第三章-水溶液中的离子平衡重点讲义资料

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1、水溶液中的离子平衡复习重难点专题突破 学习目标定位1.正确理解弱电解质的电离平衡及其平衡常数。2.掌握溶液酸碱性规律与pH的计算。3.掌握盐类水解的规律及其应用。4.会比较溶液中粒子浓度的大小。一弱电解质的电离平衡与电离常数1、强弱电解质的比较与判断(1) 一元强酸和一元弱酸的比较浓度均为0.01 molL1的强酸HA与弱酸HBpH均为2的强酸HA与弱酸HBpH或物质的量浓度2pHHApHHB0.01 molL1c(HA)c(HB)开始与金属反应的速率HAHBHAHB体积相同时与过量的碱反应时消耗碱的量HAHBHAHB体积相同时与过量活泼金属反应产生H2的量HAHBHAHBc(A)与c(B)的

2、大小c(A)c(B)c(A)c(B)分别加入固体NaA、NaB后pH变化HA：不变HB：变大HA：不变HB：变大加水稀释10倍后3pHHApHHB3pHHApHHB2溶液的导电性HAHBHAHB水的电离程度HApH(CH3COONa)pH(Na3PO4)D.PO、HPO和H2PO在溶液中能大量共存【跟踪训练】2.相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是()酸HXHYHZ电离常数K910791061102A三种酸的强弱关系：HXHYHZB反应HZY=HYZ能够发生C相同温度下，0.1 mol/L的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液pH最大D相同温度下，1 mol/L HX溶液的电离

3、常数大于0.1 mol/L HX3.25 时，部分物质的电离常数如表所示：化学式CH3COOHH2CO3HClO电离常数1.7105K14.3107 K25.610113.0108请回答下列问题：(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为_。(2)同浓度的CH3COO、HCO、CO、ClO结合H的能力由强到弱的顺序为_。(3)物质的量浓度均为0.1 molL1的下列四种物质的溶液：a.Na2CO3，b.NaClO，c.CH3COONa，d.NaHCO3，pH由大到小的顺序是_(填编号)。(4)常温下0.1 molL1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数据一

4、定变小的是_(填序号)。Ac(H)Bc(H)/c(CH3COOH)Cc(H)c(OH)Dc(OH)/c(H)E. 若该溶液升高温度，上述5种表达式的数据增大的是_。(5)体积为10 mL pH2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程中pH变化如图所示，则HX的电离常数_(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离常数；4、电离平衡的移动与电离平衡常数K、离子浓度的关系实例CH3COOHCH3COOHH0NH3H2ONHOHH0改变条件平衡移动方向电离平衡常数c(H)c(OH)平衡移动方向电离平衡常数c(OH)c(H)加水稀释向右不变减小增大向右不变减小增大加HCl向左不

5、变增大减小向右不变减小增大加NaOH向右不变减小增大向左不变增大减小加CH3COONH4向左不变减小增大向左不变减小增大升高温度向右变大增大向右变大增大【例3】在0.1 molL1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COOH，对于该平衡体系下列叙述正确的是()A.加入水时，平衡逆向移动B.加入少量NaOH固体，平衡正向移动C.加入少量0.1 molL1盐酸，溶液中c(H)减小D.加入少量CH3COONa固体，平衡正向移动【跟踪训练】4、下列关于一定温度、一定浓度的氨水的说法正确的是()ANH3H2O的电离达到平衡的标志是溶液呈电中性 B. 是个常数C氨水促进了水的电离 D

6、c(NH)c(H)c(NH3H2O)c(OH)5、一定温度下，向0.1 molL1CH3COOH溶液中加少量水，下列有关说法错误的是()A溶液中所有离子的浓度都减小 BCH3COOH的电离程度变大C水的电离程度变大 D溶液的pH增大6、将浓度为 0.1 mol/L HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是()Ac(H) BKa(HF) C. D. 二、水的电离平衡水的电离方程式：H2OH2OH3OOH，可简写为H2OHOH。关于纯水的几个重要数据：1、水的电离平衡的影响因素(1)温度：温度升高，促进水的电离，Kw增大；温度降低，抑制水的电离，Kw减小。(2)酸、碱：抑制水的电离。(3)能

