1、1第 03 章 水溶液中的离子平衡【学习目标】1了解弱电解质和强电解质的概念，掌握影响弱电解质电离的因素。2掌握的水的离子积的应用，学会简单 pH 的计算3掌握酸碱中和滴定实验的基本操作和数据处理4掌握盐类水解的规律，以及离子浓度大小的比较教学重点：离子浓度大小的比较。教学难点：离子浓度大小的比较。【基础知识自查】知识点一：强弱电解质的概念，以及影响弱电解质电离的因素 1强电解质：在水溶液里_的_，包括_、_、_。2弱电解质：在水溶液里_的_，包括_、_、_。3影响弱电解质的电离的因素是内因：_，外因：_、_、_等。 【例题 1】已知 01molL 1 的醋酸溶液中存在的电离平衡 CH3COO
2、H CH3COO H ，要使溶液中3()cHCO值增大，可以采取的措施是（ ）A加入少量烧碱溶液 B降低温度 C加入少量冰醋酸 D加水【例题 2】 一定温度下，将一定量的冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示，下列说法正确的是Aa，b，c 三点溶液的 pH：abcB若用湿润的 pH 试纸测试 c 处溶液的 pH，比实际的 pH 偏小Ca，b，c 三点溶液用 1molL1 的 NaOH 溶液中和，消耗 NaOH 溶液的体积 abc2Da，b，c 点醋酸的电离程度：cba知识点二：电离平衡常数电离平衡常数只受温度的影响，因电离是吸热过程，因此升高温度，K 值_，多元弱酸的各级电离常数的大
3、小关系是_ 3， ，因此其酸性取决于第一步。 【例题 3】弱酸溶液中存在电离平衡。室温下，几种弱酸的电离常数如下：醋酸 Ka1810 -5 草酸 Ka1=5910 -2， Ka2=6410 -5硼酸 Ka=5810 -10 邻-苯二甲酸 Ka1=1110 -3， Ka2=3910 -6（1）25 时，01 mol/L 的上述四种酸溶液，pH 由小到大的顺序是_（用序号表示） 。（2）25 时，01 mol/L 醋酸溶液的 pH=_（lg18=026） 。已知：弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液中已经电离的电解质分子数占原来电解质总分子数的百分数叫电离度。将 01 mol/L醋酸溶液稀释 10
4、 倍，其电离度变为原来的_倍（用代数式表示） 。（3）Na 2C2O4第一步水解反应的平衡常数表达式是_，室温下，向 001 mol/LNa 2C2O4溶液中滴加盐酸至 pH=1 时，溶液中 HC2O4-与 H2C2O4物质的量浓度之比为_。知识点三：水的电离和 pH 的计算1Kw=_，Kw 只与温度有关，升高_，Kw_，Kw 不仅适用于纯水，也适用于_；Kw 揭示了在任何水溶液中均存在 H 和 OH ，只要温度不变，Kw 不变。2影响水电离的因素是温度、加入酸或碱、加入可水解的盐、加入活泼金属等。3pH 的计算类型：1）两种强酸混合：（2）两种强碱混合：（3）强酸强碱混合酸过量： ()()(
5、)=cHvcOvHp AA混 合 +-3碱过量： ()()()=()KwcOHvcvHc cpH AA混 合 +- 混 合(【例题 4】在由水电离出来的 c (H+）=110 13 molL-1溶液中，下列离子可能大量共存的是（ ）ANH 4+、Ba 2+、NO 3-、CO 32- BFe 2+、Na +、SO 42-、MnO 4-CK +、Mg 2+、NO 3-、SO 42- DNa +、Fe 3+、Cl -、AlO 2-【例题 5】 （1）常温下某溶液中由水电离出的离子浓度符合 c(H+)c(OH-)=110-20的溶液，其 pH 为_，此时水的电离受到_。（2）在某温度下，H 2O 的离
6、子积常数为 110-13 ，则该温度下：001molL -1NaOH 溶液的 pH=_；100mL 01molL -1H2SO4溶液与 100mL 04molL -1的 KOH 溶液混合后，pH=_。（3）已知一溶液有 4 种离子：X +、Y -、H +、OH -，下列分析结果肯定错误的是_。Ac(Y -)c(X +)c(H +)c(OH -) Bc(X +)c(Y -)c(OH -)c(H +)Cc(H +)c(Y -)c(X +)c(OH -) Dc(OH -)c(X +)c(H +)c(Y -)（4）在 25下，将 a molL-1的氨水与 001molL -1的盐酸等体积混合，反应时溶
7、液中 c(NH4+)=c(Cl-)。则溶液显_（填“酸” “碱”或“中” ）性；用含 a 的代数式表示 NH3H2O 的电离常数Kb=_。知识点四：酸碱中和滴定实验1实验原理：_。2碱式滴定管只能盛放_；酸式滴定管盛放酸性溶液和具有_的溶液。3滴定管洗涤：自来水蒸馏水_；锥形瓶洗涤：自来水_。4滴定中，眼睛注视_。【例题 6】 （一）实验室中有一瓶含有一定量杂质的烧碱样品，某学生用中和滴定法测定烧碱的纯度，若烧碱中所含杂质与酸不反应，请根据实验回答：4（1）将准确称取的 5g 烧碱样品配成 100 mL 待测液，需要的主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、托盘天平外，还必须用到的仪器有：_、_。（2）
8、取 1000 mL 待测液，选择右图中_（填 A 或 B）来移取。（3）用 05000mol/L 标准盐酸滴定待测烧碱溶液，以酚酞为指示剂。滴定时左手旋转滴定管玻璃活塞，右手不停地摇动锥形瓶，两眼注视_，直到滴定终点。滴定达到终点的标志是：_。（4）根据下列数据，烧碱的纯度为：_标准盐酸体积（mL）滴定次数 待测液体积（mL）滴定前读数 滴定后读数第一次 1000 050 2040第二次 1000 400 2410（5）判断下列操作引起的误差（填偏大、偏小或无影响）滴定前读数正确，滴定终点读数时仰视_装待测液前，锥形瓶内残留少量蒸馏水_（二）氧化还原滴定实验与酸碱中和滴定类似（用已知浓度的氧化
9、剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之） 。测血钙的含量时，进行如下实验：可将 2mL 血液用蒸馏水稀释后，向其中加入足量草酸铵（NH 4） 2C2O4晶体，反应生成 CaC 2O4沉淀，将沉淀用稀硫酸处理得 H2C2O4溶液。将得到的 H2C2O4溶液，再用酸性 KMnO4溶液滴定，氧化产物为 CO2，还原产物为 Mn2+。终点时用去 20mL l0l0 4 mol/L 的 KMnO4溶液。（1）写出用 KMn04滴定 H2C2O4的离子方程式_。（2）滴定时，将 KMnO4溶液装在_（填“酸式”或“碱式” ）滴定管中。（3）误差分析：（填“偏高” 、 “偏低”或“无影响” ）如果滴定管用蒸馏
10、水洗后未用酸性 KMnO4标准液润洗，则测量结果_。滴定前后读数都正确，但滴定前有气泡，而滴定后气泡消失，则测量结果_。（4）计算：血液中含钙离子的浓度为_molL -1。知识点 5：盐类水解以及规律1盐类水解是_。52水解的规律是_、_、_、_（NaHSO4除外）3电离平衡常数、水解平衡常数、水的离子积之间的关系：_。【例题 7】 加热蒸干下列溶液后，能得到原溶液中溶质的是（ ）AAlCl 3 BCuSO 4 CNaHCO 3 D(NH 4)2S【例题 8】下列事实：明矾可做净水剂；NaHSO 4水溶液呈酸性；Na 2SiO3、Na 2CO3、NaAlO 2等溶液不能贮存在磨口玻璃瓶塞的试剂
11、瓶中；铵态氮肥不能与草木灰混合施用；加热能使纯碱溶液去污能力增强；配制 FeCl3溶液，需用浓盐酸溶解 FeCl3固体；NH 4F 溶液不能用玻璃瓶盛放；泡沫灭火器反应原理。其中与盐类水解有关的是A全部 B除以外 C除以外 D除、以外知识点 6：离子浓度大小的比较1弱电解质的电离是_的，电离产生的微粒都非常少，同时还应考虑_的电离。多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第_级电离。2弱离子的水解是_的（双水解除外） ，但由于水的电离，因此水解后酸性溶液中 c(H )或碱性溶液中 c(OH )总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。多元弱酸根的水解是分步进行，其主要是第_步水解为主。3电荷守恒：注重
12、溶液呈电中性，即_。物料守恒：注重溶液中某元素的_守恒。质子守恒注重了分子或离子_数目不变。【例题 9】常温下，向 100 mL 001 molL 1 HA 溶液中逐滴加入 002 molL 1 MOH 溶液，图中所示曲线表示混合溶液的 pH 变化情况（稀溶液混合时体积可直接相加） 。下列判断错误的是A由图中信息可知，HA 一定是强酸B当 V(MOH)5000 mL 时，混合溶液中 c(M ) c(MOH)001 molL 1CN 点对应的溶液中 c(M ) c(A )6DK 点所对应的溶液中离子浓度大小关系为： c(M+) c(A ) c(OH ) c(H+)【例题 11】 （1）25 时，
13、向 01 molL 1 的氨水中加入少量氯化铵固体，当固体溶解后，测得溶液 pH减小，主要原因是_(填序号)。A氨水与氯化铵发生化学反应B氯化铵溶液水解显酸性，增加了 c(H )C氯化铵溶于水，电离出大量铵根离子，抑制了氨水的电离，使 c(OH )减小（2）室温下，如果将 01 mol NH 4Cl 和 005 mol NaOH 全部溶于水，形成混合溶液(假设无损失)，_和_两种粒子的物质的量之和等于 01 mol。_和_两种粒子的物质的量之和比 OH 多 005 mol。（3）已知某溶液中只存在 OH 、H 、NH 4+、Cl 四种离子，某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系
14、：Ac(Cl )c(NH 4+)c(H )c(OH ) Bc(Cl )c(NH 4+)c(OH )c(H )Cc(Cl )c(H )c(NH 4+)c(OH ) Dc(NH 4+)c(Cl )c(OH )c(H )若溶液中只溶解了一种溶质，该溶质的名称是_，上述离子浓度大小顺序关系中正确的是(选填序号)_。若上述关系中 C 是正确的，则溶液中溶质的化学式是_。若该溶液中由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前 c(HCl)_(填“、或” ，下同)c(NH 3H2O)，混合后溶液中 c(NH4+)与 c(Cl )的关系为 c(NH4+)_c(Cl )。知识点 7：难溶电解质的溶解
15、平衡1溶度积的定义：一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度_是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号_表示。对于沉淀溶解平衡 MmAn mMn+(aq)+nAm-(aq)，参照电离平衡原理得平衡常数：K sp =_ ，溶度积规则溶度积规则：比较 Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积 Qc）判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解，QcK sp时，_；QcK sp时_；QcK sp时，_。 2影响溶度积的因素：K sp 只与_和_有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中的离子浓度的变化能使平衡移动，并不改变 Ksp ；溶度积的 物理意义：K sp反映了_。当化学式所表示的组
16、成中阴、阳离子个数比 相同时，K sp数值越大 7则难溶电解质在水中的溶解能力越强。但对化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比不相同的电解质，则不能直接由它们的溶度积来比较溶解能力的大小，必须通过具体计算确定。【例题 12】已知 Ksp（AgCl）=15610 10 ，K sp（Ag 2CO3）=84510 12 ，K sp（AgBr）=7710 13 某溶液中含有 Cl 、CO 32 和 Br 浓度均为 0010molL 1 ，向该溶液中逐滴加入 0010molL 1 的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为（ ）ACl 、Br 、CO 32 BBr 、CO 32 、Cl CCO 3
17、2 、Br 、Cl DBr 、Cl 、CO 32【例题 13】已知在 25的水溶液中，AgCl、AgBr、AgI 均难溶于水，且 Ksp(AgCl)= 1810 -10，K sp(AgBr)= 1010 -12，K sp(AgI)= 8710 -17；（1） 若向 AgBr 的饱和溶液中加入少量的 AgCl 固体，则 c(Br )_。 （填“增大” 、 “减小”或“不变” ） 。（2）在 25时，若取 0188 g 的 AgBr（相对分子质量 188）固体放入 100 mL 水中（忽略溶液体积的变化） ，则溶液中 Br 的物质的量浓度为_ 。（3） 由上述 Ksp判断，在上述（2）的体系中，能
18、否实现 AgBr 向 AgI 的转化_（填“能”或“否”） ，简述理由：_。 若某 KCl 溶液的浓度为 1010 -2 molL1 ，将等体积的该 KCl 溶液与 AgNO3 溶液混合，则生成沉淀所需 AgNO3 溶液的最小浓度为_molL 1 。【例题 14】 （1）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。已知浓缩液中含有 I-、Cl -等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加 AgNO3溶液，当 AgCl 开始沉淀时，溶液中 为：_，已知 Ksp（AgCl）=1810 -10，Ksp（AgI）=8510 -17。（2）在化学分析中采用 K2CrO4为指示剂，以 AgNO3标准溶液滴
19、定溶液中 Cl，利用 Ag+与 CrO42生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中 Cl恰好沉淀完全(浓度等于 1010 5 molL1)时，溶液中c(Ag+)为_molL1，此时溶液中 c(CrO42)等于_molL 1。(已知 Ag2CrO4、AgCl 的Ksp 分别为 2010 12和 2010 10)。参考答案知识点一：强弱电解质的概念，以及影响弱电解质电离的因素 1完全电离 电解质 强酸、强碱、多数的盐。2部分电离 电解质，弱酸、弱碱、少数的盐。3弱电解质本身的性质 浓度、温度、加入试剂等。 【例题 1】 【答案】D【例题 2】 【答案】D8知识点二：电离平衡常数增大 Ka 1Ka
20、 2Ka 3【例题 3】【答案】 29 Kh 059知识点三：水的电离和 pH 的计算1c(H )c(OH ) 温度，增大稀的水溶液；【例题 4】 【答案】C【例题 5】 【答案】 4 或 10 抑制 11 12 C 中 知识点四：酸碱中和滴定实验1利用中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的浓度的实验方法2碱性溶液；强氧化性。3待盛液；蒸馏水。4锥形瓶中溶液颜色的变化。【例题 6】 【答案】 胶头滴管 100mL 容量瓶 A 锥形瓶内颜色的变化 最后一滴盐酸滴进锥形瓶内红色褪去且 30s 不复原 80% 偏大 不影响 2MnO 4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10
21、CO2+8H 2O 酸式 偏高 偏高 2510 -3mol/L知识点 5：盐类水解以及规律1弱酸根或弱碱根结合水电离出 H 或 OH 生成弱电解质的过程，从而破坏的水的电离平衡。2有弱才水解、越弱越水解、谁强显谁性、同强显中性。3Kw=KaKh。【例题 7】 【答案】B【例题 8】 【答案】C知识点 6：离子浓度大小的比较1微弱 水 一。2微量 一。3溶液中所有阳离子所带电荷总浓度等于所有阴离子所带负电荷总浓度。原子 得失 H 。【例题 9】 【答案】B【例题 10】 【答案】B【例题 11】 【答案】 C NH 3H2O NH4+ NH4+ H 氯化铵 A NH 4Cl、HCl 知识点 7：难溶电解质的溶解平衡幂的乘积 K sp cm(Mn )cn(Am ) ，溶液过饱和，有沉淀析出；溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；溶液不饱和，无沉淀析出。 难溶电解质的性质 温度 难溶电解质在水中的溶解能力。【例题 12】【答案】D【例题 13】 【答案】 减小 1010 -6 molL1 能 Ksp(AgBr)= 1010 -12 Ksp(AgI)= 98710 -17 7210 - 8【例题 14】 （【答案】 4710 -7 2010 -5 510-3
