1、第4讲 水溶液中的离子平衡例1 已知：25 时，弱电解质的电离平衡常数：Ka(CH3COOH)1.8105，Ka(HSCN)0.13；难溶电解质的密度积常数：Ksp(CaF2)1.51010。25 时，2.0103 molL1氢氟酸水溶液中，调节溶液pH(忽略体积变化)，得到c(HF)、c(F)与溶液pH的变化关系，如下图所示：请根据以上信息回答下列问题：(1)25 时，将20 mL 0.10 molL1CH3COOH溶液和20 mL 0.10 molL1HSCN溶液分别与20 mL 0.10 molL1NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图为：反应初始阶段
2、，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是_，反应结束后所得两溶液中，c(CH3COO)_c(SCN)(填“”、“Ka(CH3COOH)，即等浓度的两种酸中，HSCN溶液中c(H)较大，故与NaHCO3溶液反应时速率较大。CH3COOH酸性较弱，则CH3COO水解程度较大，故等浓度的CH3COONa和NaSCN溶液中c(CH3COO)1。(4)相同浓度的HCl和CH3COOH分别与相同大小颗粒的锌粒反应比较反应速率。(5)相同pH，相同体积的HCl和CH3COOH与足量的锌粒反应，CH3COOH产生的氢气多。(6)取相同pH的HCl和CH3COOH，稀释100倍，pH变化小的是CH3C
3、OOH。1(2012年高考新课标全国卷)已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为a molL1的一元酸HA与b molL1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是()AabB混合溶液的pH7D混合溶液中，c(H)c(B)c(OH)c(A)例2(2012年高考江苏卷)25 时，有c(CH3COOH)c(CH3COO)0.1 molL1的一组醋酸、醋酸钠混合溶液，溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO)与pH的关系如图所示。下列有关溶液中离子浓度关系的叙述正确的是()A pH 5.5的 溶 液 中：c(CH3COOH)c(CH3COO)c(H)c(OH)BW点所表示的
4、溶液中：c(Na)c(H)c(CH3COOH)c(OH)CpH3.5 的溶液中：c(Na)c(H)c(OH)c(CH3COOH)0.1 molL1D向W点所表示的1.0 L溶液中通入0.05 mol HCl气体(溶液体积变化可忽略)：c(H)c(CH3COOH)c(OH)解析由图像可知，在W点时，pH4.75，溶液中c(CH3COO)c(CH3COOH)0.050 molL1，并且随pH的减小，溶液酸性增强，pHc(CH3COO)，pH4.75时，c(CH3COOH)c(CH3COO)c(OH)；c(H)c(CH3COO)c(OH)弱根离子一般水解程度较小，且多元弱酸根以第一步水解为主：如Na
5、2CO3溶液CO H2O HCO OHHCO H2O H2CO3OH所以c(Na)c(CO )c(OH)c(HCO)。(2)抓住三个守恒电荷守恒规律物料守恒规律电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，离子种类增多，但某些关键性的原子总是守恒的。c(Na)2c(CO )c(HCO )c(H2CO3)质子守恒规律即H2O电离的氢离子和氢氧根离子浓度相等。在Na2CO3溶液中水电离出OH和H，其中H以H、HCO、H2CO3三种形式存在于溶液中，则有c(OH)c(H)c(HCO )2c(H2CO3)特别提醒 由上述电荷守恒式减去物料守恒式也可求出质子守恒式。2(2012年高考广东卷)(双选)对于常温下
6、pH为2的盐酸，叙述正确的是()Ac(H)c(Cl)c(OH)B与等体积pH12的氨水混合后所得溶液显酸性C由H2O电离出的c(H)1.01012 molL1D与等体积0.01 molL1乙酸钠溶液混合后所得溶液中：c(Cl)c(CH3COO)解析：结合守恒思想(电荷守恒、原子守恒)分析、解决相关问题。盐酸中HCl电离出H和Cl，H2O电离出H和OH，根据电荷守恒有c(H)c(Cl)c(OH)，A项正确。pH12的氨水中c(OH)102molL1，氨水部分电离，氨水与盐酸等体积混合，氨水剩余，所得溶液显碱性，B项错误。pH为2的盐酸中，c(OH)1.01012 molL1，而OH全部由水电离产
7、生，故H2O电离产生的c(H)1.01012molL1，C项正确。pH为2的盐酸与0.01 molL1乙酸钠溶液等体积混合，恰好发生反应：CH3COONaHCl=CH3COOHNaCl，生成的CH3COOH部分电离，则有c(Cl)c(CH3COO)，D项错误。答案：AC例3(2011年高考浙江卷)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：注：溶液中某种离子的浓度小于1.0105 molL1，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。Ksp，CaCO34.96109Ksp，MgCO36.82106Ksp，Ca(OH)24.68106Ksp，Mg(OH)25.6
8、11012下列说法正确的是()A沉淀物X为CaCO3B滤液M中存在Mg2，不存在Ca2C滤液N中存在Mg2、Ca2D步骤中若改为加入4.2 g NaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物解析由于HCO OHCa2=CaCO3H2O反应存在，且Ksp，CaCO34.9610 9，可求得c(CO)c(Ca2)1.010 3molL11.1102 molL1Ksp，CaCO3，因此X为CaCO3，A正确；Ca2反应完后剩余浓度大于1.0105 molL1，则M中存在Mg2、Ca2，B不正确；pH11.0时可求得c(OH)103 molL1，Ksp，Mg(OH)25.611012，
9、c(Mg2)1.0105，因此N中只存在Ca2不存在Mg2，C不正确；加入4.2 g NaOH固体时沉淀物应是Mg(OH)2，D错误。答案A1影响难、微溶电解质溶解度的因素(1)温度：一般情况下，难、微溶电解质的溶解大多是吸热的，升高温度，溶解度增大。(2)同离子效应：在难、微溶电解质达到溶解平衡的溶液中，加入与上述电解质某种离子相同的强电解质时，相当于增大了溶解平衡中产物的浓度，平衡左移，溶解度减小，但Ksp 不变。2电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡及影响因素3(2012年昆明模拟)某温度时，Ag2SO4在水中沉淀溶解平衡曲线如图所示。该温度下，下列说法正确的是()A含有大量SO 的溶液中肯
10、定不存在AgBAg2SO4的溶度积常数(Ksp)为1103C0.02 mol/L的AgNO3溶液与0.2 mol/L的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀Da点可能为Ag2SO4的饱和溶液解析：Ag2SO4在水溶液中存在如下平衡：Ag2SO4(s)2Ag(aq)SO(aq)，含有大量SO的溶液中仍可存在Ag，故A项不正确；曲线上的b点代表溶解平衡点，此点时c(Ag)2102mol/L，c(SO)5102mol/L，根据Kspc2(Ag)c(SO)(2102)251022105，故B项不正确；(0.01)20.11105Ksp，不会生成Ag2SO4沉淀，故C项正确；a点处(2102)21102
11、4106Ksp，溶液未达到饱和，故D项不正确。答案：C 1错误认为溶于水能导电的物质一定是电解质，如NH3、CO2溶于水能导电，但它们是非电解质。2将溶解性与电离程度混淆。易溶于水的电解质不一定是强电解质，如HF、CH3COOH属于弱电解质。难溶于水的电解质不一定是弱电解质，如CaCO3、BaSO4属于强电解质。3不注意电离条件，一种电解质在水溶液中和熔融状态下，电离情况可能不同，如：AlCl3溶于水电离，而熔融时不电离；NaHSO4溶于水NaHSO4=NaHSO，熔融时NaHSO4=NaHSO。4错误认为强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质强，如较浓醋酸的导电能力可比稀盐酸强。CaCO3虽为
12、强电解质，但溶于水所得溶液浓度非常小，导电能力极差。5将溶解平衡误认为电离平衡。如BaSO4(s)Ba2(aq)SO(aq)是溶解平衡，而不是电离平衡，因为BaSO4是强电解质，不存在电离平衡。6不注意一些特例。电解质在用水稀释的过程中，电离出的离子浓度并非一直在减小，如冰醋酸随着加水量的增大，离子浓度先增大后减小。7分不清酸式盐的水解和电离：如把NaHS的水解写成电离HSH2O H3OS2正确应为HSH2O H2SOH判断正误：(正确的打“”号，错误的打“”号)1(2012年银川模拟)相同温度下，0.2 mol/L的醋酸溶液与0.1 mol/L的醋酸溶液中c(H)之比小于21。()2(201
13、2年泰安质检)25，某物质的溶液pHc(Mg2)。()6(2012年桂林模拟)已知：25 时，KspMg(OH)25.611012，Ksp(MgF2)7.4210 11。在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2也可能转化为MgF2。()【案例1】下列叙述正确的是()A将稀氨水逐滴加入稀硫酸中，当溶液pH7时，c(SO)c(NH )B两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2，pH分别为a和a1，则c110c2CpH11的NaOH溶液与pH3的醋酸溶液等体积混合，滴入石蕊溶液呈红色D向0.1 mol/L的氨水中加入少量硫酸铵固体，则溶液中增大【易错剖析】本题易错选A或B。错选A的
14、原因是受NH4Cl溶液中NH 水解c(Cl)c(NH )的影响。错选B的原因是忽视稀释对醋酸电离的影响，醋酸稀释时电离程度增大，因此稀释10倍后，稀释后溶液中c(H)比稀释前溶液中c(H)的略大。【规范解答】将稀氨水逐滴加入稀硫酸中，当溶液pH7时，溶液中c(H)c(OH)，根据电荷守恒，2c(SO )c(NH )，即c(SO )c(NH )，A错；醋酸为弱酸，稀释时能够促进电离，物质的量浓度为c1的醋酸溶液的pHa，则稀释10倍后醋酸溶液的pH10c2，B错；pH11的NaOH溶液与pH3的醋酸溶液等体积混合，得到的是醋酸和醋酸钠的混合溶液，溶液显酸性，滴入石蕊溶液呈红色，C对；向0.1 m
15、ol/L的氨水中加入少量硫酸铵固体，电离平衡NH3H2ONH OH向逆方向移动，c(OH)减小，c(NH3H2O)增大，则溶液中减小，D错。【答案】C【案例2】常温时有以下三种溶液：a.Ba(OH)2，b.NaOH，c.NH3H2O。下列说法正确的是()A同物质的量浓度的三种溶液的pH：abcB同pH的三种溶液稀释相同倍数后，pH：abcC中和同pH、同体积的三种溶液消耗同物质的量浓度的盐酸的体积：abcD同pH的三种溶液稀释不同倍数，pH仍相同，则三种溶液稀释的倍数：abc【易错剖析】本题容易因为Ba(OH)2为二元碱，NaOH为一元碱，就误以为同pH溶液稀释到pH再次相同时，Ba(OH)2被稀释的倍数大，从而错选D项。错误原因是没有注意到pH相同，二者稀释的倍数相同。【规范解答】相同物质的量浓度时Ba(OH)2中c(OH)是NaOH溶液中c(OH)的2倍，故pH值abc，A项正确。B、C、D三项pH值相同时氨水浓度最大，Ba(OH)2与NaOH提供的OH相等。其规律均为cab。【答案】A