高三讲义 八 九 十次 水溶液中的离子平衡.docx

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高三讲义八九十次水溶液中的离子平衡

高三化学总复习水溶液中的离子平衡

第1部分电离平衡

1．电解质和非电解质

电解质

非电解质

概念

在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。

在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物。

微观结构

大多数离子化合物

强极性键共价化合物

极性键或非极性键构成的化合物

实例

酸、碱、盐、H2O

大多数有机物、SO3、CO2等

2．强电解质和弱电解质

强电解质

弱电解质

概念

水溶液中全部电离的电解质

水溶液中部分电离的电解质

电离程度

完全电离，不存在电离平衡

部分电离，存在电离平衡

电离方程式

H2SO4=2H++SO42-

NaHCO3=Na++HCO3-

NaHSO4=Na++H++SO42

Ca（HCO3）2=Ca2++2HCO3—

CH3COOH

CH3COO-+H+

NH3·H2O

NH4++OH-

H3PO4

H++H2PO4－

H2PO4－

H++HPO42－

HPO42－

H++PO43－

溶液中溶质

微粒

只有水合离子

水合离子，弱电解质分子

实例

强酸：

HCl、HNO3、H2SO4HBr、HI、HClO4等

强碱：

KOH、NaOH、Ba（OH）2Ca（OH）2

绝大多数盐（BaSO4、AgCl、CaCO3）

弱酸：

HF、HClO、H2S、H2SO3HNO2、H3PO4、H2CO3、H2SiO3、HCOOHCH3COOH、

等。

弱碱：

NH3·H2O、Al（OH）3等不溶性碱

说明：

BaSO4、AgCl、CaCO3是强电解质，水溶液中离子浓度非常小，导电能力非常弱。

3．弱电解质的电离平衡及其移动

参考练习：

1．下列物质属于强电解质且能导电的是

①氯化钠溶液②氯化铵固体③铜④石墨⑤熔融NaOH⑥稀硫酸⑦乙酸

A．①②⑤⑥B．⑤C．②⑤D．①③④⑤⑥

2．下列事实不能说明HNO2是弱电解质的是

A．常温下NaNO2溶液的pH大于7B．用HNO2溶液作导电实验，灯泡很暗

C．pH=11的NaNO2溶液加水稀释到100倍，pH大于9

D．常温下0.1molL-1的HNO2溶液的pH为2.1

3．一定温度下，将一定量的冰醋酸加水稀释，稀释过程中溶液的导电性变化如图所示。

则下列说法错误的是

A．醋酸的电离程度：

c＜b＜aB．溶液的pH：

b＜a＜c

C．蘸取a点溶液滴在湿润的pH试纸上，测得pH一定偏大

D．若分别取a、b、c三点的溶液各10mL，各用同浓度的氢氧化钠溶液中和，消耗NaOH溶液的体积a＞b＞c

4．有关常温下pH均为3的醋酸和硫酸的说法正确的是

A．两种溶液中，由水电离出的氢离子浓度均为1×10-11mol·L-1

B．分别加水稀释100倍后，两种溶液的pH仍相同

C．醋酸中的c（CH3COO-）和硫酸中的c（SO42-）相等

D．分别加入足量锌片，两种溶液生成H2的体积相同

5．用水稀释0.1molL–1的醋酸溶液，其中随水的增加而增大的有

①H+的物质的量，②c（H+），③c（OH-），④

，⑤

A．①③④　　B．①③⑤　　　C．②④　　　D．③④

6．有①、②、③三瓶体积相等，浓度都是1mol/L的HCl溶液，将①加热蒸发6．C有①、②、③三瓶体积相等，浓度都是1mol/L的HCl溶液，将①加热蒸发至体积减少至体积减少一半；在②中加入少量CH3COONa固体（加入后溶液仍呈强酸性）；③不作改变，用等浓度的NaOH与它们反应，所消耗的NaOH溶液的体积是

