专题07水溶液中的离子平衡

2023/2/5第7讲水溶液中的离子平衡2023/2/5【考纲点击】1．了解电解质的概念；了解强电解质和弱电解质的概念。2．了解电解质在水溶液中的电离，以及电解质溶液的导电性。3．了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。4．了解水的电离，离子积常数。2023/2/55．了解溶液pH的定义；认识溶液的酸碱性，溶液中c(H＋)和c(OH－)、pH三者之间的关系，并能进行简单计算。6．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。7．了解难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质。2023/2/52023/2/52023/2/51．相同pH、相同体积的盐酸和醋酸溶液分别与足量的等浓度的NaOH溶液反应，哪种酸消耗的NaOH溶液多？相同pH、相同体积的盐酸和醋酸溶液分别与足量Zn反应生成等量H2，哪种酸所用时间短？为什么？ 答案醋酸溶液消耗的NaOH溶液多。醋酸溶液所用时间短。因为醋酸是弱酸，醋酸溶液中存在电离平衡，pH相同时，醋酸溶液的物质的量浓度大于盐酸。随着反应的进行，醋酸继续电离产生H＋，反应过程中醋酸溶液中的c(H＋)大于盐酸中的c(H＋)。2023/2/52．常温下，将0.1mol·L－1氢氧化钠溶液与0.06mol·L－1硫酸溶液等体积混合，该混合溶液的pH是多少？ 答案假设氢氧化钠溶液和硫酸溶液的体积均为1L，硫酸溶液中n(H＋)＝0.12mol，氢氧化钠溶液中n(OH－)＝0.1mol，酸过量，反应后的溶液中c(H＋)＝(0.12mol－0.1mol)/(1＋1)L＝0.01mol·L－1，故pH＝2.0。2023/2/53．NaHCO3溶液中存在哪些平衡？该溶液中离子浓度的大小关系如何？2023/2/54．沉淀溶解平衡有哪些具体的应用？ 答案

(1)沉淀的生成：调节pH法和加沉淀剂法。(2)沉淀的溶解：酸碱溶解法，生成配合物使沉淀溶解，发生氧化还原反应使沉淀溶解。(3)沉淀的转化：当两种物质的Ksp差别较大时，可以由溶解度较小的沉淀转化为更难溶的沉淀。2023/2/5知识链接 (1)弱电解质在溶液中存在着电离平衡，溶液中含有弱电解质分子、电离出的阳离子、阴离子及水分子、H＋、OH－。(2)电离平衡的影响因素：升温、加水稀释、加入能反应的物质促进弱电解质的电离，加入同离子则抑制弱电解质的电离。考点一弱电解质的电离平衡角度1弱电解质的电离平衡及其影响因素(2013·福建，8)

2023/2/5 (3)电离平衡常数仅是温度的函数，K越大，越易电离，对应的酸(碱)性越强。(4)多元弱酸的各级电离平衡常数的大小关系是K1≫K2≫K3，其酸性取决于第一步。(5)同pH，同体积的弱酸(弱碱)溶液，酸(碱)性越弱其浓度越大。角度发散 弱电解质的电离方程式的书写与正误判断。2023/2/5知识链接

弱电解质的判断方法：(1)同温度同浓度下，与同类型的强电解质溶液做导电性对比试验或比较反应速率快慢。(2)测定一定物质的量浓度溶液的pH。如0.01mol·L－1HA的pH＞2，则HA为弱酸。(3)测定对应的盐溶液的酸碱性，如NaA溶液pH＞7，则HA为弱酸。(4)稀释前后pH与稀释倍数的变化关系。如pH＝2的酸溶液稀释103倍，pH<5，则该酸为弱酸。(5)利用较强酸(碱)制取较弱的酸(碱)判断电解质强弱。角度2弱电解质的判断(2013·天津理综，1D)

2023/2/5[高考印证]

2023/2/5答案C

2023/2/51．(2013·宜宾模拟)下列说法正确的是 (

)。 A．常温下，将pH＝3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后，

溶液的pH＝4 B．为确定某酸H2A是强酸还是弱酸，可测NaHA溶液的pH。若pH＞7，则H2A是弱酸；若pH＜7，则H2A是强酸 C．中和pH与体积均相同的盐酸和醋酸，则醋酸消耗NaOH 溶液的物质的量比盐酸多 D．将pH＝4的盐酸稀释后，溶液中所有离子的浓度均降低[应用体验]

