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1、水溶液中的离子反应与离子平衡【知识交汇】一、离子共存问题1颜色离子MnO -Fe3+Fe2+Cu2+水溶液颜色4紫红色黄色浅绿色蓝色2酸碱性溶液的酸碱性溶液呈酸性溶液呈碱性溶液既可能呈酸性也可能呈碱性可能的附加条件溶液的pH小于7、加 入甲基橙呈红色、加 入较活泼金属（如Zn） 有氢气生成等溶液的pH大于7、加入酚酞溶液呈红色等溶液中由水电离生成的c（H+）=10-12 molL-13发生氧化还原的离子反应溶液中常见的离子发生氧化还原反应的情况见下表（“J”表示能发生反应，“X”表示不能发生反应，括号内注H存表示酸性条件）:S2-SO 2-I-Fe2+Br-Cl-(H*MnO -V/4CIO-
2、a/NO3-(H+)V/XFe3+XXX二、电离平衡1相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸的比较c(H+)pH中和碱的能力与过盲t Zn的反应情况稀释相同倍数后的pH产生氢气的量开始时的反应速率盐酸大小相等相同快小醋酸小大慢大2.相同pH、相同体积的盐酸与醋酸的比较c(酸)中和碱的能力与过量Zn的反应情况稀释相同倍数后的pH产生氢气的量开始时的反应速率盐酸相等小弱少相等大醋酸大强多小3有关溶液 pH 的简单计算在做关于溶液的 pH 计算的题目时，要抓住“矛盾的主要方面”，溶液显酸性用溶液中 的c(H+)来计算；溶液显碱性先求溶液中的c(OH-)，再求溶液中的c(H+)。口诀：酸按 酸(H+)
3、,碱按碱(OH-),酸碱中和求过量，无限稀释7为限。特别注意区分溶液中的 c(H+)和由水电离的c(H+)之间的差异，否则做题时，容易落入陷阱。4电解质溶液中的守恒规律电荷守恒规律：电解质溶液中，不论存在多少种离子，但溶液总是呈电中性，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，也就是所谓的电荷守恒规律。如 NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO/、83?、OH-,必存在如下关系：c(Na+)+ c(H +)=c(HCO3-)+c(OH-)+ 2c(CO32-)。物料守恒规律：电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但某些关键 性的原子总是守恒的，如K2S溶液中S2-
4、、HS-都能水解，故S元素以S2-、HS-、H2S 三种形式存在，它们之间有如下守恒关系： c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。质子守恒规律：质子守恒是指电解质溶液中粒子电离出氢离子(H+)总数等于粒子接受的 氢离子(H+)总数加游离的氢离子(H+)数。如Na2S水溶液中的质子转移作用可图示如下：(得质子)(基淮态物质)(失质子)h30+-： +h+ h2o -oh由上表可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示为：c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或 c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)。质子守恒的关系式也可以从电荷守恒与物料守恒推
5、导得 到。三、沉淀溶解平衡1易溶物向难溶物转化如向 BaCO3 沉淀中加入 Na2CrO4 溶液，将会发现白色的 BaCO3 固体逐渐转化成黄色 的 BaCrO4 沉淀。为什么产生这现象呢？4可根据溶度积规则分析。当加入少量CrO42-时，c(Ba2+)c(CrO42-)v k，这时不4 4 sp , BaCrO 4生成 BaCrO4 沉淀。 继续加入 CrO42-， 必将有一时刻刚好达到 Q =K ， 即4 4 spc(Ba2+)c(CrO2-)= k4sp , BaCrO。这时，体系中同时存在两种平衡：BaCO3Ba2+ + CO32-k= c(Ba2+)c(C0-) = 2.58x10-
6、9sp ,B a C 3O3BaCrO3Ba2+ + CrO 2-k= c(Ba2+)c(CrO 2-) = 1.6x10-10 4sp , B a C r4 O4一得：BaCO (s) + CrO 2- BaCrO (s)+ CO 23433方程式所表示的就是白色的 BaCO3 转化成黄色的 BaCrO4 的反应。其平衡常数为c(CO 2-)K2.58 X 10 -9K 二3二一sp，BaCO 3 二二 163c(CrO 2-) K1.6 X10-104sp, BaCrO 42难溶物向易溶物转化分析化学中常将难溶的强酸盐(如BaSO4)转化为难溶的弱酸盐(如BaCO3),然后再用酸溶解使正离
7、子(Ba2*)进入溶液。BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀的反应为BaSO4 (s)+CO32- BaCO3 (s) + SO42-c (SO 4- )= Ksp,BaSO4 = l.7 X 10 -10=丄，虽然平衡常数小，转化不彻底，但只要c(CO32-)c(CO 2- )K2.58 X 10 -9243sp, BaCO 3比c( SO42-)大24倍以上，经多次转化，即能将BaSO4转化为BaCO3。思想方法】例 1】常温下的下列情况中，一定能大量共存于同一溶液中的离子组是A. 使pH试纸呈红色的溶液中：I-、Cl-、NO3-、Na+B. 使石蕊呈蓝色的溶液中：NH”+、AP+、NO -
