高考第一轮复习《化学选修4》

本讲教育信息】 一. 教学内容： 高考第一轮复习《化学选修4》 第3章  物质在水溶液中的行为 第2节  弱电解质的电离  盐类的水解 1、电离平衡常数及其计算，影响电离平衡常数的因素。 2、弱电解质在水溶液中存在的电离平衡及影响电离平衡的因素。 3、盐类水解。   二. 教学目的： 1、了解电离平衡常数及其计算，知道影响平衡常数的因数及电离度的概念 2、掌握弱电解质在溶液中存在的电离平衡及影响电离平衡的因素。 3、理解盐类水解的实质及规律，能正确地书写盐类水解的离子方程式 4、掌握影响盐类水解的因素，能熟练判断与盐类水解有关的离子浓度大小 5、掌握盐类水解的应用，并能用盐类水解理论进行解释。   三. 重点和难点： 1、电离平衡常数的计算及其影响因素。   2、弱电解质的电离平衡。   3、盐类水解的原理及盐类水解离子方程式的书写。   四. 考点分析： 本节内容在高考中的主要考查点是： 1、弱电解质的电离平衡及影响因素。   2、电离平衡常数的含义及简单计算。   3、盐类水解的原理及其应用。   4、盐类水解的影响因素以及盐类水解对水电离平衡的影响。   五. 知识要点： 1、在一定条件（如温度、浓度）下，当电解质分子___________和___________相等时，电离过程就达到了___________状态，叫做电离平衡。其特征是（1）___________（2）___________（3）___________。 2、弱电解质电离程度的大小主要是由___________决定的，同时还受___________、___________、___________等外界因素的影响，而影响电离平衡常数大小的因素是___________，___________越高，电离常数___________。一般弱酸的电离常数用___________表示，弱碱用___________表示。 3、多元弱酸溶液的酸性主要是由___________决定的，而多元弱酸盐的水解程度主要是由___________决定的。 4、盐类的水解反应是指___________跟水电离出来的___________或___________结合生成___________的反应。它可看作是___________的逆反应，为___________热反应，但盐类水解程度是___________（填“弱”或“强”）。 5、影响盐类水解程度的主要因素有___________、___________、___________、___________等。盐类水解规律：有弱才水解，无弱不水解，越弱越水解，都弱都水解，谁强显谁性。 6、离子浓度大小比较规律 （1）大小比较方法 ①考虑水解因素：如溶液___________；___________。所以___________。 ②不同溶液中同一离子浓度的比较要看溶液中___________对其影响因素。如：相同浓度的①       ②            ③中由大到小的顺序是___________。 ③混合液中各离子浓度的比较要综合分析___________因素、___________因素。如：相同浓度的和氨水混合液中，离子浓度顺序：___________。电离因素大于水解因素。 （2）电解质溶液中的离子之间存在着三种定量关系：___________守恒关系___________平恒关系___________平衡关系。 微粒数守恒关系（即___________）如：纯碱溶液______________________。溶液中：未变化＝___________。 电荷数平衡关系（即＝___________） 如小苏打溶液中：___________；溶液中，___________。 注：带有2mol负电荷，所以电荷浓度应等于。同理电荷浓度应等于。 水的电离离子平衡关系（即质子守恒） 如：纯碱溶液即___________。   ［注意］   1、（1）电离平衡状态 弱电解质的电离是可逆过程，在一定条件（如浓度、温度）下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态。 （2）电离平衡常数 在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，称为电离平衡常数。 弱酸在水中的电离常数通常用表示，如： 弱碱在水中的电离常数通常用表示，如： （3）电离常数的意义 电离常数表征了弱电解质的电离能力，根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的相对强弱。 弱酸的电离常数越大，达到电离平衡时电离出的越多，酸性越强；反之，酸性越弱。 （4）电离常数的影响因素 电离常数服从化学平衡常数的一般规律，它只受温度影响，与溶液的浓度无关。温度一定时，弱电解质具有确定的电离常数值。 