水溶液中的各种平衡

水溶液中的各种平衡
溶液中的平衡包括电离平衡、水解平衡、溶解平衡等内容,在此基础上延伸出强弱电解质、离子共存问题、水的电离、溶液中离子浓度大小的判断、溶液的pH、影响弱电解质电离的外界因素、影响盐类水解的外界因素。

在近年的高考命题中对主要内容的考核： 1.平衡的基本原理; 2.强弱电解质的区别,以及与溶液导电能力的关系; 3.影响水的电离平衡的因素; 4.溶液中离子浓度大小的判断； 5.溶液中的几个守恒（电荷、物料、质子守恒）；
6.混合溶液中（不反应的或能反应的）各种量的判断；
7.离子共存问题。

几个值得注意的问题： (1)无论电解质还是非电解质，都是指化合物； (2)有些物质虽然难溶于水，但还属于强电解质，其溶解部分完全电离； (3)有些物质溶于水后能导电，但却是非电解质，因为导电的原因是该物质与水反应生成了电解质；（4）强电解质的导电能力不一定比弱电解质强,关键看水中自由移动离子的浓度;（5）电解质溶液浓度越大,导电能力不一定越强；（6）发生水解的盐溶液不一定呈酸性或碱性,可能呈中性；（7）影响水的电离平衡的一般规律是酸、碱抑制水电离,而能水解的盐一般促进水电离；（8）多元弱酸是分步电离的,在发生中和反应或较强酸制较弱酸时也是分步进行的,第一步电离远大于其第二步电离；(9).弱酸不一定不能制强酸；(10).水的离子积常数只与温度有关而与浓度无关,与平衡常数的含义相当；(11).溶液越稀，越有利于电离；(12).比较反应速率时,弱电解质关注已电离的离子, 考虑反应的量时，弱电解质关注本身所有的氢离子或氢氧根离子(即已电离的和未电离的)。

易错题
1.(2009·北京理综,11)有4种混合溶液,分别由等体积0.1 mol/L的2种溶液混
合而成：①CH
3COONa与 HCl;②CH
3
COONa与NaOH；③CH
3
COONa与NaCl;④CH
3
COONa
与NaHCO
3。

下列各项排序正确的是( )
A.pH:②>③>④>①
B.c(CH
3
COO-):②>④>③>①
C.溶液中c(H+):①>③>②>④
D.c(CH
3
COOH):①>④>③>②
解析各项排序为:pH:②>④>③>①溶液中c(H+):①>③>④>②c(CH3COOH):①>
③>④>②答案 B
2.(2009·广东,9)下列浓度关系正确的是 ( )
A.氯水中:c(Cl
2
)=2[c(ClO-)+c(Cl-)+c(HClO)]
B.氯水中:c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)>c(ClO-)
C.等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合:c(Na+)=c(CH
3
COO-)
D.Na
2CO
3
溶液中:c(Na+)>c(CO
3
2- )>c(OH-)>c(HCO
3
- )>c(H+)
解析氯水中含有Cl
2
、HClO、Cl-、H+、ClO-、OH-等溶质分子和离子,其中c(Cl2)和其他离子浓度不存在定量关系,而溶液中c(ClO-)>c(OH-),A和B错误;C项中混
合后的溶液是CH
3COONa溶液,CH
3
COO-水解使c(Na+)>c(CH3COO-)。

答案 D
3.下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是 ( )
A.室温下,向0.01 mol/L NH
4HSO
4
溶液中滴加NaOH溶液至中
性:c(Na+)>c(SO
42-)>c(NH
4
+ )>c(OH-)=c(H+)
B.0.1 mol/L NaHCO
3溶液:c(Na+)>c(OH-)>c(HCO
3
- )>c(H+)
C.Na
2CO
3
溶液:c(OH-)-c(H+)=c(HCO
3
- )+c(H
2
CO
3
)
D.25℃时,pH=4.75、浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH、 CH3COONa混合溶液:c(CH3COO-)+c(OH-)<c(CH3COOH) +c(H+)
解析 A.向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性，说明只发生了反应:H++OH-
H
2
O,A正确;B.NaHCO3溶液由于HCO 水解程度大于电离程度而显碱性，故离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HCO3- )>c(OH-)>c(H+)>c(CO32- ),B错误;C.Na2CO3溶液的质子守恒为:c(H+)+c(HCO3- )+2c(H2CO3)=c(OH-),C错误;
D.c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),该等式为电荷守恒,由于混合液pH=4.75,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,即c(CH3COO-)>c(CH3COOH)。

