高二化学 盐类的水解—溶液中离子浓度大小比较问题研究知识精讲 苏教版选修4

专心 爱心 用心1 高二化学高二化学 盐类的水解盐类的水解 溶液中离子浓度大小比较问题研究知识精讲溶液中离子浓度大小比较问题研究知识精讲 苏教版选修苏教版选修 4 4 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容一 教学内容 盐类的水解 溶液中粒子浓度大小比较问题研究 二 考点清单二 考点清单 1 理解弱电解质电离原理 能对溶液中存在粒子的来源有清晰的认识 2 理解盐类水解的原理 能准确地分析水解过程中粒子浓度的改变 3 能准确地分析混合溶液中粒子之间的反应及粒子浓度的改变 4 养成认真 细致 严谨的解题习惯 要在平时的练习中学会灵活运用常规的解题方法 例如 淘汰法 定量问题定性法 整体思维法等 三 全面突破三 全面突破 知识点 一 电离平衡理论和水解平衡理论 1 电离平衡理论 1 弱电解质的电离是微弱的 电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的 同时注 意考虑水的电离的存在 例如 NH3 H2O 溶液中微粒浓度的大小关系 分析 由于在 NH3 H2O 溶液中存在下列电离平衡 NH3 H2ONH4 OH H2OH OH 所以溶液中微粒浓度的关系为 c NH3 H2O c OH c NH4 c H 2 多元弱酸的电离是分步进行的 主要以第一步电离为主 例如 H2S 溶液中微粒浓 度的大小关系 分析 由于 H2S 溶液中存在下列平衡 H2SHS H HSS2 H H2OH OH 所以溶液中微粒浓度的关系为 c H2S c H c HS c OH 2 水解平衡理论 1 弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗 如 NaHCO3溶液中有 c Na c HCO3 2 弱酸的阴离子和弱碱的阳离子的水解是微量的 双水解除外 因此水解生成的 弱电解质及产生的 H 或 OH 也是微量 但由于水的电离平衡和盐类水解平衡的存在 所以水解后的酸性溶液中的 c H 或碱性溶液中的 c OH 总是大于水解产生的弱电解 质的浓度 例如 NH4 2SO4溶液中微粒浓度的关系为 c NH4 c SO42 c H c NH3 H2O c OH 3 多元弱酸的酸根离子的水解是分步进行的 主要以第一步水解为主 例如 Na2CO3溶液中的水解平衡为 CO32 H2OHCO3 OH H2O HCO3 H2CO3 OH 所以溶液中部分微粒浓度的关系为 c CO32 c HCO3 规律 盐的电离离子 第一步水解 电离 生成的粒子 水的电离离子 第二步水解生 成的粒子 第一步水解生成的粒子的浓度在 OH 和 H 之间 第二步水解生成的粒子的浓度最 小 专心 爱心 用心2 二 电荷守恒和物料守恒 1 电荷守恒 电解质溶液中所有阳离子所带的正电荷数与所有阴离子所带的负电荷数相 等 如 NaHCO3溶液中 由 n Na n H n HCO3 2n CO32 n OH 推出 c Na c H c HCO3 2c CO32 c OH 2 物料守恒 电解质溶液中由于电离或水解的因素 离子会发生变化变成其他离子或分 子等 但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的 如 NaHCO3溶液中由 n Na n C 1 1 推出 c Na c HCO3 c CO32 c H2CO3 3 导出式 质子守恒 如碳酸钠溶液中由电荷守恒和物料守恒将 Na 离子消掉可得 c OH c H c HCO3 2c H2CO3 如醋酸钠溶液中由电荷守恒和物料守恒将离子消掉可得 c OH c H Na c CH3COOH 典型例题典型例题 例 1 在 0 1mol L 的 H2S 溶液中 下列关系式错误的是 A c H c HS c S2 c OH B c H c