高考化学水溶液中的离子平衡
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1 突破点9 水溶液中的离子平衡
提炼1 电离平衡及应用
1.弱电解质只进行微弱电离，发生电离的弱电解质及产生的离子都是少量的，同时注意考虑水的电离
如0.1 mol/L的氨水中，由于存在电离平衡：NH3·H2ONH＋4＋OH－、H2OH＋＋OH－，所以溶液中微粒浓度的关系为
c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NH＋4)>c(H＋)。
2．多元弱酸的电离分步进行，主要以第一步电离为主
如H2S溶液中，由于存在电离平衡：H2SHS－＋H＋、HS－S2－＋H＋、H2OH＋＋OH－，所以溶液中微粒浓度关系为c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。
3．电离平衡常见影响因素分析
(以CH3COOHCH3COO－＋H＋为例)
改变条件 平衡移动方向 c(H＋) Ka
升高温度 正向移动 增大 增大
加水稀释 正向移动 减小 不变
加冰醋酸 正向移动 增大 不变
加浓盐酸 逆向移动 增大 不变
加入烧碱 正向移动 减小 不变
4.相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸溶液的比较
2 5.溶液的酸碱性判断的最根本的标准是比较溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小，而pH＝7或c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1，仅仅是在室温下的特例，因此在使用pH判断溶液酸碱性时，要特别注意温度条件。
提炼2 水解平衡及应用
1.水解是微弱的
如浓度为0.1 mol/L、pH＝5.5的(NH4)2SO4溶液中，由于c(H＋)水＝c(OH－)水，而水电离产生的一部分OH－与很少量的NH＋4结合产生NH3·H2O，所以溶液中微粒浓度关系为c(NH＋4)>c(SO2－4)>c(H＋)>c(NH3·H2O)>c(OH－)。
2．盐溶液的酸碱性
(1)正盐：谁弱谁水解，谁强显谁性。
强碱弱酸盐(如CH3COONa)―→弱酸根离子水解→结果：c(OH－)>c(H＋)。
强酸弱碱盐(如NH4Cl)―→弱碱阳离子水解→结果：c(H＋)>c(OH－)。
(2)酸式盐溶液
3．盐类水解的离子方程式
(1)多元弱酸盐的水解分步进行，以第一步为主，一般只写第一步水解的离子方程式，如Na2CO3水解的离子方程式：CO2－3＋H2OHCO－3＋OH－。
(2)多元弱碱阳离子的水解方程式一步写完，如FeCl3水解的离子方程式：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋。
(3)能完全水解的离子组，由于水解程度较大，书写时要用“===”“↑”“↓”等，如NaHCO3与AlCl3混合溶液反应的离子方程式：Al3＋＋3HCO－3===Al(OH)3↓＋3CO2↑。 3
如在Na2CO3溶液中存在着Na＋、CO2－3、H＋、OH－、HCO－3，它们存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO2－3)＋c(HCO－3)＋c(OH－)。
(2)物料守恒规律
电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，粒子种类增多，但某些关键性的原子总是守恒的。
c(Na＋)＝2[c(CO2－3)＋c(HCO－3)＋c(H2CO3)]
(3)质子守恒规律
电解质溶液中，电离、水解等过程中得到的质子(H＋)数等于失去的质子(H＋)数。
如Na2CO3溶液中质子守恒关系可以用图示分析如下：
由得失氢离子守恒可得：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO－3)＋2c(H2CO3)。
提炼3 沉淀溶解平衡及应用1.沉淀溶解平衡常数——溶度积
(1)表达式：对于溶解平衡MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)
Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am－)]n。
(2)意义：溶度积(Ksp)反映了物质在水中的溶解能力。 4 (3)影响因素：溶度积常数只与难溶性电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。
2．溶度积的应用
通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积(Qc)的相对大小，判断难溶电解质在给定条件下能否生成或溶解：
当Qc>Ksp时，溶液为过饱和溶液，沉淀析出。
当Qc＝Ksp时，溶液为饱和溶液，处于平衡状态。
当Qc
3．Ksp的应用注意事项
(1)用溶度积直接比较难溶电解质的溶解能力时，物质的类型(如AB型、A2B型、AB2型等)必须相同。
(2)对于同类型物质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强；当一种离子和其他几种离子都可能产生沉淀时，Ksp越小，沉淀越容易生成。
(3)对于不同类型的物质，当Ksp相差不大时不能直接作为比较依据，如常温下Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.1×10－12，不能判断前者溶解度大。
(4)沉淀的转化过程中一般是溶解度大的易转化为溶解度小的，但也可以使溶解度小的沉淀转化成溶解度大的沉淀，如用饱和Na2CO3溶液浸泡重晶石(BaSO4)可制备溶于酸的钡盐BaCO3。
回访1 (2016·全国乙卷)298 K时，在20.0 mL 0.10 mol·L－1氨水中滴入0.10
