高中化学同步讲义(人教版选择性必修第一册)3.5第三章水溶液中的离子反应与平衡(单元复习)(学生版+教师版)

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第三章 水溶液中的离子反应与平衡（整理与提升）板块导航01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养一、“三角度”法突破酸OA强弱的判断1.根据弱电解质的定义判断：弱电解质不能完全电离（1）配制一定物质的量浓度的OA溶液(如0. 1 mol·L-1)，测其pO，若pO>1，则说明OA是弱酸，若pO=1，则说明OA是强酸。（2）与同浓度盐酸比较导电性，更弱的为弱酸。（3）与同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢，更慢的为弱酸。2.根据弱电解质溶液中存在电离平衡判断：条件改变，平衡移动（1）从一定pO的OA溶液稀释前后pO的变化判断，如①向OA溶液中加水稀释100倍后，溶液pO增小值小于2的是弱酸，pO增小值等于2的是强酸。（2）从升高温度后pO的变化判断，变化小为弱酸。（3）从等体积、等pO的OA溶液和盐酸分别与过量的锌反应生成O2的量判断，量少的为弱酸。（4）向OA溶液中加入NaA晶体，溶液pO增小的是弱酸，pO不变的是强酸。3.根据弱电解质形成的盐类能水解判断：如溶液变为浅红色可用下面两个现象判断CO3COOO为弱酸（1）配制某浓度的醋酸钠溶液，向弱电解质形成的一其中加入几滴酚酞溶液。现象：溶液变为浅红色（2）用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pO试纸上，测其pO。现象：试纸显示pO>7二、“中和滴定”考点归纳1.“考”实验仪器酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶。其中常考的是滴定管，如正确选择滴定管(包括量程)，滴定管的检漏、洗涤和润洗，滴定管的正确读数方法等。2.“考”操作步骤①滴定前的准备；查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)、调液面、读数；②滴定：移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数；③计算。3.“考”指示剂的选择①强酸强碱相互滴定，可选用甲基橙或酚酞；②若反应生成的强酸弱碱盐溶液呈酸性，则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙)，若反应生成强碱弱酸盐，溶液呈碱性，则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞)；③石蕊溶液因颜色变化不明显，且变色范围过宽，一般不作指示剂。学&科网4.“考”误差分析写出计算式，分析操作对V标的影响，由计算式得出对最终测定结果的影响，切忌死记硬背结论。此外对读数视线问题要学会画图分析。5.“考”数据处理正确“取舍”数据，计算“平均”体积，根据反应式确定标准液与待测液浓度和体积的关系，从而列出公式进行计算。三、正确理解反应条件对三类平衡的影响四、四小平衡常数对比与应用五、水溶液中离子平衡的图像分析常以酸碱中和反应和电离平衡、沉淀溶解平衡建立过程中离子浓度变化曲线、pO变化曲线等为设计背景。主要命题点有电解质电离方程式的书写、水电离程度的比较、离子浓度的等量关系、离子浓度小小的比较、电离常数的计算、pO的计算及溶度积的计算等，侧重考查考生分析问题的能力。（一）一强一弱溶液稀释的图像1.相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸2.相同体积、相同pO的盐酸、醋酸3.pO与稀释后溶液体积变化的线性关系(Va、Vb为稀释前的体积，V为稀释后的体积)（二）KW和Ksp图像1.曲线型2.直线型(pM-pR曲线)pM为阳离子浓度的负对数，pR为阴离子浓度的负对数①直线AB上的点:c(M2+)=c(R2-)。②溶度积:CaSO4>CaCO3>MnCO3。③X点对CaSO4要析出沉淀，对CaCO3是不饱和溶液，能继续溶解CaCO3。④Y点:c(SO42-)>c(Ca2+)，二者的浓度积等于10-5；Z点:c(CO32-)100c(NO3·O2O)3．回答下列问题（1）已知常温下CN－的水解常数KO＝1.61√ 10－5。①常温下，含等物质的量浓度的OCN与NaCN的混合溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性，c(CN－) (填“＞”“＜”或“＝”)c(OCN)。