电离平衡知识点.docx
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电离平衡知识点
[考纲要求] 1.了解电解质在水溶液中的电离,以及电解质溶液的导电性;了解电解质的概念;了解强弱电解质的概念。
2.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。
3.了解水的电离和水的离子积常数。
4.了解溶液pH的定义;了解测定溶液pH的方法,能进行pH的简单计算。
5.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素以及盐类水解的应用。
6.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡;了解溶度积的含义及其表达式,能进行相关的计算。
7.以上各部分知识的综合利用。
考点一 溶液的酸碱性及pH
1.一个基本不变
相同温度下,不论是纯水还是稀溶液,水的离子积常数不变。
应用这一原则时需要注意两个条件:
水溶液必须是稀溶液;温度必须相同。
2.两个判断标准
(1)任何温度
c(H+)>c(OH-),酸性;
c(H+)=c(OH-),中性;
c(H+) (2)常温(25℃) pH>7,碱性; pH=7,中性; pH<7,酸性。 3.三种测量方法 (1)pH试纸 用pH试纸测定溶液的pH,精确到整数且只能在1~14范围内,其使用方法为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 注意 ①pH试纸不能预先润湿,但润湿之后不一定产生误差。 ②pH试纸不能测定氯水的pH。 (2)pH计 pH计能精确测定溶液的pH,可精确到0.1。 (3)酸碱指示剂 酸碱指示剂能粗略测定溶液的pH范围。 常见酸碱指示剂的变色范围如下表所示: 指示剂 变色范围的pH 石蕊 <5红色 5~8紫色 >8蓝色 甲基橙 >3.1红色 3.1~4.4橙色 >4.4黄色 酚酞 <8.2无色 8.2~10浅红色 >10红色 4.四条判断规律 (1)正盐溶液 强酸强碱盐显________,强酸弱碱盐(如NH4Cl)显________,强碱弱酸盐(如CH3COONa)显________。 (2)酸式盐溶液 NaHSO4显酸性(NaHSO4===Na++H++SO )、NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4水溶液显酸性(酸式根电离程度大于水解程度);NaHCO3、NaHS、Na2HPO4水溶液显碱性(酸式根水解程度大于电离程度)。 特别提醒 因为浓度相同的CH3COO-与NH 的水解程度相同,所以CH3COONH4溶液显中性,而NH4HCO3溶液略显碱性。 (3)弱酸(或弱碱)及其盐1∶1混合溶液 ①1∶1的CH3COOH和CH3COONa混合液呈酸性。 ②1∶1的NH3·H2O和NH4Cl混合溶液呈碱性。 (对于等浓度的CH3COOH与CH3COO-,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度) (4)酸碱pH之和等于14等体积混合溶液 pH和等于14的意义: 酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度。 ①已知酸、碱溶液的pH之和为14,则等体积混合时: pH=7 pH>7 pH<7 ②已知酸、碱溶液的pH之和为14,若混合后溶液的pH为7,溶液呈中性,则 ―→V酸∶V碱=1∶1 ―→V酸∶V碱>1∶1 ―→V酸∶V碱<1∶1 ③强酸、强碱等体积混合后溶液酸、碱性的判断 —— 走出误区 误区一: 不能正确理解酸、碱的无限稀释规律 常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。 误区二: 不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律 溶液 稀释前溶液pH 加水稀释到 体积为原来 的10n倍 稀释后溶液pH 酸 强酸 pH=a pH=a+n 弱酸 a 碱 强碱 pH=b pH=b-n 弱碱 b-n 误区三: 不能正确掌握混合溶液的定性规律 pH=n(n<7)的强酸和pH=14-n的强碱溶液等体积混合,pH=7;pH=n(n<7)的醋酸和pH=14-n的氢氧化钠溶液等体积混合,混合溶液pH<7;pH=n(n<7)的盐酸和pH=14-n的氨水等体积混合,混合溶液pH>7。 方法技巧 图像法理解一强一弱的稀释规律 1.相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸 (1)加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大。 (2)加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多。 2.相同体积、相同pH值的盐酸、醋酸 (1)加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大。 (2)加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多。 思维模型 溶液pH计算的一般思维模型 考点二 溶液中的“三大平衡” 电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡是溶液中的三大平衡。 这三种平衡都遵循勒夏特列原理——当只改变体系的一个条件时,平衡向能够减弱这种改变的方向移动。 1.