2022年高考化学复习 专题06 溶液中的离子平衡考点剖析

2022年高考化学复习 专题06 溶液中的离子平衡考点剖析主标题：水溶液中的离子平衡副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。关键词：弱电解质，溶液酸碱性，盐类水解难度：4重要程度：4内容：此知识点为高考的重要考查内容，考纲要求了解电解质的概念，强、弱电解质的概念。了解电解质在水溶液中的电离，以及电解质溶液的导电性。了解水的电离、离子积常数。了解溶液pH的定义，了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。了解盐类水解的原理，了解影响盐类水解程度的主要因素，了解盐类水解的应用。了解难溶电解质的沉淀溶解平衡，了解难溶电解质的沉淀转化的本质。知识点一、弱电解质1、 弱电解质的电离：外界条件对电离平衡的影响。内因：弱电解质本身的性质。外因：a温度：升高温度，电离平衡向电离方向移动，电离程度增大，原因是电离过程吸热。b浓度：加水稀释，使弱电解质的浓度减小，电离平衡向电离的方向移动，电离程度增大。c同离子效应：例如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体，溶液中c(CH3COO) 增大，CH3COOH的电离平衡向左(填“左”或“右”)移动，电离程度减小，c(H) 减小，pH值增大。2、 电离平衡常数：【典型题例】：1、下列物质中属于非电解质，但水溶液能够导电的是()A蔗糖BNaOH CCaO DNH3 答案D 解析蔗糖是非电解质且不与水反应，溶于水后所形成的溶液不导电，NaOH、CaO均是电解质，NH3是非电解质但溶于水后可形成电解质NH3H2O，溶液能导电。2、用右图所示装置分别进行下列各组物质的导电性实验，小灯泡的亮度比反应前明显减弱的是()A向亚硫酸钠溶液中通入氯气B向硝酸银溶液中通入少量氯化氢C向氢碘酸饱和溶液中通入少量氧气D向氢氧化钠溶液中通入少量氯气答案C 解析A项中发生的反应为Na2SO3Cl2H2O=Na2SO42HCl，生成了两种强电解质，溶液的导电能力增强，故灯泡变亮；B项中发生的反应为AgNO3HCl=AgClHNO3，溶液的导电能力几乎不变；C项中发生的反应为4HIO2=2H2O2I2，溶液的导电能力下降，故灯泡变暗；D项中发生的反应为2NaOHCl2=NaClNaClOH2O，溶液的导电能力几乎不变，故灯泡的亮度几乎不变。3、某温度下，相同pH的盐酸和醋酸分别加水稀释，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变化曲线Bb点溶液的导电性比c点溶液的导电性强Ca点Kw的数值比c点Kw的数值大Db点酸的总浓度大于a点酸的总浓度 答案B解析本题考查弱电解质的电离平衡、pH知识，意在考查考生的识图能力，把电离平衡知识与图像紧密结合起来。盐酸为强电解质，醋酸为弱电解质，相同pH的盐酸和醋酸加水稀释后，盐酸的pH改变较大，而醋酸的pH改变较小，从图线上看，对应的为盐酸，对应的为醋酸，A项错误；b点溶液的浓度比c点大，导电性强，B项正确；由于温度不变，Kw不变，C项错误；开始时，盐酸和醋酸的pH相同，此时c(H)相等，加水稀释后，b点时，盐酸已完全电离，而a点时的醋酸中，仍有一部分醋酸分子没有电离，故a点时酸的总浓度较大，D项错误。5为了证明醋酸是弱电解质，甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验：0.1 molL1醋酸溶液、0.1 molL1盐酸、pH3的盐酸、pH3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。(1)甲取出10 mL 0.1 molL1的醋酸溶液，用pH试纸测出其pHa，确定醋酸是弱电解质，则a应该满足的关系是_，理由是_(2)乙分别取pH3的醋酸和盐酸各1 mL，分别用蒸馏水稀释到100 mL，然后用pH试纸分别测定两溶液的pH，则可认定醋酸是弱电解质，判断的依据是_。(3)丙分别取pH3的盐酸和醋酸各10 mL，然后加入质量相同的锌粒，醋酸放出H2的速率快，则认定醋酸是弱电解质，你认为这一方法正确吗？_(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞作试验，也论证了醋酸是弱酸的事实，该同学的试验操作和现象是_答案(1)a1因醋酸是弱酸，不能完全电离(2)盐酸的pH5，醋酸的pH5(3)正确。