2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題講座十突破“水溶液中離子平衡”的兩個難點教案新人教版

PAGE6-專題講座(十)突破“水溶液中離子平衡”的兩個難點難點一滴定曲線中的五個關(guān)鍵點酸堿中和滴定曲線類試題是近幾年高考考查的熱點，特殊是“一強一弱”類(如NaOH—CH3COOH、NH3·H2O—HCl)，中和滴定曲線出現(xiàn)的頻率更高、題目一般在某一溶液中持續(xù)滴入另一溶液的反應(yīng)曲線，主要考查溶液中離子濃度的大小比較、酸堿性的推斷、對水電離平衡的影響、溶液中的守恒關(guān)系。解決酸堿中和滴定曲線類問題的關(guān)鍵是巧抓“5點”，即曲線的起點、恰好反應(yīng)點、中性點、反應(yīng)一半點和過量點，先推斷出各個點中的溶質(zhì)及溶液的酸堿性，以下面室溫時用0.1mol·L－1NaOH溶液滴定0.1mol·L－1HA溶液為例，總結(jié)如何抓住滴定曲線的5個關(guān)鍵點：滴定曲線關(guān)鍵點離子濃度關(guān)系原點(點0)原點為HA的單一溶液，0.1mol·L－1HA溶液pH>1說明HA是弱酸；c(HA)>c(H＋)>c(A－)>c(OH－)反應(yīng)一半點(點①)兩者反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的NaA和HA混合液，此時溶液pH<7，說明HA的電離程度大于A－的水解程度，c(A－)>c(Na＋)>c(HA)>c(H＋)>c(OH－)中性點(點②)此時溶液pH＝7，溶液是中性，酸沒有完全被中和，c(Na＋)＝c(A－)>c(HA)>c(H＋)＝c(OH－)恰好完全反應(yīng)點(點③)此時二者恰好完全反應(yīng)生成NaA，為強堿弱酸鹽，溶液是堿性，c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(HA)>c(H＋)過量點(點④)此時，NaOH溶液過量，得到NaA與NaOH等物質(zhì)的量的混合液，溶液顯堿性，c(Na＋)>c(OH－)>c(A－)>c(H＋)

難點二四大平衡常數(shù)的應(yīng)用1．四大平衡常數(shù)的表達式符號適用體系平衡關(guān)系式(實例)及平衡常數(shù)表達式水的離子積常數(shù)KW隨意水溶液H2OH＋＋OH－KW＝c(H＋)·c(OH－)弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)Ka或Kb弱酸或弱堿溶液HFH＋＋F－Ka＝eq\f(cH＋·cF－,cHF)鹽的水解平衡常數(shù)Kh弱離子的鹽溶液CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－Kh＝eq\f(cCH3COOH·cOH－,cCH3COO－)沉淀溶解平衡常數(shù)Ksp難溶電解質(zhì)Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)2.相關(guān)規(guī)律(1)Qc與K的關(guān)系二者表達式相同，若Qc<K，平衡正向移動；若Qc＝K，平衡不移動；若Qc>K，平衡逆向移動。(2)平衡常數(shù)都只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變。上升溫度，Ka、KW、Kh均增大，而Ksp一般會增大。(3)KW、Ka(Kb)、Ksp、Kh之間的關(guān)系①一元弱酸一元強堿鹽：Kh＝KW/Ka；②一元強酸一元弱堿鹽：Kh＝KW/Kb；③多元弱堿一元強酸鹽，如氯化鐵：Fe3＋(aq)＋3H2O(l)?Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)Kh＝c3(H＋)/c(Fe3＋)。將Keq\o\al(3,W)＝c3(H＋)×c3(OH－)與Ksp＝c(Fe3＋)×c3(OH－)兩式相除，消去c3(OH－)可得Kh＝Keq\o\al(3,W)/Ksp。[典題示例]角度一利用電離常數(shù)確定離子濃度比值的改變已知某溫度下CH3COOH和NH3·H2O的電離常數(shù)相等①，現(xiàn)向10mL濃度為0.1mol/L的CH3COOH溶液中滴加相同濃度的氨水，在滴加過程中()A．水的電離程度始終增大②B．c(NHeq\o\al(＋,4))/c(NH3·H2O)③先增大再減小C．c(CH3COOH)與c(CH3COO－)之和④始終保持不變D．