第3章 水溶液中的离子反应与平衡 章末整合提升(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

该高中化学导学案聚焦水溶液中的离子反应与平衡，以人体酸中毒及治疗为情境导入，引导学生通过血液酸碱平衡、缓冲体系等探究问题，构建弱电解质电离、水解及溶液稀释等知识点的联系，形成从理论到应用的学习支架。 资料特色在于真实情境驱动探究，设计血液pH调节、透析液配制等问题链，培养学生证据推理与模型建构的科学思维，通过实验现象分析提升科学探究能力，结合医学应用渗透科学态度与责任，真题精选高考题强化知识迁移，助力高效学习。

关于人体内酸中毒和相关治疗措施的认识 　　人体有一整套调节酸碱平衡的机制，使得血液pH恒定在7.35~7.45之间，当体内血液和组织液中酸性物质堆积，则会导致血液中HC和H2CO3浓度及其比值的变化超出正常范围，引起酸碱平衡紊乱，如酸中毒。结合相应的电解质溶液的知识，我们可以解决酸中毒问题。 探究（一）　人体血液中的酸碱性情况 问题1　人体血液里存在如下平衡：CO2＋H2O⇌H2CO3HC，使人体血液pH保持在7.35~7.45之间，否则就会发生酸中毒或碱中毒。其pH随变化关系如下表所示。 1.0 17.8 22.4 pH 6.10 7.35 7.45 （1）HC属于弱电解质，既可以水解也可以电离。正常人体血液中，HC的水解程度和电离程度哪个大？ （2）pH=7.00的血液中，c（HC）和c（H2CO3）哪个大？相等吗？ （3）常温下pH=7.45的血液稀释至pH=7.35，溶液中c（H＋）•c（OH－）改变吗？ （4）某病人在静脉滴注大量生理盐水后，血液被稀释，会导致c（H＋）显著减少，可能会引起碱中毒吗？ 问题2　人体血液里最主要的缓冲体系是碳酸氢盐缓冲体系，它维持血液的pH稳定。已知在人体正常体温时，反应H2CO3⇌HC＋H＋的平衡常数Ka=10－6.1，正常血液中≈20∶1。 （1）正常人体血液的pH约为多少？（已知lg 5=0.7，准确到小数点后一位） （2）正常人体血液内会不会存在以HC－C为主的缓冲体系？ 探究（二）　治疗方案的设计 问题3　查阅相关资料，对酸中毒的病人可以采取透析的方式治疗，透析首先要配制透析液。已知： 人体血液中主要无机离子含量（mmol•L－1） 离子 Na＋ K＋ Ca2＋ Cl－ HC 含量 134.0 2.0 1.5 109.0 30.0 根据电荷守恒的思想，配制透析液所需的溶质——NaCl、KCl、CaCl2和NaHCO3。然后确定透析液配制实验方案如下： 透析液配制实验方案 实验步骤 实验内容 1 计算：100 mL 5倍血液成分浓度透析液中需NaCl、KCl、CaCl2和NaHCO3的质量分别为3.04 g、0.07 g、0.08 g和1.26 g 2 称量：分别称取合适质量的NaCl、KCl、CaCl2和NaHCO3固体于烧杯中 3 溶解：向烧杯中加水，玻璃棒搅拌，加速溶解 4 移液和定容：将混合溶液及洗涤液倒入100 mL容量瓶中，定容，摇匀 在溶液配制过程中，发现产生了白色沉淀和气体。根据相应的化学知识，你认为生成的沉淀和气体可能是什么？ 问题4　为证实NaHCO3溶液和CaCl2溶液混合是否产生沉淀。某学生设计了如下实验：向10.00 mL 0.50 mol•L－1 NaHCO3溶液中滴加不同浓度的CaCl2溶液，观察到明显产生浑浊时，停止滴加；取少量所得浑浊液加热，记录实验现象。结合实验回答下列问题： 实验 序号 c（CaCl2） （mol•L－1） 滴加CaCl2溶液时的实验现象 加热浑浊液时的实验现象 ① 0.05 至1.32 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有较多气泡生成 ② 0.005 至15.60 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有少量气泡生成 ③ 0.000 5 至20 mL未见浑浊 （1）①中产生浑浊的原因是什么？ （2）写出未加热前①和②中发生的生成沉淀反应的离子方程式。 （3）有的同学认为，加热浊液产生气泡主要是因为CaCO3受热分解产生了更多的CO2，这种观点对吗？如果不是，请你给出合适的理由。 （4）问题3中透析液是根据人体血液成分配制的，人体的血液中也含有Ca2＋和HC，为何血液中不产生沉淀呢？你认为最可能的原因是什么？ 1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）（2025•河南高考）磷酸二氢钠水解离子方程式：H2P＋H2O⇌H3PO4＋OH－。（　　） （2）（2025•河南高考）用明矾净化黄河水。（　　） （3）（2025•浙江1月选考）Na2CO3溶液呈碱性，可用于除油污。（　　） （4）（2025•安徽高考）硫酸铝可用作净水剂。（　　） （5）（2024•河北高考）1 L 1 mol•L－1 K2CO3溶液中C的数目为NA。（　　） 2.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）（2025•甘肃高考）向AgNO3溶液先滴入几滴NaCl溶液，再滴入几滴NaI溶液，观察沉淀颜色变化，可以比较AgCl和AgI的Ksp大小。（　　） （2）（2025•河北高考）以K2CrO4为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl－，先出现白色沉淀，后出现砖红色沉淀，说明Ksp（AgCl）＜Ksp（Ag2CrO4）。（　　） （3）（2024•湖南高考）用饱和Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢：CaSO4（s）＋C（aq）⇌CaCO3（s）＋S（aq）。（　　） （4）（2024•浙江6月选考）已知室温下，Ksp（FeS）=6.3×10－18，Ksp［Fe（OH）2］=4.9×10－17，则溶解度FeS大于Fe（OH）2。（　　） （5）（2024•山东高考）向等物质的量浓度的NaCl、Na2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液，先生成AgCl白色沉淀，得出的实验结论是Ksp（AgCl）＜Ksp（Ag2CrO4）。（　　） 3.（2025•广东高考12题）CuCl微溶于水，但在Cl－浓度较高的溶液中因形成［CuCl2］－和［CuCl3］2－而溶解。将适量CuCl完全溶于盐酸，得到含［CuCl2］－和［CuCl3］2－的溶液，下列叙述正确的是（　　） A．加水稀释，［CuCl3］2－浓度一定下降 B．向溶液中加入少量NaCl固体，［CuCl2］－浓度一定上升 C．H［CuCl2］的电离方程式为H［CuCl2］H＋＋Cu＋＋2Cl－ D．体系中，c（Cu＋）＋c（H＋）=c（Cl－）＋c（［CuCl2］－）＋c（［CuCl3］2－）＋c（OH－） 4.（2024•贵州高考12题）硼砂［Na2B4O5（OH）4•8H2O］水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的B（OH）3（硼酸）和Na［B（OH）4］（硼酸钠）。 已知：①25 ℃时，硼酸显酸性的原理 B（OH）3＋2H2O⇌H3O＋＋－　Ka=5.8×10－10； ②lg≈0.38。 下列说法正确的是（　　） A．硼砂稀溶液中c（Na＋）=c［B（OH）3］ B．硼酸水溶液中的H＋主要来自水的电离 C.25 ℃时，0.01 mol•L－1硼酸水溶液的pH≈6.38 D．等浓度等体积的B（OH）3和Na［B（OH）4］溶液混合后，溶液显酸性 5.