2018届二轮复习 水溶液中的离子平衡 学案(全国通用)
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第10讲水溶液中的离子平衡[最新考纲]1.了解电解质的概念,了解强电解质和弱电解质的概念。
2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。
3.理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数进行相关计算。
4.了解水的电离、离子积常数。
5.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。
6.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。
7.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
理解溶度积(K sp)的含义,能进行相关的计算。
水及其它弱电解质的电离1.[2017·课标全国Ⅰ,28(1)]下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是________(填标号)。
A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸解析H2SO3能和NaHCO3反应放出CO2,说明酸性:H2SO3>H2CO3,而H2S不能和NaHCO3反应,说明酸性:H2S<H2CO3,A可以;H2S、H2SO3均为二元酸,同浓度时,H2SO3导电能力强,说明溶液中离子浓度大,即电离程度大,酸性强,B可以;同浓度时,H2SO3酸性强,C可以;还原性与酸性强弱无关,D不可以。
答案 D2.(2015·课标全国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 VV0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 V V 0=2时,若两溶液同时升高温度,则c (M +)/c (R +)增大 解析 A 项,0.10 mol·L -1的MOH 和ROH ,前者pH =13,后者pH 小于13,说明前者是强碱,后者是弱碱,正确;B 项,ROH 是弱碱,加水稀释,促进电离,b 点电离程度大于a 点,正确;C 项,两碱溶液无限稀释,溶液近似呈中性,c (OH -)相等,正确;D 项,由MOH 是强碱,在溶液中完全电离,所以c (M +)不变,ROH 是弱碱,升高温度,促进电离平衡ROH R ++OH -向右进行,c (R +)增大,所以c (M +)c (R +)减小,错误。
答案 D3.[2017·天津理综,10(5)]已知25 ℃,NH 3·H 2O 的K b =1.8×10-5,H 2SO 3的K al =1.3×10-2,K a2=6.2×10-8。
若氨水的浓度为2.0 mol·L -1,溶液中的c (OH -)=________ mol·L -1。
将SO 2通入该氨水中,当c (OH -)降至1.0×10-7 mol·L -1时,溶液中的c (SO 2-3)/c (HSO -3)=________。
解析 由NH 3·H 2O 的电离方程式及其电离平衡常数K b =1.8×10-5可知,K b =[c (NH +4)·c (OH -)]/c (NH 3·H 2O)=1.8×10-5,当氨水的浓度为2.0 mol·L -1时,溶液中的c (NH +4)=c (OH -)=6.0×10-3 mol·L -1。
由H 2SO 3的第二步电离方程式HSO -3SO 2-3+ H +及其电离平衡常数K a2=6.2×10-8可知,K a2=[c (SO 2-3)c (H +)]/c (HSO -3)=6.2×10-8,将SO 2通入该氨水中,当c (OH -)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液的c (H +)=1.0×10-7 mol·L -1,则c (SO 2-3)/c (HSO -3)=6.2×10-81.0×10-7=0.62。
答案 6.0×10-3 0.62电解质溶液中微粒关系判定4.(2017·课标全国Ⅰ,13)常温下将NaOH 溶液滴加到己二酸(H 2X)溶液中,混合溶液的pH 与离子浓度变化的关系如图所示。
下列叙述错误的是( )A .K a2(H 2X)的数量级为10-6B .曲线N 表示pH 与lg c (HX -)c (H 2X )的变化关系 C .NaHX 溶液中c (H +)>c (OH -)D .当混合溶液呈中性时,c (Na +)>c (HX -)>c (X 2-)>c (OH -)=c (H +)解析 横坐标取0时,曲线M 对应pH 约为5.4,曲线N 对应pH 约为4.4,因为是NaOH 滴定H 2X 溶液,所以在酸性较强的溶液中会存在c (HX -)=c (H 2X),所以曲线N 表示pH 与lg c (HX -)c (H 2X )的变化关系,B 项正确;c (X 2-)c (HX -)=1时,即lg c (X 2-)c (HX -)=0,pH =5.4,c (H +)=1×10-5.4 mol·L -1,K a2=c (H +)·c (X 2-)c (HX -)≈1×10-5.4,A 正确;NaHX 溶液中,c (HX -)>c (X 2-),即c (X 2-)c (HX -)<1,lg c (X 2-)c (HX -)<0,此时溶液呈酸性,C 正确;D 项,当溶液呈中性时,由曲线M 可知lg c (X 2-)c (HX -)>0,c (X 2-)c (HX -)>1,即c (X 2-)>c (HX -),错误。
