微型专题重点突破(四) 教案及习题(高中化学 选修4 步步高).docx
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1、微型专题重点突破微型专题重点突破(四四) 核心素养发展目标 1.变化观念与平衡思想:熟知水溶液中存在的三大平衡:电离平衡、 水解平衡和沉淀溶解平衡;并能根据三大平衡的移动分析解决实际问题。2.证据推理与模型 认知:建立思维模型分析解答相关问题,如:由盐溶液的酸碱性判断相应酸或碱的强弱、溶 液中离子浓度大小的比较、相关图像题的分析方法等。 一、盐类水解规律及其应用 例 1 相同物质的量浓度的 NaCN、NaClO、Na2CO3相比,Na2CO3溶液的 pH 最大,NaClO 溶液的 pH 最小,则下列说法中正确的是( ) A同温、同浓度时,酸的强弱: HClO HCN H2CO3 B同温、同浓度
2、时,酸溶液的 pH:HClOHCN H2CO3 C同体积、同浓度的 HCN 和 HClO 与 NaOH 恰好完全反应时,消耗 NaOH 的物质的量: HClOHCN D同体积、同浓度的 HCN 和 HClO 的溶液中酸根离子浓度:c(CN )c(ClO) 答案 D 解析 在相同浓度条件下,酸越弱,对应盐溶液的碱性越强,即 pH 越大。可以确定酸性: HCO 3HCNHClO,由于是同体积、同浓度的 HCN 和 HClO 与 NaOH 恰 好反应,故消耗 NaOH 的量相同,所以 A、B、C 均错误;由酸性越强电离程度越大,故 c (CN )c(ClO),D 正确。 考点 盐类的水解 题点 盐的
3、水解规律及应用 (1)“谁弱谁水解,越弱越水解”。如酸性:HCNCH3COOH,则相同条件下碱性:NaCN CH3COONa。 (2)相同条件下的水解程度 正盐相应酸式盐,如 CO2 3HCO 3。 相互促进水解的盐单独水解的盐水解相互抑制的盐。如 NH 4的水解程度:(NH4)2CO3 (NH4)2SO4(NH4)2Fe(SO4)2。 (3)利用盐的水解规律时一定把盐与酸的对应关系找准确,尤其是二元弱酸,如 Na2CO3对应 的酸是 HCO 3,NaHCO3对应的酸是 H2CO3。 变式 1 25 时,0.1 mol L 1 下列溶液的 pH 如下表,有关比较正确的是( ) 序号 溶液 Na
4、Cl CH3COONH4 NaClO NaHCO3 Na2CO3 pH 7.0 7.0 10.3 8.3 11.6 A.酸性的相对强弱:HClOHCO 3 B由水电离产生的 c(H ): C溶液中酸根离子浓度:c(ClO )c(HCO 3) D在溶液等体积混合的溶液中: c(HCO 3)c(CO 2 3)c(H2CO3)0.1 mol L 1 答案 D 解析 根据越弱越水解规律可知,酸性强弱:HClOHCO 3,故 A 项错误;CH3COONH4是 弱酸弱碱盐,促进水的电离,NaCl 对水的电离无影响,因此水电离产生的 c(H ):, B 项错误;根据溶液的 pH 可知,ClO 水解程度大于
5、HCO 3,因此 c(ClO )c(HCO 3), C 项错误;根据物料守恒可知,c(HCO 3)c(CO 2 3)c(H2CO3)0.1 mol L 1,D 项正确。 相关链接 盐溶液酸碱性的判断方法 (1)弱酸弱碱盐溶液的酸碱性判断 相同条件下,生成的弱酸的电离程度大于弱碱的电离程度时,溶液显酸性,如 NH4F H2ONH3 H2OHF,因为 K(HF)K(NH3 H2O),NH4F 溶液显酸性。 相同条件下,生成的弱碱的电离程度大于弱酸的电离程度时,溶液显碱性,如 NH4CN H2ONH3 H2OHCN,因为 K(NH3 H2O)K(HCN),NH4CN 溶液显碱性。 相同条件下, 生成
6、的弱酸的电离程度等于弱碱的电离程度时, 溶液显中性, 如 CH3COONH4 H2OCH3COOHNH3 H2O,因为 K(NH3 H2O)K(CH3COOH),CH3COONH4溶液显中 性。 (2)酸式盐溶液酸碱性的判断 强酸酸式盐只电离,不水解,溶液一定显酸性(如 NaHSO4)。 若电离程度大于水解程度, 则溶液显酸性。 例如, NaHSO3溶液中: HSO 3 H SO2 3(主 要),HSO 3H2O H2SO3OH (次要),使 c(H)c(OH),溶液显酸性;同理,NaH 2PO4 溶液、NaHC2O4溶液也显酸性。 若水解程度大于电离程度, 则溶液显碱性。 例如, NaHCO
