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專題12水溶液中的離子平衡
糾錯(cuò)1電解質(zhì)強(qiáng)弱判斷
【例1】25c時(shí),關(guān)于某酸(用H2A表示)下列說(shuō)法中,不正確的是()
A.pH=a的Na2A溶液中,由水電離產(chǎn)生的c(OH)=10"-海
B.將pH=a的H2A稀釋為pH=〃+l的過(guò)程中,c(H2A)/c(H+)減小,則H2A為弱酸
C.測(cè)NaHA溶液的pH,若pH>7,則H2A是弱酸;若pH<7,則H2A是強(qiáng)酸
D.0.2mol?LTH2A溶液中的c(H+)=m0.1molL-H2A溶液中的c(H+)?,若"2b,則H2A為弱酸
【錯(cuò)因分析】不能準(zhǔn)確理解強(qiáng)、弱電解質(zhì)的概念,掌握強(qiáng)、弱電解質(zhì)常用的判斷方法,容易出錯(cuò)。
【學(xué)霸解題】A項(xiàng),若H2A為強(qiáng)酸,則Na2A為中性,pH=7,水電離產(chǎn)生的。(0k)二10-7,若H2A為
弱酸,則Na2A為堿性,pH=a的Na2A溶液中因A?-的水解促進(jìn)水的電離,溶液中的OFT來(lái)源于水的電離,
14+
則由水電離產(chǎn)生的c(OH-)=Kr-,故A正確;B項(xiàng),若H2A為強(qiáng)酸,c(H2A)/c(H)=0,若H2A為弱酸將pH=o
的H2A稀釋為pH=?+l的過(guò)程中,c(H2A)/c(H+)減小,故B正確;C項(xiàng),測(cè)NaHA溶液的pH,若pH>7,說(shuō)
明HA-在溶液中水解,則H2A是弱酸;若pH<7,H2A不一定是強(qiáng)酸,可能是HA」的電離大于HA-的水解,
故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),若H2A為強(qiáng)酸,0.2molL?H2A溶液中的時(shí))=0=0而0>「,0.1mol-L1H2A溶液中
的c(H+)=/?=0.2mol-L-1,此時(shí)o=2b,現(xiàn)a<2b,則H2A為弱酸,故D正確;故選C。
【參考答案】C
【秒殺技巧】采取例證法。NaHCCh溶液呈堿性,NaHSCh溶液呈酸性,然H2co3、H2sO3均為弱酸。
判斷弱電解質(zhì)的三個(gè)思維角度
角度一:弱電解質(zhì)的定義,即弱電解質(zhì)不能完全電離。
(1)測(cè)定一定濃度的HA溶液的pHo
(2)與同濃度鹽酸比較導(dǎo)電性。
(3)與同濃度的鹽酸比較和鋅反應(yīng)的快慢。
角度二:弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡,條件改變,平衡移動(dòng)。
(1)從一定pH的HA溶液稀釋前后pH的變化判斷。
(2)從升高溫度后pH的變化判斷。
(3)從等體積等pH的HA溶液、鹽酸分別與過(guò)量的鋅反應(yīng)生成H2的量判斷。
角度三:弱電解質(zhì)形成的鹽類能水解,如判斷CH3coOH為弱酸可用下面兩個(gè)現(xiàn)象:
(I)配制某濃度的醋酸鈉溶液,向其中加入幾滴酚酷溶液。現(xiàn)象:溶液變?yōu)闇\紅色。
(2)用玻璃棒蘸取一定濃度的醋酸鈉溶液滴在pH試紙上,測(cè)其pH?,F(xiàn)象pH>7。
【變式訓(xùn)練】下列事實(shí)一定能說(shuō)明HNOz為弱電解質(zhì)的是()
①常溫下,NaNOz溶液的pH>7
②用HNOz溶液做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)燈泡很暗
③HNOz不能與NaCl反應(yīng)
④常溫下0.1moLL-的HNCh溶液pH=2
?1LpH=l的HNO2溶液加水稀釋至100L后溶液的pH=2.2
⑥1LpH=l的HNCh和1LpH=l的鹽酸與足量的NaOH溶液完全反應(yīng),最終HNO2消耗的NaOH溶
?HNO2溶液中加入一定量NaNOz晶體,溶液中c(0K)增大
⑧HNOz溶液中加水稀釋,溶液中c(OFT)增大
A.①②@?B.①③??C.⑦D.②④⑥@
【答案】C
【解析】②如果鹽酸(強(qiáng)酸)的濃度很小燈泡也很暗;④如果是強(qiáng)酸,pH=l;⑤如果是強(qiáng)酸,加水稀釋
+
至100L后溶液的pH=3,實(shí)際pH=2.2,這說(shuō)明HNO?溶液中存在HNO2H+NO2,加水平衡右移,
使pH<3;⑥依據(jù)HNCh+NaOH-NaNCh+HzO、HC1+NaOH=NaCl+H2??芍?,&HNCh)大于c(HCl),
而溶液中c(H')相同,所以HNOz沒(méi)有全部電離;⑦HNO2=H++NO2加入NaNCh,溶液中c(H,)減小,
dOH)增大,說(shuō)明化學(xué)平衡逆向移動(dòng);⑧不論是強(qiáng)酸還是弱酸,加水稀釋,溶液中e(H')均減小,而c(OH-)
增大。
糾錯(cuò)2電解質(zhì)與溶液導(dǎo)電能力關(guān)系混淆
【例2]電導(dǎo)率用于衡量電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的大小,與離子濃度和離子遷移速率有關(guān)。圖1為相同
