鲁科版高中化学选择性必修第一册复习资料

第第页第三章水溶液中的离子平衡重难点突破知识点一：水的电离一、水的电离与水的离子积1．水的电离(1)水是极弱的电解质，其电离过程吸热(填“吸热”或“放热”)。水的电离平衡常数的表达式为K＝。(2)影响水的电离平衡的因素①温度：温度升高，水的电离平衡向正方向移动，c(H＋)和c(OH－)均增大(填“增大”“减小”或“不变”)。②加酸或碱会抑制(填“促进”或“抑制”)水的电离。③加能水解的盐，可与水电离出的H＋或OH－结合，使水的电离平衡正向移动。2．水的离子积(1)表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。(2)影响因素：一定温度时，Kw是个常数，Kw只与温度有关，温度越高，Kw越大。25℃时，Kw＝1×10－14,100℃时，Kw＝1×10－12。(3)适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐的稀溶液。二、溶液的酸碱性与pH1．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，pH<7。(2)中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)，常温下，pH＝7。(3)碱性溶液：c(H＋)<c(OH－)，常温下，pH>7。2．pH及其测量(1)计算公式：pH＝－lgc(H＋)。(2)测量方法①pH试纸法用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央，变色后与标准比色卡对照，即可确定溶液的pH。②pH计测量法(3)溶液的酸碱性与pH的关系常温下：3．溶液pH的计算(1)单一溶液的pH计算强酸溶液：如HnA，设浓度为cmol·L－1，c(H＋)＝ncmol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝－lg(nc)。强碱溶液(25℃)：如B(OH)n，设浓度为cmol·L－1，c(H＋)＝mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝14＋lg(nc)。(2)混合溶液pH的计算类型①两种强酸混合：直接求出c(H＋)混，再据此求pH。②两种强碱混合：先求出c(OH－)混，再据Kw求出c(H＋)混，最后求pH。③强酸、强碱混合：先判断哪种物质过量，再由下式求出溶液中H＋或OH－的浓度，最后求pH。4.溶液pH计算的一般思维模型知识点二：弱电解质的电离一、弱电解质的电离1．弱电解质(1)概念(2)与化合物类型的关系强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物，弱电解质主要是某些共价化合物。2．弱电解质的电离概念(1)电离平衡的建立在一定条件下(如温度、压强等)，当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡。(2)电离平衡的建立与特征①开始时，v(电离)最大，而v(结合)为0。②平衡的建立过程中，v(电离)＞v(结合)。③当v(电离)＝v(结合)时，电离过程达到平衡状态。3．外因对电离平衡的影响(1)浓度：在一定温度下，同一弱电解质溶液，浓度越小，越易电离。(2)温度：温度越高，电离程度越大。(3)同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的电解质时，可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动。(4)化学反应：加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时，可使电离平衡向电离方向移动。二、电离常数1．表达式(1)一元弱酸HA的电离常数：根据HAH＋＋A－，可表示为Ka＝。(2)一元弱碱BOH的电离常数：根据BOHB＋＋OH－，可表示为Kb＝。2．特点(1)电离平衡常数与温度有关，与浓度无关，升高温度，K值增大。(2)电离平衡常数反映弱电解质电离程度的相对强弱，K越大，表示弱电解质越易电离，酸性或碱性越强。(3)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1≫K2≫K3……，故其酸性取决于第一步电离。3．电离平衡常数的三大应用(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。(2)判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱，电离常数越大，对应的盐水解程度越小，酸性(或碱性)越弱。(3)判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。4．电离度(1)概念在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时，已经电离的电解质分子数占原电解质分子总数的百分比。(2)表示方法α＝×100%也可表示为α＝×100%(3)影响因素①相同温度下，同一弱电解质，浓度越大，其电离度(α)越小。②相同浓度下，同一弱电解质，温度越高，其电离度(α)越大。三、强酸和弱酸的判断1．一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较比较项目酸c(H＋)pH中和碱的能力与活泼金属反应产生H2的量开始与金属反应的速率盐酸大小相同相同大醋酸溶液小大小(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较比较项目酸c(H＋)c(酸)中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的量开始与金属反应的速率盐酸相同小小少相同醋酸溶液大大多2.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释相同的倍数，醋酸的pH大加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多2.判断弱电解质的三个思维角度角度一：弱电解质的定义，即弱电解质不能完全电离。(1)测定一定浓度的HA溶液的pH。(2)与同浓度盐酸比较导电性。(3)与同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢。角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动。(1)从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断。(2)从升高温度后pH的变化判断。(3)从等体积、等pH的HA溶液、盐酸分别与过量的锌反应生成H2的量判断。角度三：弱电解质形成的盐类能水解，如判断CH3COOH为弱酸可用下面两个现象：(1)配制某浓度的醋酸钠溶液，向其中加入几滴酚酞溶液。现象：溶液变为浅红色。(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上，测其pH。现象pH＞7。知识点三：盐类的水解一、盐类的水解及规律1．盐类的水解2．盐类水解规律有弱才水解，越弱越水解；谁强显谁性，同强显中性。