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第三章　水溶液中的離子平衡復習課 學習目標 1.復習電解質、強電解質、弱電解質等概念。 2.復習回顧電離方程式的書寫及注意事項。 3.復習水的電離和溶液的酸堿性等知識。 學習過程 專題1　關于“酸的強弱的證明方法”的問題 【例1】常溫下0.1molL-1醋酸溶液的pH=a,下列措施能使溶液pH=(a+1)的是(　　) A.將溶液稀釋到原體積的10倍 B.加入適量的醋酸鈉固體 C.加入等體積0.2molL-1鹽酸 D.提高溶液的溫度 【當堂檢測1】室溫條件下進行下列各組實驗,其中的觀察要點不能說明醋酸是弱電解質的是(　　) 選項 實驗方案 觀察要點 A 等濃度的醋酸與氫氧化鈉溶液反應 恰好反應時的體積比 B 醋酸溶液中加入醋酸鈉固體 溶液pH的變化 C 等體積等濃度的鹽酸和醋酸分別和等量鎂條反應 產生H2的起始速率 D 將pH=4的醋酸稀釋成pH=6的溶液 加H2O的量 　　專題2　離子共存問題 【例2】在水溶液中能大量共存的一組離子是(　　) A.Na+、Ba2+、Cl-、NO3- B.Pb2+、Hg2+、S2-、SO42- C.NH4+、H+、S2O32-、PO43- D.Ca2+、Al3+、Br-、CO32- 【當堂檢測2】在水溶液中能大量共存的一組離子是(　　) A.Na+、Al3+、Cl-、CO32- B.H+、Na+、Fe2+、MnO4- C.K+、Ca2+、Cl-、NO3- D.K+、NH4+、OH-、SO42- 專題3　溶液pH的計算 【例3】在T℃時,Ba(OH)2的稀溶液中c(H+)=10-amolL-1,c(OH-)=10-bmolL-1,已知a+b=12。向該溶液中逐滴加入pH=4的鹽酸,測得混合溶液的部分pH如表所示: 序號 氫氧化鋇溶液的體積/mL 鹽酸的體積/mL 溶液的pH ① 22.00 0.00 8 ② 22.00 18.00 c ③ 22.00 22.00 d 　　假設溶液混合前后的體積變化可忽略不計,則下列說法不正確的是(　　) A.a=8 B.b=4 C.c=9 D.d=6 【當堂檢測3】25℃時,KW=1.010-14;100℃時,KW=1.010-12,下列說法正確的是(　　) A.100℃時,pH=12的NaOH溶液和pH=2的H2SO4恰好中和,所得溶液的pH=7 B.25℃時,0.2molL-1Ba(OH)2溶液和0.2molL-1HCl等體積混合,所得溶液的pH=7 C.25℃時,0.2molL-1NaOH溶液與0.2molL-1CH3COOH恰好中和,所得溶液的pH=7 D.25℃時,pH=12的氨水和pH=2的H2SO4等體積混合,所得溶液的pH>7 專題4　溶液中離子濃度大小的比較 【例4】醋酸鋇[(CH3COO)2BaH2O]是一種媒染劑,下列有關0.1molL-1醋酸鋇溶液中粒子濃度大小的比較,其中錯誤的是(　　) A.c(Ba2+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) B.c(H+)+2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(OH-) C.c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH) D.2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH) 【當堂檢測4】標準狀況下將2.24LCO2緩慢通入100mL1.5molL-1的NaOH溶液中(溶液體積變化忽略不計),充分反應后,下列關系正確的是(　　) A.c(CO32-)>c(HCO3-) B.c(CO32-)+c(HCO3-)=1molL-1 C.c(H+)>c(OH-) D.c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-) 專題5　鹽類水解利用中應注意的問題 【例5】已知NaHSO3溶液和Na2CO3溶液混合加熱煮沸能產生CO2氣體。下列說法中正確的是(　　) A.NaHSO3溶液因水解而呈堿性 B.兩溶液混合后產生CO2的原因是二者發(fā)生相互促進的水解反應 C.向NaHSO3溶液中加入三氯化鐵溶液既有沉淀生成,又有氣體生成 D.0.1molL-1NaHSO3溶液中:c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-)-c(H+)=0.1molL-1 【當堂檢測5】25℃時0.1molL-1的醋酸溶液的pH約為3,當向其中加入醋酸鈉晶體,等晶體溶解后發(fā)現(xiàn)溶液的pH增大。