(通用版)2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第八章 水溶液中的離子平衡學(xué)案.doc
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第八章 水溶液中的離子平衡 第一節(jié)弱電解質(zhì)的電離 教材復(fù)習(xí)——打牢基礎(chǔ),基穩(wěn)才能樓高 強(qiáng)、弱電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的電離平衡 1.強(qiáng)、弱電解質(zhì) (1)概念 (2)與化合物類型的關(guān)系 強(qiáng)電解質(zhì)主要是大部分離子化合物及某些共價(jià)化合物,弱電解質(zhì)主要是某些共價(jià)化合物。 2.弱電解質(zhì)的電離平衡 (1)電離平衡的建立 ①開始時(shí),v(電離)最大,而v(結(jié)合)為。 ②平衡的建立過程中,v(電離)v(結(jié)合)。 ③當(dāng)v(電離)v(結(jié)合)時(shí),電離過程達(dá)到平衡狀態(tài)。 (2)電離平衡的特征 (3)外界條件對(duì)電離平衡的影響 電離平衡屬于動(dòng)態(tài)平衡,當(dāng)外界條件改變時(shí),電離平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng),平衡移動(dòng)遵循勒夏特列原理。 ①一般結(jié)論 外界條件 電離平衡移動(dòng)方向 電離程度變化 溫度 升高溫度 向移動(dòng) 增大 濃度 稀釋溶液 向移動(dòng) 增大 相同離子 加入與弱電解質(zhì) 相同離子的強(qiáng)電解質(zhì) 向移動(dòng) 減小 加入能與電解質(zhì)離子反應(yīng)的物質(zhì) 向移動(dòng) 增大 ②實(shí)例 以CH3COOHH++CH3COO- ΔH>0為例: 改變條件 平衡移 動(dòng)方向 n(H+) c(H+) 導(dǎo)電能力 Ka 加水稀釋 → 增大 減小 減弱 不變 加入少量冰醋酸 增大 增大 增強(qiáng) 不變 通入HCl(g) 增大 增大 增強(qiáng) 不變 加入NaOH(s) 減小 減小 增強(qiáng) 不變 加入鎂粉 減小 減小 增強(qiáng) 不變 升高溫度 增大 增大 增強(qiáng) 增大 [對(duì)點(diǎn)練習(xí)] 1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“”)。 (1)HClO是弱酸,所以NaClO是弱電解質(zhì)() (2)弱電解質(zhì)溶液中存在溶質(zhì)分子,而強(qiáng)電解質(zhì)溶液中不存在溶質(zhì)分子(√) (3)同濃度的鹽酸和醋酸溶液,二者pH相同(室溫下)() (4)25 ℃時(shí),pH相同的NaOH溶液和氨水,c(NaOH)>c(氨水)() (5)稀釋弱電解質(zhì)溶液時(shí),所有粒子濃度都一定會(huì)減小() (6)電離平衡右移,電解質(zhì)分子一定減少,離子濃度一定增大() (7)溫度不變,向CH3COOH溶液中加入CH3COONa,CH3COOH電離平衡左移(√) (8)pH相同的鹽酸和醋酸溶液,用NaOH完全中和時(shí),醋酸消耗NaOH的量多(√) 2.下列事實(shí)不能證明HNO2是弱電解質(zhì)的是( ) ①滴入酚酞,NaNO2溶液顯紅色 ②用HNO2溶液做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn),燈泡很暗 ③等pH、等體積的鹽酸和HNO2溶液中和堿時(shí),HNO2中和堿的能力強(qiáng) ④0.1 molL-1HNO2溶液的pH=2 ⑤HNO2與CaCO3反應(yīng)放出CO2氣體 A.①⑤ B.②⑤ C.②③ D.③④ 解析:選B 強(qiáng)弱電解質(zhì)與其溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)弱沒有必然聯(lián)系,②符合題意;HNO2與CaCO3反應(yīng)放出CO2氣體,說明HNO2酸性強(qiáng)于H2CO3,不能證明HNO2是弱酸,即不能證明是弱電解質(zhì),⑤符合題意。 3.某酸堿指示劑是一種有機(jī)酸,其在水溶液中的電離平衡與其呈現(xiàn)顏色相關(guān):HIn(紅色)H++I(xiàn)n-(黃色),若向含此指示劑的5 mL 0.1 molL-1的鹽酸中加入10 mL 0.1 molL-1的NaOH溶液,則溶液的顏色變化為( ) A.紅色變?yōu)闊o色 B.黃色變?yōu)闊o色 C.紅色變?yōu)辄S色 D.黃色變?yōu)榧t色 解析:選C 由題給信息可知,在鹽酸中該指示劑的電離平衡逆向移動(dòng),溶液呈紅色,當(dāng)加入NaOH溶液后,因堿過量,混合溶液呈堿性,指示劑的電離平衡正向移動(dòng),溶液的顏色由紅色變?yōu)辄S色。 電離度 電離平衡常數(shù)(簡(jiǎn)稱電離常數(shù)) 1.電離度 (1)概念 在一定條件下的弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時(shí),已經(jīng)電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原電解質(zhì)總分子數(shù)的分?jǐn)?shù)。 (2)表示方法 α=100% 也可表示為α=100% (3)影響因素 溫度的影響 升高溫度,電離平衡向右移動(dòng),電離度增大; 降低溫度,電離平衡向左移動(dòng),電離度減小 濃度的影響 當(dāng)弱電解質(zhì)溶液濃度增大時(shí),電離度減??; 當(dāng)弱電解質(zhì)溶液濃度減小時(shí),電離度增大 2.電離常數(shù) (1)概念:電離平衡的常數(shù)叫做電離常數(shù)。 (2)表達(dá)式 ①對(duì)于一元弱酸HA:HAH++A-,電離常數(shù)Ka=。 ②對(duì)于一元弱堿BOH:BOHB++OH-,電離常數(shù)Kb=。 (3)特點(diǎn) 多元弱酸各級(jí)電離常數(shù)的大小關(guān)系是K1?K2?K3,故其酸性取決于第一步電離。 (4)影響因素 電離常數(shù)只與溫度有關(guān),升高溫度,K值增大。 (5)意義 ―→―→ 如相同條件下常見弱酸的酸性強(qiáng)弱: H2SO3>H3PO4>HF>HCOOH>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO。 [對(duì)點(diǎn)練習(xí)] 1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“””)。 (1)當(dāng)弱電解質(zhì)的濃度增大時(shí),電離度增大() (2)在1 molL-1的CH3COOH溶液中,升高溫度,電離度增大(√) (3)H2CO3的電離常數(shù)表達(dá)式:Ka=() (4)電離常數(shù)可以表示弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱(√) (5)不同濃度的同一弱電解質(zhì),其電離常數(shù)(K)不同() (6)電離平衡右移,電離常數(shù)一定增大() (7)電離常數(shù)隨著弱電解質(zhì)濃度的增大而增大() (8)電離常數(shù)大的酸溶液中的c(H+)一定比電離常數(shù)小的酸溶液中的c(H+)大() (9)溫度不變,向氨水中加入NH4Cl,NH3H2O的電離平衡左移,電離常數(shù)減小() 2.下表是幾種常見弱酸的電離常數(shù)(25 ℃) 弱酸 電離方程式 電離常數(shù)K CH3COOH CH3COOH CH3COO-+H+ 1.2610-5 H2CO3 H2CO3H++HCO HCOH++CO K1=4.3110-7 K2=5.6110-11 H2S H2SH++HS- HS-H++S2- K1=9.110-8 K2=1.110-15 H3PO4 H3PO4H++H2PO H2POH++HPO HPOH++PO K1=7.5210-3 K2=6.2310-8 K3=4.210-13 回答下列問題: (1)K只與溫度有關(guān),當(dāng)溫度升高時(shí),K值________(填“增大”“減小”或“不變”)。 (2)在溫度相同時(shí),各弱酸的K值不同,那么K值的大小與酸性的相對(duì)強(qiáng)弱有何關(guān)系?________________________________________________________________________。 (3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS-、H3PO4、H2PO、HPO都看作是酸,其中酸性最強(qiáng)的是________,最弱的是________。 (4)多元弱酸是分步電離的,每一步都有相應(yīng)的電離常數(shù),對(duì)于同一種多元弱酸的K1、K2、K3之間存在著數(shù)量上的規(guī)律是K1∶K2∶K3≈1∶105∶1010,產(chǎn)生此規(guī)律的原因是 ________________________________________________________________________。 答案:(1)增大 (2)相同溫度下K值越大,對(duì)應(yīng)酸的酸性越強(qiáng) (3)H3PO4 HS- (4)上一級(jí)電離出的H+對(duì)下一級(jí)電離有抑制作用 [基礎(chǔ)過關(guān)練] 1.能證明乙酸是弱酸的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是( ) A.CH3COOH溶液與Zn反應(yīng)放出H2 B.0.1 molL-1 CH3COONa溶液的pH大于7 C.CH3COOH溶液與Na2CO3反應(yīng)生成CO2 D.0.1 molL-1 CH3COOH溶液可使紫色石蕊變紅 解析:選B A項(xiàng)只能證明乙酸具有酸性,不能證明其為弱酸,不符合題意;CH3COONa溶液顯堿性,說明其為強(qiáng)堿弱酸鹽,故可以證明乙酸是弱酸,B項(xiàng)符合題意;C項(xiàng)可以證明乙酸的酸性比碳酸強(qiáng),但是不能證明其為弱酸,不符合題意;D項(xiàng)可以證明乙酸具有酸性,但是不能證明其為弱酸,不符合題意。 2.已知達(dá)到電離平衡的0.1 molL-1的氨水,為了促進(jìn)NH3H2O的電離,同時(shí)使溶液的pH增大,應(yīng)采取的措施是( ) A.加入一定量的水 B.加熱溶液 C.加入少量NaOH D.通入氨氣 解析:選B 加熱能促進(jìn)NH3H2O的電離且使溶液的pH增大。 3.關(guān)于常溫下pH=2的醋酸溶液,下列敘述正確的是( ) A.c(CH3COOH)=0.01 molL-1 B.c(H+)=c(CH3COO-) C.加水稀釋100倍后,溶液pH=4 D.加入CH3COONa固體,可抑制CH3COOH的電離 解析:選D 由溶液的pH=2可知,c(H+)=0.01 molL-1,但醋酸為弱酸,只能部分電離,題中未給出此條件下醋酸的電離度,無法計(jì)算c(CH3COOH),A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)電荷守恒,存在:c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),B項(xiàng)錯(cuò)誤;加水稀釋100倍后,醋酸電離程度增大,10-4 molL-1<c(H+)<0.01 molL-1,2<pH<4,C項(xiàng)錯(cuò)誤;加入CH3COONa固體,溶液中c(CH3COO-)增大,CH3COOH的電離平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),D項(xiàng)正確。 4.將濃度為 0.1 molL-1 HF溶液加水不斷稀釋,下列各量始終保持增大的是( ) A.c(H+) B.Ka(HF) C. D. 