水溶液中离子反应与平衡

新高中化学选择性必修一：水溶液中离子反应与平衡知识总结。水溶液中离子反应与平衡内容包括：电离平衡、水的电离和溶液的PH、盐的水解、溶液沉淀水解平衡。 2021年10月7日更新：修改错别字，对部分体系进行完善

水溶液中离子反应与平衡

• 电离平衡
  • 电解质
    • 定义
      • 溶于水或融化时能导电的化合物
    • 强电解质
      • 电解质强弱与溶解性无关
      • 定义
        • 在水溶液中全部电离的电解质
      • 包括
        • 强酸
        • 强碱
        • 大部分盐
    • 弱电解质
      • 定义
        • 在水溶液中部分电离的电解质
      • 包括
        • 弱酸
        • 弱碱
        • 水
  • 电离平衡
    • 定义
      • 在一定条件下，弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时达到的状态，叫~
    • 表示方法
      • 电离方程式
        • 多元弱酸分步电离
        • 前一步电离远大于后一步电离
          • 主要取决于第一步
    • 弱电解质的电离是微弱的
    • 影响电离平衡的因素
      • 主要因素
        • 电解质本身的性质
      • 外界因素
        • 温度
          • 升温
            • 电离平衡向右移动
          • 降温
            • 电离平衡向左移动
        • 浓度
          • 浓度小
            • 加水
              • 电离平衡向右移动
            • 电离程度大
        • 同离子效应
  • 电力平衡常数
    • 计算方式
      • 对于一元弱酸
      • 对于一元弱碱
      • 对于多元弱酸
        • 每步电离对应一个电离常数
    • 电力平衡常数大小可以表示电介质的相对强弱
    • 设计实验证明酸的电离强弱
      • 原理
        • 强酸制弱酸
    • 在反应时，反应物的用量和生成物的产量与电解质的强弱无关
    • 比较
      • 溶液浓度相同时，强酸溶液中氢离子浓度大
      • 氢离子浓度相同时，弱酸浓度大
• 水的电离和溶液的PH
  • 水的电离
    • 吸热反应
    • 方程式
      • • 简写
    • 水的离子积常数
      • • 溶液中所有的，不仅仅是水电离的
        • 常温下
    • 影响因素
      • 温度
        • 升高温度，平衡向右移动
      • 加入酸和碱
        • 抑制水的电离
          • kw不变
  • 溶液的酸碱性和PH
    • 任何水溶液中都存在氢离子和氢氧根，酸碱性由浓度相对大小决定
    • 溶液的酸碱性
      • 酸性溶液
      • 中性溶液
      • 碱性溶液
    • 溶液的PH
      • 定义式
      • 测定方法
        • 酸碱指示剂
    • 溶液的稀释
      • 强酸/强碱的稀释
        • 强酸/强碱稀释到原来的10^n倍
          • PH变化n个单位
      • 弱酸/弱碱的稀释
        • 弱酸/弱碱稀释到原来的10^n倍
          • PH变化小于n个单位
      • 强酸/强碱和弱酸/弱碱稀释相同的倍数，强酸/强碱的PH变化大
      • PH之和等于14的酸和碱溶液等体积混合
        • 谁弱显谁性，无弱显中性
    • 酸碱中和滴定
      • 中和滴定
        • 依据中和反应，用已知物质的量浓度的酸/碱来测定未知物质的碱/酸的方法
      • 原理
        • 酸碱中和原理
          • • 如果酸是一元强酸，那么碱是一元强碱
      • 公式
      • 试剂
        • 已知溶液
          • 标准液
        • 未知溶液
          • 待测液
      • 基本实验思路
        • 固定待测液体积，测定标准液体积
      • 实验操作过程
        • 仪器准备
          • 滴定管的准备
            • 检测
              • 润洗
                • 注液
                  • 已知浓度的酸或碱
                  • 赶气泡
                    • 调零
          • 锥形瓶的准备
            • 盛液——滴加2~3滴指示剂
            • 锥形瓶可以用蒸馏水润洗，但绝对不能用待测液润洗
            • 使用滴定管量取待测液
        • 滴定
          • 左手
            • 控制滴定管活塞
          • 右手
            • 不断摇动锥形瓶
          • 眼睛
            • 注视锥形瓶中颜色变化
              • 变色且保持不变一分钟后停止摇晃
        • 结果计算
          • 用上述标准液体积的平均值进行计算
• 盐的水解
  • 定义
    • 在溶液中盐电离出来的离子与水所电离出来的氢离子或氢氧根结合生成弱电解质的反应
  • 实质
    • 盐促进了水的电离
  • 水解离子方程式
    • 书写
      • 1. 找出弱的离子
        • 弱酸根/弱碱阳离子
      • 2. 不写↑和↓，写
      • 3. 多元弱酸根分布水解，第一步远大于第二步
        • 多元弱酸酸式根离子，水解和水的电离同步进行
    • 条件
      • 盐必须溶于水
      • 必须有弱酸根离子/弱碱阳离子
    • 基本特征
      • 水解很微弱
      • 呈中和反应的逆反应
        • 吸热反应
    • 规律
      • 条件
        • 有弱才水解
        • 无弱不水解
      • 结果
        • 谁弱谁水解
        • 谁强显谁性
      • 程度
        • 越弱越水解
          • 酸越弱，水解出的盐碱性越强
        • 都弱都水解
  • 影响盐类水解程度的因素及盐类水解反应的应用
    • 影响水解反应的因素
      • 内因
        • 反应物本身的性质
          • 越弱越水解
      • 外因
        • 温度
          • 加热可促使平衡向水解反应方向移动
            • 标注温度升高，反应向正反应方向移动
        • 浓度
          • 加水稀释可促使平衡向水解方向移动
        • 酸碱盐的原理
          • 盐类水解产生氢离子或氢氧根，凡是能够结合氢离子、氢氧根物质，均会促进盐类的水解
          • 酸、碱能够抑制盐的水解
    • 应用
      • I. 分析判断盐溶液的酸碱性
        • 谁强显谁性
      • II. 比较溶液中离子浓度大小
        • 分析溶液中的各种变化
          • 盐的电离
          • 第一步水解
          • 第二步水解
          • 水的电离
        • 电荷守恒（溶液是电中性的）
          • 阳离子带的正电荷总数=阴离子带的负电荷总数
        • 原子守恒（物料守恒）
          • 某种原子在溶液中所有存在形式之和等于该原子变化前的量
        • 离子浓度大小比较
          • c（不水解离子)
          • c（水解离子）
          • c（显性离子）
          • c（二级水解离子）
          • c（水电离出的另一离子）
      • III. 实验室配置某些盐溶液是要抑制水解
      • IV. 试剂的储存
        • 强酸强碱盐不能用玻璃塞
      • V. 制备某些无水盐
        • 挥发性酸对应的盐加热蒸干，得到相应的氧化物
        • 非挥发性酸对应的盐加热蒸干仍得到对应的盐
      • VI. 铁盐和铝盐做净水剂的原理
        • 水解后生成胶体
          • 胶体具有极强的吸附作用
      • VII. 某些盐的分离除杂要考虑盐类的水解
      • VIII. 化肥的合理使用
        • 草木灰（主要成分碳酸钾）和铵态氮肥不能混合使用
      • IX. 纯碱去污原理
        • 热的纯碱溶液去污效果好
      • X. 制取某些无机化合物
• 溶液沉淀水解平衡
  • 难溶电解质的离子平衡
    • 难溶电解质在水中存在离子平衡
      • 溶解
        • 在水分子作用下，离子脱离物质表面进入水中
      • 沉淀
        • 溶液中离子收到物质表面阴、阳离子吸引，回到物质表面析出
      • 动态平衡
        • 沉淀溶解平衡
    • 溶解平衡的表达
      • 以氢氧化镁为例
    • 溶度积常数（Ksp）
      • Ksp
        • 离子浓度幂之积
        • 表示物质的溶解程度
          • Ksp大
            • 溶解度大
          • Ksp小
            • 溶解度小
        • 与温度有关
          • 其他条件一定时，温度越高，Ksp越大
          • 特例
      • 离子积Q
        • 任意时刻离子浓度幂之积
      • 判断能否形成沉淀
        • Q>Ksp
          • 形成沉淀
        • Q=Ksp
          • 沉淀溶解平衡
        • Q<Ksp
          • 不能形成沉淀
  • 影响因素
    • 加水
      • 平衡向溶解方向移动
    • 温度
      • 升温
        • 大多数平衡向右移动
    • 增大离子浓度
      • 平衡向左移动
  • 应用
    • 沉淀的生成
      • 去除某些离子
        • 去除氯化铵中的氯化铁
          • 加入氨水
            • 使三价铁离子形成氢氧化铁沉淀
        • 工业废水处理
          • 沉淀剂——
            • 去除难溶金属离子
    • 沉淀的溶解
      • 根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解
    • 沉淀的转化
      • 转化的表示
      • 难容的沉淀转化为更难溶的沉淀容易实现
        • 两者的溶解度差别越大越容易实现
        • Ksp大
          • 溶解度大