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讲:二轮备电解质第二课时(王美荣)


高三化学二轮复习电解质溶液 —— 第二课时 【2014 考纲】 1.了解盐类水解的原理、 影响盐类水解程度的主要因素、 盐类水解的应用。 2.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡及沉淀转化的本质。 【重难点】盐类水解的应用、离子浓度大小的比较、沉淀溶解平衡。 【课前预习区】 1、 用 Na2SO3 溶液吸收 SO2 的过程中, pH 随 n(SO3 ), n(HSO3 )变化关系如下表

: n(SO3 ):n(HSO3 ) PH ① 请写出 Na2SO3 溶液中存在的平衡体系: 写出溶液中离子浓度大小的比较: ②上表判断 NaHSO3 溶液显 性,用化学平衡原理解释:
2- - 2- -

盐类水解和沉淀溶解平衡

91:9 1:1 1: 91 8.2 7.2 6.2

③当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母): a.c(Na ) = 2c(SO3 )+c(HSO3 ) b.c(Na )>c(HSO3 )>c(SO3 )>c(H ) = c(OH ) c.c(Na )+c(H )=c(SO3 )+c(HSO3 )+c(OH ) 2、分别比较下列各小题的离子浓度 (1) 0.1mol/LHCl 溶液与 0.1mol/L 的 NH3·H2O 等体积混合 (2) NH3·H2O 溶液与 HCl 溶液混合后,PH 值为 7 (3) 0.1mol/LHCl 溶液与 0.2mol/L 的 NH3·H2O 等体积混合 (4)PH=2 的 HCl 溶液与 PH=12 的 NH3·H2O 溶液等体积混合
+ + 2- - - + - 2- + - + 2- -

1

3、 右图为某温度下, Fe(OH)3(s)、 Mg(OH)2(s) 分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后, 改变溶 液的 pH,金属阳离子浓度变化情况。据图 分析: (1 ) 、该温度下,溶度积常数的关系为:

Ksp[ Fe(OH)3]____Ksp[Mg(OH)2]
(填:>、=、<) ; (2 ) 、向浓度均为 0.1 mol·L-1 的 MgCl2 和 FeCl3 混合溶液(A)中逐滴加入氨 水(B) ,先生成__________沉淀(填化学式) ,生成该沉淀的离子方程式为 ____________。 为使 Mg2+、 Fe3+同时生成沉淀, 应先向反应器中加入过量 “A”或“B"),再滴加另一反应物 (3 ) 、如果在新生成的 Mg(OH)2 浊液中滴入足量的 Fe3+, 振荡后,白色沉淀会 全部转化为红褐色沉淀,原因是(方程式及必要的 答案: (1) 、<(2 分) ;(2) Fe(OH)3 ;Fe
3+

(填

文字说明)

+3NH3·H2O= Fe(OH)3 +3NH4+;

B.(3)由于 Ksp[ Fe(OH)3] <Ksp[Mg(OH)2] (1 分) ,浊液中存在溶解平衡: Mg(OH)2 Mg +2OH (1 分),加入的 Fe 与 OH 生成更难溶解的 Fe(OH)3,使
2+ 3+ -

平衡继续向右移动 (1 分) , 最后 Mg(OH)2 全部溶解转化为红褐色的 Fe(OH)3 (1 分) 。 【预习检测区】 1、 ( (2013·安徽 改编)已知 NaHSO3 溶液显酸性,溶液中存在以下平衡: HSO3 + H2O HSO3
+ -

H2SO3 + OH H + SO3
2-

-

① ②

向 0.1mol·L 的 NaHSO3 溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是 A. 加入少量金属 Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中 c(HSO3 )增大
2
-

-1

B. C. D.

加入 Na2SO3 固体,可能出现 c(Na ) = c(HSO3 ) 加入少量盐酸溶液,
c(SO32? ) c(OH ? ) 增大, 减小 c(H ? ) c(HSO3? )
+ 2+

+

-

+ 2c(SO3 )

2-

加入氨水至中性,则 2c(Na ) = c(SO3 )>c(H ) = c(OH )

