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第9讲水溶液中的离子平衡-2-最新考纲核心素养1.了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。3.了解水的电离、离子积常数。4.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。5.理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数进行相关计算。6.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。7.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算。能以变化观念和平衡思想认识电解质在水溶液中的离子平衡,能运用电离度、电离平衡常数、水解常数、溶度积常数等,多角度、动态地分析弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡和沉淀溶解平衡,并会用相关原理解决实际问题。能运用电离平衡模型、水解平衡、沉淀溶解平衡模型解释化学现象,揭示现象的本质与规律,培养证据推理与模型认知的核心素养。培养严谨求实的科学态度和探索未知、崇尚真理的意识,能对与盐类水解的应用,沉淀溶解平衡的应用有关的社会热点问题做出正确的解释和判断,培养科学态度与社会责任感。-3-考点一考点二考点三考点四溶液的酸碱性及pH真题示例1.(2019全国3,11)设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是()A.每升溶液中的H+数目为0.02NAC.加水稀释使电离度增大,溶液pH减小D.加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强B.c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-)答案解析解析关闭常温下,pH=2的H3PO4溶液中c(H+)=1×10-2mol·L-1,则1L溶液中H+的数目为0.01NA,A项错误;磷酸溶液中的阳离子有H+,阴离子有H2PO4-、HPO42-、PO43-及OH-,根据电荷守恒可得c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-),B项正确;磷酸为弱电解质,加水稀释促进电离,但c(H+)减小,pH增大,C项错误;磷酸的第一步电离方程式为H3PO4H2PO4-+H+,向磷酸溶液中加入NaH2PO4固体,根据同离子效应可知,磷酸电离平衡向逆向移动,溶液酸性减弱,D项错误。答案解析关闭B-4-考点一考点二考点三考点四2.(2019天津理综,5)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是()A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液B.溶液中水的电离程度:b点c点C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同𝑐(HA)·𝑐(OH-)𝑐(A-)答案解析解析关闭A项,根据两种酸的电离常数可知,酸性:HNO2CH3COOH,pH相同的两种酸稀释相同倍数,pH变化大的是相对较强的酸,即曲线Ⅱ表示HNO2溶液的稀释,错误;B项,pH越小酸性越强,对水电离的抑制程度越大,因此溶液中水的电离程度:b点c点,错误;C项,题给表达式可看作KW/Ka,稀释时温度不变,则KW、Ka均不变,正确;D项,起始pH相同时c(CH3COOH)大,则与NaOH恰好中和时,CH3COOH溶液消耗氢氧化钠多,对应溶液中n(Na+)大,错误。答案解析关闭C-5-考点一考点二考点三考点四3.(2017全国2,12)改变0.1mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知下列叙述错误的是()A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)B.lg[K2(H2A)]=-4.2C.pH=2.7时,c(HA-)c(H2A)=c(A2-)D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)[已知δ(X)=𝑐(X)𝑐(H2𝐴)+𝑐(HA-)+𝑐(A2-)]。答案解析解析关闭A项,根据图像,pH=1.2时,H2A和HA-物质的量分数相同,则有c(H2A)=c(HA-),A正确;B项,根据pH=4.2时,K2(H2A)=𝑐(H+)·𝑐(A2-)𝑐(HA-)=c(H+)=10-4.2,B正确;C项,根据图像,pH=2.7时,HA-的物质的量分数最大,H2A和A2-的物质的量分数相同,则有c(HA-)c(H2A)=c(A2-),C正确;D项,根据pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),且物质的量分数约为0.48,而c(H+)=10-4.2mol·L-1,可知c(HA-)=c(A2-)c(H+),D错误。答案解析关闭D-6-考点一考点二考点三考点四考点突破1.根据水电离出的c(H+)和溶液中c(H+)判断溶液的性质(1)室温下纯水中水电离出的c(H+)=1×10-7mol·L-1,若某溶液中水电离出的c(H+)1×10-7mol·L-1,则可判断该溶液呈酸性或碱性;若某溶液中水电离出的c(H+)1×10-7mol·L-1,则可判断出该溶液中存在能水解的盐,从而促进了水的电离。(2)室温下,溶液中的c(H+)1×10-7mol·L-1,说明该溶液是酸溶液或酸式盐溶液或水解呈酸性的盐溶液;溶液中的c(H+)1×10-7mol·L-1,说明该溶液是碱溶液或水解呈碱性的盐溶液等。-7-考点一考点二考点三考点四2.突破溶液酸、碱性判断的四条规律(1)正盐溶液。强酸强碱盐溶液显中性,强酸弱碱盐(如NH4Cl)溶液显酸性,强碱弱酸盐(如CH3COONa)溶液显碱性。(2)酸式盐溶液。注意:因为浓度相同的CH3COO-与的水解程度相同,所以CH3COONH4溶液显中性,而NH4HCO3溶液略显碱性。