专题九 电离平衡 水解平衡 沉淀溶解平衡
一、考纲解读
①了解电解质的概念。了解强弱电解质的概念。
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
⑤了解溶液pH的定义。了解测得溶液pH的方法。能进行pH的简单计算。
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了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。了解溶度积的含义,能进行相关的计算
二、命题与预测
近年高考涉及本部分的考点多,重现率高,常涉及的内容可概括为:“一种计算”即关于溶液pH的计算;“两类平衡”即弱电解质的电离平衡和盐类的水解平衡;“三组概念”即电解质和非电解质、强电解质和弱电解质、电离和水解。此外,还涉及定性判断以及定量计算;着重强调弱电解质的电离特点、弱电解质的电离平衡、pH与溶液浓度的关系、盐类的水解规律、利用化学方程式对中和反应进行过量问题的计算等,主要题型为选择题。预计2010年高考命题趋势:结合图像对弱电解质的电离平衡和pH的简单计算进行考查;离子浓度大小的比较仍是命题热点。
【解读与预测1】中学绝大多数化学反应在溶液中发生,电解质溶液理论、电解质溶液的电离以及溶液的导电性必将受到2010年高考的关注
【样题1】(09年·宁夏)将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀溶液中,下列各图示意混合溶液有关量或性质的变化趋势,其中错误的是
【解读与预测2】虽然《考试大纲》对弱电解质的电离平衡定为了解层次,但外界条件的改变对电离平衡的影响是高考的重点。
【样题2】(09年·海南)已知室温时,0.1mo1/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是:
A.该溶液的pH=4 B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7 D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
【解读与预测3】水的电离平衡是弱电解质电离平衡的一种特殊表现形式,Kw揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡,涉及以Kw为中心的计算有酸、碱和盐溶液的pH,预计2010年高考也会出现。
【样题3】(09年·上海)对于常温下pH为1的硝酸溶液,下列叙述正确的是
A.该溶液lmL稀释至100mL后,pH等于3
B.向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和
C.该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比值为10-12。
D.该溶液中水电离出的c(H+)是pH为3的硝酸中水电离出的c(H+)的100倍
【解读与预测4】溶液pH的定性判断和定量计算虽取材简单,但却要求考生有较高的思维能力、知识迁移能力以及一定的计算能力,从而完整的体现了考查考生多层次、全方位思维能力的意图,是今后高考出题的方向。
【样题4】用pH试纸测定溶液pH的正确操作是 ( )
A.将一小块试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上,再与标准比色卡对照
B.将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上,再与标准比色卡对照
C.将一小条试纸在待测液中蘸一下,取出后放在表面皿上,与标准比色卡对照
D.将一小条试纸先用蒸馏水润湿后,在待测液中蘸一下,取出后与标准比色卡对照
【样题5】现有pH=a和pH=b的两种NaOH溶液,已知b=a+2,将两种溶液等体积混和后,所得溶液的pH值接近于
A、a-lg2 B、b-lg2 C、a+lg2 D、b+lg2
【解读与预测5】以盐类水解的原理、水解平衡的移动、电荷守恒和物料守恒为核心命题点,重在考查溶液中离子浓度大小的比较和水解平衡原理的综合应用,这类试题是每年的必考题。
【样题6】下列说法正确的是
A、AlCl3溶液和NaAlO2溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体成分相同
B、配制FeCl3溶液时,将FeCl3溶解在硫酸中,然后再用水稀释到所需浓度
C、用加热的方法可除去KNO3溶液中混有的Fe 3+
D、泡沫灭火器中常使用的原料是硫酸钠和硫酸铝
【样题7】在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:H2O+ CO OH-+ HCO。下列说法正确的是
A. 稀释溶液,水解平衡常数增大 B. 通入CO2,平衡朝正反应方向移动
C. 升高温度,eq \f(c(HCO),c(CO))减小 D. 加入NaOH固体,溶液pH减小
【解读与预测6】溶液中的离子平衡是化学平衡的延伸和应用,其中沉淀的溶解平衡是较新的知识点,预测2010年高考此部分知识必将保持。
【样题8】(09年·广东)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下,下列说法正确的是
A、温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小
B、三个不同温度中,313K时Ksp (SrSO4)最大
C、283K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液
D、283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液
【解读与预测7】通过研究新课标地区的高考试卷,会发现学科内小综合试题在不断增加,这体现了《考试大纲》中要求的“对知识综合应用能力”的考查,这是一种命题趋势,涉及基本理论的小综合试题更注重科学探究,着重考查考生探究问题和解决实际问题的能力,并且试题都有一定的难度。