HS 2c S2 c OH C c H c HS c S2 c OH D c H2S c HS c S2 0 1mol L 解析 解析 由于 H2S 溶液中存在下列平衡 H2S H HS HS H S2 H2OH OH 根据电荷守恒得 c H c HS 2c S2 c OH 由物料守恒得 c H2S c HS c S2 0 1mol L 所以关系式错误的是 A 项 答案 答案 A 体例说明 体例说明 解答这类题目的关键是要抓住弱酸的电离平衡 例 2 设氨水的 pH x 盐酸的 pH y 已知 x y 14 且 x 11 将上述两溶液分别取等 体积充分混合后 所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是 A c Cl c NH4 c H c OH B c NH4 c Cl c H c OH C c NH4 c Cl c OH c H D c Cl c NH4 c OH c H 解析 解析 由于 x y 14 且 x 11 所以氨水中的 c OH 和盐酸中的 c H 相等 两者 等体积混合后 氨水过量 溶液显碱性 选 C 答案 答案 C 例 3 在氯化铵溶液中 下列关系式正确的是 A c Cl c NH4 c H c OH B c NH4 c Cl c H c OH C c NH4 c Cl c H c OH D c Cl c NH4 c H c OH 解析 解析 由于氯化铵溶液中存在下列电离过程 NH4Cl NH4 Cl H2OH OH 和水解过 程 NH4 H2OH NH3 H2O 由于 NH4 水解被消耗 所以 c Cl c NH4 又因水解后溶 液显酸性 所以 c H c OH 且水解是微量的 所以正确的是 A 项 答案 答案 A 体例说明 体例说明 解答这类题的关键是要抓住弱碱阳离子的水解 且水解是微量的 水解后 溶液呈酸性 例 4 在 Na2S 溶液中下列关系不正确的是 A c Na 2c HS 2c S2 c H2S B c Na c H c OH c HS 专心 爱心 用心3 2c S2 C c Na c S2 c OH c HS D c OH c HS c H c H2S 解析 解析 电荷守恒 c Na c H c OH c HS 2c S2 物料守恒 c Na 2c HS 2c S2 2c H2S 质子守恒 c OH c HS c H 2c H2S 答案 答案 AD 例 5 用物质的量都是 0 1 mol 的 CH3COOH 和 CH3COONa 配制成 1L 混合溶液 已知其中 c CH3COO c Na 对该混合溶液的下列判断正确的是 A c H c OH B c CH3COOH c CH3COO 0 2 mol L C c CH3COOH c CH3COO D c CH3COO c OH 0 2 mol L 解析 解析 CH3COOH 和 CH3COONa 的混合溶液中 CH3COOH 的电离和 CH3COONa 的水解因素同 时存在 已知 c CH3COO c Na 根据电荷守恒 c CH3COO c OH c Na c H 可得出 c OH c H 说明混合溶液呈酸性 进一步推测出 0 1mol L 的 CH3COOH 和 0 1mol L 的 CH3COONa 溶液中 电离和水解这一对矛盾中起主要作用的是电离 即 CH3COOH 的电离趋势大于 CH3COO 的水解趋势 根据物料守恒 可推出 B 是正确的 答案 答案 AB 例 6 下列液体均处于 25 有关叙述正确的是 A 某物质溶液的 pH c CH3COO 解析 解析 某些强酸的酸式盐的 pH 7 如 NaHSO4 故 A 错 pH 4 5 c H 10 4 5 mol L 1 pH 6 5 其c H 10 6 5 mol L 1 故 B 正确 同浓度的 CaCl2溶液的c Cl 是 NaCl 的两倍 它们对 AgCl 沉淀溶解平衡的抑制程度不同 故 C 错 混合溶液显酸性 