水溶液中的离子平衡[复习]

黑龙江省牡丹江穆棱市第二中学尹尚武1水溶液中的离子平衡2020/4/26目录弱电解质的电离平衡第一讲水的电离和溶液的酸碱性第二讲盐类的水解第三讲难溶电解质的电离平衡第四讲Page2目录Page3第一讲弱电解质的电离平衡一、强弱电解质1、概念与分类化合物在水溶液中或熔融状态都不电离非电解质能电离电解质完全电离部分电离强电解质弱电解质强酸，强碱，活泼金属氧化物，大多数盐弱酸，弱碱，H2O等Page4第一讲弱电解质的电离平衡注意①对象：电解质、非电解质的对象均为化合物；单质、混合物既不是电解质也不是非电解质a.离子化合物虽然是电解质，但在晶体状态下离子不能自由移动，故不能导电，一般在熔融状态（只断裂离子键）和水溶液两种情况下能发生电离。如：Na2O；Na2O2；NaOH；NaHSO4；Page5第一讲弱电解质的电离平衡b.属于共价化合物的电解质，在晶体状态下和熔融状态下均不电离，只有在水溶液中能够发生电离。如：HCl；H2SO4；CH3COOH；AlCl3；SO2、SO3、CO2、NH3等属于非电解质，其水溶液能够导电，但不是由自身电离的自由移动的离子，而是与水反应后的产物H2SO3、H2SO4、H2CO3、NH3·H2O是电解质。②溶液的导电能力与强弱电解质、溶解度的大小无必然联系，导电能力与离子浓度，离子所带电荷有关。例.下列各物质反应后，溶液的导电能力比反应前明显增强的是（）①向亚硫酸钠溶液中通入氯气；②向硝酸银溶液中通入少量氯气；③向氢氧化钠溶液中通入少量氯气；④向饱和硫化氢中通入少量氯气A.①②B.①③C.③④D.①④Page6D第一讲弱电解质的电离平衡2、常见的酸、碱（1）强酸与弱酸①强酸：HCl；HBr；HI；H2SO4；HNO3；HClO4；②弱酸：H2SO3H3PO4H2C2O4HCOOHC6H5COOHHC2O4-HFCH3COOHH2CO3HSO3-HClOC6H5OHHCO3-Page7第一讲弱电解质的电离平衡（2）强碱与弱碱①强碱：NaOH；KOH；Ba(OH)2；Ca(OH)2；②弱碱：除以上四大强碱外，一般为弱碱Page8第一讲弱电解质的电离平衡3、电离：完全电离“===”，部分电离“”（1）熔融：只有离子键能够解离，共价键不能解离NaCl====Na++Cl-熔融Al2O3====2Al3++3O2-熔融（2）水溶液中①.强电解质，完全电离，以“====”连接，一步电离NaOH====Na++OH-H2SO4====2H++SO42-②.弱电解质，部分（微弱）电离，以“”连接CH3COOHCH3COO-+H+H3PO4H++H2PO4-A.多元弱酸，分步电离（以第一步为主）H2PO4-H++HPO42-HPO42-H++PO43-NH3·H2ONH4++OH-NaHSO4====Na++HSO4-熔融Page9第一讲弱电解质的电离平衡3、电离：完全电离“===”，部分电离“”Fe(OH)3Fe3++3OH-B.多元弱碱，一般一步到位（3）酸式盐的电离①.强酸酸式盐A.熔融B.水溶液中②.弱酸酸式盐NaHSO4====Na++HSO4-熔融NaHSO4====Na++H++SO42-NaHCO3====Na++HCO3-HCO3-H++CO32-只断离子键断离子键、共价键C.两性物质：Al(OH)3AlO2-+H++H2OAl(OH)3Al3++3OH-Page10第一讲弱电解质的电离平衡二、弱电解质的电离平衡1、弱电解质电离特点（1）.弱电解质的电离属于可逆过程（2）.电离方向是微粒数增多的过程（3）.电离方向一般是吸热过程2、平衡的建立在一定条件（如温度、浓度）下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态。特征逆、等、定、动、变Page11第一讲弱电解质的电离平衡3、影响电离平衡的因素（1）内因：弱电解质本身的性质如常温时，相同浓度的HF与CH3COOH，HF的电离程度较大（2）外因：勒夏特列原理Page12①温度：升高温度，平衡向右移动，电离度α增大②浓度：浓度越小，α越大A.