文档文本内容
能否
电离
是否
完全
高中化学58 个考点精讲
31、电离平衡
1.复习重点
1.强、弱电解质的概念及电离方程式的书写;
2.弱电解质的电离平衡;电离平衡常数。
2.难点聚焦
(一)强电解质、弱电解质
1.相互关系
否——非电解质
化合物 是——强电解质
能
否——弱电解质
热或水的作用
电解质 自由移动离子
电离
思考:一种物质的水溶液能导电,原物质一定是电解质吗?
分析:不一定!关键要分清发生电离散是否要原物质本身。有可能溶于水时就发生了化学变化
如(1)Cl2
氯水
↓ ↓
即不是电解质 HCl.HclO
又不是非电解质 发生电离
(2)CO2
碳酸溶液
↓ ↓
非电解质 H2CO3电离
(3)Na2O
NO2OH 溶液
↓ ↓
虽不是本身电离子 NaOH 电离
但可在熔融态电离,故它属强电解质
2.比较强、弱电解质
强电解质
弱电解质
电离程度
完全
部分
电离平衡
不、不可逆
有、可能
过程表示
溶液中存在的微粒
(水分子不计)
====
只有电离出的阴、阳离子,不存
在电解质分子
即有电离出的阴、阳离子(少部分),又
有电解质分子(大部分)。
电离方程式
H2SO4====2H++SO4
2—
CaCl2====Ca2++2Cl—
NH3·H2O NH4
++OH—
H2S H++HS—,HS— H++S2—
实例
绝大多数的盐(包括难溶性
盐);
强酸:H2SO4、HCl、HclO4等;
强碱:Ba(OH)2、Ca(OH)2等。
注意:多元强酸电离一步完成且完全 如 HnA====Nh++An—
而多元弱酸的电离是分步进行的,且第二步电离比第一步电离困难,第三步电离比第二步电离更困难,但
每步电离都存在相应的电离平衡,因此应分步书写电离方程式。例如磷酸的电离方程式应写三步:
H3PO4 H++H2PO4
—, H2PO4
— H++HPO4
2—
HPO4
2— H++PO4
3—,不能合并成H3PO4 3H++PO4
3—。 由于磷酸溶液中的[H+]主要由
1
第一步电离决定,因此磷酸的电离方程式有时也可只写第一步。
对HnA 弱酸而言,电离方程式可只考虑:
HnA H++Hn+A—
想一想:为什么多元的酸电离下一步比上一步困难,电离程度小得多,甚至可忽略?
(二)弱电解质的电离平衡
(1)概念
弱电解质的电离平衡是指在一定条件下(湿度、浓度),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)特点
①动——动态平衡:V(闻子化)=V(分子化)≠0。在电离方程式中用“ ”表示。
②定——平衡时各组成成分一定,即平衡时溶液中离子浓度和分子浓度保持不变
③变——条件改变,平衡被打破。
(3)影响电离平衡的因素
与化学平衡一样,外界条件的改变也会引起移动.
以0.1mol/1 CH3COOH 溶液为例:
(三)电解质溶液导电能力的强弱与电解质强弱影响溶液导电能力的因素:
①自由移动离子浓度的大小。(主要决定因素)湿度一定,离子浓度越在,导电能力越强。
②湿度:湿度越高,导电能力越强。(与金属导电相反)
③离子电荷数:电荷数越高,导电能力越强。
由此可知:强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质强。
如 较浓醋酸的导电能力可比极稀HCl 溶液强。 CaCO3虽为强电解质,但溶于水所得溶液极稀,导电能
力极差。
思考:若在某溶液中加入一种物质,出现沉淀,则溶液的导电能力一定减弱吗?(湿度不变)
分析:不一定。关键要看溶液中离子浓度有无显著变化。如:
(1)若在H2SO4溶液中加Ba(OH)2,因生成BaSO4沉淀和极难电离的水,使溶液中离子浓度降低,导电能
力降低。
(2)若在H2SO4溶液中加BaCl2,虽有沉淀BaSO4生成,但同时生成了HCl,相当于1molSO4
2—被2molCl—
代替,故导电能力有所增强。
(3)若在HCl 溶液中加AgNO3,则导电能力几乎不变。
(四)水的电离平衡
1.实验证明,纯水微弱的导电性,是极弱的电解质:
2.25℃1LH2O 的物质的量n(H2O)=
=55.6(mol)共有10—7mol 发生电离
H2O H++OH—
起始(mol) 55.6 0 0
项目
变化
项目
加水
升温
加入固体
NaOH
加入无水
CH3COONa
通入气体
HCl
加入等浓
度
的
CH3COOH
平衡移动
右移
右移
右移
左移
左移
不移动
H+的物质的量(mol)
增大
增大
减小
减小
增大
增大
[H+]浓度(mol)
减小
增大
减小
减小
增大
不变
PH 值
增大
减小
增大
增大
减小
不变
导电能力
减弱
增强
增强
增强
增强
不变
2
电离(mol) 10—7 10—7 10—7
平衡(mol)55.6-10—7 10—7 10—7
25℃[H+]·[OH—]= 10—7=10—14=Kw 的离子积常数。
2.影响Kw 的因素
Kw 与溶液中[H+]、[OH—]无关,与湿度有关。
水的电离为吸热过程,所以当湿度升高时,水的电离程度增大,Kw 也增大。
例如100℃,1LH2O 有10—6mol 电离,此时水的离子积常数为Kw=10—6·10—6=10—12.
3.影响水的电离平衡因素
(1)湿度,升湿度促进水的电离,降温则相反
(2)向纯水中引入H+或OH—,会抑制水的电离
(3)向纯水中引入弱酸酸根阴离子或弱碱阳离子,将促进水的电离,此乃为盐类水解的实质。
3.酸、碱、盐溶液中水电离的定量计算。(列表比较如下:)
[H+] 水与[OH—] 水
关系
x 的计算式
室温x 值
对水电离影响
纯水
[H+]水=[OH—]水
x=
x=1×10—7mol/L
对水电离影响
酸溶液
x=
x<1×10—7mol/L
碱溶液
x=
抑制
正
盐
溶
液
强酸弱碱盐
强碱弱酸盐
强碱强酸盐
x=[H+]
x>1×10—7mol/L
促进
x=[OH—]
x=
x=1×10—7mol/L
无
注[H+]水、[OH—]水指水电离出的H+、OH—浓度
[H+]水、[OH—]指指溶液中的H+、OH—浓度
由上表可得重要规律:
(1)在任意湿度、任意物质的水溶液中(含纯水)的水本身电离出的[H+]水≡[OH—]水
(2)酸和碱对水的电离均起抑制作用
①只要碱的pH 值相等(不论强弱、不论几元)对水的抑制程度相等,碱也同理。
②若酸溶液的pH 值与碱溶液的pOH 值相等,则两种溶液中水的电离度相等。
如pH=3 的盐酸溶液与pH=11 的氨水溶液在室温下,由水电离出的
[H+]水=[OH—]水=
=10—11mol/L
(3)在凡能水解的盐溶液中,水的电离均受到促进,且当强酸弱的碱盐的pH 和强碱弱酸盐的pOH 值相等
时(同一湿度),则促进程度相等。
(4)较浓溶液中水电离出[H+]的大小:
①酸溶液中[OH—]等于水电离的[H+]
②碱溶液中[H+]等于水电离的[H+]
③强酸弱碱盐溶液中的[H+]等于水电离出[H+]
④强碱弱酸盐溶液中的[OH—]等于水电离出的[H+]
如pH=4 的NH4Cl 溶液与pH=10 的NaAc 溶液中,(室温)由水电离出的
[H+]水=[OH—]水=
=10—4mol/L
3.例题精讲
例1.下列四种溶液中,由水电离出的[H+]之比(依次)为( )
①pH=0 的盐酸 ②0.1mol/L 的盐酸 ③0.01mol/L 的NaOH 溶液 ④pH=11 的NaOH 溶液
(A)1 :10 :100 :1000 (B)0 :1 :12 :11
3
(C)14 :13 :12 :11 (D) 14 :13 :2 :3
解析①[H+]=1mol/L [H+]水=[OH—]=1×10—14mol/L
②[H+]=1mol/L [H+]水=
=1×10—13mol/L
③[OH—]=1×10—2mol/L [H+]水=
=1×10—12mol/L
④[OH—]=1×10—3mol/L [H+]水=
=1×10—11mol/L
例2.某湿度下,纯水中的[H+]=2×10—7mol/L,则此时[OH—]=______,若湿度不变,滴入稀硫酸使[H+]=5×10
—6mol/L,则[OH—]=_______,由水电离出[H+]为,该纯水的PH 值_______(填>、<、==
解析
纯水中 H2O H++OH—
mol/L 2×10—7 2×10—7
加酸后,水的电离平衡逆向移动,使[OH—]减小,可由Kw、[H+]求出[OH—],此湿度下Kw 值为2×10—7
×2×10—7= 4×1—14
[OH—]=
=8×10—9mol/L
由水电离的[H+]=[OH—]=8×10—11mol/L
该湿度下Ph= -lg×10—7= 7―lg2<7.
例3.常温下某溶液中,由水电离出的[H+]为1×10—12mol/L,该溶液中一定能大量共存的离子组是( )
A.K+、Na+、SO4
2—、NO3
— B.Na+、K+、S2—、CO3
2—
C.Fe2+、Mg2+、Cl—、SO4
2— D.NH4
+、Cl—、K+、SO3
2—
解析 常温、由水电离出的[H+]=×10—11mol/L<1×10—7mol/L 说明水的电离受到抑制。此溶液可能是pH=1
酸溶液,也可能为pH=13 的碱溶液,选项B、D 中的S2—、CO3
2—、SO3
2—不能存在于强酸性溶液中,C 中的Fe2+、
Mg2+、D 中的NH4
2+、D 中的NH4
+与OH—均不能大量存共存,故本题答案A。
例4.在图(1)所示的装置中,烧杯中盛放的是Ba(OH)2溶液,当从滴定管中逐渐加入某种溶液(A)时,溶
液的导电性的变化趋势如图(2)所示。
图1 图2
该根据离子反应的特点分析:A 溶液中含有的溶质可能是_________或__________(至少写出两种),并写
出相应的离子反应的离子方程式:
4
________________________________、____________________________
解析:从图2 可分析知,随着A 的加入溶液导电能力迅速降低,说明A 必定能与Ba(OH)2发生反应,使溶
液中离子浓度变得极小,故不仅与Ba2+反应转化为沉淀,还要与OH—反应生成水或其它弱电解质,当反应完全
后,过量A 的加入,导电能力又显著上升,说明A 应为强电解质,故A 可能是H2SO4或CuSO4或MgSO4或
(NH4)2SO4等。
离子方程式:2H++SO4
2—+Ba2++2OH—=BaSO4↓+2H2O
Mg2++SO4
2—+Ba2++2OH—=BaSO4↓+Mg(OH)2
想一想:A 可否为Na2SO4或H2CO3溶液?为什么?
