第三章 水溶液中的离子反应与平衡 整理与提升（课件PPT）-【步步高】2024-2025学年高二化学选择性必修1学习笔记（人教版）

该高中化学课件系统梳理了水溶液中的离子平衡核心知识，以电解质为起点，通过知识框架图串联电离平衡、水的电离与pH、水解平衡、沉淀溶解平衡等内容，明确各平衡的实质、特征及影响因素，构建“定义-规律-应用”的逻辑知识网络。 其亮点在于采用“真题导向-考向分类-深度解析”复习策略，精选近年高考真题，分平衡观与守恒思想、数据分析、实验及工业应用三大考向，通过图像分析、错误诊断等活动培养学生科学思维与证据推理能力，分层设计满足不同学生需求，助力教师精准教学，有效提升复习效率。

第三章 整理与提升 一、体系构建 二、真题导向 内容索引 体系构建 一 返回 真题导向 二 考向一　平衡观和守恒思想的直接考查 1.(2022·浙江1月选考，17)已知25 ℃时二元酸H2A的Ka1＝1.3×10－7，Ka2＝7.1×10－15。下列说法正确的是 A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中，水的电离程度前者小于后者 B.向0.1 mol·L－1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH ＝3，则H2A的电离度为0.013% C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH＝11，则c(A2－)>c(HA－) D.取pH＝a的H2A溶液10 mL，加蒸馏水稀释至100 mL，则该溶液pH ＝a＋1 √ 在等浓度的Na2A、NaHA溶液中，A2－的水解程度大于HA－的水解程度，水的电离程度前者大于后者，故A错误； H2A是弱酸，取pH＝a的H2A溶液10 mL，加蒸馏水稀释至100 mL，H2A的电离平衡正向移动，则该溶液pH<a＋1，故D错误。 2.(2023·海南，14)25 ℃下，Na2CO3水溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A.c(Na2CO3)＝0.6 mol·L－1时，溶液中c(OH－) <0.01 mol·L－1 B.Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小 C.在水中H2CO3的Ka2<4×10－11 D.0.2 mol·L－1的Na2CO3溶液和0.3 mol·L－1的NaHCO3溶液等体积混合， 得到的溶液c(OH－)<2×10－4 mol·L－1 √ 由图像可知，c(Na2CO3)＝0.6 mol·L－1时，pH >12.0，溶液中c(OH－)> 0.01 mol·L－1，故A错误； 盐溶液越稀越水解，Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小，故B正确； 若0.2 mol·L－1的Na2CO3溶液与等体积的蒸馏水混合，浓度变为0.1 mol·L－1，由图可知，pH>11.6，得到的溶液c(OH－)>2×10－4 mol· L－1,0.2 mol·L－1的Na2CO3溶液和0.3 mol·L－1的NaHCO3溶液等体积混合后c(OH－)大于与水混合的c(OH－)，故D错误。 3.(2022·全国乙卷，13)常温下，一元酸HA的Ka(HA)＝1.0×10－3。在某体系中，H＋与A－不能穿过隔膜，未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。 设溶液中c总(HA)＝c(HA)＋c(A－)，当 达到平衡时，下列叙述正确的是 A.溶液Ⅰ中c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－) B.溶液Ⅱ中的HA的电离度 C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等 D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10－4 √ 常温下，溶液Ⅰ的pH＝7.0，则溶液Ⅰ中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7 mol·L－1，c(H＋)＜c(OH－)＋c(A－)，A错误； 根据题意，未电离的HA可自由穿过隔膜，故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等，C错误； 常温下，溶液Ⅰ的pH＝7.0，溶液Ⅰ中c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1， Ka(HA)＝ ＝1.0×10－3，c总(HA)＝c(HA)＋c(A－)， ＝1.0×10－3，溶液Ⅰ中c总(HA)＝(104＋1)c(HA)； 溶液Ⅱ中，由B项解析可知c总(HA)＝1.01 c(HA)，未电离的HA可自由穿过隔膜，故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等，溶液Ⅰ和Ⅱ中c总(HA)之比为[(104＋1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]＝(104＋1)∶1.01≈104，D错误。 