2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題8 水溶液中的離子反應(yīng) 增分補(bǔ)課9學(xué)案 蘇教版

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1、2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題8 水溶液中的離子反應(yīng) 增分補(bǔ)課9學(xué)案 蘇教版 化學(xué)平衡常數(shù)運(yùn)用于弱電解質(zhì)的電離、鹽類(lèi)的水解及難溶電解質(zhì)的溶解平衡等問(wèn)題時(shí)，則分別稱(chēng)為電離常數(shù)、水解常數(shù)及溶度積常數(shù)，它是定量研究上述可逆過(guò)程平衡移動(dòng)的重要手段，有關(guān)各平衡常數(shù)的應(yīng)用和求算是高考?？贾R(shí)點(diǎn)，在理解上一定抓住，各平衡常數(shù)都只與電解質(zhì)本身和溫度有關(guān)，而與濃度、壓強(qiáng)等外界條件無(wú)關(guān)。 [知識(shí)查補(bǔ)] 電離常數(shù)(Ka、Kb) 水的離子積常數(shù)(Kw) 難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)(Ksp) 鹽類(lèi)的水解常數(shù)(Kh) 概 念 在一定條件下達(dá)到電離平衡時(shí)，弱電解質(zhì)電離形成的各種離子的濃度的乘積與溶液中

2、未電離的分子的濃度之比是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱(chēng)為電離常數(shù) 一定溫度下，水或稀的水溶液中c(OH－)與c(H＋)的乘積 在一定溫度下，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，各離子濃度冪之積為一個(gè)常數(shù) 在一定溫度下，當(dāng)鹽類(lèi)水解反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的鹽類(lèi)水解平衡常數(shù) 表 達(dá) 式 (1)對(duì)于一元弱酸HA： HAH＋＋A－，電離常數(shù)Ka＝ (2)對(duì)于一元弱堿BOH： BOHB＋＋OH－，電離常數(shù)Kb＝ Kw＝c(OH－)·c(H＋) MmAn的飽和溶液：Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－) 以NH＋H2ONH3·H2O＋

3、H＋為例Kh＝ 影響 因素 只與溫度有關(guān)，升高溫度，K值增大 只與溫度有關(guān)，升高溫度，Kw增大 只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān) 鹽的水解程度隨溫度的升高而增大，Kh隨溫度的升高而增大 “四大常數(shù)”間的兩大等式關(guān)系 (1)CH3COONa、CH3COOH溶液中，Ka、Kh、Kw的關(guān)系是Kw＝Ka·Kh。 (2)M(OH)n懸濁液中Ksp、Kw、pH間關(guān)系，M(OH)n(s)Mn＋(aq)＋nOH－(aq) Ksp＝c(Mn＋)·cn(OH－)＝·cn(OH－)＝＝()n＋1。 增分點(diǎn)1　電離平衡常數(shù) ?？碱}型 1.直接求電離平衡常數(shù)。 2．由電離常數(shù)求弱酸(或弱堿)

4、的濃度。 3．由Ka或Kb求pH。 對(duì)策 試題一般難度不大，是在化學(xué)平衡基礎(chǔ)上派生出來(lái)的。注意平衡體系中同種離子的濃度是同一個(gè)濃度，當(dāng)兩個(gè)量相加或相減時(shí)，若相差100倍以上，要舍棄小的等一些基本的近似處理能力。 【例1】　草酸即乙二酸，是一種有機(jī)二元酸，在工業(yè)上有重要的作用。草酸在100 ℃開(kāi)始升華，157 ℃時(shí)大量升華，并開(kāi)始分解。 電離方程式 電離常數(shù) H2C2O4H＋＋HC2O K1＝5.4×10－2 HC2OH＋＋C2O K2＝5.4×10－5 NH3·H2ONH＋OH－ K＝1.8×10－5 (1)(NH4)2C2O4溶液的pH________7(填“＞”“

5、＜”或“＝”)。 (2)用惰性電極電解飽和草酸溶液可制得乙醛酸(OHC—COOH)。陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (3)草酸鈉是一種重要的還原劑。合成草酸鈉的操作如下： 草酸草酸鈉晶體 ①75%酒精的作用是___________________________________________。 ②當(dāng)草酸與碳酸鈉的物質(zhì)的量按2∶1充分混合后，溶液中pH＜7

