新疆阿克苏地区温宿县高中化学第三章水溶液中的离子平衡复习课课件新人教版选修4

①
22.00 0.00
8
② 22.00
18.00
c
③ 22.00
22.00 d
假设溶液混合前后的体积变化可忽略不计，则下列说法不正
确的是( )
A．a＝8
B．b＝4
C．c＝9
D．d＝6
【解析】 本题考查了 pH 的综合计算和从表中获取关键信 息的能力。Ba(OH)2 溶液的 pH＝8，即 a＝8，再根据 a＋b＝12， 则 b＝4，c(OH－)＝10－4 mol/L。Ba(OH)2 溶液中氢氧根离子的浓 度与盐酸的浓度相等，当加入 22.00 mL 盐酸时恰好中和，该温度 下 KW＝10－12，当恰好完全中和时，溶液的 pH＝6，即 d＝6；当 加入 18.00 mL 盐酸时，氢氧化钡过量，c(OH－)＝(10－4×22.00－ 10－4×18.00)÷(22.00＋18.00)＝10－5 (mol/L)，所以此时 c(H＋)＝10 －7 mol/L，pH＝7。
§3 章末知识整合 （1课时）
【学习目标】
（1）复习电解质、非电解质、强电解质、弱电解 质等概念； （2）复习回顾电离方程式的书写及注意事项； （3）复习水的电离和溶液的酸碱性等知识。
【重点难点】
电离方程式的书写，关于溶液pH的计算。
酸的强弱的判断
●专题归纳 电解质的强弱，可以从电离平衡的特征去考虑，用定性 和定量的方法加以证明。要证明一种酸是强酸还是弱酸，常 见的方法如下：
三特——特殊情况。①AlO－2 与 HCO－3 不能大量共存：AlO－2 ＋HCO－3 ＋H2O===Al(OH)3↓＋CO32－；②“NO－3 ＋H＋”组合 具有强氧化性，能与 S2－、HS－、Fe2＋、I－、SO32－、HSO3－等发 生反应，也不能大量共存；③NH＋4 与 CH3COO－的组合，虽然 两种离子都水解且水解相互促进，但水解程度较小，它们在 水溶液中能大量共存。
类别
强酸与 强碱
条件 pH 酸＋pH 碱＝14
(等体积混合) pH 酸＋pH 碱>14
(等体积混合) pH 酸＋pH 碱<14
(等体积混合)
近似计算 pH＝7
pH 碱－0.3 pH 酸＋0.3
提示：不同体积不同 pH 溶液混合，若二者为强酸，则先 求出混合溶液的 c(H＋)，再求 pH。若二者为强碱，则必须先 求出混合后溶液的 c(OH－)，求得 pOH，再转化为 pH。若一 强酸与一强碱混合，则先求出剩余 c(H＋)或 c(OH－)后，再转 化为 pH 或得 pOH，再转化为 pH。
解析：100℃时，两溶液恰好中和时，所得中性溶液的 pH＝ 6，A 不正确；氢氧化钡是二元强碱，B 中氢氧化钡过量，溶液显 碱性，B 不正确；醋酸是弱酸，C 中恰好反应，生成醋酸钠水解， 溶液显碱性，C 不正确；氨水是弱碱，D 中氨水过量，溶液显碱 性，D 正确。
答案：D
比较离子浓度大小的方法及规律
3．混合溶液 溶液混合要先考虑是否发生反应，若发生反应，先要确定 反应后的物质及各物质的浓度，再考虑电离因素、水解因素。 例如 200mL 0.1mol/L 醋酸与 100mL 0.2mol/L 氢氧化钠溶 液混合，溶液中各离子浓度大小顺序为： c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)。
【答案】 C
溶液pH的计算
●专题归纳 1．pH＝－lgc(H＋)，pOH＝－lgc(OH－)，pH＋pOH＝14。 pH 的适用范围是溶液中的 c(H＋)小于或等于 1mol·L－1。 2．c(H＋)是电解质已电离出的 H＋的物质的量浓度。
C(H+)1
C(H+)2 V2
C(OH-)1
C(OH-)2 V2
●专题归纳 1．酸溶液或碱溶液 酸溶液中氢离子浓度即 c(H＋)最大，碱溶液中氢氧根离子 浓度即 c(OH－)最大，其余离子浓度应根据酸或碱的电离程度 比较。多元弱酸或多元弱碱以第一步电离为主。 例如，H2S 溶液中各离子浓度比较为：c(H＋)＞c(HS－)＞ c(S2－)＞c(OH－)。
2．盐溶液 (1)多元弱酸的酸根和多元弱碱的阳离子都是分步水解， 但以第一步水解为主。 例如，Na2CO3 溶液中： c(Na＋)＞c(CO23－)＞c(OH－)＞ c(HCO－ 3 )＞c(H＋)。