7、3溶液中: HCO 3H2O H2CO3 OH (主要),HCO 3 H CO2 3(次要),使 c(OH )c(H),溶液显碱性;同理,NaHS 溶液、Na2HPO4溶液也显碱性。 二、溶液中三大平衡及其平衡常数 例 2 Ka、Kw、Ksp分别表示酸的电离常数、水的离子积常数、溶度积常数,下列判断正确 的是( ) A室温下向 10 mL pH3 的醋酸溶液中加入水稀释后,溶液中 cCH3COO cCH3COOH cOH 不变 B室温下 Ka(HCN)Ka(CH3COOH),说明 CH3COOH 的电离度一定比 HCN 的大 C25 时,pH 均为 4 的盐酸和 NH4I 溶液中 Kw不相等
8、D两种难溶电解质作比较时,Ksp越小的电解质,其溶解度一定越小 答案 A 解析 将关系式 cCH3COO cCH3COOH cOH 中分子、分母同时乘以 c(H )后,关系式变为 Ka(CH3COOH)/Kw,此式只与温度有关,A 项正确;电离平衡常数越大,酸性越强,越易电 离,但电离度还与温度、浓度等有关,B 项错误;电离常数、水的离子积常数、溶度积常数 都只与温度有关,C 项错误;同类型的难溶物(如 AgCl、AgBr、AgI),Ksp越小,溶解度越小, 而不同类型的难溶物(如 Ag2SO4和 AgI), Ksp小的溶解度不一定小, 需要进行换算, D 项错误。 考点 溶液中三种平衡常数
9、题点 溶液中三种平衡常数的表达与应用 (1)Ka、Kw、Ksp只是温度的函数,只与相关物质的性质和温度有关,溶液中有关离子浓度的 改变只能使平衡移动,但不改变 Ka、Kw、Ksp的值。 (2)Kh与 Ka(弱酸电离常数)或 Kb(弱碱电离常数)、Kw(水的离子积常数)的定量关系为 Ka Kh Kw或 Kb KhKw。 如:CH3COONa 溶液的水解:CH3COO H 2O CH3COOHOH KhcOH cCH 3COOH cCH3COO cCH3COOH cOH cH cCH3COO cHKw Ka。 Na2S 溶液的水解:S2 H 2O HS OH HS H 2O H2SOH Kh1cH
10、S cOH cS2 cHS cOH cH cS2 cHKw Ka2; Kh2cH2S cOH cHS cH2S cOH cH cHS cHKw Ka1。 变式 2 (2018 衡水大联考)已知:25 时,KspZn(OH)21.010 18,K a(HCOOH)1.0 10 4。该温度下,下列说法错误的是( ) AHCOO 的水解常数为 1.01010 BZn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中,c(Zn2 )1.0106 mol L1 C向 Zn(OH)2悬浊液中加入 HCOOH,溶液中 c(Zn2 )增大 DZn(OH)2(s)2HCOOH(aq)Zn2 (aq)2HCOO(aq)2H 2O(
11、l)的平衡常数 K100 答案 B 解析 HCOO 的水解常数为Kw Ka 10 14 1.010 41.010 10,A 项正确;设 Zn(OH) 2溶于水形成 的饱和溶液中 c(Zn2 )为 x mol L1,则溶液中 c(OH)2x mol L1,x(2x)2K spZn(OH)2 1.010 18,解得 x10 6 3 4 1.010 6,B 项错误;Zn(OH) 2悬浊液中存在溶解平衡: Zn(OH)2(s)Zn2 (aq)2OH(aq),加入 HCOOH 中和氢氧根离子,使平衡正向移动,溶液 中 c(Zn2 )增大,C 项正确;Zn(OH) 2(s) 2(aq)2HCOO(aq)2
12、H 2O(l) 的 平 衡 常 数K c2HCOO cZn2 c2HCOOH c2HCOO c2H cZn2 c2OH c2HCOOH K2w K2aHCOOH KspZnOH2 K2w 100,D 项正确。 相关链接 溶液中三大平衡的分析与比较 电离平衡 水解平衡 沉淀溶解平衡 举例 NH3 H2ONH 4 OH NH 4 H2ONH3 H2O H PbI2(s)Pb2 (aq)2I(aq) 平衡常数表 达式 KbcNH 4 cOH cNH3 H2O Kh cH cNH 3 H2O cNH 4 Kspc(Pb2 ) c2(I) 影响平衡常 数的因素 内因:电解质的相对 强弱 外因:温度,温度
