(N)=c(Cl-)= =0.5 mol·L-1,由氮元素守恒可知,溶液中一水合氨的浓度为(-0.5 mol·L-1),则铵根离子的水解常数Kh=,故C错误,D正确。
█考点八 不同盐溶液中指定粒子浓度的比较
【例8】下列有关NaHCO3的说法错误的是( )
A.NaHCO3溶液中:c(OH―)>c(H+)
B.NaHCO3溶液中:n(Na+)=n(C)+n(HC)+n(H2CO3)
C.苏打是NaHCO3的俗称,可用于食品加工
D.加热滴有酚酞的NaHCO3溶液时,溶液颜色会加深
【答案】C
【解析】NaHCO3溶液中,HC的水解程度强于其电离程度,故溶液显碱性,A项正确;由元素守恒知,n(Na+)=n(C)+n(HC)+n(H2CO3),B项正确;NaHCO3的俗称是小苏打,C项错误;加热能促进HC水解,使溶液中c(OH―)增大,滴有酚酞的NaHCO3溶液颜色会加深,D项正确。
解题要点 电解质溶液中守恒关系的应用
1.电荷守恒
电解质溶液呈电中性,即阴离子所带的电荷总数一定等于阳离子所带的电荷总数。
如Na2S溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+2c(S2-)。
2.元素守恒
电解质溶液中,虽然某些离子能够水解或电离,离子的存在形式发生了变化,离子所含的某种元素在变化前后是守恒的。
如常温下,在1 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)=2[c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)]=2 mol·L-1。
3.质子守恒
电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的转移,转移过程中质子数量保持不变,称为质子守恒。
质子守恒的书写方法:
①方法一:分析质子转移情况(适合单一盐溶液)。如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下:
由图可得Na2S水溶液中质子守恒:c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)。
②方法二:通过元素守恒与电荷守恒推出质子守恒。
如Na2S溶液:
元素守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)](ⅰ)
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)(ⅱ)
将(ⅰ)式代入(ⅱ)式化简得c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),与方法一结果相同。
【变式8-1】常温下,下列各离子浓度的大小比较不正确的是( )
A.盐酸肼(N2H6Cl2)属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,其溶液中:c(Cl-)>c(N2)>c(H+)>c(OH-)
B.物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的三种溶液:①Na[Al(OH)4]、②CH3COONa、③NaHCO3,pH由大到小的顺序是①>③>②
C.同浓度下列溶液中:①(NH4)2SO4、②NH4HCO3、③NH4Cl、④NH3·H2O,c(N)由大到小的顺序:①>③>②>④
D.常温时,将等体积的盐酸和氨水混合后,pH=7,则c(N)>c(Cl-)
【答案】D
【解析】酸根离子水解程度越大,该盐溶液pH越大,酸根离子水解程度:[Al(OH)4]->HC>CH3COO-,所以等浓度的三种溶液pH由大到小的顺序是①>③>②,B正确;等浓度的盐溶液中,铵根离子浓度与其系数成正比,当铵根离子系数相同时,酸根离子对应酸的酸性越弱,铵根离子水解程度越大,一水合氨是弱电解质,其电离程度很小,则c(N)由大到小的顺序是①>③>②>④,C正确;常温时,将等体积的盐酸和氨水混合后,pH=7,溶液呈中性,则c(OH-)=c(H+),根据电荷守恒知c(N)=c(Cl-),D不正确。
【变式8-2】含SO2的烟气会形成酸雨,工业上常利用Na2SO3溶液作为吸收液脱除烟气中的SO2,随着SO2的吸收,吸收液的pH不断变化。下列粒子浓度关系一定正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在:c(Na+)>c(S)>c(H2SO3)>c(HS)
B.已知NaHSO3溶液pH<7,该溶液中:c(Na+)>c(HS)>c(H2SO3)>c(S)
C.当吸收液呈酸性时:c(Na+)=c(S)+c(HS)+c(H2SO3)
D.当吸收液呈中性时:c(Na+)=2c(S)+c(HS)
【答案】D
【解析】Na2SO3溶液呈碱性,溶液中粒子浓度关系为c(Na+)>c(S)>c(HS)>c(H2SO3),A项错误;NaHSO3溶液pH<7,则该溶液中HS的电离程度大于水解程度,溶液中粒子浓度大小关系为c(Na+)> c(HS)>c(S)>c(H2SO3),B项错误;当吸收液呈酸性时可以是NaHSO3溶液,溶液中存在元素守恒:c(Na+)=c(H2SO3)+c(S)+c(HS),也可以是NaHSO3和亚硫酸钠的混合溶液,则选项中的关系式不再适用,C项错误;当吸收液呈中性时,c(H+)=c(OH-),溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S)+ c(HS),故c(Na+)=2c(S)+c(HS),D项正确。
█考点九 沉淀溶解平衡及其应用
【例9】已知:常温下,Ksp(NiCO3)=1.4×10-7,Ksp(PbCO3)=1.4×10-13,则向浓度均为0.1 mol·L-1的Ni(NO3)2和Pb(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,下列说法错误的是( )
A.常温下在水中的溶解度:NiCO3>PbCO3
B.逐滴加入Na2CO3溶液,先生成NiCO3沉淀,后生成PbCO3沉淀
C.向NiCO3沉淀中加入Pb(NO3)2溶液,会生成PbCO3沉淀
D.逐滴加入Na2CO3溶液,当两种沉淀共存时,溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=106∶1
【答案】B
【解析】常温下,Ksp(NiCO3)>Ksp(PbCO3),故溶解度:NiCO3>PbCO3,A项正确;逐滴加入Na2CO3溶液时,Ksp(PbCO3)较小,故先生成PbCO3沉淀,后生成NiCO3沉淀,B项错误;由于Ksp(PbCO3)<Ksp(NiCO3),在NiCO3沉淀中加入Pb(NO3)2溶液,则NiCO3可转化为PbCO3,C项正确;当两种沉淀共存时,NiCO3、PbCO3均达到沉淀溶解平衡状态,溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=Ksp(NiCO3)∶Ksp(PbCO3)=106∶1,D项正确。
【变式9-1】向AgCl浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液,继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成。经查资料得知:Ag++ 2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++ 2H2O。下列分析不正确的是( )
A.浊液中存在沉淀溶解平衡:AgCl (s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B.实验可以证明NH3结合Ag+能力比Cl-强
C.实验表明实验室可用氨水洗涤银镜反应后的试管
D.由资料信息可推知:加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl
【答案】C
【解析】Ag+与氨分子结合生成二氨合银离子,导致银离子浓度减小,促使AgCl (s)Ag+(aq)+Cl-(aq)正向移动,说明NH3结合Ag+能力比Cl-强,B正确;银镜反应后的试管壁上是银单质,银离子能够与氨水反应,银单质不能,C错误;浓硝酸能够中和一水合氨,使Ag++2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++2H2O逆向移动,银离子与溶液中的氯离子结合生成沉淀,所以加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl,D正确。
【变式9-2】室温下,通过矿物中PbSO4获得Pb(NO3)2的过程如图。
已知:Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14。下列说法正确的是( )
A.Na2CO3溶液中:c(OH-)<c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)
B.反应PbSO4(s)+C(aq)PbCO3(s)+S(aq)正向进行,需满足>×106
C.“脱硫”后上层清液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S)
D.PbCO3悬浊液加入HNO3 “溶解”过程中,溶液中C浓度逐渐减小
【答案】D
【解析】由质子守恒得c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3),故A错误;PbSO4(s)+C(aq)PbCO3(s)+S(aq)该反应的平衡常数K=====×106,当Q=<K=×106时,平衡正向移动,故B错误;“脱硫”后上层清液主要是Na2SO4溶液,还含有未反应完的Na2CO3溶液,守恒关系还应考虑含碳微粒,故C错误;PbCO3悬浊液加入HNO3“溶解”过程中,由于C会和H+反应生成CO2,所以溶液中C浓度逐渐减小,故D正确。
█考点十 离子积曲线
【例10】在T ℃时,Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.T ℃时,Ag2CrO4的Ksp数量级是10-9
B.T ℃时,Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+Cr(aq)的平衡常数K=2.5×107[T ℃时Ksp(AgCl)=2×10-10]
C.T ℃时,用0.01 mol·L-1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1 KCl和0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合液,Cr先沉淀
D.在Ag2CrO4饱和溶液中加入K2CrO4固体可使溶液由Y点到X点
【答案】B
【解析】Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr)=(10-3)2×10-6=10-12,A错误;在T ℃时,Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+Cr(aq)的平衡常数K=====2.5×107,B正确;开始生成AgCl沉淀时所需c(Ag+)== mol·L-1=2×10-8 mol·L-1,开始生成Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag+) ==mol·L-1=10-5 mol·L-1,故先析出氯化银沉淀,C错误;在Ag2CrO4饱和溶液中加入K2CrO4固体,可使沉淀溶解平衡逆向移动,则溶液中c(Cr)增大,c(Ag+)减小,不可能由Y点到X点,D错误。
解题要点
1.图像举例
BaSO4在不同条件下沉淀溶解平衡:
2.信息解读
a→c
曲线上变化,增大c(S)
b→c
加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不行)
d→c
加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
c→a
曲线上变化,增大c(Ba2+)
曲线上方的点表示有沉淀生成;曲线下方的点表示不饱和溶液
【变式10-1】FeAsO4在不同温度下的沉淀溶解平衡曲线如图所示(T2>T1)。下列说法不正确的是( )
A.温度为T2时,Ksp(FeAsO4)=10-2a
B.c(FeAsO4):Z>W=X
C.FeAsO4的溶解过程吸收能量
D.将Z溶液升温一定可以得到Y溶液
【答案】D
【解析】温度为T2时,Ksp(FeAsO4)=c(Fe3+)·c(As)=10-a×10-a=10-2a,A正确;由于X点的c(Fe3+)和W点的c(As)均为10-a mol·L-1,故其对FeAsO4的沉淀溶解平衡起抑制作用,且作用程度相同,而Z点Fe3+和As的浓度相等,无同离子的抑制作用,故c(FeAsO4):Z>W=X,B正确;由图可知,Ksp(T1)<Ksp(T2),升高温度,Ksp增大,故FeAsO4的溶解过程吸收能量,C正确。
