考点8 电解质溶液
1．(2015·安徽高考·13)25℃时,在10 mL浓度均为0.1 mol·L－1NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 mol·L－1的盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是 ··········() A．未加盐酸时:c(OH－)>c(Na＋)=c(NH3·H2O)
B．加入10 mL盐酸时:c(N)＋c(H＋)=c(OH－)
C．加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl－)=c(Na＋)
D．加入20 mL盐酸时:c(Cl－)=c(N)＋c(Na＋)
【解题指南】解答本题时应注意以下两点:
(1)NaOH、NH3·H2O、盐酸浓度相等;
(2)加入10 mL盐酸时,刚好中和完氢氧化钠;加入20 mL盐酸时,刚好反应生成NaCl、NH4Cl。【解析】选B。未加盐酸时,根据物料守恒有c(NH3·H2O)＋c(N)=
0.1 mol·L－1=c(Na＋),A项错误;加入10 mL盐酸,则氢氧化钠与盐酸的物质的量相等,c(Cl
－)=c(Na＋),根据电荷守恒:c(N)＋c(H＋)＋c(Na＋)=c(Cl－)＋c(OH－),故c(N)＋c(H＋)=c(OH －),B项正确;溶液呈中性,则c(H＋)=c(OH－),根据电荷守恒:c(N)＋c(H＋)＋c(Na＋)=c(Cl－)＋
c(OH－),故c(N)＋c(Na＋)=c(Cl－),C项错误;加入20 mL盐酸,则刚好反应生成NaCl、NH4Cl,NH4Cl水解使溶液呈酸性,c(H＋)>c(OH－),根据电荷守恒:c(N)＋c(H＋)＋c(Na＋)=c(Cl －)＋c(OH－),则c(N)＋c(Na＋) 2．(2015·福建高考·8)下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是 N (1)基本化学实验操作以及注意事项; (2)化学基本原理的掌握和应用。 【解析】选C。因为氢氧化钠具有腐蚀性,不能直接放在托盘上称量,又由于其易潮解,因此只能放在烧杯中称量,A错误;氯化铁溶液中铁离子容易发生水解反应,因此氯化铁溶液配制前应先溶解在一定浓度的盐酸中(或浓盐酸中),然后加水稀释到所需要的浓度,B错误;验证铁的吸氧腐蚀需要在中性或者碱性条件下,不能用盐酸浸没(发生析氢腐蚀),D错误。 【误区提醒】化学实验中需要注意: (1)氢氧化钠的称量不用滤纸而应放在烧杯中称量; (2)铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电解质溶液的酸碱性要求; (3)盐类的水解在溶液的配制和物质制备中的应用; (4)离子检验中语言叙述的严谨和规范答题模版的应用。 3．(2015·全国卷Ⅰ·13)浓度均为0.10 mol·L－1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示,下列叙述错误的是 ·······················································( ) A．MOH的碱性强于ROH的碱性 B．ROH的电离程度:b点大于a点 C．若两溶液无限稀释,则它们的c(OH－)相等 D．当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)由图象上的点判断氢离子或氢氧根离子的浓度; (2)由离子的浓度判断物质电离的程度。 【解析】选D。由图象可知0.1 mol·L－1的MOH溶液的pH=13,说明MOH完全电离,为强电解质,同理判断ROH为弱电解质,所以前者的碱性大于后者,A正确;ROH为弱电解质,溶液越稀越易电离,所以电离程度b点大于a点,B正确;当两溶液无限稀释下去,相当于纯水,所以二者氢氧根离子浓度相等,C正确;当lg=2时,MOH溶液的pH=11,ROH溶液的pH=10,MOH 溶液不存在电离平衡,ROH溶液存在电离平衡,升高温度平衡右移,M＋浓度无影响,R＋浓度增大,所以减小,D错误。 4．(2015·山东高考·13)室温下向10 mL 0.1 mol·L－1NaOH溶液中加入0.1 mol·L－1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ·························································( ) A．a点所示溶液中c(Na＋)>c(A－)>c(H＋)>c(HA) B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同 C．pH=7时,c(Na＋)=c(A－)＋c(HA) D．b点所示溶液中c(A－)>c(HA) 【解题指南】解答本题注意以下两点: (1)注意曲线的变化趋势,根据图象正确判断酸的强弱; (2)注意溶液的酸碱性与电离和水解之间的关系。 【解析】选D。a点NaOH与HA恰好完全反应,溶液的pH为8.7,呈碱性,说明HA为弱酸,NaA 发生水解反应,c(Na＋)>c(A－)>c(HA)>c(H＋),A错误;a点NaA发生水解反应,促进了水的电离,所以a点水的电离程度大于b点,B错误;根据电荷守恒,c(H＋)＋c(Na＋)=c(OH－)＋c(A－),pH=7时,c(H＋)=c(OH－),则c(Na＋)=c(A－),C错误;b点HA过量,溶液呈酸性,HA的电离程度大于NaA 的水解程度,所以 c(A－)>c(HA),D正确。 5．(2015·四川高考·6)常温下,将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合,析出部分NaHCO3晶体,过滤,所得滤液pH<7。下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是···································································································() A．<1.0×10－7mol·L－1 B．c(Na＋)=c(HC)＋c(C)＋c(H 2CO3) C．c(H＋)＋c(N)=c(OH－)＋c(HC)＋2c(C) D．c(Cl－)>c(N)>c(HC)>c(C) 【解题指南】解答本题时应按照以下流程进行: 【解析】选C。水的离子积K W=c(H＋)×c(OH－),所以=c(OH－),因pH<7,故c(OH－)<1.0×10－7mol·L－1,A正确;因两物质是等体积、等物质的量浓度加入,故当未发生任何反应时,钠与碳应是恒等关系,而发生发应并析出晶体时,钠与碳同样是以1∶1的比例析出,故滤液中的钠与碳仍应恒等,B正确;选项C是电荷守恒,但忽略了阳离子中还有钠离子,C错误;D中因氯离子不发生水解反应,故浓度应最大,而HC部分析出,故应小于N,C由HC电离而来,反应微弱,故浓度最小,D正确。 6．(2015·天津高考·3)下列说法不正确的是 ···················································() A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行 B．饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同 C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同D．Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)ΔG=ΔH－TΔS<0,该反应能自发进行。 (2)催化剂具有高效性、专一性,条件不同作用效果不同。 【解析】选C。Na与水的反应是固体与液体反应生成气体,为熵增的反应,ΔS>0,在反应中钠会熔化成一个闪亮的小球四处游动,且发出嘶嘶的声音,此反应为放热反应,则ΔH<0,故ΔG=ΔH－TΔS<0,该反应能自发进行,A项正确;饱和Na2SO4溶液使蛋白质溶液产生沉淀是蛋白质的盐析,浓硝酸是强氧化性酸,使蛋白质溶液产生沉淀是蛋白质的变性,原理不同,B项正确;FeCl3和MnO2均可作为催化剂加快H2O2分解,但同等条件下二者对H2O2分解催化效果不 相同,故反应速率的改变不相同,C项错误;Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq),NH4Cl溶液中N水解使溶液呈酸性,消耗OH－,使平衡正向移动,Mg(OH)2固体可溶于NH4Cl溶液,D项正确。 7．(2015·天津高考·5)室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是 溶液中 (1)向Na2CO3溶液中加水,C的水解平衡右移,但c(OH－)减小。 (2)NaHSO4溶于水时完全电离,电离出Na＋、H＋与S。 【解析】选B。室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,溶液中存在C ＋H 2O HC＋OH－,溶液呈碱性;加入50 mL 1 mol·L－1H2SO4,H2SO4与Na2CO3 恰好反应,则反应后的溶液溶质为Na2SO4,故根据物料守恒,反应结束后c(Na ＋)=2c(S),A项错误;向溶液中加入0.05 mol CaO,则CaO＋H O Ca(OH)2,c(OH 2 －)增大,且Ca2＋＋C CaCO ↓,使C＋H2O HC＋OH－平衡左 3 移,c(HC)减小,故增大,B项正确;加入50 mL水,溶液体积变大,C＋ H 2O HC＋OH－平衡右移,但c(OH－)减小,即由水电离的c(OH－)减小,在 Na2CO3溶液中由水电离出的H＋、OH－相等,故由水电离出的c(H＋)·c(OH－)减小,C 项错误;原Na2CO3溶液呈碱性,加入0.1 mol NaHSO4固体,NaHSO4为强酸酸式盐,电 离出H＋与C完全反应,反应后溶液为Na2SO4溶液,溶液呈中性,故溶液pH减小, 引入了Na＋,故c(Na＋)增大,D项错误。 8．(2015·浙江高考·12)40℃时,在氨－水体系中不断通入CO2,各种离子的变化趋势如下图所示。下列说法不正确的是 ············································( ) A．在pH=9.0时,c(N)>c(HC)>c(NH 2COO－)>c(C) B．不同pH的溶液中存在关系: c(N)＋c(H＋)=2c(C)＋c(HC)＋c(NH 2COO－)＋c(OH－) C．随着CO2的通入,不断增大 D．在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO－的中间产物生成 【解析】选C。由题图可知,pH=9.0时,作直线垂直于横坐标,从图上可直接得出:c(N)>c(HC)>c(NH 2COO－)>c(C),A项正确;根据电荷守恒,不同pH的溶液中都存 在c(N)＋c(H＋)=2c(C)＋c(HC)＋c(NH COO－)＋c(OH－),B项正确;由 NH 3·H2O N＋OH－的电离常数表达式可得,==,随着CO2的通入,平衡右移,K b不变,c(N)增大,不断减小,C项错误;随pH的降低,NH2COO－从无到有再到无,含NH2COO－的物质是中间产物,D项正确。 9．(2015·重庆高考·3)下列叙述正确的是 ······················································() A．稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度 B．25℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7 C．25℃时,0.1 mol·L－1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱 D．