高考化学二轮复习 专题11 水溶液中的离子平衡教学案Word文件下载.docx

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（5）分别取等体积等pH的酸HB和盐酸进行中和滴定，若达到终点时酸HB消耗的同浓度的NaOH溶液体积大，说明HB为弱酸。

（6）分别取相同物质的量浓度的酸HB溶液和盐酸，测其导电性，若酸HB溶液的导电能力弱，说明HB为弱酸。

（7）分别取相同pH的酸HB溶液和盐酸，向其中加入NaCl晶体和NaB晶体，振荡，待晶体溶解后，盐酸的pH几乎不变，若酸HB溶液的pH增大，说明HB为弱酸。

4．电离方程式的书写

（1）强电解质：

完全电离用“＝”，如：

HCl＝H＋＋Cl－；

NaOH＝Na＋＋OH－；

NaNO3＝Na＋＋NO3-。

（2）弱电解质：

部分电离用“

”，如：

CH3COOH

CH3COO－＋H＋，NH3·

H2O

NH2-＋OH－。

（3）多元弱酸的电离是分步进行的，以第一步电离为主。

如：

H2CO3

H＋＋HCO3-　（主要）；

HCO3-

H＋＋CO32-（次要）。

（4）多元弱碱用一步电离表示，如：

Cu（OH）2

Cu2＋＋2OH－。

（5）强酸的酸式盐在水溶液中完全电离，如NaHSO4=Na＋＋H＋＋SO42－，在熔融状态下的电离为KHSO4=K＋＋HSO4－。

弱酸的酸式盐既有完全电离，又有部分电离，如NaHCO3=Na＋＋HCO3－，HCO3－

H＋＋CO32－。

5．电离度

（1）定义：

弱电解质在水中达到电离平衡状态时，已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数（包括已电离和未电离）的百分率，称为电离度。

（2）表达式：

电离度通常用α表示：

α＝

×

100%。

（3）意义

电离度实质上是平衡转化率的一种。

电离度表示弱电解质在水中的电离程度。

温度相同、浓度相同时，不同的弱电解质的电离度是不同的，同一种电解质在不同浓度的水溶液中，其电离度也是不同的，溶液越稀，电离度越大。

二、酸碱稀释时pH的变化

1．强酸、强碱的稀释

在稀释时，当它们的浓度大于10－5mol·

L－1时，不考虑水的电离；

当它们的浓度小于10－5mol·

L－1时，应考虑水的电离。

例如：

（1）pH=6的HCl溶液稀释100倍，混合液pH≈7（不能大于7）；

（2）pH=8的NaOH溶液稀释100倍，混合液pH≈7（不能小于7）；

（3）pH=3的HCl溶液稀释100倍，混合液pH=5；

（4）pH=10的NaOH溶液稀释100倍，混合液pH=8。

2．弱酸、弱碱的稀释

在稀释过程中有浓度的变化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH范围。

（1）pH=3的CH3COOH溶液，稀释100倍，稀释后3<

pH<

5；

（2）pH=10的NH3·

H2O溶液，稀释100倍，稀释后8<

10；

（3）pH=3的酸溶液，稀释100倍，稀释后3<

pH≤5；

（4）pH=10的碱溶液，稀释100倍，稀释后8≤pH<

10。

3．对于pH相同的强酸和弱酸（或强碱和弱碱）溶液稀释相同的倍数，强酸（或强碱）溶液的pH变化幅度大。

这是因为强酸（或强碱）已完全电离，随着加水稀释，溶液中H＋（或OH－）数（除水电离的以外）不会增多，而弱酸（或弱碱）随着加水稀释，电离程度增大，H＋（或OH－）数会增多。

4．对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸（或强碱和弱碱），稀释相同的倍数，pH的变化幅度不同，强酸（或强碱）稀释后pH变化幅度大。

