高三化学专题八.doc

专题八 电解质溶液中的离子平衡
【考情分析】
电解质溶液部分内容与旧考试大纲相比有一定的变化，删除了“了解非电解质的概念”，增加了“了解难溶电解质的沉淀溶解平衡及沉淀转化的本质”，降低了弱电解质电离平衡的要求层次，对pH、盐的水解的知识进行了具体的要求，将原化学计算中的“pH的简单计算”放在这部分的要求之中。弱电解质的电离平衡、溶液的酸碱性和pH的计算、盐类的水解及其应用等知识是高考化学中的热点内容，常见的题型是选择题，也有填空题和简答题。题目的考查点基于基础知识突出能力要求，并与其他部分知识(如化学平衡、物质结构、元素及其化合物、化学计算等)联系。
【知识归纳】
一、强弱电解质及其电离
1．电解质、非电解质的概念
电解质：在水溶液中或熔融状态时能够导电的化合物。
非电解质：在水溶液中和熔融状态都不能导电的化合物。
注意：①单质和混合物既不是电解质也不是非电解质；②CO2、NH3等溶于水得到的水溶液能导电，但它们不是电解质，因为导电的物质不是其本身；③难溶的盐（BaSO4等）虽然水溶液不能导电，但是在融化时能导电，也是电解质。
2．电解质的电离
（1）强电解质如NaCl、HCl、NaOH等在水溶液中是完全电离的，在溶液中不存在电解质分子，溶液中的离子浓度可根据电解质浓度计算出来。
（2）弱电解质在水溶液中是少部分发生电离的。如25℃时0.1mol/L的CH3COOH溶液中，CH3COOH的电离度只有1.32％，溶液中存在较大量的H2O和CH3COOH分子，少量的H+、CH3COO-和极少量的OH-离子。
（3）多元弱酸如H2CO3还要考虑分步电离：H2CO3H+＋HCO3-； HCO3-H+＋CO32-。
3．弱电解质的电离平衡
（1）特征：①动：υ(电离)＝υ(结合)≠０的动态平衡；②定：条件一定，分子和离子浓度一定；③变：条件改变，平衡破坏，发生移动。
（2）影响因素（以CH3COOHCH3COO－+ H+为例）
①浓度：加水稀释促进电离，溶液中ｎ(H+)增大，c(H+)减小；②温度：升温促进电离（因为电离过程是吸热的）；③相关离子：例如加入无水CH3COONa能抑制电离，加入盐酸也抑制电离，加入碱能促进电离，仍然符合勒夏特列原理。
4．电离平衡常数（K）
（1）计算方法：
对于一元弱酸： HAH++A-，平衡时， ；
对于一元弱碱：MOHM++OH-，平衡时， 。
（2）电离平衡常数的化学含义：是弱电解质电离程度相对大小一种参数。K值越大，电离程度越大，相应酸(或碱)的酸性(或碱性)越强。
（3）影响电离平衡常数的因素：K值只随温度变化。
二、水的电离和溶液的pH
1．水的离子积
（1）定义：H2O = H++OH- ；△H＞0， KW=c(H+)·c(OH-)
（2）性质
①在稀溶液中，Kw只受温度影响，而与溶液的酸碱性和浓度大小无关。
②在其它条件一定的情况下，温度升高，KW增大，反之则减小。
③溶液中H2O电离产生的c(H+)=c(OH-)
④在溶液中，Kw中的c(OH-)、c(H+)指溶液中总的离子浓度。
酸溶液中c(H+)= c(H+)(酸)+c(H+)(水)≈c(H+)(酸)，c(H+)(水)=c(OH-)（溶液）；
碱溶液中c(OH-)=c(OH-)(碱)+ c(OH-)(水) ≈c(OH-)(碱)，c(OH-)(水)=c(H+)（溶液）；
盐溶液显中性时c(H+)=c(OH-)=c(H+)(水)=c(OH-)(水)，水解显酸性时cH+)=c(H+)(水)= c(OH-)(水)＞c(OH-)，水解显碱性时c(OH-)=c(OH-)(水)=c(H+)(水)＞c(H+)。
2．溶液的pH
（1）定义：pH=－lg（H+)，pOH=－lg(OH-)。广泛pH的范围为0～14。