7、水解的盐：促进水的电离。体系变化条件平衡移动方向Kw水的电离程度c(OH)c(H)酸逆不变减小减小增大碱逆不变减小增大减小可水解的盐Na2CO3正不变增大增大减小NH4Cl正不变增大减小增大温度升温正增大增大增大增大降温逆减小减小减小减小【例1】25 时，水的电离达到平衡：H2OHOH，下列叙述正确的是()A将纯水加热到95 时，Kw变大，pH不变，水仍呈中性B向纯水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)增大，Kw变小C向纯水中加入少量碳酸钠固体，c(H)减小，Kw不变，影响水的电离平衡D向纯水中加入醋酸钠或盐酸，均可抑制水的电离，Kw不变【跟踪训练】1.常温下，某溶液中由水电离的c(H)11

8、013 mol/L，该溶液可能是()二氧化硫水溶液氯化铵水溶液硝酸钠水溶液氢氧化钠水溶液A B C D2.向纯水中加入少量下列物质或改变下列条件，能促进水的电离，并能使溶液中c(OH)c(H)的操作是()稀硫酸金属钠氨气FeCl3固体NaClO固体将水加热煮沸A B C D2、水电离出的c(H) 和c(OH)的计算任何水溶液中水电离产生的c(H)和c(OH)总是相等的。(1)中性溶液中：c(OH)c(H)107 mol/L(2)酸的溶液OH全部来自水的电离实例：pH2的盐酸溶液中c(H)102mol/L，则c(OH)Kw/1021012 (mol/L)，即水电离出的c(H)c(OH)1012

9、mol/L。(3)碱的溶液H全部来自水的电离实例：pH12的NaOH溶液中c(OH)102mol/L，则c(H)Kw/1021012 (mol/L)，即水电离出的c(OH)c(H)1012 mol/L。(4)水解呈酸性的盐溶液H全部来自水的电离实例：pH5的NH4Cl溶液中，由水电离的c(H)105 mol/L，因部分OH与部分NH结合使c(OH)109 mol/L。(5)水解呈碱性的盐溶液OH全部来自水的电离实例：pH12的Na2CO3溶液中，由水电离出的c(OH)102 mol/L。因部分H与部分CO结合使c(H)1012 mol/L。【例2】室温下，在pH11的某溶液中，由水电离出的c(

10、OH)为()1.0107 mol/L1.0106 mol/L1.0103 mol/L1.01011 mol/LA B C或 D或【跟踪训练】3.25 时，在等体积的pH0的 H2SO4溶液、0.05 mol/L的Ba(OH)2溶液、pH10的Na2S溶液、pH5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是()A1101010109 B1551095108 C1201010109 D1101041094.高考载体(2013上海卷T18改编)部分弱酸的电离常数如下表：弱酸HCOOHHCNH2CO3电离常数(25 )K1.77104K4.91010K14.3107K25.61011 (1)依据

11、表格中三种酸的电离常数，判断三种酸酸性强弱的顺序为_。(2)向NaCN溶液中通入CO2气体能否制得HCN？若能写出反应的化学方程式？_ 。(3)同浓度的HCOO、HCO、CO、CN结合H的能力由强到弱的顺序是_。(4)升高0.1 mol/L HCOOH溶液的温度，HCOOH的电离程度如何变化？_。加水稀释，如何变化？_。(5)pH4的HCOOH和NH4Cl溶液中，水的电离程度相同吗？_。(6)试用两种最常用的方法判断常温下HCOOH是一种弱酸？_。三溶液酸碱性规律与pH计算方法1.溶液的酸碱性规律溶液的酸碱性取决于溶液中c(H)和c(OH)的相对大小：溶液类别c(H)与c(OH)的关系室温(2

12、5 )数值pH中性溶液c(H)c(OH)c(H)c(OH)107 molL17酸性溶液c(H) c(OH)c(H)107 molL17碱性溶液c(H) c(OH)c(H)7特别提示常温下，溶液酸碱性判定规律(1)pH相同的酸(或碱)，酸(或碱)越弱，其物质的量浓度越大。(2)pH相同的强酸和弱酸溶液，加水稀释相同的倍数时，强酸溶液的pH变化大。【例1】等浓度的下列稀溶液：乙酸、苯酚、碳酸、乙醇，它们的pH由小到大排列正确的是()A. B.C. D.2.pH的计算方法(1)基本方法思路先判断溶液的酸碱性，再计算其pH：若溶液为酸性，先求c(H)，再求pH。若溶液为碱性，先求c(OH)，再由c(H

