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化学会考复习电解质溶液欢迎大家参加本次化学会考复习课程,本次课程将围绕电解质溶液这一核心概念展开,深入剖析其基本原理、性质以及在实际应用中的重要性我们旨在通过系统性的复习,帮助大家牢固掌握相关知识点,为即将到来的化学会考做好充分准备本次课程将涵盖电解质与非电解质的定义、离子化合物与共价化合物、强电解质与弱电解质的区别、电离方程式的书写规范、离子浓度计算的初步、电解质溶液中的离子共存问题、溶液的酸碱性表示方法、pH值的定义及计算公式、酸碱指示剂、溶液酸碱性的定性判断、溶液酸碱性的定量测定、溶液的酸度与碱度、酸碱中和反应的实质、离子反应的定义与条件、离子方程式的书写原则、常见离子反应、盐类水解的定义与实质、盐类水解的影响因素、盐类水解的应用、影响水解平衡的因素、盐类水解规律、水的电离平衡、影响水的电离平衡因素、溶液的电导率、电导率与离子浓度的关系、电导率的应用、沉淀溶解平衡的概念、沉淀溶解平衡的特征、溶度积常数、Ksp与溶解度的关系、影响沉淀溶解平衡的因素、沉淀的生成、转化与溶解、分步沉淀、选择性沉淀、络合物的形成与溶解、配合物的概念、配合物的命名、配合物的应用、缓冲溶液的概念与配制、缓冲溶液的作用原理、缓冲容量与pH范围、缓冲溶液的应用、电解质溶液复习总结、练习题课程目标掌握电解质溶液基本概念及应用本次课程的核心目标是使大家能够全面掌握电解质溶液的基本概念,并能灵活应用于解决实际问题我们将深入探讨电解质溶液的定义、性质和行为,以及它们在化学反应和工业过程中的作用通过学习,大家将能够准确判断电解质和非电解质,理解强电解质和弱电解质的区别,掌握电离方程式的书写,熟练计算离子浓度,并解决离子共存问题此外,课程还将涵盖溶液的酸碱性、pH值、酸碱指示剂、酸碱中和反应、离子反应、盐类水解、水的电离平衡、溶液的电导率、沉淀溶解平衡、络合物以及缓冲溶液等重要概念通过本次课程,大家将能够全面提升对电解质溶液的理解和应用能力,为化学会考做好充分准备理解电解质的定义掌握电离方程式的书写12区分电解质与非电解质,掌握其导能够正确书写强弱电解质的电离方电原理程式应用离子浓度计算3熟练计算溶液中各离子的浓度电解质与非电解质的定义电解质和非电解质是化学中重要的概念,它们根据其在水溶液或熔融状态下是否能导电进行区分电解质是指在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物,这是因为它们能够电离出自由移动的离子,从而实现电荷的定向移动常见的电解质包括酸、碱和盐等相反,非电解质是指在水溶液或熔融状态下不能导电的化合物,它们不能电离出自由移动的离子例如,蔗糖、乙醇等都是非电解质理解电解质和非电解质的定义是学习电解质溶液的基础,有助于我们深入理解溶液的性质和行为电解质非电解质₂₄水溶液或熔融状态下能导电的化合物,例如NaCl,H SO水溶液或熔融状态下不能导电的化合物,例如₁₂₂₂₁₁₂₅C H O,C H OH电解质在水溶液或熔融状态下能导电的化合物电解质之所以能够在水溶液或熔融状态下导电,是因为它们能够电离出自由移动的离子这些离子在电场的作用下发生定向移动,从而形成电流电解质的导电能力与其电离程度、离子浓度以及离子的电荷数有关电离程度越高、离子浓度越大、离子电荷数越高,电解质的导电能力就越强例如,强酸、强碱和大多数盐都是电离程度很高的强电解质,因此它们的导电能力也很强而弱酸和弱碱则是电离程度较低的弱电解质,导电能力相对较弱理解电解质的导电原理有助于我们深入研究溶液的电化学性质和应用电离1电解质在水溶液或熔融状态下分解成自由移动的离子导电2离子在电场作用下发生定向移动,形成电流影响因素3电离程度、离子浓度、离子电荷数非电解质在水溶液或熔融状态下不能导电的化合物非电解质是指在水溶液或熔融状态下不能导电的化合物它们不能电离出自由移动的离子,因此无法在电场的作用下形成电流非电解质通常是共价化合物,例如蔗糖、乙醇、尿素等这些化合物在水中以分子形式存在,不能解离成离子需要注意的是,某些共价化合物虽然能够与水发生反应,但并不产生自由移动的离子,因此仍然属于非电解质例如,二氧化碳溶于水形成碳酸,但碳酸是弱电解质,二氧化碳本身仍为非电解质共价化合物分子形式存在不导电通常由非金属元素组成,以共价键结在水中以分子形式存在,不能解离成离不能在水溶液或熔融状态下导电合子离子化合物与共价化合物离子化合物和共价化合物是根据化学