内容正文:
水溶液中的离子反应与平衡
第三章
考点串讲
目
录
CONTENTS
01
02
03
04
水的电离和溶液的pH
电离平衡
盐类的水解
沉淀溶解平衡
思 维 导 图
电离平衡
水的电离和溶液的pH
强电解质和弱电解质
弱电解质的电离平衡
水的电离
溶液的酸碱性与pH
电离平衡常数
盐类的水解
沉淀溶解平衡
酸碱中和滴定
盐类的水解
沉淀溶解平衡
溶度积常数
盐的水解常数与影响盐类水解的因素
盐类水解的应用
沉淀溶解平衡的应用
第三章
水溶液中的离子反应与平衡
电离平衡
1
考 点 梳 理
一、强弱电解质的比较
考点01 电离平衡
强电解质 弱电解质
相同点 在水溶液中都能电离,与溶解度无关
不同点
电离程度 完全电离 部分电离
溶质粒子
存在形式
离子 只有电离出的阴阳离子 既有电离出的阴阳离子
分子 无电解质分子 又有电解质分子
表示方法 用“=”表示
KCl=K++Cl- 用“ ”表示
NH3·H2O NH4++OH—
结构特点 离子化合物及具有强极性键的共价化合物 某些具有弱极性键的共价化合物
化合物类型 绝大多数盐:NaCl、KNO3、AgCl
强酸:HCl、HNO3、H2SO4、HBr、HI
强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2 弱酸:HClO、HNO2
弱碱:NH3·H2O Cu(OH)2
水:H2O
少数盐:HgCl2、PbAc2
5
考 点 梳 理
思维误区
考点01 化学反应速率
CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电,因为溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O等电解质导电,不是其本身电离出离子,故为非电解质。单质、溶液既不是电解质,也不是非电解质
电解质的强弱与其溶解性无关。某些难溶盐如AgCl、CaCO3等,溶于水的部分能完全电离,属于强电解质。有少数盐尽管能溶于水,但其在水溶液中只有部分电离,属于弱电解质,如(CH3COO)2Pb等
电解质本身不一定能导电,如NaCl晶体;能导电的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,如金刚石
6
考 点 梳 理
二、弱电解质的电离平衡
考点01 电离平衡
1.电离平衡的建立与特征
7
考 点 梳 理
二、弱电解质的电离平衡
考点01 电离平衡
1.电离平衡的建立与特征
——研究对象为弱电解质
——电离平衡与化学平衡一样是动态平衡
——达到平衡时,溶液中离子浓度和分子浓变浓度度都保持不变
——弱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
弱
等
动
定
变
——条件改变改变,电离平衡发生发生移动,各粒子的浓度都要发生改变
8
考 点 梳 理
二、弱电解质的电离平衡
考点01 电离平衡
2.影响电离平衡的因素
电离平衡的移动符合勒夏特列原理。
浓度 溶液越稀,离子结合成分子机会越小,越有利于电离
温度 电解质电离要断键,即电离是吸热的,故升温促进电离
同离子效应 即加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,则能抑制电离
化学反应 加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,则能促进电离
9
考 点 梳 理
三、电离平衡常数及应用
考点01 电离平衡
1.概念
弱电解质的电离达到平衡时,溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数。弱酸、弱碱的电离常数通常分别用Ka、Kb表示。
2.表达式
HA A− + H+
c(A−)·c(H+)
c(HA)
Ka=
一元弱酸(HA)的电离的平衡常数
一元弱碱(BOH)的电离的平衡常数
Kb=
c(B+)·c(OH−)
c(BOH)
HB OH− + B+
10
考 点 梳 理
三、电离平衡常数及应用
考点01 电离平衡
3.特点
(1)电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K增大。
(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。
(3)多元弱酸的各步电离常数的大小关系是K1≫K2≫K3……,故其酸性取决于第一步的电离。
11
考 点 梳 理
三、电离平衡常数及应用
考点01 电离平衡
4.应用
应用一:判断弱酸(弱碱)的相对强弱,同一条件下,电离常数越大,酸性(碱性)越强
名称 化学式 电离常数(K) 名称 化学式 电离常数(K)
醋酸 CH3COOH Ka=1.75×10-5 亚硝酸 HNO2 Ka=5.60×10-4
氢氰酸 HCN Ka=6.20×10-10 氢氟酸 HF Ka=6.30×10-4
次氯酸 HClO Ka=4.00×10-8 甲酸 HCOOH Ka=1.80×10-4
