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1、2013高考化学二轮复习精品资料 专题11 水溶液中的离子平衡（教师版）【2013考纲解读】1.了解弱电解质在水溶液中存在电离平衡。2.了解水的电离、离子积常数。3.了解溶液pH的定义，能进行pH的简单计算。4.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。5.了解难溶电解质的溶解平衡。了解溶度积的含义，能用平衡移动原理分析沉淀溶解、生成和转化过程。 水溶液中的离子平衡是化学平衡的延伸和应用，也是高考中考点分布较多的内容之一。其中沉淀溶解平衡是新课标中新增的知识点，题型主要是选择题和填空题，其考查主要内容有：电离平衡。酸、碱混合溶液酸碱性的判断及pH的简单计算。盐对水电离平衡
2、的影响及盐溶液蒸干(或灼烧)后产物的判断。电解质溶液中离子浓度的大小比较。沉淀的溶解平衡及沉淀的转化。从高考命题的变化趋势来看，溶液中离子浓度的大小比较及沉淀的溶解平衡和转化是主流试题。此类题目考查的内容既与盐的水解有关，又与弱电解质的电离平衡有关。题目不仅偏重考查粒子的浓度大小顺序，而且还侧重溶液中的各种守恒(电荷守恒、物料守恒、质子守恒)关系的考查，从而使题目具有一定的综合性、灵活性和技巧性。【知识网络构建】 【重点知识整合】一、电解质1.强、弱电解质与物质分类的关系2.强、弱电解质与化学键的关系一般电解质的键型不同，电离程度就不同，已知典型的离子化合物，如强碱(NaOH、KOH等)、大部
3、分盐类(如NaCl、CaCl2)以及强极性共价化合物(如HCl、H2SO4)，在水分子作用下能够全部电离，我们称这种在水溶液中能够完全电离的物质为强电解质。而含弱极性键的共价化合物如CH3COOH、NH3H2O、H2O等，在水中仅部分电离，为弱电解质。但是，仅从键型来区分强、弱电解质是不全面的，即使强极性共价化合物也有属于弱电解质的情况，如HF。3.弱电解质的判断在中学化学电解质溶液这一知识点的学习中，常常需要根据一些性质对强弱电解质进行有关判断和分析，属于高考的热点。现以弱酸为例进行分析，常见的判断方法有：（1）测定已知物质的量浓度的弱酸的pH。如已知酸HB，物质的量浓度为0.01 molL
4、1，若为强酸，则完全电离，c(H)0.01 molL1，pH2；若为弱酸，则部分电离，c(H)2。（2）取一定体积的酸HB溶液(设取1体积)，测定其pH，稀释至体积扩大100倍，再测定其pH。若pH增大2个单位，则为强酸；若pH增大小于2个单位，则为弱酸。（3）取酸HB对应的钠盐溶液，测定其pH。若pH7，则为强酸；若pH7，则为弱酸。（4）取体积和pH相同的酸HB溶液和盐酸，分别加入足量的锌粒，若HB产生H2的速率大且量多，说明是弱酸。（5）分别取等体积等pH的酸HB和盐酸进行中和滴定，若达到终点时酸HB消耗的同浓度的NaOH溶液体积大，说明HB为弱酸。（6）分别取相同物质的量浓度的酸HB溶
5、液和盐酸，测其导电性，若酸HB溶液的导电能力弱，说明HB为弱酸。（7）分别取相同pH的酸HB溶液和盐酸，向其中加入NaCl晶体和NaB晶体，振荡，待晶体溶解后，盐酸的pH几乎不变，若酸HB溶液的pH增大，说明HB为弱酸。4电离方程式的书写(1)强电解质：完全电离用“”，如：HClHCl ；NaOHNaOH；NaNO3NaNO3-。(2)弱电解质：部分电离用“”，如：CH3COOHCH3COOH，NH3H2ONH2-OH。(3)多元弱酸的电离是分步进行的，以第一步电离为主。如：H2CO3HHCO3-(主要)；HCO3-HCO32- (次要)。(4)多元弱碱用一步电离表示，如：Cu(OH)2Cu2
6、2OH。(5)强酸的酸式盐在水溶液中完全电离，如NaHSO4 =NaHSO42，在熔融状态下的电离为KHSO4=KHSO4。弱酸的酸式盐既有完全电离，又有部分电离，如NaHCO3=NaHCO3，HCO3HCO32。5电离度(1)定义：弱电解质在水中达到电离平衡状态时，已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数(包括已电离和未电离)的百分率，称为电离度。(2)表达式：电离度通常用表示： 100%。(3)意义电离度实质上是平衡转化率的一种。电离度表示弱电解质在水中的电离程度。温度相同、浓度相同时，不同的弱电解质的电离度是不同的，同一种电解质在不同浓度的水溶液中，其电离度也是不同的，溶液越稀，电离度越
