1、专题8溶液中的离子反应第一单元弱电解质的电离平衡和水的电离明考纲要求理主干脉络1.了解并能表示弱电解质在水溶液中的电离平衡。2.了解水的电离和水的离子积常数。一、弱电解质的电离平衡1电离平衡的建立在一定条件(如温度、浓度等)下,当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时,电离过程就达到平衡。平衡建立过程如图所示:2电离平衡的特征3影响电离平衡的外界条件外界条件电离平衡移动方向电离程度变化温度升高温度向右移动增大浓度稀释溶液向右移动增大相同离子加入与弱电解质相同离子的强电解质向左移动减小加入能与电解质离子反应的物质向右移动增大4电离常数(1)表达式:对于一元弱酸HA:HA
2、HA,电离常数Ka。对于一元弱碱BOH:BOHBOH,电离常数Kb。(2)特点:电离常数只与温度有关,升温,K值增大。多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1K2K3,故其酸性取决于第一步。(3)意义:5电离度()100%一般情况下,弱电解质浓度越大,电离度越小,弱电解质浓度越小,电离度越大。二、水的电离1电离方程式H2OH2OH3OOH,简写为H2OHOH。2室温下纯水中c(H)c(OH)1.0107_mol/L,pH7,呈中性。3水的离子积在稀溶液中水的离子积KWc(H)c(OH),室温下KW1.01014,KW只与温度有关,升高温度,KW增大。4水的电离平衡的影响因素(1)温度:升高温度,
3、促进水的电离,KW增大;降低温度,抑制水的电离,KW减小。(2)酸、碱:抑制水的电离。(3)可水解的盐:促进水的电离。1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)(2012重庆高考)稀CH3COOH加水稀释,醋酸电离程度增大,溶液的pH减小。()(2)(2012浙江高考)常温下将pH3的CH3COOH溶液稀释到原体积的10倍后,溶液的pH4。()(3)(2012浙江高考)为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH,若pH7,则H2A是弱酸;若pH7,则H2A为强酸。()(4)(2012江苏高考)水的离子积常数KW随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应。()(5)(201
4、2山东高考)HClO是弱酸,所以NaClO是弱电解质。()(6)电离平衡右移,电离常数一定增大。()(7)(2011天津高考)100时,将pH2的盐酸与pH12的NaOH溶液等体积混合,溶液显中性。()(8)(2010福建高考)常温下,由0.1 molL1一元碱BOH溶液的pH10,可推知BOH溶液电离方程式为BOH=BOH。()(9)(2012福建高考)中和等体积等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的n(NaOH)相等。()解析:(1)。加水稀释后电离程度增大,但c(H)减小,pH升高。(2)。CH3COOH为弱电解质,不能完全电离,稀释后继续电离,故稀释10倍后3pH4。(3)。NaHSO4溶
5、液呈酸性H2SO4是强酸,NaHSO3溶液呈酸性H2SO3是弱酸,H2CO3是弱酸但NaHCO3溶液呈碱性。(4)。水的电离是吸热过程。(5)。HClO是弱电解质,而NaClO属于盐类,是强电解质。(6)。如果温度不变,电离常数不发生变化。(7)。100时pH2的盐酸浓度为0.01 mol/L,pH12的NaOH浓度为1 mol/L。(8)常温下0.1 mol/L的强碱溶液pH13,故题中BOH为弱碱,电离方程式为BOHBOH。(9)。盐酸、醋酸的物质的量相同,所以消耗的NaOH的物质的量相同。2CH3COOH稀释时是否所有粒子浓度都会减小?提示:不是,c(H)、c(CH3COO)减小,但c(
6、OH)增大,因为水的离子积常数不变,c(H)减小,c(OH)必然增大。3水的离子积常数表达式KWc(H)c(OH)中,H和OH一定由水电离出来的吗?pH2的盐酸中由水电离出的c(H)与c(OH)之间的关系是什么?提示:不一定由水电离出来,只要有水溶液必定有H、OH,当溶液浓度不大时,总有KWc(H)c(OH);在pH2的盐酸中c(OH)1.01012 mol/L,由水电离出的c(H)也等于1.01012 mol/L。4在水中加入H2SO4,对水的电离平衡的影响甲、乙两位同学给出不同说法:甲:c(H)增大,水的电离平衡左移;乙:c(H)增大,H与OH中和,水的电离平衡右移。你认为哪种说法正确?提
7、示:甲的说法正确。水是极弱的电解质,外加电解质电离出的H或OH对水的电离直接产生影响。强弱电解质的判断方法一、强酸和弱酸的比较1pH2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加NaOH溶液(c0.1 mol/L)至pH7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则()Ax为弱酸,VxVyCy为弱酸,VxVy解析:选C由图像可知x稀释10倍,pH变化1个单位(从pH2变为pH3),故x为强酸;而y稀释10倍,pH变化小于1个单位,故y为弱酸,A、D错误;pH都为2的x和y,前者物质的量浓度为0.01 mol/L,而后者大于0.01 mol/L,故滴加N
8、aOH溶液中和至溶液为中性时,后者消耗碱溶液的体积大,C正确,D错误。2(2014高淳高级中学模拟)在体积均为1 L,pH均等于2的盐酸和醋酸溶液,分别投入0.23 g Na,则下图中比较符合反应事实的曲线是()解析:选BpH均等于2的盐酸和醋酸溶液,起始氢离子浓度相同,但醋酸为弱酸,醋酸的浓度远大于盐酸的浓度,与等量的Na反应时,醋酸的电离平衡正向移动,醋酸中氢离子浓度大于盐酸中氢离子浓度,醋酸反应速率快;由题给数据结合反应方程式判断,醋酸远过量,盐酸恰好反应。醋酸与Na反应生成醋酸钠溶液,醋酸根离子水解显碱性,但醋酸远过量,反应后溶液显酸性,溶液的pH7,盐酸与Na恰好完全反应生成氯化钠,
9、则反应后溶液的pH7,A错误,B正确;因Na的质量相同,则与盐酸恰好完全反应,醋酸过量,生成氢气相同,且醋酸中氢离子浓度大于盐酸中氢离子浓度,则醋酸中反应速率快,C、D错误。二、强弱电解质的判断3醋酸是电解质,下列事实能说明醋酸是弱电解质的组合是()醋酸与水能以任意比互溶醋酸溶液能导电醋酸溶液中存在醋酸分子0.1 mol/L醋酸溶液的pH比0.1 mol/L盐酸的pH大醋酸能和碳酸钙反应放出CO20.1 mol/L 醋酸钠溶液pH8.9大小相同的锌粒与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液反应,开始醋酸产生H2速率慢ABC D解析:选C醋酸溶液中存在CH3COOH分子,说明醋酸部分电离,存在电离平衡
10、,是弱电解质,正确。0.1 mol/L醋酸溶液的pH比0.1 mol/L盐酸大,说明醋酸溶液中c(H)小于盐酸,是弱电解质,正确。0.1 mol/L CH3COONa溶液pH8.9,说明CH3COO发生了水解,CH3COOH是弱电解质,正确。相同物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液与Zn反应,醋酸反应慢,说明其中c(H)小,是弱电解质,正确。4(2014梁丰中学模拟)MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时,pH变化如下图所示。下列叙述中正确的是() A在x点时,ROH完全电离B在x点时,c(M)c(R) CMOH是一种强碱D稀释前,c(ROH)10c(MOH)解析:选A从图中可以看出,ROH稀释
11、100倍,pH降低2,说明是强电解质,完全电离,A项正确;在x点时,pH值相等,则氢离子、氢氧根离子浓度相等,M离子和R离子浓度相等,B项错误;MOH不能完全电离,C项错误;因为MOH是弱电解质,大量的MOH没有电离,物质的量浓度大于0.01 mol/L,不能确定c(ROH)与10c(MOH)的关系。1同浓度、同pH强酸与弱酸的比较浓度均为0.01 molL1的强酸HA与弱酸HBpH均为2的强酸HA与弱酸HBpH或物质的量浓度2pHHApHHB浓度:0.01 molL1c(HA)HBHAHB体积相同时与过量的碱反应时消耗碱的量HAHBHAHB体积相同时与过量活泼金属反应产生H2的量HAHBHA
12、c(B)c(A)c(B)分别加入固体NaA、NaB后pH变化HA:不变HB:变大HA:不变HB:变大加水稀释10倍后3pHHApHHB2溶液的导电性HAHBHAHB水的电离程度HA10V(甲)D甲中的c(OH)为乙中c(OH)的10倍解析:选C醋酸时弱酸,存在电离平衡,醋酸浓度越小,电离程度越大。所以c(甲)10c(乙),A不正确,C正确。B不正确,应该是10倍。D不正确,应该是0.1倍。7已知0.1 mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COOH,要使溶液中c(H)/c(CH3COOH)值增大,可以采取的措施是()(1)加少量烧碱(2)升高温度(3)加少量冰醋酸 (4)加水
13、A(1)(2) B(2)(4)C(2)(3)(4) D(1)(4)解析:选B由Kac(CH3COO),温度不变时,若使增大,必使c(CH3COO)减小,其中(1)(3)使c(CH3COO)增大,(4)使c(CH3COO)减小;升温时,CH3COOHCH3COOH,平衡正移,c(H)增大,c(CH3COOH)减小,一定增大。8(2014奔牛高级中学模拟)在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如下图所示,请回答: (1)“O”点导电能力为0的理由是:_。(2)a、b、c三点溶液中,c(H)由小到大的顺序是:_。(3)a、b、c三点溶液中,醋酸的电离程度最大的是:_。(4)若使c点溶液中c
14、(CH3COO)增大,而c(H)减小,可采取的措施主要有:_;_;_;_。答案:(1)冰醋酸未电离,其中没有自由移动的离子(2)acb(3)c(4)加CH3COONa加NaOH加Na2CO3加Mg解析:(1)冰醋酸未电离,其中没有自由移动的离子;(2)导电能力越强,自由移动的离子浓度越大,故c(H)由小到大的顺序是acb;(3)随着加水的量的增加,将促进醋酸的电离,故c点醋酸的电离程度最大;(4)使醋酸溶液中的c(CH3COO)增大,可加入物质与H反应使醋酸电离平衡向电离的方向移动,如氢氧化钠、碳酸钠及金属镁;而加入醋酸钠,虽使醋酸电离平衡向左移动,但剩余的CH3COO的浓度仍是增加的,所以加
15、入醋酸钠也符合题意。二、利用平衡常数(或离子积常数)进行推理判断9(2014如东中学模拟)一定温度下,用水稀释c molL1的稀醋酸,若用KW表示水的离子积,则下列数值随水量的增加而增大的是()A.B.C. D.解析:选CA项,稀释后溶液中c(H)减小,c(OH)增大,所以c(H)和c(OH)比值减小,错误;B项,稀释能促进醋酸电离,n(H)增加,n(CH3COOH)减小,所以n(CH3COOH)n(H)减小,因在同一溶液中,c(CH3COOH)c(H)也必然减小,错误;C项,稀释过程中电离平衡常数Ka不变,即Ka不变,而c(H)减小,所以增大,正确;D项,溶液中温度不变,水的离子积KW不变,
16、稀释后c(H)减小,所以c(H)和KW的比值减小,错误。1025 时,水中存在电离平衡:H2OHOH;H0。下列叙述正确的是()A将水加热,KW增大,pH不变B向水中加入少量NaHSO4固体,c(H)增大,KW不变C向水中加入少量NaOH固体,平衡逆向移动,c(OH)降低D向水中加入少量NH4Cl固体,平衡正向移动,c(OH)增大解析:选BA项促进水的电离,KW增大,pH减小但水仍呈中性;C项加入NaOH固体,c(OH)增大,D项加入NH4Cl促进水的电离,c(OH)减小。11(2014长沙模拟)室温下向10 mL pH3的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是()A溶液中导电粒子的数目减少B
17、溶液中不变C醋酸的电离程度增大,c(H)亦增大D再加入10 mL pH11的NaOH溶液,混合液pH7解析:选B在醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COOH,加水稀释,平衡右移,n(CH3COO)、n(H)增大,但c(CH3COO)、c(H)均减小,A、C错误;醋酸的电离常数K,水的离子积KWc(OH)c(H),温度不变,上述两常数均不变,由KKW可知B正确;醋酸为弱酸,pH3的醋酸的浓度远远大于pH11的NaOH溶液的浓度,二者等体积混合,溶液呈酸性。外界条件对弱电解质电离平衡影响的分析电离平衡属于化学平衡,受外界条件如温度和浓度等因素的影响,其移动的规律遵循勒夏特列原理。(1)以
18、NH3H2O的电离为例。改变条件平衡移动方向c(OH)c(NH)电离程度微热(设溶质不挥发)向右增大增大增大通少量HCl气体向右减小增大增大加少量NaOH固体向左增大减小减小加少量NH4Cl固体向左减小增大减小加水稀释向右减小减小增大(2)以CH3COOH(可表示为HAc)CH3COOHH0为例。改变条件平衡移动方向n(H)c(H)c(Ac)c(HAc)电离程度()导电能力Ka加水稀释向右增大减小减小减小增大减弱不变加少量冰醋酸向右增大增大增大增大减小增强不变通HCl(g)向左增大增大减小增大减小增强不变加NaOH(s)向右减小减小增大减小增大增强不变加CH3COONa(s)向左减小减小增大增
19、大减小增强不变加镁粉向右减小减小增大减小增大增强不变升高温度向右增大增大增大减小增大增强增大(3)以H2OHOHH0为例(“”表示平衡右移,“”表示平衡左移,“”表示增大,“”表示降低,“”表示不变)。条件变化升高温度加酸加碱加强酸弱碱盐加强碱弱酸盐移动方向c(H)c(OH)KW水电离产生的c(H)或c(OH)的计算12(2011四川高考)25 时,在等体积的pH0的 H2SO4溶液、0.05 mol/L的Ba(OH)2溶液、pH10的Na2S溶液、pH5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是()A1101010109B1551095108C1201010109D110104109
20、解析:选ApH0的 H2SO4溶液中c(H)1 mol/L,c(OH)1014 mol/L,H2SO4溶液抑制H2O的电离,则由H2O电离出的c(H)1014 mol/L;0.05mol/L的Ba(OH)2溶液中c(OH)0.1 mol/L,c(H)1013 mol/L,Ba(OH)2溶液抑制H2O的电离,则由H2O电离出的c(H)1013 mol/L;pH10的Na2S溶液促进H2O的电离,由H2O电离出的c(H)104 mol/L;pH5的NH4NO3溶液促进H2O的电离,由H2O电离出的c(H)105mol/L。4种溶液中电离的H2O的物质的量等于H2O电离产生的H的物质的量,其比为10
21、1410131041051101010109。13常温下,求算下列溶液中H2O电离的c(H)和c(OH)。(1)pH2的H2SO4溶液c(H)_,c(OH)_。(2)pH10的NaOH溶液c(H)_,c(OH)_。(3)pH2的NH4Cl溶液c(H)_。(4)pH10的Na2CO3溶液c(OH)_。答案:(1)1.01012 mol/L1.01012 mol/L(2)1.01010 mol/L1.01010 mol/L(3)1.0102 mol/L(4)1.0104 mol/L14常温下,有下列水溶液:pH0的盐酸0.5 molL1的盐酸0.1 molL1的NH4Cl溶液0.1 molL1的N
22、aOH溶液0.5 molL1的NH4Cl溶液,以上溶液中,水电离的c(H)由大到小的顺序是_。解析:属于酸溶液的有、,其中c(H)较大;属于盐溶液的有、,其中酸性较强;属于碱溶液的有,因盐的水解促进水的电离,酸、碱的电离抑制水的电离,故水电离出的c(H)由大到小的顺序为。答案:计算水电离产生的c(H)或c(OH),要注意溶质对水电离的促进或抑制,并明确c(H)或c(OH)的来源。1中性溶液c(OH)c(H)107 mol/L。2溶质为酸的溶液(1)来源:OH全部来自水的电离,水电离产生的c(H)c(OH)。(2)实例:如计算pH2的盐酸溶液中水电离出的c(H),方法是先求出溶液的c(OH)KW
23、/1021012(mol/L),即水电离出的c(H)c(OH)1012 mol/L。3溶质为碱的溶液(1)来源:H全部来自水的电离,水电离产生的c(OH)c(H)。(2)实例:如计算pH12的NaOH溶液中水电离出的c(OH),方法是先求出溶液的c(H)1012 (mol/L),即水电离出的c(OH)c(H)1012 mol/L。4水解呈酸性或碱性的盐溶液(1)pH5的NH4Cl溶液中H全部来自水的电离,则水电离的c(H)105 mol/L,c(OH)109 mol/L,是因为部分OH与部分NH结合;(2)pH12的Na2CO3溶液中OH全部来自水的电离,由水电离出的c(OH)102 mol/
24、L。以“弱酸的电离平衡常数”为载体串联弱电解质的相关知识高考载体(2013上海卷T18改编)部分弱酸的电离平衡常数如下表:弱酸HCOOHHCNH2CO3电离平衡常数(25)K1.77104K4.91010K14.3107K25.61011知识串联设计(1)依据表格中三种酸的电离常数,判断三种酸酸性强弱的顺序为_。(2)向NaCN溶液中通入CO2气体能否制得HCN?若能写出反应的化学方程式?(3)同浓度的HCOO、HCO、CO、CN结合H的能力由强到弱的顺序是_。(4)0.1 mol/L HCOOH溶液升高温度,HCOOH的电离程度如何变化?加水稀释,如何变化?(5)pH4的HCOOH和NH4C
25、l溶液中,水的电离程度相同吗?(6)试用两种最常用的方法判断常温下HCOOH是一种弱酸?答案:(1)HCOOHH2CO3HCN(2)能;NaCNH2OCO2=HCNNaHCO3(3)COCNHCOHCOO(4)升高温度,能促进HCOOH的电离。加水稀释,增大,加水稀释,Ka不变,c(HCOO)减小,故增大(5)不相同(6)方法、配制0.01 mol/L的HCOOH溶液,测其pH,若pH2,则证明HCOOH为弱酸;方法、配制少量HCOONa溶液,则其pH,若pH7,则证明HCOOH为弱酸。1(2014海安中学模拟)对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是()解析:选C影响水的电离的因素有温度、酸、碱
26、、盐等,加热促进电离;加酸、加碱抑制水的电离;加能水解的盐促进水的电离;A项,电子式表示HCl,酸抑制水的电离,错误;B项,离子符号表示三价铁离子,水溶液中能水解,促进水的电离,错误;C项,离子结构示意图表示氯离子,对水的电离无影响,正确;D项,结构式表示醋酸根离子,水溶液中能水解,促进水的电离,错误。2(2014宝应中学模拟)下列事实一定能证明HNO2是弱电解质的是()常温下NaNO2溶液的pH大于7用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗HNO2和NaCl不能发生反应常温下0.1 molL1 HNO2溶液的pH2.1常温下pH3的 HNO2溶液和pH11的NaOH溶液等体积混合,pH小于7常温下
27、pH2的 HNO2溶液稀释至100倍,pH约为3.1A BC D全部解析:选C常温下NaNO2溶液的pH大于7表明是强碱弱酸盐,正确;用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗,也可能是溶液的浓度太小,不能说明亚硝酸是弱电解质,错误;HNO2和NaCl不能发生反应,硝酸与氯化钠也不反应,但硝酸是强酸,错误;常温下0.1 molL1 HNO2溶液的pH2.1,若是强酸,其pH应该等于1,因此,表明亚硝酸是弱酸,正确;常温下pH3的 HNO2溶液和pH11的NaOH溶液等体积混合,pH小于7,若亚硝酸是强酸,pH7,因此是弱酸,正确。3(2014黄桥中学模拟)在常温下,pH9的NaOH溶液和CH3COON
28、a两种溶液中,假设由水电离产生的OH离子浓度分别为a和b,则a与b的关系为()Aab Ba104bCb104a Dab解析:选B氢氧化钠是强碱,抑制水的电离,则由水电离产生的OH离子浓度为109 mol/L;醋酸钠是强碱弱酸盐,水解促进水的电离,则由水电离产生的OH离子浓度为105 mol/L,所以a与b的关系是a104b,答案选B。4双选题(2014大丰中学模拟)在醋酸中存在电离平衡:CH3COOHCH3COOH,要使电离平衡右移且c(CH3COO)增大,应采取的措施是()A加入盐酸 B加入NaOH(s)C加蒸馏水 D升高温度解析:选BD根据题意要使电离平衡右移且c(CH3COO)增大,需加
