高中化学选修4第三章水溶液中的离子平衡知识点和题型总结.docVIP

水溶液中的离子平衡1 知识要点一、弱电解质的电离 1、定义：电解质、非电解质 ；强电解质 、弱电解质 物质单质化合物电解质非电解质：大多数非金属氧化物和有机物。如SO3、CO2、C6H12O6、CCl4、CH2=CH2强电解质：强酸、强碱、绝大多数金属氧化物和盐。如HCl、NaOH、NaCl、BaSO4弱电解质：弱酸、弱碱和水。如HClO、NH3H2O、Cu(OH)2、H2O混和物纯净物 下列说法中正确的是（ ） A、能溶于水的盐是强电解质，不溶于水的盐是非电解质； B、强电解质溶液中不存在溶质分子；弱电解质溶液中必存在溶质分子； C、在熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物，也一定是强电解质； D、Na2O2和SO2溶液于水后所得溶液均能导电，故两者均是电解质。2、电解质与非电解质本质区别：在一定条件下（溶于水或熔化）能否电离（以能否导电来证明是否电离）电解质离子化合物或共价化合物 非电解质共价化合物离子化合物与共价化合物鉴别方法：熔融状态下能否导电 下列说法中错误的是（ ）A、非电解质一定是共价化合物；离子化合物一定是强电解质；B、强电解质的水溶液一定能导电；非电解质的水溶液一定不导电；C、浓度相同时，强电解质的水溶液的导电性一定比弱电解质强；D、相同条件下，pH相同的盐酸和醋酸的导电性相同。3、强电解质与弱电质的本质区别：在水溶液中是否完全电离（或是否存在电离平衡） 注意：电解质、非电解质都是化合物 SO2、NH3、CO2等属于非电解质 强电解质不等于易溶于水的化合物（如BaSO4不溶于水，但溶于水的BaSO4全部电离，故BaSO4为强电解质）二、水的电离和溶液的酸碱性1、水离平衡：H2OH+ + OH- 水的离子积：KW = H+OH- 25时, H+=OH- =10-7 mol/L ; KW = H+OH- = 10-14注意：KW只与温度有关，温度一定，则KW值一定 KW不仅适用于纯水，适用于任何溶液（酸、碱、盐）2、水电离特点：（1）可逆 （2）吸热 （3）极弱3、影响水电离平衡的外界因素：酸、碱 ：抑制水的电离（pH之和为14的酸和碱的水溶液中水的电离被同等的抑制） 温度：促进水的电离（水的电离是吸热的）易水解的盐：促进水的电离（pH之和为14两种水解盐溶液中水的电离被同等的促进） 试比较pH=3的HAc、pH=4的NH4Cl、pH=11的NaOH、pH=10Na2CO3四种溶液中水的电离程度从大到小的顺序是 。4、溶液的酸碱性和pH： （1）pH= -lgH+ 注意：酸性溶液不一定是酸溶液（可能是 溶液） ；pH7 溶液不一定是酸性溶液（只有温度为常温才对）； 碱性溶液不一定是碱溶液（可能是 溶液）。已知100时，水的KW=110-12，则该温度下（1）NaCl的水溶液中H+= ，pH = ，溶液呈 性。（2）0.005mol/L的稀硫酸的pH= ；0.01mol/L的NaOH溶液的pH= （2）pH的测定方法：酸碱指示剂甲基橙、石蕊、酚酞pH试纸 最简单的方法。 操作：将一小块pH试纸放在洁净的玻璃片上，用玻璃棒沾取未知液点试纸中部，然后与标准比色卡比较读数即可。 注意：事先不能用水湿润PH试纸；只能读取整数值或范围 用湿润的pH试纸测某稀溶液的pH，所测结果 （填“偏大”、“偏小”、“不变”或“不能确定”），理由是 。（3）常用酸碱指示剂及其变色范围：指示剂变色范围的PH石蕊5红色58紫色8蓝色甲基橙3.1红色3.14.4橙色4.4黄色酚酞8无色810浅红10红色试根据上述三种指示剂的变色范围，回答下列问题：强酸滴定强碱最好选用的指示剂为： ，原因是 ；强碱滴定强酸最好选用的指示剂为： ，原因是 ；中和滴定不用石蕊作指示剂的原因是 。三 、混合液的pH值计算方法公式1、强酸与强酸的混合：（先求H+混：将两种酸中的H+离子数相加除以总体积，再求其它）H+混 =（H+1V1+H+2V2）/（V1+V2）2、强碱与强碱的混合：（先求OH-混：将两种酸中的OH离子数相加除以总体积，再求其它）OH-混（OH-1V1+OH-2V2）/（V1+V2） (注意 :不能直接计算H+混)3、强酸与强碱的混合：（先据H+ + OH- =H2O计算余下的H+或OH-，H+有余，则用余下的H+数除以溶液总体积求H+混；OH-有余，则用余下的OH-数除以溶液总体积求OH-混，再求其它） 注意：在加法运算中，相差100倍以上（含100倍）的，小的可以忽略不计！ 