高中化學(xué)關(guān)于電解恩原理的知識(shí)點(diǎn)(2)
高中化學(xué)關(guān)于電解恩原理的知識(shí)點(diǎn)
高中化學(xué)關(guān)于溶液中離子濃度大小的判斷的介紹
(一)鹽類水解的應(yīng)用：
鹽類的水解是鹽電離產(chǎn)生的弱酸陰離子(或弱堿陽離子)與水電離產(chǎn)生的H+(OH-)作用生成相應(yīng)的弱酸(或弱堿)的反應(yīng)。利用鹽類的水解原理，可判斷溶液的酸堿性，可用于判斷鹽的存放和配制方法，可用來分析判斷化肥的合理使用，蒸發(fā)某些鹽溶液所得產(chǎn)物的分析判斷，熱的堿液的去污能力增強(qiáng)，泡沫滅火器的使用，金屬的除銹，離子的共存等。鹽類的水解，與我們的生活、生產(chǎn)息息相關(guān)。
說明：
2. 由于某些鹽溶液存放時(shí)易水解，因此保存時(shí)往往加入抑制其水解的酸(或堿)
等物質(zhì)。如：保存FeCl3溶液時(shí)，向溶液中加入少量的鹽酸，抑制Fe3+的水解等。
3. 一些鹽的制備：如：AlCl3(HCl)、FeCl3(HCl)在配制過程中往往要加入少量的相應(yīng)的酸抑制鹽的水解。有些鹽會(huì)完全水解，無法在溶液中制取，只能由單質(zhì)直接反應(yīng)制取(如：Al2S3、Mg3N2、CaC2)。
4. 蒸發(fā)某些鹽溶液時(shí)，必須考慮水解因素的作用，如蒸發(fā)AlCl3、FeCl3溶液時(shí)，我們往往得不到固體AlCl3和FeCl3，而是相應(yīng)的氧化物，主要是Al3+、Fe3+極易水解，而加熱有利于Al3+和Fe3+水解的進(jìn)行，同時(shí)水解生成的HCl易揮發(fā)，降低生成物濃度，促進(jìn)水解正向進(jìn)行，因此，在加熱蒸發(fā)過程后只能得到氧化物，而得不到固體AlCl3和FeCl3。若想得到AlCl3和FeCl3固體，則必須抑制其水解，可在HCl氣流中蒸發(fā)結(jié)晶。
5. 由于Al3+、Fe3+極易水解，水解產(chǎn)生的Al(OH)3、Fe(OH)3具有較大的表面積，有很強(qiáng)的吸附作用，因此，利用Al3+和Fe3+的這個(gè)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)匿X鹽和鐵鹽作凈水劑。如：明礬凈水：KAl(SO4)2?12H2O;KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-;
Al3++3H2O Al(OH)3(膠體)+3H+
6. 油脂很難洗滌，但在堿性條件下可水解生成易溶于水的甘油和羧酸鹽。因此，我們可利用熱的純堿溶液去除油漬。Na2CO3==2Na++CO32-;
CO32-+H2O HCO3-+OH-;HCO3-+H2O HCO3-+OH-，NH4++H2O NH3?H2O+H+，水解產(chǎn)生的H+和OH-，促進(jìn)水解的進(jìn)行，使NH3?H2O轉(zhuǎn)化成氨氣流失，減少肥效。
H2CO3+OH-，Al3++3H2O10. 利用鹽類的水解還可以除去某些鹽溶液中所含有的雜質(zhì)。如：CuCl2溶液中含有FeCl3，由于Fe3+的水解能力(pH在4左右時(shí)就可以完全水解)遠(yuǎn)大于Cu2+(pH在8附近時(shí)水解)因此，我們只需向溶液中加入少量的CuO(CuCO3、Cu(OH)2也可)中和溶液中的酸(H+)降低溶液的酸性，就可以除去Fe3+，而不引入新的雜質(zhì)。
11. 利用鹽類的水解還可以判斷離子在溶液中能否共存，若能發(fā)生雙水解反應(yīng)的離子在溶液中不能大量共存。如：Fe3+、Al3+與CO32-、SO32-、S2-、HS-、AlO2-、HCO3-、SO32-、HSO3-等在溶液中不能大量共存。
鹽類的水解的應(yīng)用很多，在離子方程式的書寫，物質(zhì)的鑒別、推斷，溶液中離子濃度的大小比較等方面都需要考慮鹽類的水解。
(二)電解質(zhì)水溶液中存在著離子和分子，它們之間存在著一些定量關(guān)系。也存在量的大小關(guān)系。
說明：
1. 大小關(guān)系：在電解質(zhì)溶液中，由于電離和水解的關(guān)系，溶液中各離子的濃度大小并不完全相同，在分析溶液中各離子濃度的大小關(guān)系時(shí)，必須綜合考慮電離和水解對離子濃度的影響。