A．①=③>②B．③>②>①C．③=②>①D．①=②=③

7．在体积均为1L，pH均等于2的盐酸和醋酸中，分别投入0.12g镁粉充分反应后，下图中比较符合反应事实的曲线是

8．某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。

据图判断正确的是

A．II为盐酸稀释时的pH值变化曲线

B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强

C．a点KW的数值比c点Kw的数值大

D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度

9．常温下0.1mol·L－1醋酸溶液的pH=a，下列能使溶液pH=（a＋1）的措施是

A．将溶液稀释到原体积的10倍B．加入适量的醋酸钠固体

C．加入等体积0.2mol·L－1盐酸D．提高溶液的温度

10．现有下列9种物质：

①Na2CO3②NaHCO3③C6H5ONa④NH4HCO3⑤C2H5OH⑥Al⑦食盐水⑧CH3COOH⑨SO2

（1）上述物质中属于强电解质的是_________________（填序号），属于弱电解质的是____________既能跟盐酸反应又能跟NaOH溶液反应的是_________（填序号）。

（2）上述②的水溶液呈碱性的原因是（用离子方程式表示）_________________________。

（3）④跟足量的NaOH浓溶液在加热条件下反应的离子方程式是________。

第2部分水的电离和溶液的pH

1．水的电离与水的离子积

在纯水或水溶液中H2O

H++OH—△H>0

2H2O

H3O++OH—△H>0

25℃c（H+）=c（OH-）=1×10-7mol/Lc（H+）c（OH-）=1×10-14=Kw

100℃c（H+）=c（OH-）=1×10-6mol/Lc（H+）c（OH-）=1×10-12=Kw

说明：

（1）Kw只与温度有关，温度越高Kw越大。

因水的电离是吸热过程，升高温度Kw将增大，100℃时，c（H+）=c（OH-）=1×10-6mol/L，Kw=c（H+）c（OH-）=1×10-12。

（2）Kw不仅适用于纯水，也适用于酸，碱，盐的稀溶液。

酸性溶液：

碱性溶液：

（3）纯水中水的电离度H2O%=

×100%=1.8×10-7%。

（4）任何酸或碱水溶液中，水所电离而生成的c（H+）H2O=c（OH—）H2O

2．溶液中酸碱性的判断

（1）通过浓度和pH判断

判断溶液的酸碱性一般有两种方法，例如：

方法一25℃100℃

中性溶液c（H+）=c（OH-）pH=7pH=6

酸性溶液c（H+）>c（OH-）pH<7pH<6

碱性溶液c（H+）7pH>6

（2）酸碱盐溶液中c（H+）、c（OH-）、c（H+）水、c（OH-）水

CH3COOH溶液

NH3·H2O溶液

CH3COONa溶液

NH4Cl溶液

pH

2

12

12

2

c（H+）

10-2

10-12

10-12

10-2

c（OH-）

10-12

10-2

10-2

10-12

c（H+）水

10-12

10-12

10-2

c（OH-）水

10-12

10-12

10-2

Kw

10-14

10-14

10-14

10-14

（3）判断下列溶液等体积混合后的酸碱性

NaOH

（0.1mol/L）

NH3·H2O

（0.1mol/L）

NaOH

（pH=13）

NH3·H2O（pH=13）

HCl（0.1mol/L）

中

酸

中

碱

CH3COOH（0.1mol/L）

碱

中

碱

碱

HCl（pH=1）

中

酸

中

碱

CH3COOH（pH=1）

酸

酸

酸

中

3．溶液中pH值的测定方法

测定溶液的pH值一般有三种方法：

①利用酸碱指示剂，酸碱指示剂只能测出大概pH值范围不能测出具体的pH值；

石蕊试液红色5紫色8蓝色

酚酞试液无色8.2粉红10红色

甲基橙红色3.1橙色4.4黄色

②利用pH试纸，pH试纸测定的为溶液中c（H+）浓度，使用时不能润湿。

正确的操作方法为：

将pH试纸放在洁净干燥的玻璃片上，用干燥洁净玻璃棒蘸取试液滴在试纸上，待变色后，迅速和标准比色卡对比，读出整数值；

