第4講　溶液中的離子反應(yīng)
[考試說明]
知識內(nèi)容
考試要求
(1)幾種典型的弱電解質(zhì)
a
(2)弱電解質(zhì)水溶液中的電離平衡
b
(3)弱電解質(zhì)的電離方程式
b
(4)電離度及其簡單計算
c
(5)水的離子積常數(shù)
b
(6)電離平衡常數(shù)與弱酸、弱堿的酸堿性強弱之間的關(guān)系
b
(7)多元弱酸的分步電離
a
(8)溶液的酸堿性與溶液中c(H＋)、c(OH－)的大小關(guān)系
a
(9)pH的概念，pH的大小與溶液酸堿性的關(guān)系
a
(10)pH的簡單計算
c

續(xù)　表

知識內(nèi)容
考試要求
(11)測定溶液酸堿性的方法，用pH試紙、pH計測定溶液的pH
b
(12)中和滴定原理及其操作方法
b
(13)幾種常見酸堿指示劑的變色范圍
a
(14)鹽類的水解原理，常見鹽溶液的酸堿性的判斷
b
(15)鹽類水解的簡單應(yīng)用
b
(16)鹽類水解的離子反應(yīng)方程式
b
(17)多元弱酸鹽的分步水解
b
(18)影響鹽類水解的因素
b
(19)常見酸式鹽溶液的酸堿性判斷
b

　弱電解質(zhì)的電離平衡[學(xué)生用書P51]

1．電離平衡的特征

2．影響電離平衡的外界條件
(1)溫度：溫度升高，電離平衡向右移動，電離程度增大。
(2)濃度：稀釋溶液，電離平衡向右移動，電離程度增大。
(3)同離子效應(yīng)：加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的強電解質(zhì)，電離平衡向左移動，電離程度減小。
(4)加入能與電離出的離子反應(yīng)的物質(zhì)：電離平衡向右移動，電離程度增大。
3．電離平衡常數(shù)的特點
(1)電離平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，因電離是吸熱過程，所以升溫，K值增大。
(2)多元弱酸的各級電離平衡常數(shù)的大小關(guān)系是K1?K2?K3?…，故其酸性取決于第一步。
4．水的離子積常數(shù)
(1)表達式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。室溫下，Kw＝1×10－14。
(2)影響因素：只與溫度有關(guān)，水的電離是吸熱過程，升高溫度，Kw增大。
(3)適用范圍：Kw不僅適用于純水，也適用于稀的電解質(zhì)水溶液。在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要溫度不變，Kw不變。
5．強、弱電解質(zhì)的判斷方法(以HA為例)
(1)從是否完全電離的角度判斷
方法1
測定一定濃度的HA溶液的pH
若測得0.1 mol/L的HA溶液的pH＝1，則HA為強酸；若pH>1，則HA為弱酸
方法2
跟同濃度的鹽酸比較導(dǎo)電性
若導(dǎo)電性和鹽酸相同，則為強酸；若比鹽酸弱，則為弱酸
方法3
跟同濃度的鹽酸比較和鋅反應(yīng)的快慢
若反應(yīng)速率相同，則為強酸；若比鹽酸慢，則為弱酸
(2)從是否存在電離平衡的角度判斷
①從一定pH的HA溶液稀釋前后pH的變化判斷
如將pH＝3的HA溶液稀釋100倍后，再測其pH，若pH＝5，則為強酸，若pH7，則HA是弱酸。

