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第三章 水溶液中的离子反应与平衡章节复习课学习目标：熟悉本章主要知识点，并进行综合运用 学习过程： 一、电离平衡知识点：弱电解质在水溶液中不能完全电离，存在电离平衡。
达到电离平衡后溶液中还存在弱电解质分子，如HNO 2稀溶液存在的分子有 和 ，存在的阳离子有 ，存在的阴离子有 和 。
而强电解质在水中能完全电离，溶液中不存在强电解质分子，但给溶的强电解质在体系存在固体，而溶解部分是完全电离的，不要混淆。
例题1. 各有100mL 1mol/L 稀盐酸和稀醋酸溶液，回答下列问题：(1) 稀醋酸中存在的粒子有 ，能证明醋酸是弱酸的事实是（ ）A. 醋酸溶液中还存在醋酸分子B. 1mol/L 稀醋酸溶液pH=0 B. 向其中加入Na 2CO 3溶液有气泡产生 D.食醋有刺激性气味 (2) 分别向上述两种溶液中加入2.4g 镁条，产生气体物质的量和时间关系正确的是（ ）n(H 2)/mol An(H 2)/mol Bn(H 2)/mol Cn(H 2)/mol D(3) 若把开始pH=2的盐酸和醋酸10mL 稀释到1L ，稀释后盐酸的pH= ，醋酸的pH 变化比盐酸的 （填大或小）(4) 25℃时碳酸Ka 1=4.3×10-7、Ka 2=5.6×10-11。
向NaOH 溶液通入CO 2，当pH=7时，--323HCO CO =二、水的电离和溶液的pH知识点：水是一种极弱的电解质，25℃时，纯水中c(H +)=c(OH -)= ，此时水的离子积K W = 。
25℃时向纯水分别滴入几滴下列溶液，请填表：1mol/L 盐酸 1mol/LNaOH 溶液 1mol/L NaCl 溶液 水的电离平衡移动方向c(OH -) K W pH例题2.实验测得0.5 mol ·L −1CH 3COONa 溶液、 0.5 mol ·L −1 CuSO 4溶液以及H 2O 的pH 随温 度变化的曲线如图所示。
新教材高中化学专题：专题3 溶液中的离子反应项目任务揭秘索尔维法和侯氏制碱法——领略化学平衡思想的创造性应用【项目情境】素养解读态度与社会责任。
【探究过程】素养评价解读索尔维制碱法1．关键反应：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl。
2．模拟实验(1)实验步骤用如图所示装置模拟索尔维法。
锥形瓶中装有碳酸钙粉末，分液漏斗中装有稀硫酸，试管中装有氨盐水，并滴有酚酞溶液。
用冰水浴降低试管内的温度。
打开分液漏斗，观察二氧化碳通入氨盐水的现象。
模拟索尔维法的实验装置(2)实验现象随CO2的不断通入，溶液的红色逐渐褪去后，溶液中出现白色沉淀。
3．交流讨论以下问题：(1)NaHCO3可溶于水，为什么能得到NaHCO3沉淀？试用化学平衡的原理解释原因。
[提示]可溶性物质的溶解是存在限度的，当相应离子浓度过大时，可溶性物质也会析出，类似于沉淀溶解平衡。
索尔维法通过增大c(Na＋)、c(HCO－3)，使平衡Na＋＋HCO－3 NaHCO3(s) Q c<K，平衡右移，产生沉淀。
(2)为什么要先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水，再通入二氧化碳？[提示]CO2在水中溶解度较小，仅通入CO2难以获得足量HCO－3；NH3易溶于水，且能使H2CO3H＋＋HCO－3平衡右移，使HCO－3浓度增大。
(3)为什么酚酞完全褪色后才有沉淀逐渐析出？[提示]开始时2NH3·H2O＋CO2===CO2－3＋2NH＋4＋H2O，随着CO21．变化观念与平衡思想—水平4：能学会分析溶液中的微粒和平衡，理解平衡之间的相互影响，能根据实际需求选择调控平衡移动的方法。
2．科学态度与社会责任—水平3：能体会化学原理的巧妙应用，了解我国科学家对制碱工业作出的巨大贡献。
通入，NH 3·H 2O 消耗完后生成的CO 2－3。
与CO 2、H 2O 反应：CO 2＋CO 2－3＋H 2O 2HCO －3，当c (HCO －3)增大至一定程度，产生NaHCO 3沉淀。
沉淀溶解平衡常考考点突破一沉淀溶解平衡及其应用1．沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡是动态平衡，平衡时v沉淀＝v溶解≠0，条件改变，平衡会发生移动，生成沉淀或沉淀逐渐溶解。
(2)温度升高，沉淀溶解平衡不一定向溶解的方向移动，因为有些难溶电解质的溶解度随温度的升高而减小，如Ca(OH)2。
2．沉淀溶解平衡的应用(1)除去废水中的重金属离子。
(2)生活或科研中将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐。
