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1、精品文档精品文档 精品文档精品文档第7讲水溶液中的离子平衡主干知识数码记忆一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2013天津高考)在蒸馏水中滴加浓H2SO4，KW不变()(2)(2012福建高考)25与60时，水的pH相等()(3)(2013重庆高考)25时，用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH7，V(醋酸)V(NaOH)()(4)(2013江苏高考)CH3COOH 溶液加水稀释后，溶液中 的值减小()(5)(2013天津高考)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同()二、必备知识掌握牢1“电离平衡”分析判断中六大误区(1)误认为电离平衡正向移动，弱电解质的电
2、离程度一定增大。如向醋酸溶液中加入少量冰醋酸，平衡向电离方向移动，但醋酸的电离程度减小。(2)误认为弱电解质在加水稀释的过程中，溶液中离子浓度都减小，如氨水加水稀释时，c(H)浓度增大。(3)弱电解质溶液加水稀释过程中，判断某些微粒浓度的关系式是否发生变化时，首先要考虑该关系式是否是电离常数、离子积常数、水解常数以及它们的变形。(4)误认为溶液的酸碱性取决于pH，如pH7的溶液在温度不同时，可能呈酸性或碱性，也可能呈中性。(5)误认为由水电离出的c(H)1013mol/L的溶液一定呈碱性。如25，0.1mol/L的盐酸或氢氧化钠溶液中由水电离出的c(H)都为1013 mol/L。(6)误认为酸
3、碱恰好中和时溶液一定呈中性。如强酸和弱碱恰好中和溶液呈酸性，强碱和弱酸恰好中和溶液呈碱性，强酸和强碱恰好中和溶液呈中性。2影响水的电离平衡的“五”因素(1)加入酸或加入碱：不论强弱都能抑制水的电离；(2)加入强酸强碱盐溶液：如果是正盐，对水的电离无影响，如果是酸式盐(或碱式盐)，则相当于加入酸(或碱)，可抑制水的电离；(3)加入强酸弱碱盐溶液或加入强碱弱酸盐溶液：会促进水的电离；(4)升高或降低温度：由于水的电离是吸热的，故升高温度促进水的电离，降低温度抑制水的电离；(5)投入金属钠：因消耗水电离产生的H，促进了水的电离。三、常考题型要明了考查强弱电解质的判断典例考查影响水的电离平衡的因素演练
4、1考查弱电解质电离平衡的移动演练2典例醋酸是电解质，下列事实能说明醋酸是弱电解质的组合是()醋酸与水能以任意比互溶醋酸溶液能导电醋酸溶液中存在醋酸分子0.1 mol/L醋酸溶液的pH比0.1 mol/L 盐酸的pH大醋酸能和碳酸钙反应放出CO20.1 mol/L 醋酸钠溶液pH8.9大小相同的锌粒与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液反应，开始醋酸产生H2速率慢ABC D解析醋酸溶液中存在CH3COOH的分子，0.1 mol/L CH3COOH溶液的pH1，由CH3COONa溶液呈碱性及等物质的量浓度的CH3COOH和盐酸的对比实验均能说明CH3COOH为弱电解质。答案C判断HA是强酸还是弱酸的两
5、方法方法一：测pH法方法结论测定一定浓度的HA溶液的pH如测得0.1 mol/L的HA溶液的pH。若pH1，则HA为强酸；若pH1，则HA为弱电解质测定NaA溶液的pH若测得pH7，则HA为弱酸如测得pH7，则HA为强酸方法二：对比实验法方法结论跟同浓度的盐酸比较导电性导电性和盐酸相同时为强酸，比盐酸弱时为弱酸跟同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢反应快慢相同时为强酸，比盐酸慢时为弱酸演练1(2013新课标卷)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是()AW2、XBX、Y3CY3、 Z2 DX、Z2解析：选C本题考查元素推断及外界因素对水的电离平衡的影响，意在考
6、查考生对物质结构和水溶液中的离子平衡知识的掌握情况。根据“短周期元素”、“原子序数依次增大”和选项中离子所带的电荷数，可以判断出四种元素对应的离子分别是O2、Na、Al3和S2，其中Na对水的电离平衡无影响，故排除A、B、D，选C。演练2(2013上海高考)H2S水溶液中存在电离平衡H2SHHS和HSHS2。若向H2S溶液中()A加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大B通入过量SO2气体，平衡向左移动，溶液pH值增大C滴加新制氯水，平衡向左移动，溶液pH值减小D加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化)，溶液中所有离子浓度都减小解析：选C加水促进电离，但氢离子浓度减小，A错误；B项反应：2H2SSO
