第七专题水溶液中的离子平衡

第七专题水溶液中的离子平衡第一页，共四十七页，2022年，8月28日1．(2012年广东，双选)对于常温下pH为2的盐酸，叙述正确的是()。

A．c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－) B．与等体积pH＝12的氨水混合后所得溶液显酸性 C．由H2O电离出的c(H＋)＝1.0×10－12mol·L－1

D．与等体积0.01mol·L－1乙酸钠溶液混合后所得溶液中：c(Cl—)＝c(CH3COO—)第二页，共四十七页，2022年，8月28日答案：AC解析：A项正确，符合电荷守恒；B项错误，NH3·H2O是弱碱，pH＝12的氨水中NH3·H2O的浓度远大于0.01mol·L－1，故其与等体积等浓度的盐酸混合后所得溶液显碱性；C项正确，c(H＋)水＝c(OH－)水＝Kw/c(H＋)＝1.0×10－12mol·L－1；D项错误，混合后生成的乙酸是弱酸，只有部分电离，故c(Cl－)＞c(CH3COO－)。第三页，共四十七页，2022年，8月28日第四页，共四十七页，2022年，8月28日答案：D第五页，共四十七页，2022年，8月28日3．(2010年广东)HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸，在0.1mol·L－1NaA溶液中，离子浓度关系正确的是()。DA．c(Na＋)＞c(A－)＞c(H＋)＞c(OH－)B．c(Na＋)＞c(OH－)＞c(A－)＞c(H＋)C．c(Na＋)＋c(OH－)＝c(A－)＋c(H＋)D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)解析：HA为一元弱酸，则NaA为强碱弱酸盐，溶液由于A－的水解显碱性，离子浓度大小为c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)，A、B错误；根据溶液中电荷守恒，则c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，C错，D正确。第六页，共四十七页，2022年，8月28日第七页，共四十七页，2022年，8月28日

答案：D解析：氯水中也含有氯气分子，A项中物料守恒不成立；根据Cl2＋H2OHClO＋H＋＋Cl－，HCl完全电离而HClO部分电离，故c(H＋)>c(Cl－)>c(ClO－)>c(OH－)，B错；等物质的量的强碱与弱酸混合生成强碱弱酸盐显碱性：c(OH－)＞c(H＋)，根据溶液中电荷守恒可判断c(Na＋)＞c(CH3COO－)。第八页，共四十七页，2022年，8月28日

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。考查内容主要有以下三个方面：(1)弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性；(2)盐类的水解平衡；(3)难溶电解质的沉淀溶解平衡。从近几年高考命题的变化趋势来看，预计溶液中离子浓度的大小比较及沉淀的溶解平衡和转化仍是主要考查题型。第九页，共四十七页，2022年，8月28日1．弱电解质电离平衡(1)电离平衡是动态平衡：v(分子电离)＝v(离子结合)，电离平衡方程式中用“”表示。(2)电离平衡常数是温度函数：Ka(弱酸)、Kb(弱碱)表达式，温度一定时，第十页，共四十七页，2022年，8月28日

(3)电离反应是吸热反应，影响平衡移动的主要因素是______________，平衡移动原理与化学平衡移动原理基本相同。例如，升温向电离方向移动，K________，降温向结合方向移动，K________，改变浓度，K________。温度和浓度增大减小不变2．水的电离和溶液的pH

(1)电离常数与离子积：H2O＋H2OH3O＋＋OH－简写为H2OH＋＋OH－。①水的电离常数：K＝；②水的离子积：KW＝c(H＋)·c(OH－)===K·c(H2O)。25℃时，KW＝1.0×10－14。第十一页，共四十七页，2022年，8月28日(2)pH与溶液的酸碱性。①数学表达式：pH＝__________。

