高考专题复习化学电解质溶液

高考专题复习化学电解质溶液

专题三 电解质溶液 ‎●高考趋势展望 电解质溶液是高中化学重要的基础理论之一，从近几年的高考试题可以看出，涉及电解质溶液的考点多，重现率高。其主要热点是：‎ ‎1.外界条件对电离平衡的影响、强弱电解质的比较；‎ ‎2.酸、碱混合后溶液的酸碱性的判断及pH的计算，已知混合后溶液的pH推断混合前的各种可能；‎ ‎3.盐对水的电离程度的影响、盐溶液蒸干灼烧后产物的判断、离子浓度大小的比较等。‎ 由于相同条件下强弱电解质的导电能力有着本质区别，因此，强弱电解质可通过同条件下电流的大小来确定，这一导电实验是理化学科的结合点，同时弱电解质的有关量也会因电离程度发生变化而难以确定其大小，此时常常需用数学思维方法(如极值法)进行处理。溶液的pH计算题设条件可千变万化，正向与逆向思维、数字与字母交替出现，与生物酸碱平衡相结合或运用数学工具进行推理等试题在“3+X”综合测试中出现的可能性极大，展望今后会以填空或选择的形式出现，题目难度适中，推理性会有所增强。‎ ‎●主干知识整合 1. 电离平衡与水解平衡的比较 思考讨论 已知在相同条件下NH3·H2O与CH3COOH电离程度几乎相等，CH3COOH的酸性比H2CO3强，那 么NH4HCO3溶液显酸性、碱性还是中性？‎ 答：显碱性。因为H2CO3比醋酸弱，HCO的水解能力比CH3COO－强，而CH3COO－的水解能力与相当，故HCO水解能力比强，因此，该溶液应显碱性。‎ ‎2.溶液酸碱性判定规律 ‎(1)pH相同的酸(或碱)，酸(或碱)性越弱，其物质的量浓度越大。‎ ‎(2)pH相同的强酸和弱酸溶液，加水稀释相同的倍数，则强酸溶液pH变化大；碱也如此。‎ ‎(3)酸与碱的pH之和为14，等体积混合 ‎①若为强酸与强碱 则pH=7；‎ ‎②若为强酸与弱碱 则pH＞７；‎ ‎③若为弱酸与强碱 则pH＜7。‎ ‎(4)等体积强酸和强碱混合 ‎①若二者pH之和为14，则溶液呈中性，pH=7；‎ ‎②若二者pH之和大于14，则溶液呈碱性；‎ ‎③若二者pH之和小于14，则溶液呈酸性。‎ ‎3.强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时，二者体积与pH的关系规律 ‎(1)若pH1＋pH2＝１４，则Ｖ(酸)∶Ｖ(碱)＝１∶１ ‎(2)若pH1＋pH2＞１４，则Ｖ(酸)∶Ｖ(碱)＝ ∶１‎ ‎(3)若pH1＋pH2＜１４，则Ｖ(酸)∶Ｖ(碱)＝１∶‎ 思考讨论 如何计算酸(碱)溶液中的水电离出的H+、OH－浓度？为什么在实际计算中这部分可忽略不计？‎ 答：当酸溶于水时，酸电离出的H+增加了溶液中的c(H+)，使水的电离平衡向左移动，即水的电离平衡受到抑制，水电离的c(H+)和c(OH－)均减小。此时溶液中的H+主要是酸电离出来的，而OH－是水电离出来的。根据c(H+)·c(OH－)=KW即可计算c(OH－)。而水每电离出一个OH－的同时必然电离出一个H+，所以水电离的c(H+)=c(OH－)，与酸电离的c(H+)相比，可以忽略不计。‎ 如pH=1的稀盐酸，由酸电离的c(H+)=1×10－1 mol·L－1。根据KW可计算出溶液中 c(OH－)= mol·L－1=1×10－13mol·L－1,则由水电离出的c(H+)=c(OH－)=1×‎ ‎10－13mol·L－1,与酸电离的1×10－1 mol·L－1比较当然可以忽略不计。‎ ‎●精典题例导引 ‎【例1】(2004年广东，3)pH相同的盐酸和醋酸两种溶液中，它们的 A.H+的物质的量相同B.物质的量浓度相同 C.H+的物质的量浓度不同D.H+的物质的量浓度相同 解析：pH相同的HCl和CH3COOH，其c(H+)相同，且都等于10－pH mol·L－1；由于HCl为强酸可完全电离，而CH3COOH为弱酸只能部分电离，故在c(H+)相同时，c(HCl)＜c(CH3COOH)。由于n(H+)=c(H+)·V(aq)，所以在体积没有给出时不能确定两种溶液的n(H+)是否相同。本题答案为D。‎ 答案：D 深化拓展 今有0.05 mol·L－1的4种酸溶液：‎ A.HCl B.H2SO4C.H3PO4D.CH3COOH ‎(用A、B、C、D来回答)‎ ‎(1)它们的pH大小关系是________。‎ ‎(2)取等体积上述溶液，分别与颗粒大小相同的锌反应，反应速率的大小关系是________。‎ ‎(3)等体积的各酸分别与足量的锌反应，在同温同压下放出氢气的体积大小关系是________。‎ ‎(4)等质量的锌分别与4种酸反应，如锌恰好反应完全，则消耗4种酸的体积的大小关系是________。