-

2.下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是 A.pH=2 的 CH3COOH 溶液与 pH=12 的 NaOH 溶液等体积混合: c(Na )=c(HAc) +
+

c(Ac-)
B.V1LpH=11 的 NaOH 与 V2LpH=3 的 HA 溶液混合,若溶液显中性,则 V1≤V2 C.将氨气通入一定量硫酸溶液中,充分反应后溶液 pH=7 则;c(NH4 )=c(SO4 ) D.物质的量浓度相等 CH3COOH 和 CH3COONa 溶液等体积混合:
+ 2-

c(CH3COO-) +2c(OH-) == 2c(H+) + c(CH3COOH)
3、 (1)硫酸铜溶液显 性,原因是
-1

(用离

子方程式表示) 。在 0.10mol·L 硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌, 有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的 pH=8 时, c(Cu ) =__________mol· L
-20 -1 2+ -1

(Kap[Cu(OH)2]=2.2×10 ) 。若在 0.1mol·L 硫酸铜溶液中通入过量 H2S 气 体,使 Cu 完全沉淀为 CuS,此时溶液中的 H 浓度是_______________mol·L 。 (2)分析下表所提供的数据回答问题:
2+ + -1

现有浓度相同的CuSO4 和Fe2(SO4)3溶液: 3+ I、加入 可除去CuSO4溶液中的Fe II、理论上可选择PH最大范围: 3+ III、 请运用沉淀溶解平衡的有关理论解释加入CuO能除去CuSO4溶液中Fe 的原 因: 2+ + 答案: (1) 、酸(1分) Cu +2H2O Cu(OH) 2+2H (2) 、 (I)CuO、 (II)
3

【3.2 4.7 ) ; (III ) 、加入CuO使溶液中的c(H )减小, c(OH )浓度增大,使 3+ - 3 3+ 溶液中c (Fe )·c (OH ) >Ksp[Fe(OH)3] ,使Fe 生成沉淀而除去(2分) 【课堂巩固区】 【知识点一】:盐类水解和沉淀溶解平衡移动 【例题 1-1】将一定量镁粉投入饱和氯化铁的黄色溶液中,首先看到溶液变成 红褐色,并产生气泡,后来有少量的红褐色沉淀生成。请回答下列问题: ①红褐色溶液是 ,气泡的成分是 。

+

-

②用简洁的文字和反应方程式解释该实验的现象 【例题 1-1】 答案: Fe(OH)3 胶体; H 2; 在 FeCl3 溶液中存在如下平衡: Fe +3H2O Fe(OH)3 +3H ,当加入 Mg 粉时,发生反应 Mg+2H =Mg +H2 ,消耗溶液中的 H , 使上述平衡向右移动,先生成 Fe(OH)3 胶体而使溶液变红褐色,后产生少量红 褐色沉淀。 【例题 1-2】锅炉水垢既会降低燃料的利用率,造成能源浪费,也会影响锅炉 的使用寿命,造成安全隐患,因此要定期清除。水垢处理过程如下图: 已知:Ksp(CaSO4)=7.5×10
-5 + + 2+ + 3+

Ksp(CaCO3)=3.0×10

-9

① 用饱和 Na2CO3 溶液浸泡水垢时,发生的反应为: CaSO4 ( S ) +CO3 ( aq ) CaCO3(S)+SO4 (aq) ,该反应的平衡常数 K= ②请从溶解平衡的角度解释用醋酸除水垢的原因 【例题 1-2】答案:①2.5×10
4 2-

2-

(填数值) 。

; Ca (aq)+CO3 (aq),Mg(OH)2(s) CH3COO +H , H 消耗 CO3 、
+ + 22+ 2-

②溶液中存在沉淀溶解平衡 CaCO3(s)
2+ -

Mg (aq)+2OH (aq),加入醋酸后, CH3COOH
4

OH ,平衡右移,水垢溶解。 【变式 1】 H1N1 病毒肆虐全球,专家建议要经常用消毒液对生活环境进行消 毒。已知“84”消毒液的成分为 NaClO 溶液,下列物质能增强其杀菌消毒能力 的是 A.NH4Cl B.H2O C.NaCl D.NaOH

-

运用化学用语结合文字说明原因: 【变式 1】 【答案】 :溶液中存在平衡 ClO +H2O
+ -

HClO+OH ,加入 NH4Cl 后,

-

NH4 结合 OH 生成 NH3·H2O,C(OH )减小,平衡右移,c(HClO)变大,杀菌消毒 能力增强。 【思路总结】平衡简答题解题思路 (1)找出平衡(写出方程式) (2)影响因素(说明影响平衡的因素) (3)移动方向 (4)得出结论 【知识点二】 、电解质溶液中的粒子关系 1、单一盐溶液离子浓度大小的比较 【例 2-1】已知 H2A 是二元弱酸,则在 NaHA 溶液中 (1)写出该溶液中存在的所有平衡的表达式

