溶液中的离子平衡

1、专题五 溶液中的离子平衡一、考试要求1、了解电离、电解质、强电解质和弱电解质的概念。2、了解弱电解质在水溶液中的电离平衡3、了解水的电离和水的离子积常数。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，能说明影响盐类水解程度的主要因素，认识盐类水解在生产生活中的应用（弱酸弱碱盐的水解不作要求）。5、知道难溶电解质的沉淀溶解平衡。6、初步掌握中和滴定的原理和方法。7、了解离子反应的概念，了解离子反应发生的条件，能正确书写简单的离子反应方程式（并在其它专题中）二、命题的趋势预测1、离子方程式正误的判断与离子共存仍将是高考中必考的热点2、溶液中存在的离子的种类与浓度大小的比较在近年

2、高考中也是常出现的热点3、难溶液电解质的沉淀平衡是新课程标准中增加的内容，也是不容忽视的考点4、中和滴定实验是高中教材中为数不多的定量实验，虽然近年高考中没的出现过，但也得加以重视，特别是与中和滴定相近的其它滴定方式的应用。三、要点梳理1、弱电解质的电离平衡电离平衡 （1）电解质与非电解质（注意CO2、SO2、NH3等水溶液可以导电但是非电解质） （2）强弱电解质（注意KSCN等盐属于弱电解质，思考苯酚、水、乙醇、盐酸与钠反应的现象有什么不同） （3）弱电解质的电离平衡（常见的H2CO3、NH3H2O、CH3COOH等电离方程式的书写） （4）水的电离，影响水的电离因素（酸，碱、盐、温度等）（

3、5）水的离子积常数（KW）2、盐的水解平衡：（1）本质：弱电解质从逆向建立电离平衡时破坏了水的电离平衡（2）影响因素：内因：有弱才水解，越弱越水解 外因：温度、浓度（3）应用：判断盐溶液中离子种类和比较离子浓度弱酸或弱碱，如CH3COOH、NH3H2O和H2CO3弱酸与其盐溶液如：HAC与NaAC，弱碱与其盐溶液NH4Cl与NH3H2O多元弱酸的酸式盐溶液如：NaHCO3、NaHC2O4溶液离子共存问题Fe3+、Cu2+、NH4+、Al3+、Fe2+等离子只能存在于酸性溶液中 CO32-、SiO32-、AlO2-、CH3COO-、C6H5O-等离子只能存在于碱性溶液中 HCO3-在酸性与碱性溶

4、液中均不能存大 泡沫灭火器中发生的反应某些盐或盐溶液制备、保存 FeCl3溶液的配制方法：硅酸钠溶液在空气中久置变浑浊的原因，不能用玻璃瓶塞的原因Fe(OH)3胶体的制备明矾的净水作用弱电解质的证明 证明CH3COOH是弱酸的方法：解释某些化学现象及在生活生产中的应用 由MgCl26H2O制取无水氯化镁的方法： AlCl36H2O和SOCl2混合加热可以得到得到无水氯化铝的原因 用TiCl4制取TiO2的反应等2、中和滴定（1）用已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的实验方法（2）原理：n(OH-)=n(H+)（3）关键：准确测定标准液与待测液的体积，准确判断滴定的终

5、点（4）仪器与操作：准备、滴定（5）误差分析与数据处理（6）溶液中PH的计算：3、溶液PH的计算（1）计算的原则酸溶液按C(H+)，碱溶液按C(OH-)计算（2）强酸混合：c(H+)= 强碱混合：c(OH-)= （3）强酸与强碱混合后，先判断溶液酸碱性再列式计算（4）两强混合呈中性： = 10 （5）若两溶液等体积混合且溶液的PH之和为14，则混合溶液呈弱的一方的性质4、沉淀溶解平衡：（1）沉淀溶解平衡：一定条件下沉淀的溶解速率与生成速率相等时，溶液呈饱和状态（2）沉淀反应的应用： 沉淀的生成：如：Cu2+（Fe3+、Fe2+）离子和除去方法 沉淀的溶解：如：Mg(OH)2沉淀的溶解方法 沉淀

