水溶液中的離子反應與離子平衡

1、水溶液中的離子反應與離子平衡【知識交匯】、離子共存問題1顏色離子MnO4Fe3+Fe2+c 2+ Cu水溶液顏色紫紅色黃色淺綠色藍色藍色2.酸堿性溶液的酸堿性溶液呈酸性溶液呈堿性溶液既可能呈酸性也可能呈堿性可能的附加條件溶液的pH小于7、加入甲基橙呈紅色、加 入較活潑金屬（如Zn）有氫氣生成等溶液的pH大于7、加入酚酞溶液呈紅色等溶液中由水電離生成的+ - 12 - 1 c（H ）=10mol L3.發(fā)生氧化還原的離子反應溶液中常見的離子發(fā)生氧化還原反應的情況見下表（""”表示能發(fā)生反應，"x”表示不能發(fā)生反應，括號內注" H+'表示酸性條件）：

2、s2-SO32 I-2+ FeBr+Cl (H )MnO4VVVVVVCIOVVVVVV +NO3 (H )VVVVVx-3+FeVVVxxx二、電離平衡1. 相同物質的量濃度、相同體積的鹽酸與醋酸的比較+c(H )pH中和堿的能力與過量Zn的反應情況稀釋相同倍數后的pH產生氫氣的量開始時的反應速率鹽酸大小相等相同快小醋酸小大慢大2相同pH、相同體積的鹽酸與醋酸的比較中和堿的能力與過量Zn的反應情況稀釋相冋倍數后的pH+c(H )c(酸)產生氫氣的量開始時的反應速率鹽酸相等小弱少相等大醋酸大強多小3.有關溶液pH的簡單計算在做關于溶液的 pH計算的題目時，要抓住矛盾的主要方面”，溶液顯酸性用溶

3、液中的c(H+)來計算；溶液顯堿性先求溶液中的c(OH-)，再求溶液中的 QH+)?？谠E：酸按酸(H+)，堿按堿(OH-)，酸堿中和求過量，無限稀釋7為限。特別注意區(qū)分溶液中的c(H+)和由水電離的c(H+)之間的差異，否則做題時，容易落入陷阱。4電解質溶液中的守恒規(guī)律電荷守恒規(guī)律：電解質溶液中，不論存在多少種離子，但溶液總是呈電中性，即陰離子所帶負電荷總數一定等于陽離子所帶正電荷總數，也就是所謂的電荷守恒規(guī)律。如NaHCO3溶液中存在著 Na*、H、HCO3-、CO32、OH，必存在如下關系：c(Na+ )+ c(H- 2-)=c(HCC3)+ c(OH )+ 2c(CO3 )。物料守恒規(guī)律

4、：電解質溶液中，由于某些離子能夠水解，離子種類增多，但某些關鍵性的原子總是守恒的，女口K2S溶液中S2、HS都能水解，故 S元素以S、HS、H2S三種形式存在，它們之間有如下守恒關系:c(K) = 2c(S2 )+ 2c(HS )+ 2c(H2S)b質子守恒規(guī)律：質子守恒是指電解質溶液中粒子電離出氫離子(H+)總數等于粒子接受的氫離子(H+)總數加游離的氫離子(H+)數。如Na2S水溶液中的質子轉移作用可圖示如下：r得質子"基準態(tài)觀質"失鼻子)h3o+-c +h+由上表可得Na2S水溶液中質子守恒式可表示為：c(H3O+)+2c(H 2S)+c(HS-)= c(OH -)或

5、c(H+)+2c(H 2S)+c(HS-)=c(OH -)。質子守恒的關系式也可以從電荷守恒與物料守恒推導得 至鷹三、沉淀溶解平衡1易溶物向難溶物轉化如向BaCQ沉淀中加入NazCrQ溶液，將會發(fā)現白色的BaCQ固體逐漸轉化成黃色的BaCrQ4沉淀。為什么產生這現象呢？可根據溶度積規(guī)則分析。當加入少量Crq2-時，c(Ba2+)qCrQ2-)v K sp,BaCrO 4，這時不生成BaCrQ沉淀。繼續(xù)加入CrQ2-,必將有一時刻剛好達到 Q = Ksp ,即2+2-C(Ba ) CrOl )= K sp ,BaCrO 4。這時，體系中冋時存在兩種平衡：2+2-2+2-9BaCQ Ba + gK

