水溶液中的离子平衡
一、概念:在一定条件下,当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时,电离过程就达到了电离平衡状态。
二、特点:
1. 电离平衡是动态平衡
2. 弱电解质溶液加水稀释时,电离平衡向电解质电离的方向移动。此时,溶液中的离子数目增多,但电解质的分子数减少,离子浓度减小,溶液的导电性降低。
3. 电离平衡是吸热过程,升高温度,电离平衡向正方向移动,此时,溶液中的离子数目增多,离子浓度增大,溶液的导电性增强。
4. 在弱电解质溶液中,加入与弱电解质电离出相同的离子的强电解质时,使弱电解质的电离平衡向逆反应方向移动。
三、知识点:
(1)水的电离和离子积常数及其影响因素
水是一种极弱的电解质,发生微弱电离:H2O + H2O H3O+ + OH-或H2O H+ + OH-。一定温度下,由水电离出的H+浓度与OH-浓度的乘积为一常数,通常用K W表示。水的离子积常数(K W)只受温度影响,而与溶液的酸碱性和浓度大小无关,K W随着温度的升高而增大,如25℃时,K W=1×10-14、100℃时,K W=1×10-12。
对水的电离平衡和离子积常数影响因素的比较:
平衡移动方向c(H+)的
变化
c(OH-)的
变化
c(H+)与c(OH-)的
关系
K W溶液的酸碱性
升高温度向右增大增大c(H+)=c(OH-) 增大中性
加少量固体
NH4Cl
向右增大减小c(H+)>c(OH-) 不变酸性
加少量固体
向右减小增大c(H+)<c(OH-) 不变碱性
CH3COONa
加少量金属
向左减小增大c(H+)<c(OH-) 不变碱性
Na
加入少量
向左减小减小c(H+)>c(OH-) 不变酸性
H2SO4
加人少量固
向左减小增大c(H+)<c(OH-) 不变碱性
体NaOH
提醒:①由于同离子效应的原因,酸、碱能抑制水的电离,但不能改变K W的大小。
②盐的水解能促进水的电离,但不改变K W的大小。
结论:①一定温度下,强酸强碱溶液中,水的电离不受影响,电离度不变;强酸弱碱盐或强碱弱酸盐溶液中水的电离得到促进,水的电离度变大;②强酸弱碱盐溶液中,水的电离度用c(H+)计算,强碱弱酸盐溶液中,水的电离度用c(OH-)计算;③25℃时,pH之和为14的一对强酸弱碱盐和强碱弱酸盐的溶液中水的电离度相等,即此时两种盐对水的电离的促进效果相同。
(2)一般用溶解平衡方程式表示固体在溶液中的溶解平衡:A m B n(s)mA n+(aq) + nB m-(aq),如AgCl固体的溶解平衡可表示如下:AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)。需要说明的是,AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)与AgCl ===Ag+ + Cl-所表示的意义不同。前者表示难溶电解质AgCl在水溶液中的溶解平衡方程式,后者表示弱电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。
水溶液中的离子平衡在高考命题中占有重要地位,是历年高考的重点与难点。其主要内容:①有关弱电解质的电离平衡,②水的电离与溶液的pH计算、盐类水解与溶液中离子浓度大小的比较,③难溶电解质的溶解平衡及相关计算等。涉及本部分知识的关键知识点就是电离、水解、溶解这三大平衡。
四、复习方法指导:
(1)弄清概念的内涵和外延,把握概念最本质的东西,注意关键字词,正确理解弱电解质的电离过程。
(2)抓住水的电离特点,结合勒夏特列原理,掌握如下结论:①升温,水的电离程度增大,K W增大,c(H+)与c(OH-) 均增大,pH减小,但水仍为中性;②盐溶液中水的电离程度:a.强酸强碱盐溶液中水的电离程度与纯水的电离程度相同;b.NaHSO4溶液与酸溶液相似,能抑制水的电离,故该溶液中水的电离程度比纯水的电离程度小;c.强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐都能发生水解反应,将促进水的电离,故使水的电离程度增大。
(3)溶液的酸碱性越强,水的电离程度不一定越大。酸、碱的电离抑制了水的电离,且溶液的酸碱性越强,水的电离程度越小;盐类的水解促进了水的电离,且溶液的酸碱性越强,水的电离程度越大。
(4)对于溶解平衡,要抓住难溶电解质在水溶液中的溶解平衡与化学平衡、电离平衡一样,符合平衡的基本特征,满足平衡变化的基本规律,再弄清楚沉淀的溶解度与溶度积的关系以及沉淀的生成、溶解或转化。
五、链接高考
1.(2013·新课标卷I·9)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其简单离子都能破坏水的电离平衡的是
A. W2-、X+
B. X+、Y3+
C. Y3+、Z2-
D. X+、Z2-
解析:根据离子所带的电荷数,结合短周期元素W、X、Y、Z的原子叙述依次增大,可知:它们分别是:O2-、Na+、Al3+、S2-。弱碱的阳离子(Al3+)、弱酸的阳离子(S2-)分别能促进水的电离:Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+、S2-+ H2O HS- + OH-,使水的电离程度增大,因此C选项符合题意。O2-不能在水溶液存在,而Na+不水解。
答案:C
考点定位:考查周期表中元素的推断及水的电离平衡影响因素。
2.(2013·天津化学·5)下列有关电解质溶液的说法正确的是
A. 在蒸馏水中滴加浓H2SO4,K W不变
B. CaCO3难溶于稀硫酸,也难溶于醋酸
C. 在Na2S稀溶液中,c(H+)=c(OH-)-2c(H2S)-c(HS-)
D. NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同
