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水溶液中的电离和水解
【命题解读】水溶液中的电离和水解是高考的重难点，近几年多为图像选择题，主要考查弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、溶液中粒子浓度大小的比较、常数计算，中和滴定的计算、指示剂的选择等。试题难度较大区分度好，考生拿分比较困难，预计今年命题将继续结合新颖图线考查应用能力。复习时，应以化学平衡原理为指导，以判断平衡移动的方向为线索，以勒夏特列原理和相关守恒原理为计算依据，结合生产生活实际，联系元素及化合物知识，串点成线，结线成网，形成完整的认知结构。
【知识归纳】
1．电离平衡中的四个易错点
(1)电离平衡向正向移动，弱电解质的电离程度不一定增大，如向醋酸溶液中加入少量冰醋酸，平衡向电离方向移动，但醋酸的电离程度减小。
(2)弱电解质在加水稀释的过程中，溶液中所有离子浓度不一定都减小，如氨水加水稀释时，c(H＋)增大。
(3)由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1的溶液不一定呈碱性。
(4)电离常数计算公式
HA?H++A- Ka=C(H+)ⅹC(A-)/C(HA,题干提供)= C(H+)ⅹC(A-)/[C(HA,题干提供)-C(A-)]≈C2(H+)/C(HA,题干提供)
2．强电解质与弱电解质
电解质 强电解质 弱电解质
相同点 都是电解质，在水溶液中都能电离，都能导电，与溶解度无关
不同点 离子键或极性键 极性键
完全电离 部分电离
不可逆 可逆
电离方程式用等号 电离方程式用可逆号
水合离子 分子、水合离子
形式离子符号或化学式 化学式
电离方程式 强电解质完全电离，书写电离方程式时用“===” 弱电解质不能够完全电离，书写电离方程式时用“”,弱酸电离要分步

判断方法 强酸在水溶液中全部电离，不存在溶质分子；弱酸在水溶液中部分电离，因存在电离平衡，所以既含溶质离子，又含溶质分子
同温度、同浓度的强酸溶液的导电性强于弱酸溶液的导电性
pH相同的强酸和弱酸，弱酸的物质的量浓度大于强酸的物质的量浓度
相同pH、相同体积的强酸和弱酸，当加水稀释相同倍数时，pH变化大的为强酸，pH变化小的为弱酸
稀释浓的弱酸溶液，一般是c(H＋)先增大后减小；稀释浓的强酸溶液，c(H＋)一直减小
中和相同体积、相同pH的强酸和弱酸，弱酸的耗碱量多于强酸
相同pH、相同体积的强酸和弱酸分别与等物质的量的同元强碱发生中和反应后，若溶液呈中性，该酸为强酸；若溶液呈酸性，则该酸为弱酸
pH相同、体积也相同的强酸和弱酸分别跟足量活泼金属反应时，起始速率相同；在反应过程中，弱酸反应较快，产生的氢气量多；而强酸反应较慢，产生的氢气量少
同浓度、同体积的强酸和弱酸，分别与足量较活泼的金属反应，强酸生成氢气的速率较大；弱酸产生氢气的速率较小。当二者为同元酸时，产生氢气的物质的量相等
强酸强碱盐不水解溶液呈中性，弱酸强碱盐溶液水解显碱性，且水解程度越大的酸根对应的酸越弱
核心思路：假设是强酸，进行……实验，出现……；假设是弱酸，进行……实验，出现……；必须两现象不一样
3．水的电离和溶液的酸碱性
(1)水的电离：任何条件下，水电离出的c(H＋)＝c(OH－)；常温下，离子积常数KW＝1.0×10－14。酸、碱抑制水的电离，能水解的正盐、活泼金属(如Na)则促进水的电离。C(H+)=10-pHmol/L 25℃下 C(OH-)=10pH-14mol/L
水的电离程度判断时谨记：
溶液中溶质只有正盐的时候，水的电离程度最大。强酸强碱抑制水电离能力最强。
(2)溶液的酸碱性：溶液的酸碱性取决于溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小。
溶液的酸碱性 c(H＋)与c(OH－)的大小
酸性溶液 c(H＋)>c(OH－)
中性溶液 c(H＋)＝c(OH－)
碱性溶液 c(H＋)c(H＋)和c(OH－)都会受到电离和水解的影响。如果溶液中粒子存在电离能力和水解能力可以比较两个常数的数量接来确定溶液中的c(H＋)和c(OH－)主要受电离和水解中那种能力的影响。
电离常数和水解常数的关系Kw=KaⅹKh
例如：H2CO3 H2CO3?HCO3-+H+ Ka1=[c(H+)ⅹc(HCO3-)]/c(H2CO3)
HCO3- ?CO32- +H+ Ka2=[c(CO32-)ⅹc(H+)]/c(HCO3-)