解析:選D A項(xiàng),在0.1 molL-1 HF 溶液中存在電離平衡:HFH++F-,加水稀釋,平衡向右移動(dòng),但c(H+)減小;B項(xiàng), 電離常數(shù)與濃度無關(guān),其數(shù)值在稀釋過程中不變;C項(xiàng),加水后,平衡右移,但c(F-)、c(H+)都減小,由于溶液中存在電荷守恒,則c(F-)+c(OH-)=c(H+),則==1-,由于c(H+)減小,c(OH-)增大,故減??;D項(xiàng),變形后得,稀釋過程中c(F-)逐漸減小,故其比值始終保持增大。 5.已知25 ℃時(shí)有關(guān)弱酸的電離常數(shù)如下表: 弱酸化學(xué)式 HX HY H2CO3 電離常數(shù) 7.810-9 3.710-15 Ka1=4.310-7 Ka2=5.610-11 下列推斷正確的是( ) A.HX、HY兩種弱酸的酸性:HX>HY B.相同條件下溶液的堿性:NaX>Na2CO3>NaY>NaHCO3 C.結(jié)合H+的能力:CO>Y->X->HCO D.HX和HY酸性相同,都比H2CO3弱 解析:選A 根據(jù)電離常數(shù)可知,酸性:H2CO3>HX>HCO>HY,則結(jié)合H+的能力:Y->CO>X->HCO,A項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯(cuò)誤;酸越弱,其對(duì)應(yīng)鹽的水解能力越強(qiáng),故相同條件下溶液的堿性:NaY>Na2CO3>NaX>NaHCO3,B項(xiàng)錯(cuò)誤;HX與HY的電離常數(shù)不相等,所以其酸性不相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6.部分弱酸的電離常數(shù)如下表: 弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO 電離常數(shù) (25 ℃) 1.7710-4 K1=1.310-7 K2=7.110-15 K1=4.410-7 K2=4.710-11 3.010-8 按要求書寫離子方程式: (1)將少量Na2CO3溶液滴加到HCOOH溶液中:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)將少量CO2氣體通入到NaClO溶液中:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)將少量CO2氣體通入到Na2S溶液中:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案:(1)2HCOOH+CO===2HCOO-+H2O+CO2↑ (2)ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO (3)CO2+H2O+S2-===HS-+HCO 7.已知:CH3COOHCH3COO-+H+達(dá)到電離平衡時(shí),電離常數(shù)可以表示為Ka=;CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-達(dá)到水解平衡時(shí),水解平衡常數(shù)可以表示為Kh=(式中各粒子濃度均為平衡時(shí)濃度)。 (1)對(duì)于任意弱電解質(zhì)來講,其電離常數(shù)Ka、對(duì)應(yīng)離子的水解平衡常數(shù)Kh以及水的離子積常數(shù)KW的關(guān)系是____________________,由此可以推斷,弱電解質(zhì)的電離程度越小,其對(duì)應(yīng)離子的水解程度____________。 (2)由于CH3COOH的電離程度很小,計(jì)算時(shí)可將CH3COOH的平衡濃度看成是CH3COOH溶液的濃度,則c molL-1的CH3COOH溶液中c(H+)=_______(不為0)。 (3)現(xiàn)用某未知濃度(設(shè)為c′)的CH3COOH溶液及其他儀器、藥品,通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定一定溫度下CH3COOH的電離常數(shù),需測(cè)定的數(shù)據(jù)有(用簡(jiǎn)要的文字說明): ①實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度; ②____________; ③用_______________(填一種實(shí)驗(yàn)方法)測(cè)定溶液濃度c′。 解析:(1)根據(jù)Ka=,Kh=,可知二者的乘積等于KW。 (2)題中強(qiáng)調(diào)c(H+)不為0是為了防止從“計(jì)算時(shí)可將CH3COOH的平衡濃度看成是CH3COOH溶液的濃度”得到“CH3COOH不電離”的錯(cuò)誤結(jié)論。由于CH3COOH電離出的CH3COO-與H+濃度近似相等,平衡時(shí)c(CH3COOH)又可看成是c(CH3COOH)溶液的濃度c,則Ka=,c(H+)= molL-1。 (3)要測(cè)定Ka,則必須分別用pH換算 c(H+)和用酸堿中和滴定的方法測(cè)定c′。 答案:(1)KaKh=KW 越大 (2) molL-1 (3)②溶液的pH ③酸堿中和滴定 高考研究——把握考情,方向不對(duì)努力白費(fèi) 考 綱 要 求 高 頻 考 點(diǎn) 1.了解強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的概念。 2.理解弱電解質(zhì)在水中的電離平衡。 3.能利用電離平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 1.電離常數(shù)的計(jì)算與應(yīng)用 5年3考 2.強(qiáng)、弱電解質(zhì)比較的方法與圖像 5年2考 考點(diǎn)一 電離常數(shù)的計(jì)算與應(yīng)用 [高考這樣考] 1.(2017天津高考節(jié)選)H2S和SO2會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康帶來極大的危害,工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放,回答下列方法中的問題。 用氨水除去SO2 已知25 ℃,NH3H2O的Kb=1.810-5,H2SO3的Ka1=1.310-2,Ka2=6.210-8。