29、入的试剂能消耗H,或升高温度。所以B、D正确。A项,会抑制电离;C项,加入蒸馏水会稀释溶液,c(CH3COO)将减小。5(2014清江中学模拟)25 时,某溶液中由水电离产生的c(H)和c(OH)的乘积为11020,下列说法正确的是()A该溶液的pH一定是10 B该溶液不可能pH4C该溶液的pH不可能是7 D不会有这样的溶液解析:选C25时,某溶液中由水电离产生的c(H)和c(OH)的乘积为1102011014,说明该溶液中的溶质抑制了水的电离。由于酸或碱都能抑制水的电离,所以该溶液可能呈酸性也可能碱性,因此溶液的pH可能等于4,也可能等于10,但不可能等于7,C项正确。6对室温下100 mL
30、 pH2的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施,有关叙述正确的是()A加水稀释至溶液体积为200 mL,醋酸溶液的pH变为4B温度都升高20 后,两溶液的pH不再相等C加水稀释至溶液体积为200 mL后,两种溶液中c(OH)都减小D加足量的锌充分反应后,两溶液中产生的氢气体积可用右图表示解析:选BA选项中醋酸是弱酸,存在电离平衡,加水稀释至200 mL时,pHac(2)n1n2n3(3)V1V32V2(4)v2v1v3解析:(1)氯化氢和硫酸是强电解质,盐酸是一元酸,硫酸是二元酸,醋酸是弱电解质且是一元酸,所以盐酸中氢离子浓度与酸的浓度相等,硫酸中氢离子浓度是硫酸浓度的2倍,醋酸中氢离子浓度小于
31、醋酸的浓度,所以氢离子浓度其大小顺序为bac;(2)根据阴离子守恒知,盐的物质的量与酸的物质的量相等,所以生成的盐的物质的量大小关系为n1n2n3;(3)中和一定量NaOH溶液生成正盐时,酸的浓度相等,如果是一元酸,所用酸的体积相等,如果是二元酸,酸的体积是一元酸的一半,所以三种酸的体积大小关系是V12V2V3;(4)与锌反应时产生氢(气)的速率与氢离子浓度成正比,氢离子浓度越大,反应速率越大,三种酸中硫酸中氢离子浓度为0.2 mol/L,盐酸中氢离子浓度为0.1 mol/L,醋酸中氢离子浓度小于0.1 mol/L,所以反应速率大小关系为v2v1v3。10(2014镇江一中模拟)A、B、C、D
32、、E五种溶液分别是NaOH、NH3H2O、CH3COOH、HCl、NH4HSO4中的一种。常温下进行下列实验:将1 L pH3的A溶液分别与0.001 molL1 x L B溶液、0.001 molL1 y L D溶液充分反应至中性,x、y大小关系为:yx;浓度均为0.1 molL1A和E溶液,pH:AE;浓度均为0.1 molL1C与D溶液等体积混合,溶液呈酸性。回答下列问题:(1)D是_溶液,判断理由是_。(2)用水稀释0.1 molL1B时,溶液中随着水量的增加而减小的是_(填写序号)。c(H)和c(OH)的乘积OH的物质的量(3)OH浓度相同的等体积的两份溶液A和E,分别与锌粉反应,若
33、最后仅有一份溶液中存在锌粉,且放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是_(填写序号)。 反应所需要的时间EA开始反应时的速率AE参加反应的锌粉物质的量AE反应过程的平均速率EAA溶液里有锌粉剩余E溶液里有锌粉剩余(4)将等体积、等物质的量浓度B和C混合后溶液,升高温度(溶质不会分解)溶液pH随温度变化如图中的_曲线(填写序号) 。解析:中和酸性物质A只有NaOH、NH3H2O,一定物质的量的A与等物质的量浓度B和D混合呈中性,D的用量少,说明D碱性比B的碱性强,B是NH3H2O,D是NaOH。浓度相同的C与NaOH溶液等体积混合,溶液呈酸性,说明C是NH4HSO4。浓度相同A和E溶液,pH:AE
34、,说明A是HCl,E是CH3COOH。(2)NH3H2O在水溶液中存在电离平衡NH3H2ONHOH,加水稀释弱电解的电离平衡向正向进行,故正确。(3)有上知,A为盐酸,E为醋酸,OH浓度相同的等体积的两份溶液A和E,说明A和E的pH相同,二者c(H)相同,故开始时的反应速率相同,随反应的进行c(H)减小,而醋酸中c(H)减小的慢。pH相同的醋酸和盐酸,醋酸的物质的量多,故盐酸完全反应,A中锌粉有剩余;由于产生的氢气一样多,故参加反应的锌粉相同。(4)等体积、等物质的量浓度B和C混合后的溶液为(NH4)2SO4溶液其水解显酸性,升温水解平衡正向移动,c(H)增大,pH减小,故选。答案:(1)Na
35、OH中和酸性物质A只有NaOH、NH3H2O,一定物质的量的A与等物质的量浓度B和D混合呈中性,D的用量少,说明D碱性比B的碱性强,所以D是NaOH(2)(3)(4)11(2014启东中学模拟)已知多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的,且第一步的电离程度大于第二步的电离程度,第二步的电离程度远大于第三步的电离程度今有HA、H2B、H3C三种弱酸,根据“较强酸较弱酸盐=较强酸盐较弱酸”的反应规律,它们之间能发生下列反应:AHAHC2(少量)=AH2CBH2B(少量)2A=B22HACH2B(少量)H2C=HBH3C回答下列问题:(1)相同条件下,HA、H2B、H3C三种酸中,酸性最强的是_。(2
36、)A、B2、C3、HB、H2C、HC2六种离子中,最易结合质子(H)的是_,最难结合质子的是_。(3)下列反应的离子方程式正确的是_。AH3C3A=3HAC3BHBA=HAB2(4)完成下列反应的离子方程式:AH3COH(过量)_;BHA(过量)C3_。解析:本题主要考查“较强酸较弱酸盐=较强酸盐较弱酸”的反应规律,由所给方程式可看出H2B酸性最强,相应的它的离子HB最难结合质子,同样可得其他结果。答案:(1)H2B(2)C3HB(3)B (4)H3C3OH=C33H2O2HA(过量)C3=2AH2C12(2014盐城中学模拟)下列图示与对应的叙述相符的是() A图甲中曲线表示向等体积、等物质
37、的量浓度的盐酸和醋酸溶液中,分别加入足量镁粉,产生H2的物质的量的变化B图乙表示将0.10 mol/L NaOH溶液分别滴加到浓度相同的三种一元酸中,由图可知的酸性最强C图丙为水的电离平衡曲线,若从A点到C点,可采用在水中加入适量NaOH固体的方法D图丁中曲线表示将pH相同的NH4Cl溶液和稀盐酸稀释相同倍数时,二者pH的变化解析:选BA项,HCl、CH3COOH都是一元酸,二者的浓度相等,体积相等,即物质的量相等。但由于HCl是强酸,c(H)c(HCl),CH3COOH是弱酸,c(H)t20,从A点到C点,可采用的方法是升高温度,错误。D项,NH4Cl为强酸弱碱盐,水解显酸性,HCl是强酸,
38、电离产生H使溶液显酸性。若将pH相同的NH4Cl溶液和稀盐酸稀释相同倍数时,由于HCl只存在酸的电离,所以H的浓度变化较大,pH的变化大,而对NH4Cl来说,稀释使水解平衡正向移动,因此水解产生的H的浓度在稀释的基础上又有所增加,故pH变化较小,错误。13(2014姜堰中学模拟)醋酸和盐酸是中学化学中常见的酸,在一定条件下,CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COOHH0。(1)常温下,在 pH5的稀醋酸溶液中,c(CH3COO)_(列式,不必化简);下列方法中,可以使0.10 molL1CH3COOH的电离程度增大的是_。a加入少量0.10 molL1的稀盐酸b加热CH3C
39、OOH溶液c加水稀释至0.010 molL1d加入少量冰醋酸e加入少量氯化钠固体f加入少量0.10 molL1的NaOH溶液(2)将等质量的锌投入等体积且pH均等于3的醋酸和盐酸溶液中,经过充分反应后,发现只在一种溶液中有锌粉剩余,则生成氢气的体积:V(盐酸)_V(醋酸),反应的最初速率为:v(盐酸)_v(醋酸)(填写“”、“”或“”)。(3)某同学用0.100 0 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L HCl和20.00 mL 0.100 0 mol/L CH3COOH,得到如图所示两条滴定曲线,请完成有关问题: NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的曲
40、线是_(填“图1”或“图2”);a_mL。(4)常温下,将0.1 mol/L盐酸和0.1 mol/L醋酸钠溶液混合,所得溶液为中性,则混合溶液中各离子的浓度按由大到小排序为_。(5)已知:90 时,水的离子积常数为Kw3.801013,在此温度下,将pH3的盐酸和pH11的氢氧化钠溶液等体积混合,则混合溶液中的c(H)_(保留三位有效数字)mol/L。解析:(1)pH 5的醋酸溶液中,氢离子的总的浓度为:105 mol/L,由醋酸本身电离产生的氢离子浓度为总浓度与水所电离的氢离子浓度之差:(105109) mol/L。(2) 等体积且pH均等于3的醋酸和盐酸溶液,醋酸所提供的氢离子的物质的量比
41、盐酸的多。则生成氢气的体积:V(盐酸)V(醋酸)。又因为二者的起始氢离子浓度,所以反应的最初速率为:v(盐酸)v(醋酸)。(3)浓度相等的盐酸和醋酸其pH不等,可知NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的曲线是图2。a点是刚好酸碱反应时的值,NaOH溶液的体积为20.00 mL。(4)醋酸钠溶液显弱碱性,所以加入盐酸使其呈中性时的量就较小。因此有:c(Na)c(CH3COO)c(Cl)c(H)c(OH)(5) 将pH3的盐酸和pH11的氢氧化钠溶液等体积混合,溶液显碱性,所以应该先求此时溶液中的氢氧根离子的浓度,(假设二者各自的体积为V)c(OH)1.85102 mol/L又因为在90 时,水的离
42、子积常数为KW3.801013,所以混合溶液中:c(H)2.051011 mol/L。答案:(1)(105109) mol/Lbcf(2)(3)图220.00 (4)c(Na)c(CH3COO)c(Cl)c(H) c(OH)(5)2.051011第二单元溶液的酸碱性_酸碱中和滴定明考纲要求理主干脉络1.了解溶液pH的定义,能进行溶液pH的简单计算。2.初步掌握测定溶液pH的方法。3.初步掌握中和滴定的原理和方法。一、溶液的酸碱性与pH1溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中c(H)和c(OH)的相对大小。(将“”“”或“c(OH)c(H)c(OH)c(H)c(OH)2.pH(1)定义式:pH_l
43、g_c(H)。(2)溶液的酸碱性跟pH的关系:室温下:(3)适用范围:014(4)pH试纸的使用:把小片试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH试纸上,试纸变色后,与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。二、酸碱中和滴定1实验原理(1)用已知浓度的酸(或碱)滴定未知浓度的碱(或酸),根据中和反应的等量关系来测定酸(或)碱的浓度。(2)利用酸碱指示剂明显的颜色变化,表示反应已完全,指示滴定终点。常见酸碱指示剂的变色范围如下表所示:指示剂变色范围的pH石蕊8.0蓝色甲基橙4.4黄色酚酞10.0红色2.实验用品(1)仪器:酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如B图)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。(
44、2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。3实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)(1)滴定前准备工作:(2)滴定过程:(3)终点判断:一滴:滴入最后一滴标准液,锥形瓶内颜色发生突变。半分钟:颜色突变后,半分钟内不恢复原色。4数据处理按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)计算。1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)(2013福建高考)室温下对于0.10 mol/L的氨水,其溶液的pH13。()(2)(2013福建高考)室温下对于0.10 mol/L的氨水,用HNO3溶液完全中和后,溶液不显中性。()(3)(2012福建高考)25 与60 时
45、,水的pH相等。()(4)pH6的溶液一定显酸性。()(5)25 时,1 L pH12的Ba(OH)2溶液中,OH的物质的量为0.02 mol。()(6)(2012重庆高考)盐酸中滴加氨水至中性,溶液中溶质为NH4Cl。()(7)(2013浙江高考)pH计不能用于酸碱中和滴定的判断。()(8)酸碱中和滴定时,若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶,将导致测定结果偏高。()(9)(2013重庆高考)25 时用CH3COOH滴定等浓度NaOH溶液至pH7,V(醋酸)V(NaOH)。()提示:(1)。NH3H2O为弱碱,不能完全电离,故pHV(NaOH)。2pH7的溶液一定呈中性吗?常温下pH14的溶液碱
46、性最强吗?答案:不一定,在室温时pH7的溶液呈中性,不在室温时pH7的溶液不呈中性,如在100时pH7的溶液呈碱性。常温下pH14的溶液碱性不是最强的,因为pH的范围仅为014,pH14的碱溶液中c(OH)1.0 mol/L,2.0 mol/L的NaOH溶液碱性比其碱性强。3室温时,下列混合溶液的pH与7的关系是:(1)pH3的盐酸和pH11的氨水等体积混合,pH_7(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)(2)pH3的盐酸和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合,pH_7。(3)pH3的醋酸溶液和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合,pH_7。(4)pH3的硫酸溶液和pH11的氨水等体积混合,pH_7
47、。答案:(1)大于(2)等于(3)小于(4)大于4使用滴定管测量KMnO4溶液、Na2CO3溶液的体积,应选用哪种滴定管?为什么?答案:KMnO4具有强氧化性,能腐蚀橡胶,故需放入酸式滴定管中,Na2CO3溶液水解呈碱性,能腐蚀玻璃活塞,故应放入碱式滴定管中。溶液pH的计算1(2014南京外国语学校模拟)有等体积、等pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3H2O三种碱溶液,滴加等物质的量浓度的盐酸将它们恰好中和,用去酸的体积分别为V1、V2、V3,则三者的大小关系正确的是()AV3V2V1BV1V2V3CV3V2V1 DV1V2V3解析:选C等体积、等pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3H2O
48、三种碱溶液,溶液中的OH浓度相同,因为Ba(OH)2、NaOH为强碱,NH3H2O为弱碱,则NH3H2O 浓度远远大于Ba(OH)2和NaOH,所以用去酸的体积为:V3V2V1,故C项正确。2(2014苏州一中模拟)室温时,将x mL pHa 的稀NaOH溶液与y mL pHb的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是()A若xy,且ab14,则pH7B若10xy,且ab13,则pH7C若axby,且ab13,则pH7D若x10y,且ab14,则pH7解析:选DNaOH溶液中OH物质的量为:x/1 000101410a mol10a17x,盐酸的H物质的量为:y/1 00010a
49、103by,所以n(H)n(OH)y/x1014ab。A项,若xy,ab14,带入上式可得n(H)n(OH)1,pH7,错误;B项,若10xy,且ab13,带入上式可得n(H)n(OH)10,则pH7,错误;C项,若axby,且ab13,带入上式可得n(H)n(OH)10a/b1,则pH7,错误;D项,若x10y,且ab14,带入上式可得n(H)n(OH)0.1,则pH7,正确。3求下列溶液的pH(常温条件下)(已知lg 20.3)(1)0.005 molL1的H2SO4溶液(2)将pH8的NaOH溶液与pH10的NaOH溶液等体积混合(3)常温下,将pH5的盐酸与pH9的NaOH溶液以体积比
50、119混合(4)将pH3的HCl与pH3的H2SO4等体积混合(5)0.001 molL1的NaOH溶液(6)pH2的盐酸与等体积的水混合(7)pH2的盐酸加水稀释到1 000倍(8)pH4的盐酸加水稀释1 000倍解析:(1)c(H)0.01 mol/LpH2。(2)c(OH) mol/Lc(H)21010(molL1)故pH9.7。(3)酸过量c(H) mol/L1106 mol/L,pH6。(4)pH3。(5)c(OH)1103 mol/L,c(H)11011 mol/LpH11。(6)c(H),pH2.3。(7)c(H)1105,pH5。(8)c(H)接近于1107但肯定小于1107,
51、故pH7但大于4。答案:(1)2(2)9.7(3)6(4)3(5)11(6)2.3(7)5(8)4pH74(2014青岛二中模拟)已知水在25 和95 时,其电离平衡曲线如图所示:(1)则25 时水的电离平衡曲线应为_(填“A”或“B”),请说明理由_。(2)25 时,将pH9的NaOH溶液与pH4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_。(3)95 时,若100体积pH1a的某强酸溶液与1体积pH2b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前a与b之间应满足的关系是_。(4)曲线B对应温度下,pH2的某HA溶液和pH10的NaOH溶液等体积混合后,
52、混合溶液的pH5。请分析其原因:_。解析:(1)升高温度时,促进水的电离,水的离子积也增大,水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大,水的pH减小,但溶液仍然呈中性。因此结合图像中A、B曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度判断25 时水的电离平衡曲线应为A,理由为水的电离是吸热过程,升高温度,使水的电离程度增大。(2)25 时所得混合溶液的pH7,即酸碱恰好中和。现pH(碱)pH(酸)9413,说明酸比碱浓10倍,所以碱的体积必是酸的10倍。(3)要注意的是95 时,水的离子积为1012,即酸、碱浓度相等时pH(酸)pH(碱)12。现强碱的浓度是强酸的100倍,所以pH(酸)pH(碱)14,即
53、ab14。答案:(1)A水的电离是吸热过程,温度低时,电离程度小,c(H)、c(OH)小(2)101(3)ab14(4)曲线B对应95 ,此时水的离子积为1012,HA若为强酸,最后应为pH6,现pH5,说明HA为弱酸,HA中和NaOH后,混合溶液中还剩余较多的HA分子,可继续电离出H溶液pH的计算方法1单一溶液pH的计算(1)强酸溶液,如HnA溶液,设溶质的物质的量浓度为c molL1,c(H)nc molL1,pHlg c(H)lg nc。(2)强碱溶液,如B(OH)n溶液,设溶质的物质的量浓度为c molL1,c(H) molL1,pHlg c(H)14lg nc。2两强酸混合后pH的计
54、算由c(H)混先求出混合后的c(H)混,再根据公式pHlg c(H)求pH。若两强酸溶液等体积混合,可采用速算方法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH3和pH5的盐酸等体积混合后,pH3.3。3两强碱混合后pH的计算由c(OH)混先求出混合后的c(OH)混,再通过KW求出混合后的c(H),最后求pH。若两强碱溶液等体积混合,可采用速算方法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减0.3。如pH9和pH11的烧碱溶液等体积混合后,pH10.7。4强酸与强碱混合后pH的计算强酸与强碱混合的实质是中和反应即HOH=H2O,中和后溶液的pH有以下三种情况:(1)若恰好中和,pH7。
55、(2)若剩余酸,先求中和后的c(H),再求pH。(3)若剩余碱,先求中和后的c(OH),再通过KW求出c(H),最后求pH。5溶液稀释后求pH(1)对于强酸溶液,每稀释10倍体积,pH增大1个单位;对于弱酸溶液,每稀释10倍体积,pH增大不足1个单位。无论稀释多少倍,酸溶液的pH不能等于或大于7,只能趋近于7。(2)对于强碱溶液,每稀释10倍体积,pH减小1个单位;对于弱碱溶液,每稀释10倍体积,pH减小不足一个单位。无论稀释多少倍,碱溶液的pH不能等于或小于7,只能趋近于7。例如:pH6的HCl溶液稀释100倍,溶液pH7(不能大于7);pH8的NaOH溶液稀释100倍,溶液pH接近而大于7
