内容正文:
年 级:高二 学 科:化学(人教版)
主讲人:lrp 学 校:四川省华蓥中学
课时 3.3.3专题:溶液中的三大平衡和离子浓度的比较
1
【知识回顾:】1.根据盐类水解规律,回答下列问题:(1)实验室配制FeCl3溶液时,常加入少量的盐酸是为了 ;配制FeCl2溶液时,常加入少量的铁屑是为了 。(2)将Al2(SO4)3溶液加热蒸干,得到的固体物质是 ;若将AlCl3溶液加热蒸干、灼烧,得到的固体物质是 。(3)物质的量浓度相同的醋酸溶液和NaOH溶液等体积混合后,溶液呈 ;pH=3的醋酸溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液呈 。2.(1)碳酸的电离方程式是: 。 (2)碳酸溶液中存在的粒子有 。(3)碳酸是弱酸,第一步电离很微弱,第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是 。
抑制Fe3+水解
防止 Fe2+被氧化
Al2(SO4)3
Al2O3
碱性
酸性
H2CO3,HCO3-,H+,CO32-,H2O,OH-
c(H2CO3)>c(H+)>c(HCO3-)>c(CO32-)> c(OH-)
H2CO3 HCO3-+H+,HCO3- CO32-+H+
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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一、电解质溶液中的三个守衡关系1.电荷守恒由于溶液呈电中性,因此同一溶液中阳离子所带正电荷总数 阴离子所带负电荷总数:n(正电荷)=n(负电荷),即电荷守恒,电荷守恒关系需要考虑溶液中: , 例如,碳酸钠溶液中存在的平衡有: ,
,存在的离子有:
其中,CO32-带两个单位负电荷,列电荷守恒时,应该在c(CO32-)乘以2,以保证各离子所带的电荷量单位相同,即离子浓度前的系数就是离子 ,且电荷守恒关系中不包括中性的分子。溶液中阳离子所带的正电荷总数为:[c(Na+)+c(H+)]V(V为溶液体积),阴离子所带负电荷总数:[c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-)]V。二者相等,即[c(Na+)+c(H+)]V=[c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-)]V,约掉V,可得电荷守恒关系为: 。
=
所有的离子
Na+、H+、CO32-、HCO3-、OH-
所带电荷数
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-)
H2O H++OH-
CO32-+H2O HCO3-+OH-;HCO3-+H2O H2CO3+OH-
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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如:NH4Cl溶液中
阳离子:NH4+、 H+ 阴离子:Cl- 、OH-
n(NH4+)+n(H+)= n(Cl-)+n(OH-)
NH4Cl=NH4+ +Cl-
NH4++H2O NH3·H2O+H+
H2O H++OH-
写法归纳:找离子→分阴阳→乘电荷→列等式
写出下列溶液中的电荷守恒式
(NH4)2SO4溶液
K2S溶液
c(NH4+)+c(H+)= c(OH-)+ 2c(SO42- )
c(K+)+c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+2c(S2-)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
练习:1、分别写出:氢氧化钠溶液、碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液中的电荷守恒关系 。2、室温下某钠盐(NaB)溶液的pH=8,则该溶液中
c(Na+)-c(B-) = 。3、向醋酸钠溶液中,逐滴加入稀醋酸至溶液呈中性,比较:
c(Na+) c(CH3COO-)4、等浓度等体积的NaNO3溶液和NaF溶液中,阴离子总数较大的是 ,(提示:用电荷守恒分析:)等浓度等体积的Na2SO4溶液和Na2CO3溶液中,阴离子总数较大的是 .【小结】:电荷守恒的关键是:一是不能漏掉了离子,二是注意系数(离子所带电荷数),三是注意分子不能出现在表达式中。
c(Na+)+c(H+)=c(OH-),c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
c(OH-)-c( H+ )=9.9×10-7
=
NaNO3
Na2CO3
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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2.物料(元素)守恒物料守恒是指,在一个化学平衡体系中,某一给定物质的总浓度与其各种存在微粒浓度之和相等,例如初始浓度为c的H3PO4溶液中,溶质以H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-四种微粒形式存在,则溶液的物料守恒式可表示为:
。又如,CH3COONa固体中,n(Na+) n(CH3COO-),但在CH3COONa溶液中,因为CH3COO-水解,所以n(Na+) n(CH3COO-),即c(Na+) c(CH3COO-);根据CH3COONa固体中,n(Na+) n(CH3COO-),所以该溶液中
n(Na+) = n(CH3COO-)+ ,(两边同时除以体积)即:
。练习:分别写出碳酸钠溶液、碳酸钠和碳酸氢钠按照1:1混合溶液中的物料守恒关系 . 。
c(H3PO4)+c(H2PO4-)+c(HPO42-)+c(PO43-) = c
=
>
>
=
n(CH3COOH)
c(Na+)=c(CH3COO-)+ c(CH3COOH)
c(Na+) =2[c(CO32-) +c(HCO3-) +c(H2CO3)] ;
2c(Na+) =3[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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书写元素质量守恒式的方法:
①通过溶质的化学式(混合溶液须考虑各溶质的含量)列出特定元素的原子(或原子团)间的定量关系(特定元素一般为非H非O元素)。
②找出特定元素在水溶液中的所有存在形式。
口诀:
①不同原子写两边;②存在形式要找全;③角标交叉为系数(除H、O)。
写出CH3COONa、NaHCO3溶液中的物料守恒式。
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
2.写出物料守恒式
②CH3COOH与CH3COONa等浓度等体积混合溶液:
①(NH4) 2SO4溶液
2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(SO42-)
③NH4Cl与CNH3.H2O等浓度等体积混合溶液:
c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
【小结】: 物料守恒式中的微粒,均为溶质的原始组分(一般是非氢非氧元素),对于混合溶液,必须知道各组分的原始比例,才能写物料守恒式,若不知原始比例,只能写电荷守恒式。练习:写出某弱酸的钠盐(Na3A)溶液中的电荷守恒和物料守恒关系式子。电荷守恒: 。物料守恒: 。
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+3c(A3-)+2c(HA2-)+c(H2A-)
c(Na+)=3[c(H3A)+c((H2A-)+c(HA2-)+c(A3-)]
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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3.质子守恒:质子守恒是指在任何水溶液中,水电离出的c(OH-)=c(H+)。① 对于单一溶液,质子守恒可以用参考水准的方法:例如:硫化钠溶液的质子守恒:由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示:
、
。
c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)
或 c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)
H2O= c(OH-) + c(H+)
H+ HS- H2S
物料守恒: ;
电荷守恒: ;
质子守恒:①-②消去与H+、OH-无关的Na+得
: 。
2[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]=c(Na+)
c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)=c(H+)+c(Na+)
c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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① 对于混合溶液,可以利用电荷守恒和物料守恒消去与得氢或失氢无关的离子而得到,例如:醋酸钠和醋酸1:1混合溶液中的质子守恒:物料守恒: ;
电荷守恒: ;
质子守恒:①-②×2得: 。
2c(Na+) = c(CH3COO-) + c(CH3COOH)
c(Na+) + c(H+) = c(OH-) + c(CH3COO-)
c(CH3COOH)+2c(H+) = c(CH3COO-)+2c(OH-)
CH3COONa溶液中的质子守恒:c(OH-)= c(H+) + c(CH3COOH)
CH3COOH溶液中的质子守恒: c(OH-)=c(H+)-c(CH3COO-)
两式相加得到:c(CH3COOH) + 2c(H+) = c(CH3COO-) + 2c(OH-)
提醒注意:考题中可能遇见某一等式不属于上述三种守恒的任何一种,这时需要注意题目所给的信息和条件,这种特殊的式子,一般是对上述三种守恒经过处理后得到的,例如,在中性条件下,由于溶液中c(H+)=c(OH-),那么电荷守恒或质子守恒式中就可以将两项等比例约掉。所以,在以后凡是看到溶液呈中性,最基本的方法,就是列电荷守恒关系式。
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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例1、(双选)将标准状况下2.24 L CO2缓慢通入1 L 0.15 mol·L-1的NaOH溶液中,气体被充分吸收,下列关系不正确的是 ( )A.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)B.2c(Na+)=3[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]C.c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)D.2c(OH-)+c(CO32-)=c(HCO3-)+3c(H2CO3)+2c(H+)
解析:0.1 mol·L-1CO2与0.15 mol·L-1NaOH按2:3反应方程式为:
2CO2+3NaOH=NaHCO3+Na2CO3+H2O ,实质是NaHCO3与Na2CO3以1:1的混合溶液。
物料守恒: ;
电荷守恒: ;
质子守恒: 。
C
2c(Na+)=3[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
3c(H2CO3)+c(HCO3-)+2c(H+)=2c(OH-)+c(CO32-)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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电荷守恒: ;
物料守恒: ;
质子守恒: ;
电荷守恒: ;
物料守恒: ;
质子守恒: ;
例2:1、写出NaHCO3溶液中三个守恒关系式
电荷守恒: ;
物料守恒: ;
质子守恒: ;
c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
c(OH-)=c(H+)-c(CO32-)+c(H2CO3)
2、(NH4) 2SO4溶液中三个守恒关系式
c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(SO42-)
3、NH4Cl与CNH3.H2O等浓度等体积混合溶液中三个守恒关系式
c(NH4+)+c(H+) = c(Cl-)+c(OH-)
c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+ c(OH-)
c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(H+)
