2022版高考化学选考山东专用一轮总复习课件：专题十四盐类水解和沉淀溶解平衡 —应用篇

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溶液中离子浓度大小的比较及其定量关系1.电解质溶液中的离子之间存在着3种定量关系(1)微粒数守恒关系(即物料守恒)如纯碱溶液中c(Na+)=2c(C )变化前=2c(C )+2c(HC )+2c(H2CO3)。NaH2PO4溶液中c(Na+)=c(H2P )变化前=c(H2P )+c(HP )+c(P )+c(H3PO4)。(2)电荷数守恒关系(即电荷守恒)如小苏打溶液中c(Na+)+c(H+)=c(HC )+2c(C )+c(OH-)。Na2HPO4溶液中c(Na+)+c(H+)=c(H2P )+2c(HP )+3c(P )+c(OH-)。
注意    1 ml C 带有2 ml 负电荷,所以电荷浓度应等于2c(C ),同理P 的电荷浓度等于3c(P )。　　(3)水电离的离子数守恒关系(即质子守恒)如纯碱溶液中c(H+)水=c(OH-)水,c(H+)水=c(HC )+2c(H2CO3)+c(H+),所以c(OH-)水=c(HC )+2c(H2CO3)+c(H+)。现以Na2CO3和NaHCO3溶液为例,用以下图示帮助我们来理解质子守恒: 所以c(OH-)=c(HC )+2c(H2CO3)+c(H3O+),即c(OH-)=c(HC )+2c(H2CO3)+
c(H+); NaHCO3溶液所以c(OH-)+c(C )=c(H2CO3)+c(H+)。另外,还可将盐溶液中的电荷守恒式和物料守恒式联立,通过代数运算推 出质子守恒式。2.离子浓度大小比较的方法
点拨　①弱电解质的电离是微弱的,②弱酸酸根离子或弱碱阳离子的水 解是微弱的。
例    (2020日照高三6月校际联考,14)(双选)25℃时,将V mL 0.10 ml·L-1的 NaOH溶液逐滴滴入到20.00 mL 0.10 ml·L-1的醋酸溶液中,溶液pH随所 加V(NaOH)的变化而变化(忽略混合时溶液体积变化),数据如下表所示:
下列说法正确的是 (　　)A.①中存在c(CH3COO-)>c(Na+)=0.05 ml·L-1B.②中存在c(CH3COOH)c(CH3COOH),但c(Na+)= ≈0.03 ml·L-1,A错误;②溶液pH=7,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3 COO-)+c(OH-),则c(Na+)=c(CH3COO-),此时c(Na+)>c(CH3COOH),且c(Na+)=  = ml·L-1,B正确;③中溶液存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),物料守恒c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH), 两者联立得c(H+)+c(CH3COO-)=c(OH-),所以③中c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c (CH3COOH)=c(Na+)= =0.05 ml·L-1,C正确;①中溶液pH=
4.7,则Ka= ≈c(H+)=10-4.7,即醋酸电离平衡常数的数量级是10-5,D错误;故选BC。
题目价值　通过该题让学生对恰好完全反应与反应至溶液呈中性,以及 混合溶液中溶质的电离与水解程度大小比较等有了更深刻的理解,考查 了变化观念与平衡思想的学科核心素养。
溶液中有关离子平衡的图像水溶液中的离子平衡是高考中的热点,涉及电离平衡、水解平衡、沉淀 溶解平衡等考点,考题多以能力立意,常以图像形式命题,综合度与难度相 对比较大,思维能力要求也较高,一般会侧重考查图像分析、信息处理、 理解问题的能力,体现了变化观念与平衡思想的学科核心素养。
一、解题技巧1.识图像①分析坐标轴数据的含义。要明确坐标轴的意义(有时是双纵坐标),进而 理解整个图像的含义。②把握曲线变化的趋势。曲线变化的趋势代表了某一类物质的某一参 数在坐标系中的变化情况,通过分析曲线的变化趋势判断参数的变化原 因,分析某成分改变的影响因素。③关注特殊点。起点,定量或定性判断酸、碱的相对强弱;反应一半、中 性、恰好反应,这些点主要是确定在不同阶段各反应物与生成物的量的 关系,进而分析溶液中各粒子浓度关系;交点,某条件下的两个值是相等 的,交点的分析往往是解决问题的关键点。
2.想原理根据题中、图中信息,并与相关数据结合起来,有效地做到数形结合,这里 往往会用到电离平衡常数、KW、水解平衡常数等来进行数据分析,并运 用溶液中的电荷守恒、物料守恒和质子守恒分析出溶液中各离子的浓 度关系。3.巧整合在识图像、想原理的基础上,将图像与原理结合起来思考,找准切入点。
