高考化学电解质溶液方面试题的解题方法与技巧.docx
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高考化学电解质溶液方面试题的解题方法与技巧
高考化学电解质溶液方面试题的解题方法与技巧金点子:
本策略内
容主要包括:
弱电解质的电离平衡、水的电离和溶液的
pH、盐类的
水解三部分。
从近十年的高考试卷来看,水的电离与溶液pH的求算、溶液中离子浓度大小的比较、离子共存,是高考中常考不衰的热点内
容。
随着人们对环境保护意识的增强,有关与溶液有关的废水分析与
处理问题,将会与离子共存、pH求算及中和滴定一起融入未来的高
考试题中。
1.弱电解质的电离平衡可通过平衡状态分析法进行比较分析。
2.溶液的pH计算酸可直接计算,碱可通过pOH转换成pH。
pH=
-lg{c(H+)},pOH=-lg{c(OH-)},pKw=-lg{Kw}。
25℃时,pH+pOH=143.盐类水解的应用经典题:
例题
1:
(1999年上海高考题)把
0.05molNaOH固体分别加入下列100mL
液体中,溶液的导电能力变化最小的是()A.自来水
B.
0.5mol·L-1盐酸C.
0.5mol·L-1HAc溶液D.
0.5mol·L
-1KCl溶液方法:
导电性强弱决定于什么?
是解答出此类试题的
关键。
一般说来,金属的导电性决定于单位体积内自由电子数,电解
质的导电性决定于单位体积内自由移动的离子数,也即自由离子的浓
度。
化最小。
选项
A、C均有弱电解质变成强电解质,离子浓度增大。
选
项D由于加入NaOH固体,增大了离子浓度。
B中NaOH与含等物质
的量HCl的盐酸反应后,溶质由HCl变成NaCl,离子浓度不变,导电性几乎不变。
故选B。
强弱要分清、浓度是关键。
若不注意强弱
电解质问题,此题极易误选答案C。
总结:
导电性问题是生产生活中的常见问题,其导电性不仅有溶
液中的导电,还有金属与非金属(如石墨)的导电。
此类试题一要注
意自由电荷的浓度;
二要注意两类导电物质本质不同,金属的导电为物理过程,而电
解质溶液的导电实际上是一电解过程。
例题2:
(1992年全国高考题)相同温度、相同物质的量浓度的
四种溶液:
①CH3COONa②NaHSO4③NaCl④C6H5—ONa,按pH由大到
小的顺序排列,正确的是
()A.④①③②
B.①④③②C.①②③④D.④③①②方法:
溶液pH的大小由两种情况决定,一是电解质本身的电离,二是水的
电离,而水的电离程度的大小又决定于盐类水解程度的大小。
此类试
题要求准确把握酸碱的相对强弱,充分依靠水解规律判析。
捷径:
四种溶液可分成三组,②NaHSO4,电离显酸性,pH7;
③NaCl为强酸强碱的正盐,不水解,溶液呈中性,pH=7;
①④是强碱弱酸盐,水溶液均呈碱性,因CH3COOH的酸性较
C6H5OH强,故pH值应为④①,以此得答案A。
总结:
此类试题解答的一般步骤为:
先分组,然后再对组内物质根据电离与水解程度进行判析。
题中溶液除为盐溶液外,还可能为酸
或碱。
如等浓度的八种稀溶液:
①Na2SO4②H2SO4③NaHSO4④NH4Cl
⑤NaHCO3⑥NaCO3⑦NaOH⑧Ba(OH)2,其pH由小到大的顺序为
②③④①⑤⑥⑦⑧。
例题3:
(1991年全国高考题)已知一种c(H+)=1×10-3mol·L
-1的酸和一种c(OH—)=1×10-3mol·L-1碱溶液等体积混合
后,溶液呈酸性。
其原因可能是()A.浓的强酸和稀的强碱
溶液反应
B.浓的弱酸和稀的强碱溶液反应C.等浓度的强酸
和弱碱溶液反应
D.生成了一种强酸弱碱盐方法:
酸碱中和
后所得溶液的酸碱性主要有两方面因素制约,①盐的水解,②酸碱用
量。
解题时既要考虑酸碱的强弱,又要考虑酸碱用量的多少,两者缺
一不可。
捷径:
题中两溶液中的c(H+)=c(OH—),采用中和假想法,若
是强酸强碱等体积混合,溶液一定呈中性。
现溶液呈酸性,说明酸过
量,且必须是弱酸。
以此得答案B。
总结:
中和反应后溶液的酸碱性由两方面决定。
该题给出c(H+)=
c(OH—),故应从酸碱用量考虑。
如未理解题意,极易从盐的水解进
行分析,故易错选
C、D。
例题4:
(1997年上海高考题)在下列叙述中,能说明盐酸是强
酸,醋酸是弱酸的是
