第三章水溶液中离子平衡课堂讲义汇总.docx
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第三章水溶液中离子平衡课堂讲义汇总
第三章水溶液中离子平衡第一节弱电解质的电离
【温故】1、离子反应:
有离子参加的反应中学阶段:
离子反应指水溶液中进行的反应
反应速率很大,活化能几乎是0,其速率决定于离子浓度和离子的扩散速率
复分解型离子反应发生的条件:
2、物质的分类:
物质
3、电解质和非电解质:
(1)电解质定义:
在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。
包括:
(2)非电解质定义:
在水溶液中和熔融状态下都不能够导电的化合物。
包括:
练习1:
下列属于电解质的是___________,属于非电解质的是__________,能导电的是_________,
A、二氧化硫B、氨气C、铜D、硫酸钡晶体E、硫酸F、甲烷G、饱和食盐水
H、蔗糖I、乙醇J、熔融的氯化钠K、冰醋酸L、氧化钠M、氯水溶液N、液态HCl
练习2:
判断下列说法是否正确:
A.固态氯化钠不导电,因为氯化钠中没有离子
B.氯化钠溶液能导电,所以氯化钠溶液是电解质C.碳酸钙不溶于水,所以碳酸钙是非电解质
D.铜能导电,所以铜是电解质E.SO2的水溶液能导电,所以SO2是电解质
F.液态HCl不导电,所以HCl是非电解质G.熔融KNO3能导电,是电解质
列表对比归纳:
NaCl固体
熔融NaCl
NaCl水溶液
HCl水溶液
HCl气体
SO2气体
SO2水溶液
铜单质
能否导电
是否电解质
4、关于导电的几点小结:
能导电的物质有:
金属导电的原因:
;电解质水溶液导电的原因:
电解质水溶液导电能力的强弱:
【知新】
一、强电解质和弱电解质
强电解质定义:
弱电解质定义:
强电解质
电解质
非电解质
弱电解质
化合物
练习3:
水溶液中电解质的电离方程式书写练习:
H2SO4H2CO3CH3COOH
Ba(OH)2NH3▪H2OFe(OH)3
NaHCO3BaSO4KAl(SO4)2
H2ONaHSO4熔融NaHSO4
小结:
弱电解质电离时用可逆符号(弱酸弱碱和水)【注意:
绝大多数盐(包括难溶盐)是强电解质】;
多元弱酸电离分布书写,以第一步为主;多元弱碱电离写成一步。
二、弱电解质的电离平衡
1、电离平衡的建立。
书P41
2、电离平衡的定义:
3、特征:
;本质特征:
4、影响电离平衡的因素
(1)内因:
(2)外因:
练习4:
填表1,醋酸在水溶液中存在如下电离平衡:
CH3COOH
CH3COO-+H+
平衡移动
c(H+)
c(CH3COO-)
c(CH3COOH)
c(H+)/c(CH3COO-)
K
加水
升温
加醋酸钠固体
通HCl气体
加NaOH固体
加入冰醋酸
加入锌粒
加NaCl溶液
填表2,氨水溶液中存在如下电离平衡:
NH3•H2O
NH4++OH-
平衡移动
c(OH-)
c(NH4+)
c(NH3•H2O)
c(OH-)/c(NH3•H2O)
K
加水
升温
加NH4Cl固体
加NaOH固体
通HCl气体
通入NH3气体
加入FeCl3
5、电离平衡常数
(1)表达式。
CH3COOH
CH3COO-+H+Ka=NH3•H2O
NH4++OH-Kb=
H2S的两步电离:
H2S
H++HS–;HS–
H++S2–K1=K2=
(2)电离常数的意义:
(3)影响电离常数的因素:
温度越高,电离常数K
第三章第二节水的电离和溶液的酸碱性
(1)
一、水的电离
1、水是一种极弱的电解质:
电离方程式:
2、水的电离平衡常数:
3、水的离子积常数(水的离子积)KW=
①
②
③
常温25℃,KW=
①纯水(中性溶液)中;
②酸性溶液中;
③碱性溶液中;
4、影响水的电离程度的因素:
平衡移动
c(H+)
c(OH-)
Kw
通HCl气体
加NaOH
加NH4Cl
加NaClO