将pH=1的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合，所得溶液的pH= ；将pH=5的H2SO4和pH=12的NaOH溶液等体积混合，所得溶液的pH= ；20mLpH=5的盐酸中加入1滴（0.05mL）0.004mol/LBa(OH)2溶液后pH= 。四、稀释过程溶液pH值的变化规律：1、强酸溶液：稀释10n倍时，pH稀=pH原+ n （但始终不能大于或等于7）2、弱酸溶液：稀释10n倍时，pH稀pH原+n （但始终不能大于或等于7）3、强碱溶液：稀释10n倍时，pH稀=pH原n （但始终不能小于或等于7）4、弱碱溶液：稀释10n倍时，pH稀pH原n （但始终不能小于或等于7）5、不论任何溶液，稀释时pH均是向7靠近（即向中性靠近）；任何溶液无限稀释后pH均为76、稀释时，弱酸、弱碱和水解的盐溶液的pH变化得慢，强酸、强碱变化得快。 pH=3的HCl稀释100倍后溶液的pH变为 ；pH=3的HAc溶液稀释100倍后pH为 ，若使其pH变为5，应稀释的倍数应 （填不等号）100；pH=5的稀硫酸稀释1000倍后溶液中H+ ：SO42-= ； pH=10的NaOH溶液稀释100倍后溶液的pH变为 ；pH=10的NaAc溶液稀释10倍后溶液的pH为 。五、“酸、碱恰好完全反应”与“自由H+与OH-恰好中和”酸碱性判断方法1、酸、碱恰好反应（现金+存款相等）：恰好生成盐和水，看盐的水解判断溶液酸碱性。（无水解，呈中性）2、自由H+与OH-恰好中和（现金相等），即“14规则：pH之和为14的两溶液等体积混合，谁弱显谁性，无弱显中性。”：生成盐和水，弱者大量剩余，弱者电离显性。（无弱者，呈中性）(1)100mLpH=3的H2SO4中加入10mL0.01mol/L氨水后溶液呈 性，原因是 ；pH=3的HCl与pH=11的氨水等体积混合后溶液呈 性，原因是 。（2）室温时，0.01mol/L某一元弱酸只有1%发生了电离，则下列说法错误的是A、上述弱酸溶液的pH4 B、加入等体积0.01mol/LNaOH溶液后，所得溶液的pH7C、加入等体积0.01mol/LNaOH溶液后，所得溶液的pH7D、加入等体积pH=10的NaOH溶液后，所得溶液的pH7六、盐类的水解（只有可溶于水的盐才水解）1、盐类水解规律： 有弱才水解，无弱不水解，越弱越水解；谁强显谁性，两弱相促进，两强不水解。多元弱酸根，浓度相同时正酸根比酸式酸水解程度大，碱性更强。 (如:Na2CO3 NaHCO3)（1）下列物质不水解的是 ；水解呈酸性的是 ；水解呈碱性的是 FeS NaI NaHSO4 KF NH4NO3 C17H35COONa（2）浓度相同时，下列溶液性质的比较错误的是（ ） 酸性：H2SH2Se 碱性：Na2SNaHS 碱性：HCOONaCH3COONa 水的电离程度：NaAcNaAlO2 溶液的pH：NaHSO3Na2SO4NaHCO3NaClO2、盐类水解的特点：（1）可逆 （2）程度小 （3）吸热下列说法错误的是：A、NaHCO3溶液中碳元素主要以HCO3-存在；B、Na2CO3溶液中滴加酚酞呈红色，加热红色变深；C、NH4Cl溶液呈酸性这一事实能说明氨水为弱碱；D、在稀醋酸中加醋酸钠固体能促进醋酸的电离。3、影响盐类水解的外界因素： 温度：温度越高水解程度越大 （水解吸热）浓度：浓度越小，水解程度越大（越稀越水解）酸碱：促进或抑制盐的水解（H+促进阴离子水解而抑制阳离子水解；OH-促进阳离子水解而抑制阴离子水解） Na2CO3溶液呈碱性原原因用方程式表示为 ；能减少Na2CO3溶液中CO32-浓度的措施可以是（ ） 加热 加少量NaHCO3固体 加少量(NH4)2CO3固体加少量NH4Cl 加水稀释 加少量NaOH4、酸式盐溶液的酸碱性：只电离不水解：如HSO4- 电离程度水解程度，显酸性 （如: HSO3- 、H2PO4-） 水解程度电离程度，显碱性 （如：HCO3- 、HS- 、HPO42-）写出NaH2PO4溶液中所有的水解和电离方程式 ，并指示溶液中H3PO4、HPO42-与H2PO4-的大小关系 。5、双水解反应： （1）构成盐的阴阳离子均能发生水解的反应为双水解反应（即弱酸弱碱盐）。双水解反应相互促进，水解程度较大，有的甚至水解完全。