(3)除杂如除去CuSO4溶液中混有的Fe3＋，可向溶液中加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3调节溶液的pH 至3～4，Fe3＋就会全部转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
1．不同金属的氢氧化物在酸中的溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。
难溶金属氢氧化物在不同pH下的溶解度曲线如图所示：(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是________。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH________(填字母)。
A．<1 B．4左右C．>6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，________(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是_________________________________________________。
(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水生成[Cu(NH3)4]2＋，写出反应的离子方程式：_________________________________________________________。
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表。
为除去某工业废水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的________(填字母)。
A．NaOH B．FeS C．Na2S解析：(1)由题图可知，在pH＝3时，溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀，则铜元素主要以Cu2＋的形式存在。
溶液中的离子反应复习教学设计教学目标：1.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡；2.能用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平衡，能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡；3.能从不同角度设计实验方案证明强弱电解质。
教学过程：【问题1】根据H3PO2的组成，认为它是几元酸？依据是什么？如果不能确定，你还需要什么条件？【学生甲】三元酸，因为H3PO2有三个氢原子。
【学生乙】好像是一元酸，我记得老师讲过。
【学生丙】应该不能判断吧，因为不知道它能电离出几个氢离子。
【追问】如果让你选，你还想知道什么条件？【学生】电力平衡常数，H3PO2的结构、H3PO2的电离方程式，等等。
【教师】H3PO2的结构【教师】根据结构，请你再判断一下它是几元酸。
【学生甲】一元酸，它只有一个羟基，只能电离出一个氢离子。
【问题2】从结构判断，H3PO2是一元酸，那么它是一元强酸还是一元弱酸？能否设计实验证明。
【学生活动】设计实验方案，主要有表1所示的几种方案。
（1）从弱电解质部分电离着手①常温下，测0.1mol/L H3PO2溶液的pH。
②常温下，比较相同浓度H3PO2和盐酸的pH大小。
③常温下，比较相同浓度H3PO2和盐酸的导电能力。
④常温下，比较相同浓度H3PO2和盐酸与锌粒反应的速率。
⑤常温下，pH相同的H3PO2和盐酸与足量的NaOH反应，比较消耗NaOH的体积。
⑥常温下，pH相同的H3PO2盐酸与足量的镁条反应，比较产生气体的体积。
（2）从平衡移动角度着手：①常温下，相同pH的H3PO2和盐酸的稀释相同的倍数，比较pH大小。
② 常温下，pH=2的H 3PO 2稀释100倍，再测pH 。
③ 常温下，相同pH 的H 3PO 2和盐酸，分别加入NaH 2 PO 2和NaCl ，比较pH 变化。
④ 相同pH 的H 3PO 2盐酸，升高相同的温度，比较pH 变化。
（3） 从盐类水解角度着手常温下，测0.1mol/L NaH 2 PO 2的pH 。
专题3水溶液中的离子反应第一单元弱电解质的电离平衡课程目标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．学会正确书写电离方程式。
4．了解水的电离平衡及水的离子积常数。
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。
图说考点,学业基础——自学·思记·尝试【新知预习】一、强电解质和弱电解质1．电解质和非电解质：(1)电解质①定义：在________________能导电的化合物。
②常见物质：________、________、________、活泼金属氧化物、水等。