56、;pH3的HCl溶液稀释100倍,溶液pH5;pH10的NaOH溶液稀释100倍,溶液pH8。特别提醒(1)强酸与强碱等体积混合后溶液酸碱性的判断规律:若二者pH之和为14,则混合后的溶液呈中性,pH7。若二者pH之和大于14,则混合后的溶液呈碱性。若二者pH之和小于14,则混合后的溶液呈酸性。(2)弱酸、弱酸的稀释:在稀释过程中有浓度的变化, 又有电离平衡的移动,不能求得具体数值,只能确定其pH范围。例如:pH3的CH3COOH溶液稀释100倍,稀释后3pH5;pH10的NH3H2O溶液稀释100倍,稀释后8pH10;pH3的酸溶液稀释100倍,稀释后3pH5;pH10的碱溶液稀释100倍,
57、稀释后8pH(3)(4)相同中酸(5)4(6)c(OH),溶液呈酸性;若c(H)c(OH)的溶液一定显酸性BpH3的弱酸溶液与pH11的强碱溶液等体积混合后溶液呈酸性CpH5的硫酸溶液稀释到原来的500倍,稀释后c(SO)与c(H)之比约为110D中和10 mL 0.1 mol/L醋酸与100 mL 0.01 mol/L醋酸所需NaOH的物质的量不同解析:选DB项,pH3的弱酸溶液与pH11的强碱溶液等体积混合,弱酸浓度大,有大量剩余,反应后溶液显酸性。C项,pH5的硫酸溶液稀释到原来的500倍,则溶液接近于中性,c(H)约为107 mol/L,c(SO)105/(2500)108 mol/L
58、,则c(SO)c(H)110。D项,两份醋酸的物质的量相同,则所需NaOH的物质的量相同,错误。4(2014天一中学模拟)25 时,用浓度为0.100 0 molL1的NaOH溶液滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 molL1的三种酸HX、HY、HZ滴定曲线如图所示。下列说法正确的是() A在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:HZHYHXB根据滴定曲线,可得Ka(HY)105C将上述HX、HY溶液等体积混合后,用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时:c(X)c(Y)c(OH)c(H)DHY与HZ混合,达到平衡时:c(H)c(Z)c(OH)解析:选B浓度均为0.100 0 m
59、ol/L的三种酸HX、HY、HZ,根据滴定曲线0点三种酸的pH可得到HZ是强酸,HY和HX是弱酸,但酸性:HYHX。A项,同温同浓度时,三种酸的导电性:HZHYHX;B项,当NaOH溶液滴加到10 mL时,溶液中c(HY)c(Y),即Ka(HY)c(H)10pH105;C项,用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时,HY早被完全中和,所得溶液是NaY和NaX混合溶液;但因酸性:HYHX,即X的水解程度大于Y,溶液中c(Y)c(X);D项,HY与HZ混合,溶液的电荷守恒式为:c(H)c(Y)c(Z) c(OH),又根据HY的电离平衡常数:Ka(HY)即有:c(Y)所以达平衡后:c(H)c(Z)c(
60、OH)。5实验室用标准盐酸溶液测定某NaOH溶液的浓度,用甲基橙作指示剂,下列操作中可能使测定结果偏低的是()A酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸溶液润洗23次B开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失C锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色,立即记下滴定管液面所在刻度D盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗23次解析:选CA项,所用的盐酸的实际用量大于理论用量,故导致测定结果偏高;B项,这种操作会导致盐酸读数偏大,测出NaOH溶液浓度偏高;C项,由黄色变为橙色可能由于局部c(H)变大引起的,振荡后可能还会恢复黄色,应在振荡后半分钟内颜色保持不变才能认为已达到滴定终点,故所用盐
61、酸的量比理论用量偏小,测出的NaOH溶液浓度偏低;D项,用NaOH溶液润洗,直接导致盐酸的用量偏大,故测定NaOH浓度偏高。6(2014金湖中学模拟)已知NH与HCHO在水溶液中发生如下反应:4NH6HCHO(CH2)6N44H6H2O。现有某一铵盐,为测定其氮的质量分数,称取铵盐样品m g,溶于水后,再加入足量HCHO溶液配成100 mL溶液。充分反应后,从中取出V1 mL溶液,用c molL1的NaOH溶液进行中和滴定,恰好用去V2 mL。试求该铵盐中氮元素的质量分数为:()A.%B.C. D.解析:选D根据反应式4NH6HCHOCH2)6N44H6H2O、OHH=H2O可知:NHOH1
62、mol1 moln0.001V2 c mol所以原样品中NH的物质的量0.001V2 c mol因此样品中氮原子的质量0.001V2 c moL14 g/mol所以该铵盐中氮元素的质量分数为。7(2014泗阳中学模拟)某温度下,向一定体积0.1 mol/L醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH(pOHlgOH)与pH的变化关系如图所示,则()AM点所示溶液导电能力强于Q点BN点所示溶液中c(CH3COO)c(Na) CM点和N点所示溶液中水的电离程度相同DQ点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积 解析:选C由于醋酸是弱酸,电离程度很小,离子浓度也较小,M点溶液的导电能力最弱,
63、A错;N点所示溶液为碱性,根据溶液电荷守恒易判断出此时c(Na)c(CH3COO),B错;由于M点的H浓度等于N点的OH浓度,对水的电离程度抑制能力相同,所以两点所示溶液中水电离程度相同,C正确;Q点的pOHpH,溶液为中性,而两者等体积混合后生成醋酸钠,水解显碱性。则所加NaOH溶液体积略小于醋酸溶液的体积,D错。8(2014邗江中学模拟)已知温度T 时水的离子积常数为KW,该温度下,将浓度为a molL1的一元酸HA与b molL1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是()AabB混合溶液的pH7C混合溶液中,c(H) molL1D混合溶液中,c(H)c(B)c(OH)c(A
64、)解析:选C只要溶液中c(H)c(OH),则溶液一定显中性,由于不能确定酸碱的强弱以及溶液的温度,所以选项A、B不一定显中性。根据水的离子积常数可知,选项C中c(H)c(OH),溶液显中性;D中符合电荷守恒,恒成立,不正确,答案选C。9(2014海门中学模拟)某同学用0.10 mol/L的HCl溶液测定未知浓度的NaOH溶液,其实验操作如下:A用酸式滴定管量取20.00 mLHCl溶液注入锥形瓶,同时滴加23滴酚酞试液;B用0.10 mol/L的HCl溶液润洗酸式滴定管;C把滴定管用蒸馏水洗净;D取下碱式滴定管,用待测NaOH溶液润洗后,将待测NaOH溶液注入碱式滴定管至距离刻度“0”以上23
65、 cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面;E检查滴定管是否漏水;F另取锥形瓶,再重复以上操作12 次;G把锥形瓶放在碱式滴定管下边,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶,直到加入最后一滴碱液后溶液颜色突变并在半分钟内不再变色为止,记下滴定管液面所在的刻度。请回答下列问题:(1)滴定操作的正确顺序是:(填字母)_C_B_。(2)G步操作中在锥形瓶下垫一张白纸的作用是_。(3)D步操作中液面应调节到_,尖嘴部分应_。(4)滴定终点读数时,如果仰视液面,读出的数值_,若滴定前平视读数则由此计算得到的NaOH溶液浓度_(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。(5)下图分别是量筒、滴定管、温度计的一部分,则量
66、筒,滴定管,温度计分别是_。 解析:(1)中和滴定按照检漏、洗涤、润洗、装液、取待测液并加指示剂、滴定等顺序操作,即为:ECDBAGF;(2)锥形瓶下垫一张白纸使滴定终点颜色变化更明显,便于分辨;(3)装液后,液面应调节到“0”刻度或“0”刻度以下,尖嘴部分应充满溶液;(4)滴定终点读数时,如果仰视液面,读出的数值偏大,若滴定前平视读数,则造成V(标)偏大,根据c(碱),可知c(碱)偏大;(5)量筒没有零刻度,温度计零刻度在中间,滴定管零刻度在上方。答案:(1)ECDBAGF(2)便于观察锥形瓶内指示剂颜色的变化(3)“0”刻度或“0”刻度以下充满溶液 (4)偏大偏大(5) 10(2014南京
67、、淮安模拟)硝酸锶Sr(NO3)2常作为制备焰火、信号弹的原料。实验室以生产碳酸锶工厂的废渣(含SrCO3 38.40%,SrO 12.62%,CaCO3 38.27%,BaCO3 2.54%,MgCO3 1.88%,其它不溶于硝酸的杂质6.29%)为原料制备硝酸锶粗品的部分实验过程如下:两种盐的溶解度(g/100 g水)温度/物质02030456080Sr(NO3)228.240.74747.248.349.2Ca(NO3)24H2O102129152230300358(1)废渣粉碎的目的是_。(2)由浸取后得到的混合物制备硝酸锶粗品的实验步骤依次为:_;_;_;洗涤,干燥。(3)制得的硝酸
68、锶粗品中含有少量Ca(NO3)2、Ba(NO3)2等杂质。实验室测定硝酸锶纯度的实验步骤如下:准确称取一定质量的硝酸锶样品,加入11无水乙醇与乙醚的混合液萃取硝酸钙,用水溶解分离硝酸钙后的样品,于250 mL容量瓶中定容得样品溶液。准确移取25.00 mL样品溶液,调节pH为7,加入指示剂,加热至微沸,立即用碳酸钠标准溶液滴定至终点。另取样品溶液用比浊法测得硝酸钡的含量。滴定过程中反应的离子方程式如下:Sr2CO=SrCO3Ba2CO=BaCO3滴定选用的指示剂为_,滴定终点观察到的现象为_。若滴定前样品中Ca(NO3)2没有除尽,所测定的硝酸锶纯度将会_(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。解
69、析:(1)粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率。粉碎后,物质被尽可能反应,原子利用率提高。(2)酸浸后,除去不溶性杂质。滤液的主要成分还有Sr(NO3)2、Ca(NO3)2,由于Ca(NO3)24H2O的溶解度随温度的升高溶解度特别大,所以蒸发结晶,趁热过滤,可得Sr(NO3)2晶体。(3)实验的方法是用碳酸钠沉淀Sr2和Ba2,若到达滴定终点,再加碳酸钠,溶液呈碱性,因此用酚酞作指示剂,到达终点时,溶液由无色变为浅红色且30 s内不褪色。用比浊法,测出Ba2的含量,即可知,Sr2消耗的CO,从而求出硝酸锶的含量。若硝酸钙没有除尽,Ca2会消耗碳酸钠,使碳酸钠的量增多,所得硝酸锶的纯度也即偏
70、高。答案:(1)增加反应物的接触面积,提高反应速率,提高原料的利用率。(2)(趁热)过滤蒸发结晶趁热过滤(3)酚酞溶液由无变为浅红色30秒内不退色偏高11(2014常州期末)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了威胁。某研究性学习小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:(1)第步Cu与酸反应的离子方程式为_。(2)第步加H2O2的作用是_。(3)该探究小组提出两种方案测定CuSO45H2O晶体的纯度。方案一:取a g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。用0.100
71、0 molL1 Na2S2O3标准溶液滴定(原理为:I22S2O=2IS4O),到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。滴定过程中可选用_作指示剂,滴定终点的现象是_。CuSO4溶液与KI反应的离子方程式为_。方案二:取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c molL1 EDTA(H2Y2)标准溶液滴定至终点,平均消耗DETA溶液6 mL。滴定反应如下:Cu2H2Y2=CuY22H。写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式W_。下列操作会导致CuSO45H2O含量的测定结果偏高的是_(填序号)。a未干燥锥形瓶b滴定终点时滴定管尖嘴中产
72、生气泡c未除净可与EDTA反应的干扰离子解析: (1)铜与浓硝酸产生NO2,随着反应,硝酸变稀,产生NO。(2)步加入H2O2是将Fe2氧化为Fe3,H2O2为绿色氧化剂,还原产物为H2O,无污染。(3)滴定原理是利用Cu2氧化I得I2,用Na2S2O3溶液滴定I2,利用淀粉溶液作指示剂,加入淀粉溶液,呈蓝色,若到达滴定终点,则I2完全反应,蓝色褪色去。Cu2氧化I得CuI沉淀和I2,依据电子守恒配平。从滴定反应知,n(Cu2)n(EDTA),所以有:c molL1b103 L解得W。a项,对上式中各量没有影响;b项,气泡是原来就存在的,只是气泡的位置发生了变化,对滴定管中液体的体积没有影响,
73、所以对测定结果没影响;c项,使EDT的量增大,即使上式中的b值增大,所以测定结果偏高。答案:(1)Cu4H2NO=Cu22NO22H2O或3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O(2)将Fe2氧化成Fe3(3)淀粉溶液蓝色刚好褪去,且半分钟内不恢复蓝色2Cu24I=2CuII2100%c12双选题(2014苏北四市高三第一次模拟)常温下,下列有关醋酸溶液的叙述中不正确的是()ApH5.6的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中:c(Na)c(CH3COO)B浓度均为0.1 molL1的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合后:c(CH3COO)c(CH3COOH)2c(H)c(OH
74、)C将pHa的醋酸稀释为pHa1的过程中,c(CH3COOH)/c(H)不变D等体积pHa的醋酸与pHb的NaOH溶液恰好中和时,ab14解析:选CD在CH3COOH与CH3COONa混合溶液中存在如下电荷守恒式:c(Na)c(H)c(OH)c(CH3COO),因溶液呈酸性,c(H)c(OH),故c(Na)c(CH3COO),A项正确;等浓度等体积的CH3COOH与CH3COONa混合后溶液中存在如下电荷守恒式:c(Na)c(H)c(OH)c(CH3COO),物料守恒式:2c(Na)c(CH3COO)c(CH3COOH),综合两式子得:c(CH3COO)c(CH3COOH)2c(H)c(OH)
75、,B项正确;CH3COOH的电离平衡常数表达式为Kac(CH3COO)c(H)/c(CH3COOH),变形得:c(CH3COOH)/c(H)c(CH3COO)/Ka,稀释过程中c(CH3COO)减小,Ka不变,故c(CH3COOH)/c(H)减小,C项错误;pHa的醋酸溶液中c(H)10a mol/L,pHb的NaOH溶液中c(OH)10b14 mol/L,因醋酸是弱酸,故c(CH3COOH)10a mol/L,酸碱等体积11混合时恰好中和,故10aV14,D项错误。13(2014连云港市高三摸底)某学生用0.100 0 molL1盐酸标准溶液测定某烧碱样品的纯度(杂质不与盐酸反应)。实验步骤
76、如下:(1)配制待测液:用2.50 g含有少量杂质的固体烧碱样品配制500 mL溶液。需用的玻璃仪器除了烧杯、胶头滴管、玻璃棒外,还需要_。(2)滴定:.用蒸馏水洗涤酸式滴定管,并立即注入盐酸标准溶液至“0”刻度线以上.固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体,调节液面至“0”或“0”刻度线以下,并记录读数.移取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入2滴酚酞试液.用标准液滴定至终点,记录滴定管液面读数。上述滴定步骤中有错误的是(填编号)_,该错误操作会导致测定结果_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。步骤中滴定时眼睛应_:判断滴定终点的现象是_。若步骤中仰视读数,步骤中俯视读数,则会使测
77、定结果_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。(3)按正确操作测得有关数据记录如下:滴定次数待测液体积标准盐酸体积(mL)滴定前读数(mL)滴定后读数(mL)第一次20.000.2020.38第二次20.004.0024.20第三次20.002.38aa的读数如图所示,则a_;烧碱样品的纯度为_%。解析:(1)物质的量浓度溶液需要在容量瓶中配制。(2)滴定管用蒸馏水洗涤后,还必须用待装液洗,否则会导致浓度偏小,用量增多,最后计算出来的结果偏大。滴定前溶液呈红色,滴定后应变为无色,同时一定要注意半分钟内不恢复。步骤仰视,起始读数偏大;步骤俯视,终了读数偏小,故导致所用标准盐酸的体积偏小,计算结果
78、偏小。(3)注意滴定管的读数必须到小数点后两位。三次实验所用盐酸的平均体积为22.20 mL,故NaOH的纯度为100%80.8%。答案:(1)500 mL容量瓶(2)偏大注视锥形瓶中溶液颜色的变化溶液由红色刚好变为无色,且半分钟内不变色偏小(3)22.60(有效数字错误不得分)80.8第三单元盐类的水解明考纲要求理主干脉络1.了解盐类水解的原理2能说明影响盐类水解的主要因素3了解盐类水解的原理,能说明影响盐类水解的主要因素,认识盐类水解在生产、生活中的应用(弱酸弱碱盐的水解不作要求)一、盐类的水解1概念在水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H或OH结合生成弱电解质的反应。2实质3特点(1)
79、可逆:是中和反应的逆反应。(2)微弱:通常盐类水解程度很小,一般无沉淀析出,无气体放出。(3)吸热:中和反应放热,水解反应吸热。(4)符合化学平衡移动原理。4规律有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。填写下表(常温下):盐的类型实例是否水解水解的离子溶液的酸碱性溶液的pH强酸强碱盐NaCl、KNO3不水解中性7强酸弱碱盐NH4Cl、Cu(NO3)2水解NH、Cu2酸性75.水解的离子方程式(1)一般来说,盐类水解的程度不大,应该用可逆号“”表示。盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“”和“”表示水解产物。如Cu22H2OCu(OH)22H;NHH2ONH3H2OH。(2)多元
80、弱酸盐的水解是分步进行的,水解离子方程式要分步表示。如Na2CO3水解反应的离子方程式为COH2OHCOOH、HCOH2OH2CO3OH。(3)多元弱碱阳离子的水解简化成一步完成,如FeCl3溶液中:Fe33H2OFe(OH)33H。(4)水解分别是酸性和碱性的离子组由于相互促进水解程度较大,书写时要用“=”、“”、“”等,如NaHCO3溶液与AlCl3溶液混合反应的离子方程式为Al33HCO=Al(OH)33CO2。二、影响盐类水解的主要因素1内因形成盐的酸或碱越弱就越易发生水解。如酸性:CH3COOHH2CO3相同浓度的Na2CO3、CH3COONa溶液的pH大小关系为pH(Na2CO3)
81、pH(CH3COONa)。2外因(1)温度、浓度:条件移动方向水解程度水解产生的离子浓度升高温度右移增大增大反应物浓度增大右移减小增大减小右移增大减小(2)外加物质:外加物质对水解反应的影响取决于该物质的性质。外加酸碱:外加物质水解程度的影响弱酸阴离子弱碱阳离子酸增大减小碱减小增大加能水解的盐:相互促进如Al2(SO4)3、NaHCO3三、盐类水解的应用1用热的纯碱溶液洗油污的原因:升高温度可促进Na2CO3的水解,使溶液中c(OH)增大。2明矾净水的离子方程式:Al33H2OAl(OH)33H3制备Fe(OH)3胶体的离子方程式:Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H4用离子方程式说明不能
