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专题3 水溶液中的离子反应
/ 溶液中微粒浓度大小的比较 /
学习目标
1会判断溶液中微粒种类及微粒间的定量关系。
2．正确理解三大守恒关系（电荷守恒、物料守恒、原子守恒）
课堂导入
某工厂拟采用直接加热蒸发溶剂的方法，从氯化铁、硫酸铁溶液中分别提纯氯
化铁和硫酸铁，上述方案是否可行 请阐述原因。如果不可行，应怎样修改方案
改进方案：在HCl(抑制水解)气流中蒸发溶剂。
FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3HCl ΔH>0
加热
促进水解正向移动
生成HCl气体挥发，促进水解正向移动
直接加热蒸发
得到固体Fe(OH)3
完全水解
Fe2(SO4)3＋6H2O 2Fe(OH)3＋3H2SO4 ΔH>0
加热
促进水解正向移动(微弱)
生成H2SO4难挥发，c(H2SO4)增大抑制水解(主要)
直接加热蒸发得到固体Fe2(SO4)3
水解抑制
一、两大理论
1．水解理论
(1)离子的水解损失是微量的(互相促进的水解除外)，但由于水的电离，水解后酸性溶液中c(H＋)或碱性溶液中c(OH－)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。
NH4Cl ===+ Cl-
H2O OH- + H+
+
NH3·H2O

水解：NH4Cl+H2O NH3·H2O + HCl
< 10-7 mol·L-1
水解损失是微量
c(H＋)=c(OH－)=10-7 mol·L-1
c(H＋)>c(NH3·H2O )
例1：25℃ 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中各微粒浓度大小比较。
c()=c(Cl-)= 0.1 mol·L-1
NH4Cl溶液：c(Cl－)>c()>c(H＋)>c(NH3·H2O)
一、两大理论
1．水解理论
(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，其主要是第一步水解。
例2：比较25℃ 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中含碳微粒浓度的大小。
+ H2O OH- +
Na2CO3 === 2Na+ +
起始/mol·L-1
水解/mol·L-1
平衡/mol·L-1
0.1
x
0.1－x
x
x
x
x
H2CO3 Ka1 = 4.5 ×10-7 Ka2 = 4.7 ×10-11
+ H2O OH- + H2CO3
起始/mol·L-1
水解/mol·L-1
平衡/mol·L-1
x
x
y
y
y
y
x－y
x+y
2.2×10-8
Kh2 =
y≈ 10-5
c() >c()>c(H2CO3)
<< x
Ka Kh =Kw
Kh1 =
x≈1.4×10-2
2.1×10-4
一、两大理论
2．电离理论
(1)弱电解质的电离是微弱的，电离产生离子浓度远远小于弱电解质分子的浓度，还要考虑水的电离。
例3：比较25℃ 0.1 mol·L-1 氨水中各微粒浓度的大小。
H2O OH- + H+
NH3·H2O Kb = 1.8 ×10-5
NH3·H2O + OH-
起始/mol·L-1
水解/mol·L-1
平衡/mol·L-1
0.1
x
0.1－x
x
x
x
x
Kb =
x≈1.34×10-3
c(H＋)=c(OH－)= 1×10-7 mol·L-1
c(NH3·H2O)>c(OH－)>c()
一、两大理论
2．电离理论
(2)多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一级电离。
例4：比较25℃ 0.1 mol·L-1 H2CO3溶液中微粒浓度的大小。
H2CO3 Ka1 = 4.5 ×10-7 Ka2 = 4.7 ×10-11
H+ +
H2CO3 H+ +
起始/mol·L-1
水解/mol·L-1
平衡/mol·L-1
0.1
x
0.1－x
x
x
x
x
起始/mol·L-1
水解/mol·L-1
平衡/mol·L-1
x
x
y
x－y
x+y
y
y
y
Ka1 = =4.5×10-7
x≈2.12×10-4
Ka2 = =4.7 ×10-11
y≈2.1×10-7
c(H2CO3)>c(H＋)>c()>c()
二、三种“守恒”关系
1．电荷守恒关系