‎ ‎(5)等体积的4种酸溶液，分别与氢氧化钠溶液完全反应，生成正盐的物质的量的关系是________。‎ ‎(6)取4种溶液各10 mL，分别与0.1 mol·L－1的氢氧化钠溶液10 mL相混合，反应后，溶液的pH的大小关系是________。‎ 答：(1)B＜A＜C＜D (2)B＞A＞C＞D(3)D=A＜B＜C (4)A=D＞B＞C ‎(5)A=B=C=D (6)D＞A＞C＞B ‎【例2】(2004年江苏，17)草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1 mol·L－1KHC2O4溶液中，下列关系正确的是 A.c(K+)+c(H+)=c(HC2O)+c(OH－)+c(C2O)‎ B.c(HC2O)+c(C2O)=0.1 mol·L－1‎ C.c(C2O)＞c(H2C2O4)‎ D.c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O) 解析：根据电荷守恒可知c(K+)+c(H+)=c(HC2O)+c(OH－)+2c(C2O)，根据碳元素守恒可知c(HC2O)+c(C2O)+c(H2C2O4)=0.1 mol·L－1，而c(K+)=0.1 mol·L－1,故A、B不正确，D正确。由于草酸氢钾溶液呈酸性，则HC2O的电离程度大于水解程度，故c(C2O)＞c(H2C2O4)。本题答案为C、D。‎ 答案：CD 特别提示 离子浓度大小的比较是一类常见的题型。通过溶液的电离或水解程度的大小，结合电荷守恒、物料守恒来比较溶液中各离子浓度大小的基本方法是：‎ ‎(1)关键性离子定位法：主要适用于解答选择题。即通过判断溶液中浓度最大或最小的某离子、c(H+)与c(OH－)的大小关系的位置正确与否，来确定选项是否正确。这就是我们通常所用的排除法。‎ ‎(2)守恒判断法：运用物质的量(或原子个数)守恒、电荷守恒或物料守恒等守恒规律，来解决问题。既可以简化解题过程，又容易判断答案的正确与否。‎ ‎(3)反应方程式分析法：主要适用于单一溶液型问题的分析。即将电离方程式与水解方程式结合起来，进行定性与定量的分析。先考虑电离，再考虑水解。‎ ‎【例3】在25℃时，1 mol·L－1的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2的溶液中，测得各溶液的c()分别为a、b、c(单位为mol·L－1)，下列判断正确的是 A.a=b=c B.a＞b＞c C.a＞c＞b D.c＞a＞b 解析：三种盐在水中均能发生水解，且均存在水解平衡：+H2ONH3·H2O+H+。对于(NH4)2CO3，因CO+H+HCO，从而促进了的水解。对于(NH4)2Fe(SO4)2，因会发生Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，所以c(H+)会有所增大，从而抑制了的水解，所以该题应选D项。‎ 答案：D ‎【例4】已知NaHSO4在水溶液中的电离方程式为NaHSO4====Na++H++SO，某温度下，向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的pH为2。对于该溶液，下列叙述不正确的是 A.该温度高于25℃‎ B.由水电离出的c(H+)=1×10－10 mol·L－1‎ C.c(H+)=c(OH－)+c(SO)‎ D.该温度下加入等体积pH为12的NaOH溶液，可使反应后的溶液恰好呈中性 解析：此题考查了pH的概念及简单计算，不同温度下水的离子积的变化和溶液中的电荷平衡原理。蒸馏水是中性的，c(H+)=c(OH－)=1×10mol·L－1，KW=1×10－12，水的电离 比常温时大，温度一定大于25℃。c(H+)水==1×10－10 mol·L－1。pH=12的NaOH 溶液的浓度为1 mol·L－1，显然过量。另外在溶液中，c(Na+)+c(H+)=c(OH－)+2c(SO)，又NaHSO4是完全电离的，所以，c(Na+)=c(SO)，即得c(H+)=c(OH－)+c(SO)。‎ 答案：D ‎【例5】(2004年全国理综三，11)1 体积pH=2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的pH等于 A.9.0B.9.5C.10.5D.11.0‎ 解析：若1体积pH＝2.5的HCl和1体积某浓度的该一元强碱恰好完全反应，则酸中H浓度等于碱中OH－浓度，两者的pH之和等于14，也就是碱的pH＝11.5。