高考化学一轮复习:专题11《水溶液中的离子平衡》考点1《水溶液中的离子平衡》 含解析
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水溶液中的离子平衡高考知识点(一)水溶液中的离子平衡高考知识点一:离子的概念•离子是指在溶液或熔融状态下带有电荷的化学物质。
•阳离子是带有正电荷的离子,形成离子时失去了一个或多个电子。
•阴离子是带有负电荷的离子,形成离子时获得了一个或多个电子。
知识点二:水的电离和自离解•水的分子在一定程度上可以发生电离,产生氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-)。
•自离解是指水分子自身发生电离,形成氢离子和氢氧根离子的平衡反应。
•自离解可表示为:H2O ⇌ H+ + OH-知识点三:酸性和碱性溶液•酸性溶液指溶液中氢离子(H+)浓度高于氢氧根离子(OH-)浓度的溶液。
•碱性溶液指溶液中氢离子(H+)浓度低于氢氧根离子(OH-)浓度的溶液。
•中性溶液指溶液中氢离子(H+)浓度等于氢氧根离子(OH-)浓度的溶液。
知识点四:酸碱指示剂•酸碱指示剂是一种能够通过颜色的变化来判断溶液酸碱性的化学物质。
•酸性溶液下常见的指示剂有酚酞和甲基橙,颜色呈红色。
•碱性溶液下常见的指示剂有苏丹红和碘化钾淀粉溶液,颜色呈黄色或蓝色。
•中性溶液下常见的指示剂是酚酞和甲基橙的混合物,呈橙黄色。
知识点五:酸碱中和反应•酸碱中和反应是指酸和碱发生反应,生成盐和水的化学反应。
•酸和碱的中和反应满足反应物摩尔比为1:1的化学方程式。
•例如:HCl + NaOH → NaCl + H2O,盐是NaCl,水是H2O。
知识点六:电解质和非电解质•电解质是指在溶液中或熔融状态下能够导电的物质,可以分为强电解质和弱电解质。
•强电解质在溶液中能完全离解成离子,如NaCl。
•弱电解质在溶液中只能部分离解成离子,如醋酸。
•非电解质是指在溶液中不能导电的物质,如蔗糖。
知识点七:水溶液中离子浓度的计算•根据溶液中离子的摩尔比例,可以计算出离子的浓度。
•离子浓度的计算公式为:离子浓度 = 溶质摩尔浓度× 离子的电离度(当为电解质时)。
•电离度是指电解质溶液中某种离子溶液中的浓度与溶质摩尔浓度的比值。
2021届高考新课改化学一轮复习考点精练之11水溶液中的离子平衡1.某温度下,2HNO 和3CH COOH 的电离常数分别为45.010-⨯和51.710-⨯。
将pH 和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH 随加水体积的变化如图所示。
下列叙述正确的是( )A .曲线Ⅰ代表2HNO 溶液B .溶液中水的电离程度:b 点>c 点C .从c 点到d 点,溶液中()()()HA OH A c c c --⋅保持不变(其中HA 、A -分别代表相应的酸和酸根离子)D .相同体积a 点的两溶液分别与NaOH 恰好中和后,溶液中()Na n +相同2.实验测得0.5mol·L −1CH 3COONa 溶液、0.5mol·L −1 CuSO 4溶液以及H 2O 的pH 随温度变化的曲线如图所示。
下列说法正确的是( )A. 随温度升高,纯水中c(H +)>c(OH −)B. 随温度升高,CH 3COONa 溶液的c(OH −)减小C. 随温度升高,CuSO 4溶液的pH 变化是K w 改变与水解平衡移动共同作用的结果D. 随温度升高,CH 3COONa 溶液和CuSO 4溶液的pH 均降低,是因为CH 3COO −、Cu 2+水解平衡移动方向不同3.绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。
硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法错误的是( )A.图中a 和b 分别为T 1、T 2温度下CdS 在水中的溶解度B.图中各点对应的K sp 的关系为:K sp (m)=K sp (n)<K sp (p)<K sp (q)C.向m 点的溶液中加入少量Na 2S 固体,溶液组成由m 沿mpn 线向p 方向移动D.温度降低时,q 点的饱和溶液的组成由q 沿qp 线向p 方向移动4.室温下,取20mL 0.1 -1mol L ⋅某二元酸2H A ,滴加0.2 -1mol L ⋅ NaOH 溶液。
