专题五电离及水解平衡pH值计算-文档资料

电离平衡与水解平衡综合一、电离平衡ionization equilibrium 1.一元弱酸电离常数的表达式为：HClO+H +-ClO ；][][][K HClO ClO H a -+⋅=；多元弱酸的电离是分步进行的，且在同温下，K a 1>>K a 2；电离度α1>>α2 SH 2+H +-HS，][][][K 21S H HS H a -+⋅=；电离度α1；-HS+H +-2S ，][][][K 22--+⋅=HS S H a ； 电离度α2； 2.一元弱碱碱O H NH 23⋅(弱碱)+4NH +-OH ；][][][234O H NH OH NH K b ⋅⋅=-+； 多元弱碱的电离一步到位：3)(OH Al +3Al +3-OH ，33][][K -+⋅=OH Al b ；3.O H 2的电离平衡常数：OH 2-OH ++H ，][][·][2O H OH H K -+=电离； 水的离子积ion-product constant for water 表达式：K w =[-OH ]·[+H ]=1.0×1410-(25℃)；【水的电离平衡常数和水的离子积单位不同，不是一回事】二、水解平衡hydrolysis equilibrium1.一元弱酸酸根水解平衡常数：-ClO +OH 2HClO +-OH ，][][][K --⋅=ClO OH HClO 'b； 多元弱酸酸根水解分步进行，且在同温下，K b 1>>K b 2；水解度α1>>α2； -2S +OH 2-HS +-OH ，][][][K 21---⋅=S OH HS 'b ；水解度α1；-HS +OH 2S H 2+-OH ，][][][K 22--⋅=HS OH S H 'b ；水解度α2； 2.一元弱碱的金属阳离子水解平衡常数： +4NH +OH 2O H NH 23⋅++H ，][][]O [K 423++⋅⋅=NH H H NH 'a； 多元弱碱的金属阳离子水解一步到位：+3Al +3OH 23)(OH Al +3+H ，][][K 33++=Al H 'a；三、两者关系 【观察规律】 ①HClO+H +-ClO ；][]][[K HClO ClO H a -+=；②-ClO +O H 2HClO +-OH ，][][][K --⋅=ClO OH HClO 'b； ③OH 2-OH ++H ，K w =[-OH ]·[+H ]=1.0×1410-(25℃)；根据盖斯定律得：③=①+②⇒K w =K a ·K b `；【推论】 SH 2+H +-HS ， ][][][K 21S H HS H a -+⋅=；-HS +OH 2S H 2+-OH ，][][][K 22--⋅=HS OH S H 'b ； -HS+H +-2S ， ][][][K 22--+⋅=HS S H a ； -2S +OH 2-HS +-OH ，][][][K 21---⋅=S OH HS 'b ；【总结】HA →K a ，A —→K b `⇒K w =K a ·K b `；两者相差一个H 原子；四、题型与解题方法已知以下弱酸的电离平衡常数(25℃)HClO32CO H422O C HS H 2HCNK a =3.0×810- K a 1=4.3×710-K a 2=5.6×1110-K a 1=5.4×210-K a 2=5.4×510-K a 1=1.3×710-K a 2=7.1×1510-K a =5×1010-'21K K K b a w ⋅='12K K K b a w ⋅=解题方法1.比较它们酸性、碱性强弱K a ：422O C H >-42O HC >32CO H >S H 2>HClO >HCN >-3HCO >-HS ； K b `：-42O HC <-242O C <-3HCO <-HS <-ClO <-CN <-23CO <-2S ；2.根据上述大小关系可知相同浓度的溶液比较pH 的大小①酸溶液的pH ：422O C H <-42O HC <32CO H <S H 2<HClO <HCN <-3HCO <-HS ； ②盐溶液的pH ：-42O HC <-242O C <-3HCO <-HS <-ClO <-CN <-23CO <-2S ；3.