2022高中化学《水溶液中的离子平衡》学案

物质在水溶液中的行为离子平衡学案

第一讲弱电解质的电离平衡一一电离平衡的建立

复习回顾：

1.电解质定义的要点？

2.非电解质定义的要点？

新课引入：

一、强电解质和弱电解质

1、强电解质的定义：

2、弱电解质的定义:

强酸

强电解质

《完全电肉）强碱

电解质大多数盐

（施电离）

化弱酸

能否弱电解质r

电离《不完全电底々弱碱

非电解旗L水

（不能电离）

问题探讨:

1、SO”Niis.Ch的水溶液均能导电，它们是电解质吗？

2、某些离子化合物（如NaQ、Na2O2,CaO）溶于水后电离出的离子并非其自身的，它们却属

于电解质，为什么？

附表：强、弱电解质与非电解质的比较

电解质

非电解质

强电解质弱电解质

电离

程度

电离方

判程式

断

依物质

据种类

溶质

微

粒

种

类

1

练习：写出以下物质的电离方程式：

NH.CbNaHSO八冰醋酸、NaHCO：；、BaS04,Cu(OH)2,H2CO3,H3Poi

二、电离平衡

1、概念：

在一定条件(如温度、浓度)下，当

_______________________________________________时，电离过程就达到了平衡状态，这叫

做电离平衡。

2、电离平衡的特征：

逆：________________________________________________________

等：________________________________________________________

动：________________________________________________________

定：________________________________________________________

变：________________________________________________________

2

第二讲弱电解质的电离平衡一一电离平衡的移动

三、影响电离平衡的因素

内因：

外因：

1、浓度

a.增大该电解质分子浓度，平衡向

b.增大离子浓度，平衡向；

c.减少离子浓度，平衡向；

d.加水稀释，平衡向；

*电离常数与电离程度

对于一元弱酸：___________________________

对于一■元弱酸：___________________________

其电离常数的表达式为：

电离程度的表达式为:

2、温度

结论：___________________________

平衡移动

条件改变粗离程度n(H+)'：(H+)：(CHCOO)

方向3

加热

加少量水

加少量冰醋酸

加少量氯化氢

加少量醋酸钠

加少量氢氧化钠

问题探讨：

冰醋酸加水稀释时，离子浓度如何变化?

3

开始时，C（酸）相等C(H+)相等

溶液总体积

H2sO4

相等HCIHAcHCIH2S04HAc

V开始速率

v过程中的速率

n(H2)

例2：

硫化氢的水溶液中有如下的动态平衡关系：

w

H2SH+HS；HS「——M+S。MO_—H'+OH,在浓度为0.Imol/L的H2s溶液

中下列各离子浓度间的关系正确的()

A、c(H，)=c(HS)+2c(S2')+c(OH)

B、2c(H')=2c(HS)+c(S2)+2c(OH)

C>c(H)=c(HS)+c(SJ)

2-

D、c(S)+c(HS)+c(H2S)=0.Imol/L

例3：一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为减缓反应速率而不影响生成氢气的总量，可向

盐酸中加入适量的（

A.NaOH（固）B.1120

C.NHtCl（固）D.CH3C00Na(固)

例4：将0.05molNaOH固体加入到100血下列溶液中，溶液导电能力变化不大的是（)

A.自来水B.0.5mol/L盐酸

C.0.5mol/L醋酸D.0.5mol/LNH,C1

4

第三讲水的电离与溶液的pH(一)

复习回顾：

1.强电解质的定义

2.弱电解质的定义

新课引入：

思考：如何证明水是弱电解质？需要哪些数据或实验？请说明理由。

一、水的电离

(-)水的离子积常数

注：

(1)Kw____________________________

(2)浓度为______________________________

(3)Kw=__________

(-)影响化学平衡状态的因素

常温下，对纯水进行下列操作，完成下表:

水的电离平c(H+)c(OH-)c(H*)与cKw

衡移动方向(OH-)大小变化

关系

加热

加盐酸

加NaOH

小结：______________________________________________________

注：①任何水溶液中，水所电离而生成的c(H)*=c(OH.)水

②Kw不仅适用于纯水，也适用于酸，碱，盐的稀溶液。

5

例1：常温下，0.05mol/L的H2s。4溶液中，c(OH)=,水电离出的c(H*)=

例2：0.05mol/L的Ba(0H)2溶液中，c(H+)=,水电离出的c(0H)=

常温时的稀溶液里：

K"c(H*)•C(0H)=1X1014

二、溶液的pH和溶液的酸碱性

1、pH=—Ige(H)pOH=-Ige(OH)

