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1、第5讲 水溶液中的离子平衡,-2-,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,-3-,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,-4-,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,-5-,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,1.(2017全国)常温下,将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( ) A.Ka2(H2X)的数量级为10-6,C.NaHX溶液中c(H+)c(OH-) D.当混合溶液呈中性时, c(Na+)c(HX-)c(X2-)c(OH-)=c(H+),答案,解析,-6-,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,
2、2.(2017全国)改变0.1 molL-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数(X)随pH的变化如图所示已知,下列叙述错误的是( ) A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-) B.lgK2(H2A)=-4.2 C.pH=2.7时,c(HA-)c(H2A)=c(A2-) D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+),答案,解析,-7-,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,3.(2017全国)在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液
3、中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是 ( ) A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7,答案,解析,-8-,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,4.(2016全国乙)298 K时,在20.0 mL 0.10 molL-1氨水中滴入0.10 molL-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 molL-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( ) A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂 B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL D.N点处的溶液中pH12,答案,解析,-9-,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,5.(2015全国)浓度均为0.10
4、 molL-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随 的变化如图所示。下列叙述错误的是( ),-10-,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,A.MOH的碱性强于ROH的碱性 B.ROH的电离程度:b点大于a点 C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等,答案,解析,-11-,热点一,热点二,热点三,热点四,弱电解质的电离平衡 有关弱电解质电离解题的思维路径,-12-,热点一,热点二,热点三,热点四,问题探究 1.如何判断一元强酸与一元弱酸?,-13-,热点一,热点二,热点三,热点四,2.怎样设计实验证明HA(一种酸)是否为弱电解质? (1)设计的基本思路:
5、判断HA是否为弱电解质(或弱酸)的基本思路有两种:一种是直接根据HA本身或其强碱盐的性质进行相应的实验设计(简称直接设计),二是选择一种已知的强酸进行对照性实验设计(简称对照设计)。 (2)直接设计(以HA溶液为例): 若已知c(HA),测定其pH,若pH-lgc(HA),则HA是弱酸。 向HA溶液中加入该酸对应的钠盐晶体,测定加入晶体后溶液的pH有无变化,若pH变大,则HA为弱酸。 若c(HA)未知,先测量HA溶液的pH(设其为a),然后将该溶液稀释至原体积的100倍,再测定稀释后的pH,若pH7,或加入酚酞溶液后溶液变红,则HA是弱酸。,-14-,热点一,热点二,热点三,热点四,(3)对照
6、设计: 选用相同物质的量浓度的盐酸作参照物质进行对照实验。 a.比较二者导电性强弱,若HA溶液导电能力弱,则HA为弱酸。 b.比较相同条件下与某种较活泼的金属单质的反应情况,若反应过程中产生气体速率HA的较慢,则为弱酸。 选用pH相同的盐酸作参照物。 a.将两种酸稀释至原体积的相同倍数(不低于100倍)后,比较溶液pH的相对大小,若HA的小,则为弱酸。 b.取相同体积的两种酸用碱进行滴定,完全反应时,若HA消耗的碱较多,则为弱酸。 c.比较两种酸与某种较活泼的金属单质的反应情况,若反应过程中产生气体速率HA较快,则为弱酸。,-15-,热点一,热点二,热点三,热点四,d.将等体积的两种酸分别与足
7、量的某种较活泼的金属单质反应,若HA最终生成的气体较多,则HA是弱酸。,-16-,热点一,热点二,热点三,热点四,例125 时,用浓度为0.100 0 molL-1的NaOH溶液滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 molL-1的三种酸HX、HY、HZ的溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( ),-17-,热点一,热点二,热点三,热点四,A.在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:HZHYHX B.根据滴定曲线,可得Ka(HY)10-5 C.用NaOH溶液滴定至三种酸恰好完全反应时,消耗氢氧化钠溶液的体积:HZHYHX,-18-,热点一,热点二,热点三,热点四,分析推理 (1
