第1课时 水的电离及电解质在水溶液中的存在形态
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1.了解水的电离，知道水的离子积常数。2.通过“电解质溶液的导电能力”实验探究，认识电解质在水溶液中的存在形态，知道电解质有强、弱之分。3.能用化学符号表征强电解质、弱电解质的电离过程。
一、水的电离
1．水的电离
2．水的离子积
微点拨：KW适用于所有的电解质溶液，不仅仅适用于纯水。
二、电解质在水溶液中的存在形态
1．强、弱电解质的概念
(1)强电解质：在稀的水溶液中能完全电离的电解质。
(2)弱电解质：在稀的水溶液中部分电离的电解质。
2．电解质与物质类别及在水溶液中的存在形态
3．电离方程式
书写电离方程式时，强电解质用“===”，弱电解质用“”。如
(1)NaCl的电离方程式为NaCl===Na＋＋Cl－。
(2)醋酸和一水合氨的电离方程式分别为CH3COOHCH3COO－＋H＋，NH3·H2ONH＋OH－。
4．溶剂化作用
(1)溶剂化作用是指溶质离子或分子与溶剂分子相互吸引的作用。
(2)电解质溶于水后的存在形态：由于溶剂化作用，电解质溶于水后以“水合离子”或“水合分子”的形态存在。
1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)25
℃时，0.1
mol·L－1的NaOH溶液中KW＝1×10－13
mol2·L－2。( )
(2)某温度下，纯水中的c平(H＋)＝2×10－7mol·L－1，则c平(OH－)＝。( )
(3)25
℃时，0.01
mol·L－1的盐酸中，c平(OH－)＝1.0×10－12
mol·L－1。( )
(4)强电解质的水溶液中无溶质分子，弱电解质的水溶液中有溶质分子。( )
(5)强电解质溶液的导电能力强，弱电解质溶液的导电能力弱。( )
提示：(1)× 25
℃时，KW＝1.0×10－14
mol2·L－2。
(2)× 纯水中c平(H＋)＝c平(OH－)＝2×10－7
mol·L－1。
(3)√ (4)√
(5)× 溶液的导电性与离子浓度大小有关，与电解质的强弱无关。
2．水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是( )
A．4
℃时，纯水的pH＝7
B．温度升高，纯水中的c平(H＋)增大，c平(OH－)减小
C．水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子
D．在纯水中加入少量硫酸铵，可促进水的电离，使水的离子积增大
C [25
℃时，纯水的pH＝7,4
℃时，纯水的电离程度减小，pH稍大于7，A错误；温度升高，水的电离平衡向右移动，c平(H＋)与c平(OH－)均增大，B错误；水是一种极弱的电解质，电离程度很小，25
℃时，纯水电离出的H＋浓度只有1.0×10－7
mol·L－1，所以纯水中主要存在形态是水分子，C正确；水的离子积不受溶液酸碱性的影响，温度不变，水的离子积则不变，D错误。]
3．下列说法中，正确的是
( )
A．强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液强
B．强电解质的水溶液中不存在分子
C．SO2和乙醇均属共价化合物，在水中都不能电离，均属非电解质
D．不同的弱电解质只要物质的量浓度相同，电离程度也相同
C [溶液的导电能力与溶液中离子浓度及离子所带电荷数有关，与电解质的强弱无关，强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液强，故A错误；强电解质溶于水的部分完全电离，但水是弱电解质，微弱电离，大部分以水分子的形式存在，故B错误；SO2自身不能电离，是非电解质，乙醇在水中不能电离，是非电解质，故C正确；不同的弱电解质浓度相同时，电离程度不一定相同，故D错误。]
水的电离
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
Mg与滴有酚酞的冷水和热水的反应
1．两支试管中分别有什么现象？为什么？
提示：盛冷水的试管中：镁带表面有少量气泡产生，在镁带周围溶液变为极浅的红色；盛热水的试管中：镁带表面有大量气泡产生，溶液变为红色。
由于温度升高使水的电离平衡正向移动，c平(H＋)增大，所以化学反应速率增大。
2．两支试管中c平(OH－)、c平(H＋)是定值吗？两支试管中c平(OH－)、c平(H＋)相等吗？
提示：c平(OH－)、c平(H＋)是定值，但不相等。
1．影响水电离平衡的因素
影响水的电离平衡的因素主要有温度、溶液的酸碱性等。外界条件对水的电离平衡的影响如下表：
H2OH＋＋OH－ ΔH＞0
条件变化
移动方向
c平(H＋)
c平(OH－)
KW
对平衡的影响
升高温度
向右移动
增大
增大
增大
促进
加酸
向左移动
增大
减小
不变
抑制
加碱
向左移动
减小
增大
不变
抑制
加活泼金属，如Na
向右移动
减小
增大
不变
促进
2．水电离出的c平(H＋)和c平(OH－)的计算
(1)稀酸溶液中，c平(OH－)来源于水的电离，因此水电离的c平(H＋)水＝c平(OH－)＝。
(2)稀碱溶液中，c平(H＋)来源于水的电离，因此水电离的c平(OH－)水＝c平(H＋)＝。
【例1】 (1)向水中加入0.1
mol·L－1的盐酸，水的电离平衡向________方向移动。
(2)25
℃时，0.1
mol·L－1的盐酸中，c平(H＋)＝________mol·L－1，c平(OH－)＝________mol·L－1，水电离出来的c平(H＋)＝________mol·L－1。
(3)某温度下测得纯水中c平(H＋)＝2×10－7
mol·L－1，则此时c平(OH－)＝______________；该温度下向纯水中加盐酸使c平(H＋)＝5×10－6
mol·L－1，则此时c平(OH－)＝______________。
[解析] (1)酸会抑制水的电离。(2)加入盐酸，抑制水的电离，水电离出的
c平(H＋)可忽略不计，溶液中c平(H＋)＝0.1
mol·L－1，溶液中的c平(OH－)＝＝1.0×10－13
mol·L－1，水电离出来的c平(H＋)＝c平(OH－)溶＝1.0×10－13
mol·L－1。(3)纯水中c平(H＋)＝c平(OH－)，则c平(OH－)＝2×10－7
mol·L－1；则该温度下KW＝4×10－14
mol2·L－2，加入盐酸后，c平(OH－)＝
mol·L－1＝8×10－9
mol·L－1。
[答案] (1)逆 (2)0.1 1.0×10－13 1.0×10－13
(3)2×10－7
mol·L－1 8×10－9
mol·L－1
[借题发挥]
常温时，水电离出的c平(H＋)为1×10－13
mol·L－1时，溶液的酸碱性如何？
[答案] 水电离产生的c平(H＋)＝1.0×10－13
mol·L－1，水的电离平衡受到抑制，有两种情况，①该溶液可能显酸性，c平(H＋)＝0.1
mol·L－1，②该溶液可能显碱性，c平(OH－)＝0.1
mol·L－1，故酸、碱都有可能。
水电离影响因素解疑
(1)能影响水的电离的酸和碱，不只有强酸、强碱，弱酸、弱碱也能抑制水的电离。
(2)水中加入酸(或碱)后，溶液中c平(H＋)[或c平(OH－)]虽然增大，但是c平
(OH－)[或c平(H＋)]减小，KW仍不变。
(3)不管是纯水还是在酸、碱、盐溶液中，水电离产生的c平(H＋)和c平(OH－)始终相等。
1．25
℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－ ΔH>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平(OH－)减小
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c平(H＋)增大，KW不变
C．向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c平(H＋)减小
D．加热，KW增大，pH不变
B [加入稀氨水，NH3·H2O存在电离平衡：NH3·H2ONH＋OH－，使c平(OH－)增大，水的电离平衡逆向移动，A错误；加入NaHSO4，NaHSO4在水溶液中电离：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，使c平(H＋)增大，水的电离平衡逆向移动，由于温度不变，KW不变，B正确；加入CH3COOH，CH3COOH在水溶液中电离：CH3COOHCH3COO－＋H＋，使c平(H＋)增大，水的电离平衡逆向移动，C错误；升温促进水的电离，KW增大，c平(H＋)增大，pH减小，D错误。]
2．下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是
( )
A．因为水的离子积常数的表达式是KW＝c平(H＋)·c平(OH－)，所以KW随着溶液中H＋浓度或OH－浓度的变化而变化
B．水的离子积常数KW与水的电离常数K是同一个物理量
C．水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的变化而变化
D．水的离子积常数KW与水的电离常数K是两个没有任何关系的物理量
C [水的离子积常数KW＝K·c平(H2O)，一定温度下K和c平(H2O)都是定值，所以KW仅仅是温度的函数，B、D项错误，C项正确。水的离子积常数的表达式是KW＝c平(H＋)·c平(OH－)，只要温度一定，KW就不变，溶液中H＋浓度变大，
OH－浓度就变小，反之亦然，A项错误。]
电解质的分类与电离
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
某化学课外活动小组设计实验探究溶液导电性与离子浓度的关系。实验装置如下图所示，根据所学知识回答下列问题。
1．溶液为什么能导电？
提示：溶液中存在自由移动的离子。
2．接通电源后a，b两个灯泡哪个更亮？试分析原因。
提示：b灯泡更亮。CH3COOH是弱电解质，HCl是强电解质。相同浓度的盐酸和醋酸溶液中，盐酸中离子浓度更大，溶液导电性更强。
3．向烧杯①中加入适量NaOH(s)与CH3COOH恰好完全反应，能看到什么现象？试分析原因。
提示：a灯泡变亮。CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O，原溶液CH3COOH为弱电解质，部分电离，恰好完全反应后生成CH3COONa，为强电解质，使烧杯①的溶液中离子浓度增大，溶液导电性增强。
1．强电解质与弱电解质比较
类别项目
强电解质
弱电解质
电离程度
完全电离
部分电离
化学键类型
离子键、共价键
共价键
电离过程
不可逆，用“===”表示
可逆，用“”表示
溶液中的存在形式
水合离子
分子、水合离子
相同点
都是化合物，在溶液中都能电离，都能导电，与溶解度无关
2．电离方程式的书写
(1)强电解质一步完全电离，一步写出，用“===”；弱电解质用“”。
(2)多元弱酸分步部分电离，分步写出，用“”；
如：H2SHS－＋H＋，HS－S2－＋H＋。
(3)多元弱碱分步部分电离，一步写出，用“”；
如：Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。
(4)强酸酸式盐一步完全电离，用“===”；
如：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO。
(5)弱酸酸式盐分步电离，第一步完全电离出阳离子和弱酸酸根离子，用“===”，第二步弱酸酸根离子部分电离，用“”；如：NaHCO3===Na＋＋HCO，
HCOCO＋H＋。
(6)规范书写离子符号，要配平，满足元素守恒和电荷守恒。
小结：强等号弱可逆，多元弱酸分步写，多元弱碱一步写，弱酸酸式盐，强中还有弱。
【例2】 下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是( )
A．强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物
B．强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物
C．强电解质熔化时都完全电离，弱电解质在水溶液中部分电离
D．强电解质不一定能导电，弱电解质溶液的导电能力不一定比强电解质弱
D [HCl等共价化合物属强电解质，故A错；强、弱电解质与溶解性无关，故B错；强电解质熔化时不一定电离，如液态HCl，故C错。]
[借题发挥]
电解质溶液导电的实质是什么？溶液的导电能力又取决于什么？
[答案] 电解质溶液导电是电解的过程，发生了非自发氧化还原反应。溶液的导电能力取决于自由移动的离子浓度以及所带电荷数。
(1)NaHSO4电离要注意是在水溶液里，还是熔融状态。
(2)只含共价键的电解质只有在水溶液里才能发生电离(H2O除外)，液态和熔融状态均不电离。
(3)弱酸的酸式盐第一步是盐的完全电离，第二部是弱酸酸根的部分电离，容易出错。
1．下列事实不能证明CH3COOH是弱酸的是( )
A．CH3COOH溶液能使石蕊试液变红
B．0.1
mol·L－1
CH3COOH溶液中H＋浓度为0.01
mol·L－1
C．物质的量浓度相同的CH3COOH溶液的导电能力比盐酸弱
D．0.01
mol·L－1
CH3COOH溶液中有两种分子存在
A [无论醋酸是强酸还是弱酸都能使石蕊试液变红，故A符合题意；0.1
mol·L－1
CH3COOH溶液中c平(H＋)＝0.01
mol·L－1<0.1
mol·L－1，说明醋酸不能完全电离，是弱酸，故B不符合题意；物质的量浓度相同的CH3COOH溶液的导电能力比盐酸弱，说明醋酸不能完全电离，是弱酸，故C不符合题意；D项，0.01
mol·L－1
CH3COOH溶液中有两种分子存在，即溶液中存在CH3COOH分子和H2O分子，说明醋酸不能完全电离，是弱酸，故D不符合题意。]
2．下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是( )
A．NaHSO4===Na＋＋HSO
B．HF===H＋＋F－
C．KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO
D．CH3COONH4CH3COO－＋NH
C [NaHSO4在水溶液中完全电离，即NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO；CH3COONH4为强电解质，完全电离用“===”；HF为弱电解质，部分电离，用“”。]
3．在电解质溶液的导电性实验(装置如图所示)中，若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液时，则灯泡由亮变暗，至熄灭后又逐渐变亮的是( )
A．盐酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
B．醋酸溶液中逐滴加入氨水溶液
C．硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
D．盐酸中逐滴加入硝酸银溶液
C [盐酸中逐滴加入氢氧化钠溶液，由于溶液中存在Na＋和Cl－，故灯泡不会熄灭，A项不符合题意；醋酸溶液中逐滴加入氨水溶液，溶液中有强电解质醋酸铵生成，故灯泡会由暗变亮，B项不符合题意；硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液，二者完全反应时生成BaSO4沉淀和水，灯泡熄灭，再加入氢氧化钡溶液，灯泡又逐渐变亮，C项符合题意；盐酸中逐滴加入硝酸银溶液，溶液中存在H＋和NO，灯泡不会熄灭，D项不符合题意。]
水是一种电导体，这是一个基本常识。尽管水导电的现象看似很简单，但一直以来，科学家还没办法解释质子(氢原子核)本质上是如何在水中移动的。由耶鲁大学化学教授领导的一组研究人员首次对水分子中发生的电子转移拍摄了光谱快照，终于揭开了水如何导电之谜。
科学家终于知道水的导电过程是水分子通过氧原子将质子从一个水分子转移到另一个水分子，就像分子接力赛一样。
1．水是强电解质还是弱电解质？
提示：水是弱电解质。
2．上述内容提到的质子是怎么产生的？用电离方程式表示。
提示：2H2OH3O＋＋OH－。
3．有哪些类别的物质能够抑制水的电离？
提示：酸、碱、某些酸式盐，如NaHSO4等。
通过本情境素材中水的电离及电离平衡移动的影响因素及是否是弱电解质的判断，提升了“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
1．下列物质的水溶液能导电，且属于强电解质的是( )
A．CH3COOH
B．Cl2
C．NH4HCO3
D．SO2
C [CH3COOH在水溶液中能部分电离出CH3COO－和H＋，为弱电解质，故A错误；Cl2是单质，既不是电解质，也不是非电解质，故B错误；NH4HCO3在水溶液中能完全电离出自由移动的NH和HCO而导电，NH4HCO3是强电解质，故C正确；SO2在水溶液中与水反应生成亚硫酸，亚硫酸部分电离出自由移动的H＋和HSO而导电，二氧化硫自身不能电离，属于非电解质，故D错误。]
2．常温下，某溶液中由水电离出的c平(H＋)＝1.0×10－13
mol·L－1，该溶液可能是
( )
A．二氧化硫水溶液
B．氯化钠水溶液
C．硝酸钠水溶液
D．硫酸钠水溶液
A [c平(H＋)水＝1.0×10－13
mol·L－1＜1.0×10－7
mol·L－1，说明水的电离受到抑制，溶液既可能呈酸性，也有可能呈碱性。A项，SO2＋H2OH2SO3，H2SO3HSO＋H＋，HSOSO＋H＋，溶液呈酸性。]
3．(双选)下列物质在水溶液中的电离方程式书写错误的是( )
A．NH3·H2O===NH＋OH－
B．Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－
C．H2SO4===2H＋＋SO
D．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO
AD [NH3·H2O属于弱电解质，其电离方程式为NH3·H2ONH＋OH－。由于H2CO3为二元弱酸，HCO在离子方程式中不能写成H＋＋CO的形式，NaHCO3的电离方程式中HCO不能拆分，D项电离方程式应为NaHCO3===Na＋＋HCO。]
4．(素养题)某化学探究性学习小组在探究溶液导电性的实验中发现：往氢氧化钡溶液中滴加硫酸至过量，灯泡的明亮度变化是：明→暗→明，而向盐酸溶液中加入少量氢氧化钠固体灯泡的明亮程度没明显变化，他们由此得到了如下一些结论，其中合理的是
( )
A．溶液的导电性与溶液中离子的浓度有关
B．溶液的导电性与溶液中离子的种类有关
C．溶液的导电性与溶液中离子的种类和数目有关
D．往氢氧化钡溶液中滴加盐酸与滴加硫酸时现象相同