7、2=3S2H2O当SO2过量时溶液显酸性，而且酸性比H2S强，pH值减小，B错误；滴加新制氯水，发生反应Cl2H2S=2HClS，平衡向左移动，溶液pH值减小，C项正确；加入少量硫酸铜固体，发生反应H2SCu2=CuS2H，H浓度增大，D项错误一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2011江苏高考)水解反应 NHH2ONH3H2OH达到平衡后，升高温度平衡逆向移动。()(2)(2013江苏高考)Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体，CO水解程度减小，溶液的pH 减小()(3)(2012江苏高考)明矾能水解生成Al(OH)3胶体，可用作净水剂()(4)(2013天津高考)在Na2S稀溶液
8、中，c(H)c(OH)2c(H2S)c(HS)()(5)(2011山东高考)制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法。()二、必备知识掌握牢1盐类水解的含义盐的离子结合水电离产生的H或OH生成弱电解质，促进了水的电离，使某些盐溶液呈不同程度的酸碱性。2影响盐类水解的因素(1)内因：有弱就水解，无弱不水解，谁弱谁水解，越弱越水解；(2)外因：3水解平衡分析中的常见误区(1)误认为水解平衡正向移动，离子的水解程度一定增大。如向FeCl3溶液中，加入少量FeCl3固体，平衡向水解方向移动，但Fe3的水解程度减小。(2)误认为弱酸强碱盐都因水解而显碱性。但NaHSO3因为酸
9、式酸根的电离能力大于水解能力，其溶液显酸性。(3)由于加热可促进盐类水解，错误地认为可水解的盐溶液在蒸干后都得不到原溶质。对于水解程度不是很大，水解产物不能脱离平衡体系的情况如Al2(SO4)3、Na2CO3来说，溶液蒸干仍得原溶质。三、常考题型要明了考查离子浓度大小比较及守恒问题典例考查电离和水解的有关知识演练1考查NaHSO3的水解平衡和电离平衡演练2典例(2013四川高考)室温下，将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化)，实验数据如下表：实验编号起始浓度/(molL1)c(HA)c(KOH)反应后溶液的pH0.10.19x0.27下列判断不正确的是()A实验反应后的溶液中
10、：c(K)c(A)c(OH)c(H)B实验反应后的溶液中：c(OH)c(K)c(A) mol/LC实验反应后的溶液中：c(A)c(HA)0.1 mol/LD实验反应后的溶液中：c(K)c(A)c(OH)c(H)解析本题考查电离平衡和水解平衡知识，意在考查考生对相关知识的运用能力以及计算能力。实验反应后溶液的pH为9，即溶液显碱性，说明HA为弱酸，二者等浓度等体积恰好反应生成KA，A水解，A项正确；实验反应后的溶液中，由电荷守恒式c(H)c(K)c(A)c(OH)知，c(K)c(A)c(OH)c(H)，B项错误；因为HA为弱酸，如果与等体积等浓度的KOH溶液混合，溶液显碱性，若溶液显中性，则在两
11、溶液体积相等的条件下，加入的HA溶液的浓度应大于0.2 mol/L，所以实验反应后的溶液中，c(A)c(HA)0.1 mol/L，C项正确；实验反应后溶液显中性，根据电荷守恒式c(H)c(K)c(A)c(OH)，且c(H)c(OH)，则c(K)c(A)，即c(K)c(A)c(H)c(OH)，D项正确。答案B“一个比较”“三个守恒”破解溶液中粒子浓度大小比较问题1“一个比较”同浓度的弱酸(或弱碱)的电离能力与对应的强碱弱酸盐(或对应的强酸弱碱盐)的水解能力。(1)电离能力大于水解能力，如：CH3COOH的电离程度大于CH3COO的水解程度，所以等浓度的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混
12、合后溶液显酸性；同理NH3H2O的电离程度大于NH水解的程度，等浓度的NH3H2O和NH4Cl溶液等体积混合后溶液显碱性。(2)水解能力大于电离能力，如：HClO的电离程度小于ClO水解的程度，所以等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性；反之如果等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合的溶液显酸性，那么可知HClO的电离程度大于ClO的水解程度。(3)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐的电离能力和水解能力哪一个更强。如在NaHCO3溶液中，HCO的水解大于电离，故溶液显碱性。2“三个守恒”(1)电荷守恒： 如在Na2CO3溶液中存在着Na、CO、H、OH、HCO，它们存在如下
13、关系：c(Na)c(H)2c(CO)c(HCO)c(OH)。(2)物料守恒：电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，离子种类增多，但某些关键性的原子总是守恒的。c(Na)2c(CO)c(HCO)c(H2CO3)(3)质子守恒：将上述两个守恒式相减可得质子守恒式：c(OH)c(H)c(HCO)2c(H2CO3)。演练1(2013广东高考)50 时，下列各溶液中，离子的物质的量浓度关系正确的是()ApH4的醋酸中：c(H)4.0 molL1B饱和小苏打溶液中：c(Na)c(HCO)C饱和食盐水中：c(Na)c(H)c(Cl)c(OH)DpH12的纯碱溶液中：c(OH)1.0102molL1解析：选