電導(dǎo)率鹽酸和醋酸溶液升溫過(guò)程中電導(dǎo)率變化曲線,圖2為相同電導(dǎo)率氯化鈉和醋酸鈉溶液升溫過(guò)程中電
導(dǎo)率變化曲線,溫度均由22℃上升到70℃。下列判斷不可項(xiàng)的是()
曲線1船展曲線3復(fù)化%
曲線2曲線4M融第
IHM時(shí)間
圖1圖2
A.由曲線1可以推測(cè):溫度升高可以提高離子的遷移速率
B.由曲線4可以推測(cè):溫度升高,醋酸鈉電導(dǎo)率變化與醋酸根的水解平衡移動(dòng)有關(guān)
C.由圖1和圖2可以判定:相同條件下,鹽酸的電導(dǎo)率大于醋酸的電導(dǎo)率,可能的原因是Cr的遷移
速率大于CH3coCT的遷移速率
D.由圖1和圖2可以判定:兩圖中目導(dǎo)率的差值不同,與溶液中H+、0H的濃度和遷移速率無(wú)關(guān)
【錯(cuò)因分析】溶液的導(dǎo)電能力取決于:①自由移動(dòng)離子的濃度;②離子所帶電荷數(shù)。若不理解此事實(shí)
則無(wú)法分析圖像,也就無(wú)法獲取正確答案。
【學(xué)霸解題】A項(xiàng),曲線1中鹽酸溶液在升高溫度的過(guò)程中離子濃度不變,但電導(dǎo)率逐漸升高,說(shuō)明
溫度升高可以提高離子的遷移速率,故A正確;B項(xiàng),溫度升高,促進(jìn)CH3coONa溶液中CH3coO一的水
解,貝J由曲線3和曲線4可知,溫度升高,醋酸鈉電導(dǎo)率變化與醋酸根的水解平衡移動(dòng)有關(guān),故B正確;C
項(xiàng),由線1和曲線2起始時(shí)導(dǎo)電率相等,但溫度升高能促進(jìn)醋酸的電離,溶液中離子濃度增加,但鹽酸溶
液的導(dǎo)電率明顯比醋酸高,說(shuō)明可能原因是C「的遷移速率大于CH3coeT的遷移速率,故C正確;D項(xiàng),
曲線1和曲線2起始時(shí)導(dǎo)電率相等,可知鹽酸和醋酸兩溶液中起始時(shí)禽子濃度相等,包括H+和OFT濃度也
相等,而隨著溫度的升高,促進(jìn)醋酸的電離,醋酸溶液中的H+和0H-濃度不再和鹽酸溶液的H+和OFT濃度
相等,則兩者的導(dǎo)電率升高的幅度存在差異,可能與溶液中H,OH的濃度司遷移速率有關(guān),故D錯(cuò)誤;
故選D。
【參考答案】D
【秒殺技巧】溫度相同時(shí),溶液的導(dǎo)電能力取決于:①自由移動(dòng)離子的濃度;②離子所帶電荷數(shù);而
電流強(qiáng)度當(dāng)然與離子遷移速率有關(guān),D項(xiàng)符合題意。
』\易錯(cuò)快攻究錯(cuò)必備
電解質(zhì)與溶液導(dǎo)電能力的關(guān)系
(I)強(qiáng)、弱電解質(zhì)的主要區(qū)別是其在水溶液里能不能完全電離,是否存在電離平衡,而不是溶液的導(dǎo)電
能力強(qiáng)弱。
(2)含有強(qiáng)極性鍵的化合物不一定是強(qiáng)電解質(zhì),如HF。
(3)有些化合物(如BaSCh、AgCl)雖然溶解度小,但因溶解的部分能完全電離,屬?gòu)?qiáng)電解質(zhì)。
(4)熔融時(shí)是否導(dǎo)電,這是區(qū)別電解質(zhì)與非電解質(zhì)的常用方法,而不是區(qū)別強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。
溶液導(dǎo)電性的強(qiáng)弱,取決于溶液中離子的濃度及離子所帶電荷的多少等因素,因此不能將溶液導(dǎo)電性強(qiáng)弱
作為判斷電解質(zhì)強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)。
(5)電解質(zhì)不一定能導(dǎo)電,能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì)。
(6)非電解質(zhì)不導(dǎo)電,但不導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是非電解質(zhì)。
(7)固態(tài)強(qiáng)堿和大多數(shù)鹽中雖然有離子,但離子不能自由移動(dòng),所以不能導(dǎo)電,只有在溶液中或熔融狀
態(tài)時(shí)才導(dǎo)電。
(8)一種物質(zhì)溶于水形成的溶液能導(dǎo)電,原物質(zhì)不一定是電解質(zhì)。
(9)一種物質(zhì)既可以不是電解質(zhì)也可以不是非電解質(zhì),如氯氣既不是電解質(zhì)又不是非電解質(zhì),因?yàn)槁葰?/p>
不是化合物而是單質(zhì)。
(10)強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定強(qiáng),弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定比強(qiáng)電解質(zhì)溶液的弱。
(11)濃溶液的導(dǎo)電能力不一定強(qiáng),稀溶液的導(dǎo)電能力不一定弱。如冰醋酸是電解質(zhì),本身不導(dǎo)電,加水
稀釋過(guò)程中,離子濃度先增大,后減小,導(dǎo)電能力先增大,后減小。
