新教材2023版高中化學(xué)第3章物質(zhì)在水溶液中的行為微專題大素養(yǎng)章末共享學(xué)生用書(shū)魯科版選擇性必修1

微專題·大素養(yǎng)③章末共享微專題一四個(gè)常數(shù)的比較名稱化學(xué)平衡常數(shù)水的離子積電離平衡常數(shù)溶度積常數(shù)符號(hào)KKwKa(酸)、Kb(堿)Ksp反應(yīng)列舉mA(g)＋n(B)?pC(g)＋qD(g)H2O?H＋＋OH－HA?H＋＋A－(以酸為例)AmBn(S)?mAn＋(aq)＋nBm－(aq)表達(dá)式K＝cKw＝c平(H＋)·c平(OH－)Ka＝cKsp＝c平mAn適用范圍可逆反應(yīng)平衡體系純水、稀水溶液弱電解質(zhì)的電離平衡體系難溶電解質(zhì)的溶解平衡體系影響因素都只受溫度的影響，與濃度變化或壓強(qiáng)變化無(wú)關(guān)主要規(guī)律溫度升高，吸(放)熱反應(yīng)的K增大(減小)；溫度升高，Kw、Ka(Kb)均增大，Ksp一般也增大(Ka和Ksp變化幅度不大，一般數(shù)量級(jí)不變)；常溫時(shí)，Kw＝1.0×10－14注意固體和純液體的濃度可視為常數(shù)，不列入平衡常數(shù)表達(dá)式中意義都表示平衡的限度；K越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大；Kw越大，水的電離程度越大；Ka或Kb越大，弱酸或弱堿的電離程度越大(酸性或堿性越強(qiáng))；相同類型的難溶電解質(zhì)，Ksp越大，溶解度越大【微訓(xùn)練一】1．已知：在25℃時(shí)，H2O?H＋＋OH－Kw＝1.0×10－14；CH3COOH?H＋＋CH3COO－Ka＝1.8×10－5。(1)醋酸鈉水解的平衡常數(shù)Kh與Kw、Ka的關(guān)系是Kh＝________。當(dāng)升高溫度時(shí)，Kh將________(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)0.9mol·L－1醋酸鈉溶液中的c(OH－)＝2.2×10－5mol·L－1。在某溶液中，Mg2＋、Cd2＋、Zn2＋三種離子的濃度均為0.01mol·L－1。向其中加入固體醋酸鈉，使其濃度為0.9mol·L－1，以上三種金屬離子中________能生成沉淀。已知：Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12、Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10-17、Ksp[Cd(OH)2]＝2.5×2．(雙選)常溫下，將鹽酸滴加到Na2X溶液中，混合溶液的pOH[pOH＝－lgc平(OH－)]與溶液中離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是()A．曲線N表示pOH與lgc平B．NaHX溶液中c平(H2X)>c平(X2－)C．當(dāng)混合溶液呈中性時(shí)，c平(Na＋)＝c平(HX－)＋2c平(X2－)D．常溫下，Na2X的第一步水解常數(shù)Kh1＝1.0×10－4微專題二酸堿中和滴定的拓展應(yīng)用1．沉淀滴定(1)定義沉淀滴定是利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行定量分析的方法。生成沉淀的反應(yīng)很多，但符合定量分析條件的卻很少，實(shí)際上應(yīng)用最多的是銀量法，即利用Ag＋與鹵素離子的反應(yīng)來(lái)測(cè)定Cl－、Br－、I－的濃度。(2)沉淀滴定原理(以溶液中Cl－含量的測(cè)定為例)以鉻酸鉀為指示劑，在中性或弱堿性介質(zhì)中，用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定鹵素化合物含量。Ag＋＋Cl－=AgCl↓(白色)Ksp(AgCl)＝1.8×10－102Ag++CrO42-=Ag2CrO4↓(磚紅色)Ksp(Ag2CrO4AgCl和Ag2CrO4的溶度積不同，因而發(fā)生分級(jí)沉淀，當(dāng)AgCl沉淀完全后，稍過(guò)量的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液與K2CrO4指示劑反應(yīng)生成Ag2CrO4沉淀(磚紅色)。2．氧化還原滴定(1)氧化還原滴定原理以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的定量分析方法，它以氧化劑或還原劑為滴定劑，直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質(zhì)；或間接滴定一些本身并沒(méi)有氧化性或還原性，但能與某些氧化劑或還原劑起反應(yīng)的物質(zhì)。