应用二:判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律
2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa + CO2↑+ H2O
Ka(CH3COOH) > Ka1(H2CO3)
H2CO3
12
考 点 梳 理
三、电离平衡常数及应用
考点01 电离平衡
4.应用
应用三:判断溶液中的某些离子浓度的变化
0.1mol/L
HNO2
Ka =5.6×10-4
0.1mol/L
HCOOH
Ka =1.8×10-4
0.1mol/L
CH3COOH
Ka =1.75×10-5
0.1mol/L
HCN
Ka =6.2×10-10
应用四:计算弱酸、弱碱溶液中的H+、OH-的浓度
c(H+) =
cKa
弱酸溶液中
c(OH-)=
cKb
弱碱溶液中
13
考 点 梳 理
思维方法
考点01 电离平衡
强酸与弱酸的比较
1.相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较项目
酸 c(H+) 酸性 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸 大 强 相同 相同 大
一元弱酸 小 弱 小
2.相同体积、相同c(H+)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较项目
酸 c(H+) 酸性 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸 相同 相同 小 少 相同
一元弱酸 大 多
14
典 例 精 讲
考点01 电离平衡
【典例01-1】下列事实一定能说明HF是弱酸的是
A.用HF溶液做导电性实验,灯泡很暗
B.1mol/L的HF水溶液能使紫色石蕊试液变红
C.常温下0.1mol/L的HF溶液的pH为2.3
D.HF能与Na2CO3溶液反应,产生CO2气体
C
15
典 例 精 讲
考点01 电离平衡
【典例01-2】一定温度下,将一质量的冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法中正确的是
A.a,b,c三点醋酸的电离程度:c<a<b
B.pH大小:b<c
C.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D.a,b,c三点溶液用lmol/L的氢氧化钠溶液中和,消耗氢氧化钠溶液的体积:c<a<b
B
16
典 例 精 讲
考点01 电离平衡
【典例01-3】
C
17
举 一 反 三
考点01 电离平衡
【演练01】根据表中信息,判断下列说法不正确的是
A.酸性由强到弱:CH3COOH>H2CO3>H2S
B.CH3COOH能与Na2CO3反应生成CO2
C.H2S能与NaHCO3反应生成CO2
D.往Na2S溶液中通入足量CO2能生成H2S
C
酸 电离常数(常温下)
CH3COOH Ka=1.8×10-5
H2CO3 Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
H2S Ka1=1.3×10-7,Ka2=1.1×10-11
18
举 一 反 三
考点01 电离平衡
【演练02】
A
19
水的电离和溶液的pH
2
考 点 梳 理
一、水的电离
考点02 水的电离和溶液的pH
2H2O H3O+ + OH-
H2O H+ + OH-
电离方
程式
四个
特点
弱
逆
等
吸
微弱电离:25℃时,在纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol・L-1
可逆过程
电离出的H+和OH-的浓度相等
吸热过程
21
考 点 梳 理
二、水的离子积常数
考点02 水的电离和溶液的pH
22
考 点 梳 理
二、水的离子积常数
考点02 水的电离和溶液的pH
曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw_____,温度______。
曲线上的任意点(如a,b,c)的Kw都_______,即c(H+)·c(OH-)______,温度______。
Kw的应用
应用一:水的电离平衡曲线的理解与识别
实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变_________;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变________。
相同
相同
相同
不同
不同
酸碱性
温度
23
考 点 梳 理
二、水的离子积常数
考点02 水的电离和溶液的pH
Kw表达式中c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中总物质的量浓度,但是一般情况下有:
Kw的应用
应用二:溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算方法
