2020高中化学 专题3 溶液中的离子反应本专题复习提纲课件 苏教版选修4

知识网络建构ZHISHIWANGLUOJIANGOU热点专题突破REDIANZHUANTITUPO专题一离子共存问题离子能否在同一电解质溶液里大量存在，取决于离子能否发生化学反应，或离子的物理性质是否符合题目的相关要求。因此，要弄清离子能否在同一溶液中大量共存的问题，关键是掌握离子的性质。1．在酸性溶液中不能大量共存的离子弱酸阴离子、易分解的酸的酸根离子、易挥发的酸的酸根离子或水解呈碱性的离子等不能在酸性溶液中大量存在，如OH－、AlO－2、CO2－3、HCO－3、SiO2－3、SO2－3、HSO－3、S2O2－3、S2－、HS－、ClO－、F－、PO3－4、HPO2－4、H2PO－4等。2．在碱性溶液中不能大量共存的离子能生成不溶性碱的金属阳离子、弱碱阳离子或酸式酸根离子等不能在碱性溶液中大量存在，如H＋、Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Ag＋、Zn2＋、Mg2＋、Al3＋、NH＋4、HCO－3、H2PO－4、HPO2－4、HSO－3、HS－等。3．相互间反应生成沉淀或微溶物的离子不能大量共存如SO2－4与Ba2＋、Pb2＋、Ag＋、Ca2＋等不能大量共存；CO2－3与Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋等不能大量共存；S2－与Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋、Ag＋、Fe2＋等不能大量共存。4．具有氧化性的离子不能与强还原性离子大量共存如酸性条件下NO－3与I－、Fe2＋、S2－、SO2－3等不能大量共存；酸性条件下SO2－3与S2－等不能大量共存(在碱性条件下可以共存)；MnO－4与I－、S2－、SO2－3、Br－、Cl－等不能大量共存。5．能相互结合形成配合物的离子不能大量共存如Fe3＋和SCN－不能大量共存。6．水解显酸性的离子(Al3＋、Fe3＋等)和水解显碱性的离子(AlO－2、CO2－3、HCO－3、ClO－等)不能大量共存如Al3＋与AlO－2、HCO－3：Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓，Al3＋＋3HCO－3===Al(OH)3↓＋3CO2↑。Fe3＋与ClO－：Fe3＋＋3ClO－＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3HClO。7．溶液若无色，则不存在有色离子如Fe3＋、Cu2＋、MnO－4、Fe2＋等不能在无色溶液中存在。8．不能在中性溶液中大量存在的离子Al3＋、Fe3＋、Cu2＋等弱碱阳离子，其水解使溶液呈酸性，不能在中性溶液中大量存在；CO2－3、ClO－、PO3－4等弱酸阴离子，其水解使溶液呈碱性，不能在中性溶液中大量存在。例1在含有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋三种阳离子的溶液中，可能大量存在的阴离子是()①Cl－②MnO－4③SO2－4④S2－⑤OH－A．①②B．②③C．③④D．①③[解析]OH－因与Mg2＋、Fe2＋、Al3＋反应生成沉淀而不能大量存在，MnO－4因与Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量存在，S2－因与Al3＋发生相互促进的水解反应生成沉淀和气体，且易与Fe2＋反应生成沉淀而不能大量存在，故只有①③可以大量存在。解析[答案]D答案专题二溶液中粒子浓度的大小和粒子的守恒关系1．明确两个“微弱”(1)弱电解质的电离是微弱的，电离产生的离子的浓度小于弱电解质分子的浓度。如弱酸HA溶液中c(HA)c(H＋)c(A－)c(OH－)。(2)单一的弱酸根阴离子和弱碱阳离子的水解是微弱的，水解生成的粒子的浓度小于盐电离产生的离子的浓度。ⅰ.单一溶液中不同离子浓度的大小比较①正盐溶液基本遵循c(不水解离子)c(水解离子)c(显性离子)，当离子外有角标时，顺序提前，如醋酸钠溶液中有c(Na＋)c(CH3COO－)c(OH－)c(H＋)。在浓度为cmol·L－1(NH4)2SO4溶液中，c(NH＋4)c(SO2－4)c(H＋)c(OH－)。