馬澤瓊 衷明華
(韓山師范學(xué)院化學(xué)系,廣東 潮州 521041)
通過對(duì)近五年廣東化學(xué)高考題的分析,除了2014年關(guān)于溶液知識(shí)的考題融入了圖像,前四年關(guān)于該知識(shí)題目的出題方式都比較直接,但是所考察的內(nèi)容基本不變,其涉及的知識(shí)點(diǎn)比較多,屬于中等難度的題型。
1、考查溶液離子積常數(shù)的應(yīng)用;
2、考查溶液酸堿性的判斷以及pH的計(jì)算;
3、考查溶液中離子濃度大小的比較;
4、弱電解質(zhì)的電離平衡;
5、考查溶液三大平衡(電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒)的應(yīng)用。
例1(2010.廣東)HA為酸性略強(qiáng)于醋酸的的一元弱酸,在0.1mol/L的NaA中,離子濃度關(guān)系正確的是( )。
A.c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
C.c(Na+)+c(OH-)=c(A-)+c(H+)
D.c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
解析:因HA為一元弱酸,則A-+H2O=HA+OH-,所以溶液顯堿性,c(OH-)>c(H+),而由于水解程度一般都很弱,所以c(A-)>c(OH-)>c(H+),之后由電荷守恒則可以很簡(jiǎn)單地得出答案。
分析:該題涉及了考點(diǎn)2、3、4。
例2(2011.廣東)對(duì)于0.1mol/L的Na2SO3溶液,正確的是( )。
A.升高溫度,溶液的pH降低
B.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)
C.c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+2c(HSO3-)+c(OH-)
D.加入少量NaOH固體,c(SO32-)與c(Na+)均增大
解析:解該題時(shí),先列出SO32+H2O=HSO3-+OH-的水解反應(yīng),水解屬于吸熱反應(yīng),升溫,平衡右移,所以pH升高,根據(jù)物料守恒和電荷守恒可以知道B、C是錯(cuò)的,所以選D。
分析:該題涉及考點(diǎn)2、4。
例3(2012.廣東)對(duì)于常溫下pH為2的鹽酸,敘述正確的是( )。
A.C(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
B.與等體積pH=12 的氨水混合后所得溶液顯酸性
C.由H2O電離出的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1
D.與等體積0.01mol·L-1乙酸鈉溶液混合后所得溶液中:c(Cl-)=c(CH3COO-)
解析:根據(jù)電荷守恒可知道A是正確的;由于一水合氨是弱電解質(zhì),在溶液中存在電離平衡,所以溶液混合后,一水合氨會(huì)繼續(xù)電離出OH-離子,所以溶液呈堿性,B錯(cuò);由題可知溶液中的OH-都是由水電離出來的,利用水溶液的離子積常數(shù)可求出OH-的濃度是10-12mol·L-1c(H+)水=c(OH-)水,C正確;D中由于存在著電離平衡,所以錯(cuò)誤。
分析:該題涉及考點(diǎn)1、4、5。
例4(2013.廣東)50℃時(shí),下列各溶液中,離子的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是( )。
A.pH=4的醋酸中:c(H+)=4.0mol L-1
B.飽和小蘇打溶液中:c(Na+)=c(HCO3-)
C.飽和食鹽水中:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
D.pH=12的純堿溶液中:c(OH-)=1.0×10-2mol L-1
解析:A.c(H+)=10-PH,B.HCO3-會(huì)水解,B錯(cuò)誤;C.根據(jù)電荷守恒可知正確電荷守恒;D.由于50℃時(shí),水的離子積大于10-14,所以c(OH-)>1.0×10-2mol L-1。
涉及考點(diǎn)1、2、3、5。
例5(2014.廣東)常溫下,0.2mol/L的一元酸HA與等濃度的NaOH溶液等體積混合后,所得溶液中微粒組分及濃度如圖所示,下列說法正確的是( )。
A.HA為強(qiáng)酸
B.該混合液pH=7