14、C本题考查了电离与水解的有关知识，意在考查考生的辨析与推理能力。pH4的醋酸中，c(H)1.0104 molL1，A项错误；在溶液中，HCO会发生水解，故c(Na)c(HCO)，B项错误；C项是电荷守恒式，正确；D项在常温下正确，而本题题设中指明在“50 时”，D项错误。演练2(2013安徽高考)已知NaHSO3溶液显酸性，溶液中存在以下平衡：HSOH2OH2SO3OHHSOHSO向0.1 molL1的NaHSO3溶液中分别加入以下物质，下列有关说法正确的是()A加入少量金属Na，平衡左移，平衡右移，溶液中c(HSO)增大B加入少量Na2SO3固体，则c(H)c(Na)c(HSO)c(OH)c
15、(SO)C加入少量NaOH溶液，、的值均增大D加入氨水至中性，则2c(Na)c(SO)c(H)c(OH)解析：选C加入少量金属Na，溶液中c(H)减小，平衡右移，溶液中c(HSO)减小，A项错误；加入少量Na2SO3固体，根据电荷守恒有c(H)c(Na)c(HSO)2c(SO)c(OH)，B项错误；加入少量NaOH溶液，c(OH)增大，平衡右移，、均增大，C项正确；加入氨水至中性，根据物料守恒：c(Na)c(HSO)c(SO)c(H2SO3)，则c(Na)c(SO)，D项错误。一、小试能力知多少(判断正-误)(1)(2013天津高考)CaCO3难溶于稀硫酸，也难溶于醋酸()(2)(2012江苏
16、高考)向浓度均为0.1 molL1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，出现黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)Ksp(AgI)()(3)(2012北京高考)向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色，2AgClS2=Ag2S2Cl ()(4)(2012浙江高考)相同温度下，将足量氯化银固体分别放入相同体积的蒸馏水0.1 mol/L盐酸0.1 mol/L氯化镁溶液0.1 mol硝酸银溶液中，Ag浓度：()(5)(2013重庆高考)AgCl沉淀易转化成AgI沉淀且Ksp(AgX)c(Ag)c(X)，故Ksp(AgI)K(AgCl)()二、必备知识掌握牢1难溶电解质的沉淀溶解平衡
17、与溶度积难溶电解质在溶液中存在沉淀溶解平衡：MmAn(s)mMn(aq)nAm(aq)，其溶度积Kspcm(Mn)cn(Am)。2沉淀溶解平衡的应用沉淀的溶解和生成：当溶液的浓度商Qc大于Ksp时，会生成沉淀；当Qc小于Ksp时，沉淀会溶解；(1)沉淀的溶解：酸溶法，如向CaCO3(s)Ca2(aq)CO(aq)平衡体系中加强酸(HCl)，CO与H反应生成CO2和H2O，减小了c(CO)，平衡右移，CaCO3溶解。盐溶法，如向Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)平衡体系中加NH4Cl(s)，NH与OH反应生成NH3H2O，减小了c(OH)，平衡右移，Mg(OH)2溶解。氧化法，如向
18、CuS(s)Cu2(aq)S2(aq)平衡体系中加浓硝酸，S2被浓硝酸氧化，使c(S2)减小，平衡右移，CuS溶解。配合法，如向AgOH(s)Ag(aq)OH(aq)平衡体系中加入浓氨水，因Ag2NH3=Ag(NH3)2而使c(Ag)减小，平衡右移，沉淀溶解。(2)沉淀的转化：转化沉淀的实质是沉淀溶解平衡的移动。溶解度或Ksp大的易向溶解度或Ksp小的难溶电解质转化。当溶解度或Ksp悬殊不是很大时，也可以发生由溶解度小的向溶解度大的转化。三、常考题型要明了考查沉淀溶解平衡曲线的含义典例考查难溶电解质的溶解平衡演练1考查Ksp的计算演练2典例(双选)(2013江苏高考)一定温度下，三种碳酸盐MC
19、O3(M：Mg2、Ca2、Mn2)的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。已知：pMlg c(M)，p(CO)lg c(CO)。下列说法正确的是 ()AMgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大Ba点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2)c(CO)Cb点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2)c(CO)Dc点可表示MgCO3的不饱和溶液，且c(Mg2)c(H)，abB若c(K)c(CH3COO)，abC若c(OH)c(H)，abD若c(K)c(CH3COO)，a Ksp(AgI) ，由此可以判断AgCl(s) I(aq)=AgI(s) Cl(aq)能够发生DKa(HCN) c(F)Bc(H