(2)非电解质①定义：在________________都不能导电的化合物。
②常见物质：________、________、________、________等(填四种物质)。
2．强、弱电解质：(1)强电解质在水溶液中能够________的电解质__________、________和绝大多数________。
(2)弱电解质在水溶液中仅能________的电解质__________、________和水。
二、弱电解质的电离平衡1．电离平衡：在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子在溶液中电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率________时，溶液中弱电解质分子和离子的浓度都不再发生变化，弱电解质的电离达到了平衡状态。
与化学平衡一样，具有逆、等、动、定、变的特征。
2．图像描述3．电离方程式：弱电解质的电离过程是可逆的，其电离方程式用“⇌”表示。
例如：CH3COOH：_________________________________________NH3·H2O：________________________________________4．电离平衡的特征三、电离平衡常数1．概念：在一定温度下，当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时，溶液中电离的各离子________________与未电离的分子的________的比值是一个常数。
知识梳理弱电解质的电离平衡第1节第三章水溶液中的离子反应一、强电解质和弱电解质1．电解质和非电解质电解质：在溶液中或状态下能的化合物。
如酸、碱、盐等。
非电解质：在水溶液中和熔融状态下均以分子形式存在，因而不能导电的化合物。
如苯、乙醇等。
2．强电解质和弱电解质(1)二者的比较强电解质弱电解质概念在水溶液里或熔融状态下能够完全电离成离子的电解质在水溶液里只有部分电离成离子的电解质相同点在水溶液里都能产生自由移动的离子，都是电解质粒子的存在形式只存在电解质电离产生的阴、阳离子，不存在电解质分子大量存在电解质分子，少量存在弱电解质电离产生的离子电离过程不可逆，不存在电离平衡，电离方程式中用“===”可逆，存在电离平衡，电离方程式中用“”不同点电离程度完全电离不完全电离(2)常见的强、弱电解质二、弱电解质的电离平衡1．电解质电离的表示方法——电离方程式(1)强电解质完全电离，用“”。
HCl、Na2SO4。
第2节电离平衡常数和电离度(2)弱电解质部分电离，用“ ”。
CH 3COOH (或CH 3COOH ＋H 2O CH 3COO －＋H 3O ＋)、NH 3•H 2O。
多元弱酸，以第一步电离为主，分步可逆电离如：H 2CO 3；HCO －3H ＋＋CO 2－3。
多元弱碱，分步可逆电离，但书写较为复杂，只写一步可逆电离如：Fe(OH)3 。
2．弱电解质的电离平衡(1)弱电解质电离平衡的建立①开始时，v 电离 ，而v 结合为。
②平衡的建立过程中，v 电离 v 结合。
③当v 电离v 结合时，电离过程达到平衡状态。
(2)弱电解质电离平衡状态在一定条件(如温度、浓度)下，弱电解质在溶液中 的速率和 的速率 ，电离过程就达到了平衡状态。
(3)电离平衡状态的特征①逆——弱电解质的电离过程是 的。
②等——平衡时，的速率与的速率相等。
③动——平衡时，电离过程与离子结合成弱电解质分子的过程 ，是平衡。
④定——平衡时，各微粒(分子、离子)的 保持恒定。
专题 3 (一)弱电解质的电离平衡(二)溶液的酸碱性(三)盐类的水解(四)沉淀溶解平衡(一)水溶液中的离子平衡在生活中的应用水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中。
许多化学反应都是在水溶液中进行的，其中，酸、碱和盐等电解质在水溶液中发生的离子反应，以及弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶电解质的沉淀溶解平衡，都与生命活动、日常生活、工农业生产和环境保护等息息相关。
醋是中国古代劳动人民发明的传统调味品。
老陈醋是中国四大名醋之一，至今已有3 000 余年的历史。
Ⅰ.回答下列问题(1)老陈醋中醋酸的电离方程式为________________________________。
(2)老陈醋呈现酯香的主要物质的结构简式为_________________________。
Ⅱ.用电位滴定法模拟测定某醋酸溶液样品中醋酸的含量，操作如下：已知：该条件下，醋酸和NaOH以物质的量1∶1反应时得到的溶液pH为8.7。