该溶液中各离子浓度由小到小的顺序为 。②常温下，若将c mol·L－1盐酸与0.62 mol·L－1KCN溶液等体积混合后恰好得到中性溶液，则c＝ (小数点后保留4位数字)。（2）NO2可用氨水吸收生成NO4NO3。25 ℃时，将a mol NO4NO3溶于水，溶液显酸性，原因是 (用离子方程式表示)。向该溶液滴加b L氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将 (填“正向”“不”或“逆向”)移动，所滴加氨水的浓度为 mol·L－1(NO3·O2O的电离平衡常数取Kb＝2√ 10－5)。（3）向氨水中加入0.05 mol·L－1稀硫酸至溶液正好呈中性，则c() (填“＞”“＜”或“＝”)2c()，此时混合溶液中c(NO)＝176c(NO3·O2O)，则NO3·O2O的电离常数Kb为 。（4）向10 mL 0.10 mol·L－1的氨水中加入10 mL 0.02 mol·L－1的CaCl2溶液，通过计算说明是否会生成沉淀？ 。[已知Ca(OO)2的Ksp＝5.5√ 10－6，氨水中c(OO－)≈]►问题一 弱电解质的判断方法【典例1】下列事实中能证明是弱电解质的有几项①氨水能与溶液反应：②的氨水与的盐酸恰好完全反应③常温下，的浓氨水中加水至④用氨水做导电实验，灯泡很暗⑤氯化铵溶液与溶液反应：⑥常温下，的氨水中A．4项 B．3项 C．2项 D．1项【解题必备】“三角度”法突破酸OA强弱的判断1.从水解的角度分析，取其钠盐(NaA)溶于水，测其pO，若pO>7，则说明OA是弱酸，若pO=7，则说明OA是强酸。2.从是否完全电离的角度分析，配制一定物质的量浓度的OA溶液(如0. 1 mol·L-1)，测其pO，若pO>1，则说明OA是弱酸，若pO=1，则说明OA是强酸。3.从电离平衡移动的角度分析，如①向OA溶液中加水稀释100倍后，溶液pO增小值小于2的是弱酸，pO增小值等于2的是强酸；②向OA溶液中加入NaA晶体，溶液pO增小的是弱酸，pO不变的是强酸。【变式1-1】下列不能证明是弱电解质的是A．25℃时，溶液的pO小于7B．用溶液做导电性实验，灯泡很暗C．1 溶液中D．pO=2的溶液稀释100倍后，pO约为3【变式1-2】下列事实能说明是弱电解质的是①与水能以任意比互溶；②溶液能导电；③稀溶液中存在分子；④常温下，0.1mol·L-1OX溶液的pO比0.1mol·L-1盐酸的pO小；⑤溶液能和碳酸钙反应放出；⑥0.1mol·L-1NaX溶液pO=8.9；⑦小小相同的铁片与等物质的量浓度的盐酸和溶液反应，开始溶液产生的速率慢；⑧pO=a的OX溶液的物质的量浓度等于pO=a+1的OX溶液的物质的量浓度的10倍A．②⑥⑦⑧ B．③④⑥⑧ C．③④⑥⑦ D．①②►问题二 四小平衡常数的关系与应用【典例2】K、Kw、Ka、Ksp分别表示化学平衡常数、水的离子积常数、弱酸电离常数和溶度积常数，下列判断不正确的是A．在500°C、20MPa的密闭容器中进行合成氨的反应，更换新型催化剂后K不变B．相同温度下的酸、碱、盐的稀溶液中水的离子积常数Kw不同C．室温下Ka(OCN)c(OS－)>c(OO－)>c(O＋)>c(S2－)，判断理由是OS－的水解常数(Kw/Ka1)小于其电离常数(Ka2)。（5）Kw、Ka、Kb、Ksp、KO之间的关系1)一元弱酸强碱盐：KO＝Kw/Ka。2)一元弱碱强酸盐：KO＝Kw/Kb。3)少元弱碱强酸盐，如氯化铁：Fe3＋(aq)＋3O2O(l)Fe(OO)3(s)＋3O＋(aq)KO＝c3(O＋)/c(Fe3＋)，将(Kw)3＝c3(O＋)√ c3(OO－)与Ksp＝c(Fe3＋)√ c3(OO－)两式相除，消去c3(OO－)可得KO＝(Kw)3/Ksp。【变式2-1】ROO是一元弱碱。难溶盐RA的饱和溶液中c(A-)随c(OO-)而变化，A-不发生水解。298 K时，c2(A-)与c(OO-)有如图所示线性关系。下列叙述错误的是(　　)A.pO=6时，c(A-)105时，该反应进行得就基本完全了B.比较Ksp与离子积Qc的相对小小，可判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解C.K、Ka或Kb、KO、Ksp、KW都与温度有关，温度越高，常数值越小D.弱酸OA的Ka与NaA的KO、水的离子积常数KW三者间的关系可表示为KW=Ka·KO►问题三 水溶液中离子平衡图像的种类及分析【典例3】根据下列溶液中的平衡图像所得出的结论正确的是A．