（2025•江苏高考3题）用0.050 00 mol•L－1草酸（H2C2O4）溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。下列实验操作规范的是（　　） 6.下列实验的对应操作中，不合理的是（　　） A．（2024•北京高考）图①用HCl标准溶液滴定NaOH溶液：眼睛注视锥形瓶中溶液 B．（2024•甘肃高考）图②准确量取15.00 mL稀盐酸 C．（2024•山东高考）图③滴定时调控滴定速度 D．（2024•浙江1月选考）图④装置用于标准碱溶液滴定未知酸（盛装在锥形瓶内）溶液 7.（2025•黑吉辽蒙12题）化学需氧量（COD）是衡量水体中有机物污染程度的指标之一，以水样消耗氧化剂的量折算成消耗O2的量（单位为mg•L－1）来表示。碱性KMnO4不与Cl－反应，可用于测定含Cl－水样的COD，流程如图。 下列说法错误的是（　　） A．Ⅱ中发生的反应有MnO2＋2I－＋4H＋Mn2＋＋I2＋2H2O B．Ⅱ中避光、加盖可抑制I－被O2氧化及I2的挥发 C．Ⅲ中消耗的Na2S2O3越多，水样的COD值越高 D．若Ⅰ中为酸性条件，测得含Cl－水样的COD值偏高 8.（2025•云南高考14题）甲醛法测定N的反应原理为4N＋6HCHO（CH2）6N4H＋＋3H＋＋6H2O。取含NH4Cl的废水浓缩至原体积的后，移取20.00 mL，加入足量甲醛反应后，用0.010 00 mol•L－1的NaOH标准溶液滴定。滴定曲线如图1，含氮微粒的分布分数δ与pH关系如图2{比如：δ［（CH2）6N4H＋］=}。下列说法正确的是（　　） A．废水中N的含量为20.00 mg•L－1 B．c点：c［（CH2）6N4H＋］＋c（H＋）=c（OH－） C．a点：c［（CH2）6N4H＋］＞c（H＋）＞c（OH－）＞c［（CH2）6N4］ D．（CH2）6N4H＋⇌（CH2）6N4＋H＋的平衡常数K≈7.3×10－6 9.（2024•天津高考）甲胺（CH3NH2）水溶液中存在以下平衡：CH3NH2＋H2O⇌CH3＋OH－。已知：25 ℃时，CH3NH2的Kb=4.2×10－4，NH3•H2O的Kb=1.8×10－5。下列说法错误的是（　　） A．CH3NH2的Kb= B．CH3NH2溶液中存在c（H＋）＋c（CH3）=c（OH－） C．25 ℃时，0.1 mol•L－1 NH4Cl溶液与0.1 mol•L－1 CH3NH3Cl溶液相比，NH4Cl溶液中的c（H＋）小 D.0.01 mol•L－1＋ CH3＋NH2溶液与相同浓度的CH3＋NH3＋Cl溶液以任意比例混合，混合液中存在c（CH3＋NH2）＋＋c（CH3＋）=0.01 mol•L－1 10.（2025•山东高考18题节选）如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。 实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下（加热及夹持装置略）： 原料 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃ 顺丁烯二酸酐 52.6 202.2 邻苯二甲酸酐 130.8 295.0 1，2－丙二醇 －60.0 187.6 实验过程： ①在装置A中加入上述三种原料，缓慢通入N2。搅拌下加热，两种酸酐分别与1，2－丙二醇发生醇解反应，主要生成和。然后逐步升温至190~200 ℃，醇解产物发生缩聚反应生成聚酯。 ②缩聚反应后期，每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值，直至酸值达到聚合度要求（酸值：中和1克样品所消耗KOH的毫克数）。 