2018-2019学年高中化学第3章物质在水溶液中的行为章末小结与测评学案鲁科版选修

PAGE第3章物质在水溶液中的行为[教师备选][知识网络构建]一、水的电离和溶液的酸碱性eq\a\al(水的,电离,和溶,液的,酸碱,性)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(水的电离：水是极弱的电解质：H2OH＋＋OH－,水的离子积：KW＝①,溶液的酸碱性\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(酸性溶液：[H＋]②[OH－],中性溶液：[H＋]③[OH－],碱性溶液：[H＋]④[OH－])),pH\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(pH＝⑤,pH的计算)),酸碱中和滴定))【答案】①[H＋][OH－]②＞③＝④＜⑤－lg[H＋]二、弱电解质的电离平衡eq\a\al(弱,电,解,质,的,电,离)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(\a\al(强、弱,电解质,比较))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(强电解质：在稀的水溶液中①；=；,强酸、强碱、大部分盐,弱电解质：在水溶液中②；；,弱酸、弱碱、少数盐)),弱电解质的电离平衡：在一定条件下，弱电解质分子,③的速率和④,的速率相等时，即达到电离平衡,影响因素：⑤、⑥、酸碱度、同离子效应等,平衡常数：ABA＋＋B－，K＝⑦，,K只与⑧有关))【答案】①完全电离②部分电离③电离成离子④离子结合成弱电解质分子⑤温度⑥浓度⑦eq\f([A＋][B－],[AB])⑧温度三、盐类水解盐类的水解eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(定义：在溶液中由盐电离产生的离子与,①的反应,实质：盐类的水解②了水的电离，,盐＋水\o(,\s\up8(水解),\s\do15(中和))酸＋碱,影响因素：③、④、酸碱度等,规律：谁弱⑤，谁强⑥，越弱,⑦，都弱⑧，无弱⑨,盐类水解的应用))【答案】①水电离产生的H＋或OH－结合生成弱电解质②促进③温度④浓度⑤谁水解⑥显谁性⑦越水解⑧都水解⑨不水解四、沉淀溶解平衡eq\o(\a\al(难溶电,解质的,溶解平,衡))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(物质的溶解性：易溶、可溶、①,溶解平衡：AgCls\o(,\s\up8(溶解),\s\do15(沉淀))Cl－aq＋Ag＋aq,Ksp＝②,沉淀溶解平衡的应用：沉淀的③和转化))【答案】①微溶、难溶②[Cl－][Ag＋]③生成、溶解五、离子反应eq\a\al(离,子,反,应)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(发生的条件\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(发生复分解反应\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(有①生成,有②生成,有③生成)),发生④反应)),应用\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(物质检验与含量测定,物质制备与纯化,生活中常见的离子反应))))【答案】①沉淀②气体③弱电解质④氧化还原[专题总结对练]专题一电解质溶液中的离子平衡类别电离平衡水解平衡沉淀溶解平衡平衡状态特点逆离子化与分子化同时进行中和与水解同时进行沉淀与溶解同时进行等v(离子化)＝v(分子化)v(中和)＝v(水解)v(沉淀)＝v(溶解)定溶液中各离子的浓度保持不变溶液中各离子的浓度保持不变溶液中各离子的浓度保持不变动都处于动态平衡中变条件改变时，原来的平衡状态被破坏，经过一段时间，建立起新的平衡平衡常数各平衡常数都只与本性和温度有关，而与浓度、压强等外界条件无关[专题对练]1．下列有关电解质溶液的说法正确的是()A．向0.1mol·L－1CH3COOH溶液中加入少量水，溶液中eq\f([H＋],[CH3COOH])减小B．将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃，溶液中eq\f([CH3COO－],[CH3COOH][OH－])增大C．向盐酸中加入氨水至中性，溶液中eq\f([NH\o\al(＋,4)],[Cl－])>1D．向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中eq\f([Cl－],[Br－])不变D[A项，CH3COOHCH3COO－＋H＋，K＝eq\f([CH3COO－][H＋],[CH3COOH])，则eq\f([H＋],[CH3COOH])＝eq\f(K,[CH3COO－])，加水稀释，K不变，[CH3COO－]减小，故比值变大。B项，CH3COONa溶液中存在水解平衡：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，K＝eq\f([CH3COOH][OH－],[CH3COO－])，升高温度，水解平衡正向移动，K增大，则eq\f([CH3COO－],[CH3COOH][OH－])(1/K)减小。C项，溶液呈中性，则[H＋]＝[OH－]，根据电荷守恒可知，[Cl－]＝[NHeq\o\al(＋,4)]。D项，向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，沉淀溶解平衡逆向移动，由于eq\f([Cl－],[Br－])＝eq\f([Cl－][Ag＋],[Br－][Ag＋])＝eq\f(KspAgCl,KspAgBr)，Ksp仅与温度有关，故eq\f([Cl－],[Br－])不变。]2．浓度均为0.10mol·L－1、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随lgeq\f(V,V0)的变化如图所示。下列叙述错误的是()【导学号：41722193】A．MOH的碱性强于ROH的碱性B．ROH的电离程度：b点大于a点C．若两溶液无限稀释，则它们的[OH－]相等D．当lgeq\f(V,V0)＝2时，若两溶液同时升高温度，则eq\f([M＋],[R＋])增大D[由图像分析浓度为0.10mol·L－1的MOH溶液，在稀释前pH为13，说明MOH完全电离，则MOH为强碱，而ROH的pH＜13，说明ROH没有完全电离，ROH为弱碱。A．MOH的碱性强于ROH的碱性，A正确。B．曲线的横坐标lgeq\f(V,V0)越大，表示加水稀释体积越大，由曲线可以看出b点的稀释程度大于a点，弱碱ROH存在电离平衡：ROHR＋＋OH－，溶液越稀，弱电解质电离程度越大，故ROH的电离程度：b点大于a点，B正确。C．若两溶液无限稀释，则溶液的pH接近于7，故两溶液的[OH－]相等，C正确。D．