氧化性滴定劑有高錳酸鉀、重鉻酸鉀、碘等；還原性滴定劑有亞鐵鹽、抗壞血酸(即維生素C)等。(2)氧化還原滴定實(shí)例①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液。原理：2MnO4-＋6H＋＋5H2C2O4=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2指示劑：酸性KMnO4溶液本身呈紫紅色，不用另外選擇指示劑，當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲嗡嵝訩MnO4溶液后，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說(shuō)明達(dá)到滴定終點(diǎn)。②Na2S2O3溶液滴定碘液。原理：2Na2S2O3＋I(xiàn)2=Na2S4O6＋2NaI。指示劑：用淀粉溶液作指示劑，當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜰a2S2O3溶液后，溶液的藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色，說(shuō)明達(dá)到滴定終點(diǎn)。【微訓(xùn)練二】1．氧化還原滴定實(shí)驗(yàn)同中和滴定類似(用已知濃度的氧化劑溶液滴定未知濃度的還原劑溶液或反之)?，F(xiàn)有0.01mol·L－1酸性KMnO4溶液和未知濃度的無(wú)色Na2SO3溶液，反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+5SO32-+6H＋=2Mn2＋＋5SO(1)該滴定實(shí)驗(yàn)中使用的儀器除鐵架臺(tái)、滴定管夾、燒杯外，還需用下列中的________(填字母)。A．酸式滴定管(50mL)B．堿式滴定管C．量筒(10mL)D．錐形瓶E．膠頭滴管F．漏斗(2)不用________(填“酸”或“堿”)式滴定管盛放高錳酸鉀溶液，原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)選何種指示劑，說(shuō)明理由_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)滴定前平視KMnO4溶液的液面，刻度為amL，滴定后俯視液面，刻度為bmL，則(b－a)mL比實(shí)際消耗的KMnO4溶液體積________(填“多”或“少”)。根據(jù)(b－a)mL計(jì)算，得到的待測(cè)液濃度比實(shí)際濃度________(填“大”或“小”)。2．亞硝基硫酸(NOSO4H)是染料工藝中重要的原料。Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室將SO2通入濃硝酸和濃硫酸的混酸中可制備亞硝基硫酸，裝置如圖1。C中主要發(fā)生反應(yīng)：SO2＋HNO3=SO3＋HNO2；SO3＋HNO2=NOSO4H。圖1(1)為了使C中反應(yīng)充分，通入SO2的速率不能過(guò)快，可采取的措施是________________________________________________________________________。(2)D裝置的作用是________________________________________________________________________圖2Ⅱ.產(chǎn)品中亞硝基硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定。稱取1.700g產(chǎn)品放入250mL的錐形瓶中，加入100.00mL0.1000mol·L－1的KMnO4溶液和少量稀硫酸，發(fā)生反應(yīng)：2KMnO4＋5NOSO4H＋2H2O=K2SO4＋2MnSO4＋5HNO3＋2H2SO4，產(chǎn)品中其他雜質(zhì)不與KMnO4反應(yīng)。反應(yīng)完全后，用0.5000mol·L－1的Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的KMnO4，發(fā)生反應(yīng)：2MnO4-＋5C2O42-＋16H＋=2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑，消耗Na2C2(3)配制100mL0.1000mol·L－1的KMnO4溶液所需要的玻璃儀器有量筒、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、________。