20、)c(HF)Cc(OH)c(F)解析：选B电离后，因水也电离产生H，所以c(H)c(F)均约为0.01，c(HF)约0.09，c(OH)为1012。3(2013福建高考)室温下，对于0.10 molL1的氨水，下列判断正确的是()A与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al33OH=Al(OH)3B加水稀释后，溶液中c(NH)c(OH)变大C用HNO3溶液完全中和后，溶液不显中性D其溶液的pH13解析：选C本题考查氨水的相关知识，意在考查考生对溶液中平衡知识的掌握程度和运用能力。氨水是弱碱，书写离子方程式时不能拆写，应为：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH，A项错误；加水稀释虽然能促进
21、氨水的电离，但c(NH)和c(OH)都减小，即c(NH)c(OH)减小，B项错误；用硝酸完全中和后，生成硝酸铵，硝酸铵为强酸弱碱盐，其水解显酸性，C项正确；因为氨水为弱碱，部分电离，所以0.1 molL1的溶液中c(OH)远远小于0.1 molL1，D项错误。4.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。判断下列说法中，正确的是()A两溶液稀释前的浓度相同Ba、b、c三点溶液的pH由大到小顺序为abcCa点的KW值比b点的KW值大Da点水电离的c(H)大于c点水电离的c(H)解析：选DA项，稀释前，两种溶液的导电能力相同，所以溶液中离子浓度相同，醋酸是
22、弱电解质，所以醋酸的浓度大于盐酸的浓度，错误。B项，导电能力越强，氢离子浓度越大，而溶液的PH越小，错误。C项，温度不变，水的离子积常数不变，错误。5.(2013全国大纲卷)下图表示水中c(H)和c(OH)的关系，下列判断错误的是()A两条曲线间任意点均有c(H)c(OH)KWBM区域内任意点均有c(H)c(OH)C图中T1T2DXZ线上任意点均有pH7解析：选D本题重点考查水的离子积，意在考查考生对图像的分析能力以及对水的离子积的理解和应用能力。根据水的离子积定义可知A项正确；XZ线上任意点都存在c(H)c(OH)，所以M区域内任意点均有c(H)c(OH)，所以B项正确；因为图像显示T1时水
23、的离子积小于T2时水的离子积，而水的电离程度随温度升高而增大，所以C项正确；XZ线上只有X点的pH7，所以D项错误。6常温下，取0.2 molL1HX溶液与0.2 molL1 NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化)，测得混合溶液的pH 8，则下列说法(或关系式)正确的是()Ac(Na)c(X)9.9107molL1Bc(Na)c(X)c(HX)0.2 molL1Cc(OH)c(HX)c(H)1106molL1D混合溶液中由水电离出的c(OH)108molL1解析：选A酸和碱的物质的量相等，反应后的溶液呈碱性说明该盐是强碱弱酸盐，所以酸是弱酸。A项，溶液呈电中性，溶液中阴、阳离子所带
24、电荷相等，c(Na)c(X)c(OH)c(H)9.9107mol/L，正确。B项，根据物料守恒得：c(Na)c(X)c(HX)0.1 mol/L，错误。C项，根据物料守恒和电荷守恒得：c(OH) c(H)c(HX)，错误。D项，混合溶液中由水电离出的c(OH)106 mol/L，错误。7(2013新课标卷)室温时，M(OH)2(s)M2(aq)2OH(aq)Kspa。c(M2)b molL1时，溶液的pH等于()A.lg() B.lg()C14lg() D14lg()解析：选C本题考查溶度积常数及溶液pH的计算，意在考查考生对溶度积常数的理解能力。根据M(OH)2的Kspc(M2)c2(OH)
25、，则溶液中c(OH)，则pHlg c(H)lg(1014)(14lg)14lg。8.在t时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t时AgCl的Ksp41010。下列说法不正确的是()A在t时，AgBr的Ksp为4.91013B在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点到b点C图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液D在t时，AgCl(s)Br(aq)AgBr(s)Cl(aq)平衡常数K816解析：选B根据图中c点的c(Ag)和c(Br)可得，该温度下AgBr的Ksp为4.91013，A正确；在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c(Br)增大，沉淀溶解平衡逆向移动，c(Ag)