8、)如何判断HX、HY、HZ三种酸的酸性强弱? 由图像可知,当V(NaOH)=0(即未滴加NaOH溶液)时,等浓度的三种酸溶液的pH大小顺序为HXHYHZ,则酸性强弱顺序为HXHYHZ,相同条件下三种酸溶液的导电能力顺序为HXHYHZ。 (2)根据图中的哪些数据,可以计算Ka(HY)? Ka(HY)只与温度有关,与溶液的酸碱性无关,所以求算Ka(HY)可以在V(NaOH)=0,或10 mL时观察溶液的pH。当V(NaOH)=0时,HY溶液中c(H+)=c(Y-)=10-3 molL-1,c(HY)大约为0.100 0 molL-,-19-,热点一,热点二,热点三,热点四,(3)恰好中和时消耗氢氧
9、化钠溶液的体积与恰好呈中性时消耗氢氧化钠溶液的体积一样吗? 恰好中和是指酸碱恰好完全反应,溶液不一定呈中性,因为三种酸浓度和体积均相等,所以消耗氢氧化钠溶液的体积相等;因为三种酸的酸性强弱顺序为HXHYHZ,所以呈中性时HX、HY还有剩余,而HZ反应完全,所以消耗氢氧化钠溶液的体积肯定不相等。 (4)两种酸混合,如何求c(H+)? 要明确各种酸的Ka是不变的,电荷守恒是不变的。对于弱酸,答案B,-20-,热点一,热点二,热点三,热点四,对点训练1已知磷酸(H3PO4)在水溶液中各种存在形式的物质的量分数随pH的变化曲线如图所示,下列有关说法中正确的是( ),答案,解析,-21-,热点一,热点二
10、,热点三,热点四,水的电离及溶液的酸碱性 有关pH计算解题的思维路径,口诀:酸按酸(H+),碱按碱(OH-),酸碱中和求过量,无限稀释7为限。,-22-,热点一,热点二,热点三,热点四,问题探究 1.影响水的电离平衡的因素有哪些? (1)加入酸或加入碱:不论强弱都能抑制水的电离。 (2)加入强酸强碱盐溶液:如果是正盐,对水的电离无影响,如果是酸式盐(或碱式盐),则相当于加入酸(或碱),可抑制水的电离。 (3)加入强酸弱碱盐溶液或加入强碱弱酸盐溶液:会促进水的电离。 (4)升高或降低温度:由于水的电离是吸热的,故升高温度促进水的电离,降低温度抑制水的电离。 (5)投入金属钠:因消耗水电离产生的H
11、+,促进水的电离。,-23-,热点一,热点二,热点三,热点四,2.怎样计算水电离的c(H+)或c(OH-)(25 )? (1)一定温度下,无论是稀酸、稀碱还是盐溶液,水的离子积KW=c(H+)c(OH-)均不变,水电离出的c(H+)=c(OH-),KW只与温度有关,只有在25 时,KW=110-14。 (2)溶质为酸的溶液。 H+来源于酸电离和水电离,而OH-只来源于水电离。如计算pH=2的盐酸中水电离出的c(H+)=c(OH-)=1.010-12 molL-1。,-24-,热点一,热点二,热点三,热点四,(3)溶质为碱的溶液。 OH-来源于碱电离和水电离,而H+只来源于水电离。如pH=12的
12、NaOH溶液中,水电离出的c(OH-)=c(H+)=1.010-12 molL-1。 (4)水解呈酸性或碱性的盐溶液。 H+和OH-均由水电离产生。如pH=5的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H+)=1.010-5 molL-1;pH=9的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH-)=1.010-5 molL-1。,-25-,热点一,热点二,热点三,热点四,例2pC类似pH,是指极稀溶液中,溶质物质的量浓度的常用负对数值。如某溶液溶质的物质的量浓度为110-3 molL-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(110-3)=3。下列表达正确的是( ) A.中性溶液中,pC(H+)+pC(OH-)=14
13、 B.pC(H+)=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=110-5 molL-1 C.pC(OH-)=a的氨水,稀释至原体积的10倍后,其pC(OH-)=b,则a=b-1 D.pC(OH-)=3的NaOH溶液,稀释至原体积的100倍后,其pC(OH-)=5,-26-,热点一,热点二,热点三,热点四,分析推理(1)影响KW的因素是什么? KW的大小受到温度的影响,温度越高KW越大,如果不是常温,pC(H+)与pC(OH-)之和不等于14。 (2)多元弱酸的电离有什么特点? 多元弱酸是分步电离的,所以H2S溶液中c(H+)c(HS-)。 (3)弱碱的稀释和强碱溶液稀释的比较。 弱碱稀释至原
14、体积的10n倍,pC(OH-)增大值小于n,强碱稀释至原体积的10n倍,pC(OH-)增大值等于n。 答案:D,-27-,热点一,热点二,热点三,热点四,对点训练2 某温度下,向一定体积0.1 molL-1的醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH(pOH=-lgOH-)与pH的变化关系如右图所示,则( ) A.M点所示溶液的导电能力强于Q点 B.N点所示溶液中c(CH3COO-)c(Na+) C.Q点水的电离程度在MN直线上最大 D.Q点消耗NaOH溶液的体积小于醋酸溶液的体积,答案,解析,-28-,热点一,热点二,热点三,热点四,盐类水解及溶液中粒子浓度大小比较 溶液中粒子浓度
15、大小比较解题的思维路径,-29-,热点一,热点二,热点三,热点四,-30-,热点一,热点二,热点三,热点四,-31-,热点一,热点二,热点三,热点四,-32-,热点一,热点二,热点三,热点四,-33-,热点一,热点二,热点三,热点四,(3)对于离子浓度大小比较的题目中,等量关系中出现分子浓度时,如何解题? 等量关系中出现分子浓度时,只有两种情况,一是依据原子守恒解题,二是依据质子守恒解题。对于质子守恒的题目,运用电荷守恒和原子守恒的等量关系,消去金属离子得到质子守恒的等量关系比较好理解。如C项,0.2 molL-1的CH3COOH溶液与0.1 molL-1的NaOH溶液等体积混合后,得到等浓度
16、的CH3COOH和CH3COONa混合液,所以有2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-) c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),将2-,得到c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+)。,-34-,热点一,热点二,热点三,热点四,(4)对于酸式盐,如何判断水解和电离的关系? 25 时,若pH7,则酸式盐的水解大于电离。对于D项,由于电离大于水解,所以,答案C,-35-,热点一,热点二,热点三,热点四,对点训练3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.该溶液可由pH=3的CH3COOH溶液与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+),答案,解析,-36-,热点