解析: A选项在蒸馏水中滴加浓H2SO4,放出热量,溶液温度升高,K W变大,因为水的离子积常数(K W)只受温度影响,而与溶液的酸碱性和浓度大小无关,错误;B选项CaCO3难溶于稀硫酸,是因为反应生成的CaSO4微溶于水,覆盖在CaCO3表面上,阻止反应进行,
但能和醋酸反应,即溶于醋酸,错误;C选项是溶液中的质子守恒,故正确;D选项NaCl 只电离,不水解,CH3COONH4双水解,促进水的电离,水的电离程度增大,错误。
答案:C
考点定位:该题考查水的离子积常数、电解质溶液的基本知识。
3.(2013·广东理综·12)50℃时,下列各溶液中,离子的物质的量浓度关系正确的是
A. pH=4的醋酸中:c(H+)=4.0mol·L-1
B. 饱和小苏打溶液中:c(Na+)=c(HCO3-)
C. 饱和食盐水中:c(Na+) + c(H+)=c(Cl-) + c(OH-)
D. pH=12的纯碱溶液中:c(OH-)=1.0×10-2mol·L-1
解析:A选项中c(H+)=10-4mol·L-1,因此该选项错误;B选项中HCO3-在水溶液中既能水解,又能电离,但水解程度大于电离程度,溶液显碱性,c(H+)<c(OH-),由电荷守恒不难得出:c(Na+)>c(HCO3-),因此该选项错误; C选项符合电荷守恒,知其正确;D选项,由于温度没有指明是25℃,所以水的离子积不能确定,无法计算出c(OH-)的大小。
答案:C
考点定位:pH的计算、水的离子积以及离子浓度大小的判断等。
4.(2013·重庆理综·8)下列说法正确的是
A. KClO3和SO3溶于水后能导电,故KClO3和SO3为电解质
B. 25℃时,用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH=7,V醋酸<V NaOH
C. 向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和气体生成
D. AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且K(AgX)=c(Ag+)·c(X-),故K (AgI)<K (AgCl)
解析:选项A,KClO3是电解质,SO3溶于水生成H2SO4,H2SO4是电解质,其水溶液能够导电,但SO3是非电解质,A错;选项B,25℃时,醋酸与NaOH恰好完全中和生成CH3COONa,CH3COONa水解使溶液呈碱性,欲使溶液的pH=7,醋酸必须过量,则V醋酸>V NaOH,B错;选项C,向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,发生反应NaAlO2+ NaHCO3+ H2O=Al(OH)3↓+ Na2CO3,C错;选项D,AgCl沉淀易转化为AgI沉淀,说明溶解度S(AgCl)>S(AgI),所以,溶度积Ksp (AgCl)>Ksp(AgI),D正确。
答案:D
考点定位:电解质的判断、酸碱中和滴定、盐类水解以及溶度积常数Ksp
5.(2013·海南卷·8)0.1mol·L-1 HF溶液的pH=2,则该溶液中有关浓度关系式不正确的是
A. c(H+)>c(F-)
B. c(H+)>c(HF)
C. c(OH-)>c(HF)
D. c(HF)>c(F-)
解析:HF是弱电解质,溶于水后部分电离,因此pH≠1,因水也电离产生H+,所以c(H+)>c(F-),均约为0.01,c(HF)约0.09,根据水的离子积常数知:c(OH-)为10-12。
答案:B、C
考点定位:弱电解质的电离、离子浓度大小的比较以及有关pH的计算。
6.(2013·安徽理综·13)已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中存在以下平衡:
HSO3-+ H2O H2SO3 + OH-①
HSO3-H+ + SO32-②
向0.1mol·L-1的NaHSO3溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是
A. 加入少量金属Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c(HSO3-)增大
B. 加入少量Na2SO3固体,则c(H+) + c(Na+) = c(HSO3-) + c(OH-) +c(SO32-)
C. 加入少量NaOH溶液,、的值均增大
D. 加入氨水至中性,则2c(Na+)=c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)
解析:NaHSO3溶液显酸性,说明电离大于水解。A选项加入Na,与水反应生成NaOH,与NaHSO3反应,故c(HSO3-)减小,错误;B选项溶液中存在电荷守恒,故亚硫酸根前乘以2;错误;C选项加入少量NaOH,c(HSO3-)、c(H+)均减小,c(OH-)增大,因此正确。加入氨水后,还存在c(NH4+),错误。
答案:C
考点定位:考查电解质溶液,涉及弱电解质的电离和盐类的水解、三大守恒关系的
7. (2013·福建理综·8)室温下,对于0.10 mol·L-1的氨水,下列判断正确的是
A. 与AlCl3溶液反应发生的离子方程式为 Al3++3OH-=Al(OH)3↓
B. 加水稀释后,溶液中c(NH4+)·c(OH-)变大
C. 用HNO3溶液完全中和后,溶液不显中性
D. 其溶液的pH=13
解析:A项,一水合氨(NH3·H2O)属于弱碱,在离子方程式中不能拆成离子形式,正确的是3NH3·H2O + Al3+ =Al(OH)3↓+ 3NH4+;B项,c(NH4+)·c(OH-)是弱电解质的电离平衡常数,一般只受温度的影响,加水不会改变化学平衡常数;C项,完全中和后的得到的硝酸铝属于强酸弱碱盐,溶液显酸性;D项,一水合氨(NH3·H2O)属于弱电解质,不能完全电离,故电离出的c(OH-)小于0.1mol/L,所以pH<13。
答案:C
考点定位:弱电解质的电离及电离平衡常数,离子方程式的数学以及pH的计算。