82、在溶液中制取Al2S3的原因:2Al33S26H2O=2Al(OH)33H2S。1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)(2013重庆高考)向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和气体生成。()(2)(2013北京高考)Na2CO3溶液显碱性COH2OHCOOH。()(3)(2013江苏高考)Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,CO水解程度减小,溶液的pH减小。()(4)(2012江苏高考)明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂。()(5)(2010福建高考)由0.1 molL1一元酸HA溶液的pH3,可推知NaA溶液存在AH2OHAOH。()(6)pH相
83、同的盐酸和氯化铵溶液中由水电离出的c(H)相同。()(7)(2010北京高考)向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红的原因是:COH2OHCOOH。()(8)(2011江苏高考)水解反应NHH2ONH3H2OH达到平衡后,升高温度平衡逆向移动。()(9)某盐的溶液呈酸性,该盐一定发生了水解反应。()提示:(1)两种物质发生的反应为NaAlO2NaHCO3H2O=Al(OH)3Na2CO3,只有沉淀生成,而无气体生成。(2)(3)CO结合Ca2,使水解平衡左移,但溶液pH会增大,因为c(OH)增大(4)(5)HA为弱酸,故A会发生水解反应。(6)盐酸抑制水的电离。NH4Cl促进水的电离。(7
84、)CO水解溶液呈碱性使酚酞溶液变红。(8)水解反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动。(9)NaHSO4溶液呈酸性,但不是水解而是电离。2写出水解反应的离子方程式:(1)胆矾_(2)NaClO_(3)小苏打_(4)NaAlO2_(5)CH3COONa_(6)NH4Cl_(7)MnRm,若pH7_(8)MnRm,若pH7的为Na2CO3,pH7的为NaCl、pHK碱时,溶液显酸性,如HCOONH4;当K酸c(OH)c(NH)(2)多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一级电离。如在H2S溶液中:c(H2S)c(H)c(HS)c(S2)2水解理论(1)弱离子的水解损失是微量的(双水解除外),但由于水
85、的电离,故水解后酸性溶液中c(H)或碱性溶液中c(OH)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。如NH4Cl溶液中:c(Cl)c(NH)c(H)c(NH3H2O)。(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解,如在Na2CO3溶液中:c(CO)c(HCO)c(H2CO3)。三、把握三种守恒、明确等量关系1电荷守恒注重溶液呈电中性。溶液中所有阳离子所带的正电荷总浓度等于所有阴离子所带的负电荷总浓度。如NaHCO3溶液中:c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c(OH)2物料守恒注重溶液中某元素的原子守恒。在电解质溶液中,粒子可能发生变化,但变化前后其中某种元素的原子个数守恒。如
86、0.1 molL1 NaHCO3溶液中:c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)0.1 molL1。3质子定恒注重分子或离子得失H数目不变在电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H)的得失,但得到的质子数等于失去的质子数。如NaHCO3溶液中,得失质子如下图所示:则有:c(H2CO3)c(H)c(CO)c(OH)。特别提醒(1)规避等量关系中的2个易失分点。电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加。如2c(CO)的系数2代表一个CO带2个负电荷,不可漏掉。物料守恒式中,离子浓度系数不能漏写或颠倒。如Na2S溶液中的物料守恒式中,“2”表示c(Na)是溶液中各种硫元素存在
87、形式的硫原子总浓度的2倍。(2)等式考虑守恒原理,不等式考虑平衡原理。等式一般与电荷守恒、物料守恒相联系,如果给定的等式不是两个守恒式,可以把两个守恒式变化形式后相互作差,加以推导即可。如果给定的是不等式,要先考虑等式,对等式的一边加入或减少某离子,即可变成不等式。1双选题(2014连云港市高三摸底)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是()A常温下,向醋酸钠溶液中滴加盐酸至溶液呈中性一定有:c(CH3COOH)c(Cl)B某酸式盐NaHA溶液中一定有:c(OH)c(A2)c(H)c(H2A)CNaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2至溶液恰好呈中性:c(Na)c(SO)c(OH)c(
88、H)D常温下,将50 mL 0.1 molL1的盐酸与100 mL 0.1 molL1的氨水混合,所得溶液中:c(NH3H2O)c(Cl)c(NH)c(OH)c(H)解析:选ACA项,醋酸钠溶液中滴加盐酸,根据电荷守恒得:c(Na)c(H)c(CH3COO)c(OH)c(Cl),溶液呈中性,则c(H)c(OH),故有c(Na)c(CH3COO)c(Cl),根据物料守恒得:c(Na)c(CH3COO)c(CH3COOH),两式对比得: c(CH3COOH) c(Cl),正确;B项,HA可能只电离不水解,则不存在H2A,如HSO ,错误;C项,假设Ba(OH)2为1 mol,两者反应为中性,则加入
89、的H2SO4应为2 mol,所以反应后为BaSO4沉淀和Na2SO4溶液,正确;D项,50 mL盐酸与100 mL氨水反应后得到等量的NH4Cl和NH3H2O,混合溶液呈碱性,NH3H2O的电离程度大于NH的水解程度,故c(NH)c(Cl)c(NH3H2O)c(OH)c(H),错误。2双选题(2014南京市学情模拟)下列有关溶液中微粒浓度关系的叙述正确的是()A0.1 molL1NH4Cl溶液中:c(NH)c(Cl)c(H)c(OH)B溶有等物质的量NaClO、NaHCO3的溶液中:c(HClO)c(C1O)c(HCO)c(H2CO3) c(CO)C向CH3COONa溶液中滴加稀HCl至中性,
90、所得溶液中:c(Cl)c(Na)c(CH3COOH)D等物质的量浓度Na2CO3溶液和NaHCO3溶液等体积混合,所得溶液中:c(CO)2c(OH)2c(H)c(HCO)3c(H2CO3)解析:选BDA项,根据电荷守恒知,错误;B项,根据物料守恒知,c(HClO)c(ClO)c(Na)/2,c(HCO)c(H2CO3)c(CO) c(Na)/2,正确;C项,根据电荷守恒知,c(CH3COO)c(Cl)c(OH)c(Na)c(H)中性时,c(Na)c(CH3COO)c(Cl),错误;D项,根据物料守恒知:3c(HCO)c(H2CO3)c(CO)2c(Na),根据电荷守恒知:c(Na)c(H) c
91、(HCO)2c(CO)c(OH),第一式第二式2得:c(HCO)3c(H2CO3)2c(H)c(CO)2c(OH),正确。3(2014无锡市高三期中)25 时,2.0103molL1氢氟酸水溶液中,用NaOH溶液调节溶液pH(忽略体积变化),得到c(HF)、c(F)与溶液pH的变化关系如下图所示。下列说法正确的是()A当c(F)c(HF)时,溶液呈碱性B当pH3时,溶液中c(F)c(Na)C当pH3.45时,所加NaOH溶液恰好与HF完全反应D当pH4时,溶液中: c(HF) c(Na)c(H)c(OH)2.0103molL1解析:选D由图知,pH3.45时,溶液中c(F)c(HF),此时溶液
92、不一定呈碱性,也可能呈酸性或中性,A项错误;任何时刻此溶液中均存在如下电荷守恒:c(H)c(Na)c(F)c(OH),当pH3时,c(H)c(OH),故c(F)c(Na),B项错误;由图知当pH3.45时,c(HF)1.0103molL1,故此时HF反应掉一半,C项错误;当pH4时,c(HF)4.0104molL1,c(F)1.6103molL1,c(HF) c(F)2.0103molL1,由电荷守恒变形得:c(F)c(Na)c(H)c(OH),故c(HF) c(Na)c(H)c(OH)2.0103molL1,D项正确。4双选题在常温下,0.100 0 molL1Na2CO3溶液25 mL用0
93、.100 0 molL1盐酸滴定,其滴定曲线如图。对滴定过程中所得溶液中相关离子浓度间的关系,下列有关说法正确的是()Aa点:c(CO)c(HCO) c(OH)Bb点:5c(Cl)4c(HCO)4c(CO)Cc点:c(OH) c(H) c(HCO)2c(H2CO3) Dd点:c(H)2c(CO)c(HCO)c(OH)解析:选BDA项,滴入的HCl的量为Na2CO3一半时,反应后的混合溶液中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为11,CO的水解程度大于HCO ,故c(HCO)c(CO),错;B项,在b点,Na2CO3与HCl为2.52混合,由元素守恒知,混合溶液中,C为2.5份,Cl为2份,
94、而C的存在形式有三种,分别为HCO 、CO和H2CO3,C与Cl之间的关系为:4n(C)5n(Cl),即5c(Cl)4c(CO)4c(HCO)4c(H2CO3),显然5c(Cl)4c(HCO) 4c(CO),正确;C项,等量的HCl与Na2CO3混合时,溶液中为溶质NaHCO3和NaCl,c点应满足NaHCO3的质子守恒,即:c(OH)c(CO)c(H2CO3)c(H),错;D项,HCl与Na2CO3以21混合时,发生2HClNa2CO3=2NaClCO2H2O,d点处应满足H2CO3溶液的质子守恒,正确。5双选题(2014南京、淮安模拟)向10 mL 0.1 molL1Na2CO3溶液中逐滴
95、滴加V mL 0.1 molL1HCl溶液,下列有关滴定过程中粒子浓度关系正确的是()A当V0时,c(OH)c(H)c(HCO)2c(H2CO3)B当V5时,c(Na)c(H)2c(CO)c(HCO)c(OH)C当V10时,c(Cl)c(CO)c(HCO)c(H2CO3)D当V15时,c(Na)c(Cl)c(HCO)c(OH)c(H)解析:选ACA项,此时为Na2CO3溶液,该式为质子守恒式,正确;B项,由电荷守恒式c(Na)c(H)2c(CO)c(HCO)c(OH)c(Cl) 知,错误;C项,此时溶液为等物质的量浓度的NaHCO3和NaCl的混合溶液,有c(Cl)c(CO)c(HCO)c(H
96、2CO3),正确;D项,由原子守恒可知,c(Na)c(Cl),错误。6双选题(2014通泰扬宿模拟)常温下,向20.00 mL 0.100 0 molL1CH3COONa溶液中逐滴加入0.100 0 molL1盐酸,溶液的pH与所加盐酸体积的关系如图所示(不考虑挥发)。下列说法正确的是()A点所示溶液中:c(CH3COOH)c(Cl)c(OH)c(H)B点所示溶液中:c(Na)c(Cl)c(CH3COO)c(CH3COOH)C点所示溶液中:c(Na)c(CH3COOH)c(H)c(CH3COO)D整个过程中可能出现: c(H)c(Na)c(CH3COOH)c(CH3COO)解析:选ACA项,整
97、个滴定过程中,始终有电荷守恒为:c(Na)c(H)c(CH3COO)c(Cl)c(OH),物料守恒为c(Na)c(CH3COOH)c(CH3COO),时溶液c(H)c(OH),综合两守恒可得c(CH3COOH)c(Cl),正确;B项,时为等浓度的CH3COOH、CH3COONa和NaCl溶液,由物料守恒有:c(CH3COOH)c(CH3COO)2c(Cl),溶液呈酸性,以醋酸电离为主,c(CH3COO)c(Cl)c(CH3COOH),错误;C项,时为等浓度的CH3COOH和NaCl溶液,由于醋酸电离,所以c(Na)c(CH3COOH),又由于H不仅来自于醋酸,还来自于水的电离,所以 c(H)c
98、(CH3COO),正确;D项,由物料守恒得, c(Na)c(CH3COOH)c(CH3COO),错误。以工业上“烟气脱硫”为载体串联盐类水解的相关知识盐类水解属于动态平衡之一,在高考中出现的频率较高,近几年来又与环境治理的方法结合起来进行考查,试题常常结合某些弱酸的酸式盐,将盐类水解和电离平衡融合到一起,考查液中的水解平衡和离子浓度的比较。高考载体(2012北京高考T25)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。(1)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得。(2)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO)n(HSO)变
99、化关系如下表:n(SO)n(HSO)91911991pH8.27.26.2知识串联设计(1)NaHSO3溶液中存在哪些平衡关系?试一一写出。(2)Na2SO3溶液呈_性,其原因是什么?(3)NaHSO3溶液中存在哪些离子?写出溶液中的电荷守恒式。(4)Na2SO3溶液中存在哪些离子?并将其浓度按由大到小的顺序排列出来。(5)Na2SO3溶液中c(HSO)、c(SO)和c(H2SO3)三者浓度之和与c(Na)间有何关系?你能写出Na2SO3溶液中的质子守恒关系式吗?(6)由表格中的数据判断,NaHSO3溶液呈_性,用化学平衡原理进行解释_。答案:(1)存在三个平衡关系:水的电离平衡:H2OHOH
100、,HSO电离平衡:HSOHSO,HSO水解平衡:HSOH2OH2SO3OH(2)碱性;原因是SOH2OHSOOH(3)Na、HSO、SO、H、OH;电荷守恒式:c(Na)c(H)c(OH)c(HSO)2c(SO)(4)Na、SO、HSO、H、OH;c(Na)c(SO)c(OH)c(HSO)c(H)(5)c(HSO)c(SO)c(H2SO3)c(Na)c(OH)c(H)c(HSO)2c(H2SO3)(6)酸;HSO存在:HSOHSO和HSOH2OH2SO3OH,HSO的电离程度大于水解程度,故溶液呈酸性。1(2014武进高级中学模拟)下列水解的离子方程式正确的是()AS22H2OH2S2OHBF
101、e33H2OFe(OH)33HCCOH2O=HCOOHDHSH2OH2SOH解析:选BA项,S2分步水解,错误;B项,Fe3水解生成Fe(OH)3和H,正确;C项,CO部分水解,应该用,错误;D项,HS微弱水解,生成少量H2S,不能用符号,错误。2(2014连云港市高三摸底)常温下,浓度均为0.1 molL1的三种溶液:醋酸溶液,醋酸钠溶液,碳酸钠溶液。下列说法正确的是()A溶液中c(CH3COO):B溶液的pH:C水的电离程度:D与等体积混合溶液中:c(CH3COO)c(CH3COOH)解析:选CA项,醋酸为弱酸,不完全电离,而醋酸钠完全电离,故c(CH3COO):,错误;B项,醋酸的酸性强
102、于碳酸,故CO的水解程度大于CH3COO,二者水解都呈碱性,而醋酸呈酸性,因此pH:,错误;C项,水解程度越大,越促进水的电离,而醋酸抑制水的电离,因此水的电离程度:,正确;D项,与等体积混合后,溶液显酸性,则醋酸的电离大于醋酸根的水解,所以c(CH3COO)c(CH3COOH),错误。3双选题(2014扬中高级中学模拟)已知NaHSO3溶液和Na2CO3溶液混合后加热煮沸能产生CO2气体。现有浓度均为0.1 mol/L的NaHSO3溶液和NaHCO3溶液,则两溶液中各粒子物质的量浓度的关系一定正确的是(R表示S或C)()Ac(Na)c(H)c(HRO)2c(RO)c(OH)Bc(H)c(H2
103、RO3)c(RO)c(OH)Cc(Na)c(HRO)c(H)c(OH)c(RO)Dc(HRO)c(H2RO3)c(OH)c(RO)c(H)解析:选ABNaHSO3溶液和Na2CO3溶液混合后加热煮沸能产生CO2气体,这说明HSO的酸性强于碳酸以及HCO。A项,c(Na)c(H)c(HRO)2c(RO)c(OH)符合电荷守恒,正确;c(H)c(H2RO3)c(RO)c(OH)符合质子守恒,B正确;亚硫酸氢钠溶液显酸性,即HSO的电离程度大于水解程度,而碳酸氢钠溶液显碱性,说明HCO的电离程度小于水解程度,C不正确;同理分析可知选项D不正确。4(2014靖江中学模拟)工业上制备氯化铜时,是将浓盐酸
104、用蒸气加热至80 左右,慢慢加入粗制氧化铜粉末(含杂质氧化亚铁),充分搅拌,使之溶解,反应如下:CuO2HCl=CuCl2H2O,FeO2HCl=FeCl2H2O已知:pH9.6时,Fe2以Fe(OH)2形式完全沉淀;pH6.4时,Cu2以Cu(OH)2的形式完全沉淀;pH在34时,Fe3以Fe(OH)3的形式完全沉淀。除去溶液中的Fe2,可以采用的方法是()A直接加碱,调整溶液pH9.6B加纯铜粉,将Fe2还原出来C先将Fe2氧化成Fe3,再调整pH在34D通入硫化氢,使Fe2直接沉淀解析:选C依据题意,应先把Fe2氧化为Fe3,然后再调节溶液的pH,使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀除去,C
105、正确。5(2014苏锡常镇徐连六市高三模拟)在常温下,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是()A1 L 0.1 molL1(NH4)2Fe(SO4)26H2O的溶液中:c(NH)c(Fe2)c(H)c(OH)c(SO)B0.1 molL1 NH4HS溶液中:c(NH)c(HS)c(H2S)c(S2)C0.1 molL1pH为4的NaHA溶液中:c(HA)c(H2A)c(A2)D等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液混合后的溶液中:2c(OH)c(CO)c(HCO)3c(H2CO3)2c(H)解析:选BA项,正确的电荷守恒式为:c(NH)2c(Fe2)c(H)c(OH)2c(SO);B项,由物料守
106、恒知:c(NH)c(NH3.H2O)c(HS)c(H2S)c(S2),故c(NH)c(HS)c(H2S)c(S2);C项,pH为4的NaHA溶液呈酸性,则HA的电离程度大于其水解程度,故c(A2)c(H2A),又因水解、电离都是微弱的,故c(HA)c(A2)c(H2A);D项,因两者体积关系不确定,不能计算。6双选题(2014泰州市高三期末联考)某碱性溶液中只含有Na、CH3COO、H、OH4种离子。下列描述正确的是()A该溶液可能由等物质的量浓度、等体积的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合而成B该溶液一定由pH3的CH3COOH溶液与pH11的NaOH溶液等体积混合而成C该溶液中离子浓度一
107、定为c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)D加入一定量冰醋酸,c(CH3COO)可能大于、等于或小于c(Na)解析:选ADA项,等物质的量的NaOH与CH3COOH混合,生成CH3COONa水解显碱性,正确;B项,两者混合时,CH3COOH过量,溶液显酸性,错;C项,当NaOH的物质的量远大于CH3COOH时,溶液中离子浓度可能为:c(Na)c(OH)c(CH3COO)c(H),错;D项,电荷守恒式为:c(CH3COO)c(OH)c(Na)c(H),原溶液中c(OH)c(H),则c(CH3COO)c(Na),加入冰醋酸,c(CH3COO)不断增大,则会存在c(CH3COO)等于或大于c
108、(Na)的情况,正确。7双选题(2014苏北四市高三9月质量检测)常温下,在10 mL 0.1 molL1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 molL1HCl溶液20 mL,溶液的pH逐渐降低,此时溶液中含碳微粒的物质的量分数(w)变化如图所示(CO2因逸出未画出),下列说法正确的是()A在0.1 mol/L Na2CO3溶液中:c(Na)c(H)c(CO)c(HCO)c(OH)B当溶液pH为7时,溶液的总体积为20 mLC在B点所示的溶液中,阳离子浓度最大的是NaD在 A点所示的溶液中:c(CO)c(HCO)c(OH)c(H)解析:选CDA项,不符合电荷守恒,c(CO)前应乘2,错;B项,总体
109、积为20 mL,则加入的盐酸为10 mL,与Na2CO3刚好反应生成NaHCO3,此时溶液显碱性,错;C项,B点处,Na2CO3刚好完全转化成NaHCO3,溶液中的阳离子为Na和H,显然Na浓度大于H,正确;D项,从图中看,A点处,c(CO)c(HCO),溶液水解显碱性,正确。8双选题(2014扬州市高三第一学期期中)常温下,向10 mL 0.1 molL1的CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 molL1 NaOH溶液,所得滴定曲线如图所示。下列说法一定正确的是()AA点的pH为1BB点时:2c(H)c(CH3COOH)2c(OH)c(CH3COO)C在AB之间:c(CH3COO)c(Na)c
