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第三章水溶液中的离子平衡复习课件 第一节弱电解质的电离 一 电解质有强弱之分 1 强 弱电解质的概念 强电解质 在水溶液中能够全部电离的电解质称为强电解质 弱电解质 在水溶液中只有部分电离的电解质称为弱电解质 强 弱电解质的判断规律 强电解质 强酸 强碱 大多数盐 部分碱性氧化物 弱电解质 弱酸 弱碱 水 两性氢氧化物 个别盐 二 弱电解质的电离过程是可逆的 1 弱电解质在水溶液中电离的特点 部分电离可逆存在电离平衡 2 电离平衡 在一定条件 如温度 浓度 下 当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时 电离过程就达到了平衡状态 3 电离平衡状态的特征 逆 动 等 定 变 困难 可逆 能变 平衡 逆 弱电解质的电离是可逆过程动 动态平衡等 弱电解质的电离速率与离子重新结合速率相等定 溶液里离子浓度 分子浓度保持不变 变 当支持电离平衡状态的条件改变 电离平衡会发生移动 4 电离平衡的移动 电离平衡状态的存在是有条件的 当支持电离平衡状态的条件 如温度 浓度 改变以后 电离平衡就会从原来的平衡状态变为新条件下的新的电离平衡状态 这种变化又叫做电离平衡的移动 说明 1 电离平衡状态特征的核心是 等 等 决定了 定 动 是 变 的基础 没有 动 也就没有 变 变 又是 动 的表现 2 化学平衡移动原理 勒夏特列原理 也适用于电离平衡 现以CH3COOH为例来说明 右 左 左 左 左 右 右 右 右 讨论 在氨水中 分别加入适量盐酸 NaOH溶液和NH4Cl溶液 对NH3 H2O的电离平衡各有什么影响 并简要说明理由 例一 下列物质的水溶液能导电 但属于非电解质的是 A CH3COOHB Cl2C NH4HCO3D SO2 D 例二 同一温度下 强电解质溶液a 弱电解质溶液b 金属导体c三者的导电能力相同 若升高温度后 它们导电能力强弱的顺序是 A b a cB a b cC c a bD b c a A 例三 欲使醋酸溶液中的CH3COO 浓度增大 且不放出气体 可向醋酸中加入少量固体 A NaOHB NaHCO3C CH3COOKD Mg AC 例四 一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时 为了减缓反应速率 且不影响生成氢气的总量 可向盐酸中加入适量的 A NaOHB H2OC HClD CH3COONa 固体 BD A 5 多元弱酸 弱碱电离的特点 1 在水溶液中电离 在熔融状态不电离 2 电离是可逆的 即难电离 3 多元弱酸电离分步进行 如H3PO4 三元中强酸 弱电解质 4 各级电离的难易程度不同 电离级数越大电离越困难 溶液的酸碱性主要由第一级电离的结果所决定 5 多元弱碱的电离不要求分步表示 电离常数 一般K1 K2 电离常数的意义 电离常数数值的大小 可以估算弱电解质电离的趋势 K值越大 电离程度越大 酸性越强 如相同条件下常见弱酸的酸性强弱 H2SO3 H3PO4 HF CH3COOH H2CO3 H2S HClO 例六 下列事实中 能证明氯化氢是共价化合物的是 A 氯化氢易溶于水B 氯化氢水溶液能导电C 液态氯化氢不导电D 氯化氢不易分解 C 例七 把0 05molNaOH固体分别加入到100mL下列溶液中 溶液的导电能力变化最小的是 A 自来水B 0 5mol L盐酸C 0 5mol LCH3COOH溶液D 0 5mol LKCl溶液 B 例八 250C时 在0 5L0 2mol L的HA溶液中 有0 01mol的HA电离成离子 求该温度下HA的电离常数 2 水的电离和溶液的酸碱性 水的电离 水是一种极弱的电解质水电离的表示方法 H20 H20H3O OH 或 H20H OH 讨论 1 影响水电离的因素有哪些 