考向二　数据分析方法的考查——借助图像分析溶液中的平衡问题 4.(2023·湖南，12)常温下，用浓度为0.020 0 mol·L－1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L－1的HCl和CH3COOH的混合溶液，滴定过程中溶液的pH随η(η＝ )的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A.Ka(CH3COOH)约为10－4.76 B.点a：c(Na＋)＝c(Cl－)＝c(CH3COO－) ＋c(CH3COOH) C.点b：c(CH3COOH)<c(CH3COO－) D.水的电离程度：a<b<c<d √ a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液，存在元素守恒：c(Na＋)＝c(Cl－)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)，故B正确； 点b溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和CH3COONa，由于pH<7，溶液显酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，则c(CH3COOH)<c(CH3COO－)，故C正确； c点溶液中CH3COO－水解促进水的电离，d点碱过量，会抑制水的电离，则水的电离程度：c>d，故D错误。 5.(2023·北京，14)利用平衡移动原理，分析一定温度下Mg2＋在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。 已知：i.图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。 √ 从图1可以看出pH＝10.25时，碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同，A项正确； 从图2可以看出初始状态pH＝11、lg[c(Mg2＋)]＝－6时，该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方，不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀，B项正确； 从图2可以看出初始状态pH＝9、lg[c(Mg2＋)]＝ －2时，该点位于曲线Ⅱ的上方，会生成碳酸镁沉淀，根据元素守恒，溶液中c(H2CO3)＋ <0.1 mol·L－1，C项错误； 21 pH＝8时，溶液中主要含碳微粒是 ，pH＝8，lg[c(Mg2＋)]＝－1时，该点位于曲线Ⅱ的上方，会生成碳酸镁沉淀，因此反应的离子方程式为Mg2＋＋ ===MgCO3↓＋H2O＋CO2↑，D项正确。 22 6.(2023·新课标卷，13)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨 水，发生反应Ag＋＋NH3 [Ag(NH3)]＋和[Ag(NH3)]＋＋NH3 [Ag(NH3)2]＋，lg[c(M)/(mol·L－1)]与lg[c(NH3)/(mol·L－1)]的关系如下 图所示(其中M代表Ag＋、Cl－、[Ag(NH3)]＋或[Ag(NH3)2]＋)。 下列说法错误的是 A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度 变化曲线 B.AgCl的溶度积常数Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－) ＝10－9.75 C.反应[Ag(NH3)]＋＋NH3 [Ag(NH3)2]＋ 的平衡常数K的值为103.81 D.c(NH3)＝0.01 mol·L－1时，溶液中c([Ag(NH3)2]＋)>c([Ag(NH3)]＋)> c(Ag＋) √ AgCl饱和溶液中存在AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，当滴入的氨水非常少时，可以认为Ag＋浓度和Cl－浓度相等，随着氨水的滴入，Ag＋浓度减小，AgCl的沉淀溶解平衡正向移动，Cl－浓度增大，AgCl的溶解度也增大，故曲线Ⅲ表示Ag＋， 曲线Ⅳ表示Cl－，曲线Ⅳ也可视为AgCl的溶解度随NH3浓度的变化曲线，A错误； 25 AgCl的溶度积常数Ksp仅与温度有关，由图可知，当c(NH3)＝10－1 mol·L－1时，c(Cl－)＝10－2.35 mol·L－1，c(Ag＋)＝10－7.40 mol·L－1，Ksp(AgCl)＝c(Cl－)· c(Ag＋)＝10－2.35×10－7.40＝10－9.75，B正确； 26 随着氨水的滴入，Ag＋先转化为[Ag(NH3)]＋，[Ag(NH3)]＋再转化为[Ag(NH3)2]＋，所以开始时，[Ag(NH3)2]＋浓度比[Ag(NH3)]＋浓度小，则曲线Ⅰ表示[Ag(NH3)2]＋，曲线Ⅱ表示[Ag(NH3)]＋，反应[Ag(NH3)]＋＋NH3 [Ag(NH3)2]＋的平衡常数K＝ 27 结合上述分析及图知，当c(NH3)＝0.01 mol·L－1时，溶液中c([Ag(NH3)2]＋) >c([Ag(NH3)]＋)>c(Ag＋)，D正确。 