答案 D5.(2017·课标全国Ⅱ,12)改变0.1 mol·L -1二元弱酸H 2A 溶液的pH ,溶液中的H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=c(X)]。
c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)下列叙述错误的是()A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)B.lg[K2(H2A)]=-4.2C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)解析A项,根据图像,pH=1.2时,H2A和HA-物质的量分数图像相交,则有c(H2A)=c(HA-),正确;B项,根据pH=4.2点,K2(H2A)=c(H+)·c(A2-)/c(HA-)=c(H+)=10-4.2 mol·L-1,正确;C项,根据图像,pH=2.7时,H2A和A2-物质的量分数图像相交,则有c(H2A)=c(A2-),正确;D项,根据pH=4.2时,c(HA -)=c(A2-),且物质的量分数约为0.48,而c(H+)=10-4.2mol·L-1,可知c(HA-)=c(A2-)>c(H+),错误。
答案 D6.(2016·课标全国Ⅰ,12)298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1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·L-1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 mLC.M点处的溶液中c(NH+4)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)D.N点处的溶液中pH<12解析A项,盐酸滴定氨水时,滴定终点溶液为NH4Cl溶液,呈酸性,故指示剂应选甲基橙,错误;B项,一水合氨属于弱碱,与盐酸正好反应生成NH4Cl 时溶液呈酸性,故二者等浓度反应时,若溶液的pH=7,盐酸的体积应小于氨水的体积,即小于20.0 mL,错误;C项,根据电荷守恒可知溶液中:c(NH+4)+c(H +)=c(Cl-)+c(OH-),M点溶液的pH=7,即c(H+)=c(OH-),则c(NH+4)=c(Cl-),由于水的电离是微弱的,故c(NH+4)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),错误;D项,由图可知,N点即为0.10 mol·L-1氨水,由其电离度为1.32%,可知0.10 mol·L-1氨水中c(OH-)=0.001 32 mol·L-1,故该氨水中11<pH<12,正确。
答案 D7.(2016·课标全国Ⅲ,13)下列有关电解质溶液的说法正确的是()A.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中c(H+)c(CH3COOH)减小B.将CH3COONa溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)增大C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中c(NH+4)c(Cl-)>1D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中c(Cl-)c(Br-)不变解析A项,c(H+)c(CH3COOH)=K ac(CH3COO-),加水稀释,c(CH3COO―)减小,K a不变,所以比值增大,错误;B项,c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)=1K h(K h为水解常数),温度升高水解常数K h增大,比值减小,错误;C项,向盐酸中加入氨水至中性,根据电荷守恒:c(NH+4)+c(H+)=c(Cl―)+c(OH―),此时c(H+)=c(OH―),故c(NH+4)=c(Cl―),所以c(NH+4)c(Cl-)=1,错误;D项,在饱和溶液中c(Cl-)c(Br-)=K sp(AgCl)K sp(AgBr),温度不变溶度积K sp不变,则溶液中c(Cl-)c(Br-)不变,正确。
答案 DK sp的理解与应用8.(2017·课标全国Ⅲ,13)在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。
可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。
根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是()A.K sp(CuCl)的数量级为10-7B.除Cl-反应为Cu+Cu2++2Cl-===2CuClC.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好D.2Cu+=== Cu2++Cu平衡常数很大,反应趋于完全解析A项,根据CuCl(s) Cu+(aq)+Cl-(aq)可知K sp(CuCl)=c(Cu+)·c(Cl-),从Cu+图像中任取一点代入计算可得K sp(CuCl)≈10-7,正确;B项,由题干中“可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-”可知Cu、Cu2+与Cl―可以发生反应生成CuCl沉淀,正确;C项,Cu(s)+Cu2+(aq) 2Cu+(aq),固体对平衡无影响,故增加固体Cu的物质的量,平衡不移动,Cu+的浓度不变,错误;D项,2Cu+(aq) Cu(s)+Cu2+(aq),反应的平衡常数K=c(Cu2+)c2(Cu+),从图中两条曲线上任取横坐标相同的c(Cu2+)、c(Cu+)两点代入计算可得K≈106,反应平衡常数较大,反应趋于完全,正确。