注意：当溶液中[H+]或[OH-]大于1mol/L时，不用pH表示溶液的酸碱性。
（2） pH、c(H+)与溶液酸碱性的关系
pH（250C）
c(H+)与c(OH-)关系(任意温度)
溶液的酸碱性
pH<7
c(H+)＞c(OH-)
溶液呈酸性
pH=7
c(H+)=c(OH-)
溶液呈中性
pH>7
c(H+)＜c(OH-)
溶液呈碱性
（3）有关pH的计算
①酸溶液中，Kw=c(H+)·c(OH-)≈c(H+)(酸)·c(OH-)(水) =c(H+)(酸)·c(H+)(水)；
碱溶液中，Kw=c(H+)·c(OH-)≈c(OH-)(碱)·c(H+)(水)= c(OH-)(碱)·c(OH-)(水)。
②强酸、强碱溶液稀释的计算
强酸溶液，pH(稀释)=pH(原来)+lgn(n为稀释的倍数)
强碱溶液，pH(稀释)=pH(原来)－lgn(n为稀释的倍数)
酸性溶液无限加水稀释，pH只能接近于7，且仍小于7；碱性溶液无限加水稀释时，pH只能接近于7，且仍大于7。
pH值相同的强酸（碱）溶液与弱酸（碱）溶液稀释相同的倍数时，强酸（碱）溶液pH值的变化比弱酸（碱）溶液pH值的变化幅度大。
③强酸、强碱溶液混合后溶液的pH计算
酸过量→c(H+)→pH； 恰好完全反应，pH=7； 碱过量→c(OH-)→c(H+)→pH
三、盐类的水解
1．概念：盐类水解（如F-+H2OHF+OH-）实质上可看成是两个电离平衡移动的综合结果：①水的电离平衡向正方向移动（H2OH++OH-），②另一种弱电解质的电离平衡向逆方向移动（HFF-+H+）。也可以看成是中和反应的逆反应，升高温度会促进水解。
2．水解规律：无弱不水解，有弱才水解，都弱都水解，越弱越水解，谁强显谁性。
1）多元弱酸盐分步水解，如CO32-+H2OHCO3-+OH-，HCO3-+H2OH2CO3+OH-
（2）通常盐类单水解的程度都很小，如0.1mol/LNaAc溶液中Ac-离子的水解百分率不足1%。
（3）同一溶液中有多种离子水解时，若水解显同性，则相互抑制，各离子的水解程度都比同等条件下单一离子的水解程度小，如0.1mol/LNa2CO3和0.1mol/LNaAc混合溶液中CO32-、Ac-的水解程度都要比0.1mol/L Na2CO3溶液，0.1mol/LNaAc溶液中CO32-、Ac-的水解程度小；若水解显不同性，则相互促进，各离子的水解程度都比同等条件下单一离子的水解程度大，如0.1mol/L NH4Cl和0.1mol/LNaAc混合溶液中NH4+、Ac-的水解程度都要比0.1mol/L NH4Cl溶液，0.1mol/LNaAc溶液中NH4+、Ac-的水解程度大。
3．电离平衡与水解平衡的共存
（1）弱酸的酸式盐溶液，如：NaHSO3、NaH2PO4、NaHS、NaHCO3、Na2HPO4溶液的酸碱性取决于电离和水解程度的相对大小。
（2）弱酸（碱）及弱酸（碱）对应盐的混合溶液，如；HAC与NaAc的混合溶液，NH3H2O与NH4Cl的混合溶液，一般等浓度时，弱酸（碱）的电离要比对应盐的水解强。
4．电解质溶液中的守恒关系
（1）电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。如NaHCO3溶液中：n(Na+)＋n(H+)＝n(HCO3-)＋2n(CO32-)＋n(OH-)
（2）物料守恒：电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如NaHCO3溶液中n(Na+):n(C)＝1:1，推出：c(Na+)＝c(HCO3-)＋c(CO32-)＋c(H2CO3)