c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-)
c(NH4+)+2c(H+) = c(NH3·H2O)+2c(OH-)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
c(H2S)>>c(H+)>c(HS–)>c(S2–)>c(OH–);c(H+)>c(HS–)>c(S2–)>c(OH–)
补充:电解质溶液中离子浓度的大小比较---电离理论的建立
(1)强电解质完全电离。
(2)弱电解质微弱(约1%)电离,多元弱酸分步电离,以第一步为主。
(3)水极微弱电离。
(4)弱酸、弱碱的电离程度大于水的电离程度。
弱酸电离程度小,离子浓度远远小于弱电解质分子浓度。
如:H2S溶液中:
H2S H+ + HS– (微弱) HS– H+ + S2– (更微弱)
H2O OH– + H+ (极微弱)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
二、溶液中离子浓度的大小比较(考虑两种平衡:电离平衡和水解平衡)1.单一溶液中离子浓度大小的比较(1)弱酸溶液 CH3COOH溶液:电离: , , 溶液中存在的离子有 ,根据其电离情况,比较确定醋酸溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。 (2)弱碱溶液: 氨水溶液:电离: , 。 判断溶液中存在的离子有 ,根据其电离情况,比较确定醋酸溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
CH3COOH CH3COO-+H+(微弱)
H2O H++OH-(更微弱)
H+、OH-、CH3COO-
c(H+) > c(CH3COO-) > c(OH-)
NH3·H2O NH4++OH-(微弱)
H2O H++OH-(更微弱)
NH4+、H+、OH-
c(OH-) > c(NH4+) > c(H+)
c(NH3·H2O)>> c(OH–) > c(NH4+)> c(H+)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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(1)弱离子水解一般是微弱(约0.01%)的,水解损失是微量的。
(2)多元弱酸根水解是分步进行的,以第一步为主。
(3)弱酸的酸式酸根既电离又水解。
补充:水解理论
因水解程度很小,故水解产生的离子或分子浓度远远小于弱离子的浓度。
同溶液中不同一离子浓度比较
① 一元弱酸的盐溶液,如CH3COONa溶液
CH3COONa = CH3COO- + Na+
完全电离
很微弱
最微弱
CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
H2O H+ + OH-
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
(3)盐溶液①NH4Cl溶液:先分析NH4Cl溶液中的电离、水解过程。电离: , 。水解: 。
判断溶液中存在的离子有 。再根据其电离和水解程度的相对大小,比较确定氯化铵溶液中离子浓度由大到小的顺序
是: 。 ① 碳酸钠溶液:分析电离、水解过程:电离: 。 水解: 。
溶液中存在的离子有 : 。 溶液中离子浓度由大到小的顺序是: 。
NH4Cl = NH4+ + Cl-
H2O H++OH-
NH4+ + H2O NH3·H2O + H+
NH4+、H+、OH-、Cl-
c(Cl-) > c(NH4+) > c(H+) > c(OH-)
Na+ ,CO32- ,HCO3- ,OH- ,H+
c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)
Na2CO3 = Na+ + CO32- ,H2O H+ + OH-
CO32-+H2O HCO3-+OH- ,HCO3-+H2O H2CO3 + OH-
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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【课堂练习1】1、写出H3PO4溶液中离子浓度大小关系:
。2、室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是( ) A.Na2S溶液:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S) B.Na2C2O4溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HC2O4-+2c(H2C2O4) C.Na2CO3溶液:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(OH-) D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:
c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)
c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)> c(OH-)
B
c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
【解析】:A项,Na2S溶液中所有电离、水解方程式有Na2S=2Na++S2-、S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2O H2S+OH-、H2OH++OH-,因此溶液中OH-来源于S2-、HS-的水解和水的电离三部分,HS-仅来源于S2-的水解,所以c(OH-)>c(HS-),A项错误;B项,由电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)和物料守恒:c(Na+)=2c(H2C2O4)+2c(HC2O4-)+2c(C2O42-),二者结合可知B项正确;C项的电荷守恒关系应为c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),C项错误;D项的物料守恒关系式应为c(Na+)+2c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-),D项错误。
