高三化学电解质溶液胶体

高三化学电解质溶液胶体例1：体积为1升，氢离子浓度为0.01mol·L－1盐酸和醋酸，分别与同量的金属锌反应时，哪种酸反应速率快？哪种酸与锌反应放出H2多？【分析】：①这两个反应的本质相同，都是酸电离出的H+与zn反应产生H2，反应速率的大小取决于溶中H+浓度的大小，而题目给出二者电离出的[H+]相同，因而反应速率相同。②反应放出H2的多少，取决于酸中可电离的H+总数（包括已电离的H+和没电离的H+）。对于同是一元酸的盐酸和醋酸来说，这实际是取决于其物质的量的大小。盐酸是一元强酸，H+浓度与盐酸的浓度相同都为0.01mol·L－1则盐酸与足量的锌反应放出的H2的量为001120005..mol醋酸在此条件下，电离度约为1%，其溶液浓度约为CHmolL[]11其溶液中存在电离平衡，反应消耗掉一部分H+，又可以通过平衡加以补充，直到所有的醋酸全部反应，其产生的H2的量为11205.mol【答案】①反应速率相同②醋酸产生H2多。【总结】：要注意强弱电解质的含义及对电离度概念的透彻分析。例2：比较下列化学反应后所得溶液中各离子浓度的大小。①10ml的0.2mol·L－1的HCl与10ml的0.2mol·L－1氢水混和所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是。②10ml的0.4mol·L－1的CH3COONa溶液与10ml的0.2mol·L－1的HCl溶液混合后，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是【分析】①盐酸可以与氨水发生反应HCl+NH3·H2O=NH4Cl+H2O而题中所溶HCl与NH3·H2O物质的量相同恰好完全反应，相当于所给NH4Cl溶液。发生如下反应：NH4Cl=NH4++Cl－；NH4++H2ONH3·H2O+H+因为部分NH4+水解而消耗所以[Cl－]＞[NH4+]。又因为水解的NH4+仅占全部极少部分，因而生成的H+也很小，导致[NH4+]＞[H+]而且NH4Cl为强酸弱碱盐，溶液显酸性，因而[H+]＞[OH－]②CH3COONa+HCl=NaCl+CH3COOH，反应中醋酸钠是过量的，反应所得的溶液为各是0.1mol/L的NaCl、CH3COONa、CH3COOH的混和物。CH3COONa=CH3COO－+Na+NaCl=Na++Cl－CH3COOHCH3COO－+H+因而[Na+]最大，由于除CH3COONa之外,CH3COOH也电离出少量的CH3COO－，导致[CH3COO－]＞[Cl－]；由于溶液中存在大量CH3COOH，所以溶液显酸性[H+]＞[OH－]，CH3COOH为弱电解质，电离出的[H+]极少，小于[Cl－]的浓度。【答案】①[Cl－]＞[NH4+]＞[H+]＞[OH－]②[Na+]＞[CH3COO－]＞[Cl－]＞[H+]＞[OH－]【总结】：当在同一种溶液中放入若干种物质，且物质之间能发生反应生成弱电解质，这时我们在分析离子浓度时可让各物质去尽情反应，认为起始投料即为产物，再写出电离及水解方程式进行分析。电离及水解的程度很少，我们可以用1%来估计。【例3】：把FeCl3溶液蒸干灼烧，最后得到的主要的固体产物是什么？若将Fe2(SO4)溶液蒸干灼烧，最后的主固体产物又是什么？在FeCl3溶液中加入Na2S及Na2CO3溶液时所得产物有哪些？写出有关的化学方程式或离方程式。【分析】：FeCl3为强酸弱碱盐，能发生水解反应。FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl－Q升温时，平衡向右移动；而蒸干又会使HCl挥发，变为气体逸出，使该反应非常充分。而Fe(OH)3受热分解为Al2O3。②Fe2(SO4)3也有如下水解反应Fe2(SO4)3+6H2O2Fe(OH)3+3H2SO4－Q因为H2SO4是难挥发性酸，在蒸干过程中不断浓缩，又反应回去，因而固体为Fe2(SO4)3。③FeCl3与Na2CO3遇上，其中Fe3+将与CO32－发生彻底的双水解。2Fe3++3CO32－+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑FeCl3与Na2S接触，发生的则是氧化还原反应。2Fe3++S2－=2Fe2++S↓【答案】产物①Al2O3②Fe2(SO4)3③Fe(OH)3及CO2、FeCl2及S。方程式①FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl，2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O②Fe2(SO4)3+6H2O2Fe(OH)3+3H2SO4③2Fe3++3CO32－+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑2Fe3++S2－=2Fe2++S↓【例4】将80mlNaOH溶液加入到120ml的HCl中，所得溶液的PH值为2，若选用的NaOH溶液及HCl浓度相同，求其物质的量浓度。【解析】设混和前的氢氧化钠及盐酸的物质的量浓度为xmol/L①混和溶液PH值为2，则其中[H+]=o.o1mol/L.②xxmolL(..)....012008012008001005得【例5】向碳酸钠溶液中逐滴加入稀HCl直到不再生成CO2气体为止，则在此过程中，溶液中的HCO3－浓度的变化趋势可能是试用方程式说明【分析】：本题是对二元弱酸根离子浓度随外加氢离子浓度变化规律的考查。