2020高考化学一轮综合复习第八章水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡专题讲座四“粒子”浓度关系判断练习
高考化学一轮第8章水溶液中的离子反应与平衡常考点10电离常数的应用新人教版
a2
(H3 O3 )
-
=
2-
(HPO3 )·(H+ )
(H2 O3 )
,且a 1 > a 2 ,由图像可知,在相
2-
-
(H2 O3 )
(HPO3 )
同(H O ) 或
时,曲线Ⅱ对应的
3
3
(H O )
2
c(H+)较大,为第一步电离,曲线Ⅰ对应
3
的 c(H+)较小,为第二步电离,选用曲线Ⅱ中的特殊点 B 计算a 1 , a 1 =
常考点10
电离常数的应用
方法突破
一、电离常数的计算
解题模式:“三段式”,利用始态、变化、终态进行求解,如
CH3COO- +
CH3COOH
H+
始态
(mol ·L -1 )
a
0
0
变化
(mol ·L -1 )
x
x
x
终态
(mol ·L -1 )
a-x
x
x
(CH 3 O - )·(H + )
Ka(CH3COOH)=
mol·
L-1,所以c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
CH3COOH
-b
2
CH3COO-+H+
b
10-7 ×
Ka=
=
-
2
2×10-7
。
-2
10-7
[例2] 已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,常温下,向某浓度的亚磷酸溶液中逐
滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度的关系
反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常
【名师推荐资料】新2020年高考化学一轮综合复习 第八章 水溶液中的离子平衡 水溶液中的离子平衡 第26讲 弱
第26讲弱电解质的电离平衡考纲要求 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.理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数(K a、K b)进行相关计算。
考点一弱电解质的电离平衡1.弱电解质(1)概念(2)与化合物类型的关系强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物,弱电解质主要是某些共价化合物。
2.弱电解质的电离概念(1)电离平衡的建立在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到了平衡。
(2)电离平衡的建立与特征①开始时,v(电离)最大,而v(结合)为0。
②平衡的建立过程中,v(电离)>v(结合)。
③当v(电离)=v(结合)时,电离过程达到平衡状态。
3.外因对电离平衡的影响(1)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,越易电离。
(2)温度:温度越高,电离程度越大。
(3)同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动。
(4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向电离方向移动。
(1)强电解质稀溶液中不存在溶质分子,弱电解质稀溶液中存在溶质分子(√)(2)氨气溶于水,当NH3·H2O电离出的c(OH-)=c(NH+4)时,表明NH3·H2O电离处于平衡状态(×)(3)室温下,由0.1mol·L-1一元碱BOH的pH=10,可知溶液中存在BOH===B++OH-(×)(4)电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大(×)(5)稀释弱电解质溶液时,所有粒子浓度都一定会减小(×)(6)电离平衡时,由于分子和离子的浓度不断发生变化,所以说电离平衡是动态平衡(×)解析(2)NH3+H2O??NH3·H2O??NH+4+OH-,NH3·H2O电离出的c(OH-)与c(NH+4)永远相等,不能表明NH3·H2O电离处于平衡状态。
高考化学一轮总复习 第八章 水溶液中的离子平衡讲座 四大平衡常数的重要用试题
回夺市安然阳光实验学校专题讲座四大平衡常数的重要应用四大平衡常数是指化学平衡常数、弱电解质的电离平衡常数、水的离子积常数及难溶电解质的溶度积常数,这部分知识为新课标的热考内容,在高考题中出现频繁。
该类试题常与生产、生活、环境及新技术的应用相联系,信息量大,思维容量高。
侧重考查考生阅读相关材料,把握和提炼关键信息或数形结合等综合分析能力,数据处理及计算能力、知识的迁移应用能力。
项目化学平衡常数(K) 电离平衡常数(K a、K b) 水的离子积常数(K W)难溶电解质的溶度积常数(K sp)概念在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数。
在一定条件下弱电解质达到电离平衡时,弱电解质电离形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的乘积之比是一个常数,这个常数称为电离平衡常数。
水或稀的水溶液中c(OH-)与c(H+)的乘积。
在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之积为常数。
表达式对于一般的可逆反应:m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),在一定温度下达到平衡时:K=c p(C)·c q(D)c m(A)·c n(B)。
(1)对于一元弱酸HA:HA H++A-,电离常数K a=c(H+)·c(A-)c(HA);(2)对于一元弱碱BOH:BOH B++OH-,电离常K W=c(OH-)·c(H+)M m A n的饱和溶液:K sp=c m(M n+)·c n(A m-)数K b=c(B+)·c(OH-)c(BOH)。