为测定酸值，取a g样品配制250.00 mL溶液，移取25.00 mL溶液，用c mol•L－1 KOH－乙醇标准溶液滴定至终点，重复实验，数据如下： 序号 1 2 3 4 5 滴定前读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00 滴定后读数/mL 24.98 49.78 24.10 25.00 25.02 应舍弃的数据为　　　　（填序号）；测得该样品的酸值为　　　　（用含a、c的代数式表示）。 11.完成下列填空。 （1）（2025•陕晋青宁高考节选）已知：常温下Ksp［Mg（OH）2］=10－11.25，Ksp［Mn（OH）2］=10－12.72；加入NH3•H2O沉锰时，当Mg2＋（c=10－0.68 mol•L－1）将要开始沉淀时，溶液中剩余Mn2＋浓度为　　　　　mol•L－1。 （2）（2025•河南高考节选）若“活化还原”在室温下进行，SnCl2初始浓度为1.0×10－4 mol•L－1，为避免生成Sn（OH）2沉淀，溶液适宜的pH为　　　　　　　（填字母）［已知Sn（OH）2的Ksp=5.5×10－28］。 A.2.0　　　　　B.4.0　　　　　C.6.0 （3）（2025•广东高考节选）已知： 氢氧化物 Fe（OH）3 Al（OH）3 Ksp（298 K） 2.8×10－39 1.3×10－33 氢氧化物 Cu（OH）2 Ni（OH）2 Ksp（298 K） 2.2×10－20 5.5×10－16 滤液“沉铝”时，pH最高可调至　　　　　　（溶液体积变化可忽略）。已知：“滤液”中c（Cu2＋）=0.022 mol•L－1，c（Ni2＋）=0.042 mol•L－1。 （4）（2025•安徽高考节选）某含锶（Sr）废渣主要含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO3和MgCO3等，一种提取该废渣中锶的流程如图所示。 已知25 ℃时，Ksp（SrSO4）=10－6.46，Ksp（BaSO4）=10－9.97。 “盐浸”中SrSO4转化反应的离子方程式为　　 　　； 25 ℃时，向0.01 mol SrSO4粉末中加入100 mL 0.11 mol•L－1 BaCl2溶液，充分反应后，理论上溶液中c（Sr2＋）•c（S）=　　　　　　 mol2•L－2（忽略溶液体积的变化）。 答案 章末整合提升 【主题探究】 问题1　（1）提示：人体血液pH保持在7.35~7.45之间，这说明HC的水解程度大于其电离程度。 （2）提示：由表中得到：c=c（HC）时溶液pH=6.10，为使溶液pH=7，应该多加入一些HC，所以pH=7.00的血液中c（H2CO3）＜c（HC）。 （3）提示：水的离子积常数只与温度有关，与溶液的酸碱性无关。 （4）提示：某病人在静脉滴注大量生理盐水后，血液被稀释，会导致c（H＋）显著减少，但人体血液中的平衡：H2CO3⇌H＋＋HC右移，pH不会显著增大，所以不会造成碱中毒。 问题2　（1）提示：正常人体血液中≈20∶1，H2CO3⇌HC＋H＋的平衡常数Ka=10－6.1，则==10－6.1，c（H＋）= mol•L－1=5×10－8.1 mol•L－1，所以正常人体血液的pH=－lg c（H＋）=－lg （5×10－8.1）=7.4。 （2）提示：HC、C均水解使溶液显碱性，且C的水解程度大于HC，所以正常人体血液内不会存在以HC－C为主的缓冲体系。 问题3　提示：CaCO3和CO2。 问题4　（1）提示：因为c（Ca2＋）•c（C）＞Ksp（CaCO3），所以产生了沉淀。 （2）提示：2HC＋Ca2＋CaCO3↓＋H2CO3。 （3）提示：未加热前①和②中发生了反应：2HC＋Ca2＋CaCO3↓＋H2CO3，碳酸钙分解需要高温条件，加热浊液产生气泡主要是因为H2CO3受热分解产生了更多的CO2。 （4）提示：血液中Ca2＋和HC浓度小，c（Ca2＋）•c（C）＜Ksp（CaCO3），所以不产生沉淀。 【真题体验】 1.（1）√　（2）√　（3）√　（4）√　（5）× 2.