②溶液酸碱性与pH、c(H＋)、c(OH－)的关系。溶液呈中性，

溶液呈酸性，pH＜7，c(H＋)＞c(OH－)；溶液呈碱性，pH＞7，c(H＋)＜c(OH－)。(3)酸碱溶液稀释时pH的变化。①强酸与弱酸分别加水稀释10n倍时，强酸：pH稀＝pH原

pH＝7，c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7mol·L－1；＋n；弱酸：pH稀____pH原＋n。－lgc(H＋)＜第十二页，共四十七页，2022年，8月28日②强碱与弱碱分别加水稀释10n倍时，强碱：pH稀＝pH原－n；弱碱：pH稀____pH原－n。注意：酸碱溶液稀释到一定程度时，水的电离不能忽略，此时①、②中的计算式不适用；酸碱溶液无论加水稀释多少倍，都不改变其酸碱性。

3．盐类的水解(1)盐类水解的实质：盐＋水酸＋碱ΔH>0。(2)影响盐类水解程度的因素。①温度：盐水解吸热，升温，盐水解程度________，盐溶液的酸性或碱性________。＞

增大增强第十三页，共四十七页，2022年，8月28日②浓度：盐溶液越稀，水解程度越____，加水稀释能促进盐的水解。因溶液体积增大得更多，所以盐溶液中的c(H＋)或c(OH－)反而_____(即酸性或碱性减弱)。

③向能水解的盐溶液中加入与水解产物相同的离子，______________盐水解；若将水解产物反应掉，________盐水解。例如，在FeCl3溶液中存在Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，若加入少量的NaOH溶液，则水解平衡向右移动，促进Fe3＋水解；若加入少量盐酸，则水解平衡向左移动，抑制Fe3＋水解。大减小抑制促进第十四页，共四十七页，2022年，8月28日4．酸碱中和滴定(1)滴定原理：酸(A)、碱(B)反应时的物质的量之比等于它们的化学计量数之比，即。

c、V、v分别表示物质的量浓度、溶液的体积、化学计量数。 (2)所需主要仪器和药品：_____________________、____________、__________、标准液，待测液。滴定管(酸式、碱式)锥形瓶指示剂第十五页，共四十七页，2022年，8月28日

(3)主要操作步骤：润洗滴定管→调整滴定管内液面在“0”或“0”以下并读数→在锥形瓶中注入待测液和指示剂→滴定(重复2～3次)→计算。(4)误差分析：若＝1时，测定碱的浓度，则c(B)＝，据此进行误差分析，如读取酸式滴定管内酸的读数时，先仰视后俯视，则测得的V(A)______，故实验结果c(B)______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。偏小偏小第十六页，共四十七页，2022年，8月28日第十七页，共四十七页，2022年，8月28日

弱电解质的电离平衡[例1]证明可溶性一元酸(HX)是弱酸，在25℃条件下设计如下方案，其中不合理的是()。

A．测1mol·L－1NaX溶液的pH时，若pH＞7，证明HX是弱酸 B．测0.1mol·L－1HX溶液的pH时，若pH＞1，证明HX是弱酸 C．将等浓度、等体积的盐酸和NaX溶液混合，若混合溶液的pH＜7，证明HX是弱酸 D．对0.1mol·L－1的盐酸和0.1mol·L－1的HX溶液进行导电性实验，若连接HX溶液的灯泡较暗，证明HX是弱酸第十八页，共四十七页，2022年，8月28日

答案：C解析：A正确，溶液pH＞7，说明NaX发生水解反应：X－＋H2OHX＋OH－，NaX为强碱弱酸盐；B正确，0.1mol·L－1

HX溶液的pH＞1，则c(H＋)＜0.1mol·L－1，说明HX只是部分电离，HX是弱酸；C错误，等浓度、等体积的盐酸和NaX溶液混合，因NaCl不水解，则无论HX是强酸还是弱酸，其溶液都显酸性；D正确，用同浓度的一元酸做导电性实验，灯泡较暗者，溶液离子浓度较小，说明HX没有完全电离，则其为弱酸。第十九页，共四十七页，2022年，8月28日【触类旁通】1．常温下0.1mol·L－1醋酸溶液的pH＝a，下列能使溶液pH＝a＋1的措施是()。A．将溶液稀释到原体积的10倍B．加入适量的醋酸钠固体