三、关于pH值的计算

1．单一溶液pH的计算

强酸溶液（HnA），其物质的量浓度为cmol/L，则：

c（H＋）＝ncmol/L，pH＝－lgc（H＋）＝－lgnc；

强碱溶液B（OH）n]，其物质的量浓度为cmol/L，则c（OH－）＝ncmol/L，c（H＋）＝

mol/L，pH＝－lgc（H＋）＝14＋lgnc。

2．强酸、强碱混合液的pH计算

（1）强酸与强酸混合求pH

①非等体积混合

c（H＋）＝

，然后再求pH。

②等体积混合可近似计算pH＝pH小＋0.3

（2）强碱与强碱混合求pH

先计算：

c（OH－）＝

，

再求c（H＋）＝

，最后求pH。

②等体积混合，可近似计算pH＝pH大－0.3。

（3）强酸与强碱混合

①恰好完全反应，溶液呈中性，pH＝7。

②酸过量：

先求c（H＋）余＝

，再求pH。

③碱过量：

先求c（OH－）余＝

，再求c（H＋）＝

，然后求pH。

四、酸碱中和滴定的误差分析

1．原理

c（标准）·

V（标准）＝c（待测）·

V（待测），所以c（待测）＝

，因c（标准）已确定，因此只要分析出不正确操作引起V（标准）与V（待测）的变化，即分析出结果。

2．引起误差的原因

中和滴定实验中，产生误差的途径主要有操作不当、读数不准等，分析误差要根据计算式分析，c待测＝

，当用标准酸溶液滴定待测碱溶液时，c标准、V待测均为定值，c待测的大小取决于V标准的大小。

下列为不正确操作导致的实验结果偏差：

（1）仪器洗涤

①酸式滴定管水洗后，未润洗（偏高）；

②酸式滴定管水洗后，误用待测液润洗（偏高）；

③碱式滴定管水洗后，未润洗（偏低）；

④锥形瓶水洗后，用待测液润洗（偏高）。

（2）量器读数

①滴定前俯视酸式滴定管，滴定后平视（偏高）；

②

滴定前仰视酸式滴定管，滴定后俯视（偏低）如图所示；

③滴定完毕后，立即读数，半分钟后颜色又褪去（偏低）。

（3）操作不当

①滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定结束后气泡消失（偏高）；

②滴定过程中，振荡锥形瓶时，不小心将溶液溅出（偏低）；

1滴定过程中，锥形瓶内加少量蒸馏水（无影响）。

3．常见误差分析

以标准酸溶液滴定未知浓度的碱（酚酞作指示剂）为例，

常见的因操作不正确而引起的误差有：

步骤

操作

V（标准）

c（待测）

洗涤

酸式滴定管未用标准溶液润洗

变大

偏高

碱式滴定管未用待测溶液润洗

变小

偏低

锥形瓶用待测溶液润洗

锥形瓶洗净后还留有蒸馏水

不变

无影响

取液

放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失

滴定

酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失

振荡锥形瓶时部分液体溅出

部分酸液滴出锥形瓶外

读数

滴定前读数正确，滴定后俯视读数（或前仰后俯）

滴定前读数正确，滴定后仰视读数（或前俯后仰）

五、盐类水解离子方程式的书写

1.水和弱电解质应写成分子式，不能写成相应的离子。

2．水解反应是可逆过程，因此要用“

”符号，不能用“＝”。

通常情况下，中和反应是趋于完成的反应，所以盐的水解程度很小，产物的量很少，因此方程式中不标“↑”“↓”符号，也不把易分解的生成物（如NH3·

H2O、H2CO3等）写成其分解产物的形式。

如NH4Cl＋H2O

NH3·

H2O＋HCl；

离子方程式为NH4+＋H2O＝NH3·

H2O。

3．多元弱酸盐的水解是分步进行的，应分步书写，水解程度主要取决于第一步。

CO32－＋H2O

HCO3－＋OH－；

HCO3－＋H2O

H2CO3＋OH－。

4．多元弱碱的盐也是分步水解的，由于中间过程复杂，中学阶段仍写成一步，如：

Cu2＋＋2H2O

Cu（OH）2＋2H＋

Al3＋3H2O

Al（OH）3＋3H＋

（5）某些盐溶液在混合时，一种盐的阳离子与另一种盐的阴离子在一起都发生水解，使两种盐的离子水解趋于完全。

此时，用“＝”“↑”“↓”（又叫双水解反应）。

如生成的H2CO3写成CO2↑＋H2O。

如将Al2（SO4）3溶液与NaHCO3溶液混合，立即产生大量白色沉淀和大量气体。

