1、高考必考水溶液中的离子平衡要点和答案解析1 知识要点一、弱电解质的电离 1、定义:电解质、非电解质 ;强电解质 、弱电解质 下列说法中正确的是( BC )A、能溶于水的盐是强电 解质,不溶于水的盐是非电解质;B、强电解质溶液中不存在溶 质分子;弱电解质溶液中必存在溶 质分子;C、在熔融状态下能导电 的化合物一定是离子化合物,也一定是强电解质;D、Na2O2 和 SO2 溶液于水后所得溶液均能导电,故两者均是电解质。2、电解质与非电解质本质区别:在一定条件下(溶于水或熔化)能否电离(以能否导电来证明是否电离)电解质离子化合物或共价化合物 非电解质共价化合物离子化合物与共价化合物鉴别方法:熔融状态
2、下能否导电下列说法中错误的是( B )A、非电 解质 一定是共价化合物;离子化合物一定是强电解质;B、强电解质的水溶液一定能 导电;非电解质的水溶液一定不 导电;C、浓度相同时, 强电解质的水溶液的导电性一定比弱电解质强;D、相同条件下, pH 相同的盐酸和醋酸的导电性相同。3、强电解质与弱电质的本质区别:在水溶液中是否完全电离(或是否存在电离平衡)注意:电解质、非电解质都是化合物 SO 2、NH 3、CO 2 等属于非电解质强电解质不等于易溶于水的化合物(如 BaSO4 不溶于水,但溶于水的 BaSO4 全部电离,故 BaSO4 为强电解质)4、强弱电解质通过实验进行判定的方法(以 HAc
3、为例 ):(1)溶液导电性对比实验; (2)测 0.01mol/LHAc 溶液的 pH2;(3)测 NaAc 溶液的 pH 值; (4)测 pH= a 的 HAc 稀释 100 倍后所得溶液 pH”或“= ”);试推测丙酸的酸性比乙酸强还是弱 。二、水的电离和溶液的酸碱性1、水离平衡:H 2O H+ + OH- 水的离子积: KW = H+OH- 25时, H +=OH- =10-7 mol/L ; KW = H+OH- = 10-14注意:K W 只与温度有关,温度一定,则 KW 值一定KW 不仅适用于纯水,适用于任何溶液(酸、碱、盐)2、水电离特点:(1)可逆 (2)吸热 (3)极弱3、影
4、响水电离平衡的外界因素:酸、碱 :抑制水的电离(pH 之和为 14 的酸和碱的水溶液中水的电离被同等的抑制)温度:促进水的电离(水的电离是吸热的)易水解的盐:促进水的电离(pH 之和为 14 两种水解盐溶液中水的电离被同等的促进)试比较 pH=3 的 HAc、pH=4 的 NH4Cl、pH=11 的 NaOH、pH=10Na2CO3 四种溶液中水的电离程度从大到小的顺序是 。4、溶液的酸碱性和 pH:(1)pH= -lgH + 注意:酸性溶液不一定是酸溶液(可能是 溶液) ;pH7 溶液不一定是酸性溶液(只有温度为常温才对) ;碱性溶液不一定是碱溶液(可能是 溶液) 。已知 100时 ,水的
5、KW=110-12,则该温度下(1)NaCl 的水溶液中H += ,pH = ,溶液呈 性。(2)0.005mol/L 的稀硫酸的 pH= ;0.01mol/L 的 NaOH 溶液的 pH= (2)pH 的测定方法:酸碱指示剂甲基橙、石蕊、酚酞pH 试纸 最简单的方法。 操作:将一小块 pH 试纸放在洁净的玻璃片上,用玻璃棒沾取未知液点试纸中部,然后与标准比色卡比较读数即可。注意:事先不能用水湿润 PH 试纸;只能读取整数值或范围用湿润的 pH 试纸测某稀溶液的 pH,所测结果 (填“偏大”、 “偏小”、 “不变”或“不能确定”),理由是 。(3)常用酸碱指示剂及其变色范围:指示剂 变色范围的