（3）质子守恒：电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（H+）的物质的量应相等。例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物；NH3、OH-、CO32-为失去质子后的产物，故有以下关系：c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3)+c(OH-)+c(CO32-)。
四、沉淀溶解平衡
1．溶度积的概念
难溶电解质AmBn在水溶液中有如下平衡：AnBm(s)nAm+(aq)+ mBn-(aq)根据化学平衡原理，它的平衡常数表达为：Ksp=[Am+]n[Bn-]m Ksp称为溶度积常数，简称溶度积。
（1）Ksp的数值在稀溶液中不受离子浓度的影响，只取决与温度。温度升高，多数难溶化合物的溶度积增大。但Ksp受温度影响不大，当温度变化不大时，可采用常温下的数据。
（2）溶度积的大小反映了难溶电解质溶解能力的大小。对于同种类型基本不水解的难溶强电解质，溶度积越大，溶解度也越大；对于不同类型难溶电解质，就不能简单用Ksp大小来比较溶解能力的大小，必须把溶度积换算程溶解度。
2．溶度积规则
对于难溶电解质AmBn，可以通过比较任意状态时的浓度商Qc与溶度积Ksp的相对大小来判断沉淀的生成与溶解。（温馨提示：注意浓度商Qc是任意状态下离子浓度指数的乘积，因此Qc值不固定）。
Qc＜Ksp时，若溶液中有固体存在，则沉淀量减少，直至沉积与溶解达到平衡状态；
Qc= Ksp时，沉积与溶解处于平衡状态；
Qc＞Ksp时，此时有沉淀析出，直至沉淀与溶解达到平衡状态。
利用该规则既可判断体系中有无沉淀生成，也可通过控制离子浓度，使产生沉淀、沉淀溶解或沉淀发生转化。
（1）沉淀的溶解——创造条件使溶液中Qc＜Ksp。如：酸碱溶解法等。
（2）难溶电解质的转化——生成更难溶的电解质。如：

沉淀溶解和转化的实质：难溶电解质溶解平衡的移动。
3．综合应用
解决沉淀溶解平衡问题的一般思路：
“看”粒子——“找”平衡——“想”移动——“套”规律
【专题训练】
1．说明氨水是弱碱的事实是（ ）
A．氨水具有挥发性 B、1mol/L氨水溶液的pH=10
C、1mol/L NH4Cl溶液的pH=5 D．氨水与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀
2．20ml 1mol/L醋酸溶液与40ml 0.5mol/L烧碱溶液混合后，溶液中离子浓度的关系正确的是（ ）
A、c(Na+)>c()>c( OH-)>c(H+) B．c(Na+)>c( OH-)>c(H+)>c（）
C．c(Na+)+c（H+）>c()+c( OH-) D、c(Na+)+c(H+)=c()+c( OH-)
3．pH为3的FeCl3溶液，pH为11的Na2CO3溶液和pH为3的盐酸中由水电离出来的H＋的浓度分别为：C1、C2、C3它们之间的关系是（ ）
A．C1＜C2＜C3 B、C1＝C2＞C3 C．C1＞C2＞C3 D．无法判断
4．室温时，向盛有0.1mol / L的NaHCO3溶液的试管中滴加几滴酚酞试液，溶液为无色，加热时溶液变为粉红色，这是因为（ ）
A．NaHCO3在加热时变成碱性更强的Na2CO3 　 B．水分蒸发使NaHCO3的浓度增大
C、 加热促进NaHCO3的水解，碱性增强 D． NaHCO3在加热时变成红色物质
5．下列有关说法正确的是（ ）
A．能导电的物质一定是电解质，不能导电的物质一定是非电解质
B．难溶于水的物质肯定不是强电解质
C、纯净的强电解质在液态时，有的导电，有的不导电
D．强电解质溶液一定比弱电解质溶液的导电性强
6．为了配制NH4+的浓度与Cl-的浓度比为1∶1的溶液，可在NH4Cl溶液中加入下列物质中的（ ）
①适量的HCl； ②适量的NaCl； ③适量的氨水 ④适量的NaOH.
