内容正文:
第三节 盐类的水解
第4课时 电解质溶液中微粒间关系
溶液中离子浓度大小比较
——电离与水解理论的应用
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
核心素养发展目标
1. 加深对电离理论和水解理论的理解;
2. 掌握溶液中离子浓度大小的比较方法,能分析不同类型的溶液中微粒浓度的大小关系,培养证据推理和模型认知的化学核心素养。;
3. 掌握离子浓度大小比较常考题型的解题思路。
在巴黎奥运会上,NaClO被用于游泳池的消毒。分析NaCIO在溶液中电离、水解情况,我们知道,NaCIO溶液中含有H2O、H+、OH-、Na+、ClO-、HClO等微粒,那么这些微粒浓度之间是否存在大小关系或者等式关系了?
社会责任
1. CH3COONa溶液中的Na+、OH-、CH3COO-、H+四种离子浓度大小有什么关系?
2. 某溶液中只含有NH4+ 、Cl-、OH-、H+四种离子,该溶液的溶质可能有
几种情况?
提示:一种溶质时,只有NH4Cl;
两种溶质时有:①NH4Cl与HCl,
②NH4Cl与NH3·H2O。
提示c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
CH3COONa溶液中存在着下列电离和反应过程:
溶液中微粒浓度的大小比较——单一溶液
证据推理
c(CH3COOH)> c(H+)> c(CH3COO-)> c(OH-)
如:CH3COOH 溶液中,
① 弱电解质电离是微弱的
对于弱酸、弱碱其电离程度小,产生的离子浓度远远小于弱电解质分子的浓度,但远远大于水的电离。
水的电离:
弱电解质电离:
理解两大平衡,树立微弱意识——“电离微弱”
溶液中微粒浓度的大小比较——单一溶液
证据推理
CH3COOH CH3COO- + H + 微弱
H2O H+ + OH- 最微弱
1. 电离理论:
谁的溶液
谁(的粒子)主要
c (NH3 · H2O) c (OH–) c (NH4+) c (H+)
如:NH3 · H2O 溶液中,
一 、单一电解质水溶液中微粒浓度的大小比较:
1. 电离理论:
① 弱电解质电离是微弱的
>
>
>
对于弱酸、弱碱,其电离程度小,产生的离子浓度远远小于弱电解质分子的浓度,但远远大于水的电离。
水的电离:
弱电解质电离:
NH3·H2O ⇌ NH4+ + OH- 比较微弱
H2O ⇌ H+ + OH- 非常微弱
【点拨精讲】 22′
c (H2S) c (H+) c (HS–) c (S2–) c (OH–)
② 多元弱酸电离是分步,主要决定第一步
如:H2S溶液中,
>
>
>
>
多元弱酸电离是分步,第一步电离比第二步程度大,先分析弱酸的多步电离,最后再考虑水的电离。
H2S电离:
H2S ⇌ H+ + HS- 主
HS- ⇌ H+ + S2- 次
水的电离:
H2O ⇌ H+ + OH- 最微弱
理解两大平衡,树立微弱意识——“电离微弱”
溶液中微粒浓度的大小比较——单一溶液
证据推理
谁的溶液
谁(的粒子)主要
① 弱离子由于水解而损耗。
如:KAl(SO4)2 溶液中:c (K+)____c (Al3+)
② 水解是微弱
>
水解程度很小,水解产生的离子或分子浓度远远小于弱离子的浓度。但远远大于水的电离。
如:CH3COONa溶液中:
盐电离:
弱离子水解:
水的电离:
2. 盐类水解理论:
理解两大平衡,树立微弱意识——“水解微弱”
溶液中微粒浓度的大小比较——单一溶液
证据推理
CH3COONa=CH3COO-+Na+
(完全)
(微弱)
(更微弱)
H2O H+ + OH-
CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
c(Na+)> c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
谁的溶液
谁(的粒子)主要
1. 在0.1 mol·L-1NaA溶液中,微粒浓度关系一定正确的是
A. c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-) B. c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
C. c(Na+)=c(A-)+c(HA) D. c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
D
【当堂检测】
③多元弱酸根水解是分步,主要决定第一步
理解两大平衡,树立微弱意识——“水解微弱”
溶液中微粒浓度的大小比较——单一溶液
证据推理
【小结】弱电解质电离及盐类水解产生的粒子浓度一般都很小。
如:Na2CO3 溶液中: c (CO3–) c (HCO3–) c (H2CO3)
> >
电离:
水解:
Na2CO3===2Na++CO32-
H2O H++OH-
CO32- + H2O HCO3-+ OH-(微弱)
HCO3-+ H2O H2CO3 + OH-(更微弱)
C(Na+) > c(CO32-)
> c(OH-) > c(HCO3-)
> c(H+ )
(完全)
一步水解
二步水解
(最微弱)
Na2CO 3溶液中存在的离子:
Na+ 、 CO32- 、 HCO3- 、H+、OH-
谁的溶液
谁(的粒子)主要
A. (NH4)2SO4
c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+) >c(OH-)
B. Na2CO3
c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)
1. 分别写出下列溶液中各离子浓度的大小关系:
【当堂检测】
① 酸式盐溶液呈碱性,说明水解程度比电离程度大。
如:NaHCO3溶液呈碱性:c (OH-)____c (H+)
>
c(Na+) > c(HCO3-) > c(OH-) > c(H2CO3) > c(H+) > c(CO32-)
3. 酸式盐水解,要考虑电离平衡:
理解两大平衡,树立微弱意识——“水解微弱”
溶液中微粒浓度的大小比较——单一溶液
证据推理
NaHCO 3溶液中存在的离子:
弄清原理:
Na+ 、 CO32- 、 HCO3- 、H+、OH-
NaHCO 3 == Na+ + HCO3-
(完全)
电离
(更微弱)
HCO3- CO32- + H+
电离
H2O H++OH-
(最微弱)
电离
HCO3- +H2O H2CO3+OH-
(微弱)
水解
b) 分清主次:
HCO3-水解>电离
谁的溶液
谁(的粒子)主要
如:NaHSO3溶液呈碱性:c (OH-)____c (H+)
盐电离:
弱离子水解:
水的电离:
NaHSO3 = Na+ + HSO3- 完全
HSO3- + H2O ⇌ H2SO3 + OH- 更微弱
H2O ⇌ H+ + OH- 最微弱
<
HSO3- ⇌ SO32- + H+ 微弱
c(Na+) > c(HSO3-) > c(H+) > c(SO32-) > c(OH-) > c(H2SO3)
② 酸式盐溶液呈酸性,说明水解程度比电离程度小。
理解两大平衡,树立微弱意识——“水解微弱”
溶液中微粒浓度的大小比较——单一溶液
证据推理
存在的微粒:Na+、SO32-、HSO3-、H+、OH- H2SO3 、H2O
HSO3-电离>水解
谁的溶液
谁(的粒子)主要
2. 已知草酸是二元弱酸,0.2 mol·L-1NaHC2O4溶液显酸性,关于NaHC2O4溶液中离子浓度关系的叙述不正确的是
A. c(Na+)+c(OH-)>[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)]
B. c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)
C. c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(OH-)
D. c(H+)+c(H2C2O4)=c(C2O42-)+c(OH-)
C
【当堂检测】
【解题归纳】
运用有序思维排列离子浓度大小:
确定溶液组成(溶液中溶质的组成是酸、碱还是盐溶液)→找出思维基点(电离、水解、酸碱性)→分清主次地位(弄清楚电离和水解谁更强一点)→排出大小顺序
归纳总结
(1)溶液中离子浓度大小比较的方法思路
①先确定溶液中的溶质成分及各自物质的量浓度大小。
②写出电离方程式、水解方程式,找出溶液中存在的离子。
③依据电离和水解程度的相对大小,比较离子浓度大小。
①多元弱酸的正盐溶液(如Na2CO3溶液),要分清主次关系。
即盐完全电离,多元弱酸根的第一步水解大于第二步水解。
②多元弱酸的酸式盐溶液,要注意考虑酸式酸根水解程度和电离程度的相对大小。
若酸式酸根的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性;
若水解程度大于电离程度,溶液呈碱性。
(2)特别注意的问题
弱酸(弱碱)溶液中离子浓度大小的一般关系是:
C(显性离子) > C(一级电离离子) > C(二级电离离子) > C(水电离出的另一离子)
一元弱酸(弱碱)盐溶液中离子浓度的一般关系是:
C(不水解离子)>C(水解离子)>C(显性离子)>C(水电离出的另外一种离子)
二元弱酸盐溶液中离子浓度的一般关系是:
C(不水解离子) > C(水解离子) > C(显性离子)> C(二级水解离子) > C(水电离出的另一离子)
例:0.2mol·L-1 醋酸与 0.2 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,在所得溶液中( )
A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
D.c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
A
(1)两种物质恰好完全反应生成盐——等同于单一盐溶液
切入点:分析混合后溶液中的溶质是什么?
溶液中微粒浓度的大小比较——混合溶液
证据推理
例:将0.4 mol/LNH4Cl溶液和0.2 mol/LNaOH溶液等体积混合后溶液显碱性,下列微粒的物质的量关系正确的是( )
A.c(NH4+)=c(Na+)=c(OH-)>c(NH3·H2O)
B.c(NH4+)=c(Na+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
C.c(NH4+)>c(Na+)>c(OH-)>c(NH3·H2O)
D.c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
D
分析混合溶液成分,确定电离/水解主次,同时注意混合后溶液体积变化
(2)两种物质反应,其中一种有剩余
可以看作是NH4Cl、NH3·H2O、NaCl等浓度的混合物
切入点:分析混合后溶液中的溶质是什么?