26、减小，平衡点仍在曲线上，B错误；在a点时QcKsp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确；选项D中K，代入数据得K816，D正确。9(2013上海高考改编)部分弱酸的电离平衡常数如下表：弱酸HCOOHHCNH2CO3电离平衡常数(25)Ki1.77104Ki4.91010Ki14.3107Ki25.61011下列选项错误的是()2CNH2OCO2=2HCNCO2HCOOHCO=2HCOOH2OCO2中和等体积、等pH的HCOOH和HCN，消耗NaOH的量前者小于后者等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中所含离子总数前者小于后者A BC D解析：选D根据电离常数可知酸性HCOOHH2CO3HC
27、NHCO，错误，正确；等体积、等pH的HCOOH和HCN溶液所含溶质HCN溶液更多，则中和时消耗的NaOH的量多，正确；根据电荷守恒，n(HCOO)n(OH)n(Na)n(H)，n(CN)n(OH)n(Na)n(H)，即离子总数是n(Na)n(H)的2倍，而NaCN的水解程度大，即NaCN溶液中的n(OH)大，n(H)小，错误。10.室温下，用0.100 mol/L NaOH 溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol/L的盐酸和醋酸，滴定曲线如下图所示。下列说法正确的是()A.、分别表示盐酸和醋酸的滴定曲线BV(NaOH)10.00 mL 时，1CpH7时，两种酸所用NaOH溶液的体积
28、相等 DV(NaOH)20 .00 mL 时，c(Cl)c(CH3COO)，D不正确。11(1)在25时，向浓度均为0.01 molL1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为_。(已知25时KspMg(OH)21.81011，KspAl(OH)331034。)(2)某温度(t)时，测得0.01 molL1的NaOH溶液的pH11。在此温度下，将pH2的H2SO4溶液VaL与pH12的NaOH溶液VbL混合，若所得混合液为中性，则VaVb_。(3)在25时，将c molL1的醋酸溶液与0.02 molL1NaOH溶液等体积混合后溶液刚好
29、呈中性，用含c的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka_。(4)(2013山东高考)25时，H2SO3HSOH的电离常数Ka1102molL1，则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kb_molL1，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析：(1)根据溶度积常数表达式可知，生成Mg(OH)2沉淀时需要的OH浓度是 4.2105mol/L；同样可知生成氢氧化铝沉淀时需要的OH浓度是 3.11011mol/L，所以首先生成的是氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式是Al33NH3H2O=Al(OH)3 3NH。(2)0.01 molL1的NaOH溶液的p
30、H11，所以溶液中氢离子浓度是11011mol/L，而OH浓度是0.01 mol/L，则该温度下水的离子积常数KW1013。pH2的H2SO4溶液VaL与pH12的NaOH溶液VaL混合，若所得混合液为中性，则Va0.01Vb0.2，所以VaVb101。(3)c molL1的醋酸溶液与0.02 molL1NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性，根据电荷守恒可知c(Na)c(CH3COO)0.01 mol/L，而溶液中氢离子浓度是1107mol/L，根据物料守恒可知，溶液中醋酸的浓度是0.5 c0.01，该温度下醋酸的电离常数 Ka2109/(c0.02)。(4)Ka，HSOH2OH2SO3OH
31、，Kb1.01012，当加入少量I2时，溶液酸性增强，c(H)增大，但是温度不变，Kb不变，则增大。答案：(1)Al(OH)3Al33NH3H2O=Al(OH)33NH(2)101 (3)2109/(c0.02)(4)1.01012增大12(2012北京高考)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：_。(2)在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是_。(3)吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO)n(HSO)变化关系如下表：n(SO)n(HSO)91911991pH8.27.26.2由上表判断，NaHSO3溶液显_性，用化学平衡原理解释_。当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)：_。ac(Na)2c(SO)c(HSO)bc(Na)c(HSO)c(SO)c(H)c(OH)cc(Na)c(H)c(SO)c(HSO)c(OH)(4)(2012福建高考节选)能证明Na2SO3溶液中存在SOH2OHSOOH水解平衡的事实是_(填序号)。A滴入酚酞溶