CO32- CO32-+H2O?HCO3-+OH- Kh1=[c(HCO3-)ⅹc(OH-)]/c(CO32-)=[c(H+)ⅹc(OH-)]ⅹc(HCO3-)/[c(CO32-)ⅹc(H+)]=Kw/Ka2
HCO3- HCO3-+H2O?H2CO3+OH- Kh2=[c(H2CO3)ⅹc(OH-)]/c(HCO3-)=[ c(H+)ⅹc(OH-)]ⅹc(H2CO3)/[c(HCO3-)ⅹc(H+)]=Kw/Ka1
①当电离能力大于水解能力，如：CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，所以等浓度的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后溶液显酸性；同理NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度，等浓度的NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合后溶液显碱性。
②当水解能力大于电离能力，如：HClO的电离程度小于ClO－水解程度，所以等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性。
③酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式酸根的电离能力和水解能力哪一个更强。如在NaHCO3溶液中，HCO的水解大于电离，故溶液显碱性；而在NaHSO3溶液中，HSO的电离大于水解，故溶液显酸性。
4．盐类水解的应用--------化学与STSE
判断溶液的酸碱性 NH4Cl溶液显酸性是因NH4+的水解而显酸性，Na2CO3溶液呈碱性是因CO的水解而显碱性
判断酸性强弱 NaX、NaY、NaZ三种盐pH分别为8、9、10，则酸性HX>HY>HZ
配制盐溶液 配制FeCl3溶液时，为防止出现Fe(OH)3沉淀，常加几滴盐酸来抑制FeCl3的水解；配制CuSO4溶液时，加入少量的H2SO4，以抑制Cu2＋水解
因Na2CO3、CH3COONa、Na2S、Na2SiO3等溶液因水解显碱性，在实验室盛放的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡皮塞
制备某些化合物 Al2S3、MgS、Mg3N2 等物质极易与水作用,它们在溶液中不能稳定存在,所以制取这些物质时,不能用复分解反应的方法在溶液中制取,而只能用干法制备
利用加热促进水解制备氢氧化铁胶体时要考虑水解。FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl
解释生活现象 纯碱液去油污：纯碱(Na2CO3)水解呈碱性，加热能促进水解，溶液的碱性增强，热的纯碱溶液去污效果增强。有关的离子方程式是CO＋H2OHCO＋OH－、HCO＋H2OH2CO3＋OH－
明矾(铝盐)作净水剂：明矾溶于水电离产生的Al3＋水解，生成的Al(OH)3胶体表面积大，吸附水中悬浮的杂质而使水变澄清。有关的离子方程式是Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋
泡沫灭火器原理：泡沫灭火器内所盛装药品分别是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液，在使用时将两者混合，铝离子的水解会促进碳酸氢根离子的水解，从而使水解完全，而产生CO2和Al(OH)3。其水解方程式为Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑
NH4Cl溶液可作焊接金属的除锈剂：氯化铵溶液呈酸性，能溶解铁锈
铵态氮肥不能与草木灰混合使用：因为NH在水溶液中能发生水解生成H＋，CO在水溶液中水解产生OH－，当二者同时存在时，二者水解产生的H＋和OH－能发生中和反应，使水解程度都增大，铵盐水解产生的NH3·H2O易挥发而降低了肥效

盐溶液蒸干 盐溶液水解生成难挥发性酸和酸根阴离子易水解的强碱盐，蒸干后一般得原物质，如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4(s)；Na2CO3(aq)蒸干得Na2CO3(s)
盐溶液水解生成易挥发性酸时，蒸干灼烧后一般得到对应的氧化物，如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3，灼烧得Al2O3
弱酸的铵盐蒸干后无固体，如NH4HCO3、(NH4)2CO3