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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3、常温下,0.1 mol·L-1的NaHA溶液中c(H+)<c(OH-),下列关系式一定正确的是( )A.c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)
B.c(H+)·c(OH-)=10-14C.c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)
D.c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)>c(OH-)>c(H+)
B
【解析】:由NaHA溶液中c(H+)<c(OH-),知HA-的水解程度大于电离程度。选项A,由电荷守恒知,应为c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-);选项B,常温下水的离子积为c(H+)·c(OH-)=10-14;选项C,由物料守恒知,应为c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A);选项D,应为c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)>c(OH-)>c(H+)。
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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2.混合溶液中离子浓度大小的比较 (1)物质的量浓度相同的NaOH溶液、CH3COOH溶液等体积混合反应的化学方程式: ;溶液中存在的离子有 ;其浓度由大到小的顺序
是 。(2)物质的量浓度相同的NaOH溶液、NH4Cl溶液等体积混合反应的化学方程式: ;
溶液中存在的离子有 ;
其浓度由大到小的顺序是 。
NaOH + CH3COOH = CH3COONa + H2O
Na+、H+、CH3COO-、OH-
c(Na+) >c(CH3COO-) >c(OH-) >c(H+)
NaOH+NH4Cl= NH3·H2O +NaCl
Na+、Cl-、 OH-、 H+、NH4+
c(Na+) =c(Cl-) >c(OH-) >c( NH4+) >c(H+)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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(3)物质的量浓度相同的NH4Cl溶液、氨水等体积混合(已知溶液呈碱性)混合后不发生反应,溶液中的溶质为 ;溶液中存在的离子有 ;其浓度由大到小的顺序是
。
方法总结:对于溶液中离子浓度的比较,可以通过“原始组分列框图、主要反应标增减、仔细分析得结果”三步法快速比较。其基本样式为:
NH4Cl 、NH3·H2O
Cl-、NH4+、H+、OH-
c(NH4+ ) >c(Cl- ) >c(OH-) > c(H+)
原始组分↑或↓:生成的微粒>显性的H+或OH->隐性的 H+或OH-
c(Cl-)+c(OH-) = c(H+)+c(NH4+)
c(OH-)>c(H+)
c(NH4+)>c(Cl-)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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补充小结:混合溶液中离子浓度的比较方法总结
首先考虑是否发生反应,若发生反应,则比较剩余物质浓度大小,然后综合分析电离因素、水解因素。
一看反应:先反应,按方程反应系数判断有无过量。若恰好反应,反应后只有产物;若一方过量,则为过量一方和产物混合液。
二分主、次:综合分析酸碱电离、盐水解。谁弱忽略谁。
三比大小:量化、排顺序。先溶质分子或离子,再排酸碱性(H+和OH-的大小),后其他离子。
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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(1)、混合溶液(不反应) 酸碱电离、盐水解。谁弱忽略谁。
① 等浓度CH3COOH与 CH3COONa混合溶液
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
②等浓度NH4Cl 与 NH3·H2O混合溶液
c(NH4+)>c(Cl-)> c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
③ 等浓度NaCN与HCN混合溶液(pH>7)
c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
弱酸的电离>其对应弱酸盐的水解,溶液呈酸性
弱碱的电离>其对应弱碱盐的水解,溶液呈碱性
弱酸的电离<其对应弱酸盐的水解,溶液呈碱性
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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(2)、混合溶液 (恰好发生反应)
50mL 0.2mol/LCH3COOH与50mL 0.2mol/LNaOH溶液混合
CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O
0.01 0.01 0.01
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(3)、混合溶液 (发生反应一方过量)
将0.2mol·L-1CH3COONa与0.1mol·L-1HCl等体积混合
CH3COONa + HCl = CH3COOH + NaCl
0.2 0.1
0.1 0 0.1 0.1
CH3COONa CH3COOH NaCl
1 1 1
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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补充:单一溶液——弱酸酸式盐溶液
弱酸酸式盐溶液
水解 > 电离:
碱性
(NaHCO3、Na2HPO4、KHS 等 )
电离 > 水解:
酸性
(NaHSO3、NaH2PO4、KHC2O4 等)
③单一溶液——弱酸酸式盐溶液
c(Na+) > c(HCO3-) > c(OH-) > c(H+) > c(CO32-)
c(H2CO3) > c(CO32-)
例:NaHCO3溶液
