专题六 水溶液中的离子平衡-【步步高·考前三个月】2025年高考化学复习讲义课件（广东专用）（课件PPT+word教案）

一、对比剖析三大平衡 平衡类型 电离平衡(以CH3COOHCH3COO-+H+为例) 水解平衡(以CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-为例) 沉淀溶解平衡[以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)为例] 研究对象 弱电解质溶液 能水解的盐溶液 难溶电解质 影 响 因 素 升温 促进电离 Ka增大 促进水解 Kh增大 若难溶物的溶解度与温度成正比，促进溶解；反之，则抑制溶解 若难溶物的溶解度与温度成正比，Ksp增大；反之，则Ksp减小 加水 促进电离 Ka不变 促进水解 Kh不变 促进溶解 Ksp不变 加入相应离子(或物质) 加入CH3COONa或HCl，抑制电离 Ka不变 加入CH3COOH或NaOH，抑制水解 Kh不变 加入AgNO3或NaCl，抑制溶解 Ksp不变 加入反应离子(或物质) 加入OH-，促进电离 Ka不变 加入H+，促进水解 Kh不变 加入氨水，促进溶解 Ksp不变 二、溶液中粒子浓度大小比较 1.单一溶液 (1)Na2S溶液 水解方程式：______________________________________________________________； 离子浓度大小关系：________________________________________________________； 电荷守恒：________________________________________________________________； 元素守恒：________________________________________________________________； 质子守恒：________________________________________________________________。 答案　S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH- c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+) c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-) c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)] c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S) (2)NaHS溶液 水解方程式：______________________________________________________________； 离子浓度大小关系：________________________________________________________； 电荷守恒：________________________________________________________________； 元素守恒：________________________________________________________________； 质子守恒：________________________________________________________________。 答案　HS-+H2OH2S+OH- c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)>c(S2-) c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-) c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S) c(OH-)+c(S2-)=c(H+)+c(H2S) 解析　NaHS既能发生水解又能发生电离，水溶液呈碱性：HS-+H2OH2S+OH-(主要)；HS-H++S2-(次要)。 2.混合溶液 (1)等物质的量浓度、等体积的CH3COOH、CH3COONa混合溶液 水解方程式：______________________________________________________________； 离子浓度大小关系：________________________________________________________； 电荷守恒：________________________________________________________________； 元素守恒：________________________________________________________________； 质子守恒：________________________________________________________________。 