2019-2020年高考化學(xué)復(fù)習(xí) 專題06 溶液中的離子平衡考點(diǎn)剖析.doc

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2019-2020年高考化學(xué)復(fù)習(xí) 專題06 溶液中的離子平衡考點(diǎn)剖析主標(biāo)題：水溶液中的離子平衡副標(biāo)題：剖析考點(diǎn)規(guī)律，明確高考考查重點(diǎn)，為學(xué)生備考提供簡(jiǎn)潔有效的備考策略。關(guān)鍵詞：弱電解質(zhì)，溶液酸堿性，鹽類水解難度：4重要程度：4內(nèi)容：此知識(shí)點(diǎn)為高考的重要考查內(nèi)容，考綱要求了解電解質(zhì)的概念，強(qiáng)、弱電解質(zhì)的概念。了解電解質(zhì)在水溶液中的電離，以及電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性。了解水的電離、離子積常數(shù)。了解溶液pH的定義，了解測(cè)定溶液pH的方法，能進(jìn)行pH的簡(jiǎn)單計(jì)算。了解鹽類水解的原理，了解影響鹽類水解程度的主要因素，了解鹽類水解的應(yīng)用。了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡，了解難溶電解質(zhì)的沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。知識(shí)點(diǎn)一、弱電解質(zhì)1、 弱電解質(zhì)的電離：外界條件對(duì)電離平衡的影響。內(nèi)因：弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)。外因：a溫度：升高溫度，電離平衡向電離方向移動(dòng)，電離程度增大，原因是電離過(guò)程吸熱。b濃度：加水稀釋，使弱電解質(zhì)的濃度減小，電離平衡向電離的方向移動(dòng)，電離程度增大。c同離子效應(yīng)：例如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa固體，溶液中c(CH3COO) 增大，CH3COOH的電離平衡向左(填“左”或“右”)移動(dòng)，電離程度減小，c(H) 減小，pH值增大。2、 電離平衡常數(shù)：【典型題例】：1、下列物質(zhì)中屬于非電解質(zhì)，但水溶液能夠?qū)щ姷氖?)A蔗糖BNaOH CCaO DNH3 答案D 解析蔗糖是非電解質(zhì)且不與水反應(yīng)，溶于水后所形成的溶液不導(dǎo)電，NaOH、CaO均是電解質(zhì)，NH3是非電解質(zhì)但溶于水后可形成電解質(zhì)NH3H2O，溶液能導(dǎo)電。2、用右圖所示裝置分別進(jìn)行下列各組物質(zhì)的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，小燈泡的亮度比反應(yīng)前明顯減弱的是()A向亞硫酸鈉溶液中通入氯氣B向硝酸銀溶液中通入少量氯化氫C向氫碘酸飽和溶液中通入少量氧氣D向氫氧化鈉溶液中通入少量氯氣答案C 解析A項(xiàng)中發(fā)生的反應(yīng)為Na2SO3Cl2H2O=Na2SO42HCl，生成了兩種強(qiáng)電解質(zhì)，溶液的導(dǎo)電能力增強(qiáng)，故燈泡變亮；B項(xiàng)中發(fā)生的反應(yīng)為AgNO3HCl=AgClHNO3，溶液的導(dǎo)電能力幾乎不變；C項(xiàng)中發(fā)生的反應(yīng)為4HIO2=2H2O2I2，溶液的導(dǎo)電能力下降，故燈泡變暗；D項(xiàng)中發(fā)生的反應(yīng)為2NaOHCl2=NaClNaClOH2O，溶液的導(dǎo)電能力幾乎不變，故燈泡的亮度幾乎不變。3、某溫度下，相同pH的鹽酸和醋酸分別加水稀釋，平衡pH隨溶液體積變化的曲線如圖所示。據(jù)圖判斷正確的是()A為鹽酸稀釋時(shí)的pH變化曲線Bb點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性比c點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)Ca點(diǎn)Kw的數(shù)值比c點(diǎn)Kw的數(shù)值大Db點(diǎn)酸的總濃度大于a點(diǎn)酸的總濃度 答案B解析本題考查弱電解質(zhì)的電離平衡、pH知識(shí)，意在考查考生的識(shí)圖能力，把電離平衡知識(shí)與圖像緊密結(jié)合起來(lái)。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，對(duì)應(yīng)的為鹽酸，對(duì)應(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，此時(shí)c(H)相等，加水稀釋后，b點(diǎn)時(shí)，鹽酸已完全電離，而a點(diǎn)時(shí)的醋酸中，仍有一部分醋酸分子沒有電離，故a點(diǎn)時(shí)酸的總濃度較大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5為了證明醋酸是弱電解質(zhì)，甲、乙、丙、丁四人分別選用下列試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：0.1 molL1醋酸溶液、0.1 molL1鹽酸、pH3的鹽酸、pH3的醋酸、CH3COONa晶體、NaCl晶體、CH3COONH4晶體、蒸餾水、鋅粒、pH試紙、酚酞、NaOH溶液等。(1)甲取出10 mL 0.1 molL1的醋酸溶液，用pH試紙測(cè)出其pHa，確定醋酸是弱電解質(zhì)，則a應(yīng)該滿足的關(guān)系是_，理由是_(2)乙分別取pH3的醋酸和鹽酸各1 mL，分別用蒸餾水稀釋到100 mL，然后用pH試紙分別測(cè)定兩溶液的pH，則可認(rèn)定醋酸是弱電解質(zhì)，判斷的依據(jù)是_。(3)丙分別取pH3的鹽酸和醋酸各10 mL，然后加入質(zhì)量相同的鋅粒，醋酸放出H2的速率快，則認(rèn)定醋酸是弱電解質(zhì)，你認(rèn)為這一方法正確嗎？_(4)丁用CH3COONa晶體、NaCl晶體、蒸餾水和酚酞作試驗(yàn)，也論證了醋酸是弱酸的事實(shí)，該同學(xué)的試驗(yàn)操作和現(xiàn)象是_答案(1)a1因醋酸是弱酸，不能完全電離(2)鹽酸的pH5，醋酸的pH5(3)正確。由于醋酸是弱酸，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，醋酸不斷電離，c(H)變化小，產(chǎn)生H2的速率醋酸比鹽酸快(4)將CH3COONa晶體、NaCl晶體溶于適量水配成溶液，分別滴入酚酞試液，CH3COONa溶液變淺紅色，NaCl溶液不變色。知識(shí)點(diǎn)二、水的電離和溶液酸堿性：1、 水的電離水電離出的c(H)或c(OH)的計(jì)算(25 時(shí)) (1)中性溶液： c(H)c(OH)1.0107mol/L。(2)溶質(zhì)為酸的溶液：H來(lái)源于酸電離和水電離，而OH只來(lái)源于水。如計(jì)算pH2的鹽酸中水電離出的c(H)方法是：先求出溶液中的c(OH)1012 mol/L，即水電離出的c(H)c(OH)1012mol/L。(3)溶質(zhì)為堿的溶液：OH來(lái)源于堿電離和水電離，而H只來(lái)源于水。如pH12的NaOH溶液中，c(H)1012 mol/L，即水電離產(chǎn)生的c(OH)c(H)1012mol/L。(4)水解呈酸性或堿性的鹽溶液：H和OH均由水電離產(chǎn)生。如pH2的NH4Cl溶液中由水電離出的c(H)102mol/L，c(OH)1012mol/L是因?yàn)椴糠諳H與部分NH結(jié)合了；pH12的Na2CO3溶液中由水電離出的c(OH)102mol/L。2、 溶液酸堿性、PH計(jì)算：溶液pH的計(jì)算A、總體原則(1)若溶液為酸性，先求c(H)，再求pH；(2)若溶液為堿性，先求c(OH)，再由c(H)求c(H)，最后求pH。B、類型及方法(室溫下)(1)酸、堿溶液pH的計(jì)算：強(qiáng)酸溶液，如HnA，設(shè)濃度為c molL1，c(H)nc molL1，pHlgc(H)lg(nc)。強(qiáng)堿溶液，如B(OH)n，設(shè)濃度為c molL1，c(H)molL1，pHlgc(H)14lg(nc)。(2)酸、堿混合pH計(jì)算：兩強(qiáng)酸混合c混(H)兩強(qiáng)堿混合c混(OH)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合(一者過(guò)量)：酸過(guò)量：c混(H)堿過(guò)量：c混(OH)強(qiáng)酸強(qiáng)堿恰好完全反應(yīng)溶液呈中性pH7c酸(H)V酸c堿(OH)V堿C、酸堿混合時(shí)的pH規(guī)律(1)酸與堿的pH之和為14，且等體積混合：(2)等體積的強(qiáng)酸(pH1)和強(qiáng)堿(pH2)混合：常溫時(shí)(2)等體積的強(qiáng)酸(pH1)和強(qiáng)堿(pH2)混合：常溫時(shí)(3)強(qiáng)酸(pH1)與強(qiáng)堿(pH2)混合呈中性時(shí)，V酸與V堿的關(guān)系如下：若pH1pH214，則V酸V堿。