最新高中化学-高二化学水溶液4 精品
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第三章《溶液中的离子反应》知识点第一节弱电解质的电离平衡1.电解质和非电解质:在水溶液中或熔融状态时是否能够导电的化合物。
2.强电解质与弱电解质:在水溶液中能否完全电离的电解质;与溶解度和导电能力无关。
强电解质与弱电质的本质区别:在水溶液中是否(或是否存在电离平衡)注意:①电解质、非电解质都是化合物②SO2、NH3、CO2等属于非电解质③强电解质不等于易溶于水的化合物(如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部电离,故BaSO4为强电解质)电解质的强弱与导电性、溶解性无关。
3.电离平衡——在一定条件(如温度、浓度)下,当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态。
4.强弱电解质可通过实验证明进行判定的方法有(以CH3COOH简写为HAc为例):(1)溶液导电性对比实验;(2)测0.01mol/LHAc溶液的pH 2;(3)测NaAc溶液的pH值;pH 7,则说明HAc为弱电解质(4)测pH= a的HAc稀释100倍后所得溶液pH a +2(5)将物质的量浓度相同的HAc溶液和NaOH溶液等体积混合后溶液呈性(6)中和10mLpH=1的HAc溶液消耗pH=13的NaOH溶液的体积 10mL;(7)将pH=1的HAc溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合后溶液呈性(8)比较物质的量浓度相同的HAc溶液与盐酸分别与同样的锌粒反应产生气体的速率,此法中的锌粒的表面积不好确定一模一样。
5.强酸(HA)与弱酸(HB)的区别:(1)溶液的物质的量浓度相同时,pH(HA) pH(HB)(2)pH值相同时,溶液的浓度C HA C HB(3)pH相同时,加水稀释同等倍数后,pH HA pH HB6.影响因素:温度——电离过程是吸热过程,温度升高,平衡向电离方向移动。
浓度——弱电解质浓度越大,电离程度越小。
同离子效应——在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质,使电离平衡向逆方向移动。
1.概念:(1)强电解质:在水溶液中或熔融状态下能完全电离的化合物;主要包括:强酸(HCl、H2SO4、HNO3等),强碱(NaOH、KOH等),盐(NaCl,CH3COONa等,除Pb(CH3COO)2,HgCl2外,注意沉淀如CaCO3,BaSO4等由于溶于水的部分已全部电离,属于强电解质),金属氧化物(Na2O,MgO等)(2)弱电解质:在水溶液中或熔融状态下不能完全电离的化合物;主要包括:弱酸(CH3COOH、H3PO4等)、弱碱(NH3•H2O,Cu(OH)2等).2.弱电解质的判断方法(以盐酸和醋酸为例):(1)通过测定同浓度、同体积的溶液的导电性强弱来鉴别实验:等体积、浓度均为0.5mol•L-1的盐酸和CH3COOH溶液的导电性实验表明,盐酸的导电能力比CH3COOH溶液的导电能力大得多.因为溶液导电能力的强弱是由溶液里自由移动离子的浓度的大小决定的.规律1:同物质的量浓度的酸溶液,酸越弱,其溶液的导电能力越弱.(2)通过测定同浓度溶液的pH大小来鉴别实验:在常温下,用pH试纸的测定0.1mol•L-1的盐酸和CH3COOH溶液的pH,盐酸的pH为1,CH3COOH溶液的pH约为3.这就表明盐酸是完全电离的强酸,CH3COOH是部分电离的弱酸.规律2:同物质的量浓度的酸溶液,酸性越弱,溶液的pH越大.若两种酸溶液的pH相同,酸越弱,溶液的浓度越大.(3)通过比较同浓度、同体积的溶液与同一种物质反应的速率快慢来鉴别实验:分别用3.25g锌与体积都为200mL、浓度都为1mol•L-1的盐酸和CH3COOH溶液反应,观察到锌与盐酸反应剧烈,产生H2的速率快,锌很快反应完;锌与CH3COOH溶液反应慢,产生H2的速率缓慢,锌在较长一段时间内才消耗完.这表明盐酸是强酸,CH3COOH是弱酸.规律3:等物质的量浓度的酸,酸越弱,其c (H+)越小,反应速率越慢.