(2) 该溶液的酸碱性取决的因素是什么? 信息平台:已知 25 ℃ HA 的电离常数 K = 5.6×10
-11

H2A 的电离常数 4.3×10

-7

HA 的水解常数 K = 2.32×10
5

-8

(3)A 的水解常数表达式 A、溶液中离子浓度由大到小的顺序排列为; b、写出三大守恒关系式(写出有关表达式)

2-

数值=

【思路总结 1】 1、离子浓度大小比较解题思路 微粒浓度关系书写步骤: (1).找出溶质 (2).写出平衡体系,找出微粒 (3).判断溶液的酸、碱性。 2、常见弱酸酸式盐的酸碱性的判断 1.若显碱性,则水解程度>电离程度;例 NaHCO3、K2HPO4、KHS 2.若显酸性,则水解程度<电离程度;例如 NaHSO3、NaH2PO4 【变式 2-1】 (高考汇编)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正 确的是 A. 在 0.1 mol·L Na2CO3 溶液中:c(OH )-c(H )=c(HCO3 )+2c(H2CO3 ) B. 在 0.1 mol·L NaHCO3 溶液中:c(Na )>c(HCO3 )>c(CO3 )>c(H2CO3) C. 0.1 mol·L ]:的 NaHA 溶液,PH=5,c(Na ) >c(HA )>c(H ) >c(A ) >c(OH ) D. 向 0.2 mol·L NaHCO3 溶液中加入等体积 0.1 mol·L NaOH 溶液: c(CO3 )> c(HCO3 )> c(OH )>c(H )
2- - - + -1 -1 - -1 + - + 2- -1 + - 2- -1 - + - -

6

2、混合溶液离子浓度大小的比较 【变式 2-2】25℃时,在 20mL0.1mol·L 的氢 氧化钠溶液中, 逐滴加入 0.2 mol·L CH3COOH, 溶液 pH 的变化曲线如图所示,请回答下列问 题: (1)B 点溶质是 (2)C 点溶质是 (3)D 点溶质是 , 离子浓度由大到小关系: ,离子浓度由大到小关系: ,离子浓度由大到小关系:
-1 -1

D 点 c(CH3COO )+c(CH3COOH)= c(CH3COOH)
+ -

-

mol·L
+

-;

c(Na )
+ +

(4 ) 、当 c(Na )>c(CH3COO )时,溶液中都有 c(Na )>c(CH3COO )>c(OH )>c(H ) 是否正确 ,
+ -

(填“是”或“否” ) ;当溶液中离子浓度关

系满足 c(Na )>c(CH3COO )时,则反应的情况可能为 A. CH3COOH 不足,氢氧化钠溶液剩余 B. CH3COOH 与氢氧化钠溶液恰好中和 C. CH3COOH 过量 【知识整合】建模型 混合溶液中的三大守恒和离子浓度大小的比较:能够区分下列几种模型 (1)CH3COOH 与 NaOH, 恰好中和 (2)CH3COOH 与 NaOH, 反应后溶液呈中性 (3)CH3COOH 与 NaOH 2:1 混合(显酸性) (4)将 PH=2 的 CH3COOH 溶液与 PH=12 的 NaOH 等体积混合

7

【变式 2-2】向 20mL0.1mol/LHF 溶液中加入 VmL0.1mol/LNaOH 溶液,测得混 合溶液的 pH 变化曲线如图所示,下列 说法正确的是_____。 A.pH=3 的 HF 溶液和 pH=11 的 NaF 溶液中, 由水电离出的 c(H )相等 B.①点时 pH=6,此时溶液中,c(F ) -c(Na )=9.9×10 mol/L C.②点时,溶液中的 c(F )=c(Na ) D.③点时 V=20mL,此时溶液中 c(HF)+ c(F )=0.1mol/L 【知识点三】 :沉淀溶解平衡 【例题 3】 .某温度时,BaSO4 在水中的沉淀溶溶解平衡曲线如图所示。请回答 下列问题: 1. 逐滴加入 Ba(OH)2 溶液的过程中,BaSO4 的溶度积常数 (填“增大” 、 “减小” 、
- - + + -7 - +

? “不变” 之一) , 溶液中 SO2 4 浓度的变化情况



(填序号) ④

① d→c→e ② b→c→d ③ a → c → e d→c→a

2.b 点和 d 点哪一点有 BaSO4 沉淀生成,为什么? 3.蒸发后再冷却至此温度,可以使溶液由 d 点变到 c 点吗?为什么? 4. 已知:[KSP(BaSO4)=1.0×10 mol ·L
8
-10 2 -2