当lgeq\f(V,V0)＝2时，溶液V＝100V0，溶液稀释100倍，由于MOH发生完全电离，升高温度，[M＋]不变；ROH存在电离平衡：ROHR＋＋OH－，升高温度促进电离平衡向电离方向移动，[R＋]增大，故eq\f([M＋],[R＋])减小，D错误。]专题二溶液中离子平衡常数的应用电离常数(Ka、Kb)水的离子积常数(KW)难溶电解质的溶度积常数(Ksp)概念在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离常数一定温度下，水或稀的水溶液中[OH－]与[H＋]的乘积在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一常数表达式(1)对于一元弱酸HA：HAH＋＋A－，电离常数Ka＝eq\f([H＋][A－],[HA])(2)对于一元弱碱BOH：BOHB＋＋OH－，电离常数Kb＝eq\f([B＋][OH－],[BOH])KW＝[OH－][H＋]MmAn的饱和溶液：Ksp＝[Mn＋]m[Am－]n影响因素只与温度有关，升高温度，K值增大只与温度有关，升高温度，KW增大只与难溶电解质的性质和温度有关[专题对练]1．联氨(N2H4)为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为________(已知：N2H4＋H＋N2Heq\o\al(＋,5)的K＝8.7×107mol－1·L；KW＝1.0×10－14mol2·L－2)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为____________________________________________________________。[解析]将H2OH＋＋OH－KW＝1.0×10－14mol2·L－2、N2H4＋H＋N2Heq\o\al(＋,5)K＝8.7×107mol－1·L相加，可得：N2H4＋H2ON2Heq\o\al(＋,5)＋OH－Ka1＝KW·K＝1.0×10－14×8.7×107mol·L－1＝8.7×10－7mol·L－1。类比NH3与H2SO4形成酸式盐的化学式NH4HSO4可知，N2H4与H2SO4形成的酸式盐的化学式应为N2H6(HSO4)2。[答案](1)8.7×10－7mol·L－1N2H6(HSO4)22．碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：(1)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。该反应的还原产物为________。(2)上述浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子。取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中eq\f([I－],[Cl－])为________。已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10mol2·L－2，Ksp(AgI)＝8.5×10－17mol2·L－2。[解析](1)浓缩液中碘元素以I－的形式存在，I－具有还原性，可将MnO2还原为Mn2＋。(2)当AgCl开始沉淀时，溶液中eq\f([I－],[Cl－])＝eq\f([I－][Ag＋],[Cl－][Ag＋])＝eq\f(KspAgI,KspAgCl)＝eq\f(8.5×10－17,1.8×10－10)≈4.7×10－7。[答案](1)MnSO4(或Mn2＋)(2)4.7×10－7专题三中和滴定原理的拓展应用1．沉淀滴定(1)概念：沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多，但符合条件的却很少，实际上应用最多的是银量法，即利用Ag＋与卤素离子的反应来测定Cl－、Br－、I－浓度。(2)原理：沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂，滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小，否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl－的含量时常以CrOeq\o\al(2－,4)为指示剂，这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶的缘故。2．氧化还原滴定(1)原理：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。(2)实例：①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4原理：2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋＋5H2C2O4=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O指示剂：酸性KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外选择指示剂，当滴入一滴酸性KMnO4溶液后，溶液由无色变浅红色，且半分钟内不退色，说明到达滴定终点。②Na2S2O3溶液滴定碘液原理：2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI指示剂：用淀粉作指示剂，当滴入一滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色退去，且半分钟内不恢复原色，说明到达滴定终点。[专题对练]1．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：Ⅰ.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(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。Ⅱ.酸化、滴定将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被I－还原为Mn2＋，在暗处静置5min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6))。回答下列问题：【导学号：41722194】(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是________________________________________________________________________________________________________________________。(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________。