(4)Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液(呈堿性)，應(yīng)盛放在圖2所示的滴定管________中(填“A”或“B”)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)若滴定終點(diǎn)時(shí)俯視滴定管刻度，則由此測(cè)得產(chǎn)品中亞硝基硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。(6)確定產(chǎn)品中亞硝基硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。微專題三與鹽類水解有關(guān)的離子濃度關(guān)系分析1．同一溶液中離子濃度大小的比較方法(1)“一個(gè)比較”比較同濃度的弱酸(或弱堿)的電離能力與對(duì)應(yīng)的強(qiáng)堿弱酸鹽(或強(qiáng)酸弱堿鹽)的水解能力。①如果電離能力大于水解能力，如CH3COOH的電離能力大于CH3COO－的水解能力，則等濃度的CH3COOH溶液與CH3COONa溶液等體積混合后溶液顯酸性，溶液中c(H＋)>c(OH－)。②如果水解能力大于電離能力，如HClO的電離能力小于ClO－的水解能力，則等濃度的HClO溶液與NaClO溶液等體積混合后溶液顯堿性，溶液中c(H＋)<c(OH－)。③酸式鹽溶液的酸堿性主要取決于酸式酸根離子的電離能力和水解能力的相對(duì)強(qiáng)弱。如NaHCO3溶液中，HCO3-的水解能力大于電離能力，那么溶液顯堿性，c(H＋)<c(OH－)；如NaHSO3溶液中，HSO3-的電離能力大于水解能力，那么溶液顯酸性，溶液中c(H＋(2)“兩個(gè)微弱”①弱電解質(zhì)的電離是微弱的，且水的電離能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于弱酸和弱堿的電離能力。如在稀醋酸中：CH3COOH?CH3COO－＋H＋，H2O?OH－＋H＋；在溶液中離子濃度由大到小的順序：c(H＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)。②弱酸根陰離子或弱堿陽(yáng)離子的水解是很微弱的，且水的電離程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鹽的水解程度。如在稀NH4Cl溶液中：NH4Cl=NH4++Cl－，NH4＋＋H2O?NH3·H2O＋H＋，H2O?OH－＋H＋；在溶液中離子濃度由大到小的順序是c((3)溶液中的三個(gè)守恒關(guān)系①電荷守恒規(guī)律電解質(zhì)溶液中，不論存在多少種離子，溶液總是呈電中性，即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)，如Na2CO3溶液中存在Na＋、H＋、CO32-、OH－c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO32②物料守恒規(guī)律電解質(zhì)溶液中，由于某些離子能水解或電離，離子種類增多，但原子總數(shù)是守恒的，如Na2CO3溶液中CO32-能水解，故碳元素以CO32-、HCO3-、H2CO3三種形式存在，它們之間的守恒關(guān)系為：c(Na＋)＝2c③質(zhì)子守恒規(guī)律質(zhì)子守恒是依據(jù)水的電離H2O?H＋＋OH－，無(wú)論在溶液中H＋和OH－以什么形式存在，水電離產(chǎn)生的H＋和OH－的物質(zhì)的量總是相等的。如在Na2CO3溶液中有如下守恒關(guān)系：c(OH－)＝c(H+)+c(HCO3-)＋22．單一溶液中離子濃度比較(1)多元弱酸溶液——根據(jù)多步電離分析弱電解質(zhì)的電離是微弱的，對(duì)于弱酸、弱堿，其電離程度小，產(chǎn)生的離子濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于弱電解質(zhì)分子的濃度。多元弱酸的電離是分步的，主要由第一步?jīng)Q定。例如：在H3PO4的溶液中，c((2)多元弱酸的正鹽溶液——根據(jù)弱酸根離子的分步水解分析弱酸根離子的水解是微弱的，弱酸根離子由于水解而損耗，水解產(chǎn)生的離子或分子濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于弱酸根離子的濃度。多元弱酸根離子的水解是分步的，主要由第一步?jīng)Q定。例如碳酸鈉溶液：①電離過(guò)程有Na2CO3=2Na++CO32-、H2O?H＋＋OH－。