影响因素只与温度有关只与温度有关,升温,K值增大只与温度有关,温度升高,K W增大只与难溶电解质的性质和温度有关一、化学平衡常数常考题型1.求解平衡常数;2.由平衡常数计算初始(或平衡)浓度;3.计算转化率(或产率);4.应用平衡常数K判断平衡移动的方向(或放热、吸热等情况)。
高考化学一轮复习第八章水溶液中的离子平衡第4讲难溶电解质的溶解平衡课件
真题演练•素养通关
答案:B
2.[2021·全国乙卷,13]HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中c(M+) 随c(H+)而变化,M+不发生水解。实验发现,298 K时c2(M+)~c(H+)为线 性关系,如下图中实线所示。
下列叙述错误的是( ) A.溶液pH = 4 时,c(M+)< ×10-4mol·L-1 B.MA的溶度积Ksp(MA)=×10-8 C.溶液 pH = 7 时, c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-) D.HA的电离常数Ka(HA)≈ ×10-4
[判断] (正确的打“√”,错误的打“×”) (1)Ksp既与难溶电解质的性质和温度有关,也与沉淀的量和溶液中的 离子浓度有关( × ) (2)在一定条件下,溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉
淀( √ ) (3)常温下,向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小
(× )
答案:A
解析:沉淀工业废水中的Pb2+时,生成沉淀的反应进行得越完全越好,由于 PbS的溶解度最小,故选硫化物作为沉淀剂。
练后归纳
沉淀生成的两大应用 (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。
答案:A
答案:B
5.要使工业废水中的Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等 作沉淀剂,已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下:
化合物 溶解度/g
PbSO4 1.03×10-4
PbCO3 1.81×10-7
【名师推荐资料】新2020年高考化学一轮综合复习 第八章 水溶液中的离子平衡 水溶液中的离子平衡 第28讲 盐
第28讲 盐类水解考纲要求 1.了解盐类水解的原理。
2.了解影响水解程度的主要因素。
3.了解盐类水解的应用。
考点一 盐类水解及其规律1.定义在溶液中盐电离出来的离子跟水电离产生的H +或OH -结合生成弱电解质的反应。
2.实质盐电离―→⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫弱酸的阴离子―→结合H +弱碱的阳离子―→结合OH -―→破坏了水的电离平衡―→水的电离程度增大 ―→溶液呈碱性、酸性或中性 3.特点4.规律有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
5.盐类水解离子方程式的书写要求(1)一般来说,盐类水解的程度不大,应该用可逆号“??”表示。
盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,水解离子方程式要分步表示。
(3)多元弱碱阳离子的水解简化成一步完成。
(4)水解分别显酸性和碱性的离子组由于相互促进水解程度较大,书写时要用“===”“↑”“↓”等。
(1)溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐(×)(2)酸式盐溶液可能呈酸性,也可能呈碱性(√)(3)某盐溶液呈酸性,该盐一定发生了水解反应(×)(4)常温下,pH=10的CH3COONa溶液与pH=4的NH4Cl溶液,水的电离程度相同(√)(5)常温下,pH=11的CH3COONa溶液与pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度相同(×)(6)NaHCO3、NaHSO4都能促进水的电离(×)(7)向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和气体生成(×)(8)S2-+2H2O??H2S+2OH-(×)(9)Fe3++3H2O??Fe(OH)3↓+3H+(×)(10)明矾溶液显酸性:Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+(√)1.怎样用最简单的方法区别NaCl溶液、氯化铵溶液和碳酸钠溶液?答案三种溶液各取少许分别滴入紫色石蕊溶液,不变色的为NaCl溶液,变红色的为氯化铵溶液,变蓝色的为碳酸钠溶液。
高考化学化水溶液中的离子平衡的综合热点考点难点附详细答案
高考化学化水溶液中的离子平衡的综合热点考点难点附详细答案一、水溶液中的离子平衡1.茶叶中的茶多酚是一种天然抗氧化剂(其抗氧化能力是 VC 的 5~10 倍),它易溶于水、乙醇、乙酸乙酯,难溶于氯仿。
在酸性介质中,茶多酚能将 Fe3+还原为 Fe2+,Fe2+与K3Fe(CN)6生成的深蓝色配位化合物 KFe[Fe(CN)6]对特定波长光的吸收程度(用光密度值 A 表示)与茶多酚在一定浓度范围内成正比。
A 与茶多酚标准液浓度的关系如图 1 所示:某实验小组设计如下实验流程从茶叶中提取茶多酚:请回答下列问题:(1)操作①用水浸取茶多酚时,实验小组发现搅拌速度对茶多酚浸出量的影响如图 2 所示,原因是____。
若用乙醇浸取茶多酚操作如下:称取 10 g 茶叶末,用滤纸包好,装入恒压滴液漏斗中,圆底烧瓶内加沸石和适量乙醇,如图 3 安装后,通冷凝水,加热套加热,当乙醇被加热沸腾后,控制加热套温度在 90℃。
为使恒压漏斗内液面高出茶叶包约 0.5 cm,并保持约 1 h,可行的操作方法是________。
(2)减压蒸发相对于一般蒸发的优点是________;氯仿的作用是________。