【变式10-2】T ℃时,向5 mL a mol·L-1 BaCl2溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,滴加过程中溶液的-lg c(Ba2+)与Na2CO3溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是[已知:lg 5=0.7,Ksp(BaSO4)=1.0×10-10]( )
A.A、B两点溶液中c(Ba2+)之比为2 000∶3
B.a=10-4.3
C.T ℃时,C点对应的含BaCO3的分散系很稳定
D.若用相同浓度的Na2SO4溶液代替Na2CO3溶液,则图像在A点后的变化曲线如虚线部分
【答案】A
【解析】由图可知,当未加入碳酸钠溶液时,V=0、-lg c(Ba2+)=1,则a=0.1,故B项错误;A点氯化钡溶液与碳酸钠溶液恰好完全反应,溶液中c(Ba2+)=c(C)=10-4.3 mol·L-1,则Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c(C)=10-4.3 ×10-4.3=10-8.6,B点碳酸钠溶液过量,溶液中c(C)== mol·L-1,溶液中c(Ba2+)= = mol·L-1=3×10-7.6 mol·L-1,则A、B两点溶液中c(Ba2+)之比为,由lg 5=0.7可知,103.3=2 000,则=,故A项正确;由图可知,T ℃时,C点溶液中离子积Q大于溶度积Ksp,能析出沉淀,分散系是不稳定的悬浊液,故C项错误;Ksp(BaCO3)=1.0×10-8.6>Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,则图中横坐标为5~10的曲线应该在实线的上面,故D项错误。
█考点十一 沉淀滴定曲线
【例11】将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液。lg [cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl-或)随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl-)
B.=10-2.21
C.V≤2.0 mL时,不变
D.y1=-7.82,y2=-lg 34
【答案】D
【解析】向1.0 mL含0.10 mmol Ag2CrO4的悬浊液中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液,发生反应:Ag2CrO4(s) +2Cl-(aq)2AgCl(s)+Cr(aq),两者恰好完全反应时,NaCl溶液的体积为V(NaCl)==2 mL,2 mL之后再加NaCl溶液,c(Cl-)增大,据AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)可知,c(Ag+)会随着c(Cl-)增大而减小,所以2 mL后降低的曲线即最下方的虚线代表Ag+,升高的曲线即中间虚线代表Cl-,最上方的实线代表Cr。2 mL时Ag2CrO4与NaCl溶液恰好完全反应,则a点时溶质为NaCl和Na2CrO4,电荷守恒:c(Na+)+c(Ag+)+c(H+)=2c(Cr)+c(Cl-)+c(OH-),此时c(H+)、c(OH-)、c(Ag+)可忽略不计,a点为Cl-和Cr曲线的交点,即c(Cr)=c(Cl-),则溶液中c(Na+)≈3c(Cl-),A错误;当V(NaCl)=1.0 mL时,有一半的Ag2CrO4转化为AgCl,Ag2CrO4与AgCl共存,均达到沉淀溶解平衡,取图中横坐标为1.0 mL的点,得Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr) =(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,则==102.21,B错误;V<2.0 mL时,Ag+未沉淀完全,体系中Ag2CrO4和AgCl共存,则=为定值,即为定值,由图可知,在V≤2.0 mL时c(Ag+)并不是定值,则的值也不是定值,C错误;V>2.0 mL时AgCl处于饱和状态,V(NaCl)=2.4 mL时,图像显示c(Cl-)=10-1.93 mol·L-1,则c(Ag+)== mol·L-1=10-7.82 mol·L-1,故y1=-7.82,此时Ag2CrO4全部转化为AgCl,根据Cr元素守恒,则c()=== mol·L-1,则y2=lg c(Cr)=lg =-lg 34,D正确。
【变式11-1】常温下,向AgNO3溶液中滴加NaCl溶液发生反应Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)和AgCl(s)+Cl-(aq)[AgCl2]-(aq),-lg [c(M)/(mol·L-1)]与-lg [c(Cl-)/(mol·L-1)]的关系如图所示(其中M代表Ag+或[AgCl2]-)。下列说法不正确的是( )
A.c(Cl-)=10-2.52 mol·L-1时,溶液中c(N)>2c([AgCl2]-)
B.c(Cl-)=10-3 mol·L-1时,溶液中c(N)>c([AgCl2]-)>c(Ag+)
C.反应Ag+(aq)+2Cl-(aq)[AgCl2]-(aq)的平衡常数K=105.04
D.用Ag+滴定NaCl溶液测定Cl-浓度时,当Cl-浓度降至10-5 mol·L-1时,溶液中的Ag+浓度为10-4.74 mol·L-1
【答案】B
【解析】根据题干信息可知,c(Cl-)越大,c(Ag+)越小,c()越大,随横坐标增大呈上升趋势的线表示[AgCl2]-。当溶液中c(Cl-)=10-2.52 mol·L-1时,c(Ag+)=c(),根据元素守恒:c()=c(Ag+)+ c()+c(AgCl),即c()=2c()+c(AgCl),说明c()>2c(),A正确;溶液中未参与反应,浓度最大,由图像可知c()>c(Ag+)>c(),B错误;Ag+(aq)+2Cl-(aq)(aq)的平衡常数K=,将交点数值代入,得K=105.04,C正确;取两线交点,当c(Cl-) =10-2.52 mol·L-1时,c(Ag+)=10-7.22 mol·L-1,则Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.74,当Cl-浓度降至10-5 mol·L-1时,溶液中的Ag+浓度为10-4.74 mol·L-1,D正确。
█考点十二 对数曲线