D．提高溶液的温度C．加入等体积0.2mol·L－1盐酸第二十页，共四十七页，2022年，8月28日

解析：弱电解质醋酸稀释会使电离程度增大，稀释10倍后，醋酸溶液的pH应小于(a＋1)，A项错误；加入适量醋酸钠固体可以抑制醋酸的电离，能使醋酸溶液的pH等于(a＋1)，B项正确；加入盐酸会使溶液的酸性增强，使醋酸溶液pH减小，C项错误；提高溶液温度会使醋酸的电离程度增大，使醋酸溶液酸性增强，pH减小，D项错误。答案：B第二十一页，共四十七页，2022年，8月28日1．影响弱电解质电离平衡常数K的外界因素为温度，浓度对K无影响。2．相同浓度下，弱酸的电离平衡常数K

值越大，酸性越强。3．判断HA是强酸还是弱酸常见的五种方法：(以CH3COOH为例)(1)0.1mol·L－1的CH3COOH溶液，测其pH大于1。(2)测CH3COONa溶液的pH大于7。第二十二页，共四十七页，2022年，8月28日(3)取pH＝3的CH3COOH溶液1mL，用水稀释到100mL后，测其pH小于5。(4)分别测同体积0.1mol·L－1的CH3COOH溶液和HCl溶液的导电性。(5)0.1mol·L－1的CH3COOH溶液和HCl溶液，分别与Mg反应，起始时CH3COOH溶液的反应速率慢。第二十三页，共四十七页，2022年，8月28日

水的电离与溶液的酸碱性

[例2](2012年全国)已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为amol·L－1的一元酸HA与bmol·L－1的一)。元碱BOH等体积混合，可判定溶液呈中性的依据是( A．a＝b

B．混合溶液的pH＝7

D．混合溶液中，c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)第二十四页，共四十七页，2022年，8月28日

解析：A项，因无法确定酸与碱是否为强酸、强碱，故反应后的溶液不一定呈中性；B项，因温度T不一定指常温25℃，同样也不能说明溶液呈中性；C项，通过分析可知，题给条件实际上即c(H＋)＝c(OH－)，故溶液必然呈中性；D项，根据溶液中的电荷守恒，无论溶液呈酸性、碱性或中性都成立，故无法判断。答案：C第二十五页，共四十七页，2022年，8月28日【触类旁通】2．(2012年上海)水中加入下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是()。

A．NaHSO4

溶液C．KAl(SO4

)2

溶液B．KF溶液 D．NaI溶液D解析：NaHSO4电离出H＋，抑制水的电离，A项错误；F－水解促进水的电离，B项错误；Al3＋水解促进水的电离，C项错；Na＋、I－均不水解，对水的电离无影响，D项正确。第二十六页，共四十七页，2022年，8月28日

3．根据要求完成下列填空

(1)25℃时，Kw＝__________。

(2)100℃时，0.1mol·L－1NaCl溶液的pH________7，溶液显________。

(3)0.1mol·L－1HCl溶液中由水电离出的c(H＋)＝__________mol·L－1。

(4)0.1mol·L－1CH3COOH溶液中由水电离出的c(OH－)____0.1mol·L－1HCl溶液中由水电离出的c(OH－)。

(5)0.1mol·L－1CH3COONa溶液中由水电离出的c(H＋)________0.1mol·L－1CH3COOH溶液中由水电离出的c(H＋)，前者显________。