(3)下列有关实验基本操作不正确的是________。
A.图 3 中冷凝水流向为 a 进 b 出B.分液漏斗使用前须检验是否漏水并洗净备用C.操作①过滤时,可用玻璃棒适当搅拌以加快分离速度D.萃取过程中,经振摇并放气后,将分液漏斗置于铁圈上立即分液(4)称取 1.25 g 粗产品,用蒸馏水溶解并定容至 1000 mL,移取该溶液 1.00 mL,加过量 Fe3+和 K3Fe(CN)6酸性溶液,用蒸馏水定容至 100 mL 后,测得溶液光密度值 A=0.800,则产品的纯度是_____ (以质量分数表示)。
【来源】吉林省东北师范大学附属中学2019-2020学年高二下学期疫情延期开学考试(4月)化学试题【答案】茶多酚易被氧气氧化,搅拌速度越快,茶多酚氧化速度越快,浸出率越低关闭活塞,当漏斗内液面高出茶叶包约0.5cm时,调节活塞使乙醇冷凝速度与漏斗放液速度一致降低蒸发温度防止产物氧化或分解萃取(或除杂) CD 96%【解析】【分析】茶叶用水浸泡时,茶多酚、氨基酸、茶碱等溶解在水中,过滤后,去除滤渣,得到的滤液减压蒸发,可降低蒸发温度,防止氧化反应的发生;往浓缩液中加入氯仿、分液,可得含氯仿的有机溶液①,水溶液②中含有茶多酚,用乙酸乙酯萃取、分液,可得茶多酚的乙酸乙酯溶液,然后减压蒸发,即可获得茶多酚粗产品。
高考化学一轮第8章水溶液中的离子反应与平衡微专题十三一元强酸碱与一元弱酸碱的比较新人教版
类型四 不同一元酸对应盐的水解原理分析
4.室温下,a 1 (H2SO3)=10-1.81,a 2 (H2SO3)=10-6.99。室温下通过下列实验探究
Na2SO3、NaHSO3溶液的性质。
实验1:测定某浓度的NaHSO3溶液的pH,测得pH为5.22。
2+
c(NH4 )+c(H2SO3)=c(SO3 ),B 正确;实验 3 中滴几滴 FeCl3 溶液后再滴加 KSCN
2-
溶液,溶液不变红,说明 Fe3+与 SO3 反应完全,离子反应方程式为
3+
2Fe
222+
+SO3 +H2O===2Fe +SO4 +2H+,C
正确;向 0.10 mol·
L-1 Na2SO3 溶液中加
mol=2×10-3 mol,加入的NaOH的物质的量为10.0×10-3×0.1 mol=1×10-3
mol,两者混合,酸过量,反应后的溶质为酸和盐,溶液 Ⅰ 的溶质为HA和NaA
且浓度相等,溶液Ⅱ溶质为HB和NaB且浓度相等。溶液 Ⅰ 中pH=5<7,呈酸
性,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),得c(Na+)<c(A-),
故离子浓度大小顺序为c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故A正确;溶液Ⅰ中
c(NaA)=c(HA),pH=5,c(H+)=10-5 mol·
L-1,根据 HA
(H+ )·(A- )
高考化学一轮第8章水溶液中的离子反应与平衡微专题十四四大平衡常数的相互关系及应用强基练新人教版
1.(2024·浙江衢州、丽水、湖州高三一模)用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含
有少量MgO、SiO2等杂质)制备LiFePO4的工艺流程如图所示:
已知:钛铁矿经盐酸浸取后钛主要以 TiOCl24 形式存在;Ksp(FePO4)
=1.0×10-22,Ksp[Mg3(PO4)2]=1.0×10-24。下列说法不正确的是(
1 2 3 4 5 6 7 8 9
6.(2023·全国新课标卷)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发
生反应 Ag++NH3
[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3
[Ag(NH3)2]+。
lg[c(M)/(mol·L-1)]与lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的关系如图所示(其中M代表Ag+、
据氧化还原反应得失电子守恒以及原子守恒可知反应的化学方程式为
2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
2LiFePO4+3CO2↑+H2O↑,故C正确;若调pH至
溶液呈碱性,Fe2+也会形成氢氧化亚铁沉淀,故D错误。
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2.常温下,可用下图所示的方法制备FeCO3。已知:Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,
2 (Cl )
-
=
1×10-11.7
2-
2 (Ag+ )·(CrO4 )
2 (Ag+ )·2 (Cl )
-
=
7.9
-1
=10
,C
正确;分别计算浓度均为
0.1
mol·
高考化学总复习第8章水溶液中的离子平衡微专题强化突破15水解常数(Kh)与离子积(Kw)电离常数(KaKb)的关系及
水解常数(Kh)与离子积(Kw)、电离常数 (Ka、Kb)的关系及应用
1.在一定温度下,能水解的盐(强碱弱酸盐、强酸弱碱盐或 弱酸弱碱盐)在水溶液中达到水解平衡时,生成的弱酸(或弱 碱)浓度和氢氧根离子(或氢离子)浓度之积与溶液中未水解 的弱酸根阴离子(或弱碱的阳离子)浓度之比是一个常数,该 常数称为水解平衡常数。
CH3COOH+OH-
(2)强酸弱碱盐 如 NH4Cl 溶液:NH+ 4 +H2O NH3·H2O+H+ Kh=c(NH3·c(HN2OH)+ 4 )·c(H+)= c(NH3·c(HN2OH)+ 4 )·c·(c(HO+)H-·c)(OH-)= cc((NHH++4))·c·c((OOHH--))=KKwb。
(1)强碱弱酸盐 如 CH3COONa 溶液:CH3COO-+H2O Kh=c(CHc3(COCHO3HC)OO·c(-)OH-)= c(CHc3(COCHO3HC)OO·c(-)O·Hc(-)H·+c)(H+)= c(cC(HO3CHO-O)-·)c(·cH(+H)+)=KKwa 。
