2020版化学鲁科版选修4学案:第3章 微型专题重点突破(五) .docx
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1、微型专题重点突破(五)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,并运用模型解答相关问题。一、沉淀的生成、溶解与转化例1已知常温下:Ksp(AgCl)1.81010 mol2L2,Ksp(Ag2CrO4)1.91012 mol3L3,下列叙述正确的是()AAgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小B已知Ksp(AgBr)Ksp(AgCl)即可生成AgCl;C项,将AgNO3溶液滴入0.001 molL1的KCl中开始产生AgCl沉淀时,c(Ag)
2、 molL11.8107 molL1,而AgNO3溶液滴入0.001 molL1 K2CrO4溶液中开始产生Ag2CrO4沉淀时,c(Ag) molL11.8107 molL1,所以先产生AgCl沉淀。考点沉淀溶解平衡题点沉淀的生成、溶解与转化沉淀转化的规律(1)一般情况下溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀,但是适当的条件下也可反过来转化。(2)当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时,生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀,但是一定要进行计算后再判断,尤其是组成不同的难溶物质不能仅凭Ksp的相对大小判断沉淀的先后。变式1已知:KspMg(OH)21.81011 mol3L3,KspCu(OH
3、)22.21020 mol3L3。向浓度为0.01 molL1的Cu2和Mg2的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,下列说法正确的是()A较先出现的沉淀是Mg(OH)2B两种离子开始沉淀时,Cu2所需溶液的pH较大C当两种沉淀共存时,说明溶液中完全不存在Cu2、Mg2D当两种沉淀共存时,溶液中8.2108答案D解析由于KspCu(OH)2较KspMg(OH)2小,所以Cu2先沉淀,其所需OH的浓度较小,即溶液的pH较小,故A、B错误;绝对不溶的物质是不存在的,故C项错误;当两种沉淀共存时,由于KspMg(OH)2Mg2OH2,KspCu(OH)2Cu2OH2,所以8.2108,D项正确。二、
4、溶液中三大平衡及其平衡常数例2Ka、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D两种难溶电解质做比较时,Ksp越小的电解质,其溶解度一定越小答案A解析将关系式中分子、分母同时乘以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
5、、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KaKhKw或KbKhKw。如:CH3COONa的水解:CH3COOH2OCH3COOHOHKh。Na2S
6、溶液:S2H2OHSOHHSH2OH2SOHKh1;Kh2。变式2(2018衡水大联考)已知:25 时,KspZn(OH)21.01018 mol3L3,Ka(HCOOH)1.0104 molL1。该温度下,下列说法错误的是()AHCOO的水解常数为1.01010 molL1BZn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中,Zn21.0106 molL1C向Zn(OH)2悬浊液中加入HCOOH,溶液中Zn2增大DZn(OH)2(s)2HCOOH(aq)Zn2(aq)2HCOO(aq)2H2O(l)的平衡常数K100答案B解析HCOO的水解常数为1.01010 molL1,A项正确;设Zn(OH)2溶于水
7、形成的饱和溶液中Zn2为x,则溶液中OH2x,x(2x)2KspZn(OH)21.01018 mol3L3,解得x molL11.0106 molL1,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Zn2增大,C项正确;Zn(OH)2(s)2HCOOH(aq)Zn2(aq)2HCOO(aq)2H2O(l)的平衡常数K100,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NH3H2ONHOHNHH2ONH3H2OHPbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)平衡表达式K
8、bKhKspPb2I2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、酸、碱滴定pH曲线例3(2016全国卷,12)298 K时,在20.0 mL 0.10 molL1氨水中滴入0.10 molL1的盐
9、酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 molL1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 mLCM点处的溶液中NHClHOHDN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:NHHClOH,M点溶液的pH7,即HOH,则NHCl,由于水的电离是微弱
