專題十 水溶液中的離子平衡
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【課前自主復習與思考】
1.閱讀并思考《創(chuàng)新設計》相關(guān)內(nèi)容。
2.NH4Cl、CH3COONa、Na2CO3、NaHCO3等溶液中的三處守恒式。
3.酸堿中和滴定的操作、注意事項。
【結(jié)合自主復習內(nèi)容思考如下問題】
1.某溫度下,相同pH的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋,
pH隨溶液體積的變化如右圖所示。據(jù)圖判斷正確的是
A.Ⅱ鹽酸稀釋時的pH變化曲線
B.b點溶液的導電性比c點溶液的導電性強
C.a(chǎn)點KW的數(shù)值比c點KW的數(shù)值大
D.b點酸的總濃度大于a點酸的總濃度
2.已知:25°C時,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[MgF2] =7.42×10-11。下列說法正確的是
A.25°C時,飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
B.25°C時,在Mg(OH)2的懸濁液加入少量的NH4Cl固體,c(Mg2+)增大
C.25°C時,Mg(OH)2固體在20ml 0.01 mol?L-1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol?L-1
NH4Cl溶液中的Ksp小
D.25°C時,在Mg(OH)2的懸濁液加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化成為MgF2
【考綱點撥】
1.了解電離、電解質(zhì)、強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的概念。
2.了解弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡。
3.了解水的電離和水的離子積常數(shù)。了解溶液pH的定義,能進行溶液pH的有關(guān)計算。
4.了解鹽類水解的原理,能說明影響鹽類水解的主要因素,認識鹽類水解在生產(chǎn)、生活中的應用(弱酸弱堿鹽的水解不作要求)。
5.理解(去年是了解)難溶電解質(zhì)存在沉淀溶解平衡,能運用離子積常數(shù)(Ksp)進行簡單計算(新增)。
6.了解離子反應的概念,了解離子反應發(fā)生的條件。能正確書寫簡單的離子反應方程式。
【自主研究例題】
1.(2010全國卷1)下列敘述正確的是
A.在醋酸溶液的pH=a,將此溶液稀釋1倍后,溶液的pH=a,則a>b
B.在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好無色,則此時溶液的pH<7
C.1.0×10-3mol/L鹽酸的pH=3.0,1.0×10-8mol/L鹽酸的pH=8.0
D.若1mL pH=1的鹽酸與100mLNaOH溶液混合后,溶液的pH=7則NaOH溶液的pH=11
2.(2010江蘇卷.20)以水氯鎂石(主要成分為MgCl2?6H2O)為原料生產(chǎn)堿式碳酸鎂的主要流程如下:
⑴預氨化過程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常溫下Mg(OH)2的Ksp=1.8×10-11,若溶液中c(OH-)=3.0×10-6 mol?L-1,則溶液中c(Mg2+)= 。
⑵上述流程中的濾液濃縮結(jié)晶,所得主要固體物質(zhì)的化學式為 。
⑶高溫煅燒堿式碳酸鎂得到MgO。取堿式碳酸鎂4.66g,高溫煅燒至恒重,得到固體2.00g和標準狀況下CO2 0.896L,通過計算確定堿式碳酸鎂的化學式。
⑷若熱水解不完全,所得堿式碳酸鎂中將混有MgCO3,則產(chǎn)品中鎂的質(zhì)量分數(shù)
(填“升高”、“降低”或“不變”)。
我思我疑:
【高考鏈接】
【例1】(2010福建卷.10)下列關(guān)于電解質(zhì)溶 液的正確判斷是
A.在pH=12的溶液中,K+、Cl-、HCO3-、Na+可以常量共存
B.在pH=0的溶液中,Na+、NO3-、SO32-、K+可以常量共存
C.由0.1 mol?L-1一元堿BOH溶液的pH=10,可推知BOH溶液存在
BOH===B++OH-
D.由0.1 mol?L-1一元堿HA溶液的pH=3,可推知NaA溶液存在
A-+H2O HA + OH-
【例2】(2010上海卷.16)下列溶液中微粒濃度關(guān)系一定正確的是
A.氨水與氯化銨的pH=7的混合溶液中:c(Cl-)>c(NH4+)
B.pH=2的一元酸和pH=12的一元強堿等體積混合:c(OH-)=c(H+)
C.0.1 mol?L-1的硫酸銨溶液中:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)
D.0.1 mol?L-1的硫化鈉溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)
【例3】(2010山東卷.15)某溫度下,F(xiàn)e(OH)3(s)分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后,改變?nèi)芤簆H,金屬陽離子濃度的辯護如圖所示。據(jù)圖分析,下列判斷錯誤的是