題組一　弱電解質(zhì)的電離平衡
1．室溫下，在pH＝12的某溶液中，分別有甲、乙、丙、丁四位同學(xué)計算出由水電離出的 c(OH－)的數(shù)據(jù)分別為甲：1.0×10－7 mol·L－1；乙：1.0×10－6 mol·L－1；丙：1.0×10－2 mol·L－1；?。?.0×10－12 mol·L－1。其中你認為可能正確的數(shù)據(jù)是 (　　)
A．甲、乙　　　　　　　　 B．乙、丙
C．丙、丁 D．乙、丁
解析：選C。如果該溶液是一種強堿(如NaOH)溶液，則該溶液的OH－首先來自堿(NaOH)的電離，水的電離被抑制，c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1，所有這些H＋都來自水的電離，水電離時當(dāng)然同時提供相同物質(zhì)的量的OH－，所以丁是對的。如果該溶液是一種強堿弱酸鹽溶液，則該溶液之所以呈堿性是由于鹽中弱酸根水解的緣故。水解時，弱酸根離子與水反應(yīng)生成弱酸和OH－，使溶液中c(OH－)>c(H＋)，溶液中的OH－由水電離所得，所以丙也是正確的。
2．稀氨水中存在著下列平衡：NH3·H2ONH＋OH－，若要使平衡向逆方向移動，同時使 c(OH－)增大，應(yīng)加入適量的物質(zhì)或采取的措施是(　　)
①NH4Cl固體　②硫酸?、跱aOH固體?、芩、菁訜?br /> ⑥加入少量MgSO4固體
A．①②③⑤ B．③⑥
C．③ D．③⑤
解析：選C。若在氨水中加入NH4Cl固體，c(NH)增大，平衡向逆方向移動，c(OH－)減小，①不符合題意；硫酸中的H＋與OH－反應(yīng)，使c(OH－)減小，平衡向正方向移動，②不符合題意；當(dāng)在氨水中加入NaOH固體后，c(OH－)增大，平衡向逆方向移動，③符合題意；若在氨水中加入水，稀釋溶液，平衡向正方向移動，c(OH－)減小，④不符合題意；電離屬吸熱過程，加熱平衡向正方向移動，c(OH－)增大，⑤不符合題意；加入MgSO4固體發(fā)生反應(yīng)：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，溶液中c(OH－)減小，平衡向正方向移動，⑥不符合題意。
題組二　弱、弱電解質(zhì)的比較與判斷
3．(2017·浙江4月選考，T18)室溫下，下列事實不能說明NH3·H2O為弱電解質(zhì)的是(　　)
A．0.1 mol·L－1 NH3·H2O的pH小于13
B．0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液的pH小于7
C．相同條件下，濃度均為0.1 mol·L－1 NaOH溶液和氨水，氨水的導(dǎo)電能力弱
D．0.1 mol·L－1 NH3·H2O能使無色酚酞試液變紅色
答案：D
4．(2018·浙江4月選考，T18)相同溫度下，關(guān)于鹽酸和醋酸兩種溶液的比較，下列說法正確的是(　　)
A．pH相等的兩溶液中：c(CH3COO－)＝c(Cl－)
B．分別中和pH相等、體積相等的兩溶液，所需NaOH的物質(zhì)的量相同
C．相同濃度的兩溶液，分別與金屬鎂反應(yīng)，反應(yīng)速率相同
D．相同濃度的兩溶液，分別與NaOH固體反應(yīng)后呈中性的溶液中(忽略溶液體積變化)：c(CH3COO－)＝c(Cl－)
答案：A
5．為了證明一水合氨是弱堿，甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計以下實驗進行探究。
(1)甲同學(xué)用pH試紙測得室溫下0.10 mol·L－1氨水的pH為10，則認定一水合氨是弱電解質(zhì)，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙同學(xué)取10 mL 0.10 mol·L－1氨水，用pH試紙測出其pH為a，然后用蒸餾水稀釋至1 000 mL，再用pH試紙測出其pH為b，若要確認一水合氨是弱電解質(zhì)，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是________(用等式或不等式表示)。
(3)丙同學(xué)取出10 mL 0.10 mol·L－1氨水，滴入2滴酚酞試液，顯粉紅色，再加入NH4Cl晶體少量，觀察到的現(xiàn)象是________________，則證明一水合氨是弱電解質(zhì)。
解析：(1)甲同學(xué)用pH試紙測得室溫下0.10 mol·L－1氨水的pH為10，則認定一水合氨是弱電解質(zhì)，理由是如果一水合氨是強堿，則0.10 mol·L－1氨水的pH為13，但其溶液的pH＝10CH3COONa。
3．鹽類水解的外因
影響因素
水解平衡
水解程度
水解產(chǎn)生離子的濃度
溫度
升高
右移
增大
增大
濃度
增大
右移
減小
增大
減小(即稀釋)
右移
增大
減小
外加酸堿
酸
弱堿陽離子水解程度減小
堿
弱酸陰離子水解程度減小

