专题七 电解质溶液中的离子浓度与平衡-【步步高·考前三个月】2025年高考化学复习讲义课件（江苏专用）（课件PPT+word教案）

考前必备 专题七　电解质溶液中的离 子浓度与平衡 一、对比剖析三大平衡 二、电离常数与水解常数的应用 内容索引 三、溶液中粒子浓度大小比较 四、溶度积常数(Ksp)及应用 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] 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 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、电离常数与水解常数的应用 PART TWO 1.电离常数与水解常数的关系 (1)一元弱酸 电离常数：HA H++A- Ka= 水解常数：A-+H2O HA+OH- Kh== (2)二元弱酸 ①一级电离常数：H2A H++HA- Ka1= 水解常数：HA-+H2O H2A+OH- Kh== ②二级电离常数：HA- H++A2- Ka2= 水解常数：A2-+H2O HA-+OH- Kh== 2.常见酸式盐溶液酸碱性的判断 (1)常温下，H2CO3的电离常数Ka1=4.2×10-7，Ka2=5.6×10-11，推理分析NaHCO3溶液呈酸性还是碱性？ 推理过程　电离：HC +C　Ka2=5.6×10-11 水解：HC+H2O +H2CO3　Kh(HC)== Kh(HC)>Ka2，HC的水解程度大于其电离程度，溶液显碱性。 (2)H2C2O4的Ka1=5.6×10-2、Ka2=1.5×10-4，H2SO3的Ka1=1.7×10-2、Ka2=6.0×10-8，H3PO4的Ka1=6.9×10-3、Ka2=6.2×10-8、Ka3=4.8×10-13。 根据以上数据，分析(填“>”或“<”)： ①NaHC2O4溶液的pH 7； ②NaHSO3溶液的pH 7； ③NaH2PO4溶液的pH 7； ④Na2HPO4溶液的pH 7。 < < < > 3.缓冲溶液的酸碱性判断 常温下，HCN的Ka=6.2×10-10，该温度下，将浓度均为0.1 mol·L-1的HCN和NaCN的溶液混合，分析混合溶液的酸碱性。 推理过程　 CN-的水解常数Kh==>Ka，说明以CN-水解为主， 混合溶液呈碱性。 三、溶液中粒子浓度大小比较 PART THREE 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。 3.真实情境的综合分析 (2024·连云港高三统考模拟)以铝土矿(含Al2O3及少量SiO2和Fe2O3等)为原料提纯Al2O3的过程如图所示。 已知H2CO3电离常数分别为Ka1 =4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下 列说法正确的是 A.“碱溶”后进行过滤，滤液中含有的阳离子主要有H+、Na+、Fe3+ B.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中：Kh()=2.27×10-4 C.过滤2所得滤液中存在：c(OH-)>c(H+)+c()+2c(H2CO3) D.“沉铝”时反应的离子方程式：[Al(OH)4]-+===Al(OH)3↓+C +H2O √ 由题给流程可知，向铝土矿中加入氢氧化钠溶液碱溶，氧化铝、二氧化硅与氢氧化钠溶液反应转化为四羟基合铝酸钠、硅酸钠，氧化铁与氢氧化钠溶液不反应，过滤得到含有氧化铁的滤渣和含有四羟基合铝酸钠、硅酸钠的滤液；向滤液中加入碳酸氢钠溶液，溶液中四羟基合铝酸根离子与碳酸氢根离子反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子，过滤得到含有硅酸钠、碳酸钠的滤液和氢氧化铝；氢氧化铝灼烧分解生成氧化铝。 四、溶度积常数(Ksp)及应用 PART FOUR 1.通过比较某温度下难溶电解质的溶度积常数 Ksp与该溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积(Q)的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。 Q>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出； Q=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态； Q<Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出。 2.判断沉淀转化平衡移动的方向   沉淀之间的转化与Ksp大小没有必然联系。 CaSO4 CaCO3 3.溶度积常数的大小判断(沉淀 A、 B 类型相同) 注意：起始浓度(稀溶液)要相等；沉淀的颜色要不同；沉淀剂要少量。 (1)若加入稀溶液，发生沉淀A→沉淀B的转化，则可推出Ksp(B)<Ksp(A)。 (2)若加入饱和溶液或浓溶液，发生沉淀A→沉淀B的转化，则无法推出Ksp(B)<Ksp(A)。 应用举例 (2023·苏锡常镇四市统考二模)常温下，可用如图所示的方法制备FeCO3。已知：Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Ka1(H2CO3)=4.5×10-7，Ka2(H2CO3)=4.7 ×10-11，Ksp(FeCO3)=3.1×10-11，Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16。下列说法正确的是 A.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中：c(NH3·H2O)>c(H2CO3) B.(NH4)2SO4溶液中：c(H+)=2c(NH3·H2O)+c(OH-) C.反应2HC H2CO3+C的平衡常数K约为1.04×10-4 D.当混合液中c(Fe2+)=0.08 mol·L-1时，应控制pH≤8 √ Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5、Ka2(H2CO3)=4.7×10-11，故0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中碳酸氢根离子的水解程度更大，则c(NH3·H2O)<c(H2CO3)，故A错误； (NH4)2SO4为强酸弱碱盐，溶液中根据质子守恒可知：c(H+)=c(NH3·H2O) +c(OH-)，故B错误； 反应2HC H2CO3+C的平衡常数K= = ==≈1.04×10-4，故C正确； 当混合液中c(Fe2+)=0.08 mol·L-1时，c(OH-)== mol· L-1=10-7 mol·L-1，pOH=7，则pH=7，故应控制pH≤7，故D错误。 $$ 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、电离常数与水解常数的应用 1.电离常数与水解常数的关系 (1)一元弱酸 电离常数：HAH++A- Ka= 水解常数：A-+H2OHA+OH- Kh== (2)二元弱酸 ①一级电离常数：H2AH++HA- Ka1= 水解常数：HA-+H2OH2A+OH- Kh== ②二级电离常数：HA-H++A2- Ka2= 水解常数：A2-+H2OHA-+OH- Kh== 2.常见酸式盐溶液酸碱性的判断 (1)常温下，H2CO3的电离常数Ka1=4.2×10-7，Ka2=5.6×10-11，推理分析NaHCO3溶液呈酸性还是碱性？ 推理过程　电离：HC+C　Ka2=5.6×10-11 水解：HC+H2O+H2CO3　Kh(HC)== Kh(HC)>Ka2，HC的水解程度大于其电离程度，溶液显碱性。 (2)H2C2O4的Ka1=5.6×10-2、Ka2=1.5×10-4，H2SO3的Ka1=1.7×10-2、Ka2=6.0×10-8，H3PO4的Ka1=6.9×10-3、Ka2=6.2×10-8、Ka3=4.8×10-13。 根据以上数据，分析(填“>”或“<”)： ①NaHC2O4溶液的pH<7； ②NaHSO3溶液的pH<7； ③NaH2PO4溶液的pH<7； ④Na2HPO4溶液的pH>7。 3.缓冲溶液的酸碱性判断 常温下，HCN的Ka=6.2×10-10，该温度下，将浓度均为0.1 mol·L-1的HCN和NaCN的溶液混合，分析混合溶液的酸碱性。 推理过程　 CN-的水解常数Kh==>Ka，说明以CN-水解为主，混合溶液呈碱性。 三、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。 3.真实情境的综合分析 (2024·连云港高三统考模拟)以铝土矿(含Al2O3及少量SiO2和Fe2O3等)为原料提纯Al2O3的过程如图所示。 已知H2CO3电离常数分别为Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列说法正确的是(　　) A.“碱溶”后进行过滤，滤液中含有的阳离子主要有H+、Na+、Fe3+ B.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中：Kh()=2.27×10-4 C.过滤2所得滤液中存在：c(OH-)>c(H+)+c()+2c(H2CO3) D.“沉铝”时反应的离子方程式：[Al(OH)4]-+===Al(OH)3↓+C+H2O 答案　D 解析　由题给流程可知，向铝土矿中加入氢氧化钠溶液碱溶，氧化铝、二氧化硅与氢氧化钠溶液反应转化为四羟基合铝酸钠、硅酸钠，氧化铁与氢氧化钠溶液不反应，过滤得到含有氧化铁的滤渣和含有四羟基合铝酸钠、硅酸钠的滤液；向滤液中加入碳酸氢钠溶液，溶液中四羟基合铝酸根离子与碳酸氢根离子反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子，过滤得到含有硅酸钠、碳酸钠的滤液和氢氧化铝；氢氧化铝灼烧分解生成氧化铝。 四、溶度积常数(Ksp)及应用 1.通过比较某温度下难溶电解质的溶度积常数 Ksp与该溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积(Q)的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。 Q>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出； Q=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态； Q<Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出。 2.判断沉淀转化平衡移动的方向 沉淀之间的转化与Ksp大小没有必然联系。 CaSO4CaCO3 3.溶度积常数的大小判断(沉淀 A、 B 类型相同) 注意：起始浓度(稀溶液)要相等；沉淀的颜色要不同；沉淀剂要少量。 (1)若加入稀溶液，发生沉淀A→沉淀B的转化，则可推出Ksp(B)<Ksp(A)。 (2)若加入饱和溶液或浓溶液，发生沉淀A→沉淀B的转化，则无法推出Ksp(B)<Ksp(A)。 应用举例 (2023·苏锡常镇四市统考二模)常温下，可用如图所示的方法制备FeCO3。已知：Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Ka1(H2CO3)=4.5×10-7，Ka2(H2CO3)=4.7×10-11，Ksp(FeCO3)=3.1×10-11，Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16。下列说法正确的是(　　) A.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中：c(NH3·H2O)>c(H2CO3) B.(NH4)2SO4溶液中：c(H+)=2c(NH3·H2O)+c(OH-) C.反应2HCH2CO3+C的平衡常数K约为1.04×10-4 D.当混合液中c(Fe2+)=0.08 mol·L-1时，应控制pH≤8 答案　C 解析　Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5、Ka2(H2CO3)=4.7×10-11，故0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中碳酸氢根离子的水解程度更大，则c(NH3·H2O)<c(H2CO3)，故A错误；(NH4)2SO4为强酸弱碱盐，溶液中根据质子守恒可知：c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)，故B错误；反应2HCH2CO3+C的平衡常数K== ==≈1.04×10-4，故C正确；当混合液中c(Fe2+)=0.08 mol·L-1时，c(OH-)== mol·L-1=10-7 mol·L-1，pOH=7，则pH=7，故应控制pH≤7，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$