2023/2/5解析醋酸为弱酸，稀释时会促进电离，稀释10倍后溶液的pH小于4而大于3，A错误；NaHA的水溶液呈碱性，说明HA－在溶液中水解、即H2A是弱酸，但若NaHA的水溶液呈酸性，可能是HA－的电离程度比HA－的水解程度大，而不能说明H2A能完全电离，也就不能说明H2A为强酸，B错误；选项C，pH相同的HCl、CH3COOH溶液相比，CH3COOH的物质的量浓度远远大于HCl的物质的量浓度，所以中和等体积、等pH的HCl、CH3COOH溶液时，CH3COOH消耗NaOH溶液的物质的量多。选项D，稀释HCl溶液时，c(H＋)下降，但c(OH－)上升。答案C2023/2/5知识链接 (1)判断溶液酸碱性的根本依据是溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小，而不是溶液的pH。(2)pH是溶液酸碱性的量度，受温度限制。如pH＝6的溶液常温下呈酸性，其他温度也可能呈中性或碱性。(3)pH＝0溶液中c(H＋)＝1.0mol·L－1，并非无OH－，只是c(OH－)＝1.0×10－14mol·L－1。pH＝14溶液中c(OH－)＝1.0mol·L－1，并非无H＋，只是c(H＋)＝1.0×10－14mol·L－1。(4)室温时，无限稀释溶液的pH接近于7。考点二水的电离和溶液的酸碱性角度1溶液的酸碱性(2013·全国大纲理综，12D)

2023/2/5知识链接 (1)pH计算的思维模式角度2溶液pH的计算(2013·全国大纲理综，12D)

2023/2/5口诀：酸按酸(H＋)，碱按碱(OH－)，酸碱中和求过量，无限稀释7为限。(2)强酸、强碱溶液的pH之和分析：2023/2/5知识链接 (1)酸式滴定管不能盛放碱性溶液和氢氟酸，碱式滴定管不能盛放酸性和强氧化性溶液。(2)滴定管读数时保留小数点后两位。(3)滴定的关键是准确测定两种反应物溶液的体积，判断滴定终点，合理选用指示剂。(4)注意恰好中和＝酸碱恰好反应≠溶液呈中性≠滴定终点。(5)中和滴定误差分析：判断依据是c(待)＝c(标)·V(标，aq)/V(待，aq)，任何操作的误差最终均可归结到对所用标准液的体积的影响。角度发散 应用滴定法测定氧化还原反应中物质的量浓度或含量。角度3酸碱中和滴定(2013·上海，54)

2023/2/52．(2013·全国大纲理综，12)下图表示溶液中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是 (

)。[高考印证]

2023/2/5A．两条曲线间任意点均有c(H＋)×c(OH－)＝KWB．M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－)C．图中T1＜T2D．XZ线上任意点均有pH＝7解析

A项，水的离子积KW＝c(H＋)×c(OH－)；B项，根据图像可知在区域M内，都存在c(H＋)＜c(OH－)；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

D2023/2/52．下列说法错误的是 (

)。 A．0.1mol·L－1的CH3COOH溶液中，由水电离的c(H＋)为 10－13mol·L－1 B．pH＝2与pH＝1的CH3COOH溶液中c(H＋)之比为1∶10 C．用盛有CH3COOH酸式滴定管滴定NaOH溶液，终点时 溶液pH＞7 D．pH＝13的NaOH溶液和pH＝2的盐酸以1∶9体积比混 合，则混合后pH＝11[应用体验]

2023/2/5解析

A项，0.1mol·L－1的CH3COOH溶液中c(H＋)<0.1mol·L－1，故由水电离出的c(H＋)>10－13mol·L－1，错误；B项，pH＝2的CH3COOH溶液中c(H＋)＝1.0×10－2mol·L－1，pH＝1的CH3COOH溶液中c(H＋)＝1.0×10－1mol·L－1，正确；C项，中和滴定终点时，生成CH3COONa溶液，由于CH3COO－水解溶液呈碱性，pH＞7，正确；D项，pH＝13的NaOH溶液，c(H＋)＝10－13mol·L－1，c(OH－)＝10－1mol·L－1，盐酸的pH＝2，c(H＋)＝10－2mol·L－1，二者以1∶9体积比混合，溶液呈碱性，混合后溶液2023/2/5答案

A

2023/2/5知识链接 (1)盐类水解的规律：有弱才水解，无弱不水解；谁弱谁水解，越弱越水解；谁强显谁性，都弱具体定。如：强酸弱碱盐水解溶液显酸性。考点三盐类的水解和溶液中离子浓度的关系角度1盐溶液的酸碱性的判断(2013·福建理综，8C)

