专题12 水溶液中离子平衡(实验清单)(全国通用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-08-13
|
2份
|
77页
|
232人阅读
|
1人下载
精品
摘要:
该高中化学讲义聚焦水溶液中离子平衡专题,覆盖弱电解质电离、酸碱中和滴定、盐类水解、沉淀转化四大高考核心考点,按“实验探源-原理梳理-拓展延伸-真题感知-变式训练”逻辑架构,通过考点系统梳理、方法规律总结、分层真题训练,帮助学生构建“电离-平衡-应用”知识网络,突破离子浓度比较、平衡移动判断等难点。
资料以实验探究为载体,融合化学观念与科学思维,如通过FeCl3水解平衡影响因素分析培养学生证据推理能力,结合酸碱中和滴定误差分析提升实验操作与数据处理素养。设置基础巩固到综合应用的梯度练习,配合即时反馈机制,确保高效复习,为教师提供精准复习节奏把控方案,助力学生提升离子平衡综合解题能力。
内容正文:
专题12 水溶液中离子平衡
目 录
实验1:弱电解质的电离
通过pH测定、导电性对比及与镁条反应速率,比较等浓度盐酸与醋酸的酸性强弱。盐酸pH低、导电性强、反应剧烈,证明HCl完全电离(强电解质),醋酸部分电离(弱电解质)。醋酸与碳酸钠反应产生CO₂,证明酸性CH₃COOH>H₂CO₃。
实验2:酸碱中和滴定
用标准NaOH溶液滴定未知浓度盐酸(或反之),以酚酞/甲基橙指示终点,通过pH突变曲线判定滴定终点。关键操作包括滴定管润洗、赶气泡、读数、锥形瓶不润洗。误差分析重点:滴定管未润洗(偏高)、锥形瓶润洗(偏高)、读数俯仰误差。
实验3:盐类水解
测定不同盐溶液的pH,归纳“有弱才水解,越弱越水解,谁强显谁性”。以FeCl₃水解平衡(Fe³⁺+3H₂O⇌Fe(OH)₃+3H⁺)为模型,探究加FeCl₃晶体、加HCl、加热、加NaHCO₃对平衡的影响。水解规律广泛应用于净水、除锈、泡沫灭火器、溶液配制等实际场景。
实验4:沉淀的溶解、生成与转化
Mg(OH)₂溶于盐酸和NH₄Cl溶液(利用酸性和NH₄⁺水解酸性);AgCl→AgI→Ag₂S沉淀颜色由白→黄→黑,证明溶解度小的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀;Mg(OH)₂转化为红褐色Fe(OH)₃。核心规律:沉淀总是向溶解度更小的方向转化,差异越大转化越完全。
实验1 弱电解质的电离
实验探源--溯本求源,实验精析
人教版(2019)选择性必修第一册P58,61
实验梳理--实验过程 要点梳理
1.等浓度的盐酸、醋酸溶液酸性的比较
实验装置
实验原理
Mg+2H+=Mg2++H2↑,Mg+2CH3COOH=Mg2++2CH3COO- +H2↑
实验用品
1.0mol/L 盐酸溶液、1.0mol/L 醋酸溶液、镁条;pH 试纸、小灯泡、导线、电极、烧杯、试管、胶头滴管。
实验步骤
①测定1.0mol/L 盐酸溶液、1.0mol/L 醋酸溶液的 pH。
②按上述接好电路,测定等体积1.0mol/L 盐酸溶液、1.0mol/L 醋酸溶液导电能力。
③分别取等体积的 1.0mol/L 盐酸溶液和 1.0mol/L 醋酸溶液与等量的镁条反应,观察实验现象。
实验现象
①1.0mol/L 盐酸溶液的pH为0,1.0mol/L 醋酸溶液的pH为3。
②盐酸溶液的灯泡更亮。
③盐酸溶液中剧烈反应,产生大量气泡,醋酸溶液中缓慢反应,产生少量气泡。
实验结论
①反应的剧烈程度和pH都有差别,说明两溶液中的H+浓度是不同的。
②盐酸溶液导电能力更强,说明盐酸溶液离子浓度比醋酸溶液浓度大,即HCl的电离程度大于CH3COOH 的电离程度。
③盐酸溶液中的现象更为剧烈,说明盐酸中H+浓度比醋酸中H+浓度大,即 HCl 的电离程度大于CH3COOH 的电离程度。
2.醋酸与饱和碳酸溶液酸性比较
实验装置
实验原理
Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+H2O+CO2↑
实验用品
0.1mol/L 醋酸、1mol/L 碳酸钠溶液;铁架台、试管、胶头滴管。
实验步骤
向洁净的试管中分别加入 0.1mol/L 醋酸,然后向试管中加入1mol/L的碳酸钠溶液,观察实验现象。
实验现象
醋酸溶液中产生气泡。
实验结论
①醋酸能与碳酸钠溶液反应,放出CO2气体。
②酸性强弱:CH3COOH>H2CO3。
实验说明
为使实验现象更加明显,易于观察,滴加顺序必须为向酸溶液中滴加碳酸钠。
实验拓展--实验延伸 思维拓展
拓展一 强弱电解质的电离
一、强、弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
定义
在水溶液中完全电离的电解质
在水溶液中部分电离的电解质
化学键种类
离子键、强极性键
极性键
化合物类型
离子化合物,某些具有极性键的共价化合物
某些具有极性键的共价化合物
电离过程
不可逆,不存在电离平衡
可逆,存在电离平衡
电离程度
完全电离
部分电离
表示方法
用“===”表示
用“”表示
示例
Na2SO4===2Na++SO
CH3COOHCH3COO-+H+
溶液中溶质微粒的种类
离子,无强电解质分子
离子和分子
二、外界条件对电离平衡影响的四个“不一定”
1.稀醋酸加水稀释时,溶液中不一定所有的离子浓度都减小。例如,稀醋酸加水稀释时,溶液中的c(H+)减小,c(OH-)增大。
2.电离平衡右移,电解质分子的浓度不一定减小。例如,CH3COOHCH3COO-+H+,平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根据勒夏特列原理,只能“减弱”而不能消除,再次平衡时,c(CH3COOH)比原平衡时大。
3.电离平衡右移,离子的浓度不一定增大。例如,在CH3COOH溶液中加水稀释或加少量NaOH固体,都会引起平衡右移,但c(H+)都比原平衡时要小。
4.电离平衡右移,电离程度不一定增大。例如,增大弱电解质的浓度,电离平衡向右移动,弱电解质的电离程度减小。
拓展二 强电解质和弱电解质的证明实验(以证明某酸(HA)为弱酸为例)
实验方法
结论
(1)测0.01 mol·L-1 HA溶液的pH
pH=2,HA为强酸;pH>2,HA为弱酸
(2)测NaA溶液的pH
pH=7,HA为强酸;pH>7,HA为弱酸
(3)相同条件下,测相同浓度的HA和HCl溶液的导电性
导电性相同,HA为强酸;导电性弱于盐酸,HA为弱酸
(4)往同浓度的HA和HCl溶液中投入大小相同的Zn粒或CaCO3固体
开始反应速率相同,HA为强酸;开始反应速率比盐酸慢,HA为弱酸
(5)测相同pH的HA与HCl稀释相同倍数前后的pH变化
pH变化倍数相同,HA为强酸;pH变化倍数小于盐酸,HA为弱酸
真题感知--追溯真题 命题感知
1.(2022·福建·高考真题)探究醋酸浓度与电离度关系的步骤如下,与相关步骤对应的操作或叙述正确的
步骤
操作或叙述
A
Ⅰ.用标准溶液标定醋酸溶液浓度
滴定时应始终注视滴定管中的液面
B
Ⅱ.用标定后的溶液配制不同浓度的醋酸溶液
应使用干燥的容量瓶
C
Ⅲ.测定步骤Ⅱ中所得溶液的
应在相同温度下测定
D
Ⅳ.计算不同浓度溶液中醋酸的电离度
计算式为
2.(2007·重庆·高考真题)用食用白醋(醋酸浓度约1 mol/L)进行下列实验,能证明醋酸为弱电解质的是
A.白醋中滴入石蕊试液呈红色 B.白醋加入豆浆中有沉淀产生
C.蛋壳浸泡在白醋中有气体放出 D.pH试纸显示白醋的pH为2~3
3.(2023·浙江·高考真题)草酸()是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验I:往溶液中滴加溶液。
实验Ⅱ:往溶液中滴加溶液。
[已知:的电离常数,溶液混合后体积变化忽略不计],下列说法正确的是
A.实验I可选用甲基橙作指示剂,指示反应终点
B.实验I中时,存在
C.实验Ⅱ中发生反应
D.实验Ⅱ中时,溶液中
变式训练--变式拓展 素养训练
1.(2026·广东·模拟预测)安息香酸(HR)是最简单的一元芳香酸,其钠盐(用NaR表示)的水溶液呈碱性。已知常温下,。下列说法正确的是
A.HR为强电解质,电离平衡为HRH++R-
B.向NaR水溶液中加水稀释,溶液的pH升高
C.NaR水溶液中,
D.常温下,NaR溶液的碱性比同浓度的溶液弱
2.(2026·江西景德镇·三模)下列有关实验操作、现象(或数据)和结论均正确的是
实验操作
实验现象或数据
结论
A
向NaHCO3溶液中滴加紫色石蕊试液
溶液变蓝
B
取待测液于试管中,加入浓NaOH溶液微热,用湿润的红色石蕊试纸检测
湿润的红色石蕊
试纸变蓝
该溶液为铵盐溶液
C
以酚酞为指示剂,用0.1 mol/L NaOH标准溶液滴定0.1 mol/L草酸溶液
到达滴定终点时消耗NaOH溶液的体积为草酸溶液的2倍
草酸为二元弱酸
D
常温下,分别测定饱和NaA溶液和饱和NaB溶液的pH
溶液的pH:
NaA>NaB
酸性:HA<HB
3.(2026·河南开封·一模)草酸是二元弱酸,广泛应用于化工、医药等领域。25℃时,某小组开展了如下实验探究其性质。
实验1:向10.00 mL 的溶液中,逐滴加入一定量的NaOH溶液。混合溶液的pH与或的关系如图所示。
实验2:向10.00 mL 的溶液中,逐滴加入一定量的溶液,观察pH与沉淀生成情况;
实验3:向10.00 mL 的溶液中,逐滴加入一定量的溶液,观察现象。
已知:25℃时,。混合后溶液体积变化忽略不计。
下列说法错误的是
A.曲线I表示
B.实验1,当溶液中时,
C.实验2,当加入溶液10.00 mL时,无沉淀生成
D.实验3,当滴加溶液至恰好完全反应时,溶液的
4.(22-23高三上·陕西渭南·阶段检测)HA和HB是两种一元弱酸,其难溶盐RA和RB的溶度积:,已知不发生水解,实验测得25℃时RA和RB的饱和溶液中, 随的变化为线性关系,如图中实线甲和实线乙所示。下列说法错误的是
A.25℃时,RA的的数量级为
B.实线甲表示难溶盐RB中随的变化
C.当时,溶液
D.25℃时,将RA,RB加入蒸馏水中混合、振荡、静置后,上层清液中
实验2 酸碱中和滴定
实验探源--溯本求源,实验精析
人教版(2019)选择性必修第一册P91-93
实验梳理--实验过程 要点梳理
实验装置
实验原理
酸碱滴定曲线是以酸碱中和滴定过程中滴加酸(或碱)的量为横坐标,以溶液 pH 为纵坐标绘出的一条溶液 pH 随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。它描述了酸碱中和滴定过程中溶液 pH 的变化情况,其中酸碱滴定终点附近的 pH 突变情况(如下滴定曲线图),对于酸碱滴定中如何选择合适的酸碱指示剂具有重要意义。
实验用品
蒸馏水、0.1000mol/L 盐酸溶液、0.1000mol/L NaOH 溶液、酚酞指示剂、甲基橙指示剂;pH 计、
锥形瓶、烧杯、酸式和碱式滴定管、滴定管夹、铁架台。
实验步骤
①滴定前的准备工作。滴定管:查漏→水洗→润洗→装液→赶气泡→调液面→记录初始读数; 锥形瓶:水洗→装液→滴加指示剂。
②滴定。左手控制滴定管,右手不停摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。酸碱中和滴定开始时和达到滴定终点之后,测试和记录 pH 的间隔可稍大些,如每加入 5~10mL 酸(或碱), 测试和记录一次;滴定终点附近,测试和记录 pH 的间隔要小,每滴加一滴测一次。
③数据处理。
滴定曲线
实验说明
1.中和滴定的关键
(1)准确测定参加反应的两种溶液的体积。
(2)准确判断中和滴定的终点。
2.指示剂的选择
在酸碱中和滴定时,常选甲基橙和酚酞作指示剂,不能用石蕊试液(因变色范围太大)。
3.操作注意事项
(1)滴速:先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇。
(2)终点:最后一滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且半分钟内不变色,读出V(标)记录。
(3)在滴定过程中,左手控制活塞或玻璃小球,右手摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
实验拓展--实验延伸 思维拓展
拓展一 滴定前的准备及滴定管使用
拓展二 指示剂选择
(1)中和反应恰好完全反应的时刻叫滴定终点。为准确判断滴定终点,必须选用变色明显、变色范围的pH与终点的pH相一致的酸碱指示剂。通常选用酚酞或甲基橙,而不选用颜色变化不灵敏的石蕊。
(2)中和滴定中,酸碱指示剂的用量及颜色变化
滴定种类
选用的指示剂
滴定终点颜色变化
指示剂用量
滴定终点判断标准
强酸滴定强碱
甲基橙
黄色→橙色
2~3滴
当指示剂恰好变色并在半分钟内不恢复原色时,即认为达到滴定终点
酚酞
红色→无色
强酸滴定弱碱
甲基橙
黄色→橙色
强碱滴定强酸
甲基橙
红色→黄色
酚酞
无色→粉红色
强碱滴定弱酸
酚酞
无色→粉红色
拓展三 误差分析
(1)误差分析的依据
分析误差要根据计算式:,当用标准液滴定待测液时,标准液浓度、待测液体积 均为定值,c待测的大小由标准液体积 的大小决定。
(2)常见的误差分析
可能情况
操作及读数
结果
仪器的洗涤
或润洗
未用标准液润洗滴定管
偏高
未用待测液润洗移液管或所用的滴定管
偏低
用待测液润洗锥形瓶
偏高
洗涤后锥形瓶未干燥
不影响
滴定时溅落
液体
标准液滴在锥形瓶外一滴
偏高
待测液溅出锥形瓶外一滴
偏低
将移液管下部的残留液吹入锥形瓶
偏高
尖嘴处气泡
处理不当
滴定前有气泡,滴定后无气泡
偏高
滴定前无气泡,滴定后有气泡
偏低
读数不正确
滴定前仰视,滴定后平视
偏低
滴定前平视,滴定后仰视
偏高
滴定前仰视,滴定后俯视
偏低
达终点后,滴定管尖嘴处悬一滴标准液
偏高
真题感知--追溯真题 命题感知
1.(2025·江苏·高考真题)用草酸溶液滴定未知浓度的溶液。下列实验操作规范的是
A.配制草酸溶液
B.润洗滴定管
C.滴定
D.读数
2.(2013·天津·高考真题)下列实验误差分析错误的是
A.用湿润的pH试纸测稀碱液的pH,测定值偏小
B.用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小
C.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏小
D.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,所测温度值偏小