这是由于Al2（SO4）3溶液显酸性：

Al3＋＋3H2O

Al（OH）3＋3H＋，NaHCO3溶液显碱性：

HCO32－＋H2O

H2CO3＋OH－，二者混合后，发生反应H＋＋OH－＝H2O，使两个水解反应相互促进，趋于完全，所以产生白色沉淀和气体。

总反应为Al3＋＋3HCO3－＝Al（OH）3↓＋3CO2↑。

配平双水解反应离子方程式可遵循离子的电荷守恒和质量守恒配平。

Al3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al（OH）3↓，

2Fe3＋＋3CO32－＋3H2O＝2Fe（OH）3↓＋3CO2↑

即：

mMn＋＋nAn－＋nmH2O＝mM（OH）n↓＋nHmA

常见的能发生相互促进水解的离子有：

Al3＋与CO32－、HCO3－、S2－、HS－、AlO2－；

Fe3＋与CO32－、HCO3－、AlO2－；

NH4+与AlO2－、SiO32－等。

双水解反应的规律可以用于：

①判断离子能否大量共存；

②确定待鉴别的试剂；

③比较物质溶解性的大小；

④选择要制备物质的试剂种类；

⑤确定肥料的复合方式。

六、盐类水解的应用

1．实验室配制和储存易水解的盐溶液

配制FeCl3溶液时加入一定量酸（盐酸），防止铁离子水解；

配制CuSO4溶液时加入少量硫酸，防止铜离子水解。

2．某些活泼金属与强酸弱碱盐反应

Mg放入NH4Cl、CuCl2、FeCl3溶液中产生氢气。

3．制备Fe（OH）3胶体

沸水中滴加FeCl3溶液，产生红褐色胶体。

Fe3＋＋3H2O

Fe（OH）3（胶体）＋3H＋

4．明矾KAl（SO4）2·

12H2O]、三氯化铁（FeCl3）等净水

Al（OH）3（胶体）＋3H＋

原因：

胶体吸附性强，可起净水作用。

5．苏打（Na2CO3）洗涤去油污

CO32－＋H2O＝HCO3－＋OH－，加热，去油污能力增强。

加热，促进CO32－的水解，碱性增强，去油污能力增强。

6．泡沫灭火器原理

成分：

NaHCO3、Al2（SO4）3

NaHCO3水解：

HCO3－＋H2O

H2CO3＋OH－碱性

Al2（SO4）3水解：

Al（OH）3＋3H＋酸性

原理：

当两盐混合时，氢离子与氢氧根离子结合生成水，双方相互促进水解：

3HCO3－＋Al3＋＝Al（OH）3↓＋3CO2↑

7．施用化肥

普钙【Ca（H2PO4）2】、铵态氮肥不能与草木灰（K2CO3）混用

K2CO3水解显碱性：

HCO3－＋OH－

3Ca（H2PO4）2＋12OH－＝Ca3（PO4）2↓＋12H2O＋4PO43-

NH4+＋OH－＝NH3↑＋H2O　降低肥效

8．判断盐溶液的酸碱性或pH

如相同物质的量浓度的下列溶液：

NaCl、KHSO4、NaH2PO4、Na2HPO4、CH3COOH，pH由大到小的顺序为Na3PO4＞Na2HPO4＞NaCl＞CH3COOH＞KHSO4

9．比较盐溶液中离子浓度的大小

如Na2CO3溶液中，各离子浓度大小的顺序为c（Na＋）＞c（CO32－）＞c（OH－）＞c（HCO3－）＞c（H＋）

10．加热蒸发盐溶液析出固体

不水解、不分解的盐的溶液加热蒸干时，析出盐的晶体，如NaCl。

能水解，但生成的酸不挥发，也能析出该盐的晶体，如Al2（SO4）3。

能水解，但水解后生成的酸有挥发性，则析出金属氢氧化物，若蒸干后继续加热，则可分解为金属氧化物，如AlCl3、FeCl3。

若盐在较低温度下受热能分解，则加热蒸干其溶液时，盐已分解，如Ca（HCO3）2。

11．判断盐所对应酸的相对强弱

如已知物质的量浓度相同的两种盐溶液NaA和NaB，其溶液的pH前者大于后者，则酸HA和HB的酸性强弱为HB＞HA。

12．判断盐溶液中离子种类多少（如Na3PO4溶液中存在哪些离子。

）

13．某些试剂的实验室贮存，如Na2CO3溶液、Na3PO4溶液、Na2SiO3溶液等不能贮存于磨口玻璃瓶中。

14．证明弱酸或弱碱的某些实验要考虑盐的水解，如证明Cu（OH）2为弱碱时，可用CuCl2溶液能使蓝色石蕊试纸变红（显酸性）证之。

15．除杂：

①采用加热的方法来促进溶液中某些盐的水解，使之生成氢氧化物沉淀，以除去溶液中某些金属离子。