判断方程式是否正确：【strong →weak 】①NaHS 溶液与42O NaHC 溶液反应的离子方程式为：_____________________________； 【解析】K a ：-42O HC >S H 2>-HS ，因此-42O HC 作为acid 参与反应给出+H 生成-242O C [K b `]； K b `：-42O HC <-242O C <-HS ，因此-HS 作为base 参与反应得到+H 生成S H 2[K a ]； 综上：-42O HC +-HS =S H 2 +-242O C ；strong acid weak acid②向NaCN 溶液中通入少量2CO ，所发生反应的化学方程式_________________________； 【解析】K a ：32CO H >HCN >-3HCO ，因此32CO H (2CO +O H 2)可以制HCN ； K b `：-3HCO <-CN <-23CO ，因此-CN 可以制-3HCO 但不能生成-23CO ； 综上：2CO +O H 2 +-CN =HCN + -3HCO ；strong acid weak acid③向32CO Na 溶液中加入等浓度、等体积422O C H 溶液，反应的离子方程式为：-23CO +422O C H =-3HCO +-42O HC ；【错误】【解析】K a ：422O C H >-42O HC >32CO H >-3HCO ，因此-42O HC 可以制32CO H [K a ]；K b `：-42O HC <-242O C <-3HCO <-23CO ，因此-3HCO 可以制-242O C [K b `]； 综上：-42O HC +-3HCO =32CO H +-242O C strong acid weak acid4.判断酸式盐溶液的酸碱性 ①3NaHCO 溶液pH>7； 【解析】-3HCO 的 K a =5.6×1110-； -3HCO 的K b `=3.41×710-；∵ K b `>K a ，水解产生的-OH 多于+H ； ∴溶液显碱性，即pH>7；②42O NaHC 溶液pH<7； 【解析】-42O HC 的 K a =5.4×510-； -42O HC 的K b `=4.51×1210-；∵ K a >K b `，电离产生的+H 多于-OH ；∴溶液显酸性，即pH<7；【summary 】判断酸式盐溶液的酸碱性的规律：电离大，显酸性；水解大，显碱性；5.判断酸式盐溶液中对水电离是促进还是抑制 ①3NaHCO 溶液pH>7⇒水的电离被促进； 【解析】假设3NaHCO 溶液pH=11， OH 2-OH ++H ，K w =[-OH ]·[+H ]=1.0×1410-(25℃)；水电离出的[+H ]水=[-OH ]水； [+H ]=1110-=[+H ]水； [-OH ]=310-=[-OH ]水；[+H ]水≠[-OH ]水的原因OH HCO 23+--+OH CO H 32，所以水的电离被促进，取大值；②42O NaHC 溶液pH<7⇒水的电离被抑制了； 【解析】假设42O NaHC 溶液pH=5， OH 2-OH ++H ，K w =[-OH ]·[+H ]=1.0×1410-(25℃)；水电离出的[+H ]水=[-OH ]水；[+H ]=510-=[+H ]acid +[+H ]水； [-OH ]=910-=[-OH ]水；由于-42O HC -242O C ++H ，所以水的电离被抑制了，取小值； 【summary 】酸式盐溶液中水电离促进与抑制判断电离大，显酸性⇒只考虑酸的作用⇒酸碱抑制取小值； 水解大，显碱性⇒只考虑盐类的水解⇒水解促进取大值；6.离子浓度大小比较【“1000α”并非是一个十分准确的方法，优点在于直观化，些许瑕疵不影响最终结果】 ①单一溶质【例1】32CO Na 溶液：K b 1>>K b 2⇒α1>>α2⇒令α1=10%，α2=1%；OH CO 223+---+OH HCO 3 α1=10%；【先讨论主要】i: 1000 0 0f: 900 100 100OH HCO 23+--+OH CO H 32 α2=1%； 【后讨论次要】i: 100 0 0f: 99 1 1 【-3HCO 变为99即是微调的结果】 综上：[+Na ]>[-23CO ]>[-OH ]>[-3HCO ]>[+H ]2000 900 101 99 ?根据电荷守恒：[+Na ]+[+H ]=2[-23CO ]+[-3HCO ]+[-OH ]【例2】3NaHCO 溶液：K b `>>K a ⇒α1>>α2⇒令α1=10%，α2=1%；OH HCO 23+--+OH CO H 32 α1=10%； 【先讨论主要】i: 1000 0 0f: 900 100 100 【微调减1，32CO H 变为99】-3HCO -23CO ++H α2=1%； 【后讨论次要】 i: 900 0 0f: 891 9 9 【微调减1，-23CO 变为8】综上：[+Na ]>[-3HCO ]>[-OH ]>[+H ]>[-23CO ]1000 891 100 9 8根据电荷守恒：[+Na ]+[+H ]=2[-23CO ]+[-3HCO ]+[-OH ]1009⇐1000 +9 = 2×8 + 891 +100⇒1007【误差极小，可忽略】【例3】42O NaHC 溶液中各离子浓度大小关系______________________________；②两种溶质【例1】[32CO Na ]:[3NaHCO ]=1:1，-23CO 的K b `远大于-3HCO ； OH CO 223+---+OH HCO 3 α1=10%；【先讨论主要】i: 1000 0 0f: 900 100 100OH HCO 23+--+OH CO H 32 α2=1%； 【后讨论次要，注意合并算】i: 1100 0 0f: 1089 11 11综上：[+Na ]>[-3HCO ]>[-23CO ]>[-OH ]>[+H ]3000 1089 900 111 ?根据电荷守恒：[+Na ]+[+H ]=2[-23CO ]+[-3HCO ]+[-OH ]3000 +？ =2×900 +1089 +111⇒?=0【例2】等浓度的NaClO 、3NaHCO 混合溶液中，各种离子浓度由大到小的顺序： _____________________________________；【例3】等浓度的NaCN 、HCN 混合溶液，各种离子浓度从大到小的顺序： _____________________________________；③离子总浓度大小【例】0.1mol/L NaClO 溶液比0.1mol/L NaCN 溶液所含离子浓度小；【错误】 【解析】“三大守恒”⇒电荷守恒【假设[-OH ]·[+H ]=1000】 ∵ -CN 的K b `远大于-ClO ，水解产生的-OH 越多而+H 越小； -CN +OH 2HCN +-OH α1=10%；i:1000 0 0f:900 100 100⇒[+H ]=10小 [+Na ]+[+H ]=[-CN ]+[-OH ] 1000 +10 【右边不用考虑】-ClO +O H 2HClO +-OH α2=1%；i:1000f:990 10 10⇒[+H ]=100大 [+Na ]+[+H ]=[-ClO ]+[-OH ]1000 +100 【右边不用考虑】 ∴NaCN 溶液中所含离子浓度更小.【总结】等浓度的一元弱酸强碱盐，K b `越大则溶液中各离子浓度和越小.【练习1】常温下，用0.10mol/L NaOH 溶液滴定20mL 0.10mol/L HA 溶液，混合溶液的pH 与)()(lg HA c A c -的变化关系如图所示，下列叙述错误的是( )A.K a (HA)的数量级为410-；B.b 点时消耗NaOH 溶液的体积小于20mL ；C.b 点溶液中：c (Na +)=c (A -)>710-mol/L ；D.混合溶液的导电能力：a >b ；【解析】A.取特殊点：K a (HA)=451011010)()()(--+-=⋅=⋅HA c H c A c ；B.假设：HA 为强碱，则需要消耗NaOH 的体积为20mL ；修正：NaA 中A -水解显碱性，若要溶液为中性，则需要的NaOH 要少于20mL ； C.电荷守恒：[Na +]+[H +]=[A -]+[OH -]，中性溶液[H +]=[OH -]，所以[Na +]=[A -]；∵[Na +]=V2011.020V V 1.0+=+；且10<V<20；NaA:HA=1:1时，溶液显酸性； ∴0.03<[Na +]<0.05；D.假设a 点对应NaOH 为10mL ，b 点对应NaOH 为20mL ；a 点：NaA:HA=1:1，[A -]+[OH -]=[Na +]+[H +]=8.58.51031.010*******.0--+=++⋅； b 点：只有NaA ，[A -]+[OH -]=[Na +]+[H +]=771021.010*******.0--+=++⋅； 显然，b 点离子浓度大于a 点离子浓度，所以导电性更好. 【练习2】常温下，K a (HCOOH)=41077.1-⨯，K a (CH 3COOH)=51075.1-⨯，K b (NH 3·H 2O)=51075.1-⨯， 下列说法中正确的是( )A.相同体积pH 均为3的HCOOH 和CH 3COOH 溶液，中和NaOH 的能力相同；B.0.2mol/L HCOOH 与0.1mol/L NaOH 等体积混合后：c (HCOO -)+c (OH -)<c (HCOOH)+c (H +)；C.等浓度的HCOONa 和NH 4Cl 溶液中阳离子的物质的量浓度之和：前者大于后者；D.将CH 3COONa 溶液从20℃升温至30℃，溶液中)()()(3--⋅OH c COOH CH c COO CH c 增大.。