6、 PH石蕊 5 红色 58 紫色 8 蓝色甲基橙 3.1 红色 3.14.4 橙色 4.4 黄色酚酞 8 无色 810 浅红 10 红色试根据上述三种指示剂的变色范围,回答下列问题: 强酸滴定强碱最好选用的指示剂为:,原因是 ;强碱滴定强酸最好选用的指示剂为: ,原因是 ;中和滴定不用石蕊作指示 剂的原因是 。三 、混合液的 pH 值计算方法公式1、强酸与强酸的混合:(先求H +混 :将两种酸中的 H+离子数相加除以总体积,再求其它)H+混 =(H +1V1+H+2V2)/(V 1+V2)2、强碱与强碱的混合:(先求OH -混 :将两种酸中的 OH-离子数相加除以总体积,再求其它)OH-混 (
7、OH -1V1+OH-2V2)/(V 1+V2) (注意 :不能直接计算H+ 混 )3、强酸与强碱的混合:(先据 H+ + OH- =H2O 计算余下的 H+或 OH-,H +有余,则用余下的H+数除以溶液总体积求H +混 ;OH -有余,则用余下的 OH-数除以溶液总体积求OH -混 ,再求其它)注意:在加法运算中,相差 100 倍以上(含 100 倍)的,小的可以忽略不计!将 pH=1 的 HCl 和 pH=10 的 NaOH 溶液等体积混合,所得溶液的 pH= ;将 pH=5 的H2SO4 和 pH=12 的 NaOH 溶液等体积混合,所得溶液的 pH= ;20mLpH=5 的盐酸中加入
8、 1滴(0.05mL)0.004mol/LBa(OH) 2 溶液后 pH= 。四、稀释过程溶液 pH 值的变化规律:1、强酸溶液:稀释 10n 倍时,pH 稀 =pH 原 + n (但始终不能大于或等于 7)2、弱酸溶液:稀释 10n 倍时,pH 稀 pH 原 +n (但始终不能大于或等于 7)3、强碱溶液:稀释 10n 倍时,pH 稀 =pH 原 n (但始终不能小于或等于 7)4、弱碱溶液:稀释 10n 倍时,pH 稀 pH 原 n (但始终不能小于或等于 7)5、不论任何溶液,稀释时 pH 均是向 7 靠近(即向中性靠近) ;任何溶液无限稀释后 pH 均为 76、稀释时,弱酸、弱碱和水解
9、的盐溶液的 pH 变化得慢,强酸、强碱变化得快。pH=3 的 HCl 稀释 100 倍后溶液的 pH 变为 ;pH=3 的 HAc 溶液稀释 100 倍后 pH 为 ,若使其 pH 变为 5,应稀释的倍数应 (填不等号) 100;pH=5 的稀硫酸稀释 1000 倍后溶液中H + :SO42-= ; pH=10 的 NaOH 溶液稀释 100 倍后溶液的 pH 变为 ;pH=10 的 NaAc溶液稀释 10 倍后溶液的 pH 为 。五、 “酸、碱恰好完全反应”与“自由 H+与 OH-恰好中和”酸碱性判断方法1、酸、碱恰好反应(现金+存款相等):恰好生成盐和水,看盐的水解判断溶液酸碱性。 (无水
10、解,呈中性)2、自由 H+与 OH-恰好中和(现金相等) ,即“14 规则:pH 之和为 14 的两溶液等体积混合,谁弱显谁性,无弱显中性。 ”:生成盐和水,弱者大量剩余,弱者电离显性。 (无弱者,呈中性)(1)100mLpH=3 的 H2SO4 中加入 10mL0.01mol/L 氨水后溶液呈 性,原因是 ;pH=3 的 HCl 与 pH=11 的氨水等体积混合后溶液呈 性,原因是 。(2)室温时,0.01mol/L 某一元弱酸只有 1%发生了电离,则下列说法错误的是 BA、上述弱酸溶液的 pH4 B、加入等体积 0.01mol/LNaOH 溶液后,所得溶液的 pH7C、加入等体积 0.01