mol·L－1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L－1氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是(
)
【导学号：14942040】
A．该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂 5 B．M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C．M点处的溶液中c(NH＋4)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)
D．N点处的溶液中pH<12
D [A项用0.10 mol·L－1盐酸滴定20.0 mL 0.10 mol·L－1氨水，二者恰好完全反应时生成强酸弱碱盐NH4Cl，应选用甲基橙作指示剂。B项当V(HCl)＝20.0
mL时，二者恰好完全反应生成NH4Cl，此时溶液呈酸性，而图中M点溶液的pH＝7，故M点对应盐酸的体积小于20.0 mL。C项M点溶液呈中性，则有c(H＋)＝c(OH－)；据电荷守恒可得c(H＋)＋c(NH＋4)＝c(OH－)＋c(Cl－)，则有c(NH＋4)＝c(Cl－)，此时溶液中离子浓度关系为c(NH＋4)＝c(Cl－)>c(H＋)＝c(OH－)。D项NH3·H2O为弱电解质，部分发生电离，N点时V(HCl)＝0，此时氨水的电离度为1.32%，则有c(OH－)＝0.10 mol·L－1×1.32%＝1.32×10－3 mol·L－1，c(H＋)＝KwcOH－＝1.0×10－141.32×10－3 mol·L－1≈7.58×10－12 mol·L－1，故N点处的溶液中pH<12。]
回访2 (2014·新课标全国卷Ⅰ)溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示。下列说法错误．．的是(
)
A．溴酸银的溶解是放热过程
B．温度升高时溴酸银溶解速度加快
C．60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4
D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯 6 A [A.由题图可知，随着温度升高，溴酸银的溶解度逐渐增大，因此AgBrO3的溶解是吸热过程。B.温度越高物质的溶解速率越快。C.由溶解度曲线可知，60 ℃时AgBrO3的溶解度约为0.6 g，则其物质的量浓度约为0.025 mol·L－1，AgBrO3的Ksp＝c(Ag＋)·c(BrO－3)＝0.025×0.025≈6×10－4。D.若KNO3中含有少量AgBrO3，可通过蒸发浓缩得到KNO3的饱和溶液，再冷却结晶获得KNO3晶体，而AgBrO3留在母液中。]
热点题型1 滴定曲线分析及应用
1.(2016·河北石家庄调研)用0.1 mol/L NaOH溶液滴定10 mL 0.1 mol/L H2A溶液，溶液的pH与NaOH溶液的体积关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．A点溶液中加入少量水：cOH－cH2A增大
B．B点：c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)
C．C点：c(Na＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)
D．水电离出来的c(OH－)：B>D
D [向H2A溶液中加入少量水，H2A、H＋的浓度均减小，cOH－cH2A＝cOH－×cH＋cH2A×cH＋＝KwcH2A×cH＋，则cOH－cH2A增大，故A正确；10 mL 0.1 mol/L
NaOH溶液与10 mL 0.1 mol/L H2A溶液反应恰好生成NaHA，此时溶液呈酸性，HA－的电离程度大于其水解程度，所以B点有c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2 7 －)>c(OH－)，故B正确；根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)＋c(OH－)，C点溶液呈中性，所以c(Na＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)，故C正确；D点H2A与氢氧化钠恰好反应生成Na2A，A2－水解促进水的电离，B点为NaHA溶液，HA－电离使溶液呈酸性，抑制水的电离，所以水电离出来的c(OH－)：B
2．常温下，向40.00 mL 0.1 mol·L－1 MOH溶液中滴加0.1 mol·L－1盐酸，混合溶液的pH与所加盐酸体积的关系如图所示。下列推断正确的是(
)
A．MOH是强电解质
B．a点对应的溶液中：c(Cl－)>c(M＋)>c(OH－)>c(H＋)
C．b点对应的溶液中：c(Cl－)>c(M＋)>c(H＋)>c(OH－)
D．曲线上任意点所对应的溶液中都有c(H＋)＝c(OH－)＋c(MOH)
C [A项，从图像中起点的pH和MOH溶液的浓度知，MOH是弱电解质，错误；B项，a点对应的溶液中：c(M＋)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)，错误；C项，b点时，二者恰好完全中和生成MCl，MCl水解，溶液呈酸性，溶液中离子浓度关系为c(Cl－)>c(M＋)>c(H＋)>c(OH－)，正确；D项，只有b点对应的溶液中，存在质子守恒式：c(H＋)＝c(OH－)＋c(MOH)，错误。]
3．25 ℃时，用Na2S沉淀Cu2＋、Mn2＋、Fe2＋、Zn2＋四种金属离子(M2＋)，所需S2－最低浓度的对数值lg c(S2－)与lg c(M2＋) 的关系如图所示。下列说法正确的是( )