1.0×10－14小于中性1×10－13大于大于碱性第二十七页，共四十七页，2022年，8月28日影响水电离平衡的主要因素与规律。1．水电离出的H＋、OH－与酸、碱、盐的关系。(1)在酸、碱溶液中，酸、碱电离出的H＋、OH－均抑制水的电离，故室温时酸、碱溶液中由水电离出的H＋、OH－浓度均小于1×10－7mol·L－1。(2)能水解的盐溶液中，发生水解反应的阴、阳离子消耗H＋、OH－均促进水的电离，故室温时此类盐溶液中由水电离出的H＋、OH－浓度均大于1×10－7mol·L－1。2．水电离出的H＋、OH－与温度的关系。电离吸热，因此升温能促进水的电离，c(H＋)·c(OH－)增大。但只要温度不变，水溶液(稀溶液)中的c(H＋)·c(OH－)就不变。第二十八页，共四十七页，2022年，8月28日pH的测定与简单计算[例3]某温度(T)下的溶液中，c(H＋)＝10－xmol·L－1，c(OH－)＝10－ymol·L－1，x与y的关系如下图所示，请回答下列问题：(1)此温度下，水的离子积KW为___，则该温度T____25℃(填“>”、“<”或“＝”)，pH＝7的溶液显____性(填“酸”、“碱”或“中”)。(2)若将此温度(T)下，pH＝11的苛性钠溶液aL与pH＝1的稀硫酸bL混合(假设混合后溶液体积的微小变化忽略不计)，试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比。①若所得混合液为中性，则a∶b＝________。②若所得混合液的pH＝2，则a∶b＝________。第二十九页，共四十七页，2022年，8月28日解析：从题干分析判断，坐标图中横坐标表示氢离子浓度值的指数中的x，纵坐标表示氢氧根离子浓度值的指数中的y。(1)当x＝0时，y＝13，水的离子积KW＝c(H＋)×c(OH－)＝1×10－13>1×10－14，故该温度T>25℃；pH＝7的溶液中，c(H＋)＝1×10－7mol·L－1<c(OH－)＝1×10－6mol·L－1，故溶液显碱性。(2)此温度(T)下，pH＝11的苛性钠溶液中，c(OH－)＝1×10－2mol·L－1，pH＝1的稀硫酸中，c(H＋)＝1×10－1mol·L－1。若所得混合液为中性，则c(OH－)×aL＝c(H＋)×bL，a∶b＝10∶1；若所得混合液的pH＝2，则[c(H＋)×b－c(OH－)×a]/(a＋b)＝1×10－2mol·L－1，解得：a∶b＝9∶2。答案：(1)1×10－13>碱(2)①10∶1②9∶2第三十页，共四十七页，2022年，8月28日【触类旁通】

(1)由图中信息可知HA为________酸(填“强”或“弱”)，理由是_________________________________________。4．常温下，向100mL0.01mol·L－1HA溶液中逐滴加入0.02mol·L－1MOH溶液，下图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况(体积变化忽略不计)。回答下列问题：第三十一页，共四十七页，2022年，8月28日(2)常温下，一定浓度的MA稀溶液的pH＝a，则a____7(填“>”、“<”或“＝”)，用离子方程式表示其原因：___________________________________________________________________；此时，溶液中由水电离出的c(OH－)＝________。(3)请写出K点所对应的溶液中离子浓度的大小关系：_________________________________________________________。(4)K点对应的溶液中，c(M＋)＋c(MOH)____2c(A－)(填“>”、“<”或“＝”)；若此时溶液中，pH＝10，则c(MOH)＋c(OH－)＝________mol·L－1。第三十二页，共四十七页，2022年，8月28日解析：(1)由题知0.01mol/LHA溶液的pH＝2，即HA完全电离，是强酸。(2)由图知100mL0.01mol·L－1HA溶液中滴加51mL0.02mol/LMOH溶液后，溶液pH＝7，说明MOH是弱碱，故对应的MA是强酸弱碱盐，水解显酸性，溶液中H＋全部来自水电离，故水电离出的c(OH－)＝1×10－amol·L－1。(3)在K点是100mL0.01mol·L－1HA溶液中滴加100mL0.02mol·L－1

MOH溶液反应，反应后的溶液为等浓度的MA和MOH溶液，故c(M＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)。(4)由物料守恒可得c(M＋)＋c(MOH)＝2c(A－)，结合电荷守恒：c(M＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，c(MOH)＋c(OH－)＝c(A－)＋c(H＋)≈0.005mol·L－1。第三十三页，共四十七页，2022年，8月28日答案：(1)强0.01mol·L－1HA的pH为2，说明HA完全电离(2)<M＋＋H2OMOH＋H＋1×10－amol·L－1(3)c(M＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)(4)＝0.005第三十四页，共四十七页，2022年，8月28日溶液pH计算应注意的几个问题：①外界条件是否指室温；②当酸、碱混合后，首先要判断溶液的酸碱性，然后再计算c(H＋)或c(OH－)，最后求得溶液的pH；③要特别注意溶液中的c(H＋)和由水电离出的c(H＋)的差异，否则容易走向误区。第三十五页，共四十七页，2022年，8月28日