8.(2013·四川理综化学·5)室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下表:
实验编号
起始浓度/(mol·L-1)
反应后溶液的pH c(HA) c(KOH)
①0.1 0.1 9
②x 0.2 7 下列判断不正确的是
A. 实验①反应后的溶液中:c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
B. 实验①反应后的溶液中:c(OH-)=c(K+)-c(A-)= mol·L-1
C. 实验②反应后的溶液中:c(A-) + c(HA)>0.1mol·L-1
D. 实验②反应后的溶液中:c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
解析:由实验①可知,HA酸为弱酸,故KA盐溶液显碱性,则c(OH-)>c(H+),由电荷守恒可知c(K+)>c(A-),故A正确;由电荷守恒知c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),故c(OH-)= c(K+)-c(A-)+c(H+),故B错;由实验②知x>0.2,故c(HA)+c(A-)>0.1 mol·L-1(因为溶液体积是原溶液的2倍了),故C正确;实验②反应后的溶液显中性,故c(OH-)=c(H+),由电荷守恒可得c(K+)=c(A-),故D正确。
答案:B
考点定位:弱电解质的电离平衡、离子浓度大小比较、溶液中的守恒关系。
9.(2013·上海化学·19)部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸HCOOH HCN H2CO3电离平衡常数(25℃)K i=1.77×10-4K i=4.9×10-10K i1=4.3×10-7
K i2=5.6×10-11下列选项错误的是
A. 2CN-+ H2O + CO2→2HCN + CO32-
B. 2HCOOH + CO32-→2HCOO-+ H2O + CO2↑
C. 中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者
D. 等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中所含离子总数前者小于后者
解析:根据电离常数可酸性HCOOH>H2CO3>HCN>HCO3-,因此,A错误,B正确;等体积、等pH的HCOOH和HCN所含溶质,HCN多,则中和时消耗的NaOH的量多,C 正确;根据电荷守恒,n(HCOO-)+n(OH-)=n(Na+)+n(H+),n(CN-)+n(OH-)=n(Na+)+n(H+),即离子总数是n(Na+)+n(H+)的2倍,而NaCN的水解程度大,即NaCN溶液中的n(OH-)大,n(H+)小,D错误。
答案:A、D
考点定位:本题考查酸性强弱,离子浓度比较,中和反应等
10.(2013·山东理综·13)某温度下,向一定体积0.1mol/L醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH(pOH=-lg[OH-])与pH的变化关系如图所示,则
A. M点所示溶液导电能力强于Q点
B. N点所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)
C. M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D. Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积
解析:假设温度为25℃,由题中信息可知pH + pOH=14,中性溶液中pH=pOH=7,由此可知Q点溶液显中性;若NaOH的体积与醋酸的体积相同,两者恰好完全反应,水解显碱性,故D错;从M点到Q点的过程,是由弱电解质CH3COOH生成强电解质CH3COONa 的过程,导电性增强,故A错;N点显碱性,c(OH-)>c(H+),由电荷守恒可知c(Na+)>c(CH3COO-),故B错;M、N两点的pH+pOH相等,即M点(显酸性)的c(H+)与N点(显碱性)的c(OH-)相等,对水电离的抑制程度相等,C正确。
答案:C
考点定位:溶液的pH、导电性,水的电离平衡的影响因素及盐类的水解。
六、跟踪练习
1.(2013·江苏化学·14)一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。已知:pM=-lgc(M),pc(CO32-)=-lg c(CO32-)。下列说法正确的是
A. MgCO3、CaCO3、MnCO3的K sp依次增大
B. a点可表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2+)=c(CO32-)
C. b点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2+)<c(CO32-)
D. c点可表示MgCO3的不饱和溶液,且c(Mg2+)<c(CO32-)
解析:A项,pM越小的离子浓度越大,根据图象,MgCO3、CaCO3、MnCO3的K sp依次减小,MgCO3溶液中离子浓度大,Ksp大,A项错误; a点在曲线上,可表示MnCO3的饱和溶液,又在中点,故c(Mn2+)=c(CO32-),B项正确;b点可表示CaCO3的饱和溶液,但图线中数值越大,实际浓度越小,故c(Ca2+)>c(CO32-),点在曲线上但钙离子浓度大,C项错误; c点在曲线上方,可表示MgCO3的不饱和溶液,且图线中数值越大,实际浓度越小,故c(Mg2+)<c(CO32-) ,D项正确。
答案:B、D