4．鹽類水解的應(yīng)用
應(yīng)用
舉例
判斷溶液
的酸堿性
FeCl3溶液顯酸性，原因是Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋
判斷酸性強弱
NaX、NaY、NaZ三種鹽pH分別為8、9、10，則酸性：HX>HY>HZ
配制或貯存易
水解的鹽溶液
配制CuSO4溶液時，加入少量H2SO4，防止Cu2＋水解；配制FeCl3溶液，加入少量鹽酸；貯存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用磨口玻璃塞
膠體的制取
制取Fe(OH)3膠體的離子方程式：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋
物質(zhì)的提純
除去MgCl2溶液中的Fe3＋，可加入MgO、鎂粉、Mg(OH)2或 MgCO3
泡沫滅火
器的原理
成分為NaHCO3與Al2(SO4)3，發(fā)生反應(yīng)為Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑　
作凈水劑
明礬可作凈水劑，原理為Al3＋＋3H2O  Al(OH)3(膠體)＋3H＋
化肥的使用
銨態(tài)氮肥與草木灰不得混用
除銹劑
NH4Cl與ZnCl2溶液可作焊接時的除銹劑

題組一　鹽類的水解及其規(guī)律
1．(2019·浙江4月選考，T5)下列溶液呈堿性的是(　　)
A．NH4NO3 　　　　 B．(NH4)2SO4
C．KCl D．K2CO3
答案：D
2．(2018·浙江4月選考，T4)下列物質(zhì)溶于水后溶液顯酸性的是(　　)
A．KCl　　　　　　　 B．Na2O
C．NH4Cl D．CH3COONa
解析：選C。在溶液中，鹽電離產(chǎn)生的陰離子或陽離子跟水電離產(chǎn)生的H＋或OH－結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)，叫作鹽類的水解。根據(jù)“有弱才水解，無弱不水解，誰弱誰水解，越弱越水解，都弱雙水解，誰強顯誰性，同強顯中性，弱弱具體定”的規(guī)律，NH4Cl的水溶液因水解(NH＋H2ONH3·H2O＋H＋)呈酸性，故選C。
3．鹽MN溶于水的過程如圖所示：

下列說法不正確的是(　　)
A．MN是強電解質(zhì)
B．N－結(jié)合H＋的能力一定比OH－強
C．該過程中c(OH－)>c(H＋)
D．溶液中存在c(HN)＝c(OH－)－c(H＋)
解析：選B。由圖中看出MN完全電離成M＋和N－，為強電解質(zhì)，N－水解生成弱酸HN，溶液呈堿性，根據(jù)質(zhì)子守恒c(OH－)＝c(H＋)＋c(HN)，即c(HN)＝c(OH－)－c(H＋)，故A、C、D三項正確。
題組二　鹽類水解的應(yīng)用
4．(2019·浙江4月選考，T24)聚合硫酸鐵[Fe(OH)SO4]n能用作凈水劑(絮凝劑)，可由綠礬(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反應(yīng)得到。下列說法不正確的是(　　)
A．KClO3做氧化劑，每生成1 mol [Fe(OH)SO4]n消耗6/n mol KClO3
B．生成聚合硫酸鐵后，水溶液的pH增大
C．聚合硫酸鐵可在水中形成氫氧化鐵膠體而凈水
D．在相同條件下，F(xiàn)e3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更強
答案：A
5．生活中處處有化學(xué)，下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．天然弱堿性水呈堿性的原因是其中含有較多的Mg2＋、Ca2＋等離子
B．焊接時用NH4Cl溶液除銹與鹽類水解無關(guān)
C．生活中用電解食鹽水的方法制取消毒液，運用了鹽類的水解原理
D．在滴有石蕊的AgNO3溶液中慢慢滴入NaCl溶液，溶液由紅色逐漸變?yōu)樽仙?br /> 解析：選D。A項，天然硬水中含有較多的Mg2＋、Ca2＋等離子，錯誤；B項，氯化銨是強酸弱堿鹽，水解顯酸性，因此能溶解鐵銹，錯誤；C項，惰性電極電解食鹽水生成物是氫氣、氫氧化鈉與氯氣，氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)可以制備漂白液，與水解無關(guān)，錯誤；D項，AgNO3溶液中存在水解平衡：Ag＋＋H2OAgOH＋H＋，加入NaCl溶液后生成AgCl沉淀，降低Ag＋的濃度，上述平衡逆向移動，溶液的酸性減弱，所以由紅色逐漸變?yōu)樽仙?，正確。

