■2011化学高考8-1第八章水溶液中的离子平衡.ppt

水溶液中的离子平衡始终是高考中的热点内容 在高考试题中所占比例较大 涉及内容较多 且与其他基本理论原理及元素化合物联系较紧密 对弱电解质的电离平衡的考查多在第 卷中出现 如2009山东理综15 2009宁夏理综11 2009四川理综12 2009上海化学14 17 2009海南化学6等 水的电离和溶液的酸碱性也往往以选择题形式考查 如2009全国 理综6 2009全国 理综10 2009北京理综11 2009天津理综4 2009重庆理综10 2009上海化学20等 盐类水解和沉淀溶解平衡的考查形式多样灵活 既有选择题 也有填空题 如2009安徽理综13 2009江苏化学13 2009广东化学9 18 2009天津理综2 2009海南化学4 2009山东理综27等 第八章水溶液中的离子平衡 作为高考重点 热点的水溶液中的离子平衡在未来高考中仍然占有重要的位置 是命题的综合核心 据此预测2011年高考会出现以下趋势走向 1 以弱电解质电离平衡为中心 以溶液的导电性 弱电解质电离平衡体系 外界条件对电离平衡的影响以及与水的电离有密切相关的溶液的酸碱性 盐类水解为线索的重要知识能力点 以常见离子浓度或溶质粒子浓度大小比较题型为依托 进行全方位考查 2 三大部分知识的整合仍是高考综合性试题的命题方向 题设条件千变万化 正向 逆向思维 数字与字母交替出现 运用数学工具 图表 进行推理等试题在2011年高考中出现可能性较大 题目难度可易可难 推理性会有所增强 另外 难溶电解质的溶解平衡是新教材的新增知识面 有很大的出题空间 应予以留意重视 1 了解电解质的概念 了解强电解质和弱电解质的概念 2 了解电解质在水溶液中的电离及电解质溶液的导电性 正确书写电离方程式 3 理解弱电解质在水溶液中的电离平衡 了解电离平衡常数 第一节弱电解质的电离平衡 1 电解质与非电解质 1 电解质 在里或状态下能导电的 2 非电解质 在里和状态下都不能导电的 2 强电解质和弱电解质 1 强电解质 在水溶液里能够的电解质 如 和 2 弱电解质 在水溶液里的电解质 如 和少部分盐及H2O等 水溶液 熔融 化合物 水溶液 熔融 化合物 完全电离 强酸 强碱 大部分盐 部分电离 弱酸 弱碱 3 电离方程式的书写 1 强电解质用 弱电解质用 2 多元弱酸分步电离 且第一步电离程度远远大于第二步 如碳酸电离方程式 3 多元弱碱电离方程式一步写成 如氢氧化铁电离方程式 Fe OH 3 Fe3 3OH 4 电解质溶液的导电能力电解质溶液的导电能力取决于自由移动的离子和 自由移动离子越大 越多 溶液导电能力越强 酸式盐的电离方程式怎么写 提示 强酸的酸式盐在水溶液中完全电离 如NaHSO4 Na H SO 弱酸的酸式盐在水溶液中既有完全电离 又有部分电离 如NaHCO3 Na HCO HCO H CO 强酸的酸式盐在熔融状态下的电离为KHSO4K HSO 浓度 离子所带电荷多少 浓度 离子所带电荷 1 弱电解质的电离平衡 1 电离平衡是指 如下图所示 在一定条件 温度 浓度 下 弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等的状态 2 电离平衡的特点是 等 是指 弱电解质电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率 动 是指 动态平衡 即达到平衡状态时弱电解质电离成离子的过程与离子结合成弱电解质分子的过程 定 是指 在一定条件下平衡建立以后 溶液中弱电解质分子及其电离出的各离子浓度 变 是指 条件改变 平衡被破坏 在新条件下建立新的 相等 都在进行 保持不变 平衡 3 影响电离平衡的因素 温度 升高温度 平衡向移动 这是因为 浓度 弱电解质溶液的浓度越小 电离程度 向弱电解质溶液加水时 平衡向的方向移动 其他条件对电离平衡的影响 