溶液中的离子反应(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版文本样式,走向高考 高考总复习 化学(江苏教育版),专题八,溶液中的离子反应,首页,上页,下页,末页,考纲研读,1认识电解质的强弱；,2能用化学平衡理论描述电解质在水溶液中的电离平衡；,3知道水是一种极弱的电解质，在一定温度下，水的离子积是常数；,4初步掌握测定溶液pH的方法，并能进行简单计算；,5知道pH在工农业生产和科学研究中的重要作用；,6认识盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素；,7了解盐类水解在生产、生活中的应用；,8能应用化学平衡理论描述溶解平衡；知道沉淀转化的本质。,考情透析,弱电解质的电离平衡、溶液的酸碱性的内容是历年高考的热点。,主要以选择题形式考查学生对相关原理的理解程度，也会在综合题中考查学生对电离方程式书写、pH计算方法的掌握情况。命题中围绕的主要考查点如下：,1弱电解质电离平衡的考查点主要是：,(1)比较某些物质的导电能力大小，判断电解质、非电解质；,(2)外界条件对电离平衡的影响及电离平衡的移动；,(3)将电离平衡理论用于解释某些化学问题；,(4)同浓度(或同pH)强、弱电解质溶液的比较，如,c,(H,)大小、起始反应速率、中和酸(或碱)的能力、稀释后pH的变化等等。,2溶液酸碱性的考查点主要是：,(1)水的离子积常数；,(2),c,(H,)、,c,(OH,)、pH和溶液酸碱性关系；,(3)pH试纸使用；,(4)从水的离子积衍生的学科内综合题和信息迁移题，以及溶液的酸碱性与pH关系的综合计算题。,盐类水解和沉淀溶解平衡是高考的热点知识，从考查内容上看，主要集中在：盐类水解对水的电离程度的影响的定性、定量的判断；水解平衡移动用于某些溶液加热后产物的判断；盐溶液pH大小的比较；离子浓度大小比较、离子共存；溶液的配制、试剂的贮存、物质的提纯、推断、鉴别、分离；水解方程式的规范书写以及利用水解平衡移动解释相关问题；沉淀溶解平衡曲线、外界条件对沉淀溶解平衡的影响；利用沉淀的转化除杂质等。,从考查方式上看，题型以选择题为主，也以填空、简答形式出现在综合题中。盐类水解的试题多与弱电解质的溶解平衡结合考查。,1.电解质、非电解质,(1)电解质：凡是在水溶液或,状态下能够导电的化合物，叫做电解质。如：酸、碱、盐、活泼金属的氧化物等都是电解质。,(2)非电解质：凡是在水溶液里和熔融状态都不能导电的化合物叫做非电解质。,熔融,2强、弱电解质,(1)强电解质：溶于水(或熔化状态下)能够,的电解质称为强电解质。如强酸、强碱、绝大多数盐、活泼金属的氧化物等都是强电解质。,(2)弱电解质：溶于水后只有,电离的电解质称作弱电解质。如弱酸、弱碱、水等。,完全,部分,3现有下列物质：A.NaCl，B.NaOH，C.H,2,SO,4,，D.NH,3,H,2,O，E.CH,3,COOH，F.铝条，G.石墨，H.NH,3,，I.CO,2,，J.蔗糖，K.Cl,2,的水溶液,(1)属于电解质的是,，属于非电解质的是,。,(2)属于强电解质的是,，属于弱电解质的是,。,A、B、C、D、E,H、I、J,A、B、C,D、E,1.电离,(1)电离是电解质,时，离解成自由移动离子的过程。,大多数盐、强碱和活泼金属氧化物(它们都是离子化合物)，溶于水或熔融时，阴、阳离子电离成自由移动的离子。某些共价化合物在溶于水时，在极性水分子的作用下，共价化合物分子电离成阴、阳离子。电解质溶液和熔融的电解质中的阴、阳离子在外加电场的作用下，分别向两极移动，所以，电解质溶液或一些熔融的电解质能导电，它们的导电过程实质上是发生了,，属于,变化。,溶于水或熔融,电解,化学,(2)电离的条件,离子化合物,发生电离，共价化合物只有在,时发生电离。,在溶于水或熔融下,溶于水,2弱电解质的电离平衡,弱电解质溶于水时，在水分子的作用下，弱电解质分子电离成,，阴、阳离子又能,分子，在一定的条件(温度、压强、浓度等)下，弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离达到,，这种平衡叫做弱电解质的电离平衡。例如，醋酸、一水合氨的电离：,阴、阳离子,重新结合成,平衡状态,(1)电离平衡的特点,在一定的温度、浓度条件下，弱电解质的电离达到平衡状态时，溶液中,不再改变。,电离平衡是,的平衡，是分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率,时的平衡。,改变条件(如,等)，电离平衡也会移动，将在改变后的条件下建立新的平衡。