對上述現(xiàn)象有兩種不同的解釋:甲同學認為醋酸鈉水解呈堿性,c(OH-)增大了,因而溶液的pH增大;乙同學認為醋酸鈉溶于水電離出大量醋酸根離子,抑制了醋酸的電離,使c(H+)減小,因此溶液的pH增大。 (1)上述兩種解釋中　　(填“甲”或“乙”)正確。 (2)為了驗證上述哪種解釋正確,繼續(xù)做如下實驗:向0.1molL-1的醋酸溶液中加入少量下列物質中的　　(填字母),然后測定溶液的pH。 A.固體CH3COOK B.固體CH3COONH4 C.氣體NH3 D.固體NaHCO3 (3)若　　(填“甲”或“乙”)的解釋正確,溶液的pH應　　(填“增大”“減小”或“不變”)。(已知25℃時,CH3COONH4溶液呈中性) 隨堂檢測 1.下列溶液一定呈中性的是(　　) A.pH=7的溶液 B.c(H+)=c(OH-)=10-6molL-1的溶液 C.使酚酞呈無色的溶液 D.由強酸與強堿等物質的量反應得到的溶液 2.室溫下下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是(　　) A.pH=1的溶液中:Fe2+、NO3-、SO42-、Na+ B.由水電離出的c(H+)=110-14molL-1的溶液中:Ca2+、Cl-、HCO3-、K+ C.c(H+)c(OH-)=11012的溶液中:NH4+、Cl-、NO3-、Al3+ D.c(Fe3+)=0.1molL-1的溶液中:K+、ClO-、SO42-、SCN- 3.對于室溫下pH=3的乙酸溶液,下列說法正確的是(　　) A.c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) B.加水稀釋到原體積的10倍后溶液的pH變?yōu)? C.加入少量乙酸鈉固體,溶液pH減小 D.與等體積pH=11的NaOH溶液混合后所得溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-) 4.現(xiàn)有室溫下的四種溶液,有關敘述不正確的是(　　) 編號 ① ② ③ ④ pH 11 11 3 3 溶液 氨水 氧氧化鈉溶液 醋酸溶液 鹽酸 　　A.相同體積的③④溶液分別與NaOH完全反應,消耗NaOH的物質的量:③>④ B.分別加水稀釋10倍,四種溶液的pH:①>②>④>③ C.①④兩溶液等體積混合,所得溶液中:c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+) D.VaL④溶液與VbL②溶液混合[近似認為混合溶液體積=(Va+Vb)L],若混合后溶液的pH=4,則Va∶Vb=11∶9 5.下列說法正確的是(　　) A.已知0.1molL-1的醋酸溶液中存在電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,加少量燒堿溶液可使溶液中c(H+)c(CH3COOH)值增大。 B.25℃時,向水中加入少量固體CH3COONa,水的電離平衡:H2OH++OH-逆向移動,c(H+)降低 C.取c(H+)=0.01molL-1的鹽酸和醋酸各100mL,分別稀釋2倍后,再分別加入0.03g鋅粉,在相同條件下充分反應,醋酸與鋅反應的速率大 D.向硝酸鈉溶液中滴加稀鹽酸得到的pH=5的混合溶液中:c(Na+)c(Na+)+c(H+) B.由水電離出的c(OH-)=1.010-12molL-1 C.與等體積pH=2的醋酸混合后所得溶液顯堿性 D.與等體積0.01molL-1氯化銨溶液混合后所得溶液中:c(Na+)=c(NH4+) 7.向20mL0.5molL-1的醋酸溶液中逐滴加入等物質的量濃度的燒堿溶液,測定混合溶液的溫度變化如圖所示。下列關于混合溶液的相關說法錯誤的是(　　) A.醋酸的電離常數:b點>a點 B.由水電離出的c(OH-):b點>c點 C.從a點到b點,混合溶液中可能存在:c(CH3COO-)=c(Na+) D.b點到c點,混合溶液中一直存在:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) 8.(1)已知Ksp(BaSO4)≈110-10,Ksp(BaCO3)≈510-9,則向BaSO4懸濁液中逐漸加入Na2CO3固體至c(CO32-)=　　　　molL-1時,BaSO4開始向BaCO3沉淀轉化。 (2)若25℃時某一元酸HA的電離平衡常數Ka=110-8,相同物質的量濃度的HA和NaA兩溶液等體積混合后,溶液顯　　　　性(填“酸”“堿”或“中”)。 9.現(xiàn)有濃度均為0.1molL-1的下列溶液:①硫酸、②醋酸、③氫氧化鈉、④氯化銨、⑤醋酸銨、⑥硫酸氫銨、⑦氨水,請回答下列問題: (1)①②③④四種溶液中由水電離出的H+濃度由大到小的順序是(填序號)　　　　。 (2)④⑤⑥⑦四種溶液中NH4+濃度由大到小的順序是(填序號)　　　　。 (3)將③和④按體積比1∶2混合后,混合液中各離子濃度由大到小的順序是　　　　。 (4)已知t℃時,KW=110-13,則t℃(填“>”“<”或“=”)　　　　25℃。在t℃時將pH=11的NaOH溶液aL與pH=1的H2SO4溶液bL混合(忽略混合后溶液體積的變化),若所得混合溶液的pH=2,則a∶b=　　　　。 10.(1)在2mL0.1molL-1的NaCl溶液中,加入2mL0.1molL-1的AgNO3溶液,可觀察到　　　　,此反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　。 將此混合液過濾,濾渣加入2mL0.1molL-1的KI溶液,攪拌,可觀察到　　　　,反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　。 (2)對于Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq),其Ksp的表達式為　　　　　　　　　　　　　　。 (3)下列說法不正確的是　　　　。 A.用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀比用水洗滌損耗AgCl小 B.物質的溶解度隨溫度的升高而增加,故物質的溶解都是吸熱的 C.對于Al(OH)3(s)Al(OH)3(aq)Al3++3OH-,前者為溶解平衡,后者為電離平衡 D.除去溶液中的Mg2+,用OH-沉淀Mg2+比用CO32-效果好,說明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大 E.沉淀反應中常加過量的沉淀劑,其目的是使沉淀完全 參考答案 學習過程 專題1 【例1】解析:醋酸是弱電解質,故稀釋10倍后溶液的pH介于a至a+1之間,A項錯誤;加入醋酸鈉后,醋酸鈉電離出的醋酸根對醋酸的電離產生抑制作用,從而使氫離子濃度降低,可能使溶液pH達到(a+1),B項正確;溶液中加入等體積0.2molL-1鹽酸會使pH變小,C項錯誤;提高溶液的溫度,增大醋酸的電離程度,溶液pH變小,D項錯誤。 答案:B 【當堂檢測1】解析:本題考查弱電解質。難度中等。 無論醋酸是強電解質還是弱電解質,等濃度的醋酸與氫氧化鈉溶液恰好反應所消耗二者的體積始終相同,所以A說法符合題意,其他選項均能說明醋酸是弱電解質。 答案:A 專題2 【例2】解析:Na+、Ba2+、Cl-、NO3-離子間不能發(fā)生反應,在同一溶液中可以大量共存,A項正確;Pb2+與SO42-可生成PbSO4沉淀,Pb2+、Hg2+可與S2-形成沉淀,B項錯誤;H+與S2O32-在溶液中發(fā)生反應,生成S與SO2,C項錯誤;Ca2+可與CO32-形成CaCO3沉淀,此外Al3+與CO32-可發(fā)生雙水解反應而不能共存,D項錯誤。答案為A。 答案:A 【當堂檢測2】解析:Al3+與CO32-可發(fā)生雙水解反應而不能共存,A錯誤; Fe2+、H+、MnO4-因發(fā)生氧化還原反應不能共存,B錯誤;NH4+與OH—因生成弱電解質一水合氨而不能共存;D錯誤,答案為C。 答案:C 專題3 【例3】解析:本題考查了pH的綜合計算和從表中獲取關鍵信息的能力。Ba(OH)2溶液的pH=8,即a=8,再根據a+b=12,則b=4,c(OH-)=10-4molL-1。Ba(OH)2溶液中OH-的濃度與鹽酸中H+的濃度相等,當加入22.00mL鹽酸時恰好中和,該溫度下KW=10-12,當恰好完全中和時,溶液的pH=6,即d=6;當加入18.00mL鹽酸時,氫氧化鋇過量,c(OH-)=(10-422.00-10-418.00)(22.00+18.00)=10-5molL-1,所以此時c(H+)=10-7molL-1,pH=7。 答案:C 【當堂檢測3】解析:100℃時,兩溶液恰好中和時,所得中性溶液的pH=6,A不正確;氫氧化鋇是二元強堿,B中氫氧化鋇過量,溶液顯堿性,B不正確;醋酸是弱酸,C中兩物質恰好反應完全,但生成的醋酸鈉水解,溶液顯堿性,C不正確;氨水是弱堿,D中氨水過量,溶液顯堿性,D正確。 答案:D 專題4 【例4】解析:因CH3COO-水解,故溶液中c(Ba2+)c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。 答案:C 5.解析:A選項可利用平衡常數表達式的變形式來推斷,c(H+)c(CH3COOH)=Kc(CH3COO-),加入少量氫氧化鈉溶液之后,c(CH3COO-)增大,但平衡常數K不變,故c(H+)c(CH3COOH)值減小,錯誤。加入CH3COONa這種強堿弱酸鹽,將促進水的電離,水的電離平衡正向移動,故B選項錯誤。硝酸鈉溶液中Na+、NO3-在滴加鹽酸過程中始終以離子狀態(tài)存在,不發(fā)生變化,故c(Na+)=c(NO3-),D選項錯誤。