将该溶液稀释10倍，就得到题中所用的强碱溶液，其pH减小1，等于10.5。‎ 答案：C 特别提示 解此类题型的要点是H++OH－====H2O。当H+与OH－恰好完全反应时，依据二者的物质的量相等，可求强酸(或强碱)的浓度或体积，并能确定混合溶液的pH=7。若H+或OH－过剩，则用“对消——稀释法”，先求剩余的c(H+)或c(OH－)，再进一步求混合溶液的pH。‎ ‎●能力提升训练 ‎1.已知：①Al(OH)的电离方程式为：‎ H++AlO+H2OAl(OH)33OH－+3Al3+‎ ‎②无水AlCl3晶体的沸点为182.9℃，溶于水的电离方程式为：AlCl3====Al3++3Cl－‎ ‎③PbSO4难溶于水，易溶于醋酸钠溶液，反应的化学方程式为：‎ PbSO4+2CH3COONa====Na2SO4+(CH3COO)2Pb 下列关于Al(OH)、AlCl3和(CH3COO)2Pb的说法正确的是 A.均为强电解质B.均为弱电解质 C.均为离子化合物D.均为共价化合物 解析：本题为信息给予题，考查学生的自学能力。由①知Al(OH)3为弱电解质；由②知AlCl3为共价化合物，属于强电解质；由③知(CH3COO)2Pb为弱电解质。综合判断可知答案。‎ 答案：D ‎2.(2004年盐城模拟题)醋酸可以通过分子间氢键双聚。一定温度下，将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力变化如下图所示，有关说法正确的是 A.a、b、c三点溶液的pH：a＞b＞c B.若用湿润的pH试纸测定c处溶液的pH，比实际pH偏小 C.a、b、c三点溶液用1 mol·L－1氢氧化钠溶液中和，消耗氢氧化钠溶液体积：a＞b＞c D.若在“O”点醋酸双聚成八元环分子，则其结构为：‎ 解析：从图中导电情况可知，a、b、c三点的溶液中，离子浓度的大小顺序为b＞a＞c，由于CH3COOHH++CH3COO－，所以三点中c(H+)的大小顺序为b＞a＞c，所以pH的大小关系为c＞a＞b，A不正确；若pH试纸湿润，则使c(H+)降低，pH增大，B不正确；因在稀释过程中，CH3COOH的物质的量不变，所以各点时的溶液消耗同浓度的NaOH的物质的量相等；“O”点时导电能力为零，溶液中离子浓度为零，CH3COOH分子没有电离出H+，可推知D选项的结构正确。‎ 答案：D ‎3.(2004年全国理综二，7)物质的量浓度相同的下列溶液中，符合按pH由小到大顺序排列的是 A.Na2CO3NaHCO3NaClNH4Cl B.Na2CO3NaHCO3NH4ClNaCl C.(NH4)2SO4NH4ClNaNO3Na2S D.NH4Cl(NH4)2SO4Na2SNaNO3‎ 解析：同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液，前者碱性强，pH大。所以A、B都不正确。Na2S溶液中S2－水解，溶液显碱性；NaNO3不水解，为中性，所以D不正确。C中(NH4)2SO4和NH4Cl相比，前者NH浓度大，水解得到的H+浓度大，pH小，所以C正确。‎ 答案：C ‎4.t℃时，水的离子积为KW,该温度下混合可溶性一元酸HA与一元碱BOH溶液。下列有关混合液的关系式中，可确认溶液一定呈中性的是 A.pH=7‎ B.c(A－)＞c(B+)‎ C.c(OH－)=‎ D.c(H+)－c(OH－)=c(A－)－c(B+)‎ 解析：水的电离反应为吸水反应，温度升高，促进水的电离，KW值增大，故pH=7的溶液pH不一定为中性；根据溶液中正、负电荷相等，总有c(H+)+c(B+)=c(A－)+c(OH－)，与溶液是否为中性无关，故D不正确；溶液呈中性时，必有c(H+)=c(OH－),所以KW=c(H+)·c(OH－)=c2(OH－),所以c(OH－)=,C选项正确。‎ 答案：C ‎5.在25℃时，向10 mL pH=10的NaOH溶液中加入pH=4的某一元酸HA的溶液，至pH恰好等于7(假设反应前后溶液密度不变)，则对于反应后的溶液，下列关系一定正确的是 A.c(Na+)＞c(A－) B.c(H+)=c(OH－)＜c(Na+)＜c(A－)‎ C.溶液体积≥20 mL D.溶液体积≤20 mL 解析：pH=4的HA溶液的浓度c(HA)≥10－4 mol·L－1(强酸时取等号)，设反应中消耗酸的体积为V(HA),根据题意有c(NaOH)·V(NaOH)=c(HA)·V(HA)，即V(HA)= c(NaOH)·‎ V(NaOH)/c(HA)=≤10 mL，所以反应后溶液的体积≤20 mL；又根据电荷守恒有：c(H+)+c(Na+)=c(A－)+c(OH－),因c(H+)=c(OH－),所以c(Na+)=c(A－)。