湖南省永州市2019年高考化學二輪復習 課時19 電解質(zhì)溶液2(溶液中的“三大常數(shù)”)學案.docx
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電解質(zhì)溶液2(溶液中的“三大常數(shù)”) 【明確考綱】 1.理解弱電解質(zhì)在水中的電離平衡,能利用電離平衡常數(shù)進行相關計算。 2.了解水的電離、離子積常數(shù)。 3.了解鹽類水解的原理,影響鹽類水解程度的因素,鹽類水解的應用。 4.了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。理解溶度積(Ksp)的含義,能進行相關的計算。 【課前真題】 1.[2017全國卷Ⅰ,27(5)]Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料,可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備,工藝流程如下: 回答下列問題: (5)若“濾液②”中,加入雙氧水和磷酸(設溶液體積增加1倍),使恰好沉淀完全即溶液中,此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(列式計算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為。 答案:Fe3+恰好沉淀完全時,c()=molL?1=1.310–17 molL?1,c3(Mg2+)c2()=(0.01)3(1.310–17)2=1.710–40<Ksp [Mg3(PO4)2],因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀。 2.[2017天津,10(5)]已知25 ℃,NH3H2O的Kb=1.810-5,H2SO3的Kal=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c(OH-)降至1.010-7molL-1時,溶液中的c(SO)/c(HSO)=________________。 答案:6.010-3 0.62 解析: 由NH3H2O的電離方程式及其電離平衡常數(shù)Kb=1.810-5可知,Kb=[c(NH)c(OH-)]/c(NH3H2O)=1.810-5,當氨水的濃度為2.0 molL-1時,溶液中的c(NH)=c(OH-)=6.010-3 molL-1。由H2SO3的第二步電離方程式HSOSO+H+及其電離平衡常數(shù)Ka2=6.210-8可知,Ka2=[c(SO)c(H+)]/c(HSO)=6.210-8,將SO2通入該氨水中,當c(OH-)降至1.010-7 molL-1時,溶液的c(H+)=1.010-7 molL-1,則c(SO)/c(HSO)==0.62。 3.[2016全國卷Ⅱ,26(4)]聯(lián)氨為二元弱堿,在水中的電離方式與氨相似。聯(lián)氨第一步電離反應的平衡常數(shù)值為__________(已知:N2H4+H+N2H的K=8.7107;Kw=1.010-14)。聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學式為________________________________。 答案:8.710-7 N2H6(HSO4)2 解析:聯(lián)氨為二元弱堿,在水中的電離方程式與氨相似,則聯(lián)氨第一步電離的方程式為N2H4+H2ON2H+OH-,再根據(jù)已知:N2H4+H+N2H的K=8.7107及Kw=1.010-14,故聯(lián)氨第一步電離平衡常數(shù)為K===c(OH-)c(H+)=8.71071.010-14=8.710-7;;聯(lián)氨為二元弱堿,酸堿發(fā)生中和反應生成鹽,則聯(lián)氨與硫酸形成酸式鹽的化學式為N2H6(HSO4)2。 4.[2016全國卷Ⅰ,27(3)]在化學分析中采用K2CrO4為指示劑,以AgNO3標準溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+與CrO生成磚紅色沉淀,指示到達滴定終點。當溶液中Cl-恰好完全沉淀(濃度等于1.010-5 molL-1)時,溶液中c(Ag+)為________molL-1,此時溶液中c(CrO)等于________molL-1(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.010-12和2.010-10)。 答案:2.010-5 510-3 解析:根據(jù)Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=2.010-10,可計算出當溶液中Cl-恰好完全沉淀(即濃度等于1.010-5 molL-1)時,溶液中c(Ag+)=2.010-5 molL-1,然后再根據(jù)Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)c(CrO)=2.010-12,又可計算出此時溶液中c(CrO)=510-3 molL-1。 課堂精講 【考點歸類】電離平衡常數(shù)(包括水的離子積)、水解平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)是溶液中的三大常數(shù) 考點:有關Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp的計算及應用 核心知識必備:電離平衡常數(shù)和水的離子積常數(shù)隨著溫度的升高而增大,因為弱電解質(zhì)的電離和水的電離均為吸熱反應。有關常數(shù)的計算,要緊緊圍繞它們只與溫度有關,而不隨其離子濃度的變化而變化來進行。 (1)CH3COONa、CH3COOH溶液中,Ka、Kh、Kw的關系是Kw=KaKh。 (2)M(OH)n懸濁液中Ksp、Kw、pH間關系 M(OH)n(s)Mn+(aq)+nOH-(aq) Ksp=c(Mn+)cn(OH-)=cn(OH-)==()n+1。 【典例剖析】 1.25℃時,部分物質(zhì)的電離平衡常數(shù)如表所示: 化學式 CH3COOH H2CO3 HClO 電離平衡常數(shù) 1.710-5 K1=4.410-7 K2=4.710-11 3.010-8 請回答下列問題: (1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由強到弱的順序為 。 (2)同濃度的CH3COO-、HCO、CO、ClO-結合H+的能力由強到弱的順序為。。 (3)體積為10mLpH=2的醋酸溶液與一元酸HX分別加水稀釋至1000mL,稀釋過程中pH變化如圖所示,則HX的電離平衡常數(shù) (填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的電離平衡常數(shù);理由是。 答案:(1)CH3COOH>H2CO3>HClO (2)CO>ClO->HCO>CH3COO- (3)大于 稀釋相同倍數(shù),HX的pH變化比CH3COOH的pH變化大,酸性強,電離平衡常數(shù)大 解析:電離平衡常數(shù)越大,酸性越強,電離平衡常數(shù)越小,其對應酸根離子結合H+能力越強。(3)根據(jù)圖像分析知,起始時兩種溶液中c(H+)相同,故c(較弱酸)>c(較強酸),稀釋過程中較弱酸的電離程度增大的多,故在整個稀釋過程中較弱酸的c(H+)一直大于較強酸的c(H+),稀釋相同倍數(shù),HX的pH變化比CH3COOH的大,故HX酸性強,電離平衡常數(shù)大。 2.已知25℃時,NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=1.810-5,該溫度下1molL-1的NH4Cl溶液中c(H+)=________molL-1。(已知≈2.36) 答案: 2.3610-5 解析: Kh== c(H+)≈c(NH3H2O),而c(NH)≈1molL-1, 所以c(H+)==≈2.3610-5molL-1。 3.[2015全國卷Ⅰ,28(2)]上述濃縮液中主要含有I-、Cl-等離子,取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當AgCl開始沉淀時,溶液中為________,已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17。 答案:4.710-7 解析: AgI的溶度積小于AgCl,當?shù)渭覣gNO3溶液時,AgI沉淀先生成,AgCl開始沉淀時,AgI已經(jīng)沉淀完全,則===4.710-7。 4.[2015海南化學,15(2)]已知Ksp(AgCl)=1.810-10,若向50 mL 0.018 molL-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL-1的鹽酸,混合后溶液中Ag+的濃度為molL-1,pH為________。 答案: 1.810-7 2 解析:根據(jù)反應中HCl和AgNO3的物質(zhì)的量可知HCl過量,則剩余的氯離子的物質(zhì)的量濃度為(0.02-0.018) mol/L/2=0.001 mol/L,根據(jù)AgCl的溶度積即可計算出c(Ag+);因為該反應中氫離子未參加反應,溶液的體積變?yōu)?00 mL時,則氫離子的濃度為0.01 mol/L,則pH=2。 5.[2018海南,14(3)]向含有BaSO4固體的溶液中滴加Na2CO3溶液,當有BaCO3沉淀生成時溶液中=____________。已知Ksp(BaCO3)=2.610-9,Ksp(BaSO4)=1.110-10。 答案: 24 解析:在同一個溶液中,c(Ba2+)相同,依據(jù)溶度積的數(shù)學表達式,則有===≈24。 6.常溫下,Ksp(CaSO4)=910-6,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列判斷錯誤的是( ) A.a(chǎn)、c兩點均可以表示常溫下CaSO4溶于水所形成的飽和溶液 B.a(chǎn)點對應的Ksp等于c點對應的Ksp C.b點將有沉淀生成,平衡后溶液中c(SO)一定不等于310-3molL-1 D.向d點溶液中加入適量CaCl2固體可以變到c點 答案: A 解析: 其飽和溶液中陰、陽離子濃度相等,a、c兩點陰、陽離子濃度不相等,故A錯誤;a、c兩點溫度相同,Ksp是一常數(shù),溫度不變Ksp不變,在曲線上的任意一點Ksp都相等,故B正確;根據(jù)圖示數(shù)據(jù),可以看出b點Qc=210-5>Ksp,所以會生成沉淀,開始時c(Ca2+)、c(SO)不相等,而反應消耗的Ca2+、SO相等,因此平衡后兩種離子濃度不會等于310-3molL-1,故C正確;d點為不飽和狀態(tài),鈣離子濃度較小,如加入適量CaCl2固體,鈣離子濃度增大,此時硫酸根離子濃度不變,則可以變到c點,故D正確。 1.25℃時,亞碲酸(H2TeO3)的Ka1=110-3,Ka2=210-8。該溫度下,0.1molL-1H2TeO3的電離度α約為________(α=100%);NaHTeO3溶液的pH________(填“>”“<”或“=”)7。 答案:10% < 解析:亞碲酸(H2TeO3)為二元弱酸,以一級電離為主,H2TeO3的電離度為α, H2TeO3HTeO+H+ 起始濃度(molL-1) 0.100 電離濃度(molL-1) 0.1α0.1α0.1α 平衡濃度(molL-1) 0.1(1-α) 0.1α0.1α Ka1=110-3=,解得:α≈10%; 已知Ka2=210-8,則HTeO的水解常數(shù)Kh==(110-14)(210-8)=0.510-6- 配套講稿:
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