2023版创新设计高考化学（新教材人教版）总复习一轮课件第九章 水溶液中的离子反应与平衡

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【课标要求】　1.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡。2.能用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平衡，能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡。3.了解电离平衡常数的含义。
1.强电解质和弱电解质
一、弱电解质的电离平衡
(2)电离方程式的书写——“强等号，弱可逆，多元弱酸分步离”①强电解质，如H2SO4：______________________。②弱电解质a.一元弱酸，如CH3COOH： ___________________________ 。b.多元弱酸，分步电离，分步书写且第一步的电离程度远大于第二步的电离程度，如H2CO3：____________________，____________________。c.多元弱碱，分步电离，一步书写，如Fe(OH)3：_______________________。
2.弱电解质的电离平衡
(1)电离平衡的建立在一定温度下，当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡。(2)外因对电离平衡的影响①浓度：在一定温度下，同一弱电解质溶液，浓度越小，越易电离。②温度：温度越高，电离程度______。③相同离子：加入与弱电解质具有相同离子的电解质时，可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动。
【诊断1】 判断下列叙述的正误(正确的划“√”，错误的划“×”)。
(1)强电解质稀溶液中不存在溶质分子，弱电解质稀溶液中存在溶质分子( )(2)向0.1 ml·L－1的CH3COOH溶液中加入冰醋酸或水，CH3COOH电离平衡均右移，均使CH3COOH的电离程度增大( )(3)室温下，由0.1 ml·L－1一元碱BOH的pH＝10，可知溶液中存在BOH===B＋＋OH－( )(4)0.1 ml·L－1的氨水加水稀释n(OH－)、c(OH－)均减小( )
(1)概念在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时，已经电离的电解质分子数占原电解质分子总数的百分比。
(2)特点①电离常数与温度有关，与浓度无关。升高温度，K值_______。②电离常数反映弱电解质电离程度的相对强弱，K越大，表示弱电解质越易电离，酸性或碱性_______。③多元弱酸的各级电离常数的大小关系是_________________，故其酸性取决于第一步电离。
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
考点二　电离常数的计算与应用
考点一　弱电解质的电离平衡分析
考点三　 一元强酸（碱）与一元弱酸（碱）的比较
题组一　电离平衡及影响因素
1.向10 mL氨水中加入蒸馏水，将其稀释到1 L后，下列说法中不正确的是(　　)
A.当强酸性物质进入体液后，上述平衡向左移动，以维持体液pH的相对稳定B.当强碱性物质进入体液后，上述平衡向右移动，以维持体液pH的相对稳定C.若静脉滴注大量生理盐水，则体液的pH减小D.进行呼吸活动时，如果CO2进入血液，会使体液的pH减小
解析　若静脉滴注大量生理盐水，则血液被稀释，平衡虽然正向移动，但根据勒夏特列原理，c(H＋)减小，体液的pH增大。
外界条件对电离平衡影响的四个不一定
❸电离平衡右移，离子的浓度不一定增大，如在CH3COOH溶液中加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但c(CH3COOH)、c(H＋)都比原平衡时要小。❹电离平衡右移，电离程度也不一定增大，如增大弱电解质的浓度，电离平衡向右移动，弱电解质的电离程度减小。
题组二　弱电解质溶液稀释时粒子浓度的变化
3.一定温度下，将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.a、b、c三点溶液的pH：c＜a＜bB.a、b、c三点CH3COOH的电离程度：a＜b＜cC.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH，测量结果偏大D.a、b、c三点溶液用1 ml·L－1 NaOH溶液中和，消耗NaOH溶液体积：c＜a＜b