键类型的不同对化合物进行分类的两种主要方式离子化合物通常由金属元素和非金属元素组成,通过离子键结合离子键是由于不同电性的离子之间的静电吸引力而形成的化学键离子化合物在水溶液或熔融状态下能够电离出自由移动的离子,因此通常是电解质共价化合物通常由非金属元素组成,通过共价键结合共价键是原子之间通过共享电子对而形成的化学键共价化合物在水溶液或熔融状态下通常不能电离出自由移动的离子,因此通常是非电解质离子化合物离子键,易电离,通常为电解质共价化合物共价键,难电离,通常为非电解质强电解质与弱电解质的区别电解质根据其在水溶液中电离程度的不同,可以分为强电解质和弱电解质强电解质是指在水溶液中能够完全电离的电解质这意味着强电解质在水中几乎全部以离子的形式存在,例如强酸、强碱和大多数盐弱电解质是指在水溶液中只能部分电离的电解质这意味着弱电解质在水中既有离子形式存在,也有分子形式存在,例如弱酸、弱碱和水强电解质和弱电解质的电离程度不同,导致其导电能力也不同强电解质的导电能力较强,而弱电解质的导电能力较弱强电解质弱电解质12完全电离,导电能力强部分电离,导电能力弱强电解质完全电离,弱电解质部分电离强电解质在水溶液中完全电离,这意味着它们在水中几乎全部转化为离子,不存在未电离的分子例如,盐酸(HCl)在水中会完全电⁺⁻离成氢离子(H)和氯离子(Cl)因此,盐酸溶液中几乎只存在这两种离子弱电解质在水溶液中只能部分电离,这意味着它们₃⁺在水中既有离子形式存在,也有未电离的分子形式存在例如,醋酸(CH COOH)在水中会部分电离成氢离子(H)和醋酸根离₃⁻子(CH COO),但溶液中仍然存在大量的醋酸分子弱电解质的电离是一个动态平衡过程,电离出的离子会重新结合成分子,而分子也会继续电离成离子,最终达到一个平衡状态完全电离1大量离子2少量分子3常见强电解质强酸、强碱、大多数盐强电解质包括强酸、强碱和大多数盐强酸是指在水中能够完全电离的酸,₂₄₃例如盐酸(HCl)、硫酸(H SO)和硝酸(HNO)强碱是指在水中能够完全电离的碱,例如氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)和氢氧化钡₂(BaOH)大多数盐在水中也能够完全电离,例如氯化钠(NaCl)、硫₂₄₃₂酸钾(K SO)和硝酸钙(CaNO)需要注意的是,有些盐是难溶盐,虽然它们溶解度很小,但溶解的部分仍然是完全电离的例如,氯化银⁺(AgCl)是难溶盐,但溶解的氯化银会完全电离成银离子(Ag)和氯离子⁻(Cl)强酸强碱大多数盐盐酸(HCl),硫酸氢氧化钠(NaOH),氯化钠(NaCl),硫酸₂₄₂₄(H SO)氢氧化钾(KOH)钾(K SO)常见弱电解质弱酸、弱碱、水常见的弱电解质包括弱酸、弱碱和水弱酸是指在水中只能部分电离的酸,₃₂₃例如醋酸(CH COOH)、碳酸(H CO)和氢氟酸(HF)弱碱是指在₃₂水中只能部分电离的碱,例如氨水(NH·H O)水也是一种弱电解质,⁺⁻它能够微弱地电离成氢离子(H)和氢氧根离子(OH)弱电解质的电离程度很小,通常只有百分之几甚至更小弱电解质的电离是一个动态平衡过程,电离出的离子会重新结合成分子,而分子也会继续电离成离子,最终达到一个平衡状态弱电解质的电离平衡常数可以用来衡量其电离程度的大小₃弱酸醋酸(CH COOH),碳酸₂₃(H CO)₃₂弱碱氨水(NH·H O)₂水H O电离方程式的书写规范电离方程式是用来表示电解质在水中电离过程的化学方程式书写电离方程式时需要遵循一定的规范首先,要正确书写电解质的化学式,并标明其状态(aq或l)其次,要正确书写电离出的离子的符号,并标明其电荷数和状态(aq)第三,要配平方程式,使方程式两边的原子个数和电荷数相等第四,要根据电解质的强弱,选择正确的符号强电解质用“=”表示完全电⁺离,弱电解质用“⇌”表示部分电离例如,盐酸的电离方程式为HClaq=H aq+⁻₃⁺₃⁻Cl aq,醋酸的电离方程式为CH COOHaq⇌H aq+CH COOaq化学式1正确书写化学式和状态离子符号2正确书写离子符号、电荷数和状态方程式配平3使方程式两边原子个数和电荷数相等电离程度4强电解质用“=”,弱电解质用“⇌”强电解质用表示,弱电解质“=”用⇌表示“”在书写电离方程式时,区分强电解质和弱电解质至关重要强电解质在水溶液中完全电离,因此使用“=”表示这意味着反应是不可逆的,电解质完全转化为离⁺子例如,氢氧化钠(NaOH)的电离方程式为NaOHaq=Na aq+⁻OH