()A.将pH=4的盐酸
和醋酸稀释到pH=5的溶液,醋酸所加的水量多B.盐酸和醋酸都可
用相应的钠盐与浓硫酸反应制取C.相同pH的盐酸和醋酸溶液中分别加入相应的钠盐固体,醋酸的pH变化大D.相同pH的盐酸和醋酸
分别跟锌反应时,产生氢气的起始速度相等方法:
强弱电解质的区
别在于电离程度的大小,而电离程度则可通过溶液中电离产生的离子
浓度进行定性分析。
对于酸、碱的稀溶液,则又可以通过pH的大小
或变化情况来进行判析。
捷径:
B未涉及酸性强弱。
DpH相等,与锌反应的速度必相等,与酸性强弱无关。
A由于稀释到相同pH,醋酸加水量大于盐酸,证明
稀释过程中醋酸电离度增大,所以醋酸是弱酸。
C中加入相应钠盐固
体,醋酸pH变化大,证明所加CH3COO—抑制了CH3COOH的电离,存
在电离平衡,属弱酸。
故选
A、C。
总结:
弱酸稀释,电离度增大,造成溶液中变化较强酸小。
如要
获得相同pH,其加水量必超过强酸。
部分同学由于未考虑电离度对
离子浓度的影响,而漏选A。
例题5:
(1991年全国高考题)在某无色透明的酸性溶液中,能
共存的离子组是
()A.NH4+、NO3—、Al3+、Cl—
B.Na+、AlO2—、K+、NO3—C.MnO4—、K+、SO42—、Na+
D.K+、SO42—、HCO3—、Na+方法:
离子共存问题在高考试题中常常有众多
的限制条件,如无色、酸碱性、能跟Al作用产生H2等等。
解题时,需找出限制条件,对照选项逐一化解,方可正确获得答案。
捷径:
根据条件为无色,先排除C。
再根据溶液呈酸性,排除
B、D,以此获得答案为A。
总结:
条件对离子共存题起着限制和制约的作用。
部分考生由于未能考虑无色透明,而错选C。
例题6:
(2021年全国高考)将pH=l的盐酸平均分成2份,l
份加适量水,另1份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶
液后,pH都升高了1,则加入的水与NaOH溶液的体积比为()A.9
B.10
C.11
D.12方法:
利用pH概念巧算。
捷径:
设在1LpH=1的盐酸中,加入水后pH=2,则加入水的体
积约为9L,如果加入
0.1mol·L—1的NaOH溶液VL,后溶液的pH也
变成2,则mol/LC(H+)=解之V=L,二者的体积比为9L
︰L=11︰1,故答案为C。
总结:
两溶液混合后计算溶液的pH时应注意:
混合溶液显酸性
时一定要用H+浓度计算,混合溶液显碱性时,一定要用OH—浓度计
算,两者不能颠倒。
例题7:
(2021年上海高考)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<0C.常温下
0.lmol/L氢氧化钠溶液的AG=12D.常温下
0.lmol/L盐酸溶液的
AG=12方法:
运用迁移类比法分析。
捷径:
在中性溶液中,c(H+)=c(OH—),AG==lg1=0,在酸性溶液中c(H+)﹥c(OH—),AG=,因为c(H+)﹥c(OH—),所以其比值大于1AG﹥0,在
0.1mol·L—1的NaOH溶液中c(OH—)
=
0.1mol·L—1,c(H+)=1×10—13mol·L—1,AG==—12,在
0.1mol·L—1的盐酸中,c(H+)=
0.1mol·L—1,c(OH—)=1×10—13mol·L—1,AG==12。
答案为AD。
总结:
这是一道信息迁移式试题。
要善于将酸度的信息与原有
pH计算严格区别开来。
排除pH计算的干扰是正确解题的保证。
例题8:
(2021年全国高考)25℃时,若体积为
Va、pH=a的
某一元强酸与体积为
Vb、pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且
已知VaVb和a=
0.5b。
请填写下列空白:
(1)a值可否等于3(填“可”或“否”),其理由
是。
(2)a值可否等于5(填“可”或“否”),其理
由是。
(3)a的取值范围是。
方法:
当强酸强碱混合时,混合溶液的酸碱性、酸碱体积比及
pH问题,均可通过将pH转换成c(H+)或c(OH-),然后在幂指数中将
PH叠加进行分析而得。
捷径:
(1)若a=3,则b=6,而b为25℃强碱的pH,必须大于7,故a不可能等于3。