由于醋酸是弱酸，随着反应的进行，醋酸不断电离，c(H)变化小，产生H2的速率醋酸比盐酸快(4)将CH3COONa晶体、NaCl晶体溶于适量水配成溶液，分别滴入酚酞试液，CH3COONa溶液变浅红色，NaCl溶液不变色。知识点二、水的电离和溶液酸碱性：1、 水的电离水电离出的c(H)或c(OH)的计算(25 时) (1)中性溶液： c(H)c(OH)1.0107mol/L。(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pH2的盐酸中水电离出的c(H)方法是：先求出溶液中的c(OH)1012 mol/L，即水电离出的c(H)c(OH)1012mol/L。(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pH12的NaOH溶液中，c(H)1012 mol/L，即水电离产生的c(OH)c(H)1012mol/L。(4)水解呈酸性或碱性的盐溶液：H和OH均由水电离产生。如pH2的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H)102mol/L，c(OH)1012mol/L是因为部分OH与部分NH结合了；pH12的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH)102mol/L。2、 溶液酸碱性、PH计算：溶液pH的计算A、总体原则(1)若溶液为酸性，先求c(H)，再求pH；(2)若溶液为碱性，先求c(OH)，再由c(H)求c(H)，最后求pH。B、类型及方法(室温下)(1)酸、碱溶液pH的计算：强酸溶液，如HnA，设浓度为c molL1，c(H)nc molL1，pHlgc(H)lg(nc)。强碱溶液，如B(OH)n，设浓度为c molL1，c(H)molL1，pHlgc(H)14lg(nc)。(2)酸、碱混合pH计算：两强酸混合c混(H)两强碱混合c混(OH)强酸、强碱混合(一者过量)：酸过量：c混(H)碱过量：c混(OH)强酸强碱恰好完全反应溶液呈中性pH7c酸(H)V酸c碱(OH)V碱C、酸碱混合时的pH规律(1)酸与碱的pH之和为14，且等体积混合：(2)等体积的强酸(pH1)和强碱(pH2)混合：常温时(2)等体积的强酸(pH1)和强碱(pH2)混合：常温时(3)强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时，V酸与V碱的关系如下：若pH1pH214，则V酸V碱。若pH1的强酸与pH2的强碱混合后呈中性，则存在10 pH1pH214。D、酸碱稀释时pH的变化酸 碱 弱酸 强酸 弱碱 强碱 稀释10n倍 pHn pHn 无限稀释 pH趋向于7 3、 中和滴定：滴定终点的判断答题模板 当滴入最后一滴标准溶液后，溶液变成色，且半分钟内不变色。解答此类题目注意三个关键点：(1)最后一滴：必须说明是滴入“最后一滴”溶液。(2)颜色变化：必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液“颜色的变化”。(3)半分钟：必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不变色”。 【典型题例】：1短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是()AW2、XBX、，Y3 CY3、Z2 DX、Z2 答案C 解析根据“短周期元素”“原子序数依次增大”和选项中离子所带的电荷数，可以判断出四种元素对应的离子分别是O2、Na、Al3和S2，其中Na对水的电离平衡无影响，故排除A、B、D三项，选C项。2、常温下0.1 molL1醋酸溶液的pHa，下列能使溶液pH(a1)的措施是()A将溶液稀释到原体积的10倍B加入适量的醋酸钠固体C加入等体积0.2 molL1的盐酸D提高溶液的温度答案B解析本题以弱电解质的电离平衡移动为背景，考查有关溶液的pH计算及电离平衡的移动。pH增加一个单位，需要溶液的H浓度降低到原来的，醋酸是弱酸，电离方程式为CH3COOHHCH3COO，故将溶液稀释到原体积的10倍，溶液pH增加不到一个单位，A项错误；加入适量的醋酸钠固体，抑制醋酸的电离，使其pH增大，可以使其pH由a变成(a1)，B项正确；加入等体积0.2 molL1盐酸，虽然抑制醋酸的电离，但增大了c(H)，溶液的pH减小，C项错误；提高溶液的温度，促进了醋酸的电离，c(H)增大，溶液的pH减小，D项错误。