A [溶液的导电性与溶液中离子的浓度和离子所带电荷数有关，A项合理，B、C项不合理；往氢氧化钡溶液中滴加硫酸会生成硫酸钡白色沉淀，而加入盐酸，溶液中没有明显现象，故现象不同，D项不合理。]
5．下列五种物质：(a)烧碱 (b)锌 (c)五氧化二磷
(d)CH3COOH (e)碳酸钡。
请将符合下列条件的物质的序号填写在横线上：
(1)难溶于水，但在高温条件下能分解的电解质是____________。
(2)固态和液态都能导电，但不是电解质的是________。
(3)固态不导电，但熔融状态和水溶液均能导电的是____________。
(4)固态和熔融状态都不能导电，其水溶液能导电，但是非电解质的是________。
[答案] (1)(e) (2)(b) (3)(a) (4)(c)
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10第2课时 水溶液的酸碱性与pH
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1．通过室温下溶液中c平(H＋)、c平(OH－)数据的对比，从本质上认识溶液呈酸碱性的原因。2．知道pH的定义，认识pH与溶液酸碱性的关系。3．能进行pH的简单计算。
1．溶液的酸碱性
判断标准
c平(H＋)与c平(OH－)的相对大小
与c平(H＋)、c平(OH－)的关系
酸性
c平(H＋)>c平(OH－)c平(H＋)>1×10－7
mol·L－1(25
℃)
中性
c平(H＋)＝c平(OH－)c平(H＋)＝1×10－7
mol·L－1(25
℃)
碱性
c平(H＋)
mol·L－1(25
℃)
表示方法
当c平(H＋)或c平(OH－)大于1
mol·L－1时，通常用c平(H＋)或c平(OH－)直接表示。
当c平(H＋)或c平(OH－)小于或等于1
mol·L－1时，通常用pH表示
微点拨：利用c平(H＋)和c平(OH－)的相对大小判断溶液酸碱性，在任何温度下均适用。
2．水溶液的pH
(1)pH的定义公式：pH＝－lgc平(H＋)。
微点拨：pOH＝－lgc平(OH－)，25
℃时同一溶液中pH＋pOH＝14。
(2)室温下，水溶液的pH、c平(H＋)与酸碱度的关系：
25
℃时：
(3)溶液pH的测量方法
①pH试纸：将pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取待测溶液点在pH试纸的中部，待颜色变化稳定后对照标准比色卡可以得到溶液pH，所得pH均为正整数。
②酸度计：能够直接测量溶液的pH，读数可以精确到小数点后两位。
(1)pH试纸使用前能否用蒸馏水润湿？若用润湿的pH试纸测量溶液的pH对结果有何影响？
(2)用pH试纸测得某硫酸溶液的pH为4.2，他的结论正确吗？为什么？
[提示] (1)使用pH试纸不能用蒸馏水润湿，润湿后相当于稀释了溶液。若是酸性溶液，则润湿后测得pH偏大；若为碱性溶液，则润湿后测得pH偏小；若为中性溶液，则无影响。
(2)不正确。用pH试纸测定pH时，得到的是估量值而非确切值，只能读取整数值。
1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)pH＜7的溶液一定呈酸性。( )
(2)在任何条件下，纯水都呈中性。( )
(3)25
℃时，纯水和烧碱溶液中水的离子积常数不相等。( )
(4)在100
℃时，纯水的pH＞7。( )
(5)25
℃时，0.01
mol·L－1的KOH溶液的pH＝12。( )
提示：(1)× 25
℃时，pH＜7的溶液一定呈酸性。
(2)√
(3)× 25
℃时，任何电解质溶液中KW均为1.0×10－14mol2·L－2。
(4)× 100
℃时，纯水中c平(H＋)＞10－7mol·L－1，则pH＜7。
(5)√
2．能说明溶液呈中性的可靠依据是( )
A．pH＝7
B．紫色石蕊试液不变色
C．pH试纸不变色
D．c平(H＋)＝c平(OH－)
D [pH＝7的溶液不一定呈中性，如100
℃时，水的离子积常数是10－12
mol2－·L－2，pH＝6时溶液呈中性，当pH＝7时溶液呈碱性，A错误；紫色石蕊试液的变色范围是5.0～8.0，紫色石蕊试液不变色，溶液不一定显中性，B错误；pH试纸不能精确测定溶液的pH，pH试纸不变色，只能说明溶液接近中性，C错误；c平(H＋)＝c平(OH－)时溶液一定呈中性，D正确。]
3．室温下，柠檬水溶液的pH是3，其中的c平(OH－)是( )
A．0.1
mol·L－1
B．1×10－3
mol·L－1
C．1×10－7
mol·L－1
D．1×10－11
mol·L－1
D [pH＝－lgc平(H＋)?c平(H＋)＝10－pH，pH＝3?c平(H＋)＝10－3
mol·L－1，c平(OH－)＝＝1×10－11
mol·L－1。]
溶液酸碱性的判断
(素养养成——证据推理与模型认知)
溶液性质
c平(H＋)与c平(OH－)的大小关系
c平(H＋)/(mol·L－1)
pH(25
℃)
任意温度
25
℃
中性
c平(H＋)＝c平(OH－)
c平(H＋)＝
c平(H＋)＝10－7
＝7
酸性
c平(H＋)>c平(OH－)
c平(H＋)>
c平(H＋)>10－7
<7
碱性
c平(H＋)c平(H＋)<
c平(H＋)<10－7
>7
【例1】 下列说法正确的是( )
A．pH＝0的溶液不存在
B．使用广范pH试纸测得某溶液的pH＝3.5，则该溶液显酸性
C．中性溶液的pH不一定等于7
D．酸或碱溶液稀释时，溶液的pH均减小
C [由pH＝－lg
c平(H＋)知，pH＝0时，c平(H＋)＝1
mol·L－1，A错误；广范pH试纸测得溶液的pH只能取整数，B错误；100
℃时，中性溶液的pH<7，C正确；酸溶液稀释时，溶液的pH增大，D错误。]
[借题发挥]
(1)25
℃时，pH＝3.5的溶液中，c平(H＋)、c平(OH－)分别是多少？
(2)酸或碱溶液稀释时，水的电离平衡如何改变？
[答案] (1)由pH＝－lgc平(H＋)知，pH＝3.5的溶液中，c平(H＋)＝10－3.5
mol·L－1，c平(OH－)＝KW÷c平(H＋)＝10－10.5
mol·L－1。
(2)酸(或碱)溶液稀释时，c平(H＋)[或c平(OH－)]减小，水的电离平衡向右移动。
(1)判断：溶液酸碱性的根本依据是c平(H＋)与c平(OH－)的相对大小。
pH＝7的溶液不一定是中性溶液，在室温下，pH＝7的溶液是中性溶液，在其他温度下不是中性溶液。
(2)纯水中c平(H＋)＝c平(OH－)，在水溶液中c平(H＋)和c平(OH－)不一定相等，但c平(H＋)·c平(OH－)一定等于KW。
(3)pH每增大1个单位，c平(H＋)减小到原来的，c平(OH－)增大为原来的10倍。
(4)一定温度下溶液中c平(H＋)·c平(OH－)为定值，若一种离子浓度增大(或减小)，另一种离子浓度定会减小(或增大)。
1．25
℃时，下列溶液碱性最强的是( )
A．pH＝11的溶液
B．c平(OH－)＝0.12
mol·L－1的溶液
C．1
L含有4
g
NaOH的溶液
D．c平(H＋)＝1×10－10
mol·L－1的溶液
B [25
℃时，可以根据pH或c平(H＋)比较溶液的酸碱性，同样也可以根据
c平(OH－)来比较。A、C、D三个选项中溶液的c平(OH－)依次为1×10－3
mol·L－1、0.1
mol·L－1、1×10－4
mol·L－1，然后再与B项中溶液的c平(OH－)比较，可得B项中溶液的c平(OH－)最大，该溶液的碱性最强。]
2．313
K时，水的离子积常数KW＝3.0×10－14
mol2·L－2，则在313
K时，c平(H＋)＝1.0×10－7
mol·L－1的溶液( )
A．呈酸性
B．呈中性
C．呈碱性
D．无法判断
C [313
K时，c平(OH－)＝＝3.0×10－7
mol·L－1。溶液中c平(OH－)>c平(H＋)，故溶液呈碱性。]
溶液pH的计算
(素养养成——证据推理与模型认知)
1．25
℃时，0.005
mol·L－1的H2SO4溶液的pH是多少？1×10－5
mol·L－1的NaOH溶液的pH是多少？
提示：H2SO4溶液pH＝2。NaOH溶液中c平(OH－)＝1×10－5
mol·L－1，则c平(H＋)＝＝1×10－9
mol·L－1，则pH＝9。
2．25
℃时，pH＝13的NaOH溶液与pH＝11的Ba(OH)2溶液等体积混合，混合溶液的pH计算过程如下：
pH＝13的NaOH溶液c平(H＋)＝10－13
mol·L－1
pH＝11的Ba(OH)2溶液c平(H＋)＝10－11
mol·L－1
故二者的混合溶液中c平(H＋)＝×(10－13
mol·L－1＋10－11
mol·L－1)≈5×10－12
mol·L－1
故pH＝－lg
c平(H＋)＝－lg(5×10－12)＝11.3
该计算过程正确吗？
提示：不正确。强碱混合求pH时，应先计算溶液中的c平(OH－)，然后借助KW求c平(H＋)，最后求得pH。
c平(OH－)＝＝0.050
5
mol·L－1
pH＝－lg
≈－lg(1.98×10－13)＝13－lg1.98≈12.7。
1．溶液pH计算的基本流程
2．pH的类型
(1)单一溶液
①强酸：c平(H＋)―→pH＝－lgc平(H＋)。
②强碱：c平(OH－)―→c平(H＋)―→pH。
(2)强酸、强碱的稀释
①强酸pH＝a，加水稀释10n倍，则pH＝a＋n，无限稀释，pH约等于7。
②强碱pH＝b，加水稀释10n倍，则pH＝b－n，无限稀释，pH约等于7。
(3)强酸、强碱混合后溶液pH的计算
溶液类型
相关计算
两种强酸混合
?c平(H＋)＝?pH
两种强碱混合
?c平(OH－)＝?c平(H＋)＝?pH
酸碱混合
恰好完全反应呈中性
pH＝7
酸过量
c平(H＋)＝?pH
碱过量
c平(OH－)＝?c平(H＋)＝?pH
微点拨：(1)若pH之差≥2的两种强酸等体积混合，pH＝pH小＋0.3。
(2)若pH之差≥2的两种强碱等体积混合，pH＝pH大－0.3。
【例2】 已知某温度下纯水的pH＝6。
(1)pH＝7的溶液呈________(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(2)该温度下，0.1
mol·L－1的盐酸溶液的pH＝________。
(3)该温度下，0.05
mol·L－1的Ba(OH)2溶液的pH＝________。
(4)该温度下，将pH＝11的苛性钠溶液V1
L与pH＝1的稀硫酸V2
L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH＝2，则V1∶V2＝________。
[解析] 该温度下，KW＝c平(H＋)·c平(OH－)＝10－12
mol2·L－2。(1)pH＝7时，
c平(H＋)＝10－7
mol·L－1，c平(OH－)＝10－5
mol·L－1，c平(H＋)＜c平(OH－)溶液呈碱性。(2)pH＝－lg
c平(H＋)＝－lg0.1＝1。(3)c平(H＋)＝＝10－11
mol·L－1，pH＝11。(4)反应后酸剩余，则c平(H＋)＝＝10－2
mol·L－1，V1∶V2＝9∶11。
[答案] (1)碱性 (2)1 (3)11 (4)9∶11
计算溶液pH时注意的几个问题
(1)外界条件是否为25
℃。
(2)水电离出来的c平(H＋)何时忽略不计，何时不能忽略。
(3)两种pH不同的碱溶液混合时，由于两碱溶液中水的电离程度不同，所以混合后溶液中水的电离平衡必发生移动，因此不可将两溶液中的H＋的物质的量相加得混合溶液中的H＋的物质的量。
1．将pH＝5的H2SO4溶液加水稀释到500倍，则稀释后c平(SO)与c平(H＋)的比值为( )
A. B. C.
D．
B [溶液pH＝5，即c平(H＋)＝10－5
mol·L－1，原溶液中c平(SO)＝c平(H＋)＝5×10－6
mol·L－1，溶液稀释500倍后接近中性，c平(H＋)不可能小于1×10－7
mol·L－1，只能无限接近1×10－7
mol·L－1，而稀释过程中SO的物质的量不变，计算稀释后溶液中SO的物质的量浓度即可，据此计算解答。稀释后的溶液中
c平(SO)＝5×10－6
mol·L－1×＝1×10－8
mol·L－1，因此c平(SO)与c平(H＋)的比值约为，B项正确。]
2．常温下，将0.1
mol·L－1NaOH溶液与0.04
mol·L－1
H2SO4溶液等体积混合，该混合溶液的pH等于( )
A．1.7
B．2.0
C．12
D．12.4
C [NaOH过量，过量的c平(OH－)＝
＝0.01
mol·L－1，故pH＝12。]
1．下列溶液一定呈酸性的是
( )
A．pH＝6.8的溶液
B．室温下，由水电离的c平(OH－)＝1×10－13
mol·L－1
C．加入酚酞，不显红色的溶液
D．室温下，溶液中的H＋浓度为5×10－7
mol·L－1
D [水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，100
℃时纯水的pH＝6，呈中性，则pH＝6.8的溶液可能显碱性，故A错误；由水电离的c平(OH－)＝1×
10－13
mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，故B错误；酚酞的变色范围是pH＝8～10，不能使酚酞显红色的溶液pH<8，室温下，7≤pH<8时，溶液不呈酸性，故C错误；室温下，H＋浓度为5×10－7
mol·L－1的溶液中，c平(OH－)＝
mol·L－1＝2×10－8
mol·L－12．(双选)在100
℃时，水的离子积为1×10－12
mol2·L－2，若该温度下某溶液中的H＋浓度为1×10－7
mol·L－1，则该溶液( )
A．呈碱性
B．呈酸性
C．呈中性
D．c平(OH－)＝100c平(H＋)
AD [100
℃时，纯水中c平(H＋)＝c平(OH－)＝10－6
mol·L－1，若某溶液中c平(H＋)＝1×10－7
mol·L－1，则c平(OH－)＝
mol·L－1＝10－5
mol·L－1，c平(OH－)＝100c平(H＋)，故选A、D。]
3．关于pH的测定下列说法正确的是( )
A．pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿
B．用pH试纸测得某盐酸的pH＝2.3
C．利用酸碱指示剂可以测溶液的pH
D．pH计是精确测定溶液pH的仪器
D [pH试纸在使用前不能用水润湿，否则会使酸性或碱性溶液中的c平(H＋)发生变化，造成误差，故A项错误；用pH试纸测出的pH是整数，故B项错误；酸碱指示剂只能判断溶液的酸碱性，无法测pH，故C项错误；pH计可以精确测定溶液的pH，一般可以精确到0.1，故D项正确。]
4．下列叙述正确的是( )
A．95
℃纯水的pH<7，说明加热可导致水呈酸性
B．pH＝3的醋酸溶液，稀释至10倍后pH＝4
C．pH＝3的醋酸溶液与pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH＝7
D．0.2
mol·L－1的盐酸与等体积水混合后pH＝1(混合后体积变化忽略不计)
D [水是弱电解质，电离过程吸热，加热促进水的电离，所以95
℃纯水的pH<7，但任何纯水都是显中性的，A错误；醋酸是弱酸，存在电离平衡，稀释促进电离，氢离子的物质的量增加，所以pH＝3的醋酸溶液稀释至10倍后3mol·L－1，而pH＝11的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的浓度为10－3
mol·L－1，所以二者等体积混合后醋酸过量，溶液显酸性，即pH<7，C错误。]
5．(1)室温下0.01
mol·L－1HCl溶液：
①由水电离出的c平(H＋)＝______________；
②pH＝________；
③加水稀释100倍，pH＝________。
(2)常温下0.01
mol·L－1NaOH溶液：
①pH＝________；
②加水稀释100倍，pH＝________。
[解析] (1)①0.01
mol·L－1HCl溶液中的OH－只来源于水的电离，且c平
(OH－)水＝c平(H＋)水，H＋来源于水和HCl的电离，由于水的电离程度很小，计算时水电离的H＋可忽略，c平(H＋)＝0.01
mol·L－1，c平(OH－)＝c平(OH－)水＝c平(H＋)水＝＝1.0×10－12mol·L－1。
②pH＝－lg
0.01＝2。
③加水稀释100倍，c平(H＋)变为原来的，即c平(H＋)＝1.0×10－4mol·L－1，pH＝4。
(2)①0.01
mol·L－1的NaOH溶液中的OH－来源于水和NaOH的电离，由于水的电离程度很小，计算时可忽略，即c平(OH－)＝0.01
mol·L－1，所以c平(H＋)＝＝1.0×10－12mol·L－1，pH＝12。
②加水稀释100倍，c平(OH－)＝1.0×10－4mol·L－1，所以c平(H＋)＝＝1.0×10－10mol·L－1，pH＝10。
[答案] (1)①1.0×10－12mol·L－1 ②2 ③4 (2)①12 ②10
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9第1课时 弱电解质的电离平衡
发
展
目
标
体
系
构
建
1.知道电离平衡常数，认识电离平衡常数与弱酸、弱碱的酸碱性强弱之间的关系。2.能通过化学平衡理论认识弱电解质在水溶液中的电离平衡，认识温度、浓度影响电离平衡的规律。
1．电离平衡常数
(1)定义：在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离生成的各种离子的浓度(次方)的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数。
(2)表达式：一元弱酸：CH3COOHCH3COO－＋H＋
Ka＝。
一元弱碱：NH3·H2ONH＋OH－
Kb＝。
(3)意义：电离常数表征了弱电解质的电离能力，根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的相对强弱。
(4)电离平衡常数的特点
①电离平衡常数只与温度有关，与浓度无关，且升高温度K值增大。
②相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，对应的酸性(或碱性)越强。
③多元弱酸是分步电离，逐级减小且一般相差很大，Ka1?Ka2，故溶液中的
c平(H＋)主要由第一步电离程度决定。
④多元弱碱的电离比较复杂，一般看作是一步电离。
2．电离度
(1)定义：弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数的百分率，称为电离度，用α表示。
(2)表达式：α＝×100%。
(3)影响因素：弱电解质的电离度与溶液的浓度有关，一般而言，浓度越大，电离度越小；浓度越小，电离度越大。
3．影响电离平衡的因素
(1)弱电解质的电离平衡
