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文档介绍
2020届二轮复习水溶液中的离子平衡学案(全国通用)(1)
第9讲 水溶液中的离子平衡 知识点 网络线 引领复习曙光现 释疑难 研热点 建模思维站高端 考点一 溶液的酸碱性和pH) 命题规律: 1.题型:选择题、填空题。 2.考向:(1)运用勒夏特列原理分析外因对电离平衡影响; (2)pH的相关计算; (3)电离常数的计算与应用 方法点拨: 1.熟悉“四条件”对弱电解质电离的影响 条件改变 影响 微粒浓度影响结果 电离程度 电离常数 浓度 加水 正向 移动 弱酸的H+、酸根离子浓度减小,OH-浓度增大;弱碱的OH-,金属离子(NH)浓度减小,H+浓度增大 增大 不变 加弱电 解质 正向 移动 弱电解质相应离子和弱电解质浓度均增大 减小 不变 加热 正向 移动 弱电解质分子浓度减小;弱电解质相应离子浓度增大 增大 增大 同离子效应 逆向 移动 弱电解质浓度增大,“同离子”浓度增大,相反电荷离子浓度减小 减小 不变 加入与弱电解质反应的物质 正向 移动 参与反应的离子浓度减小,其他离子浓度增大 增大 不变 2.对比区分影响水电离的因素 3.溶液的酸碱性及pH的本质 (1)(在任何温度下的)中性溶液中c(H+)=c(OH-)=,常温下中性溶液pH=7,温度升高时,中性溶液的pH<7。 (2)溶液pH的计算方法——先判断溶液的酸碱性 4.弱电解质的平衡常数特点与计算 (1)弱电解质(以弱酸HX为例)电离平衡常数 K=≈,对于多元酸,通常也是进行粗略计算的。 (2)同一弱电解质,K值只与温度有关,一般情况下,温度升高,K值增大;对于多元弱酸来说,其K1≫K2≫K3。 1.(1)下列说法正确的是( ADEF ) A.向C6H5ONa溶液中通入CO2溶液变浑浊,说明酸性:H2CO3>C6H5OH B.室温下,稀释0.1 mol/L CH3COOH溶液,溶液的导电能力增强 C.已知常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,则用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等 D.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以,说明氢硫酸比亚硫酸的酸性弱 E.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸,说明氢硫酸比亚硫酸的酸性弱 F.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1说明氢硫酸比亚硫酸的酸性弱 (2)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为!!!__CO__ (写离子符号);若所得溶液c(HCO):c(CO)=2:1,溶液pH=__10__。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11) (3)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。 ①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为 OH-+H3AsO3===H2AsO+H2O 。 ②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4??H2AsO+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=__2.2__ (pKa1=-lgKa1 )。 突破点拨 (1)强酸与弱酸对比时注意两点:①二者是物质的量浓度相同,还是pH即c(H+)相同;②对比的问题是与c(H+)有关还是与能提供的n(H+)有关; (2)涉及到电离常数,既可以用常规的计算方法解答,也可以根据图像中特殊点突破。 解析 (1)根据强酸制弱酸的原理可知选项A正确;稀释0.1 mol/L CH3COOH溶液时,溶液中离子浓度减小,所以导电能力减弱,选项B错误;pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液,醋酸浓度大,所以等体积的两种酸溶液进行中和滴定时,醋酸溶液消耗的NaOH溶液的体积大,选项C错误;氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以,体现强酸制备弱酸的规律,可说明亚硫酸的酸性比氢硫酸强,选项D正确;氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸,可说明亚硫酸的电离程度大,则亚硫酸的酸性强,选项E正确;0.10mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1,可说明亚硫酸的电离程度大,酸性较强,选项F正确。(2)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,因为得到溶液的碱性较强,所以CO2主要转化为碳酸根离子(CO)。若所得溶液c(HCO)∶c(CO)=2∶1,则根据第二步电离平衡常数K2===5×10-11,所以氢离子浓度为1×10-10 mol/L,pH=10。(3)①根据图知,碱性条件下H3AsO3的浓度减小、H2AsO浓度增大,说明碱和H3AsO3反应生成H2AsO,该反应为酸碱的中和反应,同时还生成水,离子方程式为:OH-+H3AsO3===H2AsO+H2O;②pH=2.2时,c(H+)=10-2.2 mol/L,c(H3AsO4)=c(H2AsO),所以Ka1=c(H+)=10-2.2 mol/L pKa1=-lgKa1=2.2。 