常温下，pH+pOH=14

当溶液C(IT)>1mol/L时，直接用C(H')而不用pH来表示溶液的酸碱性。

2、溶液的酸碱性判断

c(H')济海=c(OH)so中性溶液

c(H+)»>c(0H)»溶液

+

c(H)ifiiS<c(0H)»溶液

3、酸碱性的测定方法

(1)定性：利用_________________

(2)定量：

①_________________________

②_________________________

6

7

第四讲水的电离与溶液的pH(二)

回顾练习：

一)、判断正误：

1、一定条件下pH越大，溶液的酸性越强。

2、用pH表示任何溶液的酸碱性都很方便。

3、强酸溶液的pH一定大。

4、pH等于6是一个弱酸性体系。

5、pH相同的强酸和弱酸中c(I「)相同。

6、pH等于7,溶液一定呈中性。

7、升温，水的电离度增大，c(H)增大，酸性增强。

8、pH越小，酸性越强；pH越大，碱性越强。

9、pH=O是酸性最强的溶液，pH=14是碱性最强的溶液。

10、pH减小一个单位，c(H*)增大为原来的10倍，pH增大一个单位,cGT)减小为原来的

1/10,c(OH-)增大为原来的10倍。

二)、25℃时，某溶液中由水电离产生的C(H+)和C(OH)的乘积为lxl0」8,下列说法正确的

是

A、该溶液的pH一定是9

B、该溶液可能pH=5

C、该溶液的pH不可能是7

I)、不会有这样的溶液

E、该溶液可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液

三)、100℃时(Kw=lxl(yi2)对纯水的叙述正确的是

A、pH=6,显弱酸性

B、C(ir)=10mol/L,溶液为中性

C、K、v是常温时的ICT倍

D、温度不变加水使体积变为原体积的10倍，pH=7

E、温度降低至室温，水的电离平衡向逆向移动，pH=7,溶液呈碱性

新课引入：

三、有关pH的简单计算

1、酸溶液和碱溶液

2、稀释计算

3、强酸、强碱溶液混合

8

例题精析:

例1：求室温下0.01mol/LIIC1溶液的pH?

例2：求室温下0.001mol/LNaOH溶液的pH?

例3：下列四种溶液：①pH=0的盐酸②0.Imol/L的盐酸③0.01mol/L的NaOH

溶液④pll=ll的NaOH溶液，由水电离生成的氢离子浓度之比是

A.1：10:100:1000

Bs0：1：12：11

C、14：13：12：11

D、14：13：2：3

例4：室温下，由水电离产生的c(OH-)=10"mol/L的溶液中，一定能大量共存的离子组

2-

A.Na'、NH,\Cl->S04

-

B.S~、CH；tCOO,Na'、Cs'

C.K\Na'、aV，NO3-

D.K\Na\NO3,SO；-

例5：将pH=4的盐酸稀释100倍后的pH是？

将pH=4的CH：1COOH溶液稀释100倍后的pH是大于6还是小于6?

例6：将pH=l1的NaOH溶液稀释1000倍后的pH是？

将pH=ll的NH：!-H2O溶液稀释1000倍后的pH是大于8还是小于8?

例7:pH=5和pll=3的I1C1等体积混合,混合液的pH近似是？(忽略前后体积变化,下同)

例8：常温下pll=9和pH=ll的两种NaOH溶液等体积混合后的pH近似是？

例9:若pH=2与pll=4的两盐酸混合后,其pH=3,求其体积比?

例10:常温下pH=4的HC1和pH=10的Ba(0H)2溶液等体积混合后的pH近似是？

例11：常温下,99mL0.Imol/L的HC1和101mL0.05mol/L的Ba(OH)2溶液混合后的pH近似是?