则c H c OH 根据电荷守恒 c CH3COO c Na 故 D 错 答案 答案 B 体例说明 体例说明 本例综合考查了电解质溶液中的有关知识 包括盐类的水解 溶液的 pH 与c H 的关系 沉淀溶解平衡的移动和溶液中离子浓度大小的比较 例 7 某二元酸 其化学式用 H2A 表示 在水中的电离方程式是 H2A H HA HA H A2 回答下列问题 1 Na2A 溶液显 填 酸性 中性 或 碱性 理由是 用离子方程 式表示 2 在 0 1mol L 1的 Na2A 溶液中 下列微粒浓度关系式正确的是 A c A2 c HA c H2A 0 1mol L 1 B c OH c H c HA C c Na c H c OH c HA 2c A2 D c Na 2c A2 c HA 3 已知 0 1mol L 1NaHA 溶液的 pH 2 则 0 1mol L 1 H2A 溶液中氢离子的物质 的量浓度可能 0 11 mol L 1 填 或 理由是 4 0 1mol L 1 NaHA 溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是 解析 解析 由于 H2A H HA HA H A2 因此在 NaHA 溶液中仅存在 HA H A2 的电离情况 没有 HA 的水解过程 在 H2A 溶液中 H2A 第一步电离产生的 H 抑制了 HA 的电离 理解上述内容后 本例便迎刃而解 专心 爱心 用心4 答案 答案 1 碱性 H2O A2 HA OH 2 B C 3 c HA c H c A2 c OH 四 提分技巧四 提分技巧 单一溶质溶液中离子浓度的大小关系 强酸 强碱 强酸强碱盐溶液 对策 只考虑电解质的电离与水的电离 如 H2SO4溶液中 c H 2c SO42 c OH 弱酸或弱碱溶液 对策 只考虑电离 如在 H3PO4溶液中 要考虑它是多步电离 c H c H2PO4 c HPO42 c PO43 多元弱酸的正盐溶液 对策 考虑弱酸根的分步水解 如在 Na2CO3溶液中 c Na c CO32 c OH c HCO3 酸式盐要考虑电离和水解谁为主 对策 a 电离为主的 NaHSO3 Na2HPO4溶液呈酸性 如 NaHSO3溶液中离子浓度的大小 为c Na c HSO3 c H c SO32 c OH b 水解为主的 NaHCO3 Na2HPO4 NaHS 溶液呈碱性 如 NaHCO3溶液中离子浓度的大小 为c Na c HCO3 c OH c CO32 c H 五 本讲小结五 本讲小结 电解质溶液中离子浓度大小比较的问题 是高考的 热点 之一 多年来 全国各地 的高考化学试卷中几乎年年涉及 这种题型考查的知识点多 灵活性 综合性较强 有较 好的区分度 它能有效地测试出学生对强弱电解质 电离平衡 水的电离 pH 离子反应 盐类水解等基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力 六 超前思维 六 超前思维 下节课我们将对难溶电解质的溶解平衡问题进行探讨 请同学们在课前完成下列自测 题 自测题 1 铝和镓的性质相似 如都是难溶的两性氢氧化物 33 Ga OH 和OHAl 在自然界镓常以极少量分散于铝矿中 如 Ga2O3 用 NaOH 溶液处理铝矿 Al2O3 时 生成 NaAlO2 NaGaO2 而后通入适量 CO2 得 Al OH 3沉淀 而 NaGaO2留在溶液中 循环多次后 成为提取镓的原料 发生后一步反应是因为 A 镓酸酸性强于铝酸 B 铝酸酸性强于镓酸 C 镓浓度小 所以不沉淀 D Al OH 3是难溶物 自测题 2 在 2mL 物质的量浓度相等的 NaCl 和 NaI 溶液中滴入几滴 AgNO3溶液 发生 的反应为 A 只有 AgCl 沉淀生成 B 只有 AgI 沉淀生成 C 生成等物质的量的 AgCl 和 AgI 沉淀 D 两种沉淀都有 但以 AgI 为主 专心 爱心 用心5 自测题 