;KSP(BaCO3)=2.0×10 mol ·L ]

-9

2

-2

(4-1)向浓度均为 0.1 mol·L 的 Na2CO3 和 Na2SO4 混合溶液中逐滴加入 BaCl2 溶液,先有 沉淀生成?请问:相同温度下,有两种不同的难溶物

-1

质,Ksp 小的溶解度一定小吗? (4-2)工业上用重晶石(主要成分是 BaSO4)制取 BaCO3。可用饱和的 Na2CO3 浸泡,将 BaSO4 转化为 BaCO3:BaSO4 +CO3 = BaCO3 +SO4 此反应的平衡常数为: 如果用 1L0.21mol/L 的 Na2CO3 溶液处理,试计算 BaSO4 被转化的质量为 【规律总结】 1、当 Qc>Ksp,有沉淀析出;当 Qc<Ksp,无沉淀析出;Qc = Ksp,处于平 衡状态。 2、对于同类型的难溶电解质,KSP 越小,其溶解度就越小,越容易转化为沉淀。 3、沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来,溶解能力相对较强 的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。 4、一定条件下,溶解能力相对较弱的物质也能够转化为溶解能力相对较强的 物质。 【变式 3】 .已知 298K 时下列物质的溶度积(单位略)
22-

下列说法正确的是 A.等体积浓度均为 0.02mol·L 的 CH3COONa 和 AgN03 溶液混合能产生沉淀 B.离浓度均为 0.01mol·L 的 CrO4 和 Cl 混合溶液中慢慢滴入 AgN03 溶液 时, CrO4 先沉淀
2-1 2-1

C . 在 CH3COOAg 悬 浊 液 中 加 人 盐 酸 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 : CH3COOAg+H +C1 =CH3COOH+AgCl D.298K 时.上述四种饱和溶液的物质的量浓度:
9
+ -

【课堂检测】 1、下列说法正确的是 A. 0.1mol/L 的氨水和 0.1mol/L 的硝酸等体积混合, 充分反应后所得溶液中:

c(NO3-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
B.0.1mol·L 的 NaHA 溶液,其 pH=4:c(HA )>c(H )>c(H2A)>c(A ) C.pH 相等的 CH3COONa、NaHCO3 和 Na2CO3 三种溶液: c(CH3COONa) >c(NaHCO3) >c(Na2CO3) D.0.1mol/L 的硫化钠溶液中:c (Na )=2c(S )+c(HS )+c(H2S) 2、常温下,Ksp(CaSO4)=9×l0 ,常温下 CaSO4 在水中的沉淀溶解平衡曲线如 图。下列说法正确的是: A.常温下把 CaS04 固体溶于水形成饱和溶液,c(Ca )、c(SO4 )对应曲线上任意 一点 2-3 B.b 点将有沉淀生成,平衡后溶液中 c(SO4 )一定等于 3×l0 mol/L C.d 点溶液通过蒸发可以变到 c 点 D.a 点对应的 Ksp 等于 c 点对应的 Ksp
2+ 2-6 + 2- - -1 + 2-

10

【课后巩固区】 1、已知:在 25 时 H2O CH3COOH
+

H +OH

+

-

KW=10


-14

H + CH3COO

Ka=1.8×10

-5

(1 ) 取适量醋酸溶液, 加入少量醋酸钠固体, 此时溶液中 C (H ) 与C (CH3COOH) 的比值 (填“增大”或“减小”或“不变”) (2)醋酸钠水解 。 当 升 高 温 度 时 , C(OH ) 将
-1 —

+

的离子方程式为

(填“增大”“减小”“不变”) ; (3)0.5mol·L 醋酸钠溶液 pH 为 m, 其水解的程度 (已水解的醋酸钠与原有醋酸钠的比值) 为 a; 1mol·L
-1

醋 酸 钠 溶 液 pH 为 n , 水 解 的 程 度 为 b , 则 m 与 n 的 关 系 为 于”“等于”) ; (4)将等体积等浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,所得溶液中离子浓度由 大到小的顺序是
+