【變式訓(xùn)練】電導(dǎo)率是衡量電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力大小的物理量,根據(jù)溶液電導(dǎo)率變化可以確定滴定反
應(yīng)的終點(diǎn)。下圖是KOH溶液分別滴定HQ溶液和CH3coOH溶液的滴定曲線示意圖。下列示意圖中,能正
確表示用NH3-H2O溶液滴定HC1和CHjCOOH混合溶液的滴定曲線的是()
KOH體積
NHjHzO體積NH4H2O體積NH’HO體積NH3H2O體積
ABCD
【答案】D
【解析】HC1為強(qiáng)電解質(zhì),CH3COOH為弱電解質(zhì),滴加NH3H2O,先與HCI反應(yīng),生成同樣為強(qiáng)電
解質(zhì)的NHK1,但溶液體積不斷增大,溶液稀釋,所以電導(dǎo)率下降。當(dāng)HC1被中和完后,繼續(xù)與CH3COOH
弱電解質(zhì)反應(yīng),生成CH3coONH4,為強(qiáng)電解質(zhì),所以電導(dǎo)率增大。HC1與CH3co0H均反應(yīng)完后,繼續(xù)滴
加弱電解質(zhì)NH3?H?O,電導(dǎo)率變化不大,因?yàn)槿芤罕幌♂專邢陆第厔?shì)。
糾錯(cuò)3電解質(zhì)強(qiáng)強(qiáng)的比較
[例3]室溫時(shí),1mol-L-'的HA溶液和1mol-L1的HB溶液,起始時(shí)的體積均為V,分別向兩溶液中
加水進(jìn)行稀釋,所得曲線如圖所示。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()
A.HA是弱電解質(zhì),HB是強(qiáng)電解質(zhì)
B.HAHB溶液中水電離的c(H+)之比為IO?
C.M點(diǎn)溶液中c(A-)等于N點(diǎn)溶液中c(B)
D.M、P兩點(diǎn)的溶液分別用等濃度的NaOH溶液中和,消耗的NaOH溶液體積:P>M
【錯(cuò)因分析】沒(méi)有從圖象中分析得出HA、HB的酸性強(qiáng)弱,導(dǎo)致錯(cuò)解
【學(xué)霸解題】A項(xiàng),1mol-L-'的HA溶液的pH=2、1molL”的HB溶液的pH=O,所以HA是弱電解質(zhì),
HB是強(qiáng)電解質(zhì),故A正確;B項(xiàng),1molL"的HA溶液的pH=2,水電離的c(H+)=10,2>1mol-L-1的HB溶
液的pH=O,水電離的c(H+)=10/4,HA、HB溶液中水電離的c(H,)之比為102,故B正確;C項(xiàng),HA
H++A-、HB=H++B,M、N兩點(diǎn)pH相同,所以M點(diǎn)溶液中c(A)等于N點(diǎn)溶液中c(B),故C正確:D項(xiàng),
M、P兩點(diǎn)的溶液中HA、HB的物質(zhì)的量相等,分別用等濃度的NaOH溶液中和,消耗的NaOH溶液體積:
P=M,故D錯(cuò)誤;故選D。
【參考答案】D
【秒殺技巧】等體積等濃度的強(qiáng)酸和弱酸與堿完全反應(yīng),所消耗強(qiáng)堿的物質(zhì)的量相等,選D。
易錯(cuò)快攻究錯(cuò)必備
1.一元強(qiáng)酸和一元弱酸的比較
濃度均為0.01mol-L-1pH均為2的強(qiáng)酸HA與弱
的強(qiáng)酸HA與弱酸HB酸HB
0.01mol-L'=c(HA)<
pH或物質(zhì)的量濃度2=PHHA〈PHHB
c(HB)
開始與金屬反應(yīng)的速率HA>HBHA=HB
體積相同時(shí)與過(guò)量的堿反應(yīng)時(shí)消耗
HA=HBHA<HB
堿的量
體積相同時(shí)與過(guò)量活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)
HA=HBHA<HB
生H2的量
c(A)與池一)的大小c(A?cCB)c(A-)=c(B-)
分別加入固體NaA、NaB后pH變化HA:不變HB:變大HA:不變HB:變大
加水稀釋10倍后3=PHHA〈PHHB3=PHHA>PHHB>2
溶液的導(dǎo)電性HA>HBHA=HB
水的電離程度HA<HBHA=HB
2.一元強(qiáng)酸(HC1)與一元弱酸(CECOOH)稀釋圖像比較
⑴相同體積、相同濃度的鹽酸、醋酸
pHpH
77
XXCH,COOH
bCH;,COOH;
ovy(水)O匕匕M水)
加水稀釋相同的倍數(shù),醋酸的pH大加水稀釋到相同的pH,鹽酸加入的水多
⑵相同體積、相同pH值的鹽酸、醋酸
PHPH
77
c
b■/V^TCHaCOOH
ZZ;CH3COOH
7
O-v0V.v2vuil)
加水稀釋相同的倍數(shù),鹽酸的pH大加水稀釋到相同的pH,醋酸加入的水多
3.兩方.面突破一元強(qiáng)酸與一元弱酸比較
⑴相同濃度、相同體積的一元強(qiáng)酸與一元弱酸的比較
項(xiàng)目與足量Zn反應(yīng)與金屬反應(yīng)的起
C(H')pH中和堿的能力
產(chǎn)生員的量始速率
一元強(qiáng)酸大小大
相同相同
一元弱酸小大小
⑵相同pH、相同體積的一元強(qiáng)酸與?元弱酸的比較
項(xiàng)目與足量Zn反應(yīng)產(chǎn)與金屬反應(yīng)的起
c(H+)C(酸)中和堿的能力
