专题十 水溶液中的离子平衡
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【课前自主复习与思考】
1．阅读并思考《创新设计》相关内容。
2．NH4Cl、CH3COONa、Na2CO3、NaHCO3等溶液中的三处守恒式。
3．酸碱中和滴定的操作、注意事项。
【结合自主复习内容思考如下问题】
1．某温度下，相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，
pH随溶液体积的变化如右图所示。据图判断正确的是
A．Ⅱ盐酸稀释时的pH变化曲线
B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C．a点KW的数值比c点KW的数值大
D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
2．已知：25°C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°C时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B．25°C时，在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
C．25°C时，Mg(OH)2固体在20ml 0.01 mol?L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol?L－1
NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25°C时，在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
【考纲点拨】
1．了解电离、电解质、强电解质和弱电解质的概念。
2．了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。
3．了解水的电离和水的离子积常数。了解溶液pH的定义，能进行溶液pH的有关计算。
4．了解盐类水解的原理，能说明影响盐类水解的主要因素，认识盐类水解在生产、生活中的应用（弱酸弱碱盐的水解不作要求）。
5．理解（去年是了解）难溶电解质存在沉淀溶解平衡，能运用离子积常数（Ksp）进行简单计算（新增）。
6．了解离子反应的概念，了解离子反应发生的条件。能正确书写简单的离子反应方程式。
【自主研究例题】
1．（2010全国卷1）下列叙述正确的是
A．在醋酸溶液的pH＝a，将此溶液稀释1倍后，溶液的pH＝a，则a＞b
B．在滴有酚酞溶液的氨水里，加入NH4Cl至溶液恰好无色，则此时溶液的pH＜7
C．1.0×10－3mol/L盐酸的pH＝3.0，1.0×10－8mol/L盐酸的pH＝8.0
D．若1mL pH＝1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后，溶液的pH＝7则NaOH溶液的pH＝11
2．（2010江苏卷.20）以水氯镁石（主要成分为MgCl2?6H2O）为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：
⑴预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的Ksp＝1.8×10－11，若溶液中c(OH－)＝3.0×10－6 mol?L－1，则溶液中c(Mg2＋)＝ 。
⑵上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为 。
⑶高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g和标准状况下CO2 0.896L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
⑷若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产品中镁的质量分数
（填“升高”、“降低”或“不变”）。
我思我疑：
【高考链接】
【例1】（2010福建卷.10）下列关于电解质溶 液的正确判断是
A．在pH＝12的溶液中，K＋、Cl－、HCO3－、Na＋可以常量共存
B．在pH＝0的溶液中，Na＋、NO3－、SO32－、K＋可以常量共存
C．由0.1 mol?L－1一元碱BOH溶液的pH＝10，可推知BOH溶液存在
BOH===B＋＋OH－
D．由0.1 mol?L－1一元碱HA溶液的pH＝3，可推知NaA溶液存在
A－＋H2O HA + OH－
【例2】（2010上海卷.16）下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是
A．氨水与氯化铵的pH＝7的混合溶液中：c(Cl－)＞c(NH4＋)
B．pH＝2的一元酸和pH＝12的一元强碱等体积混合：c(OH－)＝c(H＋)
C．0.1 mol?L－1的硫酸铵溶液中：c(NH4＋)＞c(SO42－)＞c(H＋)