3.(2018·全国III卷·高考真题)用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·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0.0400 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到a
D.相同实验条件下,若改为0.0500 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动
4.(2022·广东·高考真题)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用表示)。的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,的。
(1)配制的溶液,需溶液的体积为_______mL。
(2)下列关于容量瓶的操作,正确的是_______。
(3)某小组研究25℃下电离平衡的影响因素。
提出假设。稀释溶液或改变浓度,电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为的和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定,记录数据。
序号
Ⅰ
40.00
/
/
0
2.86
Ⅱ
4.00
/
36.00
0
3.36
…
Ⅶ
4.00
a
b
3:4
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
1:1
4.65
①根据表中信息,补充数据:_______,_______。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释溶液,电离平衡_______(填”正”或”逆”)
向移动;结合表中数据,给出判断理由:_______。
③由实验Ⅱ~VIII可知,增大浓度,电离平衡逆向移动。
实验结论假设成立。
(4)小组分析上表数据发现:随着的增加,的值逐渐接近的。
查阅资料获悉:一定条件下,按配制的溶液中,的值等于的。
对比数据发现,实验VIII中与资料数据存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定溶液的浓度再验证。
①移取溶液,加入2滴酚酞溶液,用溶液滴定至终点,消耗体积为,则该溶液的浓度为_______。在答题卡虚线框中,画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点_______。
②用上述溶液和溶液,配制等物质的量的与混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为的和溶液,如何准确测定的?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ
移取溶液,用溶液滴定至终点,消耗溶液
Ⅱ
_______,测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(6)根据可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途_______。
变式训练--变式拓展 素养训练
1.(2026·陕西咸阳·三模)常温下,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定20 mL 0.1 mol·L-1的三种一元酸,滴定曲线如图所示,图中Ka为曲线对应酸的电离平衡常数。已知≈0.7。下列说法错误的是
A.HA为强酸,HB.HC为弱酸
B.M点存在:2c(H+)+c(HB)=2c(OH-)+c(B-)
C.强碱滴定弱酸,可选择酚酞作为指示剂
D.HB溶液与NaOH溶液恰好中和时,溶液中c(OH-)≈7×10-5mol·L-1
2.(2026·湖南长沙·二模)常温下,用浓度为0.0200mol/L的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200mol/L的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η()的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.Ka(CH3COOH)的数量级为
B.点a:
C.点b:
D.水的电离程度:a<b<d<c
3.(2026·山东潍坊·三模)实验室称取基准固体并配制成溶液,加入稀硫酸酸化,用待标定溶液进行滴定。下列说法正确的是
A.称量基准固体可使用托盘天平
B.配制基准的溶液应使用容量瓶
C.装液前需用待标定溶液润洗酸式滴定管
D.当溶液恰好由无色变为浅红色时即达到滴定终点
4.(2026·福建漳州·模拟预测)市售NaOH中常含杂质,为配制纯净的NaOH溶液并标定其浓度,实验方案为:①除杂:将NaOH配制成饱和溶液,置于试剂瓶中密封静置,待完全析出;②配制:量取一定体积的上层清液,稀释配制成NaOH溶液;③标定:准确称取苯甲酸固体,加水溶解,加酚酞,用②中配制溶液滴定。下列说法错误的是
A.①中试剂瓶不可使用玻璃塞
B.①中析出的主要原因是很大,导致其溶解度显著降低
C.②中可用量筒量取上层清液
D.③中滴定终点时,仰视读数,标定的偏大
实验3 盐类水解
实验探源--溯本求源,实验精析
人教版(2019)选择性必修第一册P71-75
实验梳理--实验过程 要点梳理
1.探究盐溶液酸碱性
实验装置
实验原理
在溶液中盐电离出来的离子(弱碱的阳离子或弱酸的阴离子)结合水电离出的OH-或H+生成弱电解质,破坏了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液显示酸性、碱性或中性
实验用品
0.1mol·L-1NaCl、0.1 mol·L-1Na2CO3、0.1 mol·L-1NH4Cl、0.1 mol·L-1KNO3、0.1 mol·L-1CH3COONA.0.1 mol·L-1(NH4)2SO4、蒸馏水;pH 试纸、试管、玻璃棒、表面皿
实验步骤
取6支试管,分别加入上述六种溶液,并用pH试纸测定溶液的pH。
实验现象
盐
NaCl
Na2CO3
NH4Cl
KNO3
CH3COONa
(NH4)2SO4
盐溶液的酸碱性
pH=7
pH>7
pH<7
pH=7
pH>7
pH<7
盐的类型
强酸强碱盐
弱酸强碱盐
强酸弱碱盐
强酸强碱盐
弱酸强碱盐
强酸弱碱盐
实验结论
①强酸强碱盐溶液呈中性。
②弱酸强碱盐溶液呈碱性。
③强酸弱碱盐溶液呈酸性。
实验说明
在可溶性盐溶液中:有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解,都弱都水解,谁强显谁性
实验原理
FeCl3(黄色)+3H2O Fe(OH)3(红褐色)+3HCl
实验用品
FeCl3溶液、FeCl3 晶体、HCl气体、NaHCO3固体;pH计、试管、胶体滴管、酒精灯。
实验步骤
向FeCl3溶液中加入少量FeCl3 晶体,看溶液颜色变化,并用pH计测其pH变化。
向FeCl3溶液中通入少量HCl气体,看溶液颜色变化。
向 FeCl3溶液中加入少量NaHCO3固体,观察现象。
将FeCl3溶液加热,看溶液颜色变化。
实验现象
溶液颜色变深,pH减小。
溶液颜色变浅。
产生红褐色沉淀,无色气体。
溶液颜色变深。
实验结论
增大反应物浓度或减小生成物浓度或升高温度,水解平衡向右移动;增大生成物浓度,水解平衡向左移动。
实验说明
(1)主要因素——盐本身的性质
相同条件下,组成盐的酸根离子对应的酸越弱或阳离子对应的碱越弱,水解程度就越大(越弱越水解)。
(2)外界因素
①温度:盐的水解是吸热反应,因此升高温度,水解程度增大。
②浓度:盐的浓度越小,电解质离子相互碰撞结合成电解质分子的几率越小,水解程度越大。
③酸碱性:向盐溶液中加入H+,可抑制阳离子水解,促进阴离子水解;向盐溶液中加入OH-,能抑制阴离子水解,促进阳离子水解。
2.探究反应条件对 FeCl3水解平衡的影响
实验拓展--实验延伸 思维拓展
拓展一 探究影响FeCl3水解平衡的因素
实验序号
影响因素
实验操作(同时测溶液pH)
实验现象
①
盐的浓度
加入少量FeCl3晶体
pH减小,溶液颜色变深
加入H2O
pH增大,溶液颜色变浅
②
温度
升高温度
pH减小,溶液颜色变深
③
溶液酸碱性
加入少量盐酸
pH减小
④
外加试剂
加入少量NaHCO3
pH增大,生成红褐色沉淀,放出气体
拓展二 盐类水解的应用
1.在科学研究中的应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
如FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
配制或贮存易水解
的盐溶液
配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,防止Cu2+水解;贮存Na2CO3、Na2SiO3溶液时,不能用磨口玻璃塞,应用带有橡胶塞的试剂瓶
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的反应:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
制备某些无水盐
将某些挥发性酸对应的弱碱盐溶液直接蒸干时得不到无水盐。例如:加热AlCl3、FeCl3溶液,在加热过程中水解生成的HCl不断挥发,水解平衡不断向右移动,得到Al(OH)3、Fe(OH)3,继续加热,Al(OH)3、Fe(OH)3分解得到Al2O3、Fe2O3,所以要得到无水AlCl3、FeCl3,只有在HCl气流中加热对应溶液才能实现
物质的提纯
除去MgCl2溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入MgO、镁粉、Mg(OH)2或MgCO3,从而降低溶液酸性使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,然后通过过滤除去
判断离子共存
Al3+与AlO、CO、HCO、S2-、HS-等因相互促进水解而不能共存
2.在工农业生产和生活中的应用
应用
举例
泡沫灭火器原理
主要成分为NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液,发生的反应为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑,灭火器内压强增大,CO2、Al(OH)3一起喷出覆盖在着火物质上使火焰熄灭
化肥的施用
铵态氮肥(溶液显酸性)与草木灰(溶液显碱性)不得混合施用
热的纯碱溶液清洗油污
CO+H2OHCO+OH-,加热,水解平衡右移,溶液碱性增强,去污能力增强
明矾净水
Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体具有吸附性,可作净水剂
除锈剂
NH4Cl、ZnCl2溶液因NH、Zn2+水解而显酸性,金属表面的氧化膜可与H+反应,因此均可作焊接时的除锈剂
真题感知--追溯真题 命题感知
1.(2021·江苏·高考真题)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0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH,测得pH约为8
实验2:将0.1mol·L-1NaHCO3溶液与0.1mol·L-1CaCl2溶液等体积混合,产生白色沉淀
实验3:向0.1mol·L-1Na2CO3溶液中通入CO2,溶液pH从12下降到约为9
实验4:向0.1mol·L-1Na2CO3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)>
B.实验2中两溶液混合时有:c(Ca2+)·c(CO)<Ksp(CaCO3)
C.实验3中发生反应的离子方程式为CO+H2O+CO2=2HCO
D.实验4中c反应前(CO)<c反应后(CO)
2.(2022·湖南·高考真题)为探究的性质,进行了如下实验(和溶液浓度均为)。
实验
操作与现象
①
在水中滴加2滴溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色。
②
在溶液中滴加2滴溶液,变红褐色;
再滴加溶液,产生蓝色沉淀。
③
在溶液中滴加2滴溶液,变红褐色;
将上述混合液分成两份,一份滴加溶液,无蓝色沉淀生成;
另一份煮沸,产生红褐色沉淀。
依据上述实验现象,结论不合理的是
A.实验①说明加热促进水解反应
B.实验②说明既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明对的水解反应无影响,但对还原反应有影响
3.(2015·广东·高考真题)NH3及其盐都是重要的化工原料。
(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_____。
(2)按下图装置进行NH3性质实验。
①先打开旋塞1,B瓶中的现象是_______,原因是__________,稳定后,关闭旋塞1。
②再打开旋塞2,B瓶中的现象是_________________。
(3)设计实验,探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
限制试剂与仪器:固体NH4Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度)
①实验目的:探究______对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
②设计实验方案,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据,数据用字母表示;表中V(溶液)表示所配制溶液的体积)。_________________
物理量
实验序号
V(溶液)/mL
……
1
100
2
100
③按实验序号I所拟数据进行实验,若读取的待测物理量的数值为Y,则NH4Cl水解反应得平衡转化率
为_____(只列出算式,忽略水自身电离的影响)。
变式训练--变式拓展 素养训练