生H2的量始速率
一元強(qiáng)酸相同小小少相同
【變式訓(xùn)練】常溫下,將pH均為3、體積均為%的HA溶液和HB溶液分別加水稀釋至體積為V,pH
y
隨1gt的變化如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是()
HA
s
A.稀釋相同倍數(shù)時(shí):c(A-)>c*(B-)
B.水的電離程度:b=c>a
C.溶液中離子總物質(zhì)的量:b>c>a
D.溶液中離子總濃度:a>b>c
【答案】B
【解析】根據(jù)圖像,當(dāng)1g%=2時(shí),HA溶液:pH=5,HB溶液:3<pH<5,HA為強(qiáng)酸,HB為弱酸。
根據(jù)圖像,稀釋相同倍數(shù)時(shí),溶液的pH:HA溶液,HB溶液,溶液中c(A-)Vc(B-),A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖
像,溶液的pH:aVb=c,酸溶液中OH一全部來(lái)自水的電離,水的電離程度:b=c>a,B項(xiàng)正確:a、c點(diǎn)
溶液體積相同,c點(diǎn)pH大于a點(diǎn),c點(diǎn)溶液中c(A—)Va點(diǎn)溶液中c(B-),溶液中離子總物質(zhì)的量:a>c,b
點(diǎn)相對(duì)于a點(diǎn)加水稀釋,促進(jìn)HB的電離,溶液中離子總物質(zhì)的量:b>a,故溶液中離子總物質(zhì)的量:b>a
>c,C項(xiàng)錯(cuò)誤;c點(diǎn)pH大于a點(diǎn),c點(diǎn)溶液中c(A-)Va點(diǎn)溶液中c(B一),溶液中離子總濃度:a>c,b、c
點(diǎn)溶液的pH相等,b、c點(diǎn)兩溶液中的電荷守恒分別為c(H')=c(B-)+c(OH-)、c、(H')=c(A-)+c(OH—),
溶液中離子總濃度:b=c,溶液中離子總濃度:a>b=c,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
糾錯(cuò)4pH與溶液中c(H+)、c(OH-)的變化
【例4】對(duì)室溫下pH相同、體積相同的稀氨水與氫氧化鈉稀溶液,分別采取下列措施,有關(guān)敘述不正
確的是()
A.溫度均升高20C,兩溶液的pH均改變
B.加入適量氯化鐵固體后,兩溶液的pH均減小
C.加水稀釋至體積為原來(lái)的100倍后,氨水中的c(OH)比氫氧化鈉溶液中的大
D.與足量的氯化鐵溶液反應(yīng),產(chǎn)生的氫氧化鐵沉淀一樣多
【錯(cuò)因分析】明確強(qiáng)酸在稀釋時(shí)pH變化程度大及酸的濃度與氫離子的濃度的關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵。
【學(xué)霸解題】A項(xiàng),升高溫度,水的離子積Kw變大,所以兩溶液的pH一定改變,A正確,不符合題
意;B項(xiàng),加入氯化錢之后,由于同離子效應(yīng),NH3H2O的電離程度減小,dOH-)降低,溶液pH減小,而
NaOH溶液中,NH4.和OH反應(yīng),使得ctOH)降低,溶液pH也減小,B正確,不符合題意;C項(xiàng),向pH
相同的兩溶液中加水稀釋100倍,NaOH溶液的pH的變化量為2,而氨水的pH的變化量小于2,即稀釋后,
氨水的pH更高,則氨水中c(OH)比氫氧化鈉溶液中的大,C正確,不符合題意;D項(xiàng),體積相同、pH相
同的兩溶液中,〃(OH)相同,但是氨水中存在電離平衡,實(shí)際上未電離的NH3H2O還有很多,這部分NH3H2O
還可以再提供OH,故這兩種溶液和足量的FeCh反應(yīng),氨水產(chǎn)生的Fe(QH)3更多,D錯(cuò)誤,符合題意:故
選D。
【參考答案】D
【秒殺技巧】pH相同、體積相同的稀氨水與氫氧化鈉,所含n(OH)以相同,與足量的氯化鐵溶液反應(yīng),
產(chǎn)生的氫氧化鐵沉淀一樣多,故選D。
△一易錯(cuò)快攻究錯(cuò)必備
pH使用中的幾個(gè)誤區(qū)
1.pH=7的溶液不一定呈中性。只有在常溫下pH=7的溶液才呈中性;當(dāng)在100C時(shí),水的離子積常數(shù)
為IxKT%此時(shí)pH=6的溶液為中性溶液,pH>6時(shí)為堿性溶液,pH<6時(shí)為酸性溶液。
2.使用pH試紙測(cè)溶液pH時(shí),若先用蒸儲(chǔ)水潤(rùn)濕,測(cè)量結(jié)果不一定偏小。若先用蒸儲(chǔ)水潤(rùn)濕,相當(dāng)于
將待測(cè)液稀釋了,若待測(cè)液為堿性溶液,則所測(cè)結(jié)果偏??;若待測(cè)液為酸性溶液,則所測(cè)結(jié)果偏大;若待
測(cè)液為中性溶液,則所測(cè)結(jié)果沒(méi)有誤差。
3.溶液中的c(H+)和水電離出來(lái)的以H+)的區(qū)別
⑴室溫下水電離出的8H+)=lxl()rmolf,若某溶液中水電離出的以丁)<30-7mol-L-',則可判斷
該溶液呈酸性或堿性;若某溶液中水電離由的c(H+)>lxl()-7mohLj則可判斷出該溶液中存在能水解的鹽,
從而促進(jìn)了水的電離。
(2)室溫下,溶液中的c(H+)>lxl(r7mo卜L、,說(shuō)明該溶液是酸性溶液或水解呈酸性的鹽溶液;溶液中的