?、俣嘣跛崛芤?，根據(jù)多元酸分步電離，且越來越難電離分析。如：在
?、诙嘣嵴}溶液，根據(jù)弱酸根分步水解分析。如：在Na2CO3溶液中Na > CO32- > OH- > HCO3- > H
③多元弱酸的酸式鹽溶液，必須綜合考慮電離和水解的相對強(qiáng)弱。
?、懿煌芤褐型浑x子濃度的比較要看溶液中其他離子對其影響因素。如比較NH4Cl和NH4Ac溶液中NH4+的濃度大小關(guān)系，則必須考慮Ac-和Cl-對 水解的影響，
Ac-促進(jìn)NH4+的水解，而Cl-對NH4+的水解沒有影響，因此，NH4Cl溶液中NH4+的濃度大于NH4Ac溶液NH4+的濃度。
?、莼旌先芤褐懈麟x子濃度比較，要進(jìn)行綜合分析，要考慮電離、水解等因素。
2. 溶液中離子濃度的定量關(guān)系(即恒等式關(guān)系)：
?、匐姾墒睾阋?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)一定等于陽離子所帶正電荷總數(shù)。如Na2CO3溶液中，陽離子有 ，根據(jù)電荷守恒原理有：
?、趹?yīng)用“物料守恒”方法分析。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，但某些關(guān)鍵性的原子總是守恒的。
電解質(zhì)溶液中某一組份的原始濃度(起始濃度) 應(yīng)等于它在溶液中各種存在形式的濃度之和。如：晶體 中，
則在溶液中：③質(zhì)子守恒：電解質(zhì)電離、水解過程中，水電離出的H 與OH-總數(shù)一定是相等的。
如：NH4Cl溶液?D?D
【典型例題】
[例1]為了配制NH4+的濃度與Cl-的濃度比為1∶1的溶液，可在NH4Cl溶液中加入
A. 適量的HCl B. 適量的NaCl
C. 適量的氨水 D. 適量的NaOH
解析：
NH4Cl溶液 水解顯酸性：NH4++H2O NH3?H2O+H+，使NH4+的濃度減小，從而使溶液中NH4+的濃度與Cl-的濃度比小于1∶1。現(xiàn)欲使NH4+的濃度與Cl-的濃度比為1∶1，則必須抑制NH4+的水解(或增大NH4+的濃度)，但同時(shí)不能增加Cl-的濃度。因此，采取的措施可以是：加入適量的氨水或除NH4Cl外的其他銨鹽，以補(bǔ)充NH4+;也可以加入稀硫酸等除鹽酸外的其他酸抑制水解。綜上所述，本題的答案為C
答案： C
[例2]化合物SOCl2 是一種液態(tài)化合物，沸點(diǎn)為77℃，在盛有10mL水的錐形瓶中，小心地滴加8-10滴SOCl2，可觀察到劇烈反應(yīng)，液面上有白霧形成，并有帶刺激性氣味的氣體逸出。該氣體可使滴有品紅試液的濾紙褪色，輕輕振蕩錐形瓶，等白霧消失后，往溶液中加硝酸銀溶液，有不溶于稀硝酸的白色凝乳狀沉淀析出。
(1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，寫出SOCl2和水反應(yīng)的化學(xué)方程式： ;
(2)將AlCl3溶液蒸干灼燒得不到無水AlCl3，而SOCl2與AlCl3?6 H2O混合共熱，可得到無水AlCl3，其原因是：
解析：
SOCl2與水反應(yīng)后，產(chǎn)生可使品紅試液褪色的氣體，說明生成了SO2氣體，同時(shí)，產(chǎn)生白霧，溶于水后產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，說明生成了HCl氣體。由此可得SOCl2的反應(yīng)方程式為：SOCl2+H2O=2HCl+SO2;
AlCl3溶液蒸發(fā)過程中，由于Al3+的水解：Al3++3H2O
[例3]在 溶液中存在的下列關(guān)系中不正確的是：
A. B. C. D. 溶液中存在兩個(gè)守恒關(guān)系
a. 電荷守恒，即 b. 物料守恒，即晶體中： ;在溶液中S元素存在形式有三種： 及 ………………(2)
將(2)-(1)得 答案： B
[例4]將0.2mol?L-1HCN溶液和0.1mol?L-1的NaOH溶液等體積混合后，溶液顯堿性，下列關(guān)系式中正確的是
A. c(HCN)c(CN-)