11、mol/LNaOH 溶液后,所得溶液的 pH7D、加入等体积 pH=10 的 NaOH 溶液后,所得溶液的 pH7六、盐类的水解(只有可溶于水的盐才水解)1、盐类水解规律:有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解;谁强显谁性,两弱相促进,两强不水解。多元弱酸根,浓度相同时正酸根比酸式酸水解程度大,碱性更强。 (如:Na 2CO3 NaHCO 3)弱酸酸性强弱比较:A、同主族元素最高价含氧酸的酸性递减,无氧酸的酸性递增(利用特殊值进行记忆。如酸性:HFH3PO4)B、饱和一元脂肪酸的碳原子数越小,酸性越强(如 HCOOHCH3COOH)C、一些常见的酸的酸性:HClO、HAlO 2、苯酚为极弱酸;醋酸
12、 碳酸;磷酸和 H2SO3 为中强酸;HClO 4 为最强含氧酸等。(1)下列物质不水解的是 ;水解呈酸性的是 ;水解呈碱性的是 FeS NaI NaHSO4 KF NH4NO3 C17H35COONa(2)浓度相同时,下列溶液性质的比较错误的是( 1 3 )酸性: H2SH2Se 碱性:Na 2SNaHS 碱性:HCOONaCH 3COONa水的电 离程度:NaAc0.1mol/L.(因为 NaAc 的水解呈碱性被 HAc 的电离呈酸性所掩盖,故可当作“只 HAc 电离,而 NaAc不水解”考虑,即只考虑酸的电离。 )九、酸碱中和滴定(见专题)十、溶解平衡1、难溶电解质的溶解平衡的一些常见知
13、识(1)溶解度小于 0.01g 的电解质称难溶电解质。生成难溶电解质的反应为完全反应,用“=” 。(2)反应后离子浓度降至 110-5mol/L 以下的反应为完全反应,用“=” 。如酸碱中和时H +降至 10-7mol/LOH-。(2)强碱弱酸盐:如 NaAc,水电离产生的 H+部分被阴离子结合生成了难电离的弱酸,故使 溶液中OH - H+。4、酸式盐中 NaHSO4、NaHSO 3、NaH 2PO4 中酸根离子以电离为主,故显酸性而抑制水的电离,其余均以水解为主而促进水的电离。已知某 NaHSO3 溶液的 pH=4,则有关 NaHSO3 溶液的说法中正确的是( AB )A、NaHSO3 溶液
14、中水的电离程度小于 Na2SO3 溶液,也小于 Na2SO4 溶液B、HSO3-H2SO3SO32-C、该溶液中由水 电离出的 H+为 110-4mol/LD、加入少量 NaOH 使溶液的 pH 升高会使水的电离受抑制五、Q c 与 KQc 为浓度商:是指刚开始反应(但未反应)时平衡体系各物质浓度幂次方之积之比(对于溶液是指混合后但不反应时的浓度)K 为平衡常数:是指可逆反应达到平衡时体系各物质浓度幂次方之积之比。在化学平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡四大平衡中分别有不同的名称:化学平衡常数(K)、电离常数(K a)、水解常数(K h)、溶度积(K sp)。Qc 与 K 的相对大小可反映出体
15、系是否为平衡状态:(1) QcK,过平衡状态,反应将逆向进行;(2) Qc=K,平衡状态;(3) QcK,未平衡状态,反应将正向进行已知 25时 CaSO4 的 Ksp=9.110-6,若将 0.02mol/L 的 Na2SO4 溶液与 0.004mol/LCaCl2 溶液等体积混合,试通过计算溶液中是否有沉淀析出六、解题方法1、溶液导电能力的变化【例 1】把 0.05mol NaOH 固体分别加入到 100mL 下列液体中,溶液的导电能力变化最小的是 B A0.05 mol L1 硫酸 B0.6 molL 1 盐酸 C0.5 mol L1 的醋酸; D0.5 molL 1KCl 溶液方法:写