c(CH3COOH)
c(NH3·H2O)
其中:Kh 为水解平衡常数、Ka(Kb)为弱酸(弱碱)的电离平衡 常数、Kw 为水的离子积常数。 2.水解平衡常数是描述能水解的盐水解平衡的主要参数。 它只受温度的影响,因水解过程是吸热过程,故它随温度的 升高而增大。
1.已知 25 ℃时,NH3·H2O 的电离平衡常数 Kb=1.8× 10 - 5 , 该 温 度 下 1 mol·L - 1 的 NH4Cl 溶 液 中 c(H + ) = _________ mol·L-1。(已知 5.56≈2答案:向右 60
解析:NaOH 电离出的 OH-抑制水的电离平衡,Na2SO3 电 离出的 SO23-水解促进水的电离平衡。
2020年高考化学全国一轮复习突破全国卷专题讲座:水溶液中的离子平衡的综合应用
突破全国卷专题讲座(九)水溶液中的离子平衡的综合应用水溶液中的离子平衡包括弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡以及难溶电解质的溶解平衡三大部分内容,其中的概念、规律体系、中和滴定实验以及四大平衡常数非常重要,是高考重点设题的部分,这部分内容的考试热点有:(1)强、弱电解质的比较。
(2)勒夏特列原理在“三大”平衡中的应用。
(3)水的离子积常数、电离常数的应用与计算。
(4)溶液酸碱性的判断。
(5)pH的简单计算及应用(包括pH的变化规律、盐溶液pH的大小比较)。
(6)微观粒子数的大小比较与计算(三大守恒的应用)。
(7)溶度积常数的计算及应用(包括沉淀的生成、溶解及转化规律)。
水溶液中的离子平衡的考查题型既涉及选择题,又涉及非选择题;既有正误判断,也有大小比较、守恒关系、计算,还有图像分析、反应过程分析等等。
该部分内容的知识网络可以用下图概括:弱电解质的电离平衡弱电解质的电离平衡是很重要的基本理论知识,通过此类试题可以体现命题者对基本概念和基本理论的重视。
此类试题的综合性较强,主要考查影响电离平衡的因素(内因和外因)、电离平衡常数、电离度以及pH的相关计算、图像分析等。
水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性判断是高考常考的知识点。
这类试题难度不大,主要考查溶液的酸碱性判断、K w和pH的简单计算,其中K w 只与温度有关是计算和判断pH的关键。
盐类的水解及应用盐类的水解是重要的基本理论知识,该类试题综合性较强,注意考查影响盐类水解的本质及规律、水解平衡常数和盐类水解的应用,其中盐类水解的本质及规律、水解平衡常数的巧妙运用尤为重要。
溶液中粒子浓度的关系粒子浓度的关系是重要的基本理论知识,此类试题体现了命题者对基本理论知识的重视。
该类试题综合性强,主要考查单一电解质溶液、混合时不发生反应的电解质溶液、混合时反应的电解质溶液中粒子浓度大小关系及等量关系,其中弱电解质的电离、盐类的水解、“三大守恒”关系往往可以帮助解决粒子浓度关系问题。
2020高考化学冲刺复习精讲第一部分必考部分第8讲水溶液中的离子平衡讲义含解析
2020高考化学复习冲刺第8讲水溶液中的离子平衡[考纲要求]1.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性;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。
3.了解水的电离、离子积常数。
4.了解溶液pH的定义及测定方法,能进行pH的简单计算。
5.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。
6.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡;理解溶度积(K sp)的含义,能进行相关的计算。
[学科素养]1.变化观念与平衡思想:认识弱电解质是存在电离平衡的,并会运用电离度、平衡常数多角度分析弱电解质的电离平衡;认识盐类水解的本质是中和反应的逆反应,能多角度、动态地分析盐类水解和沉淀溶解平衡,并用相关理论解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:能运用平衡模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。
3.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的弱电解质电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡的问题;能从问题和假设出发,确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究;在探究中学会合作,面对“异常”现象敢于提出自己的见解。
4.科学精神与社会责任:应具有严谨求实的科学态度,具有探索未知、崇尚真理的意识;赞赏化学对社会发展的重大贡献,具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
[网络构建][核心强化]1.证明HA是弱酸的2种典型方法(1)测钠盐NaA溶液的pH,若pH>7,则说明HA为弱酸。
(2)测一定物质的量浓度的HA溶液,若0.01 mol·L-1HA溶液的pH>2,则说明HA为弱酸。
2.计算溶液的pH时的“3”个关注条件(1)外界条件是否为室温。
(2)溶液中的H+和水电离出的H+的浓度不同。
(3)是否为强酸、强碱的溶液。
3.必考的“1”个常数、“2”个比较和“3”个守恒(1)水的离子积K w=c(H+)·c(OH-)(只与温度有关)。
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【2019最新】精选高考化学一轮综合复习第八章水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡专题讲座四“粒子”浓度关系判断练习一、熟悉两大理论,构建思维基点1.电离理论(1)弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离,如氨水溶液中:NH3·H2O、NH、OH-浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)。
