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1、第 1页共 14页 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、NaHCO 3 NH4CI、Na2。、Na2O2、Al 2O3 ?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
2、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 H2。、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) 物质类别判断: 强电解质:强酸、强碱、多数盐、部分金属氧化物 弱电解质:弱酸、弱碱、少数盐和水 非电解质:非金属氧化物、氢化物(酸除外) 、多数有机物 单质和混合物(不是电解质也不是非电解质) (2) 性质判断: 熔融导电:强电解质(离子化合物) 均不导电:非电解质(必须是化合物) (3) 实验判断: 测一定浓度溶液pH 测对应盐溶液pH 一定pH溶液稀释测pH
3、变化 同等条件下测导电性 3、 电解质溶液的导电性和导电能力 溶液浓度 r离子浓度 导电性强弱( L电离程度 离子所带电荷 ?电解质不一定导电 (如NaCl晶体、无水醋酸),导电物质不一定是电解质 (如石墨),非电解质 不导电,但不导电的物质不一定是非电解质。 ?强电解质溶液导电性不一定比弱电解质强。饱和强电解质溶液导电性不一定比弱电解质强。 例1:(上海高考题)下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是( )。 A. CH3COOH B. CI2 C. NH4HCO3 D. SO2 例2: (1)有下列物质:硫酸固体 KCl氨食盐水CO2Cl2CaCO3Na2O铜丝 氯化氢气体11氨水12浓
4、硫酸13盐酸14碘化氢15硫酸彻。其中属于电解质的是 属于非电解质的是 ;属于强电解质的是 ;属于弱电解质的 第 2页共 14页 例3:(全国高考题)甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是( )。 A. 1mol/L甲酸溶液的c(H+)=10-2mol/L B.甲酸以任意比与水互溶 C. 10mL 1mol/L甲酸恰好与10mL 1mol/L NaOH 溶液完全反应 D. 在相同条件下,甲酸溶液的导电性比一元强酸溶液的弱 二、弱电解质的电离平衡 1、 定义和特征 ?电离平衡的含义 在一定条件(如温度、浓度)下,弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成分子的速率 相等,溶液中各分子和离子的浓
5、度都保持不变的状态叫电离平衡状态。 任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡,达到平衡时,弱电解质具有该条件下的最大电 离程度。 ?电离平衡的特征 逆:弱电解质的电离过程是可逆的,存在电离平衡。 等:弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等。 动:弱电解质电离成离子和离子结合成分子的速率相等,不等于零,是动态平衡。 定:弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液里离子的浓度、分子的浓度都不再改变。 变:外界条件改变时,平衡被破坏,电离平衡发生移动。 2、 影响电离平衡的因素 ?浓度:越稀越电离 在醋酸的电离平衡 CH3COOH F=CH3COO+H + 加水稀释,平衡向右移动,电离程度变大,但
6、 c(CH 3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)变小 加入少量冰醋酸,平衡向右移动, c(CH3COOH)、c(H +)、c(CH3COO-)增大,但电离程度变小 ?温度:T越高,电离程度越大 ?同离子效应 加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,使电离平衡向逆反应方向移动。 ?化学反应 加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使平衡向电离方向移动。 以电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+为例,各种因素对平衡的影响可归纳为下表: 平衡移动 方向 c(H+) n(H+) - c(Ac ) c(OH) c(H +)/ c(HAc) 导电能力 电离程 度 加水稀释 向右 减小 增
