人教版新高考化学二轮复习课件 水溶液中的离子平衡

这是一份人教版新高考化学二轮复习课件 水溶液中的离子平衡
第一编2022高中总复习优化设计GAO ZHONG ZONG FU XI YOU HUA SHE JI内容索引考点一　溶液中的“三大平衡”考点二　溶液中的“四大常数”考点三　酸碱中和滴定及迁移应用专项突破•素能提升【高考命题研究】 【要点归纳•再提升】 1.立足“动态平衡”,认识电解质溶液中的“三大平衡”(1)外界条件对弱电解质的电离平衡的影响[以CH3COOH(aq) CH3COO-(aq)+H+(aq)　ΔH>0为例]。(2)外界条件对水的电离平衡的影响(H2O H++OH-　ΔH>0)。 微点拨①外界条件改变,水的电离平衡发生移动,但任何时候水电离出的c(H+)和c(OH-)总是相等的。②只要温度不变,KW不变。25 ℃时KW=10-14适用于任何稀酸、稀碱或盐溶液。(3)外界条件对盐类水解平衡的影响。 微点拨若酸式盐的电离程度大于其水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3溶液;若酸式盐的水解程度大于其电离程度,则溶液显碱性,如NaHCO3溶液。(4)外界条件对沉淀溶解平衡的影响[以AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)　ΔH>0为例]。 微点拨溶度积(Ksp)的大小只与难溶电解质本身和溶液的温度有关,相同类型的难溶电解质的Ksp越小,溶解度越小,越难溶。2.基于“守恒思想”,比较电解质溶液中的粒子浓度(1)利用“守恒思想”,建立粒子浓度的定量关系。①电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等。例如,NaHCO3溶液中电荷守恒: 一般不考虑H、O元素②元素质量守恒:电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化变成其他离子或分子,但离子或分子中某种特定元素原子的总数不变。例如,在NaHCO3溶液中,n(Na)∶n(C)=1∶1,推出　 可根据电荷守恒和元素质量守恒联合求出③质子守恒:质子守恒是指电解质溶液中的分子或离子得到或失去的质子的物质的量相等。例如,在NH4HCO3溶液中,H+、H2CO3为得到质子后的产物,NH3·H2O、OH-、 为失去质子后的产物,故有微点拨电荷守恒式中不能只是各离子浓度的简单相加,要考虑离子所带的电荷,例如2c( )的化学计量数2代表一个 带有2个负电荷,不可漏掉。(2)熟知溶液中粒子浓度的“不等式关系”。 【经典对练•得高分】 考向1　电离平衡、盐类水解及影响因素(双选)(2020山东卷)25 ℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1,lg c(CH3COOH)、lg c(CH3COO-)、lg c(H+)和lg c(OH-)随pH变化的关系如图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是(　　)A.O点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)B.N点时,pH=-lg KaD.pH由7到14的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终增大【解题思路】分析可知,随着pH的升高,OH-和CH3COO-浓度增大,H+和CH3COOH浓度减小,又因pH=7时,c(H+)=c(OH-),故可推知,如下图,图中各曲线代表的物质分别是曲线1表示CH3COO-,曲线2表示H+,曲线3表示OH-,曲线4表示CH3COOH,据此分析作答。答案 BC 方法技巧“四步法”突破溶液中的“两大平衡”难题。电离平衡、盐类的水解平衡是溶液中的“两大平衡”,此类试题大多以电解质溶液的有关图像为载体,依据“勒夏特列原理”分析外界条件对上述平衡的影响,具体步骤如下:对点演练1- 1.(2021北京顺义模拟)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中水电离的c(OH-)随加入NaOH溶液的体积变化如图所示,下列说法正确的是(　　)A.B、D两点溶液的pH相同B.从A到E,水的电离程度一直增大C.从A→C的过程中,溶液的导电能力逐渐增强D.E点所示溶液中,c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1答案 C解析 由图可知,C点时,V(NaOH溶液)=20 mL时恰好完全反应生成CH3COONa,B点溶液呈酸性,D点溶液呈碱性,A项错误。A→C过程中水的电离程度逐渐增大,C→E过程中NaOH过量,抑制水的电离,水的电离程度逐渐减小,B项错误。A→C过程CH3COOH→CH3COONa,C点恰好完全反应生成CH3COONa,该过程溶液中离子浓度增大,溶液导电能力逐渐增强,C项正确。