,未电离的分子浓度和电离产生的,离子浓度,动态,相等,温度、浓度,(2)影响电离平衡的因素,温度：升高温度，平衡向,方向移动，这是因为,。,浓度：浓度降低(加水稀释)，平衡向,方向移动；降低生成离子浓度(通常是将离子消耗)，平衡向,方向移动；增大生成离子浓度，平衡向,的方向移动(即同离子效应)。,弱电解质的电离,弱电解质的电离是吸热反应,电离,电离,结合成分子,3电离平衡常数,(1)在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，称为,。,弱酸在水中的电离常数通常用,表示，如：,电离平衡常数,K,a,K,b,(2)电离常数的意义,电离常数表征了弱电解质的,，根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质,，,弱酸的电离常数越,，达到电离平衡时电离出的H,越,，酸性越,；反之，酸性越弱。,(3)电离常数的影响因素,电离常数服从化学平衡常数的一般规律，它只受,影响，与溶液的浓度无关。温度一定时，弱电解质具有确定的电离常数值。,电离能力,电离能力的相对,强弱,大,多,强,温度,1.水的电离,(1)水的电离方程式：H,2,OH,2,O,。常温下纯水中,c,(OH,),，,c,(H,),。,H,3,O,OH,110,7,molL,1,110,7,molL,1,(2)水的离子积常数,一定温度下，稀溶液中K,W,H,OH,。K,W,只与温度有关，温度,，K,W,值,。由于水的电离的存在，所以溶液中H,与OH,是同时存在的(注意不叫大量共存)，不同酸碱性溶液中H,浓度与OH,浓度的相对大小可不同，但在一定温度下，无论是稀酸、稀碱或盐溶液中，H,OH,K,W,(常数)。,25时，K,W,。,升高,增大,110,14,mol,2,L,2,影响水电离平衡的因素,水的电离过程是,过程，所以升高温度能,电离，据此降温时K,W,，升温时K,W,。但不论温度升高或降低，纯水中,c,(H,)和,c,(OH,)都,。,吸热,促进,减小,增大,相等,一,强酸的酸式盐在水溶液中,，在稀溶液中不存在酸式根，如NaHSO,4,=Na,H,SO,4,2,；而在熔融状态，则电离成,，如NaHSO,4,Na,HSO,4,。,弱酸的酸式盐的电离是,，先完全电离成金属离子和酸式根，酸式根再,。如NaHCO,3,溶液中存在以下电离：NaHCO,3,=Na,HCO,3,，HCO,3,CO,3,2,H,。,完全电离,金属离子和酸式根,分步电离,部分电离,2强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较,等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸(b),等pH的盐酸(a)与醋酸(b),pH或物质的量浓度,pH：ab,物质的量浓度：ab,ab,水的电离程度,a,c,(CH,3,COO,),c,(Cl,),c,(CH,3,COO,),等体积溶液中和NaOH量,ab,a2，HA为弱酸,(2)测NaA溶液的pH,pH7，HA为强酸；pH7，HA为弱酸,(3)相同条件下，测相同浓度的HA和HCl(强酸)溶液的导电性,导电性弱的为弱酸,(4)往同浓度的HA和HCl(强酸)中投入相同的Zn粒或CaCO,3,固体,开始反应速率慢的为弱酸,(5)测定同pH的HA与HCl稀释相同倍数前后的pH变化,pH变化小的为弱酸,下列叙述中正确的是(),A碳酸钙难溶于水，放入水中水溶液不导电，且碳酸钙960时分解不存在熔融状态导电的性质，故CaCO,3,是非电解质,BSO,2,溶于水后得到的水溶液导电，所以SO,2,是电解质,CBaSO,4,在水中溶解度很小，但溶解部分全部电离，所以BaSO,4,是强电解质,DH,3,PO,4,晶体在熔融状态下不导电，但溶于水后其水溶液导电，故H,3,PO,4,是电解质,解析,电解质在熔融状态或水溶液中能导电，只是外表的现象，是宏观判断的一种方法。其导电的根本在于化合物在这种条件下电离，产生自由移动的电子，而且只有离子浓度达到一定的程度才能表现出“导电”这一宏观现象。因此判断一化合物是否为电解质的关键是看它是否能发生电离。而且离子是它本身电离出来的，不能是化合物与水反应生成新化合物电离出的离子(如SO,2,H,2,O=H,2,SO,3,，H,2,SO,3,H,HSO,3,，而SO,2,不能电离出离子)，故A、B不正确。CaCO,3,虽难溶，但溶解部分完全电离，应是强电解质，SO,2,是非电解质。