①概念：在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子电离出离子的速率与离子结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，叫做电离平衡。
②特点：电离平衡是动态平衡，服从化学平衡的一般规律。
(2)内因：由弱电解质本身的性质决定的。
(3)外因
因素
影响结果
温度
升高温度，电离平衡正向移动
浓度
加水稀释，电离平衡正向移动
外加物质
加入与弱电解质电离出的离子相同的离子，电离平衡逆向移动(同离子效应)
加入与弱电解质电离出的离子反应的离子，电离平衡正向移动
微点拨：弱电解质电离遵循“越稀越电离，越热越电离”的规律。
1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)当CH3COOH在水溶液中达到电离平衡时：c平(CH3COOH)＝c平(H＋)＝c平(CH3COO－)。( )
(2)向氨水中滴加酚酞变红色，说明NH3·H2O是弱电解质。( )
(3)NaHCO3溶液中存在电离平衡：NaHCO3Na＋＋HCO。( )
(4)H2CO3的电离常数表达式Ka＝。( )
(5)相同温度下，Ka(HF)＞Ka(CH3COOH)，说明酸性：HF＞CH3COOH。( )
提示：(1)× 弱电解质电离平衡时，溶质分子浓度和离子浓度不一定相等。
(2)× 氨水使酚酞变红，说明溶液中含有OH－，不能说明NH3·H2O部分电离。
(3)× NaHCO3的电离方程式为NaHCO3===Na＋＋HCO，HCOH＋＋CO。
(4)× Ka1(H2CO3)＝，Ka2(HCO)＝。
(5)√
2．下列关于电离常数(Ka)的说法正确的是( )
A．电离常数只与温度有关，升高温度，Ka值减小
B．电离常数Ka与温度无关
C．相同温度下，电离常数(Ka)越小，表示弱电解质的电离能力越弱
D．多元弱酸各步电离常数大小关系为Ka1C [电离常数只与温度有关，与浓度、压强等无关，电离属于吸热过程，升高温度，促进电离，Ka值增大，A、B错误；电离常数可衡量弱电解质的电离能力，Ka值越大，电离程度越大，则同温下电离常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱，C正确；多元弱酸分步电离，且以第一步电离为主，每一步电离对下一步电离起抑制作用，则各步电离常数大小关系为Ka1>Ka2>Ka3，D错误。]
3．在0.1
mol·L－1的CH3COOH溶液中，要促进醋酸电离，且使c平(H＋)增大，应采取的措施是( )
A．升高温度
B．加适量水
C．加入0.1
mol·L－1NaOH溶液
D．加入0.1
mol·L－1HCl溶液
A [CH3COOHCH3COO－＋H＋为吸热过程，升高温度平衡正向移动，c平(H＋)增大。]
电离平衡常数的应用
(素养养成——证据推理与模型认知)
某化学兴趣小组欲探究盐溶液的酸碱性，他们选择了三种试剂分别为0.1
mol·L－1的NaHSO4溶液、0.1
mol·L－1的NaHCO3溶液和0.1
mol·L－1的Na2CO3溶液。
1．三种溶液中哪种溶液呈酸性？设计简单的实验证明。
提示：NaHSO4溶液呈酸性。可取适量溶液于一试管中，向其中加入适量的紫色石蕊试液，溶液变红，或加入适量碳酸氢钠溶液产生气泡。
2．三种溶液中哪种溶液碱性最强？用离子方程式说明它呈碱性的原因。
提示：碱性最强的是Na2CO3溶液。原因是CO＋H2OHCO＋OH－，HCO＋H2OH2CO3＋OH－。
3．在预测NaHCO3溶液的酸碱性时，甲同学认为NaHCO3为酸式盐，应呈酸性；乙同学认为HCO会水解，溶液应呈碱性；丙同学认为HCO既会发生电离又会发生水解，溶液的酸碱性取决于电离程度、水解程度的相对大小。上述三位同学的观点哪个是正确的？
提示：丙同学。在NaHCO3溶液中：HCOH＋＋CO、HCO＋H2OH2CO3＋OH－，由于HCO的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性。
1．判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，相同温度下，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。
2．判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律，如25
℃时，Ka(HCOOH)＝1.77×10－4
mol·L－1，Ka(HCN)＝4.9×10－10
mol·L－1，故知HCOOH＋NaCN===HCN＋HCOONa。
3．利用电离常数可近似计算出弱酸、弱碱溶液中c平(H＋)或c平(OH－)(忽略水的电离)。
1．在相同温度下，三种弱酸的电离常数(mol·L－1)如下：HF(6.8×10－4)、CH3COOH(1.7×10－5)、HClO(4.7×10－8)。则三种酸的酸性最强的是( )
A．HF
B．CH3COOH
C．HClO
D．无法确定
A [Ka(HF)＞Ka(CH3COOH)＞Ka(HClO)，故酸性：HF＞CH3COOH＞HClO。]
2．相同温度下，根据三种酸的电离平衡常数，下列判断正确的是( )
酸
HX
HY
HZ
电离平衡常数Ka
9×10－7
9×10－6
1×10－2
A．三种酸的酸性强弱关系：HX>HY>HZ
B．反应HZ＋Y－===HY＋Z－能够发生
C．由电离平衡常数可以判断，HZ属于强酸，HX和HY属于弱酸
D．相同温度下，1
mol·L－1
HX溶液的电离平衡常数大于0.1
mol·L－1HX溶液的电离平衡常数
B [电离平衡常数越大，酸性越强，三种酸的酸性强弱关系：HX]
3．已知三个数据：①7.2×10－4mol·L－1、②4.6×10－4mol·L－1、③4.9×10－10
mol·L－1分别是三种酸的电离平衡常数。若这些酸可发生反应：NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2，NaCN＋HF===HCN＋NaF，NaNO2＋HF===HNO2＋NaF，则下列叙述正确的是( )
A．HF的电离平衡常数是①
B．HNO2的电离平衡常数是①
C．HCN的电离平衡常数是②
D．HNO2的电离平衡常数是③
A [根据题中给出的三个反应，利用“强酸制弱酸”的规律，可判断酸性：HF＞HNO2＞HCN，酸性越强电离平衡常数越大，由此推出HF的电离平衡常数为7.2×10－4mol·L－1，HNO2的电离平衡常数为4.6×10－4mol·L－1，HCN的电离平衡常数为4.9×10－10mol·L－1。]
外界条件对弱电解质电离平衡的影响
(素养养成——变化观念与平衡思想)
弱电解质电离过程中正、逆反应速率随时间的变化
1．根据上图及化学平衡理论，写出一元弱酸(HA)和一元弱碱(BOH)的电离方程式。
提示：HAH＋＋A－，BOHB＋＋OH－。
2．若在t1时刻升高一定温度，画出再次达到平衡时的v?t图像。
提示：
1．弱电解质电离平衡的五大特点
2．电离平衡的影响因素
实例：CH3COOHH＋＋CH3COO－ ΔH＞0
影响因素
平衡移动方向
n(H＋)
c平(H＋)
c平(CH3COO－)
Ka
pH
导电能力
升温(不考虑挥发)
右
增大
增大
增大
增大
减小
增强
加冰醋酸
右
增大
增大
增大
不变
减小
增强
加入其他物质
CH3COONa固体
左
减小
减小
增大
不变
增大
增强
通HCl气体
左
增大
增大
减小
不变
减小
增强
NaOH固体
右
减小
减小
增大
不变
增大
增强
加水稀释
右
增大
减小
减小
不变
增大
减弱
【例题】 现有0.1
mol·L－1氨水10
mL，加蒸馏水稀释到1
L
后，下列变化中正确的是( )
①电离程度增大 ②c平(NH3·H2O)增大 ③NH数目增多 ④c平(OH－)增大 ⑤导电性增强 ⑥增大 ⑦减小
A．①②③
B．①③⑤
C．①③⑥
D．②④⑥
C [氨水中的溶质属于弱电解质，存在电离平衡：NH3·H2ONH＋OH－，加水稀释，平衡正向移动，电离程度增大，NH和OH－的物质的量增多，但c平(NH3·H2O)、c平(OH－)均减小，溶液的导电性减弱，故①③正确，②④⑤错误；稀氨水稀释过程中，由于n(NH)增多，n(NH3·H2O)减少，故增大，⑥正确；Kb＝加水稀释时，Kb不变，⑦错误。]
电离平衡认识误区
(1)弱电解质的电离是微弱的，在溶液中主要以弱电解质分子形式存在。
(2)对弱电解质溶液升温一般指的是微热，此时电离程度增大，电离常数增大，但是水的离子积一般认为不变。
(3)电离平衡发生正向移动，弱电解质的电离程度不一定增大，如醋酸溶液中加冰醋酸。
(4)多元弱酸分步电离，电离常数逐渐减小，上一步电离产生的H＋对下一步的电离起到抑制作用。
(5)弱电解质溶液加水稀释，电离程度增大，但是弱电解质电离出的离子浓度却不是增大，而是减小的。
1．已知弱电解质在水中达到电离平衡状态时，已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率称为电离度。在相同温度时100
mL
0.01
mol·L－1醋酸溶液与10
mL
0.1
mol·L－1醋酸溶液相比较，下列数值前者大于后者的是
( )
A．中和时所需NaOH的量
B．电离度
C．H＋的物质的量浓度
D．CH3COOH的物质的量
B [100
mL
0.01
mol·L－1醋酸溶液与10
mL
0.1
mol·L－1醋酸溶液中醋酸的物质的量相等，因此中和时消耗的NaOH的量相等，A项错误；醋酸为弱电解质，溶液浓度越大，电离度越小，故电离度：前者大于后者，B项正确；酸的浓度越大，c平(H＋)越大，故c平(H＋)：前者小于后者，C项错误；电离度：前者大于后者，故溶液中CH3COOH的物质的量：前者小于后者，D项错误。]
2．(双选)H2S水溶液中存在电离平衡H2SH＋＋HS－和HS－H＋＋S2－。若向H2S溶液中( )
A．加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度减小
B．通入过量SO2气体，平衡向左移动，溶液pH增大
C．滴加新制氯水，平衡向右移动，溶液pH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
AC [加水稀释酸性溶液，c平(H＋)一定减小，A项正确；通入过量SO2，最后溶液变为饱和H2SO3溶液，酸性增强，B项错误；由H2S＋Cl2===2HCl＋S↓可知，弱酸生成强酸HCl，酸性增强，C项正确；加入CuSO4生成CuS沉淀，使平衡右移，c平(H＋)增大，D项错误。]
一元强酸与一元弱酸的比较
(素养养成——变化观念与平衡思想)
HCl与CH3COOH溶液酸性强弱的比较：
1．表面积相同的两粒锌粒分别加入相同浓度的HCl、CH3COOH溶液中，产生H2的速率相同吗？为什么？
提示：不相同。因为HCl在溶液中全部电离，而CH3COOH在溶液中部分电离，前者c平(H＋)比后者大，因此前者产生H2的速率比后者快。
2．若取pH相同、体积相同的盐酸与CH3COOH溶液做相同的实验，两者反应过程中产生H2的量谁更大？
提示：pH相同时，CH3COOH溶液的浓度大。
1．相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
c平(H＋)
pH
中和碱的能力
与足量活泼金属反应产生H2的量
开始与金属反应的速率
由H2O电离出的c平(H＋)
一元强酸
大
小
相同
相同
大
小
一元弱酸
小
大
小
大
2．相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
c平(H＋)
c平(酸)
中和碱的能力
与足量活泼金属反应产生H2的量
开始与金属反应的速率
由H2O电离出的c平(H＋)
一元强酸
相同
小
小
少
相同
相同
一元弱酸
大
大
多
1．下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是( )
A．相同pH的醋酸溶液和盐酸分别与同样的锌反应时，产生H2的起始速率相等
B．常温下，测得0.1
mol·L－1的醋酸溶液的pH＝4
C．常温下，将pH＝1的醋酸溶液稀释1
000倍，测得其pH<4
D．在相同条件下，物质的量浓度相同的醋酸溶液的导电性比盐酸的弱
A [强、弱电解质的本质区别是看其溶于水后能否完全电离，若完全电离则为强电解质；若部分电离则为弱电解质。A项，pH相同，说明两溶液中的c平
(H＋)相同，与同样的锌反应时产生H2的起始速率相同，无法证明醋酸是否完全电离；B项，若醋酸为强酸，则常温下0.1
mol·L－1的醋酸溶液的pH＝1，而醋酸溶液的pH＝4，证明醋酸未完全电离，是弱电解质；C项，若醋酸为强酸，常温下pH＝1的醋酸溶液稀释1
000倍后，溶液的pH＝4，而pH＝1的醋酸溶液稀释1
000倍后pH<4，证明醋酸在稀释过程中可以继续电离，原溶液中存在醋酸分子，醋酸未完全电离，是弱电解质；D项，相同条件下，物质的量浓度相同的CH3COOH溶液的导电性比盐酸的弱，证明其溶液中的离子浓度小，即醋酸未完全电离，是弱电解质。]
2．下列叙述不正确的是( )
A．pH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后，前者的pH大于后者
B．pH相等、体积相等的盐酸和醋酸分别中和0.1
mol·L－1的NaOH溶液，消耗NaOH溶液体积相等
C．等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应，开始时前者产生H2的速率大于后者，最终产生H2的量相等
D．等浓度、等体积的盐酸和醋酸分别中和0.1
mol·L－1的NaOH溶液，消耗NaOH溶液体积相等
B [pH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后，由于醋酸是弱酸，稀释过程中电离程度变大，稀释后醋酸的酸性强，pH小，A正确；pH相等、体积相等的盐酸和醋酸，由于醋酸是弱酸，浓度比盐酸大，在和盐酸体积相同时，消耗NaOH溶液体积大，B不正确；等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应，由于醋酸是弱酸，开始时c平(H＋)小，开始时醋酸产生H2的速率小，但是由于二者浓度相等，所以最终产生H2的量相等，C正确；浓度相等、体积相等，则物质的量就相等，二者消耗的同浓度的NaOH溶液体积相等，D正确。]
3．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平(H＋)相同
B．100
mL
0.1
mol·L－1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倍后，pH都为5
D．相同浓度时醋酸导电能力强
B [A项，由于盐酸为强酸，醋酸为弱酸，当两者浓度相同时，溶液中c平
(H＋)不同，应为c平(H＋)盐酸>c平(H＋)醋酸，故A错；B项，由于两溶液中溶质的物质的量相等，且均为一元酸，所以两溶液能中和等物质的量的NaOH，故B对；C项，pH＝3的盐酸稀释100倍后，pH＝5，而pH＝3的醋酸稀释100倍后，由于在稀释过程中，溶液中未电离的醋酸分子继续电离出H＋，导致稀释后溶液的pH<5，故C错；D项，由于相同浓度时，两溶液中自由移动的离子浓度不同，则导电能力不同，由A项知，c平(H＋)盐酸>c平(H＋)醋酸，所以，盐酸导电能力强，故D错。]
蚊虫、蚂蚁等昆虫叮咬人时常向人体血液内注入一种人们称之为蚁酸(主要成分为HCOOH)的有机酸。当人受到蚊叮蚁咬时，皮肤上常起小疱。若不治疗，过一段时间小疱也会自行痊愈。
1．被蚂蚁等昆虫咬后皮肤为什么会起小疱？
提示：皮肤上起小疱，是因为人体血液中酸碱平衡被破坏所致。
2．不治疗，过一段时间小疱为什么会自行痊愈？
提示：过一段时间，血液中又恢复了原先的酸碱平衡，小疱会自行消失。
通过本情境素材中的酸碱平衡的认知，提升了利用所学知识解决实际问题的能力，培养了“变化观念与平衡思想”的学科素养。
1．下列说法正确的是( )
A．电离平衡常数受溶液浓度的影响
B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱
C．电离常数大的酸溶液中的c平(H＋)一定比电离常数小的酸溶液中的c平(H＋)大
D．H2CO3的电离常数表达式为Ka＝
B [电离平衡常数是温度的函数，与溶液的浓度无关，A项错误；电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，B项正确；酸溶液中c平(H＋)既跟酸的电离常数有关，还跟酸的浓度有关，C项错误；碳酸是分步电离的，第一步电离常数表达式为Ka1＝，第二步电离常数表达式为Ka2＝，D项错误。]
2．甲酸的下列性质中可以证明它是弱电解质的是
( )
A．1
mol·L－1的甲酸溶液的c平(H＋)约为0.01
mol·L－1
B．甲酸与水以任意比例互溶
C．10
mL
1
mol·L－1甲酸恰好与10
mL
1
mol·L－1
NaOH溶液完全反应
D．用甲酸溶液做导电实验，灯泡很暗
A [如果甲酸为强酸，将完全电离，则在1
mol·L－1溶液中c平(H＋)＝1
mol·L－1，而题目中的c平(H＋)约为0.01
mol·L－1远小于1
mol·L－1，说明甲酸只部分电离，是弱电解质，A正确；只叙述了甲酸在水中的溶解性，而电解质的强弱与溶解性无关，B错误；因强酸、弱酸都能与碱按化学系数比进行定量反应，只说明甲酸是一元酸，不能说明酸性的强弱，C错误；没有指明甲酸的浓度，也没有与强酸对照，所以无法证明它是弱电解质，D错误。]
3．稀氨水中存在着下列平衡：NH3·H2ONH＋OH－，若要使平衡向逆反应方向移动，同时使c平(OH－)增大，应加入的物质或采取的措施是(不考虑气体逸出)( )
①NH4Cl固体
②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A．①②③⑤
B．③
C．③④⑥
D．③⑤
B [①若在氨水中加入NH4Cl固体，c平(NH)增大，平衡向逆反应方向移动，c平(OH－)减小，错误；②硫酸中的H＋与OH－反应，使c平(OH－)减小，平衡向正反应方向移动，错误；③当在氨水中加入NaOH固体后，c平(OH－)增大，平衡向逆反应方向移动，符合题意，正确；④若在氨水中加入水，稀释溶液，平衡向正反应方向移动，c平(OH－)减小，错误；⑤电离属于吸热过程，加热平衡向正反应方向移动，c平(OH－)增大，错误；⑥加入MgSO4固体，发生反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，平衡向正反应方向移动，溶液中c平(OH－)减小，错误。]
4．(双选)用水稀释0.1
mol·L－1CH3COOH时，溶液中随着水量的增加而减小的是( )
A.
B.