A.Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2]
B.加適量NH4Cl固體可使溶液由a點變到b點
C.c、d兩點代表的溶液中c(H+)與c(OH-)乘積相等
D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分別在b、c兩點代表的溶液中達到飽和
【例4】(2010浙江卷.26)已知:
①25℃時弱電解質(zhì)電離平衡數(shù):Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HSCN)=0.13;難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù):Kap(CaF2)=1.5×10-10
②25℃時,2.0×10-3 mol?L-1氫氟酸水溶液中,調(diào)節(jié)溶液pH(忽略體積變化),得到c(HF)、c(F-)與溶液pH的變化關(guān)系,如下圖所示:
請根據(jù)以下信息回答下旬問題: 圖2
⑴25℃時,將20mL 0.10 mol?L-1 CH3COOH溶液和20mL 0.10 mol?L-1HSCN溶液分別與20mL 0.10 mol?L-1NaHCO3溶液混合,實驗測得產(chǎn)生的氣體體積(V)隨時間(t)變化的示意圖為圖2所示:
反應初始階段,兩種溶液產(chǎn)生CO2氣體的速率存在明顯差異的原因是 ,反應結(jié)束后所得兩溶液中,c(CH3COO-) c(SCN-)(填“>”、“<”或“=”)。
⑵25℃時,HF電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka ,列式并說明得出該常數(shù)
的理由 。
⑶4.0×10-3 mol?L-1HF溶液與4.0×10-4 mol?L-1 CaCl2溶液等體積混合,調(diào)節(jié)混合
液pH為4.0(忽略調(diào)節(jié)混合液體積的變化),通過列式計算說明是否有沉淀產(chǎn)生。
【歸納與思考】
【自主檢測】
1.常溫下,有甲、乙兩份體積為1 L、濃度均為0.2 mol?L-1的醋酸溶液,其pH為3,①甲用蒸餾水稀釋100倍后,溶液pH變?yōu)閤;②乙與等體積、濃度均為0.2 mol?L-1的NaOH溶液混合,在混合液中n(CH3COO-)+n(OH-)-n(H+)=y(tǒng) mol。x、y正確的答案組合是
A.3;0.1 B.5;0.2 C.3<x<5;0.1 D.3<x<5;0.2
2.下列溶液中各微粒的濃度關(guān)系或說法錯誤的是
A.0.1 mol?L-1 pH為4的NaHB溶液中:c(HB-)>c(H2B)>c(B2-)
B.c(NH4+)相等的(NH4)2SO4溶液、(NH4)2CO3溶液、(NH4)2Fe(SO4)2溶液和NH4Cl溶液:c[(NH4)2Fe(SO4)2]<c[(NH4)2SO4]<c[(NH4)2CO3]<c(NH4Cl)
C.0.1 mol?L-1 Na2CO3溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
D.向0.2 mol?L-1的CH3COOH和0.1 mol?L-1的NaOH等體積混合溶液中加入少量的NaOH或HCl溶液時,溶液的pH不會發(fā)生顯著變化
3.已知如下物質(zhì)的濃度積常數(shù):FeS Ksp=6.3×10-18 mol2?L-2;CuS Ksp=1.3×10-36 mol2?L-2;ZnS Ksp=1.6×10-24 mol2?L-2。下列說法正確的是
A.同溫度下,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B.將足量的CuSO4溶解在0.1 mol?L-1的H2S溶液中,Cu2+能達到的最大濃度是不是1.3×10-35 mol?L-1
C.因為H2SO4是強酸,故Cu2++H2S===CuS↓+2H+不能發(fā)生
D.除去工業(yè)刻水中的Cu2+,可以用FeS作沉淀劑
4.下列說法正確的是
A.常溫下pH為5的鹽酸稀釋1000倍后,pH等于8
B.濃度均為0.1 mol?L-1的氨水和氯化銨溶液,水電離出的c(H+)前者小于后者
C.碳酸鈉溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(CO32-)+c(OH-)+c(HCO3-)
D.等濃度的醋酸與KOH以任意比混合:c(K+)+c(H+)>c(OH-)+c(CH3COO-)
5.下列關(guān)于電解質(zhì)溶液的敘述正確的是
A.常溫下,同濃度的Na2CO3與NaHCO3溶液相比,Na2CO3溶液的pH大
B.常溫下,pH=7的NH4Cl與氨水的混合溶液中:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)
C.中和pH與體積均相同的鹽酸和醋酸溶液,消耗NaOH的物質(zhì)的量相同
D.將pH=4的鹽酸稀釋后,溶液中所有離子的濃度均降低
6.銅、硫的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要的作用。