1.(2026·黑龙江·模拟预测)为探究铁盐溶液呈黄色的原因,进行了如下实验:
序号
实验操作
现象
1
向浓硫酸中小心滴加少量饱和溶液
溶液呈浅紫色
2
向溶液中滴加少量溶液
溶液黄色变浅
3
向溶液中滴加少量溶液
溶液黄色加深
已知:①通常和在水溶液中以水合离子的形式存在。
呈浅绿色;呈浅紫色;呈黄色;呈亮黄色。
下列说法错误的是
A.通常情况下,在溶液中的水解能力比强
B.实验1说明浓硫酸具有氧化及抑制水解的能力
C.实验2与实验3溶液呈黄色的原因相同,即水解产生了
D.上述实验说明对的配位能力比强
2.(2026·浙江·二模)为探究50 mL 1.0 溶液中的离子平衡和离子反应,某小组同学进行了如下实验。下列说法不正确的是
操作
现象
向锥形瓶中加入6.5 g锌粉,然后加入50 mL 1.0 的溶液,搅拌
溶液温度迅速上升,稍后出现红褐色沉淀,同时出现少量气泡;反应一段时间后静置,上层溶液为浅绿色,锥形瓶底部有黑色固体
收集检验反应过程中产生的气体
气体靠近火焰,有爆鸣声
A.溶液温度迅速上升主要是因为与Zn反应放热
B.锥形瓶底部有黑色固体为铁粉
C.红褐色沉淀是因为Zn消耗,同时放出热量,促进水解平衡正向移动
D.反应后溶液为浅绿色是因为发生反应:
3.(25-26高三上·天津·期末)测定溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下:
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。下列说法错误的是
A.溶液中存在水解平衡:
B.①→③的过程pH变化的主要原因是升温促进的水解
C.④的pH与①不同,主要是由于被空气中的氧气氧化所致
D.①与④的值相等
实验4 沉淀的溶解、生成与转化
实验探源--溯本求源,实验精析
人教版(2019)选择性必修第一册P82-84
实验梳理--实验过程 要点梳理
1.沉淀的溶解
实验装置
实验原理
氢氧化镁难溶于水,但与酸反应,溶于酸性溶液。NH4C1水解显酸性,能溶解氢氧化镁。Mg(OH)2+2H+=Mg2++H2O,Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3•H2O
实验用品
蒸馏水、盐酸、氯化铵溶液、氢氧化镁固体;试管、胶头滴管
实验步骤
分别向三支试管盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别滴加适量蒸馏水、盐酸和氯化铵溶液,充分振荡,观察并记录现象
实验现象
氢氧化镁中加入蒸馏水沉淀量无明显减少;氢氧化镁中加入盐酸溶液,沉淀迅速完全溶解,得无色溶液;氢氧化镁中加入氯化铵溶液,沉淀完全溶解,得无色溶液。
实验结论
氢氧化镁溶于酸和酸性溶液。
实验说明
在含有难溶物氢氧化镁的溶液中存在溶解平衡,加入酸或酸性溶液能促进沉淀的溶解。加入能与沉淀溶解所产生的离子发生反应的试剂,生成挥发性物质或弱电解质而使溶解平衡向溶解的方向移动。
2.实验探究沉淀的转化
(1)氯化银、碘化银、硫化银沉淀的转化
实验装置
实验原理
Ag++Cl=AgCl↓,AgCl+I-=AgI+Cl-,2AgI+S2-==Ag2S+2I-
实验用品
0.1mol/LAgNO3溶液、0.1mol/LNaCl溶液、0.1mol/LKI溶液、0.1mol/LNa2S溶液;试管、滴管。
实验步骤
①向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液,观察并记录现象。
②振荡试管,然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液,观察并记录现象。
③振荡试管,然后再向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液,观察并记录现象。
实验现象
①NaCl溶液和AgNO3溶液混合产生白色沉淀。②向所得固液混合物中滴加KI溶液,沉淀颜色逐渐变成黄色。③再向所得固液混合物中滴加Na2S溶液,沉淀颜色逐渐变成黑色。
实验结论
①溶解度由大到小的顺序为:AgCl>AgI>Ag2S[或Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),因沉淀类型不同通常不能比较Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)与Ksp(Ag2S)的大小]。②溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀,且两者差别越大,转化越容易。
实验说明
利用沉淀的转化探究沉淀的溶解度大小时,与多个沉淀均相关的离子(如Ag+)不能过量。
(2)氢氧化镁、氢氧化铁沉淀的转化
实验装置
实验原理
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,3Mg(OH)2+2Fe3+=3Mg2++2Fe(OH)3
实验用品
0.1mol/LMgCl2溶液、0.1mol/LFeCl3溶液、2mol/LNaOH溶液;试管、量筒、胶头滴管。
实验步骤
(1)向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中滴加2〜4滴2mol/LNaOH溶液,观察并记录现象。
(2)向上述试管中滴加4滴0.1mol/L FeCl3溶液,静置,观察并记录现象。
实验现象
MgCl2溶液中加入NaOH得到白色沉淀,再加入FeCl3后,沉淀逐渐变为红褐色。
实验结论
①溶解度由大到小的顺序为:Mg(OH)2>Fe(OH)3(因沉淀类型不同通常不能比较两者Ksp的大小)。
②溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀,且两者差别越大,转化越容易。
实验说明
利用沉淀的转化探究沉淀的溶解度大小时,与多个沉淀均相关的离子(如OH-)不能过量。
实验拓展--实验延伸 思维拓展
拓展一 沉淀溶解规律与方法
1.沉淀溶解的原理
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,若能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
2.沉淀溶解的方法
(1)酸溶解法:如难溶于水的BaCO3沉淀可溶于盐酸中,其溶解原理可表示为
(2)盐溶解法:如难溶于水的Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液中。
(3)生成配合物法:如AgCl沉淀可溶于氨水,其溶解原理为AgCl电离出的Ag+与NH3·H2O作用生成可溶但难电离的配离子[Ag(NH3)2]+,则AgCl溶解平衡体系中c(Ag+)减小,溶解平衡向右移动直至AgCl完全溶解,反应的离子方程式为AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。
(4)氧化还原法:有些金属硫化物(如CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸,只能溶于氧化性酸,则可通过减小c(S2-)来达到使沉淀溶解的目的,例如:3CuS+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+3S+2NO↑+4H2O。
拓展二 沉淀转化方法与应用
1.沉淀转化的实质与规律
(1)实质:沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。
(2)规律:①两种沉淀的溶解度不同,一般来说溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,沉淀的溶解度差别越大,沉淀转化越容易。
②当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时,生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的越先沉淀。
③如果生成各种沉淀所需要试剂离子的浓度相差较大,就能分步沉淀,从而达到分离的目的。
2.沉淀生成的方法
(1)调节pH法:如工业原料氯化铵中含有杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节溶液pH至7~8,可使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。反应的离子方程式为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH。
(2)加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作为沉淀剂,使某些金属离子如Cu2+、Hg2+等,生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
(3)相同离子法:增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度,使平衡向生成沉淀的方向移动,如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。
(4)氧化还原法:改变离子的存在形式,促使其转化为溶解度更小的难溶电解质,便于分离出来,例如通过氧化还原反应将Fe2+氧化为Fe3+,从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。
3.沉淀转化的应用
(1)锅炉除水垢:将水垢中含有的难溶于酸的CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3,离子方程式:CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)。
(2)自然界中矿物的转化:如ZnS遇CuSO4溶液转化为CuS,离子方程式:Cu2+(aq)+ZnS(s)CuS(s)+Zn2+(aq)。
(3)要能除去溶液中的指定离子,又不能影响其他离子的存在,并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去,如沉淀KNO3溶液中的Ag+,可用KCl作沉淀剂,而不能选用NaCl。
(4)溶液中沉淀物的溶解度越小,离子沉淀越完全,如沉淀Ca2+,可将Ca2+转化为CaCO3、CaSO4,因CaSO4是微溶物,不如CaCO3的溶解度小,因此转化为CaCO3沉淀时Ca2+除去得更完全。
(5)要注意沉淀剂的电离程度,如使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀时,用NaOH溶液作沉淀剂要比用氨水的效果好。
真题感知--追溯真题 命题感知
1.(2025·浙江·高考真题)已知:
下列有关说法不正确的是
A.过量在溶液中
B.过量在水中所得的饱和溶液中滴加溶液,有生成
C.过量在水中溶解的质量大于在相同体积溶液中溶解的质量
D.在的盐酸中不能完全溶解
2.(2025·重庆·高考真题)是两性氢氧化物,其沉淀分离的关键是控制溶液pH。25 ℃时,某溶液中与的总和为c。- lg c随pH的变化关系如图所示(忽略体积变化)。
已知:
下列叙述正确的是
A.由M点可以计算 B.恰好沉淀完全时pH为6.7
C.P点沉淀质量小于Q点沉淀质量 D.随pH增大先减小后增大
3.(2025·重庆·高考真题)某兴趣小组探究沉淀的转化。将2mL 0.1mol·L-1 AgNO3溶液与同浓度同体积的NaCl溶液混合,得悬浊液1,然后进行如下实验。下列叙述错误的是
A.溶液1中
B.溶液2中
C.溶液3中
D.上述实验可证明
4.(2023·浙江·高考真题)碳酸钙是常见难溶物,将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡:
[已知,,的电离常数],下列有关说法正确的是
A.上层清液中存在
B.上层清液中含碳微粒最主要以形式存在
C.向体系中通入气体,溶液中保持不变
D.通过加溶液可实现向的有效转化
变式训练--变式拓展 素养训练
1.(2025·浙江湖州·一模)某兴趣小组进行如下实验探究沉淀的转化。实验1:将溶液与同浓度同体积NaCl溶液混合,充分反应后分离得到滤渣和溶液X。往滤渣中加入适量氨水,滤渣溶解,得到溶液Y。实验2:将溶液Y均分为两等份,其中一份溶液加入溶液,产生黄色沉淀;另一份溶液滴加适量稀硝酸,产生白色沉淀。下列说法不正确的是
A.溶液X中至少存在6种离子
B.由实验2现象可说明
C.溶液中滴加KI溶液后,
D.溶液产生白色沉淀的反应方程式为
2.(2025·江苏南通·一模)下列实验方案设计能达到实验目的的是
选项
探究目的
实验方案
A
验证浓硫酸具有强氧化性
将浓硫酸与Na2SO3固体反应生成的气体,通入品红溶液中,观察溶液颜色变化
B
验证氧化性:>Fe3+
向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色变化
C
比较Ka(H2CO3)与Ka(HClO)大小
室温下,分别测定浓度均为0.1mol·L-1的Na2CO3溶液和NaClO溶液的pH
D
比较Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)大小
向10mL浓度均为0.1mol·L-1的NaCl和KI的混合溶液中,逐滴滴加AgNO3溶液,观察现象
3.(2026·福建·一模)为探究是否溶于氨水(流程中均为),常温下进行如下实验。
已知:①
②
下列说法正确的是
A.“试剂X”为碱石灰
B.溶液可用于检测天蓝色固体是否洗净
C.能促进溶于氨水
D.固体易溶于氨水
4.(2025·北京丰台·二模)常温下探究与之间的转化,进行如下实验。
实验
实验过程
电导率变化图像
pH变化图像
Ⅰ
向盛有60mL蒸馏水的烧杯中,加入适量固体,用磁力搅拌器搅拌,待数据稳定后,加入1滴管饱和溶液
Ⅱ
向盛有60mL蒸馏水的烧杯中,加入适量固体,用磁力搅拌器搅拌,待数据稳定后,加入1滴管饱和溶液
下列说法正确的是
A.由图1可知,相同条件下,同浓度的溶液比溶液导电能力强
B.由图2可知,加入溶液后,水电离产生的
C.实验Ⅱ中,加入1滴管饱和溶液后,转化为
D.实验Ⅰ、Ⅱ的混合溶液中均存在:
5.(2024·辽宁鞍山·二模)25℃时,实验小组探究沉淀溶解平衡的影响因素时,取两份相同的饱和溶液(有固体剩余),分别加入和,得出图像(见图),若忽略水解,下列说法正确的是
A.的数量级为
B.b线表明饱和溶液中加入的是
C.加入氯化镁达平衡后
D.实验中pH变化的原因是发生了改变
2 / 32
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题12 水溶液中离子平衡
目 录
实验1:弱电解质的电离
通过pH测定、导电性对比及与镁条反应速率,比较等浓度盐酸与醋酸的酸性强弱。盐酸pH低、导电性强、反应剧烈,证明HCl完全电离(强电解质),醋酸部分电离(弱电解质)。醋酸与碳酸钠反应产生CO₂,证明酸性CH₃COOH>H₂CO₃。
实验2:酸碱中和滴定
用标准NaOH溶液滴定未知浓度盐酸(或反之),以酚酞/甲基橙指示终点,通过pH突变曲线判定滴定终点。关键操作包括滴定管润洗、赶气泡、读数、锥形瓶不润洗。误差分析重点:滴定管未润洗(偏高)、锥形瓶润洗(偏高)、读数俯仰误差。
实验3:盐类水解
测定不同盐溶液的pH,归纳“有弱才水解,越弱越水解,谁强显谁性”。以FeCl₃水解平衡(Fe³⁺+3H₂O⇌Fe(OH)₃+3H⁺)为模型,探究加FeCl₃晶体、加HCl、加热、加NaHCO₃对平衡的影响。水解规律广泛应用于净水、除锈、泡沫灭火器、溶液配制等实际场景。
实验4:沉淀的溶解、生成与转化
Mg(OH)₂溶于盐酸和NH₄Cl溶液(利用酸性和NH₄⁺水解酸性);AgCl→AgI→Ag₂S沉淀颜色由白→黄→黑,证明溶解度小的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀;Mg(OH)₂转化为红褐色Fe(OH)₃。核心规律:沉淀总是向溶解度更小的方向转化,差异越大转化越完全。
实验1 弱电解质的电离
实验探源--溯本求源,实验精析
人教版(2019)选择性必修第一册P58,61
实验梳理--实验过程 要点梳理
1.等浓度的盐酸、醋酸溶液酸性的比较
实验装置
实验原理
Mg+2H+=Mg2++H2↑,Mg+2CH3COOH=Mg2++2CH3COO- +H2↑
实验用品
1.0mol/L 盐酸溶液、1.0mol/L 醋酸溶液、镁条;pH 试纸、小灯泡、导线、电极、烧杯、试管、胶头滴管。
实验步骤
①测定1.0mol/L 盐酸溶液、1.0mol/L 醋酸溶液的 pH。
②按上述接好电路,测定等体积1.0mol/L 盐酸溶液、1.0mol/L 醋酸溶液导电能力。
③分别取等体积的 1.0mol/L 盐酸溶液和 1.0mol/L 醋酸溶液与等量的镁条反应,观察实验现象。
实验现象
①1.0mol/L 盐酸溶液的pH为0,1.0mol/L 醋酸溶液的pH为3。
②盐酸溶液的灯泡更亮。
③盐酸溶液中剧烈反应,产生大量气泡,醋酸溶液中缓慢反应,产生少量气泡。
实验结论
①反应的剧烈程度和pH都有差别,说明两溶液中的H+浓度是不同的。
②盐酸溶液导电能力更强,说明盐酸溶液离子浓度比醋酸溶液浓度大,即HCl的电离程度大于CH3COOH 的电离程度。
③盐酸溶液中的现象更为剧烈,说明盐酸中H+浓度比醋酸中H+浓度大,即 HCl 的电离程度大于CH3COOH 的电离程度。
2.醋酸与饱和碳酸溶液酸性比较
实验装置
实验原理
Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+H2O+CO2↑
实验用品
0.1mol/L 醋酸、1mol/L 碳酸钠溶液;铁架台、试管、胶头滴管。
实验步骤
向洁净的试管中分别加入 0.1mol/L 醋酸,然后向试管中加入1mol/L的碳酸钠溶液,观察实验现象。
实验现象
醋酸溶液中产生气泡。
实验结论
①醋酸能与碳酸钠溶液反应,放出CO2气体。
②酸性强弱:CH3COOH>H2CO3。
实验说明
为使实验现象更加明显,易于观察,滴加顺序必须为向酸溶液中滴加碳酸钠。
实验拓展--实验延伸 思维拓展
拓展一 强弱电解质的电离
一、强、弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
定义
在水溶液中完全电离的电解质
在水溶液中部分电离的电解质
化学键种类
离子键、强极性键
极性键
化合物类型
离子化合物,某些具有极性键的共价化合物
某些具有极性键的共价化合物
电离过程
不可逆,不存在电离平衡
可逆,存在电离平衡
电离程度
完全电离
部分电离
表示方法
用“===”表示
用“”表示
示例
Na2SO4===2Na++SO
CH3COOHCH3COO-+H+
溶液中溶质微粒的种类
离子,无强电解质分子
离子和分子
二、外界条件对电离平衡影响的四个“不一定”
1.稀醋酸加水稀释时,溶液中不一定所有的离子浓度都减小。例如,稀醋酸加水稀释时,溶液中的c(H+)减小,c(OH-)增大。
2.电离平衡右移,电解质分子的浓度不一定减小。例如,CH3COOHCH3COO-+H+,平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根据勒夏特列原理,只能“减弱”而不能消除,再次平衡时,c(CH3COOH)比原平衡时大。
3.电离平衡右移,离子的浓度不一定增大。例如,在CH3COOH溶液中加水稀释或加少量NaOH固体,都会引起平衡右移,但c(H+)都比原平衡时要小。
4.电离平衡右移,电离程度不一定增大。例如,增大弱电解质的浓度,电离平衡向右移动,弱电解质的电离程度减小。
拓展二 强电解质和弱电解质的证明实验(以证明某酸(HA)为弱酸为例)
实验方法
结论
(1)测0.01 mol·L-1 HA溶液的pH
pH=2,HA为强酸;pH>2,HA为弱酸
(2)测NaA溶液的pH
pH=7,HA为强酸;pH>7,HA为弱酸
(3)相同条件下,测相同浓度的HA和HCl溶液的导电性
导电性相同,HA为强酸;导电性弱于盐酸,HA为弱酸
(4)往同浓度的HA和HCl溶液中投入大小相同的Zn粒或CaCO3固体
开始反应速率相同,HA为强酸;开始反应速率比盐酸慢,HA为弱酸
(5)测相同pH的HA与HCl稀释相同倍数前后的pH变化
pH变化倍数相同,HA为强酸;pH变化倍数小于盐酸,HA为弱酸
真题感知--追溯真题 命题感知
1.(2022·福建·高考真题)探究醋酸浓度与电离度关系的步骤如下,与相关步骤对应的操作或叙述正确的
步骤
操作或叙述
A
Ⅰ.用标准溶液标定醋酸溶液浓度
滴定时应始终注视滴定管中的液面
B
Ⅱ.用标定后的溶液配制不同浓度的醋酸溶液
应使用干燥的容量瓶
C
Ⅲ.测定步骤Ⅱ中所得溶液的
应在相同温度下测定
D
Ⅳ.计算不同浓度溶液中醋酸的电离度
计算式为
【答案】C
【解析】A.中和滴定时眼睛应始终注视锥形瓶内溶液颜色的变化,A错误;B.配制不同浓度的醋酸溶液时,容量瓶不需要干燥,B错误;C.温度影响醋酸的电离平衡,因此测定步骤Ⅰ中所得溶液的时应在相同温度下测定,C正确;D.电离度是指弱电解质在溶液里达电离平衡时,已电离的电解质分子数占原来总分子数(包括已电离的和未电离的)的百分数,因此醋酸的电离度计算式为,D错误;答案选C。
2.(2007·重庆·高考真题)用食用白醋(醋酸浓度约1 mol/L)进行下列实验,能证明醋酸为弱电解质的是
A.白醋中滴入石蕊试液呈红色 B.白醋加入豆浆中有沉淀产生
C.蛋壳浸泡在白醋中有气体放出 D.pH试纸显示白醋的pH为2~3
【答案】D
【解析】要证明某物质是强电解质还是弱电解质,关键是看该物质在溶液中是完全电离,还是部分电离。如完全电离,则为强电解质,如部分电离,则为弱电解质。A.白醋中滴入石蕊试液呈红色,只能说明溶液显酸性,A错误;B.白醋加入豆浆中有沉淀产生,属于胶体的聚沉,B错误;C.蛋壳浸泡在白醋中有气体放出,只能说明醋酸的酸性强于碳酸,C错误;D.浓度约1 mol/L的醋酸其pH为2~3,说明醋酸在溶液中是部分电离的,故为弱电解质,D正确;答案选D。
3.(2023·浙江·高考真题)草酸()是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验I:往溶液中滴加溶液。
实验Ⅱ:往溶液中滴加溶液。
[已知:的电离常数,溶液混合后体积变化忽略不计],下列说法正确的是
A.实验I可选用甲基橙作指示剂,指示反应终点
B.实验I中时,存在
C.实验Ⅱ中发生反应
D.实验Ⅱ中时,溶液中
【答案】D
【解析】A.溶液被氢氧化钠溶液滴定到终点时生成显碱性的草酸钠溶液,为了减小实验误差要选用变色范围在碱性范围的指示剂,因此,实验I可选用酚酞作指示剂,指示反应终点,故A错误;B.实验I中时,溶质是、且两者物质的量浓度相等,,,则草酸氢根的电离程度大于草酸根的水解程度,因此存在,故B错误;C.实验Ⅱ中,由于开始滴加的氯化钙量较少而过量,因此该反应在初始阶段发生的是,该反应的平衡常数为,因为平衡常数很大,说明反应能够完全进行,当完全消耗后,再和发生反应,故C错误;D.实验Ⅱ中时,溶液中的钙离子浓度为,溶液中,故D正确。综上所述,答案为D。
变式训练--变式拓展 素养训练
1.(2026·广东·模拟预测)安息香酸(HR)是最简单的一元芳香酸,其钠盐(用NaR表示)的水溶液呈碱性。已知常温下,。下列说法正确的是
A.HR为强电解质,电离平衡为HRH++R-
B.向NaR水溶液中加水稀释,溶液的pH升高
C.NaR水溶液中,
D.常温下,NaR溶液的碱性比同浓度的溶液弱
【答案】D
【解析】A.HR的钠盐NaR水溶液呈碱性,说明HR是弱酸,属于弱电解质,A错误;B.NaR水溶液中水解使溶液显碱性,加水稀释时溶液碱性减弱,pH降低,B错误;C.NaR水溶液中质子守恒式为,给出的等式不符合守恒关系,C错误;D.已知,说明HR酸性强于,根据“越弱越水解”,同浓度下水解程度小于,故NaR溶液的碱性比同浓度溶液弱,D正确;故选D。
2.(2026·江西景德镇·三模)下列有关实验操作、现象(或数据)和结论均正确的是
实验操作
实验现象或数据
结论
A
向NaHCO3溶液中滴加紫色石蕊试液
溶液变蓝
B
取待测液于试管中,加入浓NaOH溶液微热,用湿润的红色石蕊试纸检测
湿润的红色石蕊
试纸变蓝
该溶液为铵盐溶液
C
以酚酞为指示剂,用0.1 mol/L NaOH标准溶液滴定0.1 mol/L草酸溶液
到达滴定终点时消耗NaOH溶液的体积为草酸溶液的2倍
草酸为二元弱酸
D
常温下,分别测定饱和NaA溶液和饱和NaB溶液的pH
溶液的pH:
NaA>NaB
酸性:HA<HB
【答案】A
【解析】A.NaHCO3溶液使紫色石蕊试液变蓝说明溶液呈碱性,说明碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度,水解常数,移项可得 ,A正确; B.湿润的红色石蕊试纸变蓝说明反应生成了NH3,待测液也可能是氨水,不一定为铵盐溶液,B错误;C.若草酸为二元强酸,用酚酞作指示剂滴定终点时,消耗NaOH溶液的体积也为草酸溶液的2倍,该现象只能证明草酸是二元酸,无法证明其为弱酸,C错误;D.饱和NaA.NaB溶液的溶解度不一定相同,因此溶液浓度不一定相等,未控制变量,无法根据pH比较对应酸的酸性强弱,D错误;故选A。
3.(2026·河南开封·一模)草酸是二元弱酸,广泛应用于化工、医药等领域。25℃时,某小组开展了如下实验探究其性质。
实验1:向10.00 mL 的溶液中,逐滴加入一定量的NaOH溶液。混合溶液的pH与或的关系如图所示。
实验2:向10.00 mL 的溶液中,逐滴加入一定量的溶液,观察pH与沉淀生成情况;
实验3:向10.00 mL 的溶液中,逐滴加入一定量的溶液,观察现象。
已知:25℃时,。混合后溶液体积变化忽略不计。
下列说法错误的是
A.曲线I表示
B.实验1,当溶液中时,
C.实验2,当加入溶液10.00 mL时,无沉淀生成
D.实验3,当滴加溶液至恰好完全反应时,溶液的
【答案】C
【解析】是二元弱酸,分两步电离: 、 ,根据可知,当时,对应的大,pH数值小,因此、,故曲线I表示、曲线II表示。据此分析。A.由分析可知曲线I表示,A正确;B.,当溶液中时,,故,B正确;C.实验2,当加入溶液10.00 mL时,混合溶液中、,在0.1 mol/L的草酸溶液中,,此时离子积,已知,因为,所以有沉淀生成,C错误;D.实验3滴加至恰好完全反应,生成沉淀和水,方程式为,存在溶解平衡,水解使溶液呈碱性,即溶液的,D正确;故答案选C。
4.(22-23高三上·陕西渭南·阶段检测)HA和HB是两种一元弱酸,其难溶盐RA和RB的溶度积:,已知不发生水解,实验测得25℃时RA和RB的饱和溶液中, 随的变化为线性关系,如图中实线甲和实线乙所示。下列说法错误的是
A.25℃时,RA的的数量级为
B.实线甲表示难溶盐RB中随的变化
C.当时,溶液
D.25℃时,将RA,RB加入蒸馏水中混合、振荡、静置后,上层清液中
【答案】C
【解析】在RA和RB的饱和溶液中,当接近时,溶液中很大,此时A-和B-的水解被极大地抑制,使得,,则。由图可知当时,实线甲的,实线乙的,又因为溶度积得,,所以实线乙表示难溶盐RA中随的变化,实线甲表示难溶盐RB中随的变化。A.根据分析可知,实线甲的,A正确;B.根据分析可知,实线甲表示难溶盐RB中随的变化,B正确;C.由得,观察图象可知,该点为实线甲和实线乙的相交点,其横坐标为,因此溶液的,C错误;D.上层清液中R+的浓度相等,根据、可知,,D正确;故答案选C。
实验2 酸碱中和滴定
实验探源--溯本求源,实验精析
人教版(2019)选择性必修第一册P91-93
实验梳理--实验过程 要点梳理
实验装置
实验原理
酸碱滴定曲线是以酸碱中和滴定过程中滴加酸(或碱)的量为横坐标,以溶液 pH 为纵坐标绘出的一条溶液 pH 随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。它描述了酸碱中和滴定过程中溶液 pH 的变化情况,其中酸碱滴定终点附近的 pH 突变情况(如下滴定曲线图),对于酸碱滴定中如何选择合适的酸碱指示剂具有重要意义。
实验用品
蒸馏水、0.1000mol/L 盐酸溶液、0.1000mol/L NaOH 溶液、酚酞指示剂、甲基橙指示剂;pH 计、
锥形瓶、烧杯、酸式和碱式滴定管、滴定管夹、铁架台。
实验步骤
①滴定前的准备工作。滴定管:查漏→水洗→润洗→装液→赶气泡→调液面→记录初始读数; 锥形瓶:水洗→装液→滴加指示剂。
②滴定。左手控制滴定管,右手不停摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。酸碱中和滴定开始时和达到滴定终点之后,测试和记录 pH 的间隔可稍大些,如每加入 5~10mL 酸(或碱), 测试和记录一次;滴定终点附近,测试和记录 pH 的间隔要小,每滴加一滴测一次。
