水溶液中的离子平衡——2026届高考化学一轮复习

水溶液中的离子平衡 【课标要求】 1.能用化学用语正确表示水溶液中弱电解质的电离平衡。能通过实验证明水溶液中存在弱电解质的电离平衡。 2.能从电离平衡的角度分析溶液的性质,如导电性等。 3.能综合运用电离平衡原理,分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。 4.认识水是一种极弱的电解质,能用化学用语正确表示水的电离平衡。 5.结合离子积常数,能从电离平衡的角度分析溶液的性质,如酸碱性等。能调控溶液的酸碱性。 6.能正确测定溶液pH,能进行溶液pH的简单计算。 7.结合真实实例,能分析和说明溶液pH的调控在工农业生产、科学研究,以及日常生活和医疗保健等方面的重要作用。 8.能用化学用语正确表示水溶液中的盐类水解平衡。能从盐类水解平衡的角度分析溶液的酸碱性等。 9.能通过实验证明水溶液中存在的盐类水解平衡,认识影响盐类水解的主要因素。 10.结合真实情景中的应用实例,能综合运用离子反应、化学平衡原理,分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。 11.能用化学用语正确表示水溶液中的难溶电解质的沉淀溶解平衡。 12.能通过实验证明水溶液中存在的难溶电解质沉淀溶解平衡,了解沉淀的生成、溶解与转化。 13.能利用离子积与溶度积常数的关系判断溶液中难溶电解质的沉淀和溶解情况。 14.能综合运用离子反应、化学平衡原理,举例说明难溶电解质沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域中的应用。 【核心素养】 1.宏观辨识与微观探析:能从宏观的物质类别判断电解质的强弱,并解决实际问题。 2.变化观念与平衡思想:认识弱电解质的电离有一定限度,是可以调控的。能多角度、动态地分析弱电解质的电离平衡,并运用平衡移动原理解决实际问题。 3.证据推理与模型认知:知道可以通过分析、推理等方法认识电离平衡的本质特征、建立模型。能运用模型解释电离平衡的移动,揭示现象的本质和规律。 4.变化观念与平衡思想:认识水的电离和水的离子积常数,能多角度、动态地分析水的电离平衡,并运用平衡移动原理解决实际问题。 5.证据推理与模型认知:建立溶液酸碱性与pH的关系模型。理解酸碱中和滴定实验的原理以及滴定终点判断方法。 6.科学探究与创新意识:通过酸碱中和滴定实验,能客观地进行记录、收集实验证据,基于现象和数据进行分析并得出结论,发现误差并能分析产生误差的原因。 7.变化观念与平衡思想:从水的电离及平衡移动分析盐类水解的实质。运用化学平衡原理分析外界条件对盐类水解的影响。 8.证据推理与模型认知:利用平衡思想和守恒关系等认知模型,并能运用模型判断盐溶液的酸碱性和离子浓度之间的数量关系。 9.科学探究与创新意识:设计简单的实验方案进行探究,对实验现象作出解释。 10.科学态度与社会责任:认识盐类水解平衡在生产、生活和科学研究中的应用,利用盐类水解平衡知识解释有关实际问题。 11.变化观念与平衡思想:运用化学平衡原理分析,理解沉淀的生成、溶解与转化,学会运用变量控制的方法研究化学反应。 12.证据推理与模型认知:建立沉淀溶解平衡认知模型,并能利用该模型判断溶液中难溶电解质的沉淀和溶解情况。 13.科学态度与社会责任:通过沉淀溶解平衡在生产、生活和科学研究中的应用,认识化学对人类做出的重大贡献。 【例题】 1.已知：时水的离子积常数为，该温度下，将浓度为的一元酸HA与的一元碱BOH等体积混合，可判定反应混合液呈中性的依据是( ) A. B.混合溶液中： C.混合液的pH=7 D.混合液中： 答案：D 解析：题目未指明酸HA、碱BOH的强弱，时二者恰好完全反应生成BA和，不能确定或是否会水解及水解的程度，故不能确定溶液的酸碱性，A错误；根据电荷守恒，混合溶液中一定存在：，与溶液的酸碱性无关，B错误；由于不一定是25 ℃，故混合液pH=7时，溶液不一定呈中性，C错误；由于，若混合液，此时，溶液呈中性，D正确。 