1、高中化学选修4水溶液中的离子平衡讲义高中化学选修4水溶液中的离子平衡讲义第一节弱电解质的电离“微弱”弱电解质的电离平衡的建立：在一定条件下，弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到平衡状态。影响电离平衡的因素：（1）内因：电解质本身性质（2）温度浓度相同离子的影响【例题】在0.1mol/L CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COO+H+，对于该平衡，下列叙述正确的是A温度升高，平衡向逆反应方向移动B加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动C加入少量0.1mol/L HCl溶液，溶液中c(H+)减小D加入少量醋酸钠固体，CH3COOH的电离程度
2、增大电离平衡常数只与温度有关的常数在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积跟溶液中分子浓度的比值是一个常数。酸用Ka表示，碱用Kb表示。以CH3COOHCH3COO+H+为例，Ka=_【例题】（双选）已知在0.1mol/L CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COO+H+，要使溶液中c(H+)/c(CH3COOH)增大，可以采取的措施是A加入少量烧碱溶液 B升高温度C加入少量冰醋酸 D加水多元弱酸的电离常数：多元弱酸分布电离，每步各有电离常数，通常用Ka1、Ka2、Ka3表示。例如H3PO4是三元中强酸Ka1=_ Ka2=_ Ka3=_
3、多元弱酸的酸性以第一步电离为主，K1K2K3电离常数的意义及影响因素（1）意义K越大，弱电解质的电离程度越大，酸性或碱性越强。（2）影响因素不同电解质在相同温度下K值不同只受温度影响（弱电解质的电离过程热效应较小，通常在室温下，可以忽略电离过程热效应对电离常数的影响）【例题】已知下面三个数据：7.2104、4.6104、4.91010分别是三种酸的电离平衡常数，若已知这些酸可发生如下反应：NaCN+HNO2=HCN+NaNO2NaCN+HF=HCN+NaFNaNO2+HF=HNO2+NaF由此可判断下列叙述中不正确的是AHF的电解平衡常数为7.2104BHNO2的电离平衡常数为4.91010C
4、根据和两个反应即可知三种酸的相对强弱DHNO2的电离平衡常数比HCN大，比HF小【变式1】已知25，醋酸溶液中存在如下关系：c(H+)c(CH3COO)/c(CH3COOH)=1.75105（1）当向该溶液中加入一定量盐酸时，上式中的数值是否发生变化？为什么？（2）若醋酸的起始浓度0.01mol/L，平衡时c(H+)是多少？【变式2】在常温下，c mol/L的醋酸溶液中出c(H+)=a mol/L，试用a、c表示该温度下醋酸的电离常数Ka_【变式3】已知室温下，0.1mol/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=4B升高温度，溶液的pH增大C此酸的电离平衡常数约
5、为110-7D由HA电离出的c(H+)约为水电离出c(H+) 的106倍完成下表（以醋酸的电离平衡）条件条件变化平衡移动方向c(H+)n(H+)CH3COOH的电离程度Ka浓度加水稀释加冰醋酸温度升温电解质加NaOH加盐酸加醋酸钠化学反应加Mg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酸 c(H+)pH中和碱的能力开始与Zn反应的速率与足量Zn反应所需时间与足量Zn反应产生H2的量与足量Zn反应过程中的反应速率一元强酸一元弱酸相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较酸c(H+)溶液中物质的量浓度中和碱的能力开始与Zn反应的速率与足量Zn反应产生H2的量与足量Zn反应过程中的反应速
6、率一元强酸一元弱酸弱电解质的判断依据存在电离平衡以一元弱酸HA为例，证明它是弱电解质的方法方法依据（实验设计或现象）测定酸溶液的pH盐溶液的pH对比相同浓度一元强酸溶液的导电性分别与相同浓度一元强酸和金属Mg反应【例题】下列事实能够说明HNO2是弱电解质的是_HNO2溶液红存在HNO2分子用HNO2溶液做导电实验，灯光很暗HNO2溶液不与Na2SO4反应0.1mol/L HNO2溶液中，pH为2.1相同浓度时，HNO2溶液的导电能力比HCl溶液的导电能力弱【课堂练习】1将浓度为0.1mol/L HF溶液加水不断稀释，下列各量始终不断增大的是Ac(H+) BKa(HF) Cc(F)/c(H+)
7、Dc(H+)/c(HF)2甲酸（HCOOH）是一种一元弱酸，下列性质可以证明它是弱电解质的是A常温下，1mol/L 甲酸溶液中的pH为2B甲酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳C1mol/L的甲酸溶液10mL恰好与10mL1mol/L的NaOH溶液完全反应D在相同条件下，甲酸溶液的导电性比盐酸弱3对于弱酸，在一定温度下达到电离平衡时，各微粒的浓度存在一种定量关系若25时下表是几种常见弱酸的电离平衡常数（25）酸电离方程式电离平衡常数KHClO HClOH+ClO-3.010-8CH3COOHCH3COOHCH3COOH-+H+1.7610-5H2CO3H2CO3H+HCO3-HCO3-H+HCO32-