aq弱电解质在水溶液中只能部分电离,因此使用“⇌”表示这意味着反₃应是可逆的,电解质与离子之间存在动态平衡例如,醋酸(CH COOH)的电离₃⁺₃⁻方程式为CH COOHaq⇌H aq+CH COOaq使用正确的符号能够准确地反映电解质在水溶液中的电离行为“=”表示强电解质完全电离,反应不可逆⇌“”表示弱电解质部分电离,反应可逆离子浓度计算的初步离子浓度是指在一定体积的溶液中,某种离子的物质的量离子浓度通常用单位体积溶液中所含该离子的物质的量来表示,单位为mol/L或M离子浓度的计算是电解质溶液中一个重要的内容在计算离子浓度时,需要根据电解质的电离方程式,确定离子之间的物质的量关系例如,对于强电解质,可以根据其化学式和溶液浓度,直接计算出离子的浓度对于弱电解质,需要考虑其电离平衡,并使用电离平衡常数进行计算此外,还需要注意溶液中的离子共存问题,避免发生离子反应定义单位计算单位体积溶液中所含离子的物质的量mol/L或M根据电离方程式和电离平衡常数计算电解质溶液中的离子共存问题在电解质溶液中,并非所有的离子都能同时存在如果溶液中存在某些离子,它们之间会⁺发生离子反应,例如生成沉淀、气体或水,则这些离子不能大量共存例如,在含有Ag⁻离子的溶液中,不能大量存在Cl离子,因为它们会生成难溶的氯化银沉淀(AgCl)同⁺₃⁻样,在含有H离子的溶液中,不能大量存在CO²离子,因为它们会生成二氧化碳气₂体(CO)判断离子能否共存,需要考虑常见的离子反应,例如酸碱中和、沉淀反应、气体反应、氧化还原反应和络合反应等理解离子共存问题有助于我们更好地分析和解决实际问题离子反应1某些离子之间会发生反应生成沉淀2⁺⁻例如Ag和Cl生成AgCl沉淀生成气体3⁺₃⁻₂例如H和CO²生成CO气体溶液的酸碱性表示方法值pHpH值是表示溶液酸碱性强弱的一种方法pH值的范围通常在0到14之间pH值小于7的溶液呈酸性,pH值等于7的溶液呈中性,pH值大于7的溶液呈碱性pH值越小,酸性越强;pH值越大,碱性越强pH值可以通过酸碱指示剂、pH试纸或pH计来测定pH值在化学、生物、医学和环境等领域都有广泛的应用例如,在农业生产中,可以通过调节土壤的pH值来促进植物的生长;在医学上,可以通过监测血液的pH值来判断人体健康状况pH7pH=7酸性中性pH7碱性值的定义及计算公式pH⁺⁺pH值的定义是氢离子浓度的负对数,其计算公式为pH=-lg[H],其中[H]表示溶液中氢离子的浓度,单位为mol/LpH值是一个⁻⁷无量纲的量,通常用整数或一位小数表示例如,如果溶液中氢离子的浓度为1×10mol/L,则该溶液的pH值为7pH值的计算公式可以用来计算已知氢离子浓度的溶液的pH值,也可以用来计算已知pH值的溶液中氢离子的浓度需要注意的是,pH值的计算公式只适用于稀溶液,对于浓溶液,需要考虑离子活度等因素定义公式⁺氢离子浓度的负对数pH=-lg[H]酸碱指示剂石蕊、酚酞酸碱指示剂是指能够根据溶液的酸碱性而改变颜色的物质常见的酸碱指示剂包括石蕊和酚酞石蕊是一种天然的指示剂,在酸性溶液中呈红色,在中性溶液中呈紫色,在碱性溶液中呈蓝色酚酞是一种人工合成的指示剂,在酸性溶液和中性溶液中呈无色,在碱性溶液中呈红色酸碱指示剂可以用来粗略地判断溶液的酸碱性,但由于其变色范围较宽,因此不能精确地测定溶液的pH值要精确地测定溶液的pH值,需要使用pH试纸或pH计石蕊酚酞12酸红,中紫,碱蓝酸无色,中无色,碱红酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围是指指示剂开始变色到完全变色所对应的pH值范围不同的酸碱指示剂具有不同的变色范围例如,石蕊的变色范围约为
5.0-
8.0,酚酞的变色范围约为
8.2-
10.0这意味着当溶液的pH值在
5.0以下时,石蕊呈红色;当溶液的pH值在
8.0以上时,石蕊呈蓝色;当溶液的pH值在
5.0-
8.0之间时,石蕊呈紫色同样,当溶液的pH值在
8.2以下时,酚酞呈无色;当溶液的pH值在
10.0以上时,酚酞呈红色;当溶液的pH值在
8.2-
10.0之间时,酚酞呈浅红色选择合适的酸碱指示剂,可以根据其变色范围,粗略地判断溶液的pH值指示剂变色范围石蕊
5.0-
8.0酚酞
8.2-
