2019高考化学专题28水溶液中的离子平衡（一）考点讲解.docx

专题28 水溶液中的离子平衡（一）【考情报告】考查角度考查内容命题特点弱电解质的电离平衡 电离平衡的影响因素；电离平衡常数。部分的题目一般通过溶液酸碱性的判断、pH的计算或离子浓度的大小比较等来考查对溶液中的三种平衡的理解。离子浓度大小比较与盐类水解和弱电解质的电离等知识有机结合、沉淀溶解平衡与其他平衡融合考查是高考重点，命题形式有选择和填空两种形式。水的电离和溶液的酸碱性水的电离常数；pH计算；酸碱中和滴定。盐类的水解和溶液中离子浓度大小的比较盐类水解的应用；离子浓度大小的比较。沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡的应用；Ksp的相关计算；与实验的结合。【考向预测】弱电解质的电离平衡知识与化学平衡知识密切相关，尤其是化学平衡的建立和化学平衡移动原理的知识和学习方法，可直接用来学习弱电解质电离平衡的有关内容，而弱电解质电离平衡是统率水溶液中的离子平衡的基本出发点，是中学化学教学的重要知识点，也是中学化学教学的难点，因此成为历年高考的热点内容。题型为选择题和非选择题，其中选择题重点考查弱电解质电离平衡的移动原理以及相应的图像问题、盐类水解的原理、离子浓度大小的比较和等量关系，盐类水解的应用，非选择题重点考查弱电解质的电离平衡常数的计算以及与溶液的酸碱性、pH、盐类的水解、沉淀溶解平衡结合起来解释某些现象。难溶电解质的溶解平衡是新课标中新添的内容，是中学化学“四大平衡体系”之一，也是中学化学重要的基本概念与理论内容之一，因此成为新课改省区高考的必考内容。题型为选择题和非选择题，其中选择题重点考查溶解平衡的原理及Ksp的简单计算、沉淀的溶解和转化、生成沉淀的先后顺序等，非选择题重点考查将溶解平衡的知识融合在元素及其化合物之中解释化学实验的某些现象、进行简单的计算等。水溶液中的离子平衡是化学平衡的延伸和应用，也是高考中考点分布较多的内容之一。其中沉淀溶解平衡是新课标中新增的知识点，题型主要是选择题和填空题，其考查主要内容有：电离平衡。酸、碱混合溶液酸碱性的判断及pH的简单计算。盐对水电离平衡的影响及盐溶液蒸干(或灼烧)后产物的判断。电解质溶液中离子浓度的大小比较。沉淀的溶解平衡及沉淀的转化。从高考命题的变化趋势来看，溶液中离子浓度的大小比较及沉淀的溶解平衡和转化是主流试题。此类题目考查的内容既与盐的水解有关，又与弱电解质的电离平衡有关。题目不仅偏重考查粒子的浓度大小顺序，而且还侧重溶液中的各种守恒(电荷守恒、物料守恒、质子守恒)关系的考查，从而使题目具有一定的综合性、灵活性和技巧性。【经典在线】1.知识梳理一、弱电解质的电离平衡1弱电解质的电离平衡的特点(1)动态平衡，电离方程式中用“”。如：CH3COOHCH3COO一+H+。(2)条件改变，平衡被打破。如在CH3COOH的石蕊溶液中(呈红色)加入固体CH3COONH4，即增大了c(CH3COO一)，平衡左移，c(H+)变小，使红色变浅。(3)外界条件对电离平衡的影响内因：弱电解质本身的性质。外因：a温度：升高温度，电离平衡向电离方向移动，电离程度增大，原因是电离过程吸热。b浓度：加水稀释，使弱电解质的浓度减小，电离平衡向电离的方向移动，电离程度增大。c同离子效应：例如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体，溶液中c(CH3COO)增大，CH3COOH的电离平衡向左(填“左”或“右”)移动，电离程度减小，c(H)减小，pH值增大。(4)电离过程是可逆过程，可直接用化学平衡移动原理去分析电离平衡。以0.1 molL1 CH3COOH溶液为例：CH3COOHCH3COOH(正向吸热)。实例(稀溶液)CH3COOHHCH3COOH0改变条件平衡移动方向n(H)c(H)导电能力Ka加水稀释增大减小减弱不变加入少量冰醋酸增大增大增强不变加HCl(g)增大增大增强不变加NaOH(s)减小减小增强不变加入镁粉减小减小增强不变升高温度增大增大增强增大2电离平衡常数的意义及影响因素(1)电离平衡常数的意义：弱酸碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。电离平衡常数越大，电离程度越大。多元弱酸的电离以第一步电离为主，各级电离平衡常数的大小差距较大。(2)外因对电离平衡常数的影响：电离平衡常数与其他化学平衡常数一样只与温度有关，与电解质的浓度无关，升高温度，K值增大，原因是电离是吸热过程。二、水的电离1水的电离水是极弱的电解质，水的电离方程式为H2OH2OH3OOH或H2OHOH。2水的离子积常数Kwc(H)c(OH)。(1)室温下：Kw11014。(2)影响因素；只与温度有关，升高温度，Kw增大。(3)适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。 (4)Kw揭示了在任何水溶液中均存在H和OH，只要温度不变，Kw不变。3影响水电离平衡的因素(1)升高温度，水的电离程度增大，Kw增大。