8、K1=4.3110-7K2=5.6110-11H2SH2SH+HS-HS-H+S2-K1=9.110-8K2=1.110-12H3PO4H3PO4H+H2PO4-H2PO4-H+HPO42-HPO42-H+PO43-K1=7.5210-3K2=6.2310-8K3=2.2010-13回答下列各题：（1）K只与温度有关，当温度升高时，K值_（填“增大”、“减小”或“不变”）（2）在温度相同时，各弱酸的K值不同，那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系？_（3）若把CH3COOH、H2CO3、HCO3-、H2S、HS-、H3PO4、H2PO4-、HPO42-都看作是酸，其中酸性最强的是_，最弱的是_
9、（4）多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离平衡常数，对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律是K1：K2：K31：10-5：10-10，产生此规律的原因是：_（5）根据以上碳酸和次氯酸的电离常数，写出下列条件下所发生反应的离子方程式：将少量的氯气通到过量的碳酸钠溶液中_在过量的氯水中滴入少量的碳酸钠溶液_第2节 水的电离和溶液的酸碱性水的离子积Kw：一定温度下，当水的电离达到平衡时，电离产生的H+与OH浓度的乘积是一个常数。Kw=c(H+)c(OH)室温下，Kw=1.01014 100时，Kw=1.01012【知识点需知】Kw是一个只与温度有关的常数Kw不仅适用于纯水，
10、也适用于酸碱盐等溶液Kw=c(H+)c(OH)式中，c(H+)c(OH)均指溶液中的H+与OH浓度；水电离出的c(H+)与c(OH)相等【例题】将纯水加热到较高温度，水的离子积_，pH_，显_性【变式】某温度下，纯水的c(H+)=2107mol/L，则此时c(OH)=_，Kw=_，温度不变，向水中滴加盐酸，使c(H+)=2103mol/L，则c(OH)=_。【变式1】水的电离平衡曲线如图所示，下列说法不正确的是A图中五点KW间的关系：BCA=D=EB若从A点到D点，可采用：保持温度不变, 在水中加入少量的酸C若处在B点时，将pH=2的硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后，溶液显中性D若从A
11、点到C点，可采用：在水中加入适量的NH4NO3固体的变化影响水的电离平衡因素（1）温度_（2）酸、碱 _（3）外加试剂的影响 _【例题】25时，水的电离达到平衡：H2OH+OH下列叙述中正确的是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醋酸钠，平衡逆向移动，c(H+)降低D将水加热，Kw增大，pH不变【变式】25 时，在等体积的pH0的H2SO4溶液，0.05 molL1的Ba(OH)2溶液，pH10的Na2S溶液，pH5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是A1101010109 B155109510
12、8C1201010109 D110104109【变式1】25时，某溶液中，由水电离出的c(H+)=110-12molL-1，则该溶液的c(H+)可能是A110-12molL-1 B110-7molL-1C110-6molL-1 D110-2molL-1【变式2】常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A1 mol/L的NaClO溶液中：Fe2+、K+、I、ClB加入铝片能放出氢气的溶液中：K+、Ba2+、Cl、NH4+C由水电离出c(OH)=11012mol/L的溶液中：NH4+、HCO3、Na+、ClDc(H+)/c(OH)=11014的溶液中：K+、Na+、Cl、SiO32【变式
13、3】常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A使酚酞变红色的溶液中：Na+、Al3+、SO42、ClBKw/c(H+)=11012mol/L的溶液中：NH4+、Ca2+、Cl、NO3C加入铝片能放出氢气的溶液中：Fe2+、K+、NO3、SO42D由水电离出c(H+)=11012mol/L的溶液中：K+、Na+、AlO2、CO32【变式4】pH=2的醋酸；pH=2的盐酸；pH=12的氨水；pH=12的NaOH溶液。相同条件下，有关上述溶液的比较中不正确的是A水电离的c(H+)：=B若将溶液混合后，pH=7，则消耗溶液的体积：C等体积的溶液分别与足量铝粉反应，生成H2的量：最大D向溶液中