【样题9】(08年·江苏)工业上制备BaCl2的工艺流程图如下:
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得
BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s) △H1 = 571.2 kJ·mol-1 ①
BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s) △H2= 226.2 kJ·mol-1 ②
⑴气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为 。
⑵向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,= 。
[Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
⑶反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H= kJ·mol-1。
⑷实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是
, 。
答案:⑴S2- + H2OHS- +OH- HS- + H2OH2S +OH-(可不写)
⑵2.7×10-3 ⑶172.5
⑷使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量)
①②为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温
三、命题猜想
电解质溶液知识主要集中在电离平衡理论上,因此高考理综化学试题重点对强弱电解质的电离、溶液的酸碱性、盐类的水解、酸碱中和、离子浓度大小比较和沉淀溶解平衡等重要知识点进行考查。几乎每年都有一个选择题专门考查此知识点,而且也会在学科内综合题中出现。预计2010年高考主要考查电离平衡移动影响因素的判断、溶液酸碱性的计算和比较、离子浓度大小比较、溶液导电能力比较和沉淀溶解平衡等。
四、押题练习
【押题1】(07年·天津)25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O
H++OH-;H>0,下列叙述正确的是
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变
C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,KW增大,pH不变
【押题2】下列各离子①R- ②R+ ③R2+ ④R3+ ⑤RH4+ ⑥RH- (R表示不同的元素)都有10个电子,其中能使水的电离平衡向左移动的是
A、仅有②③ B、仅有② C、⑥ D、①③④⑤
【押题3】在浓度较稀的FeCl3溶液中,存在如下水解平衡:3H2O+ Fe3+ Fe(OH)3+ 3H+,在此溶液中滴入饱和的FeCl3溶液,下列说法正确的是
A、水解平衡向逆反应方向移动 B、溶液中H+浓度增大
C、溶液中增大 D、Fe3+水解程度增大
【押题4】20℃时H2S饱和溶液1L,其浓度为0.1mol/L,其电离方程式为H2S H++HS-,HS- H++S2-,若要使该溶液中c(H+)浓度增大,同时使c (S2-)减小,可采取的措施是
A.加入适量的水 B.加入适量的NaOH固体
C.通入适量的SO2 D.加入适量的CuSO4固体
【押题5】下列混合溶液中各离子浓度大小顺序正确的是
A、10 mL 0.1 mol/L氨水与10 mL 0.1 mol/L盐酸混合c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
B、10 mL 0.1 mol/L NH4Cl溶液与5 mL 0.2 mol/L NaOH溶液混合
c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C、10 mL 0.1 mol/L CH3COOH溶液与5 mL 0.2 mol/LNaOH溶液混合
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
D、10 mL 0.5mol/LCH3COONa溶液与6 mL 1 mol/L的盐酸混合
c(Cl-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
【押题6】用物质的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液,已知其中c (CH3COO-)>c(Na+),对该混合溶液的下列判断正确的是
① (CH3COOH)>c(CH3COO-)②c(CH3COO-)+c(OH-)=0.1mol/L③c(H+)>c(OH-)
④c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2mol/L ⑤c(H+)+ c(Na+)= c(CH3COO-)+ c(OH-)
A、只有① B、只有② C、①② D、③④⑤
【押题7】(08年·全国理综Ⅱ)取浓度相同的NaOH 和HCl溶液,以3:2体积比相混合,所得溶液的pH等于12,则原溶液的浓度为
A.0.01mol·L-1 B.0.017mol·L-1 C.005mol·L-1 D.0.50mol·L-1
【押题8】(09安徽卷13)向体积为0.05mol·L-1CH3COOH溶液中加入体积为Vb的0.05mol·L-1KOH溶液,下列关系错误的是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A. Va>Vb时:c(CH3COOH) +c(CH3COO-)>c (K+)
B. Va=Vb时:c(CH3COOH) +c(H+)>c (OH-)