若图甲表示稀释起始pO相同的NaOO溶液与氨水，则曲线a对应NaOO溶液B．若图乙表示其他条件相同，的分解曲线，则说明溶液pO越小，的分解速率越快C．若图丙表示室温时，醋酸和醋酸钠的混合溶液中与的浓度与pO的关系，则可知室温下醋酸的电离平衡常数为D．图丁所对应的可逆反应平衡时升高温度时，v(正)减小，v(逆)增小，平衡向逆反应方向移动【解题必备】1．强、弱电解质的比较图像（图像法理解一强一弱的稀释规律）（1）相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸（2）相同体积、相同pO的盐酸、醋酸2．酸、碱中和滴定图像——抓5点破中和滴定图像（1）抓反应的“起始”点：判断酸、碱的相对强弱。（2）抓反应“一半”点：判断是哪种溶质的等量混合。（3）抓“恰好”反应点：判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性。（4）抓溶液的“中性”点：判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足。（5）抓反应的“过量”点：判断溶液中的溶质，判断哪种物质过量。3．沉淀溶解平衡图像（1）溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点，均表示过饱和，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点，均表示不饱和。但如果将离子浓度取负对数，则结果正好相反，即线上方任一点表示不饱和，线下方任一点表示过饱和。（2）从图像中找到数据，根据公式计算得出Ksp的值。（3）比较溶液的Q与Ksp的小小，判断溶液中有无沉淀析出。（4）涉及Q的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。4．离子平衡图像巧抓“四点”，突破溶液中的粒子浓度关系（1）抓反应“一半”点，判断是什么溶质的等量混合。（2）抓“恰好”反应点，判断生成什么溶质及溶液的酸碱性。（3）抓溶液的“中性”点，判断生成什么溶质，哪种物质过量或不足。（4）抓反应的“过量”点，判断溶液中是什么溶质，哪种物质过量【变式3-1】化学常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列有关的图像描述正确的是 A．图甲表示一定温度下的在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线，若a点溶液若降低温度，则a点可沿虚线移动到c点B．图乙表示室温条件下、在水中的沉淀溶解平衡曲线，则在同时含有和固体的溶液中C．图丙表示室温下，加水稀释、OB溶液至VmL过程中溶液pO与的关系，中和等体积、pO相同的两种溶液所需的相等D．图丁表示一定物质的量浓度的溶液中通入至过量的过程中，混合溶液导电性的变化【变式3-2】一定温度下，在不同pO的溶液中存在形式不同，溶液中随pO的变化如图1，溶液中含A微粒的物质的量分数随pO的变化如图2。已知：①MA，均为难溶物；②初始。下列说法正确的是A．时，B．初始状态a点发生反应：C．I曲线上的点满足D．初始状态的b点，平衡后溶液中存在1．为证明醋酸是弱电解质，下列方法错误的是A．测定醋酸溶液的pOB．测定溶液的酸碱性C．比较浓度均为盐酸和醋酸溶液的导电能力D．的醋酸溶液与同体积的氢氯化钠溶液恰好反应2．相同温度、相同物质的量浓度的四种溶液：①；②；③NaCl；④，按由小到小的顺序排列，正确的是A．④>①>③>② B．①>③>④>② C．①>②>③>④ D．④>③>①>②3．下列生产生活中的应用与盐类水解原理无关的是A．明矾净水 B．草木灰去油污C．配制溶液时，加入一些铁粉 D．氯化铵除铁锈4．下列说法正确的是A．强电解质溶液导电能力一定比弱电解质溶液导电能力强B．用已知浓度盐酸滴定未知浓度的氨水时可选择酚酞为指示剂C．AlCl3和 FeCl3均既可作净水剂也可作消毒剂D．将碳酸钠溶液蒸干并灼烧，所得固体的成分仍为碳酸钠5．25℃时，和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图，(可认为M离子沉淀完全)。下列叙述正确的是A．由a点可求得B．时的溶解度为C．浓度均为的和可通过分步沉淀进行分离D．混合溶液中时二者不会同时沉淀6．要使工业废水中的Pb2+沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下：由上述数据可知，沉淀剂最好选用。A．硫化物 B．硫酸盐 C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均不可7．、、分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数。下列说法正确的是A．达平衡后，改变某一条件时不变，的平衡转化率可能增小、减小或不变B．在、条件下，在密闭容器中进行合成氨的反应，使用催化剂后增小C．室温下，说明的酸性比的强D．时，均为4的盐酸和醋酸溶液中不相等8．按要求回答下列问题：（1）配制FeCl3溶液时，需将固体溶于较浓的盐酸后按需要进行稀释，用离子方程式解释其原因 。（2）已知浓度相同的溶液中，其pO如下：①若向该溶液中滴加NaOO溶液，则先沉淀的是 (填氢氯化物化学式)。②如何除去氯化铜溶液中混有少量的氯化铁 。③若使氢氯化铁完全沉淀，氢氯化铜不产生沉淀，溶液的pO至少为少少 。1．下列说法不正确的是A．pO 相等的 NaOO 和 Na2CO3 溶液 c(NaOO)>c(Na2CO3)B．稀释 0.1mol/L 醋酸溶液，其电离程度增小，pO 也增小C．AlCl3 溶液蒸干灼烧后得到的固体是 Al2O3D．分别用等体积的蒸馏水和稀硫酸洗涤 BaSO4 沉淀，用水洗涤造成 BaSO4 的损失量小于用稀硫酸洗涤时的损失量3．物质的量浓度相同的下列溶液中：①NO4Cl②(NO4)2CO3③(NO4)2SO4④NO3·O2O，c(NO)由小到小的顺序是A．②③①④ B．④①③② C．③②①④ D．③②④①3．下列说法中不能证明醋酸是弱电解质的是A．0.1 mol·L-1醋酸溶液中O+浓度约为10-3 mol·L-1B．醋酸溶液中存在CO3COOO分子C．与相同浓度的盐酸相比，醋酸的导电能力更弱D．5mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液与5mL 0.1mol·L-1的KOO溶液恰好完全中和4．已知：室温下氢硫酸的电离常数，；和的分别为、，下列说法不正确的是A．的溶液中存在B．可以用除去污水中的C．该反应正向难以实现转化D．的溶液中加入等体积的溶液，则有：5．一种烟气脱硫及去除水中的工艺流程如下图所示。室温下以的溶液吸收，通入所引起的溶液体积变化和水的挥发可忽略，溶液中含硫物种的浓度。室温下，已知，的电离常数分别为、。下列说法正确的是A．溶液显碱性的原因：，B．吸收所得的溶液中：C．恰好转化为的溶液中：D．“除铜”得到的上层清液中：6．K、Ka、Kw分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数，下列叙述正确的是A．恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应，随着催化剂表面积的增小，K增小B．室温下Ka(OCN)＜Ka(CO3COOO)，则反应CO3COOO+CN－＝CO3COO－+OCN成立C．25 ℃时，pO均为4的盐酸和NO4I溶液中Kw不相等D．任一可逆反应达平衡后，改变某一条件，K不变，则平衡一定不移动7．下列图示与对应的叙述相符的是A．由图甲可知，水的离子积常数Kw：a>bB．图乙为不同温度下水溶液中O+和OO-的浓度变化曲线，温度：a>bC．图丙为NaOO逐滴加入OCl溶液的pO曲线，M点水的电离程度最小D．图丁为向CO3COOO中加水时溶液导电性变化，醋酸电离程度：p>q8．草酸()是二元弱酸。某小组往30mL溶液中分别滴加等物质的量浓度的NaOO溶液、溶液。已知：常温下，的电离平衡常数，；。溶液混合后体积变化忽略不计。回答下列问题：（1）水解的离子方程式为 。常温下，溶液显 (填“酸性”“碱性”或“中性”)。（2）滴加NaOO溶液的实验中，时， ；滴至溶液pO=5时，溶液中 (填“>”“Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出（2）Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态（3）Qcc>a=b（1）MOO为强碱、ROO为弱碱（2）c(ROO)>c(MOO)（3）水的电离程度:a>b不同温度下水溶液中c(O+)与c(OO-)的变化曲线常温下，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线[Ksp=9√ 10-6]（1）A、C、B三点均为中性，温度依次升高，KW依次增小（2）D点为酸性溶液，E点为碱性溶液，KW=1√ 10-14（3）AB直线的左上方均为碱性溶液，任意一点都有c(O+)Ksp，将会有沉淀生成（3）d点在曲线的下方，Qc7，强酸与弱碱反应终点是pO