Kw=c酸(H+)·c水(OH-) (忽略水电离出的H+的浓度)
Kw=c水(H+)·c碱(OH-) (忽略水电离出的OH-的浓度)
酸溶液中
碱溶液中
外界条件改变,水的电离平衡发生移动;但由水电离出的c(H+)与水电离出的c(OH-)一定相等
25 ℃时,由水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性
24
考 点 梳 理
思维方法
考点02 水的电离和溶液的pH
KW可由实验测得,也可通过理论计算求得
不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)总是相等的
改变c(H+)或c(OH-),只能改变水的电离程度,不能改变KW;改变温度,KW和水的电离程度都改变
对于稀电解质溶液,KW表达式中的c(H+)、c(OH-)均指整个稀溶液中H+、OH-的总物质的量浓度,而不是指由水电离出的H+、OH-的物质的量浓度
25
考 点 梳 理
思维方法
考点02 水的电离和溶液的pH
改变条件 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH-) c(H+)
HCl 逆 不变 减小 减小 增大
NaOH 逆 不变 减小 增大 减小
Na2CO3 正 不变 增大 增大 减小
NH4Cl 正 不变 增大 减小 增大
NaHSO4 逆 不变 减小 减小 增大
加热 正 增大 增大 增大 增大
外界条件对水电离平衡的影响
26
考 点 梳 理
三、溶液的酸碱性与pH
考点02 水的电离和溶液的pH
溶液的酸碱性与溶液中c(H+)、c(OH-)的关系
溶液的酸碱性 c(H+)与c(OH-)比较 常温下
c(H+)大小 pH
酸性溶液 c(H+)>c(OH-) c(H+)>1.0×10-7 mol·L-1 <7
中性溶液 c(H+)=c(OH-) c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1 =7
碱性溶液 c(H+)<c(OH-) c(H+)<1.0×10-7 mol·L-1 >7
任何情况下,均可根据溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小来判断溶液的酸碱性;只有在常温时才能利用c(H+)与1×10-7 mol·L-1的相对大小来判断溶液的酸碱性。
27
考 点 梳 理
四、溶液的pH
考点02 水的电离和溶液的pH
1.计算公式:pH=-lg c(H+)
2.溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)
意义 pH越大,溶液的碱性越强;pH越小,溶液的酸性越强
溶液酸碱性与pH的关系(常温下) pH<7,为酸性溶液;pH=7,为中性溶液;pH>7,为碱性溶液
适用范围 1×10-14 mol·L-1<c(H+)<1 mol·L-1
28
考 点 梳 理
四、溶液的pH
考点02 水的电离和溶液的pH
3.溶液pH的测定方法
pH试纸测定 操作 使用pH试纸的正确操作为取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读出pH
类别 广泛pH试纸:其pH范围是1~14(最常用),可以识别的pH差约为1
精密pH试纸:可判别0.2或0.3的pH差值
专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸
pH计测量 pH计也叫酸度计,该仪器可精密测量溶液的pH。其量程为0~14
29
考 点 梳 理
四、溶液的pH
考点02 水的电离和溶液的pH
4.酸碱稀释时pH变化的规律
稀释前pH 稀释100倍后pH 无限稀释
HCl 2 pH=4 pH接近7,小于7
CH3COOH 2 pH<4
NaOH 12 pH=10 pH接近7,大于7
NH3·H2O 12 pH>10
30
考 点 梳 理
四、溶液的pH
考点02 水的电离和溶液的pH
5.溶液pH的计算
类型一:单一溶液pH的计算(25 ℃)
c mol·L-1 HnA强酸溶液的pH
c(H+)=nc mol·L-1
pH=-lg nc
(忽略水电离出的H+的浓度)
c mol·L-1 B(OH)n强碱溶液的pH
(忽略水电离出的OH-的浓度)
c(H+)=
KW
c(OH-)
c(OH-)=nc mol·L-1
=
10-14
nc
pH=14+lg nc
31
考 点 梳 理
四、溶液的pH
考点02 水的电离和溶液的pH
5.溶液pH的计算
类型二:混合溶液pH的计算方法
强酸与强酸混合
c混(H+)=
c1(H+)·V1+c2(H+)·V2
V1+V2
然后再求pH
强碱与强碱混合
c混(OH-)=
c1(OH-)·V1+c2(OH-)·V2
V1+V2
然后再求pH
KW
c(OH-)
c混(H+)=
(稀溶液体积变化忽略)
32
考 点 梳 理
四、溶液的pH
考点02 水的电离和溶液的pH
5.溶液pH的计算
类型二:混合溶液pH的计算方法