【变式考法】 (1)磷精矿粉酸浸时发生反应:2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4该反应体现出酸性关系:H3PO4__<__H2SO4(填“>”或“<”) (2)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上常采取用氨水除去SO2,已知25℃,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,则溶液中的c(OH-)=__6.0×10-3__mol·L-1。将SO2 通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液中的c(SO)/c(HSO)=__0.62__。 (3)25℃时,两种酸的电离平衡常数如表: K1 K2 H2SO3 1.3×10-2 6.3×10-8 H2CO3 4.2×10-7 5.6×10-11 某同学设计实验比较H2SO3和H2CO3的酸性强弱:将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测量两溶液的c(H+)。该实验设计不正确,错误在于__用于比较pH的两种溶液的物质的量浓度不相等。另一同学认为,可以通过测定相同物质的量浓度的盐溶液的pH,根据测得的pH大小,可以比较H2SO3和H2CO3的酸性强弱,你认为应该选择的盐是__B__。 A.Na2SO3和Na2CO3 B.NaHSO3和NaHCO3 C.Na2SO3和NaHCO3 D.NaHSO3和Na2CO3 解析 (1)根据强酸制弱酸的原理进行判断;(2)根据NH3·H2O的Kb=1.8×10-5可知,=1.8×10-5,当氨水的浓度为2.0 mol·L-1时,溶液中的c(OH-)=c(NH)==6.0×10-3mol·L-1。根据H2SO3的Ka2=6.2×10-8可知,=6.2×10-8,当c(OH-)降至1.0×10-7mol·L-1,则c(H+)=1.0×10-7mol·L-1,溶液中的c(SO)/c(HSO)=0.62。(3)要想通过比较H2SO3和H2CO3的pH来验证二者的酸性强弱,必需使二者的浓度相同,但是SO2和CO2气体溶解度不同,溶于水后的饱和溶液其浓度不相等,所以该实验设计不正确。要想通过测得盐溶液的pH来比较酸性强弱,第一,盐溶液浓度必须相同,第二,必须使用酸式盐。 2.电解质溶液电导率越大导电能力越强。常温下用0.100 mol·L-1盐酸分别滴定10.00 mL浓度均为0.100 mol·L-1的NaOH溶液和二甲胺[(CH3)2NH]溶液,常温Kb[(CH3)2NH·H2O)]=1.6×10-4(二甲胺在水中电离与氨相似)。利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是( C ) A.曲线①代表滴定二甲胺溶液的曲线 B.a点溶液中:c[(CH3)2NH]>c[(CH3)2NH·H2O] C.d点溶液中:c(H+)=c(OH-)+c[(CH3)2NH·H2O] D.b、d、e三点的溶液中,水的电离程度最大的是b点 解析 由于NaOH是强碱,二甲胺是弱碱,所以0.100 mol·L-1的NaOH溶液和二甲胺[(CH3)2NH]溶液导电能力前者大,所以①为NaOH的变化曲线 ,曲线②为(CH3)2NH·H2O的变化曲线,选项A、B错误;d点溶液中,根据质子守恒可以得出c(H+)=c(OH-)+c[(CH3)2NH·H2O],选项C正确;d点时恰反应,溶质为(CH3)2NH2Cl,该物质水解促进水的电离;而b点溶质为(CH3)2NH2Cl和(CH3)2NH·H2O,(CH3)2NH·H2O是碱抑制水的电离; e点溶质为(CH3)2NH2Cl和HCl,其中HCl抑制水的电离,所以d点水的电离程度最大,选项D错误。 3. (1)已知pH=2的正高碘酸(H5IO6)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得混合液显酸性;0.01 mol·L-1的碘酸(HIO3)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得混合液显中性。高碘酸电离方程式为H5IO6??H4IO+H+ 。 (2)三种弱酸HA、H2B、HC,电离常数为1.8×10-5、5.6×10-11、4.9×10-10、4.3×10-7(数据顺序已打乱),已知三种酸和它们的盐之间能发生以下反应:①HA+HB-(少量)===A-+H2B ②H2B(少量)+C-===HB-+HC ③HA(少量)+C-===A-+HC若H2B的Ka1=4.3×10-7,则HA酸对应的电离常数Ka=__1.8×10-5__ (根据已知数据填空)。 (3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为__8.7×10-7_ (已知:N2H4+H+??N2H的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为_N2H6(HSO4)2__。 (4)常温下,将a mol·L-1的醋酸与b mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka= Ka=mol/L (用含a和b的代数式表示)。 解析 (1)等体积相混时,pH=2的高碘酸溶液的n(H+)与pH=12的NaOH溶液中n(OH-) 相等,混合后显酸性,说明混合过程中,又电离出了部分氢离子,所以高碘酸是弱酸; 而0.01 mol·L-1的碘酸(HIO3)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合时,恰好反应生成盐,由于所得混合液显中性,可见碘酸(HIO3)为强酸。