新课标高考化学二轮复习：专题五 《水溶液中的离子反应与离子平衡》

【专题五】水溶液中的离子反应与离子平衡【考情分析】1．判断离子能否共存类试题是传统题型，所涉及的内容覆盖面广，知识容量大，有很好的区分度，因此成为高考热点中的热点，离子共存类判断题发展的趋势是：①增加限制条件，如强酸性、无色透明、碱性、pH = 1、甲基橙呈红色、发生氧化还原反应等；②定性中有定量，如“由水电离出的c (H ＋)= 1×10－14 mol ·L －1的溶液、)(H w c K = 0.1 mol ·L －1的溶液……等”，主要难点集中在离子之间的双水解反应和氧化还原反应。

2．对离子方程式正误判断的考查可谓“年年岁岁题相似，岁岁年年人不同”，并从各地考题中透露出这样的信息：新高考命题特点之一是“离子反应与量有关”，之二是“对未知反应的正误判断”，大大增加了试题的难度。

3．溶液中的离子平衡是化学平衡的延伸和应用，其中沉淀溶解平衡是新课程中新增知识点，这些重要的知识点在2009年实验区的新课程高考中都扮演着重要的角色，试题把盐类水解的知识、沉淀溶解平衡与弱电解质的电离，酸碱中和滴定，pH 等知识融合在一起，考查学生的综合分析能力和解决实际问题的能力，这类试题特受命题者的青睐，要引起我们足够的重视。

【知识交汇】一、离子方程式正误判断中常见设错方式设错方式1：不符合客观事实，错写反应产物如2Fe 3++3S 2-==Fe 2S 3，Fe 3+有氧化性，S 2-有还原性，Fe 3+可将S 2-氧化为S ，即2Fe 3++S 2-==2Fe 2++S↓ 设错方式2：混淆化学式和离子式的书写形式。

如NH 3通入醋酸溶液中：CH 3COOH+NH 3==CH 3COONH 4，错在未将强电解质拆分成CH 3COO -、NH 4+。

设错方式3：漏写部分离子反应。

如Ba(OH)2 溶液与H 2SO 4溶液反应：Ba 2++SO 42-==BaSO 4↓,学生只注意了Ba 2+与SO 42-反应，而漏掉了H +与OH -的反应。

设错方式4：错写反应物或产物的配比关系。

如Ba(OH)2 溶液与H 2SO 4溶液反应：Ba 2++OH -+H ++SO 42-==BaSO 4↓+H 2O,应写成Ba 2++2OH -+2H ++ SO 42-==BaSO 4↓+2H 2O 。

设错方式5：电荷不守恒或原子不守恒。

如Fe 2++Cl 2==Fe 3++2Cl -，而应写成2Fe 2++Cl 2==2Fe 3++2Cl -。

设错方式6：氧化还原反应中得失电子不守恒。

如2MnO 4-+3H 2O 2+6H +==2Mn 2++4O 2↑+6H 2O ，而应写成2MnO 4-+5H 2O 2+6H +==2Mn 2++ 5O 2↑+8H 2O 。

设错方式7：忽视了题设条件及要求。

如“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序等对反应方程式或产物的影响。

如碳酸氢钠溶液与少量石灰水反应：HCO 3-+Ca 2++OH -==CaCO 3↓+H 2O ，此反应中Ca(OH)2是二元碱，所以方程式中Ca 2+和OH -的物质的量之比应为1︰2。

如碳酸氢钠溶液与足量石灰水反应：2 HCO 3-+Ca 2++2OH -====CaCO 3↓+2H 2O+CO 32-，此反应中HCO 3-充足，所以方程式中Ca 2+和OH -的物质的量之比应为1︰1。

二、离子共存问题13．发生氧化还原的离子反应溶液中常见的离子发生氧化还原反应的情况见下表(“√”表示能发生反应，“×”表示不能发生反应，括号内注“H +”表示酸性条件)：三、电离平衡1．弱电解质的判断：以CH 3COOH 为例，可从以下角度来判断CH 3COOH 是弱电解质： ⑴0.1 mol·L－1的CH 3COOH 溶液，测其pH 大于1。