28 考向三　利用溶液的离子平衡分析实验及工业生产的相关问题 7.(2023·浙江6月选考，15)草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小组做如下两组实验： 实验Ⅰ：往20 mL 0.1 mol·L－1NaHC2O4溶液中滴加0.1 mol·L－1NaOH溶液。 实验Ⅱ：往20 mL 0.1 mol·L－1NaHC2O4溶液中滴加0.1 mol·L－1CaCl2溶液。 [已知：H2C2O4的电离常数Ka1＝5.4×10－2，Ka2＝5.4×10－5，Ksp(CaC2O4)＝2.4×10－9，溶液混合后体积变化忽略不计]。 下列说法正确的是 A.实验Ⅰ可选用甲基橙作指示剂，指示反应终点 √ NaHC2O4溶液被氢氧化钠溶液滴定到终点时生成显碱性的草酸钠溶液，为了减小实验误差要选用在碱性范围变色的酚酞作指示剂，故A错误； 31 32 33 8.(2023·江苏，12)室温下，用含少量Mg2＋的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如图所示。已知Ksp(MgF2)＝5.2×10－11，Ka(HF)＝6.3×10－4。下列说法正确的是 √ 0.1 mol·L－1NaF溶液中存在电荷守恒：c(OH－)＋c(F－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，A错误； 36 9.(2022·重庆，11)某小组模拟成垢—除垢过程如图。 忽略体积变化，且步骤②中反应完全。下列说法正确的是 A.经过步骤①，溶液中c(Ca2＋)＋c(Na＋)＝c(Cl－) D.经过步骤③，溶液中c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝c(Cl－) √ 经过步骤①，100 mL 0.1 mol·L－1CaCl2水溶液和0.01 mol Na2SO4反应的化学方程式为CaCl2＋Na2SO4===2NaCl＋CaSO4↓，生成0.02 mol NaCl和0.01 mol CaSO4，CaSO4微溶，则溶液中含有 和Ca2＋，则c(Ca2＋)＋c(Na＋)>c(Cl－)，故A错误； 步骤②中，CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)===CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)，步骤②中反应完全，则反应后的溶质为0.01 mol Na2SO4、0.01 mol Na2CO3和0.02 mol NaCl，则c(Na＋)＝6c( )，故B错误； 38 步骤③中，CaCO3＋2CH3COOH===(CH3COO)2Ca＋H2O＋CO2↑，反应后的溶液中含有0.02 mol NaCl、0.01 mol (CH3COO)2Ca，则c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝c(Cl－)，故D正确。 39 10.(2023·新课标卷，27)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示： (1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为________ (填化学式)。 (2)水浸渣中主要有SiO2和_______。 Na2CrO4 Fe2O3 (3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是_____________。 Na[Al(OH)4] (4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致__________________________ ___________________；pH>9 溶液中c( )降低，不利于 形成MgNH4PO4沉淀 时，会导致_____________________________________________。 Mg2＋形成Mg(OH)2沉淀，不利于形成MgSiO3沉淀 C (6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为__________ _____________________________________。 返回 45 本课结束 向0.1 mol·L－1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH＝3，＝1.3×10－7，则H2A的电离度为×100%＝1.3×10－4×100%＝0.013%，故B正确； 向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH＝11，＝7.1×10－15，则c(A2－)<c(HA－)，故C错误； 结合图像可知，当c(Na2CO3)＝0.5 mol·L－1时，pH＝12，Kh＝＝＝2×10－4，则Ka2＝＝5×10－11, 故C错误； []为 常温下，溶液Ⅱ的pH＝1.0，溶液中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，Ka(HA)＝＝1.0×10－3，c总(HA)＝c(HA)＋c(A－)，则＝1.0×10－3，解得＝，B正确； a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH，c(CH3COOH)≈0.010 0 mol· L－1，c(H＋)＝10－3.38 mol·L－1，Ka(CH3COOH)＝≈ ＝10－4.76，故A正确； ii.