起始時c(H+)相同的鹽酸和醋酸,經稀釋后醋酸中c(H+)相對較大,且在反應過程中未電離的醋酸分子還會持續(xù)電離出H+,故醋酸與鋅的反應速率較大,C選項正確。 答案:C 6.解析:本題考查水溶液中離子平衡。難度中等。 根據電荷守恒可得:c(OH-)=c(Na+)+c(H+),A錯;溶液中由水電離出的c(H+)=c(OH-)=1.010-12molL-1,B正確;與等體積pH=2的醋酸混合后由于醋酸過量,所得溶液顯酸性,C錯;與等體積0.01molL-1氯化銨溶液混合后,NaOH與氯化銨恰好安全反應,所得溶液中一水合氨發(fā)生電離,顯堿性,D錯。 答案:B 7.解析:A選項,電離常數作為化學常數的一種,只受溫度影響,而且電離過程是吸熱的,故溫度升高,電離常數增大,A正確。由題意可知b點時,恰好生成CH3COONa溶液,則c點時NaOH溶液過量,CH3COONa這種強堿弱酸鹽能促進水的電離,過量的NaOH會抑制水的電離,即b點水的電離程度大于c點,故B正確。C選項,在a點時,溶液為CH3COOH和CH3COONa的混合液,溶液顯酸性,b點為CH3COONa溶液,溶液顯堿性,因此中間一定經歷中性的點,在中性點根據電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),且溶液呈中性c(H+)=c(OH-),可分析出C選項正確。D選項可利用極端法思考,根據c點加入物質的量的關系,可判斷出n(CH3COONa)=n(NaOH)。若假設CH3COONa不水解也不電離,則c(Na+)>c(CH3COO-)=c(OH-)>c(H+),但由于CH3COO-水解和水電離,在c點時溶液中離子濃度應該為c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),故D錯誤。 答案:D 8.解析:(1)溶液中c(Ba2+)=110-10=10-5(molL-1), 所以c(CO32-)=Ksp(BaCO3)c(Ba2+)=510-910-5=510-4(molL-1)。 (2)HA為弱酸,HA的電離平衡常數Ka=110-8,A-在溶液中的水解方程式為A-+H2OHA+OH-,其水解常數為Kh=c(OH-)c(A-)=c(OH-)c(H+)c(A-)c(H+)=KWKa=10-1410-8=10-6>10-8,故水解大于電離程度,相同物質的量濃度的HA與NaA等體積混合,濃度相等,故溶液呈堿性。 答案:(1)510-4 (2)堿 9.解析:(1)酸或堿抑制水的電離,酸中c(H+)、堿中c(OH-)越大,水電離程度越小,所以②>③>①。鹽水解促進水的電離,則④>②>③>①。 (2)⑦中NH3H2O部分電離,c(NH4+)最小;⑤中CH3COO-和NH4+相互促進水解;⑥中NH4HSO4NH4++H++SO42-,H+抑制NH4+的水解;所以c(NH4+)由大到小的順序是:⑥>④>⑤>⑦。 (3)NaOH溶液與NH4Cl溶液按體積比1∶2混合,反應后得到同濃度的NH3H2O、NH4Cl和NaCl溶液的混合物。溶液中NH3H2ONH4++OH-,NH4++H2ONH3H2O+H+,因電離大于水解,溶液顯堿性,離子濃度c(Cl-)>c(NH4+)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)。 (4)t℃時,KW>110-14,則t℃>25℃。混合后溶液pH=2,溶液顯酸性,則10-1b-10-2aa+b=10-2,得a∶b=9∶2。 答案:(1)④②③① (2)⑥>④>⑤>⑦ (3)c(Cl-)>c(NH4+)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+) (4)>　9∶2 10.解析:(1)發(fā)生的反應為NaCl+AgNO3NaNO3+AgCl↓,現(xiàn)象是有白色沉淀析出;加入KI溶液,發(fā)生反應AgCl+KIAgI+KCl,現(xiàn)象是白色沉淀變?yōu)辄S色沉淀。 (2)Ksp=c2(Ag+)c(S2-)。 (3)鹽酸中的Cl-使AgCl的溶解平衡逆向移動,故AgCl在水中的溶解度比在鹽酸中大,A正確;NaOH固體溶解是放熱的,硫酸溶于水也是放熱的,B錯誤;Al(OH)3(s)Al(OH)3(aq)是溶解平衡,Al(OH)3(aq)Al3++3OH-是電離平衡,C正確;沉淀效果好說明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小,D錯誤;沉淀劑越多,使離子沉淀越完全,E正確。 答案:(1)產生白色沉淀　Ag++Cl-AgCl↓　白色沉淀變?yōu)辄S色沉淀　AgCl+I-AgI+Cl- (2)Ksp=c2(Ag+)c(S2-) (3)BD