從定性、定量兩角度理解影響鹽類水解的因素
(1)鹽類水解易受溫度、濃度、溶液的酸堿性等因素的影響，以氯化鐵水解為例，當(dāng)改變條件如升溫、通入HCl氣體、加水、加鐵粉、加碳酸氫鈉等時，學(xué)生應(yīng)從移動方向、pH的變化、水解程度、現(xiàn)象等方面去歸納總結(jié)，加以分析掌握。
(2)水解平衡常數(shù)(Kh)只受溫度的影響，它與Ka(或Kb)、Kw的定量關(guān)系為Ka·Kh＝Kw(或Kb·Kh＝Kw)。
　溶液中離子濃度大小的比較[學(xué)生用書P55]

1．注意兩大理論，構(gòu)建思維模型
(1)電離理論
①弱電解質(zhì)的電離是微弱的，電離產(chǎn)生的微粒都非常少，同時還要考慮水的電離，如氨水溶液中：c(NH3·H2O)＞c(OH－)＞c(NH)。
②多元弱酸的電離是分步進行的，其主要是第一級電離。如在H2S溶液中：c(H2S)＞c(H＋)＞c(HS－)＞c(S2－)。
(2)水解理論
①弱離子的水解損失是微量的(水解相互促進的除外)，但由于水的電離，故水解后酸性溶液中c(H＋)或堿性溶液中c(OH－)總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度。如NH4Cl溶液中：c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(NH3·H2O)。　
②多元弱酸酸根離子的水解是分步進行的，其主要是第一步水解，如在Na2CO3溶液中：c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
2．把握三種守恒，明確等量關(guān)系
(1)電荷守恒→注重溶液呈電中性
溶液中所有陽離子所帶的正電荷總濃度等于所有陰離子所帶的負電荷總濃度。如NaHCO3溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)。
(2)物料守恒→注重溶液中某元素的原子守恒
在電解質(zhì)溶液中，粒子可能發(fā)生變化，但變化前后其中某種元素的原子個數(shù)守恒。如0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中：c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)＝0.1 mol·L－1。
(3)質(zhì)子守恒→注重分子或離子得失H＋數(shù)目不變
在電解質(zhì)溶液中，由于電離、水解等過程的發(fā)生，往往存在質(zhì)子(H＋)的得失，但得到的質(zhì)子數(shù)等于失去的質(zhì)子數(shù)。如Na2S水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移如圖所示：

由圖可得Na2S水溶液中質(zhì)子守恒式：c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)。
質(zhì)子守恒的關(guān)系式也可以由電荷守恒式與物料守恒式推導(dǎo)得到。Na2S水溶液中電荷守恒式為c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)①，物料守恒式為 c(Na＋)＝2[c(HS－)＋c(S2－)＋c(H2S)]②，由①式－②式消去沒有參與變化的Na＋，即可得質(zhì)子守恒式：c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)。