温度 越高电离程度越大 溶液的酸碱性 2 在纯水中 水电离出来的 H 和 OH 离子浓度是否相等 水的离子积 实验测得 在25 时 水电离出来的 H OH 10 7mol L H OH 10 14 是一个常数 H OH Kw Kw叫做水的离子积常数 简称水的离子积 注意 水的离子积只随温度的改变而改变 与 H OH 无关 溶液的酸碱性与pH 无论是酸溶液中还是碱溶液中都同时存在H 和OH 而且在一定温度下是定值 常温下 溶液的酸碱性跟H 和OH 浓度的关系 中性溶液 酸性溶液 碱性溶液 H OH 1 10 7mol L H OH H OH 溶液的酸碱性 正误判断 1 如果 H 不等于 OH 则溶液一定呈现酸碱性 2 在水中加酸会抑制水的电离 Kw减小 3 如果 H OH 的值越大则酸性越强 4 任何水溶液中都有 H 和 OH 5 H 等于10 6mol L的溶液一定呈现酸性 6 电离程度越大的酸溶液则酸性越强 7 对水升高温度电离程度增大 酸性增强 溶液的酸碱性与pH值的关系 3 意义 表示溶液酸碱性的强弱 1 表示 用H 物质的量浓度的负对数来表示 2 式子 pH lg H 如 H 1 10 7mol L的溶液 pH 7 pOH lg OH pH pOH 14 溶液的pH值 与酸碱性 常温下 溶液的酸碱性跟pH的关系 中性溶液 酸性溶液 碱性溶液 H OH 1 10 7mol L H OH H OH pH 7 pH 7 pH 7 溶液的pH值 酸性增强 碱性增强 溶液的pH值 正误判断 1 一定条件下pH值越大 溶液的酸性越强 2 用pH值表示任何溶液的酸碱性都很方便 3 强酸溶液的pH值一定大 4 pH值有可能等于负值 5 pH值相同的强酸和弱酸中 H 相同 酸物质的量浓度相同 pH值测定方法 测定方法 酸碱指示剂法 pH试纸法 pH计法等 酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱 他们的颜色变化是在一定的pH值范围内发生的 我们把指示剂发生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色范围 pH值计算1 酸的稀释 例题 在25 时 pH值等于5的盐酸溶液稀释到原来的10倍 pH值等于多少 稀释到1000倍后 pH值等于多少 解 pH lg H lg 10 5 9 10 7 10 lg10 6 6 pH lg H lg 10 5 999 10 7 1000 lg1 1 10 7 7 lg1 1 6 96 关键 抓住氢离子进行计算 pH值计算2 碱的稀释 例题 在25 时 pH值等于9的强碱溶液稀释到原来的10倍 pH值等于多少 稀释到1000倍后 pH值等于多少 解 OH 10 5 1 9 10 7 10 10 6 pH lg H lgKW OH lg10 8 8 OH 10 5 1 999 10 7 1000 pOH lg OH 1 1 10 7 6 96 pH 14 6 96 7 04 关键 抓住氢氧根离子离子进行计算 pH值计算3 强酸与强酸混合 例题 在25 时 pH值等于1的盐酸溶液1L和pH值等于4的硫酸溶液1000L混合pH值等于多少 解 pH lg H lg 1 10 1 1000 10 4 1 1000 lg2 10 4 4 lg2 3 7 关键 抓住氢离子进行计算 pH值计算3 强酸与强酸混合 例题 在25 时 pH值等于1的盐酸溶液和pH值等于4的硫酸溶液等体积混合pH值等于多少 解 pH lg H lg 1 10 1 1 10 4 1 1 lg 5 10 2 2 lg5 1 3 关键 抓住氢离子进行计算 规律 pH混 pH小 0 3 pH值计算4 强碱与强碱混合 解 4 lg5 3 3 例题 在25 时 pH值等于9和pH值等于11的两种氢氧化钠溶液等体积混合pH值等于多少 OH 1 10 5 