电解质溶液中，不论存在多少种离子，溶液总是呈电中性，即阴离子所带负电
荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。
例5：(1)Na2SO3溶液中存在的离子有________________________________，
离子间存在的关系： _____________________________________________。
(2)NaHSO3溶液中存在的离子有________________________________，
离子间存在的关系： _____________________________________________。
c(Na＋)＋c(H＋)＝2c()＋c()＋c(OH－)
Na＋、、H＋、OH－、
Na＋、 、H＋、OH－、
c(Na＋)＋c(H＋)＝2c()＋c()＋c(OH－)
二、三种“守恒”关系
2．物料守恒关系
电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，微粒种类增多，但原子总数是守
恒的。
例6：(1)Na2SO3溶液中硫元素的存在形式有_______________________，它们之间的守恒关系为________________________________________。
+ H2O OH- +
Na2SO3 === 2Na+ +
+ H2O OH- + H2SO3
、 、H2SO3
c(Na＋)＝2c()＋2c()＋2c(H2SO3)
＝
＝
二、三种“守恒”关系
例6：(2)NaHSO3溶液中硫元素的存在形式有_______________________，它们之间的守恒关系为________________________________________。
+ H+
NaHSO3 === Na+ +
+ H2O OH- + H2SO3
、 、H2SO3
c(Na＋)＝c()＋c()＋c(H2SO3)
＝
＝
2．物料守恒关系
电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，微粒种类增多，但原子总数是守
恒的。
二、三种“守恒”关系
3．质子守恒关系
电解质溶液中，酸失去的质子和碱得到的质子数目相同。
例7：CH3COONa溶液中的存在的质子守恒为_____________________________。
基准物质
H2O
H+
H3O+ (H+)
H+
结合H+的产物
失去H+的产物
OH－
CH3COO-
c(H＋) + c()＝ c(OH－)
质子守恒：
c(H＋) + c()＝ c(OH－)
二、三种“守恒”关系
书写质子守恒式必须注意：
①由水电离产生的H＋和OH－的存在形式；
②弄清被结合的H＋或OH－离子浓度和弱电解质分子浓度的关系。
3．质子守恒关系
提升训练
写出0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中的三个守恒关系。
Na2CO3 ===2Na+ +
电离方程式：
+ H2O + OH-
+ H2O H2CO3+ OH-
水解方程式：
含C元素的粒子有：
、 、H2CO3
阳离子 阴离子
电荷守恒：c(Na+)+c(H+)＝c(OH－)+c()+2c()
Na+、H+
、OH- 、
H2O OH- + H+
物料守恒：c(Na+)＝2c()＋2c()＋2c(H2CO3)
－
质子守恒：
c(OH－)＝2c(H2CO3)＋c()＋c(H＋)
三、微粒浓度比较
1．溶液中离子浓度大小比较的方法
(1)注意一个“影响”
要考虑溶液中其他离子对该离子的影响。
①弱电解质的电离是微弱的。
(2)紧抓两个“微弱”
②盐溶液中离子的水解是微弱的。
(3)遵守三个“守恒”
①电荷守恒
②物料守恒
③质子守恒
三、微粒浓度比较
② NaHSO3、NaH2PO4中的酸式酸根离子以电离为主，水解为次；
NaHS、NaHCO3、Na2HPO4中的酸式酸根离子以水解为主，电离为次。
①多元弱酸分步电离，以第一步电离为主，其余各步电离为次；
多元弱酸的酸根离子水解时，以第一步水解为主，其余各步水解为次。
(4)明确三个“主次”
③弱酸与弱酸盐(或弱碱与弱碱盐)以等物质的量浓度组成的混合液中，一般来说以弱酸(或弱碱)电离为主，弱酸盐(或弱碱盐)水解为次。
1．溶液中离子浓度大小比较的方法
三、微粒浓度比较
2．微粒浓度大小比较类型
(1)不同溶液中同一离子浓度比较
要考虑溶液中其他离子对该离子的影响。
