专题十 水溶液中的离子平衡
【备考策略】水溶液中的离子平衡是化学平衡的延伸和应用，也是高考中考点分布较多的内容之一。在江苏近三年高考中，I卷的离子浓度大小I卷的溶液的pH计算、Ksp计算是常规考题。展2013年江苏高考，电离平衡和溶解平衡在某一个选项中出现，或者在第Ⅱ卷中涉及有关Ksp的简单计算和沉淀转化分析。在备考中，需要关注沉淀溶解平衡的要求：“理解难溶电解质存在沉淀溶解平衡，能运用溶度积常数(Ksp)进行简单计算”由“定性”上升到“定量”，应引起重视。
类型一、电解质与弱电解质电离平衡 例1．（2012·重庆理综卷）下列叙述正确的是 盐酸中滴加氨水至中性，溶液
中溶质为氯化铵 稀醋酸加水稀释，醋酸电离程度增大，溶液的pH减小 饱和石灰水中加入少量CaO，恢复至室温后溶液的pH值不变 沸水中滴加适量饱和FeCl3溶液，形成带电的胶体，导电能力增强 【考点透视】 1．弱电解质的电离平衡的特点 (1)动态平衡，电离方程式中用“
”。如：CH3COOH
CH3COO一+H+。 (2)条件改变，平
衡被打破。如在CH3COOH的石蕊溶液中(呈红色)加入固体CH3COONH4，即增大了 c(CH3COO一)，平衡左移，c(H+)变小，使红色变浅。 2．电离常数的影响因素 (1)电离常数随温度而变化，但由于电离过程热效应较小，温度改变对电离常数影响不大，其数量级一般不变，所以室温范围内可忽略温度对电离常数的影响。 (2)电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关，同一温度下，不论弱酸、弱碱的浓度如何变化，电离常数是不会改变的。 【变式训练1】下列有关叙述中正确的是（ ） A、难溶于水的电解质一定是弱电解质 B、强电解质的水溶液导电能力不一定比弱电解质水溶液的导电能力强 C、易溶于水的电解质一定是强电解质 D、强电解质在水溶液中的电离过程是不可逆的 类型二、电解质溶液中离子量计算 例2．（2012·江苏各地模拟组题） （1）在常温下，某硫酸和硫酸铝两种溶液的pH都是3，那么硫酸中水电离出的c(H＋)是硫酸铝溶液中水电离出的c(H＋)的________倍。 (2) 在常温下，pH=1的NaHSO4溶液与等体积的Ba(OH)2混合，恰好完全沉淀，则反应后溶液的c(OH－)是 。 （3）常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝c(Cr3+
)·c3(OH—)＝10-32，要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH应调至 。 【考点透视】 水电离平衡的影响因素和溶液的pH计算[来源:学#科#网] (1)向水中加入H+(酸)、OH一(碱)会抑制水的电离，而且H+、OH一的浓度越大，对水的电离的抑制作用越强；向水中加入能消耗H+或OH一的物质(如：能水解的盐)，会促进水的电离，而且生成盐的弱酸、弱碱越弱，对水的电离的促进作用越强；由于电离吸热，所以，升温能促进水的电离。但只要温度不变，水溶液(稀溶液)中的c(H+)·c(OH一)就不变，温度升高会使c(H+)·c(OH一)增大。 (2)计算溶液的p H时，应注意以下几点： ①外界条件是否指室温；②当酸、碱混合后，首先要判断溶液的酸碱性，然后再计算c(H+)或c(OH一)，最后求得溶液的p H；③要特别注意溶液中的c(H+)和由水电离出的c(H+)之差异，否则容易走向误区。[来源:Z*xx*k.Com] 【变式训练2】（2012·江苏各地模拟组题） (1) 在一定体积pH＝12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液。当溶液中的Ba2＋恰好完全沉淀时，溶液pH＝11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和，则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是 . (2)已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，则该温度下反应Fe3＋＋3H2O
Fe(OH)3＋3H＋的平衡常数为 　　　　 。 类型三、三大平衡的移动 例3．（2011·山东高考）室温下向10mL pH=3的醋酸溶液中加入水稀释后，下列说法正确的是 A.溶液中导电粒子的数目减少 B.溶液中
不变 C.醋酸的电离程度增大，c(H＋)亦增大 D.再加入10mlpH=11的NaOH溶液，混合液pH=7 【总结提升】 沉淀的形成、
溶解与转化 1．欲沉淀某种离子时，应尽量选择让该离子形成的沉淀溶解度足够小的试剂，同时尽量
增大与该离子形成沉淀的离子浓度，以使该离子沉淀更完全。 2．沉淀可由一些合适的试剂，如酸、盐等溶解。 3．沉淀的转化规律从溶解度小的转化为溶解度更小的。 【变式训练3】在一定温度下，Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO＋H2