③数据处理。
滴定曲线
实验说明
1.中和滴定的关键
(1)准确测定参加反应的两种溶液的体积。
(2)准确判断中和滴定的终点。
2.指示剂的选择
在酸碱中和滴定时,常选甲基橙和酚酞作指示剂,不能用石蕊试液(因变色范围太大)。
3.操作注意事项
(1)滴速:先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇。
(2)终点:最后一滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且半分钟内不变色,读出V(标)记录。
(3)在滴定过程中,左手控制活塞或玻璃小球,右手摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
实验拓展--实验延伸 思维拓展
拓展一 滴定前的准备及滴定管使用
拓展二 指示剂选择
(1)中和反应恰好完全反应的时刻叫滴定终点。为准确判断滴定终点,必须选用变色明显、变色范围的pH与终点的pH相一致的酸碱指示剂。通常选用酚酞或甲基橙,而不选用颜色变化不灵敏的石蕊。
(2)中和滴定中,酸碱指示剂的用量及颜色变化
滴定种类
选用的指示剂
滴定终点颜色变化
指示剂用量
滴定终点判断标准
强酸滴定强碱
甲基橙
黄色→橙色
2~3滴
当指示剂恰好变色并在半分钟内不恢复原色时,即认为达到滴定终点
酚酞
红色→无色
强酸滴定弱碱
甲基橙
黄色→橙色
强碱滴定强酸
甲基橙
红色→黄色
酚酞
无色→粉红色
强碱滴定弱酸
酚酞
无色→粉红色
拓展三 误差分析
(1)误差分析的依据
分析误差要根据计算式:,当用标准液滴定待测液时,标准液浓度、待测液体积 均为定值,c待测的大小由标准液体积 的大小决定。
(2)常见的误差分析
可能情况
操作及读数
结果
仪器的洗涤
或润洗
未用标准液润洗滴定管
偏高
未用待测液润洗移液管或所用的滴定管
偏低
用待测液润洗锥形瓶
偏高
洗涤后锥形瓶未干燥
不影响
滴定时溅落
液体
标准液滴在锥形瓶外一滴
偏高
待测液溅出锥形瓶外一滴
偏低
将移液管下部的残留液吹入锥形瓶
偏高
尖嘴处气泡
处理不当
滴定前有气泡,滴定后无气泡
偏高
滴定前无气泡,滴定后有气泡
偏低
读数不正确
滴定前仰视,滴定后平视
偏低
滴定前平视,滴定后仰视
偏高
滴定前仰视,滴定后俯视
偏低
达终点后,滴定管尖嘴处悬一滴标准液
偏高
真题感知--追溯真题 命题感知
1.(2025·江苏·高考真题)用草酸溶液滴定未知浓度的溶液。下列实验操作规范的是
A.配制草酸溶液
B.润洗滴定管
C.滴定
D.读数
【答案】D
【解析】A.转移或移液时需要用玻璃棒引流,A错误;B.润洗滴定管时应取少量标准液于滴定管中,倾斜着转动滴定管进行润洗,B错误;C.滴定时,应手持锥形瓶上端摇动锥形瓶,不能手持锥形瓶底端摇动,控制活塞的方式也是错误的,应采用如图所示方式进行滴定,C错误;D.读数时,眼睛平视滴定管凹液面最低点,D正确;答案选D。
2.(2013·天津·高考真题)下列实验误差分析错误的是
A.用湿润的pH试纸测稀碱液的pH,测定值偏小
B.用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小
C.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏小
D.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,所测温度值偏小
【答案】B
【解析】A.湿润的pH值试纸可以稀释碱液,溶液中氢氧根离子浓度减小,测定的溶液碱性减弱,测定值偏小,故A正确;B.定容时俯视刻度线,导致所配溶液的体积偏小,结合c=可知,所配溶液的浓度偏大,故B错误;C.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,气体占据液体应占有的体积,会导致所测溶液体积偏小,故C正确;D.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,导致热量损失过大,所测温度值偏小,故D正确;故选B。
3.(2018·全国III卷·高考真题)用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·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0.0400 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到a
D.相同实验条件下,若改为0.0500 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动
【答案】C
【解析】本题应该从题目所给的图入手,寻找特定数据判断题目中的沉淀滴定的具体过程。注意:横坐标是加入的硝酸银溶液的体积,纵坐标是氯离子浓度的负对数。A.选取横坐标为50mL的点,此时向50mL 0.05mol/L的Cl-溶液中,加入了50mL 0.1mol/L的AgNO3溶液,所以计算出此时溶液中过量的Ag+浓度为0.025mol/L(按照银离子和氯离子1:1沉淀,同时不要忘记溶液体积变为原来2倍),由图示得到此时Cl-约为1×10-8mol/L(实际稍小),所以KSP(AgCl)约为0.025×10-8=2.5×10-10,所以其数量级为10-10,选项A正确;B.由于KSP(AgCl)极小,所以向溶液滴加硝酸银就会有沉淀析出,溶液一直是氯化银的饱和溶液,所以c(Ag+)·c(Cl-)=KSP(AgCl),选项B正确;C.滴定的过程是用硝酸银滴定氯离子,所以滴定的终点应该由原溶液中氯离子的物质的量决定,将50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改为50mL 0.04mol/L的Cl-溶液,此时溶液中的氯离子的物质的量是原来的0.8倍,所以滴定终点需要加入的硝酸银的量也是原来的0.8倍,因此应该由c点的25mL变为25×0.8=20mL,而a点对应的是15mL,选项C错误;D.卤化银从氟化银到碘化银的溶解度应该逐渐减小,所以KSP(AgCl)应该大于KSP(AgBr),将50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改为50mL 0.05mol/L的Br-溶液,这是将溶液中的氯离子换为等物质的量的溴离子,因为银离子和氯离子或溴离子都是1:1沉淀的,所以滴定终点的横坐标不变,但是因为溴化银更难溶,所以终点时,溴离子的浓度应该比终点时氯离子的浓度更小,所以有可能由a点变为b点。选项D正确;故答案选C。
4.(2022·广东·高考真题)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用表示)。的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,的。
(1)配制的溶液,需溶液的体积为_______mL。
(2)下列关于容量瓶的操作,正确的是_______。
(3)某小组研究25℃下电离平衡的影响因素。
提出假设。稀释溶液或改变浓度,电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为的和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定,记录数据。
序号
Ⅰ
40.00
/
/
0
2.86
Ⅱ
4.00
/
36.00
0
3.36
…
Ⅶ
4.00
a
b
3:4
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
1:1
4.65
①根据表中信息,补充数据:_______,_______。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释溶液,电离平衡_______(填”正”或”逆”)
向移动;结合表中数据,给出判断理由:_______。
③由实验Ⅱ~VIII可知,增大浓度,电离平衡逆向移动。
实验结论假设成立。
(4)小组分析上表数据发现:随着的增加,的值逐渐接近的。
查阅资料获悉:一定条件下,按配制的溶液中,的值等于的。
对比数据发现,实验VIII中与资料数据存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定溶液的浓度再验证。
①移取溶液,加入2滴酚酞溶液,用溶液滴定至终点,消耗体积为,则该溶液的浓度为_______。在答题卡虚线框中,画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点_______。
②用上述溶液和溶液,配制等物质的量的与混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为的和溶液,如何准确测定的?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ
移取溶液,用溶液滴定至终点,消耗溶液
Ⅱ
_______,测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(6)根据可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途_______。
【答案】(1)5.0
(2)C
(3) 3.00 33.00 正 实验II相较于实验I,醋酸溶液稀释了10倍,而实验II的pH增大值小于1
(4) 0.1104
(5)另取20.00mlHAc,加入mL氢氧化钠
(6)HClO:漂白剂和消毒液(或H2SO3:还原剂、防腐剂或H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料)
【解析】(1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此250mL×0.1mol/L=V×5mol/L,解得V=5.0mL,故答案为:5.0。
(2)A.容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,故A错误;
B.定容时,视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”,不能仰视或俯视,故B错误;
C.向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶口,故C正确;
D.定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左手掉落,故D错误;
综上所述,正确的是C项。
(3)①实验VII的溶液中n(NaAc):n(HAc)=3:4,V(HAc)=4.00mL,因此V(NaAc)=3.00mL,即a=3.00,,由实验I可知,溶液最终的体积为40.00mL,因此V(H2O)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL,即b=33.00,故答案为:3.00;33.00。
②实验Ⅱ相当于在实验Ⅰ的基础上将HAc溶液稀释到原来的10倍,如果平衡不发生移动,则稀释后的氢离子浓度应为实验Ⅰ的十分之一,pH应为3.86,但实际pH为3.36,说明稀释HAc溶液时,电离平衡正向移动,故答案为:正;实验Ⅱ相当于在实验Ⅰ的基础上将HAc溶液稀释到原来的10倍,如果平衡不发生移动,则稀释后的氢离子浓度应为实验Ⅰ的十分之一,pH应为3.86,但实际pH为3.36,说明稀释HAc溶液时,电离平衡正向移动。
(4)(i)滴定过程中发生反应:HAc+NaOH=NaAc+H2O,由反应方程式可知,滴定至终点时,n(HAc)=n(NaOH),因此22.08mL×0.1mol/L=20.00mL×c(HAc),解得c(HAc)=0.1104mol/L,故答案为:0.1104。
(ii)滴定过程中,当V(NaOH)=0时,c(H+)=≈mol/L=10-2.88mol/L,溶液的pH=2.88,当V(NaOH)=11.04 mL时,n(NaAc)=n(HAc),考虑HAc的电离和Ac-的水解,HAc的电离程度大于Ac-的水解程度,故溶液中NaAc>HAc,溶液的pH>PKa,即pH>4.76,当V(NaOH)=22.08mL时,达到滴定终点,溶液中溶质为NaAc溶液,Ac-发生水解,溶液呈弱碱性,当NaOH溶液过量较多时,c(NaOH)无限接近0.1mol/L,溶液pH接近13,因此滴定曲线如图:。
(5)向20.00mL的HAc溶液中加入V1mL NaOH溶液达到滴定终点,滴定终点的溶液中溶质为NaAc,当时,溶液中c(H+)的值等于HAc的Ka,因此另取20.00mlHAc,加入mL氢氧化钠,使溶液中n(NaAc)=n(HAc),故答案为:另取20.00mlHAc,加入mL氢氧化钠。
(6)不同的无机弱酸在生活中应用广泛,如HClO具有强氧化性,在生活中可用于漂白和消毒,H2SO3具有还原性,可用作还原剂,在葡萄酒中添加适量H2SO3可用作防腐剂,H3PO4具有中强酸性,可用作食品添加剂,同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途,故答案为:HClO:漂白剂和消毒液(或H2SO3:还原剂、防腐剂或H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料)。
变式训练--变式拓展 素养训练
1.(2026·陕西咸阳·三模)常温下,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定20 mL 0.1 mol·L-1的三种一元酸,滴定曲线如图所示,图中Ka为曲线对应酸的电离平衡常数。已知≈0.7。下列说法错误的是
A.HA为强酸,HB.HC为弱酸
B.M点存在:2c(H+)+c(HB)=2c(OH-)+c(B-)
C.强碱滴定弱酸,可选择酚酞作为指示剂
D.HB溶液与NaOH溶液恰好中和时,溶液中c(OH-)≈7×10-5mol·L-1
【答案】D