3 以 BaS 为原料制备 Ba OH 2 8H2O 的过程是 BaS 与 HCl 反应 所得溶液在 70 90 时与过量 NaOH 溶液作用 除杂 冷却后得到 Ba OH 2 8H2O 晶体 据最新报道 生产效率高 成本低的 Ba OH 2 8H2O 晶体的新方法是使 BaS 与 CuO 反应 1 新方法的反应方程式为 2 该反应中反应物 CuO 是不溶物 为什么该反应还能进行 3 简述新方法生产效率高 成本低的原因 自测题 4 牙齿表面由一层硬的 组成为 Ca5 PO4 3OH 的物质保护着 它在唾液中存在 下列平衡 Ca5 PO4 3OH 固 5Ca2 3PO43 OH 进食后 细菌和酶作用于食物 产生 有机酸 这时牙齿就会受到腐蚀 其原因是 已知 Ca5 PO4 3F 固 的溶解度比上面的矿化产物更小 质地更坚固 当牙膏中配有氟化 物添加剂后能防止龋齿的原因 用离子方程式表示 根据以 上原理 请你提出一种其他促进矿化的方法 答案 答案 自测题 1 A 自测题 2 B 自测题 3 1 BaS CuO 9H2O Ba OH 2 8H2O CuS 也可写 Ba OH 2 2 CuS 的溶度积比 CuO 小得多 更难溶 有利于该反应正向进行 3 CuS 为难溶物 未反应的 CuO 也不溶 过滤后 将滤液浓缩 冷却 就可在溶液 中析出 Ba OH 2 8H2O 晶体 故生产效率高 CuS 在空气中焙烧氧化可得 CuO 与 SO2 故 CuO 可反复使用 SO2可用于制硫的化合物 因而成本低 自测题 4 H OH H2O 使平衡向脱矿方向移动 5Ca2 3PO F Ca5 PO4 3F 3 4 加 Ca2 或加 PO等 3 4 模拟试题模拟试题 答题时间 50 分钟 共 24 道选择题 本讲内容在高考中主要以选择题的形式出现 1 一定温度下 将 Cl2缓慢通入水中 当通入的 Cl2体积为V1时达到饱和 溶液中 c H 的变化如图中曲线a所示 已知 Cl2的溶解度随温度升高而迅速降低 下列叙述中 正确的是 A 将饱和氯水加水稀释 溶液中c H 变化如曲线b B 将饱和氯水升高温度 溶液中c H 变化如曲线c C 在饱和氯水中加入 NaOH 使 pH 7 所得溶液中存在下列关系 c Na c H c Cl c OH c ClO D 在饱和氯水中加入 NaOH 使 pH 7 所得溶液中存在下列关系 c Na c ClO c Cl c HClO 2 盐酸 醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质 下列表述正确的是 A 在 NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的 NaOH 溶液中的阴离子只有 CO和 OH 2 3 专心 爱心 用心6 B NaHCO3溶液中 c H c H2CO3 c OH C 10mL0 10mol L 1CH3COOH 溶液加入等物质的量的 NaOH 后 溶液中离子的浓度由 大到小的顺序是 c Na c CH3COO c OH c H D 中和 pH 与体积都相同的 HCl 溶液和 CH3COOH 溶液所消耗的 NaOH 的物质的量相同 3 常温下 0 1mol L 1某一元酸 HA 的 pH 1 在 0 1mol L 1某一元碱 BOH 中 H 和 OH 离子物质的量浓度的关系为 c H c OH 10 12 将这两种溶液等体积混合 所得溶液中各离子物质的量浓度关系正确的是 A c B c A c OH c H B c A c B c H c OH C c B c H c OH c A D c B c A c H c OH 4 某二元酸 化学式用 H2A 表示 在水中的电离方程式是 H2A H HA HA H A2 又知 0 1mol L 1NaHA 溶液的 pH 2 则下列说法不正确的是 A 因为 A2 H2OHA OH 所以 Na2A 溶液显碱性 B 0 1mol