1 10 3 1 1 pOH lg OH pOH lg5 10 4 pH 14 pOH 10 7 规律 pH混 pH大 0 3 关键 抓住氢氧根离子离子进行计算 pH值计算5 强酸与强碱混合 例题 在25 时 100mlO 6mol L的盐酸与等体积0 4mol L的氢氧化钠溶液混合后 溶液的pH值等于多少 解 NaOH HCl NaCl H2O 0 06 0 04 pH lg H lg0 02 0 1 0 1 lg10 1 1 关键 酸过量抓住氢离子进行计算 pH值计算5 强酸与强碱混合 例题 在25 时 100mlO 4mol L的盐酸与等体积0 6mol L的氢氧化钠溶液混合后 溶液的pH值等于多少 解 NaOH HCl NaCl H2O 0 04 0 06 关键 碱过量抓住氢氧根离子进行计算 1 pOH lg OH pOH lg0 02 0 1 0 1 pH 14 pOH 13 有关酸碱中和滴定PH突跃问题 举例 1 用0 1mol L的HCl溶液滴定0 1mol L的NaOH溶液 HCl溶液少1滴 多1滴PH变化 2 用0 1mol L的NaOH溶液滴定0 1mol L的HCl溶液 NaOH溶液少1滴 多1滴PH变化 3 盐类的水解 一 盐类的水解 1定义 溶液中盐电离出来的离子跟水所电离出来的H 或OH 结合生成弱电解质的反应 叫做盐类的水解 2条件 盐必须溶于水 盐必须有 弱 离子 弱碱阳离子或弱酸根阴离子 3实质 破坏了水的电离平衡 促进水的电离 并建立了水解平衡 注 往水中加入酸或碱都能抑制水的电离 属可逆反应 是中和反应的逆反应 水解程度一般比较微弱 盐类水解是吸热的 当V水解 V中和时 水解达到了平衡 内因 越难电离的物质形成的盐越容易水解即越弱越水解 外因 温度越高 越有利于水解溶液越稀 越有利于水解 4特征 5影响盐类水解平衡的因素 6 盐类水解的规律 有弱才水解 都弱都水解 越弱越水解 无弱不水解 谁强显谁性 同强呈中性 强酸弱碱盐 强碱弱酸盐 强酸强碱盐 强酸强碱盐 强酸弱碱盐 强碱弱酸盐 7 7 7 7 7 7 碱性 酸性 中性 中性 酸性 碱性 一 盐溶液的酸碱性 H2OH OH 1 强碱弱酸盐醋酸钠在溶液中的变化 CH3COONa CH3COO Na CH3COOH CH3COO H2OCH3COOH OH CH3COONa H2OCH3COOH NaOH 二 盐溶液呈现不同酸碱性的原因 分析 CH3COO 与H 结合生成弱电解质CH3COOH 降低了溶液中H 的浓度 使水的电离向右移动 OH 的浓度增大 使c OH c H 故溶液显碱性 实质 由于CH3COO 的存在 影响了水的电离平衡 使水的电离平衡向右移动 1 存在着哪些电离和离子方程式 在0 1mol LCH3COONa溶液中 3 为什么CH3COONa溶液显碱性 2 存在着哪些离子 哪些离子可以相互结合 对水的电离平衡有何影响 这些离子之间的大小关系是怎样的 4 存在着哪些微粒 它们的浓度之间存在着哪些等量关系 讨论 NH4Cl NH4 Cl NH4 H2ONH3 H2O H NH4Cl H2ONH3 H2O HCl H2OOH H NH3 H2O 2 强酸弱碱盐氯化铵在溶液中的变化 分析 NH4 与OH 结合生成弱电解质NH3 H2O 降低了溶液中OH 的浓度 使水的电离向右移动 H 的浓度增大 使c H c OH 故溶液显酸性 实质 由于NH4 的存在 影响了水的电离平衡 使水的电离平衡向右移动 3 为什么NH4Cl溶液显酸性 讨论 在0 1mol lLNH4Cl溶液中 1 存在着哪些电离和离子方程式 2 存在着哪些离子 哪些离子可以相互结合 对水的电离平衡有何影响 这些离子之间的大小关系是怎样的 4 存在着哪些微粒 它们的浓度之间存在着哪些等量关系 3 强碱强酸盐 NaCl 不发生水解 1 NaCl溶液中存在着哪几种离子 讨论 NaCl Na Cl H2OOH