(2)若a=5,则b=10,强酸中c(H+)=10-5mol·L-1,强碱
中c(OH-)=10-4mol·L-1,根据恰好中和可得10-5
mol·L-1Va=10-4mol·L-1Vb,Va/Vb=10,不符。
(3)强酸pH=a,c(H+)=10-amol·L-1,强碱pH=b,c(OH-)=10b-14mol·L-1,根据恰好中和知:
10-amol·L-1Va=10b-14
mol·L-1Vb,Va/Vb=10a+b-14,因VaVb故a+b-140,b=2a,代入得a,又pH=b=2a7,a,以此得a的取值范围是a。
总结:
该题中的关键字词为:
恰好中和。
唯有根据VaVb和a=
0.5b这两点限制条件,将PH化成幂指数形式进行叠加,方能正确解答。
部分考生由于未能采用pH叠加法,而造成
(2)、(3)两问失分。
此类试题既可通过给出强酸与强碱的体积比以确定pH的叠加结果,又可通过直接给出PH叠加结果以求强酸与强碱的体积比。
例题9:
(1999年全国高考)某二元弱酸(简写为H2A)溶液,按下式发生一级和二级电离:
H2AH++HA-,HA-H++A2-已知相同浓度时的电高度α(H2A)α(HA-),设有下列四种溶液:
A.
0.01mol·L-1的H2A溶液B.
0.01mol·L-1的NaHA溶液C.0.01mol·L-1的HCl与
0.04mol·L-1的NaHA溶液等体积混合液D.
0.02mol·L-1的NaOH与
0.02mol·L-1的NaHA溶液等体积混合液据此,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____________________。
方法:
从相互反应后的溶液间着手,结合电离与水解的知识进行分析。
捷径:
(1)C中两种溶液发生反应,HCl+NaHA=NaCl+H2A,还剩余NaHA。
反应后,由于溶液体积扩大一倍,所以溶液中的c(NaHA)与c(H2A)的浓度均为
0.01mol·L—1。
同理D溶液经反应后c
(Na2A)=
0.01mol·L—1。
由于C中大量存在HA—,抑制H2A的电离,所以c(H+)最大的是A,c(H+)最小的是D(D中A2—发生水解,溶
液显碱性)。
(2)由于C中H2A的电离受到HA—的抑制,所以c(H2A)最大
的C,而D溶液中获得H2A需要A2—经过两步水解得到,而B只需一
步水解HA—+H2OH2A+OH—即可得到,所以D中c(H2A)最小。
(3)c(A2—)是在强碱性条件下存在,所以
(3)题答案与
(1)
正好相反。
以此得答案为
(1)A,D,
(2)C,D,
(3)D,A。
总结:
两溶液相互混合时首先必须考虑溶液间的反应问题,只有
在充分反应后才能再对其溶液中的成分进行分析。
金钥匙:
例题1:
若在加入铝粉能放出氢气的溶液中,分别加入下列各组离子,可能共
存的是()A.NH4+、NO3—、CO32—、Na+
B.Na+、Ba2+、Mg2+、CO32—C.NO3—、Ca2+、K+、AlO2—
D.NO3—、K+、AlO2—、H+方法:
根据限制条件逐项分析。
捷径:
加入铝粉放出氢气的溶液,可能是强酸性溶液,也可能是强碱性溶液。
选项
A、B、D中的离子如CO32—、AlO2—在强酸性溶液,NH4+、Mg2+、H+在强碱性溶液中均不能共存,而C选项中的四种离子是能大量共存
的。
答案为C。
总结:
本题往往误选D,因为只考虑H+与Al反应能产生H2,而
忽略了H+与AlO2—不能大量共存这一基本事实。
例题2:
在pH=1的溶液中可以大量共存的离子组是()A.Na+、K+、Cl—、CO32—B.Ba2+、Na+、SO42—、NO3—C.Al3+、Mg2+、SO42—、Cl—D.NH4+、K+、OH—、SO42—方法:
离子能否大量共存的依据是离子之间能否发生离子反应。
若阴阳离子间能发生反应,导致离子浓度或种类发生变化则表明该阴、阳离子不能大量共存,反之,若离子之间不发生反应,则能共存。
分析方法同例1。
捷径:
A.pH=1为强酸环境,H+不能与CO32—共存:
2H++CO32—=CO2↑+H2O。
B.Ba2+和SO42—反应生成BaSO4沉淀,且不溶于稀硝酸:
Ba2++SO42—=BaSO4↓。
C.Al3+、Mg2+、SO42—、Cl—可以共存于强酸溶液中,它们彼此不发生反应。
D.在酸性溶液中H+与OH—不可能同时大量共存:
H++OH—=H2O以此,C选项正确。
总结:
解有关离子能否共存的问题时,除能准确判断所给离子组能否发生反应外,还要特别注意试题的前提设置,由于审题时没有注意试题的前提设置“在pH=1的溶液中”,导致误选A和C。
例题3:
在室温下等体积的酸和碱的溶液,混合后pH一定小于7的是()A.pH=3的硝酸跟pH=11的氢氧化钾溶液B.pH=3的盐酸跟pH=11的氨水C.pH=3的硫酸跟pH=11的的氢氧化钠溶液D.pH=3的醋酸跟pH=11的氢氧化钡溶液方法:
对半分析,pH=3的酸溶液与pH=11的碱溶液其c(H+)=c(OH-),等体
积混合后,电离出的H+和OH-完全反应,若溶液显酸性,则必须酸
过量,也即酸为弱酸。
捷径:
c(H+)和c(OH-)相等的强酸强碱溶液等体积混合后,必为
中性,即pH=7,现要使溶液呈酸性,酸一定要过量,即应选用一种
弱酸(部分电离)和强碱溶液混合才能达到目的。
以此得答案为D。
总结:
等体积是解答该题的关键字词,在酸碱相互混合时,如果
存在等量关系,均可用对半法来分析。
例题4:
把
0.02mol/LHAc溶液和
0.01mol/LNaOH溶液等体积
混合,则混合溶液中微粒浓度关系正确的是()A.c(A
c—)>c(Na+)
B.c(HAc)>c(Ac—)C.c(H
+)=c(Ac—)-c(HAc)
D.c(HAc)+c(Ac—)=
0.01mol/L
方法:
根据溶液中电荷守恒和物料守恒求解。
捷径:
此题实质上是
0.05mol/L的HAc溶液和
0.05mol/L的NaAc
溶液的混合溶液。
由电荷守恒关系可得:
c(H+)+c(Na+)=c(Ac—)+c(OH—)
(1)由物料守
恒关系可得:
c(HAc)+c(Ac—)=c(Na+)×2=
0.01mol/L
(2)由
(2)式可知D正确。
将
(1)×2+
(2)可得:
2c(H+)=c(Ac—)+2c(OH—)-c(HAc)
(3)C选项
错误。
以此得答案为
A、D。
总结:
在电解质溶液中通常存在两类
守恒关系。
一类为电荷守恒,即溶液中各种离子所带电荷数相等,在列式时要注意:
离子带多少个电荷,其离子浓度必须乘以多少。
另一
类为物料守恒,即通过元素比较获得的元素关系守恒。
例题5:
有K2SO4、Al2(SO4)3混合溶液,巳知其中
c(Al3+)=
0.4mol/L,c(SO42-)=
0.7mol/L,则溶液中K+物质的量浓
度为()A.
0.1mol/L
B.
0.15mol/L
C.
0.2mol/L
D.
0.25mol/L方法:
利用电荷守恒求解。
捷径:
混合溶液中K+、Al3+离子所带的正电荷总数,一定等于
SO42-所带的负电荷总数,根据电荷守恒关系可得:
3c(Al3+)+
c(K+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-)。
因c(H+)或c(OH-)都
很小,可忽略,故3×
0.4mol/L+c(K+)=2×
0.7mol/L,c(K+)=
0.2mol/L。
所以选C。
总结:
在列出溶液中的电荷守恒关系时,无论溶液中的离子浓度
有多小,都要列出。
例题6:
在25℃时,若10体积的强酸溶液与1体积的强碱溶液
混合后溶液呈中性,则混合之前,该强酸溶液的pH与强碱溶液的pH
之和应满足的关系是。
方法:
利用完全反应n(H+)=n(OH-)分析求解。
捷径:
设强酸溶液的pH=a,强碱溶液的pH=b;
强酸溶液的体积为10V,强碱溶液的体积为V。
强酸溶液中的c
(H+)=10-amol/L,强碱溶液的c(OH-)=10(b-14)mol/L。
根据
混合后溶液呈中性知:
c(H+)·10V=c(OH-)·V,将浓度数值代
入得:
10-amol/L·10V=10(b-14)mol/L·V,a+b=15。
以此得答
案为:
pH酸+pH碱=15。
总结:
酸碱完全中和,pH=7,n(H+)=n(OH-),是此题的关键。
例题7:
下列物质加热浓缩或蒸干,请对其进行分析判断。
①
碳酸钾的水溶液蒸干得到的固体物质是,原因
是。