若氨水的濃度為2.0 molL-1,溶液中的c(OH-)=____________molL-1。將SO2通入該氨水中,當(dāng)c(OH-)降至1.010-7 molL-1時(shí),溶液中的c(SO)/c(HSO)=________。 解析:設(shè)氨水中c(OH-)=x molL-1,根據(jù)NH3H2O的Kb=,則=1.810-5,解得x=6.010-3。根據(jù)H2SO3的Ka2=,則=,當(dāng)c(OH-)降至1.010-7molL-1時(shí),c(H+)為1.010-7 molL-1,則==0.62。 答案:6.010-3 0.62 2.(2015福建高考節(jié)選)25 ℃,兩種酸的電離常數(shù)如下表。 酸 Ka1 Ka2 H2SO3 1.310-2 6.310-8 H2CO3 4.210-7 5.610-11 (1)HSO的電離常數(shù)表達(dá)式K=________________。 (2)0.10 molL-1Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)開______________。 (3)H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)的主要離子方程式為 ________________________________________________________________________。 解析:(1)HSO的電離平衡為HSOSO+H+,則其電離常數(shù)表達(dá)式為K=。 (2)SO發(fā)生水解,生成HSO和OH-,HSO再進(jìn)一步水解生成H2SO3和OH-,故離子濃度大小關(guān)系為c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+)。 (3)由電離常數(shù)可知酸性:H2SO3>H2CO3>HSO>HCO,結(jié)合“強(qiáng)酸制弱酸”原理知:H2SO3+HCO===HSO+CO2↑+H2O。 答案:(1) (2)c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+) (3)H2SO3+HCO===HSO+CO2↑+H2O [師說高考] 知考情 高考對(duì)電離常數(shù)的考查主要涉及電離常數(shù)的概念、簡(jiǎn)單計(jì)算及其應(yīng)用。常將弱電解質(zhì)的電離常數(shù)及影響電離平衡的外界因素與圖像結(jié)合在一起,考查考生對(duì)弱電解質(zhì)電離常數(shù)、濃度對(duì)弱電解質(zhì)電離的影響等基礎(chǔ)知識(shí)掌握的熟練程度 明學(xué)法 復(fù)習(xí)時(shí),要牢固樹立“平衡”的意識(shí),電離常數(shù)不過是化學(xué)平衡常數(shù)的一種特殊情況,靈活遷移運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)的相關(guān)知識(shí) [過關(guān)這樣練] 1.已知室溫時(shí),0.1 molL-1某一元酸HA在水中有0.1%發(fā)生電離,下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.該溶液的pH=4 B.升高溫度,溶液的pH增大 C.此酸的電離常數(shù)約為110-7 D.由HA電離出的c(H+)約為水電離出的c(H+)的106倍 解析:選B A項(xiàng),c(H+)=0.1%0.1 molL-1=10-4 molL-1,pH=4;B項(xiàng),因HA在水中有電離平衡,升高溫度促進(jìn)平衡向電離的方向移動(dòng),c(H+)增大,pH減??;C選項(xiàng), HA H+ ?。 - 起始(molL-1) 0.1 0 0 平衡(molL-1) 0.1(1-0.1%) 0.10.1% 0.10.1% K====110-7;D項(xiàng),c(H+)=10-4 molL-1,所以水電離出的c(H+)水=10-10 molL-1,前者是后者的106倍。 2.25 ℃時(shí),用0.1 molL-1的CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 molL-1的NaOH溶液,當(dāng)?shù)渭覸 mL CH3COOH溶液時(shí),混合溶液的pH=7。已知CH3COOH的電離常數(shù)為Ka,忽略混合時(shí)溶液體積的變化,下列關(guān)系式正確的是( ) A.Ka= B.V= C.Ka= D.Ka= 解析:選A 混合溶液的pH=7,說明醋酸過量,c(CH3COOH)≈ molL-1,根據(jù)電荷守恒式:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)及c(H+)=c(OH-)可得,c(Na+)=c(CH3COO-)=molL-1,則Ka==,A項(xiàng)正確。 3.氯在飲用水處理中常用作殺菌劑,且HClO的殺菌能力比ClO-強(qiáng)。25 ℃時(shí)氯氣氯水體系中存在以下平衡關(guān)系: Cl2(g)Cl2(aq) K1=10-1.2 Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl- K2=10-3.4 HClOH++ClO- Ka=? 其中Cl2(aq)、HClO和ClO-分別在三者中所占分?jǐn)?shù)(α)隨pH變化的關(guān)系如圖所示。下列表述正確的是( ) A.Cl2(g)+H2O2H++ClO-+Cl- K=10-10.9 B.在氯處理水體系中,c(HClO)+c(ClO-) =c(H+)-c(OH-) C.用氯處理飲用水時(shí),pH=7.5時(shí)殺菌效果比pH=6.5時(shí)差 D.氯處理飲用水時(shí),在夏季的殺菌效果比在冬季好 解析:選C Cl2(g)+H2O2H++ClO-+Cl-,K=K1K2Ka,由圖可得Ka=10-7.5,故K值為10-12.1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)電荷守恒得,c(H+)=c(OH-)+c(ClO-)+c(Cl-),而c(HClO)由于部分電離而不等于c (Cl-),B項(xiàng)錯(cuò)誤;已知HClO的殺菌能力比ClO-強(qiáng),從圖中可知,c(HClO)在pH=7.5時(shí)比在pH=6.5時(shí)低,則殺菌效果較差,C項(xiàng)正確;夏季溫度高,氯的溶解能力變差,殺菌效果也變差,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.