‎ 答案：D ‎6.(2004年北京东城区模拟题)向10 mL0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液中通入22.4 mL ‎ CO2(标准状况)，当气体全部溶解时，溶液中粒子浓度关系正确的是 A.c(Na+)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(OH－)＞c(H+)‎ B.c(HCO)=c(Na+)＞c(OH－)＞c(H+)‎ C.c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)‎ D.c(OH－)=c(HCO)+2c(H2CO3)+c(H+)‎ 解析：因n(Na2CO3)=10×10 L×0.1 mol·L－1=10 mol,n(CO2)==‎ ‎10－3 mol，由Na2CO3+CO2+H2O====2NaHCO3可知，Na2CO3与CO2恰好完全反应生成NaHCO3。由HCO的水解程度大于其电离程度可知：c(OH－)＞c(H+),故c(Na+)＞c(HCO)＞c(H2CO3)＞c(CO)。由于NaHCO3晶体中，碳元素的物质的量等于钠元素的物质的量，而碳元素存在方式有CO、HCO、H2CO3三种，所以有：c(Na+)=c(HCO)+ c(H2CO3)+‎ c(CO)。‎ 答案：C ‎7.(2004年天津，10)下列混合溶液中，各离子浓度的大小顺序正确的是 A.10 mL 0.1 mol·L－1氨水与10 mL0.1 mol·L－1盐酸混合，c(Cl－)＞c()＞‎ c(OH－)＞c(H+)‎ B.10 mL 0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液与5 mL 0.2 mol·L－1 NaOH溶液混合，c(Na+)=‎ c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H+)‎ C.10 mL 0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液与5 mL 0.2 mol·L－1 NaOH溶液混合，c(Na+)=c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H+)‎ D.10 mL 0.5 mol·L－1 CH3COONa溶液与6 mL1 mol·L－1盐酸混合，c(Cl－)＞c(Na+)＞c(OH－)＞c(H+)‎ 解析：A中正好发生反应：NH3·H2O＋HCl====NH4Cl＋H2O。NH4Cl水解显酸性，也就是c(H+)＞c(OH－)，给出的顺序错误。 B中正好发生反应：NH4Cl＋NaOH====NH3·H2O＋NaCl。NH3·H2O部分电离使溶液显碱性。所以c(Na+)＝c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H+)，给出的顺序正确。‎ C中正好发生反应：CH3COOH＋NaOH====CH3COONa＋H2O。CH3COONa能发生水解，所以c(Na+)＞c(CH3COO－)，给出的顺序错误。‎ D中发生反应：CH3COONa＋HCl====CH3COOH＋NaCl，且HCl过量，所以溶液显酸性，也就是c(H+)＞c(OH－)，给出的顺序错误。‎ 答案：B ‎8.(2004年连云港模拟题)要求设计实验证明：某种盐的水解是吸热的。有四位同学分别作出如下回答，其中不正确的是 A.甲同学：将硝酸铵晶体溶于水，若水温下降，说明硝酸铵水解是吸热的 B.乙同学：用加热的方法可除去KNO3溶液中混有的Fe3+，说明含Fe3+的盐水解是吸 热的 C.丙同学：通过实验发现同浓度的热的纯碱液比冷的纯碱液去油污效果好，说明碳酸钠 水解是吸热的 D.丁同学：在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热(不考虑水蒸发)后若红色加深，说明醋酸钠水解是吸热的 解析：存在如下的水解平衡：+H2ONH3·H2O+H+，若水解吸热，则必须用温度的升高或降低使平衡移动来证明，故A不正确；由于Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，若水解吸热，则升高温度可促进水解而产生沉淀，从而除去Fe3+杂质，B正确；在纯碱溶液中存在平衡：CO+H2OHCO+OH－，若为吸热反应，则升高温度时，促进水解，使溶液中c(OH－)增大，去污效果增强，C正确；醋酸钠溶液中存在平衡Ac－+H2OHAc+OH－，若为吸热反应，则升高温度时，平衡右移，碱性增强，酚酞试液颜色加深，D正确。