4.实战演练
一、选择题(
1.在含有酚酞的0.1 mol·L-1氨水中加入少量的NH4Cl 晶体,则溶液颜色
A.变蓝色
B.变深
C.变浅
D.不变
2.当不考虑水的电离时,在氢硫酸溶液中,下列的离子浓度关系中正确的是
A.c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)B.c(H+)=c(HS-)+c(S2-)C.2c(S2-)=c(H+)D.c(S2-)=c(HS-)
3.在无土栽培中,需配制一定量含50 mol NH4Cl,24 mol K2SO4的营养液。若用KCl,NH4Cl 和(NH4)2SO4
三种固体为原料来配制,三者的物质的量依次是(单位为mol)
A.2,64,24
B.48,2,24
C.32,50,12
D.16,50,24
4.在浓度均为1 mol·L-1的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2三种溶液中,若测得其中c(NH )分别
为a、b、c(mol·L-1),则下列判断正确的是
A.a=b=c
B.c>a>b
C.b>a>c
D.a>c>b
5.甲酸的下列性质中可以证明它是弱电解质的是
A.1 mol·L-1的甲酸溶液的c(H+)约为0.01 mol·L-1
B.甲酸与水以任意比例互溶
C.10 mL 1 mol·L-1甲酸恰好与10 mL 1 mol·L-1NaOH 溶液完全反应
D.在相同条件下,甲酸的导电性比一元强酸溶液的弱
6.用水稀释0.1 mol·L-1氨水时,溶液中随着水量的增加而减小的是
A.c(OH-)/c(NH3·H2O)B.c(NH3·H2O)/c(OH-)
C.c(H+)和c(OH-)的乘积D.OH-的物质的量
7.下列各电离方程式中书写正确的是
A.CH3COOH
H++CH3COO-B.KHSO4
K++H++SO
C.Al(OH)3
Al3++3OH-D.NaH2PO4
Na++H2PO
8.当溶液中HS-+H2O
S2-+H3O+达到平衡时,欲使c(S2-)增大,应加入
A.Cu2+
B.CO
C.H2O
D.HCl
9.在RNH2·H2O
RNH +OH-形成的平衡中,要使RNH2·H2O 的电离程度及c(OH-)都增大,可
采取的措施是
A.通入HCl
B.加少量NaOH 固体
C.加水
D.升温
二、非选择题(共55 分)
10.(12 分)用实验确定某酸HA 是弱电解质。两同学的方案是:
甲:①称取一定质量的HA 配制0.1 mol·L-1的溶液 100 mL;②用pH 试纸测出该溶液的pH,即可证明
HA 是弱电解质。
乙:①用已知物质的量浓度的HA 溶液、盐酸,分别配制pH=1 的两种酸溶液各100 mL;②分别取这两种
5
溶液各10 mL,加水稀释为100 mL;③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的锌粒,
观察现象,即可证明HA 是弱电解质。
(1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是 。
(2)甲方案中,说明HA 是弱电解质的理由是测得溶液的pH 1(选填>、<、=)。
乙方案中,说明HA 是弱电解质的现象是 (多选扣分)
a.装HCl 溶液的试管中放出H2的速率快;
b.装HA 溶液的试管中放出H2的速率快;
c.两个试管中产生气体速率一样快:
(3)请你评价乙方案中难以实现之处和不妥之处。
(4)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),作简明扼要表述。
11.(9 分)如下图,在一烧杯中盛有200 mL 0.1 mol·L-1的H3PO4溶液,同时一光滑小球悬浮在液体中间。
(1)合上电键K 时,电流计指针向 边偏转。
(2)向烧杯里逐滴滴入0.4 mol·L-1的Ba(OH)2溶液至刚好完全反应,可观察到的现象有:
① ,② ,③ 。
(3)磷酸可用磷矿石[Ca3(PO4)2]来制取,写出该反应的化学方程式:
12.(12 分)已知多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的,且第一步电离程度大于第二步电离程度,第二
步电离程度远大于第三步电离程度……
今有HA、H2B、H3C 三种一元、二元、三元弱酸,根据“较强酸+较弱酸盐=较强酸盐+较弱酸”的反应
规律,它们之间能发生下列反应:①HA+HC2-(少量)===A-+H2C-②H2B(少量)+2A-===B2-+2HA
③H2B(少量)+H2C-===HB-+H3C
回答下列问题:
(1)相同条件下,HA、H2B、H3C 三种酸中酸性最强的是 。
(2)A-、B2-、C3-、HB-、H2C-、HC
种离子中,最易结合质子的是 ,最难结合质子的是
。
(3)判断下列反应的离子方程式中正确的是(填写标号) 。
A.H3C+3A-===3HA+C3- B.HB-+A-===HA+B2-C.H3C+B2-===HB-+H2C-
(4)完成下列反应的离子方程式。A.H3C+OH-(过量) ;
B.HA(过量)+C3- 。
13.(8 分)在稀氨水中存在平衡:NH3+H2O
NH +OH-,如进行下列操作,则NH3、NH 、H+、OH-浓
度如何变化?试用“增大”“减小”“不变”填写。
(1)通适量HCl 气体时,c(NH3) ,c(H+) 。
(2)加入少量NaOH 固体时,c(NH ) ,c(OH-) 。
(3)加入NH4Cl 晶体时,c(NH ) ,c(OH-) 。
14.(8 分)在a、b 两支试管中,分别装上形态相同、质量相等的一颗锌粒,然后向两支试管中分别加入相同
物质的量、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白:
6
(1 )a 、b 两支试管中的现象:相同点是 ;不同点是
。原因是 。
(2)a、b 两支试管中生成气体的体积开始时是a 于b,反应完毕后生成气体的总体积是a b,原因
是 。
15.(6 分)为测定人呼出气体中二氧化碳的含量,将1000 mL 呼出的气体通入50.0 mL 氢氧化钡溶液中,
使其完全吸收,过滤后取20.0 mL 澄清溶液,用0.100 mol·L-1盐酸滴定,当耗去20.4 mL 盐酸时恰好完全反
应。另取20.0 mL 原氢氧化钡溶液,用同种盐酸滴定,耗去36.4 mL 盐酸时,恰好反应完全。试计算人呼出气
体中二氧化碳的体积百分含量(气体体积在标准状况下测定)。
附参考答案
一、1.解析:c(NH )增大,平衡逆向移动。答案:C 2.A 3.B 4.B 5.AD 6.B 7.A 8.B 9.D
二、10.(1)100 mL 容量瓶(2)> b
(3)配制pH=1 的HA 溶液难以实现,不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同。
(4)配制NaA 溶液,测其pH>7,即证明HA 是弱电解质。
11.(1)右(2)①小球下沉到烧杯底部 ②产生白色沉淀 (3)Ca3(PO4)2+3H2SO4===2H3PO4+3CaSO4
③电流计指针偏转幅度不断变小,最后指针
回到中央
12.(1)H2B (2)C3- HB- (3)BC
(4)H3C+3OH-===C3-+3H2O
2H A+C3-===2 A-+H2C-
13.(1)减小 增大 (2)减小 增大 (3)增大 减小
14.(1)都产生气泡,Zn 溶解 a 产生气泡、Zn 溶解速度都快 HCl 完全电离,
HCl 中的c(H+)大于CH3COOH 中的c(H+)
(2)大 等于 a 中c(H+)大于b 中的c(H+),而酸的总量相等
15.4.48%
高中化学58 个考点精讲
32、水的电离和溶液的PH
1.复习重点
1.通过对水的电离、离子积、pH 定义等重要知识和方法迁移应用的练习,提高认知能力;
2.灵活解答水的电离平衡的相关问题;
3.掌握混合溶液pH 计算的方法,并能运用数学工具解决一些有关pH 计算的综合问题
4.培养学习过程中探究、总结的习惯。
2.难点聚焦
(一)溶液的酸碱性及pH 的值
溶液呈的酸碱性何性,取决于溶液中[H+]、[OH—]的相对大小:pH 值的大小取决于溶液中的[H+]大小
pH=-lg[H+],pOH=-lgKw=pKw
溶液酸碱性
[H+]与[OH—]关系
任意湿度
室温(mol/L)
pH 值(室温)
酸性
[H+]>[OH—]
[H+]>1×10—7
<7
中性
[H+]=[OH—]
[H+]=[OH—]=1×10—7
=7
碱性
[H+]<[OH—]
[H+]>1×与10—7
>7
(1)酸性越强,pH 值越小,碱性越强,pH 值越大,pH 值减小一个单位,[H+]就增大到原来的10 倍,pH 值
减小n 个单位,[H+]的增大到原来的10n倍.
7
(2)任意水溶液中[H+]≠0,但pH 可为0,此时[H+]=1mol/L,一般[H+]>1mol/L 时,pH<0,故直接用[H+]表
示.
(3)判断溶液呈中性的依据为:[H0]= [OH—]或pH=pOH=
pKw
只有当室温时,Kw=1×10—14
[H+]=[OH—]=10—7mol/L
溶液呈中性
pH=pOH=
pKw=7
分析 原因:H2O H++OH-Q
由于水的电离是吸热的,湿度越高,电离程度越大,kw 越大.
中性:pH=pOH=
pKw
T↗→Kw↗→pH+pOH↘
T↘→Kw↘→pH=pOH↗
如:100℃,KW=1×10—12.. pKw=12.
中性时Ph=
pKw=6<7.
图示:不同湿度(T1>T2)时溶液中[H+]与[OH—],pH 与pOH 关系
图一 图二想一想:图一与图二有哪些不同?为何不同?
提示:(①形状 ②T1、T2相对位置)
③简平分钱划分的两个区域酸碱性不同。建议以[H+]、[OH—]=Kw,和pH+pOH=pKw 两个关系或考虑,并注
意湿度不同时Kw 的影响。)
(4)溶液pH 的测定方法:
①酸碱指示剂 ②pH 试纸 ③pH 计其中①只传判定pH 范围
②pH 试纸也只能确定在某个值左右(对照标准比色卡),无法精确到小数点后1 倍。另外使用时不能预先润
湿试纸。否则相当于又稀释了待测液,测定结果误差大。
③pH 计测定较精确.
(二)酸碱溶液的稀释前后pH 值的变化。
由于强酸或强碱在水中完全电离,加水稀释后不会有溶质进一步电离,故仅仅是体积增大的因素导致酸溶
液中的[H+]或碱溶液中的[OH—]减小.
弱酸或弱碱由于在水中不完全电离,加水稀释同时,能促使其分子进一步电离,故导致相应[H+]或[OH—]减
小的幅度降低。
例如 ①等物质的量浓度的盐酸和醋酸,氢氧化钠和氨水分别加水稀释。溶液的pH 值变化,图示如下:
②若把上述问题,换成等pH 值,图示又怎样呢?
8
强酸弱酸稀释 强、弱碱稀释
前
后 前
后
pH=a pH(HCl)=a+n<7 pH=b Ph(NaOH)=b-n>7
pH(HAC)<a+n<7 pH(NH3·H2C)>b-n>7
△pH(HCl)=n △pH(NaOH)=n
△pH(HAC)<n △pH(NH3·H2O)<n
△pH(HCl)>△pH(HAC) △pH(NaOH)>△pH(NH3·H2O)
注意:
①酸无论怎样稀释,不可能成为碱性;若无限稀释,则pH 只能无限接近7 且小于7.
②碱无论怎样稀释,不可能成为酸性;若无限稀释,则pH 只能无限接近7 且大于7
③当起始强酸、弱酸的pH 相同,稀释后为达仍相同,则稀释倍数一定是弱酸大小强酸(强碱、弱碱类同)
(三)有关pH 的计算
1.溶液简单混合(不发生反应,忽略混合时体积变化)
强酸:pH=pH 小+0.3
若等体积混合,且△pH≥2
强碱:pH=pH 大-0.3
若不等体积混合,物质的量浓度 强酸[H+]总=
分别为M1、M2体积分别为 强碱[OH—]总=
V1、V2的一元强酸或强碱
注意:强酸直接由[H+]总求pH 值
强碱由[OH—]总求pOH,后再求pH 值.
2.强酸和强碱混合(发生中和反应,忽略体积变化)可能情况有三种:
①若酸和碱恰好中和. 即nH+=nOH—,pH=7.
②若酸过量,求出过量的[H+],再求pH 值.
③若碱过量,求出过量的[OH—],求出pOH 后求pH 值.
特例:若强酸与强碱等体积混合
①若pH 酸+pH 碱=14,则完全中和pH=7.
②若pH 酸+pH 碱>14,则碱过量pH≈pH 碱-0.3
③若pH 酸+pH 碱<14,则酸过量pH≈pH 酸+0.3
讨论:
pH=a 的HCl 溶液和pH=b 的NaOH 溶液按体积比V1 :V2混合.当混合液分别呈中性、酸性、碱性时,且V1 :
V2=10n时,a+b 分别为多少?
分析 ①呈中性:即pH=7.
9
nH+=nOH—
10—a·V1=10—(14-b)·V2
V1 :V2=10—14+a+b
10n=10a+b-14
n=a+b-14
a+b=14+n
②若呈酸性. 即pH<7
nH+>nOH—
10—a·V1>10—(14-b)·V2
V1 :V2>10—14+a+b
10n>10-14+ a+b
a+b<14+n
③若呈碱性,即pH>7,同理可知
a+b>14+n
想一想:若V1 :V2=1 :10n=10—n,三种情况的结果又如何呢?
3.关于酸、碱混合时的定性判断(常温)
酸与碱混合时发生中和反应,但不一定恰好完呈中和。即使恰好完全中和,也不一定溶液呈中性,由生成的
盐能否水解及水解情况而定,另外酸碱的强弱不同,提供反应物的量不同也影响着反应后溶液的性质。一般酸
或碱过量化生成的盐水解对溶液的酸碱性影响大。
下面把常见的几种情况分列出来.
①等物质的量浓度的一元弱酸一元强碱溶液等体积混合溶液pH>7(由生成的强碱弱酸盐水解决定)
②等物质的量浓度的一元强酸与一元弱碱溶液等体积混合后溶液pH<7(由生成的强酸弱碱盐水解决定)
③等物质的量浓度的一元强酸与强碱溶液等体积混合后溶液pH=7(因生成强酸强碱盐不水解)
想一想:若酸或碱之一是多元,情况又怎样?
④当pH=pOH 的强酸与强碱溶液以等体积混合后pH=7(与酸、碱的几元性无尖)
⑤当pH=3 的某一元酸溶液与pH=11 的一元强碱以等体积混合后pH≤7。(考虑酸有强弱之分,若分弱酸,
制反应后酸过量)
⑥当pH=3 的某一元强酸pH=11 的一元碱溶液的以等体积混合后pH≥7(同理⑤,弱碱过量)
⑦将pH=3 的酸溶液和pH=11 的碱溶液以等体积混合后溶液pH=无法确定.
再想一想:⑤⑥⑦与酸、碱的几元性有无关系?
3.精讲
知识点一:水的电离
【例1】(1)与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:2NH3
NH4
++NH2
-
据此判断以下叙述中错误的是
( )
A.液氨中含有NH3、NH4
+、NH2
-等微粒
B.一定温度下液氨中C(NH4
+)·C(NH2
-)是一个常数
C.液氨的电离达到平衡时C(NH3) = C(NH4
+) = C(NH2
-)
D.只要不加入其他物质,液氨中C(NH4
+) = C(NH2
-)
(2)完成下列反应方程式
①在液氨中投入一小块金属钠,放出气体————————————————————————————
②NaNH2溶于水的反应——————————————————————————————————
③类似于“H++OH—=H2O”的反应————————————————————————————
解析:此题要求掌握水自偶的实质(水分子电离产生的H+与H2O 结合形成H3O+)以及水的电离平衡,并能迁移
应用于对于NH3电离的认识:NH3分子电离产生H+和NH2
—,H+与NH3结合生成NH4
+,液氨电离产生等量
的NH2
—与NH4
+,一定温度下离子浓度乘积为一常数;NH4
+类似于H+,NH2
—类似于OH—。具备上述知识
后,就可顺利完成解题。
答案:(1)C
10
(2)①2Na+2NH3=H2↑+2NaNH2
②NaNH2+H2O=NaOH+NH3↑或NH2
—+H2O=OH—+NH3↑
③NH2
—+NH4
+ =2NH3↑或NH4Cl+NaNH2=2NH3↑+NaCl
知识点二:水的离子积
【例2】某温度下纯水中C(H+) = 2×10-7 mol/L,则此时溶液中的C(OH-) = ___________。
若温度不变,滴入稀盐酸使C(H+) = 5×10-6 mol/L,则此时溶液中的C(OH-) = ___________。
解析:由水电离产生的H+与OH-量始终相等,知纯水中C(H+) = C(OH-)。根据纯水中C(H+) 与C(OH-)可求
出此温度下水的Kw 的值,由Kw 的性质(只与温度有关,与离子浓度无关),若温度不变,稀盐酸中Kw
仍为此值,利用此值可求出盐酸中的C(OH-)。
答案:纯水中 C(OH-) = C(H+) = 2×10-7 mol/L
Kw = C(H+)·C(OH-) = 2×10-7×2×10-7 = 4×10-14
稀盐酸中 C(OH-) = Kw / C(H+) = (4×10-14) / (5×10-6) = 8×10-9 mol/L
【例3】 .难溶化合物的饱和溶液存在着溶解平衡,例如:
AgCl(s)
Ag++Cl—,Ag2CrO4(s)
2Ag++CrO4
2—,在一定温度下,难溶化合物饱和溶液离子浓度的乘积
为一常数,这个常数用Ksp 表示。
已知:Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO4
2-]=1.9×10-12
现有0.001 摩/升AgNO3溶液滴定0.001 摩/升KCl 和0.001 摩/升的K2CrO4的混和溶液,试通过计算
回答:
(1)Cl-和CrO4
2-中哪种先沉淀?