图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2＋)· c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]；曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2＋)·c(CO)＝Ksp(MgCO3)[注：起始c(Na2CO3)＝0.1 mol·L－1，不同pH下c(CO)由图1得到]。 下列说法不正确的是 A.由图1，pH＝10.25，c(HCO)＝c(CO) B.由图2，初始状态pH＝11、lg[c(Mg2＋)]＝－6，无沉 淀生成 C.由图2，初始状态pH＝9、lg[c(Mg2＋)]＝－2，平衡后溶 液中存在c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＝0.1 mol·L－1 D.由图1和图2，初始状态pH＝8、lg[c(Mg2＋)]＝－1， 发生反应：Mg2＋＋2HCO===MgCO3↓＋CO2↑＋ H2O c(HCO) ＋c(CO) HCO 2HCO ＝＝103.81，C正确； B.实验Ⅰ中V(NaOH)＝10 mL时，存在c(C2O)<c(HC2O) C.实验Ⅱ中发生反应HC2O＋Ca2＋===CaC2O4↓＋H＋ D.实验Ⅱ中V(CaCl2)＝80 mL时，溶液中c(C2O)＝4.0×10－8 mol·L－1 实验Ⅰ中V(NaOH)＝10 mL时，溶质是NaHC2O4、Na2C2O4且两者物质的量浓度相等，Ka2＝5.4×10－5>Kh(C2O)＝，则HC2O的电离程度大于C2O的水解程度，因此存在c(C2O)>c(HC2O)，故B错误； 实验Ⅱ中，由于开始滴加的氯化钙量较少而NaHC2O4过量，因此该反应在初始阶段发生的反应是2HC2O＋Ca2＋===CaC2O4↓＋H2C2O4，该反应的平衡常数为K＝＝＝＝＝×106≈4.2×105，因为平衡常数很大，说明反应能够完全进行，当NaHC2O4被完全消耗后，H2C2O4再和CaCl2发生反应，故C错误； 实验Ⅱ中V(CaCl2)＝80 mL时，溶液中的钙离子浓度为c(Ca2＋)＝＝0.06 mol·L－1，溶液中c(C2O)＝＝ mol·L－1＝4.0×10－8mol·L－1，故D正确。 A.0.1 mol·L－1 NaF溶液中：c(F－)＝c(Na＋)＋c(H＋) B.“除镁”得到的上层清液中：c(Mg2＋)＝ C.0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中：c(CO)＝c(H＋)＋c(H2CO3)－c(OH－) D.“沉锰”后的滤液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO) “除镁”得到的上层清液中为MgF2的饱和溶液，有Ksp(MgF2)＝c(Mg2＋)· c2(F－)，故c(Mg2＋)＝，B错误； 0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中存在质子守恒：c(CO)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2CO3)，故c(CO)＝c(H＋)＋c(H2CO3)－c(OH－)，C正确； “沉锰”后的滤液中还存在F－、SO等离子，故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立，D错误。 100 mL 0.1 mol·L－1 CaCl2水溶液 …… B.经过步骤②，溶液中c(Na＋)＝4c(SO) C.经过步骤②，溶液中c(Cl－)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3) SO SO 由B项分析可知，存在元素守恒：c(Cl－)＝2c(CO)＋2c(HCO)＋2c(H2CO3)，故C错误； 已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在，在碱性介质中以CrO存在。回答下列问题： PO (5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1时，溶解为VO或VO3＋，在碱性条件下，溶解为VO或VO，上述性质说明V2O5具有___(填标号)。 A.酸性 B.碱性 C.两性 2Cr2O＋ 3S2O＋10H＋===4Cr3＋＋ 6SO＋5H2O 分离钒后溶液呈酸性，Cr元素以Cr2O存在，还原过程中Cr2O被S2O还原为Cr3＋，S2O转化为SO，因此反应的离子方程式为2Cr2O＋3S2O＋10H＋=== 4Cr3＋＋6SO＋5H2O。 $