2.(2013·广西理综·12)下图表示溶液中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是
A. 两条曲线间任意点均有c(H+)×c(OH-)=Kw
B. M区域内任意点均有c(H+)<c(OH-)
C. 图中T1<T2
D. XZ线上任意点均有pH=7
解析:A项,由水的离子积定义知Kw=c(H+)·c(OH-),正确;B项,根据图像可知在区域M内,都存在c(H+)<c(OH-),正确;C项,水的离子积随着温度的升高而增大,从T1→T2的过程,也是Kw=c(H+)·c(OH-)增大的过程,及T1→T2是温度升高的过程;D项,XZ线代表c(H+)=c(OH-),即溶液显中性,但是温度升高,pH在减小(PH<7)。
答案:D
3.(2013·上海化学·5)374℃、22.1M Pa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力,并含有较多的H+和OH-,由此可知超临界水
A. 显中性,pH等于7
B. 表现出非极性溶剂的特性
C. 显酸性,pH小于7
D. 表现出极性溶剂的特性
解析:超临界水任然呈中性,A、C项错误根据相似相容的原理可以知道B正确(有机物大多数是非极性分子)D错误。
答案:B
4.(2013·北京理综·10)实验:
①0.1mol·L-1AgNO3溶液和0.1mol·L-1NaCI溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;
②像滤液b中滴加0.1mol·L-1KI溶液,出现浑浊;
③像沉淀c中滴加0.1mol·L-1KI溶液,沉淀变为黄色。
下列分析不正确的是
A. 浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+ (aq) + Cl-(aq)
B. 滤液b中不含有Ag+
C. ③中颜色变化说明AgCI 转化为AgI
D. 实验可以证明AgI比AgCI更难溶
解析:A、绝对不溶的物质没有,难溶物质在溶液中存在沉淀溶解平衡,故正确;B、溶液中存在沉淀溶解平衡,滤液中含有Ag+,故错误;C、D选项沉淀由白色变为黄色,说明生成AgI,反应向更难溶的方向进行,故正确。
答案:B
5. (2013·新课标卷Ⅱ·13)室温时,M(OH)2(s) M2+(aq)+2OH-(aq) K sp=a·c(M2+)=
b mol·L-1时,溶液的pH等于
解析:根据M(OH)2(S) M2+(aq)+2OH-(aq),可知c(M2+)=c(OH-),代入K SP= a·c(M2+)=b mol·L-1,可知c(OH-)=2mol/L,则c(H+)=,则PH=-lg[c(H+)]=14+ lg()。
答案:C
6.(2013·上海化学·11) H2S 水溶液中存在电离平衡 H2S H++HS-和HS-H++S2-。若向H
S溶液中
2
A. 加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B. 通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH值增大
C. 滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH值减小
D. 加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
解析:加水促进电离,但氢离子浓度减小,A错误,B项反应:2H2S + SO2 =3S + 2H2O,当SO2过量溶液显酸性,而且酸性比H2S强 pH值减小,错误,滴加新制氯水,发生反应,Cl2 + H2S =2HCl + S 平衡向左移动,溶液pH值减小,C项正确加入少量硫酸铜固体,发生反应H2S + Cu2+ = CuS + 2H+,H+浓度增大 D项错误。
答案:C
【人教版】选修4知识点总结:第三章水溶液中的离子平衡 一、弱电解质的电离 课标要求 1、了解电解质和非电解质、强电解质和弱电解质的概念 2、掌握弱电解质的电离平衡 3、熟练掌握外界条件对电离平衡的影响 要点精讲 1、强弱电解质 (1)电解质和非电解质 电解质是指溶于水或熔融状态下能够导电的化合物;非电解质是指溶于水和熔融状态下都不导电的化合物。 注:①单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。 ②化合物中属于电解质的有:活泼金属的氧化物、水、酸、碱和盐;于非电解质的有:非金属的氧化物。 (2)强电解质和弱电解质 ①强电解质:在水溶液中能完全电离的电解质称为强电解质(如强酸、强碱和大部分的盐) ②弱电解质:在水溶液里只有部分电离为离子(如:弱酸、弱碱和少量盐)。 注:弱电解质特征:存在电离平衡,平衡时离子和电解质分子共存,而且大部分以分子形式存在。 (3)强电解质、弱电解质及非电解的判断 2、弱电解质的电离 (1)弱电解质电离平衡的建立(弱电解质的电离是一种可逆过程) (2)电离平衡的特点 弱电解质的电离平衡和化学平衡一样,同样具有“逆、等、动、定、变”的特征。 ①逆:弱电解质的电离过程是可逆的。 ②等:达电离平衡时,分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等③动:动态平衡,即达电离平衡时分子电离成离子和离子结合成分子的反应并没有停止。 ④定:一定条件下达到电离平衡状态时,溶液中的离子浓度和分子浓度保持不变,溶液里既有离子存在,也有电解质分子存在。且分子多,离子少。 ⑤变:指电离平衡是一定条件下的平衡,外界条件改变,电离平衡会发生移动。