c(H+)<lxlO^mol.L1,說(shuō)明該溶液是堿性溶液或水解呈堿性的鹽溶液。
【變式訓(xùn)練】下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.弱酸pH=m加水稀釋到10〃倍,則pH〈a+〃(〃+〃<7)
B.中和相同體積相同pH的鹽酸和醋酸溶液所需NaOH的物質(zhì)的最不相司,醋酸消耗NaOH的物質(zhì)的
量多
C.pH=3的一元酸和pH=U的一元堿等體積混合后,混合液中一定存在c(H+)=c(OH-)
D.常溫,pH=2的鹽酸、pH=2的醋酸中由水電離出的c(H+)=c(OH-)=10T2moi.J
【答案】C
【解析】A.弱酸在水溶液中存在電離平衡,加水稀釋促進(jìn)弱酸電離,如果弱酸pH=m加水稀釋到ICT
倍,則pHVa+〃(〃+〃V7),故A正確;B.pH相同的鹽酸和醋酸溶液比較,。(醋酸),c(鹽酸),中和相同體積
的兩種溶液時(shí),醋酸消耗NaOH的物質(zhì)的量多,故B正確:CpH=3的一元酸和pH=ll的一元堿等體積混
和后的溶液中,一元酸和一元堿不知強(qiáng)弱,只有在強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng)時(shí)c(OH-)和《H+)一定相等,但強(qiáng)酸和弱堿
反應(yīng)溶液呈堿性,弱酸和強(qiáng)堿反應(yīng)溶液顯酸性,故C錯(cuò)誤:D.pH=2的鹽酸中c(H+)=0.0lmolL-1,c(H+)水=以0巾)
+,4,21
zX=Kw/c-(H)=10/0.01=10-mol/L:pH=2的醋酸中cXH^O.OImolL,c(H+)產(chǎn)c(OH-)水
+,42
=Kw/dH)=1O-/0.01=10-'mol/L,故D正確。故選C。
糾錯(cuò)5滴定曲線分析
[例5](2020?浙江1月選考)室溫下,向20.00mLO.IOOOmolL1鹽酸中滴加O.lOOOmolL1NaOH溶
液,溶液的pH隨NaOH溶液體積的變化如圖。已知愴5=0.7。下列說(shuō)法不正確的是()
plU
H)20~~304(^
l(NaOII)/mL
A.NaOH與鹽酸恰好完全反應(yīng)時(shí),pH=7
B.選擇變色范圍在pH突變范圍內(nèi)的指示劑,可減小實(shí)驗(yàn)誤差
C.選擇甲基紅指示反應(yīng)終點(diǎn),誤差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00mL時(shí),pH=12.3
【錯(cuò)因分析】沒(méi)有理解滴定曲線的意義,陷入解題困境;對(duì)pH不熟練,易錯(cuò)解D。
【學(xué)霸解題】A項(xiàng),NaOH與鹽酸恰好完全反應(yīng)時(shí)溶液中的溶質(zhì)為Na。,呈中性,室溫下pH=7,故A
正確;B項(xiàng),選擇變色范圍在pH突變范圍內(nèi)的指示劑,可減小實(shí)驗(yàn)誤差,B正確;C項(xiàng),甲基橙的變色范
圍在pH突變范圍外,誤差更大,故C錯(cuò)誤:D項(xiàng),V(Na°H)=30.00mL時(shí),溶液中的溶質(zhì)為氯化鈉和
30mLx().1000mol/L-20mLx0.1(XX)mol/L
氫氧化鈉,且c(NaOH)=20mL+30mL=0.02mol/L,即溶液中c(OH)=0.02mol,
則c(H+)=5xlO43moi/L,pH=-lgc(H+)=12.3,故D正確;故選C。
【參考答案】C
【秒殺技巧】根據(jù)酸堿滴定曲線中pH突變情況,選擇合適的酸堿指示劑,故C項(xiàng)符合題意。
\易錯(cuò)快攻究錯(cuò)必備
滴定曲線的分析
⑴圖示強(qiáng)酸與強(qiáng)堿滴定過(guò)程中pH曲線(以0.100OmoLL?NaOH溶液滴定20.00mL0.100OmolL?鹽
酸為例)
①iF始時(shí)力II入的減對(duì)pH的
影響較小
②當(dāng)接近滴定終點(diǎn)時(shí),很少
量(0.04mL,約一滴1減
引起pH的突變,導(dǎo)致指示
劑的變色即反應(yīng)完全.4到
終點(diǎn)
礴點(diǎn)后,加入的屈曲pH的
影響較小
⑵強(qiáng)酸(堿)滴定弱堿(酸)pH曲線比較
氫氧化鈉滴定等濃度等體積的鹽酸、醋鹽酸滴定等濃度等體積的氫氧化鈉、氨水的
酸的滴定曲線滴定曲線
V(HCI)/mL
曲線起點(diǎn)不同:強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸、弱酸的曲線,強(qiáng)酸起點(diǎn)低;強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿、弱堿的曲
線,強(qiáng)堿起點(diǎn)高
突躍點(diǎn)變化范圍不同:強(qiáng)堿與強(qiáng)酸反應(yīng)(強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng))的突躍點(diǎn)變化范圍大于強(qiáng)堿
與弱酸反應(yīng)(強(qiáng)酸與弱堿反應(yīng))