當(dāng)加入氨水的體積為10mL時，c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(CH3COO－)⑤典題剖析：抽絲剝繭溯本求源關(guān)鍵信息信息分析與遷移信息①電離常數(shù)相等，則其對應(yīng)離子的水解程度相等信息②水的電離程度受溶液酸堿性的影響，也受能夠水解的鹽的影響信息③需利用電離平衡常數(shù)分析信息④從原子守恒和溶液體積的改變上分析信息⑤由CH3COOH與NH3·H2O的電離程度相等分析D[酸堿均抑制水的電離，向CH3COOH溶液中滴加氨水，水的電離程度先增大，當(dāng)恰好完全反應(yīng)后，再滴加氨水，水的電離程度減小，A錯誤；因為氨水的電離常數(shù)Kb＝eq\f(cOH－·cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)，所以eq\f(cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)＝eq\f(Kb,cOH－)，因為溫度不變Kb不變，隨氨水的加入c(H＋)減小，eq\f(cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)不斷減小，B錯誤；加入氨水，體積變大，c(CH3COOH)與c(CH3COO－)之和變小，C錯誤；當(dāng)加入氨水的體積為10mL時，氨水與CH3COOH恰好反應(yīng)，CH3COOH和NH3·H2O的電離常數(shù)相等，故CH3COO－和NHeq\o\al(＋,4)的水解程度相同，溶液呈中性，由電荷守恒可得c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(CH3COO－)，D正確。]角度二利用電離常數(shù)推斷化學(xué)反應(yīng)的正誤部分弱酸的電離平衡常數(shù)如下表：弱酸HCOOHHCNH2CO3電離平衡常數(shù)①(25℃)Ka＝1.77×10－4Ka＝4.9×10－10Ka1＝4.3×10－7Ka2＝5.6×10－11下列選項錯誤的是(雙選)()A．2CN－＋H2O＋CO2=2HCN＋CO2－eq\o\al(②,3)B．2HCOOH＋COeq\o\al(2－,3)=2HCOO－＋H2O＋CO2↑C．中和等體積、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者③D．等體積、等濃度的HCOONa和NaCN溶液中所含離子總數(shù)前者小于后者④典題剖析：抽絲剝繭溯本求源關(guān)鍵信息信息分析與遷移信息①依據(jù)電離平衡常數(shù)的大小可知，酸性：HCOOH>H2CO3>HCN>HCOeq\o\al(－,3)信息②利用“相對強的酸能制取相對弱的酸”原理分析信息③弱酸的強弱程度不同，中和堿的實力也不相同信息④依據(jù)電荷守恒和水解程度大小進行分析AD[依據(jù)電離平衡常數(shù)，HCN的電離程度介于H2CO3的一級電離和二級電離之間，因此A中反應(yīng)錯誤，應(yīng)為CN－＋H2O＋CO2=HCN＋HCOeq\o\al(－,3)；HCOOH的電離程度大于H2CO3的一級電離，因此B正確；等pH的HCOOH和HCN，HCN溶液的濃度大，中和等體積、等pH的HCOOH和HCN，后者消耗NaOH的量大，C正確；在HCOONa和NaCN溶液中分別存在電荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOO－)＋c(OH－)，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CN－)＋c(OH－)。等濃度的HCOONa和NaCN溶液，NaCN水解程度大，溶液中OH－濃度大，H＋濃度小。依據(jù)電荷守恒，兩溶液中離子總濃度為2[c(Na＋)＋c(H＋)]，而Na＋濃度相同，H＋濃度后者小，因此等體積、等濃度的兩溶液中離子總數(shù)前者大于后者，D錯誤。]角度三利用水的離子積常數(shù)推斷溶液的酸堿性如圖表示水中c(H＋)和c(OH－)的關(guān)系，下列推斷錯誤的是()A．兩條曲線間隨意點均有c(H＋)×c(OH－)＝KWB．M區(qū)域內(nèi)隨意點均有c(H＋)<c(OH－)C．圖中T1<T2D．XZ線上隨意點均有pH＝7D[任何水溶液中都有KW＝c(H＋)·c(OH－)，因此兩條曲線間任一點均有此關(guān)系，A項正確；XZ線上隨意點溶液呈中性，M區(qū)域在XZ上方均有c(H＋)<c(OH－)，B項正確；T1時KW小于T2時KW，則T1<T2，C項正確；XZ線上隨意點溶液呈中性，但只有在25℃時pH＝7，D項錯誤。]角度四Ksp在污水處理及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用下表是三種物質(zhì)的溶解度(20℃)，下列說法中正確的是()物質(zhì)MgCl2Mg(OH)2MgCO3溶解度(g/100g水)740.000840.01A.已知MgCO3的Ksp＝6.82×10－6，則全部含有固體MgCO3的溶液中，都有c(Mg2＋)＝c(COeq\o\al(2－,3))，且c(Mg2＋)·c(COeq\o\al(2－,3))＝6.82×10－6B．將表中三種物質(zhì)與水混合，加熱、灼燒，最終的固體產(chǎn)物相同C．除去粗鹽中含有的MgCl2雜質(zhì)，最佳除雜試劑為Na2CO3溶液D．