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溶液中的平衡

溶液中的平衡. 德清一中 高三化学组 授课：吴惠华. 问题 1 、醋酸溶液中存在哪些离子？ （主要考虑什么平衡）. 电离平衡. 问题 2 、醋酸钠溶液中离子浓度大小如何？ （主要考虑什么平衡）. 水解平衡. 问题 3 、向含碳酸镁沉淀的溶液中加入氢氧化钠后沉淀有何变化？（主要考虑什么平衡）. 沉淀溶解平衡. 溶液中的平衡. 考纲要求： 1. 了解电解质在水溶液中的电离，以 　　　及电解质溶液的导电性。 2. 了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。 3. 了解水的电离、水的离子积常数。. 考纲要求： 4. 了解 PH 的定义、测定 PH 的方法，

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  1. 溶液中的平衡 德清一中 高三化学组 授课：吴惠华

  2. 问题1、醋酸溶液中存在哪些离子？ （主要考虑什么平衡） 电离平衡 问题2、醋酸钠溶液中离子浓度大小如何？ （主要考虑什么平衡） 水解平衡 问题3、向含碳酸镁沉淀的溶液中加入氢氧化钠后沉淀有何变化？（主要考虑什么平衡） 沉淀溶解平衡 溶液中的平衡

  3. 考纲要求： • 1.了解电解质在水溶液中的电离，以 　　　及电解质溶液的导电性。 • 2.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。 • 3.了解水的电离、水的离子积常数。

  4. 考纲要求： • 4.了解PH的定义、测定PH的方法， 　　能进行PH的简单计算。 • 5.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。 • 6.了解难溶电解质的沉淀转化的本质。

  5. 1、0.1mol/LCH3COOH溶液的pH>1，原因是醋酸是弱电解质。1、0.1mol/LCH3COOH溶液的pH>1，原因是醋酸是弱电解质。 （√） ２、由0.1mol/L一元碱BOH溶液的pH=10，可推知BOH溶液存在BOH==B++OH－。 （X） 判断正误 ３、CH3COOH在醋酸钠溶液中电离程度大于在纯水中电离程度。 （X） ４、某醋酸溶液的pH=1，将此溶液稀释10倍后，溶液的pH=2。 （X） 5、用pH试纸检测加热前后的某醋酸溶液，可能会发现pH试纸红色加深。 （√） 总结：外界条件对弱酸电离平衡的影响

  6. 请用勒夏特列原理解释一下。 一、弱电解质的电离平衡 总结1：外界条件对弱酸电离平衡的影响 1、同离子效应对电离平衡有影响。 2、加入可与某些离子反应的物质对平衡有影响。 3、向弱酸溶液中加水对弱电解质的电离有影响。（越稀越电离） 4、对弱酸溶液加热对弱电解质的电离有影响。　（越热越电离）

  7. 一、弱电解质的电离平衡 问题1：强电解质导电能力一定比弱电解质导电能力强吗？ 问题2：哪个数值的大小能直观的反映酸的强弱？ 问题3：如何判定强弱电解质（以强酸和弱酸为例）？

  8. 总结2：强弱电解质的比较 说一说

  9. 苯酚

  10. 对点训练 1、25℃pH=2的两种一元酸HX与HY，各取5mL，分别加水稀释，溶液pH变化与所加水的体积关系如图所示(忽略混合时溶液体积的变化)。 BDE 下列有关HX与HY两种酸的描述正确的是。 A.由图示可知HX为强酸，且c(HX)＞c(HY) B.相同条件下a、b、c三点溶液的导电能力大小 顺序为a＞b＞c C.取等体积b、d两点的溶液，中和NaOH溶液的 能力b＞d D.分别取等体积a、b两点的溶液，完全中和需同浓度NaOH溶液的体积a＞b E.两溶液中分别加入少量的NaY晶体(忽略体积变化)，c(H+)均明显减小，但引起变化的原因不同 F.溶液由a加水稀释至d的过程中，α(HY)与Ka(HY)均增大

  11. 对点训练 2、如图曲线a、b、c是25℃时，用相同浓度盐酸、醋酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线(待测溶液体积为20.00mL)，下列叙述正确的是。 A D E F A、实验中所用NaOH的物质的量浓度为0.1000mol/L B、P点所对应的是NaOH滴定醋酸时的滴定终点 C、曲线C是盐酸滴定NaOH溶液的滴定曲线 D、Q点对应溶液中一定存在下列关系有： ①c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(H+) ②c(Na+)= c(CH3COO-)+ c(CH3COOH) E、R点处一定存在如下关系： 2c(Na+)= c(CH3COO—)+ c(CH3COOH) F、b曲线的滴定过程中可能出现： c(CH3COOH)＞c(CH3COO-)＞c(H+)＞c(Na+)＞c(OH-)

  12. 想一想 二、溶液的酸碱性 某溶液由水电离出来的c(H+)= 1.0×10－9mol/L,该溶液的pH为多少？ 思考1：此时水的电离平衡受到了促进还是抑制？ 思考2：在什么情况下水的电离会受到抑制？（不考虑温度变化） 溶质为酸：H＋来源于酸电离和水电离，而OH－只来源于水。 溶质为碱：OH－来源于碱电离和水电离，而H＋只来源于水。 根据pH＝－lgc(H+)可求得 pH=5（溶质为酸） 或pH=9（溶质为碱）

  13. 想一想 二、溶液的酸碱性 某溶液由水电离出来的c(H+)= 1.0×10－5mol/L,该溶液的pH为多少？ 水解呈酸性或碱性的盐溶液可促进水的电离，溶液中的H＋、OH－均由水电离产生。 根据pH＝－lgc(H+)可求得 pH=5 （溶质为NH4Cl） 或pH=9（溶质为Na2CO3）

  14. 二、溶液的酸碱性 问题1：酸碱中和滴定实验中如何选择合理的酸碱指示剂？

  15. 二、溶液的酸碱性 问题2：为什么选择合理的酸碱指示剂就能正确判断滴定终点？ 求一求

  16. 二、溶液的酸碱性 　　学生甲、乙两人分别做酸碱中和滴定实验。两人都用浓度为0.1mol/L的标准NaOH溶液滴定0.1mol/L盐酸溶液20ml。实验至快恰好完全反应时甲多加了半滴NaOH溶液，而乙则少加了半滴NaOH溶液（假设20滴为1ml）。求甲、乙两同学实验至各自所判断的滴定终点时溶液的pH是多少？（lg6.25=0.8） 求一求 pH（乙）=4.2 pH（甲）=9.8

  17. AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq) 三、沉淀溶解平衡和溶度积 问题1：试写出氢氧化铁的溶解平衡方程式和溶度积常数表达式。 总结： 对于一般难溶电解质 Ksp=c(An+)m·c(Bm-)n 注意：Ksp与其它化学平衡常数一样，只与难溶性电解质的性质和温度有关。

  18. 0.1 mol/L NaCl (aq) 中: c(Ag+)= =1.6 × 10-9 mol/L 与纯水中比较：c(Ag+)=√ Ksp =1.3 × 10-5 mol/L 问题2：为什么氯化银难溶于水，更难溶于NaCl溶液？ 估算AgCl 在水中的最大c(Ag+)和在0.1 mol/L NaCl (aq) 中的最大c(Ag+)。已知：(Ksp（AgCl） = 1.6 × 10-10 ) 同离子离子效应：加入含有共同离子的电解质而使沉淀溶解度降低的效应。

  19. 沉淀溶解平衡和溶度积 总结：影响沉淀溶解平衡的因素 ①浓度： ②温度： ③同离子效应： ④其它： 电解质本身的性质 （1）内因： （2）外因： 加水，平衡向溶解方向移动。 升温，多数平衡向溶解方向移动。 加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动。 加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离的离子，使平衡向溶解的方向移动。