水溶液中的离子平衡知识点复习总结的离子平衡知识点总结水溶液的离子平衡1.弱电解质电解的速率与离子结合成弱电解质的速率相等时,离子电解平衡。
电离是一个吸热的过程。
2.电离平衡常数只与温度有关,温度升高,K值增大。
3.相同条件下,K值越大,该弱电解质越容易电解,所对应的酸性或者碱性就越强。
4.浓度:浓度越大,电离程度,越小;溶液稀释时,电离平衡向着电离的方向移动。
5.同离子效应:在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质,会减弱电离。
6 .其他外加试剂:加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时,有利于电离。
7.电离方程式的书写:用可逆符号,多元弱酸分步电离,多元弱碱一步到位。
以电离平衡CH3COOH电离为例,各种因素对平衡的影响可归纳为下表:平衡移动方向conn(H^)c(Ac)c(OH3c(nyc(HAc)导电能力电岗程度加水圈释向右减增多祓小增名增多增大加冰醋酸向右增大增多增多减小减小增强诚小升高温度向右增多增多增多增多增强增大加NaOH(s)向右减减少增多增多增多增强增大加压SQ(浓)向左增大增多减少减少增多增强减小加崩酸谖向左减小诚少增多增多减小增强减小加金属Mg 向右减小诚少增多增多增强加CaCOj(s)向右减小做少增多增多增多增强8.水的电离:水是极弱的电解质,能微弱电离H20 H++0H-O 25°C 时,纯水c (H+) =c (0H-) =1X 10-7mol/L(PH=7)9.温度越高电离程度越大,c (H+)和c(OH-)同时增大,KW增大,但c(H+)和c (0H-)始终保持相等,仍显性。
(说明PH<7,溶液不一定显酸性)O10.水的离子积:在一定温度时,KW =c (H+) *c (0H-), K称为水的离子积常数,简称水的离子积。
KW只受温度影响,水的电离吸热过程。
25笆时KW=1X10-14,100 °C 时KW=1X10-I2o11.水的离子积不仅适用于纯水,也适用于其他稀溶液。
水溶液中的离子平衡考点一弱电解质的电离(一)强、弱电解质1.概念[注意]①六大强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4。
②四大强碱:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2。
③大多数盐包括难溶性盐,如BaSO4。
2.电离方程式书写(1)弱电解质①多元弱酸分步电离,且第一步电离程度远远大于第二步(通常只写第一步电离),如H2CO3的电离方程式:H2CO3H++HCO-3、HCO-3H++CO2-3。
②多元弱碱电离方程式一步写成,如Fe(OH)3电离方程式为Fe(OH)3Fe3++3OH-。
(2)酸式盐①强酸的酸式盐在溶液中完全电离,如NaHSO4的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO2-4。
②弱酸的酸式盐中酸根离子在溶液中不能完全电离,如NaHCO3===Na++HCO-3、HCO-3H++CO2-3。
(二)弱电解质的电离平衡1.电离平衡的建立2.电离平衡的特征(三)影响弱电解质电离平衡的因素1.影响电离平衡的内因弱电解质本身的性质是决定电离平衡的主要因素。
2.外界条件对电离平衡的影响以弱电解质HB的电离为例:HB H++B-。
(1)温度:弱电解质电离吸热,温度升高,电离平衡向正反应方向移动,HB的电离程度增大,c(H+)、c(B-)均增大。
(2)浓度:稀释溶液,电离平衡向正反应方向移动,电离程度增大,n(H+)、n(B-)增大,但c(H+)、c(B-)均减小。
(3)相同离子:在弱电解质的溶液中,加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,电离平衡向逆反应方向移动,电离程度减小。
(4)加入能与电离出的离子反应的物质:电离平衡向正反应方向移动,电离程度增大。
(四)溶液的导电能力电解质溶液导电能力取决于溶液中自由移动离子浓度和离子所带电荷数。