C.c平(H＋)和c平(OH－)的乘积
D.OH－的物质的量
AB [醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，加水稀释，平衡正向移动，n(CH3COOH)减小，c平(H＋)减小，c平(OH－)增大，A、B项正确，D项错误；温度不变，KW不变，C项错误。]
5．(素养题)已知25
℃时几种物质的电离度(溶液的浓度为0.1
mol·L－1时所得数据)如下表所示(已知硫酸的第一步电离是完全的)：
溶液
①H2SO4溶液
②NaHSO4溶液
③CH3COOH溶液
④HCl溶液
微粒
HSO
HSO
CH3COOH
HCl
电离度α
10%
29%
1.33%
100%
(1)25
℃时，0.1
mol·L－1的上述四种溶液中c平(H＋)由大到小的顺序是_________________________________________________________(填序号)。
(2)25
℃时，c平(H＋)相同的上述四种溶液中溶质的物质的量浓度由大到小的顺序是________(填序号)。
(3)25
℃时，将足量锌粉放入等体积、c平(H＋)为0.1
mol·L－1的上述四种溶液中，产生H2的体积(同等压强下)由大到小的顺序是_________________(填序号)。
(4)25
℃时，0.1
mol·L－1的H2SO4溶液中HSO的电离度小于0.1
mol·L－1的NaHSO4溶液中HSO的电离度的原因是__________________________________
___________________________________________________________________。
[答案] (1)①④②③ (2)③②④① (3)③②①④ (4)H2SO4一级电离产生的H＋抑制了其二级电离
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11第2课时 盐类的水解
发
展
目
标
体
系
构
建
1.能通过活动探究“盐溶液都呈中性吗”，认识盐类水解的实质，知道盐类水解的规律。2.通过实验探究，认识影响盐类水解的主要因素。
1．探究不同盐溶液的pH及原因(25
℃时)
盐
CH3COONa
Na2CO3
NaCl
NH4Cl
Al2(SO4)3
KNO3
溶液的pH
>7
>7
＝7
<7
<7
＝7
溶液中存在的微粒
CH3COO－、Na＋、H＋、OH－
CO、HCO、Na＋、H＋、OH－
Na＋、Cl－、H＋、OH－
NH、Cl－、H＋、OH－
Al3＋、SO、H＋、OH－
K＋、NO、H＋、OH－
哪些微粒可能发生相互作用
CH3COO－、H＋
CO、HCO、H＋
—
NH、OH－
Al3＋、OH－
—
溶液呈现酸性或碱性的原因
弱酸根或弱碱阳离子结合了水电离产生的H＋或OH－，破坏了水的电离平衡，使溶液中的c平(H＋)与c平(OH－)不等。
2．盐类水解的原理
(1)盐类的水解定义：在溶液中由盐电离产生的弱酸酸根离子或弱碱与水中的H＋或OH－结合生成弱电解质的过程。
(2)盐类的水解实质
(3)盐类水解的四个特征
①可逆：水解反应一般是可逆反应，在一定条件下可达到平衡状态。
②吸热：水解反应是中和反应的逆反应，是吸热反应。
③微弱：由于水解产物很少，无明显沉淀或气体生成，因而水解反应的程度一般很微弱，但也有特例。
④多元弱酸盐分步水解，但以第一步为主。
(4)盐类水解的类型及溶液的酸碱性(25
℃时)
盐的类型
水解的离子
溶液的酸碱性
强酸弱碱盐
弱碱阳离子
弱酸性，pH＜7
强碱弱酸盐
弱酸根阴离子
弱碱性，pH＞7
强酸强碱盐
不水解
中性，pH＝7
弱酸弱碱盐
弱酸根阴离子、弱碱阳离子
谁强显谁性
(5)水解反应的表示方法
盐的离子＋水弱酸(弱碱)＋OH－(H＋)
如NH4NO3的水解反应离子方程式写为NH＋H2ONH3·H2O＋H＋；KF的水解反应离子方程式写为F－＋H2OHF＋OH－。
(6)水解常数(Kh)
以CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－为例
Kh＝。
微点拨：水解常数与其他平衡常数一样，只受温度影响。
3．水解平衡的移动
(1)内因：相同条件下，弱酸的酸性越弱，其形成的盐越易水解，盐溶液的碱性越强；弱碱的碱性越弱，其形成的盐越易水解，盐溶液的酸性越强。
(2)外因
①温度：盐的水解反应是吸热反应，升高温度水解平衡向右移动，水解程度增大。
②浓度：加水稀释盐的溶液，水解平衡向右移动，水解程度增大。
③外加酸、碱：加酸可抑制弱碱阳离子的水解，加碱可抑制弱酸酸根离子的水解。
④两种水解离子的相互影响：弱碱阳离子和弱酸酸根离子在同一溶液中，两种水解相互促进，使两种水解程度都增大，甚至反应完全。
微点拨：电离平衡、水解平衡、化学平衡均遵循勒·夏特列原理。
1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)盐类的水解过程对水的电离无影响。( )
(2)盐类的水解是中和反应的逆反应。( )
(3)盐类的水解反应都是放热反应。( )
(4)NH4Cl溶液中，c平(NH)＝c平(Cl－)。( )
(5)CuSO4溶液呈碱性。( )
提示：(1)× 盐类的水解过程促进水的电离。
(2)√
(3)× 盐类的水解是吸热反应。
(4)× NH4Cl溶液中，c平(NH)＜c平(Cl－)。
(5)× 由于Cu2＋水解：Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋，故CuSO4溶液显酸性。
2．下列有关盐类水解的说法不正确的是( )
A．盐类的水解过程破坏了水的电离平衡
B．盐类的水解是酸碱中和反应的逆过程
C．Na2S溶液中c平(Na＋)>2c平(S2－)
D．Na2CO3水解的实质是Na＋与H2O电离出的OH－结合生成NaOH
D [由于盐电离出的离子与水电离出的H＋或OH－结合，从而破坏了水的电离平衡，A项正确；盐类水解与酸碱中和反应互为逆反应，B项正确；Na2S溶液中若无S2－水解，则c平(Na＋)＝2c平(S2－)成立，由于S2－水解，故c平(Na＋)>2c平
(S2－)，C项正确；Na2CO3水解的实质是CO与H2O电离出的H＋结合生成HCO，使溶液中c平(H＋)3．下列各方程式中，属于水解反应的是( )
A．CO2＋H2OH2CO3
B．OH－＋HS－S2－＋H2O
C．HS－＋H2OH3O＋＋S2－
D．S2－＋H2OHS－＋OH－
D [A项，CO2不是“弱离子”，此反应不属于水解反应；B项，HS－与OH－反应生成S2－和H2O，实质是中和反应；C项，该反应为HS－的电离，不是水解。]
盐类水解的规律及其离子方程式的书写
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
1．盐类水解的规律
(1)“有弱才水解，无弱不水解”——盐中有弱酸酸根离子或弱碱阳离子才水解，若没有，则是强酸强碱盐，不发生水解反应。
(2)“越弱越水解”——弱酸酸根离子对应的酸越弱，水解程度越大；弱碱阳离子对应的碱越弱，其水解程度越大。
(3)“都弱都水解”——弱酸弱碱盐电离出的弱酸阴离子和弱碱阳离子都发生水解，且相互促进。
(4)“谁强显谁性”——当盐中的阴离子对应的酸比阳离子对应的碱更容易电离时，水解后盐溶液呈酸性，反之，呈碱性，即强酸弱碱盐显酸性，强碱弱酸盐显碱性。
2．盐类水解离子方程式的书写
(1)盐类水解的离子方程式一般应用“”连接，由于水解程度较小，水解生成的弱电解质的浓度很小，即一般不生成沉淀或气体，一般不标“↓”或“↑”符号。
(2)多元弱酸酸根离子水解方程式应分步书写，水解是以第一步为主，如CO水解方程式为
CO＋H2OHCO＋OH－(主)，HCO＋H2OH2CO3＋OH－(次)。
(3)多元弱碱阳离子水解要求一步写出，如Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋。
【例1】 a
mol·L－1
Na2SO3溶液和a
mol·L－1
NaHSO3溶液的pH的大小关系是( )
A．前者大
B．相等
C．前者小
D．不能确定
A [对于等浓度的强碱弱酸盐溶液，可通过比较盐水解后生成的酸的酸性强弱来判断其pH的相对大小，酸越弱，则盐溶液的碱性越强，即“越弱越水解”，故其pH越大。]
【例2】 下列属于水解方程式且书写正确的打“√”，错误的打“×”
(1)Na2S溶液中：S2－＋2H2OH2S＋2OH－。( )
(2)NaHS溶液中：HS－＋H2OH2S＋OH－。( )
(3)AlCl3溶液中：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H＋。( )
(4)NaHCO3溶液中：HCO＋H2OH3O＋＋CO。( )
(5)NH4Cl加入D2O中：NH＋D2ONH3·D2O＋H＋。( )
(6)NaHCO3溶液中加NaOH溶液：HCO＋OH－===CO＋H2O。( )
[解析] (1)S2－应分步水解，错误。(2)为HS－水解的离子方程式，正确。
(3)Al3＋水解程度小，不能生成Al(OH)3沉淀，错误。(4)为电离方程式，错误。(5)水解方程式应为NH＋D2ONH3·DHO＋D＋，错误。(6)为化学反应的离子方程式，不是水解方程式。
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
弱碱阳离子水解生成H＋，弱酸酸根离子水解生成OH－。即规律“阳生阳、阴生阴”。
1．已知某温度下，Ka(HCN)＝6.2×10－10
mol·L－1，Ka(HF)＝6.8×10－4
mol·L－1，Ka(CH3COOH)＝1.7×10－5
mol·L－1，Ka(HNO2)＝7.1×10－4
mol·L－1。物质的量浓度均为0.1
mol·L－1的下列溶液，pH由大到小的顺序是
( )
A．NaCN>NaNO2>CH3COONa>NaF
B．NaF>NaNO2>CH3COONa>NaCN
C．NaCN>CH3COONa>NaNO2>NaF
D．NaCN>CH3COONa>NaF>NaNO2
D [由Ka(HNO2)>Ka(HF)>Ka(CH3COOH)>Ka(HCN)可知，酸性：HNO2>HF>CH3COOH>HCN，水解能力：CN－>CH3COO－>F－>NO，弱酸酸根离子的水解能力越强，对应盐溶液的碱性越强，pH越大。]
2．常温下，取0.1
mol·L－1
HA溶液与0.1
mol·L－1
NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化)，测得混合后溶液的pH＝8，试回答以下问题：
(1)混合后溶液的pH＝8的原因：___________________________________
____________________________________________(用离子方程式表示)。
(2)混合后溶液中由水电离出的c平(H＋)________0.1
mol·L－1
NaOH溶液中由水电离出的c平(H＋)(填“>”“<”或“＝”)。
[解析] (1)NaA溶液的pH＝8，表明HA为弱酸，即NaA能发生水解，水解反应的离子方程式为A－＋H2OHA＋OH－。(2)NaA水解促进水的电离，NaOH能抑制水的电离，因此NaA溶液中由水电离出的c平(H＋)大于NaOH溶液中由水电离出的c平(H＋)。
[答案] (1)A－＋H2OHA＋OH－ (2)>
水解平衡移动的影响因素
(素养养成——变化观念与平衡思想)
上面三支试管内分别盛有0.1
mol·L－1的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、CH3COONa溶液，各滴入几滴酚酞溶液，溶液均显红色。
1．向甲试管中加入少量Na2CO3固体，有什么现象？水解平衡如何移动？
提示：红色加深。水解平衡右移。
2．向乙试管中通入HCl气体有什么现象发生？水解平衡如何移动？
提示：红色变浅直至褪色，有气泡冒出。水解平衡右移。
3．加热丙试管有什么现象发生？水解平衡如何移动？
提示：红色加深。水解平衡右移。
以CH3COONa为例，在醋酸钠溶液中存在水解平衡：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－ ΔH＞0
平衡移动的方向
c平(CH3COO－)
c平(CH3COOH)
c平(OH－)
c平(H＋)
pH
水解程度
加热
右
减小
增大
增大
减小
增大
增大
加水
右
减小
减小
减小
增大
减小
增大
加CH3COOH
左
增大
增大
减小
增大
减小
减小
加CH3COONa
右
增大
增大
增大
减小
增大
减小
加NaOH
左
增大
减小
增大
减小
增大
减小
加HCl
右
减小
增大
减小
增大
减小
增大
【例3】 在一定条件下，Na2CO3溶液存在水解平衡：CO＋H2OHCO＋OH－。下列说法正确的是( )
A．稀释溶液，各物质浓度均减小，平衡不移动
B．通入CO2，平衡向正反应方向移动
C．升高温度，减小
D．加入NaOH固体，溶液pH减小
B [稀释溶液，c平(CO)、c平(HCO)、c平(OH－)均减小，c平(H＋)增大平衡正向移动，A不正确；通入CO2，发生反应：CO2＋2OH－===CO＋H2O，OH－的浓度降低，平衡向正反应方向移动，B正确；水解吸热，升高温度，平衡正向移动，增大，C不正确；加入NaOH固体，c平(OH－)增大，溶液pH增大，D不正确。]
碱性溶液稀释时，c平(H＋)增大；酸性溶液稀释时，c平(OH－)增大。如盐酸或NH4Cl溶液加水稀释时，溶液中c平(OH－)增大；NaOH溶液或CH3COONa溶液稀释时，溶液中c平(H＋)增大。
1．在Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋的平衡体系中，要抑制Al3＋的水解，可采取的措施为
( )
A．加热
B．通入氯化氢气体
C．加入适量的氢氧化钠溶液
D．加入固体Na2SO4
B [水解为吸热反应，加热促进Al3＋水解，A错误；通入氯化氢气体，氢离子浓度增大，抑制Al3＋水解，B正确；加入适量的氢氧化钠溶液，与氢离子反应，氢离子浓度减小，促进Al3＋水解，C错误；加入固体Na2SO4，平衡不移动，Al3＋水解程度不变，D错误。]
2．在CH3COONa溶液里加入下列物质，使水解平衡向左移动，并且使pH变大的是
( )
A．加入适量CH3COOH
B．加入少量NaCl固体
C．加入少量NaOH固体
D．加水稀释
C [CH3COO－水解的离子方程式为CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－。加入CH3COOH，平衡向左移动，CH3COO－的水解程度减小，溶液的pH减小，故A错误；加入NaCl固体，水解平衡不会移动，CH3COO－的水解程度不变，溶液的pH不变，故B错误；加入NaOH固体，c平(OH－)增大，CH3COO－的水解程度相应降低，平衡向左移动，溶液中的c平(OH－)增大，pH变大，故C正确；加水稀释，CH3COO－的水解程度增大，平衡向右移动，溶液的pH减小，故D错误。]
1．下列各组离子中，每种离子都能影响水的电离平衡的一组是( )
A．Ag＋、HCO、Cl－
B．Fe3＋、Br－、H＋
C．SO、Fe2＋、S2－
D．ClO－、NO、Cu2＋
C [Cl－、Br－、NO均不影响水的电离。]
2．(素养题)下图表示的是某离子X与水的反应过程，离子X可能是
( )
A．CO
B．HCO
C．Na＋
D．NH
D [离子X的水解反应生成H＋，由图可知X只可能是NH。]
3．能使水的电离平衡右移，且水溶液显酸性的微粒是( )
A．Al3＋
B．OH－
C．H＋
D．HCO
A [水的电离平衡右移，说明该微粒促进了水的电离，若水溶液显酸性，应使水电离出的H＋在溶液中多于OH－，即该微粒结合OH－。]
4．常温下，在pH＝9的NaOH溶液和CH3COONa溶液中，设由水电离出的OH－浓度分别为M
mol·L－1和N
mol·L－1，则M和N的关系为( )
A．M>N
B．M＝10－4N
C．N＝10－4M
D．M＝N
B [pH＝9的氢氧化钠溶液中的H＋是由水电离产生的，c平(H＋)水＝
c平(OH－)水＝10－9
mol·L－1，即M＝10－9；pH＝9的CH3COONa溶液中c平(OH－)＝10－5
mol·L－1，OH－完全由水电离产生，即N＝10－5，所以M＝10－4N。]
5．写出下列盐在水溶液中水解的化学方程式和离子方程式：
(1)NaF：_______________________________________________________；
_______________________________________________________________。
(2)AlCl3：_______________________________________________________；
_______________________________________________________________。
(3)K2S：________________________________________________________；
________________________________________________________________。
(4)NH4NO3：_____________________________________________________；
_______________________________________________________________。
(5)NaClO：_______________________________________________________；
________________________________________________________________。
(6)Mg3N2：_______________________________________________________；
_______________________________________________________________。
[解析] (1)NaF为强碱弱酸盐、F－发生水解。(2)AlCl3为强酸弱碱盐、Al3＋发生水解。(3)K2S为强碱弱酸盐、S2－发生水解。(4)NH4NO3为强酸弱碱盐、NH发生水解。(5)NaClO为强碱弱酸盐、ClO－发生水解。(6)Mg3N2为弱酸弱碱盐，发生双水解。
[答案] (1)NaF＋H2OHF＋NaOH
F－＋H2OHF＋OH－
(2)AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl
Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋
(3)K2S＋H2OKHS＋KOH
S2－＋H2OHS－＋OH－
(4)NH4NO3＋H2ONH3·H2O＋HNO3
NH＋H2ONH3·H2O＋H＋
(5)NaClO＋H2OHClO＋NaOH
ClO－＋H2OHClO＋OH－
(6)Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
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8第3课时 盐类水解的应用
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1.能利用水解原理分析、解释生活生产中遇到盐类水解的现象，知道盐类水解在作净水剂、去污剂、灭火剂及溶液配制等方面的应用。2.能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科研中的重要作用。
1．盐类做净水剂
硫酸铝钾或硫酸铝中的Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，反应的离子方程式为
Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体有较强的吸附能力，常用作净水剂。
2．热碱水清洗油污
纯碱在水中发生水解：CO＋H2OHCO＋OH－，加热促进水解平衡右移，溶液的碱性增强，去污能力增强。
3．泡沫灭火器
(1)试剂：Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。
(2)原理：Al3＋和HCO的水解相互促进，生成CO2气体和Al(OH)3沉淀，产生大量泡沫，隔绝可燃物和空气。反应的离子方程式为Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。
4．盐溶液的配制
配制、保存易水解的盐溶液时，加入相应的酸(或碱)抑制水解。如配制SnCl2溶液时，加入适量盐酸抑制Sn2＋的水解，得到澄清的溶液。
5．胶体的制备
实验室制备Fe(OH)3胶体利用了Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体的反应及加热促进水解的原理，反应的离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋。
判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)明矾既可以作净水剂也可以作消毒剂。( )
(2)实验室保存Na2S溶液用带有玻璃塞的试剂瓶。( )
(3)将Cu(NO3)2固体溶于稀硝酸配制Cu(NO3)2溶液。( )
(4)泡沫灭火器中的试剂是Al2(SO4)3溶液与Na2CO3溶液。( )
提示：(1)× 明矾不能用作消毒剂。
(2)× Na2S溶液呈碱性，不能保存在带有玻璃塞的试剂瓶中。
(3)√
(4)× 泡沫灭火器内的试剂为Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液。
水解反应的利用
(素养养成——科学态度与社会责任)
1．甲、乙两支试管内各加入3
g图中粉末，气泡产生的速率相等吗？
提示：不相等，NaHCO3产生气泡的速率快，且生成的气体多，气球大。
2．普通泡沫灭火器为什么不用溶解度大的Na2CO3代替NaHCO3？写出甲、乙两支试管中反应的离子方程式。
提示：与等物质的量的Al2(SO4)3溶液反应，Na2CO3产生的CO2较少且生成CO2的速率较慢。2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑，Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。
1．在科学研究中的应用
应用
实验
配制易水解的盐溶液
配制某些强酸弱碱盐时，需要加入相应的强酸，可使水解平衡向左移动，抑制阳离子的水解，如配制FeCl3、SnCl2溶液时，由于Fe3＋、Sn2＋水解程度较大，通常先将它们溶于盐酸中，再加水稀释到所需的浓度
制备某些胶体
利用水解原理制备胶体，如向沸水中滴加FeCl3饱和溶液，产生红褐色胶体：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋
保存碱性溶液
Na2CO3、Na2S等溶液水解显碱性，因碱性溶液可与玻璃中的SiO2反应，所以保存时不能使用磨口玻璃塞，应用带橡胶塞的试剂瓶保存
制备某些无水盐