增大弱电解质浓度，平衡向右移动，电离度α减小；B.稀释：平衡向右移动，电离度α增大；同离子效应离子反应效应加水稀释第一讲弱电解质的电离平衡以CH3COOHCH3COO－＋H＋为例Page13改变条件平衡移动方向c(H+)c(CH3COO-)c(CH3COOH)αK加热通HCl(g)加NaOH(s)加CH3OONa(s)加冰醋酸加水加Mg粉右移增大增大减少左移增大减少增大右移减少增大减少左移减少增大增大右移增大增大增大右移减少减少减少增大减小增大减小减小增大增大不变不变不变不变不变右移减少增大减少增大不变第一讲弱电解质的电离平衡Page14例．(2012·上海，17)将100mL1mol·L－1的NaHCO3溶液等分为两份，其中一份加入少许冰醋酸，另外一份加入少许Ba(OH)2固体，忽略溶液体积变化。两份溶液中c(CO2－3)的变化分别是()A．减小、减小B．减小、增大C．增大、增大D．增大、减小B第一讲弱电解质的电离平衡4、强酸、弱酸的比较方法(1)浓度与pH的关系测0.01mol/LHA的pH，若pH=2，则HA为强酸；若pH2，则HA为弱酸(2)相同浓度下，与强电解质溶液作导电对比实验(3)测定对应盐的酸碱性，如CH3COONa溶液呈碱性，则CH3COOH为弱酸(4)利用实验证明存在电离平衡如醋酸溶液中滴入蓝色石蕊溶液变红，再加入CH3COONa固体，颜色变浅(5)测定等体积等pH的HA和盐酸与Zn反应产生H2的快慢，若反应过程中HA产生H2较快，则HA为弱酸Page15第一讲弱电解质的电离平衡稀释时电解质与H2O的电离程度的相互影响Page16对弱电解质电离的影响对H2O的电离影响酸、碱NaHSO3、NaH2PO4酸（碱）电离程度增大，但溶液的酸（碱）性减弱水的电离程度增大盐盐的水解程度增大，但溶液的酸（碱）性减弱水的电离程度减小第一讲弱电解质的电离平衡三、电离平衡常数1、K表达式：Page17Ka=c(H+).c(A-)c(HA)Kb=c(M+).c(OH-)c(MOH)(1)一元弱酸：HAH++A-，平衡时(2)一元弱碱：MOHM＋+OH-，平衡时(3)对于多元弱酸：H3PO4H++H2PO4-H2PO4-H++HPO42-HPO42-H++PO43-343421101.7)()()(POHcHcPOHcK第一讲弱电解质的电离平衡三、电离平衡常数2、特点（1）电离平衡常数只与温度有关，与浓度无关，升高温度，K值一般增大；（2）电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱，K值越大，表示弱电解质越易电离，对应的酸（碱）的酸（碱）性越强；（3）多元弱酸的各级电离常数的大小关系K1K2K3，酸性强弱主要取决于第一步。3、应用（1）利用K值大小，估算弱电解质电离的趋势。相同浓度时，K值越大，电离程度越大，酸性、碱性越强。注意：K值大小只能说明弱电解质分子电离程度大，不能说明离子浓度和导电能力大小。（2）比较多元弱酸溶液中的离子浓度关系。c(H+)c(H2PO4-)c(HPO42-)c(PO43-)c(OH-)Page18第二讲水的电离及溶液的酸碱性一、水的电离1、水的电离方程式H2OH++OH-2、水的离子积（1）表达式：；25℃时Kw=1.0×10-14。（2）对Kw的理解：①Kw只与温度有关，升高温度，增大②Kw表达式中c(H+)、c(OH-)表示溶液中H+、OH-的浓度，适用于纯水，稀电解质溶液(酸、碱、盐)，不适用于含水很少的物质(如H2SO4)3、外界条件对水的电离的影响（1）促进水的电离①升温：水的电离程度增大，c(H+)、c(OH-)同等倍数增大，Kw增大，但溶液的酸碱性不变，仍为中性。②加入可水解的盐：水的电离程度增大，Kw不变；且盐溶液的浓度越大，对水的电离程度越大。