(2)多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一级电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。
如在H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+的浓度大小关系是c(H2S)>c(H +)>c(HS-)>c(S2-)。
2.水解理论(1)弱电解质离子的水解损失是微量的(双水解除外),但由于水的电离,故水解后酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。
如NH4Cl溶液中:NH、Cl-、NH3·H2O、H+的浓度大小关系是c(Cl-)>c(NH)>c(H +)>c(NH3·H2O)。
(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解,如在Na2CO3溶液中:CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
二、把握三种守恒,明确等量关系1.电荷守恒规律电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。
如NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO、CO、OH -,存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)。
2.物料守恒规律电解质溶液中,由于某些离子能够水解,离子种类增多,但元素总是守恒的。
如K2S 溶液中S2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。
3.质子守恒规律如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下:由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示:c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)。
质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。
三、典例导悟,分类突破(一)粒子种类的判断[例1](1)NaHCO3溶液中:_______________________________________________________。
(2)Na2CO3溶液中:______________________________________________________________。
(3)NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中:______________________________________________。
(4)向NaOH溶液中通入CO2气体(任意量):_________________________________________。
答案(1)(2)(3)(4)粒子种类都是离子:Na+、CO、HCO、OH-、H+;分子:H2CO3、H2O判断盐溶液中粒子种类时,首先要清楚盐溶液中的电离、水解情况,特别是多步电离和多步水解。
如:(1)NaHCO3溶液中,因NaHCO3===Na++HCO,HCO??CO+H+,HCO+H2O??H2CO3+OH-,H2O??H++OH-。
故溶液中的离子有:Na+、CO、HCO、OH-、H+;分子有:H2CO3、H2O。
(二)单一溶液中离子浓度的关系[例2] 0.1mol·L-1的NH4Cl溶液(1)粒子种类:______________________________________________________________。
(2)离子浓度大小关系:_______________________________________________________。
(3)物料守恒:_____________________________________________________________。
解析NH4Cl===NH+Cl-(完全电离)NH+H2O??NH3·H2O+H+(微弱)H2O??H++OH-(极微弱)答案(1)Cl-、NH、H+、OH-、NH3·H2O、H2O(2)c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)(3)c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O)[例3] 0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中各离子浓度的关系(1)大小关系:_____________________________________________________________。
(2)物料守恒:_________________________________________________________________。
(3)电荷守恒:__________________________________________________________________。
(4)质子守恒:________________________________________________________________。
解析NaHCO3===Na++HCO(完全电离),HCO+H2O??H2CO3+OH-(主要),HCO??H++CO(次要),H2O??H++OH-(极微弱)。