10.0溶液酸碱性的定性判断溶液酸碱性的定性判断是指通过简单的实验方法,确定溶液是呈酸性、中性还是碱性常用的定性判断方法包括使用酸碱指示剂和pH试纸使用酸碱指示剂时,根据指示剂的颜色变化,可以判断溶液的酸碱性例如,如果石蕊试液变红,则溶液呈酸性;如果石蕊试液变蓝,则溶液呈碱性使用pH试纸时,将pH试纸浸入溶液中,然后将试纸的颜色与标准比色卡进行比较,可以确定溶液的pH值范围,从而判断溶液的酸碱性需要注意的是,定性判断只能粗略地确定溶液的酸碱性,无法精确地测定溶液的pH值酸碱指示剂试纸pH12观察颜色变化,判断酸碱性与标准比色卡比较,确定pH值范围溶液酸碱性的定量测定试纸、计pH pH溶液酸碱性的定量测定是指通过仪器设备,精确地测定溶液的pH值常用的定量测定方法包括使用pH试纸和pH计pH试纸是一种含有多种指示剂的试纸,将pH试纸浸入溶液中,然后将试纸的颜色与标准比色卡进行比较,可以确定溶液的pH值pH计是一种电子仪器,它通过测量溶液中的氢离子浓度,然后将其转换为pH值显示出来pH计的测量精度通常比pH试纸高,可以精确地测定溶液的pH值在需要精确控制溶液pH值的实验或生产过程中,通常使用pH计进行测量试纸计pH pH与标准比色卡比较,读出pH值直接读取pH值,精度高溶液的酸度与碱度⁺溶液的酸度是指溶液中酸的浓度,通常用氢离子浓度([H])来表示酸度越高,溶液的酸性越强溶液的碱度是指溶液中碱的浓度,通常用⁻⁺⁻氢氧根离子浓度([OH])来表示碱度越高,溶液的碱性越强在一定温度下,酸度和碱度之间存在一定的关系,即[H]×[OH]=Kw,⁺⁻⁺⁻⁺⁻其中Kw是水的离子积常数对于酸性溶液,[H][OH];对于中性溶液,[H]=[OH];对于碱性溶液,[H][OH]酸度和碱度是描述溶液性质的重要参数,在化学、生物、医学和环境等领域都有广泛的应用酸度碱度1⁺⁻2[H]高,酸性强[OH]高,碱性强酸碱中和反应的实质⁺⁻酸碱中和反应是指酸与碱反应生成盐和水的反应酸碱中和反应的实质是氢离子(H)与氢氧根离子(OH)结合生成水₂⁺⁻₂(H O)这个反应是放热反应,可以表示为H aq+OH aq=H Ol+热量酸碱中和反应是一个重要的化学反应,在化学分析、工业生产和环境保护等领域都有广泛的应用例如,在化学分析中,可以用酸碱滴定法来测定未知酸或碱的浓度;在工业生产中,可以用酸碱中和反应来处理酸性或碱性废水;在环境保护中,可以用酸碱中和反应来消除酸雨的影响⁺⁻H+OH1生成水2放热反应3离子反应的定义与条件离子反应是指在溶液中发生的,有离子参加或生成的反应离子反应的发生需要满足一定的条件首先,反应物必须是电解质,能够在溶液中电离出离子其次,反应物之间必须发生化学反应,生成沉淀、气体或水例如,酸碱中和反应、沉淀反应、气体反应和氧化还原反应都属于离子反应离子反应是化学反应的重要组成部分,理解离子反应的定义和条件有助于我们更好地理解和掌握化学反应的本质电解质1离子2沉淀、气体或水3离子方程式的书写原则离子方程式是用来表示离子反应的化学方程式书写离子方程式需要遵循一定的原则首先,要写出正确的化学方程式其次,将易溶于水且完全电离的物质改写成离子形式,难溶物质、气体和水仍用化学式表示第三,检查方程式两边的原子个数和电荷数是否相等,如果不相等,则需要进行配平第四,将方程式两边相同的离子删去,得到最简的离子方程式例如,氢氧⁺⁻化钡溶液与硫酸铜溶液反应的离子方程式为Ba²aq+2OH aq+⁺₄⁻₄₂Cu²aq+SO²aq=BaSO s+CuOH s化学方程式离子形式配平写出正确的化学方程易溶且完全电离的物质检查原子个数和电荷数式改写成离子形式是否相等常见离子反应酸碱中和、沉淀反应、气体反应常见的离子反应包括酸碱中和反应、沉淀反应和气体反应酸碱中和反应是指酸与碱反应生成盐和水的反应,例如盐酸与氢氧化钠反应沉淀反应是指溶液中两种离子结合生成难溶物质的反应,例如硝酸银与氯化钠反应气体反应是指溶液中两种离子结合生成气体的反应,例如盐酸与碳酸钠反应这些离子反应在化学实验和工业生产中都有广泛的应用掌握这些离子反应的原理和方程式,对于理解和掌握化学知识至关重要酸碱中和沉淀反应气体反应⁺⁻₂⁺⁻⁺₃⁻₂₂H+OH=H OAg+Cl=AgCl↓H+CO²=H O+CO↑盐类水解的定义与实质盐类水解是指盐溶解于水时,盐中的离子与水中的氢离子或氢氧根离子发生反应,生成弱酸或弱碱的反应盐类水解的实质是水中的氢离子或氢氧₄₄⁺根离子与盐中的离子结合,破坏了水的电离平衡,使得溶液呈酸性或碱性例如,氯化铵(NH Cl)溶解于水时,铵根离子(NH)会与水中的⁻₃₂₂₃₃⁻氢氧根离子(OH)结合生成氨水(NH·H O),使得溶液呈酸性碳酸钠(Na CO)溶解于水时,碳酸根离子(CO²)会与水中的氢⁺₃⁻₂₃离子(H)结合生成碳酸氢根离子(HCO)和碳酸(H