C.圖中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.該混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
圖 所得溶液中微粒組分及濃度
解析:一元酸的HA和NaOH溶液等體積,等濃度0.2mol/L混合,HA+NaOH=NaA+H2O,所得溶液中A-濃度小于0.1mol/L,說明在溶液中存在著水解,HA為弱酸,則NaA溶液呈堿性,排除AB,X、Y、Z的判斷其實(shí)只是離子濃度大小的比較,最后根據(jù)物料守恒可以得出答案。
分析:該題涉及的考點(diǎn)2、3、5。
1、溶液酸堿性判斷
(1)pH相同的酸溶液,酸越弱,酸物質(zhì)的量濃度就越大;pH相同的堿溶液,堿越弱,堿物質(zhì)的量濃度就越大。
(2)pH相同的強(qiáng)酸弱酸溶液,稀釋相同的倍數(shù),強(qiáng)酸溶液pH變化較大,堿也是如此。
(3)酸溶液與堿溶液的pH之和等于14,且等體積混合時(shí),強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合pH=7,強(qiáng)酸與弱堿混合,pH>7,強(qiáng)堿與弱酸混合pH<7。
2、pH的計(jì)算
首先,必須記得常溫下溶液的離子積常數(shù)是10-14。
(1)單一溶液
C(H+)=10-pH;c(OH-)=10-pOH
(2)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合溶液
①?gòu)?qiáng)酸與強(qiáng)酸:c(H+)=(c1(H+)V1+c2(H+)V2)/(V1+V2)
②強(qiáng)堿與強(qiáng)堿:c(OH+)=(c1(OH-)V1+c2(OH+)V2)/(V1+V2)
③強(qiáng)酸與強(qiáng)堿:若恰好完全反應(yīng),則pH=7,
若酸過量,則c(H+)=(c酸(H+)V酸-c堿(OH-)V堿)/(V酸+V堿);
若堿過量,則c(OH+)=(c堿(OH-)V堿-c酸(H+)V酸)/(V堿+V酸)
3、離子濃度大小的比較
遵循電離程度小和水解程度小的原則
(1)多元弱酸溶液,根據(jù)多不電離分析,如:
H3PO4溶液中c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>(PO43-)
(2)多元弱酸的正鹽溶液,則根據(jù)若酸根的分步水解分析,如Na2CO3溶液中:
c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)
(3)不同溶液中的離子比較則需考慮溶液中其他離子對(duì)其影響因素。
(4)混合溶液中各離子的濃度比較,則需考慮電離因素和水解因素。
①以電離為主原則的大概適用范圍:一元弱酸與該弱酸的強(qiáng)堿鹽等體積等濃度混合;
②以水解為主原則的大概適用范圍:除NaHSO3、NaH2PO4的多元弱酸強(qiáng)堿的酸式鹽。
4、三大守恒
以c mol/L的Na2CO3為例:
溶液中存在的離子:Na+、CO32-、HCO3-、OH-、H+。
(1)電荷守恒:在電解質(zhì)溶液中,陽(yáng)離子的總電荷數(shù)與陰離子的總電荷數(shù)必須相等:
c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(oH-)
書寫要求:電荷數(shù)與濃度前的系數(shù)要保持一致。
(2)物料守恒:在平衡體系中,某一組分的總濃度一定等于他所解離的多種形式的平衡濃度之和:
c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2(H2CO3)
書寫技巧:假設(shè)不存在水解,則c(Na+)=2c(CO32-),但事實(shí)上CO32-會(huì)水解成HCO3-、H2CO3所以
c(Na+)=2[c(CO32)-+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
(3)質(zhì)子守恒:弱電解質(zhì)水解得到質(zhì)子后的產(chǎn)物得到質(zhì)子的物質(zhì)的量應(yīng)該與失質(zhì)子后的產(chǎn)物失去質(zhì)子的物質(zhì)的量相等:
c(OH-)=c(HCO3-)+2(H2CO3)+c(H+)
書寫技巧:(三線法)
得到質(zhì)子 HCO32-2 H2CO3H+
CO32H2O
失去質(zhì)子 OH-