溶液中微粒浓度的大小比较——混合溶液
证据推理
例1:0.2mol·L-1 醋酸与 0.2 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,反应后溶液中各微粒浓度关系错误的是( )
A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
D.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.2mol/L
D
水解理论
物料守恒
电荷守恒
物料守恒
2.混合溶液中离子浓度大小的比较
CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O
Na+、CH3COO-、H+、OH-
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
NaOH+NH4Cl==NaCl+NH3.H2O
c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)
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21
例1:0.1 mol·L-1 的氨水与0.1 mol·L-1的硫酸等体积混合。
①混合液中溶质为__________,其浓度为____ mol·L-1。
②溶液中含有的粒子有______________________________________。
③写出上述溶液中离子浓度由大到小的顺序:______________________________。
NH4HSO4
0.05
例2:0.1 mol·L-1 CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合。
①混合液中溶质为_________________。
②溶液中含有的粒子有____________________________________________________。
③溶液中粒子(水分子除外)浓度由大到小的顺序:
______________________________________________________。
例3:0.2 mol·L-1 NH4Cl与0.1 mol·L-1 NaOH等体积混合,混合液中的溶质为NH4Cl、NH3·H2O、NaCl,三者的物质的量浓度_____,溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________________________________。
CH3COOH、NaCl
CH3COOH、H2O、Na+、Cl-、CH3COO-、
H+、OH-
c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
相等
1.若溶液混合不发生反应,根据电离常数(Ka、Kb)、水解常数(Kh)的相对大小综合分析
(1)分子的电离常数(Ka)大于对应离子的水解常数(Kh)
例:物质的量浓度均为0.1 mol·L-1 的NH4Cl与NH3·H2O的混合溶液中存在:NH3·H2O的电离:NH3·H2O⇌NH4++OH-(主要)
NH4+的水解:NH4++H2O⇌NH3·H2O+H+(次要)
因为电离程度>水解程度,故混合溶液呈碱性。
切入点:分析混合后溶液中的溶质是什么?
溶液中微粒浓度的大小比较——混合溶液
证据推理
【当堂检测】
2. 浓度都为0.1mol/L的NaCN和HCN组成的溶液呈碱性,则该溶液中离子浓度大小的关系是______________________________________。
c(Na+)>c(CN-)>c(OH- )>c(H+)
1.若溶液混合不发生反应,根据电离常数(Ka、Kb)、水解常数(Kh)的
相对大小综合分析
(2)分子的电离常数(Ka)小于对应离子的水解常数(Kh)
例:物质的量浓度均为0.1 mol·L-1 的的NaCN和HCN的混合溶液中存在:CN-的水解:CN-+H2O⇌HCN+OH-(主要)
HCN的电离:HCN⇌H++CN-(次要)
因为水解程度>电离程度,故混合溶液呈碱性。
c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
切入点:分析混合后溶液中的溶质是什么?
溶液中微粒浓度的大小比较——混合溶液
证据推理
3. 25℃时,在10mL浓度为 0.1mol/L HCl 溶液中滴加相同浓度的氨水至溶液呈中性,下列说法不正确的是
A . c(Cl-) = c(NH4+)
B . c(NH4+) + c(NH3·H2O) = c(Cl-)
C. 加入氨水的体积:V(氨水)> 10mL
D. c(Cl-) · c(H+) = Kb(NH3·H2O) · c(NH3·H2O)
B
3. 现有0.4 mol·L-1HA溶液和0.2 mol·L-1NaOH溶液等体积混合组成的混合溶液。下列有关推断正确的是
A. 若HA的电离能力大于A-的水解能力,则有
c(Na+)>c(A-)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
B. 若A-的水解能力大于HA的电离能力,则有
c(A-)>c(HA)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C. 无论该溶液呈酸性还是碱性,都有
c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
D. 无论该溶液呈酸性还是碱性,都有
c(Na+)=c(A-)+c(HA)
C
28
4. 常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 点①所示溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
B. 点②所示溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(OH-)
C. 点③所示溶液中:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
D. 滴定过程中可能出现:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
D
1. 两大理论:电离、水解
2. 溶液中离子浓度大小比较解题基本思路
【课堂小结】
考虑电离
考虑水解
考虑电离
按盐溶液考虑
电解质溶液
单一溶液
混合溶液
酸或碱溶液
盐溶液
不反应
反应
不过量
过量
生成酸或碱
生成盐
正盐溶液
酸式盐溶液
考虑水解与电离
(分清主次)
考虑水解与电离(分清主次)
(分清主次)
根据过量情况考虑电离或水解
总结
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31
思维构建
Na+、Cl-、NHeq \o\al(+,4)、OH-、H+
(1)物质的量浓度相同的NaOH、CH3COOH溶液等体积混合反应的化学方程式: ;
溶液中存在的离子有 ;
其浓度由大到小的顺序是 。
(2)物质的量浓度相同的NaOH溶液、NH4Cl溶液等体积混合反应的化学方程式: ;
溶液中存在的离子有 ;
其浓度由大到小的顺序是 。
c(H+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)
NH3·H2O、H2O、H+、OH-、NH、SO
c(Cl-)>c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
溶液中各离子浓度的大小顺序为_____________________________。
c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
溶液中各离子浓度的大小顺序为_____________________________。
$$