CO),使得溶液呈碱性盐类水解是一个可逆反应,存在水解平衡离子与水反应生成弱酸或弱碱1盐中的离子与水中的氢离子或氢氧根离子反2生成弱酸或弱碱,破坏水的电离平衡应盐类水解的影响因素温度、浓度盐类水解是一个可逆反应,其平衡受到多种因素的影响,其中最主要的是温度和浓度温度升高,水解程度增大这是因为水解反应通常是吸热反应,升高温度有利于平衡向水解方向移动盐的浓度降低,水解程度增大这是因为降低浓度有利于平衡向离子数目增大的方向移动,即水解方向此外,溶液的酸碱性也会影响盐类水解加入酸或碱会抑制或促进某些盐的水解例如,加入酸可以抑制氯化铵的水解,加入碱可以抑制氯化铁的水解温度浓度升高温度,水解程度增大降低浓度,水解程度增大盐类水解的应用盐类水解在实际生产和生活中有着广泛的应用例如,利用氯化铵的水解可以制备氨气;利用碳酸钠的水解可以去油污;利用硫化钠的水解可以进行脱毛在农业生产中,可以利用铵盐的水解来提供氮肥,但需要注意控制施用量,防止土壤酸化在工业生产中,可以利用铝盐的水解来净水,但需要注意控制pH值,防止铝离子污染此外,盐类水解还可以用来解释一些自然现象,例如石灰水的变质和土壤的酸化理解盐类水解的应用有助于我们更好地认识化学与生活的关系制备氨气去油污利用氯化铵的水解利用碳酸钠的水解农业施肥利用铵盐的水解提供氮肥影响水解平衡的因素水解平衡是指在一定条件下,水解反应达到动态平衡的状态影响水解平衡的因素主要包括温度、浓度、溶液的酸碱性和催化剂温度升高,水解程度增大,平衡向水解方向移动盐的浓度降低,水解程度增大,平衡向离子数目增大的方向移动加入酸或碱会抑制或促进某些盐的水解,平衡向相反方向移动催化剂可以加快水解反应的速率,但不会影响水解平衡的位置需要注意的是,水解平衡是一个动态平衡,即使在平衡状态下,水解反应仍在进行,只是正反应速率和逆反应速率相等温度升高温度,平衡向水解方向移动浓度降低浓度,平衡向离子数目增大的方向移动酸碱性加入酸或碱,平衡向相反方向移动盐类水解规律盐类水解的规律可以总结为“谁强显谁性,都强显中性,弱弱双水解”这意味着,如果盐中的阳离子对应的碱是强碱,阴离子对应的酸是弱酸,则盐溶液呈碱性;如果盐中的阳离子对应的碱是弱碱,阴离子对应的酸是强酸,则盐溶液呈酸性;如果盐中的阳离子对应的碱和阴离子对应的酸都是强酸或强碱,则盐溶液呈中性;如果盐中的阳离子对应的碱和阴离子对应的酸都是弱酸或弱碱,则盐溶液发生双水解,酸碱性取决于具体情况掌握盐类水解规律可以帮助我们快速判断盐溶液的酸碱性谁强显谁性1强碱弱酸盐呈碱性,强酸弱碱盐呈酸性都强显中性2强酸强碱盐呈中性弱弱双水解3弱酸弱碱盐酸碱性取决于具体情况水的电离平衡⁺水是一种极弱的电解质,它能够微弱地电离成氢离子(H)和氢氧根离子⁻₂⁺(OH)水的电离是一个可逆反应,可以表示为H Ol⇌H aq+⁻OH aq在一定温度下,纯水中氢离子浓度和氢氧根离子浓度的乘积是一个常数,称为水的离子积常数(Kw)水的电离平衡受到多种因素的影响,例如温度、加入酸或碱等理解水的电离平衡对于理解溶液的酸碱性和盐类水解至关重要微弱电离可逆反应水是一种极弱的电解质,能够微水的电离是一个可逆反应,存在弱地电离电离平衡离子积常数氢离子浓度和氢氧根离子浓度的乘积是一个常数影响水的电离平衡因素影响水的电离平衡的因素主要包括温度和加入酸或碱温度升高,水的电离程度增大,水的离子积常数(Kw)增大这是因为水的电离是一个吸热反应,升高温度有利于平衡向电离方向移动加入酸会抑制水的电离,使得氢离子浓度增大,氢氧根离子浓度减小加入碱也会抑制水的电离,使得氢氧根离子浓度增大,氢离子浓度减小需要注意的是,无论加入酸还是碱,水的离子积常数(Kw)仍然是一个常数,只是氢离子浓度和氢氧根离子浓度发生了变化加入酸2⁺⁻抑制电离,[H]增大,[OH]减小温度1升高温度,电离程度增大,Kw增大加入碱⁻⁺3抑制电离,[OH]增大,[H]减小溶液的电导率溶液的电导率是指溶液导电能力的强弱,用符号κ表示,单位为S/m或S/cm溶液的电导率与溶液中离子的种类、浓度、电荷数和温度有关离子种类越多、浓度越大、电荷数越高、温度越高,溶液的电导率就越大强电解质溶液的电导率通常比弱电解质溶液的电导率大纯水的电导率很小,加入电解质后,电导率会显著增大溶液的电导率可以用来判断溶液中离子的浓度和种类,也可以用来监测水质和控制工业生产过程离子浓度1离子电荷数2温度3电导率与离子浓度的关系溶液的电导率与溶液中离子的浓度成正比在一定条件下,溶液中离子浓度越高,电导