‎ 答案：A ‎9.限使用下列试剂：酚酞、石蕊、稀氨水、氯化铵晶体、浓盐酸、熟石灰粉末、醋酸铵晶体和蒸馏水。根据：①弱碱在水中存在电离平衡；②弱碱的阳离子会破坏水的电离平衡。这两种平衡的移动均会引起指示剂颜色的变化。由此可分别选用上述试剂，设计两种实验证明NH3·H2O是弱碱。请简述实验方法及现象。‎ ‎(1)应用根据①的实验方法及现象________________________。‎ ‎(2)应用根据②的实验方法及现象________________________。‎ 解析：此题是一道实验设计题目，要证明NH3·H2O是弱碱，可采用两种方法：一种方法是弱碱溶液中一定存在电离平衡，只要说明氨水中存在电离平衡即可证明氨水是弱碱；另一种方法是弱碱阳离子会破坏水的电离平衡，只要证明能破坏水的电离平衡即可说明氨水是弱碱。‎ 在(1)中选用CH3COONH4中性盐作为试剂，通过碱性减弱，说明其原因是共同离子的作用使弱碱平衡移动，若选用NH4Cl作试剂，因NH4Cl水解呈酸性，即便是溶液的碱性减弱，也不能证明弱碱平衡的移动。‎ 答案：(1)取少量氨水，滴加酚酞试液，溶液呈红色，然后向其中加入CH3COONH4晶体，振荡，可看到红色变浅，说明氨水中存在电离平衡，说明氨水为弱碱。‎ ‎(2)取少量NH4Cl晶体溶于水，滴加石蕊试液，溶液呈红色，表明水解，破坏了水的电离平衡，说明氨水是弱碱。‎ ‎10.有点难度哟！‎ 某温度时，水的离子积常数KW=10－13，将此温度下pH=11的Ba(OH)2溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合(设混合溶液体积为两者之和，固体体积忽略不计)。‎ ‎(1)若所得混合溶液为中性，则a∶b=________,生成沉淀的物质的量为________。‎ ‎(2)若a∶b=9∶2，则所得溶液pH=________，该混合溶液最多能够溶解铁粉________g(最终结果可用a、b的表达式来表示)。‎ 解析：(1)∵KW=10－13‎ 所以pH+pOH=13‎ Ba(OH)2溶液中：pH=11,pOH=2‎ 即c(OH－)=0.01 mol·L－1‎ H2SO4溶液中：pH=1‎ 即c(H+)=0.1 mol·L－1‎ 所以a∶b=10∶1‎ 又因为SO+Ba2+====BaSO4↓‎ 所以用SO计算沉淀的物质的量 n=×b L=0.05b mol 或用Ba2+计算沉淀的物质的量 n=×a L=0.005a mol ‎(2)令a=9x,b=2x,则 c(H+)==0.01 mol·L－1‎ pH=－lg0.01=2。‎ 又因为n(H+)=0.01 mol·L－1×(a+b)L=0.01(a+b)mol ‎2H++Fe====Fe2++H2↑‎ 所以m(Fe)=mol×56 g·mol－1=0.28(a+b)g。‎ 答案：(1)10∶1 0.005a mol ‎(2)2 0.28(a+b)‎ ‎11.有点难度哟！‎ 已知某溶液中只存在OH－、H+、、Cl－四种离子，某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系：‎ ‎①c(Cl－)＞c()＞c(H+)＞c(OH－)‎ ‎②c(Cl－)＞c()＞c(OH－)＞cH+)‎ ‎③c()＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H+)‎ ‎④c(Cl－)＞c(H+)＞c()＞c(OH－)‎ 填写下列空白：‎ ‎(1)若溶液中只溶解了一种溶质，该溶质的名称是________，上述离子浓度大小顺序关系中正确的是________(选填序号)。‎ ‎(2)若上述关系中③是正确的，则溶液中溶质的化学式是________。‎ 若上述关系中④是正确的，则溶液中溶质的化学式是________。‎ ‎(3)若该溶液由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c(HCl)(填“大于”“小于”或“等于”，下同)________c(NH3·H2O)，混合前盐酸中c(H+)和氨水中c(OH－)的关系：c(H+)________c(OH－)。