0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl－)=c(I－) 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)同离子效应会抑制弱酸的电离; (2)阴、阳离子个数相同的难溶电解质可以通过比较K sp直接比较溶解度大小。 【解析】选C。A项,醋酸属于弱酸,加入少量醋酸钠,c(CH3COO－)变大,抑制了醋酸的电离,错误;B项,25℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,恰好反应生成硝酸铵,属于 强酸弱碱盐,溶液pH<7,错误;C项,硫化氢溶液属于弱酸,部分电离,硫化钠溶液属于 强电解质,等浓度的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液中离子浓度小,导电能力弱, 正确;D项,AgCl和AgI的K sp不相等,c(Ag＋)·c(Cl－)=K sp(AgCl),c(Ag＋)·c(I －)=K (AgI),0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Ag＋)浓 sp 度相等,10．(2015·海南高考·3)0.1 mol下列气体分别与1 L 0.1 mol·L－1的NaOH 溶液反应,形成的溶液pH最小的是 ·····················································() A．NO2B．SO2C．SO3D．CO2 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)气体与氢氧化钠溶液反应产物的确定; (2)反应中的定量计算和产物的判断。 【解析】选C。A项,NO2和NaOH溶液发生反应:2NO2＋2NaOH NaNO3＋NaNO2＋H2O,二者恰好反应得到NaNO3和NaNO2的混合溶液,该溶液中含有强碱弱酸盐,水溶液显碱性。B 项,发生反应SO 2＋NaOH NaHSO3,该物质是强碱弱酸盐,由于HS电离大于水解作用,所以溶液显酸性。C项,发生反应:SO3＋NaOH NaHSO4,该盐是强酸强碱的酸式盐,电离时溶液显酸性,相当于一元强酸,所以酸性比NaHSO3强。D项,发生反应:CO2＋NaOH NaHCO3,该物质是强碱弱酸盐,由于HC电离小于水解作用,所以溶液显碱性,因此溶液的酸性最强的是NaHSO4,溶液的酸性越强,pH越小。 11．(2015·海南高考·11)下列曲线中,可以描述乙酸(甲,K a=1.8×10－5)和一氯乙酸(乙,K a=1.4×10－3)在水中的电离度与浓度关系的是 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)弱电解质的电离与浓度的关系; (2)弱电解质的电离常数与溶液酸碱性的强弱关系。 【解析】选B。因为浓度越大,弱电解质的电离程度越小,因此随着浓度增大,电离度逐渐减小,C、D不符合题意;等浓度时,弱电解质越弱,电离程度越小(即K a越小,电离程度越小),则A 不符合题意,B符合题意。 12．(2015·江苏高考·11)下列说法正确的是 ···················································() A．若H2O2分解产生1 mol O2,理论上转移的电子数约为4×6.02×1023 B．室温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液pH>7 C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 D．一定条件下反应N 2＋3H22NH3达到平衡时,3v正(H2)=2v逆(NH3) 【解析】选C。2H2O22H2O ＋O2↑,生成1 mol O2时转移2 mol电子,A项错误;pH=3的CH3COOH中已电离出的H＋,就可以将pH=11的NaOH电离出的OH－完全中和,但是CH3COOH是弱酸,还会继续电离,即醋酸过量,反应后溶液显酸性,B项错误;铁可用作原电池的正极或作为电解池的阴极,此时铁均会受到保护,C项正确;由反应方程式的化学计量数知,任何时候均存在2v正(H2)=3v正(NH3),氮气与氢气合成氨气达到平衡时,速率关系为2v正(H2)=3v逆(NH3),D项错误。 13．(2015·广东高考·11)一定温度下,水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图,下列说法正确的是 ·····················································( ) A．升高温度,可能引起由c向b的变化 B．该温度下,水的离子积常数为1.0×10－13 C．该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化 D．该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化 【解题指南】解答本题需注意以下两点: (1)注意提取图象信息; (2)注意水的离子积常数的影响因素。 【解析】选C。升高温度,水的离子积常数会变大,变化后不会还在曲线上,A不正确;根据水的离子积常数的计算公式,结合b点的数据可得水的离子积常数为 1.0×10－14,B不正确;加入FeCl3,三价铁离子水解会促进水的电离平衡正向移动,导致氢离子浓度变大,氢氧根离子浓度减小,C正确;温度不变的情况下,稀释不会改变水的离子积常数,应在曲线上进行移动,D不正确。 14．(2015·广东高考·12)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.100 0 mol·L －1NaOH溶液滴定,下列说法正确的是 ························································() A．滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定 B．随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大 C．用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定 D．滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小 【解题指南】解答本题需注意以下两点: (1)注意酸碱中和滴定的基本操作; (2)注意使用误差分析的基本原理进行误差分析。 【解析】选B。A项未对滴定管进行润洗;随着NaOH溶液滴入,盐酸逐渐被中和,所以对应的pH逐渐变大,B正确;C项滴定终点应该是溶液由无色变成红色;D项实验测得的标准溶液的体积偏大,所以测定结果偏大。 15．(2015·江苏高考·14)室温下,向下列溶液中通入相应的气体至溶液pH=7(通入气体对溶液体积的影响可忽略),溶液中部分微粒的物质的量浓度关系正确的是 ···············() A．向0.10 mol·L－1NH4HCO3溶液中通CO2: c(N)=c(HC)＋c(C) B．向0.10 mol·L－1NaHSO3溶液中通NH3: c(Na＋)>c(N)>c(S) C．向0.10 mol·L－1Na2SO3溶液中通SO2: c(Na＋)=2[c(S)＋c(HS)＋c(H 2SO3)] D．向0.10 mol·L－1CH3COONa溶液中通HCl: c(Na＋)>c(CH3COOH)=c(Cl－) 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)首先要判断发生反应后溶液的成分; (2)“物料守恒“的角度是“钠原子”和“硫原子”的个数比。 【解析】选D。溶液pH=7(室温)呈中性,c(H＋)=c(OH－),依据电荷守恒,c(N)=c(HC)＋ 2c(C),A项错误;c(Na＋)＋c(N)=c(HS)＋2c(S),物料守恒c(Na＋)=c(HS)＋ c(S)＋c(H2SO3),c(N)=c(S)－c(H2SO3),B项错误;在亚硫酸钠中通入二氧化硫呈中性,则c(Na＋)<2[c(HS)＋c(S)＋c(H 2SO3)],C项错误;醋酸钠中通入HCl呈中性,依据电荷守恒c(Na＋)=c(CH3COO－)＋c(Cl－),物料守恒:c(Na＋)c(CH3COO－)＋c(CH3COOH),c(Na ＋)>c(CH COOH)=c(Cl－),D项正确。 3 16．(2015·北京高考·27)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领 域。 (1)溶于海水的CO 2主要以4种无机碳形式存在,其中HC占95%,写出CO2溶于水产生HC的方程式:。 (2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。 ①写出钙化作用的离子方程式:。 ②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自H2O,用18O标记物质的光合作用的化学方 程式如下,将其补充完整:＋(CH2O)x＋x18O2＋xH2O (3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础,测量溶解无机碳,可采用如下方法: ①气提、吸收CO2,用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下),将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。 ②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用xmol·L－1HCl溶液滴定,消耗ymL HCl 溶液,海水中溶解无机碳的浓度=mol·L－1。 (4)利用如图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。 ①结合方程式简述提取CO2的原理:。 ②用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是。 【解题指南】解答本题时应明确以下4点: (1)根据流程图中的箭头判断反应物与生成物:钙化作用生成CaCO3、CO2。 (2)光合作用释放出的O2只来自H2O。 (3)与电源正极相连的是阳极,阳极发生氧化反应。 (4)阳离子膜只允许阳离子通过。 【解析】(1)二氧化碳溶于水生成碳酸,然后碳酸电离。即CO2＋H 2O H2CO3,H2CO3HC＋H＋。 和CO2,易知本题的离子方程式为Ca2＋＋ (2)①根据反应物是HC,生成物是CaCO 2HC CaCO 3↓＋CO2↑＋H2O。 ②由O2只来自H2O及示踪原子的标记可知水分子含18O,而且分子个数是2x,根据元素守恒法可知方程式中的缺项物质为xCO2、2x O。 (3)①注意酸化的试剂要用硫酸,一定不能用盐酸,HCl会挥发出来影响后续的滴定,如图 。 ②该滴定过程转化的关系式为 CO 2～HC～HCl 1 1 n(CO2)xmol·L－1×y×10－3L 解得:n(CO2)=xy×10－3mol 所以:c(无机碳)=xy/zmol·L－1 (4)①a室是阳极室,发生氧化反应:2H2O－4e－O2↑＋4H＋,出去的海水pH<6,显酸性,表明反应后溶液由碱性变为酸性,a室中的H＋通过阳离子交换膜进入b室,发生反应:HC＋H＋CO2↑＋H2O。 ②c室是阴极室,发生还原反应:2H2O＋2e－2OH－＋H2↑,即c室生成碱,然后用碱液将从b 室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH。 答案:(1)CO 2＋H2O H2CO3,H2CO3HC＋H＋ (2)①Ca2＋＋2HC CaCO 3↓＋CO2↑＋H2O ②xCO22x O (3)① ②xy/z (4)①a室发生的反应:2H2O－4e－O2↑＋4H＋,H＋通过阳离子交换膜从a室进入b室,发生反应:HC＋H＋CO 2↑＋H2O ②c室发生的反应:2H2O＋2e－2OH－＋H2↑,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH 17．