(4)通过测定同浓度的酸所对应的钠盐溶液的pH大小来鉴别实验:在常温下,用pH试纸测定0.1 mol•L-1的NaCl和CH3COONa溶液的酸碱性.实验表明,NaCl溶液的pH等于7,而CH3COONa溶液的pH大于7.这就表明盐酸是强酸,CH3COOH是弱酸.规律4:等物质的量浓度下,一元酸的钠盐溶液,其“对应的酸”越弱,溶液的pH越大.(5)通过比较体积相同、pH相同的酸溶液同倍数稀释后,溶液的pH变化大小来鉴别实验:将等体积、pH都为2的盐酸和CH3COOH溶液分别加蒸馏水稀释相同的倍数(如100倍).然后分别用pH试纸测定稀释后溶液的pH,其结果是盐酸稀释后pH变化幅度大(pH=4),CH3COOH 溶液稀释后,pH变化幅度小(pH≈3.30).这表明CH3COOH溶液在稀释过程中,除H+浓度减小外,还存在CH3COOH⇌H++CH3COO-,电离平衡向右移动,电离出更多的H+,由此说明盐酸是完全电离的强酸,CH3COOH是部分电离的弱酸.规律5:在pH相同时,同体积的酸,酸越弱,抗稀释能力越强,即稀释相同倍数下,pH变化幅度越小.(6)通过比较同体积、同pH的溶液分别与同种物质发生完全反应时,消耗的物质的量的多少来鉴别实验:体积都为10mL、pH都为2的盐酸和CH3COOH溶液,分别同0.01mol•L-1的NaOH溶液进行中和滴定,结果CH3COOH溶液消耗的NaOH溶液的体积比盐酸大得多.这表明CH3COOH溶液与NaOH溶液中和时,随H+浓度的减少,电离平衡CH3COOH⇌H++CH3COO-向右移动,直至所有的CH3COOH分子被耗尽.这说明CH3COOH是部分电离的弱酸.规律6:在pH相同的条件下,同体积的酸,酸越弱,其中和能力越强.(7)通过向酸溶液中加入与之相应的钠盐,引起溶液pH变化的大小来鉴别实验:在100mL0.01mol•L-1的盐酸里加入少许NaCl固体,用pH试纸测定溶液pH的变化,结果无明显变化.这表明盐酸里不存在电离平衡.另在100mL0.01mol•L-1 CH3COOH溶液里加入少许CH3COONa固体,用pH试纸测定溶液pH的变化,结果pH明显变大.这表明CH3COOH 溶液中存在电离平衡CH3COOH,由于CH3COO-浓度的增大,使电离平衡向逆方向移动,H+浓度减小,pH增大.规律7:在等物质的量浓度的酸溶液中,分别加入相应的盐固体(电离出相同的酸根离子),引起pH变化越大,其相酸性越弱.【重难点指数】★★★【重难点考向一】常见的弱电解质【例1】下列属于弱电解质的是( )A.铜 B.硝酸钾 C.氢氧化钠 D.纯醋酸D【答案】弱碱、水与少数盐,据此即可解答。
电解质溶液及电离平衡一、强电解质和弱电解质1.强、弱电解质强电解质:溶液和熔融状态下,完全电离的物质:如NaCl、Al(OH)3。
弱电解质:溶液和熔融状态下,不完全电离的物质:如H2S、H2CO3。
一般而言,强酸强碱和所有的盐都是强电解质,弱酸弱碱都弱电解质。
2.弱电解质的电离平衡⑴电离平衡:类似化学平衡反应,弱电解质的电离反应是可逆的。
当达到反应物和生成物的浓度不变时,达到平衡。
这个平衡是动态平衡的。
⑵电离平衡的特征:1、是一个可逆反应,在一定条件下,达到一个平衡点,有一个K值。
2、平衡受反应物和生成物的量的影响,当改变生成物和反应物的浓度时,平衡值也会改变。
3、电离反应是吸热反应,因此改变温度对平衡也有影响。
二、水的离子积和溶液的PH写出水的电离方程式。
在纯水及任何稀溶液中, 2H2O——H3O++OH- 可简写为:H2O —— H+ + OH-1、水的离子积常数25℃Kw = c(H+)·c(OH-)=10-14(常数)其中,25℃时,c(H+)=c(OH-)=10-7mol·L-1讨论:1、在纯水中加入酸(或碱)时,对水的电离有怎样的影响?2、给纯水加热,其中c(H+)、c(OH-)如何变化?3、在c(H+)=10-2的盐酸中,OH-浓度是多少?其中水电离出来的H+浓度是多少?2.溶液的酸碱性和PHPH = - lgc(H+)当C(H+)10—7mol/L PH 7 溶液呈酸性当C(H+)10—7mol/L PH 7 溶液呈中性当C(H+)10—7mol/L PH 7 溶液呈碱性讨论:1、常温下,稀溶液中,pH+pOH=?2、你认c(H+)在什么范围内,用pH来表示溶液的酸碱性比较方便?3、pH的测定方法:(1)广范pH试纸、精密pH试纸(2)酸碱指示剂 3)pH计石蕊5 ~ 8、酚酞8 ~10、甲基橙3.1~ 4.4红.紫.蓝无.粉红.红红.橙.黄4、PH相关计算例1:pH=12的NaOH溶液1mL加水稀释至100mL,pH ;pH=5的HCl溶液1mL加水稀释至1000mL,pH 。