二、熟练掌握几种高考中热点图像的解题策略1.对数图像(1)先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像。(2)再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义,是浓度对数还是比值对数。(3)抓住图像中的特殊点,如pH=7、lgx=0、交点等。(4)理清图像中曲线的变化趋势及含义,根据含义判断线上、线下的点所 表示的意义。(5)将图像中数据或曲线的变化与所学知识对接,作出正误判断。
例1    (2020聊城一模,14)
25 ℃时,在20 mL 0.1 ml·L-1一元弱酸HA溶液中滴加0.1 ml·L-1NaOH溶 液,溶液中lg 与pH关系如图所示。下列说法正确的是 (　　)A.25 ℃时,HA的电离常数为1.0×10-5.3B.A点对应溶液中:c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
C.B点对应的NaOH溶液体积为10 mLD.对C点溶液加热(不考虑挥发),则 一定减小
解析　由图可知,pH=5.3时,lg  =0,即c(A-)=c(HA),HA的电离常数Ka= =c(H+)=10-5.3,A正确;A点对应溶液显酸性,即c(H+)>c(OH-),溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),所以c(A-)>c(Na+),盐电离产生 的离子浓度大于弱电解质电离产生的离子浓度,所以溶液中离子浓度关 系为c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),B错误;加入10 mL NaOH溶液时,得到等 浓度的HA和NaA混合溶液,由于Ka=10-5.3> = =Kh,所以混合溶液以电离为主,c(A-)>c(HA),即lg >0,故B点对应的加入NaOH溶液的体积小于10 mL,C错误;A-的水解常数Kh随温度升高而增大,所以 =
 随温度升高而减小,D正确;故选AD。
2.弱电解质“分布系数” 图像(1)总体读图,通过观察弄清坐标的含义及单位,弄清各微粒浓度变化。(2)识图,分析特殊点的图像含义,如曲线的起点、终点、交点、极值点、 转折点等,分析曲线的变化趋势如斜率的大小及升降等。(3)分析,进行信息提取,挖掘隐含信息、排除干扰信息、提炼有用信息,在 统摄信息的基础上进行逻辑推理或运用数据计算分析。
例2    (2020滨州二模,15)
柠檬酸(用H3R表示)是一种高效除垢剂。常温时,用一定浓度的柠檬酸溶 液去除水垢,溶液中H3R、H2R-、HR2-、R3-的物质的量百分数随pH的变化 如图所示。下列说法正确的是 (　　)A.由a点判断H3R的第一步电离常数 (H3R)的数量级为10-3
B.若b点溶液中金属阳离子只有Na+,则有c(Na+)=c(R3-)+c(HR2-)+c(H2R-)+c (H3R)C.pH=6时,c(R3-)=c(HR2-)>c(H+)>c(OH-)D.反应2H2R- H3R+HR2-在该温度下的平衡常数K=10x-y
解析　由题图可知,在a点时,c(H2R-)=c(H3R),第一步电离常数 (H3R)= =c(H+)=10-x,3c(H+),故c(R3-)=c(HR2-)>c(H+)>c(OH-),C正确。H3R  H2R-+H+的电离平衡常数 (H3R)= =c(H+)=10-x,H2R- HR2-+H+的电离平衡常数 (H3R)= =c(H+)=10-y,反应2H2
R- H3R+HR2-在该温度下的平衡常数K= = =10x-y,D正确。故选CD。
3.沉淀溶解平衡曲线图像(1)明确图像中纵、横坐标的含义。纵、横坐标通常是难溶物溶解后电 离出的离子浓度,或离子浓度的对数等。(2)理解图像中线上点、线外点的含义。曲线上任意一点都达到了沉淀 溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。(3)根据Ksp的特点,结合选项分析判断。
点拨　溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同 一曲线上的点,溶度积常数相同。
例3    (2020邹城一中五模,12)
某温度时硫酸盐MSO4(M:Pb2+、Ba2+、Sr2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所 示。已知p(M)=-lgc(M),p(S )=-lgc(S )。下列说法正确的是 (　　)A.向BaSO4悬浊液中加入浓度较大的Pb(NO3)2溶液可能转化成PbSO4
B.X、Y两点对应的SrSO4均是饱和溶液,不能继续溶解SrSO4C.蒸发Z点的BaSO4溶液可得到C点状态的BaSO4溶液D.溶度积:Ksp(SrSO4)