其促进过程以NH4Ac为例解释如下： NH4Ac = NH4+ + Ac- NH4+ + H2O NH3H2O + H+ Ac + H2O HAc + OH-两个水解反应生成的H+和OH反应生成水而使两个水解反应的生成物浓度均减少，平衡均右移。 （2）常见的双水解反应完全的为：Fe3+、Al3+与AlO2-、CO32-(HCO3-)、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-)；其特点是相互水解成沉淀或气体。双水解完全的方程式写“=”并标“”，其离子方程式配平依据是两边电荷平衡，如：2Al3+ + 3S2- + 6H2O = 2Al(OH)3+ 3H2S 写出Al3+与CO32-、HCO3-在水溶液中反应的离子方程式： ， ；在足量Na2CO3溶液中加少量硫酸铝溶液的离子方程式为 ，泡沫灭火器中使用硫酸铝与小苏打而不用纯碱的原因是 ；能鉴别Na2CO3、NaOH、NaCl、AgNO3和苯酚钠五种溶液的一种试剂是 。6、盐类水解的应用：混施化肥（N、P、K三元素不能变成和） 泡沫灭火剂（用硫酸铝和小苏打为原料，双水解）FeCl3溶液止血剂（血浆为胶体，电解质溶液使胶体凝聚）明矾净水（Al3+水解成氢氧化铝胶体，胶体具有很大的表面积，吸附水中悬浮物而聚沉）NH4Cl焊接金属（氯化铵呈酸性，能溶解铁锈）判断溶液酸碱性（强者显性）比较盐溶液离子浓度的大小 判断离子共存（双水解的离子产生沉淀和气体的不能大量共存）配制盐溶液（加对应的酸防止水解）七、电离、水解方程式的书写原则1、多元弱酸（多元弱酸盐）的电离（水解）的书写原则：分步书写 例：H2S的电离H2S H+ + HS- ； HS- H+ + S2-例：Na2S的水解：H2O+ S2- HS- + OH- H2O + HS- H2S + OH- 注意：不管是水解还是电离，都决定于第一步，第二步一般相当微弱。2、多元弱碱（多元弱碱盐）的电离（水解）书写原则：一步书写 例：Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+下列方程式中属于电离方程式的是 ；属于水解方程式的是 A、HCO3- +H2O H3O+ + CO32- B、BaSO4 = Ba2+ + SO42-C、AlO2- + 2H2O Al(OH)3 + OH- D、CaCO3(s) Ca2+ + CO32-八、溶液中微粒浓度的大小比较 1、基本原则：抓住溶液中微粒浓度必须满足的两种守恒关系： 电荷守恒（电荷数前移）:任何溶液均显电中性，各阳离子浓度与其所带电荷数的乘积之和各阴离子浓度与其所带电荷数的乘积之和物料守恒(原子个数前移): 某原子的总量(或总浓度)其以各种形式存在的所有微粒的量(或浓度)之和 质子守恒(得失H+个数前移):： 得质子后形成的微粒浓度得质子数 = 失质子后形成的微粒浓度失质子数九、酸碱中和滴定十、溶解平衡 1、难溶电解质的溶解平衡的一些常见知识 （1）溶解度小于0.01g的电解质称难溶电解质。生成难溶电解质的反应为完全反应，用“=”。 （2）反应后离子浓度降至110-5mol/L以下的反应为完全反应，用“=”。如酸碱中和时H+降至10-7mol/LH2SO3SO32- C、该溶液中由水电离出的H+为110-4mol/L D、加入少量NaOH使溶液的pH升高会使水的电离受抑制五、Qc与K Qc为浓度商：是指刚开始反应（但未反应）时平衡体系各物质浓度幂次方之积之比（对于溶液是指混合后但不反应时的浓度） K为平衡常数：是指可逆反应达到平衡时体系各物质浓度幂次方之积之比。在化学平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡四大平衡中分别有不同的名称：化学平衡常数(K)、电离常数(Ka)、水解常数(Kh)、溶度积(Ksp)。Qc与K的相对大小可反映出体系是否为平衡状态：（1） QcK，过平衡状态，反应将逆向进行；（2） Qc=K，平衡状态；（3） QcV盐酸=V醋酸（或V硫酸=2V盐酸=2V醋酸）。 H2SO4，HAc；V醋酸V盐酸=V硫酸。 ，弱二、水的电离和溶液的酸碱性3、NH4Cl=Na2CO3 HAc=NaOH4、（1）强酸弱碱盐；强碱弱酸盐。10-6mol/L，6，中；2，10 （2）不能确定；酸性溶液偏大，中性溶液不变，碱性溶液偏小 （3）酚酞；变色明显，酚酞褪色时pH最接近7；甲基橙，甲基橙由橙变黄时，pH最接近7；变色范围广且变色不明显三、混合溶液pH计算公式3、1.3；11.7；9四、6、5；35之间；20:1；8；810五、2、（1）酸；恰好反应生成(NH4)2SO4，NH4+水解呈碱性（将题中pH=2改为pH=3）。