2.为研究沉淀的生成及转化，同学们进行如图所示实验。 下列关于该实验的分析不正确的是( ) A.①中产生白色沉淀的原因是 B.①中存在平衡： C.②中无明显变化是因为溶液中的过低 D.上述实验不能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生 答案：D 解析：溶液中加入KSCN溶液，当时，析出白色沉淀AgSCN，A正确；AgSCN固体在水溶液中存在沉淀溶解平衡：，B正确；向①中滴加溶液，溶液不变红，说明AgSCN溶解产生的的浓度较低，不能与发生显色反应，C正确；根据起始时加入的和的量，可知②中过量，向②中加入KI溶液，一定会生成AgI沉淀，但③中溶液变红，说明②→③过程中增大，发生了AgSCN向AgI沉淀转化的反应，D错误。 3.25℃时，某混合溶液中，和随pH的变化关系如图所示，其中X=或。设为的电离常数，下列说法正确的是( ) A.O点时， B.N点时， C.该体系中， D.pH由7到14的变化过程中，的水解程度始终增大 答案：B 解析：，则，又，联立两式消去并化简整理可得出，，C错误；假设溶液中的阳离子为，当溶质为时，pH>7，继续向溶液中加入NaOH增大pH，则的水解程度减小，D错误。 4.图中三条曲线表示不同温度下水的离子积常数，下列说法不正确的是( ) A.图中温度： B.图中pH的关系： C.C点物质可能是盐酸 D.图中五点间的关系： 答案：C 解析：水的电离是吸热过程，升高温度促进水的电离，则水中及离子积常数增大，由题图可知，离子积常数：，所以温度：，故A正确；三点溶液的氢离子浓度相等，则pH相等，故B正确；C点时，，溶液的pH=8，显碱性，故C错误；图中五点温度的关系：，水的离子积常数只与温度有关，温度越高，离子积常数越大，间的关系：，故D正确。 5.已知25 ℃时，、。按如图所示进行实验，甲、乙两试管中溶液分别充分反应后，下列有关叙述不正确的是( ) A.甲试管溶液中有沉淀生成 B.乙试管溶液中无沉淀生成 C.乙中发生的反应为 D.再向甲中滴入4滴（约0.2 mL）溶液，会观察到有红褐色沉淀生成 答案：C 解析：假设两溶液混合后不发生反应，则甲试管中氢氧根离子和镁离子的浓度均为，乙试管中浓度为，浓度为。甲试管溶液中，则溶液中有白色沉淀生成，乙试管溶液中，溶液中无沉淀生成，A、B正确；由上述分析可知，乙试管溶液中无白色沉淀生成，说明该条件下与不反应，C错误；甲试管溶液中的起始浓度均为，由反应可知，的量不足，则充分反应后，溶液中的浓度近似为，此时溶液中，加入4滴（约0.2 mL）溶液，假设加入溶液后不反应，的浓度，此时，则，所以有红褐色沉淀生成，D正确。 6.室温下，通过下列实验探究溶液的性质。 实验 实验操作和现象 1 用pH试纸测定溶液的pH，测得pH约为8 2 将浓度均为的溶液和溶液等体积混合，产生白色沉淀，微热后产生有刺激性气味的气体 3 将等体积等浓度的溶液与NaCl溶液混合，析出晶体 4 向溶液中滴加溶液，产生白色沉淀，逸出无色气体 下列有关说法正确的是( ) A.溶液中存在： B.根据实验2的现象可以得出 C.实验3静置后的上层清液中： D.实验4中产生的气体是和混合气体 答案：A 解析：属于弱酸弱碱盐，在溶液中存在水解平衡（），既存在电离平衡（），又存在水解平衡（），用pH试纸测定溶液的pH约为8，溶液呈碱性，说明的水解程度大于的水解程度，且的电离微弱，故溶液中存在，A正确；将浓度均为的溶液和溶液等体积混合，产生白色沉淀和有刺激性气味的气体，说明混合液中离子积，B错误；原溶液中存在物料守恒：，将等体积等浓度的溶液与NaCl溶液混合，析出晶体，即发生反应，由于部分；以晶体形式析出，故静置后的上层清液中，C错误；向溶液中滴加溶液，产生白色沉淀，逸出无色气体，发生的反应为，产生的气体是，D错误。 