届高考化学二轮复习水溶液中的离子平衡学案.docx
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届高考化学二轮复习水溶液中的离子平衡学案
专题九
水溶液中的离子平衡
命题热点提炼
三年考情汇总
核心素养链接
1.水溶液中的“四大平衡”及离子浓度比较
2017·Ⅰ卷T13,Ⅱ卷T12
2016·Ⅰ卷T12,Ⅲ卷T13
2015·Ⅰ卷T13
1.平衡思想——能用动态平衡的观点考察,分析水溶液中的电离、水解、溶解三大平衡。
2.证据推理——根据溶液中离子浓度的大小变化,推断反应的原理和变化的强弱。
3.实验探究——通过实验事实,探究水溶液中酸碱性的实质。
4.模型认知——运用平衡模型解释化学现象,揭示现象本质和规律。
2.溶液酸碱性与中和滴定的拓展应用
2018·Ⅰ卷T27(4),Ⅱ卷T28(3),Ⅲ卷T26
(2)
2017·Ⅰ卷T13,Ⅱ卷T12、T28
3.溶液中的“四大平衡常数”的计算及应用
2016·Ⅰ卷T12,T27
2018·Ⅲ卷T12
2017·Ⅰ卷T13(A)、T27,Ⅱ卷T12(B),Ⅲ卷T13(A)
2016·Ⅰ卷T27,Ⅱ卷T28
命题热点1 水溶液中的“四大平衡”及离子浓度比较
■知识储备——核心要点填充
1.水的电离(H2O
H++OH-)
(1)水中加酸或加碱,水电离平衡向左移动,c(H+)H2O=c(OH-)H2O均变小,但Kw不变。
(2)水中加NH4Cl或CH3COONa,水的电离平衡向右移动,c(H+)H2O=c(OH-)H2O均变大,但Kw不变。
(3)升温,水的电离平衡向右移动,c(H+)H2O=c(OH-)H2O均增大,呈中性,但Kw增大。
(4)25℃,pH=3的溶液中,c(H+)H2O=1×10-3或1×10-11mol/L;c(H+)H2O=1×10-5mol/L的溶液的pH=5或9。
2.电离平衡与水解平衡的比较
电离平衡(如CH3COOH溶液)
水解平衡(如CH3COONa溶液)
实质
弱电解质的电离
盐促进水的电离
升高温度
促进电离,离子浓度增大,Ka增大
促进水解,水解常数Kh增大
加水稀释
促进电离,离子浓度(除OH-外)减小,Ka不变
促进水解,离子浓度(除H+外)减小,水解常数Kh不变
加入相应离子
加入CH3COONa固体或盐酸,抑制电离,Ka不变
加入CH3COOH或NaOH,抑制水解,水解常数Kh不变
加入反应离子
加入NaOH,促进电离,Ka不变
加入盐酸,促进水解,水解常数Kh不变
3.沉淀溶解平衡及应用
(1)沉淀生成:
除去CuCl2溶液中的FeCl3,可调节pH=3~4,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
(2)沉淀溶解:
向浓的NH4Cl溶液中加入Mg(OH)2,现象为Mg(OH)2逐渐溶解,其反应方程式为2NH4Cl+Mg(OH)2===MgCl2+2NH3·H2O。
(3)沉淀转化:
向MgCl2溶液中加入少量NaOH溶液,然后再加入FeCl3溶液,现象为先生成白色沉淀,然后灰绿色沉淀又转化为红褐色沉淀。
有关离子方程式为Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,3Mg(OH)2(s)+2Fe3+
2Fe(OH)3(s)+3Mg2+。
4.水溶液的离子浓度
(1)(NH4)2SO4溶液:
①离子浓度大小:
c(NH
)>c(SO
)>c(H+)>c(OH-)。
②电荷守恒式:
c(NH
)+c(H+)=2c(SO
)+c(OH-)。
③物料守恒式:
c(NH
)+c(NH3·H2O)=2c(SO
)。
(2)Na2CO3溶液:
①离子浓度大小:
c(Na+)>c(CO
)>c(OH-)>c(HCO
)>c(H+)。
②电荷守恒式:
c(Na+)+c(H+)=2c(CO
)+c(HCO
)+c(OH-)。
③物料守恒式:
c(Na+)=2[c(CO
)+c(HCO
)+c(H2CO3)]。
(3)NaHSO3溶液(pH<7):
①离子浓度大小:
c(Na+)>c(HSO
)>c(H+)>c(SO
)>c(OH-)。
②物料守恒式:
c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO
)+c(SO
)。
(4)同浓度的CH3COONa和CH3COOH混合液(pH<7):
①离子浓度大小:
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
②物料守恒:
2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)。
■真题再做——感悟考法考向
1.(2017·全国卷Ⅱ)改变0.1mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=
]。
下列叙述错误的是( )
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg[K2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
D [根据题给图像,pH=1.2时,H2A与HA-的物质的量分数相等,则有c(H2A)=c(HA-),A项正确。
根据题给图像,pH=4.2时,HA-与A2-的物质的量分数相等,K2(H2A)=
=c(H+)=10-4.2,则lg[K2(H2A)]=-4.2,B项正确。
根据题给图像,pH=2.7时,H2A与A2-的物质的量分数相等,且远小于HA-的物质的量分数,则有c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),C项正确。
根据题给图像,pH=4.2时,HA-与A2-的物质的量分数相等,c(HA-)=c(A2-),且c(HA-)+c(A2-)约为0.1mol·L-1,c(H+)=10-4.2mol·L-1,则c(HA-)=c(A2-)>c(H+),D项错误。
]
2.(2016·全国卷Ⅲ)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中
减小
B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中
增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中