自由移动离子浓度越大,离子所带电荷数越多,则导电能力越强。
将冰醋酸、稀醋酸加水稀释,其导电能力随加水的量的变化曲线如图所示。
[说明]①OA段导电能力随加水量的增多导电能力增强,原因是冰醋酸发生了电离,溶液中离子浓度增大。
【人教版】选修4知识点总结:第三章水溶液中的离子平衡一、弱电解质的电离课标要求1、了解电解质和非电解质、强电解质和弱电解质的概念2、掌握弱电解质的电离平衡3、熟练掌握外界条件对电离平衡的影响要点精讲1、强弱电解质(1)电解质和非电解质电解质是指溶于水或熔融状态下能够导电的化合物;非电解质是指溶于水和熔融状态下都不导电的化合物。
注:①单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。
②化合物中属于电解质的有:活泼金属的氧化物、水、酸、碱和盐;于非电解质的有:非金属的氧化物。
(2)强电解质和弱电解质①强电解质:在水溶液中能完全电离的电解质称为强电解质(如强酸、强碱和大部分的盐)②弱电解质:在水溶液里只有部分电离为离子(如:弱酸、弱碱和少量盐)。
注:弱电解质特征:存在电离平衡,平衡时离子和电解质分子共存,而且大部分以分子形式存在。
(3)强电解质、弱电解质及非电解的判断2、弱电解质的电离(1)弱电解质电离平衡的建立(弱电解质的电离是一种可逆过程)(2)电离平衡的特点弱电解质的电离平衡和化学平衡一样,同样具有“逆、等、动、定、变”的特征。
①逆:弱电解质的电离过程是可逆的。
②等:达电离平衡时,分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等③动:动态平衡,即达电离平衡时分子电离成离子和离子结合成分子的反应并没有停止。
④定:一定条件下达到电离平衡状态时,溶液中的离子浓度和分子浓度保持不变,溶液里既有离子存在,也有电解质分子存在。
且分子多,离子少。
⑤变:指电离平衡是一定条件下的平衡,外界条件改变,电离平衡会发生移动。
(3)电离常数①概念:在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。
这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K来表示。
舅达我二对一元開隈HAJI\H”②忒皆)•OH2UO3[T对■丿亡刃为at BOH:B<Hi--u*on②意义:K值越大,表示该弱电解质越易电离,所对应的弱酸或弱碱相对较强。
考点1《水溶液中的离子平衡》(含解析)1.(2016·河南安阳一中联考)25 ℃时,向盛有50 mL pH=2的HA溶液的绝热容器中加入pH=13的NaOH溶液,加入NaOH溶液的体积(V)与所得混合溶液的温度(T)的关系如图所示。
下列叙述正确的是()A.HA溶液的物质的量浓度为0.01 mol·L-1B.b→c的过程中,温度降低的原因是溶液中发生了吸热反应C.a→b的过程中,混合溶液中可能存在:c(A-)=c(Na+)D.25 ℃时,HA的电离平衡常数K约为1.43×10-2解析:A项,恰好中和时混合溶液温度最高,即b点,此时消耗氢氧化钠0.004 mol,得出HA的浓度为0.08 mol·L-1,错误;B项,b→c的过程中,温度降低的主要原因是NaOH 溶液的加入,错误;C项,NaA呈碱性,HA呈酸性,a→b的过程中,混合溶液中可能呈中性,存在:c(A-)=c(Na+),正确;D项,电离平衡常数K=c(H+)·c(A-)/c(HA)=0.01×0.01÷0.08=1.25×10-3,错误。
答案:C2.(2016·北京顺义区模拟)25 ℃时,0.1 mol/L的CH3COOH溶液pH=3,0.1 mol/L的HCN 溶液pH=4。
下列说法正确的是()A.CH3COOH与HCN均为弱酸,酸性:HCN>CH3COOHB.25 ℃时,水电离出来的c(H+)均为10-11 mol/L的两种酸,酸的浓度:HCN>CH3COOH C.25 ℃时,浓度均为0.1 mol/L的CH3COONa和NaCN溶液中,pH大小:CH3COONa>NaCND.25 ℃时,pH均为3的CH3COOH与HCN溶液各100 mL与等浓度的NaOH溶液反应,消耗NaOH溶液体积:CH3COOH>HCN解析:同浓度时CH3COOH溶液pH小,酸性较强,A错误;水电离出来的c(H+)均为10-11 mol/L的两种酸,溶液中c(H+)=10-3 mol/L,由于酸性CH3COOH>HCN,故酸的浓度:HCN>CH3COOH,B正确;同浓度的CH3COONa和NaCN,NaCN易水解,pH大小:NaCN>CH3COONa,C错误;pH均为3的CH3COOH与HCN,HCN浓度大,消耗NaOH 溶液体积:HCN>CH3COOH,D错误。