【答案】 B
【点拨】 在弱酸或弱碱稀释过程中，存在电离平衡的移动， 不能求得溶液 pH 具体数值，只能确定其范围。如 pH＝3 的醋酸 溶液，稀释 100 倍后，3<pH<5；pH＝10 的氨水，稀释 100 倍后， 8<pH<10；pH＝3 的酸溶液，稀释 100 倍后，3<pH≤5；pH＝10 的碱溶液，稀释 100 倍后。8≤pH<10。
【答案】 A
当堂检测
2．(2013·广东卷)在水溶液中能大量共存的一组离子是( ) A．Na＋、Al3＋、Cl－、CO32B．H＋、Na＋、Fe2＋、MnO4C．K＋、Ca2＋、Cl－、NO3D．K＋、NH4+、OH－、SO42-
【解析】
Al3＋与CO32-可发生双水解反应而不能共存，A错误； Fe2＋、H＋、MnO4-因发生氧化还原反应不能共存，B错误； NH4+与OH—因生成弱电解质一水合氨而不能共存，D错误； 答案为C。
【答案】 C
当堂检测
3．(2013·云南玉溪一中月考)25℃时，KW＝1.0×10－14；100℃时， KW＝1.0×10－12，下列说法正确的是( ) A．100℃时，pH＝12的NaOH溶液和pH＝2的H2SO4恰好中和， 所得溶液的pH＝7 B．25℃时，0.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液和0.2 mol·L-1 HCl等体积混 合，所得溶液的pH＝7 C．25℃时，0.2 mol·L－1 NaOH溶液与0.2 mol·L-1CH3COOH恰 好中和，所得溶液的pH＝7 D．25℃时，pH＝12的氨水和pH＝2的H2SO4等体积混合，所得 溶液的pH>7
3．根据中和反应区别判定 (1)中和相同体积、相同 pH 的强酸和弱酸，弱酸的耗碱量 多于强酸。 (2)相同 pH、相同体积的强酸和弱酸分别与等物质的量的 同元强碱发生中和反应后，若溶液呈中性，该酸为强酸；若溶 液呈酸性，则该酸为弱酸。
4．根据与其他物质发生化学反应的速率、生成气体的量 等判定
(1)pH 相同、体积也相同的强酸和弱酸分别跟足量活泼金 属反应时，起始速率相同；在反应过程中，弱酸反应较快，产 生的氢气量多；而强酸反应较慢，产生的氢气量少。
(2)同浓度、同体积的强酸和弱酸，分别与足量较活泼的 金属反应，强酸生成氢气的速率较大；弱酸产生氢气的速率较 小。当二者为同元酸时，产生氢气的物质的量相等。
5．根据酸根离子是否水解判断 强酸强碱盐不水解溶液呈中性，弱酸强碱盐溶液水解显碱 性，且水解程度越大的酸根对应的酸越弱。
●典例透析
(2013·辽宁铁岭六校联考)常温下 0.1 mol·L－1 醋酸 溶液的 pH＝a，下列措施能使溶液 pH＝(a＋1)的是( )
二性——溶液的酸、碱性。在强酸性溶液中，OH－及弱 酸根阴离子(如 CO23－、SO23－、S2－、CH3COO－、ClO－、AlO2－ 等)均不能大量共存；在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如 NH＋ 4 、Al3＋、Fe3＋、Ag＋等)均不能大量共存；酸式弱酸根离子 (如 HCO3－、HSO－ 3 、HS－等)在强酸性或强碱性溶液中均不能 大量共存。
4．灵活运用电荷守恒、物料守恒和质子守恒 (1)电荷守恒：溶液中阴、阳离子所带的正负电荷总数值 相等，即电解质溶液呈电中性。如：NaHCO3 溶液中有： c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO－ 3 )＋c(OH－)＋2c(CO23－)。
(2)物料守恒：指电解质溶液中某一组分的原始浓度(起始 浓度)c 应等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。如在 NaHCO3 溶液中有：
D 将pH＝4的醋酸稀释成pH＝6的溶液
加H2O的量
解析：本题考查弱电解质。难度中等。 无论醋酸是强电解质还是弱电解质，等浓度的醋酸与氢氧化 钠溶液恰好反应所消耗二者的体积始终相同，所以 A 说法满足题 意。
答案：A
பைடு நூலகம்
离子共存问题
