2010高考考前20天备战化学冲刺系列专题7 电离平衡与盐类水解
专题7·电离平衡与盐类水解
【2010考纲解读】 盐的水解是高考的必考内容。电离平衡类试题在高考卷中出现的知识点有下列内容：强弱电解质的电离、pH与起始浓度的关系、有关混合溶液pH的计算、改变条件对弱电解质电离平衡离子浓度的影响、离子浓度的大小比较、中和滴定指示剂的选择、盐类水解、物料守恒、电荷守恒等。
【考点回顾】
考点一、强、弱电解质的判断方法
1．电离方面：不能全部电离，存在电离平衡，如
(1)0.1 mol·L－1CH3COOH溶液pH约为3；
(2)0.1 mol CH3COOH溶液的导电能力比相同条件下盐酸的弱；
(3)相同条件下，把锌粒投入等浓度的盐酸和醋酸中，前者反应速率比后者快；
(4)醋酸溶液中滴入石蕊试液变红，再加CH3COONH4，颜色变浅；
(5)pH=1的CH3COOH与pH=13的NaOH等体积混合溶液呈酸性等。
2．水解方面
根据电解质越弱，对应离子水解能力越强
(1)CH3COONa水溶液的pH>7；
(2)0.1 mol·L－1 CH3COONa溶液pH比0.1 mol·L－1 NaCl溶液大。
3．稀释方面
如图：a、b分别为pH相等的NaOH溶液和氨水稀释曲线。c、d分别为pH相等的盐酸和醋酸稀释曲线。
请体会图中的两层含义：
(1)加水稀释相同倍数后的pH大小：氨水>NaOH溶液，盐酸>醋酸。若稀释10n倍，盐酸、NaOH溶液pH变化n个单位，而氨水与醋酸溶液pH变化不到，n个单位。
(2)稀释后的pH仍然相等，则加水量的大小：氨水NaOH溶液，醋酸>盐酸。
4．利用较强酸(碱)制备较弱酸(碱)判断电解质强弱。如将醋酸加入碳酸钠溶液中，有气泡产生。说明酸性：CH3COOH>H2CO3。
5．利用元素周期律进行判断，如非金属性Cl>S>P>Si，则酸性HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3(最高价氧化物对应水化物)；金属性：Na>Mg>Al，则碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。
考点二、强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较
等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸(b)
等pH的盐酸(a)与醋酸(b)
pH或物质 的量浓度
pH：a
b
a=b
水的电离程度
a c(CH3COO－)
c(Cl－)= c(CH3COO－)
等体积溶液中和NaOH的量
a=b
a mol·L－1，7c碱(OH－)
pH(酸)+pH(碱)>14，c酸(H＋)c(HCO)》c(CO)(多元弱酸第一步电离程度远远大于第二步电离)
(2)水解理论
发生水解离子的浓度大于水解生成粒子的浓度，如Na2CO3溶液中： c(CO)>c(HCO)》c(H2CO3)(多元弱酸酸根离子的水解以第一步为主)
(3) 电解质溶液中的守恒关系
守恒关系
定义
实例
电荷守恒
电解质溶液呈电中性，即所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数相等
例如在NaHCO3溶液中：c(Na+)+c(H+)＝c(OH－)+c(HCO3－)+2c(CO32－)
物料守恒
实质也就是原子守恒，即原子在变化过程(水解、电离)中数目不变
例如在Na2CO3溶液中：1/2c(Na+)=c(CO32－)+c(HCO3－)+c(H2CO3)
质子守恒
即在纯水中加入电解质，最后溶液中由水电离出的H+与OH－离子守恒(可由电荷守恒及物料守恒推出)
例如在Na2CO3溶液中：c(OH－)=c(HCO3－)+2c(H2CO3)+c(H+)
2．几种题型
(1)多元弱酸溶液中，根据弱酸的分步电离进行分析，如在H3PO4溶液中：
c(H＋)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)。
(2)多元弱酸的正盐溶液中，按弱酸根离子的分步水解进行分析：如在Na2CO3溶液中：
c(Na＋)>c(CO)>c(OH－)>c(HCO)。
(3)不同溶液中同一离子浓度大小的比较，要看溶液中其他离子对该离子的影响，如在同物质的量浓度的下列溶液中：NH4Cl；②CH3COONH4；③NH4HSO4，c(NH)由大到小的顺亭为：③>①>②。
(4)混合溶液中各离子浓度的比较，要进行综合分析，如电离因素、水解因素等。如在0.1 mol·L－1 NHCl溶液和0.1 mol·L－1的氨水混合溶液中，各离子浓度大小的顺序为：c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)。
考点八、盐类水解的应用
1．判断盐溶液的酸碱性
(1)强酸弱碱盐水解，pH小于7，如NH4Cl、CuSO4、FeCl3、Zn(NO3)2等。
(2)强碱弱酸盐水解，pH大于7，如CH3COONa、K2CO3、NaHCO3、Na2S等。
(3)强酸强碱盐不水解，溶液呈中性，如NaCl、K2SO4等。
(4)弱酸酸式盐溶液的酸碱性，取决于酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。
2．判断盐溶液中离子种类及其浓度大小顺序
如Na2S溶液中，Na2S===2Na＋+S2－
S2－+H2OHS－+OH－
HS－+H2OH2S+OH－
H2OH＋+OH－
所以溶液中存在的微粒有：Na＋、S2－、HS－、H2S、H＋、OH－、H2O，且c(Na＋)>2c(S2－)，c(OH－)>c(H＋)。
3．无水盐制备
(1)制备挥发性强酸弱碱盐，如FeCl3，从溶液中得晶体时，必须在HCl氛围下失去结晶水，否则易得Fe(OH)3或Fe2O3。
(2)难挥发性强酸弱碱盐可直接加热得无水盐，如Al2(SO4)3。
4．某些试剂的实验室贮存要考虑盐的水解
例如：Na2CO3、NaHCO3溶液因CO、HCO水解使溶液呈碱性，OH－与玻璃中的SiO2反应生成硅酸盐，使试剂瓶颈与瓶塞黏结，因而不能用带玻璃塞的试剂瓶贮存，必须用带橡皮塞的试剂瓶贮存。
5．配制易水解的盐溶液时，需考虑抑制盐的水解
(1)配制强酸弱碱盐溶液时，滴加少量相应的强酸，可抑制弱碱阳离子的水解，如配制FeCl3、AlCl3溶液时滴几滴稀盐酸，配制Fe2(SO4)3溶液时，滴几滴稀硫酸。
(2)配制强碱弱酸盐溶液时，滴加少量相应的强碱，可抑制弱酸根离子的水解，如配制Na2CO3、K2S溶液时滴几滴NaOH溶液。
6．若一种盐的酸根和另一种盐的阳离子能发生水解相互促进反应，这两种盐相遇时，要考虑它们水解的相互促进，如泡沫灭火器原理：利用硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液混合，Al2(SO4)3+6NaHCO3===3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑，产生大量CO2来灭火。
7．用盐(铁盐、铝盐)作净水剂时需考虑盐类水解。例如，明矾[KAl(SO4)2·12H2O]净水原理：
Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H＋，Al(OH)3胶体表面积大，吸附能力强，能吸附水中悬浮物生成沉淀而起到净水作用。
8．Mg、Zn等较活泼金属溶于强酸弱碱盐(如NH4Cl、AlCl3、FeCl3等)溶液中，能产生H2。例如：将镁条投入NH4Cl溶液中，有H2、NH3产生，有关离子方程式为：NH+H2ONH3·H2O+H＋，Mg+2H＋===Mg2＋+H2↑。
9．工农业生产中化肥使用时，也要考虑某些化肥不能混合使用，如K2CO3与NH4Cl不能混施等。
例1、（2009安徽）向体积为0.05mol·L-1CH3COOH溶液中加入体积为Vb的0.05mol·L-1KOH溶液，下列关系错误的是