(2015·福建高考·23)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。 (1)①硫离子的结构示意图为。 ②加热时,硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为。 (2)25℃,在0.10 mol·L－1H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH 与c(S2－)关系如下图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。 ①pH=13时,溶液中的c(H2S)＋c(HS－)=mol·L－1。 ②某溶液含0.020 mol·L－1Mn2＋、0.10 mol·L－1H2S,当溶液pH=时,Mn2＋开始沉淀。[已知:K sp(MnS)=2.8×10－13] (3)25℃,两种酸的电离平衡常数如下表: ①HS K=。 ②0.10 mol·L－1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为。 ③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为。 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)硫及其化合物的化学性质; (2)电解质溶液中的电离平衡、溶度积的计算等知识的应用。 【解析】(1)①S2－核外有18个电子,结构示意图为。 ②加热时,C和浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O,化学方程式为C＋2H2SO4(浓) 2SO2↑＋CO2↑＋2H2O。 (2)①根据图象可知,pH=13时,c(S2－)=0.057 mol·L－1,根据物料守恒,c(H2S)＋c(HS－)＋c(S2 －)=0.10 mol·L－1,则c(H S)＋c(HS－)=0.10 mol·L－1－ 2 0.057 mol·L－1=0.043 mol·L－1。 ②由于K sp(MnS)=2.8×10－13,某溶液含0.020 mol·L－1Mn2＋,则开始形成沉淀需要的c(S2－)=K (MnS)÷c(Mn2＋)=2.8×10－13÷0.020 mol·L－1=1.4×10－11mol·L－1,根据图象中c(S2－) sp 与溶液的pH关系可知此时溶液pH=5。 (3)①由电离平衡常数的含义可知:HS的电离平衡常数表达式K=。 ②Na 2SO3在溶液中电离:Na2SO32Na＋＋S,S发生水解反应:S＋H2O HS ＋OH－,水解产生的HS又有部分发生水解反应:HS＋H 2O H2SO3＋OH－,水解是逐步进行的,而且在水中还存在水的电离平衡,主要以盐电离产生的离子为主,所以0.10 mol·L－1Na SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(S)>c(OH－)>c(HS)>c(H＋)。 2 ③由于H 2SO3的K2小于H2CO3的K1,则反应后H2SO3转化为HS而不是S,离子方程式为H 2SO3＋HC HS＋H2O＋CO2↑。 答案:(1)① ②C＋2H2SO4(浓)2SO2↑＋CO2↑＋2H2O (2)①0.043②5 (3)①或 ②c(Na＋)>c(S)>c(OH－)>c(HS)>c(H＋)或[Na＋]>[S]>[OH－]>[HS]>[H＋] ③H 2SO3＋HC HS＋H2O＋CO2↑ 18．(2015·全国卷Ⅰ·28)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题: (1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。该反应的还原产物为。 (2)上述浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为。已知K sp(AgCl)=1.8×10－10,K sp(AgI)=8.5×10－17。 (3)已知反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的ΔH=＋11 kJ·mol－1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ。 (4)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H 2(g)＋I2(g),在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表: 的计算式为。 ②上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min－1,在t=40 min时,v正=min－1。 ③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为(填字母)。 【解析】(1)根据化合价升降规律,结合实验室制取氯气的反应,碘元素的化合价升高,锰元素的化合价降低,所以还原产物为硫酸锰。 (2)==,代入数据可得=≈4.7×10－7。 (3)根据焓变等于反应物键能减去生成物键能可知:2×E H—I－E H—H－E I—I= ＋11 kJ·mol－1,得E H—I=299 kJ·mol－1。 (4)①K==,x(HI)=0.784,x(H2)=x(I2)=(1－0.784)÷2=0.108。 ②平衡时,v正=v逆,k正x2(HI)=k逆x(H2)x(I2), k逆==;v正=k正x2(HI),k正=0.002 7 min－1,在t=40 min时,x(HI)=0.85,代入数据得v正≈ 1.95×10－3min－1。 ③升高温度,正逆反应速率均增大,在图象上v正、v逆均上移;但平衡右移,x(HI)减少,在图象上数值减小,即A点,平衡右移,x(H2)、x(I2)增大,在图象上数值增大,即E点。 答案:(1)MnSO4(或Mn2＋)(2)4.7×10－7(3)299 (4)①K=② 1.95×10－3 ③A、E 19．(2015·全国卷Ⅱ·28)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。 回答下列问题: (1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为。 (2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2: ①电解时发生反应的化学方程式为。 ②溶液X中大量存在的阴离子有。 ③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是(填标号)。 a.水 b.碱石灰 c.浓硫酸 d.饱和食盐水 (3)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量: Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸; Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口; Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收; Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中; Ⅴ.用0.100 0 mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S22I－＋S4),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中: ①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为。 ②玻璃液封装置的作用是。 ③Ⅴ中加入的指示剂通常为,滴定至终点的现象是。 ④测得混合气中ClO2的质量为g。 (4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是(填标号)。 a.明矾 b.碘化钾 c.盐酸 d.硫酸亚铁 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)书写化学方程式时要注意结合题目给出的物质书写产物; (2)注意利用氧化性、还原性进行物质的除杂。 【解析】(1)根据氧化还原反应中得失电子守恒,氯元素的化合价从＋5价降到＋4价,得1个电子,氯酸钾是氧化剂;硫元素的化合价从＋4价升高到＋6价,失去2个电子,亚硫酸钠是还原剂,根据得失电子相等可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1。 (2)①根据图示可知氯化铵和氯化氢反应生成氢气和NCl3,配平即可。 ②根据产物中有氨气生成可知溶液为碱性,存在氢氧根离子,根据元素守恒可知还存在氯离子。 ③ClO2易溶于水,a、d错误;碱石灰不能吸收NH3,b错误。 (3)①ClO2能把碘离子氧化为碘单质,自身被还原为氯离子。 ②由于ClO2有毒,容易逸出进入空气中,所以玻璃液封装置的作用是吸收残余的二氧化氯气体。 ③由于碘单质遇到淀粉变蓝,所以常用的指示剂为淀粉。滴定终点的颜色为溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变。 ④根据方程式可知2ClO2~5I2~10S2,则测得混合气中ClO2的质量为 0.100 0 mol·L－1×0.02 L×67.5 g·mol－1÷5=0.027 00 g。 (4)亚氯酸盐有氧化性,除去它要用有还原性的硫酸亚铁,同时产生的铁离子还能净水。 答案:(1)2∶1 (2)①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 ②Cl－、OH－③c (3)①2ClO2＋10I－＋8H＋2Cl－＋5I2＋4H2O ②吸收残余的二氧化氯气体 ③淀粉溶液溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变 ④0.027 00 (4)d 20．(2015·山东高考·31)毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下: (1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨,目的是。 实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸,除量筒外还需使用下列仪器中的。 a.烧杯 b.容量瓶 c.玻璃棒 d.滴定管 (2) 加入32可除去(滤渣Ⅱ中含()。加入H2C2O4时应避免过量,原因是。 已知:K sp(BaC2O4)=1.6×10－7,K sp(CaC2O4)=2.3×10－9 (3)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2＋的含量,实验分两步进行。 已知:2Cr＋2H＋Cr2＋H2O Ba2＋＋Cr BaCrO4↓ 步骤Ⅰ:移取xmL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用bmol·L－1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V0mL。 步骤Ⅱ:移取ymL BaCl2溶液于锥形瓶中,加入xmL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液,待Ba2＋完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用bmol·L－1盐酸标准液滴定至终点,测得滴 加盐酸的体积为V1mL。 滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为mol·L－1,若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,Ba2＋浓度测量值将(填“偏大”或“偏小”)。 【解题指南】解答本题注意以下两点: (1)配制一定质量分数的溶液和配制一定物质的量浓度的溶液所用的仪器不一样; (2)注意整个化工流程的分析和应用。 【解析】(1)充分研磨可以增大反应物的接触面积,提高反应速率;因为配制的盐酸溶液浓度以质量分数表示,可以计算出浓盐酸的体积和水的体积,所以使用烧杯作为容器进行稀释,用玻璃棒搅拌。 (2)根据流程图和表中数据,加入NH3·H2O调pH为8,只有Fe3＋完全沉淀,故可除去Fe3＋;加入NaOH调pH=12.5,Mg2＋完全沉淀,Ca2＋部分沉淀,所以滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2;根据K sp(BaC2O4)=1.6×10－7可知,H2C2O4过量时Ba2＋转化为BaC2O4沉淀,BaCl2·2H2O产品的产量会减少。 (3)“0”刻度位于滴定管的上方;与Ba2＋反应的Cr的物质的量为(V0b－V1b)/ 1 000 mol,则Ba2＋浓度为mol·L－1;根据计算式,若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,故需消耗的盐酸减少,即V1减小,则Ba2＋浓度测量值将偏大。 答案:(1)增大接触面积从而使反应速率加快a、c (2)Fe3＋Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀,产品的产量减少 (3)上方偏大 21．(2015·天津高考·7)随原子序数递增,八种短周期元素(用字母x表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。 根据判断出的元素回答问题: (1)f在周期表中的位置是。 (2)比较d、e常见离子的半径大小(用化学式表示,下同):>;比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:>。 (3)任选上述元素组成一种四原子共价化合物,写出其电子式:。 (4)已知1 mol e的单质在足量d2中燃烧,恢复至室温,放出255.5 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:。 (5)上述元素可组成盐R:zx4f(gd4)2。向盛有10 mL 1 mol·L－1R溶液的烧杯中滴加1 mol·L－1NaOH溶液,沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下: ①R溶液中,离子浓度由大到小的顺序是。 ②写出m点反应的离子方程式:。 ③若在R溶液中改加20 mL 1.2 mol·L－1Ba(OH)2溶液,充分反应后,溶液中产生沉淀的物质的量为mol。 【解析】从图中的化合价和原子半径的大小,可以推出x是氢元素,y是碳元素,z是氮元素,d 是氧元素,e是钠元素,f是铝元素,g是硫元素,h是氯元素。 (1)f是Al,在元素周期表的位置是第3周期ⅢA族。 (2)电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故r(O2－)>r(Na＋);非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强,HClO4>H2SO4。 (3)四原子共价化合物,可以是NH3、H2O2、C2H2等,其电子式分别为、、 。 (4)1 mol Na的单质在足量O2中燃烧,放出255.5 kJ热量,该反应的热化学方程式为2Na(s)＋O2(g)Na2O2(s)ΔH=－511 kJ·mol－1。 (5)①R是NH4Al(SO4)2,Al3＋比N水解程度更大,离子浓度由大到小的顺序是c(S)>c(N)>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－); ②m点前后过程中加入氢氧化钠,沉淀物质的量不变,是N发生了反应,离子方程式为N ＋OH－NH3·H2O; ③10 mL 1 mol·L－1NH4Al(SO4)2,溶液中Al3＋物质的量为0.01 mol,N的物质的量为 0.01 mol,S的物质的量为0.02 mol,20 mL 1.2 mol·L－1Ba(OH)2溶液中Ba2＋物质 的量为0.024 mol,OH－为0.048 mol,由离子反应先后可知可生成0.02 mol BaSO4沉 淀;OH－先与Al3＋反应生成Al(OH)3,再与N反应,若有剩余再同Al(OH)3反应转化 成Al,经计算可知Al(OH)3还剩余0.002 mol,可知生成沉淀的总物质的量为0.022 mol。 答案:(1)第3周期ⅢA族 (2)r(O2－)>r(Na＋)HClO4>H2SO4 (3) (或或等其他合理答案均可) (4)2Na(s)＋O2(g)Na2O2(s)ΔH=－511 kJ·mol－1 (5)①c(S)>c(N)>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－) ②N＋OH－NH3·H2O ③0.022 22．(2015·天津高考·10)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题: (1)FeCl3净水的原理是。 FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H＋作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示) 。 (2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。 ①若酸性FeCl2废液中c(Fe2＋)=2.0×10－2mol·L－1,c(Fe3＋)=1.0×10－3mol·L－1,c(Cl－)=5.3×10－2mol·L－1,则该溶液的pH约为。 ②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式: □Cl＋□Fe2＋＋□□Cl－＋□Fe3＋＋□。 (3)FeCl3在溶液中分三步水解: Fe3＋＋H 2O Fe(OH)2＋＋H＋K1 Fe(OH)2＋＋H 2O Fe(OH＋H＋K2 Fe(OH＋H 2O Fe(OH)3＋H＋K3 以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是。 通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为:xFe3＋＋ yH O Fe x(OH＋yH＋,欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)。 a.降温 b.加水稀释 c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3 室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是。 (4)天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L－1)表示]的最佳范围约为mg·L－1。 【解析】(1)Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质,可起到净水的作用;钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子,离子方程式是2Fe3＋＋Fe3Fe2＋。 (2)①根据电荷守恒,则溶液中氢离子的浓度是c(Cl－)－2c(Fe2＋)－3c(Fe3＋)=1.0×10－2mol·L－1,所以pH=2; ②根据题意,氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁,则反应物中有氢离子参加,则生成物中有水生成,Cl 的化合价从＋5价降低到－1价,得到6个电子,而Fe的化合价从＋2价升高到＋3价,失去1个电子,根据得失电子守恒,则氯酸根离子的化学计量数为1,Fe2＋的化学计量数为6,则铁离子的化学计量数也是6,氯离子的化学计量数是1,根据电荷守恒,则氢离子的化学计量数是6,水的化学计量数是3,即Cl＋6Fe2＋＋6H＋Cl－＋6Fe3＋＋3H 2O。 (3)铁离子的水解分为三步,且水解程度逐渐减弱,所以水解平衡常数逐渐减小,则K1>K2>K3;该水解为吸热反应,所以降温,平衡逆向移动;加水稀释,则水解平衡正向移动;加入氯化铵,氯化铵溶液为酸性,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;加入碳酸氢钠,则消耗氢离子,所以氢离子浓度降低,平衡正向移动,所以答案选b、d;从反应的离子方程式中可知,氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成,所以关键步骤是调节溶液的pH。 (4)由题中图象可知,聚合氯化铁的浓度在18~20 mg·L－1时,去除率达到最大值,污水的浑浊度减小。 答案:(1)Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质2Fe3＋＋Fe3Fe2＋ (2)①2②166H＋163H2O (3)K1>K2>K3b、d调节溶液的pH (4)18～20 23．(2015·海南高考·15)银是一种贵金属,古代常用于制造钱币及装饰器皿,现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题: (1)久存的银制品表面会变黑,失去银白色光泽,原因是。 (2)已知K sp(AgCl)=1.8×10－10,若向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入 50 mL 0.020 mol·L－1的盐酸,混合后溶液中Ag＋的浓度为mol·L－1,pH为。 (3)AgNO3光照易分解,生成Ag和红棕色气体等物质,其光照分解反应的化学方程式为。 (4)右图所示原电池正极的反应式为。 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)化学反应原理的理解与应用; (2)电化学中电极反应式的书写。 【解析】(1)根据金属的腐蚀原理可知Ag变黑是发生了化学腐蚀的缘故; (2)根据反应中HCl和硝酸银的物质的量可知HCl过量,则计算剩余的氯离子的物质的量浓度为(0.02－0.018)mol·L－1/2=0.001 mol·L－1,根据AgCl的溶度积的表达式计算即可,即c(Ag ＋)==mol·L－1=1.8×10－7mol·L－1;因为该反应中氢离子未参加反应,所以溶液的体积变为100 mL时,氢离子的浓度为 0.01 mol·L－1,则pH=2; (3)根据氧化还原反应理论,硝酸银分解生成Ag和二氧化氮气体,元素化合价均降低,因此该反应中有氧气生成(氧化还原反应中化合价有降必有升,氧元素化合价升高)。 (4)该原电池的实质是Cu与银离子发生置换反应生成Ag单质,所以正极是生成Ag单质的还原反应。 答案:(1)Ag在空气中易与氧气和含硫化合物反应,发生化学腐蚀 (2)1.8×10－7 2 (3)2AgNO32Ag↓＋2NO2↑＋O2↑ (4)Ag＋＋e－Ag 24．(2015·海南高考·16)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料,回答下列问题: (1)氨的水溶液显弱碱性,其原因为(用离子方程式表示),0.1 mol·L－1的氨水中加入少量NH4Cl固体,溶液的pH(填“升高”或“降低”);若加入少量明矾,溶液中N的浓度(填“增大”或“减小”)。 (2)硝酸铵加热分解可得到N2O和H2O,250℃时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该分解反应的化学方程式为,平衡常数表达式为; 若有1 mol硝酸铵完全分解,转移的电子数为mol。 (3)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示,若生成1 mol N2,其 ΔH=kJ·mol－1。 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)氮及其化合物的性质及转化; (2)电解质溶液中电离平衡、水解平衡以及化学平衡、反应中的能量变化等化学反应原理知识的理解与应用。 【解析】(1)氨水中一水合氨部分电离生成铵根离子和氢氧根离子,使溶液呈碱性;若加入氯化铵,铵根离子浓度增大,电离平衡逆向移动,氢氧根离子浓度减小,pH减小;若加入明矾,Al3＋水解消耗OH－,使NH3·H2O的电离反应正向移动,c(N)增大。 (2)硝酸铵分解生成N O和H2O为可逆反应,因此化学方程式为NH4NO3(s)N2O(g)＋ 2H2O(g)(250℃时,水为气态),则K=c(N2O)c2(H2O);硝酸铵中氮元素化合价分别从－3和＋5价均变为＋1价,因此转移电子数为4个,每有1 mol硝酸铵反应转移电子数为4 mol。 (3)N2O＋NO N2＋NO2,根据图示每生成1 mol氮气, ΔH=209 kJ·mol－1－348 kJ·mol－1=－139 kJ·mol－1。 答案:(1)NH 3·H2O N＋OH－降低增大 (2)NH4NO3N2O↑＋2H2O↑K=c(N2O)c2(H2O) 4 (3)－139 25．(2015·江苏高考·16)以磷石膏(主要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。 (1)匀速向浆料中通入CO2,浆料清液的pH和c(S)随时间变化见下图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式为;能提高其转化速率的措施有(填序号)。 ················································( ) A．搅拌浆料 B．加热浆料至100℃ C．增大氨水浓度 D．减小CO2通入速率 (2)当清液pH接近 6.5时,过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为和(填化学式);检验洗涤是否完全的方法是。 (3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2＋)增大的原因是。 【解析】(1)清液pH>11时,通入CO2,CO2在碱性条件下转化为C,CaSO4与C反应转化为CaCO3和S。搅拌浆料、增大氨水浓度能提高转化速率,但加热浆料至100℃,氨水易挥发,CO2会逸出,转化速率降低。 (2)清液的pH接近6.5时,为弱酸性,滤液中阴离子有S、HC。根据沉淀转化的反应,沉淀中可能含有(NH4)2SO4,可通过检验最后一次洗涤液中是否含有S来检验沉淀是否洗涤完全。 (3)NH4Cl的水解吸热,浸取液温度上升,N水解程度增大,溶液中c(H＋)增大,促进固体中Ca2＋浸出。 答案:(1)CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2CaCO3＋2N＋S＋H2O或CaSO4＋C CaCO3＋S A．C (2)S HC取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl 2溶液,若不产生白色沉淀,则表明已洗涤完全 (3)浸取液温度上升,溶液中c(H＋)增大,促进固体中Ca2＋浸出 26．(2015·江苏高考·18)软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O,反应的化学方程式为MnO2＋SO2MnSO4。 (1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化L(标准状况)SO2。 (2)已知:K sp[Al(OH)3]=1×10－33,K sp[Fe(OH)3]=3×10－39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度均小于1×10－6mol·L－1),需调节溶液pH范围为。 (3)下图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需控制结晶温度范围为。 (4)准确称取0.171 0 g MnSO4·H2O样品置于锥形瓶中,加入适量H3PO4和NH4NO3溶液,加热 第八章 电解质溶液 一、基本内容 电解质溶液属第二类导体，它之所以能导电，是因为其中含有能导电的阴、阳离子。若通电于电解质溶液，则溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；同时在电极/溶液的界面上必然发生氧化或还原作用，即阳极上发生氧化作用，阴极上发生还原作用。法拉第定律表明，电极上起作用的物质的量与通入的电量成正比。若通电于几个串联的电解池，则各个电解池的每个电极上起作用的物质的量相同。 电解质溶液的导电行为，可以用离子迁移速率、离子电迁移率(即淌度)、离子迁移数、电导、电导率、摩尔电导率和离子摩尔电导率等物理量来定量描述。在无限稀释的电解质溶液中，离子的移动遵循科尔劳乌施离子独立移动定律，该定律可用来求算无限稀释的电解质溶液的摩尔电导率。此外，在浓度极稀的强电解质溶液中，其摩尔电导率与浓度的平方根成线性关系，据此，可用外推法求算无限稀释时强电解质溶液的极限摩尔电导率。 为了描述电解质溶液偏离理想稀溶液的行为，以及解决溶液中单个离子的性质无法用实验测定的困难，引入了离子强度、离子平均活度、离子平均质量摩尔浓度和平均活度因子等概念。对稀溶液，活度因子的值可以用德拜－休克尔极限定律进行理论计算，活度因子的实验值可以用下一章中的电动势法测得。 二、重点与难点 1．法拉第定律：nzF Q =，式中法拉第常量F =96485 C·mol -1。若欲从含有M z +离子的溶液中沉积出M ，则当通过的电量为Q 时，可以沉积出的金属M 的物质的量n 为： F Q n Z += ，更多地将该式写作F Q n Z =，所沉积出的金属的质量为：M F Q m Z = ，式中M 为金属的摩尔质量。 2．离子B 的迁移数：B B B Q I t Q I ==，B B 1t =∑ 3．电导：l A κl A R G ρ=?== 11 (κ为电导率，单位：S·m -1) 电导池常数：cell l K A = 4．摩尔电导率：m m V c κ Λκ== (c ：电解质溶液的物质的量浓度, 单位：mol·m -3, m Λ的单位：2 -1 S m mol ??) 5．科尔劳乌施经验式：m m (1ΛΛ∞=- 实验八电解质溶液（微型实验） 一、实验目的 1.了解可溶电解质溶液的酸碱性。 2.了解弱电解质的电离或离解平衡及其移动。 3.了解难溶电解质的多相离子平衡及其移动。 4.学习固体与液体的分离、微型仪器的使用以及pH试纸的使用等基本操作。 5.加深对同离子效应、缓冲溶液等概念的理解，并学习缓冲溶液的配制及性质检验。 二、实验原理 根据测定溶液pH，可确定溶液的酸碱性。pH>7的溶液显碱性，pH<7的溶液显酸性，pH=7的溶液显中性。 往弱电解质的解离子平衡系统中加入含有相同离子的强电解质，则解离子平衡向生成弱电解质的方向移动，使弱电解质的解离度降低。这个效应叫做同离子效应。根据同离子效应，解离理论认为由弱酸及其盐或弱碱及其盐所组成的混合溶液，能在一定程度上对外来酸或外来碱起缓冲作用，即当加入少量酸或碱时，此混合溶液的PH基本上保持不变，这种溶液叫缓冲溶液。 在难溶电解质的饱和溶液中，未溶解固体与溶解后形成的离子间存在着多相离子平衡。如果设法降低上述平衡中某一离子的浓度，使离子浓度的乘积小于其浓度积，则沉淀就溶解。反之，如果在难溶电解质的饱和溶液中加入含有相同离子的强电解质，由于同离子效应，会使难溶电解质的溶解度降低。 如果溶液中含有两种或两种以上的离子都能与加入的某种试剂（沉淀剂）反应。生成难溶电解质，沉淀的先后次序取决于沉淀剂浓度的大小。所需沉淀剂离子浓度较小的先沉淀，较大的后沉淀。这种先后沉淀的现象叫做分步沉淀。只有对同一类型的难溶电解质，才可按它们的溶度积大小直接判断沉淀生成的先后次序；对于不同类型的难溶电解质，生成沉淀的先后次序需计算出它们所需沉淀剂离子浓度的大小来确定。利用此原理。可将某些混合离子分离提纯。 使一种难溶电解质转化为另一种更难溶电解质，即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程，叫做沉淀的转化。因此，可以把一种沉淀转化为更难溶（即溶解度 历年高考选择题分类汇编（15） 电解质溶液 1．(88全国)0.1 mol的下列氧化物，分别加入1 L0.1 mol / L NaOH溶液中，形成的溶液的pH值最小的是 A. 二氧化氮 B. 二氧化碳 C. 二氧化硫 D. 三氧化硫2．(88全国)将pH值为8的NaOH溶液与pH值为10的NaOH溶液等体积混合后，溶液中氢离子浓度最接近于 A. 2×10－10 mol / L B. 1 2 (10－8＋10－10) mol / L C. (10－8＋10－10) mol / L D. (1×10－14－5×10－5) mol / L 3．(88全国)99 mL 0.1 mol / L盐酸和101 mL 0.05 mol / L氢氧化钡溶液相混合后，溶液的pH值为 A. 1.7 B. 10.7 C. 11 D. 11.3 4．（89全国）90℃时水的离子积K w＝3.8×10-13，该温度时纯水的pH值 A.等于7 B.小于7 C.大于7 D.无法确定5．（89全国）pH值和体积都相同的醋酸和硫酸，分别跟足量的碳酸钠溶液反应，在相同条件下，放出二氧化碳气体的体积是 A.一样多 B.醋酸比硫酸多 C.硫酸比醋酸多 D.无法比较6．（89全国）在100 mL 0.1 mol / L醋酸溶液中，欲使醋酸的电离度和溶液的pH值都增大，可以采用的方法是 A 加少量1 mol / L氢氧化钠溶液B.加少量1 mol / L盐酸 C.加100 mL水 D.加热 7．（89全国）99 mL 0.5 mol / L硫酸跟101 mL 1 mol / L氢氧化钠溶液混合后，溶液的pH值为 A. 0.4 B. 2 C. 12 D.13.6 8．（90全国）下列说法正确的是 A.酸式盐的溶液一定显酸性 B.只要酸与碱的物质的量浓度和体积分别相等，它们反应后的溶液就呈现中性 C.纯水呈中性是因为水中氢离子物质的量浓度和氢氧根离子的物质的量浓度相等 D.碳酸溶液中氢离子物质的量浓度是碳酸根离子物质的量浓度的二倍 9．（90全国）把80 mL NaOH溶液加入到120 mL盐酸中，所得溶液的pH值为2．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. 0.5 mol / L B. 0.1 mol / L C. 0.05 mol / L D. 1 mol / L 10．（90全国）将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)。此时溶液中氢离子浓度约为 A. 4×l0-3 mol / L B. 2×l0-3 mol / L C. 1×l0-3 mol / L D. 1×l0-7 mol / L 11．（91全国）已知一种c(H+)＝1×10-3 mol／L的酸和一种c(OH－)＝1×10-3mol／L 的碱溶液等体积混合后溶液呈酸性，其原因可能是 A. 浓的强酸和稀的强碱溶液反应 B. 浓的弱酸溶液和稀的强碱溶液反应 第八章电解质溶液 1.在300K、100kPa压力下，用惰性电极电解水以制备氢气。设所用直流电的强度为S A，电流效率为100%。如欲获得1m'H,C剖，需通电多少时间？如欲获得1m'O,C剖，需通电多少时间？已知在该温度下水的饱和蒸气压为3565Pa。 2.用电解NaCl水溶液的方法制备NaOH，在通电一段时间后，得到了浓度为1.0mo!?dm-3的Na OH溶液0. 