●专题归纳 多种离子能否大量共存于同一溶液中，判断方法，可以 用一句话来概括：“一色、二性、三特、四反应”。 一色——溶液颜色。若条件限定为无色溶液，则 Cu2＋(蓝 色)、Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(棕黄色)、MnO4－(紫色)等有色离子 不能大量共存。
当堂检测
1．(2013·北京市东城区高三统测)室温条件下进行下列各 组实验，其中的观察要点不能说明醋酸是弱电解质的是( )
选项
实验方案
观察要点
A 等浓度的醋酸与氢氧化钠溶液反应 恰好反应时的体积比
B
醋酸溶液中加入醋酸钠固体
溶液pH的变化
等体积等浓度的盐酸和醋酸分别和
C
等量镁条反应
产生H2的起始速率
●典例透析
(2013·试题调研)在 T℃时，Ba(OH)2 的稀溶液中 c(H＋)＝10－a mol/L，c(OH－)＝10－b mol/L，已知 a＋b＝12。向该 溶液中逐滴加入 pH＝4 的盐酸，测得混合溶液的部分 pH 如表所 示：
氢氧化钡溶
序
盐酸的体 溶液
液的体积
号
积/mL 的 pH
/mL
(2)明确酸式酸根离子电离程度、水解程度的相对大小。 例如，NaHCO3 溶液中由于 HCO－ 3 的水解程度大于电离 程度，因此：c(Na＋)＞c(HCO3－)＞c(OH－)＞c(H＋)＞ c(CO23－)。 (3)比较同一离子的浓度时，要注意其他离子对该离子的 影响。 例如，物质的量浓度相同的各溶液中 c(NH＋ 4 )比较为： c(NH4HSO4)＞c(NH4Cl)＞c(CH3COONH4)。
四反应——离子间发生的反应。主要有以下几种类型： ①复分解反应，如 Ba2＋与 SO42－、NH＋4 与 OH－、H＋与 CH3COO －等；②氧化还原反应，如 Fe3＋与 I－、NO－3 (H＋)与 Fe2＋、ClO －与 S2－等；③水解相互促进的反应，如 Al3＋与 HCO－3 、AlO2－ 等；④络合反应，如 Fe3＋与 SCN－等。
c(Na＋)＝c(HCO3－)＋c(H2CO3)＋c(CO23－)。 (3)质子守恒：酸碱反应的本质是质子转移，酸失去的质 子数和碱得到的质子数相等，这一规律称为质子守恒，它的数 学表达式叫质子恒等式。
1．根据定义判定 (1)强酸在水溶液中全部电离，不存在溶质分子；弱酸在 水溶液中部分电离，因存在电离平衡，所以既含溶质离子，又 含溶质分子。 (2)同温度、同浓度的强酸溶液的导电性强于弱酸溶液的 导电性。 (3)pH 相同的强酸和弱酸，弱酸的物质的量浓度大于强酸 的物质的量浓度。
2．根据稀释过程中 c(H＋)变化判定 (1)相同 pH、相同体积的强酸和弱酸，当加水稀释相同倍 数时，pH 变化大的为强酸，pH 变化小的为弱酸。 (2)稀释浓的弱酸溶液，一般是 c(H＋)先增大后减小；稀释 浓的强酸溶液，c(H＋)一直减小。
●典例透析
(2013·重庆卷)在水溶液中能大量共存的一组离子是( ) A．Na＋、Ba2＋、Cl-、NO3B．Pb2＋、Hg2＋、S2-、SO42C．NH4+、H＋、S2O32-、PO43D．Ca2＋、Al3＋、Br-、CO32-
【解析】
Na＋、Ba2＋、Cl－、NO3-离子间不能发生反应，在同一溶液 中可以大量共存，A项正确；Pb2＋与SO42-可生成PbSO4沉淀、 Pb2＋、Hg2＋可与S2－形成沉淀，B项错误；H＋与S2O32-在溶 液中发生反应生成S与SO2，C项错误；Ca2＋可与CO32-形成 CaCO3沉淀，此外Al3＋与CO32-可发生双水解反应而不能共 存，D项错误。答案为A。
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 mol·L－1 盐酸 D．提高溶液的温度
【解析】 醋酸是弱电解质，故稀释 10 倍后溶液的 pH 介于 a 至 a＋1 之间，A 项错误；加入醋酸钠后。醋酸钠电离出的醋酸 根对醋酸的电离产生抑制作用，从而使氢离子浓度降低，可能使 溶液 pH 达到(a＋1)，B 项正确；溶液中加入等体积 0.2 mol·L－ 1 盐酸会使 pH 变小，C 项错误；提高溶液的温度，增大醋酸的电 离程度，溶液 pH 变小，D 项错误。