内容正文:
专题8
水溶液中的离子平衡
目
⊙
考什么
高效复习必备
1.弱电解质的电离平衡(山东高考6年4考)
2.溶液的酸碱性酸碱中和滴定(山东高考6年1考)
考点
3.盐类水解(山东高考6年4考)
4.沉淀溶解平衡(山东高考6年3考)
考查题型:溶液稀释后pH的计算、酸碱中和滴定及其变式、混合溶液中粒子浓度关系、滴定曲线、分
考情
布系数图像、有关沉淀溶解平衡Ksp曲线等。
命题趋势:此部分内容多与图像结合考查,从图像中获取信息的能力是解题的关键
考点内容梳理
考点1弱电解质的电离平衡(山东高考6年4考)
一、水与水溶液
1.水的离子积常数
Kw=c平(H+)·c平(OH)。
Kw只与温度有关,温度不变,Kw不变。温度越高,K越大。
2.影响水的电离平衡的因素
温度
温度升高,水的电离平衡向正反应方向移动
加酸或碱
会抑制水的电离
加能水解的盐
可与水电离出的H+或OH厂结合,使水的电离平衡正向移动
加Na、K等活泼金属
会促进水的电离
二、弱电解质的电离
1.影响电离平衡的因素
(1)内因(影响电离平衡的决定性因素):弱电解质本身的性质,其他条件相同时,电解质越弱越
难电离。
(2)外因
①浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,电离程度越大。
②温度:温度越高,电离程度越大。
③同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分
子的方向移动。
④加入某物质,与弱电解质电离产生的离子发生反应,电离平衡正向移动,电离程度增大。
309
讲解
实战高考·化学
2.电离平衡常数
(1)电离平衡常数
表达式
以一元弱酸为例,HA一H+十A,K,=c(H):c(A)
c(HA)
影响因素
只与温度有关,且温度升高,K值增大
定温度下,相同浓度的弱酸(或弱碱),K越大,电离程度越大,c(H+)[或c(OH一)]大,酸性
意义
(或碱性)越强;反之,酸性(或碱性)越弱
(2)电离平衡常数的特点
电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K值增大
大
电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强
多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K>K>K…,故其酸性取决于第一步电离
3.电离度
(1)表示方法
a-已电离的溶质分子数×100%
原有溶质分子总数
(2)影响因素
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越小。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越大。
考点2溶液的酸碱性酸碱中和滴定(山东高考6年1考)
一、溶液的酸碱性
1.溶液pH的计算
(1)两种强酸混合:直接求出c(H),再据此求pH,cm(H+)=(H)·Y十g(H)·V
V1+V2
(2)两种强碱混合:先求出c混(OH),再根据Kw求出c混(H+),最后求pH
Cm(OH-)=OH)V+c(OH-).V:
V1+V2
(3)强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH的浓度
①若酸过量:c(H+)=強(H+)·V段-c(OH)·V
V酸+V職
②若碱过量:c强(OH)=线(OH)·V-c(Ht)·V酸
V酸十V跋
最后根据pH=一lgc(H+),求pH。
2.混合溶液酸碱性的判断方法
(1)等浓度等体积的一元酸与一元碱溶液的混合一“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)常温下,等体积且pH之和等于14的一强一弱的酸与碱混合溶液一“谁弱谁过量,谁弱
显谁性”。
310
O专题8水溶液中的离子平衡
(3)强酸、强碱等体积混合(常温下)
①pH之和等于14呈中性;②pH之和小于14呈酸性;③pH之和大于14呈碱性。
3.比较酸式盐的酸碱性
例如:可以用电离平衡常数与水解常数的大小关系判断弱酸酸式盐溶液的酸碱性,以HCO,
为例,已知K=CHCOLCO),电离方程式:HC0=Hr+C0,K
c(H2CO3)
=c(CO)·c(Ht)
c(HCO)
水解方程式:HCO?+H2O一H2CO3十OH
广)、H)只需比较K和K=产的大小即可判断弱酸的
c(HCO)
酸碱性。
酸碱性
举例
解释
pH>7
NaHCO3、KHS、Na2HPO4
水解大于电离
pH<7
NaHSO3、KHC2O4、NaH2PO4
电离大于水解
二、酸碱中和滴定
1.实验用品
(1)仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管架(铁架台和蝴蝶夹)、胶头滴管、锥形瓶。
(2)试剂:标准液、待测液、酸碱指示剂、蒸馏水。
2.实验操作(以酚酞作指示剂,用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液)
(1)滴定前的准备
①滴定管
奄检查滴定管活塞是否漏水,在确保不漏水后方可使用
选用蒸馏水洗涤滴定管2-3次