水的电离与溶液pH 值的计算一、水的电离水是极弱的电解质,发生微弱的（自偶)电离。

H 2O + H 2O →H 3O + + OH - 简写: H 2O → H + + OH —实验测定：25℃ c（H +）=c （OH —）=1710-⨯mol/L100℃ c（H +）= c(OH -）= 1610-⨯mol/L二、水的离子积(K w ）实验测定：25℃ K w = c （H +)·c（OH —）=11410-⨯（定值）（省去单位）100℃ K w = c （H +）·c(OH —）=11210-⨯影响因素：1）温度：温度越高，K w 越大，水的电离度越大.对于中性水，尽管K w 温度升高，电离度增大，但仍是中性水，[H +]=［OH —]. 2）溶液酸碱性:中性溶液，c （H +）=c （OH -）=1710-⨯mol/L酸性溶液：c （H +）> c （OH —），c(H +)>1⨯10-7mol/L c （OH —）<1⨯10-7mol/L碱性溶液：c （H +）〈 c （OH -)，c （H +）<1⨯10-7mol/L c(OH -)〉1⨯10—7mol/Lc(H +）越大，酸性越强；c （OH -）越大，碱性越强。

三、溶液pH 值的计算 1.pH 的计算公式：（1）c(H +）=C 酸α酸（弱酸） c （H +）= nC 酸 c(OH —）=C 碱α碱（弱碱) c （OH —）= nC 碱 (2） K w = c （H +）c （OH -),c （H +）=）（OH K c wc （OH —）=）（+H Kw c(3） pH=—lgc(H +） pOH=—lgc （OH -） （4) pH + pOH = 14(25℃)2.酸或碱溶液及稀释后的p H 值的计算(25℃)1） 酸强碱溶液（单一溶液）p H 值的计算 例1．求0。

1mol/L 的H 2SO 4的pH 值。

第11讲 弱电解质的电离平衡 溶液的pH班级 姓名 学号【考点透视】1．了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。

2．了解水的电离和水的离子积常数。

3．了解溶液pH 的定义，能进行溶液pH 的简单计算。

一、弱电解质的电离1、电离平衡：一定条件(如温度、浓度)下的弱电解质溶液中，离子化速率等于分子化速率时，电离就达到了平衡状态－电离平衡。

如：CH 3COOH CH 3COO - + H + ΔH<02、特征：3、影响电离平衡的因素：弱电解质电离平衡的移动遵循 原理，小结：(1)内因：弱电解质本身的性质。