110、(H)c(OH)DC点时: c(H) c(Na) c(OH) c(CH3COO)解析:选BDCH3COOH是弱酸, 0.1 molL1的CH3COOH溶液pH大于1,A项错误;向10 mL等浓度的CH3COOH溶液中加入5 mL NaOH溶液,所得溶液为等浓度的CH3COOH和CH3COONa混合溶液,此溶液中存在电荷守恒式:c(Na)c(H)c(OH)c(CH3COO),物料守恒式:2c(Na)c(CH3COO)c(CH3COOH),综合两式得:c(CH3COO)2c(OH)2c(H) c(CH3COOH),B项正确;在AB之间:混合溶液肯定呈酸性,c(H)c(OH),又由溶液中的电荷守恒式
111、:c(Na)c(H)c(OH)c(CH3COO)知:c(CH3COO)c(Na),加入NaOH伊始,c(Na)很小,所以可能c(H) c(Na),C项错误;整个过程中始终存在电荷守恒式:c(H) c(Na) c(OH) c(CH3COO),D项正确。9(2014南京外国语学校模拟)已知某溶液中只存在OH、H、Na、CH3COO四种离子,某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系:Ac(CH3COO)c(Na)c(H)c(OH)Bc(CH3COO)c(Na)c(OH)c(H)Cc(CH3COO)c(H)c(Na)c(OH)Dc(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)(1)这四组关
112、系中有一组是不可能的,这组关系是_(选填序号)。(2)若该溶液只有一种溶质,上述离子浓度大小顺序关系中正确的是_(选填序号)。(3)若上述关系中C是正确的,则溶液中溶质的化学式是_。(4)若该溶液由体积相等的醋酸和NaOH溶液混合而成,且恰好呈中性,则:混合前c(CH3COOH)_c(NaOH)(填“”、“”、或“”,下同);混合后溶液中c(Na)_c(CH3COO)。解析:(1) B中不符合电荷守恒;(2)当溶液中只有一种溶质时必须为醋酸钠,则醋酸钠溶液中各离子浓度大小顺序为c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)。(3)因为溶液为酸性,所以存在醋酸,酸性溶液中不可能存在氢氧化钠,所以
113、只能是醋酸钠;(4) 因为醋酸是弱酸,不能完全电离,而溶液体积相等,当恰好中和时,c(CH3COOH)c(NaOH);因为恰好呈中性,氢离子与氢氧根离子的物质的量浓度相等,由电荷守恒知,c(Na)c(CH3COO)。答案:(1)B(2)D(3)CH3COOH和CH3COONa(4)10(2014扬州中学模拟)酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2、Sn4两种主要存在形式。SnSO4是一种重要的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业,其制备路线如下:回答下列问题:(1)SnCl2用盐酸而不用水直接溶解的原因是_;加入锡粉的作用是_。(2)反应生成的沉淀为SnO,写出该反应的化学方程式:_。(3)检验沉淀已经“洗涤
114、”干净的操作是:_。(4)反应硫酸的作用之一是控制溶液的pH。若溶液中c(Sn2)1.0 molL1,则室温下应控制溶液pH_。(已知:KspSn(OH)21.01026)(5)酸性条件下,SnSO4还可用作双氧水的去除剂,试写出所发生反应的离子方程式:_。(6)潮湿环境中,镀锡铜即使锡层破损也能防止形成铜绿,请结合有关的原理解释其原因:_。解析:(1)SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡,存在平衡Sn Cl2H2OSn(OH)ClHCl,加入盐酸,使该平衡向左移动,抑制Sn2水解;Sn2易被氧化,加入Sn粉除调节溶液pH外,还防止Sn2被氧化;(2)反应得到的沉淀是SnO,Sn元素化合价无变化,
115、属于非氧化还原反应,同时生成气体,该气体为二氧化碳,离子方程式为:Sn2CO=SnOCO2;(3)检验沉淀已经“漂洗”干净的方法是:取最后一次洗涤液,向其中加入AgNO3溶液,若无沉淀,则说明洗涤干净;(4)根据 KspSn(OH)21.01026c2(OH)c(Sn2),将c(Sn2)1.0 molL1代入可得c(OH)1013mol/L,c(H)0.1 mol/L,故pH小于1,Sn2完全沉淀;(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,双氧水有强氧化性,将Sn2氧化为Sn4,离子方程式为:Sn2H2O22H=Sn42H2O;(6)潮湿环境中,Sn与Cu构成原电池,Sn作负极,保护
116、正极Cu不被氧化。答案:(1)抑制Sn2水解, 防止Sn2被氧化 (2)SnCl2Na2CO3=SnOCO22NaCl(3)取少量最后一次洗涤液于试管中,滴入几滴AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已洗涤干净(4)小于1(5)Sn2H2O22H=Sn42H2O(6)潮湿环境中,Sn与Cu构成原电池,Sn作负极,保护正极Cu不被氧化11(2014南通模拟)实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。其工艺流程为:(1)根据图所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为_。图表示镍的浸出率与温度的关系,当
117、浸出温度高于70 时,镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大,其原因是_。(2)工艺流程中“副产品”的化学式为_。(3)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2开始沉淀的pH1.56.57.7沉淀完全的pH3.79.79.2操作B是为了除去滤液中的铁元素,某同学设计了如下实验方案:向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液,调节溶液pH为3.77.7,静置,过滤。请对该实验方案进行评价:_(若原方案正确,请说明理由;若原方案错误,请加以改正)。(4)操作C是为了除去溶液中的Ca2,若控制溶液中F浓度为3103 molL1,则Ca2的浓
118、度为_molL1。(常温时CaF2的溶度积常数为2.71011)(5)电解产生2NiOOHH2O的原理分两步:碱性条件下Cl在阳极被氧化为ClO;Ni2被ClO氧化产生2NiOOHH2O沉淀。第步反应的离子方程式为_。解析:(1)由于含镍催化剂中含有氧化钡,能和稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀,根据图所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为BaSO4。由于随着温度升高,Ni2的水解程度增大,从而导致镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2的含量增大。(2)CuS、S灼烧后溶于稀硫酸中生成硫酸铜,副产品应该是胆矾,即CuSO45H2O。(3)用氢氧化钠溶液调节溶液的pH时,引入杂
119、质,方案是错误的。正确的操作应该是在调节pH前,先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2氧化为Fe3。(4)根据常温时CaF2的溶度积常数为2.71011可知,溶液中F浓度为3103 molL1,则Ca2的浓度为3106 mol/L。(5)Ni2被ClO氧化产生2NiOOHH2O沉淀,其还原产物是氯离子,根据得失电子守恒写出第步反应的离子方程式为ClO2Ni24OH=2NiOOHH2OCl。答案:(1)BaSO4温度升高,Ni2的水解程度增大(2)CuSO45H2O(3)方案错误。用NaOH溶液引入杂质离子,而且在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2氧化为Fe3(其他合理均可
120、)(4)3106(5)ClO2Ni24OH=2NiOOHH2OCl12双选题(2014盐城高三第二次模拟)已知H2CO3的酸性强于H2S,将a molL1 NaHS与b molL1NaOH两种稀溶液等体积混合(a0,b0),所得溶液中微粒间的物质的量浓度关系正确的是()Aab时:c(OH)c(H)c(HS)Ba2b时:c(S2)c(HS)c(OH)c(H) Ca3b时:c(Na)c(H)2c(S2)c(HS)c(OH)Da4b时:4c(Na)5c(S2)5c(HS)5c(H2S)解析:选CD当两者等量混合时,溶质为Na2S,其质子守恒方程式为:c(OH)c(H)c(HS)2c(H2S),A错误
121、;当a2b时,溶质为等物质的量的NaHS和Na2S混合,两者均水解,溶液显碱性,且以S2的水解为主,故c(HS)c(S2),B错误;任何溶液中均存在电荷守恒,C正确;当a4b时,溶质为31的NaHS与Na2S,由物料守恒有:4n(Na)5n(S),D正确。13(2014姜堰中学模拟)水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2、Pb(OH)、Pb(OH)2、Pb(OH)、Pb(OH),各形态的浓度分数随溶液pH变化的关系如下图所示:1表示Pb2,2表示Pb(OH),3表示Pb(OH)2,4表示Pb(OH),5表示Pb(OH)(1)Pb(NO3)2溶液中,_2(填“”“”或
122、“”);往该溶液中滴入氯化铵溶液后,增大,可能的原因是_。(2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH8时溶液中存在的阳离子(Na除外)有_,pH9时主要反应的离子方程式为_。(3)某课题组制备了一种新型脱铅剂,能有效去除水中的痕量铅,实验结果如下表:离子Pb2Ca2Fe3Mn2Cl处理前浓度/(mgL1)0.10029.80.1200.08751.9处理后浓度/(mgL1)0.00422.60.0400.05349.8上表中除Pb2外,该脱铅剂对其他离子的去除效果最好的是_。(4)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过程中发生的反应主要为:2EH(s)Pb2E2Pb(s)2H则脱铅的最合
123、适pH范围为()A45B67C910 D1112解析:(1)因为Pb(NO3)2是一种强酸弱碱盐,在水溶液中存在如下水解平衡:2H2OPb2Pb(OH)22H,使c(Pb2)减小,所以2;滴入氯化铵溶液后,Pb2与Cl反应生成难溶的PbCl2,导致Pb2浓度减小。(2)pH8时,曲线上1、2、3表示的物质共存,所以此时溶液中存在的阳离子(Na除外)有Pb2、Pb(OH)和H。pH9时,曲线2、3表示的物质共存,由图可知Pb(OH)2的浓度分数比Pb(OH)的大,并且前者增大,后者减小,所以主要反应是生成Pb(OH)2,离子方程式为:Pb(OH)OHPb(OH)2。(3)分析比较表中所给数据可知
124、Cu2、Mn2、Cl的浓度都降低不到原浓度的1/2,而Fe3却降低为原浓度的1/3,故对Fe3的去除效果最好。(4)由所给平衡可知,要使脱铅效果好,铅应以Pb2的形式存在,pH7,而c(H)增大时2EH(s)Pb2E2Pb(s)2H又会向逆反应方向移动,c(H)不宜过大,所以脱铅最适宜的pH为67。答案:(1)Pb2与Cl反应,Pb2浓度减小(2)Pb2、Pb(OH)、HPb(OH)OHPb(OH)2(3)Fe3(4)B第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡明考纲要求理主干脉络1.理解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2了解沉淀转化的本质。一、沉淀溶解平衡原理1概念在一定温度下,当难溶电解质溶于水形成饱和溶
125、液时,溶解速率和沉淀速率相等的状态。2沉淀溶解平衡常数溶度积(1)溶度积(Ksp):在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,离子浓度幂的乘积。(2)表达式:对于沉淀溶解平衡:MmNn(s)mMn(aq)nNm(aq),Kspcm(Mn)cn(Nm)。(3)意义:反映了难溶电解质在水中的溶解能力。(4)影响因素:在一定的温度下,它是一个常数,只受温度影响,不受溶液中物质浓度的影响。3溶度积规则(1)浓度商(Qc):难溶电解质溶液中离子浓度幂的乘积,如Mg(OH)2溶液中Qcc(Mg2)c2(OH)。(2)溶度积规则:QcKsp溶液过饱和,有沉淀析出。二、沉淀溶解平衡原理的应用1沉淀的生成(1)调节
126、pH法:如除去CuSO4溶液中混有的Fe3,可向溶液中加入氢氧化铜或碱式碳酸铜,调节溶液的pH至34,Fe3会转化为Fe(OH)3沉淀除去。其工艺流程如下图所示:(2)沉淀剂法:如用H2S沉淀Cu2,离子方程式为:Cu2H2S=CuS2H。2沉淀的溶解(1)酸溶解法:如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为:CaCO32H=Ca2H2OCO2。Cu(OH)2溶于稀硫酸,离子方程式为:Cu(OH)22H=Cu22H2O。(2)盐溶液溶解法:如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为:Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O。3沉淀的转化(1)实质:沉淀溶解平衡的移动。(2)举例:AgNO3(a
127、q)AgClAgINa2S,Ag2S。则Ksp(AgCl)Ksp(AgI)Ksp(Ag2S)(3)沉淀转化的规律:一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。(4)应用:锅炉除垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为:CaSO4CO=CaCO3SO。矿物转化:CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为:ZnSCu2=CuSZn2。1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)(2013重庆高考)AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且K(AgX)c(Ag)c(X),故K(AgI)K(AgCl)。()(2)(2013安徽高考)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解
128、度。()(3)沉淀完全是指溶液中该物质的浓度为0。()(4)在AgCl的饱和溶液中,加入NaCl溶液,AgCl沉淀质量增大,但Ksp(AgCl)不变。()(5)(2010天津高考)AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同。()(6)(2012江苏高考)向浓度均为0.1 molL1 NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,出现黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)Ksp(AgI)。()(7)(2011四川高考)醋可用于除去暖水瓶中的水垢。()提示:(1)AgI更难溶,所以其Ksp更小。(2)AgCl在食盐水中溶解度更小,因为c(Cl)较大,使AgCl(s)AgCl平衡左移。(
129、3)溶液中离子浓度小于1.0105 mol/L时认为沉淀完全,绝对不溶的物质是不存在的。(4)Ksp(AgCl)只与温度有关。(5)前者c(Cl)浓度大,AgCl在其中的溶解度小。(6)(7)2设计实验证明AgCl饱和溶液中存在Ag和Cl?答案:取适量AgCl加蒸馏水溶解于试管中,取上层清液并分成两份。一份滴加酸化的AgNO3溶液,生成白色沉淀,证明AgCl溶液中含Cl;一份滴加Na2S溶液,生成黑色沉淀,证明AgCl溶液中含Ag。3AgCl=AgCl与AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)表达式有何区别?答案:前者表明AgCl为强电解质,在水溶液中完全电离,后者表示AgCl的沿淀溶解平衡。4
130、除去NaCl溶液中的BaCl2和除去AgI中的AgCl各用什么方法?答案:除去NaCl溶液中的BaCl2可用适量Na2SO4溶液,Ba2SO=BaSO4过滤即可除杂;除去AgI中的AgCl需用饱和KI溶液,振荡静置,溶度积大的AgCl就会慢慢转化为溶度积小的AgI。5试用平衡移动原理解释下列事实:(1)BaCO3不溶于水,为什么不能作钡餐?(2)CaCO3难溶于稀H2SO4,却能溶于醋酸中;(3)分别用等体积的蒸馏水和0.01 molL1的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。答案:(1)BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq),HCl=HCl,2HCO
131、=H2OCO2,盐酸电离的H与BaCO3产生的CO结合成生CO2和H2O,破坏了BaCO3的溶解平衡,c(Ba2)增大,引起人体中毒。(2)CaCO3(s)Ca2(aq)CO(aq),H2SO4=SO2H,因为生成的CaSO4溶解度较小,会附在CaCO3的表面,阻止平衡的右移。而CH3COOHCH3COOH生成的醋酸钙易溶于水;当H与CO结合生成CO2和H2O时,CaCO3的溶解平衡右移。(3)用水洗涤AgCl,AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)平衡右移,AgCl的质量减少,用盐酸洗涤AgCl,稀释的同时HCl电离产生的Cl会使平衡左移,AgCl减少的质量要小些。影响沉淀溶解平衡的因素1(
132、2013北京高考)实验:0.1 molL1AgNO3溶液和0.1 molL1NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;向滤液b中滴加0.1 molL1KI溶液,出现浑浊;向沉淀c中滴加0.1 molL1KI溶液,沉淀变为黄色。下列分析不正确的是()A浊液a中存在沉淀溶解平衡: AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)B滤液b中不含有AgC中颜色变化说明AgCl转化为AgID实验可以证明AgI比AgCl更难溶解析:选B由实验现象和反应原理可知,浊液a为含有AgCl及硝酸钠的浊液,滤液b为硝酸钠溶液(含极少量的Ag、Cl),白色沉淀c为AgCl,中出现的浑浊为AgI,中的黄色沉淀
133、为AgI。浊液a中存在AgCl的溶解平衡,A项正确;由选项A可知滤液b中含有Ag,B项错误;中的黄色沉淀为AgI,是由AgCl电离出的Ag与I结合生成的,C项正确;实验和实验均说明AgI比AgCl更难溶,D项正确。2(2014南京一中模拟)一定温度下,向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水,下列叙述正确的是()AAgCl的溶解度增大BAgCl的溶解度增大,Ksp不变Cc(Ag)增大DAgCl的溶解度、Ksp均不变解析:选DA项,加入水,溶解的AgCl质量变大,AgCl的溶解度是指一定温度下,100 g水中溶解AgCl的最大质量,与加入水的多少无关,错误;B项,AgCl的溶解度、Ksp只受
134、温度影响,温度不变,AgCl的溶解度、Ksp不变,错误;C项,温度不变,AgCl的溶解度不变,c(Ag)不变,错误;D项,AgCl的溶解度、Ksp只受温度影响,温度不变,AgCl的溶解度、Ksp不变,正确。3(2014常熟中学模拟)一定温度下,氯化银在水中存在溶解平衡 AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq),若把AgCl分别放入 100 mL水中;50 mL 0.1 mol/L NaCl溶液中;10 mL 0.1 mol/L AgNO3溶液中;20 mL 0.1 mol/L MgCl2溶液中。搅拌后在相同的温度下Ag浓度由大到小的顺序是()ABC D解析:选A氯化银的溶解平衡受到、溶液中Ag和