加NaCl溶液
加NaHSO4
升温
加金属钠
影响因素小结:
课堂练习:
c(H+)=
c(OH-)=
Kw=
水电离出的c(H+)=
水电离出的c(OH-)=
25℃时,0.01mol/LNaOH溶液中25℃时,0.01mol/LHCl溶液中
c(H+)=
c(OH-)=
Kw=
水电离出的c(H+)=
水电离出的c(OH-)=
小结:
等效抑制:
思考:
将下列各溶液中,水的电离程度从大到小排列
①NaCl溶液②0.1mol/LNaOH溶液③0.1mol/LHCl溶液
④0.01mol/LNaOH溶液⑤0.01mol/LHCl溶液⑥0.01mol/L醋酸溶液
二、溶液的酸碱性和pH
1、pH意义:
表示溶液酸碱性的强弱
2、pH表达式:
常温下,溶液的酸碱性跟pH的关系:
中性溶液
酸性溶液
碱性溶液
判断下列说法是否正确:
1、如果C(H+)不等于C(OH-)则溶液一定呈现酸性
2、如果C(H+)/C(OH-)>1的值越大则酸性越强
3、C(H+)等于10-6mol/L的溶液一定呈现酸性
4、对水升高温度电离度增大,酸性增强
3、pH值的测定方法:
①酸碱指示剂:
只能测出pH范围,定性判断酸碱性
指示剂
变色范围
颜色变化
小结记忆:
②广泛pH试纸:
定量测定pH的整数值
(1)操作方法:
取一张pH试纸放在洁净干燥的上,用洁净干燥的蘸取试液滴在pH试纸的中部,与标准比色卡对比颜色,读出pH的整数值。
(2)比色卡的颜色:
(3)注意:
pH试纸使用时不能润湿!
若润湿后再测pH,酸性溶液;碱性溶液;中性溶液
测定氯水的pH
区别:
精密pH试纸:
定量测定pH,可以读取到小数点后一位书P47
③pH计:
精确测定pH值书P47
4、pH的应用
5、pH的计算(无特别说明,计算时均指在常温下)
第二节水的电离和溶液的酸碱性
(2)pH的有关计算(无说明,均指25℃)
1、关键词:
等效抑制
①pH=2的盐酸溶液中,c(H+)=
由水电离产生的c(H+)=,c(OH-)=
②pH=12的NaOH溶液中,c(OH-)=
由水电离产生的c(H+)=,c(OH-)=
③某水溶液中由水电离产生的c(H+)=10-11mol/L,则其pH=
④某水溶液中由水电离产生的c(OH-)=10-11mol/L,则其pH=
2、关键词:
稀释
①pH=2的盐酸稀释1000倍,pH=,继续稀释1000倍,pH=;
②pH=12的NaOH溶液稀释1000倍,pH=,继续稀释1000倍,pH=;
③pH=a的强酸稀释10n倍,pH=;
④pH=b的强碱稀释10n倍,pH=;
⑤pH=5的硫酸稀释1000倍,c(H+)/c(SO42-)==
⑥pH=8的氢氧化钡溶液稀释1000倍,c(OH-)/c(Ba2+)==
3、关键词:
混合
①pH=2的盐酸和pH=5的盐酸等体积混合,pH=;
②pH=9的NaOH溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合,pH=;
③pH=2的盐酸和pH=12的NaOH溶液以体积比3:
2混合,pH=;
④pH=3的盐酸和pH=12的NaOH溶液等体积混合,pH=;
⑤pH=3的盐酸和pH=12的NaOH溶液混合后pH=7,则两者的体积比为;
⑥pH=2的盐酸和pH=12的NaOH溶液混合后pH=11,则两者的体积比为;
⑦pH=2的盐酸和pH=12的NaOH溶液混合后pH=3,则两者的体积比为;
4、关键词:
非常温下KW的变化
①某温度下,KW=10-13,pH=a的盐酸V!
L和pH=b的NaOH溶液V2L混合后成中性,若a+b=13,V!
:
V2=;a+b=14,V!
:
V2=;a+b=15,V!
:
V2=;
②T℃,KW=10-12,pH=9的Ba(OH)2和pH=4的H2SO4混合后pH=7,则两者的体积比为;
③当温度升高时,pH=3的盐酸和pH=12的NaOH溶液,pH分别怎么变化?
