（人教版2019选择性必修第一册）化学同步精品讲义 第三章 水溶液中的离子反应与平衡章末总结（原卷版+解析）

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0 0 第三章 水溶液中的离子反应与平衡eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(电离平衡\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(电解质\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(强电解质：强酸、强碱、大部分盐水溶液中全部电离,弱电解质：弱酸、弱碱、水水溶液中部分电离)),弱电解质电离平衡\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(特点：逆、等、动、定、变,影响因素\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(内因：电解质本身的性质,外因：温度、浓度等)))),电离常数：ABA＋＋B－，K＝\f(cA＋·cB－,cAB)，K只与温度有关)),水的电离和溶液的pH\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(水的电离：水是极弱的电解质,水的离子积：Kw＝cH＋·cOH－，室温下Kw＝1×10－14,影响水电离的因素：温度、加酸、加碱、加盐,溶液的酸碱性\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(酸性溶液：cH＋＞cOH－,中性溶液：cH＋＝cOH－,碱性溶液：cH＋＜cOH－,溶液的pH\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(pH＝－lg cH＋,pH的相关计算)))))),盐类的水解\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(实质：盐＋水\o(,\s\up7(水解),\s\do5(中和))酸＋碱,规律：有弱才水解，无弱不水解，越弱越水解；都弱都水解，谁强显谁性,影响因素：温度、浓度、酸碱度等,水解平衡：如MA＋H2OHA＋MOH,盐类水解的应用)),沉淀溶解平衡\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(沉淀溶解平衡：如AgCls\o(,\s\up7(溶解),\s\do5(沉淀))Ag＋aq＋Cl－aq,特征：具备化学平衡的一切特征,溶度积：对AmBnsmAn＋aq＋nBm－aq,Ksp＝cmAn＋·cnBm－,沉淀溶解平衡的应用：沉淀的生成、溶解和转化))))专题一 阴、阳离子水解相互促进的应用相互促进水解的离子主要有如下几种情况 (1)两种离子水解相互促进。有下面两种情况： ①两种离子水解，强烈的相互促进，使反应趋于完全，其离子方程式中应用“=”连接，产物应标明“↑”“↓”。如泡沫灭火器的反应原理可表示为Al3++3HCO3- ==Al(OH)3↓+3CO2↑。如Na2S溶液与Al2(SO4)3溶液之间的反应：S2-+H2OHS- +OH-HS-+H2OH2S+OH-Al3++3H2OAl(OH)3+3H+H+与OH-反应生成H2O，促进两离子的水解，其反应的离子方程式为3S2-+2Al3++6H2O==2Al(OH)3↓+3H2S↑。②两种离子水解，相互促进但不强烈，其离子方程式仍用“”连接。如CH3COONH4的水解方程式可表示为CH3COO-+NH4++H2OCH3COOH+NH3·H2O。(2)发生复分解反应。当发生复分解反应生成的沉淀比水解反应生成的沉淀更难溶时，物质之间发生复分解反应。如Na2S溶液和CuSO4溶液混合，其离子方程式为S2-+Cu2+==CuS↓。(3)发生氧化还原反应。物质之间若既能发生氧化还原反应，又能发生水解反应，通常以氧化还原反应为主。如Na2S溶液与FeCl3溶液混合，其离子方程式为S2-+2Fe3+==S↓+2Fe2+。【例1】(1)明矾可用于净水，原因是(用离子方程式表示)：_______________________。把FeCl3溶液蒸干，灼烧，最后得到的主要固体产物是________。(2)用离子方程式表示泡沫灭火器灭火原理：_________________________________。(3)纯碱可代替洗涤剂洗涤餐具，原因是(用离子方程式表示)：__________________________________。(4)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下加入MgCO3固体，过滤后再加入足量盐酸。MgCO3固体能除去Fe3＋的原因是_____________________________。专题二 化学平衡常数、水的离子积、电离平衡常数及溶度积的比较 【例2】（2023·辽宁丹东高二期末）化学平衡常数(K)、电离常数(Ka、Kb)、溶度积常数(Ksp)等常数是表示、判断物质性质的重要常数。下列关于这些常数的说法正确的是(　　)A.化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强有关,与催化剂无关B.Ka(HCN)Ksp(AgCl)D.当温度升高时,弱酸、弱碱的电离常数(Ka、Kb)变大专题三 酸、碱中和滴定的图像解决酸碱中和滴定曲线类问题的关键是巧抓“5点”,即曲线的起点、恰好反应点、中性点、反应一半点和过量点,先判断出各个点对应的溶质及溶液的酸碱性,然后再进行相关的分析和判断。下面以室温时用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液为例(如图),总结如何抓住滴定曲线的5个关键点:【例3】(双选)(2023·江西上饶中学高二月考)25 ℃时,将pH均为2的盐酸与HX溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　)A.a、b两点:c(X-)bC.稀释前,c(HX)>0.01 mol·L-1D.溶液体积稀释到原来的10倍,HX溶液的pHc(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-) B.