率就越大这是因为溶液的导电能力主要取决于溶液中自由移动的离子的数量离子浓度越高,自由移动的离子数量就越多,导电能力就越强需要注意的是,电导率与离子浓度之间并非简单的线性关系,还需要考虑离子的种类、电荷数和温度等因素在实际应用中,可以通过测量溶液的电导率来推断溶液中离子的浓度,但需要事先建立电导率与离子浓度的关系曲线离子浓度1↑自由移动离子2↑电导率3↑电导率的应用电导率在实际生产和生活中有着广泛的应用例如,可以利用电导率来监测水质,判断水体是否受到污染水体中溶解的离子越多,电导率就越大,表明水体污染越严重可以利用电导率来控制工业生产过程,例如控制电镀液的浓度和电解液的浓度可以利用电导率来判断电池的电量,电池电量越低,电解液的电导率就越小此外,电导率还可以用来研究生物膜的性质和测量土壤的盐分含量理解电导率的应用有助于我们更好地认识化学与实际生活的关系水质监测工业控制电量判断判断水体是否受到污控制电镀液和电解液的判断电池的电量染浓度沉淀溶解平衡的概念沉淀溶解平衡是指在一定条件下,难溶电解质的溶解速率和沉淀速率相等,达到动态平衡的状态沉淀溶解平衡是一个可逆反应,可⁺⁻以表示为AmBns⇌mAn aq+nBm aq在沉淀溶解平衡状态下,溶液中离子的浓度不再随时间变化,但溶解和沉淀仍在进行,只是速率相等沉淀溶解平衡的存在使得难溶电解质在水中仍然有一定的溶解度,尽管其溶解度很小理解沉淀溶解平衡的概念对于理解溶液中离子的行为至关重要动态平衡可逆反应溶解速率等于沉淀速率存在溶解和沉淀两个过程沉淀溶解平衡的特征沉淀溶解平衡具有以下几个特征第一,可逆性沉淀溶解是一个可逆反应,既有溶解过程,也有沉淀过程第二,动态性在平衡状态下,溶解和沉淀仍在进行,只是速率相等第三,共存性在平衡状态下,溶液中同时存在固体和离子第四,条件性沉淀溶解平衡受温度、浓度和离子种类等因素的影响,平衡位置会随着条件的变化而移动理解沉淀溶解平衡的特征有助于我们更好地掌握沉淀溶解平衡的本质可逆性动态性既有溶解过程,也有沉淀过程溶解和沉淀仍在进行,速率相等共存性固体和离子同时存在溶度积常数()Ksp溶度积常数(Ksp)是指在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂的乘积Ksp是一个常数,它反映了难溶电解质的溶解能力⁺⁻Ksp越大,难溶电解质的溶解能力越强;Ksp越小,难溶电解质的溶解能力越弱例如,对于AgCls⇌Ag aq+Cl aq,Ksp=⁺⁻[Ag][Cl]Ksp只与温度有关,与溶液中离子的浓度无关Ksp可以用来判断沉淀的生成和溶解,也可以用来计算溶液中离子的浓度意义2反映难溶电解质的溶解能力定义1各离子浓度幂的乘积影响因素3只与温度有关与溶解度的关系Ksp溶度积常数(Ksp)和溶解度(S)都是描述难溶电解质溶解能力的物理量,它们之间存在一定的关系溶解度是指在一定温度下,难溶电解质在100g溶剂中达到饱和状态时溶解的质量Ksp和溶解度可以通过计算相互转换例⁺⁻⁺如,对于AgCls⇌Ag aq+Cl aq,如果AgCl的溶解度为S,则[Ag]=⁻⁺⁻S,[Cl]=S,Ksp=[Ag][Cl]=S²,因此S=√Ksp需要注意的是,ⁿKsp和溶解度所用的单位不同,Ksp是离子浓度幂的乘积,单位为mol/L,其中n为离子的个数;溶解度是质量浓度,单位为g/100g水或g/L物理量定义单位ⁿKsp各离子浓度幂的乘积mol/L溶解度饱和状态时溶解的质g/100g水或g/L量影响沉淀溶解平衡的因素影响沉淀溶解平衡的因素主要包括温度、浓度、同离子效应和盐效应温度升高,大多数难溶电解质的溶解度增大,沉淀溶解平衡向溶解方向移动加入含有相同离子的物质会降低难溶电解质的溶解度,这种现象称为同离子效应加入不与难溶电解质中的离子反应的盐会增加难溶电解质的溶解度,这种现象称为盐效应此外,溶液的酸碱性也会影响某些难溶电解质的溶解度,例如氢氧化物和碳酸盐理解影响沉淀溶解平衡的因素有助于我们更好地控制沉淀的生成和溶解温度同离子效应12升高温度,溶解度增大降低溶解度盐效应3增加溶解度沉淀的生成、转化与溶解沉淀的生成是指溶液中两种离子结合生成难溶物质的过程沉淀的转化是指将一种沉淀转化为另一种沉淀的过程沉淀的溶解是指将沉淀转化为溶液的过程沉淀的生成、转化和溶解都受到多种因素的影响,例如温度、浓度、同离子效应、盐效应和溶液的酸碱性通过控制这些因素,可以实现对沉淀的生成、转化和溶解的控制例如,可以通过改变溶液的pH值来实现对氢氧化物沉淀的生成和溶解的控制