A．①② B、③ C．③④  D．④
7．下列化学现象或事实的说法中，与盐类水解有关的是（ ）
①明矾和FeCl3可作净水剂
②为保存FeCl3溶液，要在溶液中加少量盐酸
③实验室配制AlCl3溶液时，应先把它溶在盐酸中，而后加水稀释
④NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂
⑤实验室盛放Na2CO3、Na2SiO3等溶液的试剂瓶应用橡皮塞，而不能用玻璃塞
⑥用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
⑦在NH4Cl或AlCl3溶液中加入金属镁会产生氢气
⑧长期使用硫铵，土壤酸性增强；草木灰与铵态氮肥不能混合施用
⑨比较NH4Cl和Na2S等溶液中离子浓度的大小或某些盐溶液的酸碱性
A．①④⑦ B．②⑤⑧ C．③⑥⑨ D、全部有关
8．在Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3 H+ 的平衡体系中，要使平衡向水解方向移动，且使溶液的pH值增大，应采取的措施是（ ）
A．.加热 B、加适量NaOH溶液 C．通入氯化氢气体 D、加入固体三氯化铝
9．在0.1mol·L－1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOH CH3COO－＋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0.1mol·L－1 HCl溶液，溶液中c(H＋)减小
D． 加入小量CH6COONa.固体，平衡向正反应方向移动
10．由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液的pH＝1，其中c(Al3＋)＝0.4mol·L－1，c(SO42－)＝0.8mol·L－1，
则c(K＋)为（ ）
A ． 0.15mol·L－1 B． 0.2mol·L－1 C、 0.3mol·L－1 D． 0.4mol·L－1
11．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． 水的离了积不变、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
12．某氯化镁溶液的密度为1.18g/cm3，其中镁离子的质量分数为5.1%，则300mL该溶液中氯离子的物质的量约等于（ ）
A ． 0.37mol B． 0.63mol C． 0.74mol D、 1.5mol
13．常用3种酸碱指示剂的pH变色范围如下：甲基橙：3.1～4.4 ；石蕊：5.0～8.0 ；酚酞：8.2～10.0 。
用0.1 000mol/L NaOH 溶液滴定CH3COOH 溶液，反应恰好完全时，下列叙述中正确的是（ ）
A．溶液呈中性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂 B．溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂
C．溶液呈碱性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂 D、溶液呈碱性，只能选用酚酞作指示剂
14．室温下，对于0.10 mol·L－1的氨水，下列判断正确的是（ ）
A．与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
B．加水稀释后，溶液中c(NH)·c(OH－)变大
C、用HNO3溶液恰好完全中和后，溶液不显中性
D．其溶液的pH＝13
15．已知酸（HA）的酸性比酸（HB）弱，在物质的量浓度均为0.1mol/L的NaA和NaB混合溶液中，下列排序正确的是（ ）
A、c(OH)>c(HA)>c(HB)>c(H+) B．c(OH-)>c(A-)>c(B-)>c(H+)
C． c(OH-)>c(B-)>c(A-)>c(H+) D．c(OH-)>c(HB)>c(HA)>c(H+)
16．盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。下列表述正确的是（ ）
A．在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH，溶液中的阴离子只有CO32-和OH-
B．NaHCO3溶液中：c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)
C、10 mL0.10mol·L-1CH3COOH溶液加入等物质的量的NaOH后，溶液中离子的浓度由大到小的顺序是：
c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(H+)
D．中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH物质的量相同
17．某温度时，BaSO4(s)Ba2+(aq)＋SO42-(aq)
的平衡常数Ksp=c(Ba2+)·c(SO42-)，称为溶度积常数。
BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C、d点无BaSO4沉淀生成
D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
18．室温下，将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化)，实验数据如下表：
实验编号
起始浓度/(mol·L－1)
反应后溶液的pH
c(HA)
c(KOH)
①
0.1
0.1
9
②
x
0.2
7
下列判断不正确的是（ ）
A．实验①反应后的溶液中：c(K＋)＞c(A－)＞c(OH－)＞c(H＋)
B、实验①反应后的溶液中：c(OH－)＝c(K＋)－c(A－)＝mol/L
C．实验②反应后的溶液中：c(A－)＋c(HA)＞0.1 mol/L
D．实验②反应后的溶液中：c(K＋)＝c(A－)＞c(OH－)＝c(H＋)
19．下列说法正确的是（ ）
A．水的离子积常数KW只与温度有关，但外加酸、碱、盐一定会影响水的电离程度
B．Ksp不仅与难溶电解质的性质和温度有关，还与溶液中相关离子的浓度有关
C、常温下，在0.10 mol·L－1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体，能使溶液的pH减小，