水解過(guò)程有CO32-+H2O?HCO3－＋OH－、HCO3②溶液中離子濃度由大到小的順序是c(Na+)>c(CO3(3)多元弱酸的酸式鹽溶液——要考慮酸式酸根離子的電離程度與水解程度的相對(duì)大小。例如碳酸氫鈉溶液：①電離過(guò)程有NaHCO3=Na++HCO3-、HCO3-?H＋＋CO32－、H2O?H＋＋OH－。水解過(guò)程有HCO3-＋H2O?②HCO3-以水解為主，NaHCO3溶液中c(Na+)>c(HCO3-)>c(例如亞硫酸氫鈉溶液：①電離過(guò)程有NaHSO3=Na++HSO3-、HSO3-?H＋＋SO32－、H2O?H＋＋OH－。水解過(guò)程有HSO3-＋H2O?②HSO3-以電離為主，NaHSO3溶液中c(Na+)>c(HSO3-)>(4)強(qiáng)酸弱堿鹽溶液——根據(jù)弱堿陽(yáng)離子的水解分析例如氯化銨溶液：①先分析NH4Cl溶液中的電離、水解過(guò)程。電離：NH4Cl=NH4+＋Cl－、H2O水解：NH4+＋H2O?NH3·H2O＋H判斷溶液中存在的離子有NH4+、Cl－、H＋、OH②再根據(jù)其電離和水解程度的相對(duì)大小，比較確定氯化銨溶液中離子濃度由大到小的順序是c(Cl-)>c(NH4+)>3．混合溶液中各離子濃度的比較：要綜合分析水解因素、電離因素(1)分子的電離程度大于相應(yīng)離子的水解程度①例如，在相同濃度的NH4Cl和氨水混合溶液中，NH3·H2O的電離程度大于NH4+的水解程度，則c(NH4+)>c(Cl－)>c(OH－)>②例如，在相同濃度的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中，因CH3COOH的電離程度大于CH3COO－的水解程度，則c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)。(2)分子的電離程度小于相應(yīng)離子的水解程度例如，在等物質(zhì)的量濃度的NaCN和HCN的混合溶液中存在CN－的水解：CN－＋H2O?HCN＋OH－(主要)，HCN的電離：HCN?H＋＋CN－(次要)，因?yàn)樗獬潭?gt;電離程度，故混合溶液呈堿性。溶液中各離子濃度大小順序?yàn)閏(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)。(3)兩種溶液混合后若發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則先考慮化學(xué)反應(yīng)，后考慮水解和電離的問(wèn)題。例如，將0.2mol·L-1CH3COONa溶液與0.1mol·L－1HCl溶液等體積混合時(shí)，由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)HCl＋CH3COONa=CH3COOH＋NaCl，所以混合溶液實(shí)際上是CH3COONa、CH3COOH、NaCl的混合溶液，并且三者濃度相等。由于CH3COOH的電離程度大于CH3COO－的水解程度，則溶液中各離子濃度大小順序?yàn)閏(Na＋)>c(CH3COO－)>c(Cl－)>c(H＋)>c4．不同溶液中同一離子濃度關(guān)系判斷選好參照物，分組比較，各個(gè)擊破。例如25℃時(shí)，相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中：①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④NH42SO4、⑤(NH4)2Fe(SO【微訓(xùn)練三】1．草酸(H2C2O4)是一種二元弱酸。常溫下，向H2C2O4溶液中逐滴加入NaOH溶液，混合溶液中l(wèi)gXX為cHC2OA．Ⅰ表示lgcC2B．pH＝1.22的溶液中：2c(C2O42-C．1.22<pH<4.19的溶液中：c(HC2O4-)>c(C2D．pH＝4.19的溶液中：c(Na＋)＝3c(HC2．(雙選)25℃時(shí)，某混合溶液中c平(CH3COOH)＋c平(CH3COO－)＝0.1mol·L－1，lgc平(CH3COOH)、lgc平(CH3COO－)、lgc平(H＋)和lgc平(OH－)隨pH變化的關(guān)系如圖所示。Ka為CH3COOH的電離常數(shù)，下列說(shuō)法正確的是()A．O點(diǎn)時(shí)，c平(CH3COOH)＝c平(CH3COO－)B．N點(diǎn)時(shí)，pH＝－lgKaC．該體系中，c平(CH3COOH)＝0.1cD．pH由7到14的變化過(guò)程中，CH3COO－的水解程度始終增大微專題·大素養(yǎng)③章末共享【微訓(xùn)練一】1．