i．准确量取10.00 mL醋酸溶液样品，加入蒸馏水至总体积为100.00 mL，取其中20.00 mL进行滴定实验，用酸度计检测pH 变化；ii.逐滴滴入0.100 0 mol·L－1的NaOH溶液，酸度计显示pH＝8.7停止滴定，记录消耗的NaOH溶液的体积V(NaOH)；iii.平行测定多次(数据见表1)；iv.分析处理数据。
实验数据记录表格编号 1 2 3 4V(NaOH)/mL 23.99 25.00 24.01 24.00(3)第 1 次滴定曲线如图所示，下列说法正确的是________。
A ．a 点溶液：c(CH 3COO －)＜c(H ＋) B ．b 点溶液：c(Na ＋)＝c(CH 3COO －)C ．c 点溶液：c(Na ＋)＞c(OH －)＞c(H ＋)＞c(CH 3COO －) (4)滴定过程中，从 a 点到 c 点水电离出的c(OH－)逐渐增大，用平衡移动原理解释_____________________________________________________________ ________________________________________________________________。
(5)根据表格中的有效数据，计算消耗的NaOH 溶液的平均体积V(NaOH)＝______________mL ，该醋酸溶液样品中醋酸的含量是____________g/100 mL 。
[M(CH 3COOH)＝60 g ·mol －1] 【解析】(1)醋酸为弱酸，部分电离，存在电离平衡，电离方程式为CH 3COOH CH 3COO －＋H ＋；(2)老陈醋中含有乙酸乙酯，具有香味，结构简式为CH 3COOCH 2CH 3；(3)A.a 点为醋酸溶液，存在醋酸和水的电离，则c(CH 3COO －)＜c(H ＋)，故A 正确；B.b 点溶液呈中性，c(OH－)＝c(H ＋)，溶液中存在c(Na ＋ )＋c(H ＋)＝c(OH －)＋c(CH 3COO －)，则c(Na ＋)＝c(CH 3COO －)，故B 正确；C.c 点醋酸和氢氧化钠溶液恰好反应，醋酸钠水解呈碱性c(CH 3COO －)＞c(OH －)，应为c(Na ＋)＞c(CH 3COO－)＞c(OH －)＞c(H ＋)，故C 错误；(4)溶液中存在水的电离平衡 H 2O OH －＋H ＋，从a 点到c 点，随着NaOH 加入，醋酸浓度逐渐减小，对水的电离的抑制程度减弱；(5)第2次实验误差较大，应舍弃，NaOH 溶液的平均体积为1、3、4三次实验平均体积，则V(NaOH)＝23.99＋24.01＋24.003 mL ＝24.00 mL ，滴定终点，满足n(CH 3COOH)＝n(NaOH)，则n(CH 3COOH)＝0.024L ×0.100 0 mol·L －1＝0.002 4 mol ，该醋酸溶液样品中醋酸的含量是0.002 4 mol ×100 mL 20 mL ×60 g·mol －10.01 L ＝72 g·L －1＝7.2 g/100 mL 。
答案：(1)CH 3COOHCH 3COO －＋H ＋(2)CH 3COOCH 2CH 3 (3)AB (4)溶液中存在水的电离平衡 H 2OOH －＋H ＋，随着NaOH 加入，CH 3COOH 浓度降低，醋酸对水电离的抑制程度减弱(5)24.007.2(二)水溶液中的离子平衡在工业生产中的应用钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。
工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。
已知：SrSO4(s)Sr2＋(aq)＋SO2－4(aq)K sp＝2.5×10－7SrCO3(s)Sr2＋(aq)＋CO2－3(aq)K sp＝2.5×10－9(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为_____________________________，该反应的平衡常数表达式为_______________________________________；该反应能发生的原因是_______________________________________________________________________________。
(用沉淀溶解再平衡的有关理论解释)(2)对于上述反应，实验证明增大CO2－3的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。
判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)：①升高温度，平衡常数K将__________；②增大CO2－3的浓度，平衡常数K将________。
(3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。