NaHSO4(NaHSO4Na++H++SO42-)、NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4水溶液显酸性(酸式酸根离子的电离程度大于水解程度),NaHCO3、NaHS、Na2HPO4水溶液显碱性(酸式酸根离子的水解程度大于电离程度)。NH4+-8-考点一考点二考点三考点四(3)弱酸(或弱碱)及其盐1∶1混合的溶液。①CH3COOH和CH3COONa混合液呈酸性(等浓度的CH3COOH与CH3COO-,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度)。②NH3·H2O和NH4Cl混合溶液呈碱性。(4)酸碱pH之和等于14等体积混合溶液。pH之和等于14的意义:酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度。已知酸、碱溶液的pH之和为14,则等体积混合时:强酸、强碱,混合后溶液pH=7,强酸、弱碱,混合后溶液pH7,弱酸、强碱,混合后溶液pH7。-9-考点一考点二考点三考点四应考训练考向1水的电离和溶液的酸碱性1.(2019山东济南外国语学校高三模拟)下列说法不正确的是()A.将pH均为a的氢氧化钠溶液和氨水分别加水稀释到体积为原来的100倍,pH变为b和c,则a、b、c的大小关系是:acbB.常温下,浓度均为0.1mol·L-1①醋酸、②盐酸、③醋酸钠溶液,水电离程度的顺序为③①②C.常温下,将相同体积pH=3的硫酸和pH=11的一元碱BOH溶液混合,所得溶液可能为中性也可能为酸性D.物质的浓度相同的①氯化铵溶液、②硫酸铵溶液、③碳酸氢铵溶液,pH的顺序为③①②答案C-10-考点一考点二考点三考点四解析将pH均为a的氢氧化钠溶液和氨水分别加水稀释到体积为原来的100倍,对于NaOH溶液来说,只有稀释作用,氨水中电离平衡正向移动,使溶液中c(OH-)减小的程度比NaOH小,所以稀释后氨水中的c(OH-)大,则a、b、c的大小关系是acb,A正确;醋酸是弱酸,电离产生的H+的浓度小于等浓度的盐酸,所以抑制作用盐酸大于醋酸;而醋酸钠是强碱弱酸盐,CH3COO-水解促进水的电离,使水的电离平衡正向移动,所以常温下,浓度均为0.1mol·L-1的①醋酸、②盐酸、③醋酸钠溶液,水电离程度的顺序为③①②,B正确;硫酸pH=3,则c(H+)=10-3mol·L-1,碱溶液pH=11,则c(OH-)=10-3mol·L-1,-11-考点一考点二考点三考点四如果BOH是一元强碱,则二者等体积混合后,H+与OH-恰好完全反应,反应后溶液显中性,若BOH是弱碱,由于在溶液中含有未电离的BOH,使溶液显碱性,C错误;硫酸铵电离产生的铵根离子浓度大于氯化铵,所以溶液的酸性硫酸铵强,碳酸氢铵是弱酸弱碱盐,阳离子、阴离子都发生水解反应,水解相互促进,由于铵根水解程度小于碳酸氢根离子,所以溶液显碱性,故等物质的量浓度的①氯化铵溶液、②硫酸铵溶液、③碳酸氢铵溶液,pH的顺序为③①②,D正确。-12-考点一考点二考点三考点四考向2与强、弱电解质有关的图像2.(2019重庆南开中学高三适应性考试)常温时,1mol·L-1的HClO2和1mol·L-1的HMnO4两种酸溶液,起始时的体积均为V0,分别向两溶液中加水稀释至体积为V,所得曲线如图所示。下列说法正确的是()C.常温下,浓度均为0.1mol·L-1的NaClO2和NaMnO4溶液的pH:NaMnO4NaClO2D.稀释前分别用1mol·L-1的NaOH溶液中和,消耗的NaOH溶液体积:HMnO4HClO2A.当稀释至pH均为3时,溶液中c(ClO2-)c(MnO4-)B.在0≤pH≤5时,HMnO4溶液满足:pH=lg𝑉𝑉0答案解析解析关闭当稀释至pH均为3时,根据溶液中存在物料守恒可得c(H+)=c(OH-)+c(ClO2-)和c(H+)=c(OH-)+c(MnO4-)可以知道,c(ClO2-)=c(MnO4-),故A错误;在0≤pH≤5时,不考虑水的电离,所以HMnO4溶液中的pH应该为pH=-lgc(H+)=-lg1×𝑉0𝑉=lg𝑉𝑉0,故B正确;由图中曲线可以知道,酸性HClO2HMnO4,酸越弱,酸根离子水解程度越大,所以浓度均为0.1mol·L-1的NaClO2和NaMnO4溶液的pH:NaClO2NaMnO4,故C错误;都是一元酸且物质的量相等,所以稀释前分别用1mol·L-1的NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液的体积应该相等,故D错误。答案解析关闭B-13-考点一考点二考点三考点四考向3与水的离子积有关的图像3.H2O与D2O的pKW(pKW=-lgKW)与温度的关系如图所示,下列有关说法正确的是()A.常温下,向D2O中加入DCl,pKW变大B.25℃时,纯D2O的pH等于7C.25℃时,pH=7的液体一定是纯水D.D2O的电离过程为吸热过程答案解析解析关闭电离平衡常数只与温度有关,与浓度无关,则常温下,向D2O中加入DCl,KW不变,pKW不变,A项错误;25℃时,纯D2O无法用pH表示,B项错误;25℃时,pH=7的液体可以是强酸强碱盐溶液,C项错误;根据图中信息可知,随着温度的升高,pKW逐渐减小,即KW逐渐增大,平衡正向移动,则D2O的电离过程为吸热过程,D项正确。答案解析关闭D-14-考点一考点二考点三考点四考向4溶液pH的计算4.已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示:(1)则25℃时水的电离平衡曲线应为(填“A”或“B”),请说明理由:。(2)95℃时,若100体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸溶液的pH1与强碱溶液的pH2之间应满足的关系是。-15-考点一考点二考点三考点四(3)95℃时,向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a的盐酸,测得混合溶液的部分pH如下表所示。假设溶液混合前后的体积不变,则a=,实验②所得溶液中由水电离产生的c(OH-)=mol·L-1。实验序号Ba(OH)2溶液的体积/mL盐酸的体积/mL溶液的pH①22.000.008②22.0018.007③22.0022.006-16-考点一考点二考点三考点四答案(1)A水的电离是吸热过程,温度较低时,电离程度较小,c(H+)、c(OH-)均较小(2)a+b=14(