14、加水100mL后，溶液的pH：【变式5】KMnO4是一种重要的氧化剂（1）在酸性条件下KMnO4的氧化性会增强。用来酸化KMnO4溶液的最佳试剂是_A硝酸 B盐酸 C硫酸将氧化C2O42的离子方程式补充完整_MnO4 + _C2O42 + _ _Mn2+ +_CO2+_ _（2）某同学为测定KMnO4溶液的浓度，进行如下实验：用配制号的0.04mol/L的Na2C2O4溶液来滴定某KMnO4溶液的浓度。每次量取25.00mL的Na2C2O4溶液，滴定三次分别消耗KMnO4溶液的体积是20.00mL、19.80mL、20.20mL，则KMnO4溶液的浓度为_溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH)的
15、关系溶液是酸性还是碱性，决定的根本因素是c(H+)与c(OH)大小关系_【例题】下列溶液一定显酸性的是A溶液中c(OH)c(H+) B滴加石蕊变红C溶液中c(H+)=106 DpH7的溶液【变式1】已知温度T时水的离子积常数Kw，该温度下，将浓度为a mol/L的一元弱酸HA与b mol/L的一元弱碱BOH等体积混合，可判断该溶液显中性的依据是Aa=b B混合溶液pH=7C溶液中c2(H+)=Kw D混合溶液中，c(H+)+c(B+)=c(OH)+c(A)【变式2】室温时，下列混合溶液一定显酸性的是ApH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合BpH=3的盐酸与pH=11的氢氧化钡等体积混合Cp
16、H=3的醋酸与pH=11的氢氧化钡等体积混合DpH=3的硫酸与pH=11的氨水等体积混合溶液pH的计算单一溶液的pH计算（室温下）强酸与强酸混合后的 pH计算若两种强酸溶液pH之差2，且以等体积混合，pH大的酸可视为纯水， pH混=pH小+lg2=pH小+0.3强碱与强碱混合后的pH计算若两种强碱溶液pH之差2，且以等体积混合，pH小的碱可视为纯水， pH混=pH大lg2=pH大0.3强酸溶液与强碱溶液混合后pH计算碱过量，用c(OH)算酸过量，用c(H+)算强酸（强碱）、强碱（弱碱）加水稀释后的pH计算无限稀释pH只能很接近7；弱酸和弱碱稀释，只能确定范围。【练习】1在常温下，将pH=8的N
17、aOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH大约为_2等体积混合0.1mol/L的盐酸和0.06mol/L的Ba(OH)2溶液后，溶液pH等于_3室温下，将x mL pH=a的NaOH溶液与y mL pH=b的稀盐酸混合。下列关于反应后溶液pH的判断正确的是A若x=y，且a+b=14，则pH7B若10x=y，且a+b=13，则pH=7C若x=10y，且a+b=13，则pH7D若x=10y，且a+b=14，则pH74pH=13的强碱与pH=2的强酸混合，溶液pH=11，则强碱与强酸的体积比为_5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1mL稀释100mL后，pH等于
18、3B向该溶液中加入等体积、pH=13的氢氧化钠溶液恰好完全中和C该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为1012D该溶液中水电离出的c(H+)是pH=3的硝酸中水电离出的c(H+)的100倍6将pH=5的H2SO4溶液稀释1000倍后，溶液中SO42浓度与H+浓度的比值约为_酸碱中和滴定实验定义：利用已知浓度的酸（碱）来测定未知浓度的碱（酸）的浓度的实验原理：借助酸碱指示剂通过溶液的颜色变化判断反应终点，测出酸（碱）溶液的体积，根据c标V标读=c测V已知求出c测中和滴定实验仪器：锥形瓶、滴定管夹、铁架台酸式滴定管（玻璃活塞），只能量取酸性溶液；碱性滴定管（橡胶），只能量取碱性
19、溶液。滴定管的读书必须要精确要_ mL。使用前必须_。上面同容量瓶一定标注有规格和温度，且零刻度在_。除用蒸馏水润洗外，必须用_，以减小误差。指示剂的选取：强酸滴定强碱的中和滴定，滴定终点时，pH变化范围很大，可用酚酞也可以用甲基橙；强酸滴定弱碱，选用_；强碱滴定弱酸，选用_。指示剂甲基橙石蕊酚酞变色范围pH 3.14.4 5.08.0 8.210溶液颜色红、橙、黄红、紫、黄无色、浅红、红滴定过程中的常考点滴定过程中，左手旋转活塞，右边不断振荡锥形瓶，眼睛注视着_滴定达到终点的标志是：_以标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液（酚酞作指示剂）为例，常见的因操作不正确而引起的误差有：（注意是谁滴定谁
