2019年高考化学 中等生百日捷进提升系列 专题2.8 水溶液中的离子平衡基础练测.doc

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专题2.8 水溶液中的离子平衡 考纲解读 1、了解电解质的概念，了解强电解质和弱电解质的概念。 2、理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。 3、了解水的电离、离子积常数。 4、了解溶液pH的含义及其测定方法，能进行pH的简单计算。 5、理解弱电解质在水中的电离平衡，能利用电离平衡常数进行相关计算。 6、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。 7、了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积（Ksp）的含义，能进行相关的计算。 考点探究 高考试题对本讲能力点的考查以分析和解决化学问题能力、以接受、吸收整合化学信息能力等为主，试题难度适中。在高考试题中经常将弱电解质的电离与溶液的酸碱性、盐类的水解、离子浓度大小比较、沉淀溶解平衡等内容相结合，以图象的形式出现。预测2019年高考对本讲内容的考查仍将以外界条件对弱电解质电离平衡、水的电离平衡的影响，溶液中离子浓度大小比较，既与盐类的水解有关，又与弱电解质的电离平衡有关，还注重溶液中的各种守恒(电荷守恒、物料守恒、质子守恒等)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，在2019在高考中仍将会涉及；题型主要以选择题为主。关于溶液pH的计算，题设条件可千变万化，运用数学工具(图表)进行推理的试题在2019年高考中出现的可能性较大，推理性会有所增强，应予以重视。和2016年大纲相比，该考点变化计算，主要体现在：要求由“了解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性”提高为“理解”；要求由“了解弱电解质在水溶液中的电离平衡”提高为“理解”；增加“能利用电离平衡常数进行相关计算”；“常见离子的检验方法” 的要求由“了解”提高为“掌握”；删去“沉淀转化的本质”，增加“理解溶度积（Ksp）的含义，能进行相关的计算”，这说明2019年高考将加强对电离平衡常数和溶度积（Ksp）的计算的考查，在复习中应给予更多的关注。 （3）外界条件改变，水的电离平衡发生移动，但任何时候由水电离出的H＋和OH－总是相等的。如Na2CO3溶液中OH－全部由水电离产生，而水电离产生的H＋除一部分存在于溶液中，其他则存在于HCO3－和H2CO3中。故有c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO3－)＋2c(H2CO3)。 （4）水的离子积常数表示在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H＋和OH－共存，只是相对含量不同而已。并且在稀酸或稀碱溶液中，当温度为25 ℃时，KW＝c(H＋)c(OH－)＝110－14mol2L－2为同一常数。 四、有关溶液酸碱性的判断和pH的计算 1、求溶液pH的方法，可总结口诀如下：酸按酸(H＋)，碱按碱(OH－)；同强相混弱0.3；异强相混看过量；无限稀释“7”为限。即25 ℃两强酸等体积混合，pH＝pH小＋0.3；两强碱等体积混合，pH＝pH大－0.3。强酸强碱等体积混合，若c(H＋)＝c(OH－)，pH＝7；若c(H＋)＞c(OH－)，pH＝0.3－lg[c(H＋)－c(OH－)]；若c(H＋)＜c(OH－)，pH＝13.7＋lg[c(OH－)－c(H＋)]。 2、有关溶液酸碱性的判断和pH的计算： （1）水电离的c(H＋)或c(OH－)的计算(25 ℃)。 ①中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)＝1.010－7 molL－1。 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。如计算pH＝2的盐酸中水电离出的c(H＋)：方法是先求出溶液中的c(OH－)＝10－12 molL－1，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12 molL－1。 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。如pH＝12的NaOH溶液中，c(H＋)＝10－12 molL－1，即水电离产生的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12 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＝2的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－2 molL－1；如pH＝12的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH－)＝10－2 molL－1。 （2）关于pH的计算： ①总体原则：若溶液为酸性，先求c(H＋)，再求pH＝－lgc(H＋)；若溶液为碱性，先求c(OH－)，再求c(H＋)＝KW/c(OH－)，最后求pH。 ③质子守恒：由水电离出的c(H＋)等于由水电离出的c(OH－)，在碱性盐溶液中OH－守恒，在酸性盐溶液中H＋守恒。例如，纯碱溶液中c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO3－)＋2c(H2CO3)。 （3）四种情况分析： ①多元弱酸溶液：根据多步电离分析，如：在H3PO3溶液中，c(H＋)＞c(H2PO4－)＞c(HPO32－)＞c(PO43－)。 ②多元弱酸的正盐溶液：根据弱酸根的分步水解分析，如：Na2CO3溶液中：c(Na＋)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)。 ③不同溶液中同一离子浓度的比较：要看溶液中其他离子对其产生的影响。例如，在相同物质的量浓度的下列溶液中：①NH4NO3溶液，②CH3COONH4溶液，③NH4HSO4溶液，c(NH4＋)由大到小的顺序是③＞①＞②。 ④混合溶液中各离子浓度的比较：要进行综合分析，如电离因素、水解因素等。例如，在0.1 molL－1的NH4Cl和0.1 molL－1的氨水混合溶液中，各离子浓度的大小顺序为c(NH4＋)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)。在该溶液中，但NH3H2O的电离程度大于NH的水解程度，溶液呈碱性，c(OH－)＞c(H＋)，同时c(NH4＋)＞c(Cl－)。即 。 九、沉淀溶解平衡及其应用 1．沉淀的生成： （1）条件：离子浓度商(Qc)大于溶度积(Ksp)。（1）应用：可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。例如： ①分离离子：同一类型的难溶电解质，如AgCl、AgBr、AgI，溶度积小的物质先析出，溶度积大的物质后析出。 ②控制溶液的pH来分离物质，如除去CuCl2中的FeCl3就可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质，将Fe3＋转化为Fe(OH)3而除去。 2、沉淀的溶解 （1）条件：浓度商Qc小于溶度积Ksp。 （2）方法：酸碱溶解法：加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向溶解的方向移动，如CaCO3可溶于盐酸。 ①盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解质，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。 ②配位溶解法：加入适当的配合剂，与沉淀溶解平衡体系中的某种离子生成稳定的配合物，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如AgCl溶于氨水。 ③氧化还原法：通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度降低，从而使沉淀溶解，如Ag2S溶于硝酸。 3、沉淀的转化 （1）含义：在难溶物质的饱和溶液中，溶解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀。 （2）实例：AgNO3AgCl(白色沉淀) AgBr(淡黄色沉淀) AgI(黄色沉淀)Ag2S(黑色沉淀)。 十、Ksp的有关计算及其图像分析 （1）溶度积的计算： ①已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝mol/L。 ②已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 molL－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10amolL－1。 （2）图像分析： ①曲线上的任意一点，都代表指定温度下的饱和溶液，由对应的离子浓度可求Ksp。 ②可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态，是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态，一定会有沉淀析出，处于曲线下方的点，则表明溶液处于未饱和状态，不会有沉淀析出。 ③从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。 ④比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。 ⑤涉及Qc的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。 考点突破 考点1 强弱电解质的性质比较及多角度判定 【例1】关于醋酸(CH3COOH)的下列性质中，不能证明它是弱电解质的是 A．把pH=2的醋酸溶液稀释100倍后pH=3.8 B．100mL l molL-1的醋酸溶液恰好与100mL l molL-1的NaOH溶液完全反应 C．醋酸钠CH3COONa溶液能使酚酞试液变红 D．0.1 molL-1的醋酸溶液的pH约为2 【答案】B 【解析】 【分析】 强弱电解质的根本区别是电离程度的不同，完全电离的电解质是强电解质，部分电离的电解质是弱电解质，只要能证明CH3COOH部分电离则可证明CH3COOH是弱电解质，据此分析解答。 【详解】 C. 醋酸钠溶液能使酚酞试液变红，说明醋酸钠是强碱弱酸盐，则证明醋酸是弱酸，为弱电解质，不符合题意，故C项不选； D. 0.1 mol⋅L−1的醋酸溶液的pH约为2，说明氢离子浓度小于酸浓度，说明醋酸存在电离平衡，为弱电解质，不符合题意，故D项不选； 考点6 盐类水解的规律 【例6】已知氢氟酸酸性强于氢氰酸(HCN)，下列判断正确的是 A．NaCN 与 HCN 的混合液中一定有C(Na+)>C(CN-)>C(OH-)>C(H+) B．氢氟酸溶液的导电性一定强于氢氰酸 C．相同温度下，同浓度、同体积的NaF溶液和NaCN溶液，离子数目前者大于后者 D．氢氟酸能与Na2C03反应生成C02气体，HCN也一定能与Na2CO3 反应生成C02气体 【答案】C 【解析】 考点：考查电解质溶液中离子浓度的大小比较。 考点7 盐类水解的综合应用 【例7】下列有关问题，与盐的水解有关的是（　　） ①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属中的除锈剂②用NaHCO3与Al2（SO4）3两种溶液可作泡沫灭火剂③草木灰与铵态氮肥不能混合施用④实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞⑤加热蒸干AlCl3溶液得到Al2O3固体 A．①②③ B．②③④⑤ C．②③④ D．①②③④⑤ 【答案】D 【解析】 【分析】 ①铵根离子和锌离子水解显酸性； ②碳酸氢根离子与铝离子发生双水解生成二氧化碳； ③铵根离子水解呈酸性，碳酸根离子水解显碱性； ④碳酸根、硅酸根离子水解显碱性和玻璃中的二氧化硅反应； ⑤加热蒸干AlCl3溶液：AlCl3溶液中存在水解平衡：AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl 【详解】 【点睛】 本题考查了盐类水解，水解离子的特征性质和溶液酸碱性，解题关键：理解盐类水解的实质是弱离子结合水中氢离子或氢氧根离子生成弱电解质． 考点8 溶液中微粒浓度大小的比较 【例8】常温下，下列溶液中的粒子浓度关系正确的是 A．NH4Cl溶液中：c(Cl−)=c(NH4+)>c(OH−)=c(H+) B．Na2SO4溶液中：c(Na+)+c(H+)=c(SO42−)+c(OH−) C．NaHCO3溶液中：c(Na+)>c(HCO3−)>c(CO32−)>c(OH−) D．浓度均为0.lmol/L的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后，pH=5，则混合溶液中：c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2(10-5-10-9) mol/L 【答案】D 【解析】 【详解】 A.NH4Cl溶液中，NH4+会发生水解反应：NH4++H2ONH3·H2O+H+，NH4+水解消耗，c(Cl−)>c(NH4+)，当最终达到平衡时溶液中c(H+)>c(OH−)，溶液显酸性，所以A错误； 基础特训 1．弱电解质在水溶液里达到电离平衡时，溶液中已电离的电解质分子数占原总分子总数的百分数叫做该电解质的电离度。现欲粗略测定一未知浓度的醋酸溶液中醋酸的电离度，应做的实验和所需的试剂（或试纸）是 A．电解、NaOH溶液 B．蒸馏、Na2CO3溶液 C．中和滴定、pH试纸 D．酯化反应、石蕊试液 【答案】C 【解析】 考点：本题考查弱电解质的电离及实验方案的设计。 2．某弱酸溶液中存在电离平衡HAH++A－，下列叙述不正确的是 A．溶液中离子浓度的关系满足：c(H＋) = c(OH－)＋c(A－) B．常温下，加入NaA固体可使HA的电离常数增大 C．HA溶液中加少量的NaA固体，平衡逆向移动 D．0.10mol/L的HA溶液中加水稀释，溶液中c（OH-）增大 【答案】B 【解析】 【详解】 A.溶液呈电中性，阴阳离子所带电荷相等，根据电荷守恒得：c（H+）=c（OH-）+c（A-），故A正确； B.温度不变，弱酸的电离平衡常数不变，故B错误； C.加入少量的NaA时，c（A-）增大，从而抑制弱酸电离，平衡逆向移动,故C正确； D.加水稀释促进弱电解质电离，氢离子浓度减小，水的离子积常数不变，所以c（OH-）增大，故D正确。 故选B。 3．电解质溶液的电导率越大，导电能力越强。用0.100 molL－1的NaOH溶液滴定10.00 mL浓度均为0.100 molL－1 的盐酸和CH3COOH溶液。利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是 A．曲线②代表滴定CH3COOH溶液的曲线 B．A点溶液中：c(CH3COO－)＋c(OH－)－c(H＋)＝0.5 molL－1 C．在相同温度下，A、B、C三点溶液中水的电离程度：B＜A＜C D．D点溶液中：c(Cl－)＝2c(OH－)－2c(H＋) 【答案】D 【解析】 【分析】 溶液导电能力与离子浓度成正比，CH3COOH是弱电解质，溶液中离子浓度较小，加入NaOH后，溶液中离子浓度增大，溶液导电性增强；HCl是强电解质，随着NaOH溶液加入，溶液体积增大，导致溶液中离子浓度减小，溶液导电能力减弱，当完全反应时离子浓度最小，继续加入NaOH溶液，离子浓度增大，溶液导电能力增强，根据图知，曲线②代表0.1 mol/L NaOH溶液滴定HC1溶液的滴定曲线，曲线①代表0.1 mol/LNaOH溶液滴定CH3COOH溶液的滴定曲线，据此分析。 【详解】 C. 酸或碱抑制水电离，含有弱离子的盐促进水电离，C点溶质为NaCl。A点溶质为醋酸钠，可促进水电离，B点为等物质的量浓度的醋酸钠和NaOH，NaOH会抑制水的电离，则在相同温度下，由水的电离程度：Bc(H+)>c(OH-) D．pH=4时，c(H+)=c(H2R-)+2c(HR2-)+c(OH-) 【答案】C 【解析】 【分析】 柠檬酸是三元弱酸，在溶液电离方程式：H3RH2R-+H+，H2R-HR2-+H+，HR2-R2-+H+，随着pH值的增大，氢离子浓度会减小，平衡向右移动，所以H3R含量会减少。H3R、H2R-、HR2-、R3-在图形中表示的曲线分别为a、b、c、d，据此回答。 （3）①由开始NaOH溶液的pH=13，c（OH-）=c（NaOH）=0.1mol/L，故答案为：0.1mol/L； ②在B点，溶液显中性，由电荷守恒知c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+)； ③D点溶液显酸性，为醋酸钠和醋酸的混合溶液，醋酸电离程度大于醋酸根水解程度，则离子浓度大小关系为c（CH3COO-）＞c（Na+）。故答案：＞。 （4）0.02mol CH3COONa溶液，则c(Na+)=0.02mol/L，醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度，则c（CH3COO-）＞0.01mol/L，氯离子不水解，则c（Cl-）=0.01mol/L，由电荷守恒知 c(H+) > c(OH-)，则离子浓度大小关系c(Na+)>c(CH3COO-)> c(Cl-)> c(H+)>c(OH-) 【点睛】 本题易错点为Kw的数值与温度有关，在计算pH时不要随意认为Kw=10-14。