由于电离过程的热效应较小，温度改变对电离常数影响不大，其数量级一般不变，所以室温范围内可忽略温度对电离常数的影响。 说明：①电离平衡常数越大表示达电离平衡时，弱酸、弱碱电离出的就越多，酸性或碱性越强，反之则酸性或碱性越弱。 ②多元弱酸的电离是分步进行的，每一步电离都有各自的电离常数，分别用……表示。 ③由于电离是一个吸热过程，故电离常数与温度有关且成正比关系。 2、（1）概念：在溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的结合生成弱电解质的反应，叫做盐类的水解。   （2）实质：水解反应破坏了水的电离平衡，促进了水的电离，使溶液显示不同程度的酸性、碱性或中性。   （3）盐类水解的规律   ①谁弱谁水解，都弱都水解，无弱不水解，谁强显谁性，都强显中性。 ②越弱越水解，水解程度越大，溶液酸性（或碱性）越强。 ③多元弱酸根离子分步水解，正酸根离子比酸式酸根离子水解程度大。 （4）盐类水解的特点 ①可逆   一般盐类水解是可逆的。 ②微弱   一般盐类水解是很微弱的，进行程度小，产物无沉淀，无气体产生。 ③吸热   盐水解是酸碱中和反应的逆反应，由于中和反应放热，盐类水解均吸热。 （5）水解平衡及影响因素 和化学平衡一样，盐类水解也存在水解平衡，影响水解平衡主要因素有： ①温度   升高温度有利于水解。 ②浓度   盐溶液浓度越小，水解程度越大。 ③酸碱度   水解显酸性的盐加酸抑制水解，加碱促进水解；水解显碱性的盐加碱抑制水解，加酸促进水解。 ④与水解有关的其他物质，符合化学平衡移动原理。 （6）盐类水解的类型 ①强酸与弱碱生成的盐水解，溶液呈酸性，pH小于7，如等。 ②强碱和弱酸生成的盐水解，溶液呈碱性，pH大于7，等。 ③强酸强碱盐不水解，溶液呈中性，如等。 ④弱酸弱碱盐水解程度较大。（i）酸强于碱显酸性，如等；（ii）碱强于酸显碱性，如等；（iii）酸碱相当显中性，如等。 ⑤弱酸酸式盐水解，取决于酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。 a. 若电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，如等。 b. 若电离程度小于水解程度，溶液呈碱性，如等。 ⑥完全双水解的特例：等发生完全双水解。等发生完全双水解。等发生完全双水解。 （7）水解方程式书写： ①一般模式 a. 用化学方程式表示 盐＋水酸＋碱 b. 用离子方程式表示 盐的离子＋水弱酸（或弱碱）＋（或） ②解析法 如：的水解反应： 又如：的水解反应： 说明：①盐类水解的程度一般不大，应该用“”表示。盐水解一般不会产生沉淀和气体，所以不用符号“↓”和“↑”表示。 ②多元弱酸阴离子水解，分步表示，如。 ③多元弱碱阳离子水解，简化为一步表示，如 ④对于水解的相互促进，一般能进行到底，不用可逆号，沉淀、气体要标出。如溶液与溶液混合，可表示为： （8）盐类水解原理的应用 ①判断盐溶液的酸、碱性时要考虑盐的水解。 ②比较盐溶液中离子种类及其浓度大小时要考虑盐的水解。 ③判断溶液中离子能否大量共存时，有时要考虑盐的水解，如等不能大量共存。 ④盐在参加反应时，有时要考虑盐的水解，如Mg加到溶液中，与溶液混合等。 ⑤加热浓缩某些盐溶液时，要考虑水解，如浓缩、溶液。 ⑥保存某些盐溶液时，有时要考虑盐是否水解。如保存溶液不能用玻璃塞，保存溶液不用玻璃瓶。 ⑦配制某些盐溶液时，要考虑盐水解。 ⑧解释生活中的某些现象，例如明矾净水、热的苏打水去油污。 ⑨泡沫灭火器原理成分， 3、溶液中离子浓度大小比较，涉及类型较多，主要有：同一溶液中的离子；不同溶液中的同一离子；混合溶液中的各种离子等。这部分内容在学化学中是非常重要的。 （1）①多元弱酸、多元弱酸盐溶液 如：溶液： 溶液： ②多种溶液中指定离子浓度相对大小的比较。 ③两种溶液混合后离子浓度相对大小的比较，其解题规律首先是判断两种电解质能否反应；其次是看反应物是否过量；第三是分析电解质在水溶液中电离及可能存在的电离平衡、水解平衡等问题，最后比较离子浓度相对大小。 （2）判断溶液中离子浓度相对大小的两个守恒： ①电荷守恒：电解质溶液中，阳离子所带正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等，电性相反，即电解质溶液呈电中性。 如：溶液中 ②物料守恒：指电解质溶液中某一组分的原始浓度（起始浓度）应等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。 溶液中溶液中   【典型例题】 例1. 在下列的各种叙述中，正确的是（    ）   A. 任何酸都有电离平衡常数   B. 任何条件下，酸的电离平衡常数都不变   C. 改变溶剂时，某弱酸在新溶剂中的电离平衡常数不变   D. 室温时并不是水的电离平衡常数 分析：注意有关电离常数的计算，必须找出平衡时分子的物质的量浓度、离子的物质的量浓度，代入电离平衡常数公式即可求解。 答案：D   例2. 将0.1mol/L醋酸溶液加水稀释，下列说法正确的是（    ）   A. 溶液中和都减小   B. 溶液中增大   C. 醋酸电离平衡向左移动   D. 溶液的pH增大 分析：本题考查弱电解质平衡移动及该过程中的粒子数目及溶液pH变化等问题。 答案：D   例3. 健康人血液的pH保持在一定范围内变化，这是因为血液中存在如下平衡：。医学上称之为血液酸碱平衡。试解答下列问题：   （1）蚊虫、蚂蚁等昆虫叮咬人时常向人体血液内注入一种称之为蚁酸（主要成分为HCOOH）的有机酸。HCOOH同一样是一种有机弱酸。写出HCOOH在溶液中电离方程式：_____________。   （2）当人受到蚂蚁叮咬时，皮肤上常起小疱，这是因为人体血液中酸碱平衡被破坏所致，若不看医生治疗，过一段时间小疱也会自行痊愈，这是由于血液中又恢复了原先的酸碱平衡。试用平衡移动的原理解析上述事实。 分析：（1）由题中提供信息可知HCOOH为一元弱酸。 （2）灵活运用血液酸碱平衡，结合电离平衡的相关知识分析可得。 答案：（1）HCOOH （2）因血液中存在如下平衡： ，当注入HCOOH后上述平衡体系中的增大，血液的pH变小，由于和相互调节平衡移动，过一段时间后，可恢复原先的平衡状态。   例4. 下列反应不属于水解反应或水解方程式不正确的是（    ） A. ①②                B. ③④                C. ①②④             D. 全部 分析：①不是水解反应，是HCl的电离反应：；该电离是完全的，不是可逆的。正确的写法是：。 ②不正确。水解是可逆的，应写“”号，不应写“＝”号。正确的写法是：。 ③不正确。多元弱酸根的水解是分步进行的，以第一步为主，以后各步逐步减弱，可分步写，也可只写第一步，不可多步合为一步写。正确的写法是：。 ④不正确。因为的水解相互促进，能进行到底，故正确写法应为：。 答案：D   例5. 含有一定量的水溶液称作“缓冲溶液”，在此溶液中加入少量的强碱或强酸时，溶液的pH几乎不变，这可由下列离子方程式来说明： 加入酸时： 加入碱时： 由于和的大量共存，溶液中的与基本保持不变。 （1）含有一定量的，和的溶液也具有缓冲作用，写出在此溶液中加入酸或碱时发生的离子反应方程式： 加入碱时：_____________________________________________ 加入酸时：_____________________________________________ （2）请举出可形成缓冲溶液的一组物质_____________和_____________。 分析：本题是一道信息给予题，我们要充分利用题给信息来解题。从题意可知，“缓冲”溶液实际上是使溶液在加入强酸或强碱（少量）时，pH保持基本不变，即溶液中既有能与结合的离子（或分子），又有与结合的离子（或分子），这样才能使溶液的pH基本不变。本题解题的关键是找出能与发生反应的离子（或分子）。 答案：（1） （2）   例6. 草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性，在溶液中，下列关系正确的是（    ） 分析：依据电荷守恒规律，溶液中各离子间应存在如下关系：，故A错；B项违背了物料守恒定律，溶液中除了外，还含有因水解产生的，这三者在溶液中的总浓度为；草酸氢钾溶液呈酸性说明在溶液中的电离趋势大于其水解的趋势，故C对；依据物料守恒可知D也正确。 答案：CD   例7. 已知的二元酸溶液的pH＝4，则下列说法中正确的是（    ）   A. 在两溶液中，离子种类不相同   B. 在溶质物质的量相等的两溶液中，阴离子总数相等   C. 在溶液中一定有：   D. 在溶液中一定有： 分析：由题干中溶液的浓度与溶液pH的关系分析可知，应为二元弱酸。溶液中均含有五种离子：，A项错误。依据电荷守恒可知C项正确。溶液为强碱弱酸的正盐溶液，其溶液因水解应呈碱性，。 答案：C   例8. 常温下，将甲酸和氢氧化钾溶液混合，所得溶液pH＝7，则此溶液中（    ） A. B. C. D. 无法确定的关系 分析：甲酸和氢氧化钾溶液混合反应生成甲酸钾溶液，根据溶液中电荷守恒的关系，则所含的粒子存在着关系：。从所得溶液pH＝7，可知，进而推知。 答案：C   【模拟试题】 1、相同物质的量浓度的下列化合物的水溶液，按pH减小顺序排列的是（    ） 2、等体积的下列溶液，阴离子的总浓度最大的是（    ）   A.   B.   C.   D. 3、若室温时，的盐NaX溶液pH＝9，则该溶液中起水解反应的占全部的（    ）   A. 0.01%             B. 0.09%            C. 1.0%              D. 无法确定 4、为除去酸性溶液中的，可以在加热的情况下加入一种试剂，过滤后再加入适量的盐酸，这种试剂是下列的（    ）   A.      B. MgO                 C.        D. NaOH 5、有四种物质的浓度相同且由一价阳离子和一价阴离子组成的盐溶液，据测定，常温下AX溶液和BY溶液的pH都为7，AY溶液的，BX溶液的。据此推断，可能不水解的盐是（    ）   A. AX                   B. BX                    C. AY                    D. BY 6、下列溶液蒸干后，能析出溶质固体的是（    ）   ①             ②       ③     ④   A. 仅①④             B. 仅②④             C. 仅①②             D. 全部 7、在相同温度时100mL 0.01mol/L的醋酸溶液与10mL 0.1mol/L的醋酸溶液相比较，下列数值前者大于后者的是（    ）   A. 中和时所需NaOH的量   B. 的物质的量浓度   C. 的物质的量   D. 的物质的量 8、用水稀释氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是（    ）   A.     B. C. 和的乘积 D. 的物质的量 9、将下列离子混合在同一溶液中，必然会产生沉淀的一组是（    ） 10、氨水有下列平衡，当其他条件不变时，改变下列条件，平衡向左移，且增大的是（    ）   A. 加NaOH                                      B. 加盐酸   C. 加                                  D. 加同浓度氨水 11、某二元弱酸（简写为）溶液，按下式发生一级和二级电离：，已知相同浓度时的电离度（电离百分率），有下列四种溶液： A. 的溶液 B. 的NaHA溶液 C. 的HCl与的NaHA溶液等体积混合 D. 的NaOH与的NaHA溶液等体积混合 据此，填写下列空白（填代号）： （1）最大的是___________，最小的是___________。 （2）最大的是___________，最小的是___________。 （3）最大的是___________，最小的是___________。 12、水解观点认为：无论是盐的水解还是非盐的水解，其最终结果都是带正电的基团与水中的带负电的氢氧根结合，带负电的基团与水中正电氢离子结合。即：   根据上述信息，处理下列两题   （1）下列物质一定条件下均可发生水解，试判断其水解产物（写出分子式或结构简式） ①______________________________ ②____________________________ ③______________________________ ④ （2）氯胺（）放入水中能得到一强氧化性的物质，可代替氯气用于水的杀菌消毒，试写出其水解的化学方程式（此水解是可逆的） 13、常温下，将溶于水，配制成0.5L混合溶液。判断： （1）溶液中共有___________种微粒。 （2）溶液中有两种微粒的物质的量之和一定等于0.01mol，它们是________和________。 14、硫酸是二元强酸，在水溶液的第一级电离是完全的，第二级电离则不完全。写出的电离方程式______________________，但是的第二级电离的电离程度很大，一般情况下也看作完全电离，写出和两溶液反应的离子方程式：____________________________________________。 15、已知等物质均能与水发生反应，反应中各物质和水分别分离成两部分，然后两两重新组成形成新的物质。今有下列五种物质，常温下很容易与水发生反应： ，试问： （1）在后面所给的五种物质与水反应的产物中，属于最高价氧化物的水化物的是_____ __________，属于无氧酸的是_______________。 （2）分别将0.01mol的这五种物质放入0.1L水中反应，结果使溶液的pH值接近3的原物质是：____________________。 （3）根据水解原理写出下列物质与水反应的化学方程式： ①_____________________________________________。 ②_____________________________________________。   【试题答案】 1、C 2、A 3、A 4、B 5、A 6、B 7、C 8、B 9、A 10、C 11、（1）A；D          （2）C；D           （3）D；A 12、（1）   13、（1）7   （2） 14、 15、（1）