答案　CH3COO-+H2OCH3COOH+OH- c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) 2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH) c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+) 解析　CH3COOHCH3COO-+H+(主要)，CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-(次要)，水溶液呈酸性。 (2)CH3COOH、CH3COONa混合溶液呈中性 离子浓度大小关系：________________________________________________________； 电荷守恒：________________________________________________________________； 元素守恒：________________________________________________________________。 答案　c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-) c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) c(Na+)=c(CH3COO-) 解析　CH3COOHCH3COO-+H+ CH3COO-+H2OCH3COOH+OH- 若溶液呈中性，则电离和水解相互抵消。 (3)常温下pH=2的CH3COOH与pH=12的NaOH等体积混合的溶液 离子浓度大小关系：_________________________________________________________； 电荷守恒：________________________________________________________________。 答案　c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)　c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) 解析　由于CH3COOH是弱酸，所以当完全反应后，CH3COOH仍过量许多，溶液呈酸性。 三、电解质溶液的曲线类型与分析思路 1.弱酸、弱碱溶液的稀释 图像 理解与分析 HXH+ + X- Ka=≈≈ c(H+)≈c(X-)≈，α≈×100% 酸性：HA>HB，c(HA)<c(HB) 用a、b两点处所示溶液中和等物质的量的NaOH，消耗HA与HB的体积：V(HA)>V(HB) Lg =0代表没稀释；lg =1代表稀释10倍 2 MOH为强碱、ROH为弱碱 ②lg =0时，c(ROH)>c(MOH) 3 水的电离程度：a>b 2.中和反应过程中粒子浓度变化 (1)一元弱酸(弱碱) (以常温下，用0.1 mol·L-1 NaOH溶液中和20 mL 0.1 mol·L-1弱酸HX为例) 图像 理解与分析 滴定曲线： 0点：HX溶液 c(HX)>c(H+)>c(X-)>c(OH-) ①点：c(HX)∶c(NaX)=1∶1 c(X-)>c(Na+)>c(HX)>c(H+)>c(OH-) ②点：pH=7 c(Na+)=c(X-)>c(HX)>c(H+)=c(OH-) ③点：NaX溶液 c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(HX)>c(H+) 对数曲线： Ka(HX)= A点：c(X-)=c(HX) 则：Ka(HX)=c(H+)，pKa(HX)=pH 分布系数曲线： W点，δ(X-)=δ(HX) Ka(HX)==c(H+) pKa(HX)=pH 此时，c(HX)∶c(NaX)≠ 1∶1 (2)二元弱酸(弱碱) (以常温下，用某浓度NaOH溶液中和10 mL同浓度弱酸H2X为例) 图像 理解与分析 滴定曲线(两个突跃点)： 平衡常数表达式： Ka1(H2X)=，Ka2(HX)= Ka1·Ka2=· 由W点计算Ka1=10-2.3 由M点计算Ka2=10-9.7 分布系数曲线： Ⅰ.曲线①代表H2X，曲线②代表HX-，曲线③代表X2- Ⅱ.根据W点，得Ka1=10-a，pKa1=a 根据M点，得Ka2=10-b，pKa2=b Q点：c=，对应的c(HX-)最大 Ⅲ.当pH<a时，c(H2X)>c(HX-)>c(X2-) a<pH<c时，c(HX-)>c(H2X)>c(X2-) c<pH<b时，c(HX-)>c(X2-)>c(H2X) pH>b时，c(X2-)>c(HX-)>c(H2X) 对数曲线： pH=lg-lg[Ka1(H2X)] pH=lg- lg[Ka2(H2X)] 3.沉淀溶解平衡曲线 图像 理解与分析 (1)a→c，曲线上变化，增大c(S) (2)b→c，加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不行，忽略溶液的体积变化) (3)d→c，加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化) (4)c→a，曲线上变化，增大c(Ba2+) (5)曲线上方的点表示有沉淀生成；曲线下方的点表示不饱和溶液 (6)不同曲线(T1、T2)之间变化仅能通过改变温度实现 已知：pM=-lg c(M)(M：Mg2+、Ca2+、Mn2+)，p(C)=-lg c(C) (1)横坐标数值越大，c(C)越小 (2)纵坐标数值越大，c(M)越小 (3)直线上方的点为不饱和溶液 (4)直线上的点为饱和溶液 (5)直线下方的点表示有沉淀生成 四、液相平衡体系的分析与平衡常数计算 例　(2024·大湾区二模)催化剂形貌的优化会影响生产效率。