D．0.1 mol?L－1的硫化钠溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋c(H2S)
【例3】（2010山东卷.15）某温度下，Fe(OH)3(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的辩护如图所示。据图分析，下列判断错误的是
A．Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]
B．加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C．c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相等
D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
【例4】（2010浙江卷.26）已知：
①25℃时弱电解质电离平衡数：Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5，Ka(HSCN)＝0.13；难溶电解质的溶度积常数：Kap(CaF2)＝1.5×10－10
②25℃时，2.0×10－3 mol?L－1氢氟酸水溶液中，调节溶液pH（忽略体积变化），得到c(HF)、c(F－)与溶液pH的变化关系，如下图所示：
请根据以下信息回答下旬问题： 图2
⑴25℃时，将20mL 0.10 mol?L－1 CH3COOH溶液和20mL 0.10 mol?L－1HSCN溶液分别与20mL 0.10 mol?L－1NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）变化的示意图为图2所示：
反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是 ，反应结束后所得两溶液中，c(CH3COO－) c(SCN－)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
⑵25℃时，HF电离平衡常数的数值Ka ，列式并说明得出该常数
的理由 。
⑶4.0×10－3 mol?L－1HF溶液与4.0×10－4 mol?L－1 CaCl2溶液等体积混合，调节混合
液pH为4.0（忽略调节混合液体积的变化），通过列式计算说明是否有沉淀产生。
【归纳与思考】
【自主检测】
1．常温下，有甲、乙两份体积为1 L、浓度均为0.2 mol?L－1的醋酸溶液，其pH为3，①甲用蒸馏水稀释100倍后，溶液pH变为x；②乙与等体积、浓度均为0.2 mol?L－1的NaOH溶液混合，在混合液中n(CH3COO－)＋n(OH－)－n(H＋)＝y mol。x、y正确的答案组合是
A．3；0.1 B．5；0.2 C．3＜x＜5；0.1 D．3＜x＜5；0.2
2．下列溶液中各微粒的浓度关系或说法错误的是
A．0.1 mol?L－1 pH为4的NaHB溶液中：c(HB－)＞c(H2B)＞c(B2－)
B．c(NH4＋)相等的(NH4)2SO4溶液、(NH4)2CO3溶液、(NH4)2Fe(SO4)2溶液和NH4Cl溶液：c[(NH4)2Fe(SO4)2]＜c[(NH4)2SO4]＜c[(NH4)2CO3]＜c(NH4Cl)
C．0.1 mol?L－1 Na2CO3溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO3－)＋2c(H2CO3)
D．向0.2 mol?L－1的CH3COOH和0.1 mol?L－1的NaOH等体积混合溶液中加入少量的NaOH或HCl溶液时，溶液的pH不会发生显著变化
3．已知如下物质的浓度积常数：FeS Ksp＝6.3×10－18 mol2?L－2；CuS Ksp＝1.3×10－36 mol2?L－2；ZnS Ksp＝1.6×10－24 mol2?L－2。下列说法正确的是
A．同温度下，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B．将足量的CuSO4溶解在0.1 mol?L－1的H2S溶液中，Cu2＋能达到的最大浓度是不是1.3×10－35 mol?L－1
C．因为H2SO4是强酸，故Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋不能发生
D．除去工业刻水中的Cu2＋，可以用FeS作沉淀剂
4．下列说法正确的是
A．常温下pH为5的盐酸稀释1000倍后，pH等于8
B．浓度均为0.1 mol?L－1的氨水和氯化铵溶液，水电离出的c(H＋)前者小于后者
C．碳酸钠溶液中存在：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CO32－)＋c(OH－)＋c(HCO3－)
D．等浓度的醋酸与KOH以任意比混合：c(K＋)＋c(H＋)＞c(OH－)＋c(CH3COO－)
5．下列关于电解质溶液的叙述正确的是