(3)滴定曲線應(yīng)用
酸堿滴定曲線描述了酸堿中和滴定過(guò)程中溶液pH的變化情況,其中酸堿滴定終點(diǎn)附近的pH突變情
況,對(duì)于酸堿滴定中如何選擇合適的酸堿指示劑具有重要意義。
12
突
變
范
國(guó)
10203040
WHCD/mL
【變式訓(xùn)練】用0.1molL-NaOH溶液滴定40mL0.1mol-L-'H2sO3溶液,所得滴定曲線如圖所示(忽
略混合時(shí)溶液體積的變化)。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.Ka2(H2so3)的數(shù)量級(jí)為
B.若滴定到第一反應(yīng)終點(diǎn),可用甲基橙作指示劑
+2
C.圖中Z點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中:c(Na)>^SO3-)>c<HSO3-)>c(OH-)
D.圖中Y點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中:3c(SO32-)=c(Na+)+c(H")-c(OH-)
【答案】C
【解析】用0.1mol/LNaOH溶液滴定40mL0.1mol/LH2s。4溶液,由于H2s。3是二元酸,滴定過(guò)程中存
在兩個(gè)化學(xué)計(jì)量點(diǎn),滴定反應(yīng)為:NaOH+H2SO3=NaHSO3+H2O,NaHSC>3+NaOH=Na2sO3+H2O,完全滴
定需要消耗NaOH溶液的體積為80mL,結(jié)合溶液中的守恒思想分析判斷。A項(xiàng),由圖像可知,當(dāng)溶液中
2-+
c(SO3>c(H)
2_
C(HSO3')=C(SO3)W,此時(shí)pH=7.19,即c(H+)=10-7/9moi/L,則H2sO3的Ka2=C(HS°3);《田),所
以H2s03的Ka2=lxl0-7」9,七232sO3)的數(shù)量級(jí)為10—故A正確;B項(xiàng),第一反應(yīng)終點(diǎn)時(shí),溶液中恰好存
在NaHS03,根據(jù)圖像,此時(shí)溶液pH=4.25.甲基橙的變色范圍為3』~4.4,可用甲基橙作指示劑,故B正確;
C項(xiàng),Z點(diǎn)為第二反應(yīng)終點(diǎn),此時(shí)溶液中恰好存在Na2sCh,溶液pH=9.86,溶液顯堿性,表明SCh?一會(huì)水解,
考慮水也存在電離平衡,因此溶液中dOH)>c(HSO3-),故C錯(cuò)誤:D項(xiàng),根據(jù)圖像.Y點(diǎn)溶液中
-2++2
CCHSO3)=C(SO3-),根據(jù)電荷守恒,c(Na)+c(H)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO3-),由于以HSCh-AdSC^-),所
以3c(SO32-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH。,故D正確;故選C。
糾錯(cuò)6不能全面考慮守恒原理導(dǎo)致離子濃度大小比較出錯(cuò)
【例6】(2021?寧波調(diào)研)含SO2的煙氣會(huì)形成酸雨,工業(yè)上常利用Na2s03溶液作為吸收液脫除煙氣中
的SO”隨著SO?的吸收,吸收液的pH不斷變化。下列粒子濃度關(guān)系一定正確的是()
+
A.Na2s03溶液中存在:c(Na)>c(SOf)>c(H2SO3)>c(HSO3)
+
B.已知NaHS03溶液pHV7,該溶液中:c(Na)>c(HS07)>c(H2SO3)>t^SOf)
+
C.當(dāng)吸收液呈酸性時(shí):c(Na)=c(SOf)+c(HSO?)+c(H2SO3)
D.當(dāng)吸收液呈中性時(shí):c(Na+)=2c(SOf)+c(HSO;)
【錯(cuò)因分析】對(duì)三大守恒原理不熟悉,不能靈活運(yùn)用而錯(cuò)解。
【學(xué)霸解題】Na2s03溶液呈堿性,溶液中粒子濃度關(guān)系為c(Na+)>c(S0D>c(0H)>c(HS03)>c(Hb)
>c(H2so3),A項(xiàng)錯(cuò)誤;NaHSO3溶液pHV7,則該溶液中HSO]的電離程度大于水解程度,溶液中粒子濃
++
度大小關(guān)系為c(Na)>c(HSOn>c(H)>e(SOr)>c(OH-)>c(H2SO3),B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)吸收液呈酸性時(shí)可以
是NaHSCh溶液,溶液中存在物料守恒:c(Na+)=c(H2so3)+cCSOr)+c(HSOC,也可以是NaHSCh和Na2SO3
的混合溶液,則選項(xiàng)中的物料守恒關(guān)系式不再適用,C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)吸收液呈中性時(shí),c(H+)=c(OH),溶液
中存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(0H)+2c(S05)+c(HSCh),故c(Na+)=2c(SO3)+c<HSO3),D項(xiàng)正
確。
【參考答案】D