若将某些挥发性酸对应的盐，如AlCl3、FeCl3蒸干时，得不到无水盐，原因是在加热过程中，HCl不断挥发，水解平衡不断向右移动，得到Al(OH)3或Fe(OH)3，加热Al(OH)3、Fe(OH)3继续分解得到Al2O3、Fe2O3。所以上述晶体只有在HCl气流中加热才能得到
判断离子是否共存
常见的因强烈水解而不能大量共存的离子：Al3＋与CO、HCO、S2－、HS－、[Al(OH)4]－；Fe3＋与HCO、CO、[Al(OH)4]－；NH与[Al(OH)4]－、SiO
混合盐溶液中的除杂和提纯
①采用加热法来促进溶液中某些盐的水解，使之生成氢氧化物沉淀，以除去溶液中的某些金属离子，如除去KNO3溶液中的Fe3＋；②除去酸性MgCl2溶液中的FeCl3，可加入MgO、Mg(OH)2或MgCO3促进FeCl3的水解，使FeCl3转化为Fe(OH)3沉淀而除去，可表示为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3↓＋3H＋，MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
2.在工农业生产和生活中的应用
应用
实例
明矾或FeCl3可作净水剂
利用Al3＋、Fe3＋水解产生的胶体，其表面积大，能够吸附水中的悬浮物形成沉淀而起到净水的作用
用热的纯碱去污效果更好
CO＋H2OHCO＋OH－，水解反应为吸热反应，加热平衡右移，溶液的碱性增强，去污效果更好
泡沫灭火器的原理
泡沫灭火器中使用的是Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液，两者混合时，发生相互促进的水解反应，直至水解完全：Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑，灭火器内压强增大，CO2、H2O、Al(OH)3一起喷出覆盖在着火物质上使火焰熄灭
用盐溶液除锈
用NH4Cl溶液可除去金属表面的氧化膜：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，氧化膜与H＋反应而溶解
1．下列有关问题，与盐类的水解有关的是( )
①用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液作泡沫灭火剂
②草木灰与铵态氮肥不能混合施用
③实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶
A．①②
B．②③
C．①③
D．①②③
[答案] D
2．下列各组离子因发生水解反应而不能大量共存的是( )
A．Ba2＋、Cl－、Na＋、SO
B．Al3＋、K＋、HCO、Cl－
C．H＋、Fe2＋、NO、SO
D．H＋、Na＋、Cl－、CO
[答案] B
3．下表是Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋被OH－完全沉淀时溶液的pH。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2＋、Fe3＋杂质，为制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是( )
金属离子
Fe2＋
Fe3＋
Zn2＋
完全沉淀时的pH
7.7
4.5
6.5
A．H2O2、ZnO
B．氨水
C．KMnO4、ZnCO3
D．NaOH溶液
A [要使Fe2＋和Fe3＋全部除去，由题给信息可知，需将Fe2＋全部氧化成
Fe3＋，再调节溶液pH范围为4.5≤pH<6.5。即可将Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀，且保证Zn2＋不沉淀。氧化Fe2＋时不能引入新的杂质，只能用H2O2，调pH时也不能引入新的杂质，用ZnO能促进Fe3＋的水解。]
盐溶液“蒸干”问题
(素养养成——证据推理与模型认知)
1．盐溶液水解生成难挥发性酸时，蒸干后一般得原物质，
如Al2(SO4)3(aq)Al2(SO4)3(s)。
2．盐溶液水解生成易挥发性酸时，蒸干灼烧后一般得对应的氧化物，如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。
3．强碱弱酸盐，如Na2CO3溶液等，蒸干后可得到原物质。
4．阴、阳离子均易水解，其水解产物易挥发的盐蒸干后得不到任何物质，如NH4Cl、(NH4)2S等。
5．考虑盐受热时是否分解
Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4固体受热易分解，因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2―→CaCO3(CaO)；NaHCO3―→Na2CO3；KMnO4―→K2MnO4＋MnO2。
6．还原性盐在蒸干时会被O2氧化
例如，Na2SO3(aq)Na2SO4(s)；FeSO4(aq)Fe2(SO4)3(s)。
7．有时要从多方面考虑。例如，蒸干NaClO溶液时，既要考虑ClO－水解，又要考虑HClO分解，所以蒸干NaClO溶液所得固体为NaCl。
1．在蒸发皿中用酒精灯加热蒸干下列物质的溶液然后灼烧，可以得到该物质固体的是( )
A．AlCl3
B．Na2SO3
C．KMnO4
D．MgSO4
D [AlCl3溶液蒸干灼烧得Al2O3；Na2SO3在空气中被氧化成Na2SO4；KMnO4分解。]
2．在氯化铁溶液中存在下列平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl ΔH＞0
(1)将饱和FeCl3溶液，滴入沸腾的蒸馏水中可得到一种红褐色透明液体。向这种液体中加入稀硫酸产生的现象为___________________________________。
(2)不断加热FeCl3溶液，蒸干其水分并灼烧得到的固体可能是________。
[解析] (1)将饱和FeCl3溶液滴入沸腾的蒸馏水中得到Fe(OH)3胶体，加入稀硫酸则胶体聚沉而得到红褐色沉淀，当H2SO4过量时沉淀又溶解生成黄色溶液。(2)加热可促进盐类的水解，由于HCl挥发，可使水解进行彻底，得到Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3受热分解，最终产物为Fe2O3。
[答案] (1)先生成红褐色沉淀，又逐渐溶解生成黄色溶液 (2)Fe2O3
1．下列过程或现象与盐类的水解无关的是( )
A．纯碱溶液去油污
B．加热稀醋酸溶液其pH稍有减小
C．NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂
D．浓的硫化钠溶液有臭味
B [纯碱水解，溶液显碱性，有利于油脂的水解，A项与盐类水解有关；B项为醋酸，属于弱电解质，加热促进电离，与盐类水解无关；C项氯化铵和氯化锌水解都显酸性，可除锈，与盐类水解有关；D项溶液有臭味是因为硫化钠水解后产生了少量的硫化氢。]
2．实验室在配制一定浓度的硫酸铁溶液时，先把硫酸铁晶体溶解在稀硫酸中，再加水稀释至所需浓度，如此操作的目的是( )
A．防止硫酸铁分解
B．抑制硫酸铁水解
C．促进硫酸铁溶解
D．提高溶液的pH
B [加入稀硫酸的目的是抑制Fe3＋的水解。]
3．现需同时对某农作物施用分别含有N、P、K三种元素的化肥，已知给定的化肥有①K2CO3 ②KCl ③Ca(H2PO4)2
④(NH4)2SO4 ⑤氨水，最合适的组合是( )
A．①③④
B．②③④
C．①③⑤
D．②③⑤
B [氨水显碱性，易与Ca(H2PO4)2反应生成Ca3(PO4)2或CaHPO4从而使磷元素流失，氨水不可选；K2CO3水解使溶液显碱性，CO易与NH发生双水解反应，产生NH3降低肥效，K2CO3不可选；故能同时补充三种元素的化肥组合为②③④。]
4．(双选)下列说法中正确的是( )
A．AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸发、浓缩结晶、灼烧，所得固体的成分相同
B．实验室配制FeCl3溶液时，往往在FeCl3溶液中加入少量的盐酸
C．向CuCl2溶液中加入CuO，调节pH可除去溶液中混有的Fe3＋
D．用NaHCO3和Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
CD [AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸发、浓缩结晶、灼烧，所得固体的成分不相同，前者得到Al2O3，后者得到Al2(SO4)3，故A错误；配制FeCl3溶液时，应将FeCl3固体溶解在盐酸中，再加水稀释到所需的浓度，若溶于硫酸，会引入杂质离子SO，故B错误；Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，向CuCl2溶液中加入CuO，消耗H＋，使上述水解平衡正向移动生成氢氧化铁沉淀，达到调节pH除去溶液中混有的Fe3＋的目的，故C正确；泡沫灭火器中常使用的原料是NaHCO3和Al2(SO4)3，故D正确。]
5．(素养题)(1)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解，无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是__________________________________________________。
(2)广西治理龙江河镉(Cd2＋)污染时，先向河中投入沉淀剂将Cd2＋转化为难溶物，再投入氯化铝，试说明氯化铝的作用_________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
(用必要的离子方程式和文字进行解释)。
(3)为了提高生活用水的质量，自来水厂常用Cl2和FeSO4·7H2O对水进行消毒、净化，以改进水质。简述原因并写出有关反应的离子方程式______________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)“加热条件下CeCl3易发生水解”，CeCl3水解会生成HCl，NH4Cl的作用是分解出HCl气体，抑制CeCl3水解。
(2)氯化铝溶于水，Al3＋发生水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，生成的Al(OH)3胶体能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降、沉淀或沉积下来)，从而消除Cd2＋污染。
(3)Cl2与Fe2＋反应生成Fe3＋，Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质一起沉积到水底，达到净化水的目的；同时过量的Cl2与H2O反应生成HClO，可杀菌消毒。
[答案] (1)分解出HCl气体，抑制CeCl3加热时水解
(2)氯化铝溶于水，Al3＋发生水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，生成的Al(OH)3胶体能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降、沉淀或沉积下来)，从而消除Cd2＋污染
(3)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋，生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而净化水；Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，生成的HClO具有强氧化性，能杀菌消毒
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6第3节 沉淀溶解平衡
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1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀溶解平衡的建立过程，能运用化学平衡理论描述溶解平衡。2．知道溶度积常数，能运用溶度积规则判断沉淀的产生、溶解；认识沉淀溶解平衡在生产生活中的应用。
一、沉淀溶解平衡与溶度积
1．溶解平衡状态
(1)定义：在一定温度下的水溶液里，沉淀溶解速率和离子生成沉淀速率相等，固体的量和溶液中各离子浓度不再改变时的状态。
(2)表示方法：如PbI2的沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)。
(3)特点：沉淀溶解平衡符合化学平衡的特点。
“动”——动态平衡。
“等”——离子生成沉淀速率和沉淀溶解速率相等。
“定”——沉淀的量及溶液中离子浓度保持不变。
“变”——条件改变，平衡发生移动。
2．溶度积
(1)定义：沉淀溶解平衡的平衡常数叫溶度积常数或溶度积，通常用符号Ksp来表示。
(2)表达式：当难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时，建立沉淀溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，其溶度积的表达式为Ksp＝c(An＋)·c(Bm－)。
(3)影响因素：Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关。
(4)意义：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解程度。通常，对于相同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr和AgI)，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解程度就越高。
微点拨：(1)溶液中离子浓度的变化只能使平衡发生移动，并不改变溶度积。
(2)Ksp与溶解度(S)都可用来表示物质的溶解程度，但是Ksp小的物质溶解度不一定也小。
二、沉淀溶解平衡的应用
1．沉淀的溶解与生成
(1)原理：通过改变条件使溶解平衡移动，最终使溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化为溶液中的离子。
(2)判断：在难溶电解质溶液中，
①当Q＞Ksp时，就会有沉淀生成。
②当Q＝Ksp时，处于平衡状态。
③当Q＜Ksp时，就会使沉淀溶解。
(3)应用
①利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
②用来解释某些生活现象。如溶洞中石笋、钟乳石的形成，所涉及的化学反应有CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2CaCO3↓＋H2O＋CO2↑。
2．沉淀的转化
(1)实质：是沉淀溶解平衡的移动。
(2)特点
①通常，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀。
②两种难溶物的溶解能力差别越大，越容易转化。
(3)应用
除去废水中的Cu2＋、Hg2＋、Pb2＋等，常用FeS、MnS等难溶物作沉淀剂。如可用FeS等难溶杂质作为沉淀剂除去废水中的重金属离子Hg2＋，沉淀转化反应为FeS(s)＋Hg2＋(aq)===Fe2＋(aq)＋HgS(s)。
微点拨：沉淀转化虽然是利用的沉淀溶解平衡的移动，但是因为沉淀能够完全转化，所以反应方程式用“===”，不用“”。
1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)当溶液中阴、阳离子浓度相等时，沉淀溶解达到平衡状态。( )
(2)外界条件发生变化，沉淀溶解平衡不一定发生移动。( )
(3)Ksp越大的难溶电解质在水中的溶解程度越高。( )
(4)难溶物只能转化为溶解度更小的物质。( )
(5)加热时，沉淀溶解平衡一定向沉淀溶解的方向移动。( )
提示：(1)× 溶液中阴、阳离子浓度相等时，沉淀溶解不一定达到平衡状态。
(2)√
(3)× 对于相同类型的难溶电解质，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解程度越高。
(4)× 当Q＞Ksp时，难溶物可以转化为溶解度更大的物质。
(5)× 升高温度，沉淀溶解平衡向吸热方向移动，但有些沉淀溶解时放热，如Ca(OH)2。
2．下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中正确的是( )
A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等
B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－
C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度减小
D．在有AgCl沉淀生成的溶液中加入NaCl固体，AgCl沉淀溶解的量不变
A [沉淀溶解平衡是动态平衡，正、逆反应速率(或沉淀的生成、溶解速率)相等且大于0，A正确；难溶不等于不溶，溶解的AgCl能完全电离出Ag＋和Cl－，只是它们的浓度很小，B错误；通常难溶电解质的溶解度随温度升高而增大(氢氧化钙等除外)，C错误；加入NaCl固体，增大Cl－浓度，使AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)溶解平衡逆向移动，析出AgCl沉淀，因此溶解的AgCl减少，D错误。]
3．25
℃时，已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10
mol2·L－2，Ksp(AgBr)＝7.8×10－13
mol2·L－2。现向等浓度NaCl和NaBr的混合溶液中逐滴加入稀AgNO3溶液，先沉淀的是( )
A．AgCl
B．AgBr
C．同时沉淀
D．无法判断
B [由于25
℃时，Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)，等浓度的NaCl和NaBr混合溶液中逐滴加入稀AgNO3溶液，先达到AgBr的溶度积，故先析出AgBr沉淀，B项正确。]
沉淀溶解平衡的影响因素及Ksp的应用
(素养养成——变化观念与平衡思想)
影响PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)平衡的因素：
1．你预测一下将观察到什么现象？
提示：产生黄色沉淀。
2．影响沉淀溶解平衡的外界因素有哪些？
提示：温度、离子浓度。
3．请你用平衡移动的理论和Ksp与Q之间的关系，解释你的预测。
提示：平衡移动理论方面：滴加KI浓溶液，I－的浓度增大，使平衡PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)向左移动，产生PbI2沉淀。
利用Ksp与Q之间的关系：Ksp＝c平(Pb2＋)·c(I－)，滴加KI浓溶液，I－的浓度增大，Q>Ksp，平衡向左移动，产生PbI2固体。
1．沉淀溶解平衡的影响因素
影响因素
平衡移动方向
Ksp变化
温度
升高温度
向吸热方向移动，多数为溶解方向
多数增大
降低温度
向放热方向移动，多数为沉淀方向
多数减小
浓度
加水
向溶解方向移动
不变
加入相同离子
向生成沉淀方向移动
不变
加入与体系中离子发生反应的离子
向溶解方向移动
不变
2．溶度积(Ksp)的应用
(1)利用Ksp比较难溶电解质的溶解度的大小：相同温度下，同种类型的难溶电解质，Ksp越大，溶解程度就越高。
(2)利用Ksp判断沉淀的溶解与生成：定义难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积(浓度商)为Q。通过比较Ksp和Q的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下能否溶解。
Q与Ksp关系
溶液性质
有无沉淀析出
Q＞Ksp
过饱和
有沉淀析出
Q＝Ksp
饱和
沉淀溶解平衡
Q＜Ksp
不饱和
无沉淀析出
(3)由Ksp计算溶液中某离子的浓度：Ksp是难溶电解质在水溶液中达到饱和后各离子浓度的关系，在某难溶电解质的溶液中，若已知其中一种离子的浓度，就可以根据Ksp计算另一种离子的浓度。
1．一定温度下，在氢氧化钡的悬浊液中，存在如下溶解平衡关系：Ba(OH)2(s)Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)。向此悬浊液中加入少量的氢氧化钡粉末，下列叙述正确的是( )
A．溶液中钡离子数减小
B．溶液中c平(Ba2＋)减小
C．溶液中c平(OH－)增大
D．pH减小
A [加入氢氧化钡粉末，氢氧化钡结合水分子形成结晶水合物，使溶剂的量减少，则原溶液中溶解的氢氧化钡会析出，溶液中Ba2＋的物质的量减少，即
Ba2＋数目减小，故A正确；有氢氧化钡析出，但溶液仍为饱和溶液，c平(Ba2＋)不变，c平(OH－)不变，pH不变，故B、C、D错误。]
2．已知：25
℃时，CaCO3的Ksp＝2.8×10－9
mol2·L－2，现将浓度为2×10－4
mol·L－1的Na2CO3溶液与某浓度CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl2溶液的浓度至少应大于( )
A．2.8×10－2
mol·L－1
B．5.6×10－5
mol·L－1
C．2.8×10－5
mol·L－1
D．1.4×10－5
mol·L－1
B [Na2CO3溶液的浓度为2×10－4
mol·L－1，与某浓度CaCl2溶液等体积混合后溶液中c平(CO)＝1×10－4
mol·L－1，根据Ksp＝c平(CO)·c平(Ca2＋)＝2.8×10－9
mol2·L－2可知，若要产生沉淀，混合后溶液中c平(Ca2＋)≥
mol·L－1＝2.8×10－5
mol·L－1，故将溶液等体积混合前，原CaCl2溶液的最小浓度为2×2.8×10－5
mol·L－1＝5.6×10－5
mol·L－1，故B正确。]
3．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10
mol2·L－2，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13
mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝9×10－11
mol3·L－3。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010
mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010
mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
( )
A．Cl－、Br－、CrO
B．CrO、Br－、Cl－
C．Br－、Cl－、CrO
D．Br－、CrO、Cl－
C [设Cl－、Br－、CrO刚开始产生沉淀时，银离子的浓度分别为x
mol·L－1、y
mol·L－1、z
mol·L－1，滴加少量AgNO3溶液时，对原溶液中阴离子浓度几乎无影响，则根据Ksp可得：0.01x＝1.56×10－10,0.01y＝7.7×10－13,0.01z2＝9×10－11，可分别解出x＝1.56×10－8，y＝7.7×10－11，z＝3×10－4.5，可知yKsp图像及有关计算