符合勒夏特列原理 例 向醋酸溶液中加入醋酸钠晶体 电离平衡向移动 c H 减小 c CH3COO 电离的方向 电离的过程是吸热过程 升温向吸热方向移动 越大 电离 逆方向 增大 如条件改变时对0 1mol L 1的CH3COOH电离平衡及溶液性质的影响如下 CH3COOH CH3COO H 右移 右移 右移 左移 减小 增大 减小 减小 减小 减小 减小 增大 增大 增大 增大 增大 2 电离常数 1 概念对于一元弱酸HA在溶液中存在如下电离平衡 HA H A 电离常数表达式为 Ka 对于一元弱碱BOH B OH 电离常数表达式为 Kb 2 K的意义相同条件下 K值越大 表示该弱电解质越电离 所对应的弱酸或弱碱相对越 易 强 3 影响因素电离平衡常数的影响因素只有 温度越高 K越 4 多元弱酸各步的电离常数因为多元弱酸的电离是分步的 第一步电离程度很弱 第二步电离程度更弱 第三步电离程度比第二步电离还要更弱 可知 所以其酸性主要决定于第一步电离 温度 大 延伸 从纯净的弱电解质开始加水稀释 电离平衡正向移动 离子数目增多 离子浓度增大 导电能力增强 加水稀释至稀溶液后再加水稀释 电离平衡正向移动 离子数目增多 电离程度增大 但离子浓度减小 导电能力降低 注意以下几个问题 1 电离平衡向右移动 电离程度不一定增大 如向氨水中通入NH3 2 电离平衡向右移动 离子浓度不一定增大 1 在相同浓度 相同温度下 与强电解质做导电性对比实验 2 在相同浓度 相同温度下 比较反应速率的快慢 如将锌粒投入到等浓度的盐酸和醋酸中 结果前者比后者快 3 浓度与pH的关系 如0 1mol L 1CH3COOH 其pH 1 则可证明CH3COOH是弱电解质 4 测定对应盐的酸碱性 如CH3COONa溶液呈碱性 则证明醋酸是弱酸 5 稀释前后溶液的pH与稀释倍数的变化关系 如将pH 2的酸溶液稀释1000倍 若pH小于5 则证明酸为弱酸 若pH为5 则证明酸为强酸 6 采用实验证明存在电离平衡 如醋酸溶液中滴入石蕊试液变红 再加CH3COONa 颜色变浅 7 利用较强酸 碱 制备较弱酸 碱 判断电解质强弱 如将CO2通入苯酚钠溶液中 出现浑浊 说明酸性 8 利用元素周期律进行判断 如非金属性Cl S P Si 则酸性HClO4 H2SO4 H3PO4 H2SiO3 最高价氧化物对应水化物 金属性Na Mg Al 则碱性NaOH Mg OH 2 Al OH 3 例1 2009 山东理综 15 某温度下 相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释 溶液的pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示 据图判断正确的是 A 为盐酸稀释时的pH值变化曲线B b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强C a点KW的数值比c点KW的数值大D b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度 解析 盐酸是强电解质 醋酸是弱电解质 在稀释的过程中 醋酸不断电离 pH变化小 故 为醋酸稀释时pH值变化曲线 稀释过程中 温度不变 KW不变 相同pH值的盐酸和醋酸 醋酸的浓度要大于盐酸的浓度 稀释相同的倍数 醋酸的浓度仍大于盐酸的浓度 a b 故A C D错误 答案 B 可以从以下几个方面来区分强 弱电解质1 相同条件下利用溶液的导电性来区别 2 从实际物质区分 强酸 强碱是强电解质 弱酸 弱碱是弱电解质 3 从组成和结构上区分 以离子键结合的化合物是强电解质 如大多数盐类 强碱 活泼金属的氧化物 活泼金属的过氧化物 Na2O2 等 4 从电离程度大小来区分 比较相同pH 相同体积的盐酸和醋酸 1 下列关于强 弱电解质的叙述中正确的是 A 强电解质都是离子化合物 