(3)电离常数 ①概念:在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K来表示。 ② ③意义:K值越大,表示该弱电解质越易电离,所对应的弱酸或弱碱相对较强。 ④电离常数的影响因素 a.电离常数随温度变化而变化,但由于电离过程热效应较小,温度改变对电离常数影响不大,其数量级一般不变,所以室温范围内可忽略温度对电离常数的影响 b.电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关,同一温度下,不论弱酸、弱碱的浓度如何变化,电离常数是不会改变的。即:电离平衡常数与化学平衡常数一样,只与温度有关。 (3)电解质的电离方程式 ①强电解质的电离方程式的书写强电解质在水中完全电离,水溶液中只存在水合阴、阳离子,不存在电离平衡。在书写有关强电解质电离方程式时,应用“” ②弱电解质的电离方程式的书写弱电解质在水中部分电离,水溶液中既有水合阴、阳离子又有水合分子,存在电离平衡,书写电离方程式时应该用“”。 (4)影响电离平衡的因素 ①内因:电解质本身的性质,是决定性因素。 ②外因 a.温度:因电离过程吸热较少,在温度变化不大的情况下,一般不考虑温度变化对电离平衡的影响。 b.浓度:在一定温度下,浓度越大,电离程度越小。因为溶液浓度越大,离子相互碰撞结合成分子的机会越大,弱电解质的电离程度就越小。因此,稀释溶液会促进弱电解质的电离。 c.外加物质:若加入的物质电离出一种与原电解质所含离子相同的离子,则会抑制原电解质的电离,使电离平衡向生成分子的方向移动;若加入的物质能与弱电解质电离出的离子反应,则会促进原电解质的电离,使电离平衡向着电离的方向移动。 本节知识树 弱电解质的电离平衡类似于化学平衡,应用化学平衡的知识来理解电离平衡的实质和影响因素,并注意电离常数的定义。 二、水的电离和溶液的酸碱性 课标要求 1、熟练掌握水的电离平衡,外加物质对水的电离平衡的影响 2、熟练掌握溶液的计算
水溶液中的离子平衡 1.常温下将稀NaOH溶液和稀CH3COOH溶液混合,溶液中不可能出现的结果是(). A.pH>7,且c(OH-)>c(Na+)>c(H+)>c(CH3COO-) B.pH>7,且c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) C.pH<7,且c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-) D.pH=7,且c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH-) 2. 在25℃,将a mol/L的氨水与b…的盐酸等体积混合,反应后显中性…用含a和b的代数式表示 该混合溶液中一水合氨的电离平衡常数是? 3.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法中,正确的是() A、图中A、 B、D三点处Kw的大小关系:B>A>D B、25℃时,向pH=1的稀硫酸中逐滴加入pH=8的稀氨水,溶液中c(NH4+)/c(NH3?H2O)的值逐渐减小 C、在25℃时,保持温度不变,在水中加人适量NH4Cl固体,体系可从A点变化到C点 D、A点所对应的溶液中,可同时大量存在Na+、Fe3+、Cl-、S042- 4. 设水的电离平衡线如图所示: (1)若以A点表示25℃时水在电离平衡时的离子浓度,当温度上升到100℃时,水的电离平衡状态到B 点,则此时水的离子积从_____增加到____,造成水的离子积增大的原因是____. (2)将pH=8的Ba(OH) 2 溶液与pH=5的稀盐酸混合,并保持100℃的恒温,欲混合溶液pH=7,则 Ba(OH) 2 溶液与盐酸的体积比为____. (3)100℃时,已知某强酸溶液的pH酸与某强碱溶液的pH碱存在如下关系:pH酸+ pH碱=13,若要 使该强酸与该强碱混合后溶液呈中性,则该强酸溶液的体积与强碱溶液的体积之比为__ 5. 已知NaHSO4在水中的电离方程式为:NaHSO4═Na++H++SO42-.某温度下,向pH=6的蒸馏水中加入 NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的pH为2.下列对该溶液的叙述中,不正确的是()A.该温度高于25℃ B.由水电离出来的H+的浓度是1.0×10-10mol/L C.加入NaHSO4晶体抑制了水的电离 D.该温度下加入等体积pH=12的NaOH溶液可使该溶液恰好呈中性
考点一弱电解质的电离 (一)强、弱电解质 1.概念 [注意]①六大强酸:HCl、H SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4。②四大强碱:NaOH、 2 KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2。③大多数盐包括难溶性盐,如BaSO4。 2.电离方程式书写 (1)弱电解质 ①多元弱酸分步电离,且第一步电离程度远远大于第二步(通常只写第一步电离),如H2CO3的电离方程式: H2CO3H++HCO-3、HCO-3H++CO2-3。 ②多元弱碱电离方程式一步写成,如Fe(OH)3电离方程式为Fe(OH)3Fe3++3OH-。 (2)酸式盐 ①强酸的酸式盐在溶液中完全电离,如NaHSO4的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO2-4。 ②弱酸的酸式盐中酸根离子在溶液中不能完全电离,如 NaHCO3===Na++HCO-3、HCO-3H++CO2-3。 (二)弱电解质的电离平衡 1.电离平衡的建立 2.电离平衡的特征