实验所用试剂为____________；实验现象及其相应结论________________________________________________________________________________________________________________。
(4)BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液是实验中检验SO2－4的常用试剂。
某化学研究性学习小组检验某溶液中存在SO2－4时，首先加入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，然后加入过量稀硝酸，白色沉淀不溶解，由此得出结论：溶液中一定含有SO2－4。
你认为该推理是否严密？试说明理由__________________________________________________________________________________________。
【解析】(1)依据物质K sp大小可知，SrSO4转化成SrCO3的溶解性不同，反应向更难溶的方向进行，依据沉淀转化写出离子方程式为SrSO4(s)＋CO2－3(aq)SrCO3(s)＋SO2－4(aq)；平衡常数表达式K＝c（SO2－4）；该反应能发生的原因是因为K sp(SrCO3)＜K sp(SrSO4)，反应向更难溶的方向进行。
c（CO2－3）(2)①实验证明降低温度有利于提高SrSO4的转化率。
说明平衡正向进行，正反应为放热反应，所以升高温度平衡逆向进行，平衡常数K减小；②增大CO2－3的浓度平衡正向进行，平衡常数随温度变化，不随浓度改变，所以平衡常数不变。
(3)SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，说明SrCO3溶于酸，SrSO4不溶于酸，证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。
实验所用试剂为盐酸，若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则未完全转化。
(4)亚硫酸根离子和钡离子结合生成亚硫酸钡沉淀，遇硝酸被氧化为硫酸钡，也会产生沉淀不溶解现象，所以实验方案不严密。
答案：(1)SrSO4(s)＋CO2－3(aq)SrCO3(s)＋SO2－4(aq)c（SO2－4）c（CO2－3）K sp(SrCO3)＜K sp(SrSO4)(2)①减小②不变(3)盐酸若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则未完全转化(4)不严密，溶液中可能含有SO2－3，生成的BaSO3被氧化成BaSO4应用实践·提升素养1．镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。
由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：已知：①NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋②某温度下一些金属氢氧化物的K sp及沉淀析出的理论pH如下表所示：M(OH)n K sppH开始沉淀沉淀完全Al(OH)3 1.9×10-23 3.43 4.19Fe(OH)3 3.8×10-38 2.53 2.94Ni(OH)2 1.6×10-147.60 9.75回答下列问题：(1)根据上表数据判断步骤②依次析出沉淀Ⅱ________和沉淀Ⅲ________(填化学式)，则pH1________________ pH2(填“＞”“＝”或“＜”)，控制两种沉淀析出可利用_____________________________________________________。
A．pH试纸B．石蕊指示剂C．pH计(2)已知溶解度：NiC2O4＞NiC2O4·H2O＞NiC2O4·2H2O，则③的化学方程式是______________________________________________________________。
第③步反应后，过滤沉淀时需要的玻璃仪器有_______________________。
若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因________________________________________________________________、_______________________________________________________。
(3)试写出⑥的离子方程式__________________________________________。
【解析】(1)根据金属氢氧化物的K sp及沉淀析出的理论pH，结合流程图可知，先沉淀的是三价铁离子，随后沉淀的是三价铝离子，控制两种沉淀析出必须准确测定溶液pH，所以用pH计测定。
