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- 2021-06-01 发布
一、强弱电解质
1.电解质与非电解质
(1)电解质:在________________能导电的化合物。
(2)非电解质:在________________都不导电的化合物。
2.强电解质和弱电解质
(1)强电解质
①定义:在水溶液中____________的电解质。
②常见的强电解质:_______、_______和______________。
(2)弱电解质
①定义:在水溶液中______________的电解质。
②常见的弱电解质:_______、_______和水。
二、弱电解质的电离平衡
1.电离平衡状态的含义
在一定条件(如温度、浓度一定)下,弱电解质在溶液中_______________的速率和__________________的速率______,电离过程就达到了平衡状态。
提醒:一定条件下,弱电解质达到电离平衡后,还会继续电离,只是电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等。
2.强、弱电解质电离方程式的书写规则
(1)强电解质完全电离,在写电离方程式时,用“”。
H2SO4:_______________________________________。
Ba(OH)2:_______________________________________。
NH4Cl:_______________________________________。
(2)弱电解质部分电离,在写电离方程式时,用“”。
①一元弱酸、弱碱一步电离。
CH3COOH:____________________。NH3·H2O:____________________。
②多元弱酸分步电离,必须分步写出,不可合并(其中以第一步电离为主)。
H2CO3:____________________(主),_______________________________(次)。
③多元弱碱分步电离(较复杂),在中学阶段要求一步写出。
Fe(OH)3:_______________________。Cu(OH)2:_______________________。
三、电离常数
1.表示方法
对于ABA++B−,K=____________________。
2.K的意义
表征了弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程度__________。多元弱酸只考虑__________。
3.影响因素
K只与电解质的性质和温度有关,对同一弱电解质,温度一定,电离常数一定。
【答案】一、1.(1)水溶液中或熔融状态下 (2)水溶液中和熔融状态下
2.(1)能够全部电离 硫酸 氢氧化钠 氯化钠(或其他合理答案)
(2)不能全部电离 醋酸 一水合氨(或其他合理答案)
二、1.电离成离子 离子结合成弱电解质分子 相等
2.(1)H2SO42H++ Ba(OH)2Ba2++2OH− NH4Cl+Cl−
(2)①CH3COOHCH3COO−+H+ NH3·H2O+OH−
②H2CO3H++ H++
③Fe(OH)3Fe3++3OH− Cu(OH)2Cu2++2OH−
三、1. 2.越大 第一步电离
一、强电解质和弱电解质的比较
1.电解质的电离程度是由物质内部结构决定的。强、弱电解质的主要区别是在水溶液中能否完全电离。
2.电解质的电离程度与溶液的导电能力没有必然联系。溶液的导电能力取决于溶液中自由移动的离子的浓度以及离子所带的电荷数。强电解质溶液中自由移动的离子浓度不一定大,弱电解质溶液中自由移动的离子浓度不一定小,故强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的强。
3.电解质的电离程度与化学键没有必然联系。一般强电解质含有离子键或强极性键,但含有强极性键的化合物不一定是强电解质,如HF是弱电解质。
4.电解质的电离程度与溶解度无关。某些难溶于水的盐,虽然溶解度很小,但溶于水的部分是完全电离的,它们仍属于强电解质。有少数盐尽管能溶于水,但只有部分电离,仍属于弱电解质。如醋酸铅。
下列物质的分类组合全部正确的是
编号
强电解质
弱电解质
非电解质
A
NaCl
HF
Cl2
B
NaHCO3
NH3 · H2O
CCl4
C
Ba(OH)2
HCl
Cu
D
AgCl
H2S
CH3COOH
【点拨】电解质和非电解质的范畴都是化合物,所以单质既不是电解质,也不是非电解质。划分电解质和非电解质的标准是在水溶液中或熔融状态下能否导电。划分强电解质和弱电解质的标准是看在水溶液里是否完全电离。
【解析】A、C选项中的Cl2、Cu是单质,既不是电解质,也不是非电解质;D选项中的CH3COOH是弱电解质;B中物质的分类是合理的;D选项中的AgCl虽然难溶于水,但溶于水的AgCl完全电离,故属于强电解质。
【答案】B
二、影响弱电解质电离平衡的因素
内因
弱电解质本身的性质,是决定因素
外因
温度
电离是吸热过程。温度升高,电离程度增大;反之,电离程度减小
浓度
增大弱电解质的浓度,电离平衡向电离方向移动
加水稀释,电离平衡向电离方向移动
同离子效应
在弱电解质溶液中加入与弱电解质电离出相同离子的强电解质,电离平衡向生成弱电解质分子
的方向移动
化学反应
若外加物质能与弱电解质电离出的离子发生反应,电离平衡向电离方向移动
1.电离平衡属于化学平衡,当外界条件改变时,弱电解质的电离平衡也会发生移动,平衡移动也遵循勒夏特列原理。加入参与平衡建立的某种微粒,其浓度一定增大;减少参与平衡建立的某种微粒,其浓度一定减小,即“加谁谁大”、“减谁谁小”。
2.由于弱电解质是部分电离的,故溶液中的离子浓度小于弱电解质分子的浓度。
3.相同条件下,温度越高,弱电解质的电离程度越大,电离产生的离子浓度越大。相同条件下,浓度越大,弱电解质的电离程度越小,但电离产生的离子浓度越大。
4.加水稀释或增大弱电解质的浓度,都使电离平衡向电离方向移动,但加水稀释时弱电解质的电离程度增大,而增大浓度时弱电解质的电离程度减小。
根据NH3·H2O+OH−的电离平衡,填写下表中各项的变化情况:
改变的条件
平衡移动方向
n(OH−)
c(OH−)
加NaOH固体
通入氨气
加水
加入盐酸
降低温度
加NH4Cl固体
加入浓度更小的氨水
【点拨】分析弱电解质电离平衡的移动方向,关键是明确电离的特点。弱电解质电离的规律:越稀越电离,越热越电离。
【解析】影响电离平衡的条件有温度和浓度。根据平衡移动原理,可以判断平衡移动的方向,n(OH−)的变化与平衡移动方向直接有关,c(OH−)还与溶液的体积有关。加水稀释,平衡向微粒数增多的方向移动,n(OH−)增多,但由于溶液体积增大的趋势比n(OH−)增加得更快,故c(OH−)是减小的。同理,加入更稀的氨水时,氨水的总浓度比原来小了,这还相当于稀释过程,尽管总的n(OH−)增多,但c(OH−)仍是减小。
【答案】
改变的条件
平衡移动方向
n(OH−)
c(OH−)
加NaOH固体
左
增大
增大
通入氨气
右
增大
增大
加水
右
增大
减小
加入盐酸
右
减小
减小
降低温度
左
减小
减小
加NH4Cl固体
左
减小
减小
加入浓度更小的氨水
右
增大
减小
三、电离常数的计算及应用
1.根据电离平衡常数判断弱酸或弱碱的相对强弱
在相同温度下,电离平衡常数越大,表明弱电解质越易电离,对应的酸性或碱性越强。对于多元弱酸,酸性的强弱主要取决于第一步电离,故应根据Ka1进行判断。
2.利用电离平衡常数计算某离子浓度
若已知c(HX)和电离平衡常数K,求c(X−)。
因弱酸电离程度很小,c(HX)−c(X−)≈c(HX)。则c(X−)=,代入数值求解即可。
(1)在运用电离平衡常数表达式进行计算时,浓度必须是平衡时的浓度。
(2)当涉及的浓度数值相差百倍以上时,可以忽略数值小的一方。但相差不大时,不能忽略数值小的一方。
已知在相同条件下电离常数有如下关系:Ka1(H2CO3)>Ka(HBrO)>Ka2(H2CO3)。下列离子方程式或化学方程式中不正确的是
A.向NaHCO3溶液中滴加少量溴水:+Br2HBrO+Br−+CO2↑
B.向Na2CO3溶液中滴加少量溴水:2+Br2+H2OBrO-+Br-+2
C.向NaBrO溶液中通入少量的CO2:CO2+NaBrO+H2ONaHCO3+HBrO
D.向NaBrO溶液中通入足量的CO2:CO2+2NaBrO+H2ONa2CO3+2HBrO
【解析】解答本题应明确以下几点:一是溴水中存在HBr与HBrO,其中HBr是强酸;二是题中信息可转化为离子反应H2CO3+BrO−HBrO+,但不能生成,即BrO−和不能发生反应;HBrO+
+BrO−,但不能生成CO2,即HBrO与不能发生反应。向NaHCO3溶液中滴加少量溴水,可分成两个部分,一个是HBr与NaHCO3反应有CO2气体生成,另一个是溶质HBrO与NaHCO3不反应,A正确。向Na2CO3溶液中滴加少量溴水,同样分成两个部分,一个是HBr与Na2CO3反应,由于Na2CO3足量,即H+少量,只能转化为,另一个是溶质HBrO与发生反应生成,因此整个反应过程中无CO2气体生成,B正确。对于选项C和D,不管通入的CO2气体是过量还是不足,产物中都不可能有生成,C正确,D错误。
【答案】D
1.能说明醋酸是弱电解质的事实是
A.醋酸溶液的导电性比盐酸弱
B.醋酸溶液与碳酸钙反应,缓慢放出二氧化碳
C.醋酸溶液用水稀释后,氢离子浓度下降
D.0.1 mol·L−1的CH3COOH溶液中,氢离子的浓度约为0.001 mol·L−1
2.将浓度为0.1 mol·L−1 HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是
A.c(H+) B.Ka(HF) C. D.