7、大。二、酸碱稀释时pH的变化1强酸、强碱的稀释在稀释时，当它们的浓度大于105molL1时，不考虑水的电离；当它们的浓度小于105molL1时，应考虑水的电离。例如：(1)pH=6的HCl溶液稀释100倍，混合液pH7(不能大于7)；(2)pH=8的NaOH溶液稀释100倍，混合液pH7(不能小于7)；(3)pH=3的HCl溶液稀释100倍，混合液pH=5；(4)pH=10的NaOH溶液稀释100倍，混合液pH=8。2弱酸、弱碱的稀释在稀释过程中有浓度的变化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH范围。例如：(1)pH=3的CH3COOH溶液，稀释100倍，稀释后3pH5； (2
8、)pH=10的NH3H2O溶液，稀释100倍，稀释后8pH10； (3)pH=3的酸溶液，稀释100倍，稀释后3pH5； (4)pH=10的碱溶液，稀释100倍，稀释后8pH7，则说明HA为弱酸。(2)配制一定物质的量浓度的HA溶液(如：0.01 mol/L)，测其pH。若pH2，则说明HA为弱酸。变式探究1为证明某可溶性一元酸(HX)是弱酸，某同学设计了如下实验方案，其中不合理的是() A室温下，测0.1 mol/L的HX溶液的pH，若pH1，证明HX是弱酸B室温下，将等浓度等体积的盐酸和NaX溶液混合，若混合溶液pH7，证明HX是弱酸D在相同条件下，对0.1 mol/L的盐酸和0.1 mo
9、l/L的HX溶液进行导电性实验，若HX溶液灯泡较暗，证明HX为弱酸考点二水的电离平衡和pH计算例2、25时，水的电离达到平衡：H2OHOHH0，下列叙述正确的是() 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CH3COONa，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，Kw增大，pH不变例3、室温时，将x mL pHa的稀NaOH溶液与y mL pHb的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断，正确的是 ( )A若xy，且ab14，则pH7B若10xy，且ab13，则pH7C若axby，且ab13，则pH7D若x10y
10、，且ab14，则pH7【名师点拨】水电离平衡的影响因素和溶液的pH计算(1)向水中加入H(酸)、OH(碱)会抑制水的电离，而且H、OH的浓度越大，对水的电离的抑制作用越强；向水中加入能消耗H或OH的物质(如：能水解的盐)，会促进水的电离，而且生成盐的弱酸、弱碱越弱，对水的电离的促进作用越强；由于电离吸热，所以，升温能促进水的电离。但只要温度不变，水溶液(稀溶液)中的c(H)c(OH)就不变，温度升高会使c(H)c(OH)增大。(2)计算溶液的pH时，应注意以下几点：外界条件是否指室温；当酸、碱混合后，首先要判断溶液的酸碱性，然后再计算c(H)或c(OH)，最后求得溶液的pH；要特别注意溶液中的
11、c(H)和由水电离出的H的浓度之差异，否则容易走向误区。即时巩固2下列叙述正确的是 ()A某醋酸溶液的pHa，将此溶液稀释1倍后，溶液的pHb，则abB在滴有酚酞溶液的氨水里，加入NH4Cl至溶液恰好无色，则此时溶液的pHc(NH)c(SO)c(OH)c(H)B0.1 mol/L NaHCO3溶液：c(Na)c(OH)c(HCO)c(H)CNa2CO3溶液：c(OH)c(H)c(HCO)2c(H2CO3)D25时，pH4.75、浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH、CH3COONa混合溶液： c(CH3COO)c(OH)c(OH)c(CH3COO)c(H)D滴定过程中可能出现：c(CH3
12、COOH)c(CH3COO)c(H)c(Na)c(OH)考点四沉淀溶解平衡例5、硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是() A温度一定时，Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小B三个不同温度中，313 K时Ksp(SrSO4)最大C283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液D283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液解析：温度一定，Ksp(SrSO4)不变，A错误；由题中沉淀溶解平衡曲线可看出，313 K时，【知识归纳】 1.沉淀溶解平衡(1)溶度积溶解平衡：AmBn(s) mAn(aq)nBm(aq)表达式：Kspc(An)mc(Bm)
13、n应用QcKsp：溶液过饱和，生成沉淀QcKsp，溶液饱和，沉淀溶解平衡QcKsp：溶液未饱和，无沉淀生成(2)应用计算溶液中离子浓度由溶液中离子浓度判断沉淀的溶解与生成方向沉淀转化的原因及实验现象2沉淀的形成、溶解与转化(1)欲沉淀某种离子时，应尽量选择让该离子形成的沉淀溶解度足够小的试剂，同时尽量增大与该离子形成沉淀的离子浓度，以使该离子沉淀更完全。(2)沉淀可由一些合适的试剂，如酸、盐等溶解。(3)沉淀的转化规律从溶解度小的转化为溶解度更小的。变式探究4某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析
14、，下列判断错误的是 ()AKspFe(OH)3c(H)时，OH对水电离平衡的影响。2在对弱酸或弱碱溶液加水稀释时，并非所有离子浓度都减小，不要忽视KW在一定温度下是定值，当H(或OH)浓度减小时，必然意味着OH(或H)浓度增大。3电解质溶液的导电性与电解质的强弱没有必然的关系，强电解质的稀溶液导电能力未必强。溶液导电性的强弱决定于溶液中离子的浓度及离子所带电荷多少等因素，与电解质的强弱有关的同时也受其他因素的影响，因此不能作为判断电解质强弱的标准。4误认为Ksp越小，物质的溶解能力越弱。只有物质类型相同时(如AB型、AB2型等)，Ksp越小，难溶电解质在水中的溶解能力越弱。若物质类型不同如Mg
15、(OH)2和AgCl，Ksp不能直接用于判断物质溶解能力的强弱。 【难点探究】难点一溶液的酸碱性及pH计算1pH的使用及计算中的几个误区(1)pH7的溶液不一定呈中性。只有在常温下pH7的溶液才呈中性，当在100 时，水的离子积常数为11012，此时pH6的溶液为中性溶液，pH6时为碱性溶液，pH11V(酸)V(碱)Ksp时，生成沉淀；当QcKsp时，沉淀溶解；当QcKsp时，达到平衡。5彻底的“双水解”常见的含下列离子的两种盐混合时，阳离子的水解和阴离子的水解相互促进，会发生较彻底的“双水解”反应。需要特别注意，在书写这些物质的水解方程式时，应用“”，并应将沉淀及气体分别用“”、“”符号标出
16、。Al3Fe3如：3AlOAl36H2O=4Al(OH)3或3Al(OH)4Al3=4Al(OH)3其他如：NH与AlO；SiO与Fe3、Al3等离子混合。此外，有些盐溶液在加热时，水解受到促进，而水解产物之一为可挥发性酸，酸的挥发又促进水解，故加热蒸干这些盐的溶液得不到对应的溶质，而是对应的碱(或对应的金属氧化物)。如：但Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3溶液蒸干时，因水解生成的H2SO4难挥发，故水解反应不能进行彻底，最后所得的固体为溶液中溶质Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3。例2、下列有关实验的说法正确的是()A将氯化铝溶液加热蒸发、烘干可得无水氯化铝固体B测量溶液的导电性可区
17、分出试剂盐酸和醋酸，导电能力强的是盐酸C含有大量Fe3、Al3、NO的溶液呈酸性D除去硫酸铝溶液中混有的硫酸镁，可加入足量烧碱，过滤，向滤液中加入适量硫酸酸化【点评】 本题主要考查了弱电解质的电离和水解的有关知识。利用某些离子的水解，通过调节溶液pH来除去该离子是化学中常用的方法，但本题D项极易忽视又引入新的杂质而造成错选。【变式探究】为了配制NH的浓度与Cl的浓度比为11的溶液，可在NH4Cl溶液中加入适量NH4NO3；适量NaCl；适量氨水；适量NaOH()AB C D【答案】C【解析】 在NH4Cl溶液中存在NHH2O NH3H2OH，使c(NH)c(Cl)Ksp(CaF2)1.51010，此时有少量沉淀产生。【历届高考真题】【2012高考】（2012广东）23对于常温下PH为2的盐酸，传述正确的是 Ac(H+) = c(Cl) + c(OH)B与等体积PH=12的氨水混合后所得溶液显酸性 C由H2O电离出的c(H+) = 1.0 1012 molL1D与等体积0.01 molL1乙酸钠溶液混合后所得溶液中：c(C