>1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中
不变
D [A项,醋酸在水溶液中存在电离平衡:
CH3COOH
CH3COO-+H+,Ka=
,加水稀释,c(CH3COO-)减小,Ka不变,
增大,A项错误;B项,CH3COONa溶液中存在CH3COO-的水解平衡:
CH3COO-+H2O
CH3COOH+OH-,Kh=
,升温,平衡正向移动,Kh增大,则
减小,B项错误;C项,根据电荷守恒关系:
c(NH
)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),当溶液呈中性时,c(H+)=c(OH-),则c(NH
)===c(Cl-),C项错误;D项,
=
,加入AgNO3后Ksp不变,
不变,D项正确。
]
3.(2015·全国卷Ⅰ)浓度均为0.10mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg
的变化如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:
b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg
=2时,若两溶液同时升高温度,则
增大
D [由图像分析浓度为0.10mol·L-1的MOH溶液,在稀释前pH为13,说明MOH完全电离,则MOH为强碱,而ROH的pH<13,说明ROH没有完全电离,ROH为弱碱。
A.MOH的碱性强于ROH的碱性,A正确。
B.曲线的横坐标lg
越大,表示加水稀释体积越大,由曲线可以看出b点的稀释程度大于a点,弱碱ROH存在电离平衡:
ROH
R++OH-,溶液越稀,弱电解质电离程度越大,故ROH的电离程度:
b点大于a点,B正确。
C.若两溶液无限稀释,则溶液的pH接近于7,故两溶液的c(OH-)相等,C正确。
D.当lg
=2时,溶液V=100V0,溶液稀释100倍,由于MOH发生完全电离,升高温度,c(M+)不变;ROH存在电离平衡:
ROH
R++OH-,升高温度促进电离平衡向电离方向移动,c(R+)增大,故
减小,D错误。
]
(1)溶液中粒子浓度的比较模型
(2)水溶液中c(H+)H2O或c(OH-)H2O的计算模型
■模拟尝鲜——高考类题集训
1.(2018·西安八校联考)25℃时,下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.将Na2CO3溶液用水稀释后,溶液pH变大,KW不变
B.向有AgCl固体的饱和溶液中加少许水,c(Ag+)和Ksp(AgCl)都不变
C.pH=4.75浓度均为0.1mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa的混合溶液中:
c(CH3COO-)+c(OH-)<c(H+)+c(CH3COOH)
D.分别用pH=2和pH=3的CH3COOH溶液中和等物质的量的NaOH,消耗CH3COOH溶液的体积分别为Va和Vb,则10Va=Vb
B [将Na2CO3溶液用水稀释后,CO
水解程度增大,n(OH-)增大,但c(OH-)减小,溶液的pH减小,A项错误;向有AgCl固体的饱和溶液中加少许水,溶液仍为饱和溶液,c(Ag+)不变,Ksp(AgCl)只与温度有关,温度不变,Ksp(AgCl)不变,B项正确;该溶液中,电荷守恒式为c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),该混合溶液呈酸性,显然CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),故c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)>c(CH3COOH)+c(H+),C项错误;设pH=2、pH=3的CH3COOH溶液浓度分别为ca、cb,稀CH3COOH溶液的电离程度可表示为α=
,即αa=
,αb=
,
由于越稀电离程度越大,故αa<αb,即
<
得出:
ca>10cb,中和等物质的量的NaOH,消耗醋酸的物质的量相等,故10Va<Vb,D项错误。
]
2.(2018·广东六校联考)25℃时,0.1molNa2CO3与盐酸混合所得的一组体积为1L的溶液,溶液中部分微粒与pH的关系如图所示。
下列有关叙述正确的是( )
A.b点所示的溶液中:
c(Na+)+c(H+)=2c(CO
)+c(OH-)+c(Cl-)
B.随pH增大,
的数值先减小后增大
C.25℃时,碳酸的第一步电离常数Ka1=10-6
D.溶液呈中性时:
c(HCO
)>c(Cl-)>c(CO
)
C [b点溶液中,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=2c(CO
)+c(OH-)+c(Cl-)+c(HCO
),A项错误;因
=
=
,随溶液pH的增大,溶液中c(H+)逐渐减小,温度不变,Ka2不变,则
的数值始终在增大,B项错误;a点溶液pH=6,且c(H2CO3)=c(HCO
),则碳酸的第一步电离常数Ka1=
=10-6,C项正确;Na2CO3与HCl等物质的量反应时,溶液呈弱碱性,要使溶液呈中性(即pH=7),则溶液中HCl要适当过量,该溶液中存在c(Cl-)>c(HCO
),D项错误。
]
3.(2018·湖南益阳调研)常温下,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,分别向20mL0.1mol·L-1NaHCO3溶液和CH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1NaOH溶液,滴定曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A.a点溶液中存在:
c(Na+)+c(H+)=c(HCO
)+c(CO
)+c(OH-)
B.b、d点溶液中离子浓度的大小关系均为c(Na+)<c(CH3COO-)
C.c点溶液中存在:
c(H+)+c(HCO
)+c(H2CO3)=c(OH-)
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- 高考 化学 二轮 复习 水溶液 中的 离子 平衡
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