135、Cl的抑制,中氯离子浓度大于,加入的是银离子,所以Ag浓度由大到小的顺序是。4(2014锡山高级中学模拟)工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2:Cu2(aq)MnS(s)=CuS(s)Mn2(aq),下列说法错误的是()A该反应达平衡时c(Mn2)c(Cu2)BMnS的Ksp比CuS的Ksp大C往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Mn2)变大D该反应的平衡常数K解析:选AA项,该反应达到平衡时离子的浓度不变,但不一定相等,错误;B项,化学式相似的难溶电解质,溶度积大的沉淀可以转化为溶度积小的沉淀,根据转化的方程式可知,MnS的Ksp比CuS的Ksp大,正确;C项,铜离子浓度
136、增大,平衡正向移动,c(Mn2)增大,正确;D项,反应的平衡常数K,正确。影响沉淀溶解平衡的因素1内因难溶电解质本身的性质。溶度积(Ksp)反映难溶电解质在水中的溶解能力。对同类型的电解质而言,Ksp数值越大,电解质在水中溶解度越大;Ksp数值越小,难溶电解质的溶解度也越小。2外因(1)浓度:(Ksp不变):加水稀释,平衡向溶解的方向移动;向平衡体系中加入难溶物相应的离子,平衡逆向移动;向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时,平衡向溶解的方向移动。(2)温度:绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向溶解的方向移动,Ksp增大。3实例以AgCl为例:Ag
137、Cl(s)Ag(aq)Cl(aq)外界条件移动方向c(Ag)Ksp升高温度正向增大增大加入少量的AgNO3逆向增大不变加入Na2S正向减小不变通入HCl逆向减小不变特别提醒(1)沉淀溶解平衡也属于动态平衡,遵循勒夏特列原理,运用平衡移动原理也可解释相关问题。(2)沉淀的生成和溶解这两个相反的过程相互转化的条件是离子浓度的大小,调控反应所需的离子浓度,可使反应向着所需的方向转化。溶度积的相关计算与溶解平衡曲线5(2013新课标全国卷)已知Ksp(AgCl)1.561010,Ksp(AgBr)7.71013,Ksp(Ag2CrO4)9.01012。某溶液中含有Cl、Br和CrO,浓度均为0.010
138、 molL1,向该溶液中逐滴加入0.010 molL1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()ACl、Br、CrOBCrO、Br、ClCBr、Cl、CrO DBr、CrO、Cl解析:选C本题考查溶度积常数,意在考查考生的化学计算能力。设加入一定体积的AgNO3溶液时,溶液中Cl、Br和CrO的浓度均为c molL1,则形成AgCl、AgBr、Ag2CrO4沉淀所需Ag浓度分别是molL1、molL1、 molL1,比较Ksp数值可知,Br形成沉淀时所需Ag浓度最小,即最先产生沉淀;CrO形成沉淀时所需Ag浓度最大,即最后产生沉淀。6双选题(2013江苏高考)一定温度下,三种碳酸盐
139、MCO3(M:Mg2、Ca2、Mn2)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:pMlg c(M),p(CO)lg c(CO)。下列说法正确的是 ()AMgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大Ba点可表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2)c(CO)Cb点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2)c(CO)Dc点可表示MgCO3的不饱和溶液,且c(Mg2)Ksp,故有沉淀生成,B正确。溶度积只与温度有关,b点与d点对应的溶度积相等,C正确。加入蒸馏水后,d点各离子浓度都减小,不可能变到a点,D错误。1溶度积的计算及应用(1)结合具体的溶解平衡,可以写出溶度积的表达式。一般说来,表达式为同类型
140、的沉淀,溶度积越小,表明其溶解度越小。(2)关于溶度积的计算,主要是结合具体溶解平衡考查某离子沉淀时溶液的pH或离子浓度,或根据离子浓度判断,能否达到溶解平衡等。(3)计算反应的平衡常数,如对于反应Cu2(aq)MnS(s)CuS(s)Mn2,Ksp(MnS)c(Mn2)c(S2),Ksp(CuS)c(Cu2)c(S2),而平衡常数K。2沉淀溶解平衡图像题的解题策略(1)溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,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,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点,均表示不饱和。(2)从图像中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。(3)比较溶液的Qc与Ksp的大
141、小,判断溶液中有无沉淀析出。(4)涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。沉淀溶解平衡在物质分离中的应用沉淀溶解平衡知识常用于物质的分离与提纯,往往结合化工生产、实验流程考查物质的分离提纯,此类试题综合性强,思维有深度。解答此类问题要灵活应用生成沉淀的反应条件,溶度积常数在图像中的定量描述,学会利用溶度积计算未知离子浓度,利用溶度积规则判断沉淀的生成与否,学会分析化工流程,抓住实验目的和实验步骤,综合应用氧化还原反应、化学平衡、基本实验操作等知识,学会获取信息(图、表、数据等)和加工信息,用以解决化学问题。1(20
142、14昆明一中月考)在pH为45的环境中,Cu2、Fe2不能生成沉淀,而Fe3几乎完全沉淀。工业上制取CuCl2是将浓盐酸用蒸汽加热到80 左右,再慢慢加入粗氧化铜(含杂质FeO),充分搅拌使之溶解,欲除去溶液中的杂质离子,下列方法正确的是()A加入纯Cu将Fe2还原B向溶液中加入(NH4)2S使Fe2沉淀C直接加水加热使杂质离子水解除去D在溶液中通入Cl2,再加入CuO粉末调节pH为45解析:选DA项,Cu与Fe2不反应;B项,引入新杂质,且Cu2转化为CuS;C项,直接加水加热Cu2也会发生水解;D项,通入Cl2,把Fe2氧化为Fe3,再加入CuO调节pH为45,使Fe3沉淀完全即可。2(2
143、014前黄中学模拟)下图表示的是难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/molL1)。下列说法中正确的是()ApH3时溶液中铁元素的主要存在形式是Fe3B若Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质,可通过调节溶液pH的方法来除去C若分离溶液中的Fe3和Cu2,可调节溶液的pH在4左右D若在含有Cu2和Ni2的溶液中加入烧碱,Ni(OH)2优先沉淀解析:选C当pH3时,Fe3已沉淀完全,A错。由于Ni2和Co2完全沉淀时pH相差不大,故不宜采用调节溶液pH的方法来除去,B错。根据图示可知在含有Cu2和Ni2的溶液中加入烧碱,Cu(OH)2优先沉淀,D错。3在25 下,向浓度均为0.1 molL1
144、的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成_沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为_。已知25 时,KspMg(OH)21.81011,KspCu(OH)22.21020。解析:因为KspCu(OH)2KspMg(OH)2,故先生成Cu(OH)2沉淀。注意氨水是弱电解质,在离子方程式中要写成分子形式。答案:Cu(OH)2Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NH4(2012浙江高考)已知:I22S2O=S4O2I。相关物质的溶度积常数见下表:物质Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.210202.610391.71071.31012某酸性CuCl2溶液中含有少量的
145、FeCl3,为得到纯净的CuCl22H2O晶体,加入_,调至pH4,使溶液中的Fe3转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3)_。过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl22H2O晶体。解析:调节溶液pH时不应该带入其他杂质,故可选择Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质消耗溶液中的H,使溶液的pH升高;当溶液的pH4时,c(H)1104 molL1,c(OH)11010 molL1,由Fe(OH)3的Ksp计算可得c(Fe3)Ksp/c3(OH)2.61039/(11030)2.6109molL1。答案:Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO32.6109 molL1
146、以“沉淀溶解平衡曲线”为载体串联溶解平衡的知识高考载体(2010山考高考T15)某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。知识串联设计(1)Fe(OH)3沉淀溶解平衡常数(Ksp)的表达式是_。(2)Cu(OH)2能否溶于稀硫酸?试用沉淀溶解平衡理论解释。(3)向等物质的量浓度的Fe3、Cu2的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先产生的沉淀是_。(4)如何除去CuCl2溶液中混有的少量Fe3?(5)已知Cu(OH)2的Ksp2.21010,若CuSO4溶液中c(Cu2)0.022 mol/L。在常温下,如果要
147、生成Cu(OH)2沉淀,需要加入NaOH溶液调整溶液的pH应大于多少?答案:(1)KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)(2)能;Cu(OH)2Cu22OH加入稀H2SO4,H与OH发生中和反应,上述平衡右移,故Cu(OH)2能溶于稀硫酸(3)Fe(OH)3(4)加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3,调节CuCl2溶液pH。(5)Kspc(Cu2)c2(OH)0.022c2(OH)2.21010,c(OH)104 mol/Lc(H)1010pHlgc(H)lg101010即pH101(2014扬中高级中学模拟)下列有关Ksp的叙述中正确的是()AKsp越大说明电
148、解质的溶解度越大BKsp只与电解质的本性有关,而与外界条件无关CKsp表示难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,溶液中离子浓度幂之积DKsp的数值只与难溶电解质的性质有关,和温度无关解析:选C溶度积常数大,但溶解度不一定大,选项A不正确;Ksp除与电解质的本性有关,还与温度有关系,选项B和D不正确。2(2014泰兴中学模拟)已知25 时,AgCl的溶度积Ksp1.81010,则下列说法正确的是()A向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp值变大BAgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中,一定有c(Ag)c(Cl)C温度一定时,当溶液中c(Ag)c(Cl)Ksp时,此溶液中必有AgCl的沉淀析出D
149、将AgCl加入到较浓的KI溶液中,部分AgCl转化为AgI,因为AgCl溶解度大于AgI解析:选D向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,氯离子浓度增大,沉淀溶解平衡左移形成沉淀,但温度一定。溶度积常数不变,所以Ksp值不变,A错误;AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中不一定有c(Ag)c(Cl),混合溶液中银离子浓度和氯离子浓度大小,取决于硝酸银和氯化钠的相对量大小,B错误;温度一定时,当溶液中c(Ag)c(Cl)Ksp时,说明溶液中存在沉淀溶解平衡状态,此溶液为AgCl的饱和溶液,C不正确;将固体AgCl加入到较浓的KI溶液中,部分AgCl转化为AgI,AgCl溶解度大于AgI,沉淀向更难溶
150、的方向进行,D正确。3(2014宝应中学模拟)已知常温时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012,取适量的MgCl2溶液,加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡,测得pH12.0,则下列说法不正确的是()A所得溶液中的c(H)1.01012 molL1B所加的烧碱溶液pH12.0C所得溶液中由水电离产生的c(OH)1.01012 molL1D所得溶液中的c(Mg2)5.6108 molL1解析:选BA项,pH12.0,所以c(H)1012 mol/L;B项,两溶液混合后c(OH)0.01 mol/L,所以烧碱中c(OH)更大,故其pH12;C项,加碱抑制水的电离,所以水电离出的c(OH)
151、1012 mol/L);D项,c(OH)0.01 mol/L,故c(Mg2)5.6108 mol/L。4(2014常州中学模拟)已知:25 时,KspMg(OH)25.611012,KspMgF27.421011。下列说法正确的是()A25 时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2)大B25 时,在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2)增大C25 时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 molL1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 molL1 NH4Cl溶液中的Ksp小D25 时,在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后,Mg(OH)2
152、不可能转化成为MgF2 解析:选BA项,由于Mg(OH)2的溶度积小,故其电离出的Mg2浓度要小一些,所以A项错。B项,NH可以结合Mg(OH)2电离出的OH离子,从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动,c(Mg2)增大,B项正确。C项,Ksp仅与温度有关,C项错。D项,虽Mg(OH) 2的Ksp较小,但二者的Ksp相近,当c(F)较大时,仍会出现c(Mg2)c2(F)KspMgF2,从而生成MgF2沉淀,D错。5(2014射阳中学模拟)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。下列说法正确的是()A温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小B三个不同温度中,31
153、3 K时Ksp(SrSO4)最大C283 K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液D283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液解析:选BA项,Ksp只与温度有关,与浓度的大小无关;283 K时对比线上所有的点为饱和溶液,而a点在此温度下是不饱和溶液。D项,283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后,因363 K时的Ksp小于283 K时的Ksp,故溶液变为过饱和溶液。6(2014金湖中学模拟)某温度下,FeB(s)Fe2(aq)B2(aq)的平衡常数表达式为Kspc(Fe2)c(B2),FeB在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是()Aa点对应的Ksp等于
154、b点对应的KspBd点无沉淀生成C可以通过升温实现由c点变到a点D此温度下,FeB的Ksp21018 mol2L2解析:选CA 正确,同一温度下,沉淀溶解平衡曲线上点的Ksp相等;B正确,d点在曲线下方,QcKsp,无沉淀生成;C错误,升温,蒸发溶剂,溶质的离子浓度都会增大,c点不可能变到a点;D正确,Kspc(Fe2)c(B2)2109210921018 mol2L2。7(2014邳州运河中学模拟)已知:pAglgc(Ag),KspAgCl11012,如图是向10 mL AgNO3溶液中逐渐加入0.1 mol/L 的NaCl溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位mL)变化的图像
155、(实线)。根据图像所得下列结论正确的是()(提示:KspAgClKspAgI)A原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 molL1B图中x点的坐标为(100,6 )C图中x点表示溶液中Ag被恰好完全沉淀D把0.1 molL1的NaCl换成0.1 molL1NaI则图像在终点后变为虚线部分解析:选B当氯化钠溶液的体积是0时,pAg0,所以硝酸银溶液的浓度是1.0 mol/L的,选项A不正确;pAg6时,二者恰好反应,所以氯化钠溶液的体积是100 mL,选项B正确;x点溶液中银离子的浓度是1.0106mol/L,选项C不正确;由于碘化银的溶解度小于氯化银,如果换成0.1 molL1NaI,则图像在
156、终点后变为应该在实线的左侧,选项D不正确。8.(2014中华中学模拟)已知Ag2SO4的Ksp为2.0105,将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和,该过程中Ag和SO浓度随时间变化关系如图饱和Ag2SO4溶液中c(Ag)0.034 molL1。若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 molL1 Na2SO4溶液,下列示意图中,能正确表示t1时刻后Ag和SO浓度随时间变化关系的是()解析:选BAg2SO4饱和溶液中c(Ag) 0.034 mol/L,c(SO) 0.017 mol/L;当加入100 mL 0.020 mol/L Na2SO4溶液后,c(Ag) 0.01
157、7 mol/L,c(SO) 0.018 5 mol/L,Qc c(Ag)2c(SO) 5.31062.0105(Ksp),即此时Ag2SO4溶液不饱和,溶液中不存在Ag2SO4固体的溶解平衡,即c(Ag)仍为0.017 mol/L,c(SO)仍为0.018 5 mol/L。选项B正确。9(2014沛县中学模拟)从海水中提取镁是世界各国获得镁的主要来源,以下是制取镁的过程中涉及的几种物质的溶度积,根据你所学的知识回答下列几个问题:物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2溶度积2.81096.81065.51061.81011 (1)在从海水中提取镁时,往往用到贝壳(主要成分是碳酸钙)
158、,你认为_(填“能”或“不能”)将贝壳研磨成粉末直接投入海水中,理由是_;如果不能直接投入,应将贝壳作何处理,试写出化学方程式_。(2)某同学在实验室条件下模拟该生产过程,但实验室无石灰,他打算用烧碱代替,你认为_(填“可以”或“不可以”)得到Mg(OH)2。在加试剂时,误将纯碱溶液加入海水中,他思考了一下,又在得到的混合体系中加入过量的烧碱溶液,你觉得他_(填“能”或“不能”)将Mg2转化为Mg(OH)2沉淀,理由是_(用离子方程式表示)。(3)已知海水中镁离子浓度为1.8103 molL1,则要使镁离子产生沉淀,溶液的pH最低应为_。解析:(1)贝壳研磨成粉末仍是CaCO3,CaCO3的溶
159、度积比MgCO3的溶度积小,所以将其直接投入海水中不能产生MgCO3;应将贝壳煅烧成CaO,CaO投入海水中生成的Ca(OH)2使海水中的Mg2转化为Mg(OH)2沉淀。(2)NaOH电离出的OH可与Mg2反应生成Mg(OH)2沉淀。Mg(OH)2的溶度积小于MgCO3的溶度积,可以通过与烧碱反应把MgCO3沉淀转化为Mg(OH)2沉淀:MgCO32OH=Mg(OH)2CO。(3)KspMg(OH)2c(Mg2)c2(OH)1.8103c2(OH)1.81011,可求得c(OH)1104,故pH10。答案:(1)不能贝壳研磨成粉末仍是CaCO3,CaCO3的溶解度比MgCO3的溶解度小,所以将