氨水-NH4Cl混合溶液(pH=9.25)：c(NH4+)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)C.CH3COOH-CH3COONa混合溶液(pH=4.76)：c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+) D.H2C2O4-NaHC2O4混合溶液(pH=1.68，H2C2O4为二元弱酸)：c(H+)+c(H2C2O4)=c(Na+)+c(C2O42-)+c(OH-)0 0 第三章 水溶液中的离子反应与平衡eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(电离平衡\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(电解质\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(强电解质：强酸、强碱、大部分盐水溶液中全部电离,弱电解质：弱酸、弱碱、水水溶液中部分电离)),弱电解质电离平衡\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(特点：逆、等、动、定、变,影响因素\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(内因：电解质本身的性质,外因：温度、浓度等)))),电离常数：ABA＋＋B－，K＝\f(cA＋·cB－,cAB)，K只与温度有关)),水的电离和溶液的pH\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(水的电离：水是极弱的电解质,水的离子积：Kw＝cH＋·cOH－，室温下Kw＝1×10－14,影响水电离的因素：温度、加酸、加碱、加盐,溶液的酸碱性\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(酸性溶液：cH＋＞cOH－,中性溶液：cH＋＝cOH－,碱性溶液：cH＋＜cOH－,溶液的pH\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(pH＝－lg cH＋,pH的相关计算)))))),盐类的水解\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(实质：盐＋水\o(,\s\up7(水解),\s\do5(中和))酸＋碱,规律：有弱才水解，无弱不水解，越弱越水解；都弱都水解，谁强显谁性,影响因素：温度、浓度、酸碱度等,水解平衡：如MA＋H2OHA＋MOH,盐类水解的应用)),沉淀溶解平衡\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(沉淀溶解平衡：如AgCls\o(,\s\up7(溶解),\s\do5(沉淀))Ag＋aq＋Cl－aq,特征：具备化学平衡的一切特征,溶度积：对AmBnsmAn＋aq＋nBm－aq,Ksp＝cmAn＋·cnBm－,沉淀溶解平衡的应用：沉淀的生成、溶解和转化))))专题一 阴、阳离子水解相互促进的应用相互促进水解的离子主要有如下几种情况 (1)两种离子水解相互促进。有下面两种情况： ①两种离子水解，强烈的相互促进，使反应趋于完全，其离子方程式中应用“=”连接，产物应标明“↑”“↓”。如泡沫灭火器的反应原理可表示为Al3++3HCO3- ==Al(OH)3↓+3CO2↑。如Na2S溶液与Al2(SO4)3溶液之间的反应：S2-+H2OHS- +OH-HS-+H2OH2S+OH-Al3++3H2OAl(OH)3+3H+H+与OH-反应生成H2O，促进两离子的水解，其反应的离子方程式为3S2-+2Al3++6H2O==2Al(OH)3↓+3H2S↑。②两种离子水解，相互促进但不强烈，其离子方程式仍用“”连接。如CH3COONH4的水解方程式可表示为CH3COO-+NH4++H2OCH3COOH+NH3·H2O。(2)发生复分解反应。当发生复分解反应生成的沉淀比水解反应生成的沉淀更难溶时，物质之间发生复分解反应。如Na2S溶液和CuSO4溶液混合，其离子方程式为S2-+Cu2+==CuS↓。(3)发生氧化还原反应。物质之间若既能发生氧化还原反应，又能发生水解反应，通常以氧化还原反应为主。如Na2S溶液与FeCl3溶液混合，其离子方程式为S2-+2Fe3+==S↓+2Fe2+。【例1】(1)明矾可用于净水，原因是(用离子方程式表示)：_______________________。把FeCl3溶液蒸干，灼烧，最后得到的主要固体产物是________。(2)用离子方程式表示泡沫灭火器灭火原理：_________________________________。(3)纯碱可代替洗涤剂洗涤餐具，原因是(用离子方程式表示)：__________________________________。(4)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下加入MgCO3固体，过滤后再加入足量盐酸。MgCO3固体能除去Fe3＋的原因是_____________________________。【答案】(1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋　Fe2O3(2)Al3＋＋3HCOeq \o\al(－,3)===Al(OH)3↓＋3CO2↑(3)CO32－＋H2OHCOeq \o\al(－,3)＋OH－(4)MgCO3与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进了Fe3＋的水解，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而被除去。【解析】(1)利用Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体能凝聚水中的悬浮杂质从而达到净水目的；FeCl3溶液中存在FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加热时HCl挥发，蒸干时得到Fe(OH)3，再燃烧得到Fe2O3。