2019高考化学专题28水溶液中的离子平衡(一)考点讲解.pdf
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1、专题 28 水溶液中的离子平衡(一) 【考情报告】 考查角度考查内容命题特点 弱电解质的电离平衡电离平衡的影响因素; 电离平衡常数。 部分的题目一般通过溶液 酸碱性的判断、pH 的计算 或离子浓度的大小比较等 来考查对溶液中的三种平 衡的理解。 离子浓度大小比 较与盐类水解和弱电解质 的电离等知识有机结合、沉 淀溶解平衡与其他平衡融 合考查是高考重点, 命题形 式有选择和填空两种形式。 水的电离和溶液的酸 碱性 水的电离常数; pH计算; 酸碱中和滴定。 盐类的水解和溶液中 离子浓度大小的比较 盐类水解的应用; 离子浓度大小的比较。 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡的应用; Ksp 的相关计算; 与实
2、验的结合。 【考向预测】 弱电解质的电离平衡知识与化学平衡知识密切相关,尤其是化学平衡的建立和化学平衡移动原理的知 识和学习方法,可直接用来学习弱电解质电离平衡的有关内容,而弱电解质电离平衡是统率水溶液中的离 子平衡的基本出发点,是中学化学教学的重要知识点,也是中学化学教学的难点,因此成为历年高考的热 点内容。题型为选择题和非选择题,其中选择题重点考查弱电解质电离平衡的移动原理以及相应的图像问 题、盐类水解的原理、离子浓度大小的比较和等量关系,盐类水解的应用,非选择题重点考查弱电解质的 电离平衡常数的计算以及与溶液的酸碱性、pH、盐类的水解、沉淀溶解平衡结合起来解释某些现象。 难溶电解质的溶解
3、平衡是新课标中新添的内容,是中学化学“四大平衡体系”之一,也是中学化学重 要的基本概念与理论内容之一,因此成为新课改省区高考的必考内容。题型为选择题和非选择题,其中选 择题重点考查溶解平衡的原理及Ksp的简单计算、沉淀的溶解和转化、生成沉淀的先后顺序等,非选择题重 点考查将溶解平衡的知识融合在元素及其化合物之中解释化学实验的某些现象、进行简单的计算等。 水溶液中的离子平衡是化学平衡的延伸和应用,也是高考中考点分布较多的内容之一。其中沉淀溶解 平衡是新课标中新增的知识点,题型主要是选择题和填空题,其考查主要内容有:电离平衡。酸、碱 混合溶液酸碱性的判断及pH的简单计算。盐对水电离平衡的影响及盐溶
4、液蒸干( 或灼烧 ) 后产物的判断。 电解质溶液中离子浓度的大小比较。沉淀的溶解平衡及沉淀的转化。 从高考命题的变化趋势来看,溶液中离子浓度的大小比较及沉淀的溶解平衡和转化是主流试题。此类 题目考查的内容既与盐的水解有关,又与弱电解质的电离平衡有关。题目不仅偏重考查粒子的浓度大小顺 序,而且还侧重溶液中的各种守恒( 电荷守恒、物料守恒、质子守恒) 关系的考查,从而使题目具有一定的 综合性、灵活性和技巧性。 【经典在线】 1. 知识梳理 一、弱电解质的电离平衡 1弱电解质的电离平衡的特点 (1) 动态平衡,电离方程式中用“” 。如: CH3COOHCH3COO 一+H+。 (2) 条件改变, 平
5、衡被打破。 如在 CH3COOH 的石蕊溶液中 ( 呈红色 )加入固体CH3COONH 4, 即增大了c(CH3COO 一) , 平衡左移, c(H +) 变小,使红色变浅。 (3) 外界条件对电离平衡的影响 内因:弱电解质本身的性质。 外因: a温度:升高温度,电离平衡向电离方向移动,电离程度增大,原因是电离过程吸热。 b浓度:加水稀释,使弱电解质的浓度减小,电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大。 c同离子效应:例如向CH3COOH 溶液中加入CH3COONa 固体,溶液中c(CH3COO ) 增大, CH 3COOH 的电离平衡 向左 ( 填“左”或“右” ) 移动,电离程度减小,c(H
6、 ) 减小, pH值增大。 (4) 电离过程是可逆过程,可直接用化学平衡移动原理去分析电离平衡。以0.1 molL 1 CH3COOH 溶液为例: CH3COOHCH3COO H( 正向吸热 ) 。 实例 ( 稀溶液 ) CH3 CH 3COO H0 改变条件平衡移动方向n(H ) c(H ) 导电能力Ka 加水稀释增大减小减弱不变 加入少量冰醋酸增大增大增强不变 加 HCl(g) 增大增大增强不变 加 NaOH(s) 减小减小增强不变 加入镁粉减小减小增强不变 升高温度增大增大增强增大 2电离平衡常数的意义及影响因素 (1) 电离平衡常数的意义:弱酸碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。
