【高考化学】专题2电解质溶液(学生版)(高考).doc
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1、三年高考两年模拟一年备战【考点预测】纵观2012高考各省市试题,从知识点的角度来讲,考查弱酸弱碱的电离平衡问题,特别是多元弱酸弱碱分步电离平衡问题、多元弱酸弱碱离子的水解问题及化学反应速率的问题是命题的生长点。从解题方法的角度讲,物料守恒、电荷守恒、质子守恒等恒等变形是命题的热点。从取材的角度讲,纯化学的问题、电离平衡在化学科中的具体应用、还有化学与生活相联系的问题都是命题可能涉及的范围。从题型的角度看,打破选择题的常规,出一些简答题或填空题都是有可能的。从能力的角度讲,考查学生发散思维和思维的深刻性是命题者一贯坚持的原则。预测2013年,将以以下守恒为主:一. 电荷守恒(又称溶液电中性原则)
2、:指溶液必须保持电中性,所有阳离子带的电荷总数等于所有阴离子的带电荷总数。如浓度为cmol/L的Na2CO3溶液中,其电荷守恒为: 二. 物料守恒:指某些特征性原子是守恒的。如在Na2CO3溶液中无论碳原子以什么形式存在,都有。物料守恒实质上是物质守恒在化学溶液中的另一表达形式,即指化学变化前后各元素的原子总数守恒。如在浓度为cmol/L的Na2CO3溶液中,中碳原子守恒式为:根据Na元素与C元素物质的量之比为2:1,则有:故三. 质子守恒:即酸碱反应达到平衡时,酸(含广义酸)失去质子()的总数等于碱(或广义碱)得到的质子()总数。这种得失质子()数相等的关系就称为质子守恒。怎样正确书写某盐溶
3、液中的质子守恒关系呢?较简便而迅速的方法和步骤是:(1)写出水电离反应式;(2)写出溶液中主要型体的与质子()得失有关的反应式。怎样确定谁是与质子得失有关的主要型体(或行为主体)呢?这很简单。例如在Na2CO3溶液中,不参与质子的得失不予考虑,与质子得失有关的行为主体就是;同理,如在NaHCO3和在NaH2PO4溶液中,与质子得失有关的行为主体就必然分别是和。(3)根据上述反应式建立质子守恒式。通常我们讨论的是强碱弱酸盐溶液,其质子守恒式的形式为:(得到质子的物质)(失去质子的物质)。等式左边是溶液中的实际浓度,它全部由水电离出来。等式右边第一项是溶液中的实际浓度,第二项表示谁得到质子(消耗了
4、由水电离出的)就要进行补偿,第三项表示谁失去质子(额外生成了)就要从中扣除。故有等式(得到质子物质)(失去质子的物质)c(水电离出的)。所以上述质子守恒公式的意义是由水电离出的数目(或浓度)永远等于由水电离出的的数目(或浓度),这是对质子守恒的另一角度的表述。【2013高考定位】电离平衡(如盐的水解原理在工农业生产、日常生活中的广泛应用等)是高考的必考内容。电离平衡类试题在高考卷中出现的知识点有下列内容:强弱电解质的电离、pH与起始浓度的关系、有关混合溶液pH的计算、改变条件对弱电解质电离平衡离子浓度的影响、离子浓度的大小比较、中和滴定指示剂的选择、盐类水解、物料守恒、电荷守恒等。 2水解方面
5、 根据电解质越弱,对应离子水解能力越强 (1)CH3COONa水溶液的pH7; (2)0.1 molL1 CH3COONa溶液pH比0.1 molL1 NaCl溶液大。 3稀释方面 如图:a、b分别为pH相等的NaOH溶液和氨水稀释曲线。c、d分别为pH相等的盐酸和醋酸稀释曲线。 请体会图中的两层含义: (1)加水稀释相同倍数后的pH大小:氨水NaOH溶液,盐酸醋酸。若稀释10n倍,盐酸、NaOH溶液pH变化n个单位,而氨水与醋酸溶液pH变化不到,n个单位。 (2)稀释后的pH仍然相等,则加水量的大小:氨水NaOH溶液,醋酸盐酸。4利用较强酸(碱)制备较弱酸(碱)判断电解质强弱。如将醋酸加入碳
6、酸钠溶液中,有气泡产生。说明酸性:CH3COOHH2CO3。5利用元素周期律进行判断,如非金属性ClSPSi,则酸性HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3(最高价氧化物对应水化物);金属性:NaMgAl,则碱性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3。【特别提醒】证明某电解质是弱电解质时,只要说明该物质是不完全电离的,即存在电离平衡,既有离子,又有分子,就可说明为弱电解质。考点二、强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸(b)等pH的盐酸(a)与醋酸(b) pH或物质 的量浓度pH:ab物质的量浓度:aba=b 水的电离程度a c(CH3COO)c(Cl)= c(CH
7、3COO) 等体积溶液中和NaOH的量a=bab 分别加该酸的钠盐固体后pH盐酸:不变醋酸:变大盐酸:不变醋酸:变大【特别提醒】(1)证明某酸是弱酸的途径很多,关键是能证明不完全电离,存在电离平衡。(2)酸碱中和是从化学反应的角度来说的,如1 mol CH3COOH中和1 mol NaOH,不是从反应后溶液的酸碱性角度说的。pH范围。 例如:(1)pH=3的CH3COOH溶液,稀释100倍,稀释后3pH5; (2)pH=10的NH3H2O溶液,稀释100倍,稀释后8pH10; (3)pH=3的酸溶液,稀释100倍,稀释后3pH5; (4)pH=10的碱溶液,稀释100倍,稀释后8pH10。 3
8、对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数,强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大。这是因为强酸(或强碱)已完全电离,随着加水稀释,溶液中H(或OH)数(除水电离的以外)不会增多,而弱酸(或弱碱)随着加水稀释,电离程度增大,H(或OH)数会增多。 4对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱),稀释相同的倍数,pH的变化幅度不同,强酸(或强碱)稀释后pH变化幅度大。四、溶液pH的计算 1总体原则 (1)若溶液为酸性,先求c(H),再求pH; (2)若溶液为碱性,先求c(OH),再由c(H)=求c(H),最后求pH。 2具体情况(室温下) (1)酸、碱溶液pH的计算 强酸溶液,如
9、HnA,设浓度为c molL1,c(H)=ncmoL1,pH=lgc(H)lg(nc)。 强碱溶液,如B(OH)n,设浓度为c molL1,c(H)= mol L1,pHlgc(H)14+lg(nc)。 强酸、强碱的pH之和与H和OH浓度比较 pH(酸)+pH(碱)=14,c酸(H)=碱(OH) pH(酸)+pH(碱)c碱(OH) pH(酸)+pH(碱)14,c酸(H)c(HCO)c(CO)(多元弱酸第一步电离程度远远大于第二步电离)(2)水解理论发生水解离子的浓度大于水解生成粒子的浓度,如Na2CO3溶液中: c(CO)c(HCO)c(H2CO3)(多元弱酸酸根离子的水解以第一步为主) (3
10、) 电解质溶液中的守恒关系 守恒关系定义实例电荷守恒电解质溶液呈电中性,即所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数相等例如在NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)c(OH)+c(HCO3)+2c(CO32)物料守恒实质也就是原子守恒,即原子在变化过程(水解、电离)中数目不变例如在Na2CO3溶液中:1/2c(Na+)=c(CO32)+c(HCO3)+c(H2CO3)质子守恒即在纯水中加入电解质,最后溶液中由水电离出的H+与OH离子守恒(可由电荷守恒及物料守恒推出)例如在Na2CO3溶液中:c(OH)=c(HCO3)+2c(H2CO3)+c(H+)2几种题型 (1)多元弱酸溶
11、液中,根据弱酸的分步电离进行分析,如在H3PO4溶液中:c(H)c(H2PO)c(HPO)c(PO)。(2)多元弱酸的正盐溶液中,按弱酸根离子的分步水解进行分析:如在Na2CO3溶液中:c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)。(3)不同溶液中同一离子浓度大小的比较,要看溶液中其他离子对该离子的影响,如在同物质的量浓度的下列溶液中:NH4Cl;CH3COONH4;NH4HSO4,c(NH)由大到小的顺亭为:。(4)混合溶液中各离子浓度的比较,要进行综合分析,如电离因素、水解因素等。如在0.1 molL1 NHCl溶液和0.1 molL1的氨水混合溶液中,各离子浓度大小的顺序为:c(NH)c(
12、Cl)c(OH)c(H)。八、盐类水解的应用1判断盐溶液的酸碱性(1)强酸弱碱盐水解,pH小于7,如NH4Cl、CuSO4、FeCl3、Zn(NO3)2等。(2)强碱弱酸盐水解,pH大于7,如CH3COONa、K2CO3、NaHCO3、Na2S等。 (3)强酸强碱盐不水解,溶液呈中性,如NaCl、K2SO4等。(4)弱酸酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。2判断盐溶液中离子种类及其浓度大小顺序 如Na2S溶液中,Na2S=2Na+S2 S2+H2OHS+OH HS+H2OH2S+OH H2OH+OH所以溶液中存在的微粒有:Na、S2、HS、H2S、H、OH、H2O
13、,且c(Na)2c(S2),c(OH)c(H)。3无水盐制备 (1)制备挥发性强酸弱碱盐,如FeCl3,从溶液中得晶体时,必须在HCl氛围下失去结晶水,否则易得Fe(OH)3或Fe2O3。(2)难挥发性强酸弱碱盐可直接加热得无水盐,如Al2(SO4)3。4某些试剂的实验室贮存要考虑盐的水解例如:Na2CO3、NaHCO3溶液因CO、HCO水解使溶液呈碱性,OH与玻璃中的SiO2反应生成硅酸盐,使试剂瓶颈与瓶塞黏结,因而不能用带玻璃塞的试剂瓶贮存,必须用带橡皮塞的试剂瓶贮存。5配制易水解的盐溶液时,需考虑抑制盐的水解(1)配制强酸弱碱盐溶液时,滴加少量相应的强酸,可抑制弱碱阳离子的水解,如配制F
14、eCl3、AlCl3溶液时滴几滴稀盐酸,配制Fe2(SO4)3溶液时,滴几滴稀硫酸。(2)配制强碱弱酸盐溶液时,滴加少量相应的强碱,可抑制弱酸根离子的水解,如配制Na2CO3、K2S溶液时滴几滴NaOH溶液。6若一种盐的酸根和另一种盐的阳离子能发生水解相互促进反应,这两种盐相遇时,要考虑它们水解的相互促进,如泡沫灭火器原理:利用硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液混合,Al2(SO4)3+6NaHCO3=3Na2SO4+2Al(OH)3+6CO2,产生大量CO2来灭火。7用盐(铁盐、铝盐)作净水剂时需考虑盐类水解。例如,明矾KAl(SO4)212H2O净水原理:Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H
15、,Al(OH)3胶体表面积大,吸附能力强,能吸附水中悬浮物生成沉淀而起到净水作用。8Mg、Zn等较活泼金属溶于强酸弱碱盐(如NH4Cl、AlCl3、FeCl3等)溶液中,能产生H2。例如:将镁条投入NH4Cl溶液中,有H2、NH3产生,有关离子方程式为:NH+H2ONH3H2O+H,Mg+2H=Mg2+H2。9工农业生产中化肥使用时,也要考虑某些化肥不能混合使用,如K2CO3与NH4Cl不能混施等。【特别提醒】判断溶液中离子共存时,不要忽略了离子水解相互促进反应的类型,如Al3与HCO、CO等不能共存。【三年高考】【2012高考试题解析】(2012广东)23对于常温下PH为2的盐酸,传述正确的
16、是 Ac(H+) = c(Cl) + c(OH)B与等体积PH=12的氨水混合后所得溶液显酸性 C由H2O电离出的c(H+) = 1.0 1012 molL1D与等体积0.01 molL1乙酸钠溶液混合后所得溶液中:c(Cl) = c(CH3COO)(2012福建)11.下列物质与水作用形成的溶液能与NH4CI反应生成 NH3 的是 A.二氧化氮 B.钠 C.硫酸镁 D.二氧化硅 【解析】NH4+H2ONH3H2O+H+ ,只要能使平衡往正方向进行,而且在一定条件下温度升高或者氨水的浓度足够大就可能生成NH3,A项:产生NO气体,错误; B项:钠消耗了H+而且该反应放热可以产生氨气,正确;C项
17、:不能产生氨气,错误;D项:二氧化硅可以与氢氟酸反应,跟其他酸很难反应,所以也没有氨气产生,错误。【答案】B【考点定位】本题考查了铵离子水解平衡。(2012四川)10.常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是A新制氯水中加入固体NaOH:c(Na+) = c(Cl-) + c(ClO-) + c(OH) BpH = 8.3的NaHCO3溶液:c(Na+) c(HCO3-) c(CO32-) c(H2CO3) CpH = 11的氨水与pH = 3的盐酸等体积混合:c(Cl-) = c(NH4+) c(OH) = c(H+) D0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积
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