盐的类型实例是否水解水解的离子溶液的酸碱性溶液的pH强酸强碱盐NaCl、KNO3否中性pH＝7强酸弱碱盐NH4Cl、Cu(NO3)2是NH、Cu2＋酸性pH＜7弱酸强碱盐CH3COONa、Na2CO3是CH3COO－、CO碱性pH>73.盐类水解离子方程式的书写要求(1)一般来说，盐类水解的程度不大，应该用可逆号“”表示。盐类水解一般不会产生沉淀和气体，所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的，水解离子方程式要分步表示。(3)多元弱碱阳离子的水解简化成一步完成。(4)水解分别显酸性和碱性的离子组由于相互促进水解程度较大，书写时要用“=”“↑”“↓”等。三、盐类的水解影响因素及应用1．影响盐类水解平衡的因素(1)内因：形成盐的酸或碱越弱，其盐就越易水解。如水解程度：Na2CO3＞Na2SO3，Na2CO3＞NaHCO3。(2)外因①温度②浓度③酸或碱2．盐类水解的应用应用举例判断溶液的酸碱性FeCl3溶液显酸性，原因是Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋判断酸性强弱等物质的量浓度的NaX、NaY、NaZ三种盐溶液的pH分别为8、9、10，则酸性：HX＞HY＞HZ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；配制FeCl3溶液，加入少量盐酸；贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶胶体的制取制取Fe(OH)3胶体泡沫灭火器原理成分为NaHCO3与Al2(SO4)3，作净水剂明矾可作净水剂，化肥的使用铵态氮肥与草木灰不得混用除锈剂NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂比较溶液中离子浓度的大小如：Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(CO)>c(OH－)>c(HCO)>c(H＋)四、“粒子”浓度关系判断1、熟悉两大理论，构建思维基点(1)．电离理论①弱电解质的电离是微弱的，电离产生的微粒都非常少，同时还要考虑水的电离，如氨水溶液中：NH3·H2O、NH、OH－浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NH)。②多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一步电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的浓度大小关系是c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。(2)．水解理论①弱电解质离子的水解损失是微量的(双水解除外)，但由于水的电离，故水解后酸性溶液中c(H＋)或碱性溶液中c(OH－)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。如NH4Cl溶液中：NH、Cl－、NH3·H2O、H＋的浓度大小关系是c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(NH3·H2O)。②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，其主要是第一步水解，如在Na2CO3溶液中：CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。2、把握三种守恒，明确等量关系(1)．电荷守恒规律电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都是呈电中性，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NaHCO3溶液中存在着Na＋、H＋、HCO、CO、OH－，存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(OH－)＋2c(CO)。(2)．物料守恒规律电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但元素总是守恒的。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，它们之间有如下守恒关系：c(K＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)。(3)．质子守恒规律如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下：由图可得Na2S水溶液中质子守恒式：c(H3O＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)或c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。知识点四：难溶电解质溶解平衡一、沉淀溶解平衡及应用1．难溶、可溶、易溶界定20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：2．沉淀溶解平衡(1)溶解平衡的建立(2)特点(同其他化学平衡)：逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)3．影响沉淀溶解平衡的因素(1)内因难溶电解质本身的性质，这是决定因素。(2)外因①浓度：加水稀释，平衡向沉淀溶解的方向移动；②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解的方向移动；③同离子效应：向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子，平衡向生成沉淀的方向移动；④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或更难电离或气体的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动。4．沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成①调节pH法如：除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NH。②沉淀剂法如：用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋=CuS↓＋2H＋。(2)沉淀的溶解①酸溶解法如：CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑。②盐溶液溶解法如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH=Mg2＋＋2NH3·H2O。③氧化还原溶解法如：不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。④配位溶解法如：AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。