5、关键词:
强弱电解质、稀释、图像
①pH均为2的盐酸和醋酸②浓度均为0.01mol/L的盐酸和醋酸
加水稀释,pH的变化图加水稀释,pH的变化图
pH=2的盐酸和醋酸稀释1000倍,pH;0.01mol/L的盐酸和醋酸稀释1000倍,pH
pH=2的盐酸和醋酸稀释至pH=5,加水量;0.01mol/L的盐酸和醋酸稀释至pH=5,加水量
③pH均为12的氨水和NaOH溶液④浓度均为0.01mol/L的氨水和NaOH溶液
加水稀释,pH的变化图加水稀释,pH的变化图
pH=12的氨水和NaOH稀释1000倍,pH;0.01mol/L的氨水和NaOH稀释1000倍,pH
pH=12的氨水和NaOH稀释至pH=9,加水量;0.01mol/L的氨水和NaO稀释至pH=5,加水量
⑤冰醋酸稀释过程中,电离度,氢离子数目,氢离子浓度,导电能力的变化图:
6、关键词:
强酸、弱酸与Zn反应的比较:
①0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的醋酸体积相同,分别加入足量的锌:
开始时反应的速率:
盐酸醋酸;产生气体的量:
盐酸醋酸;
平均反应的速率:
盐酸醋酸。
②pH均为2的盐酸溶液和醋酸溶液的体积相同,分别加入足量的锌:
开始时反应的速率:
盐酸醋酸;产生气体的量:
盐酸醋酸;
平均反应的速率:
盐酸醋酸。
③pH均为2的盐酸溶液和醋酸溶液的体积相同,分别加入不等量的锌,充分反应,产生了等量的氢气,一种酸中由锌多余,则:
参加反应的锌的量:
盐酸醋酸;完全反应的酸是,其中锌有剩余;
有剩余的酸是,其中锌完全反应。
第三章第二节水的电离和溶液的酸碱性(3)
三、酸碱中和滴定
1、酸碱滴定的定义:
用已知物质的量浓度的酸或碱(标准溶液)来测定未知物质的量浓度的碱或酸的实验方法。
(P48)
2、中和滴定原理:
(离子方程式表示)
对于一元酸和一元碱:
3、实验的关键:
(1)准确测量参加反应的两种溶液的体积:
(2)准确判断是否恰好完全反应:
4、实验仪器及试剂
仪器:
试剂:
滴定管的精确度:
;最大最小刻度的特点:
酸式滴定管与碱式滴定管下端的区别:
练习1判断:
1、滴定管和量筒一样,精确到0.1mL
2、滴定管的0刻度在上,量筒的在下
3、量程为25ml的滴定管,液面在5.00mL处,将溶液全部放出,液体体积为20.00mL
4、量筒仰视度数时,数据偏小
5、滴定管仰视度数时,数据偏小
6、酸式滴定管的下端有一段橡胶管,内有玻璃球
7、量取20.10mL高锰酸钾溶液或碘水可选用碱式滴定管
5、指示剂的选择:
①常温下,用0.1mol/L的盐酸滴定20mL0.1mol/L的NaOH溶液,当多滴一滴(约0.04mL)盐酸时,计算混和溶液的pH。
②常温下,用0.1mol/L的盐酸滴定20mL0.1mol/L的NaOH溶液,当少滴一滴(约0.04mL)盐酸时,计算混和溶液的pH。
结论:
强酸强碱滴定时可以选用的指示剂为
6、实验步骤(以已知盐酸滴定未知NaOH为例):
①:
检查滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活;
②:
用水洗净后,各用少量待装液润洗滴定管2-3次;
③:
用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中,使液面高于刻度2-3cm
④:
将下端的气泡赶走。
做法:
酸式;碱式
⑤:
调节滴定管中液面在“0”或以下,并记下读数(保留两位小数)。
⑥:
从碱式滴定管中放出25.00ml氢氧化钠溶液于锥形瓶中;滴入2滴酚酞试液,将锥形瓶置于酸式滴定管下方,并在瓶底衬一张白纸。
⑦:
左手控制酸式滴定管活塞,右手拿住锥形瓶瓶颈,边滴入盐酸,边不断顺时针方向摇动,眼睛要始终注视。
⑧:
当;即到达滴定终点,准确记下盐酸读数(保留两位小数)。
⑨重复实验2-3次。
⑩整理数据、进行计算:
原理:
c(NaOH)=
7、误差分析。
以标准HCl滴定NaOH为例:
(1)酸式滴定管的因素
①未用标准盐酸润洗酸式滴定管:
管内标准盐酸浓度,所用体积,c(NaOH)
②滴定后,酸式滴定管内壁挂液滴:
③滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失:
④滴定操作时,有少量盐酸滴于锥形瓶外:
⑤滴定前仰视刻度,滴定后俯视刻度:
(2)锥形瓶因素
①锥形瓶内用蒸馏水洗涤后,再用待测氢氧化钠润洗2-3次,将润洗液倒掉,再装NaOH溶液
②锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装NaOH溶液:
③滴定过程中摇动锥形瓶,不慎将瓶内的溶液溅出一部分:
(3)碱式滴定管的因素
①碱式滴定管用水洗后,未用待测液润洗:
②取待测液时,未将盛待测液的碱式滴定管尖嘴的气泡排除,取液后滴定管尖嘴充满溶液
小结:
仪器:
酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、铁架台、滴定管夹、烧杯(承接废液)
试剂:
蒸馏水、标准浓度的盐酸、待测浓度的NaOH溶液、酚酞
步骤:
查漏、洗涤、润洗、装液、排气、调整液面、取液、滴定、判断终点并记录数据、重复实验、计算
表格设计
次数
一
二
三
平均体积
V(起)/mL
V(终)/mL
V/mL
注意:
若有异常数据,应删去!