,答案,CD,(2009山东理综，15)某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是(),A为盐酸稀释时的pH值变化曲线,Bb点溶液的导电性比c点溶液的导电性强,Ca点K,W,的数值比c点K,W,的数值大,Db点酸的总浓度大于a点酸的总浓度,解析,本题考查了强弱电解质加水稀释时pH的变化、导电性比较以及水的离子积等知识。CH,3,COOH是弱酸，部分电离，存在电离平衡，盐酸是强酸，完全电离。两种酸起始pH相同，即,c,(H,)相同，说明起始时，,c,(CH,3,COOH),c,(HCl)。在稀释的过程中CH,3,COOH不断电离，所以在稀释的整个过程中，CH,3,COOH的,c,(H,)都大于HCl的,c,(H,)，即醋酸pH变化小，所以曲线是盐酸、是醋酸，A、D错误。溶液导电性强弱取决于离子浓度大小，对于酸而言，其pH越大，,c,(H,)越小，离子浓度越小，导电能力越弱，所以B项正确。K,W,的大小只取决于温度，与溶液的浓度无关，C项错。,答案,B,例2(2010重庆理综，13)pH2的两种一元酸,x,和,y,，体积均为100 mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加NaOH溶液(,c,0.1 mol/L)至pH7，消耗NaOH溶液的体积为,V,x,、,V,y,，则(),A,x,为弱酸，,V,x,V,y,C,y,为弱酸，,V,x,V,y,解析,本题考查了电解质强弱的判断以及电解质溶液稀释时pH的变化。一元酸,x,和,y,稀释10倍后,x,的pH变为3，说明,x,为强酸，,y,为弱酸。则同pH值时,y,浓度大，同体积的,x,与,y,，,y,消耗碱多。,答案,C,方法点拨,电离平衡的移动与电离平衡常数,K,、离子浓度、溶液导电能力的关系,(2009上海卷，20)对于常温下pH为1的硝酸溶液，下列叙述正确的是(),A该溶液1 mL稀释至100 mL后，pH等于3,B向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和,C该溶液中硝酸电离出的,c,(H,)与水电离出的,c,(H,)之比值为10,12,D该溶液中水电离出的,c,(H,)是pH为3的硝酸中水电离出的,c,(H,)的100倍,解析,硝酸为强电解质，完全电离，稀释100倍，pH增大2，A项正确。硝酸电离出的,c,(H,)为0.1 mol/L，与水电离出的,c,(H,)为10,13,mol/L，二者之比应为10,12,，C项错。pH为3的硝酸中水电离出的,c,(H,)为10,11,mol/L，故D项的比值应为1100，D项错。,答案,AB,在0.1 molL,1,CH,3,COOH溶液中存在如下电离平衡：,CH,3,COOH,CH,3,COO,H,对于该平衡，下列叙述正确的是(),A加入水时，平衡向逆反应方向移动,B加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动,C加入少量0.1 molL,1,HCl溶液，溶液中,c,(H,)减小,D加入少量CH,3,COONa固体，平衡向正反应方向移动,解析,对于弱电解质溶液，加水稀释，电离程度增大，平衡向着电离的方向移动，A错。NaOH固体溶于该溶液时，OH,与H,中和，降低了平衡体系中,c,(H,)，促进了醋酸的电离，使平衡右移，B正确。加HCl时，,c,(H,)增大，平衡左移，,c,(H,)不会减少，C错。加入CH,3,COONa时，,c,(CH,3,COO,)增大，平衡也左移，D错。,答案,B,例3下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25,)：,下列说法中正确的是,(),A温度升高，,K,值减小,B0.1 mol/L CH,3,COOH溶液中加入少量冰醋酸，,c,(H,)/,c,(CH,3,COOH)值将增大,C等物质的量浓度的各溶液pH关系为：pH(Na,2,CO,3,)pH(CH,3,COOH)pH(Na,3,PO,4,),DPO,4,3,、HPO,4,2,和H,2,PO,4,在溶液中不能大量共存,解析,对于选项A，电解质的电离过程是一个吸热过程，因此温度升高电离程度增大，,K,增大。对于选项B，在0.1 mol/LCH,3,COOH溶液中加入少量冰醋酸，电离平衡向右移动，溶液中,c,(CH,3,COO,)增大，,K,a,不变，,c,(H,)/,c,(CH,3,COOH),K,a,/,c,(CH,3,COO,)，因此,c,(H,)/,c,(CH,3,COOH)值将减小。