(3)沉淀的转化①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)。二、溶度积及应用1．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－)，式中的浓度都是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解①Qc>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态③Qc＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出2．Ksp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。3．沉淀滴定沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多，但符合条件的却很少，实际上应用最多的是银量法，即利用Ag＋与卤素离子的反应来测定Cl－、Br－、I－的浓度。知识点五：离子反应一、离子反应1．离子反应eq\x(定义)—eq\a\vs4\al(溶液中离子之间以及离子与原子或分子,之间发生的反应)|eq\x(实质)—溶液中某种或某些离子浓度降低|eq\x(\a\al(表示,方法))—离子方程式2．复分解型离子反应发生的条件(1)生成沉淀①Na2SO4溶液与Ba(OH)2溶液混合的离子反应：Ba2＋＋SO42-===BaSO4↓。②向MgCO3悬浊液中加入NaOH溶液的离子反应：MgCO3＋2OH－===Mg(OH)2＋CO32-。(2)生成弱电解质①NaOH与盐酸混合的离子反应：H＋＋OH－===H2O。②盐酸与CH3COONa混合的离子反应：H＋＋CH3COO－===CH3COOH。(3)生成气体(或挥发性物质)①Na2CO3溶液与稀硫酸混合的离子反应：CO32-＋2H＋===H2O＋CO2↑。②浓NH4NO3溶液中加入浓NaOH溶液的离子反应：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－===NH3↑＋H2O。3．氧化还原型离子反应(1)非原电池、电解池的反应在溶液中，具有氧化性和还原性的离子相遇时，二者能发生氧化还原反应而使离子浓度降低，例如：①向CuSO4溶液中加入锌片，离子方程式为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。②FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板，离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。(2)原电池、电解池反应①原电池：Cu­Zn­H2SO4。电极反应式：负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑，总反应离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。②电解池：电解饱和食盐水。阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。阴极：2H＋＋2e－===H2↑。总反应离子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=====,\s\up8(通电))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。微点拨：(1)微溶物在产物中写成化学式，在反应物中若是澄清溶液写成离子形式，若是悬浊液写成化学式，不能拆。(2)弱酸的酸式酸根不能拆写成H＋和弱酸酸根离子形式。4．离子反应方向的判断(1)ΔH－TΔS判据室温时，ΔH－TΔS<0的离子反应能正向自发进行。(2)平衡常数判据当反应物的浓度很小时，就可以满足Q<K的条件，因此正反应很容易进行。二、离子反应的应用1．物质检验与含量测定eq\a\vs4\al(1离子检验,写出离子,方程式)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(利用Fe3＋与SCN－反应检验Fe3＋：,Fe3＋＋3SCN－FeSCN3,利用I－与Ag＋反应检验I－：Ag＋＋I－=AgI))(2)测定溶液中某些离子的浓度①沉淀法：如溶液中SO42-的浓度，用Ba2＋将其转化为BaSO4沉淀，再称量沉淀的质量求得。②酸碱中和滴定法：强酸溶液中H＋的浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。③氧化还原滴定法：如溶液中MnO4-的浓度可以用已知准确浓度的Fe2＋溶液滴定的方法来获得。2．物质制备与纯化(1)物质的制备：离子反应可以用于制备物质。①氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=====,\s\up8(通电))2OH－＋Cl2↑＋H2↑。②实验室制取CO2的离子方程式：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。(2)物质的纯化①制高纯度的氯化钠：除去其中少量的SO42-、Mg2＋、Ca2＋，需要引入的试剂离子分别为Ba2＋、OH－、CO32-。②除去污水中的重金属离子：将其转化为沉淀而除去。3．生活中常见的离子反应(1)胃酸过多的治疗①服用“胃舒平”[主要成分是Al(OH)3]，离子反应为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。②服用小苏打片，离子方程式为HCO3-＋H＋===CO2↑＋H2O。(2)硬水及其软化①硬水的含义：自然界里含Ca2＋、Mg2＋较多的水。②硬水的形成：水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和MgCO3发生反应生成可溶性碳酸氢盐而使Ca2＋、Mg2＋进入水中形成，离子方程式为CaCO3＋CO2＋H2O===Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)，MgCO3＋CO2＋H2O===Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)。③硬水的软化方法a．加热法：加热可使HCO3-分解，生成的CO32-与Ca2＋、Mg2＋结合成沉淀，发生反应如下：Ca2＋＋2HCO3-eq\o(=====,\s\up8(△))CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，Mg2＋＋2HCO3-eq\o(=====,\s\up8(△))MgCO3↓＋CO2↑＋H2O。b．加沉淀剂法：在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂也可以降低水中Ca2＋、Mg2＋的浓度，发生反应如下：Ca2＋＋CO32-===CaCO3↓，Mg2＋＋CO32-===MgCO3↓知识点六：酸碱中和滴定1．实验原理(1)用已知浓度的酸(或碱)滴定未知浓度的碱(或酸)，根据中和反应的等量关系来测定酸(或碱)的浓度。(2)利用酸碱指示剂明显的颜色变化，表示反应已完全，指示滴定终点。附：常用酸碱指示剂及变色范围指示剂变色范