3.下列有关叙述中正确的是
A.难溶于水的电解质一定是弱电解质
B.强电解质水溶液的导电能力一定比弱电解质水溶液的导电能力强
C.易溶于水的电解质一定是强电解质
D.强电解质在水溶液中的电离过程是不可逆的
4.在醋酸溶液中,CH3COOH的电离达到平衡的标志是
A.溶液显电中性 B.溶液中无CH3COOH
C.氢离子浓度恒定不变 D.c(H+)=c(CH3COO−)
5.可判定某一元酸为强电解质的现象是
A.该酸加热至沸腾也不分解
B.该酸可溶解Cu(OH)2
C.该酸可跟石灰石反应放出CO2
D.0.1 mol · L−1该酸的c(H+)=0.1 mol · L−1
6.该物质的水溶液能导电,且该物质属于非电解质,溶于水时化学键被破坏的是
A.液溴 B.干冰 C.蔗糖 D.硫酸钡
7.从植物花中可提取一种简写为HIn的有机物,在水溶液中因存在以下电离平衡,故可用作酸碱指示剂。HIn(aq,红色)H++ In−(aq,黄色),在浓度为0.02 mol·L−1的下列各溶液:(1)HCl、(2)H2O2、(3)NaCl(aq)、(4)NaHSO4(aq)、(5)NaHCO3(aq)、(6)氨水中,加入该指示剂,其中能使指示剂显黄色的是
A.(1)(4)(5) B.(2)(6) C.(1)(3)(4) D.(5)(6)
8.要证明某酸是弱酸,下列方法正确的是
A.将串联一小灯泡的该酸溶液与串联一相同小灯泡的硫酸并联,接通电源后,若该溶液上的灯泡较暗,则说明该酸是弱酸
B.测定该酸的钠盐溶液常温下的pH,若pH>7,则说明该酸是弱酸
C.用该酸与金属锌反应,产生气泡较慢,则说明该酸是弱酸
D.中和等体积、等浓度的NaOH溶液消耗该酸的量大于硫酸,则说明该酸是弱酸
9.写出下列电离方程式:
(1)HCIO______________________________________________________________。
(2)H2CO3______________________________________________________________。
(3)NaHSO4溶液_________________________________________________________。
(4)NaHSO3溶液_________________________________________________________。
(5)熔融NaHSO4_________________________________________________________。
10.[2016上海]能证明乙酸是弱酸的实验事实是
A.CH3COOH溶液与Zn反应放出H2
B.0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH大于7
C.CH3COOH溶液与NaCO3反应生成CO2
D.0.1 mol/L CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红
11.[2016北京]在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如右图所示。下列分析不正确的是
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH–
C.c点,两溶液中含有相同量的OH–
D.a、d两点对应的溶液均显中性
1.D 【解析】弱酸不能完全电离,同浓度的强酸比弱酸导电能力强,与同浓度物质反应速率大。一元强酸溶液中H+的浓度与酸的浓度相同。
2.D 【解析】电离平衡常数只与温度有关,B不正确;HF属于弱电解质,加水促进HF的电离平衡向右移动,即电离程度增大,但同时溶液的体积也增大,所以溶液的酸性会降低,即c(H+)、c(F−)和c(HF) 的浓度均降低,溶液中水还会电离出氢离子,所以稀释到一定程度(即无限稀释时),c(H+)就不再发生变化,但c(F−)和c(HF)却一直会降低,所以选项D符合题意。
3.D 【解析】电解质的强弱和溶解度无关,如BaSO4是强电解质,CH3COOH是弱电解质,A、C两项错
误。电解质水溶液的导电能力和电解质强弱无关,和离子浓度、离子所带电荷数有关,B项错误。强电解质完全电离,不可逆,D项正确。
4.C 【解析】溶液呈电中性,即阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数相等,与是否达到电离平衡无关;CH3COOH是弱电解质,溶液中一定存在CH3COOH;依据电离方程式:CH3COOHCH3COO−
+H+,不管是否达到平衡,都有c(H+)=c(CH3COO−)。
5.D 【解析】酸的强弱决定于其电离能力的大小。A只是说明该酸较稳定;B、C只说明该酸具有酸性,不能说明完全电离;D中c(H+)=0.1 mol·L−1,等于酸的浓度,说明该一元酸完全电离。
6.B 【解析】CO2溶于水时化学键被破坏发生反应:CO2+H2OH2CO3,H2CO3发生电离使溶液具有导电性,所以干冰符合题意。
7.D 【解析】平衡右移才能使指示剂显黄色,即应加入碱性物质,但H2O2 有强氧化性,使有机色素褪色。
8.B 【解析】A项中的现象只能说明此实验条件下该酸的导电能力弱于硫酸,但由于两酸的浓度未知,故不能比较两酸的电离情况,A错误;如果该酸对应的钠盐溶液常温下的pH>7,说明其离子发生了水解,即该酸属于弱酸,B正确;C项中的现象说明此条件下的该酸中较小,这可能与酸的浓度太低有关,C错误;D中的现象说明等体积等浓度下该酸提供的n(H+)小于硫酸的提供量,这也可能是由于该酸是一元酸造成的,D错误。
9.(1)HClOH+ + CIO− (2)H2CO3H++ (3)NaHSO4Na++H++
(4)NaHSO3Na+ + (5)NaHSO4Na++
10.B 【解析】A.只能证明乙酸具有酸性,不能证明其酸性强弱,错误;B.该盐水溶液显碱性,由于NaOH是强碱,故可以证明乙酸是弱酸,正确;C.可以证明乙酸的酸性比碳酸强,但是不能证明其是弱酸,错误;D.可以证明乙酸具有酸性,但是不能证明其酸性强弱,错误。
11.C 【解析】两个反应的方程式分别为:①Ba(OH)2+H2SO4BaSO4+2H2O,②Ba(OH)2+NaHSO4NaOH+BaSO4 +H2O、NaOH+NaHSO4Na2SO4+H2O。A、根据反应的化学方程式可知,当氢氧化钡恰好和硫酸完全反应时,溶液的导电能力最小,故①代表滴加硫酸时的变化曲线,A正确;B、b点是加入硫酸氢钠进行反应②,溶液中含有氢氧化钠,B正确;C、c点①曲线为硫酸,②曲线为氢氧化钠和硫酸钠,因为硫酸根离子浓度相同,②中的钠离子浓度大于①中氢离子浓度,所以溶液中的氢氧根离子浓度不相同,C错误;D、a点为钡离子和硫酸根离子完全沉淀,d为硫酸钠溶液,溶液都显中性,D正确。答案选C。
一、水的电离
1.水的微弱电离
(1)水是一种极弱的电解质。
(2)水的电离方程式为__________________________,简写为_________________。
(3)水的电离平衡常数为K电离=___________________。
2.水的离子积常数
(1)表达式:Kw =__________。
(2)影响因素:水的离子积KW只受温度的影响,温度升高,Kw ___________。在室温(25℃)时,KW =________。
(3)适用范围:Kw不仅适用于________,也适用于_______________________。
提醒:Kw只受温度的影响,不受溶液酸、碱性的影响,温度不变,Kw不变。
二、溶液的酸碱性与pH
1.判断溶液酸碱性的依据
_________和_________的相对大小。
2.溶液的酸碱性与pH的关系
pH=________,pH越小,溶液的酸性越________,碱性越________,pH的适用范围是________。
3.溶液pH的测定方法
溶液pH的测定方法有________法、________法、pH计法。
一、1.(2)H2O+H2OH3O++OH− H2OH++OH− (3)
2.(1)c(H+)·c(OH−) (2)增大 1.0×10−14 (3)纯水 稀的电解质水溶液
二、1.c(H+) c(OH−)
2.(1)–lgc(H+) 强 弱 c(H+)和c(OH−)都比较小的稀溶液(<1 mol/L)
3.广泛pH试纸 精密pH试纸
一、水电离平衡的影响因素
影响因素
浓度变化
平衡移动方向与结果
c(H+)
c(OH−)
升温
增大
增大
右移,电离程度增大
加H+或某些酸性氧化物
(SO2、CO2)
增大
减小
左移,电离程度减小
加OH−或某些碱性氧化物
(Na2O)
减小
增大
左移,电离程度减小
加活泼金属
(Na)
减小
增大
右移,电离程度增大
在100℃,100 mL蒸馏水中c(OH−)=1×10−6mol/L,当改变下列条件之一时,c(OH−)仍然等于
1×10−6 mol/L的是
①温度降低到25℃ ②保持100℃,加入10−6 mol NaOH固体
③保持100℃,加入10−6 mol NaCl固体
④保持100℃,蒸发掉50 mL水
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【解析】25℃时,c(OH−)=1×10−7 mol/L;保持100℃,向100 mL蒸馏水中加入10−6 mol NaOH,c(OH−)=
10−5 mol/L;保持100℃,加入NaCl,c(OH−)=1×10−6 mol/L;保持100℃,蒸发掉50 mL水,c(OH−)·c(H+)不变,c(OH−)= 1×10−6 mol/L。
【答案】B
二、溶液的酸碱性
1.溶液的酸碱性
2.溶液酸碱性与pH的关系
(1)定义:pH=−lgc(H+)。
(2)pH与溶液中c(H+)的关系
①25 ℃,纯水的pH=7,溶液呈中性;pH<7的溶液呈酸性;pH>7的溶液呈碱性。
②pH表示溶液的酸碱性及其强弱:25 ℃时,pH(<7)越小,溶液的酸性越强;pH(>7)越大,溶液的碱性越强。
(3)pH的适用范围
常温下,当溶液的酸碱性用pH表示时,一般情况下,1×10−14 mol·L−1<c(H+)<1 mol·L−1,即14>pH>0。pH=0的溶液中并非无H+,而是c(H+)=1 mol·L−1;pH=14的溶液中并非无OH−,而是c(OH−)=
1 mol·L−1。当c(H+)>1 mol·L−1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,用c(H+)或c(OH−)直接表示溶液的酸碱性更方便。
3.溶液稀释时酸碱性变化规律
(1)对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数,强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大。这是因为强酸(或强碱)已完全电离,随着加水稀释,溶液中的H+(或OH-)的数目(水电离出的除外)不会增多,而弱酸(或弱碱)随着加水稀释,电离平衡向右移动,溶液中H+(或OH-)的数目还会增多。将pH相同的强酸和弱酸稀释后pH仍相同,则弱酸中所加的水比强酸中的多。
(2)对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱),稀释相同的倍数,pH的变化幅度不同,强酸(或强碱)稀释后pH的变化幅度大。
[双选]对于常温下pH为2的盐酸,叙述正确的是
A.c(H+)=c(Cl−)+c(OH−)
B.与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液显酸性