7、电离平衡常数越大,电离程 度越大。多元弱酸的电离以第一步电离为主,各级电离平衡常数的大小差距较大。 (2) 外因对电离平衡常数的影响:电离平衡常数与其他化学平衡常数一样只与温度有关,与电解质的浓度无 关,升高温度,K值增大,原因是电离是吸热过程。 二、水的电离 1水的电离 水是极弱的电解质,水的电离方程式为H2OH2OH3O OH或 H 2OH OH。 2水的离子积常数 Kwc(H ) c(OH ) 。 (1) 室温下:Kw110 14。 (2) 影响因素;只与温度有关,升高温度,Kw增大。 (3) 适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。 (4)Kw揭示了在任何水溶液中均存在
8、H 和 OH,只要温度不变, Kw不变。 3影响水电离平衡的因素 (1) 升高温度,水的电离程度增大,Kw增大。 (2) 加入酸或碱,水的电离程度减小,Kw不变。 (3) 加入可水解的盐( 如 FeCl3、Na2CO3) ,水的电离程度增大,Kw不变。 4外界条件对水的电离平衡的影响 体系变化 条件 平衡移 动方向 Kw 水的电 离程度 c(OH ) c(H ) 酸逆不变减小减小增大 碱逆不变减小增大减小 可水解 的盐 Na2CO3正不变增大增大减小 NH4Cl 正不变增大减小增大 温度 升温正增大增大增大增大 降温逆减小减小减小减小 其他:如加入Na 正不变增大增大减小 三、溶液的酸碱性和p
9、H值计算 1溶液的酸碱性 溶液的酸碱性取决于溶液中c(H ) 和 c(OH ) 的相对大小。 (1) 酸性溶液:c(H ) c(OH ) ,常温下, pH7。 2溶液 pH的计算方法 (1)单一溶液pH的计算 强酸溶液 (HnA) ,其物质的量浓度为c mol/L ,则:c(H ) nc mol/L ,pH lgc(H ) lg nc;强碱溶液 B(OH)n ,其物质的量浓度为c mol/L ,则c(OH ) nc mol/L ,c(H ) 1.0 10 14 nc mol/L ,pH lgc(H ) 14lgnc。 (2)强酸、强碱混合液的pH计算 强酸与强酸混合求pH a 非等体积混合 c
10、(H ) c1(H ) V1c2(H ) V2 V1V2 ,然后再求pH。 b 等体积混合可近似计算pH pH小0.3 强碱与强碱混合求pH a 非等体积混合 先计算:c(OH ) c1(OH ) V 1c2(OH ) V2 V1V2 ,再求c(H ) KW c(OH ),最后求 pH。 b 等体积混合,可近似计算pH pH大 0.3 。 强酸与强碱混合 a 恰好完全反应,溶液呈中性,pH7。 b 酸过量: 先求c(H ) 余 c(H )V( 酸) c(OH ) V( 碱 ) V( 酸) V( 碱) ,再求 pH。 c 碱过量: 先求c(OH )余c(OH ) V( 碱) c(H ) V( 酸
11、) V( 酸)V( 碱) ,再求c(H ) KW c(OH ),然后求pH。 四、酸碱中和滴定 1实验原理 利用酸碱中和反应,用已知浓度酸( 或碱 ) 来测定未知浓度的碱( 或酸 ) 的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待 测的 NaOH 溶液,待测的 NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)c V V 。 酸碱中和滴定的关键: (1) 准确测定标准液的体积。 (2) 准确判断滴定终点。 2常用酸碱指示剂及变色范围 指示剂变色范围的pH 石蕊8.0 蓝色 甲基橙4.4 黄色 酚酞10.0 红色 3中和滴定的误差分析 (1) 原理 依据原理c( 标准) V( 标准 ) c( 待测) V( 待测 )
12、,所以c( 待测 ) c 标准V标准 V待测 ,因c( 标准 ) 与 V( 待测 ) 已确定,因此只要分析出不正确操作引起V( 标准 ) 的变化,即分析出结果。 (2) 常见误差 以标准酸溶液滴定未知浓度的碱( 酚酞作指示剂 ) 为例,常见的因操作不正确而引起的误差有: 步骤操作V( 标准 ) c( 待测 ) 洗涤 酸式滴定管未用标准溶液润洗变大偏高 碱式滴定管未用待测溶液润洗变小偏低 锥形瓶用待测溶液润洗变大偏高 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变无影响 取液 放出碱液的滴定管开始有气泡,放出 液体后气泡消失 变小偏低 滴定 酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点 时气泡消失 变大偏高 振荡锥形瓶时部分
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