160、其直接投入海水中不能产生MgCO3CaCO3CaOCO2(2)可以能COMg2=MgCO3、MgCO32OH=Mg(OH)2CO(3)1010(2014昆山中学模拟)如下图所示,横坐标为溶液的pH,纵坐标为Zn2或Zn(OH)42的物质的量浓度的对数。回答下列问题:(1)往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,反应的离子方程式可表示为_。(2)从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积Ksp_。(3)某废液中含Zn2,为提取Zn2可以控制溶液中pH的范围是_。(4)25 时,PbCl2浓度随盐酸浓度变化如下表:c(HCl)(mol/L)0.501.002.042.904.025.165.781
161、03c(PbCl2)(mol/L)5.104.915.215.907.4810.8114.01根据上表数据判断下列说法正确的是_。A随着盐酸浓度的增大,PbCl2固体的溶解度先变小后又变大BPbCl2固体在0.50 mol/L盐酸中的溶解度小于在纯水中的溶解度CPbCl2能与浓盐酸反应生成一种难电离的阴离子(络合离子)DPbCl2固体可溶于饱和食盐水解析:(1)由图可知随pH增大,Zn2Zn(OH)2Zn(OH4)2,故加入足量的NaOH溶液,Zn2与NaOH反应生成Zn(OH)42,离子方程式为Zn24OH=Zn(OH4)2。(2)当pH8时开始生成沉淀,此时c(Zn2)105 molL1,
162、故Ksp105(106)21017。(3)为提取Zn2可将Zn2转化为Zn(OH)2沉淀,此时控制溶液的pH范围为8pH12。答案:(1) Zn24OH=Zn(OH)42(2) 1017(3) 8.0pH12.0(4) A、B、C、D11(2014南菁中学模拟)粗CuO是将工业废铜、废铜合金等高温焙烧而成的,杂质主要是铁的氧化物及泥沙。以粗CuO为原料制备胆矾的主要流程如下:已知Fe3、Fe2、Cu2转化为相应氢氧化物时,开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表:Fe3Fe2Cu2开始沉淀时的pH2.77.65.2完全沉淀时的pH3.79.66.4(1)加入3% H2O2之前必须进行操作,操作的名称是
163、_;H2O2参加反应的离子方程式为_。(2)加稀氨水调节pH的目的是_,pH应调至_范围。下列物质可用来替代稀氨水的是_。NaOHFe2O3CuONa2CO3(3)经操作得到粗胆矾,操作得到精致胆矾。两步操作相同,具体包括_、_、过滤、_、干燥等步骤。解析:(1)由于双氧水不稳定,加热易分解生成氧气和水。再由于在加入双氧水之前溶液的温度较高,所以加入3% H2O2之前必须进行冷却操作。亚铁离子沉淀的pH较大,必须将其氧化成铁离子并沉淀,因此加入双氧水的目的是氧化亚铁离子,反应的离子方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(2)要得到胆矾,必须除去溶液中的铁离子,则根据沉淀时的pH可知,
164、调节溶液pH的目的是使Fe3转变成Fe(OH)3沉淀;铁离子完全沉淀时的pH3.7,而铜离子开始沉淀时的pH5.2,所以溶液的pH应调节到3.75.2之间。由于在调节pH的同时不能引入杂质,因此应该选择氧化铜来调节溶液的pH,即答案选。(3)从溶液中析出胆矾晶体必须通过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作步骤。答案:(1)冷却2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(2)使Fe3转变成Fe(OH)3沉淀3.75.2(4)蒸发浓缩降温结晶洗涤12双选题(2014盐城中学模拟)取一定量的PbI2固体用蒸馏水配成饱和溶液,量取25.00 mL PbI2饱和溶液,分次慢慢加入交换柱,进行如下离子交
165、换反应:Pb2(aq)2RH(s)=R2Pb(s)2H(aq),用洁净的锥形瓶接流出液,待溶液流出后,再用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液一并放在锥形瓶中,加入指示剂,用0.002 5 mol/LNaOH溶液滴定,当达到滴定终点时,用去氢氧化钠溶液20.00 mL。结合上述实验数据(已知lg 20.3),下列有关说法正确的是()A常温下,0.002 5 mol/L NaOH溶液pH11.4B在温度不变时,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,PbI2的Ksp减小C温度不变,T时刻,向PbI2饱和溶液中加入少量KI浓溶液,离子浓度变化如图所示D本次实验测得的t PbI2的Ksp4109
166、解析:选ADA项,c(H) mol/L,pHlg (41012)(lg 10122lg 2)1220.311.4,正确。B项,Ksp仅与温度有关,错。C项,加入I,则Pb2的浓度应减小,错。D项,中和用去的NaOH即为Pb2交换出来的H,则n(Pb2)2.5105 mol,c(Pb2) 2.5105 mol/25103 L 103mol/L,而c(I)2c(Pb2)2103 mol/L,Ksp c(Pb2)c2(I) 103(2103)24109,正确。13(2014扬州中学模拟)蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤;并在常温常压下结晶,制得粗
167、硫酸镁(其中常含有少量Fe3、Al3、Fe2等杂质离子)。.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1 molL1 H2O2溶液,再调节溶液pH至78,并分离提纯。.制取氢氧化镁:向步骤所得溶液中加入过量氨水。已知:金属离子氢氧化物沉淀所需pHFe3Al3Fe2Mg2开始沉淀时1.53.36.59.4沉淀完全时3.75.29.712.4请回答下列问题:(1)步骤中,可用于调节溶液pH至78的最佳试剂是_(填字母序号)。A. MgOB. Na2CO3C. 蒸馏水(2)Fe2与H2O2溶液反应的离子方程式为_。(3)工业上常以Mg2的转化率为考察指标,确定步骤III制备氢氧化镁工艺
168、过程的适宜条件。其中,反应温度与Mg2转化率的关系如图所示。 步骤中制备氢氧化镁反应的离子方程式为_。根据图中所示50 前温度与Mg2转化率之间的关系,可判断此反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。图中,温度升高至50 以上Mg2转化率下降的可能原因是_。 Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知:Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)Kspc(Mg2)c2(OH)5.61012Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)Kspc(Ca2)c2(OH)4.7106若用石灰乳替代氨水,_(填“能”或“不能”)制得氢氧化镁,理由是_。解析:(1)步骤中,可用于调节溶液pH至78的目的是
169、和酸反应提高溶液pH,使Fe3、Al3等杂质离子沉淀分离除去,A、加入氧化镁和酸反应能提高溶液pH,生成镁离子,不加入杂质离子,可选;B、加入碳酸钠能调节溶液pH,但加入了钠离子,引入杂质,故不选;C、蒸馏水对提高溶液pH不利,故不选;(2)Fe2与H2O2溶液反应,亚铁离子被过氧化氢氧化为三价铁离子,便于完全沉淀,过氧化氢被还原为水,反应的离子方程式为:2Fe2H2O22H=2Fe32H2O;(3)氨水沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,反应的离子方程式为:Mg22NH3H2O=Mg(OH)2 2NH;根据图中所示50 前温度与Mg2转化率之间的关系是随温度升高镁离子转化率增大,反应是吸热反应;图中
170、,温度升高至50 以上Mg2转化率下降的可能原因是温度过高时,氨水受热分解,浓度降低,Mg2转化率下降。氢氧化钙和氢氧化镁阴阳离子比相同,可以用溶度积常数比较溶解性强弱,氢氧化钙溶解性大于氢氧化镁,溶液中加入石灰乳可以实现沉淀转化,生成氢氧化镁分离出来。答案:(1)A(2)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(3) Mg22NH3H2O = Mg(OH)22NH 吸热 温度过高时,氨水受热分解,浓度降低,Mg2转化率下降 能Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可发生沉淀的转化热点专题课四大平衡常数的应用新课标实施以来一项较大的变化就是化学由定性描述走向定量研究,其中体现之一就是四大平衡
171、常数的引入给化学反应原理增加了有力的分析依据,“用数据来说话”让化学变得富有活力,同时也带来了一系列思维的发展与能力的考查,所以从一定意义上讲,掌握了四大平衡常数,就握住了一把解决化学问题的金钥匙。四大平衡常数的比较。化学平衡常数(K)电离常数(Ka、Kb)水的离子积常数(KW)难溶电解质的溶度积常数(Ksp)概念在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数,这个常数称为电离常数水或稀的水溶液中c(OH)与
172、c(H)的乘积在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之乘积为一常数表达式对于一般的可逆反应:mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),在一定温度下达到平衡时:K(1)对于一元弱酸HA:HAHA,电离常数Ka(2)对于一元弱碱BOH:BOHBOH,电离常数Kb KWc(OH)c(H)MmAn的饱和溶液:Kspcm(Mn)cn(Am)影响因素只与温度有关只与温度有关,升温,K值增大只与温度有关,温度升高,KW增大只与难溶电解质的性质和温度有关一、化学平衡常数常考题型1.求解平衡常数;2由平衡常数算初始(或平衡)浓度;3计算转化率(或产率);4应用平衡常数K判断平衡移动方向(或放热、吸
173、热等情况)。对策从基础的地方入手,如速率计算、“三阶段式”的运用、阿伏加德罗定律及其推论的应用、算转化率等,这些都与化学平衡常数密不可分(严格讲电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡也是化学平衡,只是在溶液中进行的特定类型的反应而已),要在练习中多反思,提高应试能力。例1高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:温度/1 0001 1501 300平衡常数4.03.73.5请回答下列问题:(1)该反应的平衡常数表达式K_,H_0(填“”“”或“”);(2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000时加入Fe、Fe2O3、C
174、O、CO2各1.0 mol,反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)_,CO的平衡转化率_;(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是_。A减少Fe的量B增加Fe2O3的量C移出部分CO2 D提高反应温度E减小容器的容积 F加入合适的催化剂解析(1)因Fe和Fe2O3都为固体,不能代入平衡常数的表达式,所以K,由表中数据知,升高温度,平衡常数减小,说明平衡向左移动,故H0。(2) Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)起始(molL1) 0.1 0.1转化(molL1)x x平衡(molL1)0.1x0.1x由题意得K4.0,解得x0.0
175、6。所以(CO)100%60%,v(CO2)0.006 molL1min1。(3)根据勒夏特列原理,A、B、E、F四项的条件改变对平衡无影响,D项升温平衡向左移动,CO的转化率降低,故选C。答案(1)H2CO3HClOHCO因此对应钠盐溶液的碱性:CH3COONaNaHCO3NaClONa2CO3。(2)CH3COOH加水稀释,电离程度增大,n(H)增大,但c(H)减小,A错;由于温度不变,电离平衡常数不变,水的离子积不变,C错、E错;c(H)/c(CH3COOH)Ka/c(CH3COO),因此c(H)/c(CH3COOH)增大,B对;c(H)减小,而水的离子积不变,则c(OH)增大,因此c(
176、OH)/c(H)增大,D对。(3)稀释相同倍数时,HX的pH变化比CH3COOH大,故酸性HXCH3COOH,即K(HX)K(CH3COOH)。答案(1)adcc(H),B项正确;H2O(l)H(aq)OH(aq)H0,升高温度平衡正向移动,图中Z点KW106.5106.51013大于X点的KW1071071014,所以T2T1,C项正确;XZ线上任意点表示溶液呈中性,由于各点温度不同,但pH不一定为7,D项错误。答案D四、难溶电解质的溶度积常数常考题型1.溶解度与Ksp的相关转化与比较;2.沉淀先后的计算与判断;3.沉淀转化相关计算;4.金属沉淀完全的pH及沉淀分离的相关计算;5.与其他平衡
177、(如氧化还原平衡、配位平衡)综合的计算;6.数形结合的相关计算等。对策应用Ksp数值大小比较物质的溶解度大小时,一定是在组成上属于同一类型的难溶电解质才能进行比较,否则,不能比较;在判断沉淀的生成或转化时,把离子浓度数值代入Ksp表达式,若数值大于Ksp,沉淀可生成或转化为相应难溶物质;利用Ksp可计算某些沉淀转化反应的化学平衡常数。例4金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/molL1)如下图所示。(1)pH3时溶液中铜元素的主要存在形式是_。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3,应该控制溶
178、液的pH_。A6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质,_(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是_。(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表:物质FeSMnSCuSKsp6.310182.510131.31035物质PbSHgSZnSKsp3.410286.410331.61024为除去某工业废水中含有的Cu2、Pb2、Hg2杂质,最适宜向此工业废水中加入过量的_。ANaOHBFeSCNa2S解析(1)由图可知,在pH3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。(2)要除去Fe3的同时必须保证Cu2不能沉淀,因此pH应保持在4左右。(3)从图示关系可看出,Co2和Ni2
179、沉淀的pH范围相差太小,不能通过调节溶液pH而达到分离的目的。(4)要使三种离子生成沉淀,最好选择难溶于水的FeS,使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀,同时又不会引入其他离子。答案(1)Cu2(2)B(3)不能Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小(4)B1下列关于水的说法正确的是()A常温下正常雨水的pH为7.0,酸雨的pH小于7.0B将25 纯水加热至95 时,增大C将纯水加热到95 时,水的离子积变大,pH不变,水仍呈中性D向水中加入醋酸或醋酸钠,均可促进水的电离解析:选B正常雨水的pH为5.6,酸雨的pH小于5.6;将纯水加热后,水的离子积变大,B项算式表示氢离子浓度,其值变大
180、,pH变小,水仍呈中性;向水中加入醋酸可抑制水的电离,而加入醋酸钠会促进水的电离。2人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力,CO吸入肺中发生反应:COHbO2O2HbCO,37 时,该反应的平衡常数K220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍,会使人智力受损。据此,下列结论错误的是()ACO与HbO2反应的平衡常数KB人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少C当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损D把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒,其原理是使上述平衡向左移动解析:选C由化学方程式知,K的表达式正确,即A正确;CO与HbO2
181、反应的平衡常数达220,可见其正向进行的程度很大,B正确。K,由题意知,K220,0.02时,人智力受损,则c(CO)/c(O2)9105,C项错误。D项,当O2浓度很大时,题中平衡将逆向移动,从而使人获解救,正确。3某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应A(g)xB(g)2C(g),达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如下图所示。下列说法中正确的是()A30 min时降低温度,40 min时升高温度B前8 min A的平均反应速率为0.04 mol(Lmin)1C反应方程式中的x1,正反应为吸热反应D2040 min间该反应的平
182、衡常数均为4解析:选D降低温度平衡一定发生移动,A、B和C的浓度发生改变,故30 min时不是降低温度,A错。从08 min时,c(A)2.0 molL11.36 molL10.64 molL1,v(A)0.64 molL18 min0.08 molL1min1,B项错误。从020 min达到平衡状态时,A、B反应的物质的量相等,说明x1,在图2中40 min时,正、逆速率均增大,并且v(逆)v(正),说明升温平衡向逆反应方向移动,正反应放热,C项错误。在2030 min内,平衡常数K4;在3040 min内,K4,D项正确。4水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是()A图中四点KW间的
183、关系:ADCNaCNCH3COONaBa molL1HCN溶液与b molL1NaOH溶液等体积混合,所得溶液中c(Na)c(CN),则a一定小于bC冰醋酸中逐渐滴加水,则溶液的导电性、pH均先增大后减小DNaHCO3和Na2CO3混合溶液中,一定有c(Na)c(H)c(OH)c(HCO)c(CO)解析:选AH2CO3的二级电离平衡常数最小,CH3COOH的电离平衡常数最大,所以等物质的量浓度的Na2CO3、NaCN、CH3COONa溶液中的弱酸根离子水解程度依次减小,pH也依次减小,A正确;HCN是弱酸,当a等于b时,反应生成NaCN,由于CN水解,所得溶液中也是c(Na)c(CN),B错误
184、;冰醋酸中逐渐滴加水,冰醋酸逐渐电离,随着水越来越多,氢离子浓度先增大后减小,pH先减小后增大,溶液的导电性先增大后减小,C错误;根据电荷守恒NaHCO3和Na2CO3混合溶液中,一定有c(Na)c(H)c(OH)c(HCO)2c(CO),D错误。6(2014黄山模拟)常温下,0.1 mol/L某一元酸(HA)溶液中1108,下列叙述正确的是()A该一元酸溶液的pH1B该溶液中由水电离出的c(H)11011 mol/LC该溶液中水的离子积常数为11022D用pH11的NaOH溶液V1 L与V2 L 0.1 mol/L该一元酸(HA)溶液混合,若混合溶液的pH7,则V1V2解析:选B将c(OH)
185、,代入原题关系式中可得1108,解得c(H)1103 mol/L,所以pH3,A项错;酸溶液中c(OH) mol/L11011 mol/L,所以,由水电离出的c(H)c(OH)11011 mol/L,B项正确;常温下,水的离子积常数为11014,C项错;由于HA是弱酸,浓度大,二者等体积混合呈酸性,当pH7时,应有V1V2,D项错。725 时,用水稀释0.1 molL1的氨水,溶液中随着水量的增加而减小的是()c(H)c(OH)ABC D解析:选D在氨水中存在NH3H2ONHOH的平衡,加水稀释时平衡右移,NH3H2O的物质的量减小,NH和OH的物质的量增大,但浓度均减小,由于温度一定,水的离