13、)求出c(H)，最后求pH。(2)稀释后溶液的pH估算强酸pHa，加水稀释10n倍，则pHan。弱酸pHa，加水稀释10n倍，则apHan。强碱pHb，加水稀释10n倍，则pHbn。弱碱pHb，加水稀释10n倍，则bnpHb。酸、碱溶液被无限稀释后，pH只能接近于7。酸不能大于7，碱不能小于7。(3)强(弱)酸与弱(强)碱混合后溶液的pH判断规律以上两种混合，若为强酸与强碱，则都呈中性。【例2】室温时，下列混合溶液的pH一定小于7的是()A.pH3的盐酸和pH11的氨水等体积混合B.pH3的盐酸和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合C.pH3的醋酸和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合D.pH3的硫酸

14、和pH11的氨水等体积混合【跟踪训练】1.求强酸溶液的PH例1：求110-3mol/LHCl溶液的PH 例2：求110-3mol/LH2SO4溶液的PH 2.求强碱溶液的PH例1：求0.1mol/LNaOH溶液的PH 例2：求0.1mol/LBa(OH)2溶液的PH 3.求混合溶液的PH(1)求强酸与强酸混合溶液的PH例1：10mL0.1mol/LHCl与20mL0.2mol/LHCl混合，求该混合溶液的PH值。 例2：将PH=1和PH=3的盐酸溶液等体积混合，求该混合溶液的PH值。(2)求强碱与强碱混合溶液的PH例1：10mL0.1mol/LNaOH与20mL0.2mol/L Ba(OH)2

15、混合，求该混合溶液的PH值。 例2：将PH=11和PH=13的NaOH溶液等体积混合，求该混合溶液的PH值。 (3)求强酸与强碱混合溶液的PH例1：10mL0.1mol/LHCl与10mL0.2mol/LNaOH混合，求该混合溶液的PH值。例2：将PH=6的HCl和PH=10的NaOH溶液等体积混合，求该混合溶液的PH值。4.强酸、强碱的稀释及过度稀释的PH计算例1.在10mL10-4mol/LHCl溶液中加水至100mL时，溶液的PH值是_；若加水至105mL时，溶液的PH值_ _例2.在10mLPH=10的NaOH溶液中加水至1000mL时，溶液的PH值是_；若加水至106mL时，溶液的P

16、H值_ (4)酸碱中和滴定过程中的pH变化在中和反应中，溶液pH发生很大的变化，在滴定过程中会因pH突变而使指示剂发生颜色变化(滴定曲线如图)。通过溶液的颜色变化判断反应终点，测出消耗酸(或碱)溶液的体积，根据化学方程式酸与碱物质的量之比求出未知溶液浓度。对于一元酸碱，则有：c酸V酸c碱V碱。四三角度解读盐类水解基本规律1.盐溶液的酸碱性规律盐的类别溶液的酸碱性原因强酸弱碱盐呈酸性，pHc(OH)水解实质：盐电离出的阴离子、阳离子与H2O电离出的H或OH结合生成弱电解质强碱弱酸盐呈碱性，pH7弱酸根阴离子与H2O电离出的H结合，使c(OH)c(H)强酸强碱盐呈中性，pH7，H2O的电离平衡不被

17、破坏，不水解弱酸的酸式盐若电离程度水解程度，c(H)c(OH)，呈酸性，如NaHSO3、NaHC2O4若电离程度水解程度，c(H)Ka(HB)，即HA的酸性比HB强，那么相同浓度时B的水解程度比A大。相同浓度的NaA、NaB溶液中：c(A)c(B)，c(HA)HClOB.pH：HClOHCNC.与NaOH恰好完全反应时，消耗NaOH的物质的量：HClOHCND.酸根离子浓度：c(CN)c(H)c(A)c(OH)。(2)单一的弱酸根阴离子和弱碱阳离子的水解是微弱的，水解生成的粒子的浓度小于盐电离产生的离子的浓度。如弱酸盐NaA溶液中c(Na)c(A)c(OH)c(HA)c(H)。特别提示多元弱酸

18、要考虑分步电离(Ka1Ka2Ka3)，多元弱酸的正盐要依据分步水解分析离子浓度，如Na2CO3溶液中，c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)c(H)。2.熟知三个守恒(1)电荷守恒规律：电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中存在着Na、H、HCO、CO、OH，必存在如下关系：c(Na)c(H)c(HCO)c(OH)2c(CO)。(2)物料守恒规律(原子守恒)：电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2、HS都能水解，故S元素以S2、HS、H2S三种形式存在，它们之