(三)影响弱电解质电离平衡的因素 1.影响电离平衡的内因 弱电解质本身的性质是决定电离平衡的主要因素。 2.外界条件对电离平衡的影响 以弱电解质HB的电离为例:HB H++B-。 (1)温度:弱电解质电离吸热,温度升高,电离平衡向正反应方向移动,HB的电离程度增大,c(H+)、c(B-)均增大。 (2)浓度:稀释溶液,电离平衡向正反应方向移动,电离程度增大,n(H+)、n(B-)增大,但c(H+)、c(B-)均减小。 (3)相同离子:在弱电解质的溶液中,加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,电离平衡向逆反应方向移动,电离程度减小。 (4)加入能与电离出的离子反应的物质:电离平衡向正反应方向移动,电离程度增大。 (四)溶液的导电能力 电解质溶液导电能力取决于溶液中自由移动离子浓度和离子所带电荷数。自由移动离子浓度越大,离子所带电荷数越多,则导电能力越强。将冰醋酸、稀醋酸加水稀释,其导电能力随加水的量的变化曲线如图所示。 [说明]①OA段导电能力随加水量的增多导电能力增强,原因是冰醋酸发生了电离,溶液中离子浓度增大。 ②AB段导电能力减弱的原因,随水的加入,溶液的体积增大,离子浓度变小,导电能力减弱。
高三水溶液中的离子平衡专题复习第一节电离平衡
概念辨析: ⑴“盐类水解”中的“强、弱”就来自于电解质中强碱或弱碱中的阳离子和强酸或弱酸中的阴离子。 ⑵电解质和非电解质都是化合物,单质和混合物即不是电解质也不是非电解质。 ⑶判断电解质看该化合物能否自身电离,如SO、SO、NH等是非电解质。332 ⑷判断电解质的强弱看它能否完全电离(在水溶液或熔化时),与其溶解性的大 小、导电性强弱无关。 ⑸溶液的导电性与自由移动的离子浓度及离子所带的电荷数目有关,而与电解质的强弱无必然的关系。 ⑹有的电解质只能在水溶液中导电,如酸;有的电解质在水溶液和熔化状态下都能导电,如碱、盐。此法可区分共价键和离子键。 二:电解质的电离及电离平衡 +,以为主例:H注:多元弱酸分步电离,每次只电离出一个 ⑶影响弱电解质电离平衡的因素:见表。 三:本节题型题型之一:考查电解质的判断 (1)下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是()NHHCOCOOHCH SOCl.D C.B.A.34322 题型之二:考查强弱电解质的比较 题型之三:考查强弱电解质的证明 方法提炼:测定某酸为弱酸的方法,一般从三个方面入手:①能否完全电离;②是否存在电离平衡,外界条件的改变会引起平衡的移动;③弱酸根离子水解呈碱性。其方法(HA酸为例,延伸至弱电解质) ㈠同条件下,测浓度都为0.1mol/L的HA和HCl的导电性,若HA弱则是弱酸。㈡测浓度为0.01mol/L的HA的PH,若PH=2(强酸),若PH﹥2(弱酸) ㈢取V相同,PH相同的HA和HCl,加入足量的锌粒,最终产生H多的为弱酸。2 ㈣取V相同,PH相同的HA和HCl,滴入NaOH中,耗碱量多的为弱酸。
专题16 水溶液中的离子平衡 2017年高考题 1.【2017高考全国卷Ⅱ卷12题】改变0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、 HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=]。下列叙述错误的是() A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-) B.lg [K2(H2A)]=-4.2 C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-) D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+) 【答案】D 【解析】本题考查水溶液中的离子平衡。解答本题的关键是明确δ(X)与溶液pH的对应关系,以及H2A、HA-、A2-的浓度与pH的大小关系。从图象中可以看出pH=1.2时,δ(H2A)=δ(HA-), 则c(H2A)=c(HA-),A项正确;根据HA-H++A2-,可确定K2(H2A)=,从图象中 可以看出pH=4.2时,δ(HA-)=δ(A2-),则c(HA-)=c(A2-),即lg [K2(H2A)]=lg c(H+)=-4.2,B项正确;从图象中可以看出pH=2.7时,δ(HA-)>δ(H2A)=δ(A2-),则c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),C 项正确;从图象中可以看出pH=4.2时,δ(HA-)=δ(A2-),则c(HA-)=c(A2-)≈0.05 mol·L-1,而 c(H+)=10-4.2 mol·L-1,D项错误。 2.【2017高考全国卷Ⅲ卷13题】在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是() A.K sp(CuCl)的数量级为10-7 B.除Cl-反应为Cu+Cu2++2Cl-2CuCl
《第三章水溶液中的离子平衡》单元测试题 满分:100分时间90分钟 1.下列电离方程式书写正确的是() A.H2S2H++S2-B.H2S+H2O H3O++HS- C.NH3+H2O===NH+4+OH-D.HClO===H++ClO- 2.等体积等物质的量浓度MOH强碱和HA弱酸溶液混合后,混合液中有关离子浓度应满足的关系是() A.c(M+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+) B.c(M+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-) C.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) D.c(M+)>c(H+)>c(A-)>c(OH-) 3.向盛有0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加0.05mol/LNa2S溶液至沉淀完全,再向上层清液中滴加足量NaCl,产生的现象及发生的反应是() A.黑色沉淀完全转化为白色沉淀B.既有Ag2S也有AgCl C.不能由黑色沉淀转变为白色沉淀D.只有AgCl白色沉淀 4.