【秒殺技巧】正負(fù)電荷分別占據(jù)號(hào)兩邊,應(yīng)考慮電荷守恒,而題中溶液呈性,故D項(xiàng)符合題怠。
易錯(cuò)快攻究錯(cuò)必備
1.離子濃度大小比較解題過(guò)程
2.溶液中粒子濃度大小比較的理論依據(jù)
(I)電離理論
①弱電解質(zhì)的電離是微弱的,電離產(chǎn)生的微粒都非常少,同時(shí)還要考慮水的電離,如氨水溶液中:
NH3H2O、NHj、OH一濃度的大小關(guān)系是C(NH3H2O)>C(OH-)>C(NH])。
②多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的,其主要是第一步電離(第一步電離程度遠(yuǎn)大于第二步電離),如H2s溶
2-
液中:H2S.HS\S>H'的濃度大小關(guān)系是C(H2S)>C(H')>C(HS)>C(S2-)。
(2)水解理論
①弱電解質(zhì)離子的水解損失是微量的[相互促進(jìn)水解反應(yīng)除外),但由于水的電離,故水解后酸性溶液中
c(H')或堿性溶液中d0H)總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度,如NH4cl溶液中:NH;、C「、NH3H2O.
H+的濃度大小關(guān)系是c(C「)>c(NH;)>c(H+)>c(NH3H2O)。
②多元弱酸酸根離子的水解是分步進(jìn)行的,其主要是第一步水解,如Na2c03溶液中:CO*,HCO5、
H2cO3的濃度大小關(guān)系應(yīng)是C(COT)>C(HCO[)>C(H2co3)。
3.溶液中粒子濃度的三大定量關(guān)系
(1)電荷守恒規(guī)律
電解質(zhì)溶液中,無(wú)論存在多少種離子,溶液都是呈電中性,即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽(yáng)離子
所帶正電荷總數(shù),如NaHCCh溶液中存在著Na*、H,、HCO3、CO?\0H-,存在如下關(guān)系:c(Na+)+c(H
+)=c(HCOD+c(OH-)+2c(COr)o
⑵物料守恒規(guī)律
電解質(zhì)溶液中,由于某些離子能夠水解,離子種類增多,但元素總是守恒的,如K2s溶液中S2—、HS-
都能水解,故S元素以S?—、HS—、H2s三種形式存在,它們之間有如下守恒關(guān)系:C(K')=2C(S2)+2C(HS
_
)+2C(H2S)O
(3)質(zhì)子守恒規(guī)律
如Na2s水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移圖示如下:
(得質(zhì)子)(基準(zhǔn)態(tài)物質(zhì))(失質(zhì)子)
HS-.~±1^—
_+2卬s2-
Hib?
HjO*——^―>0H-
H2O
+
由圖可得Na2s水溶液中質(zhì)子守恒式可表示如下:c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H)+2c(H2S)
+c(HS-)=c(OH),,
質(zhì)子守恒式可由電荷守恒式和物料守恒式推導(dǎo)獲得。
【變式訓(xùn)練】(2019?江蘇卷)室溫下,反應(yīng)HCO3-+H2O==H2co3+OH-的平衡常數(shù)K=2.2xl(f8。將
NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取廢渣中的ZnO。若溶液混合引起的體積變化可忽略,室
溫時(shí)下列指定溶液中微粒物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是()
A.0.2molLT氨水:c(NH3H2O)>C(NH4+)>C(OH)>C(H+)
B.0.2molLNH4HCO3溶液(pH>7):c(NH4')>c(HCO3)"(H2cChACNHrHzO)
C.0.2mol-LT氨水和OZmolLTNHjHCCh溶液等體積混合:c<NH4+)+
2
C<NH3H2O)=C(H2CO3)+C-(HCO3)+C(CO3)
D.0.6molLi氨水和0.2molLTNH4HCO3溶液等體積混合:8NH3H2
O)+c(CO32)+c(OH)=0.3molLT+c(H2co3)+&H+)
【答案】BD
【解析】A項(xiàng),NH3H2O屬于弱電解,部分電離,氨水中存在的電離平衡有:NH3H2ONH/+OH,
H2O=^H++OH,所以C(OH-)>C(NH4+),故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),NH4HCO3溶液顯堿性,說(shuō)明HCCh-的水解程
+
度大于NH4+的水解,所以C(NH4+)>C(HCO3)HCO3冰解:HCO3-H2co3+0H-,NHL水解:NH4+H2O
+
NH3H2O+H,前者水解程度大,則C(H2CO3)>C(NH3H2O),故R正確:C項(xiàng),由物料守恒,n(N)m(C)=2:l,
則有C(NH4+)+C(NH3-H2O)=2[C(H2co3)+C(HCO3)+C(CO3")],故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),由物料守恒,n(N):n(C)=4:l,