解析　A项，由导电能力知c(H＋)：b＞a＞c，故pH：c＞a＞b；B项，加水体积越大，越利于CH3COOH电离，故电离程度：c＞b＞a；C项，用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH，相当于稀释a点溶液，由a→b 的过程可知，稀释后c(H＋)增大，pH偏小；D项，a、b、c三点n(CH3COOH)相同，用NaOH溶液中和时消耗n(NaOH)相同，故消耗V(NaOH)：a＝b＝c。
4.(2021·房山区模拟)将0.1 ml·L－1的NH3·H2O溶液加水稀释，下列说法正确的是(　　)
加水稀释粒子浓度比值变化分析方法
利用分布系数图像计算弱酸的电离常数
题组一　电离常数的应用
1.已知下面三个数据：7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分别是下列有关的三种酸的电离常数(25 ℃)，若已知下列反应可以发生：NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2　NaCN＋HF===HCN＋NaF　NaNO2＋HF===HNO2＋NaF。由此可判断下列叙述中不正确的是(　　)A.K(HF)＝7.2×10－4B.K(HNO2)＝4.9×10－10C.根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCND.K(HCN)解析　相同温度下，酸的电离常数越大，该酸的酸性越强，结合强酸制取弱酸分析可知，亚硝酸的酸性大于氢氰酸而小于氢氟酸，所以亚硝酸的电离平衡常数为4.6×10－4，故B错误。
2.已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表：
解析　A项，电离常数越大，酸性越强，故酸性HX>HY，错误；B项，Ka越小，酸越弱，水解程度越大，碱性越强，即NaY>Na2CO3>NaX>NaHCO3，错误；D项，没有指明溶液浓度，无法比较 c(H＋)，错误。
利用电离常数判断反应能否进行及反应产物
题组二　电离常数的计算
4.已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸，常温下，向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液，混合溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。
特定条件下的Ka或Kb的有关计算
考点三　一元强酸(碱)与一元弱酸(碱)的比较
【典例】 25 ℃时，相同pH的两种一元弱酸HA与HB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。下列说法正确的是(　　)
A.同浓度的NaA与NaB溶液中，c(A－)大于c(B－)B.a点溶液的导电性大于b点溶液C.a点的c(HA)大于b点的c(HB)D.HA的酸性弱于HB
解析　酸的酸性越强，对应的盐的水解程度越小，故NaB的水解程度大，同浓度的NaA与NaB溶液中c(B－)小于c(A－)，A项正确；b点溶液的pH小于a点溶液的pH，说明b点溶液中c(H＋)和c(B－)较大，故b点溶液导电性较强，B项错误；HA酸性强于HB，则相同pH的溶液，c(HA)2.常温下，分别取未知浓度的MOH和HA溶液，加水稀释至原体积的n倍，稀释过程中，两溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.MOH为弱碱，HA为强酸B.水的电离程度：X＝Z>YC.若升高温度，Y、Z点对应溶液的pH均不变D.将X点溶液与Z点溶液等体积混合，所得溶液呈碱性
解析　由图可知，将X点HA溶液稀释10倍(即1g n增大1)，pH变化小于1，则HA是弱酸；将Y点MOH溶液稀释10倍，pH减小1，则MOH是强碱，A错误；酸、碱均抑制水的电离，X点溶液中c(H＋)＝10－5 ml·L－1，由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－9 ml·L－1，Y、Z点溶液中c(OH－)分别为10－4 ml·L－1、10－5 ml·L－1，则由水电离出的，c(H＋)分别为10－10 ml·L－1、10－9 ml·L－1，故水的电离程度：X＝Z>Y，B正确；MOH是强碱，升高温度，溶液中c(OH－)几乎不变，但Kw增大，c(H＋)变大，溶液的pH减小，C错误；将X点溶液与Z点溶液等体积混合，发生中和反应后，HA有剩余，所得混合液呈酸性，D错误。
❶一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
❷一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较(1)相同体积、相同浓度的盐酸与醋酸
(2)相同体积、相同pH的盐酸与醋酸