第一部分 电离平衡考点1 弱电解质的电离1、根据化合物在水溶液里或熔融状态下能否导电,可以把化合物分为和 。
根据电解质在 里电离能力的大小,又可将电解质分为 和 。
弱电解质 电离为离子,还有未电离的分子存在。
水也是 。
考点2 弱电解质的电离平衡及影响因素1.电离平衡的概念:在一定条件(如:温度、浓度)下,当电解质 电离成 的速率和 重新结合成 的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态,这叫做电离平衡。
2.电离平衡的特征:①弱:只有 才会存在电离平衡;②动:电离平衡是 平衡;③等:v 电离 v 结合(填﹥、=或﹤);④定:条件一定 与 的浓度一定;⑤变:条件改变, 破坏,发生移动。
3.电离平衡的影响因素① 内因:由电解质本身的性质决定。
② 外因:主要是温度、浓度、同离子效应。
a.温度:升温使电离平衡向 的方向移动,因为 是吸热过程。
b.浓度: 浓度,电离平衡向电离的方向移动。
c.同离子效应:在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质,电离平衡向 方向移动。
反馈习题一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1、等体积的0.5mol·L -1的盐酸、0.5mol·L -1CH 3COOH 溶液,说法错误的是 ( )A 、导电能力:相同 C 、溶液中自由移动离子的数目:前者大于后者B 、导电能力:前者大于后者 D 、溶液中自由移动离子的浓度:前者大于后者2、下物质分类组合正确的是 ( )3、下列关于电解质的说法正确的是 ( )A 、强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的导电性强B 、强电解质都是离子化合物,而弱电解质都是共价化合物C 、强电解质在稀的水溶液中全部以离子的形态存在D、水溶液中导电能力差的电解质一定是弱电解质4、在0.lmol•L-1醋酸溶液中存在:CH 3COOH CH3COO—+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是()A、加入少量NaOH固体,电离平衡向正向移动B、加入少量NaOH固体,溶液的pH减小C、加入少量CH3COONa固体,电离平衡向正向移动D、加入少量CH3COONa固体,CH3COO—浓度减小5、将体积都为10mL、pH值均等于3的醋酸和盐酸,加水稀释至amL和bmL,测得稀释后溶液的pH值均为5。
第四课时
【题1】溶液的pH定义为pH=-lg[H+],pOH定义为pOH=-lg[OH
-],Kw表示25℃时水的离子积常数,则弱酸性溶液中[H+
]可表示为
(B)
A..Kw/pOH mol·L-1 B.10 pOH-14 mol·L-1
C. 1014-p OH mol·L-1 D. 10-pOH mol·L-1
【解析】因为pH=-lg[H+],故[H+]=10-pH;又因为pH=14-pOH,
则-pH=pOH-14,故[H+]=10pOH-14mol·L-1。
【题2】往一定体积的Ba(NO3)2溶液中逐滴加入pH=1的稀硫酸,
至溶液中Ba2+恰好完全沉淀,测得溶液的pH=2,则H2SO4与
Ba(NO3)2溶液体积比为(忽略混合时液体体积的变化)(B)
A.1:10 B.1:9 C.10:1 D.9:
1
【解析】当H2SO4与Ba(NO3)2溶液混合发生反应时,只有Ba2+与SO
4
2-
结合生成BaSO4沉淀,H+并不参加反应,对于变化实际上是溶液
稀释问题。根据稀释定律,pH改变1个单位,[H+]改变10倍,那么
应该符合下列关系:[H+]1V1=[H+]2(V1+V2),即10-1V1=10-2(V1+
V2),V1:V2=1:9。
【题3】某强酸溶液的pH=a,强碱溶液的pH=b,且a-b=13,酸、
碱溶液混合后混合溶液的pH=7,则酸溶液的体积V1与碱溶液的体
积V2之间的正确关系是(B)
