第3章 水溶液中的离子平衡
(教师用书独具)
溶液中水的电离分析 (1)溶液中水电离的定量计算 ①酸溶液：c(H)H2O＝c(OH)H2O＝c(OH)； ②碱溶液：c(OH)H2O＝c(H)H2O＝c(H)；
③水解呈酸性的盐溶液：c(H)H2O＝c(OH)H2O＝c(H)； ④水解呈碱性的盐溶液：c(OH)H2O＝c(H)H2O＝c(OH)。 (2)酸、碱反应过程中某些性质的变化(以氨水中滴加盐酸为例)
－
＋
－
＋
－
＋
－
＋
＋
＋
－
－
??性质：a点为碱，b点为
?? 中性，c、d、e点为酸性，??c点为恰好反应点
＋
＋
α水：a
2－
1．已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===Na＋H＋SO4。某温度下，向c(H)＝1×10 mol·L的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的c(H)＝1×10
－2
－6
－1
＋
＋
mol·L。下列对该溶液的叙述不正确的是 ( ) A．该温度高于25 ℃
B．由水电离出来的H的浓度为1×10C．加入NaHSO4晶体抑制水的电离
D．取该溶液加水稀释100倍，溶液中的水电离出的c(H)减小 D [A项，Kw＝1×10×1×10＝1×10
＋
＋
－
－6
－6
－12
＋
＋
－10
－1
mol·L
－1
，温度高于25 ℃；B、C项，NaHSO4电离出 mol·L；D项，加H2O稀释，c(H)减小，
－1
＋
的H抑制H2O电离，c(H)H2O＝c(OH)＝1×10H对H2O电离的抑制减小，c(H)H2O增大。]
＋
＋
－10
2．常温下，在20 mL a mol·L盐酸中滴加a mol·L MOH(一元碱)溶液，混合溶液中由水电离的c(H)与MOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是( )
＋
－1－1
A．a＝0.01
B．Y点溶液中：c(M)＝c(Cl)>c(H)＝c(OH) C．微热Z点对应的溶液，溶液的pH增大
20
D．若R点时V[MOH(aq)]＝x mL，则常温下MOH的电离常数Kb＝7
?x－20?×10D [Z点对应溶液中水的电离程度最大，则Z点时酸和碱恰好定全反应：MOH＋HCl===MCl＋H2O，又水电离的c(H)大于10 mol·L，说明MOH是弱碱。Y点对应的溶液中溶质是MCl和HCl，溶液呈酸性，Z点之后继续加入MOH溶液，R点对应的溶液呈中性。A项，X点对应的溶液为a mol·L盐酸，c(H)＝
－1
＋
＋
－7
－1
＋
－
＋
－
＝0.1 mol·L，c(HCl)＝0.1 mol·L，错
c?OH?
－－
＋
＋
－
KW
－1－1
误；B项，Y点对应的溶液呈酸性，则c(Cl)>c(M)，c(H)>c(OH)，错误；C项，Z点对应的溶液呈酸性，加热时M的水解程度增大，溶液酸性增强，pH减小，错误；D项，R点对
＋
应的溶液中c(MOH)＝
－
－7
x－2020－1＋－1＋
×a mol·L，c(M)＝×a mol·L，c(H)＝ x＋20x＋20
－1
c?M＋?·c?OH－?20
c(OH)＝1×10 mol·L，Kb＝＝7，正确。]
c?MOH??x－20?×10
滴定曲线有关的定量分析 (1)分析步骤：首先看纵坐标，搞清楚是酸加入碱中，还是碱加入酸中；其次看起点，起点可以看出酸性或碱性的强弱；再次找滴定终点和pH＝7的中性点，判断滴定终点的酸碱性，然后确定中性点(pH＝7)的位置；最后分析其他的特殊点(如滴定一半点，过量一半点等)，分析酸、碱过量情况。
(2)滴定过程中的定量关系：①电荷守恒关系在任何时候均存在；②物料守恒可以根据加入酸的物质的量和加入碱的物质的量进行确定，但不一定为等量关系。
3．常温下，用0.10 mol·LNaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.10 mol·LHCl溶液和20.00 mL 0.10 mol·LCH3COOH溶液，得到两条滴定曲线，如图所示，则下列说法正确的是( )
－1
－1
－1
图1 图2 A．图2是滴定盐酸的曲线 B．a与b的关系是a
C．E点对应离子浓度由大到小的顺序可能为c(CH3COO)>c(Na)>
－
＋
c(H＋)>c(OH－)
D．这两次滴定都应选用甲基橙作为指示剂
C [A项，开始时，HCl溶液的pH较小，错误；B项，a点的V(X)＝20 mL，b点的V(X)<20 mL，故a>b，错误；D项，NaOH溶液滴定CH3COOH溶液，终点为碱性，应选用酚酞作指示剂，错误。]
4．室温下，将0.10 mol·L盐酸滴入20.00 mL 0.10 mol·L氨水中，溶液中pH和pOH随加入盐酸体积的变化曲线如图所示。已知pOH＝－lg c(OH)，下列说法正确的是( )