(2)当CrO4
2-以Ag2CrO4形式沉淀时,溶液中的Cl-离子浓度是多少? CrO4
2-与Cl-能否达到有效的分离?
(设当一种离子开始沉淀时,另一种离子浓度小于10-5mol/L 时,则认为可以达到有效分离)
解析:(1)当溶液中某物质离子浓度的乘积大于Ksp 时,会形成沉淀。几种离子共同沉淀某种离子时,根据各
离子积计算出所需的离子浓度越小越容易沉淀。(2)由Ag2CrO4沉淀时所需Ag+浓度求出此时溶液中Cl
—的浓度可判断是否达到有效分离。
解答:(1)AgCl 饱和所需 Ag+浓度[Ag+]1=1.8×10-7摩/升
Ag2CrO4饱和所需Ag+浓度[Ag+]2=
=4.36×10-5摩/升
[Ag+]1<[Ag+]2,Cl-先沉淀。
(2) Ag2CrO4开始沉淀时[Cl-]=
=4.13×10-6<10-5,所以能有效地分离。
知识点三:水的电离平衡的移动
【例4】 :某溶液中由水电离出来的C(OH—)=10-12mol/L,则该溶液中的溶质不可能是( )
A、HCl B、NaOH C、NH4Cl D、H2SO4
解析:由水电离反应式知:此溶液水电离产生的C(H+)=C(OH—) =10-12mol/L,若溶液中的H+全部来自水的电离,
则此溶液显碱性,是因溶有碱类物质所致,若溶液中的H+不仅为水电离所产生,则此溶液显酸性,为酸
性物质电离所致。NH4Cl 不可能电离产生H+。
解答:C
下列两题为上题的变式,分析一下变在何处?解题方法、思路与上题是否一样?差异何在?
(1)室温下,在纯水中加入某物质后,测得溶液中由水电离产生的C(H+)=10-12mol/L,则加入的物质可能是
(假设常温下碳酸、氢硫酸的第一步电离度为0.1%) ( )
A、通入CO2 B、通入H2S C、通入NH3 D、加入NaHSO4
(2)某溶液中水电离产生的C(H+)=10-3mol/L,,该溶液中溶质可能是( )
①Al2(SO4)3 ②NaOH ③NH4Cl ④NaHSO4
11
A、①② B、①③ C、②③ D、①④
【例5】能促进水的电离,并使溶液中C(H+)>C(OH—)的操作是 ( )
(1)将水加热煮沸 (2)向水中投入一小块金属钠 (3)向水中通CO2 (4)向水中通NH3 (5)向水中加入明
矾晶体 (6)向水中加入NaHCO3固体 (7)向水中加NaHSO4固体
A、(1)(3)(6)(7) B、(1)(3)(6) C、(5)(7) D、(5)
解析:本题主要考查外界条件对水的电离平衡的影响,请按如下思路完成本题的解:本题涉及到哪些条件对水
的电离平衡的影响?各自对水的电离平衡如何影响?结果任何(C(H+)与C(OH—)相对大小)?归纳酸、
碱、盐对水的电离平衡的影响。
解答: D
知识点四:pH 的定义方法
【例6】、下列溶液,一定呈中性的是 ( )
A.由等体积、等物质的量浓度的一元酸跟氢氧化钠溶液混合后所形成的溶液
B.[H+]=1×10-7mol·L-1的溶液
C.pH=14-pOH 的溶液
D.pH=pOH 的溶液 (2000 年化学试测题)
解析:此题要求将教材中定义pH 方法迁移应用于表示pOH 以及pH 与pOH 的关系,根据pH 的定义方法,可
定义pOH= ― lgC(OH―) ,将室温下水的离子积的表达式C(H+)×C(OH— )=10―14 两边取负对
数,―lgC(H+)―lgC(OH―)= ―lg10―14,整理得pH+pOH=14。应用所得关系式分析可得答案。
解答:D
点评:pOH= ―lgC(OH―)、pH+pOH=14 两个关系式及其应用均不在教学大纲和考纲范围内,我们不一定要掌
握,但将教材中的知识、方法加以迁移应用,进行探究发现是教学大纲和考纲提出的能力要求。此题作
为全国高考化学测试题具有重要的指导意义,值得大家认真去领悟,在随后的2001 年上海高考题以及
2002 年全国理科综合高考题中又出现了类似的题目。
为更好地表示溶液的酸碱性,科学 家提出了酸度(AG)的概念,AG=
,则下列叙述正确的是
A 中性溶液的AG=0
B 酸性溶液的AG<0
C 常温下0.lmol/L 氢氧化钠溶液的AG=12
D 常温下0.lmol/L 盐酸溶液的AG=12( 2001 年上海)
有人曾建议用AG 表示溶液的酸度(acidity arede),AG 的定义为AG=lg([H+]/[OH-])。下列表述正
确的是
A 在25℃时,若溶液呈中性,则pH=7,AG=1
B 在25℃时,若溶液呈酸性,则pH<7,AG<0
C 在25℃时,若溶液呈碱性,则pH>7,AG>0
D 在25℃时,溶液的pH 与AG 的换算公式为AG=2(7-pH) (2002 理科综合)
知识点五:溶液pH 的计算
【例7】室温下将n 体积pH=10 和m 体积pH=13 两种NaOH 溶液混合得pH=12 的NaOH 溶液,则n:m=
——————————————
解析:此题是关于两种不反应的溶液混合后溶液pH 值的计算,根据混合前后溶质(NaOH)量守恒,列式求解
解答:pH=10 C(H+)=10-10mol/L C(OH—) =10-4mol/L
pH=13 C(H+)=10-13mol/L C(OH—) =10-1mol/L
pH=12 C(H+)=10-12mol/L C(OH—) =10-2mol/L
10-4·n + 10-1·m = (n+m) ×10-2
n :m = 100 :11
规律: 有关混合溶液的pH 计算,题设条件可千变万化,正向、逆向思维,数字与字母交替出现,但基本题
型只有两种:(1)混合后不反应,(2)混合后反应。对于溶液的稀释,可将水作为浓度为0 的溶液,仍属
12
混合后不反应一类,这一类混合溶液的pH 应介于两种溶液的pH 之间,因而酸、碱溶液无论加多少水
稀释,其最终pH 均不可能等于纯水的pH(即常温不可能为7)。
混合溶液pH 的计算方法也很简单,即设法求出混合溶液的C(H+),若是溶液显碱性,则必须先求出
溶液的C(OH—),然后再换算为C(H+)或按OH—量守恒列式求解。
【例8】25ºC,若10 体积的某强碱溶液与1 体积的某强酸溶液混合后,溶液呈中性,则混合之前,该碱的pH 与
强酸的pH 之间该满足的关系是_______________________
分析:由题意知,本题为酸、碱混合后完全中和,根据中和反应的实质可知,酸中n(H+)与碱中n(OH-)相等,故有
C(H+)酸V 酸 == C(OH-)碱V 碱,由此关系列式可求得结果。
解答:设酸的pH 为a,C(H+)酸=10-a,碱的pH 为b,C(OH-)碱=10-14 / 10-b=10- (14 - b)
因为混合后溶液呈中性,所以C(H+)酸V 酸 == C(OH-)碱V 碱
10-a ×V = 10 - (14 - b) ×10V = 10 - (13 - b) ×V
10-a = 10 - (13 - b)
两边取负对数:-lg10-a = -lg10 - (13 - b),a=13-b a+b=13
即酸的pH 与碱的pH 之和为13
点评:上面解法尽管可顺利地得出本题的解,但题中的酸碱体积比可以任意变换,则每一变换都得重新求解,
这就启发我们能否找出酸、碱pH 与两者体积比之间的关系呢?同时若混合后不显中性其关系又会怎
样呢?
将上面的解改为:
C(H+)酸V 酸 == C(OH-)碱V 碱
10-a ×V 酸 = 10 - (14 - b) ×V 碱
10-a·10-b=10-14·(V 碱 / V 酸)
两边取负对数得:a+b=14―lg(V 碱 / V 酸)
若混合后溶液显酸性————————————————————————:
若混合后溶液显碱性—————————————————————————:
同学们在学习中要善于总结、积累,把自己积累的经验、成果用于指导自己的学习。例如掌握了上述关系
后,解下列题目就很轻松。
在20℃时,有PH 值为x(x6)的盐酸和PH 值为y(y8)的NaOH 溶液,取Vx 升该盐酸同该
NaOH 溶液中和,需Vy 升NaOH 溶液
(1)若x+y=14 时,则
=
(2)若x+y=13 时,则
=
(3)若x+y>14 时,则
= (表达式),且Vx Vy(填<、>或=)
4.实战演练
一 选择题
1.水是一种极弱的电解质,在室温下平均每n 个水分子只有一个水分子能电离,则n 是( )
A.1×10-4
B. 55.6×107
C. 1×107
D. 6.02×1021
2.将1mol·L-1H2SO4溶液100mL 与质量分数为10%的NaOH 溶液50g 混合均匀后,滴入甲基橙指示剂,此时
溶液的颜色是 ( )
A.浅紫色 B.黄色 C.红色 D.无色
3.pH 定义为pH=-lg{c(H+)},pOH 定义为pOH=-lg{c(OH-)},Kw表示25℃时水的离子积常数,则弱酸性溶液
中的c(H+)可表示为 ( )
A、Kw/pOH mol/L B、10pOH-14 mol/L C、10 14-pOH mol/L D、10-pOH mol/L
13
4.能使水的电离平衡正向移动,而且所得溶液呈酸性的是 ( )
A.将水加热到100℃时,水的pH=6 B.向水中滴加少量稀硫酸
C.向水中滴加少量NaHCO3 D.向水中加入少量明矾晶体
5. 常温下某溶液中水电离出的C(H+) = 1×10-13 mol/L,则下列说法中正确的是 ( )
A.该溶液一定呈酸性
B.该溶液一定呈碱性
C.该溶液中一定有C(OH-) = 0.1mol/L D.该溶液的pH 值为1 或13
6.25℃时,在水电离出的C(H+)=1×10-5摩/升的溶液中,一定能大量共存的是 ( )
A.Al3+、NH4
+、SO4
2-、Cl-
B. Mg2+、K+、SO4
2-、HCO3
-
C.K+、Na+、Cl-、SO4
2-
D.Ba2+、Cl-、Na+、PO4
3-
7.有①、②、③三瓶体积相等,浓度都是1mol/L 的HCl 溶液,将①加热蒸发至体积减小一半,在②中加入
CH3COONa 固体(加入后溶液仍呈酸性),③不作改变,然后以酚 酞作指示剂,用溶液滴定上述三种溶液,
消耗的NaOH 溶液的体积是 ( )
A、①=③>② B、③>②>① C、①=②=③ D、①<②=③
8.NH4Cl 溶于重水(D2O)生成一水合氨和水合离子的化学式为 ( )
A、NH3·D2O 和HD2O+ B、NH3·HDO 和D3O+ C、NH2D·D2O 和DH2O+ D、NH2D·HDO 和D3O+
9.室温时,pH=10 的氨水和Na2CO3溶液中,水电离产生的C(H+)前者与后者之比 ( )
A.1∶1 B.10¯10∶10¯4 C.10¯4∶10¯10 D10¯10∶10¯7
10.25℃,向VmLpH = a 的NaOH 溶液中滴加pH = b 的盐酸10VmL 时,溶液中Cl—的物质的量恰好等于
加入Na+的物质的量,则此时(a+b)的值为 ( )
A、13 B、14 C、15 D、无法判断
11.在医院中,为酸中毒病人输液不应采用 ( )
A 0.9%氯化钠溶液 B 0.9%氯化铵溶液 C 1.25%碳酸氢钠溶液 D 5%葡萄糖溶液
12.若室温时PH=a 的氨水与PH=b 的盐酸等体积混和,恰好完全反应,则该氨水的电离度可表示为
( ) A.10(a+b-12)%
B.10(a+b-14)%
C.10(12-a-b)%
D.10(14-a-b)%
13.把40 毫升Ba(OH)2溶液加入到120 毫升盐酸中,所得的溶液的PH 值为2。如果混和前Ba(OH)2和盐酸两
种溶液PH 值之和为14,则盐酸的物质的量浓度接近于 ( )
A.0.015 摩/升 B.0.02 摩/升 C.0.03 摩/升 D.0.04 摩/升
14.已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4 =Na+ +H+ + SO4
2—。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、水电离出来的c (H+)=1.0×10-10 mol/L
C、c (H+)= c (OH—)+C(SO4
2—) D、该温度下加入等体积pH 值为12 的NaOH 溶液可使反应后的溶液恰好呈中性
15.能表示人体大量喝水时,胃液的pH 变化的是
( )
pH pH pH pH
7 7 7 7
0 V(H2O) 0 V(H2O) 0 V(H2O) 0 V(H2O)
A B C D
16.4 体积pH=9 的Ca(OH)2溶液跟1 体积pH=13 的NaOH 溶液混合后,溶液中氢离子浓度为 ( )
A.5×10-13mol/L
B.2×10-12mol/L
C.1/5(4×10-9 + 1×10-13)mol/L D.1/5(4×10-5 + 1×10-1)mol/L
17.a、b、c、d 四种溶液PH 值都小于7,已知四种溶液中[H+]和[OH-]之和由大到小的顺序是b>a>d>c,则这四
种溶液PH 值由大到小的顺序是 ( )
A.c>d>a>b
B.b>a>d>c
C.a>b>c>d
D.无法确定
18. 有下列四种溶液:(1)HCl (2)AlCl3(3)NaOH (4)Na2CO3,此四种溶液中水的电离度分别为1、2、3、4已
14
知1=3,2=4且
=106,则四种溶液的PH 值不可能是 ( )
A、5 5 10 10
B、4 4 10 10
C、3 5 11 9
D、5 3 9 11
19.NaH 是—种离子化合物,它跟水反应的方程式为:NaH+H2O→NaOH+H2↑,它也能跟液氨、乙醇等发生
类似的反应,并都产生氢气。下列有关NaH 的叙述错误的是 ( )
A 跟水反应时,水作氧化剂 B NaH 中H-半径比Li+半径小
C 跟液氨反应时,有NaNH2生成 D 跟乙醇反应时,NaH 被氧化
20、常温下某溶液,水电离出的c (OH-)=1.0×10-4 mol/L,该溶液中溶质可能是 ( )
①Al2(SO4)3 ②NaOH ③NH4Cl ④NaHSO4
A、①② B、①③ C、②③ D、①④
二 填空题
21.测得某溶液的pH = 6.5,且氢离子与氢氧根离子物质的量相等,此溶液呈_____性。测定温度______室
温(填高于、低于或等于),其理由是 。 将此温度下pH=11 的NaOH 溶液
aL 与pH=1 的H2SO4溶液bL 混合。
(1)若所得混合液为中性,则a︰b 。
(2)若所得混合液的pH=2,则a︰b 。
22、水的电离平衡曲线如图所示。
(1) 若以A 点表示25℃时水的电离平衡的离子浓度,当温度升高
到100℃时,水的电离平衡状态移动到B 点,则此时水的离子积从________
变化到_________。
(2) 将pH=8 的Ba(OH)2溶液与pH=5 的稀盐酸混合,并保持100℃的恒温,
致使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2和盐酸的体积比为__________________。
(3) 已知AnBm的离子积为[c(Am+)]n[c(Bn-)]m,若某温度下Ca(OH)2的溶解度为0.74g,设饱和溶液的密度
为1g/mL,其离子积约为______________。
三 计算题
23、某温度下的溶液中c (H+)=1.0×10x mol/L,c (OH-)=1.0×10y mol/L。x 与y 的关系如右图所示;
(1)求该温度下,中性溶液的pH。
(2)求该温度下0.01mol/LnaOH 溶液的PH
(3)该温度下,pH=a 的醋酸溶液与pH=b 的NaOH 溶液等体积混合,恰好完全反应,
求此醋酸溶液中醋酸的电离度。
24.(7 分)向50ml0.018mol/L 的AgNO3溶液中加入50ml0.02mol/L 的盐酸,生成了沉淀。如果溶液中C(Ag+)
和C(Cl—)的乘积是一个常数,C(Ag+)· C(Cl—)=1.0×10—10,当溶液中C(Ag+)· C(Cl—)>常数,则有沉淀
产生,反之沉淀溶解,求(1)沉淀生成后溶液中C(Ag+)是多少?
