1.四种平衡的比较
比较项目
化学平衡
电离平衡
水解平衡
沉淀溶解平衡
平衡特征
逆、动、等、定、变
v正=v逆
v电离=v水解
v水解=v中和
v沉淀=v溶解
举例
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
CH3COOHCH3COO-+H+
C+H2OHC+OH-
AgCl(s)Ag+(aq)
+Cl-(aq)
存在条件
一定条件下的可逆反应
一定条件下弱电解质的水溶液中
一定条件下含弱酸根离子或弱碱阳离子的盐溶液中
一定条件下微溶、难溶盐的饱和溶液中
影响因素
①温度;②浓度;③压强
①温度;②浓度;③同离子酸、碱、盐和化学反应
①温度;②浓度;③外加电解质和化学反应
①温度;②浓度;③酸、碱、盐
平衡限度
平衡常数K、Ka(Kb)、Kh、Ksp
以及转化率或电离度或水解率α
平衡移动
的判据
勒夏特列原理(向减弱条件改变的方向移动)
2.盐类的水解规律
难溶不水解,有弱才水解,无弱不水解;谁弱谁水解,越弱越水解,都弱都水解;谁强显谁性,同强显中性,弱弱具体定;越热越水解,越稀越水解。
3.沉淀的生成与转化
(1)在难溶电解质的溶液中,当Qc>Ksp时,就会生成沉淀。
(2)难溶物的溶解度相差越大,沉淀转化的趋势越明显。
4.溶液的酸碱性与pH
(1)pH计算的总体原则
(2)pH计算的规律
①若酸溶液无限稀释,则无论酸的强弱,pH无限接近于7;若碱溶液无限稀释,则无论碱的强弱,pH无限接近于7。
②若两强酸等体积混合,可采用速算法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加上0.3;若两强碱溶液等体积混合,可采用速算法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减去0.3。
③25
℃时,强酸和强碱等体积混合后溶液酸碱性的判断技巧
注意:(1)pH<7的溶液不一定呈酸性,因为温度不确定;(2)酸度AG=lg
,可以表示溶液的酸碱性。AG>0,溶液呈酸性;AG=0,溶液呈中性;AG<0,溶液呈碱性。
易错点一 忽略了水的离子积是与温度有关的量
认为水的离子积就是1×10-14,而忽视了Kw是与温度有关的,所以会认为pH=7的溶液就一定是中性溶液。
【纠错训练1】已知温度为T
℃时,水的离子积常数为Kw。该温度下,将浓度为a
mol·L-1的一元酸HA溶液与b
mol·L-1的一元碱BOH溶液等体积混合,下列条件中,可作为判断溶液呈中性的依据的是( )。
A.a=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)=
mol·L-1
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
【解析】A项,因无法确定酸与碱是否为强酸、强碱,故等浓度的一元酸和一元碱溶液等体积混合,反应后的溶液不一定呈中性;B项,因温度T不确定,pH=7不能说明溶液呈中性;C项,通过分析可知,c(H+)=
mol·L-1=c(OH-),故溶液必然呈中性;D项,根据溶液中的电荷守恒可知,无论溶液呈酸性、碱性或中性,等式均成立,故无法判断。
【答案】C
易错点二 对电解质强弱的判断错误
强弱电解质判断需掌握“两个判断、两个角度”。
1.两个判断:强电解质指强酸(如氯化氢、硝酸、硫酸、HClO4、HBr、HI等)、强碱[如NaOH、KOH、Ba(OH)2等]、大多数盐(如AgCl、BaSO4等)。弱电解质指弱酸(如H2CO3、CH3COOH、HF等)、弱碱(如NH3·H2O等)、少数盐和水。
2.证明电解质强弱的两个角度:一为电离,二为水解。若存在电离平衡或水解平衡,即可证明对应的电解质为弱电解质。
(1)从弱电解质电离平衡移动的角度进行判断
物质
浓度均为0.01
mol·L-1的强酸HA与弱酸HB
pH均为2的强酸HA与弱酸HB
pH或物质的量浓度
pHHA=2
c(HA)=
0.01
mol·L-1开始与金属反应的速率
HA>HB
HA=HB
体积相同时与过量的碱反应时消耗碱的量
HA=HB
HA体积相同时与过量活泼金属反应产生H2的量
HA=HB
HAc(A-)与c(B-)大小
c(A-)>c(B-)
c(A-)=c(B-)
分别加入固体NaA、NaB后pH变化
HA:不变
HB:变大
HA:不变
HB:变大
加水稀释10倍后
pHHA=3pHHA=3
2溶液的导电性
HA>HB
HA=HB
水的电离程度
HAHA=HB
(2)从盐类水解的角度进行判断
①配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞溶液。现象:溶液变为浅红色。
②用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在一小块pH试纸上,测其pH。现象:pH>7。
【纠错训练2】下列事实不能证明HNO2是弱电解质的是( )。
①滴入酚酞溶液,NaNO2溶液显红色
②用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗
③等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中和碱时,HNO2能中和更多的碱
④0.10
mol·L-1
HNO2溶液的pH=2
⑤HNO2与CaCO3反应放出CO2气体
⑥c(H+)=0.1
mol·L-1的HNO2溶液稀释至1000倍时pH<4