L 1 H2A 溶液中氢离子的物质的量浓度为 0 11 mol L 1 C NaHA 溶液中各种离子浓度的关系是 c Na c HA c H c A2 c OH D 在 NaHA 溶液中 HA 电离的趋势大于其水解的趋势 5 常温下 pH 11 的氨水和 pH 1 的盐酸等体积混合后 不考虑混合后溶液体积的变化 恰好完全反应 则下列说法不正确的是 A 弱碱的浓度大于强酸的浓度 B 反应后的溶液呈酸性 C 原氨水中有 1 的含氮微粒为 NH4 D 反应后的溶液中 NH4 NH3 H2O 与 NH3三种微粒的平衡浓度之和为 0 05mol L 1 6 下列各溶液中 微粒的物质的量浓度关系正确的是 A 10mL 0 5mol L CH3COONa 溶液与 6mL 1mol L 盐酸混合 c Cl c Na c H c OH B 0 1mol L pH 为 4 的 NaHB 溶液中 c HB c H2B c B2 C 在 NaHA 溶液中一定有 c Na c H c HA c OH c A2 D c NH4 相等的 NH4 2SO4溶液 NH4 2CO3溶液和 NH4Cl 溶液 c NH4 2SO4 c NH4 2CO3 c NH4Cl 7 在室温下 向一定量的稀氨水中逐滴加入物质的量浓度相同的稀盐酸 直至盐酸过量 则下列叙述正确的是 A 在实验过程中水的电离程度的变化趋势是先减小后增大 B 当滴加盐酸至溶液 pH 7 时 此时溶液中 c NH4 c Cl C 当滴加盐酸至溶液 pH7 则此时溶液中的溶质一定是 NH4Cl 和 NH3 H2O 8 下列比较中 正确的是 A 相同条件下 HF 比 HCN 易电离 则 NaF 溶液的 pH 比 NaCN 溶液的大 B 0 2 mol L l NH4Cl 和 0 l mol L l NaOH 溶液等体积混合后 c NH4 c Cl c Na c OH c H C 物质的量浓度相等的醋酸溶液和氢氧化钠溶液等体积混合 c Na c H c CH3COO c OH D 同浓度的下列溶液中 NH4Al SO4 2 NH4Cl NH3 H2O CH3COONH4 c NH4 由大到小的顺序是 9 氯气溶于水达到平衡后 若其他条件不变 只改变某一条件 则下列叙述正确的是 专心 爱心 用心7 A 再通入少量氯气 c H c ClO 减小 B 通入少量 SO2 溶液的漂白性增强 C 加入少量固体 NaOH 一定有 c Na c Cl c ClO D 加入少量水 水的电离平衡向正反应方向移动 10 25 时 水的电离达到平衡 H2OH OH H 0 则下列叙述正确的是 A 向水中加入稀氨水 平衡逆向移动 c OH 降低 B 向水中加入少量固体硫酸氢钠 c H 增大 KW不变 C 向水中加入少量固体 CH3COONa 平衡逆向移动 c H 降低 D 将水加热 KW增大 pH 不变 11 下列溶液中 离子的浓度关系表示正确的是 A NaHCO3溶液中 3 2 3 HCOcCOcOHcNacHc B pH 3 的 CH3COOH 与 pH 11 的 NaOH 溶液等体积混合后的溶液中 Hc OHc C 0 1mol L 的 NH4Cl 溶液中 Clc Hc 4 NHc OHc D 物质的量浓度相等的 CH3COOH 和 CH3COONa 溶液等体积混合后的溶液中 2 33 COOCHcCOOHCHcNac 12 今有室温下四种溶液 则下列有关叙述不正确的是 pH111133 溶液氨水氢氧化钠溶液醋酸盐酸 A 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 pH C 两溶液不论以何比例混合 所得溶液中 c NH4 c H c Cl c OH D VaL 与 VbL 溶液混合后 若混合后溶液的 pH 4 则 Va Vb 11 9 13 向 1 00 L 0 3 mol L 的 NaOH 溶液中缓慢通入 CO2气体至溶液增重 8 8g 则所得溶 液中 