6、 sp , B aC3O = c(Ba ) aca ) = 2.58x 10,BaCrQ2+2-Ba2 + CrQ2Ksp,BaCr4O= c(Ba ) c(CrQi -) = 1.6-10x 10,一 得：BaCQ (s) + CrQ2- BaCrQ3(s)+ CQ2- ” 2 c(CO 312c(CrO 4 )方程式所表示的就是白色的BaCQ轉化成黃色的 BaCrQ的反應。其平衡常數為Ksp, BaCO 32.58 心03 16一_J0_ 16K sp, BaCrO 46102. 難溶物向易溶物轉化分析化學中常將難溶的強酸鹽(如BaSQ)轉化為難溶的弱酸鹽(如 BaCQ),然后再用酸溶解使

7、正離子但彳+)進入溶液。BaSQ沉淀轉化為BaCQ沉淀的反應為BaSQ (s)+2-.2-CQ BaCQ(s) + SQK _ c(SO 4_ K sp，BaSO 4 _1.°710_丄，雖然平衡常數小，轉化不徹底，但只要c(CQ2-)c(CO 門 K sp,BaCO 325810®24比c( SC42-)大 24倍以上，經多次轉化，即能將BaSQ轉化為BaCQ?！舅枷敕椒ā俊纠?】常溫下的下列情況中，一定能大量共存于同一溶液中的離子組是A. 使pH試紙呈紅色的溶液中：、C、N03、Na+B. 使石蕊呈藍色的溶液中：NH?、A產、NQf、HCQjC. 由水電離出的c (H)

8、= 1 x 102 mol 的溶液中：K、C、NQ3、NaD. 無色透明溶液中：K、Cu2+、Na、Cl【例2】下列離子方程式書寫不正確.的是A. NaOH 溶液與足量的 Ca(HCO)2 反應：HCQ + 0H+ Ca2+ = CaCO J+ H2OB. 等物質的量的 FeBr2和 C2反應：2Fe2+ + 2BF + 2C2 = 2F+ B+ 4CC. 氨水吸收少量的二氧化硫：2NH3 H2O+ S02 = 2NH4 + SC +出0D. Fe(OH)3 溶于氫碘酸：Fe(OH)3 + 3HI= F+ 3+ 3出0【例3】下列關系式中正確的是A. 等體積等物質的量濃度的NaCIO(aq與N

9、aCl(aq)中離子總數大?。篘前N后1+ 2 B. 0.1 mol - L Na2S溶液中：2c(Na) = c(S )+ c(HS )+ c(H2S)C. 常溫下將醋酸鈉、鹽酸兩溶液混合后，溶液呈中性，則混合后溶液中：+ c(Na )> c(Cl )> c(CHCOOH)D. 0.1 mol - L1Na2CO3溶液與 0.1 mol 1NaHCO3溶液等體積混合aCO)+ 2c(OH)一 c(HCQ )+ 3c(H2CQ)+ 2c(H+ )【例4】已知：CHtCOOH， lCH3COO+ H +達到電離平衡時，電離平衡常數用 民表示；CHjCOO一 + H2O * CH3CO

10、OH+ OH達到水解平衡時，水解平衡常數可以表示為Kh =c(CH 3COOH) c(OH)c(CH 3COO)°對于任意弱電解質來講，其電離平衡常數K、對應離子的水解常數Kh以及水的離子積常數Kw的關系是 ;由此可以推斷，弱電解質的電離程度越小，其對應離子的水解程度 。由于CHjCOOH的電離程度很小，計算時可將CF3COOH的平衡濃度看成是 CfCOOH溶液的濃度，則 c mol/ L的CHjCOOH溶液中c(H+)= (不為0);現用某未知濃度(設為c)的CHsCOOH溶液及其他儀器、藥品，通過實驗測定一定溫度下CH3COOH的電離平衡常數，需測定的數據有(用簡要的文字說明)：

11、 實驗時的溫度； ； 用 (填一種實驗方法)測定溶液濃度c若測得 25C時CHsCOOH的電離平衡常數 K= 1.8X 105,則該溫度下 0.18 mol/L的CHsCOONa溶液的 pH=?！纠?】如下圖所示：橫坐標為溶液的pH,縱坐標為 Al3離子、AlQ離子物質的量濃度的對數，回答下列問題:從圖中數據計算可得 AI（OHb的溶度積一。往10 mL2.00 mol 1AIC3溶液中加入 NaOH固體至pH = 3,需NaOHmol?！緦ｎ}演練】1 下列文字表述與反應方程式對應且正確的是A. 亞硫酸溶液電離：H2SO3+2H2O2H3O +SO3 -B. ICI 固體溶于水：ICI+HzO

