溶液中的離子平衡

1、專題五 溶液中的離子平衡一、考試要求1、了解電離、電解質(zhì)、強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的概念。2、了解弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡3、了解水的電離和水的離子積常數(shù)。了解溶液pH的定義，能進(jìn)行pH的簡單計算。4、了解鹽類水解的原理，能說明影響鹽類水解程度的主要因素，認(rèn)識鹽類水解在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用（弱酸弱堿鹽的水解不作要求）。5、知道難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。6、初步掌握中和滴定的原理和方法。7、了解離子反應(yīng)的概念，了解離子反應(yīng)發(fā)生的條件，能正確書寫簡單的離子反應(yīng)方程式（并在其它專題中）二、命題的趨勢預(yù)測1、離子方程式正誤的判斷與離子共存仍將是高考中必考的熱點2、溶液中存在的離子的種類與濃度大小的比較在近年

2、高考中也是常出現(xiàn)的熱點3、難溶液電解質(zhì)的沉淀平衡是新課程標(biāo)準(zhǔn)中增加的內(nèi)容，也是不容忽視的考點4、中和滴定實驗是高中教材中為數(shù)不多的定量實驗，雖然近年高考中沒的出現(xiàn)過，但也得加以重視，特別是與中和滴定相近的其它滴定方式的應(yīng)用。三、要點梳理1、弱電解質(zhì)的電離平衡電離平衡 （1）電解質(zhì)與非電解質(zhì)（注意CO2、SO2、NH3等水溶液可以導(dǎo)電但是非電解質(zhì)） （2）強弱電解質(zhì)（注意KSCN等鹽屬于弱電解質(zhì)，思考苯酚、水、乙醇、鹽酸與鈉反應(yīng)的現(xiàn)象有什么不同） （3）弱電解質(zhì)的電離平衡（常見的H2CO3、NH3H2O、CH3COOH等電離方程式的書寫） （4）水的電離，影響水的電離因素（酸，堿、鹽、溫度等）（

3、5）水的離子積常數(shù)（KW）2、鹽的水解平衡：（1）本質(zhì)：弱電解質(zhì)從逆向建立電離平衡時破壞了水的電離平衡（2）影響因素：內(nèi)因：有弱才水解，越弱越水解 外因：溫度、濃度（3）應(yīng)用：判斷鹽溶液中離子種類和比較離子濃度弱酸或弱堿，如CH3COOH、NH3H2O和H2CO3弱酸與其鹽溶液如：HAC與NaAC，弱堿與其鹽溶液NH4Cl與NH3H2O多元弱酸的酸式鹽溶液如：NaHCO3、NaHC2O4溶液離子共存問題Fe3+、Cu2+、NH4+、Al3+、Fe2+等離子只能存在于酸性溶液中 CO32-、SiO32-、AlO2-、CH3COO-、C6H5O-等離子只能存在于堿性溶液中 HCO3-在酸性與堿性溶

4、液中均不能存大 泡沫滅火器中發(fā)生的反應(yīng)某些鹽或鹽溶液制備、保存 FeCl3溶液的配制方法：硅酸鈉溶液在空氣中久置變渾濁的原因，不能用玻璃瓶塞的原因Fe(OH)3膠體的制備明礬的凈水作用弱電解質(zhì)的證明 證明CH3COOH是弱酸的方法：解釋某些化學(xué)現(xiàn)象及在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用 由MgCl26H2O制取無水氯化鎂的方法： AlCl36H2O和SOCl2混合加熱可以得到得到無水氯化鋁的原因 用TiCl4制取TiO2的反應(yīng)等2、中和滴定（1）用已知物質(zhì)的量濃度的酸（或堿）來測定未知物質(zhì)的量濃度的堿（或酸）的實驗方法（2）原理：n(OH-)=n(H+)（3）關(guān)鍵：準(zhǔn)確測定標(biāo)準(zhǔn)液與待測液的體積，準(zhǔn)確判斷滴定的終

5、點（4）儀器與操作：準(zhǔn)備、滴定（5）誤差分析與數(shù)據(jù)處理（6）溶液中PH的計算：3、溶液PH的計算（1）計算的原則酸溶液按C(H+)，堿溶液按C(OH-)計算（2）強酸混合：c(H+)= 強堿混合：c(OH-)= （3）強酸與強堿混合后，先判斷溶液酸堿性再列式計算（4）兩強混合呈中性： = 10 （5）若兩溶液等體積混合且溶液的PH之和為14，則混合溶液呈弱的一方的性質(zhì)4、沉淀溶解平衡：（1）沉淀溶解平衡：一定條件下沉淀的溶解速率與生成速率相等時，溶液呈飽和狀態(tài)（2）沉淀反應(yīng)的應(yīng)用： 沉淀的生成：如：Cu2+（Fe3+、Fe2+）離子和除去方法 沉淀的溶解：如：Mg(OH)2沉淀的溶解方法 沉淀