答案:B3.(2016·浙江提优卷)下列说法不正确的是( )A .在25 ℃时,将c mol·L -1的醋酸溶液与0.02 mol·L -1NaOH 溶液等体积混合后溶液刚好呈中性,用含c 的代数式表示CH 3COOH 的电离常数K a =2×10-9/(c -0.02)B .0.1 mol·L -1醋酸溶液中:c 2(H +)=c (H +)·c (CH 3COO -)+K W C .常温下醋酸和醋酸钠混合溶液中c (CH 3COOH)、c (CH 3COO -)与pH 的关系如下图所示,当pH =4.5时,溶液中:c (CH 3COOH)>c (CH 3COO -)>c (H +)>c (OH -)D .等体积等物质的量浓度的CH 3COONa(aq)与NaCl(aq)中离子总数大小:N 前>N 后 解析:25 ℃时,将c mol·L -1的醋酸溶液与0.02 mol·L -1NaOH 溶液等体积混合后溶液刚好呈中性,即c (CH 3COOH)=12(c -0.02)mol·L -1,c (CH 3COO -)=c (Na +)=0.01 mol·L -1,c (H +)=1×10-7 mol·L -1,则CH 3COOH 的电离常数K a =2×10-9/(c -0.02),A 项正确;0.1 mol·L -1醋酸溶液中存在离子的电荷守恒:c (H +)=c (CH 3COO -)+c (OH -),可推得c 2(H +)=c (H +)·c (CH 3COO -)+K W ,B 项正确;随着溶液pH 的增大,c (CH 3COO -)增大,c (CH 3COOH)减小。
pH =4.75的溶液中c (CH 3COO-)=c (CH 3COOH),pH =4.5的溶液中c (CH 3COOH)>c (CH 3COO -),且溶液显酸性,c (H +)>c (OH -),同时由图中数据分析知,c (CH 3COO -)>c (H +),C 项正确;等体积等物质的量浓度的CH 3COONa(aq)与NaCl(aq)中离子总的物质的量均为2[n (Na +)+n (H +)],显然前者c (H +)小,所以N 前<N 后,D 项错误。
答案:D4.(2016·山西太原模拟)已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HX 在水中有0.1%发生电离。
下列叙述错误的是( )A .室温时,此酸的电离平衡常数约为1×10-7B .由HX 电离出的c (H +)约为水电离出的c (H +)的106倍 C .0.1 mol·L -1的NaX 溶液中:c (Na +)>c (X -)>c (OH -)>c (H +) D .与pH =10的NaOH 溶液等体积混合后,所得溶液的pH =7解析:HX H ++X -,K =c +c -c =0.1×0.1%×0.1×0.1%0.1=1×10-7,A 项正确;c(H+)液=0.1×0.1%=10-4(mol/L),c(H+)水=c(OH-)水=K Wc+=10-1410-4=10-10(mol/L),由HX电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍,B项正确;NaX溶液中,由于X-发生水解,C项正确;HX过量,溶液显酸性,D项错误。
答案:D5. (2016·安徽江北名校联考)某温度下,相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。
