电离平衡水解平衡和沉淀的溶解平衡.pptx
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1、第三章知识结构化学平衡理论1 弱电解质的电离电解质有强弱弱电解质电离为可逆电离平衡电离常数4 难溶电解质的溶解平衡 难溶不溶溶解平衡应用生成溶解转移溶度积2 水的电离和溶液的酸碱性水是极弱电解质水(稀溶液)离子积为常数稀溶液酸碱性及表示方法pHpH应用3 盐类的水解 水的电离平衡 弱电解质的生成盐类水解水 解的应用(平衡移动)实践活动:测定酸碱反应曲线滴定实验操作图示反应曲线深入综合运用第1页/共96页研究研究研究研究对象对象对象对象表达方式表达方式表达方式表达方式 影响影响影响影响 因素因素因素因素弱电弱电解质解质的电的电离平离平衡衡弱酸弱弱酸弱碱的电碱的电离平衡离平衡水的电水的电离平衡离平
2、衡水解平衡水解平衡溶解平衡溶解平衡弱酸弱碱水盐类难溶物以HmR、R(OH)m为例HmR H+Hm-1R-H2O H+OH-Ac-+H2O HAc+OH-AmBn(S)mAn+(aq)+nBm-(aq)R(OH)m Rm+mOH-1.加水3.离子反应效应温度浓度:2.同离子效应一、内因二、外因一、弱电解质的电离平衡第2页/共96页一、弱电解质的电离平衡一、弱电解质的电离平衡1.外界条件对电离平衡的影响(1)浓度:增大弱电解质的浓度,电离平衡 移 动,溶质分子的电离程度 ;增大离子的浓 度,电离平衡 移动,溶质分子的电离程度 。(2)温度:升高温度,电离平衡 移动,电离程 度 ;降低温度,电离平衡
3、 移动,电离程 度 。正向减小逆向减小正向增大逆向减小第3页/共96页2.电离常数(1)表达式:对于一元弱酸HA,其平衡常数为 Ka=,对于一元弱碱BOH,其平衡常数为Kb=。(2)影响因素:电离常数只与温度有关,温度越 高,K值 ,多元弱酸的电离常数大小关系为 ,故酸性决定于第 步。越大K1 K2 K3一二、水的电离和溶液的二、水的电离和溶液的pHpH1.水的离子积常数第4页/共96页 水的电离方程式为 ,水的离子 积常数KW=,只与温度有关,温度升 高,KW 。H2O H+OH-c(H+)c(OH-)增大2.溶液的酸碱性与pH(1)pH:pH=,pH越小,酸性 ,pH越大,碱性 。(2)p
4、H试纸的使用 把小片试纸放在 上,用 蘸取待测 液滴在pH试纸上,试纸变色后,与 对 比即可确定溶液的pH。-lgc(H+)越强越强表面皿玻璃棒标准比色卡第5页/共96页【例1】(20092009海南,海南,6 6)已知室温时,0.1 mo1/L 某一元酸HA在水中有0.1发生电离,下列叙述 错误的是 ()A.该溶液的pH=4 B.升高温度,溶液的pH增大 C.此酸的电离平衡常数约为110-7 D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的 106倍考点一 弱电解质的电离平衡第6页/共96页解析解析 根据根据HAHA在水中的电离度可算出在水中的电离度可算出c(H(H+)=0.1 )=0
5、.1 0.1%mol/L=100.1%mol/L=10-4-4 mol/L mol/L,所以,所以pH=4pH=4;因;因HAHA在水中有在水中有电离平衡,升高温度促进平衡向电离的方向移动,所电离平衡,升高温度促进平衡向电离的方向移动,所以以c(H(H+)将增大,将增大,pHpH值会减小;值会减小;C C选项可由平衡常数选项可由平衡常数表达式算出表达式算出K=110=110-7-7,所以,所以C C无错误无错误;D;D选项由水电离出的选项由水电离出的c(H(H+)=10)=10-10-10 mol/L mol/L。答案答案 B第7页/共96页【例2】已知0.1 mol/L的醋酸溶液中存在电离平
6、衡:CH3COOH CH3COOH,要使溶液中 值增大,可以采取的措施是()A.加少量烧碱溶液B.升高温度 C.加少量冰醋酸D.加水 解析 本题主要考查考生对电离平衡移动的理解,侧 重考查考生分析问题的能力。BD第8页/共96页变式训练1 将0.1 mol/L醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是()A.溶液中c(H+)和c(OH-)都减小B.溶液中c(H+)增大C.醋酸电离平衡向左移动D.溶液的pH增大解析 醋酸是弱酸,对其进行稀释时,平衡虽向右移动,但c(H+)仍减小,又由于c(H+)c(OH-)为定值,因此c(OH-)增大,即pH增大。D第9页/共96页1.弱电解质的电离平衡的特点 (1)动