(2)如果向沉淀生成后的溶液中再加入50mL0.001mol/L 的盐酸,是否产生沉淀,为什么?
15
A
B
10-
6
10-
7
10-7 10-6 c(H+)mol/L
c(OH-) mol/L
-10–5 0 x
0
Y
-5
-10
-15
水解
中和
答案
1 B 2 C 3 B 4D 5 D 6 AC 7 D 8 B 9 B 10 C 11 B 12 A 13 B 14 D
15
D 16 A 17 A 18 A 19 B 20 B
21 中, 高于 。 水的离解反应:H2O=H+ +OH- 吸热反应,升温有利于水的离解,使Kw
增大 (1)10︰1 (2)9︰2
22 (1) 10-14 10-12 (2) 2 :9 (3) 4×10-3
23(1) 7.5 (2)13 (3)1017-a-b%
24.解:⑴由Ag++Cl—=AgCl
可知沉淀后C(Cl
-
)=(0.02—0.018)50/(50+50)=0.001mol/L
所以C(Ag+)=1×10-10/0.001=1×10—7mol/L
⑵再加入50mL 盐酸后 C(Ag+)=1×10-7×100/(100+50)=2/3×10-7mol/L
C(Cl
-
)=0.001mol/L
C(Ag+)×C(Cl
-
)=2/3×10-7х10-3=2/3•10-14<1×10-12
所以不产生沉淀
高中化学58 个考点精讲
33、盐类的水解
1.复习重点
1.盐类的水解原理及其应用
2.溶液中微粒间的相互关系及守恒原理
2.难点聚焦
(一)盐的水解实质
H2O H++OH—
AB== Bn— + An+
HB(n—1)— A(OH)n
当盐AB 能电离出弱酸阴离子(Bn—)或弱碱阳离子(An+),即可与水电离出的H+或OH—结合成电解质分子,
从而促进水进一步电离.
与中和反应的关系:盐+水 酸+碱(两者至少有一为弱)
由此可知,盐的水解为中和反应的逆反应,但一般认为中和反应程度大,大多认为是完全以应,但盐
类的水解程度小得多,故为万逆反应,真正发生水解的离子仅占极小比例。
(二)水解规律
简述为:有弱才水解,无弱不水解 越弱越水解,弱弱都水解 谁强显谁性,等强显中性
具体为:
1.正盐溶液
①强酸弱碱盐呈酸性 ②强碱弱酸盐呈碱性 ③强酸强碱盐呈中性④弱酸碱盐不一定
如 NH4CN CH3CO2NH4 NH4F
碱性 中性 酸性
取决于弱酸弱碱 相对强弱
2.酸式盐
①若只有电离而无水解,则呈酸性(如NaHSO4)
②若既有电离又有水解,取决于两者相对大小
电离程度>水解程度,呈酸性
16
水解
电离
电离程度<水解程度,呈碱性
强碱弱酸式盐的电离和水解.
a)
以HmAn—表示弱酸酸式盐阴离子的电离和水解平衡.
Hm+1A(n—1)—+OH— HmAn—1 + H2O Hm—1A(n+1)—+ H+
抑制水解 抑制电离
增大[OH—] 促进电离 促进水离 [H+]增大
仅能存在于一定pH 值范围
如H3PO4及其三种阴离子随溶液pH 变化可相互转化:
pH 值增大
H3PO4 H2PO4
— HPO4
2— PO4
3—
pH 减小
③常见酸式盐溶液的酸碱性
碱性:NaHCO3、NaHS、Na2HPO4、NaHS. 酸性:NaHSO3、NaH2PO4、NaHSO4
(三)影响水解的因素
内因:盐的本性.
外因:浓度、湿度、溶液碱性的变化
(1)温度不变,浓度越小,水解程度越大.
(2)浓度不变,湿度越高,水解程度 越大.
(3)改变溶液的pH 值,可抑制或促进水解。
(四)比较外因对弱电解质电离和盐水解的影响.
HA H++A——Q A—+H2O HA+OH——Q
温度(T)T↑→α↑ T↑→h↑
加水 平衡正移,α↑ 促进水解,h↑
增大[H+] 抑制电离,α↑ 促进水解,h↑
增大[OH—]促进电离,α↑ 抑制水解,h↑
增大[A—] 抑制电离,α↑ 水解程度,h↑
注:α—电离程度 h—水解程度
思考:①弱酸的电离和弱酸根离子的水解互为可逆吗?
②在CH3COOH 和CH3COONO2的溶液中分别加入少量冰醋酸,对CH3COOH 电离程度 和CH3COO—水解程度
各有何影响?
(五)盐类水解原理的应用
1.判断或解释盐溶液的酸碱性
例如:①正盐KX、KY、KZ 的溶液物质的量浓度相同,其pH 值分别为7、8、9,则HX、HY、HZ 的酸性强弱的顺序
是________________
②相同条件下,测得①NaHCO3 ②CH3COONa ③NaAlO2三种溶液的pH 值相同。那实验么它们的物质的量浓
度由大到小的顺序是_______________.
因为电离程度CH3COOH>HAlO2所以水解程度NaAlO2>NaHCO3>CH3COON2在相同条件下,要使三种溶液pH
值相同,只有浓度②>①>③
2.分析盐溶液中微粒种类.
例如 Na2S 和NaHS 溶液溶液含有的微粒种类相同,它们是Na+、S2—、HS—、H2S、OH—、H+、H2O,但微粒浓度大小
关系不同.
3.比较盐溶液中离子浓度间的大小关系.
(1)一种盐溶液中各种离子浓度相对大小
①当盐中阴、阳离子等价时
[不水解离子] >[水解的离子] >[水解后呈某性的离子(如H+或OH—)] >[显性对应离子如OH—或H+]
实例:aCH3COONa. bNH4Cl
17
加热至干
a.[Na+]>[CH3COO—] >[OH—] >[H+] b.[Cl—] >[NH4
+]>[OH—]
②当盐中阴、阳离子不等价时。
要考虑是否水解,水解分几步,如多元弱酸根的水解,则是“几价分几步,为主第一步”,实例Na2S 水解
分二步
S2—+H2O HS—+OH—(主要)
HS—+H2O H2S+OH—(次要)
各种离子浓度大小顺序为:
[Na+]>[S2—] >[OH—] >[HS—] >[H+]
(2)两种电解质溶液混合后各种离子浓度的相对大小.
①若酸与碱恰好完全以应,则相当于一种盐溶液.
②若酸与碱反应后尚有弱酸或弱碱剩余,则一般弱电解质的电离程度>盐的水解程度.
4.溶液中各种微粒浓度之间的关系
以Na2S 水溶液为例来研究
(1)写出溶液中的各种微粒
阳离子:Na+、H+ 阴离子:S2—、HS—、OH—
(2)利用守恒原理列出相关方程.
10电荷守恒:[Na+]+[H+]=2[S2—]+[HS—]+[OH—]
20物料守恒: Na2S=2Na++S2—
若S2—已发生部分水解,S 原子以三种微粒存在于溶液中。[S2—]、[HS—],根据S 原子守恒及Na+的关系可得.
[Na+]=2[S2—]+2[HS—]+2[H2S]
30质子守恒
H2O H++OH—
由H2O 电离出的[H+]=[OH—],水电离出的H+部分被S2—结合成为HS—、H2S,根据H+(质子)守恒,可得方程:
[OH—]=[H+]+[HS—]+2[H2S]
想一想:若将Na2S 改为NaHS 溶液,三大守恒的关系式与Na2S 对应的是否相同?为什么?
提示:由于两种溶液中微粒种类相同,所以阴、阳离子间的电荷守恒方程及质子守恒是一致的。但物料守
恒方程不同,这与其盐的组成有关,若NaHS 只考虑盐本身的电离而不考虑HS—的进一步电离和水解,则
[Na+]=[HS—],但不考虑是不合理的。正确的关系为[Na+]=[HS—]+[S2—]+[H2S]
小结:溶液中的几个守恒关系
(1)电荷守恒:电解质溶液呈电中性,即所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数代
数和为零。
(2)物料守恒(原子守恒):即某种原子在变化过程(水解、电离)中数目不变。
(3)质子守恒:即在纯水中加入电解质,最后溶液中[H+]与其它微粒浓度之间的关系式(由电荷守恒及质
子守恒推出)
练一练!写出0.1mol/L Na2CO3溶液中微粒向后三天守恒关系式。
参考答案:
①[Na+]+[H+]=[OH—]+[HCO3
—]+2[CO3
2—]
②[HCO3
—]+[CO3
2—]+[H2CO3]=0.1
③[OH—]=[H+]+[HCO3
—]+2[H2CO3]
5.判断加热浓缩至盐干溶液能否得到同溶质固体。
例1.AlCl3+3H2O Al(OH)3+HCl △H>0(吸热)
①升温,平衡右移
②升温,促成HCl 挥发,使水解完全
AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl↑
↓灼烧
Al2O3
例2.Al2(SO4)3+6H2O 2Al(OH)3+3H2SO4 △H>0(吸热)
18
△
①升温,平衡右移
②H2SO4难挥发,随C(H2SO4)增大,将抑制水解
综合①②结果,最后得到Al2SO4
从例1 例2 可小结出,加热浓缩或蒸干盐溶液,是否得到同溶质固体,由对应酸的挥发性而定.
结论:
①弱碱易挥发性酸盐
氢氧化物固体(除铵盐)
② 弱碱难挥发性酸盐
同溶质固体
6.某些盐溶液的配制、保存
在配制FeCl3、AlCl3、CuCl2、SnCl2等溶液时为防止水解,常先将盐溶于少量相应的酸中,再加蒸馏水稀
释到所需浓度.
Na2SiO3、Na2CO3、NH4F 等不能贮存磨口玻璃塞的试剂瓶中,因Na2SiO3、Na2CO3水解呈碱性,产生较多OH—,
NH4F 水解产生HF,OH—、HF 均能腐蚀玻璃.