(2)根据强酸制弱酸的原理,由反应H2B(少量)+C-===HB-+HC,可知酸性:H2B>HC>HB-,由HA+HB-(少量)===A-+H2B,可知酸性:HA>H2B,所以酸性强弱顺序是HA>H2B>HC>HB-,结合电离常数数据可知若H2B的Ka1=4.3×10-7,则HA的Ka=1.8×10-5;(3)N2H4的第一步电离的方程式为N2H4+H2O??N2H+OH-,则电离常数Kb====K·Kw=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。(4)根据2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-), 由于c(CH3COO-)=2c(Ba2+)=b mol·L-1 ,所以c(H+)=c(OH-)溶液呈中性,Ka==。 溶液pH计算的一般思维模型 口诀:酸按酸(H+),碱按碱(OH-),酸碱中和求过量,无限稀释7为限。 考点二 酸碱中和滴定及“迁移”应用) 命题规律: 1.题型:选择题、填空题。 2.考向:(1)通过滴定曲线考查pH计算、离子浓度大小比较、水的电离程度比较;(2)通过滴定实验,考查操作要点、数据处理、误差分析等。 方法点拨: 1.实验仪器名称再熟悉,不写错 酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶 2.操作步骤再回想,脑海中回放一遍视频电影 (1)操作过程:检漏→洗涤→调零→滴定 (2)手眼分工:左手→控制活塞;右手→振摇锥形瓶;双眼→观察锥形瓶中颜色变化。 3.现象描述再默读 当滴入最后一滴×××××标准溶液后,溶液由×××××色变成×××××色(或溶液×××××色褪去),且半分钟内不变色。 4.指示剂选择再互考互答 滴定对象 指示剂选择 颜色变化 强酸滴定强碱 甲基橙 黄色变橙色 强碱滴定强酸 酚酞 无色变红色 强酸滴定弱碱 甲基橙 黄色变橙色 强碱滴定弱酸 酚酞 无色变粉红色 5.数据处理及误差分析 (1)数据处理:中和滴定要做平行试验,一般有三组数据要正确“取舍”,计算“平均”体积,一般舍去误差较大的实验数据;(2)误差分析:根据c待测=;c标准与V待测已确定,只要分析出不正确操作引起V标准的变化,即可分析出结果。 1.(1)下列说法中不正确的是__ABCDE__。 A.用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂 B.298K时,在20.0mL 0.10mol氨水中滴入0.10mol的盐酸,应该选择酚酞作为指示剂 C.下图是室温下用0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L-1某一元酸HX的滴定曲线,说明HX是一元强酸 D.在50 mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00 mL后,将剩余盐酸放入锥形瓶,量取20.00 mL盐酸 E.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小 (2)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,用0.010 00 mol·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为 S2O+2I2+3H2O===2SO+4I-+6H+ ;该样品中Na2S2O5的残留量为__0.128__g·L-1(以SO2计)。 (3)测定三草酸合铁酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)晶体中铁的含量。 ①称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是__滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液恰好变为粉红色,且半分钟内红色不消失_。 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-1 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 ×100% 。 突破点拨 (1)中和滴定指示剂选择取决于恰好反应生成的盐溶液显性情况; (2)滴定终点描述一定要抓住关键词:“最后一滴”“恰好变成××色”“ 且半分钟不恢复原来颜色”。 解析 (1)HCl溶液滴定NaHCO3溶液恰好反应溶液显弱酸性(溶有二氧化碳),应该用甲基橙作指示剂,选项A错误;氨水与盐酸恰好中和显酸性,应该选用甲基橙作指示剂,选项B错误;根据滴定曲线起点可知 0.100 0 mol·L-1某一元酸HX溶液pH大于2,所以为弱酸,选项C错误;量取20.00 mL盐酸,滴定管起始液面只要在“0”及以下即可,50 mL刻度线以下至活塞尖嘴都存在溶液,放出溶液大于20.00 mL,选项D错误;滴定管尖嘴部分有悬滴,消耗的标准液体积读数偏大,结果偏大,选项E错误。(2)单质碘具有氧化性,能把焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠,反应的方程式为S2O+2I2+3H2O===2SO+4I-+6H+;消耗碘的物质的量是0.000 1 mol,所以焦亚硫酸钠的残留量(以SO2计)是(0.000 1 mol×64 g/mol)/0.05 L=0.128 g/L。(3)①高锰酸钾氧化草酸根离子后红色褪色,所以滴定终点的现象是出现粉红色。②锌把铁离子还原为亚铁离子,酸性高锰酸钾溶液又把亚铁离子氧化为铁离子。反应中消耗高锰酸钾是0.001cV mol,Mn元素化合价从+7降低到+2,所以根据电子得失守恒可知铁离子的物质的量是0.005cV mol,则该晶体中铁的质量分数的表达式为×100%=×100%。 