例如：在相同浓度的下列溶液中①NH4Cl，②CH3COONH4，③NH4HSO4，④(NH4)2SO4，⑤(NH4)2CO3，c()由大到小的顺序： 。
④>⑤>③>①>②
①+ H2O H++NH3·H2O
② CH3COO - + H2O OH- +CH3COOH 促进
③ NH4HSO4===+ H++， H+抑制
④(NH4)2SO4 === 2+
⑤(NH4)2CO3 === 2+
+ H2O + OH- 促进
三、微粒浓度比较
2．微粒浓度大小比较类型
(2)单一盐溶液中离子浓度大小比较
①氯化铵溶液
c(Cl－)>c()>c(H＋)>c(OH－)
电离：NH4Cl ===+ Cl-
完全
H2O H++ OH-
极弱
+ H2O H++NH3·H2O
微弱
三、微粒浓度比较
2．微粒浓度大小比较类型
(2)单一盐溶液中离子浓度大小比较
②亚硫酸氢钠溶液
：电离>水解
c(Na＋)>c( )>c(H＋)>
c()>c(OH－)
电离：NaHSO3 === Na+ +
完全
H++
微弱
水解： + H2O OH- +H2SO3
微弱
H2O H++ OH-
极弱
三、微粒浓度比较
2．微粒浓度大小比较类型
(2)单一盐溶液中离子浓度大小比较
③碳酸氢钠溶液
：电离<
c(Na＋)>c( )> c(OH－) >
c(H＋)>c()
电离：NaHCO3 === Na+ +
完全
H++
微弱
水解： + H2O OH- +H2CO3
微弱
H2O H++ OH-
极弱
三、微粒浓度比较
(3)混合溶液中各离子浓度大小比较
① 0.1 mol·L－1 NH4Cl和0.1 mol·L－1的氨水混合溶液
水解：+ H2O H++NH3·H2O
Kh =≈ 5.6 ×10-10
电离>
电离： NH4Cl ===+ Cl-
Kb = 1.8 ×10-5
NH3·H2O + OH-
2．微粒浓度大小比较类型
混合溶液中离子浓度：c()>c(Cl－)>c(OH－) >c(H＋)
三、微粒浓度比较
(3)混合溶液中各离子浓度大小比较
2．微粒浓度大小比较类型
② 0.1 mol·L－1的HCN和0.1 mol·L－1的NaCN混合溶液
水解： CN- + H2O HCN + OH-
Kh =≈2.0 ×10-5
电离<
电离： NaCN === Na ++ CN-
Ka= 4.9 ×10-10
HCN H ++ CN-
混合溶液中离子浓度：c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)
课堂小结
解题思路:
(4)比较粒子浓度大小，在比较中，要充分运用电荷守恒、物料守恒关系。
(1) 确定溶液组成。
(2)明确溶液中存在的所有平衡(电离平衡，水解平衡)。
(3)根据题给信息，确定程度大小(是电离为主还是水解为主)。
提升训练
1．HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸，在0.1 mol·L－1 NaA溶液中，离子浓度关系正确的是(　　)
A．c(Na＋)>c(A-)>c(H＋)>c(OH-)
B．c(Na＋)>c(OH-)>c(A-)>c(H＋)
C．c(Na＋)＋c(OH-)＝c(A-)＋c(H＋)
D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A-)＋c(OH-)
D
电离>水解
提升训练
2．常温下，将0.1 mol·L－1 NaOH溶液逐滴加入到20.0 mL 0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中所得溶液pH与加入NaOH溶液体积关系如右图，结合图示，回答下列问题。
(1)图示中①②③点对应的溶液溶质是什么？
①点溶液中溶质为剩余的CH3COOH和等量的CH3COONa，②点溶液中溶质为少量剩余的CH3COOH和生成的CH3COONa，③点溶液中溶质为CH3COONa。
(2)请结合电离程度和水解程度，解释为什么①点溶液呈酸性？
①点溶液的溶质为CH3COOH和CH3COONa，两者等量，CH3COOH在溶液中发生电离：CH3COOH CH3COO－＋H＋，CH3COONa在溶液中发生水解：CH3COO－＋H2O CH3COOH＋OH－，但前者的电离程度大于后者的水解程度，溶液中c(H＋)>c(OH－)，呈酸性。

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