20、）步骤操作 c待测洗涤酸式滴定管未用标准液润洗偏高碱式滴定管未用待测液润洗锥形瓶用待测液润洗锥形瓶洗净后还有蒸馏水取液放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失滴定酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失振荡锥形瓶滴出锥形瓶外部分酸液滴出锥形瓶外溶液颜色较浅时滴入酸过快，停止滴定后反加一滴NaOH溶液无变化读数滴定前读数正确，滴定后仰视读数滴定前读数正确，滴定后俯视读数【例题】用已知浓度的盐酸测定未知浓度的NaOH溶液的物质的量浓度，待测液放在锥形瓶中。中和滴定时，下列操作会使测定结果偏低的是A碱式滴定管未用待测碱液润洗B酸式滴定管未用标准液润洗C滴定过程中滴定管内不慎有标准液体飞溅出D
21、滴定前俯视读数，滴定后读数正确【变式】已知：I2+2S2O32=S4O62+2I相关物质的溶度积常数见下表：物质Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.210-202.610-391.710-71.310-12（1）某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl22H2O晶体，加入_，调至pH=4，使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3+)=_。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl22H2O晶体（2）在空气中直接加热CuCl22H2O晶体得不到纯的无水CuCl2，原因是_（用化学方程式表示）。由CuCl22H2O晶体得到
22、纯的无水CuCl2的合理方法是_（3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl22H2O晶体的试样（不含能与I-发生反应的氧化性质杂质）的纯度，过程如下：取0.36g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀用0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL可选用_作滴定指示剂，滴定终点的现象是_CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为_该试样中CuCl22H2O的质量百分数为_第3节 盐类的水解盐类的水解定义：在水溶液中盐电离产生的离子与水电离产生的H+或OH结合生成弱电解质的反应。盐+水酸+碱H0盐类水解离子方程式写法：多
23、元弱酸分布电离，多元弱酸根分别水解，一步只得一个H+多元弱碱一步电离，多元弱碱或一元弱碱，一步水解二者均用可逆符号连接，程度“微弱”盐类的水解常数Kh只与温度有关【例题】常温下，0.10mol/L的NH4Cl溶液pH=5，则求一水合氨的电离常数Kb一、有弱才水解，无弱不水解【例题】有下列盐溶液：KNO3CuSO4K2CO3 FeCl3K2SO4NaClO NH4Cl显酸性的是_，显碱性的是_，显中性的是_盐类的水解的实质：【例题】NH4Cl溶于重水（D2O）后，产生的一水合氨是_，水合氢离子是_【变式1】某物质的化学式为NH5，常温下是固态，能与水剧烈发生反应放出两种气体。NH5中各原子均具有
24、稀有气体的稳定结构。下列对NH5和NH5与水的反应描述正确的是_ ANH5为共价化合物BNH5与重水（D2O）反应，产物是NH3H2O和D2CNH5与水的反应，NH5是还原剂DNH5与NH3溶于水后溶液均显碱性，且溶质成分完全相同【变式2】已知：95时，Kw=1.01012，在该温度下，测得0.1molL1Na2A溶液pH=6，则下列说法正确的是 AH2A在水溶液中的电离方程式为：H2AH+HA，HAH+A2B(NH4)2A溶液中存在离子浓度关系：c(NH4+)c(A2)c(H+)c(OH)C0.0lmolL-l的H2A溶液pH=2D等体积等浓度的盐酸与H2A溶液分别与5.6g Zn反应，H2
25、A溶液产生的H2多2、越弱越水解酸的第一步电离远大于第二步电离，Ka1Ka2，Ka越小，对应的酸根水解能力越强。对于二元弱酸，以H2CO3为例，HCO3是Ka1对应的酸根，CO32是Ka2对应的酸根。【例题】物质的量浓度相同的三种正盐NaX、NaY、NaZ的水溶液，其pH分别为8、9、10，则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是_【变式】下列事实能够说明亚硫酸的酸性强于碳酸的是A饱和亚硫酸溶液的pH小于饱和碳酸溶液的pHB亚硫酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而碳酸不能C同温下，等浓度的亚硫酸氢钠和碳酸氢钠溶液，碳酸氢钠溶液的碱性强D将过量二氧化硫气体通入碳酸氢钠溶液中，逸出的气体能使澄清石灰水变浑浊【变式1】根据HClO的Ka=3.0l08，H2CO3的Ka1= 4.3l07，Ka2=5.6l011，可推测相同状况下，等浓度的NaClO与Na2CO3溶液中，pH前者小于后者，说明理由；Na2CO3与HClO会反应吗？影响盐类水解的因素温度浓度加入酸、碱等电解质以醋酸钠溶液水解平衡，完成下表条件变化c(CH3COO)c(CH3COOH)c(OH) c(H+) pH水解程度升高温度加水加醋酸加醋酸钠加盐酸加NaOH