判断离子共存 Al3＋、Fe3＋与HCO、CO，Al3＋与AlO，Al3＋与S2－因相互促进水解而不共存
除杂提纯 如MgCl2溶液中混有少量Fe3＋杂质时，因Fe3＋水解的程度比Mg2＋的水解程度大，可加入MgO或Mg(OH)2等，导致水解平衡右移，生成Fe(OH)3沉淀而除去
选择指示剂 指示剂选择的总原则是,所选择指示剂的变色范围应该与滴定后所得盐溶液的pH值范围相一致。即强酸与弱碱互滴时应选择甲基橙；弱酸与强碱互滴时应选择酚酞
5.酸碱中和滴定--------细节
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线 盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线

曲线起点不同：强碱滴定强酸、弱酸的曲线，强酸起点低；强酸滴定强碱、弱碱的曲线，强碱起点高
突跃点变化范围不同：强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下，当等体积、等浓度的一元强碱和一元强酸反应时，pH＝7；但当等体积、等浓度的一元强碱和一元弱酸(或一元强酸和一元弱碱)反应时，pH>7(或pH<7)
指示剂的选择：强酸滴定弱碱用甲基橙，强碱滴定弱酸用酚酞，强酸与强碱的滴定，甲基橙和酚酞均可
6、题型：
（1）三大守恒
a电荷守恒：:任何溶液均显电中性，电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有阴离子所带的负电荷数相等。
①单溶质例：
例1 1mol/LNa2CO3溶液中的电荷守恒：C(Na+)+C(H+)=C(HCO3－)+2C(CO32－)+C(OH－)
解析：电荷守恒就是正电荷物质的量等于负电荷物质的量n(Na＋)＋n(H＋)＝n(HCO3－)+2n(CO32－)＋n（OH－），即C(Na+)+C(H+)=C(HCO3－)+2C(CO32－)+C(OH－)
②多溶质例
例2 1mol/LNaCl和1mol/LNa2CO3混合溶液中电荷守恒：C(Na＋)＋C(H＋)＝C(HCO3－)+2C(CO32－)＋C(OH－)+C(Cl—)
解析：电荷守恒就是正电荷物质的量等于负电荷物质的量n(Na＋)＋n(H＋)＝n(HCO3－)+2n(CO32－)＋n（OH－）+n(Cl—)，即C(Na＋)＋C(H＋)＝C(HCO3－)+2C(CO32－)＋C(OH－)+C(Cl—)
b物料守恒: 原溶质中某原子个数守恒或质量守恒，一般不考虑H和O
某原子的总量(或总浓度)＝其以各种形式存在的所有微粒的量(或浓度)之和
①单溶质例：
例3 1mol/LNa2CO3溶液中的物料守恒：C(Na+)=2[C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)]
解析：C(Na+)=2mol/L，C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)= 1mol/L，所以C(Na+)=2[C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)]
②多溶质（物质无关联）
例4 1mol/LNaCl和1mol/LNa2CO3混合溶液中物料守恒：C(Na+)= C(Cl—)+ 2[C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)]
解析：对于NaCl溶液C(Na+)=1mol/L， C(Cl—)=1mol/L，所以C(Na+)= C(Cl—)；对于Na2CO3溶液C(Na+)=2mol/L，C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)= 1mol/L，所以C(Na+)=2[C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)]；两个溶液混合，两个等式以化学意义相加，所以混合液的物料守恒：C(Na+)= C(Cl—)+ 2[C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)]
③多溶质（多元弱酸的酸式盐和正盐）
例5 1mol/LNaHCO3和1mol/LNa2CO3混合溶液中物料守恒：
