离子反应离子共存和溶液中的离子平衡Word下载.docx

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⑸发生络合反应；

⑹发生互促双水解反应的离子；

⑺弱酸酸式酸根离子不能与H+、OH－共存；

⑻若题目中提示酸性溶液（pH＜7）或碱性溶液（pH＞7）应在各待选答案中均加入H+或OH－后考虑。

某溶液中水电离出的氢离子浓度为1×

10－12mol/L,则该溶液可能为酸性也可能为碱性。

⑼常见的有色离子是Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4－等。

⑽某溶液中加入酚酞试液后，溶液先变红后褪色，则该溶液属于呈碱性且含有漂白能力的物质。

说明：

1、电解质与非电解质的比较、强电解质与弱电解质的区别。

2、离子反应发生的条件——反应物某些离子浓度的减小，也就是离子不能大量共存的原因。

主要有以下几种情况：

⑴离子互换反应（复分解反应）：

①生成沉淀（难溶或微溶性物质）如：

CaCO3、Mg（OH）2、BaSO4、AgSO4等

②生成气体（挥发性物质）如：

CO2、NH3、H2S等

③生成难电离的物质（弱电解质）如：

CH3COOH、NH3·

H2O、H2O等

⑵双水解反应：

弱酸所对应的阴离子与弱碱所对应的阳离子互相促进双水解进行到底

如：

Al3+与CO32—、S2—、HCO3—、AlO2—；

NH4+与SiO32—、AlO2—；

Fe3+（Fe2+）与CO32—、HCO3—、AlO2—等

⑶络合反应：

如Fe3+与SCN—

⑷氧化还原反应：

如

氧化性离子：

Fe3+、MnO4－、NO3－（酸性条件下）、ClO－

还原性离子：

S2－、I－；

Fe2+

（其中只有Fe2+与Fe3+可以共存）

3、某些离子只能存在于一定pH范围内

⑴只能存在于酸性溶液中：

水解呈酸性的离子，即弱碱所对应的阳离子：

如Fe3+、Al3+、Fe2+、NH4+等

⑵只能存在于碱性溶液中：

水解呈碱性的离子，即弱酸根：

如CH3COO—、CO32—、S2—、HS—、HCO3—、PO43—、HPO42—、F—、H2PO4—、ClO—、AlO2—、SiO32—、CN—、C17H35COO—、

等

⑶强酸、强碱性溶液都不能大量存在：

即多元弱酸的酸式酸根离子，

HS—、HCO3—、HSO3—、HPO42—、H2PO4—

4、注意题目中的前提设置：

⑴对溶液性质的要求：

①颜色：

无色透明溶液中一定无Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4—

②溶液的酸碱性：

如25℃时由水电离出的c（H+）或c（OH—）=1.0×

10—12mol/L;

与Al作用产生氢气；

室温时某指示剂的颜色（如酚酞变红）；

室温下pH=1或13的溶液等。

⑵特殊要求：

如在×

×

离子存在下不能共存的；

因发生氧化还原反应，而不能大量共存的；

因生成沉淀和气体而不能大量共存的等。

⑶能共存或不能共存（不强调大量共存）

二、水溶液中的离子平衡：

1、水的电离、水的离子积和溶液的pH值

（1）水是一个极弱的电解质。

存在极弱的电离：

H2O

H++OH－或H2O+H2O

H3O++OH－

其特点是自身作用下发生的极微弱的电离，类似的还有：

2NH3

NH2－+NH4+

（2）水的离子积：

在25℃时，纯水中的c（H+）=c（OH－）=10－7mol/L

（3）溶液的酸碱性和pH的关系：

pH的计算：

pH=－lgc（H+）

溶液的酸碱性和pH的关系：

室温中性溶液c（H+）=c（OH－）=10－7mol∕L，pH=7

酸性溶液：

c（H+）>

c（OH－），c（H+）>

1×

10－7mol∕L，pH<

7

碱性溶液：

c（H+）<

c（OH－），c（H+）<

10－7mol∕L，pH>

pH的测定方法：

①pH试纸；

②酸碱指示剂、pH计等。

2、盐类的水解：

在溶液中，盐电离出来的弱酸阴离子或弱碱阳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。

（1）盐类的水解规律：

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，同强显中性。

1）强酸强碱盐：

不水解，水溶液呈中性，如：

NaCl、KNO3等

2）强碱弱酸盐：

能水解，水溶液呈碱性，如：

Na2S、Na2CO3等

3）强酸弱碱盐：

能水解，水溶液呈酸性，如：

NH4NO3等

4）弱酸弱碱盐：

能水解，谁强显谁性，如NH4Ac显中性、（NH4）2S显碱性；

若水解时可生成沉淀和气体，则可水解完全，如：

Al2S3、Mg3N2等

5）酸式盐的水解：

溶液的酸碱性决定于阴离子是以水解为主要过程还是以电离为主要过程。

①阴离子是强酸根，如NaHSO4不水解：

NaHSO4＝Na++H++SO42－本身电离出H+，呈酸性。

②阴离子以电离为主：

如H2PO4－、HSO3－

③阴离子以水解为主：

HCO3－、HS－、HPO42－

HCO3－+H2O

H2CO3+OH－（主要，大）呈碱性；

HCO3－

H++CO32－（次要，小）

（2）影响水解的因素：

1）内因：

盐本身的性质，“越弱越水解”。

2）外因：

①温度：

升高温度促进水解

②浓度：

加水稀释，水解程度增大

③溶液的pH改变水解平衡中某种离子的浓度时，水解就向着能够减弱这种改变的方向移动。

（3）盐类水解的应用

1）利用硫酸铝、碳酸氢钠水解原理，制泡沫灭火器；

2）配制溶液时抑制水解：

（浓度的影响）以FeCl3、CuSO4为例加以说明；

3）热碱溶液去油污（温度对盐类水解的影响）；

4）判断溶液的酸碱性或弱电解质的相对强弱；

5）化肥的合理使用；

6）某些盐的制备：

如Al2S3、Mg3N2等

7）比较溶液中离子浓度的大小；

（4）盐溶液中离子浓度大小的比较

电解质溶液中离子浓度大小的比较，涉及到的知识点有电解质电离、弱电解质电离平衡、盐类的水解、离子间的相互作用等。

在比较溶液中离子浓度大小时，应根据不同的类型进行分析、解答。

同时还经常用到电解质溶液中的两个重要的平衡关系——“电荷守恒”和“物料平衡”。

“电荷守恒”：

电解质溶液中所有阳离子所带的正电荷总数等于所有阴离子所带的负电荷总数。

原理：

电解质溶液不显电性。

所以“正电荷总数”＝“负电荷总数”

在Na2S溶液中根据电荷守恒原理有

“物料平衡”：

某一分子或离子的原始浓度等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。

如在NaHCO3溶液中：

“质子守恒”电解质电离、水解过程中，水电离出的H+与OH－总数一定是相等的。

NH4Cl溶液中——c（H+）＝c（OH－）+c（NH3·

H2O）

1、室温下水的电离有

①Kw＝c（H+）·

c（OH－）＝10－14

②水的离子积适用于所有稀的水溶液，而不论其是酸性、碱性或中性溶液

③水的离子积随温度升高而增大

2、影响水的电离的因素：

①纯水中加入酸或碱，抑制水的电离，由水电离出的H+和OH－等幅减小。

②纯水中加入能水解的盐，促进水的电离，由水电离出的H+和OH－等幅增大。

③任何电解质溶液中的H+和OH－总是共存的，c（H+）和c（OH－）此增彼减，但

c（H+）·

c（OH－）仍为常数。

在25℃时，Kw＝10－14。

3、酸混合、碱混合、酸碱混合pH计算：

规律为：

酸算c（H+），碱先算c（OH－）后再转化为c（H+），再求pH，酸碱混合（一

者过量）按过量的c（H+）或c（OH－）计算。

4、盐类水解的实质：

组成盐的弱碱阳离子（用M+表示）能水解显酸性，组成盐的弱酸阴离子（用R－表示）能水解显碱性。

M++H2O

MOH+H+显酸性；

R－+H2O

HR+OH－显碱性

盐类的水解反应是酸碱中和反应的逆反应，也是水溶液中存在的一种重要的化学平衡过程。

在溶液中，由于盐的离子与水电离出来的H+或OH－生成弱电解质，从而破坏了水的电离平衡，使溶液显示不同程度的酸性、碱性或中性。

5、多元弱酸的电离和多元弱酸盐的水解都是分步进行的，以第一步电离或水解为主。

多元弱碱的电离及其盐的水解也是分步进行的，由于中间过程复杂，可写成一步。

6、一般盐类水解的程度很小，水解产物很少，通常不生成沉淀或气体，也不发生分解，在书写离子方程式时，一般不标“↑”或“↓”，也不把生成物如“H2CO3、NH3·

H2O”写成其分解产物的形式，方程式两边用“

”连接；

某些能够相互促进的盐类水解时，可生成沉淀和气体，使水解反应进行完全，此时，书写水解方程式时用“＝”连接，产物中要标明“↑”或“↓”

【典型例题】

例1.下列反应的离子方程式正确的是：

A.氯化铝溶液中加入过量的氨水：

Al3++4NH3·

H2O＝AlO2－+4NH4++2H2O

B.用氨水吸收过量的二氧化硫：

NH3·

H2O+SO2＝NH4++HSO3－

C.碳酸氢镁溶液与过量的氢氧化钠溶液反应：

Mg2++2HCO3－+2OH－==MgCO3↓+2H2O+CO32－

D.向碘化亚铁溶液中通入少量氯气：

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－

解析：

A项不符合化学反应事实，产生的应是Al（OH）3而不是AlO2－，因Al（OH）3难溶于氨水；

B中二氧化硫是过量的，故生成HSO3－；

C项MgCO3的溶解度大于Mg（OH）2，故应生成Mg（OH）2沉淀。

D项中还原性：

I－＞Fe2+，故少量氯气先与I－反应。

2I－+Cl2=I2+Cl2

答案：

B

例2.在强酸溶液中，下列各组离子能够大量共存的是：

A.Mg2+、Ca2+、HCO3－、Cl－B.Na+、AlO2－、Cl－、SO42－

C.K+、Fe2+、SO42－、Br－D.Fe2+、Ca2+、Cl－、NO3－

在强酸性溶液中，A中的HCO3－，B中的AlO2－不能大量共存，D中的NO3－和H+共同作用，可以氧化Fe2+，也不能大量共存，

C。

例3.若溶液中由水电离产生的c（OH－）＝1×

10－14mol·

L－1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是：

A.Al3+、Na+、NO3－、Cl－B.K+、Na+、Cl－、NO3－

C.K+、Na+、Cl－、AlO2－D.K+、NH4+、SO42－、NO3－

由题意，可知水的电离被抑制了，显然该溶液为强酸性溶液或强碱性溶液。

本题的限制条件为“一定可以大量共存”，则A选项离子组只能在酸性溶液中大量共存；

C选项离子组只能在碱性溶液中大量共存；

D选项离子组只能在酸性溶液中大量共存。

只有B选项离子组既可以在酸性溶液又可以在碱性溶液中大量共存。

例4.相同物质的量浓度的NaCN和NaClO相比，NaCN溶液的pH较大，则同温同体积同浓度的HCN和HClO说法正确的是

A.酸性：

HCN>

HClO

B.pH：

HClO>

HCN

C.酸根离子浓度：

c（CN－）<

c（ClO－）

D.与NaOH恰好完全反应时，消耗NaOH的物质的量：

HCN

NaCN和NaClO都属于强碱弱酸盐，在水溶液中都可发生水解，根据“越弱越水解”的原则，水解程度越大，水解产生的OH－浓度越大，溶液的pH越大，则说明酸性越弱，从而得出酸性比较：

HCN；

则同浓度时，HClO电离产生的H+浓度大于HCN，即酸根离子浓度：

c（ClO－），而H+越大，pH越小，由此可得pH：

HClO<

HCN；

而由于HCN和HClO的浓度和体积均相同，则两者的物质的量相同，与碱完全中和时消耗的碱的物质的量也相同。

综上所述，本题的答案为C

C

例5.把0.02mol／LCH3COOH溶液和0.01mol/LNaOH溶液等体积混合，则混合溶液中微粒浓度关系正确的是：

A.c（CH3COO－）＞c（Na+）

B.c（CH3COOH）＞c（CH3COO－）

C.2c（H+）＝c（CH3COO－）－c（CH3COOH）

D.c（CH3COOH）+c（CH3COO－）＝0.01mol/L

此题实质上是0.005mol/L的CH3COOH溶液和0.005mol/L的CH3COONa溶液的混合溶液。

由电荷守恒关系可得：

c（H+）+c（Na+）=c（CH3COO－）+c（ＯＨ－）

由物料守恒关系可得：

c（CH3COOH）+c（CH3COO－）=c（Na+）

2=0.01mol/L

由上述两式可得：

2c（H+）=c（CH3COO－）+2c（OH－）－c（CH3COOH）

综上所述，本题中BC选项错误。

AD

例6.用物质的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液，已知其中C（CH3COO－）＞C（Na+），对该混合溶液的下列判断正确的是：

A.c（H+）＞c（OH－）

B.c（CH3COOH）+c（CH3COO－）＝0.2mol/L

C.c（CH3COOH）＞c（CH3COO－）

D.c（CH3COO－）+c（OH－）＝0.2mol/L

CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中，CH3COOH的电离和CH3COONa的水解因素同时存在。

已知c（CH3COO－）＞c（Na+），根据电荷守恒c（CH3COO－）+c（OH－）＝c（Na+）+c（H+），可得出c（OH－）＜c（H+）。

说明混合溶液呈酸性，进一步推测出0.1mol/L的CH3COOH和0.1mol/L的CH3COONa溶液中，电离和水解这一对矛盾中起主要作用的是电离，即CH3COOH的电离趋势大于CH3COO－的水解趋势。

根据物料守恒，可推出（B）是正确的

例7.已知X和Y是由两种中学常见元素组成的化合物，A、B为气体，G为白色沉淀，F是一种两性化合物，在电解开始时溶液中有白色沉淀产生，但随着电解的进行，白色沉淀逐渐溶解，最后变为C的澄清溶液，X、W、E的焰色反应均为黄色。

X~G各物质之间的关系如图（部分产物已略去，除气体间的反应外，其余反应均在溶液中进行）。

⑴X、Y、W的化学式分别为_____________________________________；

⑵写出反应①和电解开始时的离子方程式：

①；

②；

⑶若要在电解后期得到C的澄清溶液，X和Y必须满足的条件是：

_____。

⑷向C的澄清液中加入1mol/L的硫酸，当加至50mL时才开始出现沉淀。

假设电解过程中溶液体积变化忽略不计，原X和Y混合液的体积为100mL，原Y溶液的物质的量浓度为amol/L，则原X溶液的物质的量浓度为mol/L。

根据题给信息：

A、B为气体，G为白色沉淀，F是一种两性化合物，说明，A、B为H2、Cl2或H2、O2，F为Al（OH）3，X、W、E的焰色反应均为黄色，说明均含有钠元素，而X又能与硝酸酸化的硝酸银作用产生白色沉淀，说明X为NaCl。

则A、B为H2、Cl2，电解过程中产生了OH－，与Y中的阳离子作用先产生白色沉淀后沉淀溶解，说明Y中含有Al3+，则Y为AlCl3。

电解过程中Al3+与过量的OH－作用生成的C为：

NaAlO2。

NaAlO2与HCl（D）作用又生成NaCl和AlCl3。

而AlCl3与过量的NaOH作用生成的E为：

NaAlO2与AlCl3发生双水解反应生成Al（OH）3（F）。

反应①和电解开始时的离子方程式为：

Al3++3AlO2－+6H2O＝4Al（OH）3↓；

⑶若要在电解后期得到C的澄清溶液，则必须在电解过程中产生的NaOH过量，即n（X）：

n（Y）≥1，才能确保Al（OH）3完全溶解。

说明，加入1mol/L的硫酸50mL时是与过量的NaOH发生中和反应，此时，溶液中过量的NaOH为：

0.1mol，而溶液中NaAlO2为amol/L×

0.1L＝0.1mol。

则根据元素守恒可知：

NaCl的物质的量为：

（0.1+0.1a）mol，则其浓度为：

（a+1）mol/L

（1）NaCl、AlCl3、NaOH；

（2）Al3++3AlO2－+6H2O==4Al（OH）3↓；

；

（3）n（X）：

n（Y）≥1；

（4）a+1

【模拟试题】

1、下列叙述中正确的是：

A、氯化钠溶液中，氯化钠在电流的作用下电离成钠离子或氯离子

B、溶于水后能电离出氢离子的化合物都是酸

C、硫酸钡难溶于水，但硫酸钡是强电解质

D、

溶于水后部分电离，故二氧化硫属于弱电解质

2、下列事实中能证明氯化氢是共价化合物的是：

A、氯化氢极易溶于水B、液态氯化氢不导电

C、氯化氢不易分解D、氯化氢溶液可以电离

3、下列各组物质反应后，溶液的导电性比反应前明显增强的是：

A、向亚硫酸钠溶液中加液态溴

B、向硝酸银溶液中通入少量氯化氢

C、向氢氧化钠溶液中通入少量氯气

D、向硫化氢饱和溶液中通入少量氯气

4、在体积都为1L，pH都等于2的盐酸和醋酸溶液中，投入0.65g锌，则下列哪组曲线比较符合客观事实：

5、常温下，将pH=a和pH=b的NaOH溶液和Ba（OH）2溶液等体积混合后，下列数据正确的是：

A、2c（H+）=10－a+10－bB、2c（OH－）=10a－14+10b－14

C、c（OH－）=

D、pH=lg

6、在室温下，酸和碱的溶液等体积混合后，pH一定大于7的是：

A、pH=3的盐酸与pH=11的氢氧化钡溶液

B、pH=3的醋酸（电离度约为1%）和pH=12的氢氧化钠溶液

C、pH=3的硝酸与pH=11的氨水（电离度约为1%）

D、pH=3的硫酸与pH=12的氢氧化钾溶液

7、25℃时，向VmLpH=a的盐酸中滴加pH=b的氢氧化钠溶液10VmL时，溶液中恰好有

c（Cl－）＝c（Na+），此时a+b的值为：

A、13B、15C、14D、不能确定

8、若200mLc（H+）=10－3mol/L的某一元酸与100mLc（OH－）=10－3mol/L的某一元碱溶液相混合后，溶液呈碱性，所用的酸和碱应是：

A、等浓度的弱酸和强碱B、稀的弱酸和浓的强碱

C、稀的强酸和稀的强碱D、稀的强酸和浓的弱碱

9、关于小苏打水溶液的表述正确的是：

A、c（Na+）=c（HCO3－）+c（CO32－）+c（H2CO3）

B、c（Na+）+c（H+）=c（HCO3－）+c（CO32－）+c（OH－）

C、HCO3－的电离程度大于HCO3－的水解程度

D、存在的电离有：

NaHCO3＝Na++HCO3－,HCO3－

H++CO32－；

H++OH－

10、混合Na2S跟NaHS两溶液，且浓度相等，此混合液中，下列关系一定正确的是：

A、c（Na+）+c（H+）=2（S2－）+c（HS－）+c（OH－）

B、c（Na+）＞c（HS－）＞c（S2－）＞c（OH－）

C、c（Na+）=c（S2－）+c（HS－）+c（H2S）

D、c（HS－）＞c（H+）＞c（OH－）＞c（Na+）

11、已知0.1mol/L的HCN溶液pH=4，0.1mol/L的NaCN溶液的pH=12。

现将0.2mol/L的HCN溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后，溶液中各种离子浓度关系正确的是：

A、c（Na+）＞c（CN－）＞c（OH－）＞c（H+）

B、c（Na+）＞c（CN－）＞c（H+）＞c（OH－）

C、c（CN－）+c（OH－）＞c（Na+）+c（H+）

D、c（CN－）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH－）

12、下列各组离子中在碱性条件下可以共存，而加入盐酸后会产生气体和沉淀的是：

A、Na+、NO3－、AlO2－、SO42－B、Na+、NO3－、SiO32－、K+

C、K+、Cl－、AlO2－、CO32－D、Na+、Cl－、HCO3－、Ca2+

13、20℃，两种一元弱酸的钠盐NaX和NaY，已知往NaX溶液中通入CO2只能生成HX和NaHCO3；

往NaY溶液中通入CO2能生成HY和Na2CO3，下列说法正确的是：

A、酸性HX＞HY

B、结合H+能力Y－>

CO32－>

X－>

C、溶液的碱性NaX＞Na2CO3＞NaY＞NaHCO3

D、HX和HY酸性相同，但比H2CO3弱

14、某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向溶液中加入过量纯碱溶液有沉淀产生，下列溶液中符合此条件的是：

①Ag+、Fe3+、Na+②Ag+、Al3+、K+③Ag+、Ba2+、K+④SiO32－、AlO2－、K+⑤Ag+、NH4+、H+⑥SiO32－、K+、Al3+

A、各组均符合B、②③④⑥C、①②③④⑤⑥D、②③④

15、已知：

Cu（OH）2+4NH3=[Cu（NH3）4]2++2OH－，下列各组离子如大量共存于同一溶液中，肯定会发生沉淀的是：

A、Al3+、Na+、SO42－、OH－B、Ba2+、H3O+、PO43－、NO3－

C、SO42－、OH－、Cu2+、NH4+D、K+、AlO2－、Cl－、NH4+

16、25℃时，有pH=x的盐酸和pH=y的氢氧化钠溶液（x≤6，y≥8），取aL该盐酸与该氢氧化钠溶液中和，消耗bL的氢氧化钠溶液，问：

①若x+y=14，则a/b=____（填数据）；

②若x+y=13，则a/b=____（填数据）；

③若x+y＞14，则a/b=____（填表达式）；

④该盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和，两溶液的x和y的关系式（填表达式）。

17、已知25℃时几种物质的电离度（溶液浓度为0.1mol/L）如下表：

（已知H