7、多 减小 增多 增多 减弱 增大 加冰醋酸 向右 增大 增多 增多 减小 减小 增强 减小 升高温度 向右 增大 增多 增多 增多 增多 增强 增大 加 NaOH(s) 向右 减小 减少 增多 增多 增多 增强 增大 加 H2SO4(浓) 向左 增大 增多 减少 减少 增多 增强 减小 加醋酸俊 向左 减小 减少 增多 增多 减小 增强 减小 第 3页共 14页 (s) 加金属Mg 向右 减小 减少 增多 增多 增多 增强 增大 加 CaCO3(s) 向右 减小 减少 增多 增多 增多 增强 增大 例1:(南昌测试题)在 CH3COOH = CH3COO-+H+的电离平衡中,要使电离平衡右移,
8、且氢 离子浓度增大,应采取的措施是( )。 A. 加NaOH(s) B.加浓盐酸 C.加水 D.加热 例2:(全国高考题)用水稀释0.1mol/L氨水时,溶液中随着水量的增加而减小的是( )。 A. c(OH-)/c(NH 3H2O) B. c(NH3H2O)/c(OH-) C. c(OH-) D. n(OH-) 3、电离方程式的书写 ?强电解质用 =,弱电解质用 ?多元弱酸分步电离,多元弱碱一步到位。 H2CO3 H+HCO3-, HCO3- H+CO32-,以第一步电离为主。 ?弱酸的酸式盐完全电离成阳离子和酸根阴离子,但酸根是部分电离。 + + 2- NaHCO3=Na +HCO3 ,
9、HCO3 H +CO3 ?强酸的酸式盐如 NaHSO 4完全电离,但在熔融状态和水溶液里的电离是不相同的。 熔融状态时:NaHSO 4=Na +HSO 4 溶于水时:NaHSO4=Na+H+SO42 例3:在一定温度下,无水醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力 I随加入水的体积 V变化 的曲线如图所示。请回答: (1) “O:点导电能力为0的理由是 。 (2) a、b、c三点处,溶液的 c(H+ )由小到大的顺序为 。 (3) a、b、c三点处,电离程度最大的是 。 (4) 若要使c点溶液中c(Ac-)增大,溶液c(H+)减小,可采取的措施是: ,。 三、水的电离及溶液的 pH 1、水的电离
10、?电离平衡和电离程度 水是极弱的电解质,能微弱电离 H2O+H2O H3O+OH,通常简写为 H2O H+OH-; H0 25C时,纯水中 c(H+)=c(OH-)=1 X0-7mol/L ?影响水的电离平衡的因素 温度:温度越高电离程度越大 c(H+)和c(OH-)同时增大,KW增大,但c(H+)和c(OH-)始终保持相等,仍显中性。 纯水由 25C升到 100C, c(H+)和 c(OH)从 1 刈0-7mol/L 增大到 1 刈0-6mol/L(pH 变为 6)。 酸、碱 向纯水中加酸、碱平衡向左移动,水的电离程度变小,但 KW不变。 加入易水解的盐 由于盐的离子结合 H+或OH-而促进
11、水的电离,使水的电离程度增大。温度不变时, KW第 4页共 14页 不变。 练习:影响水的电离平衡的因素可归纳如下: H2O H+OH- 变化 条广 平衡移 动方向 电离 程度 c(H+)与 c(OH-) 的相对大小 溶液的 酸碱性 离子积 Kw 加热 向右 增大 c(H+)=c(OH -) 中性 增大 降温 向左 减小 c(H+)=c(OH -) 中性 减小 加酸 向左 减小 c(H+)c(OH -) 酸性 不变 加碱 向左 减小 c(H+)c(OH -) 碱性 不变 加能结合 H+的物质 向右 增大 c(H+)c(OH -) 酸性 不变 ?水的离子积 在一定温度时,c(H+)与c(OH )
12、的乘积是一个常数,称为水的离子积常数, 简称水的离子积。 Kw=c(H+) c(OH), 25C 时,KW=1 X1014(无单位)。 Kw只受温度影响,水的电离吸热过程,温度升高,水的电离程度增大, Kw增大。 25 C时 Kw=1 村4, 100 C时 Kw约为 1X10-12。 水的离子积不仅适用于纯水,也适用于其他稀溶液。不论是纯水还是稀酸、碱、盐溶液, 只要温度不变,Kw就不变。 ?水电离的离子浓度计算 例1:在25 C时,浓度为1xi0-5mol/L的NaOH溶液中,由水电离产生的 C(OH-)是多少? 酸:C(OH )溶液=C(OH )水 碱:C(H+)溶液=C(H +)水 盐:
13、酸性 C(H+) 溶液= C(H +)水 碱性 C(OH )溶液=C(OH )水 例2:(西安测试题)在25C时,某溶液中,由水电离出的 c(H+)=l 10-I2mol/L,贝U该溶液的pH 可能是( )。 例 A. 12 3:常温某无色溶液中, 组是 2+ B . 7 C. 6 12 D. 2 由水的电离广生的 2 3+ C (H+) =ix 10 mol/l ,则下列肯定能共存的离子 2- + + A、Cu NO3 SO4 Fe B、 Cl S Na K C、SO32 3 NH4+ K+ Mg2+ D、 Cl- Na+ NO3- SO42- 例 4:在25 C时,pH=5的HCl和NH4
14、Cl溶液中,水电冒出的. c(H+)比值是: _ 2 溶液的酸碱性 溶液的酸碱性取决于溶液中的 c(H +)与c(OH-)的相对大小。 在常温下,中性溶液: c(H+)=c(OH-)=1 107mol/L ; 酸性溶液:c(H +)c(OH ), c(H +)1 107mol/L ; 碱性溶液:c(H +)c(OH ), c(H+)l 107mol/L (pH1 10-7mol L-1c(OH-), pH7,酸性越强,pH 越小。 碱性溶液:c(H+)c(OH-), pH7,碱性越强,pH 越大。 思考:1、甲溶液的pH是乙溶液的2倍,则两者的c(H+)是什么关系? 2、pH7的溶液是否一定成
15、酸性?(注意: pH=0的溶液c(H+)=1mol/L。) ? pH的适用范围 c(H+)的大小范围为:1.0 10-14mol L-1c(H+) 1mol-1或c(OH -) 1mol-1时,用物质的量浓度直接表示更方便。 ?溶液pH的测定方法 酸碱指示剂法: 只能测出pH的范围,一般不能准确测定 pH。 指示剂 甲基橙 石蕊 酚猷 变色范围 pH 3.1 4.4 5.0 8.0 8.2 10.0 溶液颜色 红 r 橙 r 黄 红 r 紫 r 蓝 无色 r 浅红 r 红 pH试纸法:粗略测定溶液的pH。 pH试纸的使用方法: 取一小块pH试纸放在玻璃片(或表面皿)上,用洁净的玻璃棒蘸取待 测
16、液滴在试纸的中部,随即 (30s内)与标准比色卡比色对照,确定溶液的 pH。 测定溶液pH时,pH试剂不能用蒸储水润湿(否则相当于将溶液稀释,使非中性溶液的 pH 测定产生误差);不能将pH试纸伸入待测试液中,以免污染试剂。 标准比色卡的颜色 按pH从小到大依次是:红 (酸性),蓝(碱性)。 pH计法:精确测定溶液pH。 4、有关pH的计算 基本原则: 一看常温, 酸性先算 ?单一溶液的 酸、碱溶液无限稀释时, 小于7。 对于浓度(或pH)相同的强酸和弱酸,稀释相同倍数,强酸的 pH变化幅度 左。 例6: PH=2的两种一元酸 HX , HY各1ml,分别加水稀释至100ml,其PH值分别变为
17、a,b,且ab,三看浓度(pH orc) 二看强弱(无强无弱,无法判断) c(H+),碱性先算 c(OH ) pH计算 由强酸强碱浓度求 pH 已知pH求强酸强碱浓度 例5:同浓度同体积的 HCl、H2SO4、HAc中c(H+)、中和NaOH量及与Zn反应快慢和 H2产量 HCl、H2SO4、HAc中c(H+)、中和NaOH量及与Zn反应快慢和H2 比较?同pH 产量比较? ?加水稀释计算 强酸 弱酸 强碱 弱碱 同体积的 pH=a, pH=a, pH=b ,加水稀释 pH=b ,加水稀释 加水稀释 加水稀释 10n倍,贝U 10n倍,贝U 10n倍,贝U pH=a+n。 pHHY B. 相同
18、温度,相同浓度的 NaX , NaY溶液,其PH值前者大。 C. 与足量锌粉反应产生氢气的体积在相同条件下 HY比HX多。 D. 若a=4,则为HX强酸,HY为弱酸。 ?酸碱混合计算 两种强碱混合 c(OH)混= Vi +V2 酸碱混合,一者过量时 (0H 一)混或(I/)混H)酸V酸一c( H。碱V碱| 若酸过量,贝U求出 c(H+),再得出pH; 若碱适量,贝U先求 c(OH-),再由KW得出c(H+),进而求得pH,或由c(OH-)得出pOH 再得pH。 例7:把pH=13的NaOH溶液与pH=2的硫酸溶液混合后,所得溶液的 pH=11,贝U NaOH溶液 和硫酸溶液的体积之比为? 例8
19、: 25C时,将某强酸和某强碱溶液按 1 : 10的体积比混合后溶液恰好中性,则混合前此强 酸与强碱溶液的pH之和是 A.12 B.13 C.14 D.15 四、盐的水解 1、 盐的分类 ?按组成分:正盐、酸式盐和碱式盐。 ?按生成盐的酸和碱的强弱分: 强酸强碱盐(如Na2SO4、NaCl)、弱酸弱碱盐(如NH4HCO3)、 强酸弱碱盐(如NH4CI)、强碱弱酸盐(如CH3COONa)。 ?按溶解性分: 易溶性盐(如Na2CO3)、微溶性盐(如CaSO4)和难溶性盐(如BaSO4)。 2、 盐类水解的定义和实质 ?定义 盐电离出的一种或多种离子跟水电离出的 H+或OH-结合生成弱电解质的反应,
20、 叫做盐类的 水解。 ?实质 盐电离出的离子(弱碱阳离子或弱酸根阴离子 )跟水电离出的OH-或H+结合生成弱电解质(弱 碱或弱酸)并建立电离平衡,从而促进水的电离。 ?盐类水解的特点 可逆的,其逆反应是中和反应; 微弱的; 动态的,水解达到平衡时 v(水解)=v(中 和)乒0;吸热的,因中和反应是放热反应,故其逆反应是吸热反应。 3、 盐类水解的规律 ?有弱才水解: 含有弱酸根阴离子或弱碱阳离子的盐才发生水解。 ?无弱不水解:不含有弱酸根阴离子或弱碱阳离子的盐即强酸强碱盐不水解。 ?谁弱谁水解:发生水解的是弱酸根阴离子和弱碱阳离子。 两种强酸混合 c(H +)混= c(H )171 c(H )
21、2V2 V1 V2 c(OH 寺 Vi - c(OH V2 第 7页共 14页 ?谁强显谁性: 弱酸弱碱盐看水解生成的酸和碱的强弱。第 8页共 14页 ?越弱越水解: 弱酸根阴离子所对应的酸越弱,则越容易水解,水解程度越大。 若酸性HAHBHC ,则相同浓度的NaA、NaB、NaC溶液的碱性逐渐增强,pH逐渐增 大。 CO32-和HCO3-所对应的弱酸分别是 HCO3-和H2CO3, HCO3飞匕H2CO3的电离程度小得多, 相同浓度时 Na2CO3溶液的pH比NaHCO3的大。 ?都弱双水解: 当溶液中同时存在弱酸根阴离子和弱碱阳离子时,离子水解所生成的 H+相互结合生成水而使其水解相互促进
22、,称为“双水解” 。 NH4+与S2-、HCO3- -、CO32-、CH3COO-等虽然相互促进,水解程度仍然很小,离子间能大 量共存。 彻底双水解离子间不能大量共存。 Al3+与 S2、HS、AlO2、CO32、HCO3 Fe3+与 AlO2、CO32、HCO 3 NH4+与 AlO 2 SiO32 如:2Al3+3S2-+6H2O=2Al(OH) 3$ +3HSf Al 3+3HCO3-=Al(OH) 3$ +3COf 泡沫灭火器原理) 特殊情况下的反应 FeCl3和Na2S溶液发生氧化还原反应(生成Fe2+、S) Na2S和CuSO4溶液发生复分解反应 (Na2S+CuSO4=CuS$
23、+NaSO4) 生成更难溶物 FeCl3 和 KSCN 溶液发生络合反应FeCl3+3KSCN=Fe(SCN) 3+3KCl 4、影响盐类水解的因素 主要因素: 外界条件: (1) 温度: (2) 浓度: (3) 外加酸碱盐:外加酸碱能促进或抑制盐的水解。 下面分析不同条件对 FeCl3水解平衡的影响情况: Fe3+3H 2O于三Fe(OH) 3+3H +(正反应为吸热反应) 条件 移动方向 H+数 pH Fe3+水解程度 现象 升高温度 向右 增加 降低 增大 颜色变深(黄 r 红褐) 加H2O 向右 增加 升高 增大 颜色变浅 通 HCl 向左 增加 降低 减小 颜色变浅 加 NaOH溶液
24、 向右 减小 升高 增大 产生红褐色沉淀 加 CaCO3固体 向右 减少 升高 增大 产生红褐色沉淀、无 色气体 加 NaHCO3溶液 向右 减少 升高 增大 产生红褐色沉淀、无 色气体 5、盐类水解离子方程式的书写 ?一般水解程度很小,用可逆符号,不标 NH4+H2O 二 HCO3+H2O H2CO3+OH OH-和 是盐本身的性质(对应的酸碱越弱,水解程度就越大 )。 盐的水解是吸热反应,因此升高温度,水解程度增大。 稀释盐溶液,可以促进水解,盐的浓度越小,水解程度越大。 “域“ f不写分解产物形式(如H2CO3等)。 + NH3H2O+H 第 9页共 14页 NH4+ +CH3COO-
25、-+H2。 NH3 H2O+CH3COOH ?多元弱酸根分步水解,弱碱阳离子一步到位。 ?能进行完全的双水解反应写总的离子方程式,用 “=且标注和“f。” 2Al3+3CO3-+3H2O=2Al(OH) 3$ +3COf 注意区别酸式盐的阴离子的电离和水解 HS-+H2O H3O+S2-即 HS- HS-+H2O H2S+OH- 6、离子浓度比较 ?守恒关系 电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数 相等。 如 NaHCO3溶液中:c (Na+)+ c (H+)= c (HCO3-)+ 2c (CO32-)+ c(OH-) Na2CO3溶液中:c(Na +)