(稀溶液体积变化忽略)
强酸与强酸混合
①恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7 (25 ℃)
②酸过量
③碱过量
c余(H+)=
c(H+)·V酸-c(OH-)·V碱
V酸+V碱
c余(OH-)=
c(OH-)·V碱-c(H+)·V酸
V酸+V碱
KW
c余(OH-)
c(H+)=
33
考 点 梳 理
五、酸碱中和滴定
考点02 水的电离和溶液的pH
1.概念和原理
(1)概念:依据中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。
(2)原理:在中和反应中,酸提供的H+与碱提供的OH-的物质的量相等,即mc酸·V酸=nc碱·V碱(m、n分别代表酸和碱的元数)
2.主要仪器及使用方法
(1)仪器:
滴定管、铁架台、滴定管夹、锥形瓶、烧杯
(2)使用方法
①滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。
②锥形瓶:注液→记体积→加指示剂。
34
考 点 梳 理
五、酸碱中和滴定
考点02 水的电离和溶液的pH
3.指示剂的选择
酸碱中和滴定时,通常选用变色明显、变色的pH范围与终点pH接近的酸碱指示剂确定滴定终点。
滴定种类 选用的指示剂 滴定终点颜色变化 指示剂用量
强酸滴定强碱 甲基橙 黄色→橙色 2~3滴
酚酞 红色→无色
强酸滴定弱碱 甲基橙 黄色→橙色
强碱滴定强酸 酚酞 无色→粉红色
强碱滴定弱酸 酚酞 无色→粉红色
注意:强酸滴弱碱用甲基橙,强碱滴弱酸用酚酞,强酸滴强碱或强碱滴强酸二者皆可,但不能选用石蕊(石蕊遇酸、碱变色不明显)。
35
考 点 梳 理
五、酸碱中和滴定
考点02 水的电离和溶液的pH
4.滴定操作
注意:
①滴速:先快后慢,当接近滴定终点时,改为滴加半滴标准溶液(利用锥形瓶内壁承接尖嘴处悬挂的半滴溶液)。
②终点的判断:滴入最后半滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不变色,视为滴定终点。
36
考 点 梳 理
五、酸碱中和滴定
考点02 水的电离和溶液的pH
为减少实验误差,重复实验2~3次,取消耗标准液体积的平均值,
计算出待测液的物质的量浓度。
5.数据处理
(1)分析依据:
6.误差分析
c待测·V待测=c标准·V标准
c待测=
V待测
c标准·V标准
c标准、V待测均为定值
误差均体现在V标准的大小上
V标偏大→c待偏大
V标偏小→c待偏小
37
考 点 梳 理
五、酸碱中和滴定
考点02 水的电离和溶液的pH
(2)以标准强酸溶液滴定未知浓度的强碱溶液(酚酞作指示剂)为例分析误差
步骤 操作 V(标准) c(待测)
洗涤 酸式滴定管未用标准溶液润洗 偏大 偏高
碱式滴定管未用待测溶液润洗 偏小 偏低
锥形瓶用待测溶液润洗 偏大 偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 不变 无影响
取液 放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失 偏小 偏低
38
考 点 梳 理
五、酸碱中和滴定
考点02 水的电离和溶液的pH
滴定 酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失 偏大 偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出 偏小 偏低
部分酸液滴到锥形瓶外 偏大 偏高
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后加一滴NaOH溶液无变化 偏大 偏高
读数 酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视液面读数 偏小 偏低
酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视液面读数 偏大 偏高
39
考 点 梳 理
五、酸碱中和滴定
考点02 水的电离和溶液的pH
7.滴定曲线
(1)强酸与强碱滴定过程中pH曲线变化
(以0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例)
恰好中和=酸碱恰好完全反应≠滴定终点≠溶液呈中性
突跃点变化范围不同:强碱与强酸(强酸与强碱)反应的突跃点变化范围大于强碱与弱酸(强酸与弱
碱)反应的突跃点变化范围
40
考 点 梳 理
五、酸碱中和滴定
考点02 水的电离和溶液的pH
氢氧化钠溶液滴定
等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线 盐酸滴定等浓度
等体积的氢氧化钠溶液、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:
强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:
强碱与强酸(强酸与强碱)反应的突跃点变化范围大于强碱与弱酸(强酸与弱
碱)反应的突跃点变化范围
(2) 强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
41
典 例 精 讲
考点02 水的电离和溶液的pH
【典例02-1】下列说法中错误的是
A.25℃时,向纯水中加入稀氨水,水的电离平衡逆向移动,c(OH-)增大,Kw不变
B.将纯水加热到95℃时,Kw变大,pH不变,水仍呈中性
C.常温下,pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合后溶液的pH<7
D.常温下,pH为5的醋酸和pH为9的NaOH两种溶液中,由水电离的c(H+)之比为1:1
B
42
典 例 精 讲
考点02 水的电离和溶液的pH
【典例02-2】常温下,关于pH=11的氨水溶液,下列说法不正确的是
A.溶液中
B.加水稀释100倍后,溶液的pH=9
C.与等体积pH=3的H2SO4溶液充分混合后,溶液呈碱性
D.此溶液中由水电离出的H+和OH-浓度均为
B
43
典 例 精 讲
考点02 水的电离和溶液的pH
【典例02-3】下列有关仪器的使用方法或实验操作不正确的是
A.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,所测反应后体系的温度值偏小
B.读数时应将滴定管从架上取下,单手捏住管上端无刻度处,使滴定管保持自然垂直
C.酸碱滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶以减小实验误差
D.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测标准液体积偏小
C
44
举 一 反 三
考点02 水的电离和溶液的pH
【演练01】25℃时,水的离子积常数 。下列说法正确的是
A.0.005 mol·L-1H2SO4溶液的pH=2,抑制了水的电离
B.向纯水中加入NaOH固体, ,促进了水的电离
C.0.005 mol·L-1H2SO4溶液与0.01 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,pH=11
D.将100mL pH=5的H2SO4溶液稀释1000倍,pH=8
A
45
举 一 反 三
考点02 水的电离和溶液的pH
【演练02】常温下,将pH=2的两种酸溶液HA、HB和pH=12的MOH溶液各1mL,分别加水稀释到1000mL,其pH变化与溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是
A.HA的酸性强于HB,且HA是强酸
B.若b+c=14,则MOH是弱碱
C.若c=9,则稀释后三种溶液中水的电离程度:MOH>HA>HB
D.若c>9,稀释前MOH和HA混合,溶液显碱性
C
46
举 一 反 三
考点02 水的电离和溶液的pH
【演练03】用标准的盐酸滴定未知浓度的 NaOH 溶液,下列操作不会引起实验误差的是
A.用酚酞作指示剂滴至溶液由红色刚变无色时,立即停止滴定
B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用 NaOH 溶液润洗,最后加入 NaOH 溶液进行滴定
C.用蒸馏水洗净酸式滴定管后,直接装入标准盐酸,调节液面至 0 刻度后,进行滴定
D.用碱式滴定管取 20.00mL NaOH 溶液放入锥形瓶中,加入酚酞,加入适量蒸馏水稀释后进行滴定
D
47
盐类的水解
3
考 点 梳 理
一、盐类的水解及其规律
考点03 盐类的水解
1.盐类水解的概念
在水溶液中,盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解。
2.盐类水解的实质
盐电离→ →破坏了水的电离平衡→水的电离程度增大
→溶液呈碱性、酸性或中性。
3.盐类水解的规律:
49
考 点 梳 理
思维方法
考点03 盐类的水解
(1)“有弱才水解,无弱不水解”——盐中有弱酸阴离子或弱碱阳离子才水解,若没有,则是强酸强碱盐,不发生水解反应。
(2)“越弱越水解”——弱酸阴离子对应的酸越弱,水解程度越大;弱碱阳离子对应的碱越弱,其水解程度越大。如:碳酸的酸性大于次氯酸,则相同浓度的NaHCO3溶液的水解程度小于NaClO溶液。
(3)“都弱都水解”——弱酸弱碱盐电离出的弱酸阴离子和弱碱阳离子都发生水解,且相互促进。
(4)“谁强显谁性”——当盐中的阴离子对应的酸比阳离子对应的碱更容易电离时,水解后盐溶液呈酸性,反之,呈碱性,即强酸弱碱盐显酸性,强碱弱酸盐显碱性。如:碳酸的电离常数Ka1小于NH3·H2O的电离常数Kb,故NH4HCO3溶液显碱性。
(5)“同强显中性”——①强酸强碱盐溶液显中性;②盐中的阳离子对应的碱的电离常数Kb与盐中的阴离子对应的酸的电离常数Ka相等时,盐溶液显中性。如Kb(NH3·H2O)=Ka(CH3COOH),故CH3COONH4溶液显中性。
50
考 点 梳 理