19、间有如下守恒关系：c(K)2c(S2)2c(HS)2c(H2S)。(3)质子守恒规律：质子即H.特别提示(1)一元酸HA、一元碱BOH的混合溶液中只含有H、A、B、OH4种离子，不可能出现两种阳(阴)离子浓度同时大于两种阴(阳)离子浓度的情况。如c(B)c(A)c(H)c(OH)等肯定错误。(2)将物料守恒式代入电荷守恒式中，即可得出质子守恒式。3.掌握四个步骤溶液中粒子浓度大小比较方法的四个步骤：(1)判断反应产物：判断两种溶液混合时生成了什么物质，是否有物质过量，再确定反应后溶液的组成。(2)写出反应后溶液中存在的平衡：根据溶液的组成，写出溶液中存在的所有平衡(水解平衡、电离平衡)，尤其要

20、注意不要漏写在任何水溶液中均存在的水的电离平衡。这一步的主要目的是分析溶液中存在的各种粒子及比较直接地看出某些粒子浓度间的关系，在具体应用时要注意防止遗漏。(3)列出溶液中存在的等式：根据反应后溶液中存在的溶质的守恒原理，列出两个重要的等式，即电荷守恒式和物料守恒式，据此可列出溶液中阴、阳离子间的数学关系式。(4)比大小：根据溶液中存在的平衡和题给条件，结合平衡的有关知识，分析哪些平衡进行的程度相对大一些，哪些平衡进行的程度相对小一些，再依此比较溶液中各粒子浓度的大小。这一步是溶液中粒子浓度大小比较最重要的一步，关键是要把握好电离平衡和水解平衡两大理论，树立“主次”意识。【例3】常温下，将a

21、L 0.1 molL1的NaOH溶液与 b L 0.1 molL1的CH3COOH溶液混合。下列有关混合溶液的说法一定不正确是()A.ac(Na)c(H)c(OH)B.ab时，c(CH3COO)c(Na)c(OH)c(H)C.ab时，c(CH3COOH)c(H)c(OH)D.无论a、b有何关系，均有c(H)c(Na)c(CH3COO)c(OH)【例4】常温下，下列有关各溶液的叙述正确的是()A.pH7的溶液中不可能存在醋酸分子B.20 mL 0.1 molL1的醋酸钠溶液与10 mL 0.1 molL1的盐酸混合后溶液显酸性：c(CH3COO)c(Cl)c(H)c(CH3COOH)C.0.1

22、molL1醋酸的pHa,0.01 molL1的醋酸的pHb，则a1b【巩固练习】弱电解质的电离和盐类的水解练习题1、下列关于电解质的电离平衡状态的叙述中，正确的是（ ）A.弱电解质的电离达到平衡状态后，电离就停止了B.弱电解质的电离达到平衡状态后，分子的消耗速率和离子的生成速率相等C.弱电解质的电离达到平衡状态后，分子和离子的浓度相等D.弱电解质的电离达到平衡状态后，外界条件改变，电离平衡可能要发生移动2、将0.1 mol/L醋酸溶液加水稀释，下列说法正确的是（ ）A.溶液中H和OH都减小 B.溶液中H增大C.醋酸电离平衡向左移动 D.溶液的pH增大3、下列水解反应的化学方程式错误的是（ ）A

23、.Fe3H2OFe(OH)33H B.HSO3H2OH2SO3OHC.C6H5COOH2OC6H5COOHOH D.Al3 HCO3Al(OH)33CO24、醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHHCH3COO下列叙述不正确的是（ ）A. CH3COOH溶液中离子浓度的关系满足：c(H)c(OH)c(CH3COO)B.0.1 mol/L的CH3COOH溶液加水稀释，溶液中c(OH)减小C.CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，平衡逆向移动D.常温下，pH的CH3COOH溶液与pH12的NaOH溶液等体积混合后溶液pH5、加热蒸干下列各物质的溶液，能得到该物质晶体的是（ ）A.Na2