对于选项C，由于HPO,4,2,的电离常数小于HCO,3,的电离常数，也小于CH,3,COOH的电离常数，因此正确的关系为pH(Na,3,PO,4,)pH(Na,2,CO,3,)pH(CH,3,COOH)。对于选项D，根据H,3,PO,4,的三级电离常数可知能发生如下反应：H,2,PO,4,PO,4,3,=2HPO,4,2,，因此PO,4,3,、HPO,4,2,和H,2,PO,4,在溶液中不能大量共存。,答案,D,方法点拨,几种多元弱酸的电离常数(25,),一般,K,1,K,2,K,3,，即第二步电离通常比第一步电离难得多，第三步电离又比第二步电离难得多。因此计算多元弱酸溶液的,c,(H,)或比较弱酸酸性相对强弱时，通常只考虑第一步电离。,弱酸,电离常数(molL,1,),弱酸,电离常数(molL,1,),H,2,CO,3,K,1,4.4,10,7,K,2,4.7,10,11,H,2,C,2,O,4,(草酸),K,1,5.4,10,2,K,2,5.4,10,5,H,3,PO,4,K,1,7.1,10,3,K,2,6.2,10,8,K,3,4.5,10,13,H,3,C,6,H,5,O,7,(柠檬酸),K,1,7.4,10,4,K,2,1.73,10,5,K,3,4,10,7,高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数：,酸,HClO,4,H,2,SO,4,HCl,HNO,3,K,a,(molL,1,),1.6,10,5,6.3,10,9,1.6,10,9,4.2,10,10,从以上表格中判断以下说法中不正确的是(),A在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离,B在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸,C在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H,2,SO,4,=2H,SO,4,2,D水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区分这四种酸的强弱,解析,由电离常数的数据可知四种酸在冰醋酸中均未完全电离，酸性最强的是HClO,4,，最弱的是HNO,3,，由此可知选项C中的电离方程式应用“,”表示。,答案,C,已知下面三个数据：7.210,4,、4.610,4,、4.910,10,分别是下列有关的三种酸的电离常数，若已知下列反应可以发生：,NaCNHNO,2,=HCNNaNO,2,NaCNHF=HCNNaF,NaNO,2,HF=HNO,2,NaF,由此可判断下列叙述不正确的是(),A,K,(HF)7.210,4,B,K,(HNO,2,)4.910,10,C根据两个反应即可得出结论,D,K,(HCN),K,(HNO,2,)HNO,2,HCN。由此可判断,K,(HF),K,(HNO,2,),K,(HCN)，其对应数据依次为,K,(HF)7.210,4,K,(HNO,2,)4.610,4,K,(HCN)4.910,10,答案,B,例4(2010年北京市东城区高三第一学期期末)室温下，水的电离达到平衡：H,2,O,H,OH,。下列叙述正确的是(),A将水加热，平衡向正反应方向移动，,K,W,不变,B向水中加入少量盐酸，平衡向逆反应方向移动，,c,(H,)增大,C向水中加入少量NaOH固体，平衡向逆反应方向移动，,c,(OH,)降低,D向水中加入少量CH,3,COONa固体，平衡向正反应方向移动，,c,(OH,),c,(H,),解析,选项A，升温，,K,W,增大。选项B，加入少量盐酸，抑制了H,2,O的电离，平衡向着逆反应方向移动，H,2,O电离出的,c,(H,)减小，但溶液中的,c,(H,)增大。选项C，加入少量NaOH固体后，溶液中的,c,(OH,)增大。选项D，CH,3,COONa水解导致溶液中,c,(OH,),c,(H,)。,答案,B,方法点拨,由于水的电离的存在，任何溶液中H,和OH,是同时存在的(注意不能说大量共存)，不同酸碱性的溶液中二者浓度的相对大小可能不同，但在一定温度下的稀溶液中，,c,(H,),c,(OH,)始终为一常数。在酸性或者碱性的稀溶液中，由水电离出的,c,(H,)和,c,(OH,)总相等，即,c,(H,),水,c,(OH,),水,，如0.1 molL,1,的NaOH溶液中,c,(H,),水,c,(OH,),水,110,13,molL,1,。