②明矾的水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氯化铝的水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1mol/L的混合酸10mL,加热浓缩至1mL,最后溶液的浓度是,原因是。
方法:
根据盐溶液的水解及试剂的还原性分析解题。
捷径:
①尽管加热过程促进了K2CO3的水解,但生成的KHCO3和
KOH反应后又生成K2CO3。
故蒸干得到的固体物质是K2CO3。
②尽管Al3+水解,但由于H2SO4为高沸点酸,又与Al(OH)3
发生反应,最后仍然是结晶水合物明矾,故蒸干得到的固体物质是明
矾。
③Ba(HCO3)2在溶液中受热分解,故蒸干得到的固体物质是
BaCO3。
④Na2SO3在蒸干的过程中不断被空气氧化而变成Na2SO4,故蒸
干得到的固体物质是Na2SO4。
⑤Al3+水解,HCl挥发,得Al(OH)3,Al(OH)3又有部分分解生成Al2O3。
故蒸干得到的固体物质是Al(OH)3和Al2O3。
⑥因加热浓缩过程中HCl挥发,最后剩余物为H2SO4,其浓度为10mol/L。
总结:
同样属于能水解的盐,在加热浓缩或蒸干的过程中,由于生成物易挥发或难挥发,有的促进了水解,有的抑制了水解,还有的要考虑被氧化的问题。
聚宝盆:
本专题内容是重要的基础理论之一,与物质结构理论、化学平衡理论有着密切的联系,并且与化学实验、化学计算互相渗透,对理解及应用能力的要求较高。
本章所分析的虽是普通水溶液中的一系列问题,但在实际命题过程中,还可扩展至重水及非水溶液(如液氨溶液)中的离子浓度、电离平衡常数及类似于水中的pH等的求算问题。
从近十年的高考试卷来看,水的电离与溶液pH的求算、溶液中离子浓度大小的比较、离子共存等,是高考中常考不衰的热点内容,在今后的高考综合卷中将进一步得到体现。
随着人们对环境保护意识的增强,有关与溶液有关的生物体的功能问题、废水的分析与处理问题等,将会与离子共存、pH求算及中和滴定一起融入未来的高考综合试题中。
因此,解答本专题内容,必须理解有关概念的内涵与外延,注意在灵活应用上下功夫。
在解题时,要注意以下几点:
1.弱电解质的电离,不仅跟溶液浓度及其对应离子的抑制有关,还跟温度有关,温度越高,电离程度越大。
故此类试题还可与温度相联系,以定性确定弱电解质及电离程度的大小。
2.离子共存问题是高考的常考试题。
近年来,除离子在溶液中
能否大量共存的主设问外,还另外附加了一些其他条件限制,如是否
有颜色、酸性条件、碱性条件或与某种试剂反应产生某些现象等。
此
类试题还常常与氧化还原反应及其它后续反应(如另加入一种物质能
产生沉淀或气体等)等限制条件一起对考生的无机与有机化学反应进
行综合考查。
答题时注意不能忽视这类限制条件。
离子在溶液中不能共存的原因有:
(1)生成难溶于水的物质,
(2)
生成气体或易挥发的物质,
(3)生成难电离的物质。
热身赛:
1.已
知一种c(H+)=1×10-3mol/L的酸和一种c(OH-)=1×10-3mol/L碱
溶液等体积混合后,溶液呈酸性。
其原因可能是
()A.浓的强酸和稀的强碱溶液反应
B.浓的弱酸和稀
的强碱溶液反应C.等浓度的强酸和弱碱溶液反应
D.生成了
一种强酸弱碱盐2.在pH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶液中,设由水电离产生的OH-离子浓度分别为Amol/L与Bmol/L,则A和
B的关系为()A.ABB.A=10-4B
C.B=10-4A
D.A=B3.在由水电离产生的为10-13mol/L的溶液中肯定能大量共
存的离子组是()A.Na+、Ba2+、NO3-、Cl-
B.Na+、Mg2+、SO42-、Cl-C.K+、Fe3+、Cl-、NO3-
D.NH4+、Na+、HCO3-、HS-4.在等物质的浓度两种一元弱酸的钠盐溶液中,分别通
入适量的CO2,发生以下反应NaR+CO2+H2O=HR+NaHCO32NaR'
+CO2+H2O=2HR'+Na2CO3,则以下判断正确的是()A.H
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- 高考 化学 电解质 溶液 方面 试题 解题 方法 技巧