解析：(1)在25℃時(shí)，H2O?H＋＋OH－Kw＝1.0×10－14，CH3COOH?H＋＋CH3COO－Ka＝1.8×10－5，用前一個(gè)電離方程式減后一個(gè)電離方程式可得CH3COO－＋H2O?CH3COOH＋OH－，則醋酸鈉水解的平衡常數(shù)Kh與Kw、Ka的關(guān)系是Kh＝KwKa。水解過(guò)程吸熱，當(dāng)升高溫度時(shí)，Kh將增大。(2)Q[Mg(OH)2]＝0.01×(2.2×10－5)2＝4.84×10－12<Ksp[Mg(OH)2]，Mg2＋不能生成沉淀；Q[Zn(OH)2]＝0.01×(2.2×10－5)2＝4.84×10－12>Ksp[Zn(OH)2]，Zn2＋能生成沉淀；Q[Cd(OH)2]＝0.01×(2.2×10－5)2＝4.84×10－12>Ksp[Cd(OH)2]，Cd答案：(1)KwKa增大(2)Cd2＋、2．解析：Na2X溶液中，X2－分兩步水解，以第一步水解為主，則Kh1>Kh2，堿性條件下，pOH相同時(shí)，c平HX-c平X2->c平H2Xc平HXA錯(cuò)，曲線N表示pOH與lgc平B對(duì)，Ka(HX－)＝c平H+·c平X2-c平HX-，曲線N中l(wèi)gc平HX-c平X2-＝0時(shí)，c平(HX－)＝c平(X2－)，則Ka(HX－)＝c平H+·c平X2-c平HX-＝c平(H＋)＝1.0×10－10；Kh(HX－)＝c平OH-·c平H2Xc平HX-，曲線M中l(wèi)gc平H2Xc平HX-＝0時(shí)，c平(HX－C錯(cuò)，混合液呈中性時(shí)，c平(OH－)＝c平(H＋)，根據(jù)電荷守恒可知：c平(Na＋)＝c平(HX－)＋2c平(X2－)＋c平(Cl－)。D對(duì)，常溫下，Na2X的第一步水解常數(shù)Kh1＝c平OH-·c平HX-c平X2-，曲線N中l(wèi)gc平HX-c平X2-＝0時(shí)，c平(HX－)＝c平(X2－)，答案：BD【微訓(xùn)練二】1．解析：因酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化橡膠，因此盛放酸性KMnO4溶液應(yīng)用酸式滴定管，Na2SO3溶液呈堿性，應(yīng)用堿式滴定管量取，除此之外，還需用錐形瓶。因恰好反應(yīng)時(shí)KMnO4溶液紫色褪去，故不需指示劑。若滴定前平視，滴定后俯視，會(huì)使(b－a)偏小，從而測(cè)得Na2SO3的濃度偏小。答案：(1)ABD(2)堿KMnO4溶液能把橡膠管氧化(3)不用指示劑，因?yàn)楦咤i酸鉀被還原劑還原成Mn2＋，紫紅色褪去，所以不需要指示劑(4)少小2．解析：(5)滴定終點(diǎn)時(shí)俯視滴定管刻度，讀取的體積比實(shí)際偏小，使測(cè)得的剩余高錳酸鉀的物質(zhì)的量偏小，則與亞硝基硫酸反應(yīng)的高錳酸鉀物質(zhì)的量偏大，所以測(cè)得的亞硝基硫酸物質(zhì)的量偏大，質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大。(6)根據(jù)化學(xué)方程式可得關(guān)系式5n(Na2C2O4)～2n(KMnO4)，n(Na2C2O4)＝30.00×10－3L×0.5000mol·L－1＝0.015mol，則n(KMnO4)＝0.015mol×25＝0.006mol，與亞硝基硫酸反應(yīng)的KMnO4物質(zhì)的量為100.00×10－3L×0.1000mol·L－1－0.006mol＝0.004mol，根據(jù)題給化學(xué)方程式可得關(guān)系式2n(KMnO4)～5n(NOSO4H)，則n(NOSO4H)＝0.004mol×52＝0.010mol，所以產(chǎn)品中亞硝基硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為mNOSO4Hm樣品×答案：(1)緩慢滴加硫酸(2)吸收SO2，防止污染空氣，且防止倒吸(3)100mL容量瓶(4)B當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰a2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，溶液恰好由紫紅色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色(5)偏大(6)n(Na2C2O4)＝30.00×10－3L×0.5000mol·L－1＝0.015mol，由關(guān)系式5n(Na2C2O4)～2n(KMnO4)可得，n(KMnO4)＝0.015mol×25＝0.006mol，所以與亞硝基硫酸反應(yīng)的KMnO4物質(zhì)的量為100.00×10－3L×0.1000mol·L－1－0.006mol＝0.004mol，再由關(guān)系式2n(KMnO4)～5n(NOSO4H)可得，n(NOSO4H)