解析：对于NaHCO3溶液C(Na+)=1mol/L，C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)= 1mol/L，所以C(Na+)= C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)；对于Na2CO3溶液C(Na+)=2mol/L，C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)= 1mol/L，所以C(Na+)=2[C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)]；两个溶液混合，两个等式以数学意义相加，
所以混合溶液的物料守恒：2 C(Na+)=3[C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)]
④多溶质（一元弱酸和盐或一元弱碱和盐）
例6 1mol/LCH3COONa和1mol/LCH3COOH混合溶液中物料守恒：C(CH3COO—)+C(CH3COOH)= C(Na+)
解析：CH3COO—水解可以形成CH3COOH，CH3COOH电离可以形成CH3COO—，两者可以相互转化。所以在写这类混合物的物料守恒时可以忽视CH3COOH电离、CH3COO—水解，即C(CH3COO—)=1mol/L，C(CH3COOH)=1mol/L。混合液中C(Na+)=1mol/L，所以C(CH3COO—)+C(CH3COOH)=2 C(Na+)
⑤多溶质（滴加）
例7 CH3COONa溶液中滴加盐酸（忽略体积变化）
解析：滴加盐酸前，原溶液是CH3COONa溶液，此时C(Na+)=1mol/L，C(CH3COO—)+C(CH3COOH)= 1mol/L；滴加盐酸后，C(CH3COO—)+ C(CH3COOH)= 1mol/L，C(Na+)=1mol/L。所以此时物料守恒还是CH3COONa溶液的物料守恒，即C(CH3COO—)+ C(CH3COOH)= C(Na+)。
c质子守恒：即水电离出的H+浓度与OH-浓度相等。
主要通过电荷守恒减去物料守恒过程中抵消不水解的离子(不包括H+、OH—)，整理成a+b=c+d的形式就可以了。
例8 1mol/LNa2CO3溶液中的质子守恒：
解析：Na2CO3溶液的电荷守恒：C(Na+)+C(H+)=C(HCO3－)+2C(CO32－)+C(OH－)；Na2CO3溶液中的物料守恒：C(Na+)=2[C(HCO3－)+C(CO32－)+ C(H2CO3)]；两式相减抵消C(Na+)，可以得到: C(H+)=C(OH－)—C(HCO3－)—C(H2CO3)。整理得：C(H+)+C(HCO3－)+C(H2CO3)=C(OH－)
（2）溶液中微粒浓度的大小比较
①单溶质例：
例9 1mol/LNa2CO3溶液中微粒浓度比较：C(Na+)>C(CO32—)>C(OH-)>C(HCO3-)> C(H2CO3)>C(H+)
解析：写出所有的电离方程和水解方程如下：
Na2CO3=2Na++CO32— 百分百电离 CO32—+ H2O ? HCO3—+ OH— Kh1≈10-3
HCO3-+ H2O ? H2CO3 + OH— = Kh2≈10-7 H2O?H++OH— Kw=10-14
按照常数大小排序，盐百分百电离排第一，CO32-水解排第二，HCO3-水解排第三，水电离排第四。方程中的离子 (只看第一次出现的)也会按照这个顺序总大到小排序，即C(Na+)和C(CO32—)>C(HCO3-)和 C(OH-)> C(H2CO3)>C(H+)。HCO3-水解会造成C(HCO3-)降低而且HCO3-水解、水的电离会造成C(OH—)升高，所以C(HCO3-)< C(OH-)。综上所述，微粒浓度比较式：C(Na+)>C(CO32—)>C(OH-)>C(HCO3-)> C(H2CO3)>C(H+)
②多个单溶质溶液（具有相同的离子）
例10 已知酸性:HA>HB，等物质的量浓度的NaA和NaB溶液中A—、B—、HA、HB浓度比较
解析：已知酸性:HA>HB，所以水解程度A—C(HA)，所以C(A—)>C(B—)> C(HB)>C(HA)
例11 等物质的量浓度的NH4Cl、NH4HSO4、NH4HCO3溶液，铵根离子浓度比较
解析：对于NH4Cl溶液，NH4+正常水解；对于NH4HSO4溶液，HSO4—完全电离生成的H+会抑制NH4+的水解；对于NH4HCO3溶液，HCO3—水解生成的OH—会促进NH4+的水解。所以NH4HSO4溶液中C(NH4+)最大，NH4HCO3溶液中C(NH4+)最小。
③多溶质（物质无关联）
例12 1mol/LNaCl和1mol/LNa2CO3混合溶液中离子浓度比较
解析：写出所有的电离方程和水解方程如下：