6、的转化：如：水垢中CaSO4的除去，氟化物防治龋齿的化学原理等四、典例精析例1：（2008年天津理综第9题）醋酸溶液中存在电离平衡： CH3COOHHCH3COO，下列叙述不正确的是 （ ）A醋酸溶液中离子浓度的关系满足：c（H）c（OH）c（CH3COO） B0.10mol/L的CH3COOH溶液加水稀释，溶液中c（OH）减小 CCH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa固体，平衡逆向移动 D常温下，pH2的CH3COOH溶液与pH12的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH7答案：B解析：根据电荷守恒，可得：c(H)=c(OH)+C(CH3COO)，故A项对；0.1mol/lCH3COO

7、H在加水稀释过程中酸性减弱，即c(H)减小，而在一定温度下，C(H+)·C(OH-)=Kw是一定值，故c(OH)增大，所以B错；在醋酸中加入醋酸钠，c(CH3COO)增大，所以平衡向左移动，故C对；pH=2的CH3COOH中pH=12的NaOH中c(H)=c(OH)，但由于醋酸是弱酸，部分电离，故醋酸的物质的量浓度大于NaOH，二者等体积混合后，醋酸过量，所以溶液显酸性，即pH7，所以D对。规律：（1）弱酸在加入水稀释的过程中H+与弱酸根离子的浓度都在减小，只有对应的OH-浓度在增加（如果改成氨水讨论的方法相同）（2）PH之和为14的酸与碱等体积混合后，若都是强的则呈中性，若有弱的溶

8、液呈弱的一方的性质，（把选项D的溶液改为氨水与盐酸同样讨论，若使溶液呈中性则加入的弱的一方的体积应该少）例2：（2008年江苏高考第12题）下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是ApH=2的HA溶液与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Na2CO3三种溶液： c(NaOH)c(CH3COONa)c(Na2CO3)C物质的量浓度相等CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合：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：选项A中无论酸HA与碱MOH强还是弱，反应后的溶液中总存在四种离子，根据电荷守恒，A正确，选项B中NaOH是强碱，电离呈碱性，CH3COONa和Na2CO3两种溶液是水解呈碱性，水解的程度很小，若PH相同的，所需要两者的物质的量浓度远大于NaOH溶液，而且酸越弱水解的程度越大，所需要浓度就越小c(NaOH)c(Na2CO3)c(CH3COONa)选项C中存在电荷守恒c(H+) + c(Na+) = c(OH-) + c(CH3COO-)，另不管溶液是电离还是水解，由于物质的量浓度相等CH3COOH和CH3CO

10、ONa溶液等体积混合，所以2c(Na+) = c(CH3COOH) + c(CH3COO-)，把后面的等式代入到第一个等式中，则C正确，D选项是溶液呈碱性，酸式盐的水解大于电离的等式若酸式盐呈碱性电离大于水解就不成立了，D错误规律：（1）相同PH值的不同物质的浓度比较，若呈碱性则是强碱弱碱水解呈碱性的盐，水解程度大的盐水解程度小的盐（呈酸性的顺序也可以同理推出）（2）多元弱酸的酸式盐溶液NaHA，呈酸性与呈碱性时的不同是水解产物与电离产物的排序，还有就是H+与OH-的排序，如水解大于电离则c(H+)c(H2A)c(A2-)，若电离大于水解则c(OH-)c(A2-)c(H2A)。例3：以下是25

11、时几种难溶电解质的溶解度：难溶电解质Mg(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3溶解度/g9×1041.7×1061.5×1043.0×109在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如：为了除去氯化铵中的杂质Fe3，先将混合物溶于水，加入一定量的试剂反应，过滤结晶 为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶 为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2氧化成Fe3，调节溶液的pH4，过滤结晶请回答下列问题：（1）上述三个除杂方案都