二、盐类水解的影响因素
考点03 盐类的水解
1.内因:
酸或碱越弱,其对应的弱酸根离子或弱碱阳离子的水解程度越大,溶液的碱性或酸性越强。
2.外因:
因素 水解平衡 水解程度 水解产生离子的浓度
温度 升高 右移 增大 增大
浓度 增大 右移 减小 增大
减小(即稀释) 右移 增大 减小
外加酸、碱 酸 弱碱阳离子的水解程度减小
碱 弱酸根离子的水解程度减小
外加其他盐 水解形式相同的盐 相互抑制(如NH4Cl中加FeCl3)
水解形式相反的盐 相互促进[如Al2(SO4)3中加NaHCO3]
51
考 点 梳 理
三、盐的水解常数
考点03 盐类的水解
1.概念
在一定温度下,能水解的盐(强碱弱酸盐、强酸弱碱盐或弱酸弱碱盐)在水溶液中达到水解平衡时,生成的弱酸(或弱碱)浓度和氢氧根离子(或氢离子)浓度次幂之积与溶液中未水解的弱酸根阴离子(或弱碱阳离子)浓度之比是一个常数,该常数叫作水解常数。
c(A-)
c(HA)∙c(OH-)
Kh=
2.表达式
3.意义
Kh表示水解反应趋势的大小,Kh越大,水解趋势越大
4.Kh与Ka、Kb的关系
Kw
Ka
Kh=
强碱
弱酸盐
Kw
Kb
Kh=
强酸
弱碱盐
52
考 点 梳 理
四、盐类水解的应用
考点03 盐类的水解
盐类水解应用常考点
应用 举例
加热促进水解 热的纯碱溶液去污力强
分析盐溶液的酸碱性,并比较酸碱性的强弱 等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3 溶液均显碱性,且碱性:Na2CO3>NaHCO3
判断溶液中离子能否大量共存 Al3+和HCO3(-)因发生相互促进的水解反应而不能大量共存
配制或贮存易水解的盐溶液 配制FeCl3溶液,要向FeCl3溶液中加入适量盐酸
胶体的制备,作净水剂 明矾溶于水生成胶状物氢氧化铝,能吸附水中悬浮的杂质,并形成沉淀使水澄清
化肥的使用 铵态氮肥不宜与草木灰混合使用
53
考 点 梳 理
四、盐类水解的应用
考点03 盐类的水解
54
考 点 梳 理
五、溶液中粒子浓度的变化分析
考点03 盐类的水解
具体内容参见专题06 盐类的水解(考点清单)
55
典 例 精 讲
考点03 盐类的水解
【典例03-1】下列事实与盐类水解无关的是
A.实验室制氢气时加入 CuSO4 可加快反应速率
B.实验室通常使用热的纯碱溶液去除油污
C.CH3COONa 溶液中 c(Na+)>c(CH3COO-)
D.实验室配制 FeCl3 溶液时加入少量稀盐酸
A
56
典 例 精 讲
考点03 盐类的水解
【典例03-2】室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是
A.Na2S溶液:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)
B.CH3COONa 和CaCl2混合溶液:c(Na+)+2c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-)
C.pH=5的NaHSO3溶液:c(Na+)>c(H2SO3)>c(SO32-)>c(H+)>c(OH-)
D.Na2C2O4溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)
B
57
典 例 精 讲
考点03 盐类的水解
【典例03-3】叠氮酸(HN3)是一种弱酸。常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1的HN3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH溶液。测得滴定过程电溶液的pH随V(NaOH)变化如图所示,下列说法正确的是
A.点①溶液中:c(HN3)+c(H+)>c(N3-)+c(OH-)
B.点②溶液中:c(Na+)=c(N3-)+c(HN3)
C.常温下,Ka(HN3)的数量级为10-4
D.点③溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HN3)
D
58
举 一 反 三
考点03 盐类的水解
【演练01】合理利用某些盐能水解的性质,可以解决许多生产、生活中的问题。下列叙述的事实与盐水解的性质无关的是
A.配制FeSO4 溶液时,加入一定量 Fe粉
B.沸水中加入饱和的氯化铁溶液制备Fe(OH)3胶体
C.长期施用铵态氮肥会使土壤酸化
D.热碱水清洗厨房里的油污
A
59
举 一 反 三
考点03 盐类的水解
【演练02】常温下,用0.010mol•L−1NaOH溶液滴定0.010mol•L−1的二元酸H2A溶液,H2A、HA−、A2−的物质的量分数δ(X)随pH变化如图所示:
下列说法错误的是
A.pH=8时有c(HA−)>c(H2A)=c(A2−)>c(H+)
B.H2A的第一步电离平衡常数Ka1=1×10−6
C.HA﹣的水解常数Kh=1×10−10
D.将0.020mol•L−1Na2A溶液和0.010mol•L−1HCl溶液等体积混合,所得溶液的pH约为10
C
60
沉淀溶解平衡
4
考 点 梳 理
一、沉淀溶解平衡的建立
考点04 沉淀溶解平衡
62
考 点 梳 理
二、沉淀溶解平衡的影响因素
考点04 沉淀溶解平衡
内因 难溶电解质本身的性质,即难溶电解质的溶解能力
外因
温度 升温,大多数溶解平衡向溶解方向移动,但Ca(OH)2升温向生成沉淀方向移动
浓度 加水稀释,平衡溶解方向移动
相同离子 加入与难溶电解质含有相同离子的物质,平衡向生成沉淀的方向移动
反应离子 加入能消耗难溶电解质中所含离子的物质,平衡向溶解方向移动
63
考 点 梳 理
三、溶度积常数
考点04 沉淀溶解平衡
概念 难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数,简称溶度积,符号为Ksp
意义 Ksp的大小反映难溶电解质在水中的溶解能力
表达式 AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。
如:Mg(OH)2(s) Mg2++(aq)+2OH-(aq) Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)
影响因素 (1)内因:物质本身的性质。
(2)外因:仅与温度有关,与浓度、压强、催化剂等无关。
应用 定量判断给定条件下有无沉淀生成。
Q:离子积对于AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)任意时刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。
①Q>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
②Q=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于衡状态。
③Q<Ksp,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
64
考 点 梳 理
四、沉淀溶解平衡的应用
考点04 沉淀溶解平衡
1.沉淀的生成
方法 举例 解释
调节pH法 除去CuCl2溶液中的FeCl3,可向溶液中加入CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3] CuO与H+反应,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀
除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至4左右 Fe3+与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀
沉淀剂法 以H2S、Na2S等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子 H2S、Na2S与Cu2+、Hg2+反应生成沉淀
65
考 点 梳 理
四、沉淀溶解平衡的应用
考点04 沉淀溶解平衡
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子,使Q<Ksp,平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
(2)沉淀溶解的方法
酸溶解法 用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
如CaCO3难溶于水,却易溶于盐酸,原因是:CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡为
CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-aq),当加入盐酸后发生反应:CO32-+2H+=H2O+CO2↑,c(CO32-)降低,溶液中CO32-与Ca2+的离子积Q(CaCO3)<Ksp(CaCO3),沉淀溶解平衡向溶解方向移动。
盐溶液溶解法 Mg(OH)2难溶于水,能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3·H2O。
66
考 点 梳 理
四、沉淀溶解平衡的应用
考点04 沉淀溶解平衡
3.沉淀的转化
实质 沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程,其实质是沉淀溶解平衡的移动
条件 两种沉淀的溶解度不同,溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,两者溶解度相差越大转化越容易。
应用 锅炉除水垢
(含有CaSO4) CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2+(aq),反应为CaSO4+
Na2CO3=CaCO3+Na2SO4,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
自然界
中矿物的转化 原生铜的硫化物 CuSO4溶液 铜蓝(CuS),反应为CuSO4+ZnS=CuS+ZnSO4,CuSO4+PbS=CuS+PbSO4
工业废水处理 FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)
67
考 点 梳 理
思维方法
考点04 沉淀溶解平衡
1.沉淀先后顺序的判断
向溶液中加入沉淀剂,当有多种沉淀生成时,哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀的Ksp表达式相同时,Ksp越小,沉淀的溶解度越小),则最先生成该沉淀。
(1)向含等浓度Cl-、Br-、I-的混合液中加入AgNO3溶液,最先生成的沉淀是AgI。
(2)向含等浓度CO32-、OH-、S2-的混合液中加入CuSO4溶液,最先生成的沉淀是CuS。
(3)向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液,生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3,原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。
2.Ksp的大小比较
68
考 点 梳 理
五、沉淀溶解平衡曲线
考点04 沉淀溶解平衡
1.分析方法
第1步:明确图像中纵、横坐标的含义。纵、横坐标
通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第2步:理解图像中线上的点、线外点的含义。
(2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Q>Ksp
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q<Ksp
69
考 点 梳 理
五、沉淀溶解平衡曲线
考点04 沉淀溶解平衡
第3步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断。
(1)溶液在蒸发时,溶质离子浓度的变化有两种情况:
①原溶液不饱和时,离子浓度都增大
②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)对于同一难溶电解质,溶度积常数只与温度有关,与溶液中溶质的离子浓度无关
(3)实现曲线上的点之间的转化需保持温度不变,改变相关微粒的浓度。
70
考 点 梳 理
五、沉淀溶解平衡曲线
考点04 沉淀溶解平衡
2.典型图像
(1)沉淀溶解平衡曲线分析[以BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO42-(aq)为例]
分析图像可知:
①a→c:增大c(SO42-)
②b→c:加入1×10-5mol·L-1Na2SO4溶液(加水不可以)
③d→c:加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
④c→a:增大c(Ba2+)
⑤曲线上方的点表示过饱和溶液;曲线下方的点表示不饱和溶液
71
考 点 梳 理
五、沉淀溶解平衡曲线
考点04 沉淀溶解平衡
(2)沉淀溶解平衡的对数图像(以MnCO3、CaCO3、MgCO3为例)
已知:pM=-lg c(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),p(CO32-)=-lg c(CO32-)。由对数图像分析,可得以下信息:
①横坐标数值越大,c(CO32-)越小
②纵坐标数值越大,c(M)越小
③线上方的点为不饱和溶液
④线上的点为饱和溶液
⑤线下方的点表示过饱和溶液(有沉淀生成)
72
典 例 精 讲
考点04 沉淀溶解平衡
【典例04-1】铬酸钡常用于制颜料、玻璃和陶瓷等。已知:常温下, 。相关溶度积曲线如图所示。下列推断正确的是
A.升温可使c点迁移到b点 B.b点溶度积大于c点
C. D.蒸发d点溶液可迁移到b点
C
73
典 例 精 讲
考点04 沉淀溶解平衡
【典例04-2】某小组同学为了探究碘水与硝酸银的反应,进行如图所示实验。下列说法错误的是
A.黄色沉淀为碘化银,滤液1中加入NaCl溶液是为了除去银离子
B.过程①中加入AgNO3溶液后,溶液的pH变大
C.蓝色褪去可能是因为生成AgI沉淀,使I2和H2O的反应进行完全
D.向滤液2中先加入足量HCl,再加入KI溶液,溶液会立即变蓝
B
74
举 一 反 三
考点04 沉淀溶解平衡
【演练01】
D
75
举 一 反 三
考点04 沉淀溶解平衡
【演练02】常温下,CaF2、BaF2的沉淀溶解曲线如图所示。下列叙述错误的是
已知:CaF2的溶解度小于BaF2,M代表Ba或Ca
A.曲线Ⅰ代表-lgc(Ca2+)与-lgc(F⁻)的关系
B.常温下,
C.M点对应的溶液是 BaF2的过饱和溶液
D. 的平衡
常数 K 为103.1
C
76
$$