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1、*水溶液中的离子平衡归纳总结提高 规律的理解和运用:一、强、弱电解质与结构的关系强电解质:水溶液中完全电离,绝大多数为离子化合物和强极性共价化合物,如,强酸、强碱、绝大多数盐;如果不在熔融状态下,在水溶液中导电性不一定强,因为可能是稀溶液或难溶强电解质。弱电解质:水溶液中不完全电离,绝大多数为含极性键的共价化合物,如,弱酸、弱碱、水。不要把溶解平衡当成电离平衡;弱电解质在很稀时电离程度也很大;导电性不一定比强电解质差。二、弱电解质的电离平衡1、在一定条件下(主要是温度,因为在水溶液中压强不怎么影响平衡),当电解质分子电离成离子(离子化)的速率与和离子重新结合生成分子(分子化)的速率相等时,电离
2、过程就达到了平衡状态。2、电离平衡的特征“动”动态平衡; “等”V分子化=V离子化; “定”弱电解质的电离程度保持一定,溶液中各种粒子的浓度保持一定; “变”外界条件发生变化,电离平衡也要发生移动。3影响电离平衡的因素对弱电解质溶液的稀释过程中,弱电解质的电离程度增大,溶液中离子数目增多,溶液中离子浓度变小。这里有相反的两个过程, n(B)随着稀释稍稍增大一点,V(aq)却随着稀释显著增大;分母增大的倍数大,所以C(B)还是减小。电离均为吸热过程,升高温度,电离程度增大,离了数目增多,离子浓度增大。K也增大。三、水的电离和溶液的PH1、水的离子积Kw只与温度有关,25时:Kw= c(H)c(O
3、H)=11071107=11014。2、影响水的电离的因素加入酸或碱,抑制水的电离,Kw不变;加入某些能水解盐,促进水的电离,Kw不变;加入金属钠也促进水的电离。升高温度,促进水的电离,水的离子积增大,有些资料认为:在100时,KW=11012。3、溶液的酸碱性分析:中性 c(H)=c(OH),酸性 c(H)c(OH),碱性 c(H)c(OH)。4、溶液的pH化学上常用c(H)的负常用对数表示溶液酸碱性的强弱:pH=lgc(H)范围在014四、盐类的水解1.离子浓度大小问题: 在CH3COONa溶液中存在着下列电离及水解过程:粗略认为弱酸、弱碱电离1%,水解1. CH3COONa = CH3C
4、OO- + Na+ H2O H+ + OH- CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-离子浓度大小顺序是:c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)。如果只有四种离子排序口诀:阳阴阴阳或阴阳阳阴。2.物料守恒(质量守恒)问题: CH3COONa的浓度为 0.1mol/L ,达到水解平衡后c(CH3COO-)+c(CH3COOH) C(Na+)= 0.1mol/L3. 电荷守恒。溶液是呈电中性的,因此溶液中的负电荷总浓度和正电荷总浓度应该相等,这就是溶液中的电荷守恒。 CH3COONa溶液有:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) 遇到二价离子2,
5、三价离子3.4.质子守恒:用电荷守恒物料守恒质子守恒。 C(H+)=C(OH-)-C(CH3COOH)五、影响水解的因素(条件)1.水解反应的特点:(1).水解反应是可逆反应(其逆反应是有弱酸或弱碱参加的中和反应),因此存在着水解平衡。 例如CH3COONa水解的化学方程式为: CH3COONa+H2O CH3COOH+NaOH由此可知CH3COONa水解反应的逆反应是CH3COOH和NaOH的中和反应,由于中和反应进行程度是比较高的,因此水解反应进行的程度是很微弱的,双水解比单一水解程度大些,只要双水解产物中有沉淀,则水解进行完全,写等号,不可逆。 (2).水解反应是吸热反应。因为中和反应是
6、放热反应,所以水解反应是吸热的。2.促进盐类水解的方法:以CH3COO-+H2O CH3COOH+OH- 为例(1).加热:加热可使平衡向吸热反应方向移动,因此加热能促进水解反应的发生。(2).加酸:加酸或酸性物质能中和水解产生的OH-,使OH-浓度减小,平衡正向移动。(3).加入能消耗OH-的盐:如加入含有NH4+、Al3+、Fe3+等能结合OH-的盐也能促进水解反应的发生(实际上除NH4+外,其它就是协同双水解反应)。(4).加水稀释:加水使溶液体积增大,平衡向微粒数增多的方向移动即正向移动(水溶液中的化学平衡不考虑水分子)。但是水解产生的酸性或碱性还是减弱。3.抑制盐类水解的方法:以NH
7、4+H2O NH3H2O+H+ 为例(1).降温:降低温度可使平衡向放热反应方向移动,因此降温能抑制水反应。(2).加酸:加酸或酸性物质,使溶液中H浓度增大,平衡逆向移动。六一般规律:1.强酸溶液每稀释10倍,溶液的PH值增大1个单位,强碱溶液每稀释10倍,溶液的PH值减小1个单位。2.弱酸溶液每稀释10倍,溶液的PH值增大不到1个单位,弱碱溶液每稀释10倍,溶液的PH值减小不到1个单位。3.使酸溶液PH值增大1个单位,强酸溶液只需要稀释10倍,弱酸溶液必须稀释10倍以上。4.使碱溶液PH值减小1个单位,强碱溶液只需要稀释10倍,弱碱溶液必须稀释10倍以上。5.酸越强对应离子的水解程度就越弱;