12、能够达到很好效果，Fe2、Fe3都被转化为 而除去（2）中加入的试剂应该选择_为宜，其原因是_。（3）中除去Fe3所发生的总反应的离子方程式为_。（4）下列与方案相关的叙述中，正确的是_（填字母）。     AH2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染     B将Fe2氧化为Fe3的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤     C调节溶液pH4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜     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）氢氧化铁（2）氨水；不会引入新的杂质（3）2Fe33Mg(OH)2 = 3 Mg2+ 2Fe(OH)3 （4）A C D E解析：由于氢氧化铁相对于氢氧化亚铁溶解度小，沉淀所需要的PH值低，所以通常将Fe2氧化为Fe3然后再进行沉淀，沉淀中存在溶解平衡，所以当加入溶解度更小的沉淀剂时，沉淀会发生转化，因些加入氢氧化镁时会发生氢氧化镁溶解生成氢氧化铁沉淀，加入沉淀剂时一般不能引入新的杂质，所以加入时应该加入与溶液中主要离子相同的阴离子或阳离子，所以为了除去硫酸铜晶

14、体中的杂质Fe2，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2氧化成Fe3，然后可以加入含有氧化铜，氢氧化铜等物质。规律：（1）利用沉淀平衡实现沉淀而除杂时，常加入与溶液中主要离子相同阳离子的难溶物进行处理，如除去氯化镁中的铁离子，可以加入氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、碳酸氢镁等（2）除杂时不能引入新的杂质离子，如：将Fe2氧化为Fe3时，只能用H2O2、O3等，若溶液中原有氯离子，还可以考虑用氯水等，但不能加入溶液中不含有的离子。五：课堂练习1、（2008年上海高考第14题）某酸性溶液中只有Na、CH3COO、H、OH四种离子。则下列描述正确的是A该溶液由pH=3的CH3COOH与pH=11

15、的NaOH溶液等体积混合而成B该溶液由等物质的量浓度、等体积的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合而成C加入适量NaOH，溶液中离子浓度为c(CH3COO)c(Na)c(OH)c(H)D加入适量氨水，c(CH3COO)一定大于c(Na)、c(NH4)之和答案：A2、 （2006年江苏高考第12题）下列叙述正确的是A0.1mol·L1氨水中，c(OH-)=c(NH4+)B10 mL 0.02mol·L1HCl溶液与10 mL 0.02mol·L1Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20 mL，则溶液的pH=12C在0.1mol·L1CH3COO

16、Na溶液中，c(OH-)=c(CH3COOH)c(H+)D0.1mol·L1某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中，c(Na+)=2c(A2-)c(HA-)c(H2A)答案：B、C3、（1）在氯化铁溶液中，加入难溶的碳酸钙粉末，发现碳酸钙粉末逐渐溶解，同时还产生的现象有：_；_；请用离子方程式表示上述现象的本质原因：_。（2）在氯化铁溶液中加入一种单质，也会产生类似上述实验现象的化学反应，这种单质是_。（从下列选项中选择）P S Mg Cu（3）在氯化铁和氯化铝混和溶液中，其中Fe3+和Al3+的物质的量之和为0.1mol，在此溶液中加入90mL4mol·L-1的NaOH的溶液，使其充分反应。设Al3+物质的量与总物质的量之比为x。当x=0.4时，溶液中产生的沉淀是_（写化学式），其物质的量为_。当沉淀只有Fe(OH)3时，x的取值范围是_。答案：（1）无色气体产生生成红褐色沉淀2Fe3+3CaCO3+3H2O=2Fe(OH)3+3CO2+3Ca2+（写分步反应也可）（2）（3）Fe(OH)3；0.006mol；x0.64、（2007天津第10题）草酸是二元中强酸，