（1）×　（2）×　（3）√　（4）×　（5）× 3.A　加水稀释，体积影响程度较大，溶液中［CuCl3］2－的浓度一定下降，A正确；向溶液中加入少量NaCl固体，CuCl＋Cl－⇌［CuCl2］－、［CuCl2］－＋Cl－⇌［CuCl3］2－、CuCl＋2Cl－⇌［CuCl3］2－平衡均正向移动，［CuCl2］－的浓度不一定上升，B错误；［CuCl2］－不能拆分，故H［CuCl2］的电离方程式为H［CuCl2］H＋＋［CuCl2］－，C错误；体系中存在电荷守恒：c（Cu＋）＋c（H＋）=c（Cl－）＋c（OH－）＋c（［CuCl2］－）＋2c（［CuCl3］2－），D错误。 4.B　由题可知，硼砂水解生成等物质的量的B（OH）3和Na［B（OH）4］，但溶液中还存在B（OH）3和［B（OH）4］－的水解，故c（Na＋）≠c［B（OH）3］，A错误；由题给硼酸显酸性的原理可知，硼酸水溶液中的H＋主要来自水的电离，B正确；设该硼酸水溶液中水解的硼酸浓度为x mol•L－1，则可列三段式： B（OH）3＋2H2O⇌H3O＋＋［B（OH）4］－ 起始浓度/ （mol•L－1）　　0.01　 　0　 　0 转化浓度/ （mol•L－1）　　x　 　x　 　x 平衡浓度/ （mol•L－1）　　0.01－x　 　x　 　x Ka==≈=5.8×10－10，解得x≈×10－6，即c（H＋）≈×10－6 mol•L－1，则pH≈5.62，C错误；该混合溶液中Ka=≈c（H3O＋）=5.8×10－10，则pH=－lg（5.8×10－10）≈9.24，溶液显碱性，D错误。 5.D　向容量瓶中加水时，需要用玻璃棒引流，A错误；润洗滴定管时应加入少量标准液，倾斜着转动滴定管，使标准液润湿全部滴定管内壁，然后一手控制活塞，将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中，重复2~3次，B错误；滴定时，酸式滴定管的活塞柄向右，左手从滴定管后向右伸出，拇指在滴定管前，食指及中指在管后，三指平行的轻轻握住活塞柄，用右手的拇指、食指和中指拿住锥形瓶，其余两指辅助在下侧，使瓶底离滴定台高约2~3 cm，滴定管下端伸入瓶口内约1 cm，C错误；读数时视线应与凹液面最低处相切，D正确。 6.D　用HCl标准溶液滴定NaOH溶液时，眼睛应注视锥形瓶中溶液，以便观察溶液颜色的变化从而判断滴定终点，A合理；稀盐酸呈酸性，可用酸式滴定管量取15.00 mL稀盐酸，B合理；左手拇指、食指和中指轻轻向内扣住玻璃活塞，手心空握，以调控酸式滴定管中液体的滴加速度，C合理；标准碱溶液应盛装在碱式滴定管中，D不合理。 7.C　由题图中装置Ⅱ中的信息可知，Mn、MnO2在酸性条件下被I－还原为Mn2＋，由得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒可知，A正确；若装置Ⅱ不加盖，则空气可进入该装置中氧化I－，且光照会加快碘单质的挥发，B正确；装置Ⅲ中消耗的Na2S2O3越多，说明装置Ⅱ中生成的I2越多，则Ⅰ中消耗的Mn越少，故水样的COD值越低，C错误；若装置Ⅰ的体系为酸性环境，则Mn被Cl－还原为Mn2＋，水样消耗的Mn偏多，故Ⅱ中生成的I2偏少，Ⅲ中消耗的Na2S2O3偏少，测得的含Cl－水样的COD值偏高，D正确。 8.D　A项，由图1中的信息可知，当加入NaOH标准溶液的体积为20.00 mL时到达滴定终点，由关系式~［（CH2）6N4H＋＋3H＋］~4OH－可知，由于待测液的体积和标准溶液的体积相同，因此，浓缩后的20.00 mL溶液中）=c（OH－）=0.010 00 mol•L－1＋，则原废水中）=0.010 00 mol•L－1×=0.001 000 mol•L－1，因此，废水中N的含量为0.001 000 mol•L－1×18 000 mg•mol－1=18.00 