6、。請(qǐng)將該溶液中離子濃度按由大到小的順序排列_______________________________________ _______________________________________________________________。 解析　(1)由題中表格可知，H2C2O4、HC2O、NH3·H2O的電離常數(shù)大小為H2C2O4＞HC2O＞NH3·H2O，故草酸銨溶液顯酸性。(2)陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)：2H＋＋HOOC—COOH＋2e－===HOOC—CHO＋H2O。(3)①加入酒精是為了降低草酸鈉的溶解度，便于晶體析出。②二者反應(yīng)后溶質(zhì)為草酸氫鈉，因?yàn)槿芤猴@酸性，所以H

7、C2O的電離程度大于其水解程度，則離子濃度大小順序?yàn)閏(Na＋)＞c(HC2O)＞c(H＋)＞c(C2O)＞c(OH－)。 答案　(1)＜ (2)2H＋＋HOOC—COOH＋2e－===HOOC—CHO＋H2O (3)①降低草酸鈉的溶解度，便于晶體析出 ②c(Na＋)＞c(HC2O)＞c(H＋)＞c(C2O)＞c(OH－) 增分點(diǎn)2　水的離子積常數(shù) ?？碱}型 1.計(jì)算溫度高于室溫時(shí)的Kw。 2．通過(guò)KW的大小比較相應(yīng)溫度的高低。 3．溶液中c(H＋)與c(OH－)相互換算。 4．酸、堿、能水解的鹽溶液中水電離出的c(H＋)或c(OH－)的計(jì)算。 對(duì) 策 Kw只與溫度有

8、關(guān)，升高溫度，Kw增大；在稀溶液中，c(H＋)·c(OH－)＝Kw，其中c(H＋)、c(OH－)是溶液中的H＋、OH－濃度；水電離出的H＋數(shù)目與OH－數(shù)目相等。 【例2】　下表是不同溫度下水的離子積常數(shù)： 溫度/℃ 25 t1 t2 水的離子積常數(shù)(mol2·L－2) 1×10－14 a 1×10－12 試回答以下問(wèn)題： (1)若25＜t1＜t2，則a________1×10－14 mol2·L－2(填“＞”、“＜”或“＝”)，做此判斷的理由是_______________________________________________ ________________

9、_______________________________________________。 (2)25 ℃時(shí)，某Na2SO4溶液中c(SO)＝5×10－4 mol/L，取該溶液1 mL加水稀釋至10 mL，則稀釋后溶液中c(Na＋)∶c(OH－)＝________。 (3)t2 ℃時(shí)，將pH＝11的苛性鈉溶液V1 L與pH＝1的稀硫酸V2 L混合(設(shè)混合后溶液的體積為原兩溶液體積之和)，所得混合溶液的pH＝2，則V1∶V2＝________。此溶液中各種離子的濃度由大到小的順序是________。 解析　(1)25＜t1＜t2，溫度升高，促進(jìn)水的電離，c(H＋)＝c(OH－)＞1×

10、10－7 mol/L，所以KW＞1×10－14 mol2·L－2。 (2)Na2SO4溶液中c(Na＋)＝2×5×10－4 mol/L＝1×10－3 mol/L，稀釋10倍后，c(Na＋)＝1×10－4 mol/L，此時(shí)溶液為中性，c(OH－)＝1×10－7 mol/L，所以c(Na＋)∶c(OH－)＝10－4 mol/L∶10－7 mol/L＝1 000。 (3)根據(jù)酸、堿中和原理及pH計(jì)算式：＝10－2 mol/L，解得V1∶V2＝9∶11，根據(jù)Na2SO4的化學(xué)組成及反應(yīng)后溶液呈酸性，推知該溶液中各種離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na＋)＞c(SO)＞c(H＋)＞c(OH－)。 答案

11、　(1)＞　溫度升高，水的電離程度增大，所以水的離子積增大　(2)1 000∶1　(3)9∶11　c(Na＋)＞c(SO)＞c(H＋)＞c(OH－) 增分點(diǎn)3　Ka(Kb)與Kw的結(jié)合——鹽類(lèi)的水解常數(shù)Kh 說(shuō)明：Kh在做題過(guò)程中往往通過(guò)Ka(Kb)、Kw的數(shù)據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)換完成解答。 【例3】　室溫下，H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka1＝1.0×10－2、Ka2＝1.0×10－7。 (1)該溫度下NaHSO3的水解平衡常數(shù)Kh＝________，NaHSO3溶液的pH________(填“＞”、“＜”或“＝”)7；若向NaHSO3溶液中加入少量I2，則溶液中將________(填“增大”、“減

12、小”或“不變”)。 (2)0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH＝________，從平衡移動(dòng)的角度解釋SO的Kh1＞Kh2。_____________________________________________________。 解析　(1)Ka1＝，由HSO＋H2OH2SO3＋OH－，Kh＝＝＝＝1.0×10－12＜Ka2，這說(shuō)明HSO的電離能力強(qiáng)于水解能力，故溶液顯酸性，pH＜7；當(dāng)加入少量I2時(shí)，＋4價(jià)的硫元素被氧化，溶液中有硫酸(強(qiáng)酸)生成，導(dǎo)致溶液的酸性增強(qiáng)，c(H＋)增大，c(OH－)減小，但因溫度不變，故Kh不變，則增大。(2)同理可求出Kh1＝＝1.0×10－7，

13、Na2SO3溶液的堿性主要由SO的一級(jí)水解決定，設(shè)溶液中c(OH－)＝x mol/L，則c(HSO)≈x mol/L、c(SO)＝0.1 mol/L－x mol/L≈0.1 mol/L，利用水解平衡常數(shù)易求出x＝1.0×10－4 mol/L，pH＝10。一級(jí)水解產(chǎn)生的OH－對(duì)二級(jí)水解有抑制作用，導(dǎo)致二級(jí)水解程度降低。 答案　(1)1.0×10－12　＜　增大 (2)10　一級(jí)水解產(chǎn)生的OH－對(duì)二級(jí)水解有抑制作用 增分點(diǎn)4　難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù) ?？? 題型 1.溶解度與Ksp的相關(guān)轉(zhuǎn)化與比較。 2．沉淀先后的計(jì)算與判斷。 3．沉淀轉(zhuǎn)化相關(guān)計(jì)算。 4．金屬陽(yáng)離子沉淀完全的pH及

14、沉淀分離的相關(guān)計(jì)算。 5．與其他平衡(如氧化還原平衡、配位平衡)綜合的計(jì)算。 6．?dāng)?shù)形結(jié)合的相關(guān)計(jì)算等。 對(duì) 策 應(yīng)用Kap數(shù)值大小比較物質(zhì)的溶解度大小時(shí)，一定是在組成上屬于同一類(lèi)型的難溶電解質(zhì)才能進(jìn)行比較，否則，不能比較；在判斷沉淀的生成或轉(zhuǎn)化時(shí)，把離子濃度數(shù)值代入Ksp表達(dá)式，若數(shù)值大于Ksp，沉淀可生成或轉(zhuǎn)化為相應(yīng)難溶物質(zhì)；利用Ksp可計(jì)算某些沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。 【例4】　(2018·南陽(yáng)模擬)①已知t ℃時(shí)AgCl的Ksp＝2×10－10；②在t ℃時(shí)Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲線(xiàn)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．在t ℃時(shí)，Ag2CrO4的K

15、sp為1×10－9 B．在飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使溶液由Y點(diǎn)到X點(diǎn) C．在t ℃時(shí)，以0.01 mol·L－1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L－1 KCl和0.01 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液，CrO先沉淀 D．在t ℃時(shí)，反應(yīng)Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋CrO(aq)的平衡常數(shù)K＝2.5×107 解析　依據(jù)圖像曲線(xiàn)上的數(shù)據(jù)，結(jié)合溶度積常數(shù)概念計(jì)算即可得到，曲線(xiàn)上的點(diǎn)是沉淀溶解平衡，Ag2CrO4的沉淀溶解平衡為Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)；Ksp＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝(1

16、0－3)2×10－6＝10－12，故A錯(cuò)誤；在飽和溶液中加入K2CrO4可使沉淀溶解平衡左移，溶度積常數(shù)不變，還是飽和溶液，點(diǎn)應(yīng)在曲線(xiàn)上，故B錯(cuò)誤；依據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝1×10－12，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝2×10－10，以0.01 mol·L－1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L－1 KCl和0.01 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液，c(CrO)＝0.01 mol·L－1，得到c(Ag＋)＝ mol·L－1＝1×10－5 mol·L－1，0.01 mol·L－1 KCl溶液中，c(Cl－)＝0.01 mol·L－1，依據(jù)溶度積計(jì)算得c(Ag＋)＝ mol·L－1＝2×10－8 mol·L－1，所以先析出氯化銀沉淀，故C錯(cuò)誤；在t ℃時(shí)，Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋CrO(aq)，離子濃度相同時(shí)，依據(jù)氯化銀的溶度積和Ag2CrO4的溶度積計(jì)算，K＝＝＝＝2.5×107，故D正確。 答案　D 【解題建?！? 基于“平衡觀”視角建構(gòu)電解質(zhì)溶液知識(shí)體系