水解 > 电离
碱性
NaHCO3 = Na+ + HCO3- (完全电离)
HCO3- + H2O H2CO3 + OH- (很微弱)
HCO3- CCO32- + H+ (更微弱)
H2O H++OH- (最微弱)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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③单一溶液——弱酸酸式盐溶液
c(Na+) > c(HSO3-) > c(H+) > c(SO32-) > c(OH-) >c(H2SO3)
例:NaHSO3溶液
电离 > 水解
酸性
HSO3- SO32- + H+ (很微弱)
HSO3-+ H2O H2SO3 + OH- (更微弱)
H2O H+ + OH- (最微弱)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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2、不同溶液中,同一离子浓度比较
对于给定的相同物质的量浓度的能够产生同一种离子的溶液,要先看分子内离子的配比(离子角标),越大,浓度越大,再考虑离子水解、电离以及其他离子对水解、电离的影响(抑制、促进、无影响)。
⑴等浓度 ①NH4Cl 、②(NH4)2SO4 、③氨水溶液中c(NH4+)大小: 。
②>①>③
⑵比较等浓度①NH4Cl、②(NH4)2SO4、③氨水、④CH3COONH4 、 ⑤(NH4)2Fe(SO4)2 、⑥(NH4)2CO3溶液中c(NH4+) : 。
⑤>②>⑥>①>④>③
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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(3)c(NH4+)相同的下列溶液:NH4Cl、(NH4)2SO4、 NH4HSO4、NH4HCO3 其物质的量由小到大的顺序是:
(4)相同温度下,浓度均为0.1mol/L的(NH4)2CO3、NH4HCO3、Na2CO3 、NaHCO3中c(CO32-)由大到小的顺序为:
(NH4)2SO4<NH4HSO4<NH4Cl<NH4HCO3
Na2CO3>(NH4)2CO3>NaHCO3>NH4HCO3
(5)0.1mol/l下列溶液PH值由大到小的顺序
是: .
①H2SO4 ② NH3·H2O ③ NaOH ④NH4Cl⑤NaCl⑥CH3COONa ⑦ HCl
⑧ CH3COOH ⑨Ba(OH)2
⑨>③>②>⑥>⑤>④>⑧>⑦>①
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
例如:常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液所得滴定曲线如右图。我们重点讨论以下几点:起点,图中的①②③和加入40毫升NaOH溶液的点。起点:溶质只有HAc,其微粒浓度大小顺序为: 。半倍点①:溶液中的溶质为: ,其微粒浓度大小顺序为: 。中性点②:溶液中的溶质为: ,其微粒浓度大小顺序为: 。中和点③:溶液中的溶质为: ,其微粒浓度大小顺序为: 。二倍点: 溶液中的溶质为: ,其微粒浓度大小顺序为: 。提醒:本例是一种最典型的一元酸碱混合情况,溶液中只有四种带一个电荷的离子,根据电中性的原则,一定有如下关系:“两边同电性,中间不确定”。
c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
CH3COOH , CH3COONa
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
CH3COOH、CH3COONa
c(CH3COO-)=c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
CH3COONa
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
CH3COONa、NaOH
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
29
【课堂练习2】1.将pH=4的盐酸与pH=10的氨水等体积混合(1)混合后溶液中的溶质是 ,呈______性。(2)溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。2、25 ℃时,在1.0 L浓度均为0.01 mol·L-1的某一元酸HA与其钠盐组成的混合溶液中,测得c(Na+)>c(A-),则下列描述不正确的是( )A.该溶液的pH<7 B.HA为弱酸,A-的水解程度较大C.c(A-)+c(HA)=0.02 mol·L-1 D.n(A-)+n(OH-)=0.01 mol+n(H+)
NH4Cl、NH3·H2O
碱
c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
A
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
30
3、在含CH3COOH和CH3COONa均为0.1mol/L的溶液中,则下列关系式中正确的是( )A.c(H+)>c(OH-) B.c(H+)<c(OH-)C.c(CH3COOH)>c(CH3COO-) D.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)<0.2mol/L 4、在10ml 0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度CH3COOH溶液,反应后溶液中各微粒浓度关系错误的是( )A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)C.c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
A
A
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
31