‎ 解析：(1)由所给四种离子只能组成NH3·H2O、NH4Cl、HCl和H2O四种物质，任何溶液中总因H2OH++OH－而存在H+和OH－。若只溶一种溶质就含四种离子，则该物质必为NH4Cl；又因+H2ONH3·H2O+H+而使c()降低，各离子浓度大小的关系为①。(2)由(1)中分析可知，若要c()＞c(Cl－)，必须再加入一种可提供、且使c(OH－)增大的物质即NH3·H2O；若④正确，则需在NH4Cl溶液中加入能提供大量H+的物质即HCl。(3)由于NH4Cl水解呈酸性，若使混合液呈中性，NH3·H2O必须过量，由于二者等体积混合，则c(NH3·H2O)＞c(HCl)，显然混合前溶液中c(H+)＞c(OH－)。‎ 答案：(1)氯化铵 ①‎ ‎(2)NH4Cl和NH3(或NH4Cl和NH3·H2O)NH4Cl和HCl ‎(3)小于 大于 ‎12.(探究创新题)含羟基的化合物可表示为M—OH(M为某原子或原子团)。它与H+结合后可形成M—O2(有机反应中的重要中间体)，M—O2在一定条件下0易失去H+或H2O分子。科学家常用“等电子体”来预测不同物质的结构。原子数、电子数都相等的粒子称为等电子体。等电子体有相似的几何构型，如CH4和有相同的原子数、电子数和空间构型。‎ ‎(1)符合M—O2通式的最简单的离子的电子式为________________，其几何构型为_______________。‎ ‎(2)同温同压下，由A.(1)中的离子，B.，C.HCO三者分别形成的水溶液，其酸性由强到弱的顺序为(填序号)________。‎ ‎(3)液态乙醇中存在CH3CH22，可与之相互中和而使液体呈电中性的粒子的化学式为：_______________。‎ ‎(4)液态乙醇可与钠反应生成乙醇钠，乙醇钠水溶液显________性(填“酸”或“碱”或“中”)，其原因是________(用离子方程式表示)。乙醇钠能否与盐酸反应？若能，试写出反应的化学方程式；若不能，试说明理由。‎ 解析：(1)含羟基的化合物有醇、酚、羧酸等有机物及水、无机含氧酸等。能与H+结合且最为简单的化合物是水，形成的简单离子是H3O+，其电子式为。根据题给“等电子体”的信息可推知H3O+与NH3‎ 是等电子体，其几何构型应为三角锥型。‎ ‎(2)A.H3O+可简写为H+，以表示强酸性；B.水解呈酸性；C.HCO因水解程度大于电离程度，故溶液呈碱性。正确顺序为A、B、C。‎ ‎(3)乙醇分子中羧基上的氢较活泼，在液态乙醇中存在CH3CH22,由电荷守恒可知其中必存在CH3CH2O－，以使液体呈电中性。‎ ‎(4)CH3CH2ONa可看作是强碱弱酸盐，其水溶液显碱性，水解的离子方程式为CH3CH2O－+H2OCH3CH2OH+OH－，盐酸的酸性大于乙醇(中性)，乙醇钠与盐酸能发生复分解反应，其化学方程式为CH3CH2ONa+HCl CH3CH2OH+NaCl。‎ 答案：(1) 三角锥型 ‎(2)A＞B＞C ‎(3)CH3CH2O－‎ ‎(4)碱 CH3CH2O－+H2OCH3CH2OH+OH－‎ 能 CH3CH2ONa+HCl====CH3CH2OH+NaCl ‎●教师下载中心 教学建议 水溶液中的平衡种类较多，其中弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡是高考的热点。这部分内容的高考题型有离子共存(离子反应)、离子浓度大小比较、离子浓度的计算、pH计算、各种平衡移动现象的解释等。‎ 水的电离平衡是这部分试题的核心内容，若外加酸、碱溶液，则对水的电离起抑制作用，而当在酸、碱溶液中加大量水稀释时，更要考虑水的电离平衡。‎ 水的电离、溶液酸碱性、盐类的水解这三方面的内容一般是通过pH的计算联系在一起的。‎ 复习方法建议如下：‎ ‎(1)在全面复习基础知识的基础上，紧紧抓住高考的重点和热点问题，强化训练，集中突破。要从各个侧面讲清讲透，练足练够，条条落实，尽量避免撒大网而无针对性的做法，因为这样对知识漏洞难以准确把握，同时学生也可能感到知识杂乱而不易掌握。例如对pH相同的一元酸A、B进行稀释，可用下图来表示，利用该图象，可进行纵向、横向提问(可以启发学生进行)：①稀释相同倍数时，谁的pH变化大？(A)②稀释后pH仍相等时，谁稀释的倍数大？(B)③相同条件时，谁的电离程度大？一看图问题便迎刃而解。‎ ‎(2)要引导学生总结知识规律，并注重对学生进行发散思维、逆向思维训练和知识迁移能力的培养。例如，在掌握盐类水解的实质和水解规律的基础上，进一步引导学生上升到对规律的应用这个层次，这个思路可简单表示为以下图示：‎ 具体复习时，又可将由水解规律衍生出的关于离子浓度的比较、两个守恒规律、关于酸碱性强弱的判断等规律分层次、有步骤、有系统地强化训练，逐步落实。