Ag3PO4可作烟气脱硝工艺的固相催化剂。 已知：ⅰ.常温下，AgOH极不稳定，易分解为难溶于水的Ag2O固体；Ksp(Ag3PO4)=1.4×10-16；Ksp(AgOH)=2.0×10-8。 ⅱ.一般情况，析晶速率越快，晶粒尺寸越小。 (1)基态P原子的核外电子有　　　　　种空间运动状态，Ag、P、O元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　。  (2)某研究组调控反应条件控制Ag3PO4晶体形貌。 ①常温下，向银氨溶液中逐滴加入Na2HPO4溶液制得Ag3PO4晶体，完善该反应的离子方程式：　　+HP+OH-+5H2O===　　+Ag3PO4↓。  ②在不同pH条件下，向Na2HPO4溶液中加入AgNO3溶液制得磷酸银收率如图所示。样品A的晶粒较小，请从平衡移动与速率的角度解释原因：______________________________________________________。  ③下列有关说法正确的是　　　　(填字母)。  A.样品A中Ag2O杂质含量最高 B.可加入盐酸调控体系的pH制得不同样品 C.向Na2HPO4溶液中加入少量AgNO3溶液时，溶液中减小 D.向AgNO3溶液中加入Na2HPO4溶液得到晶粒尺寸与上述样品相同 (3)研究组发现：H3PO4溶液与0.2 mol·L-1 AgNO3溶液等体积混合也能制得Ag3PO4。 ①刚开始生成Ag3PO4沉淀时，溶液中的c(P)=　　　　　。  ②常温下溶液中含磷物种的分布系数δ(X)、-lg 或-lg 与pH的关系如图所示，则磷酸的一级电离平衡常数Ka1=　　　　。  ③体系中c(H+)由H3PO4第一步电离决定，可表示为c(H+)=，当生成Ag3PO4沉淀时，计算溶液中c(H+)的最小值(写出计算过程)。 答案　(1)9　O>P>Ag　(2)①3[Ag(NH3)2]+　6NH3·H2O　②pH越大，氢氧根离子浓度越大，HPH++P平衡正移，磷酸根离子浓度越大，加入硝酸银溶液生成Ag3PO4的速率越快，晶粒越小　③AC　(3)①1.4×10-13 mol·L-1　②10-2.1　③体系中c(H+)由H3PO4第一步电离决定，则c(H+)≈c(H2P)，故Ka2=≈c(HP)， 由图可知Ka2=10-7.2，Ka3=10-12.3， 故c(H+)= mol·L-1≈7.1×10-7.5 mol·L-1 解析　(1)P为15号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，则其核外电子的空间运动状态有1+1+3+1+3=9种；元素的非金属性越强，其电负性越大，由于非金属性：O>P>Ag，故电负性：O>P>Ag。(2)③pH增大，氢氧根离子浓度增大，此时生成的氢氧化银不稳定易生成Ag2O，故样品A中Ag2O杂质含量最高，A正确；加入盐酸，含有氯离子，会生成氯化银沉淀，则不能用盐酸调控体系的pH，B错误；HPH++P，Ka(HP)=，加入硝酸银后会生成磷酸银，使电离平衡正向移动，此时氢离子浓度增大，温度不变，Ka(HP)不变，则减小，C正确。(3)①H3PO4溶液与0.2 mol·L-1 AgNO3溶液等体积混合，溶液中c(Ag+)=0.1 mol·L-1，由于Ksp(Ag3PO4)=1.4×10-16，则刚开始生成Ag3PO4沉淀时，溶液中的c(P)= mol·L-1=1.4×10-13 mol·L-1。②H3PO4的一级电离常数大于二级电离常数，则当氢离子浓度相同时较大，而较小，则-lg较大，故b代表-lg 与pH的关系，根据图示可知，当pH=4.1时，-lg =2，则Ka1==10-2.1。 1.(2024·广州高三模拟)吡啶(C5H5N)是一种有机弱碱，可与盐酸反应生成盐酸盐(C5H5NHCl)。下列关于0.01 mol·L-1 C5H5NHCl水溶液的叙述正确的是(　　) A.水溶液的pH=2 B.加水稀释，pH降低 C.水溶液中：c(Cl-)=c(C5H5NH+)+c(H+) D.水溶液中：c(Cl-)>c(C5H5NH+)>c(H+) 答案　D 解析　吡啶(C5H5N)是一种有机弱碱，其对应的盐酸盐溶液显酸性，但水解是微弱的，所以0.01 mol·L-1 C5H5NHCl水溶液的pH>2，加水稀释，C5H5NHCl溶液酸性减弱，pH升高，A、B错误；C5H5NHCl水溶液中存在电荷守恒，表达式为c(OH-)+c(Cl-)=c(C5H5NH+)+c(H+)，C错误；C5H5NHCl水溶液中主要存在Cl-和C5H5NH+，C5H5NH+会发生水解使得溶液显酸性，故c(Cl-)>c(C5H5NH+)>c(H+)>c(OH-)，D正确。 2.