实验二:
实验测定酸碱滴定曲线(详见书本p50-52)
注意点:
1、记录pH的数据时,滴定终点附近间隔要小;滴定开始或终点后间隔可以稍大些。
2、判断图像正确与否的关键:
起点:
突变:
第三章第三节盐类的水解
(1)
引入:
将NH4Cl、CH3COONa、Na2CO3、NaCl四种盐分别溶于水中,水的电离平衡是否发生变化?
如何变化?
写出各溶液中所有可能的电离方程式或其他反应:
NH4Cl:
总反应:
总反应的离子方程式:
结果:
CH3COONa:
总反应:
总反应的离子方程式:
结果:
Na2CO3:
总反应:
总反应的离子方程式:
结果:
NaCl:
结果:
归纳一:
1、盐类水解定义:
水溶液中盐电离出来的阴离子(弱酸根)与水电离出来的,或阳离子(弱碱阳离子)与水电离出来的,结合生成,从而了水的电离,使溶液呈现碱性,或者酸性,叫做盐类的水解。
2、盐类水解的特点:
水解是的逆反应;水解促进了水的电离;
水解程度一般都比较,。
例题:
1、常温下pH=9的CH3COONa溶液中,
水电离出的c(OH-)=;水电离出的c(H+)=
改为:
pH=9的NaOH溶液,水电离出的c(OH-)=c(H+)=;
2、常温下pH=5的NH4Cl溶液中,
水电离出的c(OH-)=;水电离出的c(H+)=
改为:
pH=5的HCl溶液,水电离出的c(OH-)=c(H+)=;
3、常温下水电离出的c(OH-)为10—5mol/L的溶液的pH值为。
改为:
常温下水电离出的c(OH-)为10—9mol/L的溶液的pH值为。
归纳二3、水解方程式的书写:
强酸弱碱盐:
Cu(NO3)2Al2(SO4)3FeCl3(NH4)2SO4
强碱弱酸盐:
Na2CO3KHCO3NaClOK2S
;;
;;
;;
;;
小结:
阳离子水解成,阴离子水解成;
一般水解均为可逆反应,沉淀气体符号;
多元弱酸根水解分布写,以第一步为主;
多元弱碱阳离子水解写成一步。
★小结水解规律:
有弱才水解,无弱不水解,都弱都水解;越弱越水解,谁强显谁性,都强显中性。
小结酸式盐溶液的酸碱性:
HCO3-HSO3-HPO42-H2PO4-HS-HSO4-
水解大于电离显:
电离大于水解显:
只电离不水解显:
★★归纳三:
影响盐类水解的因素:
1、最重要的是:
酸性越弱、酸越难电离、酸根离子与H+越容易结合、越容易水解、水解后溶液碱性越强、pH值就越大;
碱性越弱、碱越难电离、阳离子与OH-越容易结合、越容易水解、水解后溶液酸性越强、pH值就越小;
例题:
①不同弱酸对应的盐:
同浓度碱性强弱:
NaClONaHCO3
②不同弱碱对应的盐:
同浓度酸性强弱:
NH4ClMgCl2AlCl3
③同一弱酸对应的盐:
同浓度碱性强弱:
Na2CO3NaHCO3
2、外因:
符合勒夏特列原理。
温度:
加水稀释:
浓度:
外加酸碱:
对比:
弱酸弱碱的电离:
盐类的水解:
水的电离:
例题:
FeCl3的水解:
平衡移动
C(H+)
水解程度
现象
Kw
升温
加水稀释
加少量FeCl3固体
通HCl气体
加少量NaOH固体
加少量醋酸钠固体
加少量氯化铵固体
对比水解常数和电离常数:
醋酸钠水解方程式:
水解常数表达式:
醋酸电离方程式:
电离常数表达式:
两者关系:
结论:
越弱越水解
归纳四、盐类水解的应用
1、热纯碱去油污原理?
2、泡沫灭火器内分开装饱和的Al2(SO4)3和NaHCO3溶液,灭火原理?
3、明矾净水原理?
明矾化学式:
KAl(SO4)2•12H2O
4、草木灰(K2CO3)与铵肥(NH4)2SO4混用肥效不好。
原因是?
5、Mg、MgO、Mg(OH)2、石灰乳等,均可溶解于浓NH4Cl溶液中,原因?
6、利用水解进行物质制备:
制备Fe(OH)3胶体:
制备TiO2:
(书P58)
7、pH=1的CuCl2的酸性溶液中含有FeCl3杂质,可以调节pH到4,使Fe3+完全水解为沉淀,可以用什么物质来调节pH?
8、配制CuSO4溶液,为加快速率一般用热水溶解,却会有浑浊,原因是?
如何除去该浑浊?
举一反三:
下列溶液配制时应该加何物质抑制水解?
FeCl3;Na2S
Al2(SO4)3;FeCl2
9、将FeCl3溶液加热蒸发并灼烧,可以得到什么固体?
为什么?
举一反三:
将下列溶液蒸干并灼烧,可以得到什么固体?
AlCl3;CuCl2;CuSO4;
Fe2(SO4)3;KAl(SO4)2;NaAlO2;Na2CO3;
NaHCO3;Ba(HCO3)2;Na2SO3;
10、离子共存
水溶液中四种离子反应:
复分解、氧化还原、络合、彻底双水解。
小结:
常见能彻底双水解的离子:
归纳五、溶液中的三大守恒原理(前两个最重要)
示例:
写出Na2CO3溶液中所有的电离、水解方程式:
★1、电荷守恒:
阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
电解质溶液整体上呈电中性
书写关键:
、
电荷守恒式:
★2、物料守恒:
电解质发生变化前后某元素的原子的总物质的量不变(H、O不在其中)
书写关键:
、
物料守恒式:
3、质子守恒:
溶液中H2O电离出的:
c(H+)=c(OH-)
书写关键:
方法一;方法二
质子守恒式:
练习:
书写NaHCO3、Na3PO4在水溶液中的三大守恒式(以浓度表示)
NaHCO3:
Na3PO4:
第三章第三节盐类的水解
(2)
水溶液中离子浓度大小比较
一、单一溶质的溶液中离子浓度大小比较
1、亚硫酸溶液:
2、氨水:
3、醋酸钠溶液:
4、氯化铵溶液:
二、相同浓度的几种溶液中同一种离子的浓度比较
1、比较同浓度下列溶液中c(OH-)的大小关系:
Na2CO3、NaHCO3、CH3COONa、NaAlO2、NaHSO3、NaOH、Ba(OH)2
2、比较同浓度下列溶液中c(H+)的大小关系:
H2SO4、HCl、CH3COOH、NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4HSO4
3、比较同浓度下列溶液中c(NH4+)的大小关系:
NH4Cl、NH4HCO3、CH3COONH4、NH4HSO4、NH4HSO3、(NH4)2CO3、(NH4)2SO4
4、比较同浓度下列溶液中c(CO32-)的大小关系:
Na2CO3、H2CO3、NaHCO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3
三、混合溶液
1、混合溶液中,两溶质相互不反应
①等浓度的氨水与氯化铵混合溶液中,以氨水的电离为主,显碱性,(不考虑氨气分子)
c(NH4+)c(NH3·H2O)(比较大小)
离子浓度从大到小:
电荷守恒式:
以离子浓度表示氮元素与氯元素的关系式:
上述两个守恒式消去Cl-得到的守恒式为:
②等浓度的醋酸和醋酸钠混合溶液中,以醋酸的电离为主,显酸性,
c(CH3COO—)c(CH3COOH),
离子浓度从大到小:
电荷守恒式:
以离子浓度表示碳元素与钠元素的关系式:
上述两个守恒式消去Na+得到的守恒式为:
③等浓度的NaCN与HCN混合溶液中,以NaCN的水解为主,显碱性,c(CN—)c(HCN),
离子浓度从大到小:
电荷守恒式:
以离子浓度表示氮元素与钠元素的关系式:
上述两个守恒式消去Na+得到的守恒式为:
2、两种溶液混合,相互间发生反应
①等浓度、等体积的氨水与盐酸混合:
溶质为:
;
离子浓度大小关系为:
②等浓度、等体积的醋酸和NaOH混合:
溶质为:
;
离子浓度大小关系为:
③常温下pH=3的醋酸与pH=11的NaOH等体积混合:
溶质为:
;
离子浓度大小关系为: