1、成才之路 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修水溶液中的离子平衡第三章 章末专题复习第三章 专题突破纵引横连2知识网络宏观掌控1知识网络宏观掌控专题突破纵引横连电解质的强弱，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：酸的强弱的判断专题归纳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
2、(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。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
3、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。常温下0.1 molL1醋酸溶液的pHa，下列措施能使溶液pH(a1)的是()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盐酸D提高溶液的温度典例透析 【解析】醋酸是弱电解质，故稀释10倍后溶液的pH介于a至a1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
4、用，从而使氢离子浓度降低，可能使溶液pH达到(a1)，B项正确；溶液中加入等体积0.2molL1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。【答案】B【点评】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pH3的醋酸溶液，稀释100倍后，3pH5；pH10的氨水，稀释100倍后，8pH10；pH3的酸溶液，稀释100倍后，3pH5；pH10的碱溶液，稀释100倍后。8pH10。1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()变式训练 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
5、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C等体积等浓度的盐酸和醋酸分别和等量镁条反应产生H2的起始速率D将pH4的醋酸稀释成pH6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)、MnO(紫色)等有色离子不能大量共存。离子共存问题专题归纳二性溶液的酸、碱性。在强酸性溶液中，
6、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 NH4、Al3、Fe3、Ag等)均不能大量共存；酸式弱酸根离子(如HCO3、HSO3、HS等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量共存。三特特殊情况。AlO2 与 HCO3 不能大量共存：AlO2HCO3 H2O=Al(OH)3CO23；“NO3 H”组合具有强氧化性，能与 S2、HS、Fe2、I、SO23、HSO3 等发生反应，也不能大量共存；NH4 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。四反应离子
7、间发生的反应。主要有以下几种类型：复分解反应，如 Ba2与 SO24、NH4 与 OH、H与 CH3COO等；氧化还原反应，如 Fe3与 I、NO3(H)与 Fe2、ClO与 S2等；水解相互促进的反应，如 Al3与 HCO3、AlO2 等；络合反应，如 Fe3与 SCN等。(2015河南洛阳统考)在给定的四种溶液中，一定能大量共存的微粒组是()典例透析 A常温下，由水电离的 c(OH)11012 molL1 的溶液中：Ba2、K、Br、SiO23B常温下葡萄糖溶液中：SCN、Cl、K、NH4C溴水中：Na、CO23、NH4、SO24D常温下，pH 大于 7 的溶液：Na、Ba2、SO23、C
8、l【解析】本题考查离子共存，意在考查考生对离子共存的理解和应用能力。A 项中，由水电离的 c(OH)11012molL1 的溶液可能为酸性也可能为碱性，若为酸性，SiO23 不能大量共存，而且，Ba2与 SiO23 不能共存；C 项，溴水呈酸性，CO23 不能大量存在；D 项 Ba2与 SO23 不能大量共存。【答案】B2在水溶液中能大量共存的一组离子是()AAl3、Na、HCO3、SO24BH、Fe2、MnO4、ClCNa、Ag、Cl、SO24DK、Ba2、NO3、Cl解析：本题考查离子共存问题，意在考查考生综合运用所学知识分析问题的能力。A 项中的 Al3和 HCO3 发生相互促进的水解反