(2024·广州模拟)溶液中NH3能与很多金属阳离子形成配合物，配合物稳定常数Kf可以用来描述配体与配离子之间相互作用的强度，其定义如下(M代表中心金属原子或金属离子，L代表配体，n代表配体数量)： M+nLMLn　Kf (1)银氨溶液中，Kf=　　　　　　　　(填表达式)。  (2)通过计算说明0.05 mol AgCl能否完全溶解于体积为1 L、浓度为2 mol·L-1的氨水中： ______________________________________________________________________________________。  (已知：Ksp=1.8×10-10，Kf=1.6×107，忽略NH3·H2O的电离) 答案　(1)　(2)AgCl溶于氨水的离子方程式：AgCl+2NH3+Cl-；该沉淀溶解反应的平衡常数K==Ksp×Kf≈2.9×10-3。假设0.05 mol AgCl已经完全溶解于体积为1 L、浓度为2 mol·L-1的氨水中，上述反应的Q=≈6.9×10-4<K，故上述反应的化学平衡不会逆向移动产生沉淀，因此0.05 mol AgCl会完全溶解 3.(2024·佛山高三质量检测)甲酸可与其他有机酸混合作清洗剂，研究混合酸中的微粒数量关系有意义。 25 ℃时，相同浓度甲酸、丙酸及某羧酸R1COOH的水溶液中，酸分子的分布随pH变化曲线如图所示。 (1)往HCOOH和C2H5COOH的混合溶液中加入NaOH至pH=7，c　　　　　(填“>”“=”或“<”)c。  (2)酸性强弱判断：HCOOH　　　　　(填“>”“=”或“<”)C2H5COOH，依据物质结构分析原因为________________________________________________________________。  (3)将等物质的量浓度等体积的HCOOH和R1COONa混合充分，发生的反应为HCOOH+R1COO-R1COOH+HCOO-，求平衡时HCOOH的转化率　　　　　。  答案　(1)=　(2)>　HCOOH和C2H5COOH均为一元有机酸，HCOOH中氢原子对羧基中氢原子的束缚能力小于C2H5COOH中乙基对羧基中氢原子的束缚能力　(3)90.1 解析　(1)由于HCOOH能与NaOH反应生成HCOONa， C2H5COOH不与NaOH反应， pH=7，说明c=c，由电荷守恒得c+c=c+c，则c=c。(2)HCOOH和C2H5COOH均为一元有机酸，HCOOH中氢原子对羧基中氢原子的束缚能力小于C2H5COOH中乙基对羧基中氢原子的束缚能力，故HCOOH比C2H5COOH更容易电离，故酸性：HCOOH>C2H5COOH。(3)由图知，HCOOH的电离平衡常数为Ka=，结合图中HCOOH酸分子的分布随pH变化曲线可知，Ka=10-3.75，同理可得某羧酸R1COOH的电离平衡常数Ka2=10-5.75，则HCOOH+R1COO-R1COOH+HCOO-的平衡常数K==102，设HCOOH和R1COONa的起始浓度为1 mol·L-1，HCOOH的转化率为x，由三段式为 HCOOH+R1COO-R1COOH+HCOO- 起始浓度　　　1　　　　1　　　　0　　　　0 变化浓度　　　x　　　　x　　　　x　　　　x 平衡浓度　　　1-x　　　1-x　　　x　　　　x， K==102，解x=×100%=90.1%。 4.(2024·广州高三质量检测)SO2会对环境和人体健康带来危害，Fe3+可用于除去烟气中的SO2。但Fe3+会与溶液中的Cl-形成配合物，影响SO2的去除效率。溶液中Fe3+及其与Cl-形成的微粒的浓度分数α随lg c(Cl-)变化的关系如图所示。 (1)由图可知，某盐酸酸化的FeCl3溶液中c(Cl-)=3 mol·L-1，继续通入少量HCl，主要发生反应的离子方程式为 　 (已知：lg 3≈0.5)。 (2)下列关于图中M点溶液说法正确的是　　　　　(填字母)。  A.加入少量NaCl固体，平衡时c(Cl-)不变 B.加入少量NaCl固体，平衡时减小 C.加入少量NaOH溶液，平衡时不变 D.加入少量水稀释，平衡时溶液中离子总数减小 (3)当c(Cl-)<0.1 mol·L-1时，FeCl3、的浓度很小，可以忽略不计，溶液中主要存在下列两个平衡：Fe3++Cl-FeCl2+，FeCl2++Cl-。已知M点Fe3+起始浓度c0(Fe3+)=a mol·L-1，Cl-起始浓度c0(Cl-)=b mol·L-1。平衡时，c(Fe3+)=x mol·L-1，c(FeCl2+)=y mol·L-1，c()=z mol·L-1，则x、y、z之间的关系式为　　　　　=a；计算M点c(Cl-)=　　　　　mol·L-1(用含a、b的代数式表示)。  答案　(1) +Cl-FeCl3　(2)BC　(3)x+y+z　b-a 解析　(1)由图可知，c(Cl-)=3 mol·L-1或lg c(Cl-)=0.5时继续通入少量HCl，α()减少，α(FeCl3)增大，即发生的反应为+Cl-FeCl3。(2)M点溶液中存在平衡Fe3++Cl-FeCl2+、FeCl2++Cl-，加入少量NaCl固体时平衡正向移动，但c(Cl-)增大，故A错误；反应FeCl2++Cl-的平衡常数K2=，加入少量NaCl固体时c(Cl-)增大，则平衡时减小，故B正确；反应Fe3++2Cl-的平衡常数K=，K与溶液的酸碱性无关，即温度不变，加入少量NaOH溶液，平衡时比值不变，故C正确；加入少量水稀释时平衡逆向移动，溶液中离子总数增大，故D错误。(3)根据Fe原子守恒可得x+y+z=a；M点时c(Fe3+)=c()，若c(Cl-)=c mol·L-1，c(Fe3+)=c()=d mol·L-1，c(FeCl2+)=e mol·L-1，根据Fe、Cl原子守恒可得2d+e=a，c+2d+e=b，则c=b-a，即M点c(Cl-)=(b-a) mol·L-1。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 考前必备 专题六　水溶液中的 离子平衡 一、对比剖析三大平衡 二、溶液中粒子浓度大小比较 内容索引 三、电解质溶液的曲线类型与分析思路 四、液相平衡体系的分析与平衡常数计算 一、对比剖析三大平衡 PART ONE 平衡类型 电离平衡(以CH3COOH CH3COO-+H+为例) 水解平衡(以CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-为例) 沉淀溶解平衡[以AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)为例] 研究对象 弱电解质溶液 能水解的盐溶液 难溶电解质 影 响 因 素 升温 促进电离 Ka增大 促进水解 Kh增大 若难溶物的溶解度与温度成正比，促进溶解；反之，则抑制溶解 若难溶物的溶解度与温度成正比，Ksp增大；反之，则Ksp 减小 加水 促进电离 Ka不变 促进水解 Kh不变 促进溶解 Ksp不变 平衡类型 电离平衡(以CH3COOH CH3COO-+H+为例) 水解平衡(以CH3COO-+H2O CH3COOH+ OH-为例) 沉淀溶解平衡[以AgCl(s) Ag+(aq)+ Cl-(aq)为例] 影 响 因 素 加入相应离子 (或物质) 加入CH3COONa或HCl，抑制 电离 Ka不变 加入CH3COOH或NaOH，抑制水解 Kh不变 加入AgNO3或NaCl，抑制溶解 Ksp不变 加入反应离子 (或物质) 加入OH-，促进电离 Ka不变 加入H+，促进水解 Kh不变 加入氨水，促进溶解 Ksp不变 二、溶液中粒子浓度大小比较 PART TWO 1.单一溶液 (1)Na2S溶液 水解方程式：________________________________________； 离子浓度大小关系：_______________________________； 电荷守恒：________________________________； 元素守恒：____________________________； 质子守恒：____________________________。 S2-+H2O HS-+OH-、HS-+H2O H2S+OH- c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+) c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-) c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)] c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S) (2)NaHS溶液 水解方程式：____________________； 离子浓度大小关系：_______________________________； 电荷守恒：________________________________； 元素守恒：_________________________； 质子守恒：_________________________。 HS-+H2O H2S+OH- c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)>c(S2-) c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-) c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S) c(OH-)+c(S2-)=c(H+)+c(H2S) NaHS既能发生水解又能发生电离，水溶液呈碱性：HS-+H2O H2S +OH-(主要)；HS- H++S2-(次要)。 2.混合溶液 (1)等物质的量浓度、等体积的CH3COOH、CH3COONa混合溶液 水解方程式：________________________________； 离子浓度大小关系：_______________________________； 电荷守恒：______________________________； 元素守恒：_______________________________； 质子守恒：_______________________________________。 CH3COO-+H2O CH3COOH+OH- c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) 2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH) c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+) CH3COOH CH3COO-+H+(主要)，CH3COO-+H2O CH3COOH+OH- (次要)，水溶液呈酸性。 (2)CH3COOH、CH3COONa混合溶液呈中性 离子浓度大小关系：_______________________________； 电荷守恒：______________________________； 元素守恒：__________________。 c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-) c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) c(Na+)=c(CH3COO-) CH3COOH CH3COO-+H+ CH3COO-+H2O CH3COOH+OH- 若溶液呈中性，则电离和水解相互抵消。 (3)常温下pH=2的CH3COOH与pH=12的NaOH等体积混合的溶液 离子浓度大小关系：_______________________________； 电荷守恒：_______________________________。 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) 由于CH3COOH是弱酸，所以当完全反应后，CH3COOH仍过量许多，溶液呈酸性。 图像 理解与分析   HX H+ + X- Ka=≈≈ c(H+)≈c(X-)≈，α≈×100% 酸性：HA HB，c(HA) c(HB) 用a、b两点处所示溶液中和等物质的量的NaOH，消耗HA与HB的体积：V(HA) V(HB) 三、电解质溶液的曲线类型与分析思路 PART THREE 1.弱酸、弱碱溶液的稀释 > < > 图像 理解与分析   lg =0代表没稀释；lg =1代表稀释10倍 ①MOH为强碱、ROH为弱碱 ②lg =0时，c(ROH)>c(MOH) ③水的电离程度：a>b 2.中和反应过程中粒子浓度变化 (1)一元弱酸(弱碱) (以常温下，用0.1 mol·L-1 NaOH溶液中和20 mL 0.1 mol·L-1弱酸HX为例) 图像 理解与分析 滴定曲线：   0点：HX溶液 c(HX)>c(H+)>c(X-)>c(OH-) ①点：c(HX)∶c(NaX)=1∶1 c(X-)>c(Na+)>c(HX)>c(H+)>c(OH-) ②点：pH=7 c(Na+)=c(X-)>c(HX)>c(H+)=c(OH-) ③点：NaX溶液 c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(HX)>c(H+) 图像 理解与分析 对数曲线：   Ka(HX)= A点：c(X-)=c(HX) 则：Ka(HX)=c(H+)，pKa(HX)=pH 图像 理解与分析 分布系数曲线： W点，δ(X-)=δ(HX) Ka(HX)==c(H+) pKa(HX)=pH 此时，c(HX)∶c(NaX)≠ 1∶1 (2)二元弱酸(弱碱) (以常温下，用某浓度NaOH溶液中和10 mL同浓度弱酸H2X为例) 图像 理解与分析 滴定曲线(两个突跃点)：   平衡常数表达式： Ka1(H2X)=，Ka2(HX)= Ka1·Ka2=· 由W点计算Ka1=10-2.3 由M点计算Ka2=10-9.7 图像 理解与分析 分布系数曲线：   Ⅰ.曲线①代表H2X，曲线②代表HX-，曲线③代表X2- Ⅱ.根据W点，得Ka1= ，pKa1=a 根据M点，得Ka2= ，pKa2=b Q点：c=，对应的c(HX-)最大 Ⅲ.当pH<a时，c(H2X)>c(HX-)>c(X2-) a<pH<c时，c(HX-)>c(H2X)>c(X2-) c<pH<b时，c(HX-)>c(X2-)>c(H2X) pH>b时，c(X2-)>c(HX-)>c(H2X) 10-a 10-b 图像 理解与分析 对数曲线：   pH=lg-lg[Ka1(H2X)] pH=lg- lg[Ka2(H2X)] 3.沉淀溶解平衡曲线 图像 理解与分析   (1)a→c，曲线上变化，增大c(S) (2)b→c，加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液 (加水不行，忽略溶液的体积变化) (3)d→c，加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化) (4)c→a，曲线上变化，增大c(Ba2+) (5)曲线上方的点表示有沉淀生成；曲线下方的点表示不饱和溶液 (6)不同曲线(T1、T2)之间变化仅能通过改变温度实现 图像 理解与分析   已知：pM=-lg c(M)(M：Mg2+、Ca2+、Mn2+)，p(C)=-lg c(C) (1)横坐标数值越大，c(C)越小 (2)纵坐标数值越大，c(M)越小 (3)直线上方的点为不饱和溶液 (4)直线上的点为饱和溶液 (5)直线下方的点表示有沉淀生成 四、液相平衡体系的分析与平衡常数计算 PART FOUR 例　(2024·大湾区二模)催化剂形貌的优化会影响生产效率。Ag3PO4可作烟气脱硝工艺的固相催化剂。 已知：ⅰ.