常溫下,向a molL-1CH3COONa溶液中,滴加等體積的b molL-1的鹽酸,使溶液呈中性(不考慮鹽酸和醋酸的揮發(fā)),用含a和b的代數(shù)式表示醋酸的電離常數(shù)Ka=____________。 解析:由電荷守恒和物料守恒可得 所以c(CH3COOH)=c(Cl-) CH3COOHCH3COO- + H+ molL-1 molL-1 10-7 molL-1 Ka=)=。 答案: 5.已知: (1)25 ℃時(shí),弱電解質(zhì)的電離常數(shù): Ka(CH3COOH)=1.810-5,Ka(HSCN)=0.13;難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù):Ksp(CaF2)=1.510-10。 (2)25 ℃時(shí),2.010-3 molL-1氫氟酸水溶液中,調(diào)節(jié)溶液pH(忽略體積變化),得到c(HF)、c(F-)與溶液pH的變化關(guān)系,如下圖所示: 請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問題: 25 ℃時(shí),HF電離常數(shù)的數(shù)值Ka≈________,列式并說明得出該平衡常數(shù)的理由________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案:10-3.45(或3.510-4) Ka=,當(dāng)c(F-)=c(HF)時(shí),Ka=c(H+),查圖中的交點(diǎn)處即為c(F-)=c(HF),故所對(duì)應(yīng)的pH即為Ka的負(fù)對(duì)數(shù) 1.已知c(HX)始和c(H+),求電離常數(shù) HX H+ + X- 起始(molL-1):c(HX)始 0 0 平衡(molL-1):c(HX)始-c(H+) c(H+) c(H+) 則Ka==。 由于弱酸只有極少一部分電離,c(H+)的數(shù)值很小,可做近似處理:c(HX)始-c(H+)≈c(HX)始,則Ka=,代入數(shù)值求解即可。 2.已知c(HX)始和電離常數(shù),求c(H+) 由Ka=≈,則: c(H+)=,代入數(shù)值求解即可。 考點(diǎn)二 強(qiáng)、弱電解質(zhì)比較的方法與圖像 [高考這樣考] 1.(2015海南高考)下列曲線中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.810-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.410-3)在水中的電離度與濃度關(guān)系的是( ) 解析:選B 兩種物質(zhì)都是弱電解質(zhì),在溫度不變、濃度相等時(shí),電離程度CH3COOH<CH2ClCOOH,排除A、C;當(dāng)濃度增大時(shí),物質(zhì)的電離程度減小,排除D選項(xiàng),正確選項(xiàng)是B。 2.(2010山東高考)某溫度下,相同pH值的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋,平衡pH值隨溶液體積變化的曲線如右圖所示。據(jù)圖判斷正確的是( ) A.Ⅱ?yàn)辂}酸稀釋時(shí)的pH值變化曲線 B.b點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性比c點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性強(qiáng) C.a(chǎn)點(diǎn)KW的數(shù)值比c點(diǎn)KW的數(shù)值大 D.b點(diǎn)酸的總濃度大于a點(diǎn)酸的總濃度 解析:選B 鹽酸為強(qiáng)電解質(zhì),醋酸為弱電解質(zhì),相同pH的鹽酸和醋酸加水稀釋后,鹽酸的pH改變較大,而醋酸的pH改變較小,從圖線上看,Ⅰ對(duì)應(yīng)的為鹽酸,Ⅱ?qū)?yīng)的為醋酸,A項(xiàng)錯(cuò)誤;b點(diǎn)溶液的濃度比c點(diǎn)大,導(dǎo)電性強(qiáng),B項(xiàng)正確;由于溫度不變,KW不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;開始時(shí),鹽酸和醋酸的pH相同,醋酸濃度大于鹽酸的濃度,加水稀釋相同倍數(shù)后,醋酸的濃度仍然較大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [師說高考] 知考情 高考中,對(duì)本部分內(nèi)容??疾橐辉獜?qiáng)酸與一元弱酸的比較,題型有選擇題、非選擇題。形式上常以圖像形式呈現(xiàn),內(nèi)容上常常涉及中和能力、電離能力及稀釋過程中各種量的變化與對(duì)比等 明學(xué)法 復(fù)習(xí)強(qiáng)弱電解質(zhì)的比較時(shí),可以鹽酸與CH3COOH,NaOH和NH3H2O為例,使問題具體化,更容易理解掌握。特別強(qiáng)調(diào)的是,電解質(zhì)的總濃度與其電離出的c(H+)、c(OH-)的區(qū)別,如pH相等的鹽酸和CH3COOH,與等物質(zhì)的量濃度的HCl和CH3COOH不同 [備考這樣辦] 1.從兩方面突破一元強(qiáng)酸與一元弱酸的比較 (1)相同物質(zhì)的量濃度、相同體積的一元強(qiáng)酸與一元弱酸的比較 酸 c(H+) pH 中和堿的能力 與足量Zn反應(yīng)產(chǎn)生H2的量 開始與金屬反應(yīng)的速率 一元強(qiáng)酸 大 小 相同 相同 大 一元弱酸 小 大 小 (2)相同pH、相同體積的一元強(qiáng)酸與一元弱酸的比較 比較項(xiàng)目 酸 c(H+) c(酸) 中和堿的能力 與足量Zn反應(yīng)產(chǎn)生H2的量 開始與金屬反應(yīng)的速率 一元強(qiáng)酸 相同 小 小 少 相同 一元弱酸 大 大 多 [說明] 一元強(qiáng)堿與一元弱堿的比較規(guī)律與以上類似。 