例如，不纯的KNO3溶液中常含有杂质Fe3＋，可用加热的方法来除去KNO3溶液中所含的Fe3＋。

②向MgCl2、FeCl3的混合溶液中加入MgO以除去FeCl3。

16．如果溶液浓度较低，可以利用水解反应来获得纳米材料（氢氧化物可变为氧化物）。

如果水解程度很大，还可用于无机化合物的制备，如制TiO2：

TiCl4＋（x＋2）H2O（过量）

TiO2·

xH2O↓＋4HCl

所得TiO2·

xH2O经焙烧得TiO2。

17．判断溶液中离子能否共存

如Al3＋、Fe3＋与CO32－、HCO3－在溶液中不能大量共存，因为能发生双水解反应。

考点一　弱电解质的电离平衡

例1．常温下，将一定浓度的盐酸和醋酸加水稀释，溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．两溶液稀释前的浓度相同

B．a、b、c三点溶液的pH由大到小顺序为a>

b>

c

C．a点的Kw值比b点的Kw值大

D．a点水电离的n（H＋）大于c点水电离的n（H＋）

【变式探究】pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。

分别滴加NaOH溶液（c＝0.1mol·

L－1）至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则（　　）

A．x为弱酸，Vx<

Vy

B．x为强酸，Vx>

C．y为弱酸，Vx<

D．y为强酸，Vx>

解析：

选C。

由图知：

将一元酸x和y分别稀释10倍，pH的变化量ΔpHx＝1，ΔpHy<

1，所以x为强酸，而y为弱酸。

pH＝2时弱酸y的浓度大，则滴加NaOH溶液至pH＝7时需NaOH溶液的体积y要比x大。

考点二　水的电离和溶液的酸碱性判断

例2．已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为amol·

L－1的一元酸HA与bmol·

L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是（　　）

A．a＝b

B．混合溶液的pH＝7

C．混合溶液中，c（H＋）＝

mol·

L－1

D．混合溶液中，c（H＋）＋c（B＋）＝c（OH－）＋c（A－）

a＝b只能说明酸碱恰好完全反应，生成盐和水，由于酸碱强弱未知，不能说明溶液呈中性，A错误；

题给温度未指明是25℃，所以pH＝7并不能说明溶液呈中性，B错误；

由于混合溶液中c（H＋）＝

，结合Kw＝c（H＋）·

c（OH－），可推断出c（H＋）＝c（OH－），所以溶液一定呈中性，C正确；

电荷守恒表达式是正确的，无论溶液是否呈中性都满足此式，D错误。

【变式探究】已知水的电离平衡曲线如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．水的离子积常数关系为：

Kw（B）＞Kw（A）＞Kw（C）＞Kw（D）

B．向水中加入醋酸钠固体，可从C点到D点

C．B点对应的温度下，pH＝4的硫酸与pH＝10的氢氧化钠溶液等体积混合，溶液的pH＝7

D．升高温度可实现由C点到D点

考点三　水的电离与溶液pH的判断与计算

例3．一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图。

A．升高温度，可能引起由c向b的变化

B．该温度下，水的离子积常数为1.0×

10－13

C．该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化

D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化

A项，c点溶液中c（OH－）＞c（H＋），溶液呈碱性，升温，溶液中c（OH－）不可能减小。

B项，由b点对应c（H＋）与c（OH－）可知，Kw＝c（H＋）·

c（OH－）＝1.0×

10－7×

1.0×

10－7＝1.0×

10－14。

C项，FeCl3溶液水解显酸性，溶液中c（H＋）增大，因一定温度下水的离子积是常数，故溶液中c（OH－）减小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的变化。

D项，c点溶液呈碱性，稀释时c（OH－）减小，同时c（H＋）应增大，故稀释溶液时不可能引起由c向d的转化。

【变式探究】下列说法正确的是（　　）

A．25℃时，在pH＝4的盐酸和NH4Cl溶液中，由水电离出的H＋浓度相等

B．25℃时，pH＝3和pH＝5的盐酸等体积混合后，溶液的pH＝4

C．25℃时，pH＝9和pH＝11的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH＝10

D．25℃时，pH＝3.6的某橙汁中的c（H＋）是pH＝5.6的某西瓜汁中的c（H＋）的100倍

考点四　盐类水解及其应用

例4．化学在日常生活和生产中有着重要的应用。

下列说法不正确的是（　　）

A．明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化

B．某雨水样品采集后放置一段时间，pH由4.68变为4.28，是因为溶液中的SO

水解

C．将饱和FeCl3溶液滴入沸水中可制备Fe（OH）3胶体，利用的是盐类水解原理

D．纯碱溶液呈碱性的原因是CO

＋H2OHCO

＋OH－

选B。

雨水中pH变小的原因是：

2H2SO3＋O2===2H2SO4，与SO

水解无关。

【变式探究】在氯化铁溶液中存在下列平衡：

FeCl3＋3H2OFe（OH）3＋3HCl　ΔH>

（1）将饱和FeCl3溶液，滴入沸腾的蒸馏水中可得到一种红褐色透明液体。

向这种液体中加入稀H2SO4产生的现象为__________________________________________________。

（2）不断加热FeCl3溶液，蒸干其水分并灼烧得到的固体可能是________。

（3）在配制FeCl3溶液时，为防止产生浑浊，应________________________________________________。

（4）FeCl3净水的原理是________________________________。

FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）_____________________________________。

答案：

（1）先生成红褐色沉淀，又逐渐溶解生成黄色溶液

（2）Fe2O3　（3）加入少许浓盐酸

（4）Fe3＋水解生成的Fe（OH）3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

考点五　溶液中“粒子”浓度关系判断

例5．下列叙述中不正确的是（　　）

A．0.1mol·

L－1NH4HS溶液中有：

c（NH

）<

c（HS－）＋c（S2－）＋c（H2S）

B．25℃时，将amol·

L－1的氨水与0.01mol·

L－1的盐酸等体积混合后，c（NH

）＝c（Cl－），则NH3·

H2O的电离常数为

C．等浓度的HCN和NaCN混合溶液中有：

2c（Na＋）＝c（CN－）＋c（HCN）

D．等pH的①（NH4）2SO4溶液②NH4HSO4溶液③NH4Cl溶液中，c（NH

）的大小关系：

①>

③>

选D。

NH4HS溶液中存在NH

和HS－的水解平衡、HS－的电离平衡，由物料守恒知，c（NH

）＋c（NH3·

H2O）＝c（HS－）＋c（S2－）＋c（H2S），则c（NH

）＜c（HS－）＋c（S2－）＋c（H2S），故A正确。

氨水与盐酸反应后，c（NH

）＝c（Cl－）＝0.005mol·

L－1，则c（H＋）＝c（OH－）＝10－7mol·

L－1，溶液呈中性，Ka＝

＝

，B正确。

HCN是弱酸，等浓度的HCN和NaCN混合溶液中根据物料守恒有2c（Na＋）＝c（CN－）＋c（HCN），C正确。

pH相等时，①和③两溶液中c（NH

）相同，NH

的水解程度也相同；

②NH

的水解受到抑制，因此溶液中c（NH

）最小，故D错误。

【变式探究】常温条件下，将0.01mol·

L－1Na2CO3溶液与0.01mol·

L－1KHCO3溶液等体积混合。

若忽略混合后体积的变化，则下列判断正确的是（　　）

A．两种溶液混合前，Na2CO3溶液中由水电离出的c（H＋）小于KHCO3溶液中由水电离出的c（H＋）

B．混合后溶液中存在关系：

c（CO

）＋c（HCO

）＋c（H2CO3）＝0.02mol·

C．混合后溶液中存在关系：

c（K＋）＋c（Na＋）＋c（H＋）＝c（CO

）＋c（OH－）

D．混合后溶液中存在关系：

c（K＋）＋c（H2CO3）＋c（H＋）＝c（CO

考点六　“滴定法”的综合考查

例6．某小组以CoCl2·

6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。

为确定其组成，进行如下实验。

①氨的测定：

精确称取wgX，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1mLc1mol·

L－1的盐酸标准溶液吸收。

蒸氨结束后取下接收瓶，用c2mol·

L－1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，