7.某些离子间因发生又水解而在溶液中不大量共存,如
①Al3+与S2—、HS—、CO3
2—、HCO3
—、AlO2,SiO3
2—、ClO—、C6H5O—等不共存
②Fe3与CO3
2—、HCO3
—、AlO2
—、ClO—等不共存
③NH4
+与ClO—、SiO3
2—、AlO2
—等不共存
想一想:Al2S3为何只能用干法制取?(2Al+2S Al2S3)
小结:能发生双水解反应,首先是因为阴、阳离子本身单一水解程度相对较大,其次水解一方产生较多,
H+,另一方产生较多OH—,两者相互促进,使水解进行到底。
例如:
3HCO3
— + 3H2O 3H2CO3 + 3OH—
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
促进水解进行到底
总方程式: 3H2O
3HCO3
—+Al3+===Al(OH)3↓+3CO2↑
8.泡沫灭火器内反应原理.
NaHCO3和Al2(SO4)3混合可发生双水解反应: 2HCO3
—+Al3+==Al(OH3)↓+3CO2↑
生成的CO2将胶状Al(OH)3吹出可形成泡沫
9.制备胶体或解释某些盐有净水作用
FeCl3、Kal2(SO4)2·12H2O 等可作净水剂.
原因:Fe3+、Al3+水解产生少量胶状的Fe(OH)3、Al(OH)3,结构疏松、表面积大、吸附能力强,故它们能吸
附水中悬浮的小颗粒而沉降,从而起到净水的作用.
10.某些化学肥料不能混合使用
如铵态(NH4
+)氮肥、过磷酸钙[含Ca(HPO4)2]均不能与草木灰(主要成分K2CO3)
混合使用.2NH4
++CO3
2—==2NH3↑+CO2↑+H2O
↑
损失氮的肥效
Ca2++2H2PO4
—+2CO3
2—== CaHPO4↓+2HCO3
—+HPO4
2—
难溶物,不能被值物吸收
11.热的纯碱液去油污效果好.
加热能促进纯碱Na2CO3水解,产生的[OH—]较大,而油污中的油脂在碱性较强的条件下,水解受到促进,故
热的比不冷的效果好.
12.在NH4Cl 溶液中加入Mg 粉,为何有H2放出?
NH4
++H2O NH3·H2O+H+
Mg+2H+===Mg2++H2↑
13.除杂
例:除去MgCl2溶液中的Fe3+可在加热搅拌条件下,加入足量MgO 或MgCO3或Mg(OH)2,搅拌充分反应,后
19
过滤除去。
想一想:为何不能用NaOH 或Na2CO3等溶液?
3.例题精讲
例1 浓度为0.1mol/L 的8 种溶液:①HNO3 ②H2SO4③HCOOH ④Ba(OH)2 ⑤NaOH ⑥CH3COONa ⑦KCl
⑧NH4Cl 溶液pH 值由小到大的顺序是(填写编号)____________.
【解析】相同的物质的量浓度的各种电解溶液的pH 值大小比较有以下一般规律:
(1)同物质的量浓度的酸及水解呈酸性的盐溶液,其pH 值的关系一般是:二元强酸<一元强酸<弱酸<
水解显酸性的盐溶液.
(2)同物质的量浓度的碱及水解呈碱性的盐溶液,其pH 值的关系一般是:二元强碱>一元强碱>弱碱>
水解呈碱性的盐溶液。
(3)强酸弱碱盐,碱越丝状,水溶液酸性越强;弱酸强碱盐,酸越弱,溶液碱性越强。
(4)同物质的量浓度的多元弱酸及其盐水溶液的pH 关系是:以H2PO4为例:<H3PO4<NaH2PO4<NaHPO4<
Na3PO4. 答案:②①③⑧⑦⑥⑤④。
例2 若pH=3 的酸溶液和pH=11 的碱溶液等体积混合后溶液呈酸性,其原因可能
A.生成一种强酸弱碱盐 B.弱酸溶液和强碱溶液
C.弱酸与弱碱溶液反应
D.一元强酸溶液与一元强碱溶液反应
[解析]
本题考查同学们思维的敏捷性与严密性。若酸、碱均是强酸、强碱,则由pH 知酸溶液的c(H+)=碱溶液
的c(OH-),故等体积混合时恰好中和生成强酸强碱盐,该盐不水解,溶液呈中性,与题意不符,故D 选
项错误;若酸是弱酸,碱是强碱,则等体积混合后,酸明显剩余,其物质的量远大于所生成的弱酸强碱
盐,因此,盐水解导致的碱性远小于酸电离产生的酸性,所以B 项正确 。A 项具有极强的干扰性,很多
同学错选了A,原因是只注意到了A 项中明显的“强酸弱碱盐”水解产生的酸性,而忽视了该条件时
弱碱大过量对溶液性质的决定性影响。
答案:B
例3 下列反应的离子方程式正确的是
A.硫酸铝溶液和小苏打溶液反应 Al3++3HCO3
-==3CO2↑+Al(OH)3↓
B.向Ca(ClO)2溶液中通入二氧化硫 Ca2++2ClO-+ SO2+ H2O == CaSO3+2HClO
C.硫化亚铁中加入盐酸 S2-+2H+==H2S↑
D.钠和冷水反应Na+2H2O==Na++H2↑+2OH-
[解析]Al3+、HCO3
-分别为弱碱阳离子和弱酸阴离子,在溶液中存在各自的水解平衡:Al3+ + HCO3
-
Al(OH)3
+ 3H+、HCO3
- + H2O
H2CO3 + OH-,因Al3+、HCO3
-分别且有结合水电离出的OH-、H+的强烈趋势,所以,
含有上述两种离子的溶液一旦混合,两者水解产生的H+、OH-分别为HCO3
-、Al3+结合而迅速消耗,使得
各自的水解平衡均正向移动,并最终因Al(OH)3↓、CO2↑而进行完全,故A 项正确;因CaSO3易被氧化,
而HClO 又具有强氧化性,故两者将迅速发生氧化还原反应生成CaSO4和HCl,B 项错误;C 项中的硫化
亚铁是难溶性的物质,不能拆开;D 选项的书写没有遵守电荷守恒。
答案:A
[点评]
盐类水解的离子方程式在书写时应按如下原则进行:多元弱酸根分步写、多元弱碱阳离子合并写;一
般水解用
,“↑”“↓”不能标;完全进行用“=”,标记“↑”“↓”。
例4.明矾溶于水所得溶液中离子浓度关系正确的是( )
A.[SO4
2—]=[K+]=[Al3+]>[H+]>[OH—]
B.[SO4
2—]>2[K+]>[Al3+]>[OH—] >[H+]
C.
[SO4
2—]>2[K+]>[Al3+]>[OH—] >[H+]
D.[SO4
2—]+[OH—]=[K+]+[Al3+]+[H+]
解析:明矾为KAl(SO4)2·12H2O,溶于水店,K+,SO4
2—均不水解,但Al3+要水解,故[K+]>[Al3+],溶液呈酸性,
20
△
结合该盐的组成,可知C 正确,溶液中阴、阳离子电荷守恒的方程式为:2[SO4
2—]+[OH—]=[K+]+3[Al3+]+[H+]故D
错误。
例5.普通泡沫灭火器的换铜里装着一只小玻璃筒,玻璃筒内盛装硫酸铝溶液,铁铜里盛装碳酸氢钠饱和
溶液。使用时,倒置灭火器,两种药液相混合就会喷出含二氧化碳的白色泡沫。
(1)产生此现象的离子方程式是________.
(2)不能把硫酸铝溶液装在铁铜里的主要原因是_________________
(3)一般不用碳酸钠代替碳酸氢钠,是因为__________________。
解析:(1)Al3+与HCO3
—发生双水解反应。
Al3+3HCO3
—===Al(OH)3↓+3CO2↑
(2)Al2(SO4)3溶液因水解呈酸性,含腐蚀铁铜, Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ +Fe↓+Fe2++H2↑
(3)与酸反应返率NaHCO3>Na2CO3;产生等量CO2时,消耗Al3+量:Na2CO3>NaHCO3;等质量的NaCO3、Na2HCO3
分别与足量Al3+反应,生成CO2量NaHCO3>Na2CO3
例6.①碳酸钾与水溶液蒸干得到固体物质是__________原因是________________。
②Kal(SO4)2溶液蒸干得到的固体物质是______________,原因是___________________。
③碳酸钠溶液蒸干得到的固体物质是__________,原因是_______________。
④亚硫酸钠溶液蒸干得到的固体物质是___________,原因是__________________。
⑤氯化铝溶液蒸干得到的固体物质是____________,原因是___________________。
⑥盐酸与硫酸各1mol/L 的混合酸10mL,加热浓缩至1mL,最后的溶液为_________,原因是____________。
解析:本题涉及的知识范围较广,除了盐的水解外,还应考虑到盐的热稳定性,还原性等。
①K2CO3,原因是尽管加热过程促进水解,但生成的KHCO3和KOH 反应后又生成K2CO3。
②KAl(SO4)2·2H2O,原因是尽管Al3+水解,但由于H2SO4为难挥发酸,最后仍然为结晶水合物。注意湿度过
度,会脱去结晶水。
③BaCO3 Ba2(HCO3)2 BaCO3↓+CO2↑+H2O
④Na2SO4,2Na2SO3+O2===2Na2SO4
⑤Al(OH)3, 加热,使HCl 挥发,促进水解进行到底
⑥H2SO4溶液,HCl 挥发.
4.实战演练
一、选择题
1. 常温下,将甲酸和氢氧化钠溶液混合,所得溶液pH=7,则此溶液中
A.c(HCOO-)>c(Na+) B.c(HCOO-)<c(Na+) C.c(HCOO-)=c(Na+) D.无法确定c(HCOO-)与c(Na+)的关系
2.在常温下10 mL pH=10 的KOH 溶液中,加入pH=4 的一元酸HA 溶液至pH 刚好等于7(假设反应前后体积不
变),则对反应后溶液的叙述正确的是
A.c(A-)=c(K+)B.c(H+)=c(OH-)<c(K+)<c(A-)C.V 后≥20 mLD.V 后≤20 mL
3.物质的量浓度相同(0.1 mol·L-1)的弱酸HX 与Na X溶液等体积混合后,溶液中粒子浓度关系错误的是
A.c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-)
B.若混合液呈酸性,则c(X-)>c(Na+)>c(H X)>c(H+)>c(OH-)
C.c(H X)+c(X-)=2c(Na+)
D.若混合液呈碱性,则c(Na+)>c(H X)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
4.将相同物质的量浓度的某弱酸HX 溶液与Na X溶液等体积混合,测得混合后溶液中c(Na+)>c(X-),则下
列关系正确的是
A.c(OH-)<c(H+) B.c(HX)<c(X-)
C.c(X-)+c(H X)=2c(Na+) D.c(H X)+c(H+)=c(Na+)+c(OH-)
5.某酸的酸式盐NaH Y在水溶液中,H Y-的电离程度小于H Y-的水解程度。有关的叙述正确的是
A.H2Y的电离方程式为:H2Y+H2O
H3O++H Y-
B.在该酸式盐溶液中c(Na+)>c(Y2-)>c(H Y-)>c(OH-)>c(H+)
21
C.H Y-的水解方程式为H Y-+H2O
H3O++Y2-
D.在该酸式盐溶液中c(Na+)>c(H Y-)>c(OH-)>c(H+)
6.将0.1 mol·L-1的醋酸钠溶液20 mL 与0.1 mol·L-1 盐酸10 mL 混合后,溶液显酸性,则溶液中有关
粒子的浓度关系正确的是
A.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)B.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
C.c(CH3COO-)=c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)D.c(Na+)+c(H+)>c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-)
7.物质的量浓度相同的下列溶液中,NH 浓度最大的是
A.NH4NO3
B.NH4HSO4C.CH3COONH4
D.NH4HCO3
8.CH3COOH 与CH3COONa 以等物质的量混合配制成的稀溶液,pH 为4.7,下列说法错误的是
A.CH3COOH 的电离作用大于CH3COONa 的水解作用B.CH3COONa 的水解作用大于CH3COOH 的电离作用
C.CH3COOH 的存在抑制了CH3COONa 的水解 D.CH3COONa 的存在抑制了CH3COOH 的电离
9.已知0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液的pH=8,同浓度的NaAlO2溶液的pH=11,将两种溶液等体积混合,并
且发生了反应,可能较大量生成的物质是
A.CO2
B.Al(OH)3
C.CO
D.Al3+
二、非选择题(共55 分)
10.(12 分)(1)碳酸钾的水溶液蒸干得到的固体物质是 ,原因是 。
(2)KAl(SO4)2溶液蒸干得到的固体物质是 ,原因是 。
(3)碳酸氢钡溶液蒸干得到的固体物质是 ,原因是 。
(4)亚硫酸钠溶液蒸干得到的固体物质是 ,原因是 。
(5)氯化铝溶液蒸干得到的固体物质是 ,原因是 。
(6)盐酸与硫酸浓度各为1 mol·L-1的混合酸10 mL,加热浓缩至1 mL,最后得到的溶液是 ,
原因是 。
11.(12 分)用离子方程式表示下列反应:
(1)某可溶性盐的化学式XmYn(是最简结构m≠n),将一定量的该盐溶于足量的水中,若测得溶液的
pH 为3,该盐水解的离子方程式可能为 。若测得溶液的pH 为11,则该盐与水反应的
离子方程式可能为 。
(2)NH4Cl 溶液与Na 反应 。
(3)AlCl3溶液与NaAlO2溶液反应 。
(4)C uSO4溶液与Na2S 溶液反应 。
(5)NaHSO4溶液与NaHCO3溶液反应 。
(6)FeCl3溶液与NaI 溶液反应 。
12.(10 分)25℃时,将0.01 mol CH3COONa 和0.002 mol HCl 溶于水,形成1 L 混合溶液:
(1)该溶液中存在着三个平衡体系,用电离方程式或离子方程式表示:
① ;
② ;
③ 。
(2)溶液中共有 种不同的粒子(指分子和离子)。
(3)在这些粒子中,浓度为0.01 mol·L-1 的是 ,浓度为0.002 mol·L-1 的是
。
(4) 和 两种粒子物质的量之和等于0.01 mol。
(5) 和 两种粒子物质的量之和比氢离子数量多0.008 mol。
13.(9 分)某试剂厂用银(含杂质铜)和硝酸(含杂质Fe3+)反应制取硝酸银,步骤如下:
22
依据上述步骤,完成下列填空:
(1)溶解银的硝酸应该用 硝酸(填“浓”或“稀”),原因是 。
a.减少过程中产生NO x的量b.减少原料银的消耗量c.节省硝酸物质的量
(2)步骤B 加热保温的作用是 。
a.有利于加快反应速率b.有利于未反应的硝酸挥发c.有利于硝酸充分反应,降低溶液中c(H+)
(3)步骤C 是为了除去Fe3+、C u2+等杂质。冲稀静置时发生的化学反应是 。
a.置换反应b.水解反应c.氧化还原反应
产生的沉淀物化学式是 。
14.(6 分)某二元弱酸(简写为H2A)溶液,按下式发生一级和二级电离:
H2A
H++HA-,HA-
H++A2-
已知相同浓度时的电离度α(H2A)>α(HA-),设有下列四种溶液:
A.0.01 mol·L-1的H2A 溶液 C.0.02 mol·L-1的HCl 与0.04 mol·L-1的NaHA 溶液的等体积混合液
B.0.01 mol·L-1的NaHA 溶液D.0.02 mol·L-1的NaOH 与0.02 mol·L-1的NaHA 溶液的等体积混合液
据此,填写下列空白(填代号):
(1)c(H+)最大的是 ,最小的是 。
(2)c(H2A)最大的是 ,最小的是 。
(3)c(A2-)最大的是 ,最小的是 。
15.(6 分)已知(1)Cu2+、Fe2+在pH 为 4~5 的条件下不水解,而这一条件下Fe3+几乎全部水解。
(2)双氧水(H2O2)是强氧化剂,在酸性条件下,它的还原产物是H2O。
现用粗氧化铜(CuO 中含少量Fe)制取CuCl2溶液的过程如下:
①取50 mL 纯净的盐酸,加入一定量的粗CuO 加热搅拌、充分反应后过滤,测知滤液的pH=3。
②向滤液中加入双氧水、搅拌。 ③调节②中溶液的pH 至4,过滤。④把③所得滤液浓缩。
回答以下问题:
(1)②中发生反应的离子方程式是 。
(2)③中使pH 升高到4,采取的措施是:加入过量的 并微热、搅拌。
A.NaOH
B.氨水 C.CuCl2
D.CuO
(3)③中过滤后滤渣的成分是 。
附参考答案
一、1.C 2.AD 3.D 4.C 5.AD 6.B 7.B 8.BD 9.BC
二、10.(1)K2CO3 尽管加热过程促进了K2CO3的水解,但生成的KHCO3和KOH 反应后仍为K2CO3
(2)明矾 尽管Al3+水解,因H2SO4为高沸点酸,最后仍得结晶水合物明矾
(3)BaCO3 Ba(HCO3)2在溶液中受热就会分解,而得到BaCO3
(4)Na2SO4 Na2SO3在蒸干的过程中不断被空气氧化而变成Na2SO4
23
(5)Al(OH)3和Al2O3 AlCl3水解生成Al(OH)3和HCl,由于HCl 挥发,促进了水解,
得到Al(OH)3,Al(OH)3部分分解得Al2O3
(6)10 mol·L-1 H2SO4溶液 蒸发浓缩过程中HCl 挥发,最后剩余为较浓H2SO4溶液
11.(1)Xn++nH2O
X(OH)n+nH+Ym-+H2O
H Y(m-1)-+OH-
(提示:多元弱酸根水解,以第一步为主,故Ym-水解第一步只能得到H Y(m-1)-,而不能写成HmY)
(2)2NH +2Na===2Na++2NH3↑+H2↑(3)Al3++3 AlO +6H2O===4 Al(OH)3↓
(4)C u2++S2-===C uS↓ (5)HCO +H+===H2O+CO2↑(6)2Fe3++2 I-===2Fe2++I2
12.(1)①CH3COO-+H2O
CH3COOH+OH-②CH3COOH
CH3COO-+H+③H2O
H++OH-
(2)7 (3)Na+ Cl- (4)CH3COOH CH3COO- (5)CH3COO- OH-
13.(1)稀 ac (2)ac (3)b Fe(OH)3、C u(OH)2
14.(1)A D (2)C D (3)D A
15.(1)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O(2)D(3)Fe(OH)3、CuO
高中化学58 个考点精讲
34、酸碱中和滴定
1.复习重点
1、理解中和滴定的基本原理
2、掌握滴定的正确步骤,了解所用仪器的结构(两种滴定管)。
3、理解指示剂的选用原则和终点颜色变化判定。
4、学会误差分析及成因
2.难点聚焦
一、中和反应及中和滴定原理
1、中和反应:酸+碱 正盐+水
如:①Hcl+NaOH===NaCl+H2O
②H2SO4+2NaOH====Na2SO4+2H2O
③N3PO4+3NaOH====Na3PO4+3H2O
注意:①酸和碱恰好完全中和,溶液不一定呈中性,由生成的盐性质而定。
②由于所用指示剂变色范围的限制,滴定至终点不一定是恰好完全反应时,但应尽量减少误差。
2、中和滴定原理
由于酸、碱发生中和反应时,反应物间按一定的物质的量之比进行,基于此,可用滴定的方法确定未知酸
或碱的浓度。
对于反应: HA + BOH====BA+H2O
1mol 1mol
C(HA).V(HA) C(BOH).V(BOH)
即可得 C(HA).V(HA)=== C(BOH).V(BOH)
若取一定量的HA 溶液(V 足),用标准液BOH[已知准确浓度C(标)]来滴定,至终点时消耗标准液的体积可
读出(V 读)代入上式即可计算得C(HA)
若酸滴定碱,与此同理
24
若酸为多元酸, HnA + nBOH===BnA+nH2O
1mol nmol
C(HA).V(HA) C(BOH).V(BOH)
则有关系:
3、滴定方法的关键
(1)准确测定两种反应物的溶液体积
(2)确保标准液、待测液浓度的准确
(3)滴定终点的准确判定(包括指示剂的合理选用)
4、滴定实验所用的仪器和操作要点
(1)仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶(或烧杯+玻棒)、量筒(或移液管)。
(2)操作:①滴定前的准备:查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)调液面、读数。
②滴定:移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数。③计算。
(3)滴定管“0”刻度在上。
二、滴定曲线和指示剂的选择
随着标准液的滴入,溶液的PH 在发生变化,这种变化有何特征?为何能用指示剂判定终点是否到达?如
何选用合适的指示剂?
1、滴定曲线
请看两个实例
实例1:用0.10mol/L NaOH 溶液滴定0.10mol/L HCl 溶液20.00mL
加入的VNaOH
(mL)
余VHCl
(mL)
过量VNaOH
(mL)
PH
0.00
20.00
1.0
18.00
2.00
2.3
19.80
0.20
3.3
19.98
0.02
4.3
20.00
0.00
7.0 突跃范围
20.02
0.02
9.7
20.20
0.20
10.7
22.00
2.00
11.7
40.00
20.00
12.5
实例2:用0.01mol/L NaOH 滴定20mL 0.10mol/L CH3COOH 溶液
加入的
VNaOH
(mL)
余VHCl
(mL)
过量VNaOH
(mL)
PH
0.00
20.00
2.9
18.00
2.00
5.7
19.80
0.20
6.7
19.98
0.02
7.7
20.00
0.00
8.7 突跃范围
20.02
0.02
9.7
20.20
0.20
10.7
22.00
2.00
11.7
40.00
20.00
12.6
由上表数据可看出:在滴定接近终点时,少加或多加0.02mL NaOH 溶液,即一滴之差造成的误差在允许
范围内,但pH 值出现突变,因此选择指示剂时,应选择变色范围与滴定时pH 值突跃范围相吻合的指示剂。
现将几种典型的滴定曲线画出如下图。
25
2、酸碱指示剂
(1)酸碱指示剂的变色范围(PH 值)
甲基
3.1<
3.1~4.4
>4.4
红
橙
黄
酚酞
5<
8~10
>10
无色
浅红
红
石蕊
8<
5~8
>8
红
紫
蓝
(2)根据滴定曲线和指示剂的发色范围选用指示剂。
从上面滴定曲线图可依次看出
①0.1mol/L NaOH 滴定盐酸,酚酞和甲基均可使用,当然两者测定结果不同。
②0.1mol/L NaOH 溶液滴定0.1mol/L CH3COOH 溶液
恰好中和生成CH3COOCa,溶液呈弱碱性,选酚酞为指示剂,PH=8~10 浅红色,误差小。
③用HCl 滴定NH3.H2O
恰好中和生成NH4Cl,溶液呈弱酸性,选甲基橙为指示剂,3.1~4.4 橙色,误差小。
④用HCl 滴定0.1mol/L Na2CO3溶液
第一步生成N aHCO3时,可选用酚酞为指示剂,由红色→浅红→无色。化学方程式为:
Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaOH
第二步生成碳酸(CO2↑+H2O),可选用甲基橙为指示剂,由黄色→橙色,化学方程式为:
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
小 结:(1)指示剂的选择:(由滴定曲线可知)
①强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞。
②若反应生成强酸弱碱盐溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙);若反应生成强碱弱酸盐,
溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞)
③石蕊试液因颜色变化不明显,且变色范围过宽,一般不作滴定指示剂。
(2)终点判断:(滴入最后一滴,溶液变色后,半分钟内不复原)
指示剂
操 作
酚酞
甲基橙
强碱滴定强酸
无色变为浅红色
橙色变为黄色
强酸滴定强碱
浅红色变为无色
黄色变为橙色
一、
误差分析
以一元酸和一元碱的中的滴定为例
因C 标、V 定分别代表标准液浓度、所取待测液体积,均为定值,代入上式计算。
但是实际中C 标、V 定都可能引起误差,一般可把各因素引起的误差转嫁到V 读上,若
26
0
刻
度
由
小
到
大
上
下
误读及结果:
若起始平视,终仰视,则V 读偏大C 测偏大
若起始平视,终俯视,则V 读偏小C 测偏小
若先仰后俯,则V 读偏小,C 测偏小
若先俯后仰,则V 读偏小,C 测偏大
V 读偏大,则测定结果偏大;若V 读偏小,则测定结果偏小,故通过分析V 读的变化情况,可分析滴定的误差。
引起误差可能因素有以下几种:
(1)视(读数)
注意:①滴定管中液体读数时精确到0.01mL ②一般需滴定2-3 次,取其平均值
(2)洗(仪器洗涤)
正确洗法:
二管二洗——滴定管和移液管先用蒸馏水清洗多次,再用待装液润洗几次。
一瓶一洗——锥形瓶只能用蒸馏水洗。
注意:一般滴定管装标准液,锥形瓶里装待测液。
错误洗法导致结果:
①滴定管仅用水洗,使标准液变稀,故消耗标准液体积一定变大,V 读变大,结果偏大。
②移液管仅用水洗,则待测液变稀,所取待测液溶质物质的量变少,V 读变小,结果偏小。
③锥形瓶用待测液洗过,则瓶内待测液的溶质量偏多,V 读偏大,结果偏大。
④第一次滴定完后,锥形瓶内液体倒去后,尚未清洗,接着第二次滴定,滴定结果如何,取决于上次滴定情
况如何。
(3)漏(液体溅漏)
①滴定过程中锥形瓶内液体溅出,则结果偏小。
②终点已到,滴定管下端尖中级有液滴,则V 读偏大,测定结果偏大。
(4)泡(滴定管尖嘴气泡)
正确操作应在滴定前把尖嘴管中的气泡赶尽,最后也不能出现气泡。如滴定开始有气泡,后气泡消失,则
结果偏大。若先无气泡,后有气泡,则结果偏小。
(5)色(指示剂变色控制与选择)
滴定时,眼睛应紧盯着锥形瓶内溶液的颜色变化。指示剂变色后应半分钟内不复原。如变色后立即复原,
则结果偏小。另外,同一种滴定,选择的指示剂不同,测定结果不同。
(6)杂(标准物含杂)