2.用圖像法理解一強(qiáng)一弱的稀釋規(guī)律 (1)相同體積、相同濃度的鹽酸、醋酸 加水稀釋相同的倍數(shù),醋酸的pH大 加水稀釋到相同的pH,鹽酸加入的水多 (2)相同體積、相同pH的鹽酸、醋酸 加水稀釋相同的倍數(shù),鹽酸的pH大 加水稀釋相同的pH,醋酸加入的水多 [過關(guān)這樣練] 1.(2018東北師大附中月考)已知HCl為強(qiáng)酸,下列對(duì)比實(shí)驗(yàn)不能用于證明CH3COOH為弱酸的是( ) A.對(duì)比等濃度的兩種酸溶液的pH B.對(duì)比等濃度的兩種酸溶液與相同大小鎂條反應(yīng)的初始速率 C.對(duì)比等濃度、等體積的兩種酸溶液,與等量NaOH溶液反應(yīng)后放出的熱量 D.對(duì)比等濃度、等體積的兩種酸溶液,與足量Zn反應(yīng),生成H2的體積 解析:選D A項(xiàng),強(qiáng)酸完全電離,弱酸部分電離,存在電離平衡,在濃度相等的條件下鹽酸的pH小于醋酸溶液的pH,可用于證明CH3COOH為弱酸;B項(xiàng),在濃度相等的條件下,鹽酸中H+濃度大,與金屬鎂反應(yīng)的初始速率快,可用于證明CH3COOH為弱酸;C項(xiàng),醋酸是弱酸,存在電離平衡,電離吸熱,與氫氧化鈉反應(yīng)放出的熱量要小于等量的鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)放出的熱量,可用于證明CH3COOH為弱酸;D項(xiàng),等濃度、等體積的兩種酸溶液,與足量Zn反應(yīng),生成H2的體積相等,不能用于比較二者酸性強(qiáng)弱。 2.MOH和ROH兩種一元堿,其水溶液分別加水稀釋時(shí),pH變化如圖所示。下列敘述中正確的是( ) A.在X點(diǎn)時(shí),ROH完全電離 B.在X點(diǎn)時(shí),c(M+)>c(R+) C.MOH是一種強(qiáng)堿 D.稀釋前,c(ROH)=10c(MOH) 解析:選A 由圖可知,pH=13的ROH溶液稀釋100倍,pH變?yōu)?1,則ROH為強(qiáng)堿,故X點(diǎn)時(shí)ROH完全電離,A項(xiàng)正確;在X點(diǎn),pH相同,則c(OH-)相同,由電荷守恒可知,c(M+)=c(R+),B項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖可知,pH=12的MOH溶液稀釋100倍,pH變?yōu)?1,則MOH為弱堿,C項(xiàng)錯(cuò)誤;ROH為強(qiáng)堿,稀釋前濃度為0.1 molL-1,MOH為弱堿,稀釋前MOH的濃度大于0.01 molL-1,則稀釋前c(ROH)<10c(MOH),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.常溫下,將一定濃度的鹽酸和醋酸加水稀釋,溶液的導(dǎo)電能力隨溶液體積變化的曲線如圖所示。下列說法中正確的是( ) A.兩溶液稀釋前的濃度相同 B.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)溶液的pH由大到小順序?yàn)閍>b>c C.a(chǎn)點(diǎn)的KW值比b點(diǎn)的KW值大 D.a(chǎn)點(diǎn)水電離的c(H+)大于c點(diǎn)水電離的c(H+) 解析:選D A項(xiàng),稀釋前,兩種溶液的導(dǎo)電能力相同,則溶液中離子濃度相同,醋酸是弱電解質(zhì),所以醋酸的濃度大于鹽酸的濃度,錯(cuò)誤;B項(xiàng),導(dǎo)電能力越強(qiáng),c(H+)越大,而溶液的pH越小,pH大小順序應(yīng)為b>a>c,錯(cuò)誤;C項(xiàng),溫度不變,水的離子積常數(shù)不變,錯(cuò)誤。 [課堂即時(shí)練] 1.(2018濰坊模擬)相同體積的pH=3的強(qiáng)酸HA溶液和弱酸HB溶液分別跟等質(zhì)量的鎂充分反應(yīng),下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.剛開始時(shí)兩種溶液中產(chǎn)生H2的速率相同 B.若有一種溶液中鎂有剩余,則有剩余的是強(qiáng)酸溶液 C.若兩種溶液中鎂均無剩余,則兩者產(chǎn)生等量的氫氣 D.若兩種溶液中鎂均有剩余,則兩者產(chǎn)生等量的氫氣 解析:選D 兩酸溶液的pH相等,則n總(HA)<n總(HB)。A項(xiàng),pH相等即c(H+)相等,開始反應(yīng)時(shí)速率相等,正確;B項(xiàng),因n總(HA)<n總(HB),若有一種溶液中鎂有剩余,則HA溶液消耗鎂少,鎂與其反應(yīng)有剩余,正確;C項(xiàng),若鎂均無剩余,鎂完全反應(yīng),兩溶液產(chǎn)生H2量相等,正確;D項(xiàng),兩種溶液中鎂均有剩余,則酸完全反應(yīng),因n總(HA)<n總(HB),故產(chǎn)生H2的量不相等,錯(cuò)誤。 2.將c(H+)相同的鹽酸和醋酸溶液分別用蒸餾水稀釋至原來體積的m倍和n倍,稀釋后兩溶液的c(H+)仍相同, 則m和n的關(guān)系是( ) A.m>n B.m<n C.m=n D.不能確定 解析:選B 因?yàn)榇姿崾侨跛?,加水后電離正向進(jìn)行,醋酸電離程度增大,c(H+)減小的較少;鹽酸是強(qiáng)酸在水中完全電離,加水后,c(H+)減小的較大,所以要使稀釋后兩溶液pH相同,就必須使m<n。 3.(2018邯鄲一中檢測(cè))對(duì)室溫下c(H+)相同、體積相同的醋酸和鹽酸兩種溶液分別采取下列措施,有關(guān)敘述正確的是( ) A.加適量的醋酸鈉晶體后,兩溶液的pH均增大 B.使溫度都升高20 ℃后,兩溶液的pH均不變 C.加水稀釋2倍后,兩溶液的pH均減小 D.