5、将0.2 mol·L-1 CH3COOK 与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后,则溶液中下列微粒的物质的量浓度的关系正确的是( )A.c(CH3COO-)=c(Cl-)=c(H+)>c(CH3COOH) B.c(CH3COO-)=c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)C.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH) D.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)6、在25 ℃时,将pH=11的NaOH溶液与pH=3的CH3COOH溶液等体积混合后,下列关系式中正确的是( )A.c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
B.c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)C.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
D.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D
D
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
32
7、25 ℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )A.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合:c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-) B.0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.1 mol·L-1氨水等体积混合(pH>7):c(NH3·H2O)>c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-) C.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:3c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)] D.0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸): 2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
A
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
33
8、室温下向10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1 的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( ) A.a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同C.pH=7时,c(Na+)=c(A- )+c(HA)
D.b点所示溶液中c(A- )>c(HA)
D
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
34
9、298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( ) A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0 mLC.M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pH<12
D
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
35
10、室温下,用0.100 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1 的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示。
下列说法正确的是( ) A.Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线B.pH=7时,滴定醋酸消耗的
V(NaOH)小于20.00 mLC.V(NaOH) =20.00 mL时,两份溶液中c(Cl-)=c(CH3COO-)D.V(NaOH) =10.00 mL时,醋酸溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
36
3、不同溶液中相同离子浓度大小比较例题1、相同浓度的下列溶液中NH4+浓度的大小顺序为: .
① NH4Cl ② CH3COONH4 ③NH4HSO4 ④(NH4)2SO4 ⑤(NH4)2Fe(SO4)2, 例题2、相同浓度的下列溶液中PH值的大小顺序为: .
① CH3COONa ② NaHSO4 ③NaCl; 例题3、PH=12的下列溶液浓度的大小顺序为: .
① Na2HPO4 ②Na3PO4
⑤④③①②
①③②
①>②
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
37
【课堂练习3】 1、有4种混合溶液,分别由等体积 0.1 mol·L-1的两种溶液混合而成:①NH4Cl与CH3COONa(混合溶液呈中性) ②NH4Cl与HCl ③NH4Cl与NaCl ④NH4Cl与NH3·H2O(混合溶液呈碱性)。下列各项排序正确的是( )A.pH:②<①<③<④ B.溶液中c(H+):①<③<②<④C.c(NH4+):①<③<②<④ D.c(NH3·H2O):①<③<④<②
C
【解析】:A项,④呈碱性,①呈中性,③呈弱酸性,②呈强酸性,pH:②<③<①<④,错误;B项,溶液中c(H+):④<①<③<②,错误;D项,c(NH3·H2O):②<③<①<④,错误。
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
38
2、等物质的量浓度、等体积的下列溶液中:①H2CO3 ②Na2CO3 ③NaHCO3 ④NH4HCO3 ⑤(NH4)2CO3。下列关系或者说法正确的是( )A.c(CO32-)的大小关系为②>⑤>③>④>① B.c(HCO3-)的大小关系为④>③>⑤>②>①C.将溶液蒸干灼烧只有①不能得到对应的固体物质 D.②③④⑤既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
A
【解析】:由于④中NH4+与HCO3-互相促进水解,故c(HCO3-):③>④,c(CO32-):③>④,B错误;将各溶液蒸干后①③④⑤都分解,得不到原来的物质,C错误;Na2CO3只能与盐酸反应,而与NaOH溶液不反应,D错误。A项:NH4+与CO32-水解相互促进,c(CO32-):②>⑤,HCO3-既水解又电离,水解程度大于电离程度,③④中的c(CO32-)小于②⑤中的c(CO32-),H2CO3是弱酸,二级电离Ka2很小,H2CO3中的c(CO32-)最小。