26、 + c(H + )= 2c(CO32 )+ c(OH )+ c(HCO3 ) 物料守恒: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,0.1mol/L CH 3COONa 和 0.1mol/L CH 3COOH 混合溶液, c(CH3COO-)+c(CH 3COOH)=0.2mol/L Na2 S 溶液中,c(S2-)+c(HS-)+c(H 2S)= 1/2c(Na+); 在 NaHS 溶液中,c(HS-)+c(S2-)+c(H 2S)=c(Na+)。 水的电离守恒(也称质子守恒):是指溶液中,由水所电离的 H +与OH 一量相等。 如:0.1mol L 1 的 Na2S溶液中:c
27、(OH ) = c(H +) + c(HS )+ 2c(H2S) 例1:(四川高考题)25C时,将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中,当溶液的 pH=7时,下列关系正确 的是( )。 + _ 2- _ + _ 2- A. c(NH4)=c(SO4 ) B. c(NH4)c(SO4 ) + 2 2 + + A. c(NH4 ) H2O的离子;b.浓度大小决定于水解程度; c.OH和H+决定于酸碱性 练:0.1mol/L的N&CO中微粒浓度大小关系? 0.1mol/L的(NH4) 2SQ中微粒浓度大小关系? 弱酸酸式盐溶液 例题0.1mol/L的NaHSO3微粒中浓度大小关系 电离水解,则电离产生离
28、子水解产生的离子 练习0.1mol/L的NaHCO3中微粒浓度大小关系 电离水解,则电离产生离子水解产生的离子 例2:已知某温度下 0.1mol L1的NaHB(强电解质)溶液中c(H + ) c(OH ),则下列有关说法或 关系式一定正确的是( ) HB的水解程度小于 HB的电离程度; c(Na+)=0.1mol L1 c(B); 溶液的 pH=1 ; c(Na+)= c(HB )+2 c(B 2 )+ c(OH ) )、 A、 B、 C、 D、 例3:已知某酸的酸式盐 NaHY的水溶液的pH=8,则下列说法中正确的是( ) A、 在Na2Y、NaHY、H2Y的溶液中,阴离子的种类不同 B、
29、 NaHY的溶液中,离子浓度大小顺序为: c(Na+) c(Y ) c(HY ) c(OH ) c(H +) C、 HY 的水解离子方程式为: HY +H2O=Y +H3O+第 10页共 14页 D、相同物质的量浓度的 Na2Y和NaHY溶液,前者的pH大于后者 ?两种溶液混合 分析反应,判断过量,确定溶质。 “两个微弱”:弱酸(碱)溶液中分子是主要的,盐溶液中盐电离产生的离子是主要的。 主要离子和少量的离子分别结合溶质物质的量、电离水解程度和溶液的酸碱性分析。 例4:用物质的量都是 0.1 mol的CH 3COOH与CHsCOONa配成1 L混合溶液,已知其中 c(CH3COO-)大于c(N
30、a+),对该混合溶液下列判断正确的是 () A、c(H+)c(OH) B、c(CH3COOH) + c(CH3COO-) = 0.2 mol L-1 C、c(CH3COOH) c(CH3COO-) D、c(CH3COO-) + c(OH)= 0.1 mol L-1 例5: CH3COOH与CH3COONa等物质的量混合配制成稀溶液,pH值为4.7,下列说法 错误的() A、CH3COOH的电离作用大于 CH3COONa的水解作用 B、 CH3COOH的存在抑制了 CH3COONa的水解 C、 CH3COONa的水解作用大于 CH3COOH的电离作用 D、 CH3COONa的存在抑制了 CH3C
31、OOH的电离 例6:等体积等浓度的醋酸与 NaOH溶液相混合,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是 () + - _ - + A、c(Na )c(Ac )c(OH )c(H ) _ + _ - - + C、c(Na )c(OH )c(Ac )c(H ) 如果一定量的醋酸和氢氧化钠混合后,溶液的 A、c(Na+) c(Ac-) B、c(Na+)= c(Ac ) C、c(Na+) c(H+) 例7:将0.2 mol L-1 CH3COOK与0.1 mol L-1盐酸等体积混合后,溶液的 pHv 7,则溶液中下 列微粒的物质的量浓度的关系正确的是 ( ) A、 c(CH3COO-) = c(Cl-)