C.由H2O电离出的c(H+)=1.0×10−12 mol·L−1
D.与等体积0.01 mol·L−1乙酸钠溶液混合后所得溶液中:c(Cl−)=c(CH3COO−)
【解析】盐酸中离子只有H+、Cl−、OH−,根据电荷守恒,A正确。pH=12的氨水的物质的量浓度远大于pH=2的盐酸,两者等体积混合后氨水过量,溶液呈碱性,B项错误。由于盐酸电离产生的c(H+)=1.0×10−2 mol·L−1,则c(OH−)=1.0×10−12 mol·L−1,即水电离产生的氢离子的浓度为1.0×10−12 mol·L−1,C正确。CH3COONa与盐酸浓度相等,等体积混合后H+与CH3COO−结合生成CH3COOH,CH3COOH发生微弱电离,故c(Cl−)>c(CH3COO−),D错误。
【答案】AC
1.下列关于溶液酸碱性的说法中正确的是
A.pH=7的溶液显中性
B.中性溶液中,c(H+)一定是1.0×10−7mol· L−1
C.c(H+)= c(OH−)的溶液显中性
D.在100°C时,纯水的pH<7,因此显酸性
2.下列说法中正确的是
A.HCl溶液中无OH−
B.NaOH溶液中无H+
C.KCl溶液中既无H+也无OH−
D.常温下,任何物质的水溶液中都有H+和OH−,且Kw=1×10−14
3.下列叙述中正确的是
A.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温时,其c(H+)·c(OH−)=1×10−14
B.c(H+)=1.0×10−7 mol/L的溶液一定是中性溶液
C.相同温度下,0.2 mol/L CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍
D.醋酸溶液稀释时,所有离子的浓度均减小
4.在纯水中加入少量NaHSO4,设温度不变,则溶液
A.OH−浓度变小 B.酸性减弱 C.pH升高 D.c(H+)·c(OH−)变大
5.下列说法正确的是
A.强碱的水溶液中不存在H+
B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液
C.在温度不变时,水溶液中c(H+)和c(OH−)不能同时增大
D.某温度下,纯水中c(H+)= 2×10−7 mol · L−1,其呈酸性
6.某温度下,0.02 mol·L−1的盐酸跟0.01 mol·L−1的氢氧化钡溶液等体积混合后,得到的溶液中下列式子一定正确的是
A.pH=7 B.KW=10−14
C.c(H+)=c(OH−) D.c(H+)>10−7mol·L−1
7.与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:2NH3+,据此判断以下叙述中错误的是
A.液氨中含有NH3、、等微粒
B.一定温度下液氨中c()·c()是个常数
C.液氨的电离达到平衡时:c(NH3)=c()=c()
D.只要不加入其他物质,液氨中c()=c()
8.已知人体体液中存在如下平衡:H++h2co3CO2+H2O,以维持体液的pH的相对稳定。下列说法中不合理的是
A.当强酸性物质进入体液后,上述平衡向右移动,以维持体液的pH的相对稳定
B.当强碱性物质进入体液后,上述平衡向左移动,以维持体液的pH的相对稳定
C.若静脉滴注大量生理盐水,则体液的pH减小
D.进行呼吸活动时,如CO2进入血液,会使体液的pH减小
9.现有常温下的六份溶液:
①0.01mol·L−1 CH3COOH溶液;
②0.01mol · L−1 HCl溶液;
③pH=12的氨水;
④pH=12的NaOH溶液;
⑤0.01mol·L−1 HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液。
(1)其中水的电离程度最大的是________(填序号,下同),水的电离程度相同的是________。
(2)若将②③混合后所得溶液的pH=7,则消耗溶液的体积:②________③(填”>”“<”或”=“)。
(3)将六份溶液同等稀释10倍后,溶液的pH:①________②,③________④(填“>”“<”或“=”)。
(4)将①④混合,若有c(CH3COO−)>c(H+),则混合溶液可能呈________(填序号)。
A.酸性 B.碱性 C.中性
1.C 【解析】常温下pH=7的溶液呈中性,A项错误;在中性溶液中c(H+)和c(OH−)一定相等,但并不一定是1.0×10−7 mol· L −1,所以B项错误,C项正确;100° C的纯水中,虽然pH<7,但c(H+)=c(OH−),仍呈中性,所以D项错误。
2.D 【解析】无论是酸、碱还是盐类,无论是强电解质还是弱电解质,只要在水溶液中,都存在平衡:H2OH++OH−。25° C时,在任何物质的水溶液中都有:Kw =c(H+)· c(OH−)=1×10−14。
3.A 【解析】B项错误,c(H+) = 1.0 ×10−7 mol/L的溶液不一定是中性溶液;C项错误,浓度大,电离程度小,0.2 mol/L CH3COOH溶液中的c(H+)小于0.1 mol/L CH3COOH溶液中c(H+)的2倍;D项错误,醋酸溶液稀释时,OH−的浓度增大。
4.A 【解析】NaHSO4Na++H++(在水中),故溶液酸性增强,pH降低,B、C项错误;Kw=c(H+) · c(OH−),由于温度不变,故Kw不变,由于c(H+)增大,故c(OH−)减小,所以A项正确,D项错误。
5.C 【解析】在酸性或碱性水溶液中均存在H+和OH−,所以A错;pH= 0的溶液中c(H+)=l.0 mol · L−1,并不是酸性最强的溶液,只是c(H+)>1.0 mmol·L−1的溶液用pH表示酸性强弱不再方便, 故B错;温度一定时,KW=c(H+)·c(H−)是一个定值,故二者不能同时增大,故C对;纯水中,c(H+)=c(H−),呈中性,所以D错误。
6.C 【解析】盐酸与氢氧化钡恰好完全反应,所得溶液为中性,即溶液中c(H+)= c(OH−);因为不一定是常温条件,故A、B、D不一定正确。
7.C 【解析】此题要求将水的电离迁移应用于NH3。NH3分子电离产生H+和,H+与NH3结合生成,液氨电离产生等量的与,一定温度下离子浓度乘积为一常数;类似于H+,类似于OH−。
8.C 【解析】若静脉滴注大量生理盐水,则血液被稀释,平衡虽然逆向移动,但根据勒夏特列原理,氢离子浓度减小,体液的pH增大。
9.(1)⑤ ②③④ (2)> (3)> > (4)ABC
【解析】(1)酸和碱都会抑制水的电离,故只有⑤(NaCl溶液)对H2O的电离无抑制作用。②③④对水的电离抑制程度相同。
(2)因pH=12的氨水中 c(NH3·H2O)>0.01 mol·L−1,故②③混合,欲使pH=7,则需体积②>③。
(3)稀释同样的倍数后,溶液的pH:①>②;③>④;⑤>⑥。
(4)由电荷守恒知:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH−),仅知道c(CH3COO−)>c(H+),无法比较c(H+)与c(OH−)的相对大小,也就无法判断混合液的酸碱性,故选ABC。
石蕊指示剂
17世纪的一个夏天,英国化学家波义耳在去实验室的路上闻到阵阵玫瑰花醉人的香味,于是他就摘下了几朵玫瑰花,到实验室时,插入了一个盛水的烧瓶中。但是,其助手在做实验的过程中不慎把盐酸溅到了玫瑰花上,美丽的花瓣丢了可惜,于是波义耳就决定用水为花冲洗。在冲洗玫瑰花瓣的过程中,波义耳发现花瓣溅上盐酸的部分遇水会奇迹般地变红,他立即意识到玫瑰花中有一种成分遇盐酸会变红。后来经过反复试验,石蕊指示剂就诞生了。
废物取金
胡佛是美国第三十一届总统。他年轻时发迹于黄金。当时,开采金矿的水平低,滤过矿金的矿砂就直接丢弃了。胡佛凭借他掌握的化学知识,断定这些“废物”中仍有尚多的黄金,于是便搞起他的“废物利用”来了。他雇人用氰化钠的稀溶液处理矿砂,于是氰化钠与其中的Au发生化学反应,使Au生成络合物而溶解,接着,他又让人用锌粒与滤液作用,将纯净的Au置换出来。
一、单一溶液pH的计算
1.计算方法
根据pH=_________计算。求pH的关键是求溶液中的_________。酸性溶液:先求_________ ,再求pH;碱性溶液:先求_________,再利用Kw= c(H+)· c(OH−)计算出_______,再求pH。
2.强酸和强碱溶液pH的计算(25°C)
(1)强酸溶液(以c mol/L的HmA溶液为例)。
c(H+)=_________mol/L,pH=−lgc(H+)=_________。
(2)强碱溶液[以c mol/L的B(OH)n溶液为例]。
c(OH−)=_________mol/L,c(H+)=_________mol/L,pH=−lgc(H+)=_________。
3.弱酸或弱碱溶液pH的计算(25 °C)
(1)弱酸:如一元弱酸HA,设浓度为c mol·L−1则c(H+)< c mol·L−1,pH>−lgc
(2)弱碱:如一元弱碱BOH,设浓度为c mol·L−1,则c(OH−)< c mol· L−1,c(H+)> mol·L−1,pH<14+lgc。
二、混合溶液pH的计算
1.两强酸溶液混合
先计算c(H+)混=______________再求pH。
2.强碱与强碱混合
先计算c(OH+)混=________________,再求c(H+)混=,最后求pH。
3.强酸与强碱混合
(1)若室温下强酸、强碱混合恰好完全反应,则混合后溶液的pH=_____。
(2)若酸过量,直接求反应后溶液中的c(H+)混,c(H+)混=___________________,再求pH。
(3)若碱过量,应先求反应后溶液中的c(OH−)混,再求c(H+)混,最后求pH。
三、酸、碱溶液稀释时pH的变化规律
酸碱溶液无限稀释,pH都不可能大于7或小于7,只能________。
四、酸碱中和滴定
1.概念
利用__________,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。
2.原理
利用酸和碱反应时,c(H+)·V酸=c(OH−)V碱
即c(H+)=__________________,或c(OH−)=__________________。
3.滴定过程中的pH变化及终点判断
酸碱滴定过程中,溶液的pH发生了很大的变化。若用标准的强酸溶液滴定未知浓度的强碱溶液,则反应开始时溶液的pH很_________(填“大”或“小”),随着强酸的滴入,溶液的pH逐渐_________;当二者恰好中和时,溶液的pH_________7;当酸过量一滴时,溶液立即变为 性。若用强碱滴定强酸则恰恰相反。
根据滴定过程中的pH变化及酸碱指示剂在酸性或碱性溶液中的颜色变化,只要选择合适的指示剂(滴定终点尽可能与变色范围一致),即可准确判断中和反应是否恰好进行。在实验室里选用的指示剂一般为_________。
4.中和滴定的操作过程
(1)准备过程:滴定管:_________→水洗→_________→注液→_________→调液面→_________。
锥形瓶:_________→装液→_________。
(2)滴定操作:移取待测溶液,加指示剂2〜3滴,滴定,判断终点,读数,重复实验,计算。
说明:操作时左手_________,右手__________,眼睛__________________。滴速:先_____后_____(填“快”或“慢”),当接近终点时,应一滴一摇。
【答案】一、1.−lgc(H+) c(H+) c(H+) c(OH−) c(H+)
2.(1)mc −lgmc (2)nc 14+lgnc
二、1. 2. 3.(1)7 (2)
三、接近7
四、1.中和反应 2.