A.①⑤ B.②⑤ C.③⑥ D.①④
【解析】①滴入酚酞溶液,NaNO2溶液显红色,说明N能水解,为弱酸酸根离子,能证明HNO2是弱电解质;②用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗,说明溶液中自由移动离子浓度小,与HNO2溶液中离子浓度有关,不能证明HNO2是弱电解质;③等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中和碱时,HNO2能中和更多的碱,说明HNO2在反应过程中可以继续电离出H+,能证明HNO2是弱电解质;④0.10
mol·L-1
HNO2溶液的pH=2,说明HNO2部分电离,能证明HNO2是弱电解质;⑤HNO2与CaCO3反应放出CO2气体,只能说明HNO2的酸性强于碳酸,不能证明HNO2是弱电解质;⑥c(H+)=0.1
mol·L-1的HNO2溶液稀释至1000倍时pH<4,说明在稀释过程中,HNO2还可以电离,能证明HNO2是弱电解质。
【答案】B
易错点三 对溶液蒸干、灼烧后产物的判断错误
1.加热能分解的,加热蒸干便得到稳定的分解产物。如加热蒸干Ba(HCO3)2、Ca(HCO3)2等溶液,得到BaCO3、CaCO3,加热KMnO4溶液蒸干便得到K2MnO4、MnO2。
2.能被氧化的,加热蒸干得到其氧化产物。如加热蒸干Na2SO3溶液得到Na2SO4,加热蒸干FeSO4溶液,最后得到的是Fe2(SO4)3和Fe2O3的混合物,加热蒸干Fe(NO3)2溶液,最后得到的是Fe2O3。
3.能水解且水解产物能脱离溶液体系的,加热蒸干得到的是水解产物。如加热蒸干AlCl3、Al(NO3)3、CuCl2等溶液,得到Al2O3、CuO。
4.能水解但水解产物无法脱离溶液体系的,加热蒸干仍得到原来的溶质盐。
(1)阳离子水解的盐:如加热蒸干Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、CuSO4、KAl(SO4)2等溶液。
(2)阴离子水解的盐:如加热蒸干Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3等溶液。
5.不水解、不分解也不反应,加热蒸干仍得到原来的溶质盐。如加热蒸干NaCl、Na2SO4、KNO3、BaCl2等溶液。
6.加热蒸干NaClO溶液,得到NaCl。
【纠错训练3】下列溶液在空气中加热蒸干并灼烧后,能得到相应溶质固体的是( )。
A.AlCl3
B.KHCO3
C.Fe2(SO4)3
D.FeSO4
【解析】加热时,AlCl3水解生成Al(OH)3和HCl,HCl易挥发,则溶液蒸干最终得到Al(OH)3固体,灼烧后得到Al2O3固体,A项错误;加热KHCO3溶液时,KHCO3受热分解生成K2CO3,灼烧后得到K2CO3固体,B项错误;加热时,Fe2(SO4)3水解生成Fe(OH)3和H2SO4,但H2SO4难挥发,会与Fe(OH)3反应重新生成Fe2(SO4)3,则最后固体仍为Fe2(SO4)3,C项正确;FeSO4中Fe2+具有还原性,加热时,FeSO4易被氧化为Fe2(SO4)3与Fe(OH)3,则最终得到的固体为Fe2(SO4)3与Fe2O3混合物,D项错误。
【答案】C
1.下列说法正确的是( )。
A.水的电离方程式是H2OH++OH-
B.因为水的离子积常数的表达式是Kw=c(H+)
·c(OH-
),所以Kw随c(H+)和c(OH-)的变化而变化
C.6
mol·L-1的H2SO4溶液中存在OH-
D.Kw=10-14适用于任何温度、任何溶液
【解析】水的电离方程式中应为可逆符号,不可使用等号,A项错误;水的离子积常数只与温度有关,B项错误;因为任何水溶液中都存在水的电离,所以6
mol·L-1的H2SO4溶液中存在OH-,C项正确;25
℃下,Kw=10-14,改变温度,Kw变化,Kw适用于溶剂是水的溶液,D项错误。
【答案】C
2.室温下,下列混合溶液的pH一定小于7的是( )。
A.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合
B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
C.pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合
【解析】pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3
mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3
mol·L-1,由于氨水为弱碱,则氨水过量,在室温下等体积混合后,pH>7;pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3
mol·L-1,pH=11的氢氧化钡溶液中c(OH-)=1×10-3
mol·L-1,酸、碱都是强电解质,在室温下等体积混合后,pH=7;pH=3的醋酸中c(H+)=1×10-3
mol·L-1,pH=11的氢氧化钡溶液中c(OH-)=1×10-3
mol·L-1,由于醋酸为弱酸,则醋酸过量,在室温下等体积混合后,pH<7;pH=3的硫酸中c(H+)=1×10-3
mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3
mol·L-1,由于氨水为弱碱,则氨水过量,在室温下等体积混合后,pH>7。
【答案】C
3.水的电离平衡图像如图所示。
下列说法错误的是( )。
A.曲线上,温度T高于25
℃
B.水的离子积常数:Kw(f)>Kw(d)=Kw(c)
C.常温下,向c点溶液中通入少量HCl,c沿直线cde向e迁移
D.c点溶液中水的电离程度一定小于d点溶液中水的电离程度
【解析】水的电离是吸热过程,升温,水的电离程度增大,x℃,A项正确;水的离子积常数只与温度有关,温度相同,水的离子积相等,B项正确;c点溶液呈碱性,e点溶液呈酸性,C项正确;d点溶液呈中性,c点溶液呈碱性,分以下两种情况:若c点溶液为强碱弱酸盐溶液,则c点水的电离程度大于d点,若c点溶液为碱溶液,则c点水的电离程度小于d点,D项错误。
【答案】D
4.相同温度下,根据三种酸的电离常数判断,下列说法正确的是( )。
酸
HX
HY
HZ
电离常数K
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A.三种酸的强弱关系: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-1
HX溶液的电离平衡常数
【解析】相同温度下,酸溶液的电离平衡常数越大,酸性越强,三种酸的酸性强弱顺序为HX【答案】B
5.25
℃时,取浓度均为0.1
mol·L-1的醋酸溶液和氨水各20
mL,分别用0.1
mol·L-1
NaOH溶液、0.1
mol·L-1盐酸进行中和滴定,滴定过程中pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示。下列说法正确的是( )。
A.曲线Ⅰ,滴加10
mL溶液时:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)
>c(OH-)
B.曲线Ⅰ,滴加20
mL溶液时:c(Cl-)=c(N)>c(H+)=c(OH-)
C.曲线Ⅱ,所滴加溶液在10~20
mL之间时存在:c(N)=c(Cl-)
>c(OH-)=c(H+)
D.曲线Ⅱ,滴加10
mL溶液时:c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2[c(H+)-c(OH-)]
【解析】曲线Ⅰ为盐酸滴定氨水,当滴加溶液到10
mL时,溶液中的溶质是等物质的量浓度的氯化铵和一水合氨,因为在此条件下一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,所以溶液呈碱性,则c(H+)mL时,溶液中的溶质是氯化铵,N水解,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c(N)+c(H+),得c(Cl-)>c(N),盐类水解程度一般都较小,所以离子浓度大小顺序是c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(OH-),B项错误;曲线Ⅱ为氢氧化钠滴定醋酸溶液的曲线,滴加溶液在10~20
mL之间,NaOH与醋酸反应,且NaOH的量不足,溶液中的溶质是醋酸钠和醋酸,不存在铵根离子和氯离子,C项错误;曲线Ⅱ为氢氧化钠滴定醋酸溶液的曲线,滴加溶液到10
mL时,溶液中的溶质是等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠,根据物料守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),得c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2[c(H+)-c(OH-)],D项正确。
【答案】D
6.已知:25
℃时某些弱酸的电离平衡常数如表所示。常温下稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化如图所示。下列说法正确的是( )。
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ka=1.8×10-3
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11
A.相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(ClO-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClO-+CO2+H2O2HClO+C
C.图像中a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度
D.图像中a、c两点处的溶液中相等(HR代表CH3COOH或HClO)
【解析】酸性:CH3COOH>HClO,所以水解程度:CH3COONac(CH3COO-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+),A项错误。酸性:H2CO3>HClO>
HC,所以向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为ClO-+CO2+H2OHClO+HC,B项错误。图像中pH变化较快的酸的酸性较强,浓度较小,所以a点酸的总浓度小于b点酸的总浓度,C项错误。图像中a、c两点处的溶液中盐的水解常数相等,所以相等,D项正确。
【答案】D