第三章 物质在水溶液中的行为.docx
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第三章物质在水溶液中的行为
第三章物质在水溶液中的行为
第一节水溶液
[典题解悟]
[例1]水的电离过程为H2O
H++OH-,在不同温度下其离子积为Kw(25℃)=1.0×10-14mol2•L-2,Kw(35℃)=2.1×10-14mol2•L-2,则下列叙述正确的是()
A[H+]随着温度的升高而降低B在35℃时[H+]>[OH-]
C水的离子积Kw(25℃)>Kw(35℃)D水的电离是一个吸热过程
解析:
Kw(35℃)>Kw(25℃)说明温度升高,水的电离程度增大,是一个吸热过程。
由H2O
H++OH-可得出:
任何温度下,纯水电离出的:
[H+]=[OH-]
答案:
D
[例2]下列溶液肯定是酸性的是()
A含H+的溶液B能使酚酞显无色的溶液
CpH<7的溶液D[H+]>[OH-]的溶液
解析:
此题是考查决定溶液酸碱性的本质原因,溶液呈现出的酸碱性的实质是右氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小决定的。
所以D答案正确,pH可以反映溶液酸碱性但必须给出应用的温度,如100℃pH=6<7,但它是中性的。
答案:
D
[例3]pH=5的盐酸和pH=9的氢氧化钠溶液以体积比11∶9混合,则混合液的pH为()
A7.2B8C6D无法判断
解析:
属于强酸、强碱溶液混合pH的计算,先判断过量:
盐酸中[H+]=1×10-5mol•L-1,氢氧化钠溶液[OH-]=1×10-5mol•L-1,它们以11∶9混合,所以酸过量显酸性,我们应该求出混合后溶液中的[H+],混合后[H+]=(1×10-5mol•L-1×11-1×10-5mol•L-1×9)/(11+9)=1×10-6mol•L-1
答案:
C
[例4]下列物质中,属于强电解质的是()
ASO3BH3PO4CBaSO4DHI
解析:
SO3溶于水,发生如下反应:
SO3+H2O=H2SO4,H2SO4可以在水溶液中电离出自由移动的离子,可以导电,而SO3本身却不能电离出离子,所以H2SO4是电解质,而SO3是非电解质。
H3PO4在水溶液中不能全部电离,仅能部分电离,所以H3PO4是弱电解质。
BaSO4的溶解度很小,所以其导电能力极弱,但它溶解的部分,能全部电离,所以是BaSO4强电解质。
HI在水溶液中能全部电离成自由移动离子,所以它属于强电解质。
答案:
CD
[例5]把0.01mol纯净的烧碱固体分别投入下列100mL的溶液中,溶液的导电能力有明显变化的是()
A0.5mol•L-1的硫酸B0.5mol•L-1的醋酸溶液
C0.25mol•L-1的盐酸D0.25mol•L-1的硫酸铜溶液
解析:
因投入的是固体所以可以忽略体积的变化,反应后各种溶液的变化如下:
H2SO4→Na2SO4;CH3COOH→CH3COONa;HCl→NaCl;CuSO4→Na2SO4,A、C、D溶液中的带电离子的浓度没变化所以导电能力变化不明显,选项醋酸是弱酸,属于弱电解质,所以其溶液离子浓度很小导电能力很差,但和烧碱固体反应后变为醋酸钠溶液,而醋酸钠为强电解质,全部电离成离子,离子浓度显著提高,导电能力也就有明显变化。
答案:
B
[例6]下列电离方程式中,不正确的是()
ABa(OH)2
Ba2++2OH-BNH3•H2O
NH4++OH-
CCH3COOH
CH3COO-+H+DAgCl=Ag++Cl-
解析:
在书写电离方程式时,要注意所给电解质是强电解质还是弱电解质。
书写强电解质的电离方程式时要用符号“=”,表示强电解质在溶于水时完全电离;书写弱电解质的电离方程式时要用符号“
”,表示弱电解质溶于水时部分电离。
答案:
A
[例7]某温度(T℃)时,水的离子积为Kw=1.0×10-13mol2•L-2。
若将此温度下pH=12的苛性钠溶液aL与pH=1的稀硫酸溶液bL混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计),试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的比:
(1)若所得混合溶液为中性,则a∶b=;此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是
(2)若所得混合溶液pH=2,则a∶b=;此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是
答案:
(1)10∶1c(Na+)>c(SO42-)>c(H+)=c(OH-)
(2)9∶2c(H+)>c(SO42-)>c(Na+)>c(OH-)
[当堂检测]
1、(2006年全国)将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是()
A水的离子积变大,pH变小,呈酸性B水的离子积不变,pH不变,呈中性
C水的离子积变小,pH变大,呈碱性D水的离子积变大,pH变小,呈中性
2、常温下,某溶液中水电离出的[OH-]=1×10-13mol•L-1,对该溶液的叙述正确的是()
A溶液一定显酸性B溶液一定显碱性
C溶液一定显中性D溶液可能是pH=13的溶液
3、pH=5的H2SO4加水稀释1000倍,溶液中()
ApH=8BpH≈7C[OH-]=1×10-8mol•L-1D[H+]=1×10-8mol•L-1
4、下列物质中,属于强电解质的是()
ACOBKOHCFe(OH)3DHF
5、下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是()
ACH3CH2COOHBCl2CNH4HCO3DSO2
6、写出下列电解质的电离方程式
(1)H2S
(2)KHCO3
(3)CH3COONa(4)Cu(OH)2
[课后达标]
夯实基础
1、能证明某物质是弱电解质的是()
A难溶于水B溶液中存在已电离的离子和未电离的分子
C水溶液的导电性差D熔融状态时不导电
2、下列物质只能在溶于水的条件下电离的是()
ANH3•H2OBNaHSO4CNa2ODNaOH
3、下列说法正确的是()
A导电能力强的电解质溶液一定是强电解质溶液
B强电解质溶液一定比弱电解质溶液的导电性强
C0.1mol•L-1NaOH溶液比0.01mol•L-1NaOH溶液导电性强,因此前者是强电解质,后者是弱电解质
D强电解质的水溶液中不存在溶质分子
4、(07年江苏1月)t℃时,水的离子积为Kw,该温度下将amol•L-1一元酸HA与bmol•L-1一元碱BOH等体积混合,要使混合液呈中性,必要的条件是()
A混合液的pH=7B混合液中c(H+)=
Ca=bD混合液中c(B+)=c(A-)+c(OH-)
5、(2006年广东)室温时,将xmLpH=a的稀NaOH溶液与ymLpH=b的稀盐酸充分反应。
下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是
A.若x=y,且a+b=14,则pH>7B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7
C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7
能力提高
6、(2007年广东广州1月)设在稀的水溶液中,NaHSO4的电离方程式为:
NaHSO4=Na++H++SO42-,某温度下,向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的pH为2。
对于该溶液,下列叙述不正确的是()
A该温度高于25℃
B由水电离出的c(H+)=1×10-10mol•L-1
Cc(H+)=c(OH-)+c(SO42)
D该温度下加入等体积为pH=12的NaOH溶液,可使反应后的溶液恰好呈中性
7、向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至硫酸根离子刚好沉淀完全时,溶液的pH7(填“>”、“<”或“=”),离子反应总方程式为。
向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至铝离子刚好沉淀完全时,溶液的pH7(填“>”、“<”或“=”),离子反应总方程式为。
8、常温下,将0.05mol•L-1的盐酸与未知浓度的NaOH溶液以1∶2的体积比混合,所得溶液pH为2。
用上述NaOH与某一元弱酸HA20.0mL反应,恰好中和时消耗NaOH溶液10.0mL,所得溶液pH为10(假设两溶液混合后体积不变)。
求:
(1)NaOH溶液的物质的量浓度。
(2)一元弱酸HA的物质的量浓度。
(3)所得的NaA溶液中A-的物质的量。
[考题再现]
1、(2007年全国理综I,7)室温时,下列混合溶液的一定小于7的是()
ApH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合
BpH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡等体积混合
CpH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钡等体积混合
DpH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合
2、(2007年天津,11)25℃时,水的电离达到平衡:
H2O
H++OH-;△H>0,下列叙述正确的是()
A向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw不变
C向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D将水加热,Kw增大,pH不变
[附]参考答案
[当堂训练]1、D2、D3、B4、B5、D6、
(1)H2S
H++HS-HS-
H++S2-
(2)KHCO3=K++HCO3-(3)CH3COONa=CH3COO-+Na+(4)Cu(OH)2
Cu2++2OH-
[课后达标]1、B2、A3、D4、B5、D6、D
7、>Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+[Al(OH)4]-;
=2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
8、
(1)0.01mol•L-1
(2)0.005mol•L-1(3)9.7×10-5mol
[考题再现]1、C解析:
A选项中氨水过量,溶液显碱性;B选项中强酸和强碱恰好完全反应,溶液显中性;C选项中醋酸过量,溶液显酸性;D选项和A选项相同,氨水过量,溶液显碱性。
2、B解析:
向水中加入氨水,水的电离平衡逆向移动,但c(OH-)增大;Kw只与温度有关,B选项正确;加入CH3COONa后平衡应右移;加热后,pH变小。
第二节弱电解质的电离盐类的水解
(一)
[典题解悟]
[例1]能说明醋酸是弱电解质的事实是()
A醋酸溶液的导电性比盐酸强
B醋酸溶液与碳酸钙反应,缓慢放出二氧化碳
C醋酸溶液用水稀释后,氢离子浓度下降
D0.1mol•L-1的CH3COOH溶液中,氢离子浓度约为0.01mol•L-1
解析:
确定某物质是否为弱电解质,要看它在水溶液中是否仅有部分电离成自由移动的离子,而溶液导电性的强弱、与碳酸钙反应放出二氧化碳的速度、以及稀释后某种离子浓度下降,都与溶液中自由移动的离子的浓度的大小有关,但却都不能说明CH3COOH在水溶液中仅能部分电离。
0.1mol•L-1的CH3COOH溶液中,氢离子浓度约为0.01mol•L-1,可以说明CH3COOH在水溶液中仅有部分电离成离子。
答案:
D
[例2]下列关于弱电解质的电离平衡常数的叙述中,正确的是()
A弱电解质的电离平衡常数就是电解质加入水后电离出的各种离子浓度的乘积与未电离分子的浓度的比值
B弱电解质的电离平衡常数只与弱电解质的本性及外界温度有关
C同一温度下,弱酸的电离平衡常数越大,酸性越强;弱碱的电离平衡常数越大,碱性越弱
D多元弱酸的各级电离常数相同
解析:
弱电解质的电离平衡常数是达到平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的化学计量数次幂之积与溶液中未电离的分子浓度的比值。
这个比值必须是达到电离平衡时的,而不是任意时刻的。
弱电解质的电离平衡常数是由弱电解质的本性决定的,并且受外界温度的影响,同一温度下,弱酸的电离平衡常数越大,酸性越强;同样,弱碱的电离平衡常数越大,碱性越强。
弱电解质一旦确定,温度越高,电离平衡常数越大。
多元弱酸是分步电离的,其各级电离常数是逐级减小的且差别很大。
答案:
B
[当堂检测]
1、将1mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1L溶液。
下列各项中,表征已达到电离平衡状态的是()
A醋酸的浓度达到1mol•L-1BH+的浓度达到0.5mol•L-1
C[CH3COOH]、[CH3COO-]、[H+]均为0.5mol•L-1
D醋酸分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等
2、将0.1mol•L-1醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是()
A溶液中[H+]和[OH-]都减小B溶液中[H+]增大
C醋酸电离平衡向左移动D溶液的pH增大
3、现有0.1mol•L-的CH3COOH溶液,当下列条件变化时,判断其中发生的变化。
变化条件
醋酸的电离平衡如何移动
CH3COOH浓度
CH3COO-浓度
H+浓度
加入水
加入少量CH3COOH固体
通入少量HCl气体
加少量NaOH固体
[课后达标]
夯实基础
1、向醋酸溶液中滴加NaOH溶液,则()
A醋酸的电离平衡向左移动B溶液的pH减小
C醋酸根离子的物质的量减小D醋酸的浓度减小
2、下列事实可证明氨水是弱碱的是()
A氨水能跟氯化铁溶液反应生成氢氧化铁B铵盐受热易分解
C0.1mol•L-1氨水可以使酚酞试液变红D0.1mol•L-1氯化铵溶液的pH约为5
3、下列叙述正确的是()
A强电解质水溶液的导电性不一定比弱电解质强
B氯气的水溶液能导电,所以氯气属于电解质
C硫酸铜晶体含有一定量的结晶水,所以硫酸铜晶体能导电
D在一定条件下,电解质的电离都能达到电离平衡
4、下列物质中,导电性最差的是()
A熔融氢氧化钠B石墨棒C盐酸溶液D固态氯化钾
5、在下列叙述中,能说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸的是()
A将pH=4的盐酸和醋酸稀释成pH=5的溶液,醋酸所加的水量少
B盐酸和醋酸都可用相应的钠盐与浓硫酸反应制取
C相同pH的盐酸和醋酸溶液中分别加入相应的钠盐固体,醋酸的pH变化大
D相同pH的盐酸和醋酸分别跟锌反应时,产生氢气的起始速率相等
能力提高
6、在H2S溶液中,在采取措施使pH增大的同时,[S2-]的变化情况是()
A增大B减小C不变D可能增大也可能减小
7、HgCl2的稀溶液可用作手术的消毒剂,已知HgCl2的熔点是277℃,熔融状态的HgCl2不能导电,HgCl2的稀溶液有弱的导电能力,则下列关于HgCl2的叙述中正确的是()
AHgCl2属于共价化合物BHgCl2属于离子化合物
CHgCl2属于非电解质DHgCl2属于强电解质
8、已知pH=2的高碘酸(H5IO6)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得混合液显酸性;0.01mol•L-1的碘酸(HIO3)或高锰酸(HMnO4)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得混合液显中性。
请回答下列问题:
(1)高碘酸是(填“强酸”或“弱酸”),理由是。
(2)已知高碘酸和硫酸锰(MnSO4)在溶液中反应生成高锰酸、碘酸和硫酸,此反应的氧化剂是,反应的离子方程式可表示为。
9、在一定温度下,有a盐酸,b硫酸,c醋酸,三种酸:
(1)当三种酸物质的量浓度相等时,c(H+)由大到小的顺序是
(2)若三者c(H+)相同,物质的量浓度由大到小的顺序是
(3)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍,c(H+)由大到小的顺序是
10、在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力如右图所示。
请回答:
(1)“O”点导电能力为“0”的理由是
_______________________。
(2)A、B、C三点pH值由大到小的顺序是
_______________________。
(3)A、B、C三点电离程度最大的是____________________。
11、用实验确定某酸HA是弱电解质。
两同学的方案是:
甲:
①称取一定质量的HA配制0.1mol/L的溶液100mL;
②用PH试纸测出该溶液的PH值,即可证明HA是弱电解质。
乙:
①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制PH=1的两种酸溶液各100mL;
②分别取这两种溶液各10mL,加水稀释为100mL;
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。
(1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是_____________。
(2)甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的PH_________1(选填>、<、
=);
乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是_____________(多选扣分)
(a)装HCl的试管中放出H2的速率快
(b)装HA溶液的试管的中放出H2的速率快
(c)两个试管中产生气体速率一样快
(3)请你评价:
乙方案中难以实现之处和不妥之处________________________。
(4)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),作简明扼要表述。
[考题再现]
1、(2008年天津,9)醋酸溶液中存在电离平衡:
CH3COOH
H++CH3COO-,下列叙述不正确的是()
ACH3COOH溶液中离子浓度关系满足:
c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
B0.1mol/L的CH3COOH溶液加水稀释,溶液中c(OH-)减小
CCH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,平衡逆向移动
D常温下,pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液pH<7
[附]参考答案
[当堂训练]1、D2、D
变化条件
醋酸的电离平衡如何移动
CH3COOH浓度
CH3COO-浓度
H+浓度
加入水
正向
变小
变小
变小
加入少量CH3COOH固体
逆向
变大
变大
变小
通入少量HCl气体
逆向
变大
变小
变大
加少量NaOH固体
正向
变小
变大
变小
[课后达标]1、D2、D3、A4、D5、C6、D7、A
8、
(1)弱酸酸中[H+]与碱中[OH-]相等时,等体积混合,溶液呈酸性,故高碘酸为弱酸
(2)H5IO65H5IO6+2Mn2+=11H++5IO3-+2MnO4-+7H2O