186、子积KW和电离常数Kb不变,故可借助Kb,KWc(H)c(OH)判断出正确。8已知如下物质的溶度积常数:FeS:Ksp6.31018;CuS:Ksp1.31036;ZnS:Ksp1.61024。下列说法正确的是()A同温度下,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B将足量CuSO4溶解在0.1 mol/L的H2S溶液中,Cu2能达到的最大浓度为1.31035 mol/LC因为H2SO4是强酸,所以Cu2H2S=CuS2H不能发生D除去工业废水中的Cu2,可以选用FeS作沉淀剂解析:选D根据Ksp的大小可知,CuS的溶解度最小,A错误。B选项中c(Cu2),由于0.1 mol/L的H2S溶液中,c(S
187、2)远远小于0.1 mol/L,故Cu2浓度的最大值大于1.31035 mol/L,B错误。C项中,由于CuS不溶于酸,故该反应可以发生,C错误。D项中,根据FeS(s)Fe2(aq)S2(aq),又由于Ksp(CuS)小于Ksp(FeS),故Cu2会与S2结合生成CuS,D正确。9(1)25 时,强酸A溶液的pHa,强碱B溶液的pHb,且ab14,若两者等体积混合后,溶液的pH_,此时溶液中盐的阳离子浓度大于阴离子浓度,其原因可能是_。(2)水的电离平衡如图所示,若A点表示25 时水的电离平衡状态,当升高温度至100 时水的电离平衡状态为B点。100 时pH8的Ba(OH)2溶液与pH5的盐
188、酸混合,并保持100 的恒温,欲使混合溶液的pH7,求Ba(OH2)溶液与盐酸的体积比为_。解析:(1)由信息知强酸A溶液的c(H)与强碱B溶液的c(OH)相等,两者等体积混合恰好完全反应,溶液的pH7,此时溶液中盐的阳离子浓度大于阴离子浓度,其原因可能是酸为二元强酸,碱为一元强碱。(2)100 时水的离子积为11012,因反应后溶液pH7,则c(OH)11012/107 molL11105 molL1,呈碱性,说明碱过量。设二者的体积分别为x、y,则有:c(OH)1105解得xy29。答案:(1)7酸为二元强酸,碱为一元强碱(2)2910运用化学反应原理研究卤族元素的性质具有重要意义。(1)
189、下列关于氯水的叙述正确的是_(填写符号)。a氯水中存在两种电离平衡b向氯水中通入SO2,其漂白性增强c向氯水中通入氯气,c(H)/c(ClO)减小d加水稀释氯水,溶液中的所有离子浓度均减小e加水稀释氯水,水的电离平衡向正反应方向移动f向氯水中加入少量固体NaOH,可能有c(Na)c(Cl)c(ClO)(2)常温下,已知25 时有关弱酸的电离平衡常数:弱酸化学式HClOH2CO3电离平衡常数4.7108K14.3107K25.61011写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式_。(3)电解饱和食盐水可得到溶质为M的碱溶液,常温下将浓度为c1的M溶液与0.1 molL1的一元酸HA等体积混合
190、,所得溶液pH7,则c1_0.1 molL1(填“”、“”或 “”),溶液中离子浓度的大小关系为_。若将上述“0.1 molL1的一元酸HA”改为“pH1的一元酸HA”,所得溶液pH仍为7,则c1_0.1 molL1。(4)牙釉质对牙齿起着保护作用,其主要成分为羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH,研究证实氟磷灰石Ca5(PO4)3F比它更能抵抗酸的侵蚀,故含氟牙膏已使全世界千百万人较少龋齿,请写出羟基磷灰石的溶度积常数表达式Ksp_,氟离子与之反应转化的离子方程式为_。解析:(1)氯水中存在次氯酸的电离和水的电离两种平衡;向氯水中通入SO2,二者反应生成硫酸和盐酸,其漂白性减弱;当氯水饱和时再通
191、氯气,c(H)/c(ClO)不变,若氯水不饱和再通氯气,酸性增强会抑制次氯酸的电离,故比值增大;加水稀释氯水,溶液中的OH浓度增大;加水稀释氯水,酸性减弱,对水的电离抑制作用减弱,故水的电离平衡向正反应方向移动;向氯水中加入少量固体NaOH,当溶液呈中性时,根据电荷守恒可推导出:c(Na)c(Cl)c(ClO)。(2)由于次氯酸的酸性介于碳酸的两级电离常数之间,因此84消毒液露置在空气中与二氧化碳反应只能生成碳酸氢钠。(3)当HA为强酸时二者浓度相等,为弱酸时由于生成的盐因水解显碱性,则酸要稍过量。离子浓度大小比较时可根据电荷守衡进行推导。(4)沉淀转化的实质是由难溶的物质转化为更难溶的物质。
192、答案:(1)aef(2)ClOCO2H2O=HClOHCO2HClO2H2ClO2(3)c(Na)c(A)c(OH)c(H)(4)c5(Ca2)c3(PO)c(OH)Ca5(PO4)3OHF=Ca5(PO4)3FOH11国内某知名大学实现了在400 、65 MPa压力下由二氧化碳与氢气合成乙醇的实验:2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)。(1)该温度下,在1 L密闭容器中通入CO2和H2,10 min后生成了4.6 g乙醇,则10 min内用CO2表示的平均反应速率为_。(2)该反应的平衡常数表达式为_。(3)请用上述反应中的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态。_;
193、_。(4)若升高温度,平衡常数K增大,则该反应的H_0(填“”、“”或“0。(5)提高乙醇的产率可增大CO2浓度或及时将生成的水蒸气吸收除掉或适当加压。答案:(1)0.02 mol/(Lmin)(2)(3)各物质的浓度不再变化反应体系的压强不再变化(4)(5)增大CO2浓度或及时除去水蒸气适当加压12T 时,将6 mol A和8 mol B充入2 L密闭容器中,发生反应:A(g)3B(g)C(g)D(g),容器中B的物质的量随时间变化如图中实线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时,H2的物质的量随时间的变化。下列说法正确的是()A反应开始至a点时v(A)1 molL1min1B若曲线对应的条
194、件改变是升温,则该反应的H0C曲线对应的条件改变是增大压强DT 时,该反应的化学平衡常数为0.125解析:选C由图像可知,反应开始至a点时v(B)1 molL1min1,则v(A)1/3 molL1min1,A项错误;曲线相对于实线先达到平衡,但B的转化率减小,则该反应H0,B项错误;曲线相对于实线先达到平衡,B的转化率增大。若增大压强,平衡右移,B的转化率增大,C项正确;根据b点的数据计算可知:T 时,该反应的化学平衡常数为0.5,D项错误。13现有相同条件,同一容器中的三个反应:反应Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)H1,平衡常数为K1,反应CO(g)H2O(g)H2(g)CO2
195、(g)H2,平衡常数为K2,反应Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)H3,平衡常数为K3。在不同温度下,部分K1、K2的值如下:T/700800K12.382.56K20.80(1)K1的表达式为_;根据反应推导出K1、K2、K3的关系式K3_。(2)800 时,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2O维持恒温,发生反应,反应过程中测定的部分数据见下表:反应时间/min0246n(CO)/mol1.200.900.80n(H2O)/mol0.600.20(A)由以上信息推断反应正反应方向为_(填“放热”或“吸热”)反应。(B)若在800时的恒压密闭容器中通入CO和H2O各
196、1 mol发生反应,当反应达到平衡后,维持温度与压强不变,t1时再通入各1 mol的CO和H2O的混合气体,请在下图中画出正(v正)、逆(v逆)反应速率在t1后随时间t变化的曲线图。解析:(A)可先算出800 时K21.00,再算两个温度下K3,可知温度升高K3减小,故反应放热;(B)两边气体计量数相等,则V不变,假设第一次1 L,该温度下K1.00,则平衡时各物质的物质的量浓度为0.5 molL1,再加入反应物各1 mol,容积变为2 L,反应物浓度瞬间变为0.75 molL1,生成物浓度各变为0.25 molL1,新平衡与原平衡一样,各物质的物质的量浓度为0.5 molL1,则易画出图像来
197、。答案:(1)K1c(H2)/c(H2O)K1/K2(2)(A)放热(B)如图专题验收评估 一、单项选择题(本题包括5小题,每小题只有1个正确选项,每小题4分,共20分)1(2014金陵中学模拟)在RNH2H2ORNHOH的平衡中,使RNH2H2O的电离程度及c(OH)都增大,可采取的措施是()A通入HClB加少量NaOH固体C加水 D升温解析:选DA项,通入HCl,平衡右移,但是氢氧根离子浓度减小,错误;B项,加少量NaOH固体,平衡左移,错误;C项,加水电离程度增大,但是氢氧根离子浓度减小,错误;D项,升温,平衡右移,RNH2H2O的电离程度及c(OH)都增大,正确。2(2014木渎中学模
198、拟)汽水是CO2的饱和溶液,其中存在如下平衡:H2CO3HHCOHCOHCO将汽水倒入试管中分别进行下列实验,相应分析结论错误的是()A加热、平衡、可能都向左移动B加入澄清石灰水,平衡、均向右移动C加入CaCO3悬浊液,CaCO3的溶解平衡向正方向移动D通入过量CO2或滴加氯水,溶液pH均减小解析:选DA项,加热碳酸分解生成CO2和水,促使平衡向左移动,正确;B项,加入澄清的石灰水,溶液的碱性增强,降低氢离子的浓度,平衡、均向右移动,正确;C项,加入碳酸钙悬浊液,碳酸与碳酸钙结合生成可溶性的碳酸氢钙,促进碳酸钙的溶解,正确;D项,温度不变,再通入CO2,溶液的浓度不变,pH不变,错误。3(20
199、14南京一中模拟)下列溶液一定呈中性的是()ApH7的溶液Bc(H)c(OH) 的溶液C滴加酚酞,颜色未变红的溶液D酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液解析选BA项,25 时,pH7的溶液一定呈中性,若温度变化则不一定呈中性,错误; C项,酸也不使酚酞变色,错误;D项,正盐溶液不一定呈中性,错误。4(2014如东中学模拟)向20 mL 0.5 mol/L的醋酸溶液中逐滴加入等物质的量浓度的烧碱溶液,测定混合溶液的温度变化如图所示。下列关于混合溶液的相关说法错误的是()A醋酸的电离平衡常数:b点a点B由水电离出的c(OH):b点c点C从a点到b点,混合溶液中可能存在:c(CH3COO)c(Na)Db
200、点到c点,混合溶液中一直存在:c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)解析:选DA项,从图中看,b点的温度比a点高,而醋酸的电离是吸热过程,故b点醋酸的电离程度大,对应的电离平衡常数大,正确;B项,当加NaOH溶液为20 mL时,刚好生成醋酸钠,当加入40 mLNaOH溶液时,所得的是醋酸钠和NaOH的混合溶液,前者对水的电离主要是促进作用,而后者是抑制作用,正确;C项,a点显酸性,存在c(CH3COO)c(Na),b点显碱性,存在c(CH3COO)c(CH3COO),错。5(2014盐城市摸底考试)下列有关说法正确的是()ACaO(s)3C(s)=CaC2(s)CO(g)室温下不能自发
201、进行,说明该反应的H1104mol/L,pH4,错误。B项HA既可能水解又可能电离,无法通过测pH判断H2A的强弱,错误;C项硝酸银溶液中存在大量Ag,其浓度一定最大,错误。如果完全中和,溶质为NaCl和CH3COONa,由于CH3COO水解溶液显碱性,呈中性时,NaOH的量减小,D项正确。7(2014东台中学模拟)某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是() AKspFe(OH)3V(y)解析:选C若x为强碱,稀释后c(OH)1109 mol/L,pH9。由于弱碱稀释时能进一步电
202、离产生OH,即pH9,C项正确。相对于x曲线,y曲线最后pH较大,说明溶液中OH较多,对水的电离抑制程度更大,A项错误。同时也说明,y曲线在稀释过程中OH得到补充,其对应的碱能继续电离产生较多的OH,即y曲线对应的碱更弱。则相同pH相同体积时,y曲线对应碱的物质的量更大,中和时消耗的酸较多,D项错误。根据“越弱越水解”,可知y对应阳离子的水解程度更大,溶液酸性更强,pH更小,B错误。10(2014淮安模拟)25 时,0.1 mol Na2CO3与盐酸混合所得的一组体积为1 L的溶液,溶液中部分微粒与pH的关系如图所示。下列有关溶液中离子浓度关系叙述正确的是()AW点所示的溶液中:c(Na) c
203、(H)2c(CO)c(OH)c(Cl)BpH4的溶液中:c(H2CO3)c(HCO)c(CO)c(Cl)c(CO)c(HCO)c(H2CO3)解析:选BA项表示电荷守恒,W点所示的溶液中还有HCO,错误。B项pH4的溶液中,主要含有H2CO3,而且浓度小于0.04 mol/L,错误。C项pH8的溶液中,根据物料守恒有:2c(H2CO3)2c(HCO)2c(CO)c(Na),根据电荷守恒有:c(Na)c(H)2c(CO) c(HCO)c(OH)c(Cl),消去c(Na)得:c(H)2c(H2CO3)c(HCO) c(OH)c(Cl),错误。D项由图像可知pH11的溶液中以Na2CO3为主,说明此
204、时加入的盐酸量较少,所以c(CO) c(Cl),错误。三、非选择题(本题包括3题,共50分)11(15分)(2014南京模拟)TiO2在很多领域有着广泛的应用前景。(1)制备TiO2的常见方法:将TiCl4水解产物加热脱水生成TiO2。已知常温下Ti(OH)4的Ksp7.941054,测得TiCl4水解后溶液的pH2,则此时溶液中c(Ti4)_。(2)制备纳米TiO2的方法:以N2为载体,用钛醇盐Ti(OR)4和水蒸气反应生成Ti(OH)4,再控制温度生成纳米TiO2。温度控制不当会使产物含结晶水,测定产物aTiO2bH2O组成的方法如下:步骤一:取样品2.010 g,在酸性条件下充分溶解,并
205、用适量铝将TiO2还原为Ti3,过滤并洗涤,将所得滤液和洗涤液合并注入250 mL容量瓶,并用稀硫酸定容,得待测液。步骤二:取待测液25.00 mL于锥形瓶中,加几滴KSCN溶液作指示剂,用0.100 0 molL1NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定,将Ti3氧化为TiO2。重复滴定2次。滴定所得的相关数据如下表:滴定所得的相关数据滴定序号待测液体积/mLNH4Fe(SO4)2标准溶液滴定管起点读数/mLNH4Fe(SO4)2标准溶液滴定管终点读数/mL125.000.0224.02225.000.0824.06325.000.1224.14钛醇盐Ti(OR)4和水蒸气反应的化学方程式为_。步
206、骤一中用稀硫酸而不用水定容的原因是_。通过计算确定该样品的组成_。解析:(1)KspTi(OH)4c(Ti4)c4(OH),pH2,c(OH)1012molL1,c(Ti4)7.94106 molL1。(2) 钛醇盐Ti(OR)4和水蒸气反应,Ti4结合OH生成Ti(OH)4,OR结合H生成ROH。Ti3水解显酸性,用硫酸定容,可抑制其水解。由题意分析,酸性条件下,TiO2转化为TiO2,再由Al将其还原为Ti3,然后用NH4Fe(SO4)2滴定,Ti3升高至4价的TiO2,Fe3还原成Fe2,根据得失电子守恒,找出关系:TiO2Ti3NH4Fe(SO4)2,从而求出TiO2的量,然后根据质量
207、守恒,得出H2O的量,两者的物质的量比即为结晶水合物的系数比。答案:(1)7.94106 molL1(2)Ti(OR)44H2O(g)Ti(OH)44ROH抑制Ti3(TiO2)的水解三次滴定消耗标准溶液的平均值为24.00 mLTiO2NH4Fe(SO4)280 g1 molm(TiO2)0.024 00 L0.100 0 molL1m(TiO2)1.920 gm(H2O)2.010 g1.920 g0.090 gab245该样品的组成为24TiO25H2O12(20分)(2014泰州中学高三期中)某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其它不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程,取
208、该矿样为原料生产CuC122H2O 晶体。已知:常温下,金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH 见下表。金属离子氢氧化物开始沉淀的pH氢氧化物沉淀完全的pHFe27.09.0Fe31.93.2Cu24.76.7回答下列问题:(1)步骤的焙烧过程中需要通入氧气。在实验室中,可使用常见化学物质利用如图所示装置制取氧气,试写出熟悉的符合上述条件的两个化学方程式:_、_。(2)焙烧产生的尾气中含有的一种气体是形成酸雨的污染物,若将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式:_、_。(3)步骤酸浸过程中,需要用到3 mol L1的盐酸100 mL,配制该盐酸溶液时,除了用
209、到烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要的仪器有_。(4)步骤加入物质X的目的是_,物质X 可以选用下列物质中的_。(A)氢氧化钠(B)稀盐酸(C)氨水(D)氧化铜(5)当溶液中金属离子浓度低于1105 mol L1时,认为该金属离子沉淀完全,则KspFe(OH)2_。解析:(1)在MnO2作催化剂条件下,双氧水可以分解制O2,Na2O2能与水反应生成O2。(2)CuS在焙烧时会产生有害气体SO2,4价的硫具有强还原性,故SO2、H2SO3、SO能被空气中的氧气所氧化。(4)由所给表格数据知,Fe3在pH3.2时已完全沉淀,故加入物质X的目的是调节溶液的pH,将Cu2溶液中的Fe3变成Fe( OH
210、)3沉淀除去,但不能引入新的杂质,可选择CuO、Cu(OH)2、CuCO3等。(5)由表格数据知:Fe2在pH9时完全沉淀,此时溶液中c(OH)105 mol L1,c(Fe2)1105 mol L1,KspFe(OH)2c(Fe2)c2(OH)1015。答案:(1)2H2O2 2H2O O2 ,2Na2O2 2H2O=4NaOH O2 (2)2H2SO3O2=2H2SO4,2(NH4)2SO3O2=2(NH4)2SO4,2NH4HSO3O2=2NH4HSO4(3)100 mL容量瓶、量筒(4)调节溶液的pH,使Fe3以Fe( OH )3 沉淀的形式析出D(5)1101513(15分)(201
211、4徐州市期中模拟)三草酸合铁酸钾晶体(K3Fe(C2O4)3xH2O)是一种光敏材料,可用于摄影和蓝色印刷。为测定该晶体中铁的含量,某实验小组做了如下实验:(1)已知2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO410CO22MnSO48H2O。现称量5.000 g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250 mL溶液。取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳。向反应后的溶液中加入一小匙锌粉,加热至溶液完全由黄色变为浅绿色时,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时,溶液仍呈酸性。加入锌粉的目的是_。(2)向(1)锥形瓶中先
212、加入足量稀硫酸,后用0.010 mol/L KMnO4溶液滴定上一步骤所得溶液至终点,消耗KMnO4溶液20.02 mL,滴定中MnO被还原成Mn2 。写出发生反应的离子方程式:_。(3)上述实验滴定时,指示剂应该_(填“加”或“不加”),判断滴定终点的现象是:_。(4)再重复(1)、(2)步骤操作两次,滴定消耗0.010 mol/L KMnO4溶液平均每次为19.98 mL。计算确定该晶体中铁的质量分数(写出计算过程)。解析:(1)“溶液由黄色变为浅绿色”,说明加锌将Fe3全部转化成Fe2。结合步骤(2)可知,测定样品中铁含量的原理是:5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O,测定前需要将原溶液中的Fe3全部转化成Fe2。(3)由于高锰酸钾溶液具有明显的紫红色,所以当反应到达终点时,待测液会出现紫红色。答案:(1) 将Fe3还原成Fe2 ,为进一步测定铁元素的含量做准备(2) 5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O(3)不加当待测液中出现紫红色,且振荡后半分钟内不再褪色,就表明到了终点(4)5Fe2 MnO 8H=5Fe3 Mn2 4H2O5 mol1 moln(Fe2)0.0100.0199 8 molw(Fe)1050.0100.0199 8 mol56 g/mol5.000 g100%11.12%