E点时加入40 mL NaOH溶液,此时n(NaOH)=2n(CH3COOH),根据质量守恒可知,c(Na+)=2c(CH3COOH)+2c(CH3COO-),溶液的总体积为60 mL,则有c(Na+)=0.1 mol·L-1×40 mL÷60 mL=0.067 mol·L-1,D项错误。1- 2.(双选)(2021山东济宁模拟)已知N2H4在水中的电离与NH3相似,室温下向N2H4水溶液中滴加某强酸,溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)答案 AD 考向2　沉淀溶解平衡及影响因素真题示例(2019全国Ⅱ)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)A.图中A和B分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度B.图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(M)=Ksp(N)1.0×10-7,则A-的水解常数Kh3c(A2-),C项正确。由图中可知,b点对应溶质是NaHA,由电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)和物料守恒c(Na+)=c(A2-)+c(HA-) +c(H2A),可得c(OH-)=c(H+)+c(H2A)-c(A2-),D项错误。1- 2.(2021福建莆田质检)常温下,向20.00 mL 0.10 mol·L-1 NH4Cl溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液时,溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如图所示(不考虑挥发),其中D点为反应终点。下列说法不正确的是(　　)A.V=20.00 mLB.常温下,Kb(NH3·H2O)的数量级为10-5C.B点溶液中:c(Cl-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH-)D.C点的混合溶液中:c( )=c(Na+)答案 D 考向2　溶度积常数及应用真题示例(2021广东卷节选)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:对点演练2- 1.(双选)(2021山东邹城一中模拟)常温下,向10 mL一定浓度的硝酸银溶液中,逐滴加入0.1 mol·L-1的氨水,反应过程中-lg c(Ag+)或-lg c([Ag(NH3)2]+)与加入氨水体积的关系如图。下列说法错误的是(　　)A.原硝酸银溶液的浓度是0.1 mol·L-1B.反应生成氢氧化银的Ksp(AgOH)的数量级为10-8C.B点对应溶液中 的浓度小于C点对应溶液中 的浓度D.M点对应溶液中c( )>c(Ag+)+c([Ag(NH3)2]+)+c( )答案 CD解析 由图可知,加入10 mL 氨水时,-lg c(Ag+)达到最大值,此时溶液c(Ag+)最小,恰好完全反应生成AgOH沉淀,则有c(AgNO3)=0.1 mol·L-1,A项正确。B点存在AgOH的沉淀溶解平衡,-lg c(Ag+)=4,此时c(Ag+)=c(OH-)=10-4 mol·L-1,则Ksp(AgOH)=c(Ag+)·c(OH-)=10-4×10-4=10-8,B项正确。B点对应溶液中溶质为NH4NO3,B点AgOH完全溶解,溶液中主要存在[Ag(NH3)2]+,2- 2.(2021福建模拟节选)(1)常温下,若在含Cd2+、Te4+滤液中加入NaOH溶液调节pH为7,溶液中c(Cd2+)的最大值为　　　　　　　　　。{已知:Ksp[Cd(OH)2]=5.3×10-15} (2)溶液中Co2+的浓度为0.33 mol·L-1,通过计算说明,常温下除铝控制溶液pH为4.5,是否造成Co2+的损失? 　　　　　　　　　　　　　(列出算式并给出结论)。已知: { Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15 }方法技巧根据沉淀溶解平衡曲线计算Ksp。(1)根据沉淀溶解平衡图像中处于曲线上平衡点的坐标,计算溶度积常数(Ksp)的值,要注意看清横坐标、纵坐标是c还是lg c(或-lg c)。(2)结合沉淀溶解平衡,确定Ksp的表达形式,根据图中沉淀溶解平衡曲线上点的信息,计算Ksp的值。(3)当溶液中离子浓度≤10-5 mol·L-1时,可认为该离子沉淀完全,可结合Ksp确定此时另一离子的浓度。【易错防范•不失分】 判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。