7.用一定浓度的溶液分别滴定体积均为20.00 mL，浓度均为的、HCl和三种溶液。滴定过程中溶液的电导率如图所示（溶液电导率越大，导电能力越强；b点为曲线②上的点）。下列说法正确的是( ) A.曲线①②③分别代表滴定醋酸、盐酸和硫酸的曲线 B.d点对应的溶液中粒子浓度大小关系： C.浓度为，且点 D.水的电离程度随溶液的滴加，先增大后减小，且 答案：D 解析：三种酸溶液的浓度都是是二元强酸，HCl是一元强酸，它们完全电离，而是一元弱酸，部分电离，因此溶液中自由移动的离子浓度：，溶液中自由移动的离子浓度越大，溶液导电能力越强，电导率越大，所以曲线①②③分别代表滴定硫酸、盐酸和醋酸的曲线，A错误；由曲线①可知加入溶液时恰好沉淀完全，因此溶液浓度也是，曲线③代表滴定醋酸的曲线，d点时溶液体积是20.00 mL，则d点溶液为等浓度的、混合溶液，由于水解，根据元素质量守恒可知电离、水解均产生使溶液显碱性，所以，而溶液中包括电离、水解及水电离产生的，所以，B错误；c点时，恰好发生反应，其他溶液中没有产生沉淀，所以c点溶液中最小，几乎为0，点溶液中点溶液中，则溶液中，C错误；向酸溶液中滴加碱溶液，溶液中逐渐减小，水电离程度逐渐增大，当溶液显中性时水的电离不受影响，当碱过量时，随着溶液中增大，水电离程度逐渐减小，a点时恰好被中和得到，该盐是强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，水的电离受到促进作用，b点是HCl恰好被中和得到，该盐是强酸强碱盐，不水解，水的电离不受影响，c点是，恰好被完全中和产生既是沉淀，又是强酸强碱盐，不水解，溶液显中性，水的电离也不受影响，所以水的电离程度：点为等浓度的、混合溶液，电离产生的对水的电离抑制程度远大于水解对水的电离促进程度，则水电离程度比点都小，故水的电离程度：，D正确。 8.常温下，亚硫酸的，的。工业上，亚硫酸常用作漂白织物的去氯剂。若溶液混合引起的体积变化可忽略，室温时，下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是( ) A.溶液： B.向溶液中滴加氨水过程中，不可能存在： C.溶液和溶液等体积混合： D.溶液和溶液等体积混合： 答案：C 解析：的的，可知的水解程度大于的水解程度，溶液显碱性，，故A错误；水解程度大于溶液显酸性，滴加氨水，溶液中存在电荷守恒：，当溶液显中性时，此时，故B错误；溶液和溶液等体积混合，发生反应，此时混合溶液为和混合溶液，根据元素质量守恒：，，电荷守恒：，将元素质量守恒的式子代入电荷守恒，消去和，可得，故C正确；溶液和溶液等体积混合，发生反应，此时溶液是溶液，根据元素质量守恒可得，故D错误。 9.工业上常通过两次转化法利用天青石矿（主要成分，含有等杂质）制备高纯碳酸锶。 （1）一次转化 ①浸泡：用饱和碳酸钠溶液浸泡天青石矿粉，过滤得到粗品。滤液中________[已知：]。 ②酸化：用稀盐酸浸泡粗品，加入一定量的催化剂氯化铵，得到含有杂质（）的粗溶液。该酸化过程可描述为_________（催化剂氯化铵参与了与盐酸生成的反应）。 ③除杂 ⅰ.除铁、铝：向粗溶液中加入少量的5%溶液，在60~70 ℃条件下加入少量的稀氨水，控制溶液pH在_______范围内，充分搅拌，过滤。已知：相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示，pH为7.8时沉淀开始溶解。 物质 开始沉淀pH 1.9 7.0 3.4 —— —— 完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 12 —— ⅱ.除钙：取ⅰ中滤液，逐滴加入适量稀NaOH溶液。 请补充完整去除的后续实验操作：_________，得到较纯净的溶液。已知：的溶解度随温度的升高而降低；90 ℃时，的溶解度分别为0.086 g、101.4 g。 （2）二次转化：向溶液中加入适量碳酸氢铵溶液，微热、过滤、洗涤得到高纯度。 ①写出沉淀过程中发生反应的化学方程式：____________。 ②锶转化率随温度的变化如图所示。当反应温度大于60 ℃时，锶转化率急剧下降的原因是____________。 答案：（1）①6.0 ②利反应生成，和HCl反应生成[] ③4.7~7.8；调节溶液，升温到90 ℃，趁热过滤 （2）① ②温度大于60 ℃，溶液中的受热分解，锶转化率下降 解析：（1）①，转化完成后滤液中，则，可求得。②由题给信息可知，氯化铵先参加反应，然后又重新生成，则酸化过程中先和反应生成，然后和HCl反应生成，化学方程式为。③粗溶液中含杂质，除铁、铝时，由于完全沉淀的pH为9.0，而pH为7.8时沉淀开始溶解，所以先将氧化为，再调pH使沉淀完全，可知控制pH范围为4.7~7.8。由题意可知，可加人氢氧化钠使转化为氢氧化钙沉淀而除去。结合信息，时沉淀完全，的溶解度随温度的升高而降低，90 ℃时溶解度大，不易形成沉淀，所以操作为调节溶液，升温到90 ℃，趁热过滤。 （2）①由题意可知，和碳酸氢铵反应生成碳酸锶、氯化铵、二氧化碳和水。②由题图可知，当反应温度小于60 ℃时锶转化率随温度的升高而升高，当反应温度大于60 ℃时，锶转化率急剧下降，考虑是因为发生了副反应，温度过高受热分解，导致锶转化率下降。 10.氮是空气中含量最多的元素，在自然界中的存在十分广泛，某实验小组对不同含氮物质做了相关研究。 （1）乙二胺（）是二元弱碱，分步电离，在溶液中的电离类似氨。25 ℃时，乙二胺溶液中各含氮微粒的分布分数δ（平衡时某含氮微粒的浓度占各含氨微粒浓度之和的分数）随溶液的变化曲线如图甲所示。 ①在水溶液中第一步电离方程式为__________。 ②乙二胺一级电离平衡常数为__________，A点时，溶液中的离子浓度关系：________（填“>”“<”或“=”）。 （2）已知溶液呈中性，又知将溶液滴加到溶液中有无色无味气体放出，试推断常温下，溶液的pH______（填“>”“<”或“=”）7。现有25 ℃时等浓度的4种溶液：①溶液；②溶液；③溶液；④溶液，这4种溶液按浓度由大到小的排列顺序是_________（填序号）。 （3）25 ℃时，将溶液和溶液混合（忽略溶液混合后的体积变化），混合后溶液中的浓度为_________[25 ℃时，]。用数字传感器探究AgCl的沉淀溶解平衡。实验测得悬浊液中溶解的氯化物浓度变化如图乙所示，其中a点表示AgCl溶于溶液形成的悬浊液，下列说法正确的是________（填序号）。 a.图中b点可能是滴加溶液 b.图中c点后无黄色沉淀生成 c.图中d点 d.由图可知： 答案：（1） ②；= （2）>；④①②③ （3）；c 解析：（1）①乙二胺（）属于二元弱碱，它在水溶液中的电离类似氨，则其第一步电离方程式为。②随着pOH的增大，逐渐减小，先增大后减小，A点时二者相等，此时，可得；A点时，根据电荷守恒，则有。 （2）溶液呈中性，说明的水解程度和水解程度相同，将溶液滴加到溶液中有无色无味气体放出，说明醋酸的酸性比碳酸强，则的水解程度比的水解程度小，由此可知水解程度比的水解程度小，故溶液显碱性，pH>7。电离出的抑制的水解，和水解都会促进的水解，且的水解程度比的水解程度小，则促进水解的程度：对的水解平衡无影响，由此可得浓度最大的是溶液，其次是溶液，再次是溶液，最小的是溶液，即按浓度由大到小的排列顺序是④①②③。 （3）溶液过量，则混合后溶液中，由，得。若b点是滴加溶液，则氯化物增多，由题图乙可知，b点后部分氯化物浓度减小，与假设矛盾，a错误；c点时滴加KI溶液，由题图乙知c点后部分氯化物增多，说明部分AgCl转化为AgI，有黄色沉淀AgI生成，说明，b、d错误；由于c点加入KI溶液后，溶液中减小，则d点：，c正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$