用0.1mol·L-1的盐酸滴定0.10mol·L-1的氨水,滴定过程中不可能 ...出现的结果是() A.c(NH+4)>c(Cl-),c(OH-)>c(H+) B.c(NH+4)=c(Cl-),c(OH-)=c(H+) C.c(Cl-)>c(NH+4),c(OH-)>c(H+) D.c(Cl-)>c(NH+4),c(H+)>c(OH-) 5.25℃,向纯水中加入NaOH,使溶液的pH为11,则该溶液中由NaOH电离出的c(OH-)与由水电离出的c(OH-)之比为() A.1010∶1 B.5×109∶1 C.108∶1 D.1∶1 6. 25℃时,BaCl2溶液呈中性,溶液中存在平衡:H2O H++OH-;ΔH>0,下列叙述正 确的是 A.向溶液中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH―)降低,K w不变 B.向溶液中加入少量固体CuSO4,c (H+)增大,K w不变 C.向溶液中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c (H+)降低,K w不变 D.将溶液加热到90℃,K w增大,溶液仍呈中性,pH不变 7.下列各组离子一定能大量共存的是 A.在含大量Fe3+的溶液中:NH4+、Na+、Cl-、SCN- B.在强碱溶液中:Na+、K+、AlO2-、CO32- C.在c(H+)=10—13mol/L的溶液中:NH4+、Al3+、CO32-、NO3- D.在pH=1的溶液中:K+、Fe2+、Cl-、NO3- 8.室温下,物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY、NaZ溶液,其pH依次为7、8、9。下列有关说法正确的是 A.HX、HY、HZ三种酸的强弱顺序为:HZ>HY>HX B.HX是强酸,HY、HZ是弱酸,且酸HY强于酸HZ C.X-、Y-、Z-三种酸根均能水解,且水解程度Z->Y->X- D.三种盐溶液中X-、Y-、Z-的浓度大小顺序为c(Z-)>c(Y-)>c(X-) 9.下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是() A.相同浓度的两溶液中c(H+)相同 B.100mL 0.1mol/L的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠 C.pH=3的两溶液稀释100倍,pH都为5 D.两溶液中分别加入少量对应的钠盐,c(H+)均明显减小 10.常温下,以下4种溶液pH最小的是()
水溶液中的离子平衡 知识点 Revised on November 25, 2020
【人教版】选修4知识点总结:第三章水溶液中的离子平衡 一、弱电解质的电离 课标要求 1、了解电解质和非电解质、强电解质和弱电解质的概念 2、掌握弱电解质的电离平衡 3、熟练掌握外界条件对电离平衡的影响 要点精讲 1、强弱电解质 (1)电解质和非电解质 电解质是指溶于水或熔融状态下能够导电的化合物;非电解质是指溶于水和熔融状态下都不导电的化合物。 注:①单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。 ②化合物中属于电解质的有:活泼金属的氧化物、水、酸、碱和盐;于非电解质的有:非金属的氧化物。 (2)强电解质和弱电解质 ①强电解质:在水溶液中能完全电离的电解质称为强电解质(如强酸、强碱和大部分的盐) ②弱电解质:在水溶液里只有部分电离为离子(如:弱酸、弱碱和少量盐)。 注:弱电解质特征:存在电离平衡,平衡时离子和电解质分子共存,而且大部分以分子形式存在。 (3)强电解质、弱电解质及非电解的判断 2、弱电解质的电离 (1)弱电解质电离平衡的建立(弱电解质的电离是一种可逆过程) (2)电离平衡的特点 弱电解质的电离平衡和化学平衡一样,同样具有“逆、等、动、定、变”的特征。 ①逆:弱电解质的电离过程是可逆的。 ②等:达电离平衡时,分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等③动:动态平衡,即达电离平衡时分子电离成离子和离子结合成分子的反应并没有停止。 ④定:一定条件下达到电离平衡状态时,溶液中的离子浓度和分子浓度保持不变,溶液里既有离子存在,也有电解质分子存在。且分子多,离子少。 ⑤变:指电离平衡是一定条件下的平衡,外界条件改变,电离平衡会发生移动。
专题3水溶液中的离子平衡学案 考情解读: 1.了解弱电解质在水溶液中存在电离平衡。 2.了解水的电离、离子积常数。 3.了解溶液pH的定义,能进行pH的简单计算。 4.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。 5.了解难溶电解质的溶解平衡。了解溶度积的含义,能用平衡移动原理分析沉淀溶解、生成和转化过程。 水溶液中的离子平衡是化学平衡的延伸和应用,也是高考中考点分布较多的内容之一。其中沉淀溶解平衡是新课标中新增的知识点,题型主要是选择题和填空题,其考查主要内容有:①电离平衡。②酸、碱混合溶液酸碱性的判断及pH的简单计算。③盐对水电离平衡的影响及盐溶液蒸干(或灼烧)后产物的判断。④电解质溶液中离子浓度的大小比较。⑤沉淀的溶解平衡及沉淀的转化。 从高考命题的变化趋势来看,溶液中离子浓度的大小比较及沉淀的溶解平衡和转化是主流试题。此类题目考查的内容既与盐的水解有关,又与弱电解质的电离平衡有关。题目不仅偏重考查粒子的浓度大小顺序,而且还侧重溶液中的各种守恒(电荷守恒、物料守恒、质子守恒)关系的考查,从而使题目具有一定的综合性、灵活性和技巧性。 重点知识梳理: 一、电解质 1.强、弱电解质与物质分类的关系 2.强、弱电解质与化学键的关系 一般电解质的键型不同,电离程度就不同,已知典型的离子化合物,如强碱(NaOH、KOH等)、大部分盐类(如NaCl、CaCl2)以及强极性共价化合物(如HCl、H2SO4),在水分子作用下能够全部电离,我们称这种在水溶液中能够完全电离的物质为强电解质。而含弱极性键的共价化合物如 CH3COOH、NH3·H2O、H2O等,在水中仅部分电离,为弱电解质。但是,仅从键型来区分强、弱电解质是不全面的,即使强极性共价化合物也有属于弱电解质的情况,如HF。
(人教版选修四)第三章《水溶液中的离子平衡》综合测试题 (考试时间:90分钟满分:100分) 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷54分,第Ⅱ卷46分,共100分,考试时间90分钟。 第Ⅰ卷(选择题共50分) 一、选择题(本大题共25小题,每小题2分,共50分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的) 1.下列说法中正确的是(D) A.二氧化硫溶于水能导电,故二氧化硫属于电解质 B.硫酸钡难溶于水,故硫酸钡属于弱电解质 C.硫酸是强电解质,故纯硫酸能导电 D.氢氧根离子浓度相同的氢氧化钠溶液和氨水导电能力相同 2.将0.1 mol·L-1醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是(D) A.溶液中c(OH-)和c(H+)都减小B.溶液中c(H+)增大 C.醋酸电离平衡向左移动D.溶液的pH增大 A、因醋酸溶液中加水稀释,溶液的体积增大,则电离产生的氢离子的浓度减小,则氢氧根浓度增大, 故A错误; B、因醋酸溶液中加水稀释,溶液的体积增大,则电离产生的氢离子的浓度减小,故B错误; C、醋酸是弱电解质,则醋酸溶液中加水稀释将促进电离,平衡向右移动,故C错误; D、醋酸溶液中加水稀释,溶液的体积增大,则电离产生的氢离子的浓度减小,根据Kw值不变,所以 氢氧根浓度增大,故D正确;故选D. 3.相同温度下,等物质的量浓度的下列溶液中,pH最小的是(C) A.NH4Cl B.NH4HCO3 C.NH4HSO4D.(NH4)2SO4 解析:NH4Cl和(NH4)2SO4对比,水解都呈酸性,(NH4)2SO4pH较小;NH4HCO3水解呈碱性,pH 最大;NH4HSO4为酸式盐,HSO4-完全电离,溶液酸性最强,则pH最小,故选C。 4.下列各电离方程式中,书写正确的是(D) A.H2S2H++S2—B.KHSO4K++H++SO2-4 C.Al(OH)3===Al3++3OH-D.NaH2PO4===Na++H2PO-4 A.氢硫酸分步电离,离子方程式应该分步写,主要以第一步为主,其正确的电离方程式为:H2S H++HS—,故A错误; B.硫酸氢钾为强电解质,应该用等号,正确的电离方程式为:KHSO4==K++H++SO42-,故B错误; C.氢氧化铝为弱电解质,应该用可逆号,正确的电离方程式为:Al(OH)3?==?Al3++3OH-,故C错误; D.磷酸二氢钠为强电解质,溶液中完全电离,电离方程式为:NaH2PO4═=Na++H2PO4-,故D正确; 故选D. 5.下列过程或现象与盐类水解无关的是( B C) A.纯碱溶液去油污B.铁在潮湿的环境中生锈 C.向氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀D.浓硫化钠溶液有臭味 A、纯碱即Na2CO3,是强碱弱酸盐,能水解出NaOH:Na2CO3+H2O?==?NaHCO3+NaOH,而 NaOH能使油脂水解达到去油污的目的,A与水解有关,故A不选; B、铁的生锈根据水膜的酸性强弱可以分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀,但均与盐类水解无关,故B选; C、FeCl3和NaOH反应能生成Fe(OH)3沉淀:FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl,与盐类水解
第三章 水溶液中的离子平衡 一、弱电解质的电离 1、定义:电解质: 在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质 。 非电解质 : 在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物 。 强电解质 : 在水溶液里全部电离成离子的电解质 。 弱电解质: 在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质 。 2、电解质与非电解质本质区别: 电解质——离子化合物或共价化合物 非电解质——共价化合物 注意:①电解质、非电解质都是化合物 ②SO 2、NH 3、CO 2等属于非电解质 ③强电解质不等于易溶于水的化合物(如BaSO 4不溶于水,但溶于水的BaSO 4全部电离,故BaSO 4为强电解质)——电解质的强弱与导电性、溶解性无关。 3、电离平衡:在一定的条件下,当电解质分子电离成 离子的速率 和离子结合成 电解质分子 时,电离过程就达到了 平衡状态 ,这叫电离平衡。 4、影响电离平衡的因素: A 、温度:电离一般吸热,升温有利于电离。 B 、浓度:浓度越大,电离程度 越小 ;溶液稀释时,电离平衡向着电离的方向移动。 C 、同离子效应:在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质,会 减弱 电离。 D 、其他外加试剂:加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时,有利于电离。 物质 单质 化合物 电解质 非电解质: 非金属氧化物,大部分有机物 。如SO 3 、CO 2 、C 6H 12O 6 、CH 2 =CH 2 强电解质: 强酸,强碱,大多数盐 。如HCl 、NaOH 、NaCl 、BaSO 4 弱电解质: 弱酸,弱碱,极少数盐,水 。如HClO 、NH 3 ·H 2 O 、Cu(OH)2 、 混和物 纯净物