润用待装液润洗滴定管2~3次
将酸、碱溶液分别注人相应的滴定管,并使液面位手:
装
0刻度以上23mL处
调节滴定管活塞或挤压玻璃球使尖嘴部分充满溶液,:
调
并使液面位于“0”刻度或“0”刻度以下某一刻度处
记记录初始液面刻度
②锥形瓶:用滴定管加入一定体积的碱液,记下读数,并加酚酞(指示剂)。
(2)滴定
眼晴注视锥形瓶内
控制滴定管活塞
溶液的颜色变化
摇动锥形瓶
310
讲解
实战高考·化学】
(3)终点判断:等到滴入最后半滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内不恢复原色,视
为滴定终点,并记录标准液的体积。
(4)数据处理
重复进行三次滴定,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(八aOH)=c(HC)XVIC
V(NaOH)
计算。
3.误差分析
以标准盐酸滴定未知浓度NaOH溶液为例,分析如下表:
项目
操作
V(酸)
c(碱)
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏高
碱式滴定管未用待测溶液润洗
变小
偏低
洗涤
锥形瓶用待测溶液润洗
变大
偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
无影响
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体气泡消失
变小
偏低
酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
变大
偏高
滴定
振荡锥形瓶时部分液体溅出
变小
偏低
部分酸溶液滴出锥形瓶外
变大
偏高
考点3盐类水解(山东高考6年4考)
1.盐类水解的规律
强酸弱碱盐
溶液显酸性
谁弱谁水解
弱酸强碱盐
溶液显碱性
谁强显谁性
解规
弱酸弱碱盐
→越弱越水解
无弱不水解强酸强碱盐→溶液显中性
同强显中性
2.盐的水解常数(以反应A-+H20=HA十OH为例)
(1)表达式:K=c(HA)·c(OH)
c(A-)
(2)Kh与Kw、K(HA)的关系:
K=c(HA):c(OH)·c(H+)
K
c(A-)·c(H+)
K(HA)
(3)影响因素:只与温度有关,升高温度,促进水解,K增大。
注意(I)Ka·Kh=Kw或Kb·Kh=Kw;
②)如Na,CO的水解常数K。=不}
(3)知NaHCO.的水解常数K-K·
Kw
312
O专题8水溶液中的离子平衡
3.影响盐类水解的因素
(1)内因:盐类水解程度的大小主要是由盐的性质所决定的。形成盐的酸或碱越弱,其盐就越
易水解。例如,酸性:CH3COOH>H2CO3,相同温度、相同浓度的NaHCO3、CH3 COONa溶
液:pH(NaHCO3)>pH(CH3 COONa)。
(2)外因
因素
水解平衡
水解程度
水解产物的浓度
温度
升高
右移
增大
增大
增大(增加溶质)
右移
减小
增大
浓度
减小(稀释)
右移
增大
减小
酸
弱碱阳离子的水解程度减小
外加酸碱
碱
弱酸酸根离子的水解程度减小
(3)以FCL3的水解为例[Fe3++3H2O、=Fe(OH)3十3H+],外界条件对水解平衡的影响。
条件
移动方向
H+数目
pH
现象
升高温度
向右
增多
减小
液体颜色变深
通HCI
向左
增多
减小
液体颜色变浅
加H2O
向右
增多
增大
液体颜色变浅
加NaHCO:
向右
减小
增大
生成红褐色沉淀,放出气体
4.盐类水解的应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
FeCL溶液显酸性,原因是Fe3++3H2O→Fe(OH)3十3H
A13+与CO不能大量共存,会发生相互促进的水解反应:2A13+十3CO+3H2O
判断离子能否共存
2A1(OH)3V+3CO2↑
等物质的量浓度的NaX、NaY、NaZ三种盐溶液的pH分别为8、9、I0,则酸性:HX>
判断酸性强弱
HYHZ
配制或贮存易
配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,防止Cu+水解;配制FeCL溶液,加入少量盐
水解的盐溶液
酸;贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的离子方程式:Fe3++3H2O一Fe(OH)3(胶体)+3Ht
泡沫灭火器原理
成分为NaHCO,与Al2(SO4)3,发生反应为A1++3HCO,—A1(OH)3V+3CO2个
用MgO、Mg(OH)2或MgCO3调节溶液的pH,除去MgC2溶液中的FeCL3杂质:Fe3
混合溶液的
十3H2O=Fe(OH)3+3H+,MgO+2H+一Mg2++H2O,使Fe3+水解平衡右移直
除杂与提纯
至沉淀完全
作净水剂
明矾可作净水剂,原理为A13+十3H2O一A1(OH)3(胶体)十3H
化肥的使用
铵态氨肥与草木灰不能混用
除锈剂
NH,Cl与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂
313
讲解
实战高考·化学
考点4沉淀溶解平衡(山东高考6年3考)
