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2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題8 水溶液中的離子反應(yīng) 增分補(bǔ)課9學(xué)案 蘇教版

上傳人:xt****7 文檔編號(hào):105963764 上傳時(shí)間:2022-06-13 格式:DOC 頁(yè)數(shù):6 大小:153KB
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1、2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題8 水溶液中的離子反應(yīng) 增分補(bǔ)課9學(xué)案 蘇教版 化學(xué)平衡常數(shù)運(yùn)用于弱電解質(zhì)的電離、鹽類的水解及難溶電解質(zhì)的溶解平衡等問題時(shí),則分別稱為電離常數(shù)、水解常數(shù)及溶度積常數(shù),它是定量研究上述可逆過程平衡移動(dòng)的重要手段,有關(guān)各平衡常數(shù)的應(yīng)用和求算是高考??贾R(shí)點(diǎn),在理解上一定抓住,各平衡常數(shù)都只與電解質(zhì)本身和溫度有關(guān),而與濃度、壓強(qiáng)等外界條件無關(guān)。 [知識(shí)查補(bǔ)] 電離常數(shù)(Ka、Kb) 水的離子積常數(shù)(Kw) 難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)(Ksp) 鹽類的水解常數(shù)(Kh) 概 念 在一定條件下達(dá)到電離平衡時(shí),弱電解質(zhì)電離形成的各種離子的濃度的乘積與溶液中

2、未電離的分子的濃度之比是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)稱為電離常數(shù) 一定溫度下,水或稀的水溶液中c(OH-)與c(H+)的乘積 在一定溫度下,在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中,各離子濃度冪之積為一個(gè)常數(shù) 在一定溫度下,當(dāng)鹽類水解反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的鹽類水解平衡常數(shù) 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= Kw=c(OH-)·c(H+) MmAn的飽和溶液:Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-) 以NH+H2ONH3·H2O+

3、H+為例Kh= 影響 因素 只與溫度有關(guān),升高溫度,K值增大 只與溫度有關(guān),升高溫度,Kw增大 只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān) 鹽的水解程度隨溫度的升高而增大,Kh隨溫度的升高而增大 “四大常數(shù)”間的兩大等式關(guān)系 (1)CH3COONa、CH3COOH溶液中,Ka、Kh、Kw的關(guān)系是Kw=Ka·Kh。 (2)M(OH)n懸濁液中Ksp、Kw、pH間關(guān)系,M(OH)n(s)Mn+(aq)+nOH-(aq) Ksp=c(Mn+)·cn(OH-)=·cn(OH-)==()n+1。 增分點(diǎn)1 電離平衡常數(shù) ??碱}型 1.直接求電離平衡常數(shù)。 2.由電離常數(shù)求弱酸(或弱堿)

4、的濃度。 3.由Ka或Kb求pH。 對(duì)策 試題一般難度不大,是在化學(xué)平衡基礎(chǔ)上派生出來的。注意平衡體系中同種離子的濃度是同一個(gè)濃度,當(dāng)兩個(gè)量相加或相減時(shí),若相差100倍以上,要舍棄小的等一些基本的近似處理能力。 【例1】 草酸即乙二酸,是一種有機(jī)二元酸,在工業(yè)上有重要的作用。草酸在100 ℃開始升華,157 ℃時(shí)大量升華,并開始分解。 電離方程式 電離常數(shù) H2C2O4H++HC2O K1=5.4×10-2 HC2OH++C2O K2=5.4×10-5 NH3·H2ONH+OH- K=1.8×10-5 (1)(NH4)2C2O4溶液的pH________7(填“>”“

5、<”或“=”)。 (2)用惰性電極電解飽和草酸溶液可制得乙醛酸(OHC—COOH)。陰極的電極反應(yīng)式為_________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (3)草酸鈉是一種重要的還原劑。合成草酸鈉的操作如下: 草酸草酸鈉晶體 ①75%酒精的作用是___________________________________________。 ②當(dāng)草酸與碳酸鈉的物質(zhì)的量按2∶1充分混合后,溶液中pH<7

6、。請(qǐng)將該溶液中離子濃度按由大到小的順序排列_______________________________________ _______________________________________________________________。 解析 (1)由題中表格可知,H2C2O4、HC2O、NH3·H2O的電離常數(shù)大小為H2C2O4>HC2O>NH3·H2O,故草酸銨溶液顯酸性。(2)陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng):2H++HOOC—COOH+2e-===HOOC—CHO+H2O。(3)①加入酒精是為了降低草酸鈉的溶解度,便于晶體析出。②二者反應(yīng)后溶質(zhì)為草酸氫鈉,因?yàn)槿芤猴@酸性,所以H

7、C2O的電離程度大于其水解程度,則離子濃度大小順序?yàn)閏(Na+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-)。 答案 (1)< (2)2H++HOOC—COOH+2e-===HOOC—CHO+H2O (3)①降低草酸鈉的溶解度,便于晶體析出 ②c(Na+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-) 增分點(diǎn)2 水的離子積常數(shù) 常考題型 1.計(jì)算溫度高于室溫時(shí)的Kw。 2.通過KW的大小比較相應(yīng)溫度的高低。 3.溶液中c(H+)與c(OH-)相互換算。 4.酸、堿、能水解的鹽溶液中水電離出的c(H+)或c(OH-)的計(jì)算。 對(duì) 策 Kw只與溫度有

8、關(guān),升高溫度,Kw增大;在稀溶液中,c(H+)·c(OH-)=Kw,其中c(H+)、c(OH-)是溶液中的H+、OH-濃度;水電離出的H+數(shù)目與OH-數(shù)目相等。 【例2】 下表是不同溫度下水的離子積常數(shù): 溫度/℃ 25 t1 t2 水的離子積常數(shù)(mol2·L-2) 1×10-14 a 1×10-12 試回答以下問題: (1)若25<t1<t2,則a________1×10-14 mol2·L-2(填“>”、“<”或“=”),做此判斷的理由是_______________________________________________ ________________

9、_______________________________________________。 (2)25 ℃時(shí),某Na2SO4溶液中c(SO)=5×10-4 mol/L,取該溶液1 mL加水稀釋至10 mL,則稀釋后溶液中c(Na+)∶c(OH-)=________。 (3)t2 ℃時(shí),將pH=11的苛性鈉溶液V1 L與pH=1的稀硫酸V2 L混合(設(shè)混合后溶液的體積為原兩溶液體積之和),所得混合溶液的pH=2,則V1∶V2=________。此溶液中各種離子的濃度由大到小的順序是________。 解析 (1)25<t1<t2,溫度升高,促進(jìn)水的電離,c(H+)=c(OH-)>1×

10、10-7 mol/L,所以KW>1×10-14 mol2·L-2。 (2)Na2SO4溶液中c(Na+)=2×5×10-4 mol/L=1×10-3 mol/L,稀釋10倍后,c(Na+)=1×10-4 mol/L,此時(shí)溶液為中性,c(OH-)=1×10-7 mol/L,所以c(Na+)∶c(OH-)=10-4 mol/L∶10-7 mol/L=1 000。 (3)根據(jù)酸、堿中和原理及pH計(jì)算式:=10-2 mol/L,解得V1∶V2=9∶11,根據(jù)Na2SO4的化學(xué)組成及反應(yīng)后溶液呈酸性,推知該溶液中各種離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na+)>c(SO)>c(H+)>c(OH-)。 答案

11、 (1)> 溫度升高,水的電離程度增大,所以水的離子積增大 (2)1 000∶1 (3)9∶11 c(Na+)>c(SO)>c(H+)>c(OH-) 增分點(diǎn)3 Ka(Kb)與Kw的結(jié)合——鹽類的水解常數(shù)Kh 說明:Kh在做題過程中往往通過Ka(Kb)、Kw的數(shù)據(jù)通過轉(zhuǎn)換完成解答。 【例3】 室溫下,H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka1=1.0×10-2、Ka2=1.0×10-7。 (1)該溫度下NaHSO3的水解平衡常數(shù)Kh=________,NaHSO3溶液的pH________(填“>”、“<”或“=”)7;若向NaHSO3溶液中加入少量I2,則溶液中將________(填“增大”、“減

12、小”或“不變”)。 (2)0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH=________,從平衡移動(dòng)的角度解釋SO的Kh1>Kh2。_____________________________________________________。 解析 (1)Ka1=,由HSO+H2OH2SO3+OH-,Kh====1.0×10-12<Ka2,這說明HSO的電離能力強(qiáng)于水解能力,故溶液顯酸性,pH<7;當(dāng)加入少量I2時(shí),+4價(jià)的硫元素被氧化,溶液中有硫酸(強(qiáng)酸)生成,導(dǎo)致溶液的酸性增強(qiáng),c(H+)增大,c(OH-)減小,但因溫度不變,故Kh不變,則增大。(2)同理可求出Kh1==1.0×10-7,

13、Na2SO3溶液的堿性主要由SO的一級(jí)水解決定,設(shè)溶液中c(OH-)=x mol/L,則c(HSO)≈x mol/L、c(SO)=0.1 mol/L-x mol/L≈0.1 mol/L,利用水解平衡常數(shù)易求出x=1.0×10-4 mol/L,pH=10。一級(jí)水解產(chǎn)生的OH-對(duì)二級(jí)水解有抑制作用,導(dǎo)致二級(jí)水解程度降低。 答案 (1)1.0×10-12?。肌≡龃? (2)10 一級(jí)水解產(chǎn)生的OH-對(duì)二級(jí)水解有抑制作用 增分點(diǎn)4 難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù) ??? 題型 1.溶解度與Ksp的相關(guān)轉(zhuǎn)化與比較。 2.沉淀先后的計(jì)算與判斷。 3.沉淀轉(zhuǎn)化相關(guān)計(jì)算。 4.金屬陽(yáng)離子沉淀完全的pH及

14、沉淀分離的相關(guān)計(jì)算。 5.與其他平衡(如氧化還原平衡、配位平衡)綜合的計(jì)算。 6.?dāng)?shù)形結(jié)合的相關(guān)計(jì)算等。 對(duì) 策 應(yīng)用Kap數(shù)值大小比較物質(zhì)的溶解度大小時(shí),一定是在組成上屬于同一類型的難溶電解質(zhì)才能進(jìn)行比較,否則,不能比較;在判斷沉淀的生成或轉(zhuǎn)化時(shí),把離子濃度數(shù)值代入Ksp表達(dá)式,若數(shù)值大于Ksp,沉淀可生成或轉(zhuǎn)化為相應(yīng)難溶物質(zhì);利用Ksp可計(jì)算某些沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。 【例4】 (2018·南陽(yáng)模擬)①已知t ℃時(shí)AgCl的Ksp=2×10-10;②在t ℃時(shí)Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是(  ) A.在t ℃時(shí),Ag2CrO4的K

15、sp為1×10-9 B.在飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使溶液由Y點(diǎn)到X點(diǎn) C.在t ℃時(shí),以0.01 mol·L-1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1 KCl和0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合溶液,CrO先沉淀 D.在t ℃時(shí),反應(yīng)Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常數(shù)K=2.5×107 解析 依據(jù)圖像曲線上的數(shù)據(jù),結(jié)合溶度積常數(shù)概念計(jì)算即可得到,曲線上的點(diǎn)是沉淀溶解平衡,Ag2CrO4的沉淀溶解平衡為Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO(aq);Ksp=c2(Ag+)·c(CrO)=(1

16、0-3)2×10-6=10-12,故A錯(cuò)誤;在飽和溶液中加入K2CrO4可使沉淀溶解平衡左移,溶度積常數(shù)不變,還是飽和溶液,點(diǎn)應(yīng)在曲線上,故B錯(cuò)誤;依據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=1×10-12,Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=2×10-10,以0.01 mol·L-1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1 KCl和0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合溶液,c(CrO)=0.01 mol·L-1,得到c(Ag+)= mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,0.01 mol·L-1 KCl溶液中,c(Cl-)=0.01 mol·L-1,依據(jù)溶度積計(jì)算得c(Ag+)= mol·L-1=2×10-8 mol·L-1,所以先析出氯化銀沉淀,故C錯(cuò)誤;在t ℃時(shí),Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq),離子濃度相同時(shí),依據(jù)氯化銀的溶度積和Ag2CrO4的溶度積計(jì)算,K====2.5×107,故D正確。 答案 D 【解題建?!? 基于“平衡觀”視角建構(gòu)電解質(zhì)溶液知識(shí)體系

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