盐的水解与离子浓度的比较

第三十六页，共四十七页，2022年，8月28日解析：A项不符合电荷守恒，错误；pH＝8.3的NaHCO3的浓度，B错误；pH＝11的氨水与pH＝3的盐酸等体积混合，氨水过量，溶液显碱性，C错误；根据物料守恒和电荷守恒可推知D正确。答案：D第三十七页，共四十七页，2022年，8月28日5．完成下列填空。(1)将20mL0.1mol·L－1CH3COOH溶液与10mL0.1mol·L－1NaOH溶液混合后，溶液显____性，溶液中各粒子物质的量浓度由大到小排列顺序是_________________________________________________________________________________。

①满足物料守恒的关系式：________________________________________； ②满足电荷守恒的关系式：c(Na＋)＋c(H＋)＝________________________________________。(2)0.1mol·L－1Na2CO3溶液中：酸c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(CH3COOH)>c(H＋)>c(OH－)第三十八页，共四十七页，2022年，8月28日常见的需要考虑盐类水解的几个问题。1．判断盐溶液酸碱性及能否使酸碱指示剂变色时，要考虑盐的水解。

2．配制某些盐的溶液时，为了防止其水解，需加入对应的酸抑制其水解，如配制FeCl3溶液时，一般先将FeCl3溶解在盐酸中，然后再加水稀释。3．制备某些胶体物质时，要考虑盐水解反应的影响，如制氢氧化铁胶体时，不能长时间加热煮沸。第三十九页，共四十七页，2022年，8月28日4．加热浓缩、蒸发溶液时要考虑盐的水解反应的影响。例如，加热蒸发AlCl3溶液时，Al3＋水解生成Al(OH)3，HCl挥发，得不到AlCl3；而加热浓缩、蒸发Al2(SO4)3溶液时，H2SO4不挥发，可以得到Al2(SO4)3。5．调节溶液的pH，进行物质的分离与提纯时，可利用盐的水解反应，如MgCl2溶液中含易水解的阳离子Fe3＋、Cu2＋、Al3＋等时，可以加入MgCO3、Mg(OH)2、MgO、Mg等调节溶液的pH，除去Fe3＋、Cu2＋、Al3＋。第四十页，共四十七页，2022年，8月28日6.判断盐溶液中粒子种类和数量及比较盐溶液中离子浓度大小时，要考虑盐的水解。例如，Na2S溶液中含有Na＋、HS－、OH－、H＋、S2－、H2S，其浓度关系如下：(1)电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(S2－)＋c(HS-

)＋c(OH-)。

(2)物料守恒：c(Na＋)＝2[c(S2－)＋c(HS—)＋c(H2S)]。(3)质子守恒c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS—)＋2c(H2S)。质子守恒式一般可由电荷守恒式和物料守恒式通过代数运算得到。第四十一页，共四十七页，2022年，8月28日

难溶电解质的溶解平衡[例5]已知下表数据，对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法中，不正确的是()。物质Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp/25℃8.0×10－162.2×10－204.0×10－38完全沉淀时的pH范围≥9.6≥6.43～4第四十二页，共四十七页，2022年，8月28日解析：比较三者的溶度积常数，可知Fe(OH)3的溶解度最小，越弱越水解，故先看到Fe(OH)3沉淀，A正确；由于Cu2＋、Fe2＋和Fe3＋在溶液中均发生水解反应使金属阳离子浓度减小，B正确；向该混合溶液加入氯水，Fe2＋被氧化成Fe3＋，调节pH至3～4后Fe3＋全部转化为Fe(OH)3沉淀，但溶液中还有Cl－，故无法获得纯净的CuSO4溶液，C错；由表格数据可判断D正确。答案：C第四十三页