据图判断正确的是()A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强C.a点K W的数值比c点K W的数值大D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度解析:两种酸起始pH相同,即c(H+)相同,说明起始时,c(弱酸)远大于c(强酸);弱酸没有稀释前的c(H+)已等于强酸的c(H+),而稀释导致弱酸的电离程度增大,所以在稀释的整个过程中,弱酸的c(H+)都大于强酸的c(H+),即pH:弱酸<强酸,所以曲线Ⅱ是醋酸、Ⅰ是盐酸,A项错;溶液导电性强弱取决于溶液中离子浓度的大小,对于酸而言,其pH越大,c(H+)越小,离子浓度越小,导电能力越弱,故B项正确;K W的大小只取决于温度,与溶液的浓度无关,C项错;溶液体积稀释相同倍数时,醋酸的浓度始终大于盐酸的浓度,故D项错。
答案:B6.(2016·湖南长沙模拟)为了证明一水合氨(NH3·H2O)是弱电解质,甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验:0.010 mol·L-1氨水、0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞试液、pH试纸、蒸馏水。
(1)甲用pH试纸测出0.010 mol·L-1氨水的pH为10,则认定一水合氨是弱电解质,你认为这一方法是否正确?________(填“正确”或“不正确”),并说明理由:__________________________。
(2)乙取出10 mL 0.010 mol·L-1氨水,用pH试纸测其pH=a,然后用蒸馏水稀释至1000 mL,再用pH试纸测其pH=b,若要确认NH3·H2O是弱电解质,则a、b应满足什么关系?_______________ _________________________________________________________。
(3)丙取出10 mL 0.010 mol·L-1氨水,滴入2滴酚酞试液,显粉红色,再加入少量NH4Cl 晶体,溶液颜色变________(填“深”或“浅”)。
你认为这一方法能否证明NH3·H2O是弱电解质?________(填“能”或“否”),并说明原因:_________________。
(4)请你根据所提供的试剂,再提出一个合理又简便的方案证明NH3·H2O是弱电解质:___________________________________。
解析:(1)若NH3·H2O是强电解质,则0.010 mol·L-1氨水中c(OH-)应为0.010 mol·L-1,pH=12。
用pH试纸测出0.010 mol·L-1氨水的pH为10,说明NH3·H2O没有完全电离,应为弱电解质。
(2)若NH3·H2O是强电解质,用蒸馏水稀释至1 000 mL,其pH=a-2。
因为NH3·H2O 是弱电解质,不能完全电离,a、b应满足a-2<b<a。
(3)向0.010 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl晶体,有两种可能:一是氯化铵在水溶液中电离出的NH+4水解使溶液显酸性,加入氨水中使其pH降低;二是NH+4使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2O NH+4+OH-逆向移动,从而使溶液的pH降低。
这两种可能均会使溶液颜色变浅,可证明NH3·H2O是弱电解质。
(4)NH4Cl为强酸弱碱盐,只需检验NH4Cl溶液的酸碱性,即可证明NH3·H2O是弱电解质,还是强电解质。
答案:(1)正确若是强电解质,则0.010 mol·L-1氨水中c(OH-)应为0.010 mol·L-1,pH =12(2)a-2<b<a(3)浅能0.010 mol·L-1氨水(滴有酚酞试液)中加入氯化铵晶体后颜色变浅,有两种可能:一是氯化铵在水溶液中电离出的NH+4水解使溶液显酸性,加入氨水中使其pH降低;二是NH+4使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2O NH+4+OH-逆向移动,从而使溶液的pH降低。
这两种可能均可证明NH3·H2O是弱电解质(4)取一张pH试纸,再用玻璃棒蘸取0.1 mol·L-1NH4Cl溶液,滴在pH试纸上,显色后跟标准比色卡比较测出pH,pH<7(方案合理即可)。