故c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+)，错误。

答案 A
4.草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性,在0.1 mol/L KHC
2O
4
溶液中,下列关系
正确的是 ( )
A.c(K+)+c(H+)=c(HC
2O
4
-)+c(OH-)+c(C
2
O
4
2-)B.c(HC
2
O
4
-)+c(C
2
O
4
2-)=0.1 mol/L
C.c(C
2O
4
2-)<c(H
2
C
2
O
4
)D.c(K+)=c(H
2
C
2
O
4
)+c(HC
2
O
4
-)+c(C
2
O
4
2-)
解析依据电荷守恒规律,溶液中各离子间应存在如下关系:c(K+)+c(H+)=c(HC2O )+c(OH-)+2c(C2O ）,故A错;B项违背了物料守恒规律,KHC2O4 溶液中除了HC2O 、C2O 外,还含有因HC2O 水解产生的H2C2O4,这
三者在溶液中的总浓度为0.1 mol/L。

草酸氢钾溶液呈酸性说明HC2O 在溶液
中的电离程度大于其水解的程度，故C错;依据溶液中元素原子数目守恒可知D 正确。

答案 D
5.用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液,已知其中c(CH3COO-)>c(Na+),对该溶液的下列判断正确的是 ( )
A.c(H+)>c(OH-）
B.c(CH3COO-)=0.1 mol/L
C.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)
D.c(CH3COO-)+c(OH-)=0.1 mol/L
解析由电荷守恒有c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),因c(CH3COO-)>c(Na+),则c(H+)>c(OH-);且c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+0.1 mol/L＞0.1 mol/L;由物料守恒有:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2 mol/L, 因c(CH3COO-)＞c(Na+)=0.1 mol/L,则c(CH3COO-)＞c(CH3COOH)。

答案 A
6.将0.2 mol/L HCN溶液和0.1 mol/L的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列关系式中正确的是 ( )
A.c(HCN)<c(CN-)
B.c(Na+)>c(CN-)
C.c(Na+)=c(CN-)
D.c(HCN)-c(CN-)=c(OH-)
解析溶液混合时需注意溶液中溶质反应情况。

由题意可知,0.2 mol/L HCN溶液和0.1 mol/L的NaOH溶液等体积混合后,得到等浓度的NaCN和HCN混合溶液。

溶液显碱性,可知，CN-的水解程度大于 HCN的电离程度。

由此可推知各粒子浓度大小关系为:c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。

答案 B
7.将0.1 mol/L的醋酸钠溶液20 mL与0.1 mol/L盐酸 10 mL混合后,溶液显酸性,则溶液中有关粒子的浓度关系正确的是 ( )
A.c(CH3COO-)＞c(Cl-)＞c(H+)＞c(CH3COOH)
B.c(CH3COO-)＞c(Cl-)＞c(CH3COOH)＞c(H+)
C.c(CH3COO-)=c(Cl-)＞c(H+)＞c(CH3COOH)
D.c(Na+)+c(H+)>c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-)
解析 0.1 mol/L的醋酸钠溶液20 mL与0.1 mol/L盐酸10 mL混合后,溶液中含有等物质的量的 CH3COOH、CH3COONa、NaCl,由于溶液呈酸性,故有
c(CH3COO-)＞c(Cl-)＞c(CH3COOH)＞c(H+);根据电荷守恒原理,可得出c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+ c(Cl-)+c(OH-)。

答案 B
8.25℃时,某溶液中由水电离出来的H+的浓度为 1×10-a mol/L,以下说法中正
确的是 ( )
A.a＞7时,水的电离一定受到促进
B.a＜7时,水的电离一定受到抑制
C.a＞7时,溶液的pH为a或(14-a)
D.a＜7时,溶液的pH一定为a
解析常温下水的离子积是1×10-14，由水电离出来的H+的浓度为1×10-7 mol/L,如果a＞7肯定是水的电离受到了抑制,该溶液可能是酸溶液也可能是碱溶液,如果a＜7,水的电离一定受到促进,是盐的水解起到的作用,A、B正好答反,所以A、B都错;C选项,当a＞7时,如果是碱溶液则此时溶液中所有的H+都是由水电离出来的,此时溶液的pH=a,如果是酸溶液则此时溶液中所有的OH-都是由水电离产生的,此时溶液的pOH=a,pH=(14-a);D选项中,当a＜7时,如果溶液呈酸性,溶液中的氢离子都是由水电离产生的,故pH=a,如果溶液呈碱性则溶液中所有的OH-都是由水电离出来的,得到pOH=a,pH=(14-a）。

答案 C
9.以下对298 K时pH为9的KOH溶液与pH为9的Na2CO3 溶液中由水电离出的c(H+)的比较中,正确的是( )
A.两者相等
B.前者是后者的5倍
C.后者是前者的104倍
D.无法比较
解析 298 K时pH为9的KOH溶液中c(H+)水=1×10-9 mol/L,pH为9的Na2CO3溶液中c(H+)水=1× 10-5 mol/L,后者是前者的104倍。

答案 C。