首先Na2CO3电离：Na2CO3=2Na++CO32－加入H+之后，分步反应：H++CO32－=HCO3－此时HCO3－浓度逐渐增大。当全部的CO32－都转化为HCO3－之后，再加入H+，则H++HCO3－=H2O+CO2↑，随着该反应的发生,HCO3－的浓度又逐渐降低。〈例1〉：将PH=8与PH=10的NaOH溶液等体积混合后溶液的PH值最接近于（）(A)8.3(B)8.7(C)9(D)9.7【分析】：本题中混合后的溶液为碱性，因而用[OH－]的浓度进行计算。设两种NaOH溶液各为1升则OHmolL混110110211025106445(计算中，10－6与10－4比起来相差很小，可忽略不计，水电离出的OH－同理可被忽略)。得HKOHmolLW混210101则PH≈9.7错解:两溶液中[H+]的浓度分别为10－8mol·L－1及10－10mol·L－1∴HmolL混101025108109∵PHlg(5).10839症结所在：按[H+]进行计算是错误的，在碱溶液中[OH－]很大。故可不计由水电离的[OH－]。但此时[H+]很少，忽略水电离产生的[H+]会造成误差，第二种解法忽略了水的电离，错误。【答案】D〈总结〉：混合后溶液显碱性，按[OH－]浓度求算；混合后溶液显酸性，则先求[H+]混，再求溶液PH值。〈例2〉从有关资料中可查得，工业上为了处理含有Cr2O72－的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。清回答下列问题。①两极发生反应的电极反应式。②写出Cr2O72－变为Cr3+的离子方程式。③工业废水由酸性变为碱性的原因是什么？④能否改用石墨电极？原因是什么？【分析】本题目给出了工业处理含Cr废水的信息，属信息题类型，要求从题目中获取足够的信息。从而解决该问题。除Cr2O72－的方法是先将其还原为Cr3+；再得Cr3+在碱性条件下转化为Cr(OH)3，将Cr2O72－还原的方法，我们能够想到两种：其一是Cr2O72－直接从电极获得电子而被还原可是我们发现Cr2O72－带负电，在溶液中只能移向阳极，在阳极上获得电子是不太可能的。因而我们将希望寄托于第二种方法：Fe电极被氧化而产生的Fe2+，从而得出正确的解答。【答案】①阳极Fe－2e=Fe2+阴极2H++2e=H2↑②Cr2O72－在H+存在的条件将Fe2+氧化为Fe3+Cr2O72－+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O③H+不断放电，Cr2O72－与Fe2+反应中消耗H+都导致水的电离平衡被坏，使[OH－]＞[H+]④不能，用石墨作电极，阳极将产生Cl2，得不到Fe2+，无还原剂，无法将Cr2O72－变为Cr(OH)3而除去。〈例3〉：在硫化钠溶液中存在多种离子和分子，下列关系正确的是(A)[Na+]＞[S2－]＞[OH－]＞[HS－](B)[OH－]＝2[HS－]＋[H+]＋[H2S](C)[OH－]＝[HS－]＋[H+]＋2[H2S](D)[Na+]＋[H+]＝[OH－]＋[HS－]＋[S2－]【分析】：在Na2S溶液中存在着下列电离及水解方程式。Na2S=2Na++S2－S2－+H2OOH－+HS－HS－+H2OH2S+OH－因为水解程度很小，所以产生的[HS－]＜[S2－]则有[Na+]＞[S2－]＞[OH－]＞[HS－]根据溶液为中性，我们可列出溶液中的电荷守恒方程式：溶液所带正负电荷总数相同[Na+]＋[H+]＝[OH－]＋[HS－]＋[S2－]……①无论各种离子以什么形式存在，整个溶液中Na元素原子数目与硫元素原子个数必为2：1则[Na+]＝2（[S2－]+[H2S]=[HS－]）……②上述①②两方程式联立，消去[Na+]可得出第三大关系式：[H+]+[HS－]+2[H2S]=[OH－]……③第③个关系式亦可以如下方法得到：溶液中有H+的得与失，得到的H+的总物质的量必与失去的H+的总物质的量相同。得到H+的物质有：游离H+本身，HS－（S2－+H+），H2S（S2－+2H+）因而用2[H2S]才能代表S2－得到的H+总数；失去H+的微粒只有OH－。可列③式.③式变可称为质子（即H+）守恒。【答案】A、C【总结】熟练掌握溶液中三大守恒──电荷守恒、元素守恒、质子守恒是解决溶液中微粒数目问题的有力武器。〈例4〉已知反应AsO43－+2I－+2H+AsO33－+I+H2O是可逆反应。现设计如图的实验装置，进行下述操作。①向B烧杯中逐渐加浓HCl，发现微安表偏转。②若改向B烧杯中滴加40%的NaOH溶液，发现微安表向前述相反的方向偏转。问①两次操作过程中指针发生偏转的原因是②两次操作过程中指针偏转方向相反，用化学平衡移动原理解释为〈分析〉：①图中的盐挢，是一个起导电作用的装置，其作用是将两个烧怀A和B联系起来。盐挢的导电是通过离子进行，不同于金属导电，金属是通过电子导电。盐桥导电时，A与B为一个整体，是一个原电池，而金属导电，AB则是两个装置。②在B中加入HCl，相当于将整个反应中加入HCl,使总反应正向移动。每个烧怀中发生了部分氧化还原反应，形成原电池，产生电流。在B中加入NaOH，相当于在总反应体系中加入NaOH，使平衡向逆反应方向移动，因而形成原电池电流方向向反。实际上，酸碱只对B烧怀中的电板反应有影响，A烧怀中反应与H+及OH－浓度无关。所以将酸碱加入B烧怀与加入整个体系中等效。〈解答〉①该实际条件将化学能转化为电能②由于[H+]的改变，使化学平衡向不同方向移动，表现上产生不同方向的反应。③2I──2e=I2④ASO33－+H2O－2e=ASO43－+2H+