(2)泡沫灭火器原理是利用NaHCO3与Al2(SO4)3相互促进水解造成的，反应为Al3＋＋3HCOeq \o\al(－,3)===Al(OH)3↓＋3CO2↑。(3)COeq \o\al(2－,3)水解生成的OH－，能洗去油污。(4)MgCO3与水解产生的H＋反应：MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋CO2↑＋H2O，使水解平衡正向移动，生成的Fe(OH)3在加热搅拌条件下发生聚沉，在过滤时Fe(OH)3和未反应的MgCO3一同被除去。专题二 化学平衡常数、水的离子积、电离平衡常数及溶度积的比较 【例2】（2023·辽宁丹东高二期末）化学平衡常数(K)、电离常数(Ka、Kb)、溶度积常数(Ksp)等常数是表示、判断物质性质的重要常数。下列关于这些常数的说法正确的是(　　)A.化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强有关,与催化剂无关B.Ka(HCN)Ksp(AgCl)D.当温度升高时,弱酸、弱碱的电离常数(Ka、Kb)变大【答案】D【解析】化学平衡常数只与温度有关,与浓度、压强、催化剂无关,故A错误;HCN和CH3COOH都是一元酸,浓度相同时,电离常数越小,说明酸的电离程度越小,氢离子浓度越小,溶液的酸性越弱,故氢氰酸的酸性比醋酸弱,故B错误;溶解度越小的越先沉淀,AgCl和AgBr结构相似,溶解度越小,溶度积就越小,故Ksp(AgBr)0.01 mol·L-1D.溶液体积稀释到原来的10倍,HX溶液的pHc平(Cl-),故A错误;相同pH的盐酸和HX溶液,HX的浓度大,溶液稀释时,HX进一步电离,其溶液中离子浓度大于盐酸的离子浓度,溶液的导电性:a0.01 mol·L-1,故C正确;HX为弱酸,溶液稀释时,HX进一步电离,pH=2的HX溶液稀释到体积为原来的10倍,HX溶液的pHc(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-) B.氨水-NH4Cl混合溶液(pH=9.25)：c(NH4+)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)C.CH3COOH-CH3COONa混合溶液(pH=4.76)：c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+) D.H2C2O4-NaHC2O4混合溶液(pH=1.68，H2C2O4为二元弱酸)：c(H+)+c(H2C2O4)=c(Na+)+c(C2O42-)+c(OH-)【答案】AD【解析】A项，等浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液，CO32-的水解程度比HCO3-的大，所以溶液中c(HCO3-)>c(CO32-)，正确；B项，电荷守恒：c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，物料守恒：c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-)，pH=9.25，溶液显碱性，说明NH3·H2O的电离程度大于NH4+ 的水解程度，c(NH4+)>c(NH3·H2O)，结合物料守恒，有c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)，则c(NH4+)+c(H+)>c(NH3·H2O)+c(OH-)，错误；C项，电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，溶液显酸性，则c(Na+)1说明HA是弱酸;溶液中c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)反应一半点(点②)点②溶液是等物质的量的NaA和HA的混合液,此时溶液pHc(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)中性点(点③)此时溶液的pH=7,溶液呈中性,酸没有完全被中和,此时溶液中c(Na+)=c(A-)>c(HA)>c(H+)=c(OH-)恰好完全反应点(点④)此时二者恰好完全反应生成NaA,NaA为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)过量点(点⑤)此时,NaOH溶液过量,得到NaA与NaOH等物质的量的混合液,溶液显碱性,溶液中c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)化学平衡常数水的离子积电离平衡常数溶度积反应举列mA+nBpC+qDH2OH++OH-HAH++A-AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)表达式K= QUOTE ??平(C)·??平(D)??平(A)·??平(B) KW=c(H+)·c(OH-)K=Ksp= cm(An+)·cn(Bm-)影响因素温度温度温度温度适应范围一般化学反应平衡体系稀的酸性、碱性或中性溶液弱电解质的电离平衡体系难溶电解质的溶解平衡体系关键点离子浓度的关系起点(点①)起点为HA的单一溶液,0.1 mol·L-1 HA溶液的pH>1说明HA是弱酸;溶液中c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)反应一半点(点②)点②溶液是等物质的量的NaA和HA的混合液,此时溶液pHc(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)中性点(点③)此时溶液的pH=7,溶液呈中性,酸没有完全被中和,此时溶液中c(Na+)=c(A-)>c(HA)>c(H+)=c(OH-)恰好完全反应点(点④)此时二者恰好完全反应生成NaA,NaA为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)过量点(点⑤)此时,NaOH溶液过量,得到NaA与NaOH等物质的量的混合液,溶液显碱性,溶液中c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)