(1)0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中,升高温度,电离平衡正向移动,则KW、Ka(CH3COOH)均增大。(　　)(2)0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中,滴加浓NaOH溶液,水解平衡逆向移动,溶液中c(OH-)增大,但Kh(CH3COO-)减小。(　　)(3)在0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中,存在定量关系:KW=Kb(NH3·H2O)·Kh( )。(　　)√ ×√ ×【要点归纳•再提升】 1.酸碱中和滴定实验操作要点 微点拨酸碱恰好中和(即滴定终点)时溶液不一定呈中性,最终溶液的酸碱性取决于生成盐的性质。2.氧化还原滴定的原理及应用(1)滴定原理:依据氧化还原反应中定量关系,以氧化剂(或还原剂)为滴定剂,滴定一些具有还原性(或氧化性)的物质。(2)常用试剂。①常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7、I2等;②常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、Na2S2O3等。(3)应用实例。①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液。②Na2S2O3溶液滴定碘液(碘量法)。 3.沉淀滴定法及应用(1)沉淀滴定法是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度。(2)沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液滴定溶液中的Cl-的含量时常以 为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶。【经典对练•得高分】 考向1　酸碱中和滴定及应用真题示例(2020全国Ⅱ)苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,其反应原理简示如下:实验步骤:(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03 mol)高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。(2)停止加热,继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液,并将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,置于冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上干燥。称量,粗产品为1.0 g。(3)纯度测定:称取0.122 g粗产品,配成乙醇溶液,加入100 mL容量瓶中定容。每次移取25.00 mL溶液,用0.010 00 mol·L-1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50 mL的KOH标准溶液。回答下列问题。(1)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为　　　　(填字母)。 A.100 mL B.250 mLC.500 mL D.1 000 mL(2)在反应装置中应选用　　　　(填“直形”或“球形”)冷凝管,当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成,其判断理由是　 　　　。 (3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是　　　　　　　　　　　;该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理,请用反应的离子方程式表达其原理:　 。 (4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是　　　　。 (5)干燥苯甲酸晶体时,若温度过高,可能出现的结果是　　　　　　　　　　。 (6)本实验制备的苯甲酸的纯度为　　　　;据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于　　　(填字母)。 　　　　　　　　　　　　　A.70% B.60% C.50% D.40%(7)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过在水中　　　的方法提纯。 【解题思路】(1)仪器的选择。(2)仪器的选择。 根据物质性质分析判断:甲苯沸点低,且不溶于水,因此当回流液没有油珠时,说明不溶于水的甲苯已经完全被氧化。(3)分析试剂的作用。 