若pH1的強(qiáng)酸與pH2的強(qiáng)堿混合后呈中性，則存在10 pH1pH214。D、酸堿稀釋時(shí)pH的變化酸 堿 弱酸 強(qiáng)酸 弱堿 強(qiáng)堿 稀釋10n倍 pHn pHn 無(wú)限稀釋 pH趨向于7 3、 中和滴定：滴定終點(diǎn)的判斷答題模板 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)溶液后，溶液變成色，且半分鐘內(nèi)不變色。解答此類題目注意三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：(1)最后一滴：必須說(shuō)明是滴入“最后一滴”溶液。(2)顏色變化：必須說(shuō)明滴入“最后一滴”溶液后溶液“顏色的變化”。(3)半分鐘：必須說(shuō)明溶液顏色變化后“半分鐘內(nèi)不變色”。 【典型題例】：1短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，其簡(jiǎn)單離子都能破壞水的電離平衡的是()AW2、XBX、，Y3 CY3、Z2 DX、Z2 答案C 解析根據(jù)“短周期元素”“原子序數(shù)依次增大”和選項(xiàng)中離子所帶的電荷數(shù)，可以判斷出四種元素對(duì)應(yīng)的離子分別是O2、Na、Al3和S2，其中Na對(duì)水的電離平衡無(wú)影響，故排除A、B、D三項(xiàng)，選C項(xiàng)。2、常溫下0.1 molL1醋酸溶液的pHa，下列能使溶液pH(a1)的措施是()A將溶液稀釋到原體積的10倍B加入適量的醋酸鈉固體C加入等體積0.2 molL1的鹽酸D提高溶液的溫度答案B解析本題以弱電解質(zhì)的電離平衡移動(dòng)為背景，考查有關(guān)溶液的pH計(jì)算及電離平衡的移動(dòng)。pH增加一個(gè)單位，需要溶液的H濃度降低到原來(lái)的，醋酸是弱酸，電離方程式為CH3COOHHCH3COO，故將溶液稀釋到原體積的10倍，溶液pH增加不到一個(gè)單位，A項(xiàng)錯(cuò)誤；加入適量的醋酸鈉固體，抑制醋酸的電離，使其pH增大，可以使其pH由a變成(a1)，B項(xiàng)正確；加入等體積0.2 molL1鹽酸，雖然抑制醋酸的電離，但增大了c(H)，溶液的pH減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；提高溶液的溫度，促進(jìn)了醋酸的電離，c(H)增大，溶液的pH減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3、如圖曲線a和b是鹽酸與氫氧化鈉相互滴定的滴定曲線，下列敘述正確的是()A水電離出的氫離子濃度：ab B鹽酸的物質(zhì)的量濃度為0.010 0 molL1 C指示劑變色時(shí)，說(shuō)明鹽酸與NaOH恰好完全反應(yīng)D當(dāng)?shù)渭覰aOH溶液10.00 mL時(shí)，該混合液的pH1lg3答案D解析在滴定過(guò)程中a點(diǎn)酸性比b點(diǎn)強(qiáng)，a點(diǎn)時(shí)，HCl對(duì)水的電離抑制程度大，水電離出的H濃度：ac(HCO)c(H2CO3)(多元弱酸酸根離子的水解以第一步為主)。B、三個(gè)守恒關(guān)系(1)電荷守恒。溶液中所有陽(yáng)離子的電荷總濃度等于所有陰離子的電荷總濃度，即溶液中陰、陽(yáng)離子所帶電荷總數(shù)相等。如NaHCO3溶液中：c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c(OH)。(2)物料守恒。物料守恒也就是元素守恒，電解質(zhì)(電離或水解或反應(yīng))變化前后某種元素的原子個(gè)數(shù)守恒，如0.1 molL1 NaHCO3溶液中：c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)0.1 molL1。（3）質(zhì)子守恒。由水電離出的c(H)由水電離出的c(OH)如Na2CO3溶液中，c(OH)c(H)c(HCO)2c(H2CO3)。NH4Cl溶液中，c(H)c(OH)c(NH3H2O)。C、應(yīng)用（1）根據(jù)鹽類水解規(guī)律判斷溶液的酸堿性或pH大小 如相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液，Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4、NH4Cl、(NH4)2SO4、CH3COOH、HCl，pH由大到小的順序?yàn)椋篘a2CO3NaHCO3Na2SO4NH4Cl(NH4)2SO4CH3COOHHCl。（2）判斷鹽溶液中離子的種類及濃度的大小如Na2CO3溶液中存在的微粒有：Na、CO、HCO、H2CO3、OH、H、H2O，且c(Na)2c(CO)，c(OH)c(H)。（3）配制易水解鹽溶液時(shí)，要注意抑制水解如配制FeCl3、AlCl3溶液時(shí)滴加幾滴稀鹽酸。（4）實(shí)驗(yàn)室貯存試劑時(shí)，要考慮鹽的水解如Na2CO3、NaHCO3溶液顯堿性而不能用帶玻璃塞的試劑瓶貯存。（5）判斷鹽溶液蒸干時(shí)所得的產(chǎn)物 如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后得到Al(OH)3、Fe(OH)3；CuSO4溶液蒸干后得CuSO4固體，NaHCO3溶液低溫蒸干后可得NaHCO3固體。 （6）如MgCl2溶液中混有少量FeCl3雜質(zhì)，因Fe3的水解程度比Mg2水解程度大，可加入MgO或Mg(OH)2或MgCO3等，使Fe3的水解平衡右移，生成Fe(OH)3沉淀而除去。（7）判斷溶液中離子能否大量共存如Al3、Fe3與CO、HCO在溶液中不能大量共存，因?yàn)槟馨l(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)。（8）解釋鹽參加的某些反應(yīng)如Mg加到NH4Cl溶液中，AlCl3與Na2S溶液混合等【典型題例】1有四種鹽溶液，物質(zhì)的量濃度相等且都由一價(jià)陽(yáng)離子A和B及一價(jià)陰離子X和Y組成。據(jù)測(cè)定常溫下AX和BY溶液的pH7，AY溶液的pH7，BX溶液的pH7，說(shuō)明AY為強(qiáng)堿弱酸鹽，BX溶液的pHH2CO3H2SiO3，故等物質(zhì)的量濃度的鹽溶液的pH大小為：CH3COONaNa2CO37說(shuō)明NaR是強(qiáng)堿弱酸鹽，即HR為弱酸，A項(xiàng)能；只要酸性比碳酸強(qiáng)，HR就能與Na2CO3溶液反應(yīng)，B項(xiàng)不能；若HR為強(qiáng)酸，則加少量NaR，溶液的pH不變，現(xiàn)pH變大，則說(shuō)明NaR抑制了HR的電離，C項(xiàng)能；若HR是強(qiáng)酸，則0.01 molL1的HR溶液的pH20為例外界條件 移動(dòng)方向 平衡后c(Ag) 平衡后c(Cl) Ksp 升高溫度 正向 增大 增大 增大 加水稀釋 正向 減小 減小 不變 加入少量AgNO3 逆向 增大 減小 不變 通入HCl 逆向 減小 增大 不變 通入H2S 正向 減小 增大 不變 2、沉淀溶解平衡的應(yīng)用(1)沉淀的生成。調(diào)節(jié)pH法。如除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質(zhì)，可加入氨水調(diào)節(jié)pH至78，離子方程式為：Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。沉淀劑法。如用H2S沉淀Cu2，離子方程式為：H2SCu2=CuS2H。(2)沉淀的溶解。酸溶解法。如CaCO3溶于鹽酸，離子方程式為：CaCO32H=Ca2H2OCO2。鹽溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，化學(xué)方程式為：Mg(OH)22NH4Cl=MgCl22H2O2NH3。氧化還原溶解法。如不溶于鹽酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。配位溶解法。如AgCl溶于氨水，離子方程式為：AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O。(3)沉淀的轉(zhuǎn)化。實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)。(沉淀的溶解度差別越大，越容易轉(zhuǎn)化)舉例。根據(jù)難溶物質(zhì)溶解度的大小，難溶物質(zhì)間可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化，例如：AgNO3 AgCl白色沉淀) AgBr (淡黃色沉淀) AgI (黃色沉淀) Ag2S (黑色沉淀)3、沉淀溶解平衡圖像題的解題策略 溶解平衡曲線類似于溶解度曲線，曲線上任一點(diǎn)都表示飽和溶液，曲線上方的任一點(diǎn)均表示過(guò)飽和，此時(shí)有沉淀析出，曲線下方的任一點(diǎn)，均表示不飽和。從圖像中找到數(shù)據(jù)，根據(jù)Ksp公式計(jì)算得出Ksp的值。比較溶液的Qc與Ksp的大小，判斷溶液中有無(wú)沉淀析出。涉及Qc的計(jì)算時(shí)，所代入的離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度，因此計(jì)算離子濃度時(shí)，所代入的溶液體積也必須是混合液的體積?！镜湫皖}例】1、溴酸銀(AgBrO3)溶解度隨溫度變化曲線如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A溴酸銀的溶解是放熱過(guò)程B溫度升高時(shí)溴酸銀溶解速度加快C60 時(shí)溴酸銀的Ksp約等于6104 D若硝酸鉀中含有少量溴酸銀，可用重結(jié)晶方法提純 答案A解析從圖像可看出隨溫度的升高，AgBrO3的溶解度逐漸升高，即AgBrO3的溶解是吸熱過(guò)程，A項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度升高，其溶解速度加快，B項(xiàng)正確；60 時(shí)飽和溶液中AgBrO3的物質(zhì)的量濃度約為2.5102mol/L，其Ksp6104，C項(xiàng)正確；由于AgBrO3的溶解度比較小，故KNO3中含有AgBrO3時(shí)，可采用重結(jié)晶的方法提純，D項(xiàng)正確。2、常溫下Ksp(CaSO4)9106，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A在任何溶液中，若有CaSO4沉淀析出，則c(Ca2)與c(SO)一定相等Bd點(diǎn)溶液通過(guò)蒸發(fā)可以變到c點(diǎn)Ca點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp等于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的KspDb點(diǎn)將有沉淀生成，平衡后溶液中c(SO)一定等于3103molL1答案C解析有CaSO4沉淀析出的溶液中，一定存在c(Ca2)c(SO)Ksp(CaSO4)，但c(Ca2)和c(SO)不一定相等，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；d點(diǎn)溶液未飽和，蒸發(fā)溶劑時(shí)，c(SO)不可能不發(fā)生變化，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度不變時(shí)，Ksp也不變，C選項(xiàng)正確；b點(diǎn)沒有在曲線上，平衡時(shí)，c(Ca2)和c(SO)不一定相等，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。3、已知CaCO3的Ksp2.8109，現(xiàn)將濃度為2104 molL1的Na2CO3溶液與CaCl2溶液等體積混合，若要產(chǎn)生沉淀，則所用CaCl2溶液的濃度至少應(yīng)為()A2.8102 molL1B1.4105 molL1 C2.8105 molL1 D5.6105 molL1答案D解析由沉淀形成的條件知，要產(chǎn)生沉淀必須滿足：c(Ca2)c(CO)2.8109，因等體積混合后，c(CO)1104 molL1，故混合溶液中c(Ca2)應(yīng)大于2.8105 molL1，則混合前c(CaCl2)至少應(yīng)為5.6105 molL1。4、在pH為45的環(huán)境中，Cu2、Fe2不能生成沉淀，而Fe3幾乎完全沉淀。工業(yè)上制取CuCl2是將濃鹽酸用蒸汽加熱到80 左右，再慢慢加入粗氧化銅(含雜質(zhì)FeO)，充分?jǐn)嚢枋怪芙猓ト芤褐械碾s質(zhì)離子，下列方法正確的是()A加入純Cu將Fe2還原B向溶液中加入(NH4)2S使Fe2沉淀C直接加水加熱使雜質(zhì)離子水解除去D在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末調(diào)節(jié)pH為45答案D 解析A項(xiàng)，Cu與Fe2不反應(yīng)；B項(xiàng)，引入新雜質(zhì)，且Cu2轉(zhuǎn)化為CuS；C項(xiàng)，直接加水加熱Cu2也會(huì)發(fā)生水解；D項(xiàng)，通入Cl2，把Fe2氧化為Fe3，再加入CuO調(diào)節(jié)pH為45，使Fe3沉淀完全即可。