A．常温下，同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液相比，Na2CO3溶液的pH大
B．常温下，pH＝7的NH4Cl与氨水的混合溶液中：c(Cl－)＞c(NH4＋)＞c(H＋)＝c(OH－)
C．中和pH与体积均相同的盐酸和醋酸溶液，消耗NaOH的物质的量相同
D．将pH＝4的盐酸稀释后，溶液中所有离子的浓度均降低
6．铜、硫的化合物在工农业生产中有重要的作用。
⑴工业上由辉铜矿（主要成分为Cu2S）生产铜的主要反应为：Cu2S＋O2===2Cu＋SO2。该反应中被还原的元素为 （填元素符号）。
⑵反应中产生的SO2尾气可用NaOH溶液吸收。若用1 L 1 mol?L－1的NaOH溶液吸收标准状况下22.4 L SO2，该反应的离子方程式是 ；若所得溶液中c(SO32－)＞c(HSO3－)，溶液中各离子浓度由大到小的顺序是
。
⑶某温度下FeS、CuS的沉淀溶解平衡曲线如下图所示，纵坐标c(M2＋)代表Fe2＋或Cu2＋的浓度，横坐标c(S2－)代表S2－浓度。
①在物质的量浓度相等的和的溶液中滴加硫化钠溶液，首先沉淀的离子为 。
②写出工业上用FeS除废水中Cu2＋的离子方程式 。
⑷已知Cu2O可以发生如下反应：CuO＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。若检验氧化铜中含有氧化亚铜，可选用的试剂是 （填试剂名称），其实验现象是 。
7．运用化学反应原理可以更好地分析化学反应的本质。
⑴下列四组物质反应，其中与其他三组有本质不同的是 （填序号）。
A．Na2O2＋H2O B．F2＋H2O C．Cl2＋H2O D．NO2＋H2O
⑵在25℃下，向浓度均为0.1 mol?L－1的NaCl和KBr溶液中逐滴加入硝酸银溶液，先生成沉淀（填化学式）；当两种沉淀共存时溶液中c(Br－)/c(Cl－)＝ 。[已知25℃时，Ksp(AgBr)＝5.4×10－13，Ksp＝(AgCl)2.0×10－10]
⑶汽车尾气净化中的一个反应如下：2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋2CO(g)，该反应混合体系中NO的百分含量和
湿度的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。
①2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO(g)的ΔH 0（填
“＞”或“＜”）
②若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则
K1 K2；若反应进行到状态D时，v(正) v(逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）
③在恒容的密闭容器中，该反应达平衡后，改变某一条件，下列图示不正确的是
⑷食盐的碘添加剂KIO3生产方法之一是以石墨为阳极，不锈钢为阴极，电解液为碘和氢氧化钾的混合溶液，在一定电流强度和温度下进行电解，试写出阴极反应式：
。
8．⑴随着西永电子城的建立，重庆已成为西部地区的电子工业中心。随着电子工业的迅速发展，将有大量的电路板刻蚀液的产生和排放。
①传统的方法是用（HCl－FeCl3）蚀刻铜电路板，前用Fe、Cl2处理废液，回收铜并重新制得FeCl2。处理废液时涉及的反应有：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，还有 （用离子方程式表示）。
②现多采用（HCl－H2O2）法代替传统方法，写出该法蚀刻铜电路板的化学方程式
。用氢氧化钠、葡萄糖对废液进行处理，可得到 （填物质的化学式）。进一步处理达到回收的目的。
⑵现有浓度匀为0.1 mol?L－1的五种溶液：A．Na2CO3、B．NaHCO3、C．NaAlO2、D．CH3COONa、E．NaOH。
①这五种溶液中水的电离程度最大的是 （填编号）。
②将五种溶液稀释相同的倍数时，其pH变化最大的是 （填编号）。
③将上述A、B、C、D四种溶液两两混合时，有一对溶液相互间能发生离子反应，写出该反应的离子方程式： 。
④将CO2通入A溶液中至恰好呈中性，溶液中2c(CO32－)＋c(HCO3－)＝
mol?L－1（设反应前后溶液体积不变）。
9．⑴已知在常温下测得浓度均为0.1 mol?L－1的下列6种物质的溶液的pH：
溶质CH3COONaNaHCO3Na2CO3NaClONaCNC6H5ONa
pH
根据上述信息判断，浓度均为0.05 mol?L－1的下列6种物质的溶液中，pH最小的是
（填编号）。
①C6H5OH ②CH3COOH ③HCN ④HClO ⑤H2SO4 ⑥HClO4
⑵下列转化都属于复分解反应：
①工业上将石灰乳与纯碱溶液混合可制得苛性钠溶液。
②侯氏制碱法中，向饱和碳酸氢铵溶液中加入饱和食盐水可获得小苏打晶体。
③蒸发KCl和NaNO3混合溶液，首先析出NaCl晶体。
根据上述反应，总结出复分解反应的一个规律：
；
将KI溶液和AgCl固体混合搅拌，会观察到的现象是，请定出反应的离子方程式：