加足量的鋅充分反應(yīng)后,兩溶液中產(chǎn)生的氫氣一樣多 解析:選A 鹽酸是強(qiáng)電解質(zhì),不存在電離平衡,而醋酸是弱電解質(zhì),存在電離平衡:CH3COOHH++CH3COO-,當(dāng)分別加入適量CH3COONa晶體后,鹽酸中發(fā)生反應(yīng):H++CH3COO-CH3COOH,而醋酸中由于c(CH3COO-)增大,電離平衡左移,兩溶液中c(H+)均減小,pH均增大,故A項(xiàng)正確;當(dāng)溫度都升高20 ℃后,醋酸的電離平衡右移,c(H+)增大,pH減小,鹽酸的pH不變,B項(xiàng)不正確;加水稀釋后,兩溶液的c(H+)均減小,故pH均增大,C項(xiàng)不正確;c(H+)相同、體積相同的醋酸和鹽酸,醋酸濃度大,與足量的鋅反應(yīng)產(chǎn)生的H2多,故D項(xiàng)不正確。 4.pH=2的兩種一元酸x和y,體積均為100 mL,稀釋過程中pH與溶液體積的關(guān)系如圖所示。分別滴加NaOH溶液(c=0.1 molL-1)至pH=7,消耗NaOH溶液的體積為Vx、Vy,則( ) A.x為弱酸,Vx<Vy B.x為強(qiáng)酸,Vx>Vy C.y為弱酸,Vx<Vy D.y為強(qiáng)酸,Vx>Vy 解析:選C 由圖像可知x稀釋10倍,pH變化1個(gè)單位(從pH=2變化為pH=3),故x為強(qiáng)酸,而y稀釋10倍,pH變化小于1個(gè)單位,故y為弱酸,排除選項(xiàng)A、D;pH都為2的x、y,前者濃度為0.01 molL-1,而后者大于0.01 molL-1,故中和至溶液為中性時(shí),后者消耗堿的體積大,故選項(xiàng)C正確。 5.(2017衡陽三模)室溫下,pH相差1的兩種一元堿溶液A和B,分別加水稀釋時(shí),溶液的pH變化如圖所示。下列說法正確的是( ) A.稀釋前,c(A)=10c(B) B.稀釋前,A溶液中由水電離出的OH-的濃度大于10-7 molL-1 C.用醋酸中和A溶液至恰好完全反應(yīng)時(shí),溶液的pH為7 D.在M點(diǎn),A、B兩種堿溶液中陽離子的物質(zhì)的量濃度相等 解析:選D 由圖知,B為弱堿,稀釋前,設(shè)c(AOH)=0.1 molL-1,則c(BOH)>0.01 molL-1,則c(AOH)<10c(BOH),A錯(cuò)誤;稀釋前A溶液中OH-濃度大于B溶液中OH-濃度,堿抑制水的電離,則A溶液中由水電離出的OH-的濃度小于10-7 molL-1,B錯(cuò)誤;用醋酸中和A溶液至恰好完全反應(yīng)時(shí),醋酸是弱酸,生成的醋酸根離子水解顯堿性,C錯(cuò)誤;M點(diǎn)A、B溶液pH相同,氫氧根離子濃度相同,所以M點(diǎn)A、B兩種堿溶液中陽離子的物質(zhì)的量濃度相等,D正確。 6.(1)碳酸:H2CO3,Ki1=4.310-7,Ki2=5.610-11 草酸:H2C2O4,Ki1=5.910-2,Ki2=6.410-5,等濃度草酸溶液和碳酸溶液中,氫離子濃度較大的是____________。 若將等濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合,溶液中各種離子濃度大小的順序正確的是________。(選填編號(hào)) a.c(H+)>c(HC2O)>c(HCO)>c(CO) b.c(HCO)>c(HC2O)>c(C2O)>c(CO) c.c(H+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(CO) d.c(H2CO3)>c(HCO)>c(HC2O)>c(CO) (2)已知:KW=1.010-14,Al(OH)3 AlO+H++H2O K=2.010-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)等于________。 解析:(1)根據(jù)電離常數(shù)可知草酸的酸性強(qiáng)于碳酸,則等濃度草酸溶液和碳酸溶液中,氫離子濃度較大的是草酸。a項(xiàng),草酸的一、二級(jí)電離常數(shù)均大于碳酸,所以草酸的電離程度大于碳酸,因此溶液中c(H+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(HCO)>c(CO),正確;b項(xiàng),根據(jù)a中分析可知b錯(cuò)誤;c項(xiàng),根據(jù)a中分析可知c正確;d項(xiàng),根據(jù)a中分析可知d錯(cuò)誤。 (2)由已知得Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù) K====20。 答案:(1)草酸溶液 ac (2)20 7.25 ℃時(shí),電離常數(shù): 化學(xué)式 CH3COOH H2CO3 HCN 電離常數(shù) 1.810-5 K1:4.310-7 K2:5.610-11 4.910-10 請(qǐng)回答下列問題: (1)物質(zhì)的量濃度為0.1 molL-1的下列四種物質(zhì): a.Na2CO3 b.NaCN c.CH3COONa d.NaHCO3 pH由大到小的順序是____________(填編號(hào))。 (2)25 ℃時(shí),在0.5 molL-1的醋酸溶液中由醋酸電離出的c(H+)約是由水電離出的c(H+)的________倍。 (3)寫出向氰化鈉溶液中通入少量二氧化碳的離子方程式: ________________________________________________________________________。 (4)25 ℃時(shí),CH3COOH與CH3COONa的混合溶液,若測(cè)得混合液pH=6,則溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=__________________(填準(zhǔn)確數(shù)值)。 (5)25 ℃時(shí),將a molL-1的醋酸與b molL-1氫氧化鈉等體積混合,反應(yīng)后溶液恰好顯中性,用a、b表示醋酸的電離常數(shù)為__________________。 解析:(1)酸越弱,對(duì)應(yīng)酸根離子的水解程度越大,所以pH由大到小的順序是a>b>d>c。(2)Ka(CH3COOH)===1.810-5,c(CH3COOH)≈0.5 molL-1,則c(H+)≈310-3 molL-1,由水電離出的c(H+)約為 molL-1,故由醋酸電離出的c(H+)約是由水電離出的c(H+)的=9108倍。(3)酸性強(qiáng)弱順序?yàn)镠2CO3>HCN>HCO,所以向氰化鈉溶液中通入少量CO2的離子方程式為CN-+CO2+H2O===HCO+HCN。(4)25 ℃時(shí),CH3COOH與CH3COONa的混合溶液,若測(cè)得混合溶液pH=6,c(H+)=10-6 molL-1,c(OH-)=10-8 molL-1,則溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=10-6 molL-1-10-8 molL-1=9.910-7 molL-1。(5)25 ℃時(shí),將a molL-1的CH3COOH與b molL-1NaOH溶液等體積混合,反應(yīng)后溶液恰好顯中性,此時(shí)c(H+)=c(OH-)=10-7 molL-1,c(CH3COO-)=c(Na+)= molL-1,剩余的c(CH3COOH)= molL-1,則Ka== 。 答案:(1)a>b>d>c (2)9108 (3)CN-+CO2+H2O===HCO+HCN (4)9.910-7 molL-1 (5) [課下達(dá)標(biāo)練] 1.(2018廊坊檢測(cè))稀氨水中存在著下列平衡:NH3H2ONH+OH-,若要使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),同時(shí)使c(OH-)增大,應(yīng)加入適量的物質(zhì)是( ) ①NH4Cl固體?、诹蛩帷、跱aOH固體?、芗铀♂尅、菁訜帷、藜尤肷倭縈gSO4固體 A.①②③④ B.③⑥ C.③ D.③⑤ 解析:選C ①加入NH4Cl固體,平衡左移,c(OH-)減?。虎诩尤際2SO4,c(OH-)減小,平衡右移;③加入NaOH固體,平衡左移,c(OH-)增大,符合題意;④加水稀釋,平衡右移,c(OH-)減小;⑤加熱,平衡右移,c(OH-)增大;⑥加入MgSO4固體,c(OH-)減小,平衡右移。 2.下列說法正確的是( ) A.電離常數(shù)受溶液濃度的影響 B.電離常數(shù)可以表示弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱 C.電離常數(shù)大的酸溶液中的c(H+)一定比電離常數(shù)小的酸溶液中的c(H+)大 D.H2CO3的電離常數(shù)表達(dá)式:Ka= 解析:選B 電離常數(shù)是溫度的函數(shù),與溶液濃度無關(guān),A項(xiàng)錯(cuò)誤;電離常數(shù)可以表示弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱,B項(xiàng)正確;酸溶液中c(H+)大小既跟酸的電離常數(shù)有關(guān),還跟酸的濃度有關(guān),C項(xiàng)錯(cuò)誤;碳酸是分步電離的,第一步電離常數(shù)表達(dá)式為Ka1=,第二步電離常數(shù)表達(dá)式為Ka2=,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.(2018廣州綜合測(cè)試)對(duì)于常溫下0.1 molL-1氨水和0.1 molL-1醋酸溶液,下列說法正確的是( ) A.0.1 molL-1氨水的pH=13 B.0.1 molL-1氨水加水稀釋,溶液中c(H+)和c(OH-)都減小 C.0.1 molL-1醋酸溶液中:c(H+)=c(CH3COO-) D.0.1 molL-1醋酸溶液與0.1 molL-1NaOH溶液等體積混合所得溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) 解析:選D NH3H2O為弱電解質(zhì),不能完全電離,故0.1 molL-1氨水的pH<13,A項(xiàng)錯(cuò)誤;0.1 molL-1氨水加水稀釋,其溶液中c(OH-)減小,c(H+)增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;醋酸溶液中存在電荷守恒:c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),0.1 molL-1醋酸溶液中有c(H+)>c(CH3COO-),C項(xiàng)錯(cuò)誤;0.1 molL-1醋酸溶液與0.1 molL-1NaOH溶液等體積混合后,恰好完全反應(yīng)生成CH3COONa,CH3COONa溶液中CH3COO-水解,使溶液顯堿性,故溶液中離子濃度的大小順序?yàn)閏(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),D項(xiàng)正確。 4.某溫度下,相同體積、相同pH的氨水和氫氧化鈉溶液加水稀釋時(shí)的pH變化曲線如圖所示,下列判斷正確的是( ) A.a(chǎn)點(diǎn)導(dǎo)電能力比b點(diǎn)強(qiáng) B.b點(diǎn)的KW值大于c點(diǎn) C.與鹽酸完全反應(yīng)時(shí),消耗鹽酸體積Va>Vc D.a(chǎn)、c兩點(diǎn)c(H+)相等 解析:選D pH:b點(diǎn)大于a點(diǎn),所以溶液中的離子濃度b點(diǎn)大于a點(diǎn),即導(dǎo)電能力b點(diǎn)大于a點(diǎn),A錯(cuò)誤;b點(diǎn)和c點(diǎn)的溫度相同,其KW相等,B錯(cuò)誤;由圖像中曲線的變化趨勢(shì)知,a點(diǎn)是NaOH溶液,c點(diǎn)是氨水,pH相同時(shí)c(NH3H2O)遠(yuǎn)大于c(NaOH),結(jié)合溶液的體積c點(diǎn)大于a點(diǎn),故消耗鹽酸體積Va- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 通用版2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第八章 水溶液中的離子平衡學(xué)案 通用版 2019 高考 化學(xué) 一輪 復(fù)習(xí) 第八 水溶液 中的 離子 平衡
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