A. V1=102 V2 B. V2=10 V1 C. V1=2V2 D.
V2=2V1
【解析】最终溶液的pH=7,恰好中和,10-aV1=10b-14V2,则V1/V
2
=10a+b-14,所以V2=10 V1。
【题4】甲、乙两种溶液,已知甲溶液的pH是乙溶液pH的2倍,
甲溶液中[H+]一定是乙溶液中[H+]的(D)
A.1/2 B.1/10 C.1/100 D.无法
确定
【解析】因为pH=-lg[H+],故[H+]=10-pH;pH甲=2pH乙,则[H+]
甲/[H+]乙
=10-pH乙。
【题5】某地酸雨经检验其主要成分除含H+外,还有Na+、SO42-、
NO3-、NH4+,其浓度依次为:7.0×10-6mol•L-1,2.5×10-6mol•L
-
1,3.5×10-6mol•L-1,2.3×10-6mol•L-1
,则该水样的pH约为(C)
A.4 B.4.7 C.5
D.5.7
【解析】由于为“酸雨”,因而[OH-]可忽略不计,依据离子电子电荷
守恒有下列关系:[H+]+[Na+]+[NH4+]≈2[SO42-]+[NO
3
-]。将已知的离子浓度代入,则[H+]≈1×10-5mol•L-1
,pH=-
lg[H+]=lg10-5=5。
【题6】室温时,将pH=5的H2SO4溶液稀释10倍,[H+]:[SO
4
2
-]= ;将稀释后的溶液再稀释100倍,[H+]:[SO42-
]= 。
【解析】第一次稀释10倍后,pH=6,此时[H+]:[SO42-]=2:
1;第二次稀释后[H+]=1×10-7mol•L-1,而[SO42-]=1/2
×10-5×10-3mol•L-1=5×10-9mol•L-1,则[H+]:[SO42-]=2
0:1。
【题7】设水的电离平衡曲线如图所示。
(1)若以A点表示水在电离平衡时的离子浓度,当温度上升到100℃
时,水的电离平衡状态到B点,则此时水的离子积从 增加
到 。
(2)将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的盐酸相混合,并保持
100℃的恒温,欲使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2与盐酸的体积比
为 。
【解析】纯水中的H+和OH-浓度相同,Kw=[H+][OH-]=[H+]2,A、
B两点的Kw分别为(10-7)2=1×10-14mol2•L-2和(10-6)2=
1×10-12mol2•L-2。100℃时,pH=7的溶液是碱性的,[OH-]=10
-12/10-7=10-5mol•L-1,pH=8的Ba(OH)2溶液的[OH-]=10-4
mol
•L-1,则
)HCl(V])OH(Ba[V)HCl(V10])OH(Ba[V101025245
92)HCl(V
])OH(Ba[V
2
。
【题8】在某温度下,重水(D2O)的离子积常数为1×10-12mol2•
L-2,若用pH一样的定义来规定pD,则pD=-lg[D+],则在该温度
下:
(1)纯重水的pD= 。
(2)溶有0.01mol 的NaOD的D2O溶液1 L,其pD= 。
(3)100mL0.1 mol•L-1的D2SO4的D2O溶液与100mL 0.4mol•L
-1
的KOD的D2O溶液混合后pD= 。
【解析】pD=-lg[D+]=-lg610112;
0.01mol•L-1的NaOD溶液中,[D+]=10-12/0.01=10-10,pD=1
0;
经判断KOD过量,
[OD-]=L/mol1.0L/mol10010010021.01004.0
[D+]=10-12/0.1=10-11,pD=11。
【题9】25℃时,若体积为V1,pH=a的某一元强酸与体积为V2,
pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已知V1
(1)a值可否等于3 (填“可”或“否”),其理由是 。
(2)a值可否等于5 (填“可”或“否”),其理由是 。
(3)a的取值范围为 。
【解析】否,若a=3,则b=6,溶液显酸性,与题意不符,故a
不等于3。
否,若a=5,则b=10,cb(OH-)=10-4mol•L-1,V1:V2=cb(OH
-):ca(H+
)>1不符合题意,故不等于5。
V1:V2=cb(OH-):ca(H+)=10-b+a
【题10】实验表明,液态时,纯硫酸的电离能力强于硝酸,纯硫酸
的导电性也显著强于纯水。又知液态纯酸都像水那样进行自身电离
(2H2OH3O++OH-)而建立平衡,且在一定温度下都有各自的
离子积常数。据此回答:
(1)纯硫酸在液态时自身电离的方程式
是 。
(2)25℃时,液态纯硫酸的离子积K(H2SO4) 1×10
-14
mol2•L-2(填“>”、“<”或“=”)
(3)在纯硫酸与纯硝酸的液态混合酸中,存在的阴离子主要
是 ,这是因为混合酸中不仅存在硫酸和硝酸各自的电离
平衡,还因硫酸的酸性大于硝酸,又在无水条件下,混合酸中必然发
生反应: (写离子方程式)而造成的。
【解析】根据实验表明,液态时,纯硫酸的电离能力强于硝酸,纯硫
酸的导电性也显著强于纯水。已知液态纯酸都能像水那样进行电离而
建立平衡,且在一定温度下都有各自的离子积常数,这些信息告诉我
们纯硫酸存在着电离平衡,且电离程度强于硝酸和水,仿照纯水的电
离方程式,可以推知纯硫酸的电离2 H2SO4H3SO4++HSO4-。在
25℃时,液态纯H2SO4的离子积常数K(H2SO4)比1×10-14大。由于
存在纯硫酸,纯硝酸电离受到抑制,因此,在纯硫酸和纯硝酸的液态
混合酸中,存在的阴离子主要是HSO4-。同时,无水条件下,混酸中
必然发生H++NO3-=HNO3的反应。