(2)加入酸或碱，水的电离程度减小，Kw不变。(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3)，水的电离程度增大，Kw不变。4外界条件对水的电离平衡的影响 体系变化条件平衡移动方向Kw水的电离程度c(OH)c(H)酸逆不变减小减小增大碱逆不变减小增大减小可水解的盐Na2CO3正不变增大增大减小NH4Cl正不变增大减小增大温度升温正增大增大增大增大降温逆减小减小减小减小其他：如加入Na正不变增大增大减小三、溶液的酸碱性和pH值计算1溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中c(H)和c(OH)的相对大小。(1)酸性溶液：c(H)c(OH)，常温下，pH7。(2)中性溶液：c(H)c(OH)，常温下，pH7。(3)碱性溶液：c(H)7。2溶液pH的计算方法（1）单一溶液pH的计算强酸溶液(HnA)，其物质的量浓度为c mol/L，则：c(H)nc mol/L，pHlgc(H)lgnc；强碱溶液B(OH)n，其物质的量浓度为c mol/L，则c(OH)nc mol/L，c(H) mol/L，pHlgc(H)14lgnc。（2）强酸、强碱混合液的pH计算强酸与强酸混合求pHa非等体积混合c(H)，然后再求pH。b等体积混合可近似计算pHpH小0.3 强碱与强碱混合求pHa非等体积混合先计算：c(OH)，再求c(H)，最后求pH。b等体积混合，可近似计算pHpH大0.3。强酸与强碱混合a恰好完全反应，溶液呈中性，pH7。b酸过量：先求c(H)余，再求pH。c碱过量：先求c(OH)余，再求c(H)，然后求pH。四、酸碱中和滴定1实验原理利用酸碱中和反应，用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液，待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)。酸碱中和滴定的关键：(1)准确测定标准液的体积。(2)准确判断滴定终点。2常用酸碱指示剂及变色范围指示剂变色范围的pH石蕊8.0蓝色甲基橙4.4黄色酚酞10.0红色3中和滴定的误差分析(1)原理依据原理c(标准)V(标准)c(待测)V(待测)，所以c(待测)，因c(标准)与V(待测)已确定，因此只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化，即分析出结果。(2)常见误差以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不正确而引起的误差有：步骤操作V(标准)c(待测)洗涤酸式滴定管未用标准溶液润洗变大偏高碱式滴定管未用待测溶液润洗变小偏低锥形瓶用待测溶液润洗变大偏高锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变无影响 取液放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失变小偏低滴定酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失变大偏高振荡锥形瓶时部分液体溅出变小偏低部分酸液滴出锥形瓶外变大偏高溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后反加一滴NaOH溶液无变化变大偏高读数酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前仰后俯)变小偏低酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前俯后仰)变大偏高五、盐类的水解1盐类水解的影响因素因素水解平衡水解程度水解产生离子的浓度温度升高右移增大增大浓度增大右移减小增大减小(即稀释)右移增大减小外加酸碱酸弱碱阳离子的水解程度减小碱弱酸根离子的水解程度减小2盐类水解的应用应用举例判断溶液的酸碱性FeCl3显酸性，原因是Fe3+3H2OFe(OH)33H+配制或贮存易水解的盐溶液配制CuSO4溶液时，加入少量H2SO4，防止Cu2+水解判断盐溶液蒸干产物加热蒸干AlCl3加热Al(NO3)3、FeCl3、AlBr3溶液与之类似溶液，因为水解产物之一为挥发性物质盐酸，不断挥发出氯化氢气体，导致水解平衡不断向右移动，最后彻底水解，蒸干后得到AI(OH)3，进一步灼烧得到Al2O3。