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
39
三、一元酸相对强弱的判断下列实验事实能够说明一元酸HA的酸性比HB强的是 。①同质量同形状的锌片分别与同浓度、同体积的HA、HB反应,产生氢气的速率前者大于后者。②物质的量浓度相同的HA、HB溶液,前者的pH大于后者。③pH相同的HA、HB溶液加水稀释相同倍数,前者pH变化大于后者。④中和等体积、pH相同的HA、HB溶液,所需相同浓度NaOH溶液的体积前者大于后者。⑤物质的量浓度相同的NaA、NaB盐溶液的pH,前者等于7,后者大于7。方法总结:一元酸相对强弱的判断方法(1)同浓度的弱酸电离程度越小,溶液中c(H+) ,酸性 。(2)同浓度的弱酸强碱盐水解程度越大,溶液pH ,相应弱酸的酸性 。
①③⑤
越小
越弱
越大
越弱
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
40
【课堂练习4】1.60 ℃有pH分别为7、9、10的三种相同物质的量浓度的盐溶液NaX、NaY、NaZ,以下说法中不正确的是( )A.在三种酸HX、HY、HZ中以HX酸性相对最强B.HX、HY、HZ三者中有一种为强酸C.在X-、Y-、Z-三者中,以Z-最易发生水解D.中和1 mol HY酸后溶液为中性,需要的NaOH稍小于1 mol
B
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
41
2.温度相同 、浓度均为0.2 mol·L-1的下列溶液:①(NH4)2SO4、②NaNO3、③NH4HSO4、④NH4NO3、⑤Na2CO3、⑥CH3COONa,pH由小到大的排列顺序是( )A.③①④②⑥⑤ B.①③⑥④②⑤
C.③②①⑥④⑤ D.⑤⑥②④①③
A
课后练习
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
42
课堂小结
电解质溶液
单一溶液
酸或碱溶液——考虑电离
盐溶液——考虑水解
混合溶液
不反应——同时考虑电离和水解
反应
恰好反应
过量—根据过量程度考虑电离或水解
生成酸或碱—考虑电离
生成盐—考虑水解
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
43
1.常温下,将CH3COOH和NaOH溶液混合,所得溶液 pH=7,则此溶液中各离子浓度关系正确的是( )
A. c(CH3COO-)>c(Na+)
B. c(CH3COO-)<c(Na+)
C. c(CH3COO-)=c(Na+)
D. 无法确定c(CH3COO-)与C(Na+)的关系
C
课堂检测
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
44
3.请分析NH4Cl溶液中
(1)请列出电荷守恒等式
(2)请列出物料守恒等式
(3)请列出质子守恒等式
(4)各离子的浓度大小顺序
c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
c(Cl-)=c(NH4+)+c(NH3·H2O)
c(H+)=c(OH-)+ c(NH3·H2O)
c(Cl-)> c(NH4+)> c(H+) >c(OH-)
2.常温下,盐酸和氨水混合,所得溶液pH=7,则此溶液中的关系正确的是( )
A.c(NH4+)<c(Cl-) B.c(NH4+)=c(Cl-)
C.c(NH4+)>c(Cl-) D.无法确定c(NH4+)与c(Cl-)的大小
B
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
45
4.HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸。在0.1 mol·L-1NaA溶液中,离子浓度关系正确的是( )
A.c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
C.c(Na+)+c(OH-)=c(A-)+c(H+)
D.c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
D
解析:HA为一元弱酸,则NaA为强碱弱酸盐,溶液由于A-的水解显碱性,离子浓度大小为:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),A项错误,B项错误;根据溶液中电荷守恒,则c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),C项错误,D项正确。
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
46
5.将pH=11的NaOH溶液与pH=3的CH3COOH溶液等体积混合后,溶液显
性,在所得的溶液中,下列关系式正确的是( )
A. c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B. c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C. c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
D. c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
酸
B
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
47
6.盐酸逐滴滴入氨水过程中:
HCl极少量:
c(NH4+) > c(OH-) > c(Cl-) > c(H+)
HCl较不足:
c(NH4+) > c(Cl-) > c(OH-) > c(H+)
HCl稍不足:
c(Cl-) = c(NH4+) > c(OH-) = c(H+)
呈中性
恰好反应:
c(Cl-) > c(NH4+) > c(H+) > c(OH-)
HCl过量:
c(Cl-) > c(H+) > c(NH4+) > c(OH-)
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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49
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