对比“四个”表格,正确理解影响因素 (1)外界条件对醋酸电离平衡的影响 CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0 体系变化 条件 平衡移 动方向 n(H+) c(H+) 导电 能力 Ka 加水稀释 向右 增大 减小 减弱 不变 加入少量 冰醋酸 向右 增大 增大 增强 不变 通入HCl(g) 向左 增大 增大 增强 不变 加NaOH(s) 向右 减小 减小 增强 不变 加入镁粉 向右 减小 减小 增强 不变 升高温度 向右 增大 增大 增强 增大 加 CH3COONa(s) 向左 减小 减小 增强 不变 (2)外界条件对水的电离平衡的影响 H2OH++OH- ΔH>0 体系变化 条件 平衡移 动方向 Kw 水的电 离程度 c(OH-) c(H+) 酸 向左 不变 减小 减小 增大 碱 向左 不变 减小 增大 减小 可水解的盐 Na2CO3 向右 不变 增大 增大 减小 NH4Cl 向右 不变 增大 减小 增大 温度 升温 向右 增大 增大 增大 增大 降温 向左 减小 减小 减小 减小 其他: 如加入Na 向右 不变 增大 增大 减小 (3)外界条件对FeCl3溶液水解平衡的影响 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ ΔH>0 体系变化 条件 平衡移 动方向 n(H+) pH 水解 程度 现象 升温 向右 增多 减小 增大 颜色变深 通HCl 向左 增多 减小 减小 颜色变浅 加H2O 向右 增多 增大 增大 颜色变浅 加FeCl3 固体 向右 增多 减小 减小 颜色变深 加NaHCO3 向右 减小 增大 增大 生成红褐色沉淀,放出气体 (4)外界条件对AgCl溶解平衡的影响 AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0 体系变化 条件 平衡移 动方向 平衡后 c(Ag+) 平衡后 c(Cl-) Ksp 升高温度 向右 增大 增大 增大 加水稀释 向右 不变 不变 不变 加入少量 AgNO3 向左 增大 减小 不变 通入HCl 向左 减小 增大 不变 通入H2S 向右 减小 增大 不变 2.思考重点问题,辨析易错知识 (1)加水稀释醋酸溶液,在稀释过程中, ________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同), ________, ________, ________,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)________,n(CH3COOH)+n(CH3COO-)________。 (2)在pH=5的酸性溶液中,c(H+)水=______mol·L-1。 (3)常温下纯水的pH=7,升温到80℃,纯水的pH<7,其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)相同浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液与(NH4)2SO4溶液相比,c(NH )________大(填“前者”或“后者”)。 (5)向NH4Cl溶液中加水,其稀释过程中 ________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同), ____________, ________, ____________,c(NH )+c(NH3·H2O)________。 (6)某温度下,pH值相同的盐酸和氯化铵溶液分别稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如下图所示。 据图回答下列问题: ①Ⅱ为________________稀释时pH变化曲线,水的电离程度a点________c点(填“>”、“<”或“=”,下同);b点________c点。 ②a点时,等体积的两溶液与NaOH反应,消耗NaOH的量________多。 (7)正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”。 ①洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好( ) ②为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀( ) ③可以通过比较溶度积(Ksp)与非平衡状态下溶液中有关离子浓度的乘积——离子积Qc的相对大小,判断难溶电解质在给定条件下沉淀生成或溶解的情况( ) ④Ksp越小,其溶解度越小( ) ⑤Ksp大的容易向Ksp小的转化,但Ksp小的不能向Ksp大的转化( ) (8)已知25℃时,Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CdS)=3.6×10-29,能否用FeS处理含Cd2+的废水? 请根据沉淀溶解平衡的原理解释(用必要的文字和离子方程式说明)。 规律探究 酸、碱、盐对水的电离的影响: 酸和碱抑制水的电离,强酸弱碱盐和强碱弱酸盐促进水的电离。 强酸弱碱盐和碱溶液中由水电离的c(H+)或c(OH-)取决于溶液中的c(H+);强碱弱酸盐和酸溶液中由水电离出的c(H+)或c(OH-)取决于溶液中的c(OH-)。 但应关注酸式盐的特殊性,如硫酸氢钠完全电离,会抑制水的电离;碳酸氢钠以水解为主,呈碱性,促进水的电离。 规律探究 1.盐类水解易受温度、浓度、溶液的酸碱性等因素的影响,以氯化铁水解为例,当改变条件如升温、通入HCl气体、加水、加铁粉、加碳酸氢钠等时,学生应从移动方向、pH的变化、水解程度、现象等方面去归纳总结,加以分析掌握。 2.多元弱酸的酸式盐问题。 酸式盐一般既存在水解,又存在电离。 如果酸式盐的电离程度大于其水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3溶液;如果酸式盐的水解程度大于其电离程度,则溶液显碱性,如NaHCO3溶液。 反思归纳 1.沉淀溶解平衡与化学平衡、电离平衡一样,具有动态平衡的特征,平衡时溶液中各离子浓度保持恒定,平衡只受温度的影响,与浓度无关。 2.溶度积(Ksp)的大小只与难溶电解质的性质和溶液的温度有关,相同类型的难溶电解质的Ksp越小,溶解度越小,越难溶。 考点三 溶液中的“三大常数” 电离平衡常数、水的离子积常数、溶度积常数是溶液中的三大常数,它们均只与温度有关。 电离平衡常数和水的离子积常数随着温度的升高而增大,因为弱电解质的电离和水的电离均为吸热反应。 有关常数的计算,要紧紧围绕它们只与温度有关,而不随其离子浓度的变化而变化来进行。 (1)CH3COONa、CH3COOH溶液中,Ka、Kh、Kw的关系是Kw=Ka·Kh。 (2)M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间关系 M(OH)n(s)Mn+(aq)+nOH-(aq) Ksp=c(Mn+)·cn(OH-)= ·cn(OH-)= = ( )n+1。 考点四 溶液中“粒子”浓度的变化 1.明确“三个”守恒原理 (1)电荷守恒: 即电解质溶液中阴离子所带电荷总数等于阳离子所带电荷总数。 根据电荷守恒可准确、快速地解决电解质溶液中许多复杂的离子浓度问题。 (2)物料守恒: 是指物质发生变化前后,有关元素的存在形式不同,但元素的种类和原子数目在变化前后保持不变。 根据物料守恒可准确快速地解决电解质溶液中复杂离子、分子、物质的量浓度或物质的量的关系。 (3)质子守恒: 是指在电离或水解过程中,会发生质子(H+)转移,但在质子转移过程中其数量保持不变。 2.正确理解质子守恒 以Na2CO3和NaHCO3溶液为例,可用下图所示帮助理解质子守恒: (1)Na2CO3溶液 所以c(OH-)=c(HCO )+2c(H2CO3)+c(H3O+), 即c(OH-)=c(HCO )+2c(H2CO3)+c(H+)。 (2)NaHCO3溶液 所以c(OH-)+c(CO )=c(H2CO3)+c(H+)。 另外,将混合溶液中的电荷守恒式和物料守恒式相联立,通过代数运算消去其中某离子,即可推出该溶液中的质子守恒。 3.建立解题思维模型 (1)单一溶液 (2)混合溶液 (3)不同溶液中某离子浓度的变化 若其他离子能促进该离子的水解,则该离子浓度减小,若抑制其水解,则该离子浓度增大。 4.归纳类型,逐一突破 (1)单一溶液 ①NH4Cl溶液 水解方程式: _____________________________________________________________; 离子浓度大小关系: _______________________________________________________; 电荷守恒: _______________________________________________________________; 物料守恒: _______________________________________________________________; 质子守恒: _______________________________________________________________。 ②Na2S溶液 水解方程式: ____________________________________________________________; 离子浓度大小关系: ______________________________________________________; 电荷守恒: ______________________________________________________________; 物料守恒: ______________________________________________________________; 质子守恒: ______________________________________________________________。 ③NaHS溶液 水解方程式: ____________________________________________________________; 离子浓度大小关系: ______________________________________________________; 电荷守恒: ______________________________________________________________; 物料守恒: ______________________________________________________________; 质子守恒: ______________________________________________________________。 ④NaHSO3溶液 水解方程式: ____________________________________________________________; 离子浓度大小关系: ______________________________________________________; 电荷守恒: ______________________________________________________________; 物料守恒: ______________________________________________________________; 质子守恒: ______________________________________________________________。 (2)混合溶液 ①1∶1的Na2CO3、NaHCO3溶液 水解方程式: ____________________________________________________________; 离子浓度大小关系: ______________________________________________________; 电荷守恒: ______________________________________________________________; 物料守恒: ______________________________________________________________; 质子守恒: ______________________________________________________________。 ②1∶1的CH3COOH、CH3COONa溶液 水解方程式: ____________________________________________________________; 离子浓度大小关系: ______________________________________________________; 电荷守恒: ______________________________________________________________; 物料守恒: ______________________________________________________________; 质子守恒: ______________________________________________________________。 ③1∶1NH4Cl、NH3·H2O溶液 水解方程式: ____________________________________________________________; 离子浓度大小关系: ______________________________________________________; 电荷守恒: ______________________________________________________________; 物料守恒: ______________________________________________________________; 质子守恒: ______________________________________________________________。 ④CH3COOH、CH3COONa混合中性溶液 离子浓度大小关系: ______________________________________________________; 电荷守恒: ______________________________________________________________; 物料守恒: ______________________________________________________________。 ⑤pH=2的CH3COOH与pH=12的NaOH等体积混合 离子浓度大小关系: ______________________________________________________; 电荷守恒: ______________________________________________________________。 5.不同溶液,同一离子 有物质的量浓度相同的以下几种溶液: ①(NH4)2SO4溶液 ②(NH4)2CO3溶液 ③NH4HSO4溶液 ④(NH4)2Fe(SO4)2 ⑤NH4Cl溶液 ⑥NH4HCO3溶液 ⑦NH3·H2O c(NH )由大到小的顺序为_____________________________________________________ ___________________。 方法技巧 巧抓“四点”,突破“粒子”浓度关系 1.抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。 2.抓“恰好”反应点,生成什么溶质,溶液的酸碱性,是什么因素造成的。 3.抓溶液“中性”点,生成什么溶质,哪种反应物过量或不足。 4.抓反应“过量”点,溶质是什么,判断谁多、谁少还是等量。 考点五 酸碱中和滴定及“迁移”应用 “中和滴定”考点归纳 (1)“考”实验仪器 酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶。 其中常考的是滴定管,如正确选择滴定管(包括量程),滴定管的检漏、洗涤和润洗,滴定管的正确读数方法等。 (2)“考”操作步骤 ①滴定前的准备;查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)、调液面、读数;②滴定: 移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数;③计算。 (3)“考”指示剂的选择 ①强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞;②若反应生成的强酸弱碱盐溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙),若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞);③石蕊溶液因颜色变化不明显,且变色范围过宽,一般不作指示剂。 (4)“考”误差分析 写出计算式,分析操作对V标的影响,由计算式得出对最终测定结果的影响,切忌死记硬背结论。 此外对读数视线问题要学会画图分析。 (5)“考”数据处理 正确“取舍”数据,计算“平均”体积,根据反应式确定标准液与待测液浓度和体积的关系,从而列出公式进行计算。
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