【解析】A.的HA,滴定起点,说明,HA完全电离,为强酸;HB.HC的电离平衡常数、滴定起点,,说明部分电离,为弱酸,A正确;B.M点加入,反应后溶质为等物质的量的和,物料守恒:,电荷守恒:,将物料守恒代入电荷守恒整理得:,B正确;C.强碱滴定弱酸,滴定终点为碱性,酚酞的变色范围()符合要求,因此可选择酚酞作指示剂,C正确;D.HB与恰好中和时生成,溶液体积变为,则, 的水解常数:,水解时,不是,D错误;故选D。
2.(2026·湖南长沙·二模)常温下,用浓度为0.0200mol/L的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200mol/L的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η()的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.Ka(CH3COOH)的数量级为
B.点a:
C.点b:
D.水的电离程度:a<b<d<c
【答案】C
【解析】盐酸的酸性大于CH3COOH的酸性,用浓度为0.0200mol/L的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200mol/L的HCl和CH3COOH的混合溶液,氢氧化钠先和盐酸反应,η=1时氢氧化钠恰好和盐酸反应,此时溶质为0.0100mol/L的CH3COOH和0.0100mol/L的NaCl的混合溶液;A.根据图示,η=1时a点为0.0100mol/L的CH3COOH和0.0100mol/L的NaCl的混合溶液,pH=3.38,,故Ka的数量级为,故A错误;B.a点溶液为等浓度的NaCl和混合溶液,CH3COOH的浓度约为0.01mol/L, 的浓度约为10-3.38,所以,故B错误;C.点b溶液中含有NaCl及等浓度的和,且浓度之比为2∶1∶1,根据物料守恒有,,故C正确;D.c点氢氧化钠与盐酸、醋酸恰好完全反应,溶液中水解促进水的电离,A.b点酸过量溶液呈酸性,d点碱过量,会抑制水的电离,所以c点水的电离程度大于A.B.d,但B.d两点的pH从图像无法准确得出,因此B.d两点水的电离程度无法判断大小,故D错误;选C。
3.(2026·山东潍坊·三模)实验室称取基准固体并配制成溶液,加入稀硫酸酸化,用待标定溶液进行滴定。下列说法正确的是
A.称量基准固体可使用托盘天平
B.配制基准的溶液应使用容量瓶
C.装液前需用待标定溶液润洗酸式滴定管
D.当溶液恰好由无色变为浅红色时即达到滴定终点
【答案】C
【解析】A.托盘天平的精度仅为0.1g,无法称取精度要求为0.0001g的0.1500g固体,需使用分析天平,A错误;B.本题中基准已准确称量,物质的量确定,只需在锥形瓶中溶解即可,无需用容量瓶定容,且无40mL规格的容量瓶,B错误;C.具有强氧化性,需用酸式滴定管盛装,装液前用待标定溶液润洗滴定管,可避免管内残留的水稀释待装液,减小实验误差,C正确;D.滴定终点的判断标准是滴入最后半滴溶液后,溶液由无色变为浅红色且半分钟内不褪色,仅变色不能确定达到终点,D错误;故选C。
4.(2026·福建漳州·模拟预测)市售NaOH中常含杂质,为配制纯净的NaOH溶液并标定其浓度,实验方案为:①除杂:将NaOH配制成饱和溶液,置于试剂瓶中密封静置,待完全析出;②配制:量取一定体积的上层清液,稀释配制成NaOH溶液;③标定:准确称取苯甲酸固体,加水溶解,加酚酞,用②中配制溶液滴定。下列说法错误的是
A.①中试剂瓶不可使用玻璃塞
B.①中析出的主要原因是很大,导致其溶解度显著降低
C.②中可用量筒量取上层清液
D.③中滴定终点时,仰视读数,标定的偏大
【答案】D
【解析】A.饱和溶液会与玻璃中的反应生成具有粘性的,将玻璃塞和试剂瓶粘结,因此不可使用玻璃塞,A正确;B.的溶解平衡为,饱和溶液中很高,同离子效应使平衡逆向移动,溶解度显著降低从而析出,B正确;C.后续需要用基准物质标定所配溶液的准确浓度,因此量取上层清液时不需要精确量取,可用量筒粗略量取,C正确;D.滴定终点仰视读数,会导致测得的消耗溶液体积偏大,根据,可知标定的偏小,D错误;故选D。
实验3 盐类水解
实验探源--溯本求源,实验精析
人教版(2019)选择性必修第一册P71-75
实验梳理--实验过程 要点梳理
1.探究盐溶液酸碱性
实验装置
实验原理
在溶液中盐电离出来的离子(弱碱的阳离子或弱酸的阴离子)结合水电离出的OH-或H+生成弱电解质,破坏了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液显示酸性、碱性或中性
实验用品
0.1mol·L-1NaCl、0.1 mol·L-1Na2CO3、0.1 mol·L-1NH4Cl、0.1 mol·L-1KNO3、0.1 mol·L-1CH3COONA.0.1 mol·L-1(NH4)2SO4、蒸馏水;pH 试纸、试管、玻璃棒、表面皿
实验步骤
取6支试管,分别加入上述六种溶液,并用pH试纸测定溶液的pH。
实验现象
盐
NaCl
Na2CO3
NH4Cl
KNO3
CH3COONa
(NH4)2SO4
盐溶液的酸碱性
pH=7
pH>7
pH<7
pH=7
pH>7
pH<7
盐的类型
强酸强碱盐
弱酸强碱盐
强酸弱碱盐
强酸强碱盐
弱酸强碱盐
强酸弱碱盐
实验结论
①强酸强碱盐溶液呈中性。
②弱酸强碱盐溶液呈碱性。
③强酸弱碱盐溶液呈酸性。
实验说明
在可溶性盐溶液中:有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解,都弱都水解,谁强显谁性
实验原理
FeCl3(黄色)+3H2O Fe(OH)3(红褐色)+3HCl
实验用品
FeCl3溶液、FeCl3 晶体、HCl气体、NaHCO3固体;pH计、试管、胶体滴管、酒精灯。
实验步骤
向FeCl3溶液中加入少量FeCl3 晶体,看溶液颜色变化,并用pH计测其pH变化。
向FeCl3溶液中通入少量HCl气体,看溶液颜色变化。
向 FeCl3溶液中加入少量NaHCO3固体,观察现象。
将FeCl3溶液加热,看溶液颜色变化。
实验现象
溶液颜色变深,pH减小。
溶液颜色变浅。
产生红褐色沉淀,无色气体。
溶液颜色变深。
实验结论
增大反应物浓度或减小生成物浓度或升高温度,水解平衡向右移动;增大生成物浓度,水解平衡向左移动。
实验说明
(1)主要因素——盐本身的性质
相同条件下,组成盐的酸根离子对应的酸越弱或阳离子对应的碱越弱,水解程度就越大(越弱越水解)。
(2)外界因素
①温度:盐的水解是吸热反应,因此升高温度,水解程度增大。
②浓度:盐的浓度越小,电解质离子相互碰撞结合成电解质分子的几率越小,水解程度越大。
③酸碱性:向盐溶液中加入H+,可抑制阳离子水解,促进阴离子水解;向盐溶液中加入OH-,能抑制阴离子水解,促进阳离子水解。
2.探究反应条件对 FeCl3水解平衡的影响
实验拓展--实验延伸 思维拓展
拓展一 探究影响FeCl3水解平衡的因素
实验序号
影响因素
实验操作(同时测溶液pH)
实验现象
①
盐的浓度
加入少量FeCl3晶体
pH减小,溶液颜色变深
加入H2O
pH增大,溶液颜色变浅
②
温度
升高温度
pH减小,溶液颜色变深
③
溶液酸碱性
加入少量盐酸
pH减小
④
外加试剂
加入少量NaHCO3
pH增大,生成红褐色沉淀,放出气体
拓展二 盐类水解的应用
1.在科学研究中的应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
如FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
配制或贮存易水解
的盐溶液
配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,防止Cu2+水解;贮存Na2CO3、Na2SiO3溶液时,不能用磨口玻璃塞,应用带有橡胶塞的试剂瓶
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的反应:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
制备某些无水盐
将某些挥发性酸对应的弱碱盐溶液直接蒸干时得不到无水盐。例如:加热AlCl3、FeCl3溶液,在加热过程中水解生成的HCl不断挥发,水解平衡不断向右移动,得到Al(OH)3、Fe(OH)3,继续加热,Al(OH)3、Fe(OH)3分解得到Al2O3、Fe2O3,所以要得到无水AlCl3、FeCl3,只有在HCl气流中加热对应溶液才能实现
物质的提纯
除去MgCl2溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入MgO、镁粉、Mg(OH)2或MgCO3,从而降低溶液酸性使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,然后通过过滤除去
判断离子共存
Al3+与AlO、CO、HCO、S2-、HS-等因相互促进水解而不能共存
2.在工农业生产和生活中的应用
应用
举例
泡沫灭火器原理
主要成分为NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液,发生的反应为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑,灭火器内压强增大,CO2、Al(OH)3一起喷出覆盖在着火物质上使火焰熄灭
化肥的施用
铵态氮肥(溶液显酸性)与草木灰(溶液显碱性)不得混合施用
热的纯碱溶液清洗油污
CO+H2OHCO+OH-,加热,水解平衡右移,溶液碱性增强,去污能力增强
明矾净水
Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体具有吸附性,可作净水剂
除锈剂
NH4Cl、ZnCl2溶液因NH、Zn2+水解而显酸性,金属表面的氧化膜可与H+反应,因此均可作焊接时的除锈剂
真题感知--追溯真题 命题感知
1.(2021·江苏·高考真题)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0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH,测得pH约为8
实验2:将0.1mol·L-1NaHCO3溶液与0.1mol·L-1CaCl2溶液等体积混合,产生白色沉淀
实验3:向0.1mol·L-1Na2CO3溶液中通入CO2,溶液pH从12下降到约为9
实验4:向0.1mol·L-1Na2CO3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)>
B.实验2中两溶液混合时有:c(Ca2+)·c(CO)<Ksp(CaCO3)
C.实验3中发生反应的离子方程式为CO+H2O+CO2=2HCO
D.实验4中c反应前(CO)<c反应后(CO)
【答案】C
【解析】A.实验1:用试纸测量溶液的,测得约为8,c(H+)c(OH-)。则碳酸氢钠溶液的水解程度大于电离程度。由实验1可得出:,Kw=c(H+)·c(OH-),,,Ka2(H2CO3)= <= ,A错误;B.实验2:将溶液与溶液等体积混合,产生白色沉淀碳酸钙,则由沉淀溶解平衡原理知,实验2中两溶液混合时有:,B错误;C.等物质的量浓度的碳酸钠碱性大于碳酸氢钠。实验3:溶液中通入一定量的,溶液从12下降到10,则实验3中发生反应的离子方程式为,C正确;D. 饱和氯水中氢离子与碳酸根结合转化为碳酸氢根,氯水朝着与水反应的方向移动,颜色变浅,c反应前(CO)>c反应后(CO),D错误;答案选C。
2.(2022·湖南·高考真题)为探究的性质,进行了如下实验(和溶液浓度均为)。
实验
操作与现象
①
在水中滴加2滴溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色。
②
在溶液中滴加2滴溶液,变红褐色;
再滴加溶液,产生蓝色沉淀。
③
在溶液中滴加2滴溶液,变红褐色;
将上述混合液分成两份,一份滴加溶液,无蓝色沉淀生成;
另一份煮沸,产生红褐色沉淀。
依据上述实验现象,结论不合理的是
A.实验①说明加热促进水解反应
B.实验②说明既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明对的水解反应无影响,但对还原反应有影响
【答案】D
【解析】铁离子水解显酸性,亚硫酸根离子水解显碱性,两者之间存在相互促进的水解反应,同时铁离子具有氧化性,亚硫酸根离子具有还原性,两者还会发生氧化还原反应,在同一反应体系中,铁离子的水解反应与还原反应共存并相互竞争,结合实验分析如下:实验①为对照实验,说明铁离子在水溶液中显棕黄色,存在水解反应Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,煮沸,促进水解平衡正向移动,得到红褐色的氢氧化铁胶体;实验②说明少量亚硫酸根离子加入铁离子后,两者发生水解反应得到红褐色的氢氧化铁胶体;根据铁氰化钾检测结果可知,同时发生氧化还原反应,使铁离子被还原为亚铁离子,而出现特征蓝色沉淀;实验③通过反滴操作,根据现象描述可知,溶液仍存在铁离子的水解反应,但由于铁离子少量,没检测出亚铁离子的存在,说明铁离子的水解反应速率快,铁离子的还原反应未来得及发生。A.铁离子的水解反应为吸热反应,加热煮沸可促进水解平衡正向移动,使水解程度加深,生成较多的氢氧化铁,从而使溶液显红褐色,故A正确;B.在5mLFeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液,根据现象和分析可知,Fe3+既发生了水解反应,生成红褐色的氢氧化铁,又被亚硫酸根离子还原,得到亚铁离子,加入铁氰化钾溶液后,出现特征蓝色沉淀,故B正确;C.实验③中在5mL Na2SO3溶液中滴加2滴同浓度少量FeCl3溶液,根据现象和分析可知,仍发生铁离子的水解反应,但未来得及发生铁离子的还原反应,即水解反应比氧化还原反应速率快,故C正确;D.结合三组实验,说明铁离子与亚硫酸根离子混合时,铁离子的水解反应占主导作用,比氧化还原反应的速率快,因证据不足,不能说明亚硫酸离子对铁离子的水解作用无影响,事实上,亚硫酸根离子水解显碱性,可促进铁离子的水解反应,故D错误。综上所述,答案为D。
3.(2015·广东·高考真题)NH3及其盐都是重要的化工原料。
(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_____。