⑵测CH 3COONa 溶液的pH 大于7。

⑶取pH=3的CH 3COOH 溶液1 mL ，用水稀释到100 mL 后，测其pH 小于5。

⑷pH 相同的HCl 和CH 3COOH 溶液，取相同体积分别用标准NaOH 溶液测浓度，CH 3COOH 溶液消耗的NaOH 溶液体积大。

⑸0.1 mol·L－1的HCl 与过量的Mg 反应，当加入CH 3COONa 晶体后，反应速率减慢，但生成氢气的总量不变。

⑹0.1 mol·L－1的CH 3COOH 和HCl 溶液，分别与Mg 反应，起始时CH 3COOH溶液的反应速率慢。

⑺pH 与体积均相同的HCl 和CH 3COOH 溶液，分别与过量的Mg 反应，生成氢气的总量CH 3COOH 大于HCl 。

⑻pH 相同的HCl 和CH 3COOH 溶液与Mg 反应，与CH 3COOH 溶液反应速率减小得慢。

⑼向pH=3的HCl 溶液中加入CH 3COONa 晶体，其pH 增大。

⑽分别测同体积0.1 mol·L－1的CH 3COOH 溶液和HCl 溶液的导电性，HCl 强于CH 3COOH 。

234．有关溶液pH 的简单计算在做关于溶液的pH 计算的题目时，要抓住“矛盾的主要方面”，溶液显酸性用溶液中的c (H +)来计算；溶液显碱性先求溶液中的c (OH -)，再求溶液中的c (H +)。

口诀：酸按酸(H +)，碱按碱(OH -)，酸碱中和求过量，无限稀释7为限。

特别注意区分溶液中的c (H +)和由水电离的c (H +)之间的差异，否则做题时，容易落入陷阱。

5．电解质溶液中的守恒规律⑴电荷守恒规律：电解质溶液中，不论存在多少种离子，但溶液总是呈电中性，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，也就是所谓的电荷守恒规律。

如NaHCO 3溶液中存在着Na ＋、H＋、HCO 3-、CO 32、OH －，必存在如下关系：c (Na ＋)＋c (H ＋)＝c (HCO 3-)＋c (OH －)＋2c (CO 32-)。

⑵物料守恒规律：电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但某些关键性的原子总是守恒的，如K 2S 溶液中S 2－、HS －都能水解，故S 元素以S 2－、HS －、H 2S 三种形式存在，它们之间有如下守恒关系：c (K ＋)＝2c (S 2－)＋2c (HS －)＋2c (H 2S)。

⑶质子守恒规律：质子守恒是指电解质溶液中粒子电离出氢离子(H +)总数等于粒子接受的氢离子(H +)总数加游离的氢离子(H +)数。

如Na 2S 水溶液中的质子转移作用可图示如下：由上表可得Na 2S 水溶液中质子守恒式可表示为：c (H 3O +)+2c (H 2S)+c (HS -)=c (OH -)或c (H +)+2c (H 2S)+c (HS -)=c (OH -)。

质子守恒的关系式也可以从电荷守恒与物料守恒推导得到。

四、沉淀溶解平衡1．易溶物向难溶物转化如向BaCO 3 沉淀中加入Na 2CrO 4溶液，将会发现白色的BaCO 3 固体逐渐转化成黄色的 BaCrO 4 沉淀。