胶体的制取制取Fe(OH)3胶体的离子反应：Fe3+3H2OFe(OH)3(胶体)3H+物质的提纯除去MgCl2溶液中的Fe3+，可加入MgO、镁粉或Mg(OH)2或MgCO3离子共存的判断Al3+与AlO、CO、HCO、S2-、HS-等因相互促进水解而不共存泡沫灭火器原理成分为NaHCO3与Al2(SO4)3，发生反应为Al3+3HCO=Al(OH)33CO2作净水剂明矾可作净水剂，原理为Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)3H+化肥的使用铵态氮肥与草木灰不得混用，原因是2NHCO2NH3CO2H2O六、沉淀溶解平衡1沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至78，离子方程式为Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2，离子方程式为H2SCu2=CuS2H。(2)沉淀的溶解酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO32H=Ca2H2OCO2。盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O。氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。配位溶解法如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O。(3)沉淀的转化实质：沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大，越容易转化)。应用：锅炉除垢、矿物转化等。2溶度积和离子积以AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)为例：溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解QcKsp：溶液过饱和，有沉淀析出QcKsp：溶液饱和，处于平衡状态QcKsp：溶液未饱和，无沉淀析出3Ksp的影响因素(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。 (2)外因浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。2.经典精讲【经典考题1】（2018新课标3卷）用0.100 molL-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 molL-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是A根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10B曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)c(Cl-)=Ksp(AgCl)C相同实验条件下，若改为0.0400 molL-1 Cl-，反应终点c移到aD相同实验条件下，若改为0.0500 molL-1 Br-，反应终点c向b方向移动【答案】C【解析】分析：本题应该从题目所给的图入手，寻找特定数据判断题目中的沉淀滴定的具体过程。注意： 【经典考题2】（2018北京卷）测定0.1 molL-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH，数据如下。时刻温度/2530 4025pH9.669.529.379.25实验过程中，取时刻的溶液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验，产生白色沉淀多。下列说法不正确的是ANa2SO3溶液中存在水解平衡：+H2O+OHB的pH与不同，是由于浓度减小造成的C的过程中，温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致D与的Kw值相等【答案】C【解析】分析：A项，Na2SO3属于强碱弱酸盐，SO32-存在水解平衡；B项，取时刻的溶液，加入盐酸【经典考题3】（2018天津卷）LiH2PO4是制备电池的重要原料。室温下，LiH2PO4溶液的pH随c初始（H2PO4）的变化如图1所示，H3PO4溶液中H2PO4的分布分数随pH的变化如图2所示，下列有关LiH2PO4溶液的叙述正确的是A溶液中存在3个平衡B含P元素的粒子有H2PO4、HPO42、PO43C随c初始（H2PO4）增大，溶液的pH明显变小D用浓度大于1 molL-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3，当pH达到4.66时，H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4【答案】D【解析】分析：本题考查电解质溶液的相关知识。应该从题目的两个图入手，结合磷酸的基本性质进行分析。 D由图2得到，pH=4.66的时候，=0.994，即溶液中所有含P的成分中H2PO4占99.4%，所以此时H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4。选项D正确。