16、将化学程式改为离子方程式的第一步,比较反应前后溶液中离子数的变化关键:不需考虑弱电解质的电离及离子的水解;注意加入物质是否过量2、水电离出的H +浓度为已知条件的离子共存判断【例 2】在由水电离产生的 c(H +)=1 10-14mol/L 的溶液中,一定可以大量共存的离子组是 CA)NH4+,Al3+,Br-,SO42- B)Na+,Mg2+,Cl-,NO3- C)K+,Ba2+,Cl-,NO3- D)K+,Na+,SO32-,SO42-方法:“由水电离产生的 c(H+)=110-14mol/L 的溶液”即溶液的 pH 可能为 14 也可能为 0;也即“下列各组离子既能大量存在于酸性溶液中也
17、能大量存在于碱性溶液之中的是”。注意:若由水电离产生的 H+浓 度大于 10-7mol/L,则溶液一定呈酸性,溶质中一定有强酸弱碱盐。【例 3】由水电离产生的 c(H +)=1 10-5mol/L 的溶液,其溶质可能是 BA、NaHSO 4 B、AlCl 3 C、H 2SO4 D、NaH 2PO43、14 规则的运用【例 4】将 pH=3 的盐酸溶液和 pH=11 的氨水等体积混合后,溶液中离子浓度关系正确的是: A NH4+Cl - H OH - B NH4+Cl - OH -H CCl - NH 4+H OH - DCl -NH 4+OH -H 解析:利用“pH 之和为 14 的酸碱等体积
18、混合后, 谁弱谁过量显谁性。 ”规律,判断反应后溶液为NH4Cl 和 NH3H2O 的混合溶液且呈碱性,而溶液呈碱性,则以氨水的电离为主,故选 B【例 5】在常温下 10mLpH=10 的 KOH 溶液中,加入 pH=4 的一元酸 HA 溶液至 pH 刚好等于7(设反应前后体积不变) ,则对反应后溶液的叙述正确的是 ACA、A - = K+ B、H + = OH-K+A- C、V 总 20mL D、V 总 20mL解析:分 HA 为强酸和弱酸两种情况,再结合 14 规则:假如酸为弱酸,则加入 10mL 弱酸后溶液呈酸性,而已知溶液呈中性,故加入的弱酸体积小于 10mL。4、溶液混合后离子浓度大
19、小的比较 C【例 6】将 0.1mol/L NaOH 和 0.1mol/LNH4Cl 溶液等体积混合后,离子浓度大小正确的顺序是:ANa Cl-OH -H BCl -Na OH-H CNa = Cl-OH -H DNa = Cl-H OH -解析:NaOH+NH 4Cl=NaCl+NH3H2O,故先不考虑水解和电离(含水的电离),分别列出反应前后各微粒的物质的量,若反应后有两种或几种微粒的量相等,则要考虑离子的水解和电离。【例 7】将 100ml、0.1mol/L 的 BaCl2 溶液中加入到 100ml、0.2mol/L 的 H2SO4 溶液中,则溶液中存在的离子浓度的关系的是:CAH +C
20、l -Ba 2+SO 42- BCl -H +SO 42-Ba 2+ CH +Cl -SO 42-Ba 2+ DCl -H +Ba 2+SO 42-5、量变而量浓度不变【例 8】一定温度下,向足量的石灰乳中加少量生石灰时,下列有关说法错误的是( A )A、溶液中 Ca2+数不变 B、溶液的 pH 不变 C、溶液的密度不变 D、溶液中Ca 2+不变解析:题目已说明温度不变,故不需考虑热效应。CaO + H2O = Ca(OH)2(s),使溶液中水减少而析出 Ca(OH)2,但溶液依然为饱和溶液!本题就相当于从 饱和石灰水中移去部分饱和溶液,各组分的量变小了,但浓度等度并不变。【例 9】一定温度下
21、,向足量 Na2CO3 饱和溶液中加入 1.06g 无水碳酸钠,析出 Na2CO310H2O晶体,下列有关说法正确的是 BDA、析出晶体质量 2.86g; B、溶液的 pH 不变 C、溶液中 Na+数增加 D、溶液质量减少3 综合训练1、下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是( C )A、强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物B、强电解质都是可溶性化合物,弱电解质都是难溶性化合物C、强电解质的水溶液中无溶质分子,弱电解质的水溶液中有溶质分子D、强电解质的导电能力强,弱电解质的导电能力弱2、下列离子方程式中,正确的是(B )A、CH 3COOH = CH3COO- + H+ B、NaOH
22、= Na+ + OH-C、KClO 3 K+ + ClO3- D、BaSO 4 = Ba2+ + S2- +4O2-3、氨水有下列平衡:NH 3H2O NH4+ + OH- 当其它条件不变时,改变下列条件,平衡向左移动,且 c(NH4+)增大的是(C )A、加 NaOH B、加盐酸 C、加 NH4Cl D、加同浓度氨水4、水是一种极弱电解质,在室温下平均每 n 个水分子中只有一个水分子发生电离,则 n 值为(B )A、110 -14 B、55.610 7 C、10 7 D、55.65、在 100,100 mL 蒸馏水中 c(OH-) = 110-6 molL-1,当改变下列条件之一时,c(OH
23、 -)仍然等于 110-6 molL-1 的是(D )A、温度降低到 25 B、加入 10-6 mol NaOH 固体,保持 100C、加入 10-6 mol NaCl 固体。温度降低到 25 D、蒸发掉 50 mL 水,保持 1006、在 0.01 molL-1 的 H2SO4 溶液中由水电离出的 c(OH-)是(A )A、510 -13 molL-1 B、0.01 molL -1 C、110 -7 molL-1 D、110 -2molL-17、pH 为 4.5 的盐酸 1 mL 稀释为约 1 L,稀释前后溶液中指示剂的颜色变化是( B )A、稀释前后酚酞均为无色 B、石蕊由红色变为紫色C、
24、甲基橙由红色变为黄色 D、甲基橙由黄色变为橙色8、60 mL 0.5 molL-1 NaOH 溶液和 40 mL 0.4 molL-1 的 H2SO4 相混合后,溶液的 pH 约为(B )A、0.5 B、1.7 C、2 D、13.29、在盐类的水解过程中,下列叙述正确的是( B )A、盐的电离平衡被破坏 B、水的电离平衡被破坏C、没有发生中和反应 D、溶液的 pH 一定变大10、物质的量浓度相同、体积也相同的一元酸和一元碱相互中和时,溶液(D )A、显酸性 B、显碱性 C、显中性 D、酸碱性无法确定11、为了配置 CH3COO-与 Na+离子物质的量浓度值比为 1:1 的溶液,可向溶液中加入(
25、 C )A、适量的盐酸 B、适量的 NaOH 固体 C、适量的 KOH 固体 D、适量的 NaCl 固体12、下列反应中,属于水解反应且使溶液显酸性的是( A )A、NH 4+ + H2O NH3H2O + H+ B、HCO 3- + H2O CO32- + H3O+ C、S 2- + H2O HS- + OH- D、NH 3 +H2O NH4+ +OH-13、实验室在配制硫酸铁溶液时,先把硫酸铁晶体溶解在稀硫酸中,再加水稀释到所需的浓度,这样操作的目的是( D )A、提高硫酸铁的溶解度 B、防止硫酸铁分解 C、降低溶液的 pH D、抑制硫酸铁水解14、实验室有下列试剂:NaOH 溶液 水玻璃