C. c(HCN)-c(CN-)=c(OH-) D. c(HCN)+c(CN-)=0.1mol?L-1
解析：
HCN與NaOH混合，首先發(fā)生中和反應(yīng)，根據(jù)中和反應(yīng)物質(zhì)的量之間的關(guān)系，可以判斷出HCN過量，反應(yīng)只消耗一半，則反應(yīng)后的溶液為HCN和NaCN的混合溶液，濃度均為0.05mol/L;混合溶液顯堿性，說明CN-的水解能力大于HCN的電離能力，優(yōu)先考慮CN-的水解。存在的方程式有：
; ;水解為主
。HCN原濃度為0.05mol/L，其電離程度小于水解程度
則有：c(HCN)=0.05-y+x>0.05;c(Na+)=0.05;c(CN-)=0.05-x+y<0.05;
綜上所述，可得：c(HCN) >c(Na+) >c(CN-)，c(HCN)+c(CN-)=0.1。
C項(xiàng)中濃度之和等于c(OH-)，說明溶液顯堿性，中和后的溶液若不水解，則c(HCN)=c(CN-)。由于水解CN-產(chǎn)生了OH-，并且同時(shí)產(chǎn)生了HCN，所以水解平衡后，應(yīng)有：c(HCN)-c(CN-)=2c(OH-)所以C不正確。
本題的答案為BD
答案：BD
【模擬試題】
1. 25℃時(shí)，將稀氨水逐滴加入到稀硫酸中，當(dāng)溶液的pH=7時(shí)，下列關(guān)系正確的是
A. c(NH4 )=c(SO42-) B. c(NH4 )>c(SO42-)
C. c(NH4 )
2. 室溫下，下列溶液等體積混合后，所得溶液的pH一定大于7的是
A. 0.1mol/L的鹽酸和0.1mol/L的氫氧化鈉溶液
B. 0.1mol/L的鹽酸和0.1mol/L的氫氧化鋇溶液
C. pH=4的醋酸溶液和pH=10的氫氧化鈉溶液
D. pH=4的鹽酸和pH=l0的氨水
3.將0.2mol/L的HCN溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等體積混合后，溶液顯堿性，下列關(guān)系式中正確的是
A. c(HCN) c(CN-)
C. c(HCN)-c(CN-)=c(OH-) D. c(HCN)+c(CN-)=0.1mol/L
4. 將0.2mol/L醋酸鉀溶液與0.1mol/L鹽酸等體積混合后，溶液中有關(guān)離子濃度的關(guān)系，正確的是
A. c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H )>c(CH3COOH)
B. c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H )
C. c(CH3COO-)>c(Cl-)=c(H )>c(CH3COOH)
D. c(CH3COO-)=c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H )
5. 若pH=3的酸溶液與pH=11的堿溶液等體積混合后溶液呈堿性，其原因可能是
A. 生成了一種強(qiáng)堿弱酸鹽 B. 強(qiáng)酸溶液和弱堿溶液反應(yīng)
C. 弱酸溶液和強(qiáng)堿溶液反應(yīng) D. 一元強(qiáng)酸溶液和一元強(qiáng)堿溶液反應(yīng)
6. 常溫下在10mL pH=10的KOH溶液中，加入pH=4的一元酸HA溶液至pH剛好等于7(假設(shè)反應(yīng)前后體積不變)，則對反應(yīng)后溶液的敘述正確的是
A. c(A-)=c(K ) B. c(H )=c(OH-)
C. V(總)≥20mL D. V(總)≤20mL
7. 下列敘述正確的是
A. 0.1mol?L-1氨水中，c(OH-)=c(NH4 )
B. 10 mL 0.02mol?L-1HCl溶液與10 mL 0.02mol?L-1Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的體積為20 mL，則溶液的pH=12
C. 在0.1mol?L-1CH3COONa溶液中，c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H )
D. 0.1mol?L-1某二元弱酸強(qiáng)堿鹽NaHA溶液中，c(Na )=2c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