9

10

第五讲酸碱中和滴定

一、中和滴定的原理：

离子方程式：________________________________________

若是一元酸和一元碱反应

思考：应测得哪些数据才能求出C恃？

【问题I】

如何准确量取一定体积的未知浓度溶液？

如何测出所消耗标准溶液的体积？

【问题II］如何判断中和反应恰好完成？

例题：某同学用O.lmol/L的盐酸滴定25mL0.1mol/L的NaOH溶液，若到达滴定终点(pH=7)

后，他又多加入了一滴盐酸(一滴是0.05mL)，估算此时溶液的pH。少加一滴又如何呢？

二、仪器和试剂：

1、仪器：

2、试剂:

三、滴定前的准备工作:

1、查漏:

2、洗涤:

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3、装液:

四、滴定过程及终点判断:

1、滴液：

2、滴定终点的判断:

五、滴定操作心得与误差讨论：

1、操作带来的误差均体现在上。

2、中和滴定过程中，容易产生误差的方面是：

①__________________________________________________

②_____________________________________________

③_____________________________________________

④_____________________________________________

⑤_____________________________________________

3、具体分析如下：

①滴定前，在用蒸馈水洗涤滴定管后，未用标准液润洗。

②滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失。

③滴定前，用待测液润洗锥形瓶。

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④读取标准液的刻度时，滴定前平视，滴定后俯视。

⑤滴定过程中，锥形瓶振荡太剧烈，有少量溶液溅出。

⑥滴定后，滴定管尖端挂有液滴未滴入锥形瓶。

⑦滴定前仰视读数，滴定后平视刻度读数。

⑧滴定过程中向锥形瓶内加入少量蒸锵水。

⑨滴定过程中，滴定管漏液。

例题1、（1）图1表示10mL量筒中液面的位置，A与B,B与C刻度间相差1mL,如果刻度A

为4,量简中液体的体积是_______mL»

（2）图II表示50mL滴定管中液面的位置，如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体

积（填代号）。

A.是amLB.是（50-a）mL

C.一定大于amLD.一定大于（50-a）mL

练习：用标准盐酸滴定待测烧碱，下列错误操作将对

c（碱）有何影响？（偏大、偏小和无影响）

A、盛标准酸的滴定管尖嘴部分有气泡未排除就开始滴定,

B、振荡时液体飞溅出来,

C、开始读标准酸时用仰视,

D、终点读标准酸时用俯视,

E、滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸储水洗净后没有干燥

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第六讲盐类的水解(一)一一探究盐溶液的酸碱性

回顾练习：

常温下，99mL0.Imol/L的HC1和lOlmLO.05mol/L的Ba(OH)2溶液混合后的pH近似是

新课引入：

思考：

1、加入Na2CO3或NaHC03后，对H20的电离平衡有何影响？

2、这仅仅是Na2c和NaHCCh的性质，还是一类盐的性质？

3、如果是一类盐的性质，你打算选择哪些盐证实？原因是什么？怎样证实？

醋酸钠在溶液中的变化:

c(OH)c(H*),醋酸钠溶液呈性

一、盐类的水解:

1、定义：

2、实质:

练习：常温下，pH均等于5的CLCOOH溶液和NHQ1溶液中，由水电离出的C(H')之比是多

少？

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CHjCOOHNH4C1

pH55

溶•液中c(H+)mol/L

H+的主要来源

水电离jfcc(H+)mol/L

对水电离的影响

3、水解规律:

例1:若0.Imol/L的NaHCOa的pH=9,求水解程度为多少(水解转化率)

*写出CUCOONa、Na2C0^FeCl3>NHC1、NaHCOs水解的离子方程式

例2：比较0.1mol/L下列溶液的pH的大小:

OLCOONa(aq)、Na2C03(aq)^NaHC0：!(aq)

例3：实验测定0.1mol/LCHsCOONa溶液pH=8

(1)由水电离出的c(0H)是多少？

(2)其水解程度是多少？

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第七讲盐类的水解(二)——水解平衡

一、影响盐类水解的因素：

内因：________________________________________

外因：_______________________________________

3+

例：已知：Fe+3H2O、工Fe(OH)3+3H+

请设计实验，影响Fe3+水解的因素有哪些？通过实验进行验证。

平衡移Fe3-叱

条件n(H-)PH现象

动方向解程度

加FeCL

固体

升温

滴加少

M»HC1

加水

加铁粉

加固体

NaHCO3

例：CH3coe)一+比0~、CH3COOH+OH

改变条件平衡移动C(CH3COO)c(OH)

加入固体

CH3coONa

通入HCI

升温

加水

加NaOH

加CH3coOH

加NH』C1

例1:下列盐的水溶液中，哪些呈酸性()，哪些呈碱性()。

(l)FeCh(2)NaClO(3)(NH4)2SO4

(4)AgNO3(5)Na2S(6)K2SO4

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例2：向水中加入下列物质，水的电离平衡如何移动？溶液显酸碱性的原因是否相同？