mg•L－1，错误；B项，c点加入NaOH标准溶液的体积过量，得到NaOH、NaCl、（CH2）6N4的混合溶液，且浓度之比为1∶4∶1，由电荷守恒可知，c［（CH2）6N4H＋］＋c（H＋）＋c（Na＋）=c（OH－）＋c（Cl－），由于c（Cl－）＜c（Na＋），c［（CH2）6N4H＋］＋c（H＋）＜c（OH－），错误；C项，a点加入10.00 mL NaOH溶液，得到NaCl、（CH2）6N4H＋、HCl的混合液，且浓度之比为2∶1∶1，（CH2）6N4H＋在溶液中水解，浓度减小，故c（H＋）＞c［（CH2）6N4H＋］，错误；D项，由图1和图2可知，当pH=6.00时，（CH2）6N4占比较高，δ［（CH2）6=0.88，则由氮守恒可知，δ［（CH2）6N4H＋］=0.12，两种粒子的浓度之比等于其分布分数之比，则（CH2）6N4H＋⇌（CH2）6N4＋H＋的平衡常数K==≈7.3×10－6，正确。 9.C　由CH3NH2的电离方程式可知，CH3NH2的Kb=，A正确；由CH3NH2的电离方程式及电荷守恒可知，CH3NH2溶液中存在c（H＋）＋c（CH3）=c（OH－），B正确；由CH3NH2的Kb=4.2×10－4，NH3•H2O的Kb=1.8×10－5知，碱性：CH3NH2＞NH3•H2O，由越弱越水解可得，25 ℃时，0.1 mol•L－1 NH4Cl溶液与0.1 mol•L－1 CH3NH3Cl溶液相比，NH4Cl溶液中的c（H＋）大，C错误；0.01 mol•L－1＋ CH3＋NH2溶液与相同浓度的CH3＋NH3＋Cl溶液以任意比例混合，由元素守恒得，混合液中存在c（CH3＋NH2）＋＋c（CH3＋）=0.01 mol•L－1，D正确。 10.2、3　 解析：实验2、3消耗的KOH差值偏大，舍去。平均消耗KOH－乙醇标准溶液的体积为25.00 mL，酸值为= mg•g－1。 11.（1）10－2.15　（2）A　（3）5.00　 （4）SrSO4（s）＋Ba2＋（aq）⇌BaSO4（s）＋Sr2＋（aq）　10－8.97 解析：（1）当Mg2＋（c=10－0.68 mol•L－1）将要开始沉淀时，Q=10－0.68×c2（OH－）=Ksp［Mg（OH）2］=10－11.25，解得c2（OH－）=10－10.57（mol•L－1）2，则此时c（Mn2＋）== mol•L－1=10－2.15 mol•L－1。 （2）SnCl2初始浓度为1.0×10－4 mol•L－1，恰好生成Sn（OH）2沉淀时，溶液中c（OH－）=≈2.3×10－12 mol•L－1，pOH≈11.6，pH=2.4，故为避免生成Sn（OH）2沉淀，溶液适宜的pH应小于2.4，故本题选A。（3）由表中数据知，Cu2＋开始沉淀时c（OH－）= mol•L－1=10－9 mol•L－1，Ni2＋开始沉淀时c（OH－）= mol•L－1≈×10－8 mol•L－1＞10－9 mol•L－1，Cu2＋先沉淀，而“沉铝”时，Cu2＋和Ni2＋均不能沉淀，故pH最高可调至－lg=5.00。（4）“盐浸”中发生沉淀的转化，离子方程式：SrSO4（s）＋Ba2＋（aq）⇌BaSO4（s）＋Sr2＋（aq）；该反应的平衡常数K=====103.51，平衡常数很大，近似认为SrSO4完全转化，溶液中剩余n（Ba2＋）=1×10－3 mol，则c（S）==10－7.97 mol•L－1，列三段式： SrSO4（s）＋Ba2＋（aq）⇌BaSO4（s）＋Sr2＋（aq） 初始/mol　　0.01　 　0.011　 　0 变化/mol　　0.01　 　0.01　 　 0.01 平衡/mol　 0.001　　 0.01 理论上溶液中c（Sr2＋）•c（S）=10－7.97 mol•L－1×10－1 mol•L－1=10－8.97（mol•L－1）2。 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $