從近十年的高考試卷來看,水的電離與溶液pH的求算、溶液中離子濃度大小的比較、離子共存,是高考中??疾凰サ臒狳c(diǎn)內(nèi)容。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng),有關(guān)與溶液有關(guān)的廢水分析與處理問題,將會(huì)與離子共存、pH求算及中和滴定一起融入未來的高考試題中。結(jié)合這幾年的高三化學(xué)教學(xué),學(xué)生普遍反映比較棘手。下面通過淺析以下幾個(gè)例題的解法,希望對(duì)高三的學(xué)生有所幫助。
例題1.用惰性電極進(jìn)行電解,下列說法中正確的是()
A.電解稀硫酸溶液,實(shí)質(zhì)上是電解水,故溶液PH不變
B.電解稀氫氧化鈉溶液,要消耗OH-,故溶液PH減小
C.電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2
D.電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1
解析:電解稀硫酸,實(shí)質(zhì)上是電解水,硫酸的物質(zhì)的量不變,但溶液的體積減小,濃度增大,故溶液PH減小,A不正確;電解稀氫氧化鈉溶液,陽極消耗OH-,陰極消耗H+,實(shí)質(zhì)上也是電解水,氫氧化鈉溶液濃度增大,故溶液的PH增大,B不正確;電解硫酸鈉溶液時(shí),在陽極發(fā)生的反應(yīng)是:4OH-+4e-=
2H2O+O2,在陰極發(fā)生反應(yīng)2H++2e-=H2,由于兩電極通電量相等,故析出H2與O2的物質(zhì)的量之比為2∶1,C錯(cuò);電解氯化銅溶液時(shí),陰極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu,陽極反應(yīng)為2Cl-+2e-=Cl2,兩極通過電量相等時(shí),銅和氯氣的物質(zhì)的量之比為1∶1。
答案:D
例題2.相同溫度、相同物質(zhì)的量濃度的四種溶液:
①CH3COONa;②NaHSO4;③NaCl;④C6H5ONa,按pH由大到小的順序排列,正確的是()
A.④>①>③>②B.①>④>③>②
C.①>②>③>④D.④>③>①>②
解析:溶液pH的大小由兩種情況決定,一是電解質(zhì)本身的電離,二是水的電離,而水的電離程度的大小又決定于鹽類水解程度的大小。此類試題要求準(zhǔn)確把握酸堿的相對(duì)強(qiáng)弱,充分依靠水解規(guī)律判析。
捷徑:四種溶液可分成三組,②NaHSO4,電離顯酸性,pH<7;③NaCl為強(qiáng)酸強(qiáng)堿的正鹽,不水解,溶液呈中性,pH=7;①④是強(qiáng)堿弱酸鹽,水溶液均呈堿性,因CH3COONa的酸性較C6H5ONa強(qiáng),故pH值應(yīng)為④>①,以此得答案A。
變式練習(xí)1.用惰性電極電解氯化銅與硫酸銅的混合溶液(濃度均為2mol/L)50ml,當(dāng)陰極析出9.6g固體時(shí),標(biāo)準(zhǔn)狀況下陽極得到的氣體是()
A.3.36LB.2.8L
C.6.72LD.4.48L
變式練習(xí)2.(2004年全國(guó)高考)PH=a的某電解質(zhì)溶液中,插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后,溶液的PH>a,則該電解質(zhì)可能是()
A.NaOHB.H2SO4
C.AgNO3D.Na2SO4
例題3.25℃,電解1mol/L的硫酸銅溶液100ml,當(dāng)電路中通過0.1mol的電子時(shí),溶液的PH是:。若要使溶液恢復(fù)至原溶液,需加入 ,其物質(zhì)的量是:。(在整個(gè)電解過程中,假設(shè)溶液的體積不變。)
解析:在未通電前,溶液中存在的離子有:Cu2+、H+、SO42-、OH-,電解過程中根據(jù)離子放電秩序,第一階段放電,陽極:4OH-+4e-=2H2O+O2,陰極:Cu2+2e-=Cu;當(dāng)電路中通過0.2mol電子時(shí),銅離子放電完畢,其電解的就是水。現(xiàn)在電路中通過的電子式
0.1mol,所以銅離子還沒放電完。根據(jù)電極反應(yīng)式可以求得C(H+)=1mol/l,PH=0;在此過程中,脫離反應(yīng)體系的是O2和Cu,最后加的物質(zhì)肯定是CuO,其物質(zhì)的量為0.05mol.
小結(jié):解此類題目時(shí),我們首先要了解整個(gè)電解情形,分析溶液中存在的陰陽離子,根據(jù)離子放電順序,寫出各階段的離子反應(yīng),最后結(jié)合題干已知條件得出正確答案。
作者單位:湖南省茶陵縣第一中學(xué)