【经典考题4】某温度下，向一定体积0.1mol/L醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液，溶液中pOH(pOH=-lgOH-)与pH的变化关系如图所示，则AM点所示溶液导电能力强于Q点BN点所示溶液中c(CH3COO-)c(Na+)CM点和N点所示溶液中水的电离程度相同DQ点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积【答案】C【解析】由于醋酸是弱酸，电离程度很小，离子浓度也较小，M点溶液的导电能力最弱，A错；N点所示【经典考题5】（2018天津卷）下列叙述正确的是A某温度下，一元弱酸HA的Ka越小，则NaA的Kh(水解常数)越小B铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈C反应活化能越高，该反应越易进行D不能用红外光谱区分C2H5OH和CH3OCH3【答案】B【解析】分析：本题是对化学理论进行的综合考查，需要对每一个选项的理论表述进行分析，转化为对应【经典考题6】（2018江苏卷）根据下列图示所得出的结论不正确的是A图甲是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线，说明该反应的H11V酸V碱相应酸式盐，如COHCO。（3）相互促进水解的盐单水解的盐相互抑制水解的盐。如(NH4)2CO3(NH4)2SO4(NH4)2Fe(SO4)22、离子浓度大小比较（1）微粒浓度大小比较的理论依据和守恒关系A两个理论依据弱电解质电离理论：电离粒子的浓度大于电离生成粒子的浓度。例如，H2CO3溶液中：c(H2CO3)c(HCO)c(CO)(多元弱酸第一步电离程度远远大于第二步电离)。水解理论：水解离子的浓度大于水解生成粒子的浓度。例如，Na2CO3溶液中：c(CO)c(HCO)c(H2CO3)(多元弱酸根离子的水解以第一步为主)。B三个守恒关系电荷守恒：电荷守恒是指溶液必须保持电中性，即溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。例如，NaHCO3溶液中：c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c(OH)。物料守恒：物料守恒也就是元素守恒，变化前后某种元素的原子个数守恒。例如，0.1 molL1 NaHCO3溶液中：c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)0.1 molL-1。质子守恒：由水电离出的c(H)等于由水电离出的c(OH)，在碱性盐溶液中OH守恒，在酸性盐溶液中H守恒。例如，纯碱溶液中c(OH)c(H)c(HCO)2c(H2CO3)。（2）四种情况分析多元弱酸溶液根据多步电离分析，如：在H3PO3溶液中，c(H)c(H2PO)c(HPO)c(PO)。多元弱酸的正盐溶液 根据弱酸根的分步水解分析，如：Na2CO3溶液中：c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)。不同溶液中同一离子浓度的比较要看溶液中其他离子对其产生的影响。例如，在相同物质的量浓度的下列溶液中：NH4NO3溶液，CH3COONH4溶液，NH4HSO4溶液，c(NH)由大到小的顺序是。混合溶液中各离子浓度的比较要进行综合分析，如电离因素、水解因素等。例如，在0.1 molL-1的NH4Cl和0.1 molL-1的氨水混合溶液中，各离子浓度的大小顺序为c(NH)c(Cl)c(OH)c(H)。在该溶液中，NH3H2O的电离与NH的水解互相抑制，但NH3H2O的电离程度大于NH的水解程度，溶液呈碱性，c(OH)c(H)，同时c(NH)c(Cl)。【规律总结】误点警示：（1）在水溶液中，弱电解质部分电离，在弱电解质的溶液中不仅含有相应自由移动的离子，而且含有该弱电解质分子，如CH3COOH溶液中含有CH3COOH分子，而强电解质只含有相应自由移动的离子，不含有强电解质分子，如HNO3溶液中就没有HNO3分子。（2）弱电解质的电离平衡也属于化学平衡，所以也符合化学平衡的特征：逆、等、动、定、变。（3）电离平衡右移，电解质分子的浓度不一定减小，如向氨水中通入氨气，平衡右移，氨气的浓度最终比原平衡时大。同理，电离平衡右移，离子的浓度也不一定增大，如向氨水中加入盐酸，平衡右移，但OH的浓度最终比原平衡时小。（4）一定温度下，无论是稀酸、稀碱或盐溶液中，水的离子积KW c(H)c(OH)均不变，水电离出的c(H)c(OH)，KW只与温度有关，只有在25 时，KW11014。（5）pH是溶液酸碱性的量度。pH6的溶液在常温下呈酸性，其他温度也可能呈中性或碱性；pH0的溶液并非没有H，而是c(H)1.0 molL1，同时也并非无OH，此时c(OH)1.01014 molL1。（6）强碱溶液的pH计算，应先根据溶液的c(OH)求出溶液c(H)，从而求出溶液的pH。（7）判断HA是强酸还是弱酸最典型的两