③用pH计。

4．关于简单pH值的计算

（1）酸、碱溶液稀释后的pH值

（2）酸或碱溶液的pH值计算

（3）酸、碱混合后的pH值计算

①两种强酸混合。

核心问题是混合溶液中c（H+）②两种强碱溶液混合

③强酸与强酸强碱与强碱强酸与强碱相互混和。

参考练习：

1．下列四种溶液：

①pH=0的盐酸②0.1mol/L的盐酸③0.01mol/L的NaOH溶液④pH=11的NaOH溶液，由水电离生成的氢离子浓度之比是

A．1：

10：

100：

1000B．0：

1：

12：

11

C．14：

13：

12：

11D．14：

13：

2：

3

2．25℃时，某溶液中由水电离产生的c（H+）和c（OH-）的乘积为1×10-18，下列说法正确的是

A．该溶液的pH一定是9B．该溶液可能pH=5

C．该溶液的pH不可能是7D．不会有这样的溶液

3．下列叙述正确的是

A．在醋酸溶液的

，将此溶液稀释1倍后，溶液的

，则

B．在滴有酚酞的氨水里，加入

至溶液恰好无色，则此时溶液的

C．

盐酸的

，

盐酸的

D．若1mL

的盐酸与100mL

溶液混合后，溶液的

则

溶液的

4．常温时，以下4种溶液pH最小的是

A．0.01molL-1醋酸溶液

B．0.02molL-1醋酸与0.02molL-1NaOH溶液等体积混合液

C．0.03molL-1醋酸与0.01molL-1NaOH溶液等体积混合液

D．pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合液

5．下列关于pH变化的判断正确的是

A．温度升高，Na2CO3溶液pH减小B．温度升高，纯水的pH增大

C．新制氯水经光照一段时间后，溶液pH减小

D．氢氧化钠溶液久置于空气中，溶液pH变大

6．对于常温下pH为1的硝酸溶液，下列叙述正确的是

A．该溶液lmL稀释至100mL后，pH等于3

B．向该溶液中加入等体积、pH为l3的氢氧化钡溶液恰好完全中和

C．该溶液中硝酸电离出的c（H+）与水电离出的c（H+）之比值为l0－12

D．该溶液中水电离出c（H+）是pH为3的硝酸中水电离出c（H+）的100倍

7．重水（D2O）的离子积为1.6×10－15，可以用pH一样的定义来规定

pD＝－lgc（D+），以下关于pD的叙述正确的是

A．中性溶液的pD=7.0

B．含0.01mol的NaOD的D2O溶液1L，其pD＝12.0

C．溶解0.01molDCl的D2O溶液1L，其pD＝2.0

D．在100mL0.25mol/L的DCl重水溶液中，加入50mL0.2mol/L的NaOD的重水溶液，其pD＝1.0

8．室温时，将xmLpH=a的稀NaOH溶液与ymLpH=b的稀盐酸充分反应，下列关于反应后溶液pH的判断正确的是

A．若x=y，且a+b=14，则pH>7B．若10x=y，且a+b=13，则pH=7

C．若ax=by，且a+b=13，则pH=7D．若x=10y，且a+b=14，则pH>7

9．某酸HX稀溶液和某碱YOH稀溶液的物质的量浓度相等，两溶液混合后，溶液的pH大于7，下表中判断合理的是

编号

HX

YOH

溶液的体积关系

①

强酸

强碱

V（HX）=V（YOH）

②

强酸

强碱

V（HX）＜V（YOH）

③

强酸

弱碱

V（HX）=V（YOH）

④

弱酸

强碱

V（HX）=V（YOH）

A．①③B．②③C．①④D．②④

10．今有室温下四种溶液，

①pH=11的氨水；②pH=11的NaOH溶液；③pH=3的醋酸；④pH=3的硫酸，下列有关说法不正确的是

A．①、②中分别加入适量的氯化铵晶体后，两溶液的pH均减小

B．分别加水稀释10倍，四种溶液的pH①＞②＞④＞③

C．①、④两溶液混合后，若溶液呈中性，则所得溶液中2c（

）=c（

）

D．V1L④与V2L②溶液混合后，若混合后溶液pH=4，则V1∶V2=11∶9

11．（2011上海19）常温下用pH为3的某酸溶液分别与pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液等体积混合得到a、b两种溶液，关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是

A．b不可能显碱性B．a可能显酸性或碱性

C．a不可能显酸性D．b可能显碱性或酸性

12．常温下，对下列四种溶液的叙述正确的是

①

②

③

④

pH

10

10

4

4

溶液

氨水

氢氧化钠溶液

醋酸溶液

盐酸

A．②、④两溶液相比，两者的kw相同

B．四种溶液分别加水稀释10倍，pH变化最大的是①和④

C．①、②、③中分别加入少量的醋酸铵固体后，三种溶液的pH均减小

D．①、④两溶液按一定体积比混合，所得溶液中离子浓度顺序一定为：

c（NH4+）＞c（Cl－）＞c（H+）＞c（OH－）

第3部分盐类的水解

1．盐类的水解原理：

（1）定义：

在溶液中盐的离子跟水所电离出来的H+或OH-生成弱电解质的过程。

（2）实质：

促进水的电离平衡的过程。

（3）规律：

有弱才水解、都弱都水解、越弱越水解、谁强显谁性。

（4）特点：

①水解反应和中和反应处于动态平衡，水解进行程度很小。

②水解反应为吸热反应。

基于以上特点，盐在水解时不会产生沉淀和气体，因此在书写水解离子方程式时不画“↓”“↑”，用可逆号“

”连接。

③多元弱酸根离子分步水解，以第一步为主。

2．水解平衡移动

（1）温度、浓度

0.1mol/LCH3COONa溶液中

CH3COONa+H2O

CH3COOH+NaOH

如何提高

？

具体的方法？

①加CH3COONa固体②冰CH3COOH③加KOH④降温⑤减H2O

（2）完全互促水解

总反应：

3HCO3-+Al3+=Al（OH）3↓+3CO2↑

能够发生类似反应的还有：

因此Al3+和相应离子在水溶液中不能大量共存。

（3）互促水解平衡

若把NH4+和HCO3-混合在一起不会发生类似反应，可解释为：

3、水解的应用

（1）判断盐溶液的酸碱性及判断弱酸（或弱碱）酸性（或碱性）强弱。

（2）比较溶液中离子浓度的大小（一看反应、二分主次、三抓守恒）。

（3）判断溶液中离子能否大量共存。

（4）配制某些盐溶液

CuSO4（）FeCl3（）FeSO4（）

（5）判断溶液灼烧后产物

FeCl3

Fe2（SO4）3

AlCl3

NaAlO2

KAl（SO4）2

Na2CO3

NaHCO3

Na2SO3

Na2SO4

（6）溶液中某些离子的除杂，需考虑盐的水解。

MgCl2（FeCl3）CuCl2（FeCl3）

已知：

一些难溶氢氧化物沉淀的pH

离子

开始沉淀的pH

（c=0.01mol/L）

完全始沉淀的pH

（c=1.0×10－5mol/L）

KSP

Fe3+

2.7

3.7

1.1×10-36

Al3+

3.8

4.8

2×10-33

Cu2+

5.4

6.9

5.6×10-20

Fe2+

8.1

9.6

1.6×10-14

Mg2+

9.5

11.0

1.2×10-11

（7）泡沫灭火剂的反应原理

（8）明矾、氯化铁的净水

（9）纯碱（Na2CO3）溶液去油污

参考练习：

1．下图表示的是某物质所发生的

A．取代反应B．水解反应C．中和反应D．电离过程

2．pH=5的NH4Cl溶液由水电离出来的c（H+）为a。

pH=5的HCOOH溶液由水电离出来的c（H+）为b，下列a和b的关系正确的是

A．a=bB．a=104bC．a=10-4bD．a=4b

3．若室温时，0.1mol/L的盐NaX溶液的pH=9。

则该溶液中发生水解的X—占全部的X—的

A．0.01%B．0.09%C．1.0%D．无法确定

4．常温下，0.1mol·L－1某一元酸（HA）溶液中c（OH－）/c（H+）＝1×10－8，下列叙述正确的是

A．该溶液中水电离出的c（H+）＝1×10－10mol·L－1

B．该溶液中c（H+）＋c（A－）＋c（HA）＝0.1mol·L－1

C．该溶液与0.05mol·L－1NaOH溶液等体积混合：

c（A－）＞c（Na+）＞c（OH－）＞c（H+）

D．向该溶液中加入一定量NaA晶体或加水稀释，溶液中c（OH－）均增大

5．（2011重庆）对滴有酚酞试液的下列溶液，操作后颜色变深的是

A.明矾溶液加热B.CH3COONa溶液加热

C.氨水中加入少量NH4Cl固体D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体

6．常温下，下列各溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是

A．0.1mo1·L-1的Na2CO3溶液中：

c（OH-）=c（HCO3-）+c（H+）+c（H2CO3）

B．0.1mol·L-1的NH4Cl溶液与0.05mol·L-l的NaOH溶液等体积混合后，得到的pH＞7的溶液中：

c（Cl-）>c（Na+）>c（NH4+）>c（OH-）>c（H+）

C．浓度分别为0.1mol·L-1和0.01mol·L-1的CH3COOH溶液中：

CH3COO﹣离子浓度前者是后者的10倍

D．浓度均为0.1mol·L-1的

溶液和CH3COONa溶液中：

阴离子的总浓度前者小于后者

7．（2011全国II卷9）温室时，将浓度和体积分别为c1、v1的NaOH溶液和c2、v2的CH3COOH溶液相混合，下列关于该混合溶液的叙述错误的是

A．若pH>7时，则一定是c1v1=c2v2

B．在任何情况下都是c（Na+）+c（H＋）=c（CH3COO－）+c（OH－）

C．当pH=7时，若V1=V2，则一定是c2>c1

D．若V1=V2，C1=C2,则c（CH3COO－）+C（CH3COOH）=C（Na＋）

8．有①Na2CO3溶液②CH3COONa溶液③NaOH溶液各25mL，物质的量浓度均为0.1mol·L－1，下列说法正确的是

A．3种溶液pH的大小顺序是③＞②＞①

B．若将3种溶液稀释相同倍数，pH变化最大的是②

C．若分别加入25mL0.1mol·L－1盐酸后，pH最大的是①

D．若3种溶液的pH均为9，则物质的量浓度的大小顺序是③＞①＞②

9．常温下，在25mL0.1mol·L﹣1NaOH溶液中逐滴加入amL0.2mol·L﹣1CH3COOH溶液，有关混合溶液的判断正确的是

A．当pH＝7时，一定有：

c（Na＋）＝c（CH3COO﹣）＝c（OH﹣）＝c（H＋）

B．当a＝25时，一定有：

c（CH3COO﹣）＋c（CH3COOH）＝c（Na＋）

C．当c（CH3COO﹣）＞c（Na＋）时，a一定大于12.5

D．当c（OH﹣）＞c（H＋）时，a一定小于12.5

10．等物质的量浓度的下列物质的溶液，其pH由大到小的顺序是

①NaCl②H2SO4③NH4Cl④AlCl3⑤苯酚钠溶液⑥Ba（OH）2⑦Na2CO3⑧NaHCO3⑨NaHSO4⑩NaOH

11．室温下，将1.000mol·L－1盐酸滴入20.00mL1.000mol·L－1氨水中，溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如下图所示。

下列有关说法正确的是

A．a点由水电离出的c（H＋）=1.0×10－14mol/L

B．b点：

c（NH4＋）＋c（NH3·H2O）=c（Cl－）

C．c点：

c（Cl－）=c（NH4＋）

D．d点后，溶液温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热

12．（2011江苏14）下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是

A．在0.1mol·L－1NaHCO3溶液中：

c（Na＋）＞c（HCO3－）＞c（CO32－）＞c（H2CO3）

B．在0.1mol·L－1Na2CO3溶液中：

c（OH－）－c（H＋）＝c（HCO3－）＋2c（H2CO3）

C．向0.2mol·L－1NaHCO3溶液中加入等体积0.1mol·L－1NaOH溶液：

c（CO32－）＞c（HCO3－）＞c（OH－）＞c（H＋）

D．常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH＝7,c（Na＋）＝0.1mol·L－1]：

c（Na＋）＝c（CH3COO－）＞c（CH3COOH）＞c（H＋）＝c（OH－）

13．（2011四川）25℃时，在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05mol/L的Ba（OH）2溶液，③pH=10的Na2S溶液，④pH=5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是

A．1∶10∶10

∶10

B．1∶5∶5×10

∶5×10

C．1∶20∶10

∶10

D．1∶10∶10

∶10

14．下列各组数据中，其比值为2∶1的是

A．常温下pH=7的氨水与硫酸铵的混合液中c（NH4+）与c（SO42-）之比

B．同温下0.2mol/LHCOOH溶液与0.1mol/LHCOOH溶液中c（H+）之比

C．Na2S溶液中，c（Na+）与c（S2-）之比

D．pH=12的KOH溶液与pH=12的Ba（OH）2溶液溶质的物质的量浓度之比

15．25℃时，下列各溶液中关系的叙述中，正确的是

A．pH＝2的盐酸与pH＝l的硫酸溶液中c（H+）之比为2∶1

B．pH＝3的醋酸溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，

则c（Na+）+c（H+）＝c（OH－）+c（CH3COO－）

C．0.1mol/LHA（某酸）溶液pH≠1，0.1mol/LBOH（某碱）溶液中

c（OH-）=0.1mol/L，则BA（盐）溶液pH＜7

D．4种pH相同的溶液①CH3COONa②NaClO③NaHCO3④NaOH中c（Na+）的大小顺序是①＞②＞③＞④

16．下列说法正确的是

A．常温下醋酸分子不可能存在于pH＞7的碱性溶液中

B．稀释浓度均为0.1mol/LCH3COOH和CH3COONa溶液，两溶液中所有微粒浓度均减小

C．25℃时，pH=4.75浓度均为0.1mol·L－1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液：

c（CH3COO－）+c（OH－）

D．10mLpH＝10的KOH溶液中，加入pH＝4的一元酸HA溶液至pH刚好等于7（假设反应前后体积不变），则V总≤20mL

17．有4种混合溶液，分别由等体积0.1mol/L的2种溶液混合而成：

①CH3COONa与HCl；②CH3COONa与NaOH③CH3COONa与NaCl④CH3COONa与NaHCO3。

下列各项排序正确的是

A．pH：

②＞③＞④＞① B．c（CH3COO－）：

②＞④＞③＞①

C．溶液中c（H+）：

①＞③＞②＞④ D．c（CH3COOH）：

①＞④＞③＞②

18．下列叙述正确的是

A．0.1mol/LC6H5ONa溶液中：

c（Na+）＞c（C6H5O-）＞c（H+）＞c（OH-）

B．Na2CO3溶液和水稀释后，恢复至原温度，pH和Kw均减小

C．pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液中，c（H+）不相等

D．在Na2S溶液中加入AgCl固体，溶液中c（S2-）下降