(2)按下图装置进行NH3性质实验。
①先打开旋塞1,B瓶中的现象是_______,原因是__________,稳定后,关闭旋塞1。
②再打开旋塞2,B瓶中的现象是_________________。
(3)设计实验,探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
限制试剂与仪器:固体NH4Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度)
①实验目的:探究______对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
②设计实验方案,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据,数据用字母表示;表中V(溶液)表示所配制溶液的体积)。_________________
物理量
实验序号
V(溶液)/mL
……
1
100
2
100
③按实验序号I所拟数据进行实验,若读取的待测物理量的数值为Y,则NH4Cl水解反应得平衡转化率
为_____(只列出算式,忽略水自身电离的影响)。
【答案】 A.C.G 产生白烟 打开旋塞1,氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化铵固体小颗粒,形成白烟 烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到B瓶中,形成红色溶液 温度(或浓度) 若探究温度对NH4Cl水解程度的影响时数据为:
物理量
实验序号
V(溶液)/mL
NH4Cl质量(g)
温度(℃)
pH
……
1
100
m
T1
Y
2
100
m
T2
Z
若探究浓度对NH4Cl水解程度的影响时数据为:
物理量
实验序号
V(溶液)/mL
NH4Cl质量(g)
温度(℃)
pH
……
1
100
m1
T
Y
2
100
m2
T
Z
(10-Y×5.35)/m
【解析】(1)实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,依据反应条件和反应物状态确定发生装置;依据氨气易溶于水,密度小于空气密度选择收集装置;依据氨气极易溶于水特点选择尾气处理装置;
(2)①据AB容器压强及AB混合后压强相等,氨气和氯化氢反应生成白色固体氯化铵分析解答;
②氨气、氯化氢为气体,反应生成的氯化铵是固体,压强减小,氯化铵为强酸弱碱盐,溶液显酸性,据此解答;
(3)①根据影响NH4Cl水解的因素以及题干提供的限选试剂与仪器分析;
②氯化铵为强酸弱碱盐,水解溶液呈酸性,所配制溶液的体积,根据温度不同,盐类水解后PH不同,进行设计表格数据;
③读取的待测物理量的数值为Y,Y为pH值,pH=-lgc(H+)可求算出氢离子浓度,根据NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+,求解NH4Cl水解反应的平衡转化率。
【解析】(1)NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3是固体混合物加热制取气体的反应,有水生成,试管口应向下倾斜,发生装置选A,NH3密度比空气小,用向下排空气法收集,收集装置选C,氨气极易溶于水,要用防倒吸装置,但不能距离水太远,也不能插入液面以下,选G,故选A.C.G;
(2)①先打开旋塞1,B瓶中的现象是产生白色的烟;原因是先打开旋塞1,氯化氢与氨气挥发出来,氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒,氯化铵小颗粒形成白烟;
②再打开旋塞2,B瓶中的现象是烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到B瓶中,是因为气体参与反应后使得烧瓶内的压强变小,打开旋塞2后,大气压就会把烧杯中的溶液压到烧瓶中来,同时由于A中的HCl不可能全部进入B中,A中HCl过量,就算不能完全进入B瓶,B中的氨气也应能完全反应,形成氯化铵,石蕊溶液进入B中,B中的NH4Cl溶于石蕊溶液,溶液显酸性,所以石蕊试液显红色;
(3)①主要采用控制变量的方法,根据给出的仪器,有可控制温度水浴槽,那么可以完成温度对NH4Cl水解程度的影响,天平可以称出不同质量NH4Cl,那么可以配制出不同浓度的溶液,就可以探究浓度对NH4Cl水解程度的影响,故答案为温度或浓度。
①如果探究温度的影响那么控制浓度相同,改变温度,如果探究浓度相同,那么就要控制温度相同,不管哪一种探究都需要配制一定浓度的NH4Cl溶液,那么需要称量NH4Cl的质量,但不管探究的是哪种因素的影响,都需要使用pH计通过测量水解后溶液的pH来判断其水解程度,所以在表格中都应有一项为pH值。
若探究温度对NH4Cl水解程度的影响时数据为:
物理量
实验序号
V(溶液)/mL
NH4Cl质量(g)
温度(℃)
pH
……
1
100
m
T1
Y
2
100
m
T2
Z
若探究浓度对NH4Cl水解程度的影响时数据为:
物理量
实验序号
V(溶液)/mL
NH4Cl质量(g)
温度(℃)
pH
……
1
100
m1
T
Y
2
100
m2
T
Z
如果pH为Y,那么c(H+)=10-Ymol/L,物质的量为10-Ymol/L×0.1L=10-Y-1mol,那么水解的NH4Cl的物质的量也为10-Y-1mol,质量为10-Y-1mol×53.5g/mol=10-Y×5.35g,则NH4Cl水解反应得平衡转化率为:(10-Y×5.35)/m。
【考点定位】本题主要考查了气体的制取、收集、尾气处理,将氨气和氯化氢反应的现象和喷泉实验的原理、盐类水解等结合到一起进行考查;还考查了通过控制变量进行探究的实验。
变式训练--变式拓展 素养训练
1.(2026·黑龙江·模拟预测)为探究铁盐溶液呈黄色的原因,进行了如下实验:
序号
实验操作
现象
1
向浓硫酸中小心滴加少量饱和溶液
溶液呈浅紫色
2
向溶液中滴加少量溶液
溶液黄色变浅
3
向溶液中滴加少量溶液
溶液黄色加深
已知:①通常和在水溶液中以水合离子的形式存在。
呈浅绿色;呈浅紫色;呈黄色;呈亮黄色。
下列说法错误的是
A.通常情况下,在溶液中的水解能力比强
B.实验1说明浓硫酸具有氧化及抑制水解的能力
C.实验2与实验3溶液呈黄色的原因相同,即水解产生了
D.上述实验说明对的配位能力比强
【答案】C
【解析】A.Fe3+所带正电荷高于Fe2+,对羟基的吸引力更强,水解能力更强,A正确;B.实验1得到浅紫色的,说明Fe2+被浓硫酸氧化为Fe3+,同时浓硫酸提供高浓度抑制Fe3+水解,未生成黄色的羟基合铁配离子,B正确;C.实验2加硫酸后浓度升高,抑制Fe3+水解,黄色变浅,说明其黄色来自;实验3加HCl后浓度升高,若黄色来自水解产物则应变浅,但实际黄色加深,说明其黄色来自与Fe3+形成的亮黄色,二者呈黄色原因不同,C错误;D.水溶液中Fe3+本应为,但易转化为羟基合铁配离子,说明更易与Fe3+配位,配位能力强于,D正确;因此答案选C。
2.(2026·浙江·二模)为探究50 mL 1.0 溶液中的离子平衡和离子反应,某小组同学进行了如下实验。下列说法不正确的是
操作
现象
向锥形瓶中加入6.5 g锌粉,然后加入50 mL 1.0 的溶液,搅拌
溶液温度迅速上升,稍后出现红褐色沉淀,同时出现少量气泡;反应一段时间后静置,上层溶液为浅绿色,锥形瓶底部有黑色固体
收集检验反应过程中产生的气体
气体靠近火焰,有爆鸣声
A.溶液温度迅速上升主要是因为与Zn反应放热
B.锥形瓶底部有黑色固体为铁粉
C.红褐色沉淀是因为Zn消耗,同时放出热量,促进水解平衡正向移动
D.反应后溶液为浅绿色是因为发生反应:
【答案】B
【解析】A.溶液温度升高,主要是、与Zn的反应均放热,水解是吸热过程,A正确;B.Zn不仅能还原到,还能进一步还原到单质,单质为黑色固体,根据题意,n(Zn)=0.1 mol,n(Fe3+)=0.05 mol,Zn过量,最终得到的固体是Fe和Zn的混合物,B错误;C.溶液温度升高,被还原为,使溶液中降低,都会促进正向移动,出现红褐色沉淀,C正确;D.反应后溶液为浅绿色的原因是铁离子和锌反应生成亚铁离子和锌离子的溶液:,浅绿色,D正确;故选B。
3.(25-26高三上·天津·期末)测定溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下:
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。下列说法错误的是
A.溶液中存在水解平衡:
B.①→③的过程pH变化的主要原因是升温促进的水解
C.④的pH与①不同,主要是由于被空气中的氧气氧化所致
D.①与④的值相等
【答案】B
【解析】A.是强碱弱酸盐,发生水解:,该平衡存在,A正确;B.从①到③温度升高,一方面,温度对水的电离平衡和盐的水解平衡的综合影响通常会导致强碱弱酸盐溶液的pH降低;另一方面,升温会加速被氧化为,消耗了碱性离子,也会导致pH降低。因此,选项B的归因不正确,B错误;C.①和④均为25℃,但④的pH更低,且实验显示④中更多,证实氧化导致减少,pH下降,C正确;D.是水的离子积,只与温度有关,①和④温度相同(25℃),故相等,D正确;故选B。
实验4 沉淀的溶解、生成与转化
实验探源--溯本求源,实验精析
人教版(2019)选择性必修第一册P82-84
实验梳理--实验过程 要点梳理
1.沉淀的溶解
实验装置
实验原理
氢氧化镁难溶于水,但与酸反应,溶于酸性溶液。NH4C1水解显酸性,能溶解氢氧化镁。Mg(OH)2+2H+=Mg2++H2O,Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3•H2O
实验用品
蒸馏水、盐酸、氯化铵溶液、氢氧化镁固体;试管、胶头滴管
实验步骤
分别向三支试管盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别滴加适量蒸馏水、盐酸和氯化铵溶液,充分振荡,观察并记录现象
实验现象
氢氧化镁中加入蒸馏水沉淀量无明显减少;氢氧化镁中加入盐酸溶液,沉淀迅速完全溶解,得无色溶液;氢氧化镁中加入氯化铵溶液,沉淀完全溶解,得无色溶液。
实验结论
氢氧化镁溶于酸和酸性溶液。
实验说明
在含有难溶物氢氧化镁的溶液中存在溶解平衡,加入酸或酸性溶液能促进沉淀的溶解。加入能与沉淀溶解所产生的离子发生反应的试剂,生成挥发性物质或弱电解质而使溶解平衡向溶解的方向移动。
2.实验探究沉淀的转化
(1)氯化银、碘化银、硫化银沉淀的转化
实验装置
实验原理
Ag++Cl=AgCl↓,AgCl+I-=AgI+Cl-,2AgI+S2-==Ag2S+2I-
实验用品
0.1mol/LAgNO3溶液、0.1mol/LNaCl溶液、0.1mol/LKI溶液、0.1mol/LNa2S溶液;试管、滴管。
实验步骤
①向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液,观察并记录现象。
②振荡试管,然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液,观察并记录现象。
③振荡试管,然后再向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液,观察并记录现象。
实验现象
①NaCl溶液和AgNO3溶液混合产生白色沉淀。②向所得固液混合物中滴加KI溶液,沉淀颜色逐渐变成黄色。③再向所得固液混合物中滴加Na2S溶液,沉淀颜色逐渐变成黑色。
实验结论
①溶解度由大到小的顺序为:AgCl>AgI>Ag2S[或Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),因沉淀类型不同通常不能比较Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)与Ksp(Ag2S)的大小]。②溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀,且两者差别越大,转化越容易。
实验说明
利用沉淀的转化探究沉淀的溶解度大小时,与多个沉淀均相关的离子(如Ag+)不能过量。
(2)氢氧化镁、氢氧化铁沉淀的转化
实验装置
实验原理
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,3Mg(OH)2+2Fe3+=3Mg2++2Fe(OH)3
实验用品
0.1mol/LMgCl2溶液、0.1mol/LFeCl3溶液、2mol/LNaOH溶液;试管、量筒、胶头滴管。
实验步骤
(1)向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中滴加2〜4滴2mol/LNaOH溶液,观察并记录现象。
(2)向上述试管中滴加4滴0.1mol/L FeCl3溶液,静置,观察并记录现象。
实验现象
MgCl2溶液中加入NaOH得到白色沉淀,再加入FeCl3后,沉淀逐渐变为红褐色。
实验结论
①溶解度由大到小的顺序为:Mg(OH)2>Fe(OH)3(因沉淀类型不同通常不能比较两者Ksp的大小)。
②溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀,且两者差别越大,转化越容易。
实验说明
利用沉淀的转化探究沉淀的溶解度大小时,与多个沉淀均相关的离子(如OH-)不能过量。
实验拓展--实验延伸 思维拓展
拓展一 沉淀溶解规律与方法
1.沉淀溶解的原理
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,若能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
2.沉淀溶解的方法
(1)酸溶解法:如难溶于水的BaCO3沉淀可溶于盐酸中,其溶解原理可表示为
(2)盐溶解法:如难溶于水的Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液中。
(3)生成配合物法:如AgCl沉淀可溶于氨水,其溶解原理为AgCl电离出的Ag+与NH3·H2O作用生成可溶但难电离的配离子[Ag(NH3)2]+,则AgCl溶解平衡体系中c(Ag+)减小,溶解平衡向右移动直至AgCl完全溶解,反应的离子方程式为AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。