⑴工業(yè)上由輝銅礦(主要成分為Cu2S)生產(chǎn)銅的主要反應為:Cu2S+O2===2Cu+SO2。該反應中被還原的元素為 (填元素符號)。
⑵反應中產(chǎn)生的SO2尾氣可用NaOH溶液吸收。若用1 L 1 mol?L-1的NaOH溶液吸收標準狀況下22.4 L SO2,該反應的離子方程式是 ;若所得溶液中c(SO32-)>c(HSO3-),溶液中各離子濃度由大到小的順序是
。
⑶某溫度下FeS、CuS的沉淀溶解平衡曲線如下圖所示,縱坐標c(M2+)代表Fe2+或Cu2+的濃度,橫坐標c(S2-)代表S2-濃度。
①在物質(zhì)的量濃度相等的和的溶液中滴加硫化鈉溶液,首先沉淀的離子為 。
②寫出工業(yè)上用FeS除廢水中Cu2+的離子方程式 。
⑷已知Cu2O可以發(fā)生如下反應:CuO+2H+===Cu2++Cu+H2O。若檢驗氧化銅中含有氧化亞銅,可選用的試劑是 (填試劑名稱),其實驗現(xiàn)象是 。
7.運用化學反應原理可以更好地分析化學反應的本質(zhì)。
⑴下列四組物質(zhì)反應,其中與其他三組有本質(zhì)不同的是 (填序號)。
A.Na2O2+H2O B.F2+H2O C.Cl2+H2O D.NO2+H2O
⑵在25℃下,向濃度均為0.1 mol?L-1的NaCl和KBr溶液中逐滴加入硝酸銀溶液,先生成沉淀(填化學式);當兩種沉淀共存時溶液中c(Br-)/c(Cl-)= 。[已知25℃時,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp=(AgCl)2.0×10-10]
⑶汽車尾氣凈化中的一個反應如下:2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO(g),該反應混合體系中NO的百分含量和
濕度的關(guān)系如圖所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。
①2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO(g)的ΔH 0(填
“>”或“<”)
②若溫度為T1、T2,反應的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則
K1 K2;若反應進行到狀態(tài)D時,v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)
③在恒容的密閉容器中,該反應達平衡后,改變某一條件,下列圖示不正確的是
⑷食鹽的碘添加劑KIO3生產(chǎn)方法之一是以石墨為陽極,不銹鋼為陰極,電解液為碘和氫氧化鉀的混合溶液,在一定電流強度和溫度下進行電解,試寫出陰極反應式:
。
8.⑴隨著西永電子城的建立,重慶已成為西部地區(qū)的電子工業(yè)中心。隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展,將有大量的電路板刻蝕液的產(chǎn)生和排放。
①傳統(tǒng)的方法是用(HCl-FeCl3)蝕刻銅電路板,前用Fe、Cl2處理廢液,回收銅并重新制得FeCl2。處理廢液時涉及的反應有:Fe+Cu2+===Fe2++Cu、Fe+2H+===Fe2++H2↑、2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,還有 (用離子方程式表示)。
②現(xiàn)多采用(HCl-H2O2)法代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法,寫出該法蝕刻銅電路板的化學方程式
。用氫氧化鈉、葡萄糖對廢液進行處理,可得到 (填物質(zhì)的化學式)。進一步處理達到回收的目的。
⑵現(xiàn)有濃度勻為0.1 mol?L-1的五種溶液:A.Na2CO3、B.NaHCO3、C.NaAlO2、D.CH3COONa、E.NaOH。
①這五種溶液中水的電離程度最大的是 (填編號)。
②將五種溶液稀釋相同的倍數(shù)時,其pH變化最大的是 (填編號)。
③將上述A、B、C、D四種溶液兩兩混合時,有一對溶液相互間能發(fā)生離子反應,寫出該反應的離子方程式: 。
④將CO2通入A溶液中至恰好呈中性,溶液中2c(CO32-)+c(HCO3-)=
mol?L-1(設反應前后溶液體積不變)。
9.⑴已知在常溫下測得濃度均為0.1 mol?L-1的下列6種物質(zhì)的溶液的pH:
溶質(zhì)CH3COONaNaHCO3Na2CO3NaClONaCNC6H5ONa
pH
根據(jù)上述信息判斷,濃度均為0.05 mol?L-1的下列6種物質(zhì)的溶液中,pH最小的是
(填編號)。
①C6H5OH ②CH3COOH ③HCN ④HClO ⑤H2SO4 ⑥HClO4
⑵下列轉(zhuǎn)化都屬于復分解反應:
①工業(yè)上將石灰乳與純堿溶液混合可制得苛性鈉溶液。
②侯氏制堿法中,向飽和碳酸氫銨溶液中加入飽和食鹽水可獲得小蘇打晶體。
③蒸發(fā)KCl和NaNO3混合溶液,首先析出NaCl晶體。
根據(jù)上述反應,總結(jié)出復分解反應的一個規(guī)律:
;
將KI溶液和AgCl固體混合攪拌,會觀察到的現(xiàn)象是,請定出反應的離子方程式:
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