【例12】25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:
①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25 ℃时,pKa1(H2CrO4)=0.7,pKa2(H2CrO4)=6.5。
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+2Ag+的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中=10-0.5
【答案】D
【解析】由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1∶1,即两者图像平行,所以曲线①代表Ag2CrO4,由于相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),所以曲线②代表AgCl,曲线③代表AgBr,A项正确;根据曲线①上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c()=(10-2)2×10-7.7=10-11.7,反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCr的平衡常数K==== =10-5.2,B项正确;根据曲线②上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-2×10-7.7=10-9.7,当Cl-达到滴定终点时,c(Ag+)==1 mol·L-1,即c(Cr)== mol·L-1=
10-2.0mol·L-1,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1,C项正确;根据曲线③上的点(6.1,6.1),可求得Ksp(AgBr)=c(Ag+)·c(Br-)=10-6.1×10-6.1=10-12.2,当Br-到达滴定终点时,c(Ag+)=c(Br-)==10-6.1 mol·L-1,即c()== mol·L-1=100.5 mol·L-1,==10-6.6,D错误。
解题要点
对数[lg c(M+)—lg c(R-)]曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的浓度的对数。
(1)图像举例
(2)信息解读
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液;曲线上方的任一点均表示过饱和溶液(Q>Ksp);曲线下方的任一点均表示不饱和溶液(Q<Ksp)。如,c点对于ZnS:Q<Ksp(ZnS),为不饱和溶液;c点对于CuS:Q>Ksp(CuS),为过饱和溶液。
②比较Ksp大小:Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)。
【变式12-1】下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM-pH关系图(pM=-lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5mol·L-1可认为M离子沉淀完全)。下列叙述正确的是( )
A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为 mol·L-1
C.浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时二者不会同时沉淀
【答案】C
【解析】由点a(2,2.5)可知,此时pH=2,pOH=12,则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-2.5×(10-12)3=10-38.5,故A错误;pH=4时Al3+对应的pM=3,即c(Al3+)=10-3 mol·L-1,故B错误;当铁离子完全沉淀时,铝离子尚未开始沉淀,可通过调节溶液pH的方法分步沉淀Fe3+和Al3+,故C正确;Cu2+刚要开始沉淀,此时c(Cu2+)=0.1 mol·L-1,若c(Cu2+)=0.2 mol·L-1,则对应的pM<1,由图像知,此时c(Al3+)>10-5 mol·L-1,则Al3+、Cu2+会同时沉淀,故D错误。
【变式12-2】一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(Cr),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+Cr的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
【答案】C
【解析】a点在两曲线右上方,对应的c(Ag+)·c(Cl-)<Ksp(AgCl),c2(Ag+)·c(Cr)<Ksp(Ag2CrO4),故不会生成沉淀,A错误;b点时,c(Cl-)=c(Cr),且c(Ag+)相等,但两沉淀的溶度积表达式不同,Ksp(AgCl)≠ Ksp(Ag2CrO4),B错误;该反应的平衡常数K=====107.9,C正确;向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8 mol·L-1和10-5.35 mol·L-1,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,先产生AgCl沉淀,D错误。
█考点十三 与量有关离子方程式正误判断
【例13】下列反应的离子方程式正确的是( )
A.碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气:2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-
B.向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳:ClO-+CO2+H2O===HClO+HC
C.铜与稀硝酸:Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O
D.向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:S2-+2SO2+2H2O===H2S+2HS
【答案】B