A 溶质为 Na2CO3 B 溶质为 Na2CO3 NaHCO3 C c Na c HCO3 c CO32 c H2CO3 2 1 D c Na c HCO3 2c CO32 c OH c H 14 已知 25 时 AgI 饱和溶液中的 c Ag 为 1 22 10 8mol L AgCl 饱和溶液中的 c Ag 为 1 25 10 5mol L 若在 5mL 含有 KCl 和 KI 各为 0 01mol L 的溶液中 加入 8mL0 01mol LAgNO3溶液 这时溶液中所含溶质的离子浓度的大小关系正确的是 A c K c NO3 c Cl c Ag c I B c K c NO3 c Ag c Cl c I C c NO3 c K c Ag c Cl c I D c K c NO3 c Ag c Cl c I 15 下列比较中 可能正确的是 A 同温度同物质的量浓度时 HF 比 HCN 易电离 则 NaF 溶液的 pH 比 NaCN 溶液的 大 B 0 2 mol L l NH4Cl 和 0 l mol L l NaOH 溶液等体积混合后 c NH4 c Cl c Na c OH c H C 物质的量浓度相等的 H2S 和 NaHS 混合溶液中 c Na c H c S2 c 专心 爱心 用心8 HS c OH D 相同物质的量浓度的下列溶液中 NH4Al SO4 2 NH4Cl CH3COONH4 NH3 H2O c NH4 由大到小的顺序是 16 下列有关溶液中相关量的关系描述一定正确的是 A pH 2 的盐酸和 pH 12 的 Ba OH 2溶液混合后 pH 7 B 100mL1 0 mol L 1Fe NO3 2溶液和 100mL2 0 mol L 1 HNO3溶液混合后 c NO3 2 0 mol L 1 C pH 相等的 CH3COONa NaClO NaHCO3三种溶液 c CH3COONa c NaHCO3 c NaClO D 0 1 mol L 1的 KHA 溶液 其 pH 10 时 c HA c OH c H c A2 17 下列有关溶液中各种离子浓度的关系错误的是 A 0 1mol L 1NH4Cl 溶液中 c Cl c OH c NH4 c H B 0 1mol L 1NaHSO3溶液中 c SO32 c HSO3 c H2SO3 0 1mol L 1 C 0 1mol L 1KAl SO4 2溶液中 c SO42 c Al3 c K D 足量铁屑溶于稀硝酸所得溶液中 c NO3 c Fe2 c H c OH 18 下列溶液中 粒子的物质的量浓度关系正确的是 A 0 1 mol L 溶液中 23 Na CO 323 c OHc HCOc Hc H CO B 0 1 mol L 溶液中 424 NHSO 2 44 2 c NHc SO C 0 1 mol L Na2S 溶液中 c Na c H 2c S2 c HS c OH D 向 CH3COONa 溶液中加入适量的 CH3COOH 得到 pH 4 的混合溶液中 3 c Nac CH COOc Hc OH 19 已知 NaHSO3溶液呈酸性 NaHCO3溶液呈碱性 现有浓度均为 0 1 mol L 1的 NaHSO3溶液和 NaHCO3溶液 溶液中各粒子的物质的量浓度存在下列关系 R 表示 S 或 C 其中正确的是 A c Na c HRO3 c H c RO32 c OH B c Na c H c HRO3 c RO32 c OH C c H c H2RO3 c RO32 c OH D 两溶液中c Na c HRO3 c RO32 分别相等 20 在温度 T 时 向 pH 6 的蒸馏水中加入一定量的 NaHSO3晶体 保持温度不变 测得 溶液的 pH 4 下列说法正确的是 A 溶液中的离子浓度 c Na c HSO3 c H c SO32 c OH B 水电离出的 H 的浓度是 1 0 10 10mol L C NaHSO3晶体的加入促