Page19Kw=c(H＋)·c(OH－)第二讲水的电离及溶液的酸碱性（2）抑制水的电离加入酸或碱或少数盐(NaHSO3、NaH2PO4、NaHSO4)，使水的电离平衡向左移动，Kw不变；且浓度越大，对水的电离抑制程度越大。Page20体系变化条件平衡移动方向Kw水的电离程度c(OH－)c(H＋)酸逆不变减小减小增大碱逆不变减小增大减小可水解的盐Na2CO3正不变增大增大减小NH4Cl正不变增大减小增大温度升温正增大增大增大增大降温逆减小减小减小减小其他：如加入Na正不变增大增大减小第二讲水的电离及溶液的酸碱性4、溶液的酸碱性与pH（1）溶液酸碱性的判断方法酸性：c(H+)c(OH-)中性：c(H+)=c(OH-)碱性：c(H+)c(OH-)Page21注意：以pH与7之间的相对大小来判断溶液的酸碱性，只适用于常温25℃。第二讲水的电离及溶液的酸碱性（2）pH①定义：pH=-lgc(H+)注意：当c(H+)1mol/L时，不再用pH表示②pH的测定Ⅰ.pH试纸方法：把小片pH试纸放入干燥洁净的表面皿，用玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸上，变色后与标准比色卡对照，确定溶液的pH注意：广泛pH试纸只能读取证书；pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液被稀释，可能会产生误差。中性：无影响一般酸性：偏大碱性：偏小Ⅱ.pH计Page22第二讲水的电离及溶液的酸碱性5、pH的计算（1）单一溶液的pH的计算Page23①强酸：c(酸)电离c(H+)－lgpH②强碱：c(碱)电离c(OH－)Kwc(H+)－lgpH－lgpOH14－pOHpH③弱酸：c(酸)电离c(H+)－lgpH④弱碱：c(碱)电离c(OH－)Kwc(H+)－lgpH－lgpOH14－pOHpH第二讲水的电离及溶液的酸碱性5、pH的计算（2）混合溶液的pH的计算①同性溶液的混合Ⅰ.强酸与强酸混合Ⅱ.强碱与强碱混合Page24强酸Ⅰ：cⅠ电离c(H+)Ⅰ强酸Ⅱ：cⅡ电离c(H+)Ⅱc(H+)混合－lgpH212211＋VVV)(H－cV)(Hc＝)c(H混合强碱Ⅰ：cⅠ电离c(OH-)Ⅰ强碱Ⅱ：cⅡ电离c(OH-)Ⅱc(OH-)混合212211＋VVV)(OH－cV)(OHc＝)c(OH混合Kwc(H+)－lgpH－lgpOH14－pOHpH第二讲水的电离及溶液的酸碱性②异性溶液的混合a.恰好完全反应，溶液呈中性，混合溶液pH=7b.酸过量，先求过量的酸的浓度，再求pHc.碱过量，先求过量的碱的浓度，再求pHd.定性判断Page25碱酸碱酸余VVVOHcVHc＋－＝)()c(H)(碱酸酸碱余VVVHcVOHc＋－＝＋)()c(OH)(，溶液呈中性17p1H，溶液呈酸性，7p1H，溶液呈碱性，)n(OH)n(H＋第二讲水的电离及溶液的酸碱性（3）水电离的c(H＋)或c(OH－)的计算①常温下，中性溶液c(OH－)＝c(H＋)＝10－7mol·L－1②溶质为酸的溶液Ⅰ.来源：OH－全部来自水的电离，水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)Ⅱ.实例：如计算pH＝2的盐酸溶液中水电离出的c(H＋)，方法是先求出溶液的c(OH－)＝Kw/10－2＝10－12mol·L－1，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12mol·L－1。③溶质为碱的溶液Ⅰ.来源：H＋全部来自水的电离，水电离产生的c(OH－)＝c(H＋)Ⅱ.实例：如计算pH＝12的NaOH溶液中水电离出的c(OH－)，方法是先求出溶液的c(H＋)＝Kw/10－2＝10－12mol·L－1，即水电离出的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12mol·L－1。Page26第二讲水的电离及溶液的酸碱性（3）水电离的c(H＋)或c(OH－)的计算④水解呈酸性或碱性的盐溶液①pH＝5