3.大 减小 = 酸 甲基橙或酚酞
4.(1)检漏 润洗 赶气泡 初始读数 水洗 滴指示剂
(2)握住活塞 摇动锥形瓶 注视锥形瓶中溶液颜色的变化 快 慢
一、溶液pH计算
1.溶液pH计算基本思路
2.酸碱混合有关规律
(1)一般情况下,若ΔpH(pH的差值)≥2的两种强酸溶液等体积混合,pH=pH小+0.3;若ΔpH≥2的两种强碱溶液等体积混合,pH=pH大−0.3(相当于把pH小的酸溶液或pH大的碱溶液稀释到了原来的2倍)。
(2)酸按酸,碱按碱,同强混合在之间;异强混合看过量。若是碱碱混合或者酸碱混合且碱过量,一定要先算c(OH−),再算c(H+)及pH,或先算c(OH−),再算pOH、pH。
下列说法中不正确的是
A.25℃时,等体积的0.2 mol·L−1 HNO3和0.2 mol·L−1 CH3COOH的混合溶液的pH约为1
B.25℃时,Mg(OH)2悬浊液中由Mg(OH)2电离出的c(OH−)≈10−4 mol·L−1,则Mg(OH)2悬浊液的pH约为10
C.25℃时,Fe(OH)3悬浊液中由Fe(OH)3电离出的c(OH−)≈10−10 mol·L−1,则Fe(OH)3悬浊液的pH约为4
D.25℃ 时,1体积pH=2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应,则该碱溶液的pH应为10.5
【解析】HNO3是强酸,在水中完全电离,CH3COOH是弱酸,在水中不能完全电离,且HNO3的存在抑制CH3COOH的电离,因此CH3COOH的电离可忽略,混合溶液中c(H+)≈0.1 mol/L,pH约为1,A正确;由于Mg(OH)2电离出的c(OH−)≈10−4 mol/L,远远大于水电离出的氢氧根离子的浓度,水的电离可以忽略,因此溶液的pH约为10,B正确;由于Fe(OH)3电离出的c(OH−)≈10−10 mol/L,远远小于水电离出的氢氧根离子的浓度,水的电离不能忽略,所以Fe(OH)3悬浊液的pH约为7,C错误。通过计算即可得出D项正确。
【答案】C
二、酸碱中和滴定
1.常见滴定类型中指示剂的选择
滴定种类
选用的指示剂
达滴定终点时颜色变化
指示剂用量
强酸滴定强碱
甲基橙
黄色→橙色
2~3滴
强碱滴定强酸
酚酞
无色→浅红色
强酸滴定弱碱
甲基橙
黄色→橙色
强碱滴定弱酸
酚酞
无色→浅红色
注意:石蕊不能用作中和滴定的指示剂。
2.指示剂的选择要考虑以下因素:
(1)变色范围与终点pH吻合或接近;
(2)指示剂变色范围越窄越好;
(3)指示剂在滴定终点时颜色变化明显,容易观察(一般来说指示剂颜色由浅变深较由深变浅易于观察)判断;
(4)一般来讲,产物有KMnO4的反应通常不用其他指示剂,有碘单质参加或生成的反应,可用淀粉作指示剂。
3.实验操作
(1)滴定前的准备
①滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。
②锥形瓶:洗涤→装液→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断
当滴入最后一滴标准液,溶液变色,且半分钟内不恢复为原来的颜色,视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。
注意:①最后一滴:必须说明是滴入“最后一滴”溶液。
②颜色变化:必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液“颜色的变化”。
③半分钟:必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不恢复原来的颜色”。
④读数时,要平视滴定管中凹液面的最低点读取溶液的体积。
(4)数据处理
按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值及待测碱液体积的平均值,根据c(NaOH)=计算。
对量器读数的巧记
(1)量筒 量筒的小刻度在下面,因此仰视时读数偏低,俯视时读数偏高,如图甲所示。
(2)滴定管 滴定管的“0”刻度在上面,因此仰视读数,视线将液面“下压”,读数偏高;俯视读数,视线将液面“上提”,读数偏低,如图乙所示。
(3)容量瓶 容量瓶定容时,视线应与容量瓶上的刻度线相平。若仰视定容,则结果偏低;若俯视定容,则结果偏高,如图丙所示。
1.某酸溶液的pH=1,此酸溶液中H+的物质的量浓度
A.为0.1 mol/L
B.一定大于0.1 mol/L
C.若为强酸一定等于0.1 mol/L,若为弱酸一定大于0.1 mol/L
D.若为强酸一定小于或等于0.1 mol/L,若为弱酸一定大于0.1 mol/L
2.将10 mL pH=1的CH3COOH溶液加水稀释至100 mL后,溶液的pH为
A.2 B.2< pH < 7 C.1< pH < 2 D.无法判断
3.把80 mL盐酸加入120 mL NaOH溶液中,所得溶液的pH为12,如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相同,它们的浓度是
A.0.05 mol/L B.0.1 mol/L C.0.5 mol/L D.1 mol/L
4.实验室现有3种酸碱指示剂,其pH变色范围如下:甲基橙:3.1〜4.4,石蕊:5.0〜8.0,酚酞:8.2〜10.0。
用0.100 0 mol·L−1NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时溶液呈碱性,下列叙述中正确的是
A.可选用甲基橙或酚酞作指示剂 B.只能选用石蕊作指示剂
C.可选用石蕊或酚酞作指示剂 D.只能选用酚酞作指示剂
5.已知常温常压下,CO2饱和溶液的pH为3.9,试推测用已知浓度的标准盐酸滴定NaHCO3饱和溶液时,适宜使用的指示剂及滴定至终点时溶液颜色的变化情况
A.石蕊,由蓝色变成红色 B.甲基橙,由黄色变成橙色
C.酚酞,由红色变成无色 D.甲基橙,由橙色变成黄色
6.将体积均为10 mL、pH均为3的盐酸和醋酸,分别加水稀释至m mL和n mL,测得稀释后溶液的pH均为5,则稀释后溶液的体积
A.m=n=100 mL B.m=n=l 000 mL C.m<n D.m>n
7.常温下,某强酸溶液的pH=a,强碱溶液的pH=b,已知a+b=12,酸碱溶液混合后pH=7。则酸溶液的体积V(酸)和碱溶液的体积V(碱)的正确关系为
A.V(酸)=102V (碱) B.V(酸)=2V(碱) C.V(碱)=102V(酸) D.V(碱)=2V(酸)
8.在T℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10−a mol·L−1,c(OH−)=10−b mol·L−1,已知a+b=12。向该溶液中逐滴加入pH=c的盐酸(T℃),测得混合溶液的部分pH如下表所示:
序号
NaOH溶液的体积/mL
盐酸的体积/mL
溶液的pH
①
20.00
0.00
8
②
20.00
20.00
6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则c为
A.3 B.4 C.5 D.6
9.一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是中学化学中两个典型的定量实验。某研究性学习小组在实验室中配制1 mol·L−1的稀硫酸标准溶液,然后用其滴定某未知浓度的NaOH溶液。下列有关说法中正确的是__________。
A.实验中所用到的滴定管、容量瓶,在使用前均需要检漏
B.如果实验中需用60 mL的稀硫酸标准溶液,配制时应选用100 mL容量瓶
C.容量瓶中含有少量蒸馏水,会导致所配标准溶液的浓度偏小
D.酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,即装入标准浓度的稀硫酸,则测得的NaOH溶液的浓度将偏大
E.配制溶液时,定容时俯视读数,则导致测得的NaOH溶液浓度偏大
F.中和滴定时,若在最后一次读数时俯视读数,则导致实验结果偏大
1.A 【解析】根据pH =−lgc(H+)得c(H+)=10−pH mol/L,又pH =1,则c(H+)=0.1 mol/L,与酸的强弱无关。
2.C 【解析】因为CH3COOH为弱酸,存在着电离平衡,当溶液稀释10倍时,假如电离平衡不移动,则pH=2,但加水稀释时,醋酸又电离出H+,故1<pH<2。
3.A 【解析】设NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度为x mol/L,由题意知,两溶液混合后溶液呈碱性,说明NaOH过量,由NaOH+HClNaCl+H2O得剩余OH−的浓度为:c(OH−)= mol/L=
0.2x mol/L,又知pH=12得c(OH−)=0.01 mol/L,故0.2x=0.01,x=0.05。
4.D 【解析】反应恰好完全时,溶液显碱性,故选择酚酞作指示剂误差最小。若选用甲基橙,在甲基橙的变色范围内,NaOH的量不足,导致测定出的CH3COOH浓度偏小。石蕊变色范围太宽,误差大,且颜色变化不明显,不能作中和反应的指示剂。因此,应选用酚酞作指示剂。
5.B 【解析】盐酸滴定NaHCO3饱和溶液时,发生反应:NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O,因为NaHCO3饱和溶液呈碱性,滴加盐酸最后生成的CO2的饱和溶液呈酸性,则应选择在酸性范围内变色的甲基橙作指示剂。甲基橙在NaHCO3饱和溶液中呈黄色,生成的CO2的饱和溶液的pH=3.9,处于3.1〜4.4范围内,到达滴定终点时溶液应呈橙色。
6.C 【解析】盐酸是强酸而醋酸是弱酸,如果稀释相同的倍数,由于醋酸存在电离平衡,则由于平衡正向移动,醋酸的pH变化小。欲使pH相等,则需在醋酸中加入较多的水,即m<n。
7.C 【解析】可以用计算的方法求得答案,即:10−a mol·L−1·V(酸)=10b−14 mol·L−1·V(碱),a+b=12。也可以用推理的方法得出答案:a+b=12,意味着酸溶液中c(H+)比碱溶液中c(OH−)大,且c(H+)=102c(OH−),要达到完全中和,碱溶液的体积应为酸溶液体积的102倍。
8.B 【解析】据题意可知在该温度下水的离子积常数是1×10−12,而不是1×10−14 ,通过①可知,此NaOH溶液中c(OH−)=1×10−4 mol·L−1。由②可知,加入20.00 mL盐酸后溶液的pH=6,此时恰好完全中和,则 c(H+)= 0.020 0 L×1×10−4 mol·L−1÷0.020 0 L=1×10−4 mol·L−1,则c=4。