【解析】碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气反应,碘离子与氯气恰好完全反应:2I-+Cl2===I2+2Cl-,故A错误;向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳,反应生成碳酸氢钙和次氯酸:ClO-+CO2+H2O===HClO+HC,故B正确;铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水:3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O,故C错误;向硫化钠溶液通入足量二氧化硫,发生反应:2S2-+5SO2+2H2O===3S↓,故D错误。
解题要点 “少定多变”法书写酸式盐与碱反应的离子方程式
(1)定“1”原则:先根据题给条件判断“少量物质”,将少量物质定为“1 mol”,确定所需“过量物质”的离子数目。
(2)配比原则:若少量物质有两种或两种以上组成离子参加反应,则参加反应的离子的物质的量之比与物质组成之比相符。
【变式13-1】列化学方程式或离子方程式错误的是( )
A.过量的Cl2与NH3反应:3Cl2+2NH3===N2+6HCl
B.硫化钠溶液在空气中氧化变质:2S2-+O2+4H+===2S↓+2H2O
C.饱和碳酸钠溶液中通入足量CO2:2Na++C+CO2+H2O===2NaHCO3↓
D.向次氯酸钠溶液中通入少量CO2:ClO-+CO2+H2O===HClO+
【答案】B
【解析】硫化钠溶液显碱性,不可能有氢离子参与反应,故离子方程式为2S2-+O2+2H2O===2S↓+4OH-,B错误;饱和碳酸钠溶液中通入足量CO2,生成碳酸氢钠,碳酸氢钠溶解度小,有固体析出,故离子方程式为2Na++C+CO2+H2O===2NaHCO3↓,C正确;酸性:H2CO3>HClO>HC,向NaClO溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式正确,D正确。
【变式13-2】下列化学反应对应的离子方程式表示正确的是( )
A.向NH4Al(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液使S恰好完全沉淀:Al3++2S+2Ba2++4OH-===[Al(OH)4]-+2BaSO4↓
B.向新制氯水中加入少量CaCO3:2Cl2+H2O+CaCO3===Ca2++2Cl-+CO2↑+2HClO
C.Fe与稀硝酸反应,当n(Fe)∶n(HNO3)=1∶3时:3Fe+8H++2N===3Fe2++2NO↑+4H2O
D.Fe3O4溶于HI溶液:Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
【答案】B
【解析】NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液使S恰好完全沉淀时,两者的物质的量之比为1∶2,故反应的离子方程式为N+Al3++2S+2Ba2++4OH-===Al(OH)3↓+2BaSO4↓+NH3·H2O,故A错误;向新制氯水中加入少量CaCO3生成氯化钙、二氧化碳和次氯酸,反应的离子方程式为2Cl2+H2O+CaCO3===Ca2++2Cl-+CO2↑+2HClO,故B正确;Fe与稀硝酸反应,当n(Fe)∶n(HNO3)=1∶3时,反应生成Fe(NO3)3、Fe(NO3)2、NO和H2O,反应的离子方程式为4Fe+3N+12H+===3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O,故C错误;Fe3O4溶于HI溶液反应生成FeI2和I2,反应的离子方程式为Fe3O4+8H++2I-===3Fe2++4H2O+I2,故D错误。
█考点十四 离子共存
【例14】温下,下列各组离子一定能够在指定溶液中大量共存的是( )
A.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:K+、H+、Cl-、N
B.滴加酚酞变红的溶液:Na+、CH3COO-、C、N
C.新制氯水中:K+、N、S、S
D.与Al反应能产生气体的溶液中:Na+、K+、Cl-、Cu2+
【答案】B
【解析】H+与发生反应生成二氧化碳和水,所给离子不能大量共存,A错误;滴加酚酞变红的溶液中含有大量的OH-,所给离子不反应,可以大量共存,B正确;新制氯水中的Cl2、HClO具有强氧化性,可以将S氧化,所给离子不能大量共存,C错误;与Al反应能产生气体的溶液可能为强酸、强碱溶液,酸性条件下所给离子可以大量共存,强碱条件下Cu2+不能大量共存,D错误。
【变式14-1】下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A.在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、N
B.在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HC
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:S、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、C
【答案】C
【解析】氨水显碱性,会与Ag+、Cu2+反应,不能大量共存,A项错误;Fe3+、I-会发生氧化还原反应,不能大量共存,且Fe3+与HC发生相互促进的水解反应,也不能大量共存,B项错误;醋酸溶液显酸性,在醋酸溶液中S、Br-、H+均不会发生反应,能大量共存,C项正确;硝酸银中的银离子会与Cl-、C反应,不能大量共存,D项错误。
【变式14-2】25 ℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.某无色溶液:Na+、S、Cu2+
B.pH=1的溶液:Ba2+、N、K+
C.能使酚酞变红的溶液:Fe3+、Al3+、I-
D.水电离的c(H+)=1×10-11 mol·L-1的溶液:K+、HC、Cl-
【答案】B
【解析】含Cu2+的水溶液呈现蓝色,题目要求为无色溶液,则不能含有Cu2+,A项错误;pH=1的溶液显酸性,Ba2+、N、K+、H+之间不反应,能大量共存,B项正确;能使酚酞变红的溶液显碱性,碱性溶液中不能大量存在Fe3+、Al3+,且Fe3+可以将I-氧化为I2,C项错误;水电离的c(H+)=1×10-11 mol·L-1,说明水的电离受到抑制,则溶液可能是酸性或者碱性溶液,HC和H+、OH-均能反应,D项错误。
基础应用
1.下列关于酸碱中和滴定实验的说法正确的是