8. 疊氮酸(HN3)與醋酸酸性相似，下列敘述中錯(cuò)誤的是
A. HN3水溶液中微粒濃度大小順序?yàn)椋篶(HN3)>c(H )>c(N3¯)>c(OH¯)
B. HN3與NH3作用生成的疊氮酸銨是共價(jià)化合物
C. NaN3水溶液中離子濃度大小順序?yàn)椋篶(Na )>c(N3¯) >c(OH¯)>c(H )
D. N3¯與CO2含電子數(shù)相等
9. 關(guān)于小蘇打水溶液的表述正確的是
A. c (Na )=c (HCO3-) c (CO32-) c (H2CO3)
B. c (Na ) c (H ) = c (HCO3-) c (CO32-) c (OH-)
C. HCO3- 的電離程度大于HCO3-的水解程度
D. 存在的電離有：NaHCO3=Na HCO3-，HCO3- H CO32- H2O H OH-
10. 草酸是二元弱酸，草酸氧鉀溶液呈酸性。在0.1mol?L-1 KHC2O4溶液中，下列關(guān)系正確的是
A. c(K ) c(H )=c(HC2O4-) c(OH-) c(C2O42-)
B. c(HC2O4-) c(C2O42-)=0.1 mol?L-1
C. c(C2O42-)>c(H2C2O4)
D. c(K )=c(H2C2O4) c(HC2O4-) c(C2O42-)
11. 下列混合溶液中，各離子濃度的大小順序正確的是
A. 10mL0.1mol?L-1氨水與 10mL0.1mol?L-1 鹽酸混合，c(NH4 )>c(H )
B. 10mL0.1mol/LNH4Cl溶液與5mL0.2mol/LNaOH溶液混合(Na )=c(OH-)>C. 10mL0.1mol/L醋酸溶液與5mL0.2mol/LNaOH溶液混合(Na )=c(OH-)>D. 10mL0.5mol?L-1CH3COONa溶液與6mL1mol?L-1鹽酸混合，c(Na )>c(H )
12. (1)等體積的下列溶液中，陽離子的總物質(zhì)的量最大的是：①0.2mol/L的CuSO4溶液，②0.1mol/L的Na2CO3溶液，③0.2mol/L的KCl溶液，④0.1mol/L的Na2SO4溶液。_________
(2)濃度為0.100mol/L的下列各物質(zhì)的溶液中，c(NH4 )由大到小的順序是_
?、貼H4Cl ②NH4HSO4 ③ NH3?H2O ④CH3COONH4
13. (1)一種一元強(qiáng)酸HA溶液中加入一種堿MOH后，溶液呈中性，則A-與M 物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系為：c(A-)___c(M )。(填“=”、“<”、“>”、“無法判斷”等)
(2)等體積等濃度的MOH強(qiáng)堿溶液和HA弱酸溶液混合后，混合溶液中的各離子濃度的大小關(guān)系為：____________________
(3)在物質(zhì)的量濃度均為0.01mol/L的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中，測得c(Na )”等)，水溶液的酸堿性為_____(填“酸性”、“堿性”、“中性”、“無法判斷”)
14. 已知①ZnCl2?xH2O易溶于水，且其水溶液呈酸性，②SOCl2極易與水發(fā)生下列反應(yīng)：SOCl2+H2O=SO2+2HCl。實(shí)驗(yàn)室制取無水氯化鋅，是將ZnCl2?xH2O與SOCl2混合加熱。
(1)寫出混合加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
(2)SOCl2的作用是______
【試題答案】
1. B 2. BD 3. BD 4. B 5. B 6. AD 7. BC 8. B 9. AD 10. CD
11. B
12. ① ②①④③
13. = c(M )>c(A-)>c(OH-)>c(H ) = 酸性
14. ZnCl2?xH2O xSOCl2=ZnCl2+xSO2↑ 2xHCl↑
消耗水，產(chǎn)生SO2、HCl，抑制ZnCl2水解
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