(4)氧化还原法:有些金属硫化物(如CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸,只能溶于氧化性酸,则可通过减小c(S2-)来达到使沉淀溶解的目的,例如:3CuS+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+3S+2NO↑+4H2O。
拓展二 沉淀转化方法与应用
1.沉淀转化的实质与规律
(1)实质:沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。
(2)规律:①两种沉淀的溶解度不同,一般来说溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,沉淀的溶解度差别越大,沉淀转化越容易。
②当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时,生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的越先沉淀。
③如果生成各种沉淀所需要试剂离子的浓度相差较大,就能分步沉淀,从而达到分离的目的。
2.沉淀生成的方法
(1)调节pH法:如工业原料氯化铵中含有杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节溶液pH至7~8,可使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。反应的离子方程式为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH。
(2)加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作为沉淀剂,使某些金属离子如Cu2+、Hg2+等,生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
(3)相同离子法:增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度,使平衡向生成沉淀的方向移动,如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。
(4)氧化还原法:改变离子的存在形式,促使其转化为溶解度更小的难溶电解质,便于分离出来,例如通过氧化还原反应将Fe2+氧化为Fe3+,从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。
3.沉淀转化的应用
(1)锅炉除水垢:将水垢中含有的难溶于酸的CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3,离子方程式:CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)。
(2)自然界中矿物的转化:如ZnS遇CuSO4溶液转化为CuS,离子方程式:Cu2+(aq)+ZnS(s)CuS(s)+Zn2+(aq)。
(3)要能除去溶液中的指定离子,又不能影响其他离子的存在,并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去,如沉淀KNO3溶液中的Ag+,可用KCl作沉淀剂,而不能选用NaCl。
(4)溶液中沉淀物的溶解度越小,离子沉淀越完全,如沉淀Ca2+,可将Ca2+转化为CaCO3、CaSO4,因CaSO4是微溶物,不如CaCO3的溶解度小,因此转化为CaCO3沉淀时Ca2+除去得更完全。
(5)要注意沉淀剂的电离程度,如使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀时,用NaOH溶液作沉淀剂要比用氨水的效果好。
真题感知--追溯真题 命题感知
1.(2025·浙江·高考真题)已知:
下列有关说法不正确的是
A.过量在溶液中
B.过量在水中所得的饱和溶液中滴加溶液,有生成
C.过量在水中溶解的质量大于在相同体积溶液中溶解的质量
D.在的盐酸中不能完全溶解
【答案】C
【解析】A.在 溶液中,(近似,忽略溶解 AgCl 的影响)。根据AgCl的溶度积规则,当固体AgCl存在时,,因此:,尽管存在络合反应,但自由浓度仍由溶度积常数决定,A正确;B.AgCl 在纯水中的饱和溶液中,。滴加 溶液会引入 ,使局部 增大,导致离子积 ,从而生成 AgCl 沉淀,络合反应在低 下影响很小,可忽略,B正确;C.在纯水中:溶解度 。溶解质量正比于溶解度(相同体积)。在 溶液中:高促进络合反应。设总溶解银浓度为,近似,则:,,总溶解度。比较可知:,,故在 中溶解的质量更大,C错误;D.盐酸中 。若假设完全溶解,则总银浓度。由C选项分析可知,,合并得到,近似,则:,Q=,故会沉淀,不能完全溶解,D正确;故选C。
2.(2025·重庆·高考真题)是两性氢氧化物,其沉淀分离的关键是控制溶液pH。25 ℃时,某溶液中与的总和为c。- lg c随pH的变化关系如图所示(忽略体积变化)。
已知:
下列叙述正确的是
A.由M点可以计算 B.恰好沉淀完全时pH为6.7
C.P点沉淀质量小于Q点沉淀质量 D.随pH增大先减小后增大
【答案】A
【解析】与的总和为c,随着pH增大,发生反应:,含铬微粒总浓度下降,随着pH继续增大,发生反应 :含铬微粒总浓度上升,据此解答。A.M点时,,,,几乎可以忽略不计,含Cr微粒主要为,,A正确;B.恰好完全沉淀时,,由数据计算可知,,恰好完全沉淀pH最小值5.6,B错误;C.P和Q点溶液中含Cr微粒总和相等,生成的质量相等,则P点沉淀质量等于Q点沉淀质量,C错误;D.随着pH的增大,减小,而增大,比值减小,D错误;故选A。
3.(2025·重庆·高考真题)某兴趣小组探究沉淀的转化。将2mL 0.1mol·L-1 AgNO3溶液与同浓度同体积的NaCl溶液混合,得悬浊液1,然后进行如下实验。下列叙述错误的是
A.溶液1中
B.溶液2中
C.溶液3中
D.上述实验可证明
【答案】C
【解析】在2mL0.2mol/L的溶液中加入等体积等浓度的NaCl溶液得悬浊液1,经分离后,向中滴加6mol/L的氨水,发生反应,加入0.1mol/LKI溶液2mL,发生反应:,得到沉淀,由物质的量关系可知,不能完全反应,溶液3中可能还存在剩余的氨水以及;A.溶液1中主要溶质是,同时由于存在溶解平衡:,还存在极少量的,选项中满足电荷守恒关系,A正确;B.根据元素守恒可知,若不水解,则,但会水解生成其他含银的微粒,故,B正确;C.溶液3中可能存在氨水过量的情况,不能得出的结论,C错误;D.由实验操作可知,存在转化,由此说明AgI更难溶,故可得出结论,D正确;故选C。
4.(2023·浙江·高考真题)碳酸钙是常见难溶物,将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡:
[已知,,的电离常数],下列有关说法正确的是
A.上层清液中存在
B.上层清液中含碳微粒最主要以形式存在
C.向体系中通入气体,溶液中保持不变
D.通过加溶液可实现向的有效转化
【答案】B
【解析】A.上层清液为碳酸钙的饱和溶液,碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子,因此,故A项错误;B.上层清液为碳酸钙的饱和溶液,由得=≈6.0×10-5mol/L;存在水解平衡,即、。根据Ka2=4.7×10-11可得,则碳酸根离子的水解平衡常数为,以第一步水解为主,设有x mol/L的水解生成,列三段式有:
,则,x=4.85×10-5mol/L,所以c()=4.85×10-5mol/L,c()=1.15×10-5mol/L,,所以上层清液中含碳微粒主要为碳酸氢根离子,故B项正确;C.向体系中通入CO2,,c()减小,CaCO3(s)⇌Ca2+(aq)+CO(aq)正向移动,溶液中钙离子浓度增大,故C项错误;D.由题干可知,,,则的平衡常数K,故通过加溶液不可实现向的有效转化,故D项错误;故答案选B。
变式训练--变式拓展 素养训练
1.(2025·浙江湖州·一模)某兴趣小组进行如下实验探究沉淀的转化。实验1:将溶液与同浓度同体积NaCl溶液混合,充分反应后分离得到滤渣和溶液X。往滤渣中加入适量氨水,滤渣溶解,得到溶液Y。实验2:将溶液Y均分为两等份,其中一份溶液加入溶液,产生黄色沉淀;另一份溶液滴加适量稀硝酸,产生白色沉淀。下列说法不正确的是
A.溶液X中至少存在6种离子
B.由实验2现象可说明
C.溶液中滴加KI溶液后,
D.溶液产生白色沉淀的反应方程式为
【答案】C
【解析】A.溶液X是等浓度等体积AgNO₃和NaCl恰好反应后的溶液,含Na⁺、NO₃⁻、AgCl溶解产生的少量Ag⁺和Cl⁻,还有水电离的H⁺、OH⁻,至少6种离子,A正确;B.溶液Y含,加入KI产生黄色AgI沉淀,说明AgI比AgCl更难溶,故,B正确; C.选项公式本身书写错误,且加入KI后溶液中远大于,存在关系,不等于,C错误; D.稀硝酸中的H⁺和配离子中的NH₃结合为,释放出的Ag⁺与Cl⁻生成AgCl沉淀,方程式为,D正确; 故答案为C。
2.(2025·江苏南通·一模)下列实验方案设计能达到实验目的的是
选项
探究目的
实验方案
A
验证浓硫酸具有强氧化性
将浓硫酸与Na2SO3固体反应生成的气体,通入品红溶液中,观察溶液颜色变化
B
验证氧化性:>Fe3+
向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色变化
C
比较Ka(H2CO3)与Ka(HClO)大小
室温下,分别测定浓度均为0.1mol·L-1的Na2CO3溶液和NaClO溶液的pH
D
比较Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)大小
向10mL浓度均为0.1mol·L-1的NaCl和KI的混合溶液中,逐滴滴加AgNO3溶液,观察现象
【答案】D
【解析】A.浓硫酸与Na2SO3固体反应生成SO2,该反应为非氧化还原反应,产生的SO2能使品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,该实验不能验证浓硫酸具有强氧化性,A错误;B.氯离子和亚铁离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故溶液褪色不能证明是亚铁离子参与反应,B错误;C.NaClO溶液具有漂白性,不能用pH试纸测定其pH值,室温下可用pH计分别测定浓度均为0.1mol·L-1的NaHCO3溶液和NaClO溶液的pH,C错误;D.向10mL浓度均为0.1mol·L-1的NaCl和KI的混合溶液中,逐滴滴加AgNO3溶液,Ksp小的先产生沉淀,故可比较Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)大小,D正确;故选D。
3.(2026·福建·一模)为探究是否溶于氨水(流程中均为),常温下进行如下实验。
已知:①
②
下列说法正确的是
A.“试剂X”为碱石灰
B.溶液可用于检测天蓝色固体是否洗净
C.能促进溶于氨水
D.固体易溶于氨水
【答案】C
【解析】硫酸铜溶液加入氨水后得到的天蓝色悬浊液主要成分为,均分两份后,一份继续加入氨水,发生反应,得到的深蓝色溶液,将此溶液放入装有试剂X的保干器中,可以得到浅蓝色固体,说明试剂X是一种能结合氨气的固体干燥剂,符合条件的固体干燥剂可以是无水氯化钙或者固体硅胶,再向氢氧化铜固体中加入氨水,沉淀难以溶解,从已知①可知,这个反应的平衡常数比较小,正向程度不大,因此沉淀难溶解。对另一份悬浊液进行过滤洗涤得到天蓝色固体,加入氨水难以溶解的原因也是已知中反应①的平衡常数过小,而加入氯化铵溶液后可以溶解,则是已知中的反应②,铵根离子的加入,使反应的平衡常数明显增加,正向更容易进行。A.由分析可知,试剂X需要能吸水且结合氨气,碱石灰无法结合氨气,A错误;B.天蓝色固体未洗净则最后一次洗涤液中会含有,通常取少量最后一次洗涤液于试管中,加入浓氢氧化钠并加热后,用红色石蕊试纸进行检验,B错误;C.铵根离子加入,消耗了已知中反应①的氢氧根离子,促使反应①正向进行,C正确;D.反应 K=1.2×10-6,若氨水浓度变成,溶解产生的浓度为x mol/L,OH-浓度为2x mol/L,根据,x≈4.25×10-2,氢氧化铜固体在其中难溶,D错误;故选C。
4.(2025·北京丰台·二模)常温下探究与之间的转化,进行如下实验。
实验
实验过程
电导率变化图像
pH变化图像
Ⅰ
向盛有60mL蒸馏水的烧杯中,加入适量固体,用磁力搅拌器搅拌,待数据稳定后,加入1滴管饱和溶液
Ⅱ
向盛有60mL蒸馏水的烧杯中,加入适量固体,用磁力搅拌器搅拌,待数据稳定后,加入1滴管饱和溶液
下列说法正确的是
A.由图1可知,相同条件下,同浓度的溶液比溶液导电能力强
B.由图2可知,加入溶液后,水电离产生的
C.实验Ⅱ中,加入1滴管饱和溶液后,转化为
D.实验Ⅰ、Ⅱ的混合溶液中均存在:
【答案】A
【解析】A.由实验1可知,转化成,由图1可知,加入导电能力增强,当沉淀转化后后生成导电能力下降,故相同条件下,同浓度的溶液比溶液导电能力强,A正确;B.由图2可知,加入溶液后,转化成,生成,为强碱弱酸盐,水溶液中水解,水电离产生的,B错误;C.实验Ⅱ中,加入1滴管饱和溶液后,导电能力没变化,故没有转化为,C错误;D.实验Ⅰ、Ⅱ的混合溶液中均存在电荷守恒:,D错误;故选A。
5.(2024·辽宁鞍山·二模)25℃时,实验小组探究沉淀溶解平衡的影响因素时,取两份相同的饱和溶液(有固体剩余),分别加入和,得出图像(见图),若忽略水解,下列说法正确的是
A.的数量级为
B.b线表明饱和溶液中加入的是
C.加入氯化镁达平衡后
D.实验中pH变化的原因是发生了改变
【答案】C
【解析】从图中可知饱和溶液pH=10.73,可知饱和溶液中,。。A. ,数量为,A错误;B.温度不变,不变,加入使得沉淀溶解平衡逆向进行,的溶解度减小,溶液PH减小,故b线表明饱和溶液中加入的是,B错误;C.加入溶液中的镁离子来自的溶解和氯化镁的电离,达平衡后,C正确;D.温度不变,不变,故实验中pH变化不是Ksp变化引起的,而是的溶解性变化引起的,D错误;故答案为:C。
45 / 45
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。