3、如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是()A水电离出的氢离子浓度：ab B盐酸的物质的量浓度为0.010 0 molL1 C指示剂变色时，说明盐酸与NaOH恰好完全反应D当滴加NaOH溶液10.00 mL时，该混合液的pH1lg3答案D解析在滴定过程中a点酸性比b点强，a点时，HCl对水的电离抑制程度大，水电离出的H浓度：ac(HCO)c(H2CO3)(多元弱酸酸根离子的水解以第一步为主)。B、三个守恒关系(1)电荷守恒。溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度，即溶液中阴、阳离子所带电荷总数相等。如NaHCO3溶液中：c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c(OH)。(2)物料守恒。物料守恒也就是元素守恒，电解质(电离或水解或反应)变化前后某种元素的原子个数守恒，如0.1 molL1 NaHCO3溶液中：c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)0.1 molL1。（3）质子守恒。由水电离出的c(H)由水电离出的c(OH)如Na2CO3溶液中，c(OH)c(H)c(HCO)2c(H2CO3)。NH4Cl溶液中，c(H)c(OH)c(NH3H2O)。C、应用（1）根据盐类水解规律判断溶液的酸碱性或pH大小 如相同物质的量浓度的下列溶液，Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4、NH4Cl、(NH4)2SO4、CH3COOH、HCl，pH由大到小的顺序为：Na2CO3NaHCO3Na2SO4NH4Cl(NH4)2SO4CH3COOHHCl。（2）判断盐溶液中离子的种类及浓度的大小如Na2CO3溶液中存在的微粒有：Na、CO、HCO、H2CO3、OH、H、H2O，且c(Na)2c(CO)，c(OH)c(H)。（3）配制易水解盐溶液时，要注意抑制水解如配制FeCl3、AlCl3溶液时滴加几滴稀盐酸。（4）实验室贮存试剂时，要考虑盐的水解如Na2CO3、NaHCO3溶液显碱性而不能用带玻璃塞的试剂瓶贮存。（5）判断盐溶液蒸干时所得的产物 如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后得到Al(OH)3、Fe(OH)3；CuSO4溶液蒸干后得CuSO4固体，NaHCO3溶液低温蒸干后可得NaHCO3固体。 （6）如MgCl2溶液中混有少量FeCl3杂质，因Fe3的水解程度比Mg2水解程度大，可加入MgO或Mg(OH)2或MgCO3等，使Fe3的水解平衡右移，生成Fe(OH)3沉淀而除去。（7）判断溶液中离子能否大量共存如Al3、Fe3与CO、HCO在溶液中不能大量共存，因为能发生相互促进的水解反应。（8）解释盐参加的某些反应如Mg加到NH4Cl溶液中，AlCl3与Na2S溶液混合等【典型题例】1有四种盐溶液，物质的量浓度相等且都由一价阳离子A和B及一价阴离子X和Y组成。据测定常温下AX和BY溶液的pH7，AY溶液的pH7，BX溶液的pH7，说明AY为强碱弱酸盐，BX溶液的pHH2CO3H2SiO3，故等物质的量浓度的盐溶液的pH大小为：CH3COONaNa2CO37说明NaR是强碱弱酸盐，即HR为弱酸，A项能；只要酸性比碳酸强，HR就能与Na2CO3溶液反应，B项不能；若HR为强酸，则加少量NaR，溶液的pH不变，现pH变大，则说明NaR抑制了HR的电离，C项能；若HR是强酸，则0.01 molL1的HR溶液的pH20为例外界条件 移动方向 平衡后c(Ag) 平衡后c(Cl) Ksp 升高温度 正向 增大 增大 增大 加水稀释 正向 减小 减小 不变 加入少量AgNO3 逆向 增大 减小 不变 通入HCl 逆向 减小 增大 不变 通入H2S 正向 减小 增大 不变 2、沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成。调节pH法。如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至78，离子方程式为：Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。沉淀剂法。如用H2S沉淀Cu2，离子方程式为：H2SCu2=CuS2H。