13、越 高,电离程度越大, 平衡常数越大 盐的水解程度随温度 的升高而增大,Kh随 温度的升高而增大 内因: 难溶电解质在水中的溶 解能力 外因:Ksp与温度有关 浓度对平衡 的影响 电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡同化学平衡一样都为动态平衡,平衡的 移动符合平衡移动原理(勒夏特列原理),浓度对平衡常数没有影响 加水均能促进三大平衡正向移动;加入与电解质溶液中相同的微粒,都 能使平衡移动;三大平衡都不受压强的影响 三、溶液中离子浓度的大小比较 例 3 下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( ) A在 0.1 mol L 1 NaHCO 3溶液中:c(Na )c(HCO 3)c(CO
14、2 3)c(H2CO3) B某二元弱酸的酸式盐 NaHA 溶液中:c(OH )2c(A2)c(H)c(H 2A) C向 NH4HSO4溶液中滴加 NaOH 溶液至恰好呈中性:c(Na )c(SO2 4)c(NH 4)c(OH ) c(H ) D 常温下, 将50 mL 0.1 mol L 1的盐酸与100 mL 0.1 mol L1的氨水混合, 所得溶液中: c(NH 4) c(Cl )c(NH 3 H2O)c(OH )c(H) 答案 D 解析 在 NaHCO3溶液中,由于 HCO 3的水解程度大于其电离程度,故 c(H2CO3)c(CO 2 3), A 项错误;根据质子守恒可知:c(OH )
15、c(A2)c(H)c(H 2A),B 项错误;NH 4与 SO 2 4均 来自于 NH4HSO4溶液, NH 4部分水解, 所以 c(SO 2 4)c(NH 4), C 项错误; 混合溶液中 NH4Cl 和 NH3 H2O 的物质的量相等,NH3 H2O 的电离程度大于 NH 4的水解程度,溶液显碱性,D 项正确。 溶液中粒子浓度大小比较的思维方法模型 (1)从盐类水解的特征分析: 水解程度一般很小。 例如: NaHCO3溶液中, c(HCO 3)c(H2CO3)。 (2)理清溶液中的平衡关系并分清主次 (3)灵活运用电荷守恒、物料守恒及质子守恒关系。 变式 3 常温下,将 a L 0.1 m
16、ol L 1 的 NaOH 溶液与 b L 0.1 mol L 1 的 CH3COOH 溶液混合。 下列有关混合溶液的说法一定不正确是( ) Aac(Na)c(H)c(OH) Bab 时,c(CH3COO )c(Na)c(OH)c(H) Cab 时,c(CH3COOH)c(H )c(OH) D无论 a、b 有何关系,均有 c(H )c(Na)c(CH 3COO )c(OH) 答案 B 解析 由电荷守恒得 c(H )c(Na)c(CH 3COO )c(OH),故 D 正确;若 ba,醋酸过量, 溶液为 CH3COONa 与 CH3COOH 的混合溶液,当溶液呈酸性时 A 正确;若 ab,反应后的
17、 溶液为 CH3COONa 溶液, 由于 CH3COO 水解而显碱性, 根据质子守恒可知, C 正确; 若 ab, 说明碱过量,溶液为 CH3COONa 与 NaOH 的混合溶液,存在 c(Na )c(CH 3COO ),B 错误。 四、利用酸碱中和滴定 pH 曲线分析离子浓度关系 例 4 室温下,用相同浓度的 NaOH 溶液,分别滴定浓度均为 0.1 mol L 1 的三种酸(HA、 HB 和 HD)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( ) A三种酸的电离常数关系:KHAKHBKHD B滴定至 P 点时,溶液中:c(B )c(Na)c(HB)c(H)c(OH) CpH7 时,三种溶液中
18、:c(A )c(B)c(D) D当中和百分数达 100%时,将三种溶液混合后:c(HA)c(HB)c(HD)c(OH )c(H) 答案 C 解析 A 项,根据图像知,在未滴加 NaOH 溶液时,0.1 mol L 1 的三种酸(HA、HB 和 HD) 溶液的 pH 均大于 1,说明三种酸均为弱酸,且 pH:HAHBHD,可知酸性:HAHB HD,根据酸性越强,电离常数越大知,故 KHAKHBKHD,正确; B 项,滴定至 P 点时,溶 液中未反应的 HB 与生成的 NaB 的浓度相等,且溶液呈酸性,说明 HB 的电离程度大于 B 的水解程度,故 c(B )c(Na)c(HB)c(H)c(OH)