C. Vac(K+)> c(OH-)> c(H+)
D. Va与Vb任意比时:c(K+)+ c(H+)=c(OH-)+ c(CH3COO-)
【押题9】一定温度下的难溶电解质AnBm在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,其平衡常数Ksp=cm(An+)×cn(Bm-),称为难溶电解质的离子积。已知下表数据:
物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3
Ksp/25℃ 8.0×10-16 2.2×10-20 4.0×10-38
完全沉淀时的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 3~4
对含等物质的量的CuSO4、、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法,不科学的是
A、向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到红褐色沉淀
B、该溶液中c(SO42-):[c(Cu2+)+ c(Fe2+)+ c(Fe3+)]>5:4
C、向该溶液中加入适量氯水,并调节pH到3~4后过滤,可获得纯净的CuSO4溶液
D、在pH=5的溶液中一定不存在Fe3+
【押题10】(09年·浙江)已知:25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[MgF2]=7.42×10-11。下列说法正确的是
A.25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
B.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
C.25℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol/L氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol/LNH4Cl溶液中的Ksp小
D.25℃时,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2
【个人体验】
【练习1】现有常温下四份溶液:①0.01mol/LCH3COOH;②0.01mol/LHCl;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液。下列说法正确的是
A.①中水的电离程度最小,③中水的电离程度最大
B.将②,③混合,若有pH=7,则消耗溶液的体积:②>③
C.将四份溶液均加水稀释10倍后,溶液的pH:③>④,②>①
【练习2】下列叙述错误的是
A、将0.1mol/L醋酸溶液加水稀释,溶液的pH值增大
B、10ml 0.02mol/LHCl溶液与10ml0.02mol/LBa(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20ml,则所得溶液的pH =12
C、多元酸多元碱的导电能力一定比一元酸、一元碱的导电能力强
D、将pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合后,溶液中离子浓度的关系为:
c(NH4+)>c(Cl-)> c(OH-)> c(H+)
【练习3】(07年·上海)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.100 mL 0.1 mol/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
D.将①,④混合,若有c(CH3COO-)>c(H+),则混合液一定呈碱性
【练习4】常温下,0.1mol/LHA溶液的pH>1,0.1mol/LBOH溶液中c(OH-):c(H+)=1012,将这两种溶液等体积混合,以下离子浓度关系正确的是:
A、HA是一种强酸 B、反应后溶液中c(OH-)< c(H+)
C、c(A-)> c(B+)> c(H+)>c(OH-) D、反应后混合溶液中还含有HA分子
【练习5】向CH3COONa稀溶液中加入(或通入)少许X物质,其溶液中部分微粒浓度变化如下表所示,(溶液温度不变):
微粒 H+ OH- CH3COO- CH3COOH
物质的量浓度 增大 减小 减小 增大
则X物质可能为
A、氯化氢 B、氢氧化钠 C、蒸馏水 D、醋酸
【练习6】(09年·广东)下列浓度关系正确的是
A.氯水中:c(Cl2)=2c(ClO-)+c(Cl-)+C(HCl)}
B.氯水中:c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)>c(ClO-)
C.等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合:c(Na+)=c(CH3COO-)
D.Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)
【练习7】(09年江苏化学·13)下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.室温下,向0.01mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:
c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)
B.0.1mol·L-1NaHCO3溶液:c(Na+)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)
C.Na2CO3溶液:c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)
D.25℃时,pH=4.75、浓度均为0.1mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液: c(CH3COO-)+c(OH-)<c(CH3COOH)+c(H+)
【练习8】(09年上海化学·17)根据右表提供的数据,判断在等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中,各种离子浓度关系正确的是
A.c(HCO3-)>c(ClO-)>c(OH-) B.c(ClO-)>c(HCO3-)>c(H+)
C.c(HClO)+c(ClO-)=c(HCO3-)+c(H2CO3)
D.c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(ClO-)+c(OH-)
【练习9】(07年江苏卷·15)下列溶液中各微粒的浓度关系不正确的是
A.0.1 mol·L-1 HCOOH溶液中:c(HCOO-)+c(OH-) = c(H+)
B.1 L 0.1 mol·L-1 CuSO4·(NH4)2SO4·6H2O的溶液中:
c(SO42 -)>c(NH4+ ))>c(Cu2+)>c(H+)>c(OH-)
C.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)+c(H2CO3) = c(HCO3- )+c(CO32 -)+c(OH-)
D.等体积、等物质的量浓度的NaX和弱酸HX混合后的溶液中:
c(Na+)>c(HX)>c(X-)>c(H+)=c(OH-)
【练习10】(09年天津理综·4)下列叙述正确的是
A.0.1 mol/LC6H5ONa溶液中:c(Na+)>c(C6H5O-)>c(H+)>c(OH-)
B.Na2CO3溶液加水稀释后,恢复至原温度,pH和Kw均减小
C.pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液中,c(H+)不相等
D.在Na2S溶液中加入AgCl固体,溶液中c(S2-)下降
【练习11】(08上海)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.加入适量的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
【练习12】(08全国Ⅰ卷)已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱,在物质的量浓度均为0.1mol/L的NaA和NaB混合溶液中,下列排序正确的是( )
A.c(OH)>c(HA)>c(HB)>c(H+) B. c(OH-)>c(A-)>c(B-)>c(H+)
C. c(OH-)>c(B-)>c(A-)>c(H+) D. c(OH-)>c(HB)>c(HA)>c(H+)
【练习13】(08广东卷)盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。下列表述正确的是( )
A.在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH,溶液中的阴离子只有CO和OH-
B.NaHCO3溶液中:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)
C.10 mL0.10 mol·L-1CH3COOH溶液加入等物质的量的NaOH后,溶液中离子的浓度由大到小的顺序是:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
D.中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH物质的量相同
【练习14】(08江苏卷)下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是( )
A.pH=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-)
B.pH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)
D.0.1mol·L-1的NaHA溶液,其pH=4:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)
【练习15】(08天津)醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHH++CH3COO-,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-)
B.0.10mol/L的CH3COOH溶液中加水稀释,溶液中c(OH-)减小
C.CH3COOH溶液中加少量的CH3COONa固体,平衡逆向移动
D.常温下pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH<7
【练习16】(08北京卷)下列叙述正确的是( )
A.将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,当溶液的pH=7时,c(SO42-)>c(NH4+)
B.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH的别为a和a+1,则c1=10c2
C.pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合,滴入石蕊溶液呈红色
D.向0.1mol·L-1的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中c(OH-)/c(NH3·H2O)增大
【练习17】常温下:KSP (AgCl) = 1.8×10-10 mol2/L-2,KSP (Ag2CrO4) = 1.9×10-12 mol3/L-3 , 下列叙述正确的是
A.AgCl在饱和NaCl溶液中的 KSP 比在纯水中的 KSP 小
B.向AgCl的悬浊液中加入NaBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色,说明KSP (AgCl) < KSP (AgI)
C.将0.001 mol·L- 1 的AgNO3 溶液滴入0.001 mol·L- 1 的KCl和0.001 mol·L- 1 的K2CrO4 溶液中先产生Ag2CrO4 沉淀
D.向AgCl的悬浊液中滴加浓氨水,沉淀溶解,说明AgCl的溶解平衡向右移动
【练习17】(09年山东理综·28)(14分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂 反应的△H(填“增大”、“减小”或“不改变”)。
(2)已知:O2(g) = O2+(g)+e- H1=1175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+e-=PtF6-(g) H2=-771.1 kJ·mol-1
O2PtF6(S)=O2+(g)+PtF6-(g) H3=482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6-(s)的H=_____________ kJ·mol-1。
(3)在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成 沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为 。已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
(4)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应时溶液中c(NH4*)=c(Cl-)。则溶液显 性(填“酸”、“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb= 。
答案:(1)向左 不改变
(2)-77.6
(3)Cu(OH)2 Cu2++2NH3·H2O = Cu(OH)2↓ +2NH4+
(4)中 mol·L-1
五、知识扫描
[Ⅰ]电离平衡
1、水的电离
(1)水能发生微弱的电离,且水的电离是一个可逆过程。在一定温度下达到电离平衡,[H+][OH-]=Kc[H2O]=Kw,一定温度时Kc、[H2O]均为常数,Kc[H2O]=Kw是一个常数,Kw简称水的离子积。250C时,水的离子积为1.0×10-14 mol2·L-2。
(2)影响因素
由于水电离过程为吸热过程,升温将促进水的电离,平衡右移,Kw变大,c(H+)与c(OH-)也同时增大,pH变小,但由于c(H+)与c(OH-)始终保持相等,故仍显中性。酸、碱:酸(碱)电离出H+ (OH-)的抑制水的电离电离后显酸或碱性。盐:抑制水的电离(NaHSO4),电离后水解的盐:促进水的电离,电离后显中性不水解的盐:无影响(如Na2SO4), 电离强于水解的盐:抑制为主(NaH2PO4 NaHSO3), 水解强于电离的盐:促进为主(NaHCO3 Na2HPO4)
2、溶液pH的计算
a、单一溶液pH的计算
b.溶液的稀释pH的计算
(1)对于强碱溶液c(OH-) 每稀释10n倍, pH减小n个单位(减小后不超过7)。
(2)对于强酸溶液c(H+) 每稀释10n倍, pH增大n个单位(增大后不超过7)。
(3)pH相同的强酸与弱酸,当稀释相同倍数时,强酸变大的程度比弱酸大。
(4)pH相同强碱与弱碱,当稀释相同倍数时,强碱变小的程度比弱碱大。
c.酸、碱混合溶液pH的计算
(1)两种强酸稀溶液混合 (2)两种强酸稀溶液混合
(3)酸碱稀溶液混合,酸过量(4)酸碱稀溶液混合,碱过量
[Ⅱ]水解平衡
1、盐类水解规律:有才弱水解,无弱不水解;越弱越水解,都弱双水解;谁强显谁性,同强显中性。
(1)强碱弱酸盐水解显碱性,强酸弱碱盐水解显酸性,强酸强碱盐不水解显中性。弱酸弱碱盐水解后溶液的酸碱性由水解所生成酸、碱的相对强弱决定(酸碱的相对强弱可由电离度判断)
①醋酸钠是强碱弱酸盐,醋酸根与水电离出的H+结合生成醋酸,破坏水的电离平衡,使溶液显碱性,水解的离子方程式:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH—
②碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根与水电离出的H+结合生成碳酸氢根,破坏水的电离平衡,使溶液显碱性,水解的离子方程式:CO32-+H2OHCO3—+OH—
③碳酸氢钠是强碱弱酸盐,在溶液中碳酸氢根存在两种趋势,电离趋势和水解趋势,由于电离趋势大于水解趋势,溶液显碱性,水解的离子方程式:HCO3—+H2OH2CO3+OH—
④氯化铵是强酸弱碱盐,铵根离子与水电离出的OH—结合生成一水合氨,破坏水的电离平衡,使溶液显酸性,水解的离子方程式:NH4+ +H2ONH3 H2O+ H+
⑤氯化铁是强酸弱碱盐,Fe3+离子与水电离出的OH—结合生成Fe(OH)3,破坏水的电离平衡,使溶液显酸性,水解的离子方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
⑥醋酸铵是弱酸弱碱盐,铵根离子与水电离出的OH—结合生成一水合氨,醋酸根离子与水电离出的H+结合生成醋酸,破坏水的电离平衡,铵根离子水解和醋酸根离子水解相互促进,水解程度增大,但不能趋于完全,由于一水合氨的电离常数和醋酸的电离常数近乎相等,溶液显中性,水解的离子方程式:NH4++CH3COO-+H2ONH3·H2O+CH3COOH
⑦硫化铝是弱酸弱碱盐,Al3+离子水解和S2—离子水解相互促进,水解趋于完全,水解离子方程式:
2Al3++3S2—+6H2O=2Al(OH)3 +3H2S
(2)盐对应的酸(或碱)越弱,水解程度越大(越弱越水解),溶液碱性(或酸性)越强。
(3)多元弱酸酸根离子比酸式根离子水解程度大得多,溶液的碱性更强。