9.ABD 【解析】滴定管、容量瓶都为带塞仪器,使用前需检漏,A 正确;实验室无60 mL容量瓶,故需选择容积比60 mL大而与之接近的容量瓶配制,B正确;容量瓶内有少量蒸馏水对所配标准溶液的浓度无影响,C错误;酸式滴定管不润洗会使所测得的NaOH浓度偏大,D正确;配制溶液时,定容时俯视,所配溶液浓度偏高,导致实验结果偏小,E错误;F项,中和滴定时,若在最后一次读数时俯视读数,读数偏小,体积差偏小,导致实验结果偏小。
金刚石
金属性越强,越易失电子变成阳离子达到稳定结构,非金属性越强,越易得电子变成阴离子达到稳定结构,然而,就物质来说,最坚硬的却是既不容易得电子又不容易失电子的碳原子构成的金刚石,因为在这里,所有的原子以共用电子对的方式相互牵连。这个社会之所以稳固,是因为万事万物的普遍联系和相互支撑,所以,千万不要因为所谓的能力问题看不起任何一个人、一个小动物,甚至一棵树、一株花、一叶草,是因为所有的这一切,才有了美丽世界。
1.盐溶液酸碱性的理论分析(常温下)
(1)强碱弱酸盐水解,溶液呈_______性,pH_______7。原因:_______离子和水电离出来的_______结合生成_______,从而使溶液中c(H+)降低,水的电离平衡右移,c(OH−)增大,结果c(OH−)_______c(H+)。
(2)强酸弱碱盐水解,溶液呈_______性,pH_______7。原因:阳离子与水电离出来的________结合生成_______,使溶液中c(OH−)降低,水的电离平衡右移,c(H+)_______,结果c(H+)_______c(OH−)。
(3)强酸强碱盐(如NaCl)_______水解,c(H+)_______c(OH−),溶液呈______________。
2.盐类水解的定义和实质
(1)盐类水解的定义
在溶液中盐电离出来的离子与__________所电离出来的__________或__________结合生成__________的反应,叫作盐类的水解。
(2)盐类水解的实质
盐类的水解是盐与水之间的化学反应,水解(反应)的实质是,生成____________________,使__________被破坏而建立起新的平衡。
3.盐类水解反应离子方程式的书写
盐类水解一般程度很小,水解产物也很少,通常不生成沉淀或气体,书写水解方程式时,一般__________“↑”或“↓”。盐类水解是_________
反应,除发生强烈相互促进水解反应的盐外,一般离子方程式中不写“_________”号,而写“_________”号。
【答案】1.(1)碱 > 弱酸根 H+ 弱酸 >
(2)酸 < OH− 弱碱 增大 > (3)不 = 中性
2.(1)水 H+ OH− 弱电解质 (2)弱酸或弱碱 水的电离平衡
3.不写 可逆
盐类水解方程式的书写
盐类水解的通式为“盐中能水解的离子+水弱酸(或弱碱)+OH−(或H+)”。在写盐类水解方程式时应注意:
(1)水为弱电解质,应写成分子式,不能拆成离子。
(2)通常,水解反应是可逆反应,要用“”,而不能用“”。
(3)水解程度通常很小,产物的量也很少,因此水解方程式中不标“↑”和“↓”符号,也不把易分解的生成物写成其分解产物的形式。
下列水解离子方程式正确的是___________(填序号)。
A.Na2CO3:+2H2OH2CO3+2OH−
B.NH4Cl:+H2ONH3 · H2O+OH−
C.NaF:F−+ H2OHF+OH−
D.CuSO4:Cu2− + 2H2OCu(OH)2+2H+
E.NaHCO3:+ H2OH3O+ +
F.Na2SO3:+H2O+OH−
【解析】遵循水解离子方程式的规则判断。A项,水解应分两步。B项,水解是结合水电离出的OH−而生成NH3·H2O和H+。C项,用了等号,应用“”。E是的电离方程式。
【答案】DF
1.下列关于盐溶液呈酸碱性的说法错误的是
A.盐溶液呈酸碱性的原因是破坏了水的电离平衡
B.NH4Cl溶液呈酸性是由于溶液中c(H+)>c(OH−)
C.在CH3COONa溶液中,由水电离的c(OH−)≠c(H+)
D.水电离出的H+或OH−与盐中弱酸(碱)根离子结合,造成盐溶液呈酸碱性
2.下列离子方程式中,属于水解反应的是
A.HCOOH+H2OHCOO−+H3O+ B.CO2+H2O+ H+
C.+H2O+OH− D.HS−+H2OS2−+H3O−
3.物质的量浓度相同的下列溶液,pH由大到小排列正确的是
A.Ba(OH)2、Na2SO3、FeCl3、KCl
B.Na2SiO3、Na2CO3、KNO3、NH4Cl
C.NH3·H2O、H3PO4、Na2SO4、H2SO4
D.NaHCO3、C6H5COOH、C2H5OH、HCl
4.在盐类发生水解的过程中,下列说法中正确的是
A.盐的水解不属于离子反应 B.溶液的pH一定发生改变
C.水的电离程度增大 D.没有中和反应发生
5.下列水解反应的离子方程式书写正确的是
A.Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+ B.Cl−+H2OHCl+OH−
C.+2H2OH2CO3+2OH− D.+2H2ONH3·H2O+H3O+
6.由一价离子组成的四种盐:AC、BD、AD、BC的1 mol·L−1的溶液,在室温下前两种溶液的pH=7,第三种溶液pH>7,最后一种溶液的pH<7,则
A
B
C
D
碱性
AOH>BOH
AOH<BOH
AOH>BOH
AOH<BOH
酸性
HC>HD
HC>HD
HC<HD
HC<HD
7.下列各组溶液混合后,溶液显碱性的是
A.10 mL 0.1 mol·L−1 NH3·H2O与10 mL0.1 mol·L−1 HCl
B.0.1 mol·L−1 K2S 10 mL与0.1mol·L−1 K2SO4 10 mL
C.0.1 mol·L−1 KOH 10 mL与0.1mol·L−1 KHCO3 10 mL,再加入0.1 mol·L−1 BaCl210 mL
D.0.1 mol·L−1 NaOH 10 mL与0.1mol·L−1 H2SO4 5 mL
8.请你设计实验探究促进或抑制FeCl3水解的条件,了解影响盐类水解程度的因素。
仅限选择的仪器、用品和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、量筒、酒精灯、pH计、pH试纸;1 mol·L−1盐酸、氯化氢气体、1 mol·L−1氢氧化钠溶液、1 mol·L−1氯化铁溶液、蒸馏水。完成下列探究过程:
(1)写出FeCl3水解的离子方程式:________________________。
(2)针对FeCl3水解的影响因素提出假设:
假设1:溶液的酸碱性;
假设2:__________________________________;
假设3:__________________________________。
(3)基于以上3个假设,设计出实验方案,将实验操作、预期的实验现象和结论填在下表中。
步骤编号
实验操作
预期现象和结论
①
②
③
……
……
……
1.C 【解析】盐溶液呈酸碱性的原因,就是破坏了水的电离平衡,使溶液中c(H+)≠c(OH−),故A对;溶液显酸性则一定有c(H+)> c(OH−),故B对;根据水的电离方程式:H2OH++OH−,水在任何溶液中电离出的c(OH−)=c(H+),但在CH3COONa溶液,由于生成了弱电解质CH3COOH,使得c(OH−)>c(H+),故显碱性,所以C项说法错误;水电离出的H+和OH−与盐中弱酸阴离子或弱碱阳离子结合生成弱电解质,正是造成盐溶液呈酸碱性的原因,所以D对。
2.C 【解析】选项A、B、D表示的都是电离。
3.B 【解析】KCl、KNO3、Na2SO4均为强酸强碱盐,不水解,溶液显中性,而A中Na2SO3、FeCl3分别水解而使溶液分别显碱性和酸性;B中,由于酸性H2SiO3 < H2CO3,根据越弱越水解可判断溶液碱性为Na2SiO3>Na2CO3,NH4Cl水解显酸性,C中,pH:NH3·H2O> Na2SO4 > H3PO4> H2SO4;D中,水解大于电离而显碱性,C2H5OH对水的电离平衡无影响,pH=7。故只有B项是pH由大到小排列的。
4.C 【解析】盐类的水解是弱酸根离子或弱碱阳离子与水的反应,也属于离子反应,A项错误;像CH3COONH4这样的弱酸弱碱盐,CH3COO−和的水解程度一样大,水解后溶液仍然呈中性,水解后pH不发生改变,B项错误;盐类水解促进水的电离,水的电离程度增大,C项正确;盐类的水解是可逆反应,它的逆过程是中和反应,二者同时存在,D项错误。
5.D 【解析】A项,水解程度是微弱的,一般不写“↑”或“↓”,除非是水解比较彻底的反应;B项,Cl−不发生水解;C项,多元弱酸的酸根离子水解是分步进行的,要分步书写。
6.A 【解析】该题我们可以首先进行如下归类:AD,pH>7,根据“谁强显谁性”可知,电离程度:AOH>HD;AC,pH=7,电离程度:AOH=HC。BC,pH<7,电离程度:BOH<HC,BD,pH=7,电离程度:BOH=HD。综上可知,电离程度:HC=AOH>HD=BOH,即酸性:HC>HD,碱性AOH>BOH。
7.B 【解析】A组中生成的氯化铵水解显酸性;B组硫化钾水解显碱性;C组反应正好生成碳酸钡沉淀、氯化钾和水,显中性;D组恰好中和呈中性。
8.(1)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
(2)氯化铁溶液的浓度 溶液的温度
(3)
步骤编号
实验操作
预期现象和结论
①
在试管中加入2 mL 1 mol·L−1的氯化铁,观察溶液颜色,加热一段时间
加热后溶液颜色变深。说明升温促进氯化铁水解, 生成更多的氢氧化铁胶体
②
在上述溶液中通入HCl气体
上述溶液颜色变浅。说明加入酸使平衡左移,酸抑制氯化铁水解
③
用量筒取10 mL 1 mol·L−1氯化铁溶液于烧杯中,用pH计测出pH。另取90 mL蒸
前后测得pH之差小于1。说明加水稀释后平衡右移,生成更多的H+。
馏水加入烧杯,充分搅拌,再用pH计测出pH
故增大氯化铁的浓度,不利于其水解
【解析】(l)Fe3+ +3H2OFe(OH)3+3H+ ,书写中注意可逆符号的标注;(2)影响物质水解程度的外界因素有很多,例如,物质的浓度,体系的温度,某些其他离子的影响等等;(3)外界影响因素不同时,水解程度也会相应地发生变化,或促进、或抑制,分别针对氢氧化铁胶体出现不同的实验现象得出结论。
一、影响盐类水解的主要因素
因素
对盐类水解程度的影响
内因
组成盐的酸或碱越弱,水解程度越______
外界条件
温度
升高温度能够____________水解
浓度
盐溶液浓度越小,水解程度越_________
外加酸碱
水解显酸性的盐溶液,加碱会______水解,加酸会__________水解,反之亦然
外加盐
加入与盐的水解性质相反的盐会______盐的水解
二、盐类水解在生产、生活中的应用
1.去污
用纯碱溶液清洗油污时,_________可增强去污能力。
2.化肥的施用
草木灰与铵态氮肥不能混合施用,否则会使肥效损耗,这是两种盐发生水解相互促进反应放出氨气的缘故。
3.盐溶液的配制
配制FeCl3、SnCl2溶液时应加入少量盐酸,目的是______________。