19、,正确;C 项,pH7 时,三种离子的浓 度分别等于 c(Na ),然而三种溶液中阴离子水解程度不同,加入的 NaOH 的体积不同,故三 种阴离子的浓度也不同,错误;D 项,根据质子守恒即可得出,三种溶液混合后溶液的质子 守恒关系:c(HA)c(HB)c(HD)c(OH )c(H),正确。 考点 盐类的水解 题点 酸碱中和滴定时 pH 曲线中离子浓度关系 酸碱中和滴定 pH 曲线的“四点”分析法 (1)起点:利用起点可以确定酸或碱的强弱。 (2)中和点:酸和碱恰好完全反应,溶液呈中性、酸性或碱性,取决于生成盐的水解情况; 利用此点可以确定酸碱的浓度和体积。 (3)中性点:酸和碱不一定完全反应;
20、利用中性点和中和点确定酸碱的强弱。 (4)一半点:一元酸与一元碱反应时生成的酸或碱与生成的盐浓度相等。 变式 4 298 K 时,在 20.0 mL 0.10 mol L 1 氨水中滴入 0.10 mol L 1 的盐酸,溶液的 pH 与所 加盐酸的体积关系如图所示。已知 0.10 mol L 1 氨水的电离度为 1.32%,下列有关叙述正确 的是( ) A该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂 BM 点对应的盐酸体积为 20.0 mL CM 点处的溶液中 c(NH 4)c(Cl )c(H)c(OH) DN 点处的溶液中 pH12 答案 D 解析 A 项,盐酸滴定氨水时,滴定终点溶液为 NH4Cl
21、溶液,呈酸性,故指示剂应选甲基橙, 错误;B 项,一水合氨属于弱碱,与盐酸正好反应生成 NH4Cl 时溶液呈酸性,故二者等浓度 反应时,若溶液的 pH7,盐酸的体积应小于氨水的体积,即小于 20.0 mL,错误;C 项, 根据电荷守恒可知溶液中:c(NH 4)c(H )c(Cl)c(OH),M 点溶液的 pH7,即 c(H) c(OH ), 则 c(NH 4)c(Cl ), 由于水的电离是微弱的, 故 c(NH 4)c(Cl )c(H)c(OH), 错误;D 项,由图可知,N 点即为 0.10 mol L 1 氨水,由其电离度为 1.32%,可知 0.10 mol L 1 氨水中 c(OH )
22、0.001 32 mol L1,故该氨水中 11pHKsp(AgI)( ) A原 AgNO3溶液的物质的量浓度为 0.1 mol L 1 B图中 x 点的坐标为(100,6) C图中 x 点表示溶液中 Ag 被恰好完全沉淀 D把 0.1 mol L 1 的 NaCl 换成 0.1 mol L 1 NaI,则图像在终点后变为虚线部分 答案 B 解析 A 项,加入NaCl 之前,pAg0,所以c(AgNO3)1 mol L 1,错误;B 项,由于c(Ag) 10 6 mol L1,所以 Ag沉淀完全,n(NaCl)n(AgNO 3)0.01 L1 mol L 10.01 mol,所 以 V(NaC
23、l)100 mL,B 正确,C 错误;若把 NaCl 换成 NaI,由于 Ksp(AgI)更小,所以 c(Ag ) 更小,pAg 更大,D 错误。 相关链接 常见溶解平衡图像的类型 (1)c(Mn )、c(An)型图像: 如图为 BaSO4沉淀溶解平衡曲线(温度一定): 曲线上的任意一点均为达到溶解平衡的平衡点, 可利用曲线上点的坐标来计算 Ksp(BaSO4); 曲线上方的点溶液过饱和,c(Ba2 ) c(SO2 4)Ksp(BaSO4),有沉淀生成; 曲线下方的点为不饱和溶液,c(Ba2 ) c(SO2 4)Ksp(BaSO4),无沉淀生成,加入 BaSO4可继 续溶解。 (2)SpH 或
24、 c(Mn )pH 图像: Fe(OH)3和 Cu(OH)2的 cpH 关系如图(温度一定): 图中曲线为相应金属离子氢氧化物的沉淀溶解平衡曲线, 可利用图像判断有关氢氧化物的 Ksp 的大小以及离子分离方法的选择。 (3)离子浓度(或离子浓度对数)溶液体积图:用 0.1 mol L 1 AgNO 3溶液滴定 20.00 mL 含有 Cl 、Br、I且浓度均为 0.1 mol L1 的混合溶液,绘得滴定曲线如图: 图中曲线的起始部分,滴入 c(Ag )不足,c(X)变化较小,在恰好反应时出现突跃,突跃后 的三条曲线为相应 AgX 的沉淀溶解平衡曲线。 若已知 a、b、c 所代表的卤素离子的曲线
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