2023/2/5 (2)酸式盐溶液酸碱性的判断：①强酸酸式盐(如NaHSO4)只电离不水解，溶液显酸性。②弱酸酸式盐：酸式酸根既电离又水解，溶液酸碱性取决电离、水解程度的相对大小：若水解程度大，则溶液显碱性，如NaHS、NaHCO3；若电离程度大，则溶液显酸性，如NaHSO3、NaH2PO4。(3)盐类水解程度大小比较规律：①越弱越水解、越稀越水解、越热越水解；②相同条件，正盐>相应酸式盐；③相互促进水解的盐>单水解的盐>相互抑制水解的盐。角度发散 用水解方程式表示溶液呈酸碱性。2023/2/5知识链接角度2电解质溶液中离子浓度的大小比较(2013·四川，5)

2023/2/52023/2/52023/2/53．(2013·四川理综，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：[高考印证]

实验编号起始浓度/(mol·L－1)反应后溶液的pHc(HA)c(KOH)①0.10.19②x0.272023/2/52023/2/5解析由实验①可知HA是一元弱酸，二者恰好完全反应，因A－离子水解使KA溶液呈碱性，故A项正确；由电荷守恒可知，c(OH－)＋c(A－)＝c(H＋)＋c(K＋)，故B项错误。由实验②分析，因反应后溶液呈中性，则酸应过量，x＞0.2，由原子守恒可知c(A－)＋c(HAc)＞0.1mol/L成立，C项正确；在中性溶液中，c(H＋)＝c(OH－)，再由电荷守恒可知c(K＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)故c(K＋)＝c(A－)＞c(OH－)＝c(H＋)，D项正确。答案B2023/2/5[应用体验]

2023/2/5答案

B

2023/2/5知识链接 (1)浓度：加水稀释，平衡向溶解的方向移动，但Ksp不变。 (2)温度：绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解的方向移动，Ksp增大。考点四难溶电解质的沉淀溶解平衡角度1影响沉淀溶解平衡的因素(2013·天津，5B)

2023/2/5(3)同离子效应：在难、微溶电解质达到沉淀溶解平衡的溶液中，加入与电解质溶液中含有某种相同离子的强电解质时，相当于增大了沉淀溶解平衡中产物的浓度，平衡左移，溶解度减小。(4)其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶、更难电离的物质或气体时，平衡向溶解的方向移动，但Ksp不变。2023/2/5知识链接 (1)沉淀的生成：条件Qc>Ksp应用：①调节pH法：控制溶液的pH来分离物质；②沉淀剂法：分离离子。角度2由溶度积分析沉淀的生成、溶解和转化(2013·北京，10)

2023/2/5 (2)沉淀的溶解：条件：Qc＜Ksp；措施：①酸碱溶解法，如向CaCO3悬浊液中滴加盐酸；②盐溶解法，如向Mg(OH)2悬浊液中滴加NH4Cl溶液；③氧化还原法，如向CuS悬浊液中滴加浓硝酸；④络合法，如向AgOH悬浊液中滴加浓氨水。 (3)沉淀的转化：溶解度或Ksp大的向溶解度或Ksp小的难溶电解质转化。对于阴、阳离子比相同的难溶电解质才可应用Ksp直接判断。2023/2/54．(2013·北京理综，10)实验：①0.1mol·L－1AgNO3溶液和0.1mol·L－1NaCl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向滤液b中滴加0.1mol·L－1KI溶液，出现浑浊； ③向沉淀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 (

)。[高考印证]

2023/2/52023/2/5解析

A项，在浊液a中，存在AgCl的沉淀溶解平衡，正确；B项，在滤液b中，仍含有少量Ag＋，故在b中生成了AgI沉淀，错误；由于AgI比AgCl更难溶解，c为AgCl，滴加0.1mol·L－1KI溶液，能发生沉淀转化反应，生成黄色的AgI，C项和D项都正确。答案

B2023/2/54．(2013·内江市一模)下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是(

)。 A．在AgCl的沉淀溶解平衡体系中，加入蒸馏水，Ksp(AgCl) 增大 B．在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中，加入稀盐酸，平衡不

移动 C．可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大 小[应用体验]

2023/2/5D．25℃时，Ksp(BaCO3)＝8.1×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.0×

10 －10，BaCO3若要在Na2SO4溶液中开始转化成BaSO4，则 Na2SO4溶液的浓度必须不低于1.1×10－6mol·L－12023/2/5答案

D

2023/2/5知识链接 (1)在探究溶液中离子的浓度、微粒数时要注意某些离子可能水解。(2)注意实验、化工生产和生活中的盐类水解实例，如泡沫灭火器原理、明矾净水、纯碱去污原理、Fe(OH)3胶体制备、碱性药品储存、肥料使用、某些晶体制备等。防范1忽视盐类水解的应用

2023/2/5[防范演练]

2023/2/5答案

A

2023/2/5知识链接 (1)向CuS悬浊液中滴加浓硝酸是利用浓硝酸的氧化性使CuS氧化而溶解。(2)难、微溶电解质