高三化學(xué)復(fù)習(xí)難點(diǎn)5

    高三化學(xué)復(fù)習(xí)難點(diǎn)5——離子平衡問題

      水溶液中的離子平衡涉及水的電離平衡、弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽的水解平衡、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡等，這些平衡均與化學(xué)平衡有著密切聯(lián)系，在大平衡觀下建立各平衡模型理解并解決有關(guān)問題，足以突破這一難點(diǎn)。

       一、離子平衡問題主要考查的知識(shí)點(diǎn)有四大類：

       一是改變條件后微粒濃度變化的定性分析。此類試題要建立平衡思想與微粒觀，借助于電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等三種平衡式從平衡移動(dòng)的角度分析解決問題。

       二是離子濃度大小比較。此類試題要建立平衡思想與守恒思想，既要關(guān)注電離平衡與水解平衡，又要借助于電解質(zhì)溶液中的電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒等三大守恒規(guī)律來準(zhǔn)確判斷離子濃度大小。

      三是水溶液中的各種平衡常數(shù)與微粒濃度的定量計(jì)算。此類試題涉及K_w、

K_a、K_b、Ksp、K_h等平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算，均可模仿化學(xué)平衡常數(shù)的建立平衡模式進(jìn)行計(jì)算。

       四是有關(guān)溶液pH大小比較及計(jì)算。此類試題要既要關(guān)注電離平衡與水解平衡來定性判斷溶液酸堿性強(qiáng)弱，又要全面掌握單一電解質(zhì)與各種混合溶液的pH計(jì)算規(guī)律。

       二、圖像信息的離子平衡題——請(qǐng)看全國新課程I卷題：

       全國I卷中的離子平衡試題多以能力立意，常以圖像形式的命題，綜合度與難度相對(duì)較大，思維能力要求也較高。但不論試題難度如何，滲透平衡思想、守恒思想、定性與定量相結(jié)合思想等學(xué)科思想分析解決問題是主要的解題思路，不可偏廢。

       例1．(2015·全國I卷13)濃度均為0.10mol·L^-1、體積均為V₀的MOH與ROH溶液，分別加水稀釋至體積V，pH隨lg(V/V₀)的變化如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是(   )

       A．MOH的堿性強(qiáng)于ROH的堿性

       B．ROH的電離程度：b點(diǎn)大于a點(diǎn)

       C．若兩溶液無限稀釋，則它們的c(OH^－)相等

       D．當(dāng)lg(V/V₀)=2時(shí)，若兩溶液同時(shí)升高溫度，則c(M⁺)/c(R⁺)增大

       解析：由圖像中的定量信息知0.10mol·L^-1MOH溶液的pH=13，推知MOH是強(qiáng)堿；0.10mol·L^-1ROH溶液的pH=11.2，推知ROH是弱堿。同濃度時(shí)，MOH的堿性強(qiáng)于ROH的堿性，選項(xiàng)A正確。ROH存在弱堿的電離平衡，稀釋促進(jìn)電離，越稀釋電離程度越大，故ROH在b點(diǎn)的電離程度大于a點(diǎn)，選項(xiàng)B正確。兩堿溶液無限稀釋接近中性要考慮水的電離，最終兩溶液的c(OH^－)均接近于純水的c(OH^－)，所以它們的c(OH^－)相等，選項(xiàng)C正確。兩溶液同時(shí)升溫，強(qiáng)堿MOH不存在電離平衡，c(M⁺)不變，而升溫促進(jìn)弱堿ROH的電離，

c(R⁺)增大，c(M⁺)/c(R⁺)減小，選項(xiàng)D錯(cuò)。正確答案為D。

       例2．(2014·全國I卷11)溴酸銀(AgBrO₃)溶解度隨溫度變化曲線如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是(   )

       A．溴酸銀的溶解是放熱過程

       B．溫度升高時(shí)溴酸銀溶解速度加快

       C．60℃溴酸銀的K_SP約等于6×10^-4

       D．若硝酸鉀中含有少里溴酸銀，可用重結(jié)晶方法提純

       解析：此題既有定性分析，又有定量計(jì)算，充分利用圖像中的定量信息來分析各選項(xiàng)的正確與否，是解答此類題的關(guān)鍵。

       信息①：曲線走勢(shì)屬于增函數(shù)，說明溫度升高，溴酸銀的溶解度增大，并推知溴酸銀的溶解是吸熱過程，選項(xiàng)A錯(cuò)。溫度升高，溴酸銀在水中的離子運(yùn)動(dòng)速度加快，故溶解速度加快，選項(xiàng)B正確。

       信息②：由曲線圖中的縱橫坐標(biāo)查知60℃時(shí)溴酸銀的溶解度約是0.6g，說明溶解度較小，溴酸銀溶液為稀溶液，可假設(shè)1L水即為1L溶液，可由溶解度換算溴酸銀的物質(zhì)的量濃度，進(jìn)而計(jì)算溴酸銀的溶度積。溴酸銀在水中存在以下沉淀溶解平衡：AgBrO₃(s) Ag(aq)+BrO₃^－(aq)

c(AgBrO₃)=(0.6g×10/236g·mol^-1)÷1L=2.5×10^-3mol·L^-1

Ksp=c(Ag⁺)×c(BrO₃^－)=6.25×10^-6，選項(xiàng)C正確。

       信息③：溫度從20℃變到90℃，溴酸銀溶解度的變化量大約1g，說明溴酸銀的溶解度隨溫度變化不大，而硝酸鉀的溶解度隨溫度變化程度很大，所以硝酸鉀中含有少量溴酸銀，可用重結(jié)晶方法提純，選項(xiàng)D正確。正確答案為A。

       啟示：《考試大綱》對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)能力的要求之一是接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力，其中對(duì)圖形、圖表信息的觀察分析、加工變換、吸收整合、有序存儲(chǔ)的能力就是此類題考查的重點(diǎn)之一。因此，讀圖、識(shí)圖、用圖，要成為強(qiáng)化訓(xùn)練有序規(guī)范答題的主要途徑，尤其要充分挖掘圖像信息中的隱含條件，如圖示中的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)、交匯點(diǎn)、突變點(diǎn)都是提供解題信息的關(guān)鍵點(diǎn)，只有認(rèn)真光顧，有效整合，才能靈活應(yīng)用，準(zhǔn)確答題。

       現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)強(qiáng)化訓(xùn)練近3年各省市高考題：

       1．(2015·浙江高考12)40℃，在氨－水體系中不斷通入CO₂，各種離子的變化趨勢(shì)如下圖所示。下列說法不正確的是(    )

        A．在pH=9.0時(shí)，c(NH₄⁺)>c(HCO₃^－)>c(NH₂COO^－)>c(CO₃^2－)

        B．不同pH的溶液中存在關(guān)系：

c(NH₄⁺)+ c(H⁺)=2c(CO₃^2－)+c(HCO₃^－)+c(NH₂COO^－)+c(OH^－)

        C．隨著CO₂的通入，c(OH^－)/c(NH₃·H₂O)不斷增大

        D．在溶液pH不斷降低的過程中，有含NH₂COO^－的中間產(chǎn)物生成

       2．(2014·浙江高考12)氯在飲用水處理中常用作殺菌劑，且HClO的殺菌能力比ClO^－強(qiáng)。25℃時(shí)氯氣－氯水體系中存在以下平衡關(guān)系：

Cl₂(g)Cl₂(a