用石灰水處理含有Mg2＋和HCOeq\o\al(－,3)的硬水，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋＋2OH－=CaCO3↓＋MgCO3↓＋2H2OB[含有MgCO3的溶液中肯定有c(Mg2＋)·c(COeq\o\al(2－,3))＝6.82×10－6，但是c(Mg2＋)、c(COeq\o\al(2－,3))不肯定相等，如溶液中同時含有MgCl2或Na2CO3，A項錯誤；加熱MgCl2溶液過程中MgCl2水解，因HCl揮發(fā)，在加熱、灼燒后最終得到的是MgO，加熱MgCO3溶液過程中因Mg(OH)2更難溶，MgCO3轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，灼燒Mg(OH)2得到MgO，B項正確；由于Mg(OH)2的溶解度更小，故除去粗鹽中的MgCl2的最佳試劑是NaOH溶液，C項錯誤；石灰水處理硬水得到的沉淀是CaCO3和Mg(OH)2的混合物，D項錯誤。]角度五平衡常數(shù)間關(guān)系的綜合應(yīng)用探討氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時，涉及如下反應(yīng)：2NO2(g)＋NaCl(s)?NaNO3(s)＋ClNO(g)K1ΔH1<0(Ⅰ)2NO(g)＋Cl2(g)?2ClNO(g)K2ΔH2<0(Ⅱ)(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)?2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常數(shù)K①＝______________(用K1、K2表示)。(2)為探討不同條件對反應(yīng)(Ⅱ)的影響，在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min時反應(yīng)(Ⅱ)達到平衡。測得10min內(nèi)v(ClNO)＝7.5×10－3mol·L－1·min－1，則平衡后n(Cl2)＝________mol，NO的轉(zhuǎn)化率α1＝________。其他條件保持不變，反應(yīng)(Ⅱ)在恒壓條件下進行，平衡時NO的轉(zhuǎn)化率α2__________α1(填“>”“<”或“＝”)，平衡常數(shù)K2__________(填“增大”“減小”或“不變”)②。若要使K2減小③，可實行的措施是____________。(3)試驗室可用NaOH溶液汲取NO2，反應(yīng)為2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。含0.2molNaOH的水溶液與0.2molNO2恰好完全反應(yīng)得1L溶液A，溶液B為0.1mol·L－1的CH3COONa溶液，則兩溶液中c(NOeq\o\al(－,3))、c(NOeq\o\al(－,2))和c(CH3COO－)由大到小的依次④為______________________。(已知HNO2的電離常數(shù)Ka＝7.1×10－4mol·L－1，CH3COOH的電離常數(shù)Ka＝1.7×10－5mol·L－1)可使溶液A和溶液B的pH相等⑤的方法是________。a．向溶液A中加適量水 B．向溶液A中加適量NaOHc．向溶液B中加適量水 D．向溶液B中加適量NaOH典題剖析：抽絲剝繭溯本求源關(guān)鍵信息信息分析與遷移信息①反應(yīng)(Ⅰ)×2－反應(yīng)(Ⅱ)即得到新反應(yīng)，利用平衡常數(shù)定義可得該反應(yīng)的平衡常數(shù)信息②平衡常數(shù)只受溫度的影響信息③依據(jù)反應(yīng)的焓變分析信息④據(jù)鹽類水解規(guī)律，越弱越水解分析信息⑤由“越弱越水解”可知，A溶液的堿性比B溶液的堿性弱，pHA<pHB。要使pHA＝pHB，則應(yīng)使pHA增大或pHB減小解析：(1)由題可知K1＝eq\f(cClNO,c2NO2)，K2＝eq\f(c2ClNO,c2NO·cCl2)，反應(yīng)(Ⅰ)×2－反應(yīng)(Ⅱ)得：4NO2(g)＋2NaCl(s)?2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，故K＝eq\f(c2NO·cCl2,c4NO2)＝eq\f(K\o\al(2,1),K2)；(2)轉(zhuǎn)化的n(Cl2)＝eq\f(1,2)×7.5×10－3mol·L－1·min－1×2L×10min＝7.5×10－2mol，則平衡后的n(Cl2)＝0.1mol－7.5×10－2mol＝2.5×10－2mol；轉(zhuǎn)化的n(NO)＝7.5×10－3mol·L－1·min－1×2L×10min＝0.15mol，則NO的轉(zhuǎn)化率α1＝eq\f(0.15mol,0.2mol)×100%＝75%；反應(yīng)(Ⅱ)是一個氣體分子數(shù)削減的反應(yīng)，其他條件保持不變，在恒壓條件下進行，需不斷縮小體積，相當(dāng)于加壓，有利于平衡右移，故平衡時NO的轉(zhuǎn)化率增大，即α2>α1；因為溫度不變，平衡常數(shù)K2不變；反應(yīng)(Ⅱ)的ΔH<0，升溫會使平衡左移，K2減小；(3)不考慮水解與電離可得溶液A中c(NaNO3)＝c(NaNO2)＝0.1mol·L－1，又知HNO2的電離常數(shù)Ka＝7.1×10－4mol·L－1大于CH3COOH的電離常數(shù)Ka＝1.7×