陌生氧化还原反应方程式的书写。 (4)判断物质的组成——元素转化思想。 (5)根据题给信息分析判断。 (6)定量计算——利用关系式的计算。①苯甲酸纯度的计算。由关系式C6H5COOH~KOH可知,苯甲酸的纯度为:②苯甲酸产率的计算。(7)物质提纯的方法。苯甲酸中含有被氧化生成的硫酸钠和硫酸锰等盐类物质,可利用苯甲酸微溶于冷水、易溶于热水的性质通过重结晶的方法提纯。答案 (1)B(2)球形　无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化(3)除去过量的高锰酸钾,避免在用盐酸酸化时,产生氯气　(4)MnO2(5)苯甲酸升华而损失(6)86.0%　C(7)重结晶方法技巧酸碱中和滴定实验数据的处理。(1)根据题意写出酸碱中和反应的原理,建立酸与碱的定量关系。例如,C6H5COOH+KOH→C6H5COOK+H2O,则有n(C6H5COOH)=n(KOH)。(2)分析实验数据确定每次滴定实验消耗标准溶液的体积,看是否存在明显错误的数据,若存在,舍去错误数据,根据其他实验数据求出消耗标准溶液的平均体积。(3)结合酸、碱的定量关系进行计算,计算物质的量浓度、产品的纯度(或产率)等。对点演练现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(每100 mL白醋中含有醋酸的质量单位为g/100 mL)。Ⅰ.实验步骤(1)配制待测白醋溶液,用　　　　　　(填仪器名称)量取10.00 mL食用白醋,在　　　　　　　(填仪器名称)中用水稀释后转移到100 mL　　　　(填仪器名称)中定容,摇匀即得待测白醋溶液。 (2)量取待测白醋溶液20.00 mL置于锥形瓶中,向其中滴加2滴酚酞作指示剂。(3)读取盛装0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液的碱式滴定管的初始读数。(4)滴定。判断滴定终点的现象是　　　　　　　　,达到滴定终点,停止滴定,并记录NaOH溶液的最终读数,重复滴定3次。 (5)如图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为　　　　 mL。 Ⅱ.实验记录Ⅲ.数据处理与讨论(6)甲同学在处理数据时计算得:平均消耗NaOH溶液的体积①指出他计算的不合理之处: 　　　　　　　　　　。 ②按正确数据处理,得出c(市售白醋)=　　　　 mol·L-1,市售白醋总酸量=　　　 g/100 mL。 答案 (1)酸式滴定管　烧杯　容量瓶(4)溶液由无色变成浅红色,且半分钟内不褪色(5)22.60(6)①第1组实验数据误差明显大,属异常值,应舍去②0.75　4.5解析 (1)配制待测白醋溶液,用酸式滴定管准确量取10.00 mL食用白醋,在烧杯中加蒸馏水稀释,再转移到100 mL容量瓶中进行定容。(4)待测白醋中滴加酚酞作指示剂,开始时溶液无色,达到滴定终点时,溶液由无色变成浅红色,且半分钟内不褪色。(5)滴定管的0刻度在上方,图中滴定管1 mL分成10个小格,每个小格代表0.10 mL,故图中滴定管中液面读数为22.60 mL。易错提醒第(6)小题易忽视实验数据的分析,未判断是否存在明显错误数据,直接计算市售白醋的浓度及白醋的总酸量。考向2　酸碱中和滴定的迁移应用真题示例(2021浙江卷节选)某兴趣小组用铬铁矿[Fe(CrO2)2]制备K2Cr2O7晶体,流程如下:(1)为了测定K2Cr2O7产品的纯度,可采用氧化还原滴定法。下列关于滴定分析的操作,不正确的是　　　　　　　　。 A.用量筒量取25.00 mL待测液转移至锥形瓶B.滴定时要适当控制滴定速率C.滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化D.读数时应将滴定管从架上取下,捏住管上端无刻度处,使滴定管保持垂直E.平行滴定时,须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下(2)该小组用滴定法准确测得产品中K2Cr2O7的质量分数为98.50%。某同学还用分光光度法测定产品纯度(K2Cr2O7溶液的吸光度与其浓度成正比例),但测得的质量分数明显偏低。分析其原因,发现该同学配制K2Cr2O7待测液时少加了一种试剂。该试剂是　　　,添加该试剂的理由是　  　。 答案 (1)AC 解析 (1)量筒属于粗量器,不能用量筒量取25.00 mL溶液,由于K2Cr2O7具有强氧化性,量取25.00 mL待测液应用酸式滴定管,A项错误。滴定时要适当控制滴定的速率,确保反应物之间充分反应,同时防止滴加过快使得滴加试剂过量,B项正确。滴定时应一直观察锥形瓶中溶液颜色的变化,以便准确判断滴定的终点,C项错误。读数时应将滴定管从架上取下,捏住管上端无刻度处,使滴定管保持垂直,平视读取读数,D项正确。