A. Va>Vb时：c (CH3COOH) +c (CH3COO-)>c (K+）
B. Va=Vb时：c (CH3COOH) +c (H+)>c (OH-）
C. Vac (K+）> c (OH-）> c (H）
D. Va与Vb任意比时：c (K+）+ c (H+) ＝c (OH-）+ c (CH3COO-)
例2、（2009上海）根据以下事实得出的判断一定正确的是
A．HA的酸性比HB的强，则HA溶液pH比HB溶液的小
B．和的电子层结构相同，则A原子的核电荷数比B原子的大
C．A盐的溶解度在同温下比B盐的大，则A盐溶液的溶质质量分数比B盐溶液的大
D．A原子失去的电子比B原子的多，则A单质的还原性比B单质的强
【答案】B
【解析】A、酸性的强弱不能说明对应PH的大小，故A错。B、A+和B-的电子层结构相同则在B的下一个周期， A原子的核电荷数比B原子的大，故B对。C、溶液的溶质的质量分数和溶解度的大小不存在绝对的关系，本项中缺少饱和二字更加没有绝对关系，故C错。D、原子失去电子的多少，与单质还原性的强弱没有关系，如Mg和Al。故D错。
例3、（2009上海）根据右表提供的数据，判断在等浓度的、混
合溶液中，各种离子浓度关系正确的是
A．
B．
C．
D．
例4、（2009上海）对于常温下pH为1的硝酸溶液，下列叙述正确的是
A．该溶液lmL稀释至100mL后，pH等于3
B．向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和
C．该溶液中硝酸电离出的与水电离出的之比值为。
D．该溶液中水电离出的是pH为3的硝酸中水电离出的的100倍
【答案】AB
【解析】A、硝酸为强酸，稀释100倍PH上升2，故A对。B、氢氧化钡为强碱，二者等体积PH之和为14混合恰好中和，故B对。C、溶液中由硝酸电离出的H＋浓度为10-1mol/L，而由水电离出的H＋浓度为10-13 mol/L，二者比值为1012，故C错。D、该溶液中水电离出的H＋浓度为10-13 mol/L，而pH为3的硝酸中水电离出的H＋浓度为10-11 mol/L，前者是后者的1/100.
例5、（2009广东理基）下列说法正确的是（ ）
A．向0.1 mol/L Na2CO3溶液中滴加酚酞，溶液变红
B．Al3＋、NO3－ 、Cl－、CO32 －、Na＋可大量共存于pH=2的溶液中
C．乙醇和乙酸都能溶于水，都是电解质
D．分别与等物质的量的HCl和H2SO4反应时，消耗NaOH的物质的量相同
【答案】A
【解析】Na2CO3溶液水解显碱性，加入酚酞是变红的，A正确；pH=2为酸性溶液，所以CO32 －与H＋是反应的，不能共存，B项错错误；乙醇属于非电解质，C错误；硫酸为二元强酸，所以NaOH的物质的量是HCl的两倍，D错误。
例6、（2009全国1）用0.10 mol·L的盐酸滴定0.10 mol·L的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】溶液中阴离子电荷总数大于阳离子电荷总数，不遵循电荷守恒，故C项错。
例7、（2009全国2）下列关于溶液和胶体的叙述，正确的是
A.溶液是电中性的，胶体是带电的
B.通电时，溶液中的溶质粒子分别向两极移动，胶体中的分散质粒子向某一极移动
C.溶液中溶质分子的运动有规律，胶体中分散质粒子的运动无规律，即布朗运动
D.一束光线分别通过溶液和胶体时，后者会出现明显的光带，前者则没有
【答案】D
【解析】胶体本身是不带电，只是其表面积较大，吸附了溶液中的离子而带了电荷， A错误；溶液中的溶质，要看能否电离，若是非电解质，则不导电，也不会移动，B错误；布朗运动本身即是无规律的运动，C错误；丁达尔效应可以用来区分溶液和胶体，D正确。
例8、（2009全国2）现有等浓度的下列溶液：①醋酸、②苯酚、③苯酚钠、④碳酸、⑤碳酸钠、⑥碳酸氢钠。按溶液pH由小到大排列正确的是
