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1、高中化學(xué)58個(gè)考點(diǎn)精講31、電離平衡1復(fù)習(xí)重點(diǎn)1強(qiáng)、弱電解質(zhì)的概念及電離方程式的書寫;2弱電解質(zhì)的電離平衡;電離平衡常數(shù)。2難點(diǎn)聚焦(一)強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì) 1相互關(guān)系能否 電離是否 完全 否非電解質(zhì) 化合物 是強(qiáng)電解質(zhì) 能 否弱電解質(zhì)熱或水的作用 電解質(zhì) 自由移動(dòng)離子 電離 思考:一種物質(zhì)的水溶液能導(dǎo)電,原物質(zhì)一定是電解質(zhì)嗎?分析:不一定!關(guān)鍵要分清發(fā)生電離散是否要原物質(zhì)本身。有可能溶于水時(shí)就發(fā)生了化學(xué)變化如(1)Cl2 氯水 即不是電解質(zhì) HCl.HclO又不是非電解質(zhì) 發(fā)生電離(2)CO2 碳酸溶液 非電解質(zhì) H2CO3電離(3)Na2O NO2OH溶液 雖不是本身電離子 NaOH電離但
2、可在熔融態(tài)電離,故它屬強(qiáng)電解質(zhì)2比較強(qiáng)、弱電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)電離程度完全部分電離平衡不、不可逆有、可能過程表示溶液中存在的微粒(水分子不計(jì))=只有電離出的陰、陽離子,不存在電解質(zhì)分子即有電離出的陰、陽離子(少部分),又有電解質(zhì)分子(大部分)。電離方程式H2SO4=2H+SO42CaCl2=Ca2+2ClNH3H2O NH4+OHH2S H+HS,HS H+S2實(shí)例絕大多數(shù)的鹽(包括難溶性鹽);強(qiáng)酸:H2SO4、HCl、HclO4等;強(qiáng)堿:Ba(OH)2、Ca(OH)2等。注意:多元強(qiáng)酸電離一步完成且完全 如 HnA=Nh+An而多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的,且第二步電離比第一步電離困難,第三
3、步電離比第二步電離更困難,但每步電離都存在相應(yīng)的電離平衡,因此應(yīng)分步書寫電離方程式。例如磷酸的電離方程式應(yīng)寫三步:H3PO4 H+H2PO4, H2PO4 H+HPO42 HPO42 H+PO43,不能合并成H3PO4 3H+PO43。 由于磷酸溶液中的H+主要由第一步電離決定,因此磷酸的電離方程式有時(shí)也可只寫第一步。對HnA弱酸而言,電離方程式可只考慮:HnA H+Hn+A想一想:為什么多元的酸電離下一步比上一步困難,電離程度小得多,甚至可忽略?(二)弱電解質(zhì)的電離平衡(1)概念弱電解質(zhì)的電離平衡是指在一定條件下(濕度、濃度),弱電解質(zhì)電離成離子的速率和離子結(jié)合成分子的速率相等的狀態(tài)。(2)
4、特點(diǎn)動(dòng)動(dòng)態(tài)平衡:V(聞子化)=V(分子化)0。在電離方程式中用“ ”表示。定平衡時(shí)各組成成分一定,即平衡時(shí)溶液中離子濃度和分子濃度保持不變變條件改變,平衡被打破。(3)影響電離平衡的因素與化學(xué)平衡一樣,外界條件的改變也會引起移動(dòng).以0.1mol/1 CH3COOH溶液為例:項(xiàng)目 變化項(xiàng)目加水升溫加入固體NaOH加入無水CH3COONa通入氣體HCl加入等濃度的CH3COOH平衡移動(dòng)右移右移右移左移左移不移動(dòng)H+的物質(zhì)的量(mol)增大增大減小減小增大增大H+濃度(mol) 減小增大減小減小增大不變PH值增大減小增大增大減小不變導(dǎo)電能力減弱增強(qiáng)增強(qiáng)增強(qiáng)增強(qiáng)不變(三)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱與電解
5、質(zhì)強(qiáng)弱影響溶液導(dǎo)電能力的因素:自由移動(dòng)離子濃度的大小。(主要決定因素)濕度一定,離子濃度越在,導(dǎo)電能力越強(qiáng)。濕度:濕度越高,導(dǎo)電能力越強(qiáng)。(與金屬導(dǎo)電相反)離子電荷數(shù):電荷數(shù)越高,導(dǎo)電能力越強(qiáng)。由此可知:強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定比弱電解質(zhì)強(qiáng)。如 較濃醋酸的導(dǎo)電能力可比極稀HCl溶液強(qiáng)。 CaCO3雖為強(qiáng)電解質(zhì),但溶于水所得溶液極稀,導(dǎo)電能力極差。思考:若在某溶液中加入一種物質(zhì),出現(xiàn)沉淀,則溶液的導(dǎo)電能力一定減弱嗎?(濕度不變)分析:不一定。關(guān)鍵要看溶液中離子濃度有無顯著變化。如:(1)若在H2SO4溶液中加Ba(OH)2,因生成BaSO4沉淀和極難電離的水,使溶液中離子濃度降低,導(dǎo)電能力降
6、低。(2)若在H2SO4溶液中加BaCl2,雖有沉淀BaSO4生成,但同時(shí)生成了HCl,相當(dāng)于1molSO42被2molCl代替,故導(dǎo)電能力有所增強(qiáng)。(3)若在HCl溶液中加AgNO3,則導(dǎo)電能力幾乎不變。(四)水的電離平衡1 實(shí)驗(yàn)證明,純水微弱的導(dǎo)電性,是極弱的電解質(zhì):2 251LH2O的物質(zhì)的量n(H2O)=55.6(mol)共有107mol發(fā)生電離H2O H+OH 起始(mol) 55.6 0 0 電離(mol) 107 107 107 平衡(mol)55.6107 107 107 25H+OH= 107=1014=Kw的離子積常數(shù)。2影響Kw的因素Kw與溶液中H+、OH無關(guān),與濕度有關(guān)
7、。水的電離為吸熱過程,所以當(dāng)濕度升高時(shí),水的電離程度增大,Kw也增大。例如100,1LH2O有106mol電離,此時(shí)水的離子積常數(shù)為Kw=106106=1012.3影響水的電離平衡因素(1)濕度,升濕度促進(jìn)水的電離,降溫則相反(2)向純水中引入H+或OH,會抑制水的電離(3)向純水中引入弱酸酸根陰離子或弱堿陽離子,將促進(jìn)水的電離,此乃為鹽類水解的實(shí)質(zhì)。3 酸、堿、鹽溶液中水電離的定量計(jì)算。(列表比較如下:)H+水與OH水關(guān)系x的計(jì)算式室溫x值對水電離影響純水H+水=OH水x=x=1107mol/L對水電離影響酸溶液x=x1107mol/L堿溶液x=抑制正鹽溶液強(qiáng)酸弱堿鹽強(qiáng)堿弱酸鹽強(qiáng)堿強(qiáng)酸鹽x=
8、H+x1107mol/L促進(jìn)x=OHx=x=1107mol/L無注H+水、OH水指水電離出的H+、OH濃度 H+水、OH指指溶液中的H+、OH濃度由上表可得重要規(guī)律:(1)在任意濕度、任意物質(zhì)的水溶液中(含純水)的水本身電離出的H+水OH水(2)酸和堿對水的電離均起抑制作用只要堿的pH值相等(不論強(qiáng)弱、不論幾元)對水的抑制程度相等,堿也同理。若酸溶液的pH值與堿溶液的pOH值相等,則兩種溶液中水的電離度相等。如pH=3的鹽酸溶液與pH=11的氨水溶液在室溫下,由水電離出的 H+水=OH水=1011mol/L(3)在凡能水解的鹽溶液中,水的電離均受到促進(jìn),且當(dāng)強(qiáng)酸弱的堿鹽的pH和強(qiáng)堿弱酸鹽的pO
9、H值相等時(shí)(同一濕度),則促進(jìn)程度相等。(4)較濃溶液中水電離出H+的大小:酸溶液中OH等于水電離的H+堿溶液中H+等于水電離的H+強(qiáng)酸弱堿鹽溶液中的H+等于水電離出H+強(qiáng)堿弱酸鹽溶液中的OH等于水電離出的H+如pH=4的NH4Cl溶液與pH=10的NaAc溶液中,(室溫)由水電離出的H+水=OH水=104mol/L3例題精講例1下列四種溶液中,由水電離出的H+之比(依次)為( )pH=0的鹽酸 0.1mol/L的鹽酸 0.01mol/L的NaOH溶液 pH=11的NaOH溶液(A)1 :10 :100 :1000 (B)0 :1 :12 :11(C)14 :13 :12 :11 (D) 14
10、 :13 :2 :3解析H+=1mol/L H+水=OH=11014mol/LH+=1mol/L H+水=11013mol/LOH=1102mol/L H+水=11012mol/LOH=1103mol/L H+水=11011mol/L例2某濕度下,純水中的H+=2107mol/L,則此時(shí)OH=_,若濕度不變,滴入稀硫酸使H+=5106mol/L,則OH=_,由水電離出H+為,該純水的PH值_(填、=解析純水中 H2O H+OH mol/L 2107 2107加酸后,水的電離平衡逆向移動(dòng),使OH減小,可由Kw、H+求出OH,此濕度下Kw值為2107 2107= 4114OH=8109mol/L由
11、水電離的H+=OH=81011mol/L該濕度下Ph= lg107= 7lg27.例3常溫下某溶液中,由水電離出的H+為11012mol/L,該溶液中一定能大量共存的離子組是( )AK+、Na+、SO42、NO3 BNa+、K+、S2、CO32 CFe2+、Mg2+、Cl、SO42 DNH4+、Cl、K+、SO32解析 常溫、由水電離出的H+=1011mol/L1107mol/L說明水的電離受到抑制。此溶液可能是pH=1酸溶液,也可能為pH=13的堿溶液,選項(xiàng)B、D中的S2、CO32、SO32不能存在于強(qiáng)酸性溶液中,C中的Fe2+、Mg2+、D中的NH42+、D中的NH4+與OH均不能大量存共
12、存,故本題答案A。例4在圖(1)所示的裝置中,燒杯中盛放的是Ba(OH)2溶液,當(dāng)從滴定管中逐漸加入某種溶液(A)時(shí),溶液的導(dǎo)電性的變化趨勢如圖(2)所示。 圖1 圖2該根據(jù)離子反應(yīng)的特點(diǎn)分析:A溶液中含有的溶質(zhì)可能是_或_(至少寫出兩種),并寫出相應(yīng)的離子反應(yīng)的離子方程式:_、_解析:從圖2可分析知,隨著A的加入溶液導(dǎo)電能力迅速降低,說明A必定能與Ba(OH)2發(fā)生反應(yīng),使溶液中離子濃度變得極小,故不僅與Ba2+反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀,還要與OH反應(yīng)生成水或其它弱電解質(zhì),當(dāng)反應(yīng)完全后,過量A的加入,導(dǎo)電能力又顯著上升,說明A應(yīng)為強(qiáng)電解質(zhì),故A可能是H2SO4或CuSO4或MgSO4或(NH4)2SO
13、4等。離子方程式:2H+SO42+Ba2+2OH=BaSO4+2H2O Mg2+SO42+Ba2+2OH=BaSO4+Mg(OH)2想一想:A可否為Na2SO4或H2CO3溶液?為什么?4實(shí)戰(zhàn)演練一、選擇題(1.在含有酚酞的01molL1氨水中加入少量的NH4Cl晶體,則溶液顏色A.變藍(lán)色B.變深C.變淺D.不變2.當(dāng)不考慮水的電離時(shí),在氫硫酸溶液中,下列的離子濃度關(guān)系中正確的是A.c(H)=c(HS)2c(S2)B.c(H)=c(HS)c(S2)C.2c(S2)=c(H)D.c(S2)=c(HS)3.在無土栽培中,需配制一定量含50 mol NH4Cl,24 mol K2SO4的營養(yǎng)液。若用
14、KCl,NH4Cl和(NH4)2SO4三種固體為原料來配制,三者的物質(zhì)的量依次是(單位為mol)A.2,64,24B.48,2,24C.32,50,12D.16,50,244.在濃度均為1 molL1的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2三種溶液中,若測得其中c(NH)分別為a、b、c(molL1),則下列判斷正確的是A.a=b=cB.cabC.bacD.acb5.甲酸的下列性質(zhì)中可以證明它是弱電解質(zhì)的是A.1 molL1的甲酸溶液的c(H)約為0.01 molL1B.甲酸與水以任意比例互溶C.10 mL 1 molL1甲酸恰好與10 mL 1 molL1NaO
15、H溶液完全反應(yīng)D.在相同條件下,甲酸的導(dǎo)電性比一元強(qiáng)酸溶液的弱6.用水稀釋0.1 molL1氨水時(shí),溶液中隨著水量的增加而減小的是A.c(OH)c(NH3H2O)B.c(NH3H2O)c(OH)C.c(H)和c(OH)的乘積D.OH的物質(zhì)的量7.下列各電離方程式中書寫正確的是A.CH3COOHHCH3COOB.KHSO4KHSOC.Al(OH)3Al33OHD.NaH2PO4NaH2PO8.當(dāng)溶液中HSH2OS2H3O達(dá)到平衡時(shí),欲使c(S2)增大,應(yīng)加入A.Cu2B.COC.H2OD.HCl9.在RNH2H2ORNHOH形成的平衡中,要使RNH2H2O的電離程度及c(OH)都增大,可采取的措
16、施是A.通入HCl B.加少量NaOH固體C.加水D.升溫二、非選擇題(共55分)10.(12分)用實(shí)驗(yàn)確定某酸HA是弱電解質(zhì)。兩同學(xué)的方案是:甲:稱取一定質(zhì)量的HA配制0.1 molL1的溶液100 mL;用pH試紙測出該溶液的pH,即可證明HA是弱電解質(zhì)。乙:用已知物質(zhì)的量濃度的HA溶液、鹽酸,分別配制pH1的兩種酸溶液各100 mL;分別取這兩種溶液各10 mL,加水稀釋為100 mL;各取相同體積的兩種稀釋液裝入兩個(gè)試管,同時(shí)加入純度相同的鋅粒,觀察現(xiàn)象,即可證明HA是弱電解質(zhì)。(1)在兩個(gè)方案的第步中,都要用到的定量儀器是 。(2)甲方案中,說明HA是弱電解質(zhì)的理由是測得溶液的pH
17、1(選填、)。乙方案中,說明HA是弱電解質(zhì)的現(xiàn)象是 (多選扣分)a.裝HCl溶液的試管中放出H2的速率快;b.裝HA溶液的試管中放出H2的速率快;c.兩個(gè)試管中產(chǎn)生氣體速率一樣快:(3)請你評價(jià)乙方案中難以實(shí)現(xiàn)之處和不妥之處。(4)請你再提出一個(gè)合理而比較容易進(jìn)行的方案(藥品可任?。骱喢鞫笠硎?。11.(9分)如下圖,在一燒杯中盛有200 mL 0.1 molL1的H3O4溶液,同時(shí)一光滑小球懸浮在液體中間。(1)合上電鍵K時(shí),電流計(jì)指針向 邊偏轉(zhuǎn)。(2)向燒杯里逐滴滴入0.4 molL1的Ba(OH)2溶液至剛好完全反應(yīng),可觀察到的現(xiàn)象有: , , 。(3)磷酸可用磷礦石Ca3(O4)2
18、來制取,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 12.(12分)已知多元弱酸在水溶液中的電離是分步進(jìn)行的,且第一步電離程度大于第二步電離程度,第二步電離程度遠(yuǎn)大于第三步電離程度今有HA、H2B、H3C三種一元、二元、三元弱酸,根據(jù)“較強(qiáng)酸較弱酸鹽較強(qiáng)酸鹽較弱酸”的反應(yīng)規(guī)律,它們之間能發(fā)生下列反應(yīng):HAHC2(少量)=AH2CH2B(少量)2A=B22HAH2B(少量)H2C=HBH3C回答下列問題:(1)相同條件下,HA、H2B、H3C三種酸中酸性最強(qiáng)的是 。(2)A、B2、C3、HB、H2C、HC種離子中,最易結(jié)合質(zhì)子的是 ,最難結(jié)合質(zhì)子的是 。(3)判斷下列反應(yīng)的離子方程式中正確的是(填寫標(biāo)號) 。A.
19、H3C3A=3HAC3 B.HBA=HAB2C.H3CB2=HBH2C(4)完成下列反應(yīng)的離子方程式。A.H3COH(過量) ;B.HA(過量)C3 。13.(8分)在稀氨水中存在平衡:NH3H2ONHOH,如進(jìn)行下列操作,則NH3、NH、H、OH濃度如何變化?試用“增大”“減小”“不變”填寫。(1)通適量HCl氣體時(shí),c(NH3) ,c(H) 。(2)加入少量NaOH固體時(shí),c(NH) ,c(OH) 。(3)加入NH4Cl晶體時(shí),c(NH) ,c(OH) 。14.(8分)在a、b兩支試管中,分別裝上形態(tài)相同、質(zhì)量相等的一顆鋅粒,然后向兩支試管中分別加入相同物質(zhì)的量、相同體積的稀鹽酸和稀醋酸。
20、填寫下列空白:(1)a、b兩支試管中的現(xiàn)象:相同點(diǎn)是 ;不同點(diǎn)是 。原因是 。(2)a、b兩支試管中生成氣體的體積開始時(shí)是a 于b,反應(yīng)完畢后生成氣體的總體積是a b,原因是 。15.(6分)為測定人呼出氣體中二氧化碳的含量,將1000 mL呼出的氣體通入50.0 mL氫氧化鋇溶液中,使其完全吸收,過濾后取20.0 mL澄清溶液,用0.100 molL1鹽酸滴定,當(dāng)耗去20.4 mL鹽酸時(shí)恰好完全反應(yīng)。另取20.0 mL原氫氧化鋇溶液,用同種鹽酸滴定,耗去36.4 mL鹽酸時(shí),恰好反應(yīng)完全。試計(jì)算人呼出氣體中二氧化碳的體積百分含量(氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)。附參考答案一、1.解析:c(NH)
21、增大,平衡逆向移動(dòng)。答案:C 2.A 3.B 4.B 5.AD 6.B 7.A 8.B 9.D二、10.(1)100 mL容量瓶(2) b(3)配制pH=1的HA溶液難以實(shí)現(xiàn),不妥之處在于加入的鋅粒難以做到表面積相同。(4)配制NaA溶液,測其pH7,即證明HA是弱電解質(zhì)。11.(1)右(2)小球下沉到燒杯底部 產(chǎn)生白色沉淀 (3)Ca3(PO4)23H2SO4=2H3PO43CaSO4 電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度不斷變小,最后指針回到中央12.(1)H2 (2)C3 HB (3)BC(4)H3C3OH=C33H2O2HC3=2H2C13.(1)減小 增大 (2)減小 增大 (3)增大 減小14.(1
22、)都產(chǎn)生氣泡,Zn溶解 a產(chǎn)生氣泡、Zn溶解速度都快 HCl完全電離,HCl中的c(H+)大于CH3COOH中的c(H+)(2)大 等于 a中c(H+)大于b中的c(H+),而酸的總量相等 15.4.48%高中化學(xué)58個(gè)考點(diǎn)精講32、水的電離和溶液的PH1復(fù)習(xí)重點(diǎn)1通過對水的電離、離子積、pH定義等重要知識和方法遷移應(yīng)用的練習(xí),提高認(rèn)知能力;2靈活解答水的電離平衡的相關(guān)問題;3掌握混合溶液pH計(jì)算的方法,并能運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決一些有關(guān)pH計(jì)算的綜合問題4培養(yǎng)學(xué)習(xí)過程中探究、總結(jié)的習(xí)慣。2難點(diǎn)聚焦(一)溶液的酸堿性及pH的值 溶液呈的酸堿性何性,取決于溶液中H+、OH的相對大?。簆H值的大小取決于
23、溶液中的H+大小pH=lgH+,pOH=lgKw=pKw溶液酸堿性H+與OH關(guān)系任意濕度室溫(mol/L)pH值(室溫)酸性H+OHH+11077中性H+=OHH+=OH=1107=7堿性H+OHH+1與1077(1)酸性越強(qiáng),pH值越小,堿性越強(qiáng),pH值越大,pH值減小一個(gè)單位,H+就增大到原來的10倍,pH值減小n個(gè)單位,H+的增大到原來的10n倍.(2)任意水溶液中H+0,但pH可為0,此時(shí)H+=1mol/L,一般H+1mol/L時(shí),pH0,故直接用H+表示.(3)判斷溶液呈中性的依據(jù)為:H0= OH或pH=pOH=pKw只有當(dāng)室溫時(shí),Kw=11014 H+=OH=107mol/L溶液呈
24、中性pH=pOH=pKw=7 分析 原因:H2O H+OHQ 由于水的電離是吸熱的,濕度越高,電離程度越大,kw越大. 中性:pH=pOH=pKwTKwpH+pOHTKwpH=pOH 如:100,KW=11012. pKw=12.中性時(shí)Ph=pKw=67.圖示:不同濕度(T1T2)時(shí)溶液中H+與OH,pH與pOH關(guān)系 圖一 圖二想一想:圖一與圖二有哪些不同?為何不同?提示:(形狀 T1、T2相對位置) 簡平分錢劃分的兩個(gè)區(qū)域酸堿性不同。建議以H+、OH=Kw,和pH+pOH=pKw兩個(gè)關(guān)系或考慮,并注意濕度不同時(shí)Kw的影響。) (4)溶液pH的測定方法: 酸堿指示劑 pH試紙 pH計(jì)其中只傳判
25、定pH范圍 pH試紙也只能確定在某個(gè)值左右(對照標(biāo)準(zhǔn)比色卡),無法精確到小數(shù)點(diǎn)后1倍。另外使用時(shí)不能預(yù)先潤濕試紙。否則相當(dāng)于又稀釋了待測液,測定結(jié)果誤差大。 pH計(jì)測定較精確. (二)酸堿溶液的稀釋前后pH值的變化。 由于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿在水中完全電離,加水稀釋后不會有溶質(zhì)進(jìn)一步電離,故僅僅是體積增大的因素導(dǎo)致酸溶液中的H+或堿溶液中的OH減小. 弱酸或弱堿由于在水中不完全電離,加水稀釋同時(shí),能促使其分子進(jìn)一步電離,故導(dǎo)致相應(yīng)H+或OH減小的幅度降低。 例如 等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸,氫氧化鈉和氨水分別加水稀釋。溶液的pH值變化,圖示如下: 若把上述問題,換成等pH值,圖示又怎樣呢? 強(qiáng)酸弱酸稀釋
26、 強(qiáng)、弱堿稀釋 前后 前后pH=a pH(HCl)=a+n7 pH=b Ph(NaOH)=bn7pH(HAC)a+n7 pH(NH3H2C)bn7pH(HCl)=n pH(NaOH)=npH(HAC)n pH(NH3H2O)npH(HCl)pH(HAC) pH(NaOH)pH(NH3H2O) 注意: 酸無論怎樣稀釋,不可能成為堿性;若無限稀釋,則pH只能無限接近7且小于7.堿無論怎樣稀釋,不可能成為酸性;若無限稀釋,則pH只能無限接近7且大于7當(dāng)起始強(qiáng)酸、弱酸的pH相同,稀釋后為達(dá)仍相同,則稀釋倍數(shù)一定是弱酸大小強(qiáng)酸(強(qiáng)堿、弱堿類同)(三)有關(guān)pH的計(jì)算 1溶液簡單混合(不發(fā)生反應(yīng),忽略混合時(shí)
27、體積變化) 強(qiáng)酸:pH=pH小+0.3 若等體積混合,且pH2 強(qiáng)堿:pH=pH大0.3 若不等體積混合,物質(zhì)的量濃度 強(qiáng)酸H+總= 分別為M1、M2體積分別為 強(qiáng)堿OH總= V1、V2的一元強(qiáng)酸或強(qiáng)堿注意:強(qiáng)酸直接由H+總求pH值 強(qiáng)堿由OH總求pOH,后再求pH值.2強(qiáng)酸和強(qiáng)堿混合(發(fā)生中和反應(yīng),忽略體積變化)可能情況有三種:若酸和堿恰好中和. 即nH+=nOH,pH=7.若酸過量,求出過量的H+,再求pH值.若堿過量,求出過量的OH,求出pOH后求pH值.特例:若強(qiáng)酸與強(qiáng)堿等體積混合若pH酸+pH堿=14,則完全中和pH=7.若pH酸+pH堿14,則堿過量pHpH堿0.3若pH酸+pH堿
28、14,則酸過量pHpH酸+0.3討論:pH=a的HCl溶液和pH=b的NaOH溶液按體積比V1 :V2混合.當(dāng)混合液分別呈中性、酸性、堿性時(shí),且V1 :V2=10n時(shí),a+b分別為多少?分析 呈中性:即pH=7. nH+=nOH 10aV1=10(14b)V2 V1 :V2=1014+a+b 10n=10a+b14 n=a+b14 a+b=14+n 若呈酸性. 即pH7 nH+nOH 10aV110(14b)V2 V1 :V21014+a+b 10n1014+ a+b a+b14+n若呈堿性,即pH7,同理可知 a+b14+n 想一想:若V1 :V2=1 :10n=10n,三種情況的結(jié)果又如何
29、呢? 3關(guān)于酸、堿混合時(shí)的定性判斷(常溫) 酸與堿混合時(shí)發(fā)生中和反應(yīng),但不一定恰好完呈中和。即使恰好完全中和,也不一定溶液呈中性,由生成的鹽能否水解及水解情況而定,另外酸堿的強(qiáng)弱不同,提供反應(yīng)物的量不同也影響著反應(yīng)后溶液的性質(zhì)。一般酸或堿過量化生成的鹽水解對溶液的酸堿性影響大。 下面把常見的幾種情況分列出來. 等物質(zhì)的量濃度的一元弱酸一元強(qiáng)堿溶液等體積混合溶液pH7(由生成的強(qiáng)堿弱酸鹽水解決定)等物質(zhì)的量濃度的一元強(qiáng)酸與一元弱堿溶液等體積混合后溶液pH7(由生成的強(qiáng)酸弱堿鹽水解決定)等物質(zhì)的量濃度的一元強(qiáng)酸與強(qiáng)堿溶液等體積混合后溶液pH=7(因生成強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽不水解)想一想:若酸或堿之一是多元,
30、情況又怎樣?當(dāng)pH=pOH的強(qiáng)酸與強(qiáng)堿溶液以等體積混合后pH=7(與酸、堿的幾元性無尖)當(dāng)pH=3的某一元酸溶液與pH=11的一元強(qiáng)堿以等體積混合后pH7。(考慮酸有強(qiáng)弱之分,若分弱酸,制反應(yīng)后酸過量)當(dāng)pH=3的某一元強(qiáng)酸pH=11的一元堿溶液的以等體積混合后pH7(同理,弱堿過量)將pH=3的酸溶液和pH=11的堿溶液以等體積混合后溶液pH=無法確定.再想一想:與酸、堿的幾元性有無關(guān)系?3精講知識點(diǎn)一:水的電離【例1】(1)與純水的電離相似,液氨中也存在著微弱的電離:2NH3 NH4+NH2-據(jù)此判斷以下敘述中錯(cuò)誤的是( )A液氨中含有NH3、NH4+、NH2-等微粒B一定溫度下液氨中C(
31、NH4+)C(NH2-)是一個(gè)常數(shù)C液氨的電離達(dá)到平衡時(shí)C(NH3) = C(NH4+) = C(NH2-)D只要不加入其他物質(zhì),液氨中C(NH4+) = C(NH2-) (2)完成下列反應(yīng)方程式在液氨中投入一小塊金屬鈉,放出氣體NaNH2溶于水的反應(yīng)類似于“H+OH=H2O”的反應(yīng)解析:此題要求掌握水自偶的實(shí)質(zhì)(水分子電離產(chǎn)生的H+與H2O結(jié)合形成H3O+)以及水的電離平衡,并能遷移應(yīng)用于對于NH3電離的認(rèn)識:NH3分子電離產(chǎn)生H+和NH2,H+與NH3結(jié)合生成NH4+,液氨電離產(chǎn)生等量的NH2與NH4+,一定溫度下離子濃度乘積為一常數(shù);NH4+類似于H+,NH2類似于OH。具備上述知識后,
32、就可順利完成解題。 答案:(1)C (2)2Na+2NH3=H2+2NaNH2NaNH2+H2O=NaOH+NH3或NH2+H2O=OH+NH3NH2+NH4+ =2NH3或NH4Cl+NaNH2=2NH3+NaCl知識點(diǎn)二:水的離子積【例2】某溫度下純水中C(H+) = 210-7 mol/L,則此時(shí)溶液中的C(OH-) = _。若溫度不變,滴入稀鹽酸使C(H+) = 510-6 mol/L,則此時(shí)溶液中的C(OH-) = _。解析:由水電離產(chǎn)生的H+與OH-量始終相等,知純水中C(H+) = C(OH-)。根據(jù)純水中C(H+) 與C(OH-)可求出此溫度下水的Kw的值,由Kw的性質(zhì)(只與溫
33、度有關(guān),與離子濃度無關(guān)),若溫度不變,稀鹽酸中Kw仍為此值,利用此值可求出鹽酸中的C(OH-)。 答案:純水中 C(OH-) = C(H+) = 210-7 mol/L Kw = C(H+)C(OH-) = 210-7210-7 = 410-14 稀鹽酸中 C(OH-) = Kw / C(H+) = (410-14) / (510-6) = 810-9 mol/L 【例3】 .難溶化合物的飽和溶液存在著溶解平衡,例如:AgCl(s) Ag+Cl,Ag2CrO4(s) 2Ag+CrO42,在一定溫度下,難溶化合物飽和溶液離子濃度的乘積為一常數(shù),這個(gè)常數(shù)用Ksp表示。已知:Ksp(AgCl)=Ag
34、+Cl-=1.810-10 Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=1.910-12現(xiàn)有0.001摩/升AgNO3溶液滴定0.001摩/升KCl和0.001摩/升的K2CrO4的混和溶液,試通過計(jì)算回答:(1)Cl-和CrO42-中哪種先沉淀?(2)當(dāng)CrO42-以Ag2CrO4形式沉淀時(shí),溶液中的Cl-離子濃度是多少? CrO42-與Cl-能否達(dá)到有效的分離?(設(shè)當(dāng)一種離子開始沉淀時(shí),另一種離子濃度小于10-5mol/L時(shí),則認(rèn)為可以達(dá)到有效分離)解析:(1)當(dāng)溶液中某物質(zhì)離子濃度的乘積大于Ksp時(shí),會形成沉淀。幾種離子共同沉淀某種離子時(shí),根據(jù)各離子積計(jì)算出所需的離子濃度越小越容易沉
35、淀。(2)由Ag2CrO4沉淀時(shí)所需Ag+濃度求出此時(shí)溶液中Cl的濃度可判斷是否達(dá)到有效分離。解答:(1)AgCl飽和所需 Ag+濃度Ag+1=1.810-7摩/升 Ag2CrO4飽和所需Ag+濃度Ag+2=4.3610-5摩/升 Ag+1Ag+2,Cl-先沉淀。 (2) Ag2CrO4開始沉淀時(shí)Cl-=4.1310-6C(OH)的操作是 ( )(1)將水加熱煮沸 (2)向水中投入一小塊金屬鈉 (3)向水中通CO2 (4)向水中通NH3 (5)向水中加入明礬晶體 (6)向水中加入NaHCO3固體 (7)向水中加NaHSO4固體A、(1)(3)(6)(7) B、(1)(3)(6) C、(5)(7
36、) D、(5)解析:本題主要考查外界條件對水的電離平衡的影響,請按如下思路完成本題的解:本題涉及到哪些條件對水的電離平衡的影響?各自對水的電離平衡如何影響?結(jié)果任何(C(H+)與C(OH)相對大小)?歸納酸、堿、鹽對水的電離平衡的影響。解答: D知識點(diǎn)四:pH的定義方法【例6】、下列溶液,一定呈中性的是 ( ) A.由等體積、等物質(zhì)的量濃度的一元酸跟氫氧化鈉溶液混合后所形成的溶液B.H+=110-7molL-1的溶液 C.pH=14-pOH 的溶液 D.pH=pOH 的溶液 (2000年化學(xué)試測題) 解析:此題要求將教材中定義pH方法遷移應(yīng)用于表示pOH以及pH與pOH的關(guān)系,根據(jù)pH的定義方
37、法,可定義pOH= lgC(OH),將室溫下水的離子積的表達(dá)式C(H+)C(OH)=1014兩邊取負(fù)對數(shù),lgC(H+)lgC(OH)= lg1014,整理得pH+pOH=14。應(yīng)用所得關(guān)系式分析可得答案。解答:D點(diǎn)評:pOH= lgC(OH)、pH+pOH=14兩個(gè)關(guān)系式及其應(yīng)用均不在教學(xué)大綱和考綱范圍內(nèi),我們不一定要掌握,但將教材中的知識、方法加以遷移應(yīng)用,進(jìn)行探究發(fā)現(xiàn)是教學(xué)大綱和考綱提出的能力要求。此題作為全國高考化學(xué)測試題具有重要的指導(dǎo)意義,值得大家認(rèn)真去領(lǐng)悟,在隨后的2001年上海高考題以及2002年全國理科綜合高考題中又出現(xiàn)了類似的題目。為更好地表示溶液的酸堿性,科學(xué) 家提出了酸度
38、(AG)的概念,AG,則下列敘述正確的是A 中性溶液的AG0B 酸性溶液的AG0C 常溫下0.lmol/L氫氧化鈉溶液的AG12D 常溫下0.lmol/L鹽酸溶液的AG12( 2001年上海)有人曾建議用AG表示溶液的酸度(acidity arede),AG的定義為AGlg(H/OH)。下列表述正確的是A 在25時(shí),若溶液呈中性,則pH7,AG1B 在25時(shí),若溶液呈酸性,則pH7,AG0C 在25時(shí),若溶液呈堿性,則pH7,AG0D 在25時(shí),溶液的pH與AG的換算公式為AG2(7pH) (2002理科綜合)知識點(diǎn)五:溶液pH的計(jì)算【例7】室溫下將n體積pH=10和m體積pH=13兩種NaO
39、H溶液混合得pH=12的NaOH溶液,則n:m=解析:此題是關(guān)于兩種不反應(yīng)的溶液混合后溶液pH值的計(jì)算,根據(jù)混合前后溶質(zhì)(NaOH)量守恒,列式求解解答:pH=10 C(H+)=10-10mol/L C(OH) =10-4mol/L pH=13 C(H+)=10-13mol/L C(OH) =10-1mol/L pH=12 C(H+)=10-12mol/L C(OH) =10-2mol/L 10-4n + 10-1m = (n+m) 10-2 n :m = 100 :11規(guī)律: 有關(guān)混合溶液的pH計(jì)算,題設(shè)條件可千變?nèi)f化,正向、逆向思維,數(shù)字與字母交替出現(xiàn),但基本題型只有兩種:(1)混合后不反
40、應(yīng),(2)混合后反應(yīng)。對于溶液的稀釋,可將水作為濃度為0的溶液,仍屬混合后不反應(yīng)一類,這一類混合溶液的pH應(yīng)介于兩種溶液的pH之間,因而酸、堿溶液無論加多少水稀釋,其最終pH均不可能等于純水的pH(即常溫不可能為7)。 混合溶液pH的計(jì)算方法也很簡單,即設(shè)法求出混合溶液的C(H+),若是溶液顯堿性,則必須先求出溶液的C(OH),然后再換算為C(H+)或按OH量守恒列式求解?!纠?】25C,若10體積的某強(qiáng)堿溶液與1體積的某強(qiáng)酸溶液混合后,溶液呈中性,則混合之前,該堿的pH與強(qiáng)酸的pH之間該滿足的關(guān)系是_分析:由題意知,本題為酸、堿混合后完全中和,根據(jù)中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可知,酸中n(H+)與堿中n(
41、OH-)相等,故有C(H+)酸V酸 = C(OH-)堿V堿,由此關(guān)系列式可求得結(jié)果。解答:設(shè)酸的pH為a,C(H+)酸=10-a,堿的pH為b,C(OH-)堿=10-14 / 10-b=10- (14 - b)因?yàn)榛旌虾笕芤撼手行裕訡(H+)酸V酸 = C(OH-)堿V堿 10-a V = 10 - (14 - b) 10V = 10 - (13 - b) V 10-a = 10 - (13 - b)兩邊取負(fù)對數(shù):-lg10-a = -lg10 - (13 - b),a=13-ba+b=13即酸的pH與堿的pH之和為13點(diǎn)評:上面解法盡管可順利地得出本題的解,但題中的酸堿體積比可以任意變換
42、,則每一變換都得重新求解,這就啟發(fā)我們能否找出酸、堿pH與兩者體積比之間的關(guān)系呢?同時(shí)若混合后不顯中性其關(guān)系又會怎樣呢?將上面的解改為:C(H+)酸V酸 = C(OH-)堿V堿10-a V酸 = 10 - (14 - b) V堿10-a10-b=10-14(V堿 / V酸)兩邊取負(fù)對數(shù)得:a+b=14lg(V堿 / V酸)若混合后溶液顯酸性:若混合后溶液顯堿性:同學(xué)們在學(xué)習(xí)中要善于總結(jié)、積累,把自己積累的經(jīng)驗(yàn)、成果用于指導(dǎo)自己的學(xué)習(xí)。例如掌握了上述關(guān)系后,解下列題目就很輕松。在20時(shí),有PH值為x(x6)的鹽酸和PH值為y(y8)的NaOH溶液,取Vx升該鹽酸同該NaOH溶液中和,需Vy升NaOH溶液(1)若x+y=14時(shí),則= (2)若x+y=13時(shí),則= (3)若x+y14時(shí),則= (表達(dá)式),且Vx Vy(填或=) 4實(shí)戰(zhàn)演練一 選擇題 1.水是一種極弱的電解質(zhì),在室溫下平均每n個(gè)水分子只有一個(gè)水分子能電離,則n是( )A.110-4 B. 55.6107C. 1107D. 6.0210212將1molL-1H2SO4溶液100mL與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液50g混合均勻后,滴入甲基橙指示劑,此時(shí)溶液的顏色是 ( )A淺紫色 B黃色 C紅色 D無色3.pH定義為pH=-lgc(H),
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