A.用碱式滴定管量取20.00mL的溶液
B.在锥形瓶中加入的指示剂越多,滴定终点现象越明显
C.用标准盐酸滴定某氨水溶液,应选用酚酞作指示剂
D.用标准盐酸滴定某氨水溶液,滴定终点时俯视读数,导致测定结果偏低
【答案】D
【解析】KMnO4溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的乳胶管,应使用酸式滴定管量取,A错误;指示剂只需少量即可,过量可能干扰颜色变化或引起误差,B错误;用强酸(盐酸)滴定弱碱(氨水),终点时溶液呈酸性,应选用甲基橙(变色范围3.1-4.4),而非酚酞(变色范围8.2-10),C错误;俯视读数会导致记录的标准盐酸体积偏小,计算出的氨水浓度偏低,D正确;故选D。
2.下列化学用语表示不正确的是
A.水的电离:
B.碳酸氢钠在水溶液中的电离:
C.氯化铵的水解:
D.碳酸钙的沉淀溶解平衡:
【答案】B
【解析】水的电离可以表示为,也可以简单表示为,A正确;碳酸氢钠在水溶液中的电离为,由于是弱酸的酸式酸根离子,不能完全电离,可以表示为,所以碳酸氢钠在水溶液中的电离为,B错误;氯化铵的水解,铵根离子是弱碱的阳离子,能水解,C正确;碳酸钙的沉淀溶解平衡,D正确;故选B。
3.常温下,氨水中存在电离平衡:,下列有关的氨水的说法错误的是
A.升高温度,电离平衡正向移动,增大
B.通入,电离平衡正向移动,电离程度增大
C.加水稀释,电离平衡正向移动,减小
D.保持温度不变,加入固体,电离平衡逆向移动,增大
【答案】B
【解析】电离过程是吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,增大,A正确;通入增加反应物浓度,平衡正向移动,但电离程度(电离度)因浓度增大而减小,B错误;稀释时电离平衡正向移动,但浓度因稀释效应仍减小,C正确;加入,增大,电离平衡逆向移动,增大,减小,,温度不变Kb(NH3H2O)不变,则增大,D正确;故选B。
4.下列说法正确的是
A.的溶液一定呈中性
B.已知反应在低温下可自发进行,则
C.中和体积与pH都相同的HCl溶液和溶液所消耗的NaOH物质的量,HCl需要的小于
D.的醋酸溶液,加水稀释10倍后
【答案】C
【解析】温度不同时,pH=7的溶液可能为酸性,也可能为碱性,也可能为中性,A错误;反应为熵减反应,在低温下可自发进行,则为放热反应,焓变小于0,B错误;pH相同的HCl溶液和CH3COOH溶液,CH3COOH的物质的量浓度要大,体积相同时CH3COOH中和能力比盐酸要强,故醋酸消耗的NaOH物质的量比盐酸要大,C正确;醋酸为弱酸,稀释过程中电离程度变大,pH = 3的醋酸溶液,稀释10倍后pH < 4,D错误;故选C。
5.在强酸性透明溶液中,能大量共存的离子组是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】强酸性溶液含大量,会与反应生成水,不能大量共存,A不符合题意;会与反应生成水和二氧化碳,不能大量共存,B不符合题意;含使溶液呈紫色,是透明溶液,且各离子在酸性环境均可共存,C符合题意;.会与反应,和也不共存,D不符合题意;故选C。
6.下列离子方程式中不正确的是
A.硫酸铁水解:
B.氯化亚铁溶液中通入氯气:
C.过量的铁粉加入稀硝酸中:
D.向三氯化铁溶液中加入碘化钾溶液:
【答案】C
【解析】Fe3+水解生成Fe(OH)3和H+,离子方程式为:,A正确;氯化亚铁溶液中通入氯气,Cl2氧化Fe2+为Fe3+,而自身被还原为氯离子,离子方程式为:,B正确;过量铁粉与稀硝酸反应时,Fe最终被氧化为Fe2+而非Fe3+,离子方程式为:,C错误;向三氯化铁溶液中加入碘化钾溶液,Fe3+与I-发生氧化还原反应生成Fe2+和I2,离子方程式为:,D正确;故选C。
7.某同学配制0.1000 mol·L-1的NaOH标准溶液并用其来滴定未知浓度的盐酸。下列实验操作正确的是
A.图甲:用托盘天平称取0.4g NaOH固体来配制标准溶液
B.图乙:检漏并洗净后,用标准液润洗滴定管2~3次
C.图丙:排气泡后,准确读出液体对应刻度并记录
D.图丁:滴定时眼睛密切关注滴定管的液面变化
【答案】C
【解析】NaOH易潮解,且容易腐蚀纸片,应用小烧杯称量,A错误;图乙为酸式滴定管,NaOH标准液应盛装在碱式滴定管中,B错误;排碱式滴定管中的气泡时,把橡皮管向上弯曲,出口上斜,挤捏玻璃珠,使溶液从尖嘴快速喷出,C正确;滴定时眼睛密切关注锥形瓶中溶液颜色的变化,D错误;故选C。
8.常温下,将一定浓度的NaOH溶液和氨水加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.两溶液稀释前的浓度相同
B.曲线Ⅰ表示氢氧化钠溶液的导电能力随溶液体积的变化关系,曲线Ⅱ表示氨水的导电能力随溶液体积的变化关系
C.a、b、c三点溶液的pH由大到小的顺序为
D.测量氨水的,若,则为弱电解质
【答案】D
【解析】稀释之前,两种溶液的导电能力相同,说明离子浓度相等,由于一水合氨为弱电解质,不能完全电离,则氨水浓度应大于NaOH溶液浓度,即两溶液稀释前的浓度不相同,A错误;开始时两种溶液中离子浓度相同,加水稀释能促进一水合氨的电离,导致稀释后氨水中离子浓度大于NaOH溶液,则稀释后导电能力较强的为氨水,所以曲线Ⅰ表示氨水的导电能力随溶液体积的变化关系,曲线Ⅱ表示NaOH溶液的导电性与溶液体积的变化关系,B错误;NaOH溶液和氨水均为碱溶液,其溶液主要含有和阳离子,导电能力越强,说明离子浓度越大,碱性越强,pH越大,则三点溶液的pH大小顺序为,C错误;证明是弱电解质,可以测量氨水的,若,则只发生部分电离,说明为弱电解质,D正确;故选D。
9.常温下,下列各组溶液等体积混合后,pH一定大于7的是
A.pH=2的HCl与pH=12的Ba(OH)2
B.pH=2的H2SO4与pH=12的Ba(OH)2
C.0.1 mol/L HCl与0.1 mol/L Ba(OH)2
D.0.1 mol/L H2SO4与0.1 mol/L Ba(OH)2
【答案】C
【解析】pH=2的盐酸溶液中c(H+)=10-2 mol/L,pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-2 mol/L,二者等体积混合后,酸碱恰好完全反应生成氯化钡和水,溶液呈中性,故A不选;pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=10-2 mol/L,pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-2 mol/L,二者等体积混合后,酸碱恰好完全反应生成硫酸钡和水,溶液呈中性,故B不选;0.1 mol/L HCl与0.1 mol/L Ba(OH)2等体积混合,Ba(OH)2过量,溶液显碱性,故C选;0.1 mol/L H2SO4与0.1 mol/L Ba(OH)2等体积混合后,酸碱恰好完全反应生成硫酸钡和水,溶液呈中性,故D不选;故选C。