6dm3，在与之串联的铜库仑计中析出了30.4g Cu(s）。计算该电解池的电流效率。 3.用银电极来电解AgN O，水溶液，通电一定时间后，在阴极上有0.078g的Ag(s）析出。经分析知道阳极部含有水23.14g、Ag N Oa o.236g o已知原来所用溶液的浓度为每克水中溶有Ag N03 0.00739g，试分别计算A矿和N03的迁移数。 4.在298K时，用Ag I AgCl为电极，电解KC！的水溶液，通电前溶液中KC！的质量分数为四（KCl) =l.4941×10-3，通$..后在质量为120.99g的阴极部溶液中四（KCl)=l.9404×103，串联在电路中的银库仑计中有160.24mg的Ag沉积出来，求K＋和Cl的迁移数。 5.在298K时，用Pb(s）作电极电解Pb(N0,)2溶液，该溶液的浓度为每1000g水中含有Pb(N03)2 1 6.64g，当与电解池串联的银库仑计中有0.1658g银沉积时就停止通电。已知阳极部溶液质量为62.50 g，经分析含有Pb(N0,)2l.151g，计算Pb2＋的迁移数。 6.以银为电极电解氧化银饵（KCN+AgCN）溶液时，Ag(s）在阴极上析出。每通过1mol电子的电荷量，阴极部失去 1.40mol的Ag＋和0.8mo！的CN一，得到0.6mol的K＋，试求： (1）氧化银何配合物的化学表达式［Ag”CCN)m J?中n、m、z的值3 (2）氟化银饵配合物中正、负离子的迁移数。 2020高考化学试题分类汇编 -电解质溶液 1．（2020全国卷1）．下列叙述正确的是 A ．在醋酸溶液的pH a =，将此溶液稀释1倍后，溶液的pH b =，则a b ＞ B ．在滴有酚酞溶液的氨水里，加入4NH Cl 至溶液恰好无色，则此时溶液的pH 7＜ C ．31.010mol/L -?盐酸的pH 3.0=，81.010mol/L -?盐酸的pH 8.0= D ．若1mL pH 1=的盐酸与100mL NaOH 溶液混合后，溶液的pH 7=则NaOH 溶液的pH 11= 【解析】A 若是稀醋酸溶液稀释则C(H +)减小，pH 增大，b ＞a ，故A 错误；B 酚酞的变色范围是pH= 8.0～10.0（无色→红色），现在使红色褪去，pH 不一定小于7，可能在7~8之间，故B 错误；C 常温下酸的pH 不可能大于7，只能无限的接近7；D 正确，直接代入计算可得是正确，也可用更一般的式子：设强酸pH=a ，体积为V 1；强碱的pH=b ，体积为V 2,则有10-a V 1=10-(14-b)V 210142 1-+=? b a V V ，现在V1/V2=10-2,又知a=1,所以b=11 【答案】D 【命题意图】考查弱电解质的稀释，强酸的无限稀释，指示剂的变色范围，强酸与强碱的混合pH 的计算等基本概念 【点评】本题在第一轮复习至第三轮复习无时不在强调的基本问题考查就是第二册第三章的问题，这次居然没有考离子浓度大小比较，而考这些，很简单，大家都喜欢！ （2020全国2）9．下列叙述正确的是 A ．在醋酸溶液的pH a =，将此溶液稀释1倍后，溶液的pH b =，则a b ＞ B ．在滴有酚酞溶液的氨水里，加入4NH Cl 至溶液恰好无色，则此时溶液的pH 7＜ C ．31.010mol/L -?盐酸的pH 3.0=，81.010mol/L -?盐酸的pH 8.0= 2009-2013年高考化学试题分类解析汇编：电化学基础 2009年高考化学试题 1．(09广东理科基础?25)钢铁生锈过程发生如下反应： ①2Fe ＋O 2＋2H 2O ＝2Fe(OH)2； ②4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O ＝4Fe(OH)3； ③2Fe(OH)3＝Fe 2O 3＋3H 2O 。下列说法正确的是 A ．反应①、②中电子转移数目相等 B ．反应①中氧化剂是氧气和水 C ．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D ．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀 2．(09安徽卷?12)Cu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取。Cu 2O 的电解池示意图如下，点解总反应：2Cu ＋H 2O Cu 2O ＋H 2O ↑。下列说法正确的是 A ．石墨电极上产生氢气 B ．铜电极发生还原反应 C ．铜电极接直流电源的负极 D ．当有0.1mol 电子转移时，有0.1molCu 2O 生成。 2．(09江苏卷?12)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是 A ．该电池能够在高温下工作 B ．电池的负极反应为： C 6H 12O 6＋6H 2O －24e － =6CO 2↑＋24H ＋ C ．放电过程中，+ H 从正极区向负极区迁移 D ．在电池反应中，每消耗1mol 氧气，理论上能生成标准状况下CO 2气体22.4 6 L 3．(09浙江卷?12)市场上经常见到的标记为Li —ion 的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li + 的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为： Li ＋2Li 0.35NiO 2 2Li 0.85NiO 2 下列说法不正确的是 A ．放电时，负极的电极反应式：Li ? e -＝Li + B ．充电时，Li 0.85NiO 2既发生氧化反应又发生还原反应 C ．该电池不能用水溶液作为电解质 D ．放电过程中Li + 向负极移动 4．(09广东理科基础?34)下列有关电池的说法不正确的是 A ．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B ．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C ．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D ．锌锰干电池中，锌电极是负极 5．(09福建卷?11) 控制适合的条件，将反应2Fe 3＋ ＋2I － 2Fe 2＋ ＋I 2设计成如右图所示的原电池。下列判断不 正确的是 A ．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B ．反应开始时，甲中石墨电极上Fe 3＋ 被还原 C ．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D ．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl 2固定，乙中石墨电极为负极 6．(09广东化学?10)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法正确的是 A ．锡青铜的熔点比纯铜高 B ．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用 C ．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 放电 充电 第八章 电解质溶液练习 一、选择题： 1. 6683在0.1 mol ·dm -3 NaH 2PO 4溶液中，离子浓度由大至小的顺序是………………（ ） （ 1K ≈ 10-3， 2K ≈ 10-8， 3K ≈ 10-13） (A)Na +，H PO 24-，H PO 42-，H 3PO 4，PO 43- (B)Na +，H PO 24-，H PO 42-，PO 4 3-，H 3PO 4 (C)Na +，H PO 42-，H PO 24-，H 3PO 4，PO 43- (D)Na +，H PO 42-，H PO 24-，PO 4 3-， H 3PO 4 2. 7457下列物质质子碱碱性最强的是………………………………………………… （ ） (A)N H 2- (B)PH 2- (C) CN - (D) HS - 3. 7397 在H 3PO 4溶液中加一定量的NaOH 后，溶液pH = 10.00，其中浓度最大的物种是…（ ） (A) H 3PO 4 (B)H PO 24- (C)H PO 42- (D)PO 4 3- 4. 1304 下列物质中不是一元酸的是……………………………………………… （ ） (A) CH 3COOH (B) H 3PO 2 (C) HNO 2 (D) H 3PO 3 5. 6685 有0.050 dm 3含0.10mol ·dm -3 [Fe(H 2O)6]3+的溶液，当向其中加入0.050 dm 3含 0.02 mol ·dm -3 NaOH 溶液时，有棕色沉淀生成，此时溶液为……………………………（ ） (A) 碱性 (B) 酸性 (C) 中性 (D) 无法知道 6. 65060.20 mol ·dm -3甲酸溶液中3.2 %的甲酸已电离，它的电离常数是………………（ ） (A) 9.6 ? 10-3 (B) 2.1 ? 10-4 (C) 1.25 ? 10-6 (D) 4.8 ? 10-5 7. 6681 恒温下，某种溶液的一级电离常数约为1.7 ? 10-5，并有1.3 %电离成离子，该溶液的浓度是………………………………………………………………………………… （ ） (A) 0.10 mol ·dm -3 (B) 0.13 mol ·dm -3 (C) 1.3 mol ·dm -3 (D) 2.0 mol ·dm -3 8. 6673 将0.01 mol NaOH 加到下列溶液中，NaOH 溶解后，溶液的pH 值变化最小的是…（ ） (A) 0.10 dm 3 0.01 mol ·dm -3 H 3PO 4 (B)0.10 dm 3 0.01 mol ·dm -3 HNO 3 (C)0.10 dm 3 0.2 mol ·dm -3 Hac (D)0.10 dm 3 0.2 mol ·dm -3 HNO 3 9.6666 0.045 mol ·dm -3 KNO 2溶液的pH = 8.0，则HNO 2的K a 是……………………（ ） (A) 4.5 ? 10-2 (B) 4.5 ? 10-10 (C) 4.5 ? 10-8 (D) 4.5 ? 10-4 10. 6664 0.5 dm 3的0.6 mol ·dm -3 HF 溶液，欲使电离度增加到原先的4倍，应将原溶液稀释到……………………………………………………………………………… （ ） (A) 4 dm 3 (B) 5 dm 3 (C) 6 dm 3 (D) 8 dm 3 11.6643 欲使 0.10 mol ·dm -3醋酸溶液的pH 值增加，应加入的物质是………………（ ） (A) NaHSO 4 (B) HClO 4 (C) NH 4NO 3 (D) K 2CO 3 12. 6629 pH = 3和pH = 5的两种HCl 溶液，以等体积混合后，溶液的pH 是：………（ ） (A) 3.0 (B) 3.3 (C) 4.0 (D) 8.0 13. 6609 为测定某一元弱酸的电离常数，将待测弱酸溶于水得50 cm 3溶液，把此溶液分成两等份。一份用NaOH 中和，然后与另一份未被中和的弱酸混合，测得此溶液pH 为4.00，则此弱酸的K a 为…………………………………………………………………………（ ） (A) 5.0 ? 10-5 (B) 2.0 ? 10-4 (C) 1.0 ? 10-4 (D) A, B, C 均不对 高考复习电解质溶液分类汇编（2011—2013） 5、下列有关电解质溶液的说法正确的是 A 、在蒸馏水中滴加浓H2SO4，K W 不变 B 、CaCO 3难溶于稀硫酸，也难溶于醋酸 C 、在Na 2S 稀溶液中，c(H +)=c(OH -)-2c(H 2S)-c(HS -) D 、NaCl 溶液和CH 3COONH 4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同 【解析】该题考查电解质溶液的基本知识。A 选项在蒸馏水中滴加浓H 2SO 4，放出热量，溶液温度升高，K W 变大，错误。B 选项CaCO 3难溶于稀硫酸，但能难溶于醋酸，错误。C 选项时溶液中的质子守恒，正确。D 选项CH 3COONH 4双水解，促进水的电离，水的电离程度增大，错误。 答案：C 12、右图表示溶液中c(H ＋)和c(OH －)的关系，下列判断错误的是 A.两条曲线间任意点均有c(H ＋)×c(OH －)＝Kw B.M 区域内任意点均有c(H ＋)＜c(OH －) C.图中T 1＜T 2 D.XZ 线上任意点均有pH ＝7 19.部分弱酸的电离平衡常数如下表： 】AD A.2CN -+H 2O+CO 2→2HCN+CO 32- B.2HCOOH+CO 32-→2HCOO -+H 2O+CO 2↑ C.中和等体积、等pH 的HCOOH 和HCN 消耗NaOH 的量前者小于后者 D.等体积、等浓度的HCOONa 和NaCN 溶液中所含离子总数前者小于后者 12．25℃时，用浓度为0.1000 mol·L －1的NaOH 溶液滴定20.00 mL 浓度均为0.1000 mol·L －1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：HZ ＜HY ＜HX B ．根据滴定曲线，可得K a (HY)≈10－5 C ．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 ＋) D ．HY 与HZ 混合，达到平衡时：c (H ＋)＝(HY)(HY)(Y ) a K c c ＋c (Z －)＋c (OH －) 第八章 电解质溶液 一、基本公式和内容提要 1、Faraday （法拉第）定律 B Q n z F += (8 - 1 - 1) B B Q m M z F += (8 – 1 -2) 2、离子电迁移率和迁移数 E E r u r u l l ++ ==d d ,d d -- （8-2-1） def B B I t I = (8-2-2) I r I r t t I r r I r r +++++= == = ++,-- --- (8-2-3) u u t t u u u u + +++== ++, --- - (8-2-4) B 11t t t t t +++=∑=∑+∑=,-- (8-2-5) m,+ m, m m t t ΛΛΛΛ∞∞+∞∞==, -- (8-2-6) m,++m,u F u F ΛΛ∞∞ ∞∞ ==,-- (8-2-7) 3、电导、电导率、摩尔电导率 1I G R U == - (8-3-1) 1A G l κκ ρ = =, （8-3-2） def m m V c κ Λκ= = （8-3-3） cell 1 l K R R A κρ = == (8-3-4) 4、Kohlrausch(科尔劳奇)经验式 m m 1c ΛΛβ∞ =-() 5、离子独立移动定律 m m ,+m ,-m m ,+v v ΛΛΛΛΛΛ∞∞∞∞∞∞ +-=+=+, (8-5) 6、Ostwald （奥斯特瓦尔德）稀释定律 m m ΛαΛ∞= （8-6-1） 2 m m m m C c c K ΛΛΛΛ∞∞=-() （8-6-2） 7、离子的平均活度、平均活度因子和电解质的平均质量摩尔浓度 111def def def v v v v v v v v v a a a m m m γγγ+-+-+-±+ - ±+ - ±+- ===(), (), () （8-7-1） B v v v m a a a a a m γ+-± ±±+-± ===, （8-7-2） 1、 离子强度 def 2B B B 1 2I m z ∑= (8-8) 9、Debye-Huckel(德拜-休克尔)的极限定律 z A z I γ±+- =-lg (8-9-1) z 1B A z I a I γ+-±= +lg - (8-9-2) 电解质溶液之所以能导电，是由于溶液中含有能导电的正、负离子。若通电于电解质溶 液，正、负离子将朝相反方向移动，电极上就有氧化还原反应发生。电极上起作用的物质的质量与通入的电荷量及该物质的摩尔质量成正比，这可利用faraday 定律进行计算。为了描述电解质溶液的导电行为，引入了离子的迁移速率r +(r -)、离子的电迁移率（也称为离子淌度）u u +-()、离子的迁移数t t +-()、电导G 、电导率κ和摩尔电导率Λm 等概念。由于在电解质溶液中正、负离子总是同时存在，单个离子的性质无法用实验测定，为了描述电解质溶液偏离理想的行为，引入了离子平均活度γ±、离子平均质量摩尔浓度m ±和离子平均活度a ±等概念。引入离子强度I 是为了表示离子浓度和离子价数对平均活度因子的影响。若是强电解质的稀溶液，其离子平均活度因子γ±的理论值可以用Debye-Huckel 极限定律计算，实验值可以用电动势法测定（见第九章）。 迁移数 迁移数的定义是指某种离子产生的电流与溶液中总电流的比值I I +-(),后来还扩展为某种离子迁移的电荷量占通过电池电荷量的分数Q Q +-()、某种离子的迁移速率占所有离子速率加和的分数[]r r r ++-+()、某种离子的电迁移率占所有离子电迁移率加和的分数 []u u u ++-+()、某种离子的摩尔电导率占电解质总摩尔电导率的分数[]++-ΛΛ+Λ()等。迁移 数总是等于后小于1的分数，溶液会走所有离子迁移数的加和等于1。无论是在原电池还是在电解池中，离子在电场的作用下总是做定向移动，阴离子迁向阳极（不一定是正极），阳离子迁向阴极（不一定是负极）。对于只含一种电解质的溶液，若正、负离子的电价相同，则离子迁移的速率也快，迁移的电荷量就越多，迁移数也就越大。但是在混合电解质溶液中，由于离子之间的相互作用，情况就比较复杂。改变外压，可以影响离子的迁移速率，但一般不改变离子的迁移数，因为正、负离子的移动速率成比例地同时改变。 测定迁移数的方法主要有三种: (1) Hittorf （希托夫）法 由于离子在迁移过程中，中部离子的浓度基本不变，只要 分析阴极不（或阳极部）离子浓度的变化，知道离子迁移的方向和电极上发生的反应，就可以计算离子的迁移数。实验比较容易掌握，但计算稍麻烦一点。 实验四 电解质溶液 一、实验目的 1．掌握并验证同离子效应对弱电解质解离平衡的影响； 2．学习缓冲溶液的配制，并验证其缓冲作用； 3．掌握并验证浓度、温度对盐类水解平衡的影响； 4. 了解沉淀的生成和溶解条件以及沉淀的转化。 二、实验原理 弱电解质溶液中加入含有相同离子的另一强电解质时，使弱电解质的解离程度降低，这种效应称为同离子效应。 弱酸及其盐或弱碱及其盐的混合溶液，当将其稀释或在其中加入少量的酸或碱时，溶液的pH 值改变很少，这种溶液称作缓冲溶液。缓冲溶液的pH 值（以HAc 和NaAc 为例）可用下式计算： ) Ac ()HAc (lg p )()(lg p pH θa θa --=-=c c K c c K 盐酸 在难溶电解质的饱和溶液中，未溶解的难溶容电解质和溶液中相应的离子之间建立了多相离子平衡。例如在PbI 2饱和溶液中，建立了如下平衡： PbI 2 (固) Pb 2+ + 2I - 其平衡常数的表达式为θsp K = c (Pb 2+) · c (I -)2，称为溶度积。 根据溶度积规则可判断沉淀的生成和溶解，当将Pb(Ac)2和KI 两种溶液混合时 如果： c (Pb 2+)· c (I -)2 ＞θ sp K 溶液过饱和，有沉淀析出。 c (Pb 2+)· c (I -)2 ＝θsp K 饱和溶液。 c (Pb 2+)· c (I -)2＜θsp K 溶液未饱和，无沉淀析出。 使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质，即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化，对于同一种类型的沉淀，溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。对于不同类型的沉淀，能否进行转化，要具体计算溶解度。 三、仪器和药品 仪器：试管，试管架，试管夹，离心试管，小烧杯（100mL 或50mL ），量筒（10mL ），洗瓶，点滴板，玻璃棒，酒精灯（或水浴锅），离心机（公用）。 2012年高考化学试题分类汇编——电解质溶液 1.［2012·江苏化学卷10］下列有关说法正确的是 A.CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0 B.镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈 C.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△H＜0，其他条件不变时升高温度，反应速率Ｖ(H2)和氢气的平衡转化率均增大 D.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 B 解析：本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题，着力考查学生对熵变、焓变，水解反应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。 A.分解反应一般是常识吸热反应，熵变、焓变都大于零，仅在高温下自发。内容来源于《选修四》P34-P36中化学方向的判断。 B.铁比铜活泼，组成的原电池中铁为负极，更易被氧化。 C.据平衡移动原理，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡转化率减小。 D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是吸热反应，越热越电离，水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大。 2.［2012·江苏化学卷13］下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是 D 解析：本题属于常规实验与基本实验考查范畴。 A.向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl 溶液和CuSO 4溶液，虽然实验现象均有固体析出，但一是盐析，一是变性；一是可逆变化，一是不可逆变化。 B.向溶液中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO 3)2溶液，出现白色沉淀就得出溶液X 中一定含有SO 42－是不合理的，若溶液中有SO 32－也出现白色沉淀。 C.向一定浓度的Na 2SiO 3溶液中通入适量CO 2气体，出现白色沉淀，结论应为H 2CO 3的酸性比H 2SiO 3强。 D.向浓度均为0.1 mol ·L －1NaCl 和NaI 混合溶液中滴加少量AgNO 3溶液，出现黄色沉淀，说明沉淀向着溶解度更小的方向转化，结论应该是Ksp(AgCl) ＞Ksp(AgI)。 【备考提示】常见物质的制备、分离提纯、除杂和离子检验等都是学生必备的基本实验技能，我们要在教学中不断强化，反复训练，形成能力。 3. ［2012·江苏化学卷15］25℃，有c(CH 3COOH)＋c(CH 3COO －)=0.1 mol ·L －1的一组醋酸和醋酸钠混合溶液，溶液中c(CH 3COOH)、c(CH 3COO －)与pH 值的关系如图所示。下列有关离子浓度关系叙 述正确的是 A.pH =5.5溶液中： c(CH 3COOH)＞c(CH 3COO －)＞c(H ＋)＞c(OH －) B.W 点表示溶液中： c(Na ＋)＋c(H ＋)=c(CH 3COO －)＋c(OH －) 第八章 电解质溶液 I 、选择题 1、298 K 时，当H 2SO 4溶液的质量摩尔浓度从0.01mol/kg 增加到0.1mol/kg 时，其电导率κ和摩尔电导率Λm 将( ) A 、κ减小，Λm 增加 B 、κ增加，Λm 增加 C 、κ减小，Λm 减小 D 、κ增加，Λm 减小 2、用同一电导池分别测定质量摩尔浓度为m 1 = 0.01 mol/kg 和m 2 = 0.1 mol/kg 的两种电解质溶液，其电阻R 1 = 1000Ω，R2 = 500Ω，则它们的摩尔电导率之比Λm, 1：Λm, 2( ) A 、1：5 B 、5：1 C 、10：5 D 、5：10 3、298 K 时，在含下列离子的无限稀释溶液中，离子的摩尔电导率最大的是( )。 A 、Al 3+ B 、Mg 2+ C 、H + D 、K + 4、CaCl 2的电导率与其离子的摩尔电导率的关系是( ) A 、Λm, CaCl2 = Λm, Ca 2+ + Λm, Cl - B 、Λm, CaCl2 = 1/2 Λm, Ca 2+ + Λm, Cl - C 、Λm, CaCl2 = Λm, Ca 2+ + 2 Λm, Cl - D 、Λm, CaCl2 = 2 (Λm, Ca 2+ + Λm, Cl -) 5、 已知+A 、0.82 B 、0.18 C 、0.34 D 、0.66 6、298K 时，有质量摩尔浓度均为0.001 mol/kg 的下列电解质溶液，其离子平均活度因子最大的是( ) A 、CuSO 4 B 、CaCl 2 C 、LaCl 3 D 、NaCl 7、质量摩尔浓度为1.0 mol/kg 的K 4[Fe(CN)6]溶液的离子强度为( ) A 、15 mol/kg B 、10 mol/kg C 、7 mol/kg D 、4 mol/kg 8、质量摩尔浓度为m 的FeCl 3溶液(设其能完全解离)，平均活度因子为γ±，则FeCl 3的活度a 为( ). A 、)(4 m m ±γ B 、44)(4 m m ±γ C 、)(44 m m ±γ D 、44)(27 m m ±γ 9、298K 时，有相同浓度的NaOH(1)和NaCl(2)溶液，两种溶液中Na +的迁移数t +和t -之间的关系为( ) A 、t + = t - B 、t + > t - C 、t + < t - D 、无法比较 10、NaCl 稀溶液的摩尔电导率Λm 与Na +，Cl -的电迁移率u +，u -之间的关系为( ) A 、Λm = u + + u - B 、Λm = u +/F + u -/F C 、Λm = u +F+ u -F D 、Λm = u + × u - 11、Al 2(SO 4)3的化学势μ与Al 3+，SO 42-的化学势μ+，μ-之间的关系为( ) A 、μ = μ+ + μ- B 、μ = 2μ+ + 3μ- C 、μ = 3μ+ + 2μ- D 、μ = μ+ × μ- 12、强电解质MgCl 2水溶液，其离子平均活度a ±与电解质活度a B 之间的关系为( ) A 、a ± = a B B 、a ± = a B 3 C 、a ± = a B 1/2 D 、a ± = a B 1/3 13、AgBr(S)在纯水的质量摩尔浓度都是0.1mol/kg 的下列电解质溶液中： (1) NaNO 3 (2) NaI (3) Cu(NO 3)2 (4) NaBr (5) H 2O AgBr 溶解度由大到小的顺序是( ) A 、(1) < (2) < (3) < (4) < (5) B 、(4) < (5) < (2) < (1) < (3) C 、(5) < (2) < (4) < (1) < (3) D 、(4) < (5) < (1) < (3) < (2) 14、四种质量摩尔浓度都是0.01 mol/kg 的电解质溶液，其中平均活度因子最小的是( ) A 、NaCl B 、MgCl 2 C 、AlCl 3 D 、CuSO 4 2009-2013年高考化学试题分类汇编：电解质溶液 （2013福建卷）8.室温下，对于0.10 mol·L-1的氨水，下列判断正确的是（） A．与AlCl3溶液反应发生的离子方程式为Al3++3OH—=Al(OH)3↓ B．加水稀释后，溶液中c(NH4+)c(OH—)变大 C．用HNO3溶液完全中和后，溶液不显中性 D．其溶液的pH=13 【答案】C （2013大纲卷）12、右图表示溶液中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是 A.两条曲线间任意点均有c(H＋)×c(OH－)＝Kw B.M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－) C.图中T1＜T2 D.XZ线上任意点均有pH＝7 【答案】D （2013江苏卷）11.下列有关说法正确的是 A.反应NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H＜0 B.电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极 C.CH3COOH 溶液加水稀释后，溶液中c(CH3COOH) c(CH3COO－)的值减小 D.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2 固体，CO32－水解程度减小，溶液的pH 减小 【参考答案】AC （2013江苏卷）14.一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。已知: pM=－lgc(M)， pc(CO32－)=－lgc(CO32－)。下列说法正确的是 A.MgCO3、CaCO3、MnCO3 的Ksp依次增大 B.a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2＋)=c(CO32－) C.b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2＋)＜c(CO32－) D.c点可表示MgCO3 的不饱和溶液，且c(Mg2＋)＜c(CO32－) 【参考答案】BD （2013海南）8．0.1mol/LHF溶液的pH=2，则该溶液中有关浓度关系式不正确的是 A．c(H+)> c(F-) B．c(H+)> c(HF) C．c(OH-)> c(HF) D．c(HF) > c(F-) [答案]BC 实验四电解质溶液 一、实验目的 1.了解强弱电解质电离的差别及同离子效应。 2.学习缓冲溶液的配制方法及其性质。 3.熟悉难溶电解质的沉淀溶解平衡及溶度积原理的应用。 4.学习离心机、酸度计、pH试纸的使用等基本操作。 二、实验原理 1.弱电解质的电离平衡及同离子效应 对于弱酸或弱碱AB，在水溶液中存在下列平衡：AB A++B-，各物质浓度关系满足K? = [A+]·[B-]/[ AB]，K?为电离平衡常数。在此平衡体系中，若加入含有相同离子的强电解质，即增加A+或B-离子的浓度，则平衡向生成AB分子的方向移动，使弱电解质的电离度降低，这种效应叫做同离子效应。 2.缓冲溶液 由弱酸及其盐（如HAc-NaAc）或弱碱及其盐（如NH3·H2O-NH4Cl）组成的混合溶液，能在一定程度上对抗外加的少量酸、碱或水的稀释作用，而本身的pH值变化不大，这种溶液叫做缓冲溶液。 3.盐类的水解反应 盐类的水解反应是由组成盐的离子和水电离出来的H+或OH-离子作用，生成弱酸或弱碱的过程。水解反应往往使溶液显酸性或碱性。如：弱酸强碱盐（碱性）、强酸弱碱盐（酸性）、弱酸弱碱盐（由生成弱酸弱碱的相对强弱而定）。通常加热能促进水解，浓度、酸度、稀释等也会影响水解。 4.沉淀平衡 （1）溶度积 在难溶电解质的饱和溶液中，未溶解的固体及溶解的离子间存在着多相平衡，即沉淀平衡。K sp?表示在难溶电解质的饱和溶液中，难溶电解质的离子浓度（以其化学计量数为幂指数）的乘积，叫做溶度积常数，简称溶度积。根据溶度积规则可以判断沉淀的生成和溶解。若以Q表示溶液中难溶电解质的离子浓度（以其系数为指数）的乘积，那么，溶液中Q>K sp?有沉淀析出或溶液过饱和；Q=K sp?溶液恰好饱和或达到沉淀平衡；Q 第八章电解质溶液 一、基本内容 电解质溶液属第二类导体，它之所以能导电，是因为其中含有能导电的阴、阳离子。 若通电于电解质溶液，则溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；同时在电极/ 溶液的界面上必然发生氧化或还原作用，即阳极上发生氧化作用，阴极上发生还原作用。 法拉第定律表明，电极上起作用的物质的量与通入的电量成正比。若通电于几个串联的电 解池，则各个电解池的每个电极上起作用的物质的量相同。 电解质溶液的导电行为，可以用离子迁移速率、离子电迁移率( 即淌度 ) 、离子迁移数、电导、电导率、摩尔电导率和离子摩尔电导率等物理量来定量描述。在无限稀释的电 解质溶液中，离子的移动遵循科尔劳施离子独立移动定律，该定律可用来求算无限稀释的 电解质溶液的摩尔电导率。此外，在浓度极稀的强电解质溶液中，其摩尔电导率与浓度的 平方根成线性关系，据此，可用外推法求算无限稀释时强电解质溶液的极限摩尔电导率。 为了描述电解质溶液偏离理想稀溶液的行为，以及解决溶液中单个离子的性质无法用 实验测定的困难，引入了离子强度I、离子平均活度、离子平均质量摩尔浓度和平均活度因 子等概念。对稀溶液，活度因子的值可以用德拜－休克尔极限定律进行理论计算，活度因 子的实验值可以用下一章中的电动势法测得。 二、重点与难点 1．法拉第定律：Q nzF，式中法拉第常量 F=96484.6 C·mol －1。若欲从含有 M Z 离子的溶液中沉积出M ，则当通过的电量为Q时，可以沉积出的金属M 的物质的量 n为： n Q ，更多地将该式写作n Q ，所沉积出的金属的质量为：m Q M ，式中M为 Z F F F Z Z 金属的摩尔质量。 2．离子 B的迁移数：t B Q B I B ，t B 1 Q I B 3．电导：G 1 1 A κ A R ρ l l l 电导池常数：K cell A ( 为电导率，单位：S·m－1) 9教案一实验三电解质溶液 ●教学目的 1.学会pH试纸的使用方法。 2.加深对电解质有关知识的了解。 3.加深对盐类水解的原理及规律的明白得。 4.通过判定不同盐溶液酸、碱性强、弱的实验，培养分析咨询题的能力。 5.培养学生实验设计能力和动手操作的能力。 ●教学重点 1.pH试纸的使用方法 2.强、弱电解质性质的比较实验 3.水解规律及阻碍因素的实验验证 ●教学难点 强、弱电解质性质比较的实验设计 ●课时安排 一课时 ●教学方法 采纳启发讨论，实验验证的方法。 ●教具预备 投影仪 试管、试管夹、滴管、玻璃棒、镊子、酒精灯、火柴、玻璃片、烧杯、量筒 0.1 mol·L－1的HCl溶液、1 mol·L－1的HCl溶液、0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液、 1 mol·L－1的CH3COOH溶液、饱和Na2CO3溶液、1 mol·L－1 (NH4)2SO4溶液、NaCl溶液、1 mol·L－1 CH3COONa溶液、2%的氨水、锌粒、酚酞、pH试纸、水 ●教学过程 ［提咨询］实验室制取氯气，用什么方法证明氯气已收集满集气瓶？ ［生］用潮湿的淀粉碘化钾试纸接近集气瓶口，变蓝色，讲明已收集满。 ［师］检验NH3的性质时，用到过什么试纸？ ［生］红色石蕊试纸。 ［师］检验SO2气体性质时，用到什么试纸？ ［生］品红试纸。 ［讲述］淀粉KI试纸、石蕊试纸、品红试纸用来检验气体性质时，其共同特点确实是需要润湿，这些试纸也可用来检验溶液的性质，我们今天学习一种一样不用来检验气体，只用来检验溶液性质的试纸的使用方法。 ［板书］实验三电解质溶液 一、pH试纸的使用 ［师］在课堂上的演示实验中，我们曾经用pH试纸测定过溶液的pH，请同学们回忆一下pH试纸使用方法。 ［生］将pH试纸撕成小块，放在玻璃片上用玻璃棒蘸取少量溶液滴在试纸上，变色后与标准比色卡比较。 ［师］什么缘故要把试纸撕成小块？ ［生］节约用试纸。 ［师］什么缘故不能把试纸直截了当伸入溶液中检验其酸碱性？ ［生］防止试剂被污染。 ［师］测不同溶液的pH，玻璃棒能不能混合使用？ ［生］不能。 ［师］假如只有一支玻璃棒，如何使用？ ［生］每蘸取一种溶液后，洗净擦干后再蘸取另一种溶液。 ［师］下面请同学们自己动手测量0.1 mol·L－1的CH3COOH、2%的氨水、NaCl三种溶液的pH。 ［学生实验］用洁净的玻璃棒分不蘸取少量0.1 mol·L－1CH3COOH、2%的氨水和第八章电解质溶液
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