答案(1)c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)>c(CO)(2)c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)(3)c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)(4)c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+)-c(CO)[例4] 0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中各离子浓度的关系(1)大小关系:___________________________________________________________。
(2)物料守恒:_________________________________________________________________。
(3)电荷守恒:_______________________________________________________________。
(4)质子守恒:_______________________________________________________________。
解析Na2CO3===2Na++CO(完全电离),CO+H2O??HCO+OH-(主要),HCO+H2O??H2CO3+OH-(次要),H2O??H++OH-(极微弱)。
答案(1)c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)(2)c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)](3)c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)(4)c(OH-)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO)1.比较时紧扣两个微弱(1)弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。
如在稀醋酸溶液中:CH3COOH??CH3COO-+H+,H2O??OH-+H+,在溶液中微粒浓度由大到小的顺序:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
(2)弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的,但水的电离程度远远小于盐的水解程度。
如稀的CH3COONa溶液中:CH3COONa===CH3COO-+Na+,CH3COO-+H2O??CH3COOH +OH-,H2O??H++OH-,所以CH3COONa溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH -)>c(CH3COOH)>c(H+)。
2.酸式盐与多元弱酸的强碱正盐溶液酸碱性比较(1)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐中酸式酸根离子的电离能力和水解能力哪一个更强,如NaHCO3溶液中HCO的水解能力大于其电离能力,故溶液显碱性。
(2)多元弱酸的强碱正盐溶液:多元弱酸根离子水解以第一步为主。
例如,Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。
3.质子守恒式可以由电荷守恒式和物料守恒式推导出来以KHS溶液为例,电荷守恒式为c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)①,物料守恒式为c(K+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)②,由①-②得质子守恒式,消去没有参与变化的K+等。
4.规避等量关系中的2个易失分点(1)电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加。
如2c(CO)的化学计量数2代表一个CO带2个负电荷,不可漏掉。
(2)物料守恒式中,离子浓度系数不能漏写或颠倒。
如Na2S溶液中的物料守恒式中,“2”表示c(Na+)是溶液中各种硫元素存在形式的硫原子总浓度的2倍。
(三)酸、碱中和型离子浓度的关系[例5] 比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。
(1)CH3COOH和NaOH等浓度等体积混合,离子浓度大小顺序为____________________。
(2)NaOH和CH3COOH等浓度按1∶2体积比混合后pH<7①离子浓度大小顺序为________________________________________________________。
②电荷守恒式:_______________________________________________________________。
③物料守恒式:______________________________________________________________。
(3)pH=2的CH3COOH与pH=12的NaOH等体积混合①离子浓度大小顺序为_________________________________________________________。
②电荷守恒式与(2)中的电荷守恒式________(填“相同”或“不同”)。
③能否写出物料守恒式________(填“能”或“否”)。
解析(1)恰好反应后,溶质为CH3COONa。
(2)中和反应后,溶质为等量的CH3COONa、CH3COOH,且CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,c(CH3COO-)与c(CH3COOH)浓度之和等于c(Na+)的2倍。