(素养养成——证据推理与模型认知)
1．沉淀溶解平衡图像题的解题策略
第一步：明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步：理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例，在该沉淀溶解平衡图像上，曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Q＝Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线外。
(2)曲线上方区域的点均为饱和溶液与沉淀共存的体系，此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Q第三步：抓住Ksp的特点，结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：①原溶液不饱和时，离子浓度要增大都增大；②原溶液饱和时，离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。
2．Ksp的4种计算类型
常考题型
解题策略
根据定义式或者数形结合求Ksp，或者判断沉淀金属离子所需pH
直接根据Ksp(AmBn)＝c(An＋)·c(Bm－)解答，如果已知溶解度，则化为物质的量浓度再代入计算
沉淀先后的计算与判断
(1)沉淀类型相同，则Ksp小的化合物先沉淀；(2)沉淀类型不同，则需要根据Ksp分别计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的先沉淀
根据两种含同种离子的化合物的Ksp数据，求溶液中不同离子浓度的比值
如某溶液中含有I－、Cl－等，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，求溶液中，则有＝＝
判断沉淀的生成或转化
把离子浓度数值代入Ksp表达式，若数值大于Ksp，沉淀可生成或转化为相应难溶物质
1．已知25
℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100
mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400
mL
0.01
mol·L－1的Na2SO4溶液，针对此过程的下列叙述正确的是
( )
A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c(SO)较原来大
B．溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都变小
C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都变小
D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO)较原来大
D [由题图可知该条件下CaSO4的溶度积常数Ksp＝9.0×10－6
mol2·L－2，饱和溶液中c平(Ca2＋)＝c平(SO)＝3.0×10－3
mol·L－1，加入400
mL
0.01
mol·L－1的Na2SO4溶液，溶液体积变为500
mL，c(Ca2＋)＝＝6.0×
10－4
mol·L－1，c(SO)＝＝8.6×
10－3
mol·L－1，所以此时c(Ca2＋)·c(SO)＝5.16×10－6
mol2·L－2<9.0×10－6
mol2·L－2，溶液变为不饱和溶液，故无沉淀析出，且此时c(SO)＝8.6×10－3
mol·L－1>3.0×
10－3
mol·L－1，D正确。]
2．常温下几种难溶电解质的溶度积如下表所示：
物质名称
硫化亚铁
硫化铜
硫化锌
溶度积/(mol2·L－2)
6.3×10－18
6.3×10－36
1.6×10－24
向含有等物质的量浓度的FeCl2、CuSO4、ZnSO4混合溶液中滴加0.01
mol·L－1
Na2S溶液时，Fe2＋、Cu2＋、Zn2＋沉淀的先后顺序为( )
A．Fe2＋、Zn2＋、Cu2＋
B．Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋
C．Zn2＋、Fe2＋、Cu2＋
D．Cu2＋、Fe2＋、Zn2＋
B [物质的组成形式相似时，难溶电解质的溶度积越小，代表该物质越难溶于水，所以形成沉淀的时候，应该先析出溶度积相对较小的沉淀，因为溶度积的大小：硫化亚铁>硫化锌>硫化铜，所以沉淀的先后顺序为Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋，B正确。]
3．化学上常认为残留在溶液中的离子浓度≤1×10－5
mol·L－1时，沉淀就已达完全。已知：常温下Ksp[M(OH)2]＝1×10－21
mol3·L－3。则溶液中M2＋沉淀完全时的pH最小值为( )
A．7
B．4
C．5
D．6
D [Ksp[M(OH)2]＝c平(M2＋)·c(OH－)＝1×10－21
mol3·L－3，当M2＋沉淀完全时c平(M2＋)≤1×10－5
mol·L－1，c平(OH－)≥
mol·L－1＝1×10－8
mol·L－1，常温下c平(H＋)＝≤
mol·L－1＝1×10－6
mol·L－1，pH≥6，D正确。]
某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)、Fe(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。
1．Fe(OH)3能否溶于稀硫酸？试用沉淀溶解平衡理论解释。
提示：能；Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)加入稀
硫酸，H＋与OH－发生中和反应，上述平衡右移，故Fe(OH)3能溶于稀硫酸。
2．采取什么措施能使a点到b点？
提示：
调节(增大)溶液pH，使c平(Fe3＋)减小，c平(OH－)增大。
3．向等物质的量浓度的Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，先后依次出现的沉淀是什么？
提示：Fe(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)2。
4．如何除去CuCl2溶液中混有的少量Fe3＋和Fe2＋？
提示：先加入H2O2或氯水，将Fe2＋转化为Fe3＋；再加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3调节CuCl2溶液的pH。
通过本情境素材中对沉淀溶解平衡移动因素的探究及沉淀溶解平衡理论的应用，加深了对平衡理论的理解，提升了“变化观念与平衡思想”的学科素养。
1．下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的是( )
①热纯碱溶液洗涤油污的能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ③溶洞的形成 ④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能 ⑤泡沫灭火器灭火
A．②③④
B．①②③
C．③④⑤
D．全部
A [①利用的是水解原理，⑤利用两种离子水解的相互促进作用，②③④体现的均是沉淀溶解平衡原理。]
2．25
℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，加入KI固体，下列说法正确的是( )
A．溶液中Pb2＋和I－的浓度都增大
B．溶度积常数Ksp增大
C．沉淀溶解平衡向右移动
D．溶液中Pb2＋的浓度减小
D [加入KI固体时，溶液中c平(I－)增大，使PbI2的沉淀溶解平衡逆向移动，因此溶液中c平(Pb2＋)减小，但由于溶液的温度未发生改变，故PbI2的溶度积常数Ksp不变。]
3．把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。下列叙述正确的是( )
A．给溶液加热，溶液的pH升高
B．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
C．向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固体增多
D．向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca(OH)2固体增多
D [A项，加热时Ca(OH)2溶解度减小，平衡逆向移动，c平(OH－)减小，pH减小；B项，CaO＋H2O===Ca(OH)2，由于保持恒温，Ca(OH)2溶解度不变，c平
(OH－)不变，因此pH不变；C项，CO＋Ca2＋===CaCO3↓，使平衡正向移动，Ca(OH)2固体减少；D项，加入NaOH固体时，c平(OH－)增大，平衡逆向移动，因此Ca(OH)2固体增多。]
4．(双选)常温下，Ksp(CaSO4)＝9×10－6
mol2·L－2，常温下CaSO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图。下列说法不正确的是( )
A．CaSO4溶解在水中，c平(Ca2＋)＝c平(SO)＝3×10－3
mol·L－1
B．在d点溶液中加入一定量的CaCl2可能会有沉淀析出
C．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
D．b点将有沉淀生成，平衡后溶液中c平(SO)等于3×10－3
mol·L－1
CD [CaSO4溶解在水中形成的是饱和溶液，存在c平(Ca2＋)·c(SO)＝Ksp，所以c平(Ca2＋)＝c平(SO)＝＝3×10－3
mol·L－1，A对；d点与c点相比较，SO浓度相同，Ca2＋浓度较c点小，所以溶液未达到饱和，加入CaCl2后，如果
c(Ca2＋)·c(SO)＞Ksp就有可能有沉淀析出，B对；a点和c点在同一条线上，所以Ksp相等，C错误；b点与c点相比较，SO浓度相同，Ca2＋浓度偏大，相当于在CaSO4的平衡中增大Ca2＋浓度，平衡向生成沉淀方向进行，且Ca2＋浓度大于SO浓度，D错误。]
5．已知常温下，AgCl的Ksp＝1.8×10－10
mol2·L－2，AgBr的Ksp＝5.0×10－13
mol2·L－2。
现向AgCl的悬浊液中：
(1)加入AgNO3固体，则c平(Cl－)________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)。
(2)若改加更多的AgCl固体，则c平(Ag＋)________。
(3)若改加更多的KBr固体，则c平(Ag＋)________。
c平(Cl－)________。
[解析] 向AgCl悬浊液中加AgNO3固体，会增大c平(Ag＋)，使c平(Cl－)下降；加AgCl固体，c平(Ag＋)、c平(Cl－)都不会改变；若加KBr，因AgBr的Ksp小于AgCl的Ksp，会使AgCl转化为AgBr，c平(Ag＋)下降，c平(Cl－)增大。
[答案] (1)变小 (2)不变 (3)变小 变大
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9第1课时 离子反应发生的条件
发
展
目
标
体
系
构
建
1.通过实验探究，认识离子反应发生的条件，并能判断离子在水溶液中是否大量共存。2.能用化学符号表征离子反应，并能对离子方程式进行正误判断。
1．离子反应
—
|
—溶液中某种或某些离子浓度降低
|
—离子方程式
微点拨：(1)某些物质在熔融状态时也可以发生离子反应。
(2)离子反应的实质是溶液中某种或某些离子的浓度降低，并不是所有的离子浓度都降低。
2．复分解型离子反应发生的条件
(1)生成沉淀
①Na2SO4溶液与Ba(OH)2溶液混合的离子反应：
Ba2＋＋SO===BaSO4↓。
②向MgCO3悬浊液中加入NaOH溶液的离子反应：
MgCO3＋2OH－===Mg(OH)2＋CO。
(2)生成弱电解质
①NaOH与盐酸混合的离子反应：
H＋＋OH－===H2O。
②盐酸与CH3COONa混合的离子反应：
H＋＋CH3COO－===CH3COOH。
③向稀NH4NO3溶液中加入NaOH溶液的离子反应：
NH＋OH－===NH3·H2O。
(3)生成气体(或挥发性物质)
①Na2CO3溶液与稀硫酸混合的离子反应：
CO＋2H＋===H2O＋CO2↑。
②浓NH4NO3溶液中加入浓NaOH溶液的离子反应：
NH＋OH－===NH3↑＋H2O。
3．氧化还原型离子反应
(1)非原电池、电解池的反应
在溶液中，具有氧化性和还原性的离子相遇时，二者能发生氧化还原反应而使离子浓度降低，例如：
①向FeCl2溶液中加入酸性KMnO4溶液，离子方程式为5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
②向CuSO4溶液中加入锌片，离子方程式为
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。
③FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板，离子方程式为
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(2)原电池、电解池反应
①原电池：Cu?Zn?H2SO4。
电极反应式：负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑，总反应离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
②电解池：电解饱和食盐水。
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。
阴极：2H＋＋2e－===H2↑。
总反应离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
微点拨：(1)微溶物在产物中写成化学式，在反应物中若是澄清溶液写成离子形式，若是悬浊液写成化学式，不能拆。
(2)弱酸的酸式酸根不能拆写成H＋和弱酸酸根离子形式。
4．离子反应方向的判断
(1)ΔH－TΔS判据
室温时，ΔH－TΔS<0的离子反应能正向自发进行。
(2)平衡常数判据
当反应物的浓度很小时，就可以满足Q1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)在溶液中进行的氧化还原反应不可能有分子参加。( )
(2)离子反应发生的条件一定是复分解反应发生的条件。( )
(3)溶液中离子的浓度减小，一定发生了离子反应。( )
(4)溶液中的置换反应一定既是离子反应，也是氧化还原反应。( )
提示：(1)× 溶液中进行的氧化还原反应中可能有分子参加，如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(2)× 离子反应的类型有：复分解反应型、氧化还原反应型、络合反应型、水解相互促进型。
(3)× 溶液的稀释过程离子浓度减小，但没有发生离子反应。
(4)√
2．对于离子反应，下列说法正确的是
( )
A．参加离子反应的一定都是电解质
B．任何一种离子的浓度在离子反应中一定变小
C．自由离子之间的反应不能在固态中进行
D．没有沉淀、气体、水生成的反应就不是离子反应
C [金属钠与乙醇的反应也属于离子反应，但反应物都不是电解质，故A错误；离子反应中不一定每一种离子的浓度都减小，如Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu的反应中，Fe2＋的浓度是增大的，故B错误；复分解型离子反应发生的条件是产生沉淀、气体或难电离的物质，氧化还原型离子反应就不一定满足这些条件，如2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故D错误。]
3．下列反应的离子方程式正确的是( )
A．向Ba(OH)2溶液中滴加稀盐酸：2H＋＋2Cl－＋Ba2＋＋2OH－===2H2O＋BaCl2
B．往FeCl3溶液中加入铁粉：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
C．往澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O
D．往FeCl3溶液中加入铜粉：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
B [A项，应为H＋＋OH－===H2O；C项，应为OH－＋CO2===HCO；D项，应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。]
离子反应的四种类型
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
某化学兴趣小组探究电解质在水溶液中反应的实质，设计如下实验步骤：
(1)利用有关仪器组装成如图所示的装置。
(2)在水槽中加入200
mL
0.2
mol·L－1的H2SO4溶液，同时将一个表面光滑的小球放入溶液，小球悬浮于溶液中。
1．闭合开关K，向溶液中逐滴加入200
mL
0.2
mol·L－1的Ba(OH)2溶液有何现象？
提示：向溶液中加入Ba(OH)2溶液，H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2H2O，反应过程中溶质不断减少直到没有。小球不断下沉，检流计指针偏转角变小到零，溶液中有白色沉淀生成。
2．若将Ba(OH)2溶液改为Na2CO3溶液，试推测实验过程中检流计的变化有何不同？
提示：若改为Na2CO3溶液，则反应过程中Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，n(H2SO4)＝n(Na2SO4)，只是随着溶液体积增大，离子浓度在逐渐变小，变小幅度比滴加Ba(OH)2幅度小，因此检流计指针偏转角缓慢变小，且不会减小到零。
3．电解质在水溶液中反应的实质是什么？
提示：其实质是离子之间的反应。
1．复分解反应型
(1)生成难溶物或微溶物的离子反应。
(2)生成弱电解质的离子反应
常见的与H＋结合的弱酸酸根离子有：F－、ClO－、S2－、HS－、SO、HSO、PO、HPO、H2PO、CO、HCO、CH3COO－、[Al(OH)4]－、SiO等；
常见的与OH－结合的弱碱阳离子有：NH、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、Zn2＋、Cu2＋等。
(3)生成气体或挥发性物质的离子反应
如H＋与CO、SO、S2－、HS－、HSO、HCO等；OH－与NH。
2．氧化还原反应型
(1)MnO(H＋)与Cl－、Br－、I－、S2－、HS－、SO、HSO、Fe2＋等。
(2)NO(H＋)与Br－、I－、S2－、HS－、SO、HSO、Fe2＋等。
(3)ClO－与Br－、I－、S2－、HS－、SO、HSO、Fe2＋等。
(4)Fe3＋与I－、S2－、HS－、SO、HSO等。
3．水解相互促进型
(1)Al3＋与CO、HCO、S2－、HS－、SiO、[Al(OH)4]－、ClO－等。
(2)Fe3＋与CO、HCO、SiO、[Al(OH)4]－、ClO－等。
(3)Mg2＋与S2－、HS－、[Al(OH)4]－、SiO等。
(4)NH与[Al(OH)4]－、ClO－、SiO等。
4．络合反应型
如Fe3＋与SCN－生成Fe(SCN)3；Ag＋与NH3·H2O生成[Ag(NH3)2]＋。
【例题】 25
℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
( )
A．无色透明的溶液中：K＋、Cu2＋、NO、Cl－
B．0.1
mol·L－1
CaCl2溶液中：Mg2＋、NH、CO、SO
C．pH＝12的溶液中：Na＋、K＋、SiO、Cl－
D．使甲基橙变红的溶液中：Na＋、Fe2＋、NO、Cl－
C [无色透明的溶液中不可能含有Cu2＋(显蓝色)，A项不符合题意；Ca2＋、Mg2＋均和CO发生反应生成沉淀，故B项不符合题意；在pH＝12的溶液中
Na＋、K＋、SiO、Cl－之间不发生离子反应，可大量共存，故C项符合题意；使甲基橙变红的溶液显酸性，在酸性条件下Fe2＋能被NO氧化，不能大量共存，故D项不符合题意。]
(1)NO与还原性离子在碱性(或中性)条件下能大量共存，在酸性条件下不能大量共存。
(2)与铝反应放出H2的溶液条件下，溶液可能是酸性、碱性两种情况，但若是酸性条件，则溶液中不能大量存在NO。
(3)NH与CH3COO－、CO、HCO，Mg2＋与HCO等组合，在水溶液中可以大量共存。
1．下列各组离子在水溶液中能大量共存的是( )
A．K＋、NH、HCO、OH－
B．Fe3＋、Zn2＋、SO、I－
C．Ba2＋、Al3＋、NO、Na＋
D．Ca2＋、NH、CO、SO
C [A项，NH、HCO与OH－不能大量共存；B项，Fe3＋与I－不能大量共存；D项，Ca2＋与CO不能大量共存。]
2．某溶液中由水电离产生的c平(H＋)＝1.0×10－10
mol·L－1，则下列各组离子在该溶液中肯定能大量共存的是( )
A．K＋、Na＋、HCO、Cl－
B．Na＋、K＋、NO、Cl－
C．K＋、Na＋、S2－、NO
D．Mg2＋、Na＋、SO、CO
B [某溶液中由水电离产生的c平(H＋)＝1.0×10－10
mol·L－1，说明该溶液中水的电离平衡被抑制，因此溶液可能显酸性，也可能显碱性，酸性条件下HCO与H＋反应生成CO2而不能大量存在，碱性条件下HCO与OH－反应生成CO、H2O而不能大量存在，A项不符合题意；Na＋、K＋、NO、Cl－四种离子无论是在酸性条件还是碱性条件下均能大量共存，B项符合题意；在酸性条件下，NO能与
S2－发生氧化还原反应而不能大量共存，C项不符合题意；酸性条件下，SO、CO和H＋反应生成气体不能大量共存，碱性条件下，Mg2＋和OH－反应生成沉淀不能大量共存，D项不符合题意。]
离子方程式的书写与判断
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
Na2CO3溶液与HCl溶液互滴：
1．开始滴加时，甲、乙两支试管中反应的现象相同吗？
提示：不相同。甲试管中几乎没有气泡产生，乙试管中立即产生气泡。
2．写出甲、乙两支试管内滴加溶液至过量的反应的离子方程式。
提示：甲试管内CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑；乙试管内2H＋＋CO===H2O＋CO2↑。
1．书写要点：抓住一易、两等、三查
(1)一易：易溶的强电解质(强酸、强碱和大多数可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示；其他物质(非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物等)用化学式表示。
(2)两等：离子方程式两边的原子个数、电荷总数均应相等。
(3)三查：检查各项是否都有公约数，是否漏写必要的反应条件，是否漏写离子反应。
2．与量有关的离子方程式的书写注意问题
(1)要注意“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序对离子方程式的影响。