②酸式盐溶液a．以电离为主的酸式盐，遵循c(自身)c(电离产物)c(水解产物)。如NaHSO3溶液中，c(Na＋)c(HSO－3)c(H＋)c(SO2－3)c(OH－)。b．以水解为主的酸式盐，遵循c(自身)c(水解产物)c(电离产物)。如NaHCO3溶液中，c(Na＋)c(HCO－3)c(OH－)c(H＋)c(CO2－3)。ⅱ.混合溶液中各离子浓度的比较要综合分析水解因素、电离因素。①如相同浓度的NH4Cl和氨水混合液中，NH3·H2O的电离程度大于NH＋4的水解程度。则c(NH＋4)c(Cl－)c(OH－)c(H＋)。②又如相同浓度的CH3COOH和CH3COONa溶液中，因CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度，则c(CH3COO－)c(Na＋)c(H＋)c(OH－)。[特别提示]多元弱酸要考虑分步电离(Ka1≫Ka2≫Ka3)，多元弱酸的正盐要依据分步水解分析离子浓度，如Na2CO3溶液中，c(Na＋)c(CO2－3)c(OH－)c(HCO－3)c(H＋)。2．熟知“三个”守恒(1)电荷守恒：电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中存在着Na＋、H＋、HCO－3、CO2－3、OH－，必存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO－3)＋c(OH－)＋2c(CO2－3)。(2)物料守恒(原子守恒)：电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2－、HS－都能水解，故S元素以S2－、HS－、H2S三种形式存在，它们之间有如下守恒关系：c(K＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)。(3)质子守恒：质子即H＋，酸碱反应的本质是质子转移，能失去质子的酸失去的质子数和能得到质子的碱得到的质子数相等。如NaHCO3溶液中，H2CO3H3O＋――→得到质子＋H＋HCO－32O――→失去质子－H＋CO2－3OH－，所以c(H2CO3)＋c(H3O＋)＝c(CO2－3)＋c(OH－)，即c(H2CO3)＋c(H＋)＝c(CO2－3)＋c(OH－)。[特别提示](1)一元酸HA、一元碱BOH的混合溶液中只含有H＋、A－、B＋、OH－4种离子，不可能出现两种阳(阴)离子浓度同时大于两种阴(阳)离子浓度的情况。如c(B＋)c(A－)c(H＋)c(OH－)等肯定错误。(2)将物料守恒式代入电荷守恒式中，即可得出质子守恒式。3．掌握“四个”步骤(1)判断反应产物：判断两种溶液混合时生成了什么物质，是否有物质过量，再确定反应后溶液的组成。(2)写出反应后溶液中存在的平衡：根据溶液的组成，写出溶液中存在的所有平衡(水解平衡、电离平衡)，尤其要注意不要漏写在任何水溶液中均存在的水的电离平衡。这一步的主要目的是分析溶液中存在的各种粒子及比较直接地看出某些粒子浓度间的关系，在具体应用时要注意防止遗漏。(3)列出溶液中存在的等式：根据反应后溶液中存在的溶质的守恒原理，列出两个重要的等式，即电荷守恒式和物料守恒式，据此可列出溶液中阴、阳离子间的数学关系式。(4)比大小：根据溶液中存在的平衡和题给条件，结合平衡的有关知识，分析哪些平衡进行的程度相对大一些，哪些平衡进行的程度相对小一些，再依此比较溶液中各粒子浓度的大小。这一步是溶液中粒子浓度大小比较中最重要的一步，关键是要把握好电离平衡和水解平衡两大理论，树立“主次”意识。例2将0.2mol·L－1NaHCO3溶液与0.1mol·L－1KOH溶液等体积混合，下列关系正确的是()A．2c(K＋)＝c(HCO－3)＋2c(CO2－3)＋c(H2CO3)B．c(Na＋)c(K＋)c(HCO－3)c(CO2－3)c(OH－)c(H＋)C．c(OH－)＋c(CO2－3)＝c(H＋)＋c(H2CO3)＋0.1mol·L－1D．3c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO－3)＋2c(CO2－3)[解析]根据物料守恒可知A项中表达式应为2c(K＋)＝c(HCO－3)＋c(CO2－3)＋c(H2CO3)，A错误；两溶液反应后含有等浓度的HCO－3和CO2－3，由于CO2－3的水解程度大于HCO－3的水解程度，因此B项中的表达式应为c(Na＋)c(HCO－3)c(K＋)c(CO2－3)c(OH－)c(H＋)，错误；根据电荷守恒有c(Na＋)＋c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO－3)＋2c(CO2－3)，根据物料守恒有c(Na＋)＝c(HCO－3)＋c(CO2－3)＋c(H2CO3)，二者相减可知正确的表达式为c(OH－)＋c(CO2－3)＝c(H＋)＋c(H2CO3)＋0.05mol·L－1，C项错误；由电荷守恒和c(Na＋)＝2c(K＋)可知D项正确。解析[答案]D答案专题三四大平衡的比较1．四大平衡的三大不同点(1)研究对象不同平衡类型化学平衡电离平衡水解平衡沉淀溶解平衡研究对象可逆反应弱电解质能够水解的盐，包括强碱弱酸盐、强酸弱碱盐及弱酸弱碱盐难溶电解质举例工业合成氨醋酸、氨水等碳酸钠、氯化铁、醋酸铵等氯化银、硫酸钡、氢氧化铁等(2)产生原因及影响因素不同①化学平衡可逆反应中，正反应和逆反应同时进行，在达到平衡前，正反应速率大于逆反应速率，当这个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应物与生成物浓度不再改变，达到动态平衡状态，这就是化学反应所能达到的限度(同条件下，反应物的转化率最大)。影响这种平衡的因素有温度、压强、反应物及生成物的浓度等。②电离平衡弱电解质在溶液中不能完全电离。在电离的同时，溶液中的离子又可以结合为弱电解质分子。影响弱电解质电离的因素主要是浓度及温度。③水解平衡盐类水解的根本原因：某些盐溶于水后，其电离出的阴、阳离子与水电离出的H＋、OH－结合，对水的电离平衡造成了影响，即促进了水的电离平衡，使水的电离平衡向正反应方向移动，导致溶液中的氢离子浓度、氢氧根离子浓度发生变化。影响盐类水解的主要因素是温度和浓度。④沉淀溶解平衡难溶电解质在水溶液中并不是完全不溶，其溶解产生的离子脱离难溶物进入溶液，溶液中的离子又会结合成难溶电解质。影响沉淀溶解平衡的因素主要是浓度、温度和同离子效应。(3)描述方法不同①化学平衡常数对于一般可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在某温度下达到平衡时，K＝cpC·cqDcmA·cnB。②平衡转化率对于一般的化学反应：aA＋bBcC＋dD，达到平衡时反应物A的转化率为α(A)＝A的初始浓度－A的平衡浓度A的初始浓度×100%＝c0A－cAc0A×100%。③水的离子积水可以发生微弱电离：H2OH＋＋OH－。水的电离程度大小是用离子积(Kw)来表示的，Kw＝c(H＋)·c(OH－)，室温下，Kw＝1.0×10－14。④溶度积常数对于沉淀溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)，与其他平衡一样，Ksp只受温度影响。2．四大平衡的两大相同点(1)可逆性所有的平衡都建立在“可逆反应”的基础上，也就是说上述四种平衡都对应着一种可逆变化，如表所示：平衡化学平衡电离平衡水解平衡沉淀溶解平衡可逆反应化学反应中的可逆反应弱电解质电离的可逆性盐水解的可逆性难溶电解质溶解的可逆性相同点这些平衡涉及的变化都具有可逆性(2)都可以用勒夏特列原理来解释勒夏特列原理：改变影响平衡的一个因素(如温度、浓度、压强等)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。可以应用该原理解释电离平衡、盐类的水解平衡、沉淀溶解平衡中条件的改变对平衡移动的影响。例3已知二元酸H2A在水中存在电离：H2A===H＋＋HA－，HA－H＋＋A2－，试回答下列问题：(1)NaHA溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性，理由是______。(2)某温度下，向10mL0.1mol/LNaHA溶液中加入0.1mol/LKOH溶液VmL至中性，此时溶液中以下关系一定正确的是________(填标号)。A．溶液的pH＝7B．水的离子积Kw＝c2(OH－)C．V＝10D．c(K＋)c