(2)外因：①温度：升高温度，电离平衡向________方向移动，电离程度________，原因是电离过程 。

②浓度：a 、加水稀释，电离平衡向________的方向移动，电离程度________，溶液的导电能力 。

b 、同离子效应：如CH 3COOH(aq)中加CH 3COONa(s)，c (CH 3COO －) ，CH 3COOH 的电离平衡向 。

【例1】 （2011山东高考）室温下向10mL pH=3的醋酸溶液中加入水稀释后，下列说法正确的是（ ）A.溶液中导电粒子的数目减少B. 醋酸的电离程度增大，c(H ＋)亦增大C. 溶液中)()()(33--•OH c COOH CH c COO CH c 不变 D.再加入10mlpH=11的NaOH 溶液，混合液pH=7【例2】 某温度下，相同pH 的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH 随溶液体积变化的曲线如右图所示。

据图判断正确的是 ( )改变条件 平衡移动 c(CH 3COOH) n(H +) c(H +) c(CH 3COO -) 电离程度 导电能力Ka 加水 加少量冰醋酸 通HCl 气体 加NaCl(s) 加CH 3COONa(s)加镁粉 升高温度A．Ⅱ为盐酸稀释时pH变化曲线B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强C．a点K w的数值比c点K w的数值大D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度4、电离平衡常数（1）概念：在一定条件下，弱电解质在达到电离平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积，跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K来表示（一般酸的电离常数用K a，碱的电离平衡常数用K b表示）。

专题05 电离平衡沉淀溶解平衡水解平衡2020年考纲考点2020年考纲要求1、了解电解质的概念，了解强电解质和弱电解质的概念。

2、理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。

3、了解水的电离、离子积常数。

4、了解溶液pH 的含义及其测定方法，能进行pH 的简单计算。

5、理解弱电解质在水中的电离平衡，能利用电离平衡常数进行相关计算。

6、了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。

7、了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。

理解溶度积( Ksp)的含义，能进行相关的计算。

ⅠⅡⅡⅡIIIIIIIII本节考向题型研究汇总题型考向考点/考向考试要求选择题电离平衡、水解平衡、溶解沉淀平衡III填空题K sp计算滴定计算III考向题型研究（一）电离平衡水解平衡1．（2015·全国 I·T13）浓度均为0.10 mol·L －1、体积均为V 0的MOH 和ROH 溶液，分别加水稀释至体积V ，pH 随lg VV 0的变化如图所示，下列叙述错误的是( )A ．MOH 的碱性强于ROH 的碱性B ．ROH 的电离程度：b 点大于a 点C ．若两溶液无限稀释，则它们的c (OH －)相等 D ．当lg VV 0＝2时，若两溶液同时升高温度，则c M ＋c R ＋增大【答案】D【解析】由图像分析浓度为0.10 mol·L－1的MOH 溶液，在稀释前pH 为13，且当体积每扩大10倍，PH 变化1，说明MOH 完全电离，则MOH 为强碱；而ROH 的pH<13，且溶液体积每扩大10 倍，PH 变化小于1，说明ROH 在溶液稀释过程中会继续电离，说明ROH 没有完全电离，ROH 为弱碱。

所以，A 项MOH 的碱性强于ROH 碱性正确；B 项曲线的横坐标lg VV 0越大，表示加水稀释体积越大，由曲线可以看出b点的稀释程度大于a 点，弱碱ROH 存在电离平衡：ROH R ＋＋OH －，溶液越稀，弱电解质电离程度越大，故ROH 的电离程度：b 点大于a 点正确；C 项中若两溶液无限稀释，则溶液的pH 接近于7，故两溶液的c (OH －)相等正确；D 项中当lg V V 0＝2时，溶液V ＝100V 0，溶液稀释100倍，由于MOH 发生完全电离，升高温度，c (M ＋)不变；ROH 存在电离平衡：ROH R ＋＋OH －，升高温度促进电离平衡向电离方向移动，c (R ＋)增大，故c M ＋c R＋减小错误。

水的电离及PH值的计算一、水的电离1.水有微弱的导电性, 只能微弱的电离，并存在着平衡，证明水是一种极电解质.水的电离方程式为或写为______________________水的电离是热过程,25℃时,纯水中[H+]=[OH-]= mol/L,Kw= ,100℃时,[H+]=[OH-]=10-6mol/L,Kw=1.0×10-12,此时溶液呈性.2.水的离子积不但适用于纯水,还适用于性或性的溶液.注意点：（１）该常数不受水的用量多少的影响。