(2)以量少的为标准，一般将少量物质的物质的量，先定为“1
mol”，确定另一种物质参加反应的离子的物质的量。同时少量物质参加反应的离子系数之比要符合化学式。
3．离子方程式的正误判断
(1)看离子反应是否符合客观事实，不可主观臆造产物及反应
如2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑就不符合客观事实。
(2)看“===”“”“↑”“↓”等是否正确
如用饱和FeCl3溶液制备胶体的离子方程式不能写为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3↓＋3H＋，应该写为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋。
(3)看表示各物质的化学式是否正确
如HCO不能写成CO＋H＋；HSO通常写成SO＋H＋，HCOO－不可写成COOH－等。
(4)看是否漏掉离子反应
如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应，既要写Ba2＋与SO的反应，又要写
Cu2＋与OH－的反应。
(5)看是否遵循“两等”
即离子方程式两边的原子个数和电荷总数均应相等。氧化还原反应还应看转移的电子个数是否相等。如FeCl2溶液与Cl2反应，不能写成Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－，而应写成2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(6)看反应物或产物的配比是否正确
如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应不能写成：
H＋＋OH－＋SO＋Ba2＋BaSO4↓＋H2O，
应写成：2H＋＋2OH－＋SO＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H2O。
(7)看是否符合题设条件要求
如“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序等对反应的影响。如向FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===
2Fe3＋＋2Cl－；往FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式为
2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－；
Na2CO3溶液中通入过量SO2的离子方程式为：
CO＋2SO2＋H2O===CO2↑＋2HSO。
(8)对于微溶物的处理归纳为三种情况
①在反应产物中有微溶物析出时，微溶物用化学式表示。如Na2SO4溶液中加入AgNO3溶液：
2Ag＋＋SO===Ag2SO4↓。
②当反应物里有微溶物处于溶液状态(稀溶液)时，应写成离子的形式，如少量CO2气体通入澄清石灰水中：
CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O。
③当反应物里有微溶物处于浊液或固态时，应写成化学式，如石灰乳中加入Na2CO3溶液：
Ca(OH)2＋CO===CaCO3＋2OH－。
1．下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A．氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋4NH
B．向沸水中滴加FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋
C．碳酸钙溶于醋酸：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
D．氯化亚铁溶液中通入氯气：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
D [Al(OH)3沉淀不溶于氨水，A错误；将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，继续加热可得红褐色液体，题中没有强调饱和FeCl3溶液，B错误；醋酸为弱酸，不能拆写成离子形式，C错误；Fe2＋具有还原性，能够被Cl2氧化成Fe3＋，D正确。]
2．下列是离子反应的写出离子方程式。
(1)实验室用NH4Cl和熟石灰共热制氨气：____________________________
________________________________________________________________。
(2)氧化铁溶于稀硫酸：____________________________________________。
(3)醋酸与氨水反应：______________________________________________。
(4)小苏打加入NaHSO4溶液中：____________________________________
_______________________________________________________________。
(5)小苏打与NaOH溶液：_________________________________________
_______________________________________________________________。
(6)CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应：________________________________
______________________________________________________________。
[答案] (1)不是离子反应
(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
(3)CH3COOH＋NH3·H2O===CH3COO－＋NH＋H2O
(4)HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
(5)HCO＋OH－===CO＋H2O
(6)Cu2＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓
1．(素养题)某同学在实验室中进行如下实验：
编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
实验
现象
没有明显变化，溶液仍为无色
有白色沉淀生成，溶液为蓝色
有无色气体放出
以下结论正确的是
( )
A．Ⅰ中无明显变化，说明两溶液不反应
B．Ⅱ中的白色沉淀为CuCl2
C．Ⅲ中的离子方程式为2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑
D．Ⅲ中发生的反应不是离子反应
C [实验Ⅰ中虽无明显现象，但发生了离子反应：H＋＋OH－===H2O，A项错误；实验Ⅱ中发生的反应为Ba2＋＋SO===BaSO4↓，所以白色沉淀为BaSO4，B项错误；实验Ⅲ中的反应是离子反应，离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，C项正确，D项错误。]
2．(双选)下列各组离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是
( )
A．Fe3＋、NH、SO、I－
B．Ba2＋、Na＋、SO、Cl－
C．H＋、NO、SO、Na＋
D．HCO、OH－、Cl－、Ca2＋
AC [A项，Fe3＋和I－发生氧化还原反应而不能大量共存；B项，Ba2＋和SO因结合产生沉淀而不能大量共存；C项，NO在有H＋存在的情况下具有强氧化性，SO具有还原性，所以NO与SO因发生氧化还原反应而不能大量共存；D项，OH－与HCO反应生成CO和H2O，CO又与Ca2＋结合生成沉淀，因而不能大量共存。]
3．下列反应的离子方程式正确的是( )
A．氢氧化钠溶液中通入少量二氧化硫：
SO2＋OH－===HSO
B．碳酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合：
HCO＋Ba2＋＋OH－===BaCO3↓＋H2O
C．盐酸滴入氨水中：H＋＋OH－===H2O
D．碳酸钙溶解于稀硝酸中：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
[答案] B
4．已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2RO＋3Cl－＋5H2O，则2RO中R的化合价是( )
A．＋3
B．＋4
C．＋5
D．＋6
D [根据反应前后电荷守恒可知，－3－4＝－2n－3，解得n＝2，所以RO中R的化合价为＋6，D项正确。]
5．写出下列与量有关的离子方程式
(1)过量的二氧化硫通入氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______________。
(2)向NaHSO4溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液至沉淀完全_______________。
溶液至中性_____________________________________________________。
(3)向同浓度的NaBr、NaI混合溶液中滴入少量氯水
_______________________________________________________________。
[解析] (1)因SO2过量，故与碱反应生成HSO。
(2)用数值假设法确定，假设NaHSO4为1
mol，使原溶液中的SO恰好完全沉淀，需要Ba(OH)2
1
mol，根据各离子的物质的量判断反应的程度，以此书写离子方程式；若溶液呈中性，则H＋与OH－恰好完全反应。
(3)因还原性I－＞Br－，故少量Cl2只氧化I－。
[答案] (1)SO2＋OH－===HSO
(2)H＋＋SO＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O
2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
(3)2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
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9第2课时 离子反应的应用
发
展
目
标
体
系
构
建
1.了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用。2.了解溶液pH的调控在工农业生产和科研中的应用。3.通过酸碱中和滴定实验，知道化学定量分析实验在工农业生产中的重要作用。
1．物质检验与含量测定
(2)测定溶液中某些离子的浓度
①沉淀法：如溶液中SO的浓度，用Ba2＋将其转化为BaSO4沉淀，再称量沉淀的质量求得。
②酸碱中和滴定法：强酸溶液中H＋的浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。
③氧化还原滴定法：如溶液中MnO的浓度可以用已知准确浓度的Fe2＋溶液滴定的方法来获得。
2．物质制备与纯化
(1)物质的制备：离子反应可以用于制备物质。
①氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式：
2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。
②实验室制取CO2的离子方程式：
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
(2)物质的纯化
①制高纯度的氯化钠：除去其中少量的SO、Mg2＋、Ca2＋，需要引入的试剂离子分别为Ba2＋、OH－、CO。
②除去污水中的重金属离子：将其转化为沉淀而除去。
3．生活中常见的离子反应
(1)胃酸过多的治疗
①服用“胃舒平”[主要成分是Al(OH)3]，离子反应为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
②服用小苏打片，离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。
(2)硬水及其软化
①硬水的含义：自然界里含Ca2＋、Mg2＋较多的水。
②硬水的形成：水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和MgCO3发生反应生成可溶性碳酸氢盐而使Ca2＋、Mg2＋进入水中形成，离子方程式为CaCO3＋CO2＋H2O===Ca2＋＋2HCO，MgCO3＋CO2＋H2O===Mg2＋＋2HCO。
③硬水的软化方法
a．加热法：加热可使HCO分解，生成的CO与Ca2＋、Mg2＋结合成沉淀，发生反应如下：
Ca2＋＋2HCOCaCO3↓＋CO2↑＋H2O，Mg2＋＋2HCOMgCO3↓＋CO2↑＋H2O。
b．加沉淀剂法：在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂也可以降低水中Ca2＋、
Mg2＋的浓度，发生反应如下：Ca2＋＋CO===CaCO3↓，Mg2＋＋CO===MgCO3↓。
1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)能使石灰水变浑浊的无色无味气体一定是CO2。( )
(2)中和滴定时为了节省时间，不需要重复2～3次实验。( )
(3)可以用铁粉除去FeCl3中的FeCl2。( )
(4)治疗胃酸过多的胃药中含有烧碱。( )
(5)用石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3。( )
提示：(1)√
(2)× 为了减少滴定误差，须进行2～3次实验。
(3)× Fe＋2FeCl3===3FeCl2，无法除去FeCl2。
(4)× 烧碱具有强腐蚀性。
(5)× NaHCO3、Na2CO3与石灰水均产生CaCO3沉淀。
2．准确量取24.90
mL高锰酸钾溶液，可选用的仪器是( )
A．50
mL量筒
B．10
mL量筒
C．50
mL酸式滴定管
D．50
mL碱式滴定管
C [KMnO4具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管中的橡胶管，而量筒只能精确到0.1
mL，故应选用50
mL的酸式滴定管。]
3．下列有关反应方程式正确的是( )
A．实验室制备Al(OH)3：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
B．实验室制氨气：NH＋OH－NH3↑＋H2O
C．实验室制取Cl2：MnO2＋4HClMn2＋＋Cl2↑＋2Cl－＋2H2O
D．除去FeCl3中含有的FeCl2：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
D [A项，应为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；B项，应为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，加热固体混合物，没有离子参加反应，不能写离子反应；C项，应为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。]
离子的检验
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了下图所示的实验操作，其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
1．该同学能否通过第①、②、③步确定原溶液中含有SO、Cl－和Fe3＋？为什么？
提示：不能。第①步在溶液中加Ba(NO3)2溶液和稀盐酸，若溶液中存在SO或Ag＋，也能产生白色沉淀，故不能检验SO存在与否；第②步在滤液中加AgNO3溶液虽然生成白色沉淀，但由于第①步加入稀盐酸，引入了Cl－，故原溶液中是否存在Cl－也无法确定；第③步在滤液中加KSCN溶液能检验出此时滤液中含有Fe3＋，但原溶液中也可能只含Fe2＋，在第①步后被氧化为Fe3＋。
2．通过第④步实验，你能确定原溶液中含有哪种离子？
提示：NH。第④步加NaOH产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一定是NH3，说明原溶液中一定含有NH。
1．离子检验的类型
(1)生成沉淀；
(2)生成气体；
(3)显示特殊颜色。
2．检验方法
方法
离子
试剂
现象
注意
沉淀法
Cl－、Br－、I－
AgNO3溶液和稀硝酸
AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)
—
SO
稀盐酸和BaCl2溶液
白色沉淀
先用稀盐酸酸化
Fe2＋
NaOH溶液
白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
—
Fe3＋
NaOH溶液
红褐色沉淀
—
Al3＋
NaOH溶液
白色沉淀→溶解
—
气体法
NH
浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸
产生有刺激性气味的气体，且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
要加热
CO
稀盐酸和澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
SO、HCO、HSO有干扰
SO
稀硫酸和品红溶液
产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
—
显色法
I－
氯水(少量)，CCl4
下层为紫色
—
Fe2＋
KSCN溶液和氯水
先是无变化，滴加氯水后变红色
先加KSCN溶液，无变化，再加氯水
Fe3＋
KSCN溶液
红色
—
焰色反应法
Na＋、K＋
Pt(Fe)丝和稀盐酸
火焰分别呈黄色、紫色
K＋要透过蓝色钴玻璃片观察焰色
1．下列根据实验现象所得出的结论中，一定正确的是( )
A．某无色溶液能使红色石蕊试纸变蓝，结论：该溶液一定是碱溶液
B．某无色溶液加稀硝酸酸化的BaCl2产生白色沉淀，结论：该溶液中一定含有SO
C．某无色溶液焰色反应呈黄色，结论：该溶液中一定含有Na＋
D．某无色溶液加入Na2CO3溶液产生白色沉淀，结论：该溶液中一定含
Ca2＋
C [A项中可能是强碱弱酸盐溶液；B项中可能含SO、Ag＋；D项中也可能含Ba2＋。]
进行离子检验时，需排除干扰离子的影响。如检验SO时，不能直接或间接引入NO，防止SO的干扰，为排除CO、SO、Ag＋等的干扰，正确的操作是：先向溶液中加稀盐酸没有白色沉淀，再加BaCl2溶液有白色沉淀，证明溶液中一定含有SO。
2．有关溶液中所含离子的检验，下列判断正确的是( )
A．加入AgNO3溶液后生成的白色沉淀不溶于稀盐酸，则原溶液中一定有Cl－存在
B．加入氨水时生成白色沉淀，当氨水过量时白色沉淀消失，则原溶液中一定有Al3＋存在
C．加入NaOH溶液并加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，则原溶液中一定有NH存在
D．加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成，则原溶液中一定有大量的CO存在
C [不能排除SO、CO、SO等离子的干扰，A项不正确；Al(OH)3不溶于氨水，B项不正确；该溶液中还可能有HCO、HSO或SO，D项不正确。]
酸碱中和滴定实验
(素养养成——科学探究与创新意识)
1．原理
酸和碱反应的实质是H＋＋OH－===H2O。用已知浓度的盐酸(标准液)来滴定未知浓度的NaOH溶液(待测液)的计算公式为c待＝。
2．常用酸碱指示剂及其变色范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0红色
5.0～8.0紫色
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1～4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2～10.0粉红色
>10.0红色
3．实验用品
(1)仪器
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管架(铁架台和蝴蝶夹)、锥形瓶。
①酸式滴定管：可盛放酸性溶液、氧化性溶液，不能盛放碱性溶液，因为碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开。
碱式滴定管：可盛放碱性溶液，不能盛放酸性溶液、氧化性溶液，因为酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶。
②滴定管的上端都标有规格大小、使用温度、0刻度；滴定管的精确度为0.01
mL。
(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
4．实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前的准备
①滴定管：检漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。
②锥形瓶：注碱液→记读数→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断：等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且半分钟内不变原色，视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。
5．数据处理
将上述操作重复2～3次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c(NaOH)＝计算。
6．中和滴定误差分析
酸碱中和滴定的误差分析关键是根据c待＝进行分析，计算中V待与c标均为确定值，只有V标影响着c待的计算结果，故在误差分析时应最终归结为对
V标的影响：V标增大，实验结果偏高；V标减小，实验结果偏低。
1．滴定实验时，必须要按以下要求做的是( )
A．锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干
B．酸式或碱式滴定管用水洗净后用相应溶液润洗
C．待测液一定要放在锥形瓶中，标准液一定要放在滴定管中
D．滴定前读数要求精确，凹液面的最低点在平视时必须在“0”刻度或“0”刻度以上的某一刻度
B [滴定前锥形瓶用蒸馏水洗净后无须干燥，其中的蒸馏水不计入参与反应的试剂的体积，也就不影响滴定结果，A项不符合题意；酸式或碱式滴定管用水洗净后一定要用相应的待装溶液润洗，否则会稀释溶液，B项符合题意；待测液和标准液都可以放在锥形瓶中，盛放在锥形瓶中的溶液的体积为已知量，C项不符合题意；滴定前，滴定管中液体的凹液面在“0”刻度或“0”刻度以下的某一刻度，滴定管的“0”刻度以上没有刻度，D项不符合题意。]