26、 Na 2S 溶液 NH 4Cl 溶液 浓 H2SO4,其中必须用带橡胶塞的试剂瓶保存的是( B )A、 B、 C、 D、15、将 0.1mol 下列物质置于 1 L 水中充分搅拌后,溶液中阴离子数最多的是( C )A、KCl B、Mg(OH) 2 C、Na 2CO3 D、MgSO 416、物质的量浓度相同的下列溶液中,含微粒种类最多的是( D )A、CaCl 2 B、CH 3COONa C、NH 3 D、K 2S17、下列物质的稀溶液中,溶质的阴、阳离子的个数比为 1 :2 的是( B D )A、(NH 4)2SO4 B、NaHSO 4 C、K 2S D、Na 2SO418、为了配置 NH4
27、+的浓度与 Cl-的浓度比为 1 :1 的溶液,可在 NH4Cl 溶液中加入( B ) 适量的 HCl 适量的 NaCl 适量的氨水 适量的 NaOH A、 B、 C、 D、19、25时,在浓度为 1 molL-1 的(NH 4)2SO4、(NH 4)2CO3、(NH 4)2Fe(SO4)2 的溶液中,测得其c(NH4+)分别为 a、b 、c(单位为 mol/L) 。下列判断正确的是( D )A、a = b = c B、a bc C、acb D、cab20、c(NH 4+)相同的下列溶液 NH 4Cl (NH 4)2SO4 NH 4HSO4 NH 4HCO3,其物质的量浓度由大到小的顺序是(
28、B)A、 B、 C、 D、21、下列仪器使用前不需检验是否漏水的有( A )A、移液管 B、分液漏斗 C、滴定管 D、容量瓶22、酸碱恰好完全中和时,它们一定相等的是( D )A、质量 B、物质的量 C、物质的量浓度 D、H +和 OH-的物质的量23、用酸滴定碱时,滴定前读酸式滴定管读数时,仰视读数,滴定结束时读数正确,这样会使测得的碱溶液的浓度( B )A、偏高 B、偏低 C、不受影响 D、不能确定24、下列实验中,直接采用沾有水滴的仪器,对实验结果没有影响的是( C )A、氨的喷泉实验:烧瓶 B、实验室制取氧气:试管C、中和滴定:锥形瓶 D、中和滴定:滴定管25、用 0.1 molL-1
29、NaOH 溶液滴定 100 mL 0.1 molL-1 盐酸时,如果滴定误差在0.1%以内,反应完毕后,溶液的 pH 范围在( C )A、6.9 7.1 B、3.3 10.7 C、4.3 9.7 D、6 826、下列物质的水溶液中,存在电离平衡的是( B )A、Ca(OH) 2 B、CH 3COOH C、BaSO 4 D、CH 3COONa27、已知 HClO 是比 H2CO3 还弱的酸,反应:Cl 2 + H2O HCl + HClO,达到平衡后要使HClO 的浓度增大,可加入( C )A、H 2S B、HCl C、CaCO 3 D、NaOH(固体)28、下列叙述不正确的是( D )A、纯水
30、也是一种电解质B、无论是酸性、中性还是碱性稀溶液,只要温度恒定,c(H +)c(OH-)是一个常数C、一定温度下,0.1 molL -1 的磷酸溶液中 H+主要来自于酸的第一步电离D、强碱溶液中不存在 H+29、体积相同、pH 相同的盐酸和醋酸溶液,再用氢氧化钠溶液中和时,两者消耗氢氧化钠的物质的量是( C)A、相同 B、盐酸多 C、醋酸多 D、无法比较30、等体积的下列溶液中,阴离子的总浓度最大的是( A )A、0.2 mol L-1K2S B、0.1 molL -1Ba(OH)2 C、0.2 mol L-1NaCl D、0.2 molL -1(NH4)2SO431、能正确表示下列反应的离子方程式是( A )A、用碳酸钠溶液吸收少量的二氧化硫:2CO 32- + SO2 +H2O = 2HCO3- +SO32-B、金属铝溶于盐酸中:Al + 2H + = 2Al3+ + H2C、硫化钠溶于水中:S 2- + H2O = H2S+ OH -