24、CO3 B.FeCl3 C.Al(NO3)3 D.Ca(HCO3)26、为了除去MgCl酸性溶液中的Fe，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后再加入适量的盐酸，这种试剂是（ ）A.NH3H2O B.NaOH C.Na2CO3 D.MgCO37、下列操作能使水的电离平衡发生移动，而且溶液呈酸性的是（ ）A.加入小苏打B.滴加稀硫酸 C.加入FeCl36H2O晶体 D.加入NaOH固体8、Na2CO3溶液存在着化学平衡：Na2CO3H2ONaHCO3NaOH加热蒸干溶液，得到的固体是（ ）A.Na2CO3 B.NaHCO3和NaOHC.NaOH D.Na2CO3和NaOH9、物质的量浓度相同的

25、下列溶液：Na2CO3，NaHCO3，H2CO3，(NH4)2CO3，NH4HCO3，CO3由小到大排列的顺序是（ ）A. B. C. D. B. C. D.13、欲使0.1 molL的NaHCO3溶液中c(H)、c(CO3)、c(HCO3)都减小，其方法是A.通入CO2气体 B.加入NaOH固体C.通入HCl气体D.加入饱和石灰水溶液14、下列离子方程式中书写正确的是（ ）A.NaOH溶液中通入过量H2S气体：H2S2 OHSH2OB.FeCl3水解：FeCl33 H2OFe(OH)33 HC.NaHCO3溶液和醋酸反应：HCO3CH3COOHCH3COOH2OCO2D氨水中加入明矾溶液：3

26、OHAl3Al(OH)315、下列叙述正确的是（ ）A.将稀氨水逐滴加入稀硫酸中，当溶液pH时，c(SO4)c(NH4)B.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2，pH分别为a和a1，则c110c2C.pH11的NaOH溶液与pH3的醋酸溶液等体积混合，滴入石蕊溶液呈红色D.向0.1 mol/L的氨水中加入少量硫酸铵固体，则溶液中c(OH)/c(NH3H2O)增大16、盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。下列表述正确的是（ ）A.在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH，溶液中的阴离子只有CO3和OHB.NaHCO3溶液中：c(H)c(H2CO3)c(OH)C.10 mL 0.

27、10 molLCH3COOH溶液加入等物质的量的NaOH后，溶液中离子的浓度由大到小的顺序是：c(Na) c(CH3COO) c(OH) c(H)D.中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH物质的量相同17、下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是（ ）A.pH2的HA溶液与pH12的MOH溶液任意比混合： c(H)c(M) c(OH)c(A)B.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液：c(NaOH)c(CH3COONa)c(H)c(H2A)c(A2)18、将pH3的盐酸溶液和pH11的氨水等体积混合后，溶液中离子浓度的关系正确的是（ ）A.NH4

28、ClHOH B.NH4ClOHHC.ClNH4HOH D.ClNH4OHH19、物质的量浓度相同的下列各溶液，由水电离出的H由大到小的顺序是()NaHSO4NaHCO3Na2CO3Na2SO4A B C D20、一种pH3的酸性溶液和一种pH11的碱溶液等体积混合后测得溶液的pH5.6，其原因可能是（ ）A.浓的强酸和稀的弱碱溶液反应B.浓的弱酸和稀的强溶液反应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21、浓度均为0.1 molL的甲酸和NaOH溶液等体积混合后，下列关系正确的是（ ）A.NaHCOOOHH B.HCOO NaOHHC.NaHCOOOHH D.NaHCOOOHH2

29、2、NaHCO3溶液中，存在多种分子和离子，下列关系式中不正确的是（ ）A.NaCO3HCO3H2CO3 B.Na HCO3 OHCO3C.OHHCO3H2H2CO3 D.OHHCO32CO3HNa23、明矾溶于水所得溶液中离子浓度关系正确的是（ ）A.SO4KAlHOH B.SO42KAlOH HC.1/2SO4KAlHOH D.SO4OHKAlH24、将20 mL0.4 molLNH4NO3溶液与50 mL0.1 molLBa(OH)2溶液混合，则混合溶液中各离子浓度的大小顺序是（ ）A.NO3OHNH4Ba B. NO3 BaOHNH4C. BaNO3OHNH4 D. NO3 Ba NH4OH25、将物质的量浓度相同的醋酸和NaOH溶液混合后，溶液中CH3COONa，则混合后溶液呈（填“酸”、“碱”或“中”）性，醋酸与NaOH溶液体积大小关系是V(CH3COOH) (填“”、“”或“”、“”、“”或“”)；若此时溶液中，pH10，则c(MOH)c(OH)_molL1。