2．用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度，试根据实验回答下列问题：
(1)准确称量8.2
g含有少量中性易溶杂质的样品，配成500
mL待测溶液。称量时，样品可放在________(填编号字母)称量。
A．小烧杯中 B．洁净纸片上 C．托盘上
(2)滴定时，用0.200
0
mol·L－1的盐酸来滴定待测溶液，不可选用________(填编号字母)作指示剂。
A．甲基橙 B．石蕊 C．酚酞
D．甲基红
(3)滴定过程中，眼睛应注视________________________________________；
在铁架台上垫一张白纸，其目的是___________________________________
________________________________________________________________。
(4)根据下表数据，计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是________mol·L－1，烧碱样品的纯度是________。
滴定次数
待测溶液体积(mL)
标准酸体积
滴定前的刻度(mL)
滴定后的刻度(mL)
第一次
10.00
0.40
20.50
第二次
10.00
4.10
24.00
[解析] (1)称量氢氧化钠等易潮解、腐蚀性强的试剂时，样品应放在小烧杯中。
(2)酸碱中和滴定时，一般应选甲基橙、酚酞等颜色变化较明显的指示剂，石蕊在酸或碱溶液中颜色变化不明显，易造成误差。
(4)根据c(NaOH)＝分别求第一、二次的值，再求平均值，解得c(NaOH)＝0.400
0
mol·L－1，
w(NaOH)＝×100%≈97.56%。
[答案] (1)A (2)B (3)锥形瓶内溶液颜色的变化 便于观察锥形瓶内液体颜色的变化，减小滴定误差 (4)0.400
0 97.56%
1．下列有关叙述正确的是( )
A．下端连有橡胶管的滴定管为酸式滴定管
B．在进行滴定时，左手操作锥形瓶，右手操作滴定管
C．滴定前应排除滴定管尖嘴部分的气泡
D．滴定过程中两眼应注意滴定管内液面的变化
C [A选项中所指滴定管是碱式滴定管；B选项中应右手操作锥形瓶，左手操作滴定管；D选项，滴定过程中两眼应观察锥形瓶内颜色的变化。]
2．(双选)下列有关滴定操作的说法正确的是
( )
A．滴定前应将液面调到“0”刻度或“0”刻度以下位置
B．用KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，洗净碱式滴定管后直接取KOH标准溶液进行滴定，则测定结果偏低
C．用KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，配制标准溶液的固体KOH中含有NaOH杂质，则测定结果偏高
D．用未知浓度的盐酸滴定KOH标准溶液时，若读取读数时，滴定前仰视，滴定到终点后俯视，会导致测定结果偏高
AD [滴定前，应将液面调“0”，A正确；用KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，洗净碱式滴定管后直接取KOH标准溶液进行滴定，由于没有润洗，标准液浓度减小，消耗标准液体积增加，则测定结果偏高，B错误；所用的固体KOH中混有NaOH杂质，相同质量的NaOH和KOH，NaOH的物质的量大于KOH的物质的量，故所配的溶液中OH－浓度偏大，导致消耗标准液的体积V碱偏小，根据c酸＝可知c酸偏小，C错误；用未知浓度的盐酸滴定KOH标准溶液时，若滴定前仰视读数，滴定至终点后俯视读数，导致读取的盐酸体积偏小，依据
c酸＝可知测定c酸偏高，D正确。]
3．能将分别含有Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、NH、Na＋、Fe2＋等离子的七种硫酸盐溶液一次鉴别开来的是
( )
A．NaOH溶液
B．KSCN溶液
C．NaHCO3溶液
D．NH3·H2O溶液
A [加入NaOH溶液后分别会看到蓝色沉淀、红褐色沉淀、先有白色沉淀后溶解、白色沉淀、气体、无明显现象、先有白色沉淀后迅速变为灰绿色最后变为红褐色。NH3·H2O不能区分Al3＋和Mg2＋以及NH和Na＋。]
4．实验室需配制一种仅含五种离子(水电离出的离子可忽略)的混合溶液，且在混合溶液中五种离子的物质的量浓度均为1
mol·L－1，则下列各组离子能满足上述条件的是
( )
A．Mg2＋、K＋、OH－、Cl－、NO
B．Fe2＋、H＋、Br－、NO、Cl－
C．Na＋、K＋、SO、NO、Cl－
D．Al3＋、Na＋、Cl－、SO、NO
D [Mg2＋与OH－能形成氢氧化镁沉淀，不能大量共存，A项错误；Fe2＋、
H＋与NO发生氧化还原反应：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，所以该组离子不能大量共存，B项错误；C项中的离子之间不反应，能大量共存，由于溶液呈电中性，所以阳离子Na＋、K＋所带的正电荷总数应等于阴离子SO、NO、Cl－所带的负电荷总数，又因溶液的体积一定，所以应有c(Na＋)＋c(K＋)＝c(Cl－)＋c(NO)＋2c(SO)，已知题述混合溶液中五种离子的物质的量浓度均为1
mol·L－1，则c(Na＋)＋c(K＋)＝2
mol·L－1，c(Cl－)＋c(NO)＋2c(SO)＝4
mol·L－1，阳离子Na＋、K＋所带的正电荷总数不等于阴离子SO、NO、Cl－所带的负电荷总数，C项错误；D项中的离子之间不反应，能大量共存，在题述混合溶液中五种离子的物质的量浓度均为1
mol·L－1，则3c(Al3＋)＋c(Na＋)＝4
mol·L－1，c(Cl－)＋c(NO)＋2c(SO)＝4
mol·L－1，即阳离子Al3＋、Na＋所带的正电荷总数等于阴离子Cl－、SO、NO所带的负电荷总数，D项正确。]
5．(素养题)水体中的含氮化合物是引起富营养化的主要污染物，分析监测水体中的硝酸(盐)和亚硝酸(盐)含量，控制水体中的含氮污染物，对水资源的循环利用意义重大。
(1)亚硝酸(HNO2)是一种弱酸，其电离平衡常数的表达式为__________________。
(2)水体中亚硝酸的含量可以利用KI溶液进行分析测定。该测定反应中，含氮的生成物可以是NO、N2O、NH2OH、NH3等。
①NH2OH中，氮元素的化合价为____________________________________。
②某水样中含有亚硝酸盐，加入少量稀硫酸酸化后，用KI溶液测定，且选用淀粉溶液作指示剂，反应中含N的生成物为NO，反应的离子方程式为______________________________________________________________________
________________，其中氧化产物为_________________________________________________________(写化学式)。
③取20
mL含NaNO2的水样，酸化后用0.001
mol·L－1的KI标准溶液滴定(反应中含N的生成物为NO)，滴定前和滴定后的滴定管内液面高度如图所示，由此可知水样中NaNO2的浓度为________mg·L－1。
[解析] (1)亚硝酸的电离方程式为HNO2NO＋H＋，因此其电离平衡常数Ka＝。(2)①根据化合物中所有元素的化合价代数和为0可知，NH2OH中氮元素的化合价为－1。②亚硝酸具有氧化性，被I－还原，生成NO，
I－被氧化为I2。③由滴定前后的滴定管读数可知消耗的KI标准溶液为2.00
mL，反应的关系式为NaNO2～HNO2～I－，故n(NaNO2)＝n(I－)＝2.00×10－3
L×0.001
mol·L－1＝2×10－6
mol，则水样中NaNO2的浓度为2×10－6
mol×69
g·mol－1÷0.02
L＝6.9×10－3
g·L－1＝6.9
mg·L－1。
[答案] (1)
(2)①－1 ②2HNO2＋2I－＋2H＋===I2＋2NO↑＋2H2O I2 ③6.9
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10微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法——化学平衡思想的创造性应用
1．通过认识制碱工业中复杂的多平衡体系，学会分析溶液中的微粒和平衡，理解平衡之间的相互影响，能根据实际需求选择调控平衡移动的方法。
2．通过了解工业制碱的原理，体会化学原理的巧妙应用，了解我国科学家对制碱工业作出的巨大贡献。
[必备知识]
1．纯碱是重要的基础化工原料，其产量和消费量通常作为衡量一个国家工业发展水平的指标。
2．纯碱的用途
3．纯碱制法
项目活动1 解读索尔维制碱法
1．关键反应：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl。
2．模拟实验
(1)实验步骤
用如图所示装置模拟索尔维法。锥形瓶中装有碳酸钙粉末，分液漏斗中装有稀硫酸，试管中装有氨盐水，并滴有酚酞溶液。用冰水浴降低试管内的温度。打开分液漏斗，观察二氧化碳通入氨盐水的现象。
模拟索尔维法的实验装置
(2)实验现象
随CO2的不断通入，溶液的红色逐渐褪去后，溶液中出现白色沉淀。
(3)问题探究
①NaHCO3可溶于水，为什么能得到NaHCO3沉淀？试用化学平衡的原理解释原因。
提示：可溶性物质的溶解是存在限度的，当相应离子浓度过大时，可溶性物质也会析出，类似于沉淀溶解平衡。索尔维法通过增大c(Na＋)、c(HCO)，使平衡Na＋＋HCONaHCO3(s)的Q②为什么要先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水，再通入二氧化碳？
提示：CO2在水中溶解度较小，仅通入CO2难以获得足量HCO；NH3易溶于水，且能使H2CO3H＋＋HCO平衡右移，使HCO浓度增大。
③为什么酚酞完全褪色后才有沉淀逐渐析出？
提示：开始时2NH3·H2O＋CO2===CO＋2NH＋H2O，随着CO2通入，NH3·H2O消耗完后生成的CO。与CO2、H2O反应：CO2＋CO＋H2O===2HCO，当c(HCO)增大至一定程度，产生NaHCO3沉淀。
④在索尔维法中有哪些物质可以循环利用？
提示：反应2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑产生的CO2气体及NH4Cl与石灰乳产生的氨气。
⑤从平衡角度对索尔维法原理分析总结——形成解决实际问题的思路。
提示：
项目活动2 体会侯氏制碱法的创新
1．侯氏制碱法出现的背景
(1)索尔维法的食盐利用率低，增加生产成本。
(2)我国的纯碱工业陷入困境。
2．侯氏制碱法工艺流程
3．平衡思想在侯氏制碱法中的应用
(1)“吸氨”过程
NH3＋H2ONH3·H2O
NH3·H2ONH＋OH－
不断通入的NH3会使平衡右移，c(NH)、c(OH－)增大，可使HCOH＋＋CO平衡右移，产生溶解度更大的Na2CO3。
(2)“碳酸化”过程
CO2＋H2OH2CO3
H2CO3H＋＋HCO
因“吸氨”过程中c(OH－)增大，平衡右移，产生大量HCO。
(3)“盐析”过程
NH＋Cl－NH4Cl(s)
增大c(Cl－)使平衡右移，析出NH4Cl沉淀。
(4)“冷析”过程
NH4Cl溶解度随温度升高而增大，NH＋Cl－NH4Cl(s) ΔH<0，降温时，平衡右移，析出NH4Cl沉淀。
侯氏制碱法的分析思路
纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“侯氏制碱法”两种工艺，请按要求回答问题：
(1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：_______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)写出“侯氏制碱法”有关反应的化学方程式：
________________________________________________________________，
________________________________________________________________。
(3)CO2是制碱工业的重要原料，“侯氏制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？
_________________________________________________________________
________________________________________________________________；
(4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“侯氏制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：原子利用率(%)＝___________________。
[解析] 由于总反应可看作是：2NH3＋2NaCl＋CO2＋H2O===Na2CO3＋2NH4Cl，所以：原子利用率(%)＝×100%＝×100%。
[答案] (1)2NH4Cl＋Ca(OH)2===2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
(2)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(饱和)===NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(3)“氨碱法”的CO2来源于石灰石煅烧，“侯氏制碱法”的CO2来源于合成氨工业的废气
(4)×100%
[答案] ①c平(H＋)·c平(OH－) ②温度 ③> ④＝ ⑤< ⑥－lgc平(H＋) ⑦完全电离 ⑧部分电离 ⑨电离成离子 ⑩离子结合成弱电解质分子 ? ?温度 ?H＋或OH－ ?促进了 ?谁强显谁性 ?越弱越水解 ?Q>Ksp ?Q＝Ksp ?QPAGE
5微专题7 溶液中离子浓度大小关系及应用
电解质溶液中的三个守恒关系
(1)电荷守恒关系
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，如Na2SO3溶液中存在着Na＋、SO、H＋、OH－、HSO，它们存在如下关系：
c平(Na＋)＋c平(H＋)＝2c平(SO)＋c平(HSO)＋c平(OH－)。
(2)物料守恒关系
电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，离子种类增多，但原子总数是守恒的，如Na2SO3溶液中SO能水解，故硫元素以SO、HSO、H2SO3三种形式存在，它们之间的守恒关系为
c平(Na＋)＝2c平(SO)＋2c平(HSO)＋2c平(H2SO3)。
(3)质子守恒关系
质子守恒是指电解质在水溶液中发生电离、水解时，存在H＋的转移，在转移时，失去H＋的物质的量与得到H＋的物质的量是相等的。如Na2SO3溶液中有关系式：c平(OH－)＝c平(H＋)＋c平(HSO)＋2c平(H2SO3)。
【例1】 在0.1
mol·L－1
Na2S溶液中存在着多种离子和分子，下列关系不正确的是( )
A．c平(Na＋)＋c平(H＋)＝c平(HS－)＋c平(OH－)＋2c(S2－)
B．c平(Na＋)＋c平(H＋)＝c平(HS－)＋c平(OH－)＋c(S2－)
C．c平(Na＋)＝2c(S2－)＋2c平(HS－)＋2c平(H2S)
D．c平(OH－)＝c平(H＋)＋c平(HS－)＋2c平(H2S)
B [在电解质溶液里由电荷守恒得：c平(Na＋)＋c平(H＋)＝c平(HS－)＋c平(OH－)＋2c(S2－)，A项正确，B项错误；由物料守恒得：c平(Na＋)＝2c(S2－)＋2c平(HS－)＋2c平(H2S)，C项正确；由质子守恒得：c平(OH－)＝c平(H＋)＋c平(HS－)＋2c平(H2S)，D项正确。]
1．在0.1
mol·L－1
Na2CO3溶液中，下列关系正确的是( )
A．c平(Na＋)＝2c平(CO)
B．c平(OH－)＝c平(H＋)＋c平(HCO)＋c平(H2CO3)
C．c平(HCO)>c平(H2CO3)
D．c平(Na＋)＋c平(H＋)＝c平(CO)＋c平(HCO)＋c平(OH－)
C [碳酸根离子水解而钠离子不水解，所以c平(Na＋)>2c平(CO)，故A错误；碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，碳酸根离子、碳酸氢根离子水解和水电离都生成氢氧根离子，只有水电离生成氢离子，所以溶液中存在质子守恒：c平(OH－)＝
c平(H＋)＋c平(HCO)＋2c平(H2CO3)，故B错误；碳酸根离子第一步水解程度远远大于第二步水解程度，所以c平(HCO)>c平(H2CO3)，故C正确；溶液中存在电荷守恒：c平(Na＋)＋c平(H＋)＝c平(HCO)＋c平(OH－)＋2c平(CO)，故D错误。]
2．草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1
mol·L－1
KHC2O4溶液中，下列关系正确的是
( )
A．c平(K＋)＋c平(H＋)＝c平(HC2O)＋c平(OH－)＋c平(C2O)
B．c平(HC2O)＋c平(C2O)＝0.1
mol·L－1
C．c平(C2O)>c平(H2C2O4)
D．c平(K＋)＝c平(H2C2O4)＋c平(HC2O)＋2c平(C2O)
C [根据电荷守恒有c平(K＋)＋c平(H＋)＝c平(HC2O)＋c平(OH－)＋2c平(C2O)，A错误；草酸氢钾溶液中存在H2C2O4、C2O、HC2O，根据物料守恒可知：c平(H2C2O4)＋c平(C2O)＋c平(HC2O)＝0.1
mol·L－1，B错误；草酸氢钾溶液呈酸性，说明HC2O的电离程度大于水解程度，则c平(C2O)>c平(H2C2O4)，C正确；根据物料守恒有c平(K＋)＝c平(H2C2O4)＋c平(HC2O)＋c平(C2O)，D错误。]
离子浓度大小比较的常用方法
(1)多元弱酸溶液，根据多步电离分析，如在H3PO4溶液中：c平(H＋)>c平(H2PO)>c平(HPO)>c平(PO)。
(2)多元弱酸的正盐溶液，根据弱酸根的分步水解分析，如Na2CO3溶液中：c平(Na＋)>c平(CO)>c平(OH－)>c平(HCO)>c平(H＋)。
(3)混合溶液中各离子浓度的比较，根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。
①电离程度大于水解程度的有NH3·H2O和NH、CH3COOH和CH3COO－、HSO。如0.1
mol·L－1NH4Cl和0.1
mol·L－1的氨水混合溶液中，由于NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度，导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c平(NH)>c平(Cl－)>c平(OH－)>c平(H＋)。
②电离程度小于水解程度的有HCN和CN－、HCO和CO、HCO。
如0.1
mol·L－1的HCN和0.1
mol·L－1的NaCN混合溶液中：由于HCN的电离程度小于CN－的水解程度，导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c平(Na＋)＞c平(CN－)＞c平(OH－)＞c平(H＋)。
【例2】 已知HF和HCN都是一元弱酸，但Ka(HF)>Ka(HCN)。现有100
mL
0.1
mol·L－1
的NaF溶液和100
mL
0.1
mol·L－1的NaCN溶液，下列有关这两种溶液的说法中不正确的是( )
A．溶液pH：NaFB．溶液中弱酸分子浓度：c平(HF)>c平(HCN)
C．NaF溶液中：c平(HF)＝c平(OH－)－c平(H＋)
D．NaCN溶液中：c平(Na＋)＝c平(CN－)＋c平(HCN)
B [因为Ka(HF)>Ka(HCN)，所以水解程度：NaFc平(OH－)＝c平(H＋)＋c平(HF)，故C正确；NaCN溶液中存在物料守恒：c平(Na＋)＝c平(CN－)＋c平(HCN)，故D正确。]
1．将等体积的0.2
mol·L－1
CH3COONa溶液与0.1
mol·L－1
HNO3溶液混合，混合溶液中离子浓度由大到小顺序正确的是( )
A．c平(Na＋)>c平(CH3COO－)>c平(NO)>c平(OH－)>c平(H＋)
B．c平(Na＋)>c平(CH3COO－)>c平(NO)>c平(H＋)>c平(OH－)
C．c平(Na＋)＞c平(CH3COO－)＞c平(OH－)＞c平(NO)＞c平(H＋)
D．c平(CH3COO－)＞c平(Na＋)＞c平(H＋)＞c平(NO)＞c平(OH－)
B [反应后溶液中溶质是CH3COONa、CH3COOH和NaNO3，且浓度都是0.05
mol·L－1，c平(Na＋)＝0.1
mol·L－1，c平(NO)＝0.05
mol·L－1，此时醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度，故溶液中c平(CH3COO－)＞0.05
mol·L－1，c平(H＋)＞
c平(OH－)，故选B。]
2．在25
℃时，pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是( )
A．c平(Na＋)＝c平(CH3COO－)＋c平(CH3COOH)
B．c平(H＋)＝c平(CH3COO－)＋c平(OH－)
C．c平(Na＋)＞c平(CH3COO－)＞c平(OH－)＞c平(H＋)
D．c平(CH3COO－)＞c平(Na＋)＞c平(H＋)＞c平(OH－)
D [pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合，则醋酸过量，溶液中的离子浓度大小关系应为c平(CH3COO－)>c平(Na＋)>c平(H＋)>
c平(OH－)。]
3．常温下，将Na2S和NaHS两种盐[设＝k，(0( )
A．若k＝1，则c平(S2－)>c平(HS－)>c平(OH－)>c平(H＋)
B．若k＝2，则c平(OH－)＝c平(H＋)＋c平(HS－)＋2c平(H2S)
C．k为任意值时：c平(Na＋)＋c平(H＋)＝c平(HS－)＋2c平(S2－)＋c平(OH－)
D．若满足3c平(H＋)＋2c平(HS－)＋5c平(H2S)＝3c平(OH－)＋c平(S2－)，则可确定k＝3
C [k＝1时，S2－的水解程度大于HS－的电离和水解程度，故c平(HS－)>c平(S2－)>c平(OH－)>c平(H＋)，A错误；k＝2时，电荷守恒式为c平(Na＋)＋c平(H＋)＝
c平(HS－)＋2c平(S2－)＋c平(OH－)，物料守恒式为3c平(Na＋)＝5[c平(HS－)＋c平(H2S)＋c平(S2－)]，整理两式得3c平(OH－)＋c平(S2－)＝3c平(H＋)＋2c平(HS－)＋5c平(H2S)，B、D错误，C正确。]
根据离子浓度守恒关系判断大小问题，要抓住一个原理、两类平衡、三种守恒进行分析，即化学平衡移动原理，电离平衡和水解平衡，电荷守恒、物料守恒和质子守恒。若是“＝”考虑三种守恒，若是“>”或“<”可考虑弱电解质的电离或盐类的水解。
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