O
HCO＋OH－。下列说法中，正确的是 A．升高温度，减小 B．通入CO2，平衡向正反应方向移动 C．稀释溶液，Na2CO3水解程度增大，水解平衡常数增大 D．加入NaOH固体，平衡向逆反应方向移动，溶液pH减小
1．（2012·海安中学模拟）以下离子①H＋、②Cl－、③Al3＋、④K＋、⑤SO、⑥OH－、⑦NO、⑧NH中，基本上不影响水的电离平衡的是(　　) A．①③⑤⑦⑧ B．②④⑥⑦ C．②④⑤⑦ D．②④⑥⑧ 2．(2012·金陵中学模拟)pH＝13的强碱溶液与pH＝2的强酸溶液混合，所得混合液的pH＝11，则强碱溶液与强酸溶液的体
积比是(　　) A．11∶1 B．9∶1 C．1∶11 D．1∶9 3．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp[MgF2]＝7.42×10－11 。下列说法正确的是 A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大 B．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大 C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小 D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后， Mg(OH)2有可能转化为MgF2 4．（2011·天津）下列说法正确的是 A.25℃时NH4Cl溶液的KW大于100℃时NH4Cl溶液的KW B.SO2通入碘水中，反应的离子方程式为SO2＋I2＋2H2O=SO32－＋2I－ C.加入铝粉能产生氢气的溶液中，可能存在大量的Na＋、Ba2＋、AlO2－、NO3－ D.100℃时，将pH＝2的盐酸与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，溶液显中性 5．（2012·南通中学检测）常温下有浓度均为0.5 mol·L－1的四种溶液： ①Na2CO3、②NaHCO3、③HCl、④NH3·H2O。 (
1)上述溶液中，可发生水解反应的是________(填序号，下同)。 (2)上述溶液中，既能与氢氧化钠溶液反应，又能和硫酸反应的溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________________________________________________________________。 (3)向④中加入少量氯化铵固体，此时c(NH)/c(OH－)的值__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (4)若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性，则混合前③的体积________④的体积(填“大于”、“小于”或“等于”)，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________。 (5)取10 mL溶液③，加水稀释到500 mL，则此时溶液中由水电离出的c(H＋)＝______。 专题十　水溶液中的离子平衡 【例1】　C　解析：因氨水为弱碱，当溶液为中性时，溶质为氯化铵与氨水的混合物，A错；稀醋酸加水稀释过程中电离程度增大，但氢离子浓度减小，pH增大，B错；饱和石灰水加入CaO，恢复至室温仍是其饱和溶液，即OH－浓度不变，C正确；胶体不带电，氢氧化铁胶粒带正电，D错。 【变式训练1】　D　像硫酸钡等难溶于水的盐是离子化合物，属于强电解质，选项A错误；强电解质的水溶液中离子浓度不一定高，导电性不一定强，选项B错误；醋酸溶于水，是弱电解质选项C错误；强电解质在溶液中完全电离，不存在电离平衡，选项D的说法正确。 【例2】　(1) 10－8　(2) 4×10－13mol/L　(3) 5 解析：(1) 硫酸溶液的pH是3，水电离出的c(H＋)是10－11mol/L, 硫酸铝液的pH是3，水电离出的c(H＋)是10－3mol/L，则硫酸中水电离出的c(H＋)是硫酸铝溶液中水电离出的c(H＋)的10－8倍。 (2) pH＝1的NaHSO4溶液中，c(H＋)＝c(SO)＝0.1mol/L，则Ba(OH)2溶液c(Ba2＋)＝0.1mol/L，c(OH－)＝0.05mol/L，混合后，溶液呈酸性，c(H＋)＝(0.1mol/