則有c(NH4+)+c(NHyH2O)=4[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32)]①;電荷守恒有:
+2+
C(NH4")+C(H)=C(HCO3-)+2C(CO3)+C(OH-I②;結(jié)合①②消去c(NH4)得:
c(NH3H2O)+c(OH)=c(H+)+4c(H2co3)+3c(HCO3)+2c(CO32)③,0.2mol/LNH4HCO3與氨水等體積混合后,
c(NH4HCO3)=0.1mol/L,由碳守恒有,c(H2co3)+c(HCO3)+c(CO3〉)=0.1mol/L④,將③等式兩邊各加一個(gè)
2+2
c(COy),則有C(NH3H2O)+C(OH)+C(CO3)=C(H)+C(H2CO3)+3C(H2CO3)+3C(HCO3)+3C(CO3-),將④帶入③
2+
中得,c(NH3H2O)+c(OH-)+c(CO3)=c(H)+3c(H2CO3)+0.3mol/L,故D正確;故選BD。
糾錯(cuò)7離子反應(yīng)多曲線圖象
[例7](2020?新課標(biāo)I卷)以酚酰為指示劑,用0.1000mol-L-'的NaOH涔液滴定20.00mL未知濃度的
二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系數(shù)3隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關(guān)系如圖所示。[比如A?-
2
2c(A)
的分布系數(shù):6(A-)2J
C(H2A)+C(HA)+C(A)
下列敘述正確的是()
A.曲線①代表6(H2A),曲線②代表3(HA)
B.H2A溶液的濃度為0.2000molLT
C.HA的電離常數(shù)Ka=L0xl0-2
D.滴定終點(diǎn)時(shí),溶液中c(Na+)V2c(A*)+c(HA-)
【錯(cuò)因分析】明確滴定反應(yīng)式,清楚特殊點(diǎn)的含義,推斷出各曲線所代表的微粒,把握溶液中的守恒
思想是解答本題的關(guān)鍵。本題的易錯(cuò)點(diǎn)為A,難以推斷出曲線的意義。
【學(xué)霸解題】根據(jù)圖像,曲線①代表的粒子的分布系數(shù)隨著NaOH的滴入逐漸減小,曲線②代表的粒
子的分布系數(shù)隨著NaOH的滴入逐漸增大,粒子的分布系數(shù)只有1個(gè)交點(diǎn);當(dāng)加入40mLNaOH溶液時(shí),溶
液的pH在中性發(fā)生突變,且曲線②代表的粒子達(dá)到最大值接近1:沒(méi)有加入NaOH時(shí),pH約為1,說(shuō)明
H2A笫一步完全電離,第二步部分電離,曲線①代表NHA-),曲線②代表B(A2)根據(jù)反應(yīng)
2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)=3M3^=0.1000mol/L。A項(xiàng),根據(jù)分析,曲線①代表6(HA)曲
2x20.00mL
線②代表6(A2)A錯(cuò)誤;B項(xiàng),當(dāng)加入40.00mLNaOH溶液時(shí),溶液的pH發(fā)生突變,說(shuō)明恰好完全反應(yīng),
x
結(jié)合分析,根據(jù)反應(yīng)2NaOH+H2A=NazA+2H20,c(H2A)=0a,QQ0mQLL4QmL=o.jQDOmol/L,B錯(cuò)誤:C項(xiàng),根據(jù)
2x20.00mL
曲線當(dāng)3(HA-)=6(A2-)時(shí)溶液的pH=2,則HA-的電離平衡常數(shù)公出心區(qū)心=C(H+)=1X1()-2,c正確;D項(xiàng),用
C(HA)
酚酰作指示劑,酚酎變色的pH范圍為8.2~10,終點(diǎn)時(shí)溶液呈堿性,c(OH-)>c(H+),溶液中的電荷守恒為
c(Na+)+c(H+)=2c(A2)+c(HA-)+c(OH-),則c(Na+)>2c(A2-)+c(HA)D錯(cuò)誤;故選C。
【參考答案】C
【秒殺技巧】分析反應(yīng)過(guò)程,確定各點(diǎn)溶液中存在的微粒。
易錯(cuò)快攻究錯(cuò)必備
四步驟''突破多曲線圖象題
(1)明確橫、縱坐標(biāo)的含義。一般情況下,橫坐標(biāo)為pH,縱坐標(biāo)各組分濃度隨pH的變化趨勢(shì)。
(2)抓主關(guān)鍵點(diǎn)。重視起點(diǎn)、終點(diǎn)和交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的pH,特別要關(guān)注交點(diǎn),交點(diǎn)處微粒濃度相同,可用此特
殊關(guān)系計(jì)算電離常數(shù)或水解平衡常數(shù)。
(3)理解最高點(diǎn)和最低.點(diǎn)對(duì)應(yīng)的pH和各組分存在的pH范圍。
(4)聯(lián)系電離平衡、水解平衡的規(guī)律及電荷守恒、物料守恒的關(guān)系分析判斷。
【變式訓(xùn)練】25℃時(shí),某混合溶液中c(CH3c
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