A.④①②⑤⑥③ B.④①②⑥⑤③
C.①④②⑥③⑤ D.①④②③⑥⑤
【答案】C
【解析】①④均属于酸，其中醋酸最强，碳酸次之，②苯酚显弱酸性；③⑤⑥均属于强碱弱酸盐，显碱性。根据越弱越水解的原理知，因H2CO3>苯酚>HCO3－ ，所以对应盐的碱性为：碳酸钠>苯酚钠>碳酸氢钠，C正确。
【2010高考预测】
1.外界条件对弱电解质和水电离平衡的影响及强、弱电解质的比较仍将是命题的重点。
2.溶液pH的计算与生物酸碱平衡相结合或运用数学工具(图表)进行推理等试题在高考中出现的可能性较大。
3、电离平衡（如盐的水解原理在工农业生产、日常生活中的广泛应用等）是高考的必考内容。电离平衡类试题在高考卷中出现的知识点有下列内容：强弱电解质的电离、pH与起始浓度的关系、有关混合溶液pH的计算、改变条件对弱电解质电离平衡离子浓度的影响、离子浓度的大小比较、中和滴定指示剂的选择、盐类水解、物料守恒、电荷守恒等。
测试题
1．常温下向20 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液中加入V mL 0.1 mol·L－1的一元酸HA，下列结论正确的是 ( )
A．若c(Na＋)＝c(A－)>c(H＋)＝c(OH－)，则V一定等于20 mL
B．当V<20 mL时，一定有c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
C．溶液呈中性时，V≥20 mL
D．当V>20 mL时，一定有c(A－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
解析：HA酸性不确定，当HA是弱酸时，若使溶液呈中性，所需HA体积要大于20mL。当HA是强酸时，所需HA体积等于20 mL，故A错，C正确。当V很小时，有可能c(A－)7
B．常温下，测得0.1 mol·L－1醋酸溶液的pH=4
C．常温下，将pH=1的醋酸溶液稀释1 000倍，测得pH<4
D．常温下，将物质的量浓度相同的醋酸溶液与氢氧化钠溶液等体积混合后恰好中和
解析：证明是弱电解质可以从电离和所对应的盐溶液是否水解两种观点解题。A项是所对应的溶液发生水解，可以；B项是不完全电离。可以；C项是加水促进醋酸的电离，可以；D项只能证明醋酸是一元酸，不能证明其是弱酸。
答案：D
3．在0.1 mol·L－1NH3·H2O溶液中存在如下电离平衡：NH3·H2ONH+OH－。下列叙述正确的是( )
A．加入少量浓盐酸，平衡逆向移动
B．加入少量NaOH固体，平衡正向移动
C．加入少量0.1 mol·L－1NH4Cl溶液，溶液中c(OH－)减小
D．加入少量MgSO4固体，溶液pH增大
解析：本题主要考查电离平衡的影响因素，对于平衡体系NH3·H2ONH+OH－加入少量浓盐酸，发生H＋+OH－===H2O使OH－浓度降低，平衡正向移动；加入少量NaOH固体，使OH－浓度升高，平衡逆向移动；加入少量0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液，使NH 浓度升高，平衡逆向移动，溶液中c(OH－)减小；加入少量MgSO4固体，发生Mg2＋+2OH－===Mg(OH)2↓，溶液中c(OH－)减小。
答案：C
4．下列操作会使H2O的电离平衡向正方向移动，且溶液呈酸性的是( )
A．将纯水加热到95℃时，pH<7
B．向水中加少量NaHSO4
C．向水中加少量Na2CO3
D．向水中加少量FeCl3
解析：本题考查外界因素的改变时水的电离平衡的影响，温度升高，促进水的电离，c(H＋)=c(OH－)同时增大，pH变小，呈中性；向水中加少量NaHSO4，提供了H＋，抑制了水的电离；向水中加少量Na2CO3，CO的水解促进了水的电离，溶液呈碱性；Fe3＋促进了水的电离，溶液呈酸性。
答案：D
5．MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时，pH变化如下图所示。下列叙述中不正确的是 ( )