9、应而不能大量共存；B 项中 Fe2能被 MnO4(H)氧化；C 项中的 Ag和 Cl组合成 AgCl 沉淀而不能大量共存。答案：D点评：限定条件下的离子共存问题是近几年高考的热点问题，条件的限定有对溶液酸碱性的限定和对溶液氧化性或还原性的限定等。而对这些条件的限定往往又不是直接给出的，需要推导才能得出。如对溶液酸碱性的限定方式有：遇指示剂、pH 试纸变成某种颜色；由水电离出的 c(H)或 c(OH)；与 Al 反应放出氢气等。对溶液强氧化性或还原性的限定方式有：溶液中含有 ClO；溶液中同时含有 H和 NO3；溶液中含有 I、SO23 或 HSO3 等。1pHlgc(H)，pOHlgc(OH)
10、，pHpOH14。pH的适用范围是溶液中的c(H)小于或等于1 molL1。2c(H)是电解质已电离出的H的物质的量浓度。溶液pH的计算专题归纳3酸、碱混合溶液pH的计算。类别条件近似计算强酸与强酸pH 相差 2 或 2 以上，pHApHB(等体积混合)pHA0.3强酸与强酸(一元)不等体积混合c(H)混cH1V1cH2V2V1V2类别条件近似计算pH 相差 2 或 2 以上，pHA14(等体积混合)pH 碱0.3强酸与强碱pH 酸pH 碱7变式训练 解析：100时，两溶液恰好中和时，所得中性溶液的pH6，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
11、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：D1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)。比较离子浓度大小的方法及规律专题归纳2盐溶液(1)多元弱酸的酸根是分步水解，但以第一步水解为主。例如，Na2CO3 溶液中：c(Na)c(CO23)c(OH)c(HCO3)c(H)。(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
12、中由于 HCO3 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(NH4)比较为：c(NH4HSO4)c(NH4Cl)c(CH3COONH4)。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 200 mL 0.1 mol/L 醋酸与 100 mL 0.2 mol/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)。4灵活运用电荷守恒、物料守恒和
13、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(HCO3)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：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。典例透析(2014高考江苏卷)(双选)25时，下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是()A0.1 mo
14、lL1 CH3COONa 溶液与 0.1 molL1 HCl 溶液等体积混合：c(Na)c(Cl)c(CH3COO)c(OH)B0.1 molL1 NH4Cl 溶液与 0.1 molL1 氨水等体积混合(pH7)：c(NH3H2O)c(NH4)c(Cl)c(OH)C0.1 molL1 Na2CO3 溶液与 0.1 molL1 NaHCO3 溶液等体积混合：23c(Na)c(CO23)c(HCO3)c(H2CO3)D0.1 molL1 Na2C2O4 溶液与 0.1 molL1 HCl 溶液等体积混合(H2C2O4 为二元弱酸)：2c(C2O24)c(HC2O4)c(OH)c(Na)c(H)【解
15、析】本题考查离子浓度大小的比较，意在考查考生的分析能力。0.1 molL1 CH3COONa 溶液与 0.1 molL1 HCl溶液等体积混合，溶质为等物质的量的 CH3COOH 和 NaCl，因为醋酸为弱酸，部分电离，所以 c(Na)c(Cl)c(CH3COO)c(OH)，A 选项正确；0.1 molL1 NH4Cl 溶液与 0.1 molL1 氨水等体积混合，pH7，说明一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度，则 c(NH4)c(NH3H2O)，B 选项错误；根据物料守恒，0.1 molL1 Na2CO3 溶液中，c(Na)2c(CO23)2c(HCO3)2c(H2CO3)，0.1 mo
16、lL1 NaHCO3 溶液中，c(Na)c(CO23)c(HCO3)c(H2CO3)，二者等体积混合，则 2c(Na)3c(CO23)3c(HCO3)3c(H2CO3)，即23c(Na)c(CO23)c(HCO3)c(H2CO3)，C 选项正确；根据电荷守恒：c(Na)c(H)2c(C2O24)c(HC2O4)c(OH)c(Cl)，D 选项错误。【答案】AC变式训练 4(双选)25时，某浓度的 NH4Cl 溶液 pH4，下列叙述正确的是()A溶液中：c(OH)11010 molL1B溶液中：c(NH4)c(Cl)c(H)c(OH)C溶液中：c(H)c(NH4)c(Cl)c(OH)D溶液中：c(
17、NH3H2O)c(NH4)解析：本题考查溶液中微粒浓度大小比较及相关计算，意在考查考生的理解能力、判断能力和计算能力。常温下 pH4，则 c(H)104 molL1，c(OH)1010 molL1，A 选项正确；因为部分 NH4 发生了水解，所以 c(Cl)c(NH4)c(H)c(OH)，B 选项错误；根据电荷守恒可得 c(H)c(NH4)c(Cl)c(OH)，C 选 项 正 确；单 一 离 子 的 水 解 程 度 很 小，则c(NH4)c(NH3H2O)，D 选项错误。答案：AC盐类水解应用中应注意的问题专题归纳1同一溶液中相同物质的量浓度 CH3COOH 的电离与CH3COONa 水解的比
18、较：在溶液中同时存在CH3COOHHCH3COO CH3COOH2OCH3COOHOH 是 CH3COOH 电离，其结果使溶液中 c(CH3COO)增大，显酸性；是 CH3COO水解，其结果是使溶液中 c(CH3COO)减小，显碱性。这是一对矛盾。虽然 CH3COOH 是弱电解质，电离程度小，但 CH3COONa 水解程度更小，故整个溶液显酸性。2关于溶液的蒸干盐溶液的蒸干，一要考虑盐本身的受热分解；二要考虑其存在的水解平衡，并考虑温度对水解平衡的影响。(1)KMnO4 溶液和 NaHCO3 溶液蒸干灼烧后分别得到K2MnO4、MnO2、Na2CO3 固体。NH4HCO3 溶液蒸干灼烧后无固体
19、剩余。(2)AlCl3、Al(NO3)3 等盐水解后生成的酸能挥发，加热促进水解，灼烧最终所得固体产物为 Al2O3。(3)Al2(SO4)3 水解后生成的酸难挥发，最后所得固体为Al2(SO4)3。3两种盐溶液混合所发生的反应(1)盐与盐水解相互促进的反应。常见的水解相互促进反应有：Al33HCO3=Al(OH)33CO2(泡沫灭火器原理)、2Al33S26H2O=2Al(OH)33H2S、Al33AlO2 6H2O=4Al(OH)3。(2)氧化还原反应如：2FeCl32KI=2FeCl22KClI2。(3)复分解反应。常见的化学反应中，大部分盐溶液之间的反应为复分解反应。4酸式盐溶液酸碱性
20、的判断方法(1)强酸的酸式盐只电离，不水解，溶液一定显酸性。如NaHSO4 溶液：NaHSO4=NaHSO24。(2)弱酸的酸式盐溶液的酸碱性，取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。若电离程度大于水解程度，溶液显酸性，例如 NaHSO3溶液中：HSO3HSO23(主要)，HSO3 H2OH2SO3OH(次要)，使 c(H)c(OH)，溶液显酸性。若电离程度小于水解程度，溶液显碱性，例如 NaHCO3溶液中：HCO3HCO23(次要)，HCO3 H2OH2CO3OH(主要)，使 c(OH)c(H)，溶液呈碱性，NaHS 溶液亦显碱性。典例透析(2015湖北省四市联考)已知 NaHSO
21、3 溶液和Na2CO3 溶液混合加热煮沸能产生 CO2 气体。下列说法中正确的是()ANaHSO3 溶液因水解而呈碱性B两溶液混合后产生 CO2 的原因是二者发生相互促进的水解反应C向 NaHSO3 溶液中加入三氯化铁溶液既有沉淀生成，又有气体生成D0.1 molL1 的 NaHSO3 溶液中：c(HSO3)2c(SO23)c(OH)c(H)0.1 molL1【解析】由生成 CO2 知亚硫酸氢钠溶液呈酸性，A 错误；相互促进的水解反应是在带相反电荷的微粒之间进行的，B 错误；亚硫酸氢钠与三氯化铁溶液之间发生氧化还原反应，生成Fe2和 SO24，无气体和沉淀生成，C 错误；由 c(HSO3)2c
22、(SO23)c(OH)c(Na)c(H)及 c(Na)0.1 molL1 知 D 正确。【答案】D变式训练 5工业上制取纯净的 CuCl22H2O 的主要过程是：将粗氧化铜(含少量 Fe)溶解于稀盐酸中，加热、过滤，调节滤液的pH 为 3；对所得滤液按下列步骤进行操作：Cu2Fe2Cl加入氧化剂XCu2Fe3Cl 加入Y过滤 沉淀溶液蒸发结晶 CuCl22H2O已知 Cu2、Fe2在 pH 为 45 时不水解，而 Fe3却几乎完全水解而沉淀。请回答下列问题：(1)X是什么物质？_。其反应的离子方程式是_。(2)Y物质应具备的条件是_，生产中Y可选_。(3)溶液乙在蒸发结晶时应注意_。答案：(1)Cl2 Cl22Fe2=2Fe32Cl(2)调 节 溶 液 酸 性，使 pH 为 4 5，且 不 引 进 新 杂 质 CuO或Cu(OH)2(3)通入HCl气体(或加入盐酸)，并不断搅拌且不能蒸干解析：(1)根据框图，加入氧化剂 X 可把 Fe2氧化为 Fe3，而没有增加新杂质，所以 X 为 Cl2。(2)结合提示，调节 pH 至45，使 Fe3全部沉淀，同样不引入新杂质，所以 Y 最好为CuO或 Cu(OH)2。(3)CuCl2 溶液在蒸发结晶过程中发生水解，为抑制其水解，根据 Cu22H2OCu(OH)22H，加入盐酸可抑制其水解，在蒸发过程中要不断搅拌且不能蒸干。