－
－1
－1
A．M点所示溶液中c(NH4)＋c(NH3·H2O)＝c(Cl) B．N点所示溶液中c(NH4)>c(Cl) C．Q点消耗盐酸的体积等于氨水的体积 D．M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D [横轴表示所加盐酸的体积，纵轴表示pH、pOH，pH越小溶液酸性越强，pOH越小溶液碱性越强，故M点所在曲线表示pH变化曲线，N点所在曲线表示pOH变化曲线。由图像可知，Q点溶液呈中性，M点溶液的溶质为NH4Cl、NH3·H2O，溶液显碱性；N点溶液中含有NH4Cl，可能含有HCl，溶液显酸性。分析图像可知，M点溶液的溶质为NH4Cl、NH3·H2O，结合物料守恒可知：c(NH4)＋c(NH3·H2O)>c(Cl)，A项错误；N点溶液显酸性，则c(H)>c(OH
－
＋
－
＋
＋
－
＋
－
)，根据电荷守恒，有：c(NH4)＋c(H)＝c(Cl)＋c(OH)，所以c(NH4) ＋＋－－＋－ 误；盐酸和氨水恰好完全反应得到的NH4Cl溶液呈酸性，Q点溶液呈中性，则Q点氨水过量，C项错误；M点溶液显碱性，pH＝a，则由水电离的c(H)＝ 10 mol·L，N点溶液显酸性，pOH＝a，则由水电离的c(H)＝c(OH)＝10 mol·L，故M点和N点所示溶液中水的电离程度相同，D项正确。] －a－1 ＋ － －a－1 ＋ 中和滴定的拓展应用 【典例】 利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。 取0.009 500 mol·L的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2O7＋6I＋14H===3I2＋2Cr＋7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：I2＋2S2O3===S4O6＋2I。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液________________________，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80 mL，则样品纯度为________%(保留1位小数)。 [解析] 利用I2遇淀粉溶液显蓝色来判断滴定终点时，当溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复即可说明达到滴定终点。根据题中反应可得：Cr2O7～3I2～6S2O3，则1.200 0 g样6×20.00×10 L×0.009 500 mol·L100品中含有Na2S2O3·5H2O的质量＝××248 124.801.140 g－1 g·mol＝1.140 g，样品纯度＝×100%＝95.0%。 1.200 0 g －3 －1 2－ 2－ 2－ 2－ － 2－ － ＋ 3＋ －1 [答案] 蓝色褪去，且半分钟内不恢复蓝色 95.0% 5．测定K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)中铁的含量。 (1)称量m g样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c mol·L KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是________。 (2)向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c mol·L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为________。 [解析] (1)KMnO4能将样品溶液中Fe氧化成Fe，将C2O4氧化成CO2，达到滴定终点时，KMnO4稍过量，溶液中出现粉红色。(2)加入过量锌粉能将溶液中Fe还原为Fe，酸化后Fe与KMnO4溶液反应，根据化合价变化可找出关系式为5Fe～MnO4，根据消耗KMnO4溶液的浓度和体积可知溶液中n(Fe)＝c mol·L×V×10 L×5＝5×10 cV mol，则该5×10×cV mol×56 g·mol5cV×56 晶体中铁元素的质量分数为×100%或×100%。 m gm×1 000 [答案] (1)粉红色出现 (2) 5cV×56 ×100% m×1 000 －3 －1 2＋ －1 －3 －3 2＋ 2＋ －3＋ 2＋ 2＋ 3＋ 2－ －1 －1
2020版高中化学第3章水溶液中的离子平衡章末复习课导学案新人教版选修4