,将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是(),A水的离子积变大、pH变小、呈酸性,B水的离子积不变、pH不变、呈中性,C水的离子积变小、pH变大、呈碱性,D水的离子积变大、pH变小、呈中性,解析,水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，,c,(H,)、,c,(OH,)同时增大，,K,W,增大，pH减小，但仍保持,c,(H,),c,(OH,)呈中性，D选项符合题意。,答案,D,把1 mL0.1mol/L的H,2,SO,4,加水稀释制成2 L溶液，在此溶液中由水电离产生的氢离子浓度接近于,(),A110,4,mol/L,B110,8,mol/L,C110,11,mol/L,D110,10,mol/L,解析,水中加酸时，水的电离平衡向逆反应方向移动，水电离产生的,c,(H,)d(液态)d(固态),解析,A项，H,2,O的电子式为 ；B项，4时纯水的pH大于7；C项，D,2,16,O中，质量数之和为20，质子数之和为10，故C正确；D项，273K、101kPa时无气态水。,答案,C,3已知0.1 molL,1,的醋酸溶液中存在电离平衡：CH,3,COOH,CH,3,COO,H,要使溶液中,c,(H,)/,c,(CH,3,COOH)值增大，可以采取的措施是,(),A加少量烧碱溶液B升高温度,C加少量冰醋酸D加水,答案,BD,4(2009海南卷，6)已知室温时，0.1 mo1/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是,(),A该溶液的pH4,B升高温度，溶液的pH增大,C此酸的电离平衡常数约为110,7,D由HA电离出的,c,(H,)约为水电离出的,c,(H,)的10,6,倍,答案,B,5(2010年福建省莆田市高中毕业班教学质检)25,时，0.1 molL,1,稀醋酸加水稀释，下图中的纵坐标y可以是,(),A溶液的pH,B醋酸的电离平衡常数,C溶液的导电能力,D醋酸的电离程度,解析,0.1 mol/L稀醋酸加水稀释，电离程度增大，,n,(H,)增大，但,c,(H,)减小，因此pH增大，A错、D错；电离平衡常数只与温度有关，因此稀释时电离平衡常数不变，B错；加水稀释时溶液中离子浓度减小，溶液的导电能力降低，C对。,答案,C,答案,A,725时，水的电离达到平衡：H,2,O,H,OH,。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，,K,W,不变,C向水中加入少量固体CH,3,COONa，平衡逆向移动，,c,(H,)降低,D将水加热，,K,W,增大，pH不变,解析,A项，稀氨水中NH,3,H,2,O是弱碱，加入后水溶液中的,c,(OH,)增大，平衡逆向移动；B项，NaHSO,4,溶于水中电离使,c,(H,)增大。由于温度不变，故,K,W,不变；C项，水中加入CH,3,COONa，CH,3,COONa发生水解，促进水的电离，使溶液呈碱性，,c,(H,)降低，平衡正向移动；D项，升高温度，水的电离程度增大，,K,W,变大，pH变小。,答案,B,8(2008上海化学，11)常温下，某溶液中由水电离的,c,(H,)110,13,molL,1,，该溶液可能是,(),二氧化硫水溶液氯化铵水溶液,硝酸钠水溶液氢氧化钠水溶液,AB,CD,解析,水电离的,c,(H,)110,13,molL,1,，说明水电离受到抑制，溶液可能为酸性溶液也可能为碱性溶液，二氧化硫溶液和氢氧化钠溶液符合，氯化铵水解促进水电离，硝酸钠为中性溶液，不符合。,答案,A,9用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案如下：,甲：称取一定质量的HA配制0.1 mol/L的溶液100 mL；,用pH试纸测出该溶液的pH，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100 mL；,分别取这两种溶液各10 mL，加水稀释为100 mL；,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“”、“1；稀释时，促进HA电离，pH1的10 mL溶液，加水稀释为100 mL后，HA中,c,(H,)比盐酸中的,c,(H,)大，与锌反应较快；实验中很难配制pH1的HA溶液，加入的锌粒也难以做到表面积相同，还可以用NaA水解来证明HA是弱电解质。,答案,(1)100 mL容量瓶(2)(3)(4)难以准确配制pH1的HA溶液；难以做到锌的表面积相同(5)配制NaA溶液，测其pH大于7，证明HA是弱酸,请同学们认真完成课后强化作业,