（２）K W受温度的影响而变化，T升高，K W增大。

如100。

C,K W＝10-12即［H+］＝［OHˉ］＝10-6 mol·Lˉ1（３）K W也适用于稀的酸、碱、盐溶液中的H+和OHˉ的关系。

要强调以下几点：(4)在纯水中有：c水(H+)=c水(OH-)=c(H+)=c(OH-)(5)任何水溶液中c水(H+)=c水(OH-)恒成立,但c(H+)与c(OH-)往往不相等，导致溶液呈酸性或碱性。

(6)K W = c(H+)·c(OH-)中的c(H+)、c(OH-)指的是水（或水溶液）中的氢离子、氢氧根离子的总浓度，与由水电离出的氢离子、氢氧根离子浓度不同（下文中分别用c水(H+)、c水(OH-)表示）。

二、溶液的酸碱性和pH1、溶液酸、碱性的实质在酸、碱溶液中水的电离平衡被破坏，但H+与OH—的关系仍符合乘积是________。

当加酸时，水的电离平衡_______，c(H+)_____c(OH—)。

所以说，溶液酸、碱性的实质是溶液中的c(H+)和c(OH—)的相对大小问题。

2、溶液酸碱性的表示方法——pH（1）定义pH=___________（2）意义pH大小能反映出溶液中c(H+)的大小，即能表示溶液的酸碱性强弱。

pH<7溶液呈________。

PH越小，溶液酸性越________；pH每减小1个单位，c(H+)________。

水的电离平衡&pH计算讲义（学霸版）课程简介：即PPT(第1页)：本节课我们主要学习：水的电离平衡&pH 计算。

水的电离平衡&pH计算是化学反应原理的一个分支，高考出题主要为选择题。

水的电离平衡&pH计算主要内容是水的电离平衡的影响因素、溶液的酸碱性、pH的相关计算、pH的测定、滴定实验。

这部分知识点相对细致，但学习时需注意细节，需要一点点耐心和细心。

准备好了么？Let’s go！PPT(第2页)：先来了解一下水的电离平衡&pH计算的知识特点。

1、“细致且技巧性强，抓好细节”；2、“弄清原理，举一反三”1、水的电离平衡&pH计算的知识点相对比较细致，虽然有一定的难度，但理解起来不会太费劲，认真听都能懂。

这部分内容比较喜欢考查细节，而且技巧性比较强，喜欢用技巧快速求解，因此学习时务必留心，注意好相关概念的关键点，这是解题的突破口。

2、水的电离平衡&pH计算难点在计算分析上，容易出错的原因主要是原理没有彻底弄懂，因此自己也是稀里糊涂的。

所以一定要将最基本的原理掌握好，任何变式题型都是从基本原理出发综合考查的，并且我们说的技巧也是从最基本的计算原理总结而来的，因此只有将原理彻底弄懂才可以灵活运用技巧速算，玩转计算题，做到举一反三。

PPT(第3页)：现在我们正式进入水的电离平衡&pH计算的学习。

PPT(第4页)：看，这就是水的电离平衡&pH计算的知识网络图。

我们按水的电离，溶液的酸碱性与pH、酸碱中和滴定3个分支来一一讲解。

（若PPT 中知识网络图不清晰，可查看下载的原图）PPT(第5页)：先来看下水的电离平衡。

水是一种极弱的电解质，由于水分子的相互作用，能发生极微弱的电离，即223H O H O H O OH +-++ ，其中H 3O +叫做水合氢离子，其实质就是H +，故该电离表达式可简写为2H O H OH +-+ 。

在一定温度下，当水的电离达到平衡时，其电离平衡常数K 是个固定值，表达式为2()()()c H c OH K c H O +-=。