9、
(1)2a=b>c
(2)c>a>b(3)c>a=b
10、⑴冰醋酸只有在水溶液中电离,“O”点时为纯醋酸,难电离,可视为不导电。
(2)C>A>B(3)C
11、
(1)100mL溶量瓶(注:
未标明规格的扣1分)
(2)>b(多选扣分)
(3)配制pH=1的HA溶液难以实现,不妥之处在于加入的锌粒表面积难以做到相同
(4)配制NaA溶液,测其pH值>7即证明HA是弱电解质。
[考题再现]1、B解析:
本题考查电离平衡原理。
根据电荷守恒可知,A项正确;加水稀释CH3COOH溶液,c(H+)减小,但c(H+)╳c(OH-)=Kw是常数,c(OH-)增大,B错;增加CH3COO-浓度,平衡向左移动,C正确;pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液中c(H+)=c(OH-),但是CH3COOH是弱酸,溶液中含大量CH3COOH分子,二者等体积混合后得到CH3COOH和CH3COONa溶液,以CH3COOH电离为主,溶液呈酸性,D正确。
第二节弱电解质的电离盐类的水解
(二)
[典例解析]
[例1]相同温度、相同物质的量浓度的四种溶液:
①CH3COONa②NaHSO4③NaCl④C6H5-ONa,按pH值由大到小的顺序排列,正确的是:
()
A、④>①>③>② B、①>④>③>②
C、①>②>③>④ D、④>③>①>②
解析:
此题是分析四种钠盐的酸碱性,对于NaHSO4是酸式强酸强碱盐,虽不水解,但在水中电离后,使溶液显酸性。
NaHSO4
Na++H++SO42-故NaHSO4相当于一价一元强酸。
NaCl是强酸强碱盐,不水解,溶液显中性。
对于CH3COONa与,
,它们均为强碱弱酸盐,水解后溶液显碱性,由于CH3COOH的酸性强于
的酸性,故
溶液的碱性强于CH3COONa溶液的碱性。
所以,四种溶液pH值由大到小的顺序是④>①>③>②,答案应选A。
[例2]能够说明氨水是弱碱的事实是:
A、氨水具有挥发性
B、1mol/L氨水溶液的pH=10
C、1mol/LNH4Cl溶液的pH=5
D、氨水与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀
解析:
弱电解质的电离,可以从两个方面认识,一是正面看,二是从它的盐溶液分析它的根的水解情况。
正面看,B项,pH=10,说明[OH-]=10-4mol/L,而氨水的浓度为1mol/L,说明大部分未电离;从侧面看,C项,pH=5,说明溶液显酸性,知道Cl-不水解,只有NH4+水解所致,说明该碱是弱碱。
答案为BC
[例3]欲使0.1mol/LK2CO3溶液中[K+]==2[CO32-],应采取的措施是()
A、加少量盐酸B、加适量KOHC、加适量水D、加适量NaOH
解析:
题中提供的(A),提供H+,(C)加适量水均促进水解故不是选项。
(B)与(D)提供OH-离子,但提供KOH,又增加了K+离子而不符合题意,故只有采取加入适量NaOH的方法,才可使溶液中[K+]=2[CO32-]。
故答案应选D。
[例4]在25℃时,浓度1mol/L的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2的溶液中,测得其
[NH4+]分别为a、b、c(单位为mol/L)。
下列判断正确的是()
A、a=b=c B、a>b>c C、a>c>b D、c>a>b
提示:
三种溶液中均存在水解平衡:
NH4+H2O
NH3·H2O+H+
说明:
常见能水解的离子有:
参考答案:
由于溶液中均有NH4+,即均存在水解平衡:
NH4++H2O
NH3·H2O+H+对于(NH4)2CO3,因CO32-+H+
HCO3-,使上述平衡向右移动;对于(NH4)2Fe(SO4)2,Fe2++2H2O
Fe(OH)2+2H+,[H+]增大,抑制NH4+的水解。
故答案为D。
[例5]盐与其它物质的离子是否共存?
(1)在pH=0的溶液中,能大量存在的离子组是
A、AlO2-、CO32-、K+、Na+ B、SO42-、NH4+、Al3+、Cl-
C、HS-、S2-、K+、NH4+ D、NH+、Na+、SO42-、Fe3+
(2)下列离子在溶液中不能大量存在的是
A、K+、MnO4-、Cl-、H+ B、AlO2-、Na+、Al3+、Cl-
C、Fe2+、SO42-、Cl-、Na+ D、OH-、AlO2-、Na+、Cl-
说明:
几种离子在溶液里,若离子间不发生反应,就能共存,否则不能共存。
例如:
1、离子间能生成难溶物质,难电离物质和挥发性物质的,离子不能共存。
2、离子间能发生氧化还原反应的不能共存。
3、离子间能发生双盐水解的不能大量共存。
4、彼此间能生成络离子的也不能大量共存。
离子的颜色,溶液是否透明,及酸碱性环境,在解题时都必须周密考虑。
把高
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