为了确保每次滴定时滴定管中的溶液充足,平行滴定时,须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下,并记录初始读数,E项正确。对点演练2- 1.取未知浓度的硫酸、盐酸和醋酸各25.00 mL,分别用0.10 mol·L-1的NaOH溶液或0.10 mol·L-1的氨水滴定得如图所示曲线。下列说法正确的是(　　)。A.由图可知曲线c为NaOH溶液滴定硫酸B.由图可知硫酸的物质的量浓度大于盐酸的物质的量浓度C.曲线b、c的滴定实验可用酚酞作指示剂D.由图可知滴定前醋酸电离百分比约为1.67%答案 D解析 由题图可知,加入NaOH溶液或氨水时,曲线a的pH在开始阶段变化较大,应为碱滴定弱酸的变化曲线,则曲线b、c为硫酸、盐酸的滴定曲线,由于浓度未知,则不能确定曲线b、c表示的滴定过程,A项错误。硫酸和盐酸都是强酸,图中纵坐标为pH,不能确定其浓度大小,B项错误。曲线c达到终点时溶液呈酸性,应选用甲基橙作指示剂,C项错误。滴定前,醋酸的pH=3,则c(H+)=1×10-3 mol·L-1,滴定终点时消耗15 mL NaOH溶液,则有c(CH3COOH)×0.025 L=0.10 mol·L-1×0.015 L,解得c(CH3COOH)=0.06 mol·L-1,故滴定前CH3COOH电离的百分数为2- 2.(2021湖北联考)用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。Ⅰ.准备标准溶液a.准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.025 0 mol)后,配制成250 mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。b.配制并标定100 mL 0.100 0 mol·L-1 NH4SCN标准溶液,备用。Ⅱ.滴定的主要步骤a.取待测NaI溶液25.00 mL加入锥形瓶中。b.加入25.00 mL 0.100 0 mol·L-1 AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。d.用0.100 0 mol·L-1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。e.重复上述操作两次。三次测定数据如下表:f.数据处理。回答下列问题。(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有　 。 (2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是　　　　　　　　　　　　。 (3)滴定应在pHc(OH-)答案 A解析氢氟酸中加入氢氧化钠,随着氢氧化钠的量的增加,溶液的pH升高,溶液中的氟化氢分子浓度减小,氟离子浓度增大。A~B~D曲线代表c(HF)随pH的变化,A项错误。从图中B点分析,氟化氢的电离平衡常数 =10-3.6,B项正确。从B点到C点发生的反应为氢氧化钠与氟化氢的反应,离子方程式为HF+OH- ===H2O+F-,C项正确。从图中A点分析,氟化氢的浓度比氟离子浓度大,氟化氢的浓度为1.6×10-3 mol·L-1,氢离子浓度为1.0×10-3 mol·L-1,而氟离子浓度约为5.5×10-4 mol·L-1,溶液显酸性,所以溶液粒子浓度关系为c(HF)>c(H+)>c(F-)>c(OH-),D项正确。4.已知某温度下CH3COOH的电离常数Ka=1.6×10-5。该温度下向20 mL 0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的KOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答下列有关问题:(已知lg 4=0.6)(1)A点溶液中c(H+)为　　　　,pH约为　 。 (2)A、B、C、D四点中水的电离程度最大的是　　　点,滴定过程中宜选用　　　　作指示剂,滴定终点在　　　　(填“C点以上”或“C点以下”)。 (3)若向20 mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,则下列变化趋势正确的是　　　　(填字母)。 答案 (1)4×10-4mol·L-1　3.4(2)C　酚酞　C点以上(3)B(2)A点是CH3COOH,B点是CH3COOH和少量CH3COOK的混合溶液,C点是CH3COOK和少量CH3COOH的混合溶液,D点是CH3COOK和KOH的混合溶液,酸、碱均能抑制水的电离,CH3COOK水解促进水的电离,所以C点溶液中水的电离程度最大。由于酸碱恰好完全反应时溶液显碱性,故应该选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞。滴定终点应在C点以上。(3)由于稀氨水显碱性,A项、C项错误;两者恰好反应时溶液显酸性,D项错误,B项正确。