  20. 沉淀溶解平衡和溶度积 问题3：难溶电解质的Ksp越小，溶解度也越小？ 1.7×10-6 2.1×10-7 1.5×10-4 结论：对同类型的难溶电解质而言，Ksp越小,在水中的溶解能力也越小。

  21. 沉淀溶解平衡和溶度积 问题4：铜离子遇到氢氧根离子一定会产生沉淀吗？ 溶度积规则： 通过比较离子实际浓度商QC与溶度积Ksp的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解： ① Qc＝ Ksp时, 恰好形成饱和溶液。 ②Qc > Ksp时, 过饱和溶液。 溶液未饱和。 ③ Qc < Ksp时,

  22. 解： 2Ag+ + CrO42- Ag2CrO4 例1：0.004mol·L-1AgNO3与0.004mol·L-1 K2CrO4等体积混合，有无Ag2CrO4沉淀生成？ (Ag2CrO4的Ksp=1.1 ×10-12) Qc = c2(Ag+)c(CrO42-) = (0.002)3 = 8×10-9 Qc > Ksp(Ag2CrO4) 有Ag2CrO4沉淀生成。 结论：利用溶度积规则可以判断沉淀能否生成。

  23. 回归教材，解释疑问 《化学反应原理》教材P92页 “在无机化合物的制备和提纯、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。例如：除去硫酸铜溶液中混有的少量铁离子，可向溶液中加入氢氧化铜或碱式碳酸铜，调节溶液pH＝3～4，铁离子就会全部转化为氢氧化铁沉淀除去。” 这个pH的范围是如何确定的？

  24. 例2：在1mol·L-1CuSO4溶液中含有少量的Fe3+杂质，pH值控制在什么范 围才能除去Fe3+ ? [使c(Fe3+) ≤ 10-5mol·L-1] 已知： Fe(OH)3的 Ksp = 2.6×10-39 Cu(OH)2的Ksp= 5.6×10-20

  25. Fe (OH)3 Fe3+ + 3OH – Ksp = c(Fe3+ )c3(OH–) = 2.6×10-39 解： C(H+) = 1.56×10-3 pH > 2.8 pH = 2.8

  26. Cu(OH)2 Cu 2+ + 2OH – Ksp = c(Cu 2+ )c2(OH –) = 5.6×10-20 C(H+) = 4.2×10-5 控制 pH：2.8 ~ 4.4 . pH = 4.4 结论：利用溶度积可以计算离子沉淀的pH值,从而使离子达到有效分离。

  27. 例3. 在含0.001molSO42-的溶液中，注入含0.01mol BaCl2的溶液 ,混合后总体积为1L，能否有效除去SO42-? 已知:Ksp(BaSO4)= 1.1×10-10 mol2L-2 解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L, 用余下的离子和KSP来求 生成BaSO4沉淀后，Ba2+过量， 剩余的c(Ba2+)=0.01-0.001=0.009mol/L. C(SO42-)=Ksp/c(Ba2+) = 1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L) 因为，剩余的[SO42-]=1.2×10-8mol/L<10-5mol/L 所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。 认识：残留在溶液中的离子浓度小于mol·L－1,就认为反应完全了。 10-5 结论：利用溶度积可以判断离子能否沉淀完全。

  28. 回归教材，解释疑问 《化学反应原理》教材P91页 “沉淀转化在生产和科研中具有极其重要的应用。在分析化学中常常先将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐，然后用酸溶解，使阳离子进入溶液。例如：重晶石（主要成分是BaSO4）是制备钡化合物的重要原料，但它不溶于酸，若用饱和Na2CO3溶液处理即可转化为易溶于酸的BaCO3。” 已知：Ksp (BaSO4)<Ksp(BaCO3)

  29. c（SO42-） c（SO42-）·c（Ba2+） c（CO32-） Ksp(BaCO3)=2.58×10-9mol2.L-2 ； Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2.L-2 = c（CO32-） ·c（Ba2+） KSP（BaSO4） 1.1×10-10 = = BaSO4 + CO32- BaCO3 +SO42- KSP（BaCO3） 2.58×10-9 例4、计算当CO32-的浓度达到SO42-浓度的多少倍数时，才能实现由BaSO4转化成BaCO3沉淀。 则该反应的平衡常数K= [答案]可以算出当溶液中CO32-的浓度达到SO42-浓度的23.3倍时,就可以实现上述的转化. 总结:利用溶度积规则可以判断沉淀能否转化。而且一定条件下溶解能力小的物质也可以转化成溶解能力相对较大的物质。 =0.043

  30. 1.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，金属阳离子浓度的变化如图所示。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 B

  31. 2.某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( ) C A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点 B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点 C．d点无BaSO4沉淀生成 D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp

  32. 3、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20ml0.01 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，在Mg(OH)2不可能转化成为MgF2 B

  33. Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ HCO3–+ H2O H2CO3+ OH– 四、盐类的水解平衡 泡沫灭火器的原理 Al2(SO4)3和 NaHCO3溶液： 速度快 耗盐少 混合前 混合后 Al3++3HCO3– Al(OH)3+3CO2 （互促双水解） 塑料内筒装有Al2(SO4)3溶液 外筒装有NaHCO3溶液 强调：并不是所有的互促双水解都能彻底进行到底。 例如：醋酸铵

  34. 制备胶体 泡沫 灭火剂 明矾净水 判断溶液 酸碱性 混施化肥 离子浓度 比较 盐溶液 的蒸发 试剂贮存 溶液配制 思考： 盐类水解 的应用

  35. 水溶液中微粒浓度的大小比较： （考点） 1、电离理论： ① 弱电解质电离是微弱的 如： NH3 · H2O 溶液中： c (NH3 · H2O) c (OH–) c (NH4+) c (H+) > > > ② 多元弱酸电离是分步，主要决定第一步 如：H2S溶液中： c (H2S) c (H+) c (HS–) c (S2–) c (OH–) > > > > 对于弱酸、弱碱，其电离程度小，产生的离子浓度远远小于弱电解质分子的浓度。

  36. （考点） 水溶液中微粒浓度的大小比较： 2、水解理论： ① 弱离子由于水解而损耗。 > 如：KAl(SO4)2 溶液中：c (K+) c (Al3+) ② 水解是微弱 如：NH4Cl 溶液中： > > > > c (Cl–) c (NH4+) c (H+) c (NH3·H2O) c (OH–) ③ 多元弱酸水解是分步，主要决定第一步 如：Na2CO3 溶液中： c (CO32–) c (HCO3–) c (H2CO3) > > 单水解程度很小，水解产生的离子或分子浓度远远小于弱离子的浓度。

  37. 电解质溶液中的守恒关系 （考点） 1、电荷守恒 溶液中阴离子和阳离子所带的电荷总数相等。 如：NH4Cl 溶液中 阳离子： NH4+ H+ 阴离子： Cl– OH– 正电荷总数 == 负电荷总数 n ( NH4+) + n ( H+) == n ( Cl– ) + n ( OH– ) c ( NH4+ ) + c ( H+ ) == c ( Cl– ) + c ( OH– )

  38. （考点） 电解质溶液中的守恒关系 1、电荷守恒 溶液中阴离子和阳离子所带的电荷总数相等。 练习：试书写Na2S溶液中的电荷守恒 c (Na+) + c ( H+ ) == c ( OH– ) + 2c ( S2–) + c ( HS–)

  39. （考点） 电解质溶液中的守恒关系 （元素或原子守恒） 2、物料守恒 是指某一元素的原始浓度应该等于该元素在溶液中各种存在形式的浓度之和。 溶液中，尽管有些离子能电离或水解，变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不变的。

  40. （考点） 电解质溶液中的守恒关系 （元素或原子守恒） 2、物料守恒 是指某一元素的原始浓度应该等于该元素在溶液中各种存在形式的浓度之和。 如：a mol / L 的Na2CO3溶液中 Na2CO3 == 2Na+ + CO32– H2O H+ + OH– CO32–+ H2O HCO3–+ OH– HCO3–+ H2O H2CO3+ OH– c (Na+) = 2a mol / L 即c (Na+) : c (C) ＝2 : 1 c(CO32–) +c(HCO3–) +c(H2CO3)= a mol / L ∴c (Na+) =2[c(CO32–) +c(HCO3–) +c(H2CO3) ]

  41. （考点） 电解质溶液中的守恒关系 （元素or原子守恒） 2、物料守恒 是指某一元素的原始浓度应该等于该元素在溶液中各种存在形式的浓度之和。 练习：试书写Na2S溶液和NaHCO3溶液中的物料守恒 c (Na+) ==2[ c(S2–) + c(HS–) + c(H2S) ] c (Na+)＝c (HCO3–) + c (CO32–) +c (H2CO3)

  42. （考点） 电解质溶液中的守恒关系 3、质子（H+）守恒 电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（H+）的物质的量应相等。 如：NH4Cl溶液中 H3O+（H+） 为得到质子后的产物， 为失去质子后的产物， 因此： NH3·H2O、OH–、 c(H+) = c(NH3·H2O) + c(OH–)

  43. 练习：试书写CH3COONa溶液、Na2S溶液和NaHCO3溶液中的物料守恒练习：试书写CH3COONa溶液、Na2S溶液和NaHCO3溶液中的物料守恒 c(OH–) = c(H+) + c(CH3COOH) c (OH－ ) ==c(H＋) + c(HS–) + 2c(H2S) c (OH－) ＋c (CO32–) ＝c (H＋) + c (H2CO3)

  44. 选择题： 　　在0.1 mol/L的NH3·H2O溶液中，关系正确的是 A．c (NH3·H2O) ＞ c (OH–) ＞ c (NH4+) ＞ c (H+) B．c (NH4+) ＞ c (NH3·H2O) ＞ c (OH–) ＞ c (H+) C．c (NH3·H2O) ＞ c (NH4+) ＝ c (OH–) ＞ c (H+)   D．c (NH3·H2O) ＞ c (NH4+) ＞ c (H+) ＞ c (OH–) A

  45. 判断单一溶液中各粒子浓度 1、在0.1mol/L的硫化钠溶液中,下列关系正确的是的 A.C(Na+)>C(S2-)>C(H+)>C(HS-)>C(OH-) B.C(OH-)=C(H+)+C(HS-)+2C(H2S) C.C(Na+)+C(H+)=1/2C(S2-)+C(HS-)+C(OH-) D.C(S2-)+C(HS-)+C(H2S)=0.1mol/L 。 （BD） 2、在NaHCO3溶液中各离子浓度同大到小的顺序 是 (C(Na+)>C(HCO3-)>C(OH-)>C(H+) >C(CO32-) ）

  46. 考点2.判断两种溶质溶液中各粒子浓度 3、把0.02mol/LHAc和0.01mol/LNaOH以等体积 混合,则混合溶液中微粒浓度关系正确的是 (AD) A. C(Ac-)>C(Na+) B. C(HAc)>C(Ac-) C. 2C(H+)=C(Ac-)-C(HAc) D. C(HAc)+C(Ac-)=0.01mol/L 4、将pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积 混和后,溶液中离子浓度关系正确的是 (B) A.C(NH4+)>C(Cl-)>C(H+)>C(OH-) B.C(NH4+)>C(Cl-)>C(OH-)>C(H+) C.C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-) D.C(Cl-)>C(NH4+)>C(OH-)>C(H+)

  47. 谢谢！

  48. K只是一个温度的函数 判断： 1、在中性溶液中KW＝1.0×10－14，在酸性或碱性溶液中KW将发生变化。 2、将水加热，KW增大，pH不变 × ×

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