H 2 这些离子对水的电离平衡有何影响 3 为什么NaCl溶液显中性 7 盐类水解的离子方程式的写法 由于水解程度小 水解产物少 一般书写 不写 也不把生成物 如NH3 H2O H2CO3 写成分解产物的形式 先找 弱 离子 然后再写离子方程式 多元弱酸盐的水解是分步进行的 但以第一步水解为主 多元弱碱盐也是分步水解 但可视做一步完成 阴阳离子都发生水解时 相互促进 水解趋于完全 若两者之一有H 反应物中不写水 若没有就要写 配平按电荷守恒来配 注意 常见双水解的离子 Al3 与S2 HS CO32 HCO3 AlO2 Fe3 与AlO2 CO32 HCO3 NH4 与AlO2 SiO32 二 盐类水解平衡及其移动 典型实例 1 NH4 H2ONH3 H2O H 氯化铵水解平衡的移动 降低 升高 升高 降低 降低 升高 降低 降低 降低 升高 升高 升高 升高 升高 降低 升高 升高 降低 升高 升高 升高 降低 降低 降低 升高 降低 升高 降低 降低 降低 降低 升高 降低 升高 升高 升高 醋酸钠水解平衡的移动 降低 升高 升高 降低 升高 升高 降低 降低 降低 升高 降低 升高 升高 升高 降低 升高 降低 降低 升高 升高 升高 降低 升高 降低 降低 升高 降低 升高 降低 升高 升高 降低 升高 降低 升高 降低 电解质溶液中的守恒规律 1 电荷守恒规律 电解质溶液中 不论存在多少离子 溶液总是呈电中性 即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数 如 Na2CO3溶液中 存在Na H HCO3 CO32 OH 存在如下关系 c Na c H c HCO3 c OH 2c CO32 2 物料守恒规律 电解质溶液中 由于某些离子能够水解 但某些关键性原子总是守恒的 如K2S溶液中S2 HS 都能水解 故S元素以S2 HS H2S三种形式存在 S2 HS H2S三种形式存在 它们之间有如下守恒关系 c K 2c S2 2c HS 2c H2S 3 质子守恒规律 质子守恒规律 指溶液中酸碱反应的结果 得质子后的产物 得到质子的物质的量应该与失质子后的产物 失去质子的物质的量相等 如 Na2CO3溶液中的质子守恒关系为 c H c HCO3 2c H2CO3 c OH 或c H c OH c HCO3 2c H2CO3 三 盐类水解的应用 1 判断盐溶液的酸碱性及pH大小时 要考虑盐类的水解 如CH3COONa溶液显碱性CH3COO H2OCH3COOH OH NH4Cl溶液的pH 7原因NH4 H2ONH3 H2O H 1 多元弱酸根离子水解是分步的 第一步水解程度大于第二步 如相同物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性前者比后者强 判断酸式盐溶液的酸碱性 弱酸的酸式盐既电离又水解 电离程度强于水解 则显酸性 如H2PO4 HSO3 水解程度强于电离 则显碱性 如HCO3 HS HPO42 等 如果不考虑阳离子的水解的因素 单纯考虑酸式酸根离子 那么酸式酸根离子在溶液中既可以电离又有可能水解 强酸的酸式盐只电离 不水解 一定显酸性 如 NaHSO4 如配制CuSO4溶液需加入少量H2SO4 配制FeCl3溶液加入少量HCl 2 配制某些盐溶液要考虑盐类的水解 注 须加入相应的酸抑制其水解 防止溶液出现浑浊现象 练5 物质的量相同的下列溶液中 含微粒种类最多的是 ACaCl2BCH3COONaCNH3DK2S D 盐溶液中离子种类多少的判断则需考虑到盐类的水解 提示 K2S中含有K S2 HS H OH H2S H2O七种微粒 4 比较盐溶液中离子浓度大小时有的考虑盐类的水解 CNa CS2 COH CHS CH 如Na2S溶液中离子浓度比较 KAl SO4 2溶液中离子浓度比较 CSO42 CK CAl3 