4.用盐作净水剂
利用FeCl3、明矾在水溶液中发生水解产生的胶体,能吸附水中悬浮的杂质,起到净水的作用。
5.泡沫灭火器原理
Al2(SO4)3溶液与小苏打溶液发生相互促进水解反应,产生______________,将燃烧物质与空气隔离开来,离子方程式为______________。
6.制纳米材料
利用水解反应来制纳米材料(氢氧化物可变为氧化物)。
【答案】一、大 促进 大 促进 抑制 促进
二、1.加热 3.抑制Fe3+、Sn2+的水解
5.CO2气体和Al(OH)3沉淀 Al3+ +3Al(OH)3 ↓+ 3CO2↑
影响盐类水解的因素
(1)内因:盐本身的性质,构成盐的弱酸阴离子对应的酸越弱(或构成盐的弱碱阳离子对应的碱越弱),水解程度越大,溶液的碱性(或酸性)越强。
(2)外因:受温度、浓度及外加酸、碱的影响。
因素
水解平衡
水解程度
溶液中离子的浓度
温度
升高
右移
增大
增大
浓度
增大
右移
减小
增大
减小(稀释)
右移
增大
减小
外加酸、碱
酸
促进弱酸阴离子的水解,使其水解程度增大;抑制弱碱阳离子的水解,使其水解程度减小
碱
抑制弱酸阴离子的水解,使其水解程度减小;促进弱碱阳离子的水解,使其水解程度增大
知识拓展
(1)判断盐类是否发生水解以及水解后溶液的酸碱性,要看构成盐的离子对应的酸或碱的相对强弱。
(2)盐类发生水解后,其水溶液往往显酸性或碱性。但也有特殊情况,如弱酸弱碱盐CH3COONH4水解后,其水溶液接近于中性。
(3)有些盐溶液虽然显酸性,但不一定发生水解。如NaHSO4溶液显酸性,是由于NaHSO4发生电离产生H+,即NaHSO4Na++H++。因此判断一种盐是否发生水解,要分析其在水中发生变化的本质。
(4)因相互促进水解不能大量共存的离子组合
①Al3+与、、、、HS−、S2−、ClO−;
②Fe3+与、、、、ClO−;
③与、。
特别提醒:①与CH3COO−、虽能发生相互促进的水解反应,但程度较弱,能大量共存。
②Fe3+在中性条件下已完全水解。
下列电解质溶液的有关叙述正确的是
A.同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后,溶液的pH=7
B.在BaCl2溶液中加入NaCl固体,c(Ba2+)增大
C.含1 mol KOH的溶液与1 mol CO2完全反应后,溶液中c(K+)=c()
D.在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH,可使c(Na+)=c(CH3COO−)
【解析】若强酸为二元酸,强碱为一元碱,则混合后酸过量,溶液呈酸性,A错误;BaCl2为强电解质,加入NaCl固体后,不存在化学平衡,c(Ba2+)不变,B错误;由物料守恒知,c(K+)=c()+c()+c(H2CO3),C错误;在CH3COONa溶液中,由于CH3COO−水解,使c(CH3COO−)比c(Na+)小些,加入适量醋酸后,醋酸能电离出一定量的CH3COO−,有可能出现c(CH3COO-)=c(Na+),D正确。
【答案】D
1.下列说法不正确的是
A.热的纯碱溶液去油污效果好,因为加热可使的水解程度增大,溶液碱性增强,去污力增强
B.铁在潮湿的环境下生锈以及Mg与NH4Cl溶液反应生成H2都与盐类水解有关
C.将Al2(SO4)3溶液加热、蒸干、灼烧,可得到固体Al2(SO4)3
D.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制胶体,离子方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
2.25℃时,浓度均为0.2 mol · L−1的NaHCO3和Na2CO3溶液中,下列判断不正确的是
A.均存在电离平衡和水解平衡
B.存在的粒子种类相同
C.c(OH−)前者大于后者
D.分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c()均增大
3.实验室配制硫酸铁溶液时,先把硫酸铁晶体溶解在稀硫酸中,再加水稀释至所需浓度,如此操作的目的是
A.防止硫酸铁分解 B.抑制硫酸铁水解
C.促进硫酸铁溶解 D.提高溶液的pH
4.在蒸发皿中加热蒸干下列物质的溶液并灼烧(低于400°C),可以得到该物质固体的是
A.氯化铝 B.碳酸氢钠
C.硫酸镁 D.高锰酸钾
5.下列浓度关系中正确的是
A.氯水中:c(Cl2)=2[c(ClO−)+c(Cl−)+c(HClO)]
B.氯水中:c(Cl−)> c(H+)> c(OH−)> c(ClO−)
C.等体积等浓度的氢氧化钠溶液与醋酸溶液混合:c(Na+)= c(CH3COO−)
D.Na2CO3溶液中:c(Na+)> c()> c(OH−)> c()> c(H+)
6.用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1 L混合溶液,已知其中c(CH3COO−)大于c(Na+)。对该混合溶液的下列判断正确的是
A.c(OH−)>c(H+)
B.c(CH3COOH)+c(CH3COO−)=0.2 mol·L−1
C.c(CH3COOH)>c(CH3COO−)
D.c(CH3COO− )+c(OH− )=0.2 mol · L−1
7.有A、B、C、D四种一元酸的溶液。实验表明:(1)物质的量浓度相同的A、C溶液中,分别滴入甲基橙试液后,A溶液呈黄色而C中不变色;(2)物质的量浓度相同的B、C的钠盐溶液相比较,B的钠盐溶液的pH小于C的钠盐溶液的pH;(3)A酸跟D的盐反应生成A的盐和D酸。由此可以确定四种酸的酸性由强到弱的顺序正确的是
A.B>C>A>D B.A>C>D>B C.D>A>C>B D.C>D>A>B
8.泡沫式灭火器内盛放Al2(SO4)3溶液(约1 mol·L−1)、NaHCO3溶液(约1 mol·L−1)及起泡剂。使用时发生反应的化学方程式是__________,Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液的体积比约是____________________。
若用等体积等物质的量浓度的Na2CO3溶液代替NaHCO3溶液,在使用时喷不出泡沫,这是因为________________________________。
泡沫灭火器玻璃筒里盛放Al2(SO4)3溶液,铁筒里存放NaHCO3溶液,不能把Al2(SO4)3溶液盛放在铁筒里的原因是_____________________________。
9.[2016新课标Ⅰ]298 K时,在20.0 mL 0.10 mol氨水中滴入0.10 mol的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C.M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pH<12
10.[2016天津]室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)
溶液,滴定的曲线如图所示,下列判断错误的是
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
11.[2016江苏]H2C2O4为二元弱酸。20℃时,配制一组c(H2C2O4)+ c(HC2O4–)+ c(C2O42–)=0.100 mol·L–1的H2C2O4和NaOH混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化曲线如图所示。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是
A.pH=2.5的溶液中:c(H2C2O4)+c(C2O42–)>c(HC2O4–)
B.c(Na+)=0.100 mol·L–1的溶液中:c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH–)+c(C2O42–)
C.c(HC2O4–)=c(C2O42–)的溶液中:c(Na+)>0.100 mol·L–1+c(HC2O4–)
D.pH=7的溶液中:c(Na+)>2c(C2O42–)
12.[2016浙江]苯甲酸钠(,缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A–。已知25 ℃时,HA的Ka=6.25×10–5,H2CO3的Ka1=4.17×10–7,Ka2=4.90×10–11。在生产碳酸饮料的过程中,除了添加NaA外,还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是(温度为25℃,不考虑饮料中其他成分)
A.相比于未充CO2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较低
B.提高CO2充气压力,饮料中c(A–)不变
C.当pH为5.0时,饮料中=0.16
D.碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为:c(H+)=c()+c()+c(OH–)–c(HA)
13.[2016四川]向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中缓慢通入CO2,随n(CO2)增大,先后发生三个不同的反应,当0.01 molc()+c(OH−)
B
0.01
c(Na+)>c()> c(OH−)>c()
C
0.015
c(Na+)> c()>c()> c(OH−)
D
0.03
c(Na+)> c()> c(OH−)>c(H+)
1.B 【解析】铁在潮温的环境下生锈与盐类水解无关。
2.C 【解析】二者都存在盐的水解和水的电离,A项正确。B项中,注意电离出。的水解弱于,所以c(OH−) 是前者小于后者,C项错。D项中,加入NaOH固体,前者因OH−与反应而使c()增大,后者因OH−抑制的水解而使c()增大,所以D项正确,
3.B 【解析】Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐,易水解呈酸性:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,为抑制Fe3+水解,先将 Fe2(SO4)3晶体溶解在稀硫酸中,故选B。
4.C 【解析】A项,加热促进AlCl3水解:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,生成的HCl具有挥发性,平衡正向移动,得到Al(OH)3,受热后最终得到Al2O3;B项,NaHCO3受热分解,最终得到Na2CO3;C项,MgSO4受热水解产生的H2SO4是高沸点酸,抑制水解,即不会完全水解,C正确;D 项,KMnO4蒸干后受热分解,得到K2MnO4、MnO2的混合物。