可以通过加入含有相同离子的物质来降低难溶电解质的溶解度,从而促进沉淀的生成生成两种离子结合生成难溶物质转化将一种沉淀转化为另一种沉淀溶解将沉淀转化为溶液分步沉淀分步沉淀是指利用不同离子形成沉淀时溶度积常数(Ksp)的差异,将溶液中的多种离子分步沉淀出来的过程在进行分步沉淀时,首先加入沉淀剂,使得Ksp较小的离子先沉淀出来然后继续加入沉淀剂,使得Ksp较大的离子后沉淀出来通过控制沉淀剂的加入量,可以实现对不同⁺⁻⁻⁻离子的分离例如,在含有Ag和Cl离子的溶液中,可以先加入少量的Cl离子,使得AgCl先沉淀出来然后继续加入Cl离子,使得其他离子也沉淀出来分步沉淀在化学分析和工业生产中都有广泛的应用小的先沉淀大的后沉淀Ksp1Ksp2加入沉淀剂,Ksp小的离子先沉淀继续加入沉淀剂,Ksp大的离子后沉淀选择性沉淀选择性沉淀是指利用不同离子与同一种沉淀剂形成沉淀时溶度积常数(Ksp)的差异,选择性地将溶液中的某种离子沉淀出来的过程选择性沉淀的关键是选择合适的沉淀剂,使得目标离子的Ksp较小,而其他离子的Ksp较大通过控制沉淀剂的浓度和其他条件,⁺⁺⁻可以实现对目标离子的选择性沉淀例如,在含有Ag和Pb²离子的溶液中,可以选择加入Cl离子作为沉淀剂,由于AgCl的Ksp小₂⁺于PbCl的Ksp,因此Ag离子会优先沉淀出来选择性沉淀在化学分析和工业生产中都有广泛的应用选择合适的沉淀剂1控制沉淀剂浓度2目标离子优先沉淀3络合物的形成与溶解络合物是指由中心原子或离子与配体通过配位键结合形成的复杂离子或分子络合物的形成是指中心原子或离子与配体结合生成络合物的过程络合物的溶解是指络合物分解成中心原子或离子和配体的过程络合物的形成和溶解都受到多种因素的影响,例如中心原子或离子的性质、配体的性质、溶液的浓度和温度等络合物的形成和溶解在化学分析、工业生产和生物化学等领域都有广泛的应用例如,可以利用络合物的形成来溶解难溶物质,可以利用络合物的溶解来分离和提纯金属离子中心原子离子配体1/+配位键2络合物3配合物的概念配合物是指由中心原子或离子(通常是金属离子)与配体(通常是含有孤对电子的分子或离子)通过配位键结合形成的复杂离子或分子中心原子或离子称为配位中心,配体称为配位体,配位体与配位中心直接相连的原子称为₃₂⁺配位原子,配位原子的数目称为配位数例如,[AgNH]是一个配合⁺₃物,其中Ag是配位中心,NH是配位体,N是配位原子,配位数是2配合物具有独特的结构和性质,在化学分析、工业生产和生物化学等领域都有广泛的应用配位中心配位体配位键中心原子或离子含有孤对电子的分子或配位体与配位中心之间离子的化学键配合物的命名配合物的命名需要遵循一定的规则首先,要确定配位中心和配位体其次,按照一定的顺序排列配位体和配位中心的名称配位体的名称在前,配位中心的名称在后第三,根据配位体的数量,使用相应的数字前缀,例如
二、
三、四等第四,如果配合物是离₃₂⁺子,需要标明其电荷数例如,[AgNH]的名称为二氨合银I离子需要注意的是,配合物的命名比较复杂,需要仔细阅读相关资料,掌握其命名规则配位体在前数字前缀标明电荷配位体名称在前,配位中心名称在后根据配位体数量,使用数字前缀如果是离子,标明电荷数配合物的应用配合物在实际生产和生活中有着广泛的应用例如,可以利用配合物来提取和分离金属离子,可以利用配合物来催化化学反应,可以利用配合物来治疗疾病在化学分析中,可以利用配合物来进行定性和定量分析在工业生产中,可以利用配合物来提高反应速率和选择性在医学上,可以利用配合物来设计和开发新型药物例如,顺铂是一种含有铂的配合物,可以用来治疗癌症理解配合物的应用有助于我们更好地认识化学与实际生活的关系提取分离金属催化化学反应12利用配合物选择性结合金属离提高反应速率和选择性子药物设计3设计和开发新型药物缓冲溶液的概念与配制缓冲溶液是指能够抵抗外加少量酸或碱的影响,保持溶液pH值基本不变的溶液缓冲溶液通常由弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸组成例如,醋酸和醋酸钠的混合溶液是一种缓冲溶液缓冲溶液的配制需要选择合适的弱酸和弱碱,并控制它们的浓度比例,使得溶液的pH值在所需的范围内缓冲溶液在化学、生物、医学和环境等领域都有广泛的应用弱酸及其共轭碱例如醋酸和醋酸钠弱碱及其共轭酸例如氨水和氯化铵缓冲溶液的作用原理缓冲溶液能够抵抗外加少量酸或碱的影响,保持溶液pH值基本不变,其作用原理如下当向缓冲溶液中加入少量酸时,缓冲溶液中的共轭碱会