32、= c(H+)c(CH3COOH) B、 c(CH 3COO-) = c(Cl-) c(CH 3COOH) c(H +) C、 c(CH3COO- -) ) c(Cl- -) ) c(H+ +) ) c(CH3COOH) D、 c(CH 3COO-) c(Cl-) c(CH 3COOH) c(H +) 例8:将pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,在所得的混合溶液中,下列关系式正确的 是( ) _ - + - + A、c(Cl )c(NH4 )c(OH )c(H ) C、c(Cl-)= c(NH4+)c(H+) = c(OH-) ?不同溶液中同一离子的比较 例9:物质的量浓度相同的下列溶
33、液 (NH4)2CO3(NH4)2SO4NH4HCO3NH4HSO4 NH4ClNH3H2OCH3COONH4;按c(NH 4+ )由小到大的排列顺序正确的是( ) A. B. C. D. 1B 2A 3D 4AB 5C 6A B 7D 8B 9B 7、盐类水解的应用 ?溶液酸碱性的判断 等浓度不同类型物质溶液 pH: 多元强碱一元强碱弱碱强碱弱酸盐水强酸弱碱盐弱酸一元强酸多元强 酸 对应酸(碱)越弱,水解程度越大,碱(酸)性越强。 常见酸的强弱: H2SO3H3PO4HFHAc H 2CO3 H2S HClO HCNHCO 3 HS 弱酸酸式盐溶液 当电离程度大于水解程度时,溶液成酸性,如
34、HSO3 H2PO4 (一般只此两种) c(Na+) = c(Ac-) c(OH-) c(H +) + _ - + - c(Na ) c(OH ) c(H ) c(Ac ) pH=7,则各离子浓度的关系为( B、 D、 _ + _ - - + B、c(NH4 ) c(Cl ) c(OH ) c(H ) _ + _ - + _ - D、c(NH4 ) c(Cl ) c(H ) c(OH ) 第 11页共 14页 当水解程度大于电离程度时,溶液成碱性,如 HCO 3 HPO32 HS等 同pH溶液浓度比较 相同条件下,测得:NaHCO3CH3COONaNaClONa2CO3四种盐溶液pH相同,那么
35、它们 的物质的量浓度由大到小顺序为 。 ?盐溶液蒸干所得到的固体 将挥发性酸对应的盐(AlCl 3、FeBr3、Fe(NO3)3等)的溶液加热蒸干,得不到盐本身。 AlCl 3 溶液中,AlCl 3+3H2O =Al(OH) 3+3HCl 2Al(OH) 3= Al 2O3+ 3H2O 如果水解生成的酸难挥发,则可以得到原固体,如 Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3等。 强碱弱酸盐的溶液蒸干可以得到原固体,如 K2CO3、Na2CO3等 不稳定的盐的溶液:发生分解,如 Ba(HCO 3)2溶液蒸干得到BaCO3。 具有强还原性盐的溶液:发生氧化反应,如 2Na2SO3+O2=2Na2SO4
36、。 由易水解变质的盐的结晶水合物得到无水物,应在抑制其水解的氛围中加热脱水。 MgCl26H2O 加热:MgCl26H2O Mg(OH)Cl+HCl f +5H2O 木 MgCl 2 6H2O MgO+2HClf +5H 2O) 在干燥的HCl气流中加热便能得到无水 MgCl 2。 ?配制盐溶液,需考虑抑制盐的水解。 如配制FeCl3、SnCl2等溶液,可滴入几滴盐酸或直接将固体溶解在盐酸中再稀释到所需浓 度。 ?试剂的贮存要考虑盐的水解。 如Na2CO3、NaHCO3溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶贮存,必须用带橡皮塞的试剂瓶保存。 ?化肥的合理使用,有时要考虑盐类水解。 俊态氮肥与草木灰不能混合
37、使用 过磷酸钙不能与草木灰混合使用 ? Mg、Zn等较活泼金属溶于强酸弱碱盐 (如NH4Cl、AlCl 3、FeCl3等)溶液中,产生H?。 ?某些盐的分离除杂要考虑盐类的水解。 如为了除去氯化镁酸性溶液中的 Fe3+可在加热搅拌条件下加入氧化镁 ?判断离子共存时要考虑盐的水解。 Al 3+与与 CO32-、HCO、S2-、HS- -、AlO2 等,等, Fe3+与与 CO32-、HCO、AlO 2-等。等。 无法在溶液中制取 Al 2S3,只能由单质直接反应制取。 ?分析溶液中粒子的种数要考虑盐的水解。 ?工农业生产、日常生活中,常利用盐的水解知识。 泡沫灭火器产生泡沫是利用了 Al 2(S
38、O4)3和NaHCO 3相混合发生双水解反应: Al 3+3HCO f=Al(OH) 3$ +3COG 日常生活中用热碱液洗涤油污物品比冷碱液效果好。 水垢的主要成分是 CaCO3和Mg(OH) 2,基本上不会生成 MgCO3,是因为MgCO3微溶于 水,受热时水解生成更难溶的 Mg(OH) 2。 用盐(铁盐、铝盐等)作净水剂时需考虑盐类的水解。 (一)典型例题 【例2】室温下,在pH=12的某溶液中,由水电离生成的 c(OH -)为( ) A.1.0 X 10 7 mol - L 1 B.1.0 X 10 6 mol - L 1 第 12页共 14页 C. 1.0X 10 2 mol - L
39、 1 D.1.0X 10 12 mol - L 1 【分析】本题以水的离子积为知识依托,考查学生对不同条件下水电离程度的认识,同时 考查了思维的严密性。错解分析: pH=12的溶液,可能是碱溶液,也可能是盐溶液。忽略了强 碱弱酸盐的水解,就会漏选 D。 解题思路:先分析 pH=12的溶液中c(H +)、c(OH -)的大小。由c(H +)=10 pH得: c(H + )=1.0 X 10 12 mol - L 1 c(OH )=1.0 X 10 2 mol - L 1 再考虑溶液中的溶质:可能是碱,也可能是强碱弱酸盐。最后进行讨论: (1)若溶质为碱, 则溶液中的H +都是水电离生成的:c水水
40、(OH )=c水水(H*)=1.0 X 10 12 mol - L1若溶质为强碱弱 酸盐,则溶液中的 OH都是水电离生成的:c水水(OH-)=1.0 x 10 2 mol - L 【答案】CD 【例3】室温下,把1mL0.1mol/L的H2SO4加水稀释成2L溶液,在此溶液中由水电离产生 的H + ,其浓度接近于( ) A. 1 x 10-4 mol/L B. 1 X 10-8 mol/L C. 1 x 10-11 mol/L D. 1 x 10-10 mol/L 【分析】温度不变时,水溶液中氢离子的浓度和氢氧根离子的浓度乘积是一个常数。在酸 溶液中氢氧根离子完全由水电离产生,而氢离子则由酸和
41、水共同电离产生。当酸的浓度不是极 小的情况下,由酸电离产生的氢离子总是远大于由水电离产生的 (常常忽略水电离的部分),而 水电离产生的氢离子和氢氧根离子始终一样多。所以,酸溶液中的水电离的氢离子的求算通常 采用求算氢氧根离子。 稀释后 c(H+)= (1 x 10-3L x 0.1mol/L ) /2L = 1 x 10-4mol/L - -14 -4 -10 c(OH ) = 1 x 10 /1 x 10 = 1 x 10 mol/L 【答案】D 【例4】将pH为5的硫酸溶液稀释 500倍,稀释后溶液中c (SO42 ) : c (H+)约为( ) A、 1: 1 B、 1: 2 C、 1:
42、 10 D、 10: 1 【分析】根据定量计算,稀释后 c(H +)=2 x 10-8mol - L-1, c(SO42-)=10-8 mol - L-1,有同学受 到思维定势,很快得到答案为 Bo其实,题中设置了酸性溶液稀释后,氢离子浓度的最小值不 小于1X 10-7mol L-1。所以,此题稀释后氢离子浓度只能近似为 1X10-7mol L-1。 【答案】C 【例6】将体积均为10 mL、pH均为3的盐酸和醋酸,加入水稀释至 a mL和b mL ,测得 稀释后溶液的pH均为5,则稀释后溶液的体积( ) A.a=b=100 mL B.a=b=1000 mL C.av b D.a b 【分析】
43、盐酸是强电解质,完全电离。在加水稀释过程中盐酸电离出的 H+离子的物质的量 不会增加。溶液中 c(H+)与溶液体积成反比,故加水稀释时, c(H+)会随着水的加入而变小。醋 酸是弱电解质,发生部分电离。在加水稀释过程中未电离的醋酸分子发生电离,从而使溶液中 H+离子的物质的量增加,而 c(H+)与溶液体积同样成反比,这就使得此溶液中 c(H+)受到n(H+) 的增加和溶液体积 V增加的双重影响。很明显,若将盐酸和醋酸同等程度的稀释到体积都为 a, 则盐酸的c(H+)比醋酸的c(H+)小。若要稀释到两溶液的 c(H+)相等,则醋酸应该继续稀释,则有 【答案】C 【例7】99mL0.1mol/L的
44、盐酸和101mL0.05mol/L氢氧化彻溶液混合后,溶液的 c(H+)为 ( )(不考虑混合时的体积变化)。 A. 0.5 X (10-8+10-10) mol/L B. (10-8+10-10) mol/L 第 13页共 14页 C. (1 X1014-5 M05) mol/L D. 1 X10-11 mol/L 【分析】 把101mL的Ba(OH)2分差成99mL和2mL ,其中99mLBa(OH) 2溶液和99mL盐 酸溶液恰好完全反应,这样就相当于将 2mL0.05mol/L的Ba(OH) 2加水稀释至200mL ,先求溶 液中的OH-,然后再化成H+,故应选D。 答案D 【例8】将
45、pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的 pH值最接 近于( )。 A. 8.3 B. 8. C. 9 D. 9.7 解析同种溶质的酸或碱溶液混合后溶液的 pH值约为大的pH减去0.3 (两溶液的pH值必 须相差2以上)。 答案D 【例9】室温下xL pH= a的盐酸溶液和yL pH= b的电离度为a的氨水恰好完全中和,贝U x/y 的值为( ) A.1 B. 10-14-a-b / a C. 10a+b-14/ a D.10a-b/a 【分析】c(HCl)= c(H+)=10-amol - L-1,盐酸的物质的量=10-a x x mol - L-1, c(NH
46、3 H2O) 也 = c(OH-)=10b-14 mol - L-1, NH 3 - H?O 物质的量为 1。“14 + a X y mol L-1。根据题意: 10-a - x=10b-14- a x y,得 x/y=10a+b-14/a。 【答案】C 【例10】若在室温下pH=a的氨水与pH=b的盐酸等体积混合,恰好完全反应,则该氨水 的电离度可表示为( ) A.10a+b-12 % B. 10a+b-14 % C. 1012-a-b% D. 1014-a-b% 【分析】设氨水和盐酸各取1L。氨水电离出的c(OH-)=10-14- 10-a mol L-1=10a-14mol L-1 即氨
47、水电离出的 OH-的物质的量为10a-14mol,而NH3 - H2O的物质的量=盐酸的物质的量 =10bmol - L1 x 1L=10 bmol;所以氨水的电离度为 10 %。 【答案】A 【例11】用0.01mol/LH 2SO4滴定0.01mol/LNaOH 溶液,中和后加水至 100mL。若滴定时 终点判断有误差:多加了 1滴H2SO4;少加了 1滴H2SO4(设1滴为0.05mL)。则和c(H+) 之比为( ) A. 10 B. 50 C. 5X 103 D. 104 【分析】多加1滴H2SO4,贝U酸过量,相当于将这 1滴硫酸由0.05mL稀释至100mL。少 加1滴H2SO4,
48、相当NaOH溶液过量2滴,即将这部分NaOH溶液稀释至100mL。现计算如下: 0.05 0.01 2 多加 1 滴硫酸时,c(H+)= 100 =10-5(mol/L), 0.05 0.01 2 少加 1 滴硫酸时,c(OH-) 100 =10-5(mol/L), KW 10 0 小 T - / - 5 c(H+)= c(OH 10一 =10- (mol/L),故二者比值为 10。 【答案】D 【例12】有、三瓶体积相等,浓度都是 1mol L-1的盐酸溶液,将加热蒸发至 体积一半;向中加入少量的 CHgCOONa固体(加入后仍显酸性);不作任何改变,以酚猷 作指示剂,用NaOH溶液滴定上述
49、三种溶液,所耗 NaOH溶液的体积为( ) A.二 B. C.2 D.=二 【分析】本题着重考查酸碱中和、溶液的酸碱性判断及抽象思维能力。 第 14页共 14页 对加热蒸发,由于HCl的挥发性比水大,故蒸发后溶质可以认为没有,消耗的NaOH 溶液的体积最少。在中加入 CH3COONa固体,发生反应:HCl+CH 3COONa=CH3COOH+NaCl , 当以酚猷作指示剂时,HCl、CH3COOH 被NaOH中和:HCl+NaOH=NaCl+H 2O , CH3COOH+NaOH=CH 3COONa+H 2O,此过程中被中和的 H+物质的量与相同。 若改用甲基橙作指示剂, 因为甲基橙的变色范围(pH)为3.14.4,此时,部分CH3COOH 不能被NaOH完全中和,三种溶液所消耗的 NaOH溶液体积
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