碱；氨水过量，电离产生的OH-使溶液呈碱性。 （2）B六、1、（1）； （2）2、D3、CO32- + H2O HCO3- + OH- ；4、H2O H+ +OH- ；H2PO4- HPO42- +H+；HPO42- PO43- +H+；H2PO4- +H2O H3PO4+OH- H2PO4- HPO42- H3PO45、2Al3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Al(OH)3+ 3CO2；Al3+ + 3HCO3- = Al(OH)3+ 3CO2 Al3+ + 3CO32- + 3H2O =Al(OH)3+ 3HCO3-；产生同样多的CO2，用纯碱消耗的Al3+多；用纯碱有可能不产生CO2或产气量很少。七、2、AB；C十、5（1）Ksp=Ag+2S2- （2） （3）加足量MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，洗涤即得纯Mg(OH)22 方法、归纳和技巧一、 AC二、 （1）自由电子导电；自由阴阳离子导电；（2）NaHSO4；HAc三、 四、 A五、 Qc = 210-5 Ksp，有沉淀析出六、 1B 2C 3B 4B 5AC 6C 7C 8A 9BD3 综合训练1C 2B 3C 4B 5D 6A 7AB 8B 9B 10D 11C 12A 13D 14B 15C 16D 17BD 18B 19D 20B 21A 22D 23B 24C 25C 26B 27C 28D 29C 30A 31A32BC 33AD 34A 35B 36A 37B 38B 39A40、H+、OH-；10-7mol/L，110-14，水的离子积，110-14，可逆41、；42、C BA43、不正确，可能由于稀释而产生误差；不一定，若是中性溶液，则不产生误差，否则产生误差44、（1）BiCl3 + H2O BiOCl + 2HCl； （2）不同意； （3）将BiCl3溶于盐酸中； （4）增大溶液中c（Cl-）能抑制BiCl3 的水解45、酸；碱46、CO32- + H2O HCO3- + OH- ；CaSO4(s) Ca2+ + SO42- ，Ca2+ + CO32- = CaCO347、110-348、（1）OH-、Na+； Cl-，NO3-； （2）OH-、HCO3-、NO3-、Ag+49、乙；乙能较好地克服实验误差50、（1）CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O；Fe + 2H+=Fe2+ + H2； （2）Fe(OH)3 （3）蓝色变绿色； （4）一方面2Fe2+2H+H2O2=2Fe3+2H2O消耗了OH-，另一方面CuO消耗H+。51、BaCO3(s) Ba2+ + CO32-，加入HCl：2H+ +CO32- = H2O + CO2使 c(CO32-)减少，从而使BaCO3的溶解平衡向溶解方向移动而溶解；而BaSO4(s) Ba2+ + SO42-，加入HCl并不能使平衡移动而溶解。强酸制取弱酸。52、测稀醋酸溶液的pH为a；向稀醋酸中加入CH3COONa固体；再次测量溶液的pHa，则说明存在CH3COOH CH3COO- + H+。水溶液中的电离平衡一、电解质和非电解质1、概念电解质：在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物非电解质：在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物电解质和非电解质均指化合物，单质和混合物既不属于电解质也不属于非电解质。电解质必须是自身能直接电离出自由移动的离子的化合物。对于电解质来说，只须满足一个条件即可，而对非电解质则必须同时满足两个条件。例如：H2SO4、NaHCO3、NH4Cl、Na2O、Na2O2、Al2O3强电解质：溶于水或熔融状态下几乎完全电离的电解质 弱电解质：溶于水或熔融状态下只有部分电离的电解质电解质的强弱与化学键有关，但不由化学键类型决定。强电解质含有离子键或强极性键，但含有强极性键的不一定都是强电解质，如H2O、HF等都是弱电解质。 电解质的强弱与溶解度无关。如BaSO4、CaCO3等电解质的强弱与溶液的导电能力没有必然联系。2、判断（1）物质类