A、H2s。4B、FeCh

C、NaNO3D、K2CO3

E、KOH

例3：在常温下，纯水中存在电离平衡：H2。*^H++OH,如要使水的电离程度增大，并使

c(H+)增大，应加入的物质是()

A.NaHSO4B.KA1(SO4)2

C.NaHCOiD.NaAc

例4：物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY和NaZ的溶液，其pH值依次为8、9、10,

则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是()

A.HXHZHYB.HZHYHX

C.HXHYHZD.HYHZHX

例5：下列物质的溶液中所含离子种类最多的是()

A.KC1B.Na3P。4

C.Na2co3D.AlCh

二、关于互促水解的问题：

①反应生成H+和②反应生成OFT反应生成H2O,使①反应中c(H+)和②反应中c(OH-)都

减小，因此①②两反应都正向移动，使①反应生成A1(OH)3沉淀；

②反应生成CO2气体，两个平衡体系都被破坏。

3+

总反应：3HCO3+A1=A1(OH)31+3CO2T

注意:并不是所有的弱碱阳离子和弱酸阴离子都发生剧烈的互促水解,如NH4AC,(NH4)2CO30

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第八讲盐类的水解（三）——水解应用

一、盐类水解的应用：

（-）判断溶液的酸碱性及强弱：

（-）判断溶液中离子能否大量共存：

（三）蒸干灼烧某些盐溶液

易挥发性酸所生成的盐在加热蒸干时水解趋于完全不能得到其晶体。例如:AlCL'FeCh；

而高沸点酸所生成的盐，加热蒸干时可以得到相应的晶体，例：CuSO,、NaA102»

（四）生活、生产实践中的应用

1、明机和氯化铁的净水

2、配制某些盐溶液，如：A1CL.A12（SO4）3

3、化肥的使用

草木灰不能和钱态氮肥混合施用，因为草木灰主要成分是LCO：,,其水溶液由于CO/水解

而呈碱性。

4、泡沫灭火器的原理

泡沫灭火器内玻璃桶内盛硫酸铝溶液、铁桶内盛碳酸氢钠溶液，说明反应原理，并说明

为什么把硫酸铝放在玻璃桶内，把碳酸氢钠放在铁桶内？

（五）判断溶液中微粒浓度关系

一看反应（稳定的平衡体系）

二分主次（一般等浓度的情况下，强电解质的电离＞弱电解质的电离〉离子的水解）

三抓守恒（电荷守恒；物料守恒；水的电离守恒）

例1：Na2c溶液中，Na+、CO/、OH、IICO3的浓由大到小的关系是

例2：0.Imol/LNaOH溶液和0.Imol/LNHiCl溶液等体积混合后，离子浓度由大到小的关系是

例3：0.Imol/LNHs•H，0溶液和0.lmol/LHCl溶液等体积混合后，离子浓度由大到小的关系

是

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例4：在Na£的水溶液中存在着多种离子和分子，下列关系不正确的是()

A、c(0ir)=c(H)+c(IIS)+c(II2S)

B、c(Na')+c(H)=c(OH)+2c(S2)+c(HS)

C、c(OH')=c(H*)+c(HS)+2c(H2S)

2

D、c(Na')=2c(S)+2c(HS)+2c(H2S)

【自我提升】

往CHJCOOH溶液中逐滴加入NaOH溶液，可能出现的离子浓度排序的情况?

往NIL•IkO溶液中逐滴加入HC1溶液呢？

非电解质

化

(AB=A++B")

合

强电解质=>中和滴定

物

，电离平衡

弱电解质《IIf水的电离

(+

(AB=A+B")V

II水的电离平衡，

I:]溶液的

¥酸碱性

盐类的水解(水解平衡)

探究：如何证明CHjCOOH是弱电解质?

思路一：(―)CHCOOH^^OhCOO+H'

思路二：ClhCOO+IL0^^CLhCOOH+OIl

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第九讲难溶电解质的溶解平衡

一、沉淀溶解平衡：

在一定温度下：

当溶解速率和沉淀速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡

称为沉淀溶解平衡。

若是一元酸和一元碱反应

平衡的移动可用加以解释

二、沉淀溶解平衡的应用：

1、沉淀的溶解

2+3

Ca5(PO4)3OH=5Ca+3PO4+OH

平衡移动方向*