8、、HCO -433C. 由水电离出的c (H+ )=1x10-12 molL-】的溶液中：K+、Cl-、NO3-、Na+D. 无色透明溶液中：K+、Cu2+、Na+、Cl-例 2】下列离子方程式书写不正确的是A. NaOH 溶液与足量的 Ca(HCO3)2 反应：HCO-+ 0H-+Ca?+ = CaCO3!+ H2OB. 等物质的量的 FeBr2和 Cl2 反应：2Fe2+2Br-+2Cl2 = 2Fe3+Br2+4Cl-C. 氨水吸收少量的二氧化硫：2NHH,O+ SO = 2NH+SO2-+ HO322432D. Fe(OH)3 溶于氢碘酸：Fe(OH)3+3HI= Fd+ 3I- +
9、3H2O例 3】下列关系式中正确的是A. 等体积等物质的量浓度的NaCIO(aq)与NaCl(aq冲离子总数大小：N前N后前后B. 0.1 mol L-iNa2S 溶液中：2c(Na+ )=c(S2-)+c(HS-)+ c(H2S)C. 常温下将醋酸钠、盐酸两溶液混合后，溶液呈中性，贝I混合后溶液中：c(Na+ ) c(C) c(CH3COOH)D. 0.1 molL-iNa2CO3溶液与01 molL-iNaHCO3溶液等体积混合 c(CO3-)+ 2c(OH- ) = c(HCO-)+ 3c(H2CO3)+ 2c(H+)【例4】已知：CH.COOHCH.CO6 +H+达到电离平衡时，电离平
10、衡常数用K表示；CHCOO33a3-+ H，OCH3COOH + OH-达到水解平衡时，水解平衡常数可以表示为Kh =2 3hc (CH COOH) c (OH -)3 。c(CH COO - )3对于任意弱电解质来讲，其电离平衡常数K、对应离子的水解常数Kh以及水的离子积h常数K的关系是;由此可以推断，弱电解质的电离程度越w小，其对应离子的水解程度。由于CH3COOH的电离程度很小，计算时可将CH3COOH的平衡浓度看成是CH3COOH溶 液的浓度，则c mol / L的CH3COOH溶液中c(H+)= (不为0)；现用某未知浓度(设为c)的ch3cooh溶液及其他仪器、药品，通过实验测定一
11、定温 度下ch3cooh的电离平衡常数，需测定的数据有(用简要的文字说明)： 实验时的温度； ；用(填一种实验方法)测定溶液浓度 c。若测得25C时CH3COOH的电离平衡常数K= 18X10-5,则该温度下0.18 mol / L的 CH3COONa 溶液的 pH=。【例5】如下图所示：横坐标为溶液的pH，纵坐标为Al3+离子、Aiq离子物质的量浓 度的对数，回答下列问题：从图中数据计算可得AI(OH)3的溶度积。往10 mL200 molL-】AICI3溶液中加入NaOH固体至pH = 3,需NaOHmol。专题演练】1 下列文字表述与反应方程式对应且正确的是A.亚硫酸溶液电离：H2SO3
12、+2H2 2H3O+SO32-BICI 固体溶于水： ICI+H2O=HI+HCIOC. NH Cl 固体溶于重水(DO)： NH + + 2DONHDHO+ D 0+424233酸D. 乙酸乙酯的水解 CH3C00CH2CH3 + H218OCH3C00H +CH3CH2i80H32 3233 22. 下列说法正确的是A. Na2SiO3溶液加热、蒸干、灼烧后所得固体的成分是SiO2B. 配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体溶解在硫酸中，然后再用水稀释到所需的浓度C. 泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸氢钠和硫酸铝D. 为绘制中和滴定曲线，在滴定过程中，每隔相同时间用pH计测定一次锥形瓶中溶液
13、 的 pH3. 某温度下，某一元酸HA溶液的pH为b且有n(A-):n(HA) = 1:99。某一元强碱溶液的pH 为a。若将1体积的此强碱溶液与10体积的HA溶液混合，恰好完全反应。则a与b之 和为A. 18B. 17C. 16D. 154. A、 B、 C、 D 四种可溶的化合物(所含离子各不相同)，分别由阳离子 Na+、 Mg2+、 AI3+、 Ba2+和阴离子OH-、Cl-、SO42-、CO32-两两组合而成。为了确定这四种化合物的成份， 某同学进行了如下实验操作：将四种化合物各取适量配成溶液，分别装入四支试管。取A溶液分别滴入另外三种溶液中，记录实验现象如下：B溶液 滴入溶液 T白色
14、沉淀 再加A溶液 T沉淀不溶解，C溶液- 滴入 -溶液 T白色沉淀- 再加 A溶液 T沉淀不溶解,D溶液 滴入 A溶液 T白色沉淀 再加 A溶液 T沉淀部分溶解。向B溶液中滴入D溶液，无明显实验现象。请回答下列问题：请写出它们的化学式：A； B； C； D。上述的第三次实验，再加入A,沉淀部分溶解的离子方程式为o中若是向C溶液中滴入D溶液，可能出现的实验现象是o5.难溶化合物的饱和溶液存在着溶解平衡，已知Ksp(AgCI)=c(Ag+)c(G)=18灯&10, Ksp(Ag2CrO4)= c(Ag+) 2 c(CrO42-)=1 9x132。一个学生通过实验验证醋酸银(CH3COOAg) 的Kspo实验中用了如下的反应：2Ag+(aq)+Cu(s) 一 2Ag (s)+ Cu2+(aq)。这个学生将已知质量的铜片加入到CCOOAg 饱和溶液中，待充分反应之后，将铜片冲洗干净、干燥、重新称量。写出能表示CH3COOAg沉淀溶解平衡的方程式： o(2)CH3COO