弱电解质都是共价化合物B 强电解质都是可溶性化合物 弱电解质都是难溶性化合物C 强电解质的水溶液中无溶质分子 弱电解质的水溶液中有溶质分子D 强电解质的导电能力强 弱电解质的导电能力弱 解析 本题需要在深刻理解强 弱电解质的异同的基础上 弄清强 弱电解质与结构的关系 采用 枚举法 来求答 选项A中 可举出HCl HNO3是强电解质来加以否定 选项B中 可举出BaSO4 CaCO3为强电解质 尽管它们难溶于水 但它们溶于水的部分是完全电离的 来加以否定 选项D中若强电解质溶液的浓度很小时 其导电能力也会很弱 从而否定之 仅有选项C的说法是正确的 因强电解质在水中完全电离为离子 不存在溶质分子 而弱电解质在溶液中只能部分电离 溶液中还存在溶质分子 答案 C 1 电离方面不能完全电离 存在电离平衡 如 0 1mol LCH3COOH溶液pH约为3 0 1mol LCH3COOH溶液的导电能力比相同条件下的盐酸弱 pH 1的CH3COOH溶液与pH 13的NaOH溶液等体积混合溶液呈酸性等 2 稀释方面如图 a b为pH相等的NaOH溶液和氨水 c d为pH相等的盐酸和醋酸请体会图中的两层含义 加水稀释相同倍数后的pH大小 氨水 NaOH溶液 盐酸 醋酸 稀释后的pH仍然相等 则加水量的大小 氨水 NaOH溶液 醋酸 盐酸 3 水解方面如CH3COONa水溶液的pH 7 0 1mol LCH3COONa溶液pH比0 1mol LNaCl溶液大 例2 2009 上海化学 14 根据以下事实得出的判断一定正确的是 A HA的酸性比HB的强 则HA溶液的pH比HB溶液的小B A 和B 的电子层结构相同 则A原子的核电荷数比B原子的大C A盐的溶解度在同温下比B盐的大 则A盐溶液的溶质质量分数比B盐溶液的大D A原子失去的电子比B原子的多 则A单质的还原性比B单质的强 解析 A项 没有指明溶液浓度 溶液的pH无法比较 C项 没有指明是否是饱和溶液 A盐溶液的溶质质量分数不一定比B盐溶液的大 D项 还原性强弱是看原子失电子的难易而不是失去电子数目的多少 答案 B 1 相同物质的量浓度 相同体积的一元强酸 如盐酸 与一元弱酸 如醋酸 的比较见下表 比较项目 酸 pH相同 体积相同时参照上述要求也可比较相同pH 相同体积的一元强碱与一元弱碱 一元强碱与一元弱碱也有类似规律 比较项目 酸 2 对室温下pH相同 体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施 有关叙述正确的是 A 加适量的醋酸钠晶体后 两溶液的pH均增大B 使温度都升高20 后 两溶液的pH均不变C 加水稀释2倍后 两溶液的pH均减小D 加足量的锌充分反应后 两溶液中产生的氢气一样多 解析 加入适量NaAc后 盐酸中H Ac HAc c H 减小 醋酸中平衡 HAc H Ac 左移 c H 减小 pH均变大 A项正确 温度升高20 醋酸的电离平衡右移 c H 增大 pH减小 B错误 酸溶液加水稀释后pH变大 C错误 加入足量的锌 醋酸产生的H2多 D错误 答案 A 例1 2010 原创 下列叙述中 能说明某物质是弱电解质的是 A 熔化时不导电B 不是离子化合物 而是极性共价化合物C 水溶液的导电能力很差D 溶液中溶质分子和溶质电离出的离子共存 解析 A选项中 熔融状态下是否导电是区分离子化合物与共价化合物的条件而不是区分强电解质与弱电解质的条件 B选项 有许多共价化合物是强电解质 如HCl 硫酸等 C选项 水溶液的导电性不仅仅与电解质的强弱有关还与溶液的浓度有关 D选项 弱电解质的电离是可逆的 弱电解质的溶液中既有溶质分子也有溶质电离产生的离子 而强电解质溶液中电解质则全部以离子的形式存在 答案 D 高分策略本题考查了强弱电解质的概念和溶液导电性强弱的比较 解答此题的关键是认清电解质的强弱与溶液导电能力强弱的标准是各不相同的 