A．ROH是一种强碱
B．在x点，MOH未完全电离
C．在x点，c(M＋)＝c(R＋)[
D．稀释前，c(ROH)＝10c(MOH)
6．用0.1 mol L－1盐酸分别跟20 mL NaOH溶液及20 mL氨水完全反应，都消耗20 mL盐酸。则NaOH溶液与氨水的关系是 ( )
A．c(OH－)相同
B．pH相同
C．电离程度相同
D 物质的量浓度相同
解析：由题意可知消耗的HCl的物质的量相同，所以NaOH与氨水的浓度相等。NaOH完全电离，一水合氨部分电离，所以NaOH溶液中c(OH－)较大，pH较大。
答案：D
7．等体积的pH＝12的碱溶液甲和pH＝11的碱溶液乙，分别用等浓度的盐酸中和时，消耗盐酸的体积为2V甲＝V乙。下列判断合理的是 ( )
A．乙一定是弱碱
B．甲一定是强碱
C．乙一定是二元碱
D．甲一定是一元碱
解析：甲溶液的氢氧根浓度是乙溶液的10
倍，如果都是强碱，分别用等浓度的盐酸中和时，消耗盐酸的体积为V甲=10V乙，但现在乙却消耗的盐酸较多，由此可见乙一定是弱电解质。
答案：A
8．把1 L 0.1 mol·L－1醋酸溶液用蒸馏水稀释到10 L，下列叙述正确的是( )
A．c(CH3COOH)变为原来的1／10
B．c(H＋)变为原来的1／10
C．c(CH3COO－)／c(CH3COOH)的比值增大
D．溶液的导电性增强
解析：CH3COOHCH3COO－+H＋，当加水稀释时，CH3COOH、CH3COO－、H＋浓度均减小，但电离为可逆的，故A项、B项、D项错误，C项正确。
答案：C
9．4体积的pH=9的Ca(OH)2溶液与1体积的pH＝13的NaOH溶液混合后，溶液中氢离子浓度为 ( )
A．5×10－13 mol·L－1
B．2×10－12 mol·L－1
C．(1×10－1+4×10－5)mol·L－1
D．(1×10－13+4×10－9)mol·L－1
10．下列溶液一定呈中性的是( )
A．将pH＝5的盐酸稀释100倍所得到的溶液
B．等物质的量的强酸和强碱反应后所得到的混合溶液
C．c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1的溶液
D．非电解质溶于水得到的溶液
解析：A项错误；B项酸、碱元数不定，故错误；C项正确；D项CO2的水溶液呈酸性，NH3的水溶液呈碱性，故错误。
答案：C
11．下列各溶液中，粒子的物质的量浓度关系正确的是( )
A．0.1 mol·L－1的CH3COONa溶液中：c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
B．0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液中：c(OH－)＝c(HCO)+c(H＋)+c(H2CO3)
C．0.1 mol·L－1的NH4Cl溶液中：C(Cl－)>C(NH)>c(OH－)>c(H＋)
D．c(NH)相等的(NH4)2SO4溶液、NH4HSO4溶液、(NH4)2CO3溶液、NH4Cl溶液：c[(NH4)2SO4]< c[(NH4)2CO3]c(HA)
C．c(Na＋)+c(H＋)＝c(A－)+c(Cl－)+c(OH－) D．c(Na＋)＝c(A－)＝c(HA)
解析：尽管存在HA的电离和A－的水解，但二者的加和不变，故A项正确；溶液pH<7，说明电离大于水解，故B项正确，D项错误；C项体现了电荷守恒，正确。
答案：D
13．将20mL0.4mol/L硝酸铵溶液跟50mL0.1mol/L氢氧化钡溶液混合，则混合溶液中粒子浓度间的关系正确的是
A．c(NO)>c(OH－)>c(NH)>c(Ba2+)
B．c(NO)>c(Ba2+)>c(NH)>c(OH－)
C．c(NO)=c(NH)+c(NH3·H2O)+c(NH3)
D．2c(Ba2+)+c(H+)=c(NO)+c(OH－)