(3)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________及二氧化碳。(4)取100.00mL水样经固氧、酸化后，用amol·L－1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为____________________________________________________________；若消耗Na2S2O3溶液的体积为bmL，则水样中溶解氧的含量为________mg·L－1。(5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________(填“高”或“低”)。[解析](1)本实验为测定水样中的溶解氧，如果扰动水体表面，会增大水体与空气的接触面积，增大氧气在水中的溶解量。避免扰动水体表面是为了使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差。(2)由题意知，反应物为O2和Mn(OH)2，生成物为MnO(OH)2，因此该反应的化学方程式为O2＋2Mn(OH)2=2MnO(OH)2。(3)配制溶液时还需要容量瓶；煮沸可以使蒸馏水中的氧气挥发，达到除去氧气的目的。(4)由于混合液中含有碘单质，加入淀粉时，溶液为蓝色；滴定时，Na2S2O3与碘反应，当碘恰好完全反应时，溶液蓝色刚好褪去，且半分钟内颜色不变色。由各反应关系可建立如下关系式：O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2Oeq\o\al(2－,3)，由题意知，滴定消耗Na2S2O3的物质的量为ab×10－3mol，因此0.1L水样中溶解氧的物质的量＝eq\f(ab,4)×10－3mol，质量为eq\f(ab,4)×10－3mol×32g·mol－1＝8ab×10－3g＝8abmg，即溶解氧的含量为80abmg·L－1。(5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会使最后的读数偏小，测得消耗Na2S2O3的体积偏小，所以测量结果偏低。[答案](1)使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差(2)O2＋2Mn(OH)2=2MnO(OH)2(3)容量瓶氧气(4)当滴入最后一滴标准液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内无变化80ab(5)低2．(1)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl－，利用Ag＋与CrOeq\o\al(2－,4)生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl－恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10－5mol·L－1)时，溶液中[Ag＋]为________mol·L－1，此时溶液中[CrOeq\o\al(2－,4)]等于________mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10－12mol3·L－3和2.0×10－10mol2·L－2)(2)＋6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)还原成Cr3＋，反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________。[解析](1)由AgCl的Ksp＝[Ag＋][Cl－]，当溶液中Cl－恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10－5mol·L－1)时，溶液中[Ag＋]＝eq\f(2.0×10－10,1.0×10－5)mol·L－1＝2.0×10－5mol·L－1；由Ag2CrO4的Ksp＝[Ag＋]2[CrOeq\o\al(2－,4)]，此时溶液中[CrOeq\o\al(2－,4)]＝eq\f(2.0×10－12,2.0×10－52)mol·L－1＝5.0×10－3mol·L－1。(2)根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒可以得出NaHSO3将废液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)还原成Cr3＋的离子方程式为5H＋＋3HSOeq\o\al(－,3)＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O。[答案](1)2.0×10－55.0×10－3(2)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3HSOeq\o\al(－,3)＋5H＋=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O[教师备选]二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：①电解时发生反应的化学方程式为_______________________。②溶液X中大量存在的阴离子有_________________________。③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________(填标号)。a．水 B．碱石灰c．浓硫酸 D．饱和食盐水(3)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸；Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；Ⅴ.用0.1000mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6))，指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为_______________________________________________________________________________。②玻璃液封装置的作用是________________________________。③Ⅴ中加入的指示剂通常为________，滴定至终点的现象是_________。④测得混合气中ClO2的质量为________g。(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是___________________________(填标号)。a．明矾b．碘化钾c．盐酸d．硫酸亚铁[解析](1)该反应中Cl由＋5价降低为＋4价，S由＋4价升高为＋6价，则KClO3为氧化剂，Na2SO3为还原剂。根据氧化还原反应中电子得失守恒可得：n(KClO3)×(5－4)