5.D 【解析】氯水中含有七种微粒:H2O、Cl2、HClO、Cl−、H+、OH−、ClO−,其中c(Cl2)和其他含氯离子的浓度不存在定量关系。由于HClO比H2O的电离程度大,故溶液中 c(H+)>c(Cl−)>c(ClO−)>c(OH−),A项和B项错误。C项,混合后的溶液是CH3COONa溶液,CH3COO−水解使c(Na+)>c(CH3COO−)。D项,Na2CO3溶液中存在:+H2O+OH−(主要)、+H2OH2CO3+OH− (次要),故c(Na+)>c()>c(OH−)>c()>c(H+)。
6.B 【解析】由电荷守恒可知,c(CH3COO−)+c(OH−)= c(H+)+c(Na+)。因已知c(CH3COO−)大于c(Na+),则c(H+)>c(OH−),A错误。B是正确的物料守恒关系式。因c(H+)>c(OH−),溶液为酸性,故CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,则c(CH3COOH)<c(CH3COO−),故C错误。若D正确,则推出:c(H+)+c(Na+)=0.2 mol·L−1,c(H+)=0.2 mol·L−1 − 0.1 mol·L−1 =0.1 mol·L−1,事实上,CH3COOH的电离程度很小,又受到CH3COONa的抑制,溶液中的不可能达到0.1 mol·L−1,D错误。
7.A 【解析】由(1)可知相同条件下,A的pH大于C的pH,所以A的酸性小于C。由(2)可知C的钠盐的水解程度大于B的钠盐,所以B的酸性强于C。(3)中A酸跟D的盐反应生成A的盐和D酸,依据酸与盐的反应规律可知,A的酸性大于D。因此四种酸的酸性由强到弱的顺序是B>C>A>D。
8.Al2(SO4)3 + 6NaHCO33Na2SO4+2Al(OH)3 ↓ +6CO2↑ 1:6
与碳酸氢钠比,物质的量相同的碳酸钠需要2倍的氢离子才能产生二氧化碳,Al2(SO4)3水解产生的酸的量不足,无法放出二氧化碳 硫酸铝水解呈酸性,会与铁筒反应
【解析】泡沫式灭火器成分主要为Al2(SO4)3和NaHCO3,利用了Al3+与能发生相互促进的水解反应,产生的二氧化碳和氢氧化铝固体沉淀将燃烧物与空气隔离开,从而达到灭火的效果。发生的化学反应为Al2(SO4)3 + 6NaHCO33Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑;Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液的浓度相同,则反应的体积比即为二者反应的物质的量之比,为1:6;1个转化为二氧化碳需要1个H+,而需要2个H+,H+由Al3+水解提供,则Al3+与发生相互促进的水解反应肯定比与的反应更剧烈;Al2(SO4)3溶液因Al3+的水解显酸性,所以会与铁反应放出氢气,不能用铁筒盛装。
9.D 【解析】A.把盐酸滴加到氨水中,开始时溶液显碱性,当滴定达到终点时,溶液由碱性变为酸性,根据人视觉有滞后性,观察溶液的颜色由浅到深比较敏锐,所以为减小滴定误差,在该滴定过程应该选择甲基橙作为指示剂更精确些,不应该选择酚酞作为指示剂,错误;B.如果二者恰好反应,则会生成氯化铵,氯化铵是强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性,因此M点pH=7,则M点对应的盐酸体积小于20.0 mL,错误;C.根据电荷守恒可得:c()+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)。由于M点处的溶液显中性,c(H+)=c(OH-),所以c()=c(Cl-)。盐是强电解质,电离远远大于弱电解质水的电离程度,所以溶液中离子浓度关系是:c()=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),错误;D.N点氨水溶液中已经电离的一水合氨浓度等于溶液中氢氧根离子的浓度,c(OH−)=0.1 mol/L×1.32%=1.32×10−3
mol/L,根据水的离子积常数可知:N处的溶液中氢离子浓度==7.6×10−12 mol/L,根据pH=−lgc(H+)可知此时溶液中pH<12,正确。
10.C【解析】A.根据图像,0.1 mol·L−1的三种酸(HA、HB和HD)溶液中HA的起始pH最小,酸性最强,HD的pH最大,酸性最弱,酸性越强,电离平衡常数越大,三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD,正确;B.滴定至P点时溶质为等物质的量浓度的HB和NaB,溶液显酸性,HB的电离为主,但电离程度较小,因此c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-),正确;C.pH=7时,三种溶液中阴离子的水解程度不同,加入的氢氧化钠的体积不同,三种离子浓度分别与钠离子浓度相等,但三种溶液中钠离子浓度不等,错误;D.此为混合溶液的质子守恒关系式,c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)−c(H+),正确;故选C。
11.BD 【解析】A、根据图像知pH=2.5的溶液中:c(H2C2O4)+ c()<c(),A错误;B.根据物料守恒和电荷守恒分析c(Na+)=0.100 mol·L−1的溶液中:c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH–)+ c(),B正确;C、关键图像可知c()=c()的溶液显酸性,溶液为等物质的量浓度的草酸氢钠和草酸钠的混合溶液,在溶液中:c(Na+)=0.100 mol·L–1+ c(),C错误;D、由图像知pH=7的溶液为草酸钠溶液,草酸根水解,c(Na+)>2c(),D正确。答案选BD。
12.C 【解析】A.根据题意,苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A–,相比于未充CO2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较高,A项错误;B.提高CO2充气压力,CO2+H2O+A−HA+HCO3−,平衡右移,饮料中c(A–)减小,B项错误;C.当pH为5.0时,饮料中=c(H+)÷Ka=10−5÷(6.25×10–5)=0.16,C项正确;D.根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c()+2c()+c(OH−)+c(A−),根据物料守恒得c(Na+)=c(A−)+c(HA),两式联立,消去c(Na+)得c(H+)=c(OH−)+c(HCO3−)+2c()−c(HA),故D项错误。
13.D 【解析】向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中缓慢通入二氧化碳,首先进行的反应为氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,0.02 mol氢氧化钠消耗0.01 mol二氧化碳,生成0.01 mol碳酸钠;然后偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸钠,0.01 mol偏铝酸钠消耗0.005 mol二氧化碳,生成0.005 mol碳酸钠;再通入二氧化碳,二氧化碳和碳酸钠反应生成碳酸氢钠,消耗0.015 mol二氧化碳,生成0.03 mol碳酸氢钠。A、未通入二氧化碳时,根据溶液中的电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c()+c(OH−),c(Na+)<c()+c(OH−),错误;B、当通入的二氧化碳为0.01 mol时,则溶液为含有0.01 mol碳酸钠和0.01 mol偏铝酸钠的混合液,氢氧根离子浓度小于碳酸根离子浓度,错误;C、当通入的二氧化碳为0.015 mol时溶液中含有0.015 mol碳酸钠,离子浓度的关系为c(Na+)>
c() > c(OH−) >c(),故错误;D、当通入二氧化碳的量为0.03 mol时,溶液为碳酸氢钠溶液,溶液显碱性,离子浓度关系为c(Na+)> c()> c(OH−)>c(H+),故正确。
漂白剂的发现——紫罗兰变色之谜
1838年3月,纽卡斯尔市的老园丁发现紫罗兰的花色越来越淡,最后变成了白色,就去请教科学家法拉第。法拉第去当地考察时发现空气中有刺激性的气味,于是对当地的燃料进行了研究,发现它们均含硫元素,燃烧后生成二氧化硫。法拉第就此进行了一系列的实验,证实了二氧化硫具有漂白的作用。由此,漂白剂诞生了。
一、溶解平衡
1.溶解平衡
(1)概念:在一定温度下,当沉淀_______和_______的速率相等时,即达到溶解平衡。
(2)表达式(以AgCl为例)_____________________。
2.生成难溶电解质的离子反应的限度
(1)25℃时,溶解性与溶解度的关系。
溶解性
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度
>10 g
1~10 g
0.01~1 g
<0.01 g
(2)反应完全的标志。
对于常量的化学反应来说,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于__________时,反应就达完全。
二、沉淀反应的应用
1.沉淀的生成
(1)应用:可利用生成沉淀来达到_________________的目的。
(2)条件:
①生成沉淀的反应能够发生;
②生成沉淀的反应进行得越完全越好:
(3)方法:
方法
实例
加入试剂
发生反应的离子方程式
调节pH法
除去NH4Cl溶液中的Fe3+
____
___________________________
沉淀剂法
除去污水中的重金属离子
____
H2S+Cu2+CuS↓+2H+
2.沉淀的溶解
(1)含义:减少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,从而使沉淀溶解。
(2)方法:
①酸溶解法:如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为:_______________________________。
②盐溶液溶解法:如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为: __________________________。
3.沉淀的转化
(1)含义:由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程。