❸一元弱酸和一元强酸与金属的反应(以盐酸和醋酸为例)图像
方法篇 判断弱电解质的实验设计
【考题引领】(2021·浙江6月选考)某同学拟用pH计测定溶液pH以探究某酸HR是否为弱电解质。下列说法正确的是(　　)A.25 ℃时，若测得0.01 ml·L－1 NaR溶液pH＝7，则HR是弱酸B.25 ℃时，若测得0.01 ml·L－1 HR溶液pH＞2且pH＜7，则HR是弱酸C.25 ℃时，若测得HR溶液pH＝a，取该溶液10.0 mL，加蒸馏水稀释至100.0 mL，测得pH＝b，b－a＜1，则HR是弱酸D.25 ℃时，若测得NaR溶液pH＝a，取该溶液10.0 mL，升温至50 ℃，测得pH＝b，a＞b，则HR是弱酸
解析　A.25 ℃时，若测得0.01 ml·L－1 NaR溶液pH＝7，可知NaR为强酸强碱盐，则HR为强酸，A错误；B.25 ℃时，若测得0.01 ml·L－1 HR溶液pH＞2且pH＜7，可知溶液中c(H＋)＜0.01 ml/L，所以HR未完全电离，HR为弱酸，B正确；C.假设HR为强酸，取pH＝6的该溶液10.0 mL，加蒸馏水稀释至100.0 mL测得此时溶液pH＜7，C错误；D.假设HR为强酸，则NaR为强酸强碱盐，溶液呈中性，升温至50 ℃，促进水的电离，水的离子积常数增大，pH减小，D错误；答案为B。
1.判断弱电解质的三个思维角度
室温下证明HA是一元弱酸的几种实验方法
1.已知次磷酸(H3PO2)为一元酸，欲证明它是弱电解质，下列操作方法不正确的是(　　)A.用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验，比较灯泡的亮度B.用一定浓度的NaOH溶液分别滴定等体积、等pH的盐酸和次磷酸溶液，比较消耗碱液的体积C.加热滴有酚酞试液的NaH2PO2溶液，溶液颜色变深D.常温下，稀释0.1 ml·L－1次磷酸溶液至原溶液体积的100倍，测得pH在4～5之间
解析　NaCl和NaH2PO2都属于强电解质，所以用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验，比较灯泡的亮度，不能证明H3PO2是弱电解质，故A错误；因盐酸为强酸，若滴定时次磷酸溶液消耗NaOH溶液的体积大于等体积、等pH的盐酸消耗的NaOH溶液的体积，则说明次磷酸为弱电解质，B正确；若次磷酸为弱电解质，则NaH2PO2溶液呈碱性，加热促进其水解，滴有酚酞试液的NaH2PO2溶液颜色变深，C正确；常温下，若次磷酸为一元强酸，则把0.1 ml·L－1次磷酸溶液稀释至原溶液体积的100倍，pH应为3，而现测得pH在4～5之间，说明次磷酸没有完全电离，为弱电解质，D正确。
2.为了证明一水合氨(NH3·H2O)是弱电解质，常温下，甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验：0.010 ml·L－1氨水、NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞试剂、pH试纸、蒸馏水。(1)甲用pH试纸测出0.010 ml·L－1氨水的pH为10，则认定NH3·H2O是弱电解质，你认为这一方法________(填“正确”或“不正确”)，理由是________________________________________________________________。
若是强电解质，则0.010 ml·L－1氨水中c(OH－)应为0.010 ml·L－1，pH＝12
(2)乙取出10 mL 0.010 ml·L－1氨水，用pH试纸测出其pH＝a，然后用蒸馏水稀释至1 000 mL，再用pH试纸测出其pH＝b，若要确认NH3·H2O是弱电解质，则a、b应满足的关系为___________________(用等式或不等式表示)。(3)丙取出10 mL 0.010 ml·L－1氨水，滴入2滴酚酞溶液，显粉红色，再加入NH4Cl晶体少量，颜色变________(填“深”或“浅”)。你认为这一方法________(填“能”或“不能”)证明NH3·H2O是弱电解质，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
1.(2021·广东卷)鸟嘌呤(G)是一种有机弱碱，可与盐酸反应生成盐酸盐(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性，下列叙述正确的是(　　)
ml·L－1 GHCl水溶液的pH＝ ml·L－1 GHCl水溶液加水稀释，pH升高C.GHCl在水中的电离方程式为GHCl===G＋HClD.GHCl水溶液中：c(OH－)＋c(Cl－)＝c(GH＋)＋c(G)
解析　0.001 ml·L－1 GHCl水溶液中GH＋少量水解生成H＋，所以c(H＋)小于0.001 ml·L－1，pH>3，A错误；0.001 ml·L－1 GHCl水溶液加水稀释，GH＋水解平衡正向移动，但是溶液体积增大使c(H＋)减小，则pH升高，B正确；GHCl的电离方程式为GHCl===GH＋＋Cl－，C错误；GHCl水溶液中存在电荷守恒：c(H＋)＋c(GH＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，D错误。
2.(2019·天津高考)某温度下，HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10－4和1.7×10－5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释，其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是(　　)
3.(2020·海南卷)某弱酸HA溶液中主要成分的分布分数随pH的变化如图所示。下列说法错误的是(　　)
1024·Ka1·Ka2
A.加入少量NaOH固体，平衡正向移动B.加水，平衡逆向移动C.滴加少量0.1 ml·L－1 HCl溶液，溶液中c(H＋)减小D.加入少量NaCN固体，平衡正向移动
解析　加入NaOH，NaOH和H＋反应而减小溶液中c(H＋)，从而促进HCN电离，则平衡正向移动，故A正确；加水稀释促进弱电解质的电离，所以平衡正向移动，故B错误；加入少量相同浓度的HCl溶液，HCl是强电解质，完全电离，导致溶液中c(H＋)增大，故C错误；加入少量NaCN固体，导致溶液中c(CN－)增大，平衡逆向移动，故D错误。
2.在25 ℃时，用蒸馏水稀释1 ml·L－1氨水至0.01 ml·L－1，随溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是(　　)
3.已知：在25 ℃时，次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离常数如下表：
4.已知室温时，0.1 ml·L－1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离。下列叙述错误的是(　　)
A.该溶液的pH＝4B.升高温度，溶液的pH增大C.室温时，此酸的电离常数约为1×10－7D.稀释HA溶液时，不是所有粒子的浓度都一定会减小
5.下列事实能说明HNO2是弱电解质的是(　　)
①25 ℃时，NaNO2溶液的pH大于7②用HNO2溶液做导电性实验，灯泡很暗③HNO2溶液不与Na2SO4溶液反应④25 ℃时，0.1 ml·L－1 HNO2溶液的pH＝2.1A.①②③ B.②③④C.①④ D.①②④
6.已知25 ℃时，H2A的Ka1＝4.0×10－4、Ka2＝5.0×10－11，HB的Ka＝2.0×10－5。下列说法正确的是(　　)
7.根据下表提供的数据，判断下列离子方程式或化学方程式书写正确的是(　　)
8.25 ℃，两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释，溶液pH的变化如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A.ROH是一种弱碱B.在x点：c(M＋)＝c(R＋)C.稀释前，c(MOH)＝10c(ROH)D.稀释前，MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH－)：后者是前者的10倍
9.(2021·蚌埠模拟)常温下向100 mL蒸馏水中滴入10 mL 5 ml·L－1 HA溶液，利用传感器测得溶液中c(H＋)和温度随着加入HA溶液体积的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.HA是强酸B.a～b段，HA电离放热，使溶液温度升高C.c～d段，c(H＋)增大，HA电离程度增大D.c点时，加入等体积、等浓度的NaOH溶液，则c(Na＋)＝c(A－)＋c(HA)
10.(2021·1月河北适应性考试)醋酸为一元弱酸，25 ℃时，其电离常数Ka＝1.75×10－5。下列说法错误的是(　　)
11. 25 ℃时，部分物质的电离常数如表所示：
CH3COOH>H2CO3>HClO
(3)体积为10 mL pH＝2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程中pH变化如图所示，则HX的电离常数________(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离常数；理由是_________________________________________________________________。
稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的大，酸性强，电离常数大
稀释后，HX溶液中由水电离出来的c(H＋)________(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸溶液中由水电离出来的c(H＋)，理由是________________________________________________________________________________________________________________。
HX的酸性强于CH3COOH，稀释后HX溶液中的c(H＋)小于CH3COOH溶液中的c(H＋)，所以其对水电离的抑制能力较弱
12.(1)现有常温下pH＝2的盐酸(甲)和pH＝2的醋酸溶液(乙)，请根据下列操作回答：
13.某二元酸(H2A)在水中的电离方程式为H2A===H＋＋HA－，HA－H＋＋A2－(25 ℃时，Ka＝1.0×10－2)，下列有关说法中正确的是(　　)
A.H2A是弱酸B.稀释0.1 ml·L－1 H2A溶液，电离平衡向右移动，c(H＋)增大C.在0.1 ml·L－1的H2A溶液中，c(H＋)＝0.12 ml·L－1D.若0.1 ml·L－1 NaHA溶液中c(H＋)＝0.02 ml·L－1，则0.1 ml·L－1的H2A中c(H＋)<0.12 ml·L－1
15.磷能形成次磷酸(H3PO2)、亚磷酸(H3PO3)等多种含氧酸。(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品，已知10 mL、1 ml·L－1 H3PO2与20 mL 1 ml·L－1的NaOH溶液充分反应后生成组成为NaH2PO2的盐，回答下列问题：①NaH2PO2属于________(填“正盐”“酸式盐”或“无法确定”)。②若25 ℃时，K(H3PO2)＝1×10－2，则0.02 ml·L－1的H3PO2溶液的pH＝________。③设计两种实验方案，证明次磷酸是弱酸：_______________________________________________________________、________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
测NaH2PO2溶液的pH，若pH＞7则证明次磷酸为弱酸
向等物质的量浓度的盐酸、次磷酸溶液中各滴入2滴石蕊溶液，若次磷酸溶液中红色浅一些，则说明次磷酸为弱酸(答案合理即可)
热点强化练13　弱电解质的图像分析与电离常数的计算
1.常温下，将相同体积的盐酸和氨水分别加水稀释，溶液的电导率随加入水的体积V(H2O)变化的曲线如下图所示。下列说法正确的是(　　)
3.室温时，1 ml·L－1的HA溶液和1 ml·L－1的HB溶液，起始时的体积均为V0，分别向两溶液中加水稀释，所得曲线如图所示。下列说法中错误的是(　　)
A.M点溶液中c(A－)小于N点 溶液中c(B－)B.HA的电离常数约为10－4C.浓度均为0.1 ml·L－1的NaA和HA混合溶液的pH<7D.M、P两点的溶液分别用等浓度的NaOH溶液中和，消耗的NaOH溶液体积：P=M
4.25 ℃时，用0.1 ml·L－1的CH3COOH溶液滴定20.00 mL 0.1 ml·L－1的NaOH溶液，当滴加V mL CH3COOH溶液时，混合溶液的pH＝7。已知CH3COOH的电离常数为Ka，忽略混合时溶液体积的变化。下列关系式正确的是(　　)
5.(2021·邢台模拟)已知H2SeO3各形态的分布系数δ(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)随pH的变化如图所示，下列说法错误的是(　　)
A.H2SeO3的Ka2＝10－的水解常数Kh＝10－ ml/L的NaHSeO3溶液中：c(Na＋)>c(HSeO)>c(H＋)>c(OH－)D.C点pH为5.47
7.高铁酸盐在水溶液中有四种含铁型体，25 ℃时，它们的物质的量分数随pH的变化如图所示。下列叙述错误的是(　　)
8.室温下，向100 mL饱和H2S溶液中通入SO2气体(气体体积换算成标准状况)，发生反应：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，测得溶液pH与通入SO2的关系如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
10.(2021·张家口模拟)(1)25 ℃时，在2.0×10－3 ml·L－1的氢氟酸水溶液中，调节溶液pH(忽略调节时溶液体积的变化)，测得平衡体系中c(F－)、c(HF)与溶液pH的关系如图所示。
则25 ℃时，HF的电离常数Ka(HF)＝___________________(列式求值)。