8、酸越弱对应离子的水解程度就越强。6.碱越强对应离子的水解程度就越弱;碱越弱对应离子的水解程度就越强。7.浓度相同时,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度。8.相同条件下氨水的电离度和醋酸的电离程度相等,氨水和醋酸是强弱相当的弱碱和弱酸,因此浓度相同时NH3H2O的电离程度大于NH4+的水解程度。醋酸铵溶液呈中性。9.若醋酸或氨水的浓度大于对应离子的浓度,他们的电离更大于水解。10.若是比醋酸和氨水较强的酸和碱,在浓度相同时,电解质的电离程度比对应离子的水解程度更大。七难溶电解质溶解平衡1、概念:在一定条件下(就是一定温度下),难溶电解质电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉
9、淀的速率,溶液中各离子的浓度保持不变的状态。(也叫沉淀溶解平衡)2、表达式:如: AgCl (s) Cl(aq)Ag(aq)3、特征:饱、等、动、定、变4、影响溶解平衡的因素:(1)内因:电解质本身的性质、绝对不溶的电解质是没有的。、同是难溶电解质,溶解度差别也很大。(从难溶电解质可以生成更难溶的电解质)、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。(2)外因:浓度:加水,平衡向溶解方向移动。加入能减少某一离子浓度的物质,平衡右移,直至溶解。如AgCl (s) Cl(aq)Ag(aq)中滴加氨水,可以生成Ag(NH3)2+,降低Ag(aq)浓度,沉淀溶解。生成银氨溶液。温度:升温,多数平
10、衡向溶解方向移动。反常的有Ca(OH)2,随温度升高,溶解度减小。5、溶度积(平衡常数)Ksp对于沉淀溶解平衡:(平衡时) MmAn (s) mMn(aq) nAm(aq) Ksp c (Mn) mc(Am )n在一定温度下,Ksp 是一个常数,称为溶度积常数,不随离子浓度的改变而改变;只随温度改变而改变。简称溶度积。若任意时刻有:Qc叫离子积。Qc c (Mn) mc(Am )n则有:Qc Ksp 过饱和,析出沉淀,降低浓度,趋向平衡。Qc Ksp 饱和,平衡状态。仍然是动态平衡。Qc B. C. = D. = 【分析解答】:溶于水,溶质都是NaOH,且物质的量都为0.02moL,且二者与水
11、反应时消耗的水的物质的量相同。故反应后溶液体积相同,故=;中CO32-水解,溶液中出现了OH-、HCO3-,故溶液中阴离子浓度稍大于;故C正确。例2、常温下,将0.1 molL-1氢氧化钠溶液与0.06 molL-1硫酸溶液等体积混合,该混合溶液的pH等于A1.7 B2.0 C12.0 D12.4【规范解答】:设两溶液的体积均为1L,OH离子的物质的量为0.1 molL-11L=0.1 mol,因H+离子的浓度是硫酸浓度的2倍,即0.06 molL-12=0.12molL-1,故H+离子的物质的量为0.12 molL-11L=0.12mol,H+离子的物质的量大于OH离子的物质的量,混合后,溶
12、液呈酸性;混合反应后剩余H+离子的物质的量浓度为(0.12mol0.1 mol)(1L+1L)=0.01molL-1,溶液的pH=lg(H+)=2。例3、下列液体均处于25,有关叙述正确的是A某物质的溶液pH c(CH3COO)【规范解答】:某些强酸的酸式盐pH7,如NaHSO4,故A项错误;pH=4.5,c(H+)=10-4.5 molL-1,pH=6.5,其c(H+)=10-6.5 molL-1,故B项正确;同浓度的CaCl2溶液的c(Cl-)是NaCl溶液的c(Cl-)的两倍,它们对AgCl沉淀溶解平衡的抑制程度不同,故C项错误;混合溶液显酸性,则c(H+)c(OH-),根据电荷守恒,c
13、(CH3COO-)c(Na+),故D项错误。例4、相同体积、相同pH的某一元强酸溶液和某一元中强酸溶液分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是【规范解答】:相同体积、相同pH的一元强酸和中强酸,中强酸的物质的量浓度大于强酸的物质的量浓度,故与足量的锌粒反应中强酸产生的氢气多;初始时二者的C(H+)相同,反应一旦开始,中强酸还会电离出新的C(H+),即随后中强酸电离出的C(H+)大于强酸,故中强酸与锌粒的反应速率大于强酸的。结合题中图像C选项正确。例5. 难溶电解质Mg (OH)2的Ksp = 1.210-11 mol3L-3。在c(Mg2+)= 0.12
14、molL-1的溶液中,要生成Mg (OH)2沉淀,溶液pH至少应控制在多少?【规范解答】:c(OH) =()1/2 = (1.210-11/0.12)1/2 = 1.010-5molL-1 c(H+) = 1.010-14/1.010-5 = 1.010-9 (molL-1) 故pH=9 即溶液的pH至少应控制在9以上。例6. 在氯化银饱和溶液中,尚有氯化银固体存在,当分别向溶液中加入下列物质时,将有何种变化?加入物质平衡移动方向AgCl溶解度溶液中C(Ag+)溶液中C(Cl)发生变化的原因0.1molL1HCl0.1molL1AgNO3KNO3(s)0.1molL1NH3H2OH2O【规范解
15、答】:AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)加入物质平衡移动方向AgCl溶解度溶液中C(Ag+)溶液中C(Cl)发生变化的原因0.1molL1HCl向左减小减小增大同离子效应0.1molL1AgNO3向左减小增大减小同离子效应KNO3(s)向右增大增大增大盐效应0.1molL1NH3H2O向右增大减小增大形成配合物H2O向右不变不变不变稀释作用例7、医院中进行钡餐透视时,用BaSO4做内服造影剂,为什么不用BaCO3做内服造影剂?信息:Ksp(BaSO4)=1.110-10;Ksp(BaCO3)=5.110-9 Ba2+有剧毒;胃酸的酸性很强,pH约为0.91.5;【规范解答】: 由
16、于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5),如果服下BaCO3,胃酸会与CO32-反应生成CO2和水,使CO32-离子浓度降低,使Qc c(HS-) c(OH-) c(S2-) c(H+)C.c(HS-)+ c(S2-)+ c(H2S)= 0.1 molL-1 D.c(K+) c(HS-) c(OH-) c(H2S) c(H+) 7. 在25时将pH11 的NaOH 溶液与pH3 的CH3COOH溶液等体积混合后,下列关系式中正确的是( )Ac (Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH) Bc(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) Cc (Na+) c (CH3COO-)c
17、(OH-)c(H+) Dc (CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-) 11. 在给定的四种溶液中,加入以下各种离子,各离子能在原溶液中大量共存有A. 滴加石蕊试液显红色的溶液:Fe3+、NH4+、Cl-、I-B. pH值为1的溶液:Cu2+、Na+、Mg2+、NO3-C. 水电离出来的c(H+)=1013mol/L的溶液:K+、HCO3-、Br-、Ba2+D. 所含溶质为Na2SO4的溶液:K+、CO32-、NO3-、Al3+12. 某溶液中只含有Na+、H+、OH-、A-四种离子,下列说法正确的是( ) A. 若溶液中c(A-)c(Na+),则溶液一定呈中性 B. 溶液中不可能存
18、在:c(Na+) c(A-) c(OH-) c(H+) C. 若c(OH-) c(H+),溶液中不可能存在:c(Na+) c(OH-) c(A-) c(H+)D. 若溶质为NaA、HA,则一定存在:c(A-) c(Na+) c(H+) c(OH-)13.要求设计实验证明某种盐的水解是吸热的,有四位学生分别作出如下回答,其中正确的是( )A甲学生:将硝酸铵晶体溶于水,若水温下降,说明硝酸铵水解是吸热的B乙学生:在盐酸中加入相同温度的氨水,若实验过程中混合液温度下降,说明盐类水解是吸热的C丙学生:在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体,若溶液温度下降,说明盐类水解是吸热D丁学生:在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液,
19、加热后若红色加深,说明盐类水解是吸热14. 草酸是二元中强酸,草酸氢钠溶液显酸性。常温下,向10 mL 0.01 molL-1 NaHC2O4溶液中滴加0.01 molL-1 NaOH溶液,随着NaOH溶液体积的增加,溶液中离子浓度关系正确的是( )A.V(NaOH)0时,c(H+)110-2 molL-1B.V(NaOH)10 mL时,不可能存在c(Na+)2c(C2O42-)+c(HC2O4-)C.V(NaOH)10 mL时,c(H+)110-7 mol/LD.V(NaOH)10 mL时,c(Na+)c(C2O42-)c(HC2O4-)15. 下列操作中,能使电离平衡H2OH+OH-,向右
20、移动且溶液呈酸性的是( )A向水中加入NaHSO4溶液 B向水中加入Al2(SO4)3固体C向水中加入Na2CO3溶液 D将水加热到100,使pH616. 下列叙述正确的是( )A. 将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,当溶液pH=7时,c(SO42-)c(NH4+)B. 两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a+1,则c1=10c2C. pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合,滴入石蕊溶液呈红色D. 向0.1 mol/L的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中增大17. 现有常温时pH1的某强酸溶液10mL,下列操作能使溶液的pH变成2的是( )A加入10mL 0.01
21、molL1的NaOH溶液 B加入10mL 的水进行稀释C加水稀释成100mL D加入10mL 0.01molL1的盐酸溶液二、填空(本题包括5个小题,共46分)19.(6分)(1)对于Ag2S(s) 2Ag+(aq)+ S2-(aq),其Ksp=_。(2)下列说法不正确的是_。A. 用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小;B. 物质的溶解度随温度的升高而增加,故物质的溶解都是吸热的;C. 对于Al(OH)3(s) Al(OH)3(aq) Al3+3OH-,前者为溶解平衡,后者为电离平衡;D. 除去溶液中的Mg2+,用OH-沉淀Mg2+比用CO32-效果好,说明Mg(OH)2的溶解度比
22、MgCO3大E. 沉淀反应中常加过量的沉淀剂,其目的是使沉淀完全。20.(8分)用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是:甲:称取一定量的HA配制0.1mol/L的溶液100mL;用pH试纸测出该溶液的pH值,即可证明HA是弱电解质。乙:用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH1的两种酸溶液各100mL;分别取这两种溶液各10mL,加水稀释为100mL;各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。(1)在两个方案的第步中,都要用到的定量仪器是_。(2)甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH_1(选填、=)乙方案中,说明
23、HA是弱电解质的现象是_(多选扣分)。a. 装盐酸溶液的试管放出H2的速率快。b. 装HA溶液的试管放出H2的速率快。c. 两个试管中产生H2的速率一样快。(3)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),作简明扼要表述。_。22.(10分)(1)在粗制CuSO45H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质可采用的是_。A. KMnO4 B. H2O2 C. Cl2 水 D. HNO3 然后再加入适当物质调整至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调整溶液pH可选
24、用下列中的_。A. NaOH B. NH3H2O C. CuO D. Cu(OH)223.(6分)pH12的NaOH溶液100mL,要使它的pH为11。(体积变化忽略不计)(1)如果加入蒸馏水,应加_mL;(2)如果加入pH10的NaOH溶液,应加_mL;(3)如果加0.01mol/L HCl,应加_mL。24(6分)已知难溶于水的盐在水中存在溶解平衡,例如氯化银在水中的溶解平衡为: AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 在一定温度下,水溶液中银离子(Ag+)和氯离子(Cl-)的物质的量浓度的乘积为一常数,可用Ksp表示:Ksp = Ag+Cl- = 18 10-10 mol2L
25、-2 现把氯化银(足量)分别放人:100mL蒸馏水中;100mL 0.1molL-1的盐酸溶液中;1000mL 0.1 molL-l的氯化铝溶液中;100mL0.1 molL-1的氯化镁溶液中。充分搅拌后,相同温度下,银离子浓度由大到小的顺序是(用序号回答) 。在0.1molL-l氯化铝溶液中,银离子的物质的量浓度最大可达到 molL-1。水溶液中的离子平衡单元检测参考答案1. C 2. C 3. A 4. A 5. B 6. A 7. D 8. A 9. A 10. B 11 .B 12. A 13. D 14. D 15. B 16. C 17. C 18. A 19. (1)c(Ag+)2c(S2-) (2)BD20.(1)100mL容量瓶 (2) b (3)配制NaA溶液,测其pH7即证明HA是弱电解质。21. (1)若a7,则HA是强酸;若a7, 则HA是弱酸 (2)否;c(A-)c(Na+)(3)弱 c(Na+) c(A-) c(OH-) c(H+) (4)10-5 10-510-9 10-922. (1)B CD(2)4 3.3 可行23. (1)900 (2)1000 (3)81.824、 610-10