第八章水溶液中的離子平衡

2022-11-25 07:42:04 字數 3145 閱讀 8830

章末整合

一、四大平衡不同點的比較

廣義的化學平衡包括狹義的化學平衡、電離平衡、水解平衡、沉澱溶解平衡。這四個方面的平衡被稱為四大化學平衡。四大平衡是中學化學知識結構的核心內容之一,起到了支點的作用。

1.研究物件不同

2.描述方法不同

(1)化學平衡常數

對於一般可逆反應:ma(g)+nb(g) pc(g)+qd(g),在一溫度下達到平衡時,k=。

(2)平衡轉化率

對於一般的化學反應:aa+bb cc+dd,達到平衡時反應物a的轉化率為:α(a)=×100%=×100%。

注意同乙個反應中,反應物可以是多種,但不同反應物的轉化率可能不同;增大一種反應物的濃度,可以提高其他反應物的轉化率。工業生產中常常提高廉價原料的比例,從而增大其他原料的利用率。

(3)電離平衡常數

①對於一元弱酸ha:ha h++a-,平衡常數k=。

②對於一元弱鹼boh:boh b++oh-,平衡常數k=。

(4)水的離子積

水可以發生微弱的電離:2h2o h3o++oh-,或者表示為:h2o h++oh-。

水的電離程度大小是用離子積(kw)來表示的,kw=c(h+)·c(oh-),室溫下,kw=1.0×10-14。

(5)溶度積常數

對於溶解平衡:ambn(s) man+(aq)+nbm-(aq),ksp=cm(an+)·cn(bm-),與其他常數一樣,ksp僅受溫度的影響。

二、四大平衡的相同點比較

1.可逆性

所有的平衡都建立在可逆「反應」的基礎上,也就是說上述四種平衡都對應著一種可逆變化,如下表:

2.都可以用勒夏特列原理來解釋

勒夏特列原理:如果改變影響化學平衡的乙個條件(如溫度、濃度、壓強等),平衡就向減弱這個改變的方向移動。

(1)濃度的改變。增大反應物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應方向移動;減小反應物濃度或增大生成物濃度,平衡向逆反應方向移動。

(2)溫度的改變。公升高溫度,平衡向吸熱的方向移動,如合成氨反應的平衡向逆反應方向移動;降低溫度,平衡向放熱的方向移動,如合成氨反應的平衡向正反應方向移動。

(3)壓強的改變。增大壓強,平衡向氣態物質體積減小的方向進行,如合成氨反應的平衡向正反應方向移動;減小壓強,平衡向氣態物質體積增大的方向移動,如合成氨反應的平衡向逆反應方向移動。

可以應用該原理解釋電離平衡、鹽類的水解平衡、沉澱溶解平衡中條件的改變對平衡移動方向的影響。

三、離子共存必考知識歸納

1.所有的弱酸根離子:ch3coo-、f-、clo-、alo、sio、cn-與h+都不能大量共存。

2.酸式弱酸根離子如hco、hs-、hso既不能與oh-大量共存,又不能與h+大量共存。

3.有沉澱生成包括有微溶物生成的離子不能大量共存,如ba2+、ca2+、mg2+、ag+等不能與so、co等大量共存。

4.一些容易發生水解的離子,在溶液中的存在是有條件的。如alo、s2-、co、c6h5o-等必須在鹼性條件下才能在溶液中存在;如fe2+、al3+、cu2+等必須在酸性條件下才能在溶液中存在;fe3+必須在酸性較強的條件下才能在溶液中存在(常溫下,ph=7時不能存在)。

5.能發生氧化還原反應的離子不能大量共存。如s2-、hs-、so、i-和fe3+不能大量共存;mno、(no、h+)、clo-與s2-、hs-、so、hso、i-、fe2+等不能大量共存;so和s2-在鹼性條件下可以共存,但在酸性條件下則由於發生2s2-+so+6h+===3s↓+3h2o反應不能共存。h+與s2o不能大量共存。

6.溶液中能發生絡合反應的離子不能大量共存。如fe3+與scn-不能大量共存。

7.審題時應注意題中給出的附加條件。

(1)加入鋁粉後放出可燃性氣體的溶液、由水電離出的c(h+)或c(oh-)=1×10-10 mol·l-1的溶液都有兩種可能:酸溶液或鹼溶液。

(2)無色溶液則沒有mno、fe3+、fe2+、cu2+等有色離子。澄清溶液即沒有沉澱,與無色溶液不同。

(3)遇澱粉 ki試紙變藍色的溶液具有較強的氧化性。遇ph試紙變藍色的溶液顯鹼性。

(18分)(1)室溫時氫氧化鈣的溶度積ksp=4.7×10-6,室溫時將9 ml 0.02 mol·l-1的氯化鈣溶液與1 ml ph=13的氫氧化鈉溶液混合後(設溶液體積可直接加和),溶液中________沉澱析出(填「有」或「無」)。

(2)2.24公升(標準狀態)氨氣通入250 ml濃度為0.1 mol·l-1的硫酸溶液中,充分反應後溶液中各離子濃度大小為________(按由大到小的順序寫出各離子符號)。

(3)人體血液含ca2+。現抽取某人血樣10 ml,稀釋後用草酸銨[(nh4)2c2o4]溶液處理。使ca2+完全轉變為草酸鈣(cac2o4)沉澱;過濾,洗滌,將得到的沉澱用稀硫酸溶解得到草酸(h2c2o4)溶液,用5.

0×10-3 mol·l-1 kmno4溶液滴定得到的草酸至終點,共耗去2.0 ml kmno4溶液。由上述實驗資料可求得此人血液中ca2+的物質的量濃度為提示:

2kmno4+5h2c2o4+3h2so4===2mnso4+k2so4+10co2↑+8h2o)

(4)用下圖完成相應實驗。

①斷開k1,閉合k2接通直流電源,寫出陽極的電極反應式電解的總反應方程式

②電解一段時間後,當兩石墨棒均有氣體包圍時,切斷k2閉合k1,發現電路中有電流通過,寫出a極的電極反應式

(2011屆高三畢業班期末統考)

批改實錄————考生常如此失分

規範解答————落實拿高分樣板

(1)無

(2)nh、so、oh-、h+

(3)2.5×10-3 mol·l-1

(4)①4oh--4e-===2h2o+o2↑

2h2o2h2↑+o2↑

②2h2+4oh--4e-===4h2o

本題考查溶度積的計算、鹽溶液中離子濃度關係、滴定法測定溶液中ca2+的濃度、電化學知識,綜合性強。

1.沒有利用好nh3和硫酸反應時量的關係

2nh3+h2so4===(nh4)2so4,nh3過量,此時溶液中有0.2 mol·l-1 nh3·h2o和0.1 mol·

l-1 (nh4)2so4,nh3·h2o nh+oh-,nh+h2onh3·h2o+h+相互影響,且以電離為主。所以濃度關係為c(nh)>c(so)>c(oh-)>c(h+)。

2.抓住反應的本質

用惰性電極電解naoh溶液時產生h2和o2,實質是電解水,斷開k2,閉合k1構成氫氧燃料電池,鹼性條件下負極反應為2h2+4oh--4e-===4h2o。

水溶液中的離子平衡有答案

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