Na2CO3=2Na++CO32— 百分百电离 NaCl= Na++Cl— 百分百电离
CO32—+ H2O ? HCO3—+ OH— Kh1≈10-3 HCO3-+ H2O ? H2CO3 + OH— = Kh2≈10-7
H2O?H++OH— Kw=10-14
按照常数大小排序，盐百分百电离排第一，CO32-水解排第二，HCO3-水解排第三，水电离排第四。方程中的离子 (只看第一次出现的)也会按照这个顺序总大到小排序，即C(Na+)、C(Cl—)、C(CO32—)>C(HCO3-)和 C(OH-)> C(H2CO3)>C(H+)。CO32-水解会造成C(CO32-)降低；HCO3-水解会造成C(HCO3-)降低而且HCO3-水解、水的电离会造成C(OH—)升高，所以C(HCO3-)< C(OH-)。综上所述，微粒浓度比较式：C(Na+)>C(Cl—)>C(CO32—)>C(OH-)>C(HCO3-)> C(H2CO3)>C(H+)
④多溶质（多元弱酸的酸式盐和正盐）
例13 1mol/LNaHCO3和1mol/LNa2CO3混合溶液中离子浓度比较
解析：写出所有的电离方程和水解方程如下：
Na2CO3=2Na++CO32— 百分百电离 Na HCO3= Na++ HCO3— 百分百电离
CO32—+ H2O ? HCO3—+ OH— Kh1≈10-3 HCO3-+ H2O ? H2CO3 + OH— = Kh2≈10-7
H2O?H++OH— Kw=10-14
按照常数大小排序，盐百分百电离排第一，CO32-水解排第二，HCO3-水解排第三，水电离排第四。方程中的离子 (只看第一次出现的)也会按照这个顺序总大到小排序，即C(Na+)、C(HCO3—)、C(CO32—)> C(OH-)> C(H2CO3)>C(H+)。CO32-水解会造成C(CO32-)降低，HCO3-水解会造成C(HCO3-)降低，但是C(CO32-)水解程度大浓度降低会更多，所以C(HCO3—)>C(CO32—)。综上所述，微粒浓度比较式：C(Na+)>C(HCO3—)>C(CO32—)>C(OH-)> C(H2CO3)>C(H+)
⑤多溶质（一元弱酸和盐或一元弱碱和盐）
例14 1mol/LCH3COONa和1mol/LCH3COOH混合溶液中离子浓度比较
解析：首先对于这个混合溶液是知道溶液呈酸性的，其他类似溶液题干必须给出相应的信息。CH3COONa和CH3COOH混合溶液呈酸性意味着，CH3COO—水解程度小于CH3COOH电离程度，所以
C(CH3COO—)>1>C(CH3COOH)。此时溶液中C(Na+)=1mol/L且呈酸性。综上所述，溶液中的离子浓度比较：C(CH3COO—)> C(Na+)>C(CH3COOH)>C(H+)>C(OH-)
⑥多溶质（滴加）
例15 CH3COONa溶液中滴加盐酸
解析：一开始盐酸少量溶液主要是CH3COONa，少数CH3COOH、NaCl，所以C(Na+)>C(CH3COO—)> C(CH3COOH)>C(Cl—)>C(OH-)>C(H+)；
加到溶液呈中性时C(Na+)>C(CH3COO—)>C(CH3COOH)=C(Cl—)>C(OH-)=C(H+)；
加到盐酸消耗CH3COONa一半时，C(CH3COO—)>C(Na+)=C(Cl—)>C(CH3COOH)>C(H+)>C(OH-)；
加到盐酸恰好与CH3COONa完全反应时，C(Na+)=C(Cl—)>C(CH3COOH)> C(CH3COO—) >C(H+)>C(OH-)；加到溶液主要成分是盐酸，少量是少数CH3COOH、NaCl时，C(Cl—)> C(H+) >C(Na+)> C(CH3COOH)> C(CH3COO—)> C(OH-)；
如果是其他物质的滴加，都参照这五点的判断。
【解题指导】对于离子在溶液离子浓度大小的判断，不要把离子的水解与离子浓度大小的情况混淆，其实离子的水解或弱电解质的电离都是比较弱的，所以对于溶液中本身能够电离产生的离子浓度均是最大的。解此类型题的关键是认真分析溶液中各离子反应的实质，找全微粒种类，注意量的关系（如物料守恒、电荷守恒中的系数的处理）；理解离子水解的实质性原因，看准溶液的酸碱性，理解质子守恒的含义；以等量关系推不等量关系，简捷、方便；对不熟悉的或一时看不清的关系式，要认真分析，不可草率了事，看看是否是几种守恒式的组合。注意题中是“已混合的溶液”，还是“两溶液等体积混合后”，主要是要搞清溶液的体积是否扩大了两倍

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