, a 与 b 的关系为

(填“大于”“小




(5)若醋酸和氢氧化钠溶液混合后 pH<7,则 c(Na )_____ c(CH3COO ) (填 “大于”、“小于”或“等于”) , (6)若由 pH=3 的 HA 溶液 V1mL 与 pH=11 的 NaOH{溶液 V2 mL。混合而得, 则下列说法不正确的是_____。 A.若反应后溶液呈中性,则 c(H )+c(OH )=2×10 mol·L B.若 V1=V2,反应后溶液 pH 一定等于 7 则 V1 一定大于 V2 D.若反应后溶液呈碱性,则 V1 一定小于 V2 (7)在某溶液中含 Mg 、Cd 、Zn 三种离子的浓度均为 0.01mol·L 。向其 中加入固 体醋酸钠后测得溶液的 C(OH 为 2.2×10 mol·L , (不考虑溶液体积变化)
11
-) -5 -1 2+ 2+ 2+ -1 + - -7 -1

C.若反应后溶液呈酸性,

以上三种金属离子中 能生成沉淀,原因是 (KSP[Mg(OH)2]=1.8×10 、KSP[Zn(OH)2]=1.2×10 、KSP[Cd(OH)2] =2.5×10 ) (8)取 10mL0.5mol·L 盐酸溶液,加水稀释到 500mL,则该溶液中由水电离 .... 出的 c(H )
+ -1 -14 -11 -17

=


2—

2、Na2CO3 水 溶液中存在 CO3 是 A.稀释溶液,
c (HCO
- 3 - )· c (OH ) 2- c (CO 3 )

+ H 2O

HCO3 +OH 平衡。下列说法不正确的





增大

B.通入CO ,溶液 pH 减小
2

C.升高温度,此平衡常数增大
-10

D.加入 NaOH 固体, c (CO
-13

c (HCO

- 3

)

2- 3

)

减小

3、已知 Ksp(AgCl)=1.56×10 ,Ksp(AgBr)=7.7×10
-11 2-

,Ksp(Ag2CrO4)=9

×10 。某溶液中含有 Cl 、Br 和 CrO4 ,浓度均为 0.010mol/L,向该溶液中 逐滴加入 0.010mol/L 的 AgNO3 溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为 A、Cl 、Br 、CrO4 C、Br 、Cl 、CrO4
2-

B、CrO4 、Br、Cl D、Br、CrO4 、Cl
-12 2-

2-

-

2-

4、25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10 是

,Ksp[MgF2]=7.42×10

-11

。下列正确的

A.25℃时,饱和 Mg(OH)2 溶液与饱和 MgF2 溶液相比,前者的 c(Mg )大 B.25℃时,在 Mg(OH)2 的悬浊液中加入少量的 NH4Cl 固体,c(Mg )增大 C.25℃,Mg(OH)2 固体在 20 mL 0.01 mol/L 氨水中的 Ksp 比在 20 mL 0.01 mol/LNH4Cl 溶液中的 Ksp 小 D.25℃时,在 Mg(OH)2 悬浊液中加入 NaF 溶液后,Mg(OH)2 不可能转化为 MgF2
12
2+

2+

5、常温下,2.0×10 mol·L 氢氟酸的水溶液中,调节溶液 pH(忽略溶液体 积变化)得到的[F ]、[HF]与溶液 pH 的变化关系如下图。下列叙述不正确的 是 (提示:Ka(CH3COOH)=1.8×10 mol·L ,Ksp(CaF2)=1.5×10 mol·L ) A.两条曲线交点 a 对应溶液的[F ]=[HF] B.加入 NaOH 溶液至 pH=7,溶液中[F ]=[Na ] C.常温下 HF 的电离常数 Ka(HF)>Ka(CH3COOH) D . pH=4
2+ + -5 -1 -10 -3 -

-3

-1

时 加 入
-3 -1

CaCl2

固 体 使

[Ca ]=2.0×10 mol·L ,无 CaF2 沉淀析出 课后 1 答案: (1)减小(1 分) (2)CH3COO


+ H2O

CH3COOH+OH ;增大(3 分)

-

(3)小于;大于(2 分) (4)c(Na )>c(CH3COO )>c(OH )>c(H ) (2 分) (5)大于(1 分) (6)D(2 分) (7)Cd 、Zn ; (1 分) [OH ]=2.2×10 mol·L
2+ 2 -12 -5 -1 2+ 2+ + +

[M ] [OH ] =5×10 (mol·L )
-12

-1

3

5×10 小于 KSP[Mg(OH)2]=1.8×10 5×10 大于 KSP[Zn(OH)2]=1.2×10
-12 -12

-11

-17

5×10 大于 KSP[Cd(OH)2]=2.5×10 (2 分) (8)1×10
-12

-14

13

14


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