为什么产生这现象呢？可根据溶度积规则分析。

当加入少量CrO 42- 时，c (Ba 2+)·c (CrO 42-)<4,BaCrO sp K ，这时不生成BaCrO 4沉淀。

继续加入CrO 42-，必将有一时刻刚好达到 Q =sp K ，即 c (Ba 2+)·c (CrO 42-)=4,BaCrO sp K 。

这时，体系中同时存在两种平衡： BaCO 3Ba 2+ + CO 32- 3,B a C O sp K = c (Ba 2+)·c (CO 32-) = 2.58×10－9 …… ①BaCrO 3Ba 2+ + CrO 42- 4,B a C r O sp K = c (Ba 2+)·c (CrO 42-) = 1.6×10－10……②①－② 得：BaCO 3 (s) + CrO 42-BaCrO 3(s) + CO 32- ……③方程式③所表示的就是白色的BaCO 3 转化成黄色的BaCrO 4 的反应。

其平衡常数为16101.6102.58)(CrO )(CO K 109BaCrO sp,BaCO sp,2423343=⨯⨯===----K K c c 2．难溶物向易溶物转化分析化学中常将难溶的强酸盐(如BaSO 4)转化为难溶的弱酸盐(如BaCO 3)，然后再用酸溶解使正离子(Ba 2+)进入溶液。

BaSO 4 沉淀转化为BaCO 3沉淀的反应为BaSO 4 (s)+ CO 32- BaCO 3(s) + SO 42-241102.58101.07)(CO )(SO K 910BaCO sp,BaSO sp,232434=⨯⨯===----K K c c ，虽然平衡常数小，转化不彻底，但只要c (CO 32-)比c ( SO 42-)大24倍以上，经多次转化，即能将BaSO 4转化为BaCO 3。

【思想方法】【例1】常温下的下列情况中，一定能大量共存于同一溶液中的离子组是A ．使甲基橙呈红色的溶液中：I －、Cl －、NO 3－、Na ＋B ．使石蕊呈蓝色的溶液中：NH 4＋、Al 3＋、NO 3－、HCO 3－C ．由水电离出的ｃ(H ＋)＝1×10-12 mol·L -1的溶液中：K ＋、Cl －、NO 3－、Na ＋D ．澄清透明溶液中：K ＋、Cu 2+、Na ＋、Cl－【分析】选项A 中，附加条件是能使甲基橙呈红色，说明溶液呈强酸性，因此在酸性溶液中I －和NO 3－将发生氧化还原反应而不能大量共存。

选项B 中，附加条件是能使石蕊呈蓝色，说明溶液呈强碱性，因此NH 4＋、Al 3＋、HCO 3－均不能大量共存，同时Al 3＋与HCO 3－也会发生双水解反应而不能大量共存于同一溶液中。

选项C 中附加条件是由水电离出的ｃ(H ＋)＝1×10-12 mol·L -1的溶液中，说明水的电离遭到抑制，溶液可能呈酸性也可能呈碱性，题给4种离子不论在酸性条件下还是在碱性条件下均可以大量共存，选项D 中附加条件是澄清透明溶液中，“澄清透明”是溶液的特征，不能把“澄清透明”误解为“无色溶液”，因此选项D 也符合题意。

应选CD 。

【例2】下列离子方程式书写不正确．．．的是 A ．NaOH 溶液与足量的Ca(HCO 3)2反应：HCO 3－＋OH －＋Ca 2＋= CaCO 3↓＋H 2OB ．等物质的量的FeBr 2和Cl 2反应：2Fe 2＋＋2Br －＋2Cl 2 = 2Fe 3＋＋Br 2＋4Cl －C ．氨水吸收少量的二氧化硫：2NH 3·H 2O ＋SO 2 = 2NH 4＋＋SO 32 －＋H 2OD ．在强碱溶液性中NaClO 与Fe(OH)3反应生成Na 2FeO 4：3ClO －＋2Fe(OH)32FeO 42－＋3Cl －＋H 2O ＋4H ＋【分析】当遇到未知反应时不要慌张，判断未知反应正确与否的方法是：一要符合三大守恒，即质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒，二要注意介质是否正确，选项D 中很明显在强碱溶液中不可能有H ＋生成，因此可快速判断D 中反应是错误的，而对于该反应到底是如何进行的没有必要细究。