L －0.05mol/L )＝0.025mol/L，c(OH－)＝Kw/c(H＋)＝4×10－13mol/L。 (3) Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝10－32，c(Cr3＋)＝10－5mol/L，c(OH－)＝1×10－9mol/L，pH＝5 【变式训练2】　(1) 1∶4　(2) 2.5×10－5 解析：(1) pH＝12的Ba(OH)2溶液中，c(OH－)＝ 10－2mol/L，c(Ba2＋)＝5×10－3mol/L，设Ba(OH)2溶液V1L，NaHSO4溶液体积是V2L，则NaHSO4溶液的浓度是V1×5×10－3/V2，反应后溶液的pH＝11，则此时的c＇(OH－)＝10－3mol/L，故(V1×10－2 －V2×V1×5×10－3/ V2)÷(V1＋V2)＝10－3，V1/ V2＝1/4。 (2) Fe3＋＋3H2O
Fe(OH)3＋3
H＋　K＝c3(H＋)/c(Fe3＋)，Fe(OH)3(s)
Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)　Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，K×Ksp[Fe(OH)3]＝c3(H＋)×c3(OH－)＝K，K＝2.5×10－5。 【例3】　B　解析：醋酸属于弱酸，加水稀释有利于醋酸的电离，所以醋酸的电离程度增大，同时溶液中导电粒子的数目会增大，由于溶液体积变化更大，所以溶液的酸性会降低，即c(H＋)、c(CH3COO－)、c(CH3COOH)均会降低，因此选项A、C均不正确；由水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)知c(OH－)＝，所以＝＝。其中Ka表示醋酸的电离平衡常数，由于水的离子积常数和醋酸的电离平衡常数均只与温度有关，所以选项B正确；pH＝3的醋酸说明醋酸的浓度大于0.001mol/L，pH＝11的NaOH溶液说明氢氧化钠的浓度等于0.001mol/L，因为在稀释过程中醋酸的物质的量是不变的，因此加入等体积的pH＝11的NaOH溶液时，醋酸会过量，因此溶液显酸性，D不正
确。 【变式训练3】　B　解析：水解是吸热反应，升高温度，平衡右移，增大，选项A 错误；通入CO2气体，发生反应：CO2＋2OH－===CO＋H2O，平衡正移，选项B正确；稀释溶液、温度不
变，水解平衡常数不变，选项C错误；加入NaOH，平衡逆移，但c(OH－)增大，pH增大，选项D错误。 随堂训练 1. C　解析：强碱的阳离子、强酸的阴离子不影响水的电离。 2. D　解析：设强碱溶液V1L、强酸溶液V2L，
0.1V1－0.01V2＝0.001(V1＋V2)，V1∶V2＝1∶9。 3. BD　解析：Ksp[Mg(OH)2]< Ksp[MgF2]，饱和溶液中，前者的c(Mg2＋)小，选项A错误；在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，NH结合OH－，有利于Mg(OH)2的溶解，c(Mg2＋)增大，选项B正确；温度不变，Mg(OH)2的Ksp不变，选项C错误；只有适当的c(F－)，达到Ksp[MgF2]，则Mg(OH)2有可能转化为MgF2，选项D正确。 4. C　解析：在稀溶液中水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)，Kw只与温度有关而与溶液的酸碱性无关，由于水的电离是吸热的，因此温度升高时会促进水的电离，即Kw会增大，例如25℃时Kw＝1×10－14，而在100℃时Kw＝1×10－12，所以选项A不正确；碘水具有氧化性，可以将二氧化硫氧化成硫酸，而单质碘被还原成碘离子，方程式为SO2＋I2
＋2H2O===SO＋2I－＋4H＋，选项B不正确；能和铝粉反应产生氢气的溶液既可以显酸性也可以显碱性，这四种离子Na＋、Ba2＋、AlO、NO虽然在酸性溶液中不能大量共存(AlO会结合H＋，生成氢氧化铝沉淀或生成Al3＋)，但可以在碱性溶液中大量共存，因此选项C正确；100℃时，Kw＝1×10－12，此时pH＝2的盐酸其浓度为10－2mol/L，但pH＝12的NaOH溶液其其浓度为1mol/L，所以当二者等体积混合时NaOH过量，溶液显碱性，D不正确。 5. (1) ①② (2) c(Na＋)>c(HCO)>c(OH－)>c(H＋)>c(CO) (3) 增大[来源:学&科&网] (4) 小于　c(NH)＝c(Cl－)>c(H＋)＝c(OH－) (5) 10－12mol·L－1 解析：(1) 酸碱只有电离没有水解。 (2) NaHCO3能与氢氧化钠溶液、硫酸反应。NaHCO3溶液中HCO的水解强于电离，故c(Na＋)>c(HCO)>c(O
H－)>c(H＋)>c(CO)。 (3) NH3·H2O溶液中加入氯化铵，抑制NH3·H2O电离，c(OH－)减小，c(NH)增大，c(NH)/c(OH－)增大。(4)③和④反应后的溶质有NH3·H2O和NH4Cl，NH3·H2O溶液体积大于盐酸体积；利用电荷守恒，c(NH)＝c(Cl－)>c(H＋)＝c(OH－)。 (5) 稀释后c(HCl)＝0.01mol/L，c(OH－)＝ 10－12mol·L－1。

---

【点此下载】