10.化学与生活生产密切相关,下列事实与盐类水解无关的是
A.明矾净化水
B.配制溶液加铁粉
C.氯化铵溶液可做金属焊接中的除锈剂
D.向中加入水,加热蒸干,最后焙烧固体得到
【答案】B
【解析】明矾中Al3+水解生成Al(OH)3胶体,Al(OH)3胶体吸附杂质用于净水,与盐类水解有关,故不选A;配制溶液加铁粉是为了防止Fe2+氧化变质,与水解无关,故选B;NH4Cl水解使溶液呈酸性,溶解氧化铁,与盐类水解有关,故不选C;水解生成TiO2·xH2O,加热后脱水得TiO2,与盐类水解有关,故不选D;故选B。
能力提升
11.现有浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液。下列判断中正确的是
A.若三种溶液中c(H+)分别为a1 mol·L-1、a2 mol·L-1、a3 mol·L-1,则它们的大小关系为a1=a2>a3
B.等体积的以上三种酸分别与过量的NaOH溶液反应,若生成的盐的物质的量依次为b1 mol、b2 mol、b3 mol,则它们的大小关系为b1=b2<b3
C.分别用以上三种酸溶液中和等量的NaOH溶液恰好生成正盐,若需要酸溶液的体积分别为V1、V2、V3,则大小关系为V1=V2=V3
D.室温下,以上三种酸溶液分别与表面积大小相同的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
【答案】D
【分析】盐酸是一元强酸,0.1 mol·L-1的盐酸中c(H+)=0.1 mol·L-1;硫酸是二元强酸,0.1 mol·L-1的硫酸中c(H+)=0.2 mol·L-1;醋酸是一元弱酸,0.1 mol·L-1的醋酸中c(H+)<0.1 mol·L-1;
【解析】0.1 mol·L-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液中c(H+)分别为0.1 mol·L-1、0.2mol·L-1、小于0.1 mol·L-1,故A错误;等体积的0.1 mol·L-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液,n(HCl)=n(H2SO4)=n(CH3COOH),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 mol、b2 mol、b3 mol,则它们的大小关系为b1=b2=b3,故B错误;中和1molNaOH消耗1 mol盐酸、0.5 mol硫酸、1 mol醋酸,分别用以上三种酸溶液中和等量的NaOH溶液恰好生成正盐,若需要酸溶液的体积分别为V1、V2、V3,则大小关系为2V1 =2V3=V2,故C错误;氢离子浓度越大,与Zn反应速率越快,室温下,以上三种酸溶液分别与表面积大小相同的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,故D正确;故选D。
12.室温下,通过实验研究亚硫酸盐的性质,已知Ka1(H2SO3)=1.54×10-2,Ka2(H2SO3)=1.02×10-7
实验
实验操作和现象
1
把SO2通入氨水,测得溶液pH=7
2
向0.1 mol/L Na2SO3溶液中加入过量0.2 mol/L CaCl2溶液,产生白色沉淀
3
向0.1 mol/L NaHSO3溶液中滴入一定量NaOH溶液至pH=7
4
把少量氯气通入Na2SO3溶液中
下列说法错误的是
A.实验1中,可算出c()= c()+2c ()
B.实验2反应静置后的上层清液中有c(Ca2+)·c()=Ksp(CaSO3)
C.实验3中:c (Na+)>2[c ()+c ()+c (H2SO3)]
D.实验4中溶液的pH变小
【答案】C
【解析】把SO2通入氨水,测得溶液pH=7,溶液中电荷守恒为c()+c(H+)= c()+2c ()+c(OH-),即c()= c()+2c (),故A正确;向0.1mol/LNa2SO3溶液中加入过量0.2mol/L CaCl2溶液,产生白色沉淀,则上层清液为CaSO3的饱和溶液,溶液中存在c(Ca2+)·c()=Ksp(CaSO3),故B正确;向0.1 mol/L NaHSO3溶液中滴入一定量NaOH溶液至pH=7,得到NaHSO3溶液和Na2SO3溶液的混合溶液,存在电荷守恒:。因,故。由于,所以,即,故C错误;把少量氯气通入Na2SO3溶液中,氯气氧化部分生成,增大,溶液pH变小,故D正确;故选C。
13.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.使甲基橙显黄色的溶液:、、、
B.的溶液:、、、
C.水电离出的 的溶液:、、、
D.澄清透明的溶液:、、、
【答案】D
【解析】使甲基橙显黄色的溶液可能为酸性、中性或碱性,若溶液呈碱性,OH-会与Mg2+、Al3+反应生成沉淀,、,因此不能大量共存,A错误;的溶液,,溶液呈酸性,酸性条件下,具有强氧化性,Fe2+会被氧化,,因此不能大量共存,B错误;水电离出的 的溶液,水的电离被抑制,可能是酸性或碱性溶液,若为酸性溶液,S2-会与H+反应,;若为碱性溶液,会与OH-反应,,因此不能大量共存,C错误;、、、之间不发生反应,且溶液澄清透明,能大量共存,D正确;故选D。
14.利用溶液吸收尾气后溶液中含硫微粒的物质的量分数与溶液的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B.与恰好中和时
C.若要生成,控制在为宜
D.时,溶液
【答案】B
【解析】pH=7.2时,时,,A正确;与恰好中和生成,由图可知此时溶液呈碱性,B错误;在时,含硫微粒主要以的形式存在,C正确;pH=2时,,,,当时,,则,D正确;故选B。
15.室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是
A.10mL 0.01mol/L盐酸和5mL0.02mol/L的氢氧化钡溶液混合
B.0.1mol/L的醋酸溶液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合
C.pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合