‎ ‎(3)结合例题和能力强化训练题的分析，引导学生掌握各类题目的特点，形成正确的解题思路。例如关于强酸与强碱溶液混合后pH的计算题，解答的思路是：先判断酸碱过量，若反应后剩余酸，按c(H+)计算pH；若反应后剩余碱，则按c(OH－)计算，由KW计算出c(H+)得pH；若酸碱恰好完全反应，则混合后pH=7。按照上述思路方法，也可由混合后溶液的pH，分析计算酸碱溶液的浓度或体积大小。另外许多题目计算pH的角度与方法在不断变化，但关键仍然是要设法确定溶液的c(H+)或c(OH－)。‎ 例题注释 本专题共设计了五个典型例题。‎ ‎【例1】主要考查学生对强电解质、弱电解质及弱电解质的电离平衡的理解。在分析解答过程中，重点比较相同体积、相同pH的盐酸和醋酸的不同，并引申比较相同体积、相同物质的量浓度的盐酸和醋酸。‎ ‎【例2】主要考查电解质溶液中离子浓度大小的比较。在分析解答过程中一是引导学生正确运用电荷守恒和物料守恒关系规律，二是细心审题，注意区分各类题目特点，做到准确无误。‎ ‎【例3】是比较不同电解质溶液中，同一种粒子浓度的大小，在分析解答过程中要注意盐类水解及程度大小对该粒子浓度的影响。从试题的变化趋势看，该类题目不仅偏重考查粒子浓度大小顺序，而且还注重溶液中各种守恒关系的考查，从而使题目更具有灵活性和技巧性。‎ ‎【例4】解答此题的关键是审题。题中“pH=6”的蒸馏水以及NaHSO4完全电离的信息很容易被忽视。水的电离是溶液中离子浓度判断和计算的基础，不同温度下，水的电离程度不同，溶液中H+和OH－的关系也随之不同，思考时定势于KW=1×10－14是不少学生会犯的错误。另外，溶液中的电荷守恒和物料守恒也是解电解质溶液中浓度大小判断题的“法宝”。应该说，平时应经常用这种思维方法，它的应用还可以扩展到计算题等其他类型的题目中。‎ ‎【例5】关于pH的计算是高考的热点之一，除本题外，2004年高考试题上海卷第21小题、理科综合全国卷(四)第11小题均为pH的计算题。在分析解答过程中，可结合近几年的高考试题，归纳总结有关pH计算的主要题型与解题方法思路。‎ 拓展题例 ‎1.关于离子浓度大小比较的试题是历年高考试题中“长盛不衰”的一类题型，非常经典。常见的考查方式有两类：一是发生离子反应后，判断所得溶液中离子浓度的大小；二是单一溶液，只考虑电离或水解，判断溶液中离子浓度的大小。主要是选择题和填空题。‎ ‎(1)单一溶液型。如CH3COONa溶液、NH4Cl溶液、Na2S溶液、Na2CO3溶液等。对于类似(NH4)2SO4溶液中离子浓度的大小问题，须注意c()起始=2c(SO)，水解后，仍有c()＞c(SO)。‎ ‎【例1】Na2S溶液中各种离子的物质的量浓度的大小顺序是 A.c(Na+)＞c(HS－)＞c(S2－)＞c(OH－) B.c(OH－)＞c(Na+)＞c(HS－)＞c(S2－)‎ C.c(Na+)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－) D.c(Na+)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(S2－)‎ 解析：Na2S在水溶液中全部电离，Na2S====2Na++S2－。电离出的S2－有小部分发生水解：S2－+H2OHS－+OH－(主)，HS－+H2OH2S+OH－(次)，两步水解反应中都产生OH－，故c(OH－)＞c(HS－)。‎ 答案：C ‎(2)化学反应型：恰好反应，产物为单一溶液。确定反应后溶液中的溶质后，按上述方法处理即可。‎ ‎【例2】(2003年上海，8)在10 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中加入同体积、同浓度的CH3COOH溶液，反应后溶液中各粒子的浓度关系错误的是 A.c(Na+)＞c(CH3COO－)＞c(H+)＞c(OH－)B.c(Na+)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H+)‎ C.c(Na+)=c(CH3COO－)+c(CH3COOH)D.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO－)+c(OH－)‎ 解析：等物质的量的NaOH与CH3COOH恰好完全反应，CH3COO－又发生水解，使溶液呈碱性：CH3COO－+H2OCH3COOH+OH－，故c(Na+)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H+)。