12、=HI+HCIOC. NH4CI 固體溶于重水（D2O）: NH4 + 2D2O= NH3 DHO+ D3O酸D. 乙酸乙酯的水解：CH3COOCHCH3 + hJ8O CHjCOOH + CHjCH218OH2. 下列說法正確的是A. Na2SiO3溶液加熱、蒸干、灼燒后所得固體的成分是SiO2B. 配制FeCl3溶液時，將FeCh固體溶解在硫酸中，然后再用水稀釋到所需的濃度C .泡沫滅火器中常使用的原料是碳酸氫鈉和硫酸鋁D .為繪制中和滴定曲線，在滴定過程中，每隔相同時間用pH計測定一次錐形瓶中溶液的pH3. 某溫度下，某一元酸HA溶液的pH為b,且有n（A）： n（HA） = 1: 99

13、。某一元強堿溶液的 pH 為a。若將1體積的此強堿溶液與 10體積的HA溶液混合，恰好完全反應。則a與b之 和為A. 18B. 17C. 16D. 154. A、B C D四種可溶的化合物（所含離子各不相同），分別由陽離子 Na*、Mg2*、A產、Ba2+和陰離子 OH、C、SC42-、CQ2兩兩組合而成。為了確定這四種化合物的成份，某同學進行了如下實驗操作：將四種化合物各取適量配成溶液，分別裝入四支試管。取A溶液分別滴入另外三種溶液中，記錄實驗現象如下：滴入A溶液再加A溶液B 溶液白色沉淀沉淀不溶解，C溶液 滴入A溶液 '白色沉淀 再加A溶液，沉淀不溶解，D溶液 滴入A溶液'

14、白色沉淀 再加A溶液 '沉淀部分溶解。向B溶液中滴入D溶液，無明顯實驗現象。請回答下列問題：請寫出它們的化學式：A； B； C； D。上述的第三次實驗，再加入 A,沉淀部分溶解的離子方程式為 。中若是向 C溶液中滴入 D溶液，可能出現的實驗現象是 。5. 難溶化合物的飽和 溶液 存在著 溶解 平衡，已知 Ksp(AgCI)=(Ag+) c(C-)=1.8 x "10, Ksp(Ag2CrO4)= c(Ag+) 2 c(CrO42")=l.9 x-：ft。一個學生通過實驗驗證醋酸銀(CHjCOOAg的Kspb實驗中用了如下的反應：+ 2+2Ag (aq) + Cu(s

15、) 1 2Ag (s) + Cu (aq)。這個學生將已知質量的銅片加入到CHjCOOAg飽和溶液中，待充分反應之后，將銅片沖洗干凈、干燥、重新稱量。寫出能表示CfCOOAg沉淀溶解平衡的方程式： 。CHjCOOAg的Ksp= 2.0 x襯。銅片剛開始的質量為23.4 g,將銅片放在 100 mL的CHjCOOAg飽和溶液中，此飽和溶液中沒有CHjCOOAg固體。通過計算說明充分反應后銅片中銅的質量為何值時，CHjCOOAg的 Ksp得到證實。為什么做此實驗時 CHjCOOAg飽和溶液中必須沒有 CHjCOOAg固體 ?。9水溶液中的離子反應與離子平衡【參考答案】【例4】【答案】Ka- Kh=

16、 Kw越大 .c K a mol - L 1溶液的pH 酸堿中和滴定 9_ 33【例5】1X100.03【專題演練】1.C 2.C 3.B 4. Ba(OH» MgC2; NazCQ； A2(SQ)3 AI(OH)3+ OH= AIQ_ + 2出0冒出大量氣泡，同時生成白色沉淀解析：分析 4種陽離子和4種陰離子之間的關系可知CQ2_只能與Na*結合成Na2CC3, OH只能與Ba2*結合成Ba(OHb。對照實驗可知 A為Ba(OHb,生成的白色沉淀分別可能是 BaC6 Mg(OH)2、Al(OHb、BaSQ, D溶液中生成的白色沉淀再加Ba(OH)溶液后沉淀部分溶解，說明 D是A2(

17、SO4)3。溶液B可能是Na2CC3或MgCb,根據實驗可確定溶液B是MgCb,則C是Na2CC3。中沉淀部分溶解屬于鋁鹽的性質。中CQ2與Ap*發(fā)生雙水解反應生成氣體和沉淀。5. CHsCOOAg(s) Ag+(aq)+CHaCOO (aq) 23.3g若存在固體 CHsCOOAg貝U隨著Cu與Ag"反應進行，反應體系中Ag+的物質的量濃度減小，CHsCOOAg固體溶解，平衡向正方向移動， 會產生更多的 Ag+,則無法驗證 CHjCOOAg 的 Kspb解析：結合題中兩種難溶鹽的溶解平衡方程式可得醋酸銀的溶解平衡方程式為CHsCOOAg(s) 1 Ag+(aq)+CH3COO (aq)設在飽和醋酸銀溶液中