用于配制标准液的固体应该是纯净物。但其中有可能混有杂质,称量时又按需标准物固体质量来称取的,
帮一般均会产生误差,在此杂质又分两种情况:
①杂质与待测液不反应
如NaOH 中含NaCl,所配的NaOH 溶液浓度变小,滴定盐酸时,NaCl 不参与反应,所需标准液的体积偏
大,故测定结果偏大。
②若杂质与待测液反应,则应作具体分析。关键:比较与等物质的量的待测物反应消耗的杂质质量和标准
物的质量。若消耗杂质的质量较大,则相当于削弱了原标准液的作用能力,故与一定量待测物反应时,消耗的
标准体积变大,测定结果偏大。
或者可用等质量的杂质、标准物分别与待测物反应,根据消耗的待测物质量的多少来判断。如杂质作用待
测物质量越多,说明作用能力被增强,故测定结果偏小。
3.例题精讲
例1:图示为10mL 一定物质的量浓度的盐酸x,用一定浓度的NaOH 溶液y 滴定。根据图示推出x 和y 的物质
的量浓度是( )
A
B
C
D
X 浓度(mol/L)
0.12
0.04
0.03
0.09
Y 浓度(mol/L)
0.04
0.12
0.09
0.03
27
俯视:看小
平视:正确
仰视:看大
PH 值
解析:(1)x 10ml、y 30ml 时恰好中。
30y-10x
. A、B 合适
(2)加入y 20ml 时,PH=2 代入
PH=2 ∴选 D。
例2.用0.01 mol/L H2SO4滴定0.01mol/L NaOH 溶液,中和后加水至100ml,若滴定时终点判断有误差:①
多加1 滴H2SO4;②少加1 滴H2SO4;(设1 滴为0.05ml)则①和②[H+]的比值是( )
A、10 B、50 C、5×103 D、104
解析:①多一滴H2SO4[H+]=
②少一滴即OH 过量,[OH-]=10-5 mol/L.[H+]=10-9 mol/L
①
与②[H+]比值
。故选D。
例3:草酸晶体的组成可用H2C2O4·xH2O 表示,为了测定x 值,进行如下实验:
称取Wg 草酸晶体,配成100.00mL 水溶液
(1)称25.00mL 所配制的草酸溶液置于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4后,用浓度为amol·L-1的KMnO4溶
液滴定到KMnO4不再褪色为止,所发生的反应
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
试回答:(1)实验中不需要的仪器有(填序号)_________,还缺少的仪器有(填名称)_____________________。
a.托盘天平(带砝码,镊子)b.滴定管 c.100mL 量筒 d.100mL 容量瓶 e.烧杯
f.漏斗 g.锥形瓶 h.玻璃棒球 i.药匙 j.烧瓶
(2)实验中,标准液KMnO4溶液应装在_____________________式滴定管中,因为________________
______________________________________________________。
(3)若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测得的x 值会
__________________________(偏大、偏小、无影响)
(4)在滴定过程中若用amol·L-1的KMnO4溶液VmL,则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为_____
___________________mol·L-1,由此可计算x 的值是____________。
解析:该题涉及到气化还原滴定,虽然基于反应原理与中和滴定不同,但实验原理及操作和所用仪器等类
似。由于该反应有明显的颜色变化,故可不可用指示剂。
(1)c , f , j 还缺少铁架台(带滴定管夹),胶头滴管(定容时用)
(2)用酸式滴定管,因KMnO4溶液有强氧化性,能腐蚀橡皮管。
(3)无影响。因当初所取的待测液的物质的量一定。
(4) 2KMnO4 ~ 5H2C2O4
2mol 5mol
aV×10-3mol 0.025×Cmol
28
H2C2O4·xH2O ~ H2C2O4 ~ xH2O
1mol 18xg
4.实战演练
一、选择题
1、下列是实验操作中,能达到实验目的是( )
A、用100mL 量筒量取5.2mL 盐酸
B、用托盘天平称取25.20g 氯化钠
C、用100mL 容量瓶配制50mL 0.1mol·L-1盐酸
D、用25.00mL 碱式滴定管量取14.80mL NaOH 溶液
2、有已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH 溶液时,下列操作正确的是( )
A、酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B、锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用未知浓度的NaOH 待测液荡洗2~3 次
C、滴定前没有排除滴定管尖嘴处的气泡
D、读数时视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
3、用盐酸滴定NaOH 溶液的实验中,以甲基橙为指示剂,滴定到终点时,溶液颜色的变化是( )
A、由黄色变为红色
B、由黄色变为橙色
C、由橙色变为红色
D、由红色变为橙色
4、用0.1mol·L-1NaOH 溶液滴定0.1mol·L-1盐酸,如达到滴定终点时不慎多加了1 滴NaOH(1 滴溶液的体积约
为0.05mL),继续加水至50mL,所得溶液的PH 是( )
A、4 B、7.2 C、10 D、11.3
5、准确量取25.00mL 高锰酸钾溶液,可选用的仪器是( )
A、50mL 量筒 B、10mL 量筒 C、50mL 酸式滴定管 D、50mL 碱式滴定管
6、下列仪器中,没有“0”刻度线的是( )
A、温度计 B、量筒 C、酸式滴定管 D、托盘天平游码刻度尺
7、用移液管取10ml 烧碱溶液注入25ml 洁净的碱式滴定管中,则液面读数应( )
A、在10mL——15mL 之间 B、恰好在15mL 处 C、小于15mL D、大于15mL
8、对于锥形瓶在中和滴定中的作用和使用方法的有关说法正确的是( )
A、可有来盛装被滴定的溶液
B、可蒸馏水洗净后还应用被滴定的溶液润洗
C、滴定中不能向锥形瓶中加入蒸馏水
D、滴定时应用左手顺时针方向旋摇
9、有①、②、③三瓶体积相等,浓度都是1mol·L-1的HCl 溶液,将①加热蒸发体积至体积减少一半,在②中加入
少量CH3COONa 固体,加入后溶液仍呈强酸性,③不作改变。然后以酚酞作指示剂,用NaOH 溶液滴定上述三
种溶液,可观察到所消耗的NaOH 溶液体积是( )
A、①=③>② B、③>②>① C、③=②>① D、①=②=③
29
10、有甲、乙、丙三种等体积等物质的量浓度的NaOH 溶液。若将甲蒸发一半水,在乙中通入少量CO2,丙不变,
然后用等浓度的H2SO4溶液滴定,用甲基橙作指示剂。完全反应后,所需溶液体积是( )
A、甲=丙>乙 B、丙>乙>甲 C、乙>丙>甲 D、甲=乙=丙
11、用0.01mol·L-1H2SO4滴定1mol·L-1NaOH 溶液,中和后加水至100.00mL。若滴定终点判断有误:(1)多加了
1 滴H2SO4;
(2)少加了1 滴H2SO4(设1 滴H2SO4的体积为0.05mL)。则(1)与(2)溶液中H+离子的物质的量浓
度之比为( )
A、10 B、50 C、5×103 D、104
12、已知NH4Cl 浓度小于0.1mol/L 时,溶液PH>5.1 现用0.1mol/L HCl 溶液来滴定10mL 0.05mol/L 氨水,用
甲基橙作指示剂,达到终点时所用盐酸的体积( )
A、=10mL B、=5mL C、>5mL D、<5mL
13、中和一定量的某种醋酸溶液耗ag NaOH。若先在该醋酸溶液中溶于少量CH3COONa,再用NaOH 中和滴
定,耗bgNaOH。则a 和b 的关系是( )
A、a>b B、a<b C、a=b D、无法确定
14、有四种不纯的Na2CO3样品,分别会有下列一种杂质。如果取等质量的样品,分别加入2mol/L 盐酸,完全反
应且均生成CO2,所耗用盐酸体积相同。这四种样品中含Na2CO3的质量分数最小的是( )
A、KHCO3 B、NH4HCO3 C、K2CO3 D、NaHCO3
15、两位学生用一瓶标准盐酸滴定同一瓶NaOH 溶液,甲将锥形瓶用NaOH 待测液润洗后,使用水洗过的移液
管取碱液于刚用蒸馏水洗过尚存较多水的锥形瓶中,其它操作及读数方法全部正确。则对滴定结果的判断正
确的是( )
A、甲操作有错误 B、乙操作有错误 C、甲测定数值一定比乙小 D、乙实际测得的数值准确
16、用NaOH 溶液滴定盐酸时,由于滴定速率太快,当混合溶液变红时,不知NaOH 是否过量,判断它是否过量
的方法是( )
A、加入5mL 盐酸进行滴定
B、返滴一滴待测盐酸
C、重新进行滴定
D、以上方法均不适用
二、填空
17、(1)图I 表示10mL 量筒中液面的位置,A 与B,B 与C 刻度间相差1mL,如果刻度A 为4,量筒中液体的体
积是___________________mL。(2)图II 表示50mL 滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中
液体的体积(填代号)______________。
A、是amL
B、是(50-a)mL
C、一定大于amL
D、一定大于(50-a)mL
18、用中和滴定的方法测定NaOH 和Na2CO3的混含液中的NaOH 含量时,可先在混合液中加过量BaCl2溶液,
使Na2CO3完全变成BaCO3沉淀,然后用标准盐酸滴定(用酚酞作指示)
(1)向混有BaCO3沉淀的NaOH 和NaOH 溶液中滴入盐酸,___________(填“会”或“不会”)使BaCO3溶
解而影响测定NaOH 的含量,理由是________________。
(2)确定终点时溶液的颜色由___________变为_____________。
(3)滴定时,若滴定这中滴定液一直下降到活塞处才到达滴定终点,_________(填“能”或“不能”)由此得
出准确的测定结果。
(4)___________(填“能”或“不能”)改用甲基橙作指示剂。若使用甲基橙作指示剂,则测定结果
_____________(填“偏高”、“偏低”或“正确”)。
19、某学生有0.1000mol/L KOH 溶液滴定未知尝试的盐酸溶液,其操作可分解为如下几步:
(A)移取20.00mL 待测的盐酸溶液注入洁净的锥形瓶,并加入2-3 滴酚酞
(B)用标准溶液润洗滴定管2-3 次
(C)把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节液面使滴定管尖嘴充满溶液
30
(D)取标准KOH 溶液注入碱式滴定管至0 刻度以上2-3cm
(E)调节液面至0 或0 刻度以下,记下读数
(F)把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准KOH 溶液滴定至终点,记下滴定管液面的刻度
完成以下填空:
(1)正确操作的顺序是(用序号字母填写)______________________.
(2)上述(B)操作的目的是___________________________________。
(3)上述(A)操作之前,如先用待测液润洗锥形瓶,则对测定结果的影响是(填偏大、偏小、不变,下同)
_________________________。
(4)实验中用左手控制____________(填仪器及部位),眼睛注视____________________,直至滴定终点。判断
到达终点的现象是________________________________________。
(5)若称取一定量的KOH 固体(含少量NaOH)配制标准溶液并有来滴定上述盐酸,则对测定结果的影响是
___________________________________________________-。
(6)滴定结束后如仰视观察滴定管中液面刻度,则对滴定结果的影响是______________。
三、计算题
20、称取NaOH、Na2CO3的混合物Wg,溶于水中,加入酚酞作指示剂,以Mmol/L 的盐酸滴定,耗用V1L 时变为
粉红色,此时发生的化学反应方程式是_________________________
__________________________________________________________________;若最初以甲基橙作指示剂,当
耗用V2L 盐酸时变橙色,此时发生的化学反应方程_______________________
______________________________________________由此计算混合物中NaOH 和Na2CO3的质量分数分别为
多少?
参考答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
D
D
B
C
C
B
D
A
C
D
D
C
C
A
AD
B
17、3.2 ,D
18、(1)不会,当酚酞变色时的PH 值条件下,HCl 是与NaOh 发生反应,不会与BaCO3作用。
(2)浅红色 无色
(3)不能。因滴定管下方刻度线距活塞处有一定空间,不能测出其所用的滴定液体积
(4)不能 偏高
19、(1)BDCEAF
(2)防止将标准液稀释
(3)偏大
(4)滴定管活塞;锥形瓶中溶液的颜色变化;锥形瓶中溶液的颜色由无色变浅红且保持30 秒内不褪
色。
(5)偏小 (6)偏大
20、NaOH+HCl====NaCl+H2O
Na2CO3+HCl====NaHCO3+NaCl
NaOH+HCl====NaCl+H2O
Na2CO3+2HCl====2NaCl+CO2↑+H2O;
高中化学58 个考点精讲
35、胶体
1.复习重点
1.掌握溶液、悬浊液、乳浊液、胶体的概念,区别及鉴别它们的方法;
2.掌握胶体的本质特征及性质;
31
3.了解Fe(OH)3、AgI、硅酸溶胶的制备方法;
4.掌握胶体的凝聚方法
2.难点聚焦
(一)分散系的概念、种类
1、分散系:由一种物质(或几种物质)以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物。分散系中分散成
粒子的物质叫做分散质;另一种物质叫分散剂。
2、分散系的种类及其比较:
根据分散质微粒的大小,分散系可分为溶液、胶体和浊液(悬浊液和乳浊液)。由于其分散质微粒的大小
不同,从而导致某些性质的差异。现将它们的比较如下:
分散系
溶液
胶体
悬浊液、乳浊液
微粒直径
小于1nm
1nm—100nm
大于100nm
外观
均一透明
多数均一透明
不均一、不透明
分散质微粒组成
单个分子或离子
许多离子、分子的集合体,或高分子
巨大数量分子或离子的集合体
能否透过滤纸
能
能
悬浊液不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
实例
食盐水,碘酒
Fe(OH)3胶体、淀粉胶体
泥水、牛奶
二、胶体:
1、胶体的本质特征:分散质粒子大小在1nm—100nm 之间
2、胶体的制备与提纯:实验室制备胶体的方法一般用凝聚法,利用盐类的水解或酸、碱、盐之间的复分解
反应来制备。例如Fe(OH)3、Al(OH)3胶体就是利用盐类的水解方法来制得。
利用胶体中的杂质离子或分子能穿透半透膜,而胶体微粒不能透过半透膜的特点,可用渗析法来提纯、精
制胶体。
3、胶体的分类:
分散剂是液体——液溶胶。如Al(OH)3胶体,蛋白质胶体
(1)按分散剂的状态分 分散剂是气体——气溶胶。如雾、云、烟
分散剂是固体——固溶胶。如烟水晶、有色玻璃。
(2)按分散质的粒子分 粒子胶体——胶粒是许多“分子”的集合体。如Fe(OH)3胶体。
分子胶体——胶粒是高分子。如淀粉溶胶,蛋白质胶体等。
4、胶体的性质与应用:
(1)从胶体微粒大小,认识胶体的某些特征。由于胶体微粒在1nm—100nm 之间,它对光有一定的散射作
用,因而胶体有特定的光学性质——丁达尔现象;也正是由于胶粒直径不大,所以胶体也有它的力学性质——
布朗运动;胶体粒子较小,其表面积较大,具有强大的吸附作用,它选择吸附了某种离子,带有电荷,互相排斥,
因而胶体具有相对稳定性,且显示胶体的电学性质——电泳现象。
(2)根据胶体的性质,理解胶体发生凝聚的几种方法。正是由于胶体微粒带有同种电荷,当加入电解质或
带相反电荷的胶粒时,胶体会发生凝聚;加热胶体,胶粒吸附的离子受到影响,胶体也会凝聚。如果胶粒和分散
剂一起凝聚成不流动的冻状物,这便是凝胶。
(3)利用胶体的性质和胶体的凝聚,可区别溶液和胶体。
1)胶体有丁达尔现象,而溶液则无这种现象。
2)加入与分散质不发生化学反应的电解质,溶液无明显现象,而胶体会产生凝聚。
(三)胶体的制备方法
制备溶胶的必要条件是要使分散质粒子大小在lnm~100nm 之间。由于溶胶是热力学不稳定体系,在制备
过程中还要加入稳定剂(如电解质或表面活性物质)。制备方法原则上有两种,一是使固体颗粒变小的分散法,
一是使分子或离子聚结成胶体的凝聚法。
常用的分散法有研磨法、胶溶法等。研磨法是把粗颗粒的固体放在胶体磨中研细,在研磨的同时要加入明
胶等稳定剂。胶溶法是通过向新生成并经过洗涤的沉淀中加入适宜的电解质溶液作稳定剂,再经搅拌,使沉淀
重新分散成胶体颗粒而形成溶胶,这种过程称为胶溶作用,如在新生成的Fe(OH)3沉淀中,加入少量FeCl3稀
32
溶液可制得Fe(OH)3溶胶。
凝聚法有多种方法,应用也比分散法广泛,主要可分为化学反应法、改换溶剂法等。所有反应,如复分解、
水解、氧化还原、分解等,只要能生成难溶物,都可以通过控制反应条件(如反应物浓度、溶剂、温度、pH、搅拌
等)用来制备溶胶,这些被称之为化学反应法。例如:
(1)利用水解反应
教材中介绍的Fe(OH)3溶胶的制备,利用的就是FeCl3的水解反应:
FeCl3(稀溶液)+H2O
Fe(OH)3(溶胶)+3HCl
如果将碱金属硅酸盐类水解,则可制得硅酸溶胶:
Na2SiO3(稀溶液)+2H20
H2SiO3(溶胶)+2NaOH
(2)利用复分解反应
可用稀的AgNO3溶液与稀的KI 溶液的反应来制备AgI 溶胶:
AgNO3(稀溶液)+KI(稀溶液)
AgI(溶胶)+KNO3
(3)利用分解反应
把四羰基镍溶在苯中加热可得镍溶胶:
Ni(CO)4
Ni(溶胶)+4CO
(4)利用氧化还原反应
把氧气通入H2S 水溶液中,H2S 被氧化,得硫磺溶胶:
2H2S(水溶液)+O2
2S(溶胶)+2H2O
关于改换溶剂法则是利用一种物质在不同溶剂中溶解度相差悬殊的性质来制备溶胶,如把松香的酒精溶
液滴入水中,由于松香在水中溶解度很低,溶质以胶粒大小析出,即形成松香的水溶胶。
无论采用哪种方法,制得的溶胶常含有很多电解质或其他杂质,除了与胶粒表面吸附的离子维持平衡的
适量电解质具有稳定胶体的作用外,过量的电解质反而会影响溶胶的稳定性。因此,制备好的溶胶常常需要作
净化处理,最常用的净化方法就是渗析。
例1 下列物质中既属于无机物,又属于碱的是( )
A.Na2CO3 B.CH3OH C.CH3CH2OH D.Cu(OH)2
解析:Na2CO3是无机物,但属于盐;CH3OH 和CH3CH2OH 为有机物;Cu(OH)2为碱且为无机物,故答案应
选D。
答案:D
例2 用特殊方法把固体物质加工到纳米级(1nm~100nm)的超细粉末粒子,然后制得纳米材料。下列分散系中
的分散质的粒子的大小和这种纳米粒子大小具有相同的数量级的是( )
A.溶液 B.悬浊液 C.胶体 D.乳浊液
解析:1nm~100nm 就是胶体分散系中粒子的大小,跟这种超细粉末粒子大小具有相同数量级。
答案:C
例3 用下列方法来制备溶胶:①0.5mol/L BaCl2溶液和等体积的2mol/L H2SO4相混合并振荡;②把1mL 饱和
三氯化铁逐滴加入20mL 沸水中,边加边振荡;③把1mol/L 水玻璃加入10mL 1mol/L 盐酸中,用力振荡。可行
的是( )
A、只有①② B、只有①③ C、只有②③ D、①②③
解析:①操作,能生成BaSO4沉淀,并得不到胶体。②③是可行的。故应选(C)
例4 已知AgI 胶体微粒能吸附I-离子。在10mL 0.01mol/L KI 溶液中,滴入8—10(1 滴是1/20mL)0.01mol/L
AgNO3溶液后,将溶液装入半透膜袋中,并浸没在蒸馏滴水里。隔一段时间后,水中含有的离子最多的是
( )
A、H+、OH- B、K+、NO3
- C、I- D、Ag+、NO3
- E、K+
解析:制备AgI 胶体的原理是:KI+AgNO3=AgI(胶体)+KNO3在制备过程中KI 过量,由于AgI 胶体微粒能吸
附I-,故在溶液中含有较多离子的是K+、NO3
-。故应选(B)。
例5、下列说法中正确的是( )
33
A、胶体区别于其它分散系的本质特性是丁达尔现象 C、Fe(OH)3胶体带正电荷
B、利用半透膜可除去淀粉溶液中的少量NaCl D、加入电解质,胶体能发生凝聚
分析:本题主要考查的是胶体的概念及其对性质的理解与应用能力。胶体区别于其它分散系的本质特性
是分散质微粒的直径大小,胶粒的直径在1nm—100nm 之间而溶液中的溶质分子或离子直径小于1nm。因此
当入射光线通过胶体时,光会发生散射,这时胶粒本身好象一个光源,而产生丁达尔现象。当入射光通过溶液
时,光发生透射,不产生丁达尔现象。同样由于胶粒直径较大,它不能透过半透膜,而溶液中的离子或分子能透
过半透膜。因此可用渗析的方法来提纯淀粉胶体。同溶液一样,胶体也是电中性的,因此,只能说Fe(OH)3胶粒
带电荷,不能说Fe(OH)3胶体带电荷;根据分散剂状态不同,胶体可分为气溶胶、液溶胶、固溶胶三种,加入电
解质只能使溶胶凝聚,其他溶胶则不能。因此在所列叙述中只有B 是正确的。
答:B
例6、分别向Fe(OH)3胶体溶液中逐滴加入下列各种液体,将发生什么现象?为什么会发生这些现象?
(1)蒸馏水
(2)0.5mol/L MgSO4溶液(3)0.5mol/L H2SO4溶液
(4)蔗糖水溶液
分析:解答这类问题,既要考虑胶体特性,又要顾及加入试剂的某些性质。例如对于向Fe(OH)3胶体溶液
中加入硫酸镁溶液出现红褐色沉淀,有些同学片面理解为Fe(OH)3与MgSO4发生了复分解反应,生成了难溶
的Mg(OH)2沉淀。这是对Fe(OH)3胶体特征不理解的结果。事实上Mg(OH)2的溶解度比Fe(OH)3大,因此
Fe(OH)3与MgSO4之间不可能发生复分解反应;再说,Mg(OH)2是白色沉淀。而向Fe(OH)3胶体溶液中加入
MgSO4溶液,出现的是红褐色沉淀。正确的解释是Fe(OH)3胶粒带正电荷,MgSO4溶液是电解质溶液,溶液中
SO4
2-带负电荷,它与胶粒发生电性中和,使胶体凝聚,从而出现Fe(OH)3沉淀。
解答这类问题,还要正确全面地分析可能出现的实验现象,不胡乱瞎猜。如Fe(OH)3胶体溶液中逐滴加入
0.5mol/L H2SO4溶液,有些同学只说成依然为澄清溶液,或者只认为产生红褐色沉淀。显然这些结论是片面的
错误的。前者同学只考虑到H2SO4能与Fe(OH)3反应而未考虑H2SO4是电解质,它能中和胶粒由于吸附离子而
产生的电性,使胶体发生凝聚;而后者同学只考虑胶体发生凝聚的一方面,而未考虑到随着H2SO4溶液的滴入。
溶液中H+浓度随之逐渐增大,产生的Fe(OH)3沉淀又会溶解。
解:(1)向Fe(OH)3溶胶中逐滴加入蒸馏水,因水不会与Fe(OH)3反应,所以无明显现象发生,也不会影响
胶体的稳定性。
(2)由于MgSO4是电解质,所以在Fe(OH)3胶体中加入MgSO4溶液后,使Fe(OH)3胶粒凝聚生成红褐色
Fe(OH)3沉淀。
(3)H2SO4是电解质,当向Fe(OH)3胶体中逐滴加入H2SO4时,先使Fe(OH)3胶粒凝聚生成红褐色Fe(OH)3
沉淀,但继续加入H2SO4溶液,溶液酸性增强。H2SO4与Fe(OH)3沉淀反应,使Fe(OH)3溶解。
2 Fe(OH)3+3 H2SO4= Fe2(SO4)3+6H2O
(4)蔗糖是非电解质,所以在Fe(OH)3胶体中加入蔗糖溶液无现象发生。
4.实战演练
一、选择题:
1、胶体区别于其它分散系最本质的特征是( )
A、胶体微粒能发生电泳
B、胶体微粒的大小在1nm——100nm 之间
C、胶体微粒带有电荷
D、胶体有丁达尔现象
2、下列事实与胶体性质无关的是( )
A、在豆浆里加入盐卤做豆腐
B、河流入海处易形成沙洲
C、一束平行光线照射蛋白质溶液时,从侧面可看到光亮的通路
D、三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀
3、下列物质中不属于胶体的是( )
A、云雾
B、烟水晶
C、石灰乳
D、烟
4、胶体能产生丁达尔现象的原因是胶粒使光线发生了( )
A、反射
B、散射
C、透射
D、折射
5、Fe(OH)3胶体和MgCl2溶液共同具有的性质有( )
A、都比较稳定,密封放置不产生沉淀 B、两分散系均有丁达尔现象
C、加入盐酸先产生沉淀,随后溶解 D、分散质微粒可通过滤纸
34
6、下列几种情况下,硅酸胶体不会发生凝聚的是( )
A、加入CaCl2溶液
B、加入乙醇溶液
C、加热
D、加入硫化砷胶体
7、在水泥和冶金厂常用高压电对气溶胶作用以除去大量烟尘,减少其对空气的污染,这种做法应用的原
理是( )
A、电泳
B、渗析
C、凝聚
D、丁达尔现象
8、现有甲、乙、丙、丁和Fe(OH)3五种胶体溶液,按甲和丙,乙和丁,丙和丁,乙和Fe(OH)3胶体,两两混合,
均出现沉淀,则胶体微粒带负电荷的溶胶是( )
A、甲
B、乙
C、丙
D、丁
9、下列电解质中,能使Fe(OH)3胶体凝聚效果最好的是( )
A、NaCl
B、AlCl3
C、MgCl2
D、MgSO4
10、将淀粉碘化钾混合溶液装在羊皮纸做成的袋中,将此袋下半部浸泡在盛有蒸馏水的烧杯里,过一段时
间后取烧杯中液体进行实验,下列现象能证明羊皮纸袋一定有破损的是( )
A、加入碘水变蓝色
B、加入NaI 溶液不变蓝色
C、加入AgNO3溶液产生黄色沉淀
D、加入溴水变蓝色
11、下列各物质形成的分散系中,能产生丁达尔现象的是( )
A、稀盐酸中滴入水玻璃溶液
B、植物油溶于汽油中
C、蔗糖溶解在水中
D、硬脂酸甘油酯与NaOH 溶液共沸后的溶液
12、当表皮划破时,可用FeCl3溶液应急止血,其主要原因是( )
A、FeCl3溶液具有杀菌作用
B、FeCl3溶液能促进血液中胶粒凝聚
C、FeCl3溶液遇血液产生了氢氧化铁沉淀
D、FeCl3能氧化血红蛋白
二、填空:
13、有下列词语:①渗析
②盐析
③凝聚
④溶胶
⑤凝胶 ⑥布朗运动
⑦电泳
⑧丁达尔现象
⑨中和
⑩水解 从中选出适当的词语将其序号填入下列空格中:
(1)在肥皂水中透过强光,可以见到光带,这种现象称为
(2)在浓肥皂水中加入饱和食盐水,肥皂凝聚,这种现象称为
(3)在肥皂水中加入酚酞变成红色,说明高级脂肪酸根离子发生了
(4)在Fe(OH)3溶胶中加入(NH4)2SO4溶液,产生了红褐色沉淀,这种现象叫做
(5)用半透膜把制取的Fe(OH)3溶胶中的HCl 分离去的方法叫做
(6)不同牌号的蓝墨水混合后,有时会产生沉淀的,这是 现象。
14、在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量的情况,解决的方法是将陶土和水一起搅
拌,使微粒直径处于1nm——100nm 之间,然后插入两根电极接通直流电源,这时阳极聚集 ,阴极聚
集 ,理由是 。
15、有甲、乙、丙、丁四种液体,它们分别为Fe(OH)3胶体、硅酸胶体、As 现将有关实验现象记录如下:
(1)电泳:甲液体的阳极周围颜色变浅,阴极周围颜色变深;
(2)将一束光通过乙液体,无丁达尔现象;
(3)将乙慢慢地加入到丙液体中,先出现凝聚,后液体变清。试推断甲为 ,乙为 ,丙为
,丁为 。
【
答案
练习
】
一、选择题:
1、B
2、D
3、C
4、B
5、AD
6、BD
7、A
8、BC
9、D
10、A
11、AD
12、B
二、填空
13、(1)⑧;(2)②;(3)⑩;(4)③;(5)①;(6)③
14、带负电荷的陶土胶粒;带正电荷的氧化铁胶粒; 这两种胶粒在通直流电时发生电泳。
15、Fe(OH)3胶体;NaOH 溶液 硅酸胶体 As2S3胶体
35
36