7、态平衡,电离方程式中用“”。如:CH3COOH CH3COO-+H+。(2)条件改变,平衡被打破。如在CH3COOH的 石蕊溶液中(呈红色)加入固体CH3COONH4,即 增大了c(CH3COO-),平衡左移,c(H+)变小,使红色 变浅。2.电离常数的影响因素 (1)电离常数随温度而变化,但由于电离过程热 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。第10页/共96页 (2)电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关,同一温 度下,不论弱酸、弱碱的浓度如何变化,电离常 数是不会改变的。醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH H+CH3COO-,下
8、列叙述不正确的是 ()A.CH3COOH溶液中离子浓度的关系满足:c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)的CH3COOH溶液加水稀释,溶液中 c(OH-)减小第11页/共96页C.CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,平 衡逆向移动D.常温下,pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的 NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH n(NaOHNaOH),则混合液中酸过量),则混合液中酸过量(因为(因为CHCH3 3COOHCOOH为弱酸)为弱酸),pH7,pH7 B.若10 x=y,且a+b=13,则pH=7第14页/共96页C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7D.若x=
9、10y,且a+b=14,则pH7解析解析 本题主要考查有关本题主要考查有关pHpH的简单计算。的简单计算。由题意知:由题意知:n(NaOH)=(NaOH)=x1010a-14-14 mol,mol,n(HCl)=(HCl)=y1010-b molmol,所以,所以n(NaOH)(NaOH)n(HCl)=(HCl)=1010(a+b-14)-14)。若。若x=y,且,且a+b=14=14,则,则n(NaOH)=(NaOH)=n(HCl)(HCl)二者恰好完全反应,二者恰好完全反应,pH=7pH=7;若;若1010 x=y=y且且a+b=13=13,则碱不足,则碱不足,pH7pH7;若;若ax=b
10、y且且a+b=13=13则则n(NaOH)NaOH)n(HCl)=1,(HCl)=1,故故pH7pH1,NaOH(HCl)=101,NaOH过量,过量,pH7pH7。答案答案 D第15页/共96页 水电离平衡的影响因素和溶液的水电离平衡的影响因素和溶液的pHpH计算计算 (1)向水中加入H+(酸)、OH-(碱)会抑制水的电离,而且H+、OH-的浓度越大,对水的电离的抑制作用越强;向水中加入能消耗H+或OH-的物质(如:能水解的盐),会促进水的电离,而且生成盐的弱酸、弱碱越弱,对水的电离的促进作用越强;由于电离吸热,所以,升温能促进水的电离。但只要温度不变,水溶液(稀溶液)中的c(H+)c(OH
11、-)就不变,温度升高会使c(H+)c(OH-)增大。第16页/共96页 (2)计算溶液的pH时,应注意以下几点:外界条件是否指室温;当酸、碱混合后,首先要判断溶液的酸碱性,然后再计算c(H+)或c(OH-),最后求得溶液的pH;要特别注意溶液中的c(H+)和由水电离出的H+的浓度之差异,否则容易走向误区。第17页/共96页 常温下,某溶液中由水电离的c(H+)=110-13 mol/L,该溶液可能是 ()二氧化硫水溶液 氯化铵水溶液 硝酸钠水 溶液 氢氧化钠水溶液 A.B.C.D.解析解析 由水电离的由水电离的c(H(H+)=110)=110-13-13 mol/L1 mol/L1 1010-
12、7-7 mol/L mol/L,即该溶液抑制了水的电离,因此要么,即该溶液抑制了水的电离,因此要么加碱抑制,要么加酸抑制,故加碱抑制,要么加酸抑制,故正确。正确。A第18页/共96页1.盐类的水解 的概念在溶液中盐电离出来的离子跟水所电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解。三、盐类水解第19页/共96页水解的条件:生成弱电解质。水解的实质:破坏了水的电离平衡。酸+碱 盐+水中和中和水解水解水解反应与中和反应的关系:水解的结果:使溶液中C(H+)C(OH-)2第20页/共96页3 3、水解平衡的影响因素、水解平衡的影响因素(一)内因:盐的本性(越弱越水解)对应的酸越弱酸越难
13、电离水解后OH-浓度大PH值大酸根离子与H+的结 合 能 力 越 强碱性强、不同弱酸对应的盐NaClO NaHCO3NH4Cl MgCl2 AlCl3对应的酸HClO H2CO3碱 性、不同弱碱对应的盐对应的碱酸 性NH3 H2O Mg(OH)2 Al(OH)3第21页/共96页、同一弱酸对应的盐Na2CO3 NaHCO3对应的酸HCO3-H2CO3碱 性 正盐的水解程度 酸式盐的水解程度、多元弱酸对应的酸式盐:一般来说,水解趋势大于电离趋势 (NaH2PO4和NaHSO3 例外)Na3PO4 Na2HPO4 NaH2PO4 H3PO4Na2SO3 Na2SO4 NaHSO3 NaHSO4PH
14、值 、弱酸弱碱盐:水解程度较大 (能生成沉淀或气体的双水解可以 进行到底)第22页/共96页(二)外因:压强与催化剂对水解平衡无影响CH3COO-+H2O CH3COOH +OH-热12 水解反应的特点:吸热 溶质微粒数增多(与电离过程相同)、温度:升温促进水解,降温抑制水解CH3COONa的酚酞溶液加热后颜色:加深、浓度:Al3+3H2O Al(OH)3 +3 H+热-14加水稀释,促进水解,H+减小加AlCl3固体,促进水解,H+增大第23页/共96页4、水解反应的方程式书写 1、一般用“”2、一般不用“、”3、多元弱酸根离子的水解分步写,一般只写第一步4、多元弱碱阳离子的水解一步到位6、
15、多元弱酸的酸式酸根离子水解与电离共存例、书写下列物质水解的化学方程式和离子方程式CuCl2、NaF、NH4Cl、Na2CO3 Mg3N2、Al2S35、双水解进行到底的,用“、”,均一步到位第24页/共96页五、盐类水解的应用(定性)(一)、某些盐溶液的配制与保存FeCl3:加少量稀盐酸FeCl2:加少量稀盐酸和铁屑NH4F溶液:铅容器或塑料瓶:加相应的酸或碱(二)、某些物质的用途(1)用盐作净化剂:明矾、FeCl3 等Al3+3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+Fe3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+胶体可以吸附不溶性杂质 +6的铁具有强氧化性,其还原产物水解生成Fe(OH)3
16、胶体具有吸附性。Cl2 +2Fe2+2Fe3+2Cl-Cl2+H2O H+Cl-+HClO(2)用盐作杀菌剂:Na2FeO4、氯气和绿矾混合 等 第25页/共96页(3)用盐作洗涤剂:Na2CO3、C17H35COONa 等CO32-+H2O HCO3-+OH-C17H35COO-+H2O C17H35COOH +OH-加热,平衡左移,碱性增强,去污效果好(4)肥料的混用Ca(H2PO4)2 NH4+K2CO3(酸性)(酸性)(碱性)NH3Ca3(PO4)2(5)Na2SiO3和NH4Cl混合:加速凝结SiO3 2-+2NH4+2H2O H2SiO3 +2NH3 H2O 第26页/共96页(6
17、)Al2(SO4)3 和NaHCO3溶液反应:用于泡沫灭火器2Al3+3CO32-+3H2O 2Al(OH)3 +3CO2 Al3+3HCO3-Al(OH)3 +3CO2 速度快、耗盐少玻璃筒铁筒NaHCO3Al2(SO4)3(三)、判断溶液的酸碱性(相同温度、浓度下)NaHCO3 Na2CO3 NaClO CH3COONH4 Na2SO4Na2HPO4 NaH2PO4 NaHSO3 NaHSO4 AgNO3第27页/共96页(四)、某些盐的无水物,不能用蒸发溶液或灼烧晶体的方法制取AlCl3溶液蒸干Al(OH)3灼烧Al2O3MgCl26H2OMg(OH)2MgO晶体只有在干燥的HCl气流中
18、加热,才能得到无水MgCl2FeCl3 溶液Fe(NO3)3 溶液Fe2(SO4)3 溶液CuSO45H2ONa2CO310H2ONa2CO3 溶液Na2SO3 溶液Ca(HCO3)2 溶液Fe2O3Fe2O3Fe2(SO4)3Na2CO3Na2CO3CuONa2SO4CaCO3第28页/共96页(五)、溶液中微粒浓度以CH3COONa为例:1、一个不等式(除水外)Na+CH3COO-OH-CH3COOH H+2、三个守恒(1)物料守恒:是指某一成份的原始浓度应该等于该成份 在溶液中各种存在形式的浓度之和。在晶体中Na+CH3COO-在溶液中Na+=CH3COO-+CH3COOH第29页/共9
19、6页Na+H+=CH3COO-+OH-(2)电荷守恒:是指溶液中所有阳离子所带的正电荷数等于溶液中 所有阴离子所带的负电荷数。整个溶液呈电中性。注意:电中性:不是H+=OH-,而是正电荷数=负电荷数CO32-和2 CO32-不同:离子浓度、电荷浓度。(3)水电离的OH-与H+守恒Na+=CH3COO-+CH3COOHOH-=H+CH3COOHNa+H+=CH3COO-+OH-溶质物料守恒式溶剂物料守恒式电荷守恒式在纯水中 H+OH-OH-=H+CH3COOH第30页/共96页HCO3-+H2O H2CO3+OH-NaHCO3溶液HCO3-CO32-+H+NaHCO3 H+HCO3-H2CO3
20、CO2 +H2O Na+=HCO3-+H2CO3 +CO2 +CO32-Na+H+=OH-+HCO3-+2 CO32-OH-=H+H2CO3 +CO2 -CO32-H+守恒第31页/共96页Na2HPO4溶液HPO4 2-+H2O H2PO4-+OH-HPO4 2-PO4 3-+H+Na2HPO4 2Na+HPO4 2-H2PO4-+H2O H3PO4 +OH-Na+H+=OH-+2HPO4 2-+H2PO4-+3PO4 3-Na+=HPO4 2-+H2PO4-+H3PO4 +PO4 3-12OH-+PO4 3-=H+H2PO4-+2H3PO4 OH-守恒H+守恒第32页/共96页Na2S溶液
21、 Na3PO4溶液OH-=H+HPO4 2-+2H2PO4-+3H3PO4 H+守恒Na+=S 2-+HS-+H2S 12Na+H+=OH-+2S 2-+HS-OH-=H+HS-+2H2S H+守恒Na+=PO4 3-+HPO4 2-+H2PO4-+H3PO4 13Na+H+=OH-+3PO4 3-+2HPO4 2-+H2PO4-第33页/共96页(六)、解释某些现象或事实(1)某些氢前金属、不溶性盐溶于盐溶液产生气体Fe3+3H2O Fe(OH)3 +3H+Mg +FeCl3Mg +2H+Mg2+H2 或:3Mg+2Fe3+6H2O 3Mg2+2Fe(OH)3 +3H2 CaCO3 +NH4
22、ClNH4+H2O NH3 H2O +H+CaCO3 +2H+Ca2+CO2+H2O(2)不能用湿法制取弱酸弱碱盐2AlCl3 +3Na2S+6H2O 2Al(OH)3 +3H2S+6NaCl2Al +3S Al2S3(3)弱酸根离子与弱碱阳离子不能大量共存Al3+与AlO2-、CO32-、HCO3-、S2-、HS-Fe3+与AlO2-、CO32-、HCO3-、第34页/共96页 四、难溶电解质的溶解平衡四、难溶电解质的溶解平衡1.溶度积 对于溶解平衡,MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp=cm(Mn+)cn(Am-),只与 有关,与浓度无关。温度(1)沉淀生成的条件是Qc
23、 Ksp,沉淀析出直至溶液达到新的平衡,即Qc Ksp时沉淀与溶解处于平衡状态。=2.溶度积的应用第35页/共96页(2)沉淀溶解的条件是Qc Ksp,溶液不饱和,不产生沉淀。(3)沉淀的转化:在含有沉淀的溶液中加入另一种沉淀剂,使其与溶液中某一离子结合成更难溶的物质,引起一种沉淀转变成另一种沉淀。如:CaSO4(s)+Na2CO3(aq)CaCO3(s)+Na2SO4(aq)。c(NH )c(Cu2+)c(H+)c(OH-)3溶液中:c(Na+)+c(H+)+c(H2CO3)=c(HCO )+c(CO )+c(OH-)D.等体积、等物质的量浓度的NaX和弱酸HX混合 后的溶液中:c(Na+)
24、c(HX)c(X-)c(H+)c(OH-)2-4+4-32-3第41页/共96页解析解析 根据溶液中电荷守恒判断根据溶液中电荷守恒判断A A正确;正确;B B项中因项中因CuCu2+2+和和NH NH 都具有一定程度的水解且显酸性,故都具有一定程度的水解且显酸性,故B B正确;正确;C C项中项中NaHCONaHCO3 3溶液中可存在下列关系:溶液中可存在下列关系:c(Na(Na+)+)+c(H(H+)=c(HCO)+2(HCO)+2c(CO)+(CO)+c(OH(OH-)、c(Na(Na+)=)=c(HCO)+(HCO)+c(CO(CO)+c(H(H2 2COCO3 3),),因此因此C C
25、错误;错误;D D项中等量的项中等量的NaXNaX和和弱酸弱酸HXHX混合后应该存在下列关系,即混合后应该存在下列关系,即c(X X-)c(Na(Na+)c(HX)(HX)c(H(H+)c(OH(OH-),所以,所以D D错。错。答案答案 CD+4-32-3-32-3第42页/共96页 电解质溶液中的守恒关系电解质溶液中的守恒关系守恒守恒关系关系定义定义实例实例电荷电荷守恒守恒电解质溶液呈电中性,电解质溶液呈电中性,即所有阳离子所带的即所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总离子所带的负电荷总数相等数相等例如在例如在NaHCO3溶液溶液中:中:c(Na+)+c(H
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