常温下，AgOH极不稳定，易分解为难溶于水的Ag2O固体；Ksp(Ag3PO4)=1.4×10-16；Ksp(AgOH)=2.0×10-8。 ⅱ.一般情况，析晶速率越快，晶粒尺寸越小。 (1)基态P原子的核外电子有　　　种空间运动状态，Ag、P、O元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　。  9 O>P>Ag P为15号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，则其核外电子的空间运动状态有1+1+3+1+3=9种；元素的非金属性越强，其电负性越大，由于非金属性：O>P>Ag，故电负性：O>P>Ag。 (2)某研究组调控反应条件控制Ag3PO4晶体形貌。 ①常温下，向银氨溶液中逐滴加入Na2HPO4溶液制得Ag3PO4晶体，完善该反应的离子方程式：　 　+HP+OH-+5H2O===___________ +Ag3PO4↓。  ②在不同pH条件下，向Na2HPO4溶液中加入 AgNO3溶液制得磷酸银收率如图所示。样品 A的晶粒较小，请从平衡移动与速率的角度 解释原因：___________________________ ____________________________________________________________________________________________。  3[Ag(NH3)2]+ 6NH3·H2O pH越大，氢氧根离子浓度越大， HP H++P平衡正移，磷酸根离子浓度越大，加入硝酸银溶液生成Ag3PO4的速率越快，晶粒越小 ③下列有关说法正确的是　　　(填字母)。  A.样品A中Ag2O杂质含量最高 B.可加入盐酸调控体系的pH制得不同样品 C.向Na2HPO4溶液中加入少量AgNO3溶液时，溶液中减小 D.向AgNO3溶液中加入Na2HPO4溶液得到晶粒尺寸与上述样品相同 AC pH增大，氢氧根离子浓度增大，此时生成的氢氧化银不稳定易生成Ag2O，故样品A中Ag2O杂质含量最高，A正确； 加入盐酸，含有氯离子，会生成氯化银沉淀，则不能用盐酸调控体系的pH，B错误； HP H++P，Ka(HP)=，加入硝酸银后会生成 磷酸银，使电离平衡正向移动，此时氢离子浓度增大，温度不变，Ka(HP减小，C正确。 (3)研究组发现：H3PO4溶液与0.2 mol·L-1 AgNO3溶液等体积混合也能制得Ag3PO4。 ①刚开始生成Ag3PO4沉淀时，溶液中的c(P)=　　　 　　。  1.4×10-13 mol·L-1 H3PO4溶液与0.2 mol·L-1 AgNO3溶液等体积混合，溶液中c(Ag+)=0.1 mol· L-1，由于Ksp(Ag3PO4)=1.4×10-16，则刚开始生成Ag3PO4沉淀时，溶液 中的c(P)= mol·L-1=1.4×10-13 mol·L-1。 ②常温下溶液中含磷物种的分布系数δ(X)、-lg 或-lg 与pH的关系如图所示，则磷酸的一级电离平衡常数Ka1=　　　　。  10-2.1 H3PO4的一级电离常数大于二级电离常数，则当氢离子浓度相同时较小，则-lg较大，故b代表-lg 与pH的关系，根据图示可 知，当pH=4.1时，-lg =2，则Ka1==10-2.1。 ③体系中c(H+)由H3PO4第一步电离决定，可表示为c(H+)=，当生成Ag3PO4沉淀时，计算溶液中c(H+)的最小值(写出计算过程)。 答案　体系中c(H+)由H3PO4第一步电离决 定，则c(H+)≈c(H2P)，故Ka2=≈c(HP)， 由图可知Ka2=10-7.2，Ka3=10-12.3， 故c(H+)= mol·L-1≈7.1×10-7.5 mol·L-1 1.(2024·广州高三模拟)吡啶(C5H5N)是一种有机弱碱，可与盐酸反应生成盐酸盐(C5H5NHCl)。下列关于0.01 mol·L-1 C5H5NHCl水溶液的叙述正确的是 A.水溶液的pH=2 B.加水稀释，pH降低 C.水溶液中：c(Cl-)=c(C5H5NH+)+c(H+) D.水溶液中：c(Cl-)>c(C5H5NH+)>c(H+) 自我检测 √ 吡啶(C5H5N)是一种有机弱碱，其对应的盐酸盐溶液显酸性，但水解是微弱的，所以0.01 mol·L-1 C5H5NHCl水溶液的pH>2，加水稀释，C5H5NHCl溶液酸性减弱，pH升高，A、B错误； C5H5NHCl水溶液中存在电荷守恒，表达式为c(OH-)+c(Cl-)=c(C5H5NH+) +c(H+)，C错误； C5H5NHCl水溶液中主要存在Cl-和C5H5NH+，C5H5NH+会发生水解使得溶液显酸性，故c(Cl-)>c(C5H5NH+)>c(H+)>c(OH-)，D正确。 2.(2024·广州模拟)溶液中NH3能与很多金属阳离子形成配合物，配合物稳定常数Kf可以用来描述配体与配离子之间相互作用的强度，其定义如下(M代表中心金属原子或金属离子，L代表配体，n代表配体数量)： M+nL MLn　Kf (1)银氨溶液中，Kf=　　　　　　　　(填表达式)。  　 (2)通过计算说明0.05 mol AgCl能否完全溶解于体积为1 L、浓度为2 mol·L-1的氨水中：_______________________________________________________________ (已知：Ksp=1.8×10-10，Kf=1.6×107，忽略NH3·H2O的电离) 答案　AgCl溶于氨水的离子方程式：AgCl+2NH3 +Cl-；该沉淀溶解反应的平衡常数K==Ksp× Kf≈2.9×10-3。