考生易将导电能力作为区别强弱电解质的标准而错选C项 需要将二者对比研究 例2 12分 某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况 进行如下实验 实验一 配制并标定醋酸溶液的浓度取冰醋酸配制250mL0 2mol L 1的醋酸溶液 用0 2mol L 1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液 再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定 回答下列问题 1 配制250mL0 2mol L 1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒 烧杯 玻璃棒 和 2 为标定某醋酸溶液的准确浓度 用0 2000mol L 1的NaOH溶液对20 00mL醋酸溶液进行滴定 几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下 则该醋酸溶液的准确浓度为 保留小数点后四位 实验二 探究浓度对醋酸电离程度的影响用pH计测定25 时不同浓度的醋酸的pH 结果如下 请回答下列问题 1 根据表中数据 可以得出醋酸是弱电解质的结论 你认为得出此结论的依据是 2 从表中的数据 还可以得出另一结论 随着醋酸浓度的减小 醋酸的电离程度 填 增大 减小 或 不变 实验三 探究温度对醋酸电离程度的影响请你设计一个实验完成该探究 请简述你的实验方案 实验一 1 易失1分 忽略了容量瓶在使用时一定要标明其容量规格 2 易失2分 忽略了浓度是一个有单位的物理量 实验二 说明醋酸是弱电解质也可从醋酸稀释前后pH的变化情况来分析 这种方法易被忽略 实验三 易失2分 回答过于笼统 没能明确给出 用什么来测pH 所测醋酸浓度是否相同 等必须准确表明的关键信息 属于思维设计不全面 本题以醋酸为中心多角度考查了实验 计算 简答 读表 设计等能力要点 实验一 1 配制一定物质的量浓度溶液所用仪器还缺少定容的胶头滴管和准确量出溶液体积的容量瓶 注意要标明规格 250mL容量瓶 2 由4次实验的数据可知 18 80mL与其他几个数据误差太大 应舍去 取另外3次实验数据的平均值得V NaOH mL 20 00mL 由c NaOH V NaOH c CH3COOH V CH3COOH 即0 2000mol L 1 20 00mL c CH3COOH 20 00mL得c CH3COOH 0 2000mol L 1 实验二 表格中给出不同物质的量浓度的醋酸其pH的大小 观察其相应变化 可看出 某一浓度时pH和稀释一定倍数后溶液pH的变化两个角度 得出醋酸的电离是不完全的 有电离平衡的 实验三 探究温度对醋酸电离程度的影响 需要明确实验方案设计中应注意 条件变量是不同的温度下 不变量是同一浓度醋酸溶液 用测pH的专门仪器来测定溶液所呈现出的不同pH 实验一 1 胶头滴管250mL容量瓶 2 0 2000mol L 1实验二 1 0 0100mol L 1醋酸的pH大于2或醋酸稀释10倍时 pH的变化值小于1 2 增大实验三 用pH计 或pH试纸 测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH 本题以实验综合题模式较全方面的考查了弱电解质的电离平衡及其影响因素 还考查了一定物质的量浓度溶液的配制仪器 酸碱中和滴定实验 同时考查了有关弱电解质电离平衡的实验简答设计方案 这些都要求考生要全面理解弱电解质的电离平衡的含义 抓准不完全电离下 弱电解质浓度与电离出离子的浓度之间的相对关系 善于观察图表数据 比较变量 回扣课本原理 寻出规律 同时 平时要加强简答题的语言组织 力求回答简洁 全面到位 另外 注意数据单位 仪器规格的正确使用 提高计算能力 实验方案设计能力 点击此处进入作业手册