2、溶液中离子浓度大小比较
电离平衡理论和水解平衡理论
(1)电离理论:
①弱电解质的电离是微弱的,电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的,同时注意考虑水的电离的存在。例如NH3·H2O溶液中微粒浓度大小关系:由于在NH3·H2O溶液中存在下列电离平衡:NH3·H2ONH4++OH-,H2OH++OH-,所以溶液中微粒浓度关系为:c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)。
②多元弱酸的电离是分步的,主要以第一步电离为主。例如H2S溶液中微粒浓度大小关系:由于H2S溶液中存在下列平衡:H2SHS-+H+,HS-S2-+H+,H2OH++OH-,所以溶液中微粒浓度关系为:c(H2S )>c(H+)>c(HS-)>c(OH-)。
(2)水解理论:
①弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗;如NaHCO3溶液中有:c(Na+)>c(HCO3-)。
②弱酸的阴离子和弱碱的阳离子的水解是微量的(双水解除外),因此水解生成的弱电解质及产生H+的(或OH-)也是微量,但由于水的电离平衡和盐类水解平衡的存在,所以水解后的酸性溶液中c(H+)(或碱性溶液中的c(OH-))总是大于水解产生的弱电解质的浓度。如(NH4)2SO4溶液中微粒浓度关系:因溶液中存在下列关系:
(NH4)2SO4=2NH4++SO42-,H2OOH-+H+,NH4++OH-=NH3·H2O,由于水电离产生的c(H+)水=c(OH-)水,而水电离产生的一部分OH-与NH4+结合产生NH3·H2O,另一部分OH-仍存在于溶液中,所以溶液中微粒浓度关系为:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)。
③一般来说“谁弱谁水解,谁强显谁性”,如水解呈酸性的溶液中c(H+)>c(OH-),水解呈碱性的溶液中c(OH-)>c(H+);
④多元弱酸的酸根离子的水解是分步进行的,主要以第一步水解为主。例如Na2CO3溶液中微粒浓度关系:因碳酸钠溶液水解平衡为CO32-+H2OHCO3-+OH-,H2O+HCO3-H2CO3+OH-,所以溶液中部分微粒浓度的关系为:c(CO32-)>c(HCO3-)。
3、溶液中的三种守恒关系
(1)电荷平衡:电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。书写电荷守恒关系式必须准确的判断溶液中离子的种类;弄清离子浓度和电荷数目的关系。如NaHCO3溶液中:由n(Na+)+n(H+)=n(HCO3-)+2n(CO32-)+n(OH-)推出:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)。
⑵物料守恒:电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化变成其它离子或分子等,但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如NaHCO3溶液中:由n(Na+):n(c)=1:1,推出:c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)。
⑶导出关系式——质子守恒:由电荷守恒和物料守恒将碳酸钠溶液中Na+离子消掉可得:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。此关系式说明由于指定溶液中氢原子的物质的量为定值,所以无论溶液中结合氢离子还是失去氢离子,但氢原子总数始终为定值,也就是说结合的氢离子的量和失去氢离子的量相等。又如醋酸钠溶液中由电荷守恒和物料守恒将钠离子消掉可得:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
4、溶液中离子浓度大小比较的解题思路
(1)理清试题的类型:
(2)把握好溶液中的两个重要的平衡关系:电荷平衡和物料守恒。
(3)抓住水解和电离的特征:水解是微弱的;电离是微弱的;多元弱酸的电离是分步的,主要是第一步电离;不能忽视水的电离。
(4)抓住矛盾的主要方面:对于电离大于水解,可不考虑水解;对于水解大于电离,可不考虑电离。
总之,对于单一溶液,离子浓度大小为:不水解的离子>水解的离子>显性离子>水电离出的另一离子
而对于混合溶液,要分析清楚成分。
[Ⅲ]沉淀溶解平衡
1、溶度积性质:
(1)溶度积(Ksp )的大小与难溶电解质性质和温度有关,与沉淀的量无关。
(2)Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。相同类型(化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时)的难溶电解质的Ksp越小,溶解度越小,越难溶。
沉淀的溶解与生成
2、原理
Q = Ksp时难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态,溶液是饱和溶液。
Q>Ksp溶液中将析出沉淀,直到溶液中的Q = Ksp为止。
Q<Ksp溶液为不饱和溶液,将足量的难溶电解质固体放入此溶液中,固体将溶解,直到溶液中Q = Ksp时,溶液达到饱和。
应用实例:例、已知BaSO4与BaCO3都难溶于水,且Ksp相差很小,利用X射线进行消化系统透视时,却用BaSO4而不用BaCO3作造影剂,原因何在?
3、沉淀的转化
(1) 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。
(2) 沉淀转化的规律
a.一般来说,溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。
b. 当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。