CH COH CO32 H2OHCO3 OH NH4 OH NH3 H2O 5 施用化肥时应考虑盐的水解 如 草木灰不能与铵态氮肥混合施用的原因 Ca H2PO4 2NH4 K2CO3 NH4 H2ONH3 H2O H Mg 2H Mg2 H2 6 某些活泼金属与强酸弱碱盐的反应考虑盐类的水解 如将金属镁投入到氯化铵溶液中有气泡产生 CO32 H2OHCO3 OH SiO2 2OH SiO32 H2O 注意 实验室贮存碱性溶液的试剂瓶一律使用橡胶塞 7 试剂的贮存考虑盐的水解 如Na2CO3溶液贮存时用橡胶塞 如制无水AlCl3 无水MgCl2 Al2S3等 练6 下列溶液加热蒸干后 不能析出溶质固体的是 AFe2 SO4 3BFeCl3CNa2CO3DKCl B 8 制备某些无水盐时要考虑盐类的水解 9 判断离子大量共存时 要考虑盐类的水解 弱碱阳离子与弱酸根离子在溶液中若能发生双水解 则不能大量共存 常见双水解的离子 Al3 与S2 HS CO32 HCO3 AlO2 Fe3 与AlO2 CO32 HCO3 NH4 与AlO2 SiO32 注意 Fe3 与S2 HS 也不能大量共存 不是发生双水解 而是发生了氧化还原反应 练7 在25 时1mol L的 NH4 2SO4 NH4 2CO3 NH4 2Fe SO4 2的溶液中 测得其c NH4 分别为a b c 单位为mol L 下列判断正确的是 Aa b cBa b cCa c bDc a b D 练 为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3 离子 可在加热搅拌下加入一种试剂 过滤后再加入适量盐酸 这种试剂是 A 氧化镁B 氢氧化钠C 碳酸钠D 碳酸镁 10 溶液中 某些离子的除杂 需考虑盐的水解 AD 11 用盐 铁盐与铝盐 作净水剂时需要考虑盐类的水解 如明矾 KAl SO4 2 12H2O 净水原理 Al3 3H2OAl OH 3 胶体 3H Al OH 3胶体表面积大 吸附能力强 能吸附水中悬浮杂质生成沉淀而起到净水作用 12 工农业生产 日常生活 常利用盐类水解的知识 利用了Al2 SO4 3和NaHCO3相互混合反应产生CO2 Al3 3HCO3 Al OH 3 3CO2 热碱液洗油污 水垢的形成 泡沫灭火器工作原理 草木灰不宜与铵态氮肥混合施用 草木灰的成分 K2CO3 水解呈碱性 铵态氮肥 铵盐 水解呈酸性 NH4 H2ONH3 H2O H 混施后 OH 与H 中和成水 使两种盐的水解平衡强烈地向右移动 以至生成大量的NH3 H2O 进一步分解成NH3逸出了 从而降低了肥效 在碱性条件下去油污能力强 问题9 为什么用热的纯碱溶液洗涤油污效果好 问题10 金属镁与水反应比较困难 若加一些NH4Cl马上产生大量气体 为什么 总方程式 Mg 2NH4Cl MgCl2 2NH3 2H2 焊药 金属焊接时常用于除去金属表面的氧化膜 常用ZnCl2 NH4Cl NH4 H2ONH3 H2O H Mg 2H Mg2 H2 4 难溶电解质的溶解平衡 一 难溶电解质的沉淀并不能沉淀完全 二 沉淀反应的应用1 沉淀的生成 难溶电解质的溶解平衡 二 沉淀反应的应用2 沉淀的溶解 难溶电解质的溶解平衡 根据平衡移动原理 对于在水中难溶的电解质 如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子 使平衡向沉淀溶解的方向移动 就可以使沉淀溶解 例如难溶于水的CaCO3沉淀可以溶于盐酸中 CaCO3Ca2 CO32 H HCO3 H2CO3 H2O CO2 难溶电解质的溶解平衡 二 沉淀反应的应用3 沉淀的转化 1 沉淀转化的方法 对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀 可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀 2 沉淀转化的实质沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动 一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现 3 沉淀转化的应用沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值 锅炉除水垢 难溶电解质的溶解平衡 锅炉中水垢中含有CaSO4 可先用Na2CO3溶液处理 使之转化为疏松 易溶于酸的CaCO3 CaSO4SO42 Ca2 CO32 CaCO3 对一些自然现象的解释P64科学视野 溶度积P64资料 氟化物防治龋齿的化学原理P65 课堂练习 1 下列说法中正确的是 A 不溶于不的物质溶解度为0B 绝对不溶解的物质是不存在的C 某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0D 物质的溶解性为难溶 则该物质不溶于水2 下列各组离子 在水溶液中能以较高浓度大量共存的是 I ClO NO3 H K NH4 HCO3 OH SO42 SO32 Cl OH Fe3 Cu2 SO42 Cl H K AlO2 HSO3 Ca2 Na SO42 CO32 A B C D B B 课堂练习 3 以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2 Pb2 Cd2 等金属离子 通过添加过量难溶电解质MnS 可使这些金属离子形成硫化物沉淀 经过滤除去包括MnS在内的沉淀 再经蒸发 结晶 可得纯净的MnCl2 根据上述实验事实 可推知MnS具有的相关性质是 A 具有吸附性B 溶解度与CuS PbS CdS等相同C 溶解度大于CuS PbS CdSD 溶解度小于CuS PbS CdS C 课堂练习 4 试利用平衡移动原理解释下列事实 1 FeS不溶于水 但能溶于稀盐酸中 2 CaCO3难溶于稀硫酸 却能溶于醋酸中 3 分别用等体积的蒸馏水和0 010mol L硫酸洗涤BaSO4沉淀 用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量 在一定温度下 达到溶解平衡时 一定量的溶剂中含有溶质的质量 叫做溶解度通常以符号S表示 对水溶液来说 通常以饱和溶液中每100g水所含溶质质量来表示 即以 g 100g水表示 溶解度 难溶电解质的溶解平衡 在一定温度下 将难溶电解质晶体放入水中时 就发生溶解和沉淀两个过程 溶度积 在一定条件下 当溶解和沉淀速率相等时 便建立了一种动态的多相离子平衡 可表示如下 一般沉淀反应 溶度积常数 简称溶度积 溶解度和溶度积的关系 溶度积和溶解度的相互换算 在有关溶度积的计算中 离子浓度必须是物质的量浓度 其单位为mol L 1 而溶解度的单位往往是g 100g水 因此 计算时有时要先将难溶电解质的溶解度S的单位换算为mol L 1 例 25oC AgCl的溶解度为1 92 10 3g L 1 求同温度下AgCl的溶度积 例 25oC 已知 Ag2CrO4 1 1 10 12 求同温下S Ag2CrO4 g L 1 解 沉淀 溶解平衡的反应商判据 即溶度积规则 溶度积规则 J 平衡向左移动 沉淀析出 J 处于平衡状态 饱和溶液 J 平衡向右移动 无沉淀析出 若原来有沉淀存在 则沉淀溶解 PbCrO4 s 例 BaCO3的生成 加BaCl2或Na2CO3 加酸 同离子效应和盐效应 1 同离子效应在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质 而使难溶电解质的溶解度降低的作用 例题 求25 时 Ag2CrO4在0 010mol L 1K2CrO4溶液中的溶解度 解 AgCl在K