解析：由数据可知，碱过量，n(NO3－)=0.008mol，n(Ba2＋)=0.005mol，剩余n(OH－)=0.002mol，A选项错误；NH4＋已经反应完全，B选项错误；根据NO3－和NH4＋的守恒，可知C选项正确；选项中氨水会部分电离NH4＋，D选项错误。
答案：C
14．某溶液中存在的离子有：S2、HS－、OH－、Na＋、H＋，则下列有关对该溶液的叙述中不正确的是( )
A．离子浓度可能是c(Na＋)>c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)>c(H＋)
B．组成该溶液的溶质只能是Na2S或NaHS或两者的混合物
C．该溶液可能呈中性，或碱性，或酸性
D．离子物质的量的关系是2n(S2－)+n(HS－)+n(OH－)＝n(Na＋)+n(H＋)
解析：Na2S溶液中存在A项关系式；Na2S、H2S的混合溶液中也存在题干中的离子，故B项错误，C项正确；D项，符合电荷守恒。
答案：B
15．现有电解质溶液：①Na2CO3、②NaHCO3、③NaAlO2、④CH3COONa、⑤NaOH，且已知：CO＋3H2O＋2AlO===2A1(OH)3↓＋CO2↑。
(1)当五种溶液的pH相同时，其物质的量浓度由大到小的顺序是 (填编号)。
(2)将上述物质的量浓度均为0.1 mol·L－1的五种溶液，稀释相同倍数时，pH变化最大的是 (填编号)。
(3)在上述五种电解质溶液中，分别加入AlCl3溶液，无气体产生的是
(填编号)。
(4)将上述①②③④四种电解质溶液混合，发生反应的离子方程式为 。
解析：根据所给方程式可知Al(OH)3酸性比H2CO3弱。由于盐溶液的碱性强弱取决于阴离子的水解能力，故当pH相同时，越难水解的盐，浓度越大；前四种都是能水解的盐溶液，其中都存在着水解平衡，当稀释时，由于平衡的移动，溶液的酸碱性变化会得以缓冲，变化的幅度会减少，而NaOH溶液中的n(OH－)基本不变，在体积增大时c(OH－)的变化幅度会是最大的。其pH变化也最大；①和②由于盐水解的相互促进，都与Al3+作用产生CO2气体，后三种溶液没有提供产生气体的离子，所以都不会有气体产生；四种溶液混合能否发生离子反应，主要看阴离子间能否相互作用，依据信息，只有AlO和HCO可以反应。
答案：(1)④>②>①>③>⑤ (2)⑤ (3)③④⑤ (4)AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO
16．pC类似pH，是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为：1×10－3mol/L，则该溶液中该溶质的pC=－lg1×10－3=3。已知H2CO3溶液中存在的化学平衡为CO2+H2OH2CO3H++HCO32H++CO32－。右图为H2CO3
溶液的pC－pH图。
请回答下列问题：
(1)在pH=12时，H2CO3溶液中主要存在的含碳阴离子为： ；
(2)pH<5时，溶液中H2CO3的pC值总是约等于3的原因是 ；
(3)一定浓度的NaHCO3和Na2CO3混合溶液是一种“缓冲溶液”，在这种溶液中加入少量的强酸或强碱，溶液的pH变化不大，其原因是 。
解析：pH=12做一条垂直与pH轴与含碳阴离子CO32－、HCO3－曲线各有一个交点，H2CO3溶液中主要存在的含碳阴离子为CO32－、HCO3－；pH<5时，溶液中H2CO3的pC值总是约等于3的原因CO2本身在水中的溶解度小和H+浓度增加，以下平衡CO2+H2OH2CO3H++HCO32H++CO32－左移动，放出CO2。
一定要把握缓冲溶液的含义，在该溶液中加入少量的酸，H+与CO32－结合生成HCO3－(或使平衡：HCO3－ H++CO32－向左移动，结果溶液中H+浓度增加得很少；若在溶液中加入少量的碱，OH－与HCO3－结合生成CO32－(或使平衡HCO3－H++CO32－向右移动)，结果溶液中的OH－浓度也增加不大。