假设0.05 mol AgCl已经完全溶解于体积为1 L、浓度为2 mol·L-1的氨水中，上述反应的Q=≈6.9×10-4<K，故上述反应的化学平衡不会逆向移动产生沉淀，因此0.05 mol AgCl会完全溶解 3.(2024·佛山高三质量检测)甲酸可与其他有机酸混合作清洗剂，研究混合酸中的微粒数量关系有意义。 25 ℃时，相同浓度甲酸、丙酸及某羧酸R1COOH的水溶液中， 酸分子的分布随pH变化曲线如图所示。 (1)往HCOOH和C2H5COOH的混合溶液中加入NaOH至pH=7，c_____(填“>” “=”或“<”)c。  = 由于HCOOH能与NaOH反应生成HCOONa， C2H5COOH不与NaOH反应， pH=7，说明c=c，由电荷守恒得c+c= c+c，则c=c。 (2)酸性强弱判断：HCOOH　 　(填“>” “=”或“<”)C2H5COOH，依据物质结构分析原因为___________________________ __________________________________________________________________________________________________。  > HCOOH和C2H5COOH均为一元有机酸，HCOOH中氢原子对羧基中氢原子的束缚能力小于C2H5COOH中乙基对羧基中氢原子的束缚能力，故HCOOH比C2H5COOH更容易电离，故酸性：HCOOH>C2H5COOH。 HCOOH和C2H5COOH均为一元有机酸，HCOOH中氢原子对羧基中氢原子的束缚能力小于C2H5COOH中乙基对羧基中氢原子的束缚能力 (3)将等物质的量浓度等体积的HCOOH和R1COONa混合充分，发生的反应为HCOOH+R1COO- R1COOH+HCOO-，求平衡时HCOOH的转化率　　　。  90.1 由图知，HCOOH的电离平衡常数为Ka=，结合图中HCOOH酸分子的分布随pH变化曲线可知，Ka=10-3.75，同理可得某羧酸 R1COOH的电离平衡常数Ka2=10-5.75， 则HCOOH+R1COO- R1COOH+ HCOO-的平衡常数K==102， 设HCOOH和R1COONa的起始浓度为1 mol·L-1，HCOOH的转化率为x，由三段式为 HCOOH+R1COO- R1COOH+HCOO- 起始浓度　1　　　　1　　　 　 0　　　　0 变化浓度　x　　　　x　　　 　 x　　　　x 平衡浓度　1-x　　　1-x　　　 x　　　　x， K==102，解x=×100%=90.1%。 4.(2024·广州高三质量检测)SO2会对环境和人体健康带来危害，Fe3+可用于除去烟气中的SO2。但Fe3+会与溶液中的Cl-形成配合物，影响SO2的去除效率。溶液中Fe3+及其与Cl-形成的微粒的浓度分数α随lg c(Cl-)变化的关系如图所示。 (1)由图可知，某盐酸酸化的FeCl3溶液中c(Cl-)=3 mol·L-1，继续通入少量HCl，主要发生反应的离子方程式为_________________(已知：lg 3≈0.5)。 +Cl- FeCl3 由图可知，c(Cl-)=3 mol·L-1或lg c(Cl-)=0.5时继续通入少量HCl，α()减少，α(FeCl3)增大，即发生的反应为+Cl- FeCl3。 (2)下列关于图中M点溶液说法正确的是　　　(填字母)。  A.加入少量NaCl固体，平衡时c(Cl-) 不变 B.加入少量NaCl固体，平衡时 减小 C.加入少量NaOH溶液，平衡时不变 D.加入少量水稀释，平衡时溶液中离子总数减小 BC M点溶液中存在平衡Fe3++Cl- FeCl2+、FeCl2++Cl- ，加 入少量NaCl固体时平衡正向移动， 但c(Cl-)增大，故A错误； 反应FeCl2++Cl- 的平衡常 数K2=，加入少量NaCl固体时c(Cl-)增大，则平衡时减小，故B正确； 反应Fe3++2Cl- 的平衡常 数K=，K与溶液的酸 碱性无关，即温度不变，加入少 量NaOH溶液，平衡时比值不变， 故C正确； 加入少量水稀释时平衡逆向移动，溶液中离子总数增大，故D错误。 (3)当c(Cl-)<0.1 mol·L-1时，FeCl3、的浓度很小，可以忽略不计，溶液中主要存在下列两个平衡：Fe3++Cl- FeCl2+，FeCl2++Cl- 。已知M点Fe3+起始浓度c0(Fe3+)=a mol·L-1，Cl-起始浓度c0(Cl-) =b mol·L-1。平衡时，c(Fe3+)=x mol·L-1，c(FeCl2+)=y mol·L-1，c()= z mol·L-1，则x、y、z之间的关系式为　　　　　=a；计算M点c(Cl-)= 　　　mol·L-1(用含a、b的代数式表示)。  x+y+z b-a 根据Fe原子守恒可得x+y+z=a；M点时c(Fe3+)=c()，若c(Cl-)=c mol· L-1，c(Fe3+)=c()=d mol·L-1，c(FeCl2+)=e mol·L-1，根据Fe、Cl原子守恒可得2d+e=a，c+2d+e=b，则c=b-a，即M点c(Cl-)=(b-a) mol·L-1。 $$