D.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
【答案】C
【解析】10mL 0.01mol/L盐酸与5mL0.02mol/L的氢氧化钡溶液混合后,氢氧化钡过量,溶液呈碱性,pH>7,A不符合题意;醋酸为弱酸,NaOH为强碱,0.1mol/L的醋酸溶液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合两者恰好完全反应生成醋酸钠,因醋酸根水解该溶液显碱性,pH>7,B不符合题意;醋酸为弱酸,pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后醋酸过量,溶液显酸性,pH<7,C符合题意;pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积后H⁺与OH⁻物质的量相等,完全中和生成中性盐,pH=7,D不符合题意;故选C。
16.常温下,向溶液中逐滴加入的溶液,滴入溶液的体积与溶液的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.若a点的,则的电离常数约为
B.之间一定存在
C.c点时,,且
D.反应过程中一直存在
【答案】B
【解析】a点为0.1mol/L CH3COOH溶液,pH=3时,,CH3COOH的电离方程式:,则,,则CH3COOH的电离常数,A项正确;a~b段是加入NaOH溶液到10mL 的过程,a点时,溶液中无Na+,离子浓度为,不存在,滴加少量NaOH时,很小,此时,B项错误;c点溶液呈中性,此时加入NaOH溶液的体积小于20mL,,由电荷守恒,得,且,C项正确;反应过程中,溶液始终存在电荷守恒:,D项正确;故选B。
17.常温下,将10 mL浓度为1 mol·L-1的CH3NH2、NH2OH两种一元碱溶液分别加水稀释,曲线如图,V是溶液体积(mL),pOH=-lgc(OH-)。已知:CH3NH2+H2O⇌CH3NH+OH-;NH2OH+H2O⇌NH3OH++OH-。下列说法正确的是
A.该温度下,Kb(NH2OH)的数量级为10-9
B.当lgV=3时,水的电离程度:NH2OH<CH3NH2
C.用等浓度盐酸分别中和这两种碱溶液,消耗盐酸的体积:NH2OH>CH3NH2
D.这两种碱CH3NH2的碱性更弱
【答案】A
【解析】,由图可知,1 mol/L的的pOH值为4.5,即有,因电离程度小,所以,故的平衡常数,数量级为10-9,A正确;碱抑制水的电离,碱性越强,水的电离越弱,当两溶液均稀释至时,的pOH值较小,即碱性较强,溶液中水的电离程度:,B错误;因这两种一元碱的起始浓度均为1 mol/L,所以用等浓度盐酸中和这两种碱溶液时,消耗盐酸的体积:,C错误;根据初始数据可知,相同物质的量浓度的两种碱的大小:,越大,说明碱性越弱,则碱性更强,D错误;故选A。
18.常温下,用溶液分别滴定20.00mL起始浓度均为的一元弱酸HX和HY溶液,已知HX电离程度小于HY,且当时,可以认为弱酸达电离平衡时的浓度近似等于起始浓度,其滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A.图中曲线Ⅰ对应的为HY
B.HX电离常数约为
C.在和两点对应的溶液中,满足
D.两条曲线终点坐标分别为、,两曲线相比,曲线Ⅰ选用酚酞作终点指示剂误差更小
【答案】C
【分析】的一元弱酸HX和HY溶液,HX电离程度小于HY,HY的酸性大于HX,则HY的初始pH小于HX的初始pH,曲线Ⅰ对应HX、曲线Ⅱ对应HY。
【解析】A. HX电离程度小于HY,相同浓度时HY的酸性大于HX,则HY的初始pH小于HX的初始pH,所以图中曲线Ⅰ对应的为HX,故A错误;根据图像,0.1mol/L HX的pH=5,HX电离常数= ,故B错误;20.00mL起始浓度均为的一元弱酸HX和HY溶液,满足,根据物料守恒,在和两点对应的溶液中,满足,故C正确;两条曲线终点坐标分别为、,酚酞的变色范围是8.2~10.0,所以曲线Ⅱ选用酚酞作终点指示剂误差更小,故D错误;故选C。
19.已知水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A.图中A、B、C、D、E五点的Kw间的大小关系是B>C>E>A>D
B.若从A点到D点,可采用的措施是加入少量的NaOH固体
C.点B对应温度条件下,某溶液中c(H+)=1×10-7 mol·L-1,此时溶液中c(OH-)为1×10-5 mol·L-1
D.若处在A点温度时,将c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1的醋酸溶液与c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1的氢氧化钾溶液等体积混合后,溶液显中性
【答案】C
【解析】水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,所以温度越高,水的离子积常数越大,依据图可知,A、B、C、D、E五点的Kw间的大小关系是B>C>A=E=D,A错误; 温度不变,Kw不变,向水中加入NaOH固体,溶液中c(OH-)变大,c(H+)变小,所以加入少量的NaOH固体不可以实现从A点到D点,B错误;B对应温度条件下,Kw=10-12,点B对应温度条件下,某溶液中c(H+)=1×10-7 mol·L-1,此时溶液中,C正确;醋酸为弱酸,氢氧化钾为强碱,c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1的醋酸溶液浓度远大于c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1的氢氧化钾溶液浓度,等体积混合,醋酸过量,溶液显酸性,D错误;故选C。
20.难溶于水,但在浓度较高的溶液中因形成、、而溶解,如下图所示。将适量完全溶于盐酸,得到pH=3的溶液,下列叙述正确的是
A.加水稀释时,浓度不断升高
B.向溶液中加入NaOH固体,浓度一定保持不变
C.由图可知,可发生电离:
D.体系中,
【答案】C
【分析】由图可知,氢氧化铬在溶液中存在如下电离平衡:;氯化铬溶液中存在如下平衡:、、。
【解析】加水稀释时,溶液中 、、的浓度均减小,A错误;由图可知,加入氢氧化钠固体时,溶液中氢氧根离子浓度增大,溶液pH升高,的浓度先增大后减小,B错误;由分析可知,氢氧化铬在溶液中存在如下电离平衡:,C正确;由题意可知,酸性体系中存在如下电荷守恒关系:,D错误;故选C。
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