6、的轉(zhuǎn)化：如：水垢中CaSO4的除去，氟化物防治齲齒的化學(xué)原理等四、典例精析例1：（2008年天津理綜第9題）醋酸溶液中存在電離平衡： CH3COOHHCH3COO，下列敘述不正確的是 （ ）A醋酸溶液中離子濃度的關(guān)系滿足：c（H）c（OH）c（CH3COO） B0.10mol/L的CH3COOH溶液加水稀釋，溶液中c（OH）減小 CCH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa固體，平衡逆向移動 D常溫下，pH2的CH3COOH溶液與pH12的NaOH溶液等體積混合后，溶液的pH7答案：B解析：根據(jù)電荷守恒，可得：c(H)=c(OH)+C(CH3COO)，故A項對；0.1mol/lCH3COO

7、H在加水稀釋過程中酸性減弱，即c(H)減小，而在一定溫度下，C(H+)·C(OH-)=Kw是一定值，故c(OH)增大，所以B錯；在醋酸中加入醋酸鈉，c(CH3COO)增大，所以平衡向左移動，故C對；pH=2的CH3COOH中pH=12的NaOH中c(H)=c(OH)，但由于醋酸是弱酸，部分電離，故醋酸的物質(zhì)的量濃度大于NaOH，二者等體積混合后，醋酸過量，所以溶液顯酸性，即pH7，所以D對。規(guī)律：（1）弱酸在加入水稀釋的過程中H+與弱酸根離子的濃度都在減小，只有對應(yīng)的OH-濃度在增加（如果改成氨水討論的方法相同）（2）PH之和為14的酸與堿等體積混合后，若都是強的則呈中性，若有弱的溶

8、液呈弱的一方的性質(zhì)，（把選項D的溶液改為氨水與鹽酸同樣討論，若使溶液呈中性則加入的弱的一方的體積應(yīng)該少）例2：（2008年江蘇高考第12題）下列溶液中有關(guān)物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是ApH=2的HA溶液與pH=12的MOH溶液任意比混合： c(H+) + c(M+) = c(OH-) + c(A-)BpH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三種溶液： c(NaOH)c(CH3COONa)c(Na2CO3)C物質(zhì)的量濃度相等CH3COOH和CH3COONa溶液等體積混合：c(CH3COO-) +2c(OH-) = 2c(H+) + c(CH3COOH)D0.1mol·L-1的Na

9、HA溶液，其pH=4：c(HA-)c(H+)c(H2A)c(A2-)答案：A、C解析：選項A中無論酸HA與堿MOH強還是弱，反應(yīng)后的溶液中總存在四種離子，根據(jù)電荷守恒，A正確，選項B中NaOH是強堿，電離呈堿性，CH3COONa和Na2CO3兩種溶液是水解呈堿性，水解的程度很小，若PH相同的，所需要兩者的物質(zhì)的量濃度遠(yuǎn)大于NaOH溶液，而且酸越弱水解的程度越大，所需要濃度就越小c(NaOH)c(Na2CO3)c(CH3COONa)選項C中存在電荷守恒c(H+) + c(Na+) = c(OH-) + c(CH3COO-)，另不管溶液是電離還是水解，由于物質(zhì)的量濃度相等CH3COOH和CH3CO

10、ONa溶液等體積混合，所以2c(Na+) = c(CH3COOH) + c(CH3COO-)，把后面的等式代入到第一個等式中，則C正確，D選項是溶液呈堿性，酸式鹽的水解大于電離的等式若酸式鹽呈堿性電離大于水解就不成立了，D錯誤規(guī)律：（1）相同PH值的不同物質(zhì)的濃度比較，若呈堿性則是強堿弱堿水解呈堿性的鹽，水解程度大的鹽水解程度小的鹽（呈酸性的順序也可以同理推出）（2）多元弱酸的酸式鹽溶液NaHA，呈酸性與呈堿性時的不同是水解產(chǎn)物與電離產(chǎn)物的排序，還有就是H+與OH-的排序，如水解大于電離則c(H+)c(H2A)c(A2-)，若電離大于水解則c(OH-)c(A2-)c(H2A)。例3：以下是25

11、時幾種難溶電解質(zhì)的溶解度：難溶電解質(zhì)Mg(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3溶解度/g9×1041.7×1061.5×1043.0×109在無機化合物的提純中，常利用難溶電解質(zhì)的溶解平衡原理除去某些離子。例如：為了除去氯化銨中的雜質(zhì)Fe3，先將混合物溶于水，加入一定量的試劑反應(yīng)，過濾結(jié)晶 為了除去氯化鎂晶體中的雜質(zhì)Fe3，先將混合物溶于水，加入足量的氫氧化鎂，充分反應(yīng)，過濾結(jié)晶 為了除去硫酸銅晶體中的雜質(zhì)Fe2，先將混合物溶于水，加入一定量的H2O2，將Fe2氧化成Fe3，調(diào)節(jié)溶液的pH4，過濾結(jié)晶請回答下列問題：（1）上述三個除雜方案都

12、能夠達(dá)到很好效果，F(xiàn)e2、Fe3都被轉(zhuǎn)化為 而除去（2）中加入的試劑應(yīng)該選擇_為宜，其原因是_。（3）中除去Fe3所發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為_。（4）下列與方案相關(guān)的敘述中，正確的是_（填字母）。     AH2O2是綠色氧化劑，在氧化過程中不引進(jìn)雜質(zhì)、不產(chǎn)生污染     B將Fe2氧化為Fe3的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀較難過濾     C調(diào)節(jié)溶液pH4可選擇的試劑是氫氧化銅或堿式碳酸銅     DCu2+可以

13、大量存在于pH4的溶液中     E在pH>4的溶液中Fe3一定不能大量存在答案：（1）氫氧化鐵（2）氨水；不會引入新的雜質(zhì)（3）2Fe33Mg(OH)2 = 3 Mg2+ 2Fe(OH)3 （4）A C D E解析：由于氫氧化鐵相對于氫氧化亞鐵溶解度小，沉淀所需要的PH值低，所以通常將Fe2氧化為Fe3然后再進(jìn)行沉淀，沉淀中存在溶解平衡，所以當(dāng)加入溶解度更小的沉淀劑時，沉淀會發(fā)生轉(zhuǎn)化，因些加入氫氧化鎂時會發(fā)生氫氧化鎂溶解生成氫氧化鐵沉淀，加入沉淀劑時一般不能引入新的雜質(zhì)，所以加入時應(yīng)該加入與溶液中主要離子相同的陰離子或陽離子，所以為了除去硫酸銅晶

14、體中的雜質(zhì)Fe2，先將混合物溶于水，加入一定量的H2O2，將Fe2氧化成Fe3，然后可以加入含有氧化銅，氫氧化銅等物質(zhì)。規(guī)律：（1）利用沉淀平衡實現(xiàn)沉淀而除雜時，常加入與溶液中主要離子相同陽離子的難溶物進(jìn)行處理，如除去氯化鎂中的鐵離子，可以加入氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂、碳酸氫鎂等（2）除雜時不能引入新的雜質(zhì)離子，如：將Fe2氧化為Fe3時，只能用H2O2、O3等，若溶液中原有氯離子，還可以考慮用氯水等，但不能加入溶液中不含有的離子。五：課堂練習(xí)1、（2008年上海高考第14題）某酸性溶液中只有Na、CH3COO、H、OH四種離子。則下列描述正確的是A該溶液由pH=3的CH3COOH與pH=11

15、的NaOH溶液等體積混合而成B該溶液由等物質(zhì)的量濃度、等體積的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合而成C加入適量NaOH，溶液中離子濃度為c(CH3COO)c(Na)c(OH)c(H)D加入適量氨水，c(CH3COO)一定大于c(Na)、c(NH4)之和答案：A2、 （2006年江蘇高考第12題）下列敘述正確的是A0.1mol·L1氨水中，c(OH-)=c(NH4+)B10 mL 0.02mol·L1HCl溶液與10 mL 0.02mol·L1Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的體積為20 mL，則溶液的pH=12C在0.1mol·L1CH3COO

16、Na溶液中，c(OH-)=c(CH3COOH)c(H+)D0.1mol·L1某二元弱酸強堿鹽NaHA溶液中，c(Na+)=2c(A2-)c(HA-)c(H2A)答案：B、C3、（1）在氯化鐵溶液中，加入難溶的碳酸鈣粉末，發(fā)現(xiàn)碳酸鈣粉末逐漸溶解，同時還產(chǎn)生的現(xiàn)象有：_；_；請用離子方程式表示上述現(xiàn)象的本質(zhì)原因：_。（2）在氯化鐵溶液中加入一種單質(zhì)，也會產(chǎn)生類似上述實驗現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)，這種單質(zhì)是_。（從下列選項中選擇）P S Mg Cu（3）在氯化鐵和氯化鋁混和溶液中，其中Fe3+和Al3+的物質(zhì)的量之和為0.1mol，在此溶液中加入90mL4mol·L-1的NaOH的溶液，使其充分反應(yīng)。設(shè)Al3+物質(zhì)的量與總物質(zhì)的量之比為x。當(dāng)x=0.4時，溶液中產(chǎn)生的沉淀是_（寫化學(xué)式），其物質(zhì)的量為_。當(dāng)沉淀只有Fe(OH)3時，x的取值范圍是_。答案：（1）無色氣體產(chǎn)生生成紅褐色沉淀2Fe3+3CaCO3+3H2O=2Fe(OH)3+3CO2+3Ca2+（寫分步反應(yīng)也可）（2）（3）Fe(OH)3；0.006mol；x0.64、（2007天津第10題）草酸是二元中強酸，