(2)沉淀的溶解。酸溶解法。如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为：CaCO32H=Ca2H2OCO2。盐溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，化学方程式为：Mg(OH)22NH4Cl=MgCl22H2O2NH3。氧化还原溶解法。如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。配位溶解法。如AgCl溶于氨水，离子方程式为：AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O。(3)沉淀的转化。实质：沉淀溶解平衡的移动。(沉淀的溶解度差别越大，越容易转化)举例。根据难溶物质溶解度的大小，难溶物质间可以进行转化，例如：AgNO3 AgCl白色沉淀) AgBr (淡黄色沉淀) AgI (黄色沉淀) Ag2S (黑色沉淀)3、沉淀溶解平衡图像题的解题策略 溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点，均表示不饱和。从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。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。【典型题例】1、溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如下图所示。下列说法错误的是()A溴酸银的溶解是放热过程B温度升高时溴酸银溶解速度加快C60 时溴酸银的Ksp约等于6104 D若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯 答案A解析从图像可看出随温度的升高，AgBrO3的溶解度逐渐升高，即AgBrO3的溶解是吸热过程，A项错误；温度升高，其溶解速度加快，B项正确；60 时饱和溶液中AgBrO3的物质的量浓度约为2.5102mol/L，其Ksp6104，C项正确；由于AgBrO3的溶解度比较小，故KNO3中含有AgBrO3时，可采用重结晶的方法提纯，D项正确。2、常温下Ksp(CaSO4)9106，CaSO4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在任何溶液中，若有CaSO4沉淀析出，则c(Ca2)与c(SO)一定相等Bd点溶液通过蒸发可以变到c点Ca点对应的Ksp等于c点对应的KspDb点将有沉淀生成，平衡后溶液中c(SO)一定等于3103molL1答案C解析有CaSO4沉淀析出的溶液中，一定存在c(Ca2)c(SO)Ksp(CaSO4)，但c(Ca2)和c(SO)不一定相等，A选项错误；d点溶液未饱和，蒸发溶剂时，c(SO)不可能不发生变化，B选项错误；温度不变时，Ksp也不变，C选项正确；b点没有在曲线上，平衡时，c(Ca2)和c(SO)不一定相等，D选项错误。3、已知CaCO3的Ksp2.8109，现将浓度为2104 molL1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl2溶液的浓度至少应为()A2.8102 molL1B1.4105 molL1 C2.8105 molL1 D5.6105 molL1答案D解析由沉淀形成的条件知，要产生沉淀必须满足：c(Ca2)c(CO)2.8109，因等体积混合后，c(CO)1104 molL1，故混合溶液中c(Ca2)应大于2.8105 molL1，则混合前c(CaCl2)至少应为5.6105 molL1。4、在pH为45的环境中，Cu2、Fe2不能生成沉淀，而Fe3几乎完全沉淀。工业上制取CuCl2是将浓盐酸用蒸汽加热到80 左右，再慢慢加入粗氧化铜(含杂质FeO)，充分搅拌使之溶解，欲除去溶液中的杂质离子，下列方法正确的是()A加入纯Cu将Fe2还原B向溶液中加入(NH4)2S使Fe2沉淀C直接加水加热使杂质离子水解除去D在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末调节pH为45答案D 解析A项，Cu与Fe2不反应；B项，引入新杂质，且Cu2转化为CuS；C项，直接加水加热Cu2也会发生水解；D项，通入Cl2，把Fe2氧化为Fe3，再加入CuO调节pH为45，使Fe3沉淀完全即可。