c(NH)/c(NH3·H2O)的值增大
D．室温下，CH3COOH的KW＝1.7×10－5，NH3·H2O的Kb＝1.7×10－5，CH3COOH溶液中的c(H＋)与
NH3·H2O中的c(OH－)相等
20．常温下，将一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如表：
实验编号
c(HA)/mol·L－1
c(NaOH)/mol·L－1
混合溶液的pH
甲
0.1
0.1
pH＝a
乙
0.2
0.2
pH＝9
丙
c1
0.2
pH＝7
丁
0.2
0.1
pH＜7
下列判断正确的是（ ）
A．a＞9
B、在乙组混合液中由水电离出的c(OH－)＝10－5mol·L－1
C．c1＜0.2
D．丁组混合液：c(Na＋)＞c(A－)＞c(H＋)＞c(OH－)
21．硼酸溶液中存在如下反应：H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)。下列说法正确的是（ ）
化学式
电离常数(298 K)
H3BO3
K＝5.7×10－10
H2CO3
K1＝4.4×10－7
K2＝4.7×10－11
CH3COOH
K＝1.75×10－5
A．将一滴碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中一定能观察到有气泡产生
B．将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中一定能观察到有气泡产生
C．等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较，pH：前者>后者
D、等物质的量浓度的碳酸钠溶液和醋酸钠溶液比较，pH：前者>后者
22．下列说法正确的是（ ）
A．反应2Mg＋CO22MgO＋C　ΔH＜0从熵变角度看，可以自发进行
B．在密闭容器发生可逆反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－113.0 kJ/mol，达到平衡后，
保持温度不变，缩小容器体积，重新达到平衡后，ΔH变小
C．已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，将浓度为1.0×10－4mol/L的AgNO3溶液滴 入到
浓度均为1.0×10－4mol/L的KCl和K2CrO4的混合溶液中先产生Ag2CrO4沉淀
D、根据HClO的Ka＝3.0×10－8，H2CO3的Ka1＝4.3×10－7，Ka2＝5.6×10－11，可推测相同状况下，等浓度的
NaClO与Na2CO3溶液中，pH前者小于后者
23．许多硫的含氧酸盐在医药、化工等方面有着重要的用途。
(1) ．重晶石(BaSO4)常做胃肠道造影剂。
已知：常温下，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。向BaSO4悬浊液中加入硫酸，当溶液的pH＝2时，溶液中c(Ba2＋)＝________。
(2)． 硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]常做分析剂。
①检验晶体中含有NH的方法为__________________________________________________________________。
②等物质的量浓度的四种稀溶液：
a．(NH4)2Fe(SO4)2 b．NH4HSO4 c．(NH4)2SO4 d．(NH4)2SO3，
其中c(NH)由大到小的顺序为________(填选项字母)。
(3) ．过二硫酸钾(K2S2O8)常做强氧化剂，Na2S2O3常做还原剂。
①K2S2O8溶液与酸性MnSO4溶液混合，在催化剂作用下，可以观察到溶液变为紫色，该反应的离子方程式为__________________________________________________________________________。
②用铂做电极，电解H2SO4和K2SO4的混合溶液可以制备K2S2O8，其阳极的电极反应式为_________________，电解过程中阴极附近溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③产品中K2S2O8的含量可用碘量法测定。操作步骤为称取0.3000 g产品于碘量瓶中，加50 mL水溶解；加入4.000 g KI固体(稍过量)，振荡使其充分反应；加入适量醋酸溶液酸化，以________为指示剂，用0.1000 mol·L－1 Na2S2O3标准液滴定至终点(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O)。重复2次，测得平均消耗标准液21.00 mL。该产品中K2S2O8的质量分数为(要求列式并计算，杂质不参加反应)。
_________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________
24．工业上制备BaCl2的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验。查表得：
BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s) △H1 = +571.2 kJ·mol-1 ①
BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s) △H2= +226.2 kJ·mol-1 ②
（1）气体用过量NaOH溶液吸收，得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为 。
（2）向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，= 。
[Ksp(AgBr)=5.4×10-13，Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
（3）反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H2= kJ·mol-1。
（4）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是________________________________
， 。