10、的,故NHClHOH,错误;D项,由图可知,N点即为0.10 molL1氨水,由其电离度为1.32%,可知0.10 molL1氨水中OH0.001 32 molL1,故该氨水中11pHKsp(AgI)()A原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 molL1B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 molL1的NaCl换成0.1 molL1 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 molL1,错误;B项,由于Ag106 molL1,所以Ag沉淀完全,n(NaCl)n(AgNO3)0.01 L1
11、molL10.01 mol,所以V(NaCl)100 mL,B正确,C错误;若把NaCl换成NaI,由于Ksp(AgI)更小,所以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(SO)Ksp(BaSO4),有沉淀生成;曲线下方的点为不饱和溶液,c(Ba2)c(SO)Ksp(BaSO4),无沉淀生成,加入BaSO4可继续溶解。(2)SpH或c(Mn)pH图像:Fe(OH)3和
12、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 molL1 AgNO3溶液滴定20.00 mL含有Cl、Br、I且浓度均为0.1 molL1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,则可比较相应AgX的Ksp大小或利用Ksp的大小分析a、b、c分别代表哪种卤素离子的曲线。(4)离
13、子浓度对数或负对数曲线难溶电解质溶液中离子浓度都很小,为研究方便,常取离子浓度的对数或负对数。如果横、纵坐标是离子浓度的对数或负对数,则二者的关系应是一条直线。例如在一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M:Mg2、Ca2、Mn2)的沉淀溶解平衡曲线如下图所示(已知:pMlg M,p(CO)lg CO)图中曲线为相应碳酸盐的沉淀溶解平衡曲线,因此可对比不同碳酸盐Ksp的大小,对比线外点对不同碳酸盐来说是过饱和溶液还是不饱和溶液,以及判断相应金属离子与碳酸根离子浓度的大小。五、滴定原理的迁移应用例5废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%
14、)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示:(1)铜帽溶解时加入H2O2的目的是_(用化学方程式表示)。铜帽溶解完全后,需将溶液中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是_。(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2的含量。实验操作:准确量取一定体积的含有Cu2的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH34,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下:2Cu24I=2CuI(白色)I22S2OI2=2IS4O滴定选用的指示剂为_,滴定终点观察到的现象为_。若滴定前溶液中的H2
15、O2没有除尽,所测定的Cu2含量将会_(填“偏高”“偏低”或“不变”)。答案(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O加热(至沸腾)(2)淀粉溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色偏高解析(1)铜与稀硫酸不反应,加入H2O2可以将铜氧化为CuO,CuO与稀硫酸反应。H2O2不稳定,受热分解生成水和氧气,氧气逸出。(2)根据淀粉遇碘变蓝色的性质,可用淀粉溶液作指示剂。在锥形瓶中加入淀粉溶液,溶液变为蓝色,滴入Na2S2O3标准溶液至溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,即证明I2全部反应。若溶液中的H2O2没有除尽,H2O2具有强氧化性,会氧化I生成I2,导致Na2S2O3标准溶液使用量偏多,
16、从而使算出的Cu2含量偏高。氧化还原滴定的原理及应用(1)原理与酸碱中和滴定的原理相似,氧化还原滴定的原理是以氧化剂(或还原剂)为滴定剂,直接滴定一些具有还原性(或氧化性)的物质。例如:酸性KMnO4溶液作氧化剂常用于滴定含H2C2O4、HC2O、Fe2的溶液,其反应原理分别是2MnO5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O2MnO5HC2O11H=2Mn210CO28H2OMnO5Fe28H=Mn25Fe34H2O又如,测定碘盐中碘含量的反应原理是5KIKIO33H2SO4=3K2SO43I23H2OI22Na2S2O3=2NaINa2S4O6(2)指示剂的选择氧化还原滴定的指示剂有三
17、类。氧化还原指示剂;专用指示剂,用Na2S2O3溶液滴定含I2的溶液时,以淀粉溶液为指示剂;自身指示剂,用KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液或含Fe2的溶液时,不需另加指示剂。(3)计算依据化学方程式、离子方程式或关系式列比例式,或运用原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等列式进行计算。(4)应用氧化还原滴定广泛地应用于溶液浓度的测定、物质纯度的测定、食品和药品成分的检测等定量分析。变式5(2017全国卷,28)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:.取样、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(O
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