1.影响沉淀溶解平衡的因素
(1)内因:难溶电解质本身的性质,即难溶电解质的溶解能力。
(2)外因:难溶电解质在水溶液中会建立动态平衡,改变温度和某离子浓度,会使沉淀溶解平衡
发生移动。以AgCI为例:AgCI(s)→Ag+(aq)十CI(aq)△>0。
外界条件
移动方向
c(Ag-)
升高温度
右移
增大
加水(固体有剩余)
右移
不变
加入少量AgNO
左移
增大
加入Na2S
右移
减小
通入HCI
左移
减小
通入NH
右移
减小
2.溶度积常数和浓度商
以AmBn(s)=mAn+(aq)+nB-(aq)为例:
溶度积
浓度商
含义
沉淀溶解平衡的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号
Kp
Q
Kp(AB)=cm(A+)·c"(B-),式中的浓
Q(ABn)=cm(A+)·c(Bm-),式中的浓度是
表达式
度是平衡浓度,只与温度有关
任意时刻的浓度
判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解
应用
①Q>Kp:溶液过饱和,有沉淀析出;②Q=Kp:溶液饱和,处于平衡状态;③Q<Kp:溶液未饱
和,无沉淀析出
3.沉淀的转化
(1)实质:沉淀溶解平衡的移动,沉淀的溶解度差别越大,越容易转化。
(2)应用示例:
应用
举例
原理(离子方程式)
锅炉除垢
将CaSO转化为易溶于酸的CaCO:
CaSO,(s)+CO (ag)=CaCOs(s)++SO (aq)
矿物转化
CuSO,溶液遇PbS转化为CuS
Cu2+(aq)+SO(aq)+PbS(s)-CuS(s)++PbSO,(s)
注意)沉淀溶解平衡应用的几点说明
(1)勒·夏特列原理同样适用于沉淀溶解平衡。
(2)用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部转化为沉淀除去,一般认为残留在溶液中的离子浓度
小于1×10-5mol·L-1时沉淀完全。
(3)利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要求生成沉淀的反应能够发生,其次生成沉淀的
314
O专题8水溶液中的离子平衡
反应进行得越完全越好。如除去溶液中的Mg2+,用NaOH溶液比用N2CO3溶液好,原因是
Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。
(4)若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀,则可以控制条件,使这些离子先后沉淀。对
同一类型的沉淀,K知越小越先沉淀,且Kp相差越大,分步沉淀效果越好。例如:含CI、B、
I厂的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Kp相差较大,逐滴滴加Ag+可按I厂、Br、CI的顺
序先后沉淀。②对不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要通过计算才能确定,如AgC1和
Ag2CrO4的分步沉淀。
⊙
怎么考⊙人
题型各个击破
题型一
溶液稀释后pH的计算
V
c4(H)近似相等,B正确;lg。=3时,HA
题型解读此类题目多出现在图像类选择题
溶液的pH大于HB溶液,则此时HB溶液的
中,需要学生有一定的图像解析能力。总结强
酸性强于HA溶液,故有c平(A)<c平(B),
电解质和弱电解质的图像区别,构建稀释模型
C正确;a、b两点溶液均呈酸性,均抑制水的电
图像。曲线斜率越缓,则该酸(碱)更弱。
离,但b点溶液酸性弱,对水的电离抑制程度
典例125℃时,pH均为2、体积均为V。的
小,故水的电离程度:b点大于a点,D正确。
HA、HB、HC溶液,分别加水稀释至体积为
)答案A
V,溶液pH随g,的变化关系如图所示,下
解题技法
溶液稀释时pH的变化图像
列叙述不正确的是(
(1)相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸
pH
7
6
CH,C0OH溶液
PH
CH,COOH溶液
5
HC
HCI溶液
HC溶液
冰)
0
(水)
0
23456
加水稀释至相同的倍数,
加水稀释到相同的
A.HA和HB为强酸,HC为弱酸
醋酸的pH大
pH,盐酸加入的水多
B.若将三种溶液无限稀释,则最终其c平(H+)
(2)相同体积、相同pH的盐酸和醋酸
近似相等
PH
HCl溶液..
pH
当1g品-3时6(A)小于c年B)
7
HC1溶液...
CH,COOH溶液
CH,COOH溶液
D.水的电离程度:b点大于a点
冰
0
V V2
(水)
解析:由题图可知,pH均为2的三种酸溶液加
加水稀释至相同的倍数,
加水稀释至相同的
水稀释到原来的104倍时,HA溶液的pH=6,
盐酸的pH大
pH,酷酸加入的水多
HB、HC溶液的pH均小于6,则HA是强酸,
HB和HC是弱酸,A错误;将三种酸溶液无
题型二氧化还原滴定
限稀释,最终溶液的pH均接近于7,它们的
题型解渎氧化还原滴定是酸碱中和滴定的
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