比較溶液中粒子濃度大小的三大類型
1．單一溶液中各離子濃度的比較
(1)多元弱酸溶液：多元弱酸分步電離，逐級減弱。如H3PO4溶液中c(H＋)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)。
(2)多元弱酸的正鹽溶液：多元弱酸的酸根離子分步水解，水解程度逐級減弱。如在Na2CO3溶液中c(Na＋)>c(CO)>c(OH－)>c(HCO)。
2．混合溶液中各離子濃度的比較
混合溶液要綜合分析電離、水解等因素。如在0.1 mol·L－1NH4Cl溶液和0.1 mol·L－1的氨水混合溶液中，各離子濃度大小的順序為c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)。
3．不同溶液中同一離子濃度的比較
不同溶液要看溶液中其他離子對該離子的影響。如在相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中：①NH4Cl；②CH3COONH4；③NH4HSO4，c(NH)由大到小的順序為③＞①＞②。


題組一　單一溶液中粒子濃度的關(guān)系
1．25 ℃時，下列有關(guān)溶液中各微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是(　　)
A．0.1 mol/L的NH4Cl溶液：c(Cl－)>c(NH)>c(OH－)>c(H＋)　
B．0.1 mol/L的CH3COOH溶液：c(CH3COOH)>c(H＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)　
C．pH＝4的FeCl3溶液：c(Cl－)>c(H＋)>c(Fe3＋)>c(OH－)　
D．pH＝11的CH3COONa溶液：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)　
答案：B
2．室溫下，下列溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是(　　)
A.Na2S溶液：c(Na＋)>c(HS－)>c(OH－)>c(H2S)
B.Na2C2O4溶液：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O)＋2c(H2C2O4)　
C.Na2CO3溶液：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(OH－)　
D.CH3COONa溶液：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(CH3COOH)＞c(OH－)
解析：選B。A.Na2S溶液中微粒關(guān)系為c(Na＋)>c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)>c(H2S)，A錯誤。
B．Na2C2O4溶液中，由電荷守恒得c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)①
由物料守恒得c(Na＋)＝2c(C2O)＋2c(HC2O)＋2c(H2C2O4)②
由①－②得c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O)＋2c(H2C2O4)，B正確。
C．Na2CO3溶液中，由電荷守恒得c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)，C錯誤。
D．CH3COONa溶液中存在：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(CH3COOH)，D錯誤。

溶液中粒子濃度大小比較

題組二　混合溶液中粒子濃度的關(guān)系
3．(2018·浙江4月選考，T23)在常溫下，向10 mL濃度均為0.1 mol·L－1的NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1的鹽酸，溶液pH隨鹽酸加入體積的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)

A．在a點的溶液中：
c(Na＋)>c(CO)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)
B．在b點的溶液中：
2n(CO)＋n(HCO)①
B．c(HCO)的大小關(guān)系：④>③>⑤>②>①
C．將溶液蒸干灼燒只有①不能得到對應(yīng)的固體物質(zhì)
D．②③④⑤既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)
解析：選A。由于④中NH與HCO水解相互促進，故c(HCO)大小為③＞④，c(CO)大小也是③＞④，B錯誤；將各溶液蒸干后①③④⑤都分解，得不到原來的物質(zhì)，C錯誤；Na2CO3只能與鹽酸反應(yīng)，而與NaOH溶液不反應(yīng)，D錯誤；NH與CO水解相互促進，c(CO)大小為②＞⑤，HCO既水解又電離，水解程度大于電離程度，c(CO)大小為③＜⑤，H2CO3是弱酸，二級電離K2很小，H2CO3中的c(CO)最小，A正確。
6．有4種混合溶液分別由等體積0.1 mol·L－1的兩種溶液混合而成：①NH4Cl與CH3COONa?、贜H4Cl與HCl
③NH4Cl 與NaCl　④NH4Cl與NH3·H2O(混合溶液呈堿性)。下列各項排序正確的是(　　)
A．pH：②

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