【变式考法】 (1)下列说法中正确的是__EF__。 A.如图表示中和滴定时某同学的一个操作,该操作是为了排除酸式滴定管内气泡 B.用碱式滴定管量取12.00 mL重铬酸钾溶液 C.常温下,用 0.100 0 mol·L-1 NaOH 标准溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HCl溶液,滴定曲线如图,达到滴定终点时,用甲基橙作指示剂消耗NaOH溶液的体积比用酚酞多 D.实验测定酸碱滴定曲线时,要保证整个过程测试和记录pH的间隔相同 E.用已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的醋酸,滴定管用水洗后,未用标准溶液润洗就装入标准溶液,会使测定结果偏高 F .为了证明草酸为二元酸:用酚酞作指示剂用氢氧化钠溶液进行中和滴定,测定草酸与所消耗的氢氧化钠的物质的量的关系 (2)实验室有瓶混有泥沙的乙二酸样品,某化学兴趣小组利用这个氧化还原反应的原理来测定其含量:2MnO+5H2C2O4+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O,具体操作为: ①配制250 mL溶液:准确称量5.000 g乙二酸样品,配成250 mL溶液。 ②滴定:准确量取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中,加少量硫酸酸化,将0.100 0 mol·L-1 KMnO4溶液装入__酸式__ (填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作。在实验中发现,刚滴下少量KMnO4溶液时,溶液紫红色并没有马上褪去。将锥形瓶摇动一段时间后,紫红色才慢慢消失;再继续滴加时,紫红色就很快褪色了,可能原因是__反应中生成的Mn2+起催化作用__;当__滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变成浅紫色,且30_s不褪色,说明达到滴定终点。 ③计算:重复上述操作2次,记录实验数据如下表。则消耗KMnO4溶液的平均体积为__20.00__mL,此样品的纯度为__90.00%__。(已知:H2C2O4的相对分子质量为90) 序号 滴定前读数 滴定后读数 1 0.00 20.01 2 1.00 20.99 3 0.00 21.10 ④误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是!!!__AC__###(填字母)。 A.未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管 B.滴定前锥形瓶有少量水 C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失 D.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视 解析 (1)图中为碱式滴定管,选项A错误;重铬酸钾有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管中的橡胶,选项B错误;用甲基橙作指示剂,则需要的NaOH溶液体积小,选项C错误;确定中和滴定曲线的实验中,接近恰好反应点的前后,要间隔更小,因为此时溶液的pH会变化更大,选项D错误;滴定管未用标准液润洗,会使消耗的标准液体积偏大,结果也就偏大,选项E正确;证明草酸为二元酸,应该让草酸完全反应,此时溶液显碱性,所以应该用酚酞作指示剂,选项F正确。(2)KMnO4溶液有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管中橡胶,所以应该用酸式滴定管;H2C2O4与MnO反应产物产生的Mn2+对反应有催化作用;在进行中和滴定数据处理时,应该舍弃误差较大的实验数据,所以第3次读数误差较大,应该舍弃。ω(H2C2O4)=×100%=90.00%。④未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管,标准液浓度偏低,消耗的KMnO4溶液体积偏大,测定结果偏高,选项 A正确;滴定前锥形瓶有少量水,对实验无影响,选项B错误;滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,有部分标准液补充了气泡,使消耗的KMnO4溶液体积读数偏大,测定结果偏高,选项C正确;观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,使消耗的KMnO4溶液体积读数偏小,测定结果偏低,选项D错误。 2.(1)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b mol·L-1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是 。(已知:H3PO4摩尔质量为98 g·mol-1) (2)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·mol-1)可用作定影剂、还原剂。利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下: ①溶液配制:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在__烧杯__中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的__容量瓶_中,加蒸馏水至__刻度__。 ②滴定:取0.009 50 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应: Cr2O+6I-+14H+===3I2+2Cr3++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+2S2O===S4O+2I-。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液__蓝色褪去,半分钟不变蓝色__,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__95.0__%(保留1位小数)。 解析 (1)滴定终点生成Na2HPO4,则消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1∶2,n(H3PO4)=n(NaOH)=×b mol/L×c×10-3L= mol,m(H3PO4)= mol×98 g/mol= g=0.049bc g,精制磷酸中H3PO4的质量分数为。(2)①配制一定物质的量浓度的溶液,应该先称量质量,在烧杯中溶解,再转移至容量瓶,最后定容即可。所以过程为:将固体在烧杯中加水溶解,全部转移至100 mL容量瓶,加蒸馏水至刻度线。②淡黄绿色溶液中有单质碘,加入淀粉为指示剂,溶液显蓝色,用硫代硫酸钠溶液滴定溶液中的单质碘,滴定终点时溶液的蓝色应该褪去。根据题目的两个方程式得到如下关系式:Cr2O~3I2~6S2O,则配制的100 mL样品溶液中硫代硫酸钠的浓度c==0.04597 mol/L,含有的硫代硫酸钠为0.004597 mol,所以样品纯度为×100%=95.0%。 3.烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题: Ⅰ.采样 采样步骤: ①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。 NOx含量的测定:将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化为NO,加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液,加入V1 mL c1 mol·L-1 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 mol·L-1 K2CrO7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2 mL。 (1)NO被H2O2氧化为NO的离子方程式是 2NO+3H2O2===2H++2NO+2H2O 。 (2)滴定操作使用的玻璃仪器主要有__锥形瓶、酸式滴定管。 (3)滴定过程中发生下列反应:3Fe2++NO+4H+===NO↑+3Fe3++2H2O、Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,则气样中NOx折合成NO2的含量为 ×104 mg·m-3。 (4)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高” “偏低”或“无影响 ”) 若缺少采样步骤③,会使测定结果__偏低__。若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果__偏高_。 解析 (1)NO被H2O2氧化为硝酸,所以反应的离子方程式为:2NO+3H2O2===2H++2NO+2H2O。(2)滴定中使用酸式滴定管(本题中的试剂都只能使用酸式滴定管)和锥形瓶。(3)用c2 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2 mL,此时加入的Cr2O为c2V2/1000 mol;所以过量的Fe2+为6c2V2/1000 mol;则与硝酸根离子反应的Fe2+为(c1V1/1000-6c2V2/1000) mol;所以硝酸根离子为(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3 mol;根据氮元素守恒,硝酸根与NO2的物质的量相等。考虑到配制100 mL溶液取出来20 mL进行实验,所以NO2为5(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3 mol,质量为46×5(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3 g,即230(c1V1-6c2V2)/3 mg。这些NO2是V L气体中含有的,所以含量为230(c1V1-6c2V2)/3V mg·L-1,即为1000×230(c1V1-6c2V2)/3V mg·m-3,所以答案为:×104 mg·m-3。(4)若缺少采样步骤③,装置中有空气,则实际测定的是烟道气和空气混合气体中NOx的含量,测定结果必然偏低。若FeSO4标准溶液部分变质,一定是部分Fe2+被空气中的氧气氧化,计算时仍然认为这部分被氧化的Fe2+是被硝酸根离子氧化的,所以测定结果偏高。 1.常见还原反应滴定指示剂选择及终点现象: 滴定 方式 还原剂 滴定 KMnO4 KMnO4 滴定 还原剂 I2滴定 还原剂 还原剂 滴定I2 铁盐滴定 还原剂 还原剂 滴定 铁盐 指示剂 不需要 不需要 淀粉 淀粉 KSCN KSCN 终点时颜色变化 粉(浅)红色→无色 无色→粉(浅)红色 无色→蓝色 蓝色→无色 无色→红色 红色→无色 2.间接氧化还原滴定的电子守恒分析 考点三 盐类水解和溶液中离子浓度大小关系确定) 命题规律: 1.题型:选择题、填空题。 2.考向:(1)溶液酸碱性判断和比较; (2)生活生产科研中的应用(如工艺流程图中条件选择); (3)溶液中离子浓度大小比较及判断。 方法点拨: 1.盐类水解的规律 (1)谁弱谁水解,越弱越水解,谁强显谁性。 (2)弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子电离程度和水解程度的相对大小。 ①若电离程度小于水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3溶液。 ②若电离程度大于水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3溶液。 (3)相同条件下的水解程度:正盐>相应酸式盐 。 (4)相互促进水解的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。水解程度越大→消耗越多→存在越少。 2.盐类水解的应用 应用 举例 (1)加热促进水解方便生活 热的纯碱溶液去污力强(纯碱水解显碱性,在碱性条件下油脂水解,并不是纯碱和油脂直接反应) (2)分析盐溶液的酸碱性、比较对应酸碱性强弱 等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液均显碱性,且碱性:Na2CO3>NaHCO3 (3)判断离子能否大量共存 Al3+和HCO因发生水解互促反应不能大量共存 (4)配制或贮存盐溶液方法 配制FeCl3溶液,要向FeCl3溶液中加入适量盐酸(不能将其直接溶于水中) (5)胶体制备与作净水剂原理 铝盐、铁盐净水; 制备Fe(OH)3胶体 (6)化肥的使用禁忌 铵态氮肥不宜与草木灰混合使用 (7)泡沫灭火器的反应原理 Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑ 水解相互促进的结果 (8)无水盐制备的条件控制 由MgCl2·6H2O制MgCl2,在干燥的HCl气流中加热 (9)判断盐溶液蒸干的产物 将AlCl3[或Al(NO3)3、Fe(NO3)3、FeCl3]溶液蒸干灼烧得到的是Al2O3(或Fe2O3)而不是AlCl3[或Al(NO3)3、Fe(NO3)3、FeCl3] (10)某些盐的分离除杂措施方法 为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入MgO、MgCO3或Mg(OH)2,过滤后再加入适量的盐酸 (11)盐溶液除锈原理解释 NH4Cl溶液除去金属表面的氧化物(NH水解显酸性) 3.“三大守恒”解决溶液中离子浓度大小比较 1.(1) 下列说法中正确的是( CE ) A.某温度下,一元弱酸HA的Ka越小,则NaA的Kh(水解常数)越小 B.)0.1 mol/L Na2CO3溶液加热后,溶液的pH减小 C.用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物 D.蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液来制备无水AlCl3 E.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释 (2)(双选)H2C2O4为二元弱酸,Ka1(H2C2O4)=5.4×10-2,Ka2 (H2C2O4)=5.4×10-5,设H2C2O4溶液中c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O) +c(C2O)。室温下用NaOH溶液滴定25.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液至终点。滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( AD ) A.0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液:c(H+) =0.100 0 mol·L-1+c(C2O)+c(OH-)-c(H2C2O4) B.c(Na+) =c(总)的溶液:c(Na+)>c(H2C2O4)>c(C2O)>c(H+) C.pH=7的溶液:c(Na+)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O)-c(H2C2O4) D.c(Na+ ) =2c(总)的溶液:c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O) 突破点拨 (1)盐溶液的配制、保存和蒸发都要注意考虑水解问题; (2)蒸发溶液时能彻底水解的盐主要是水解产物中生成了挥发性的强酸,如硝酸和盐酸; (3)多元弱酸的酸式盐的显性,主要取决于其水解程度与电离程度的相对大小。 解析 (1)酸的电离常数越小,则酸性越弱,对应的盐水解程度越大,水解常数越大,选项A错误;水解吸热,加热水解程度增大,碱性增强,选项B错误;铝盐和铁盐均可水解产生胶体,吸附水中的悬浮物,选项C正确;AlCl3易水解,溶液加热蒸发时,由于水解产生的HCl逸出,水解不断进行,会产生氢氧化铝,继续加热氢氧化铝分解,最后得到氧化铝,选项D错误;由于氯化铁极易水解,所以配制溶液时加入盐酸抑制其水解,选项E正确。(2)H2C2O4溶液中的电荷守恒为c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),0.1000 mol·L-1 H2C2O4溶液中0.1000 mol/L=c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O),两式整理得c(H+)=0.1000 mol/L-c(H2C2O4)+c(C2O)+c(OH-),选项A正确;c(Na+)=c(总)时溶液中溶质为NaHC2O4,HC2O既存在电离平衡又存在水解平衡,HC2O水解的离子方程式为HC2O+H2O??H2C2O4+OH-,HC2O水解常数Kh=====1.85×10-13<查看更多