(2)实质:_____________________________的移动。(沉淀的溶解度差别______,越容易转化)
(3)应用:_______、_______等。
一、1.(1)溶解 生成 (2)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl−(aq) 2.(2)1×10−5 mol·L−1
二、1.(1)分离或除去某些离子 (3)氨水 Fe3+ +3NH3·H2OFe(OH)3↓+3 Na2S或H2S
2.(2)①CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O ②Mg(OH)2+2Mg2++2NH3· H2O
3.(2)难溶电解质溶解平衡 越大 (3)锅炉除垢 矿物转化
溶度积规则
1.表达式
对于一般的溶解平衡:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm−(aq),Ksp=[c(An+)]m·[c(Bm−)]n。
2.通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下能否生成沉淀或溶解。
Qc>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡;
Qc=Ksp:溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态;
Qc<Ksp:溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
注意啦
(1)Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关。
(2)溶液中离子浓度的变化只能使平衡移动,并不能改变溶度积。
(3)沉淀的生成和溶解这两个相反过程相互转化的条件是离子浓度的大小,改变反应所需的离子浓度,可使反应向着所需的方向转化。
(4)只有组成相似的物质(如AgCl与AgI、CaCO3与BaCO3),才能用Ksp的相对大小来判断物质溶解度的相对大小。
(5)Ksp小的难溶电解质也能向Ksp大的难溶电解质转化,需看溶液中生成沉淀的离子浓度的大小。
已知:25℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10−20;当溶液中各离子浓度幂的乘积大于溶度积时,产生沉淀,反之沉淀溶解。
(1)25℃时,某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02 mol·L−1,若要生成Cu(OH)2沉淀,应调节溶液的pH,使之大于___________________。
(2)25℃时,要使0.2 mol·L−1 CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降低至原来的千分之一),则应向溶液中加入NaOH溶液,使溶液的pH=_________。
【解析】(1)由Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH−(aq)知:Qc=c(Cu2+)·[c(OH−)]2,当Qc=Ksp,即c(Cu2+)·[c(OH−)2=2.2×10−20时,开始出现沉淀,则c(OH−)=≈1.0×10−9(mol·L−1),则25℃时,c(H+)==1.0×10−5(mol·L−1),即pH=5,则应调节溶液pH使之大于5才能生成Cu(OH)2沉淀。
(2)要使c(Cu2+)降至0.2 mol·L−1的千分之一,即c(Cu2+)=2.0×10−4 mol·L−1,则c(OH−)=≈1.0×
10−8(mol·L−1),则25 ℃时,c(H+)=1.0×10−6 mol·L−1,pH=6,所以要使Cu2+
沉淀较为完全,应使溶液的pH=6。
【答案】(1)5 (2)6
1.(双选)下列关于沉淀溶解的说法正确的是
A.只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程
B.沉淀溶解平衡过程是可逆的
C.在平衡状态时,v溶解=v结晶=0
D.达到沉淀溶解平衡的溶液一定是饱和溶液
2.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
提示:BaSO4(s)Ba2+(aq)+(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)·c(),称为溶度积常数。
A.加入Na2SO4可以使溶液由A点变到B点
B.通过蒸发可以使溶液由D点变到C点
C.D点无BaSO4沉淀生成
D.A点对应的Ksp大于C点对应的Ksp
3.对“AgCl(s)Ag+(aq)+Cl−(aq)”的理解正确的是
A.说明AgCl没有完全电离,AgCl是弱电解质
B.说明溶解的AgCl已完全电离,是强电解质
C.说明Ag+与Cl−反应不能完全进行到底
D.说明Ag+与Cl−反应可以完全进行到底
4.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为:Ksp(Ag2SO4)=l.4× 10−5、Ksp(AgCl)=l.8×10−10、Ksp(AgI)=8.3×10−17。下列有关说法中,错误的是
A.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI在水中溶解能力依次减弱
B.在AgCl饱和溶液中加入NaI固体,有Agl沉淀生成
C.Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比
D.向Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体,有Ag2SO4固体析出
5.已知25 ℃时,AgCl的溶度积Ksp=l.8×10−10,则下列说法正确的是
A.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp变大
B.AgNO3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.将AgCl加入到较浓的KI溶液中,部分AgCl转化为Agl,因为AgCl溶解度大于AgI
6.牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列溶解平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3(aq)+OH−(aq)。试回答问题:
(1)小孩吃糖后,如果不及时刷牙或漱口,细菌和酶就会作用于糖,在口腔内产生有机羧酸,久而久之,牙齿就会受到腐蚀,其原因是 。
(2)已知Ca5 (PO4)3F(s)的溶解度比上述矿化产物Ca5(PO4)3OH的溶解度更小,质地更坚硬。当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿,其原因是(用离子方程式和简要文字说明)_______________________。
(3)根据以上原理,请你提出一种其他促进矿化的方法:_________________________________。
7.以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子,通过添加过量难溶电解质MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀,经过滤除去包括MnS在内的沉淀,再经蒸发、结晶,可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实,可推知MnS具有的相关性质是
A.具有吸附性
B.溶解度与CuS、PbS、CdS相同
C.溶解度大于CuS、PbS、CdS
D.溶解度小于CuS、PbS、CdS
8.25℃时,Ksp[Mg(OH)2] = 5.61 × 10−12,Ksp[MgF2]=7.42×10−11,下列说法正确的是
A.25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
B.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
C.25℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L−1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L−1NH4Cl溶液中的Ksp小
D.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
9.一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,其平衡常数Ksp = cm(An+)·cn(Bm−),称为难溶电解质的溶度积。已知下表数据:
物质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp(25°C)
8.0×10−16
2.2×10−20
4.0×10−38
完全沉淀时的pH范围
≥9.6
≥6.4
3~4
对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法,不科学的是
A.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到红褐色沉淀
B.该溶液中c(SO42−):[c(Cu2+)+c(Fe2+)+ c(Fe3+)]>5:4
C.向该溶液中加入适量氯水,并调节pH到3〜4后过滤,可获得纯净的CuSO4溶液
D.在pH=5的溶液中Fe3+不能大量存在
10.[2016新课标Ⅲ]下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.向0.1 molCH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变
1.BD 【解析】无论难溶电解质还是易溶电解质,都存在沉淀溶解平衡状态,例如,NaCl过饱和溶液中就存在沉淀溶解平衡状态,故A错; 电解质的沉淀溶解平衡状态是可逆的,故B对;沉淀溶解平衡状态
v溶解= v结晶≠0,故C错;沉淀溶解平衡状态时,电解质也达到饱和了,故D项正确。
2.C 【解析】A项加入Na2SO4会使Ba2+的浓度减小;B项,蒸发时,Ba2+与的浓度变化是一致的;D项,温度不变,Ksp不变。
3.C 【解析】AgCl(s)Ag+(aq)+Cl−(aq)表示的是AgCl的溶解平衡,说明Ag+与Cl−反应不能完全进行到底。
4.C 【解析】从数据可知,A选项正确;Ksp(AgI)