根据物料守恒，有c(Na+)=c(CH3COO－)+c(CH3COOH)；根据电荷守恒，有c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO－)+c(OH－)。‎ 答案：A ‎(3)过量反应，产物为混合溶液，如NH4Cl、NH3·H2O溶液(以NH3·H2O电离为主，溶液呈碱性)、CH3COONa、CH3COOH溶液(以CH3COOH电离为主，溶液呈酸性)、NaCN、HCN溶液(以NaCN水解为主，溶液呈碱性)等。‎ ‎【例3】(2003年理综，10)将20 mL 0.4 mol·L－1的硝酸铵溶液跟50 mL 0.1 mol·L－1的氢氧化钡溶液混合，则混合溶液中各离子浓度的大小顺序是 A.c(NO)＞c(OH－)＞c()＞c(Ba2+)B.c(NO)＞c(Ba2+)＞c(OH－)＞c()‎ C.c(Ba2+)＞c(NO)＞c(OH－)＞c()D.c(NO)＞c(Ba2+)＞c()＞c(OH－)‎ 解析：Ba2+与NO未参与离子反应，Ba2+仍为5×10 mol,NO为8×10 mol。根据反应计算，OH－过量了2×10 mol，溶液呈碱性。因为溶液较稀，且反应在常温下进行(无加热条件)，氨气不会全部逸出，故溶液中仍有氨水电离出的，但要比OH－少得多，故c(OH－)＞c()。‎ 答案：B ‎2.高考试卷中pH计算题的类型与解析。‎ ‎【例4】(2004年全国理综四，11)若1体积硫酸恰好与10体积pH=11的氢氧化钠溶液完全反应，则二者物质的量浓度之比应为 A.10∶1B.5∶1C.1∶1D.1∶10‎ 解析：H2SO4和NaOH完全反应时，存在关系：2c(酸)·V(酸)＝c(碱)·V(碱)，变换后得到：c(酸)∶c(碱)＝V(碱)∶2V(酸)＝5∶1，答案为B。‎ 答案：B ‎【例5】(2004年上海，21)常温时，向pH=2的硫酸中加入等体积的下列溶液后，滴入甲基橙试液，出现红色，该溶液可能是 A.pH=12的Ba(OH)2B.pH=12的氨水 C.0.005 mol·L－1的NaOHD.0.05 mol·L－1的BaCl2‎ 解析：设所给H2SO4溶液的体积为1 L，则由pH=2可知，n(H+)=0.01 mol,又由于pH=12的Ba(OH)2溶液中n(OH－)=0.01 mol,故A选项中H2SO4与Ba(OH)2恰好完全反应，呈中性，甲基橙显黄色；而B选项中pH=12的氨水，c(NH3·H2O)＞0.01 mol·L－1，故相混后溶液呈碱性，亦不符合题意。C选项中n(NaOH)=0.005 mol·L－1×1 L=0.005 mol,所以混合后溶液中c(H+)=(0.01 mol－0.005 mol)/2 L=2.5×10 mol·L－1＞10 mol·L－1，所以pH＜3，溶液显红色；由反应H2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2HCl可知，硫酸与BaCl2相混后溶液仍呈强酸性，故使甲基橙溶液呈红色。‎ 答案：CD ‎【例6】25℃时，若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va＜Vb和a=0.5b。请填写下列空白：‎ ‎(1)a值可否等于3(填“可”或“否”)_______，其理由是___________________________。‎ ‎(2)a值可否等于5(填“可”或“否”)_______，其理由是___________________________。‎ ‎(3)a值的取值范围是_______________。‎ 解析：(1)否，因为若a=3，b==6，溶液呈酸性，与题意不符，故a≠3。‎ ‎(2)否，若a=5，c(H+)a=10－5mol·L－1，b=a/0.5=10，c(H+)b=10－10mol·L－1，‎ ‎=‎ c(OH－)b=10－4mol·L－==10＞1，不符合题意，故a≠5。‎ ‎(3)===＜1所a+b－14＜0，而a=0.5 b，即 ‎1.5 b＜14，b＜，a＜。又pH=b=2a＞7，a＞，所以a的取值范围为＜a＜。‎ 答案：(1)否 若a=3，则b=6，溶液显酸性，与题意不符，故a≠3(2)否 若a=5，c(H+)a=10－5mol·L－1，则b=10，c(OH－)b=10－4mol·L－1，==10＞1，不符合题意，故a≠5(3)＜a＜‎