与酸反应,生成弱酸,从而消耗掉加入的酸,使得溶液的pH值变化不大当向缓冲溶液中加入少量碱时,缓冲溶液中的弱酸会与碱反应,生成共轭碱,从而消耗掉加入的碱,使得溶液的pH值变化不大缓冲溶液的作用原理基于弱酸和共轭碱或弱碱和共轭酸之间的平衡,这种平衡能够有效地抵抗外加酸或碱的影响加酸加碱12共轭碱与酸反应,消耗掉加入的酸弱酸与碱反应,消耗掉加入的碱缓冲容量与范围pH缓冲容量是指缓冲溶液抵抗外加酸或碱的能力,用加入一定量的酸或碱后,溶液pH值变化的大小来衡量缓冲容量越大,缓冲溶液抵抗外加酸或碱的能力越强缓冲容量与缓冲溶液中弱酸和共轭碱或弱碱和共轭酸的浓度有关,浓度越大,缓冲容量越大pH范围是指缓冲溶液能够有效缓冲的pH值范围缓冲溶液的pH范围通常在弱酸或弱碱的pKa值左右选择合适的弱酸和弱碱,可以配制出具有所需的缓冲容量和pH范围的缓冲溶液物理量定义影响因素缓冲容量抵抗外加酸或碱的能弱酸和共轭碱的浓度力pH范围有效缓冲的pH值范弱酸或弱碱的pKa值围缓冲溶液的应用缓冲溶液在实际生产和生活中有着广泛的应用例如,在生物化学实验中,需要使用缓冲溶液来维持酶的最适pH值,保证酶的活性在医学上,需要使用缓冲溶液来维持血液的pH值,保证人体的正常生理功能在工业生产中,需要使用缓冲溶液来控制反应的pH值,提高产品的质量此外,缓冲溶液还可以用来保护金属表面,防止腐蚀理解缓冲溶液的应用有助于我们更好地认识化学与实际生活的关系生物化学实验医学应用工业生产维持酶的最适pH值维持血液的pH值控制反应的pH值电解质溶液复习总结电解质溶液是化学会考的重要内容,本次课程对电解质溶液的基本概念、性质和应用进行了全面复习我们学习了电解质和非电解质的定义、强电解质和弱电解质的区别、电离方程式的书写、离子浓度计算、离子共存问题、溶液的酸碱性、pH值、酸碱指示剂、酸碱中和反应、离子反应、盐类水解、水的电离平衡、溶液的电导率、沉淀溶解平衡、络合物和缓冲溶液等重要概念希望大家通过本次课程,能够牢固掌握相关知识点,为即将到来的化学会考做好充分准备祝大家会考顺利,取得优异成绩!基本概念重要性质实际应用电解质、非电解质、强电解质、弱电解酸碱性、电导率、沉淀溶解平衡、络合水质监测、工业控制、生物医学质物练习题电解质与非电解质的判断请判断下列物质哪些是电解质,哪些是非电解质1NaCl晶体2蔗糖3盐酸4氢氧化钠固体5酒精6二氧化碳7醋酸8硫酸钡9熔融状态下的NaCl10液态HCl答案电解质13478910非电解质256分析电解质是在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物,非电解质是在水溶液或熔融状态下不能导电的化合物注意NaCl晶体和氢氧化钠固体本身不导电,但在熔融状态下或溶于水后能够导电;硫酸钡难溶于水,但仍然是电解质;二氧化碳溶于水生成碳酸,但二氧化碳本身是非电解质晶体蔗糖NaCl12电解质非电解质盐酸3电解质练习题电离方程式的书写⁺⁻⁺⁻请写出下列物质的电离方程式1盐酸2氢氧化钠3醋酸4氨水5硫酸钡答案1HCl=H+Cl2NaOH=Na+OH3₃⁺₃⁻₃₂₄⁺⁻₄⁺₄⁻CH COOH⇌H+CH COO4NH·H O⇌NH+OH5BaSO s⇌Ba²+SO²分析强电解质用“=”,弱电解质用“⇌”;注意配平方程式,保证两边原子个数和电荷数相等;硫酸钡是难溶物,但仍然可以书写电离方程式,并用沉淀符号“↓”表示强电解质弱电解质配平用“=”用“⇌”保证原子个数和电荷数相等练习题值的计算pH⁻⁺⁻已知某溶液中氢离子浓度为1×10³mol/L,请计算该溶液的pH值答案pH=-lg[H]=-lg1×10³=3分析根据pH值的定⁺义,pH=-lg[H],将氢离子浓度代入公式即可计算出pH值已知某氢氧化钠溶液的pH值为12,请计算该溶液中氢氧根离子的浓⁻⁻度答案pH=12,则pOH=14-12=2,[OH]=10²mol/L分析根据pH值和pOH值的关系,pH+pOH=14,可以先计算出⁻⁻pOH值,然后根据pOH值的定义,[OH]=10pOH,即可计算出氢氧根离子的浓度⁺pH=-lg[H]pH+pOH=14代入氢离子浓度计算先计算pOH值,再计算氢氧根离子浓度练习题离子方程式的书写请写出下列反应的离子方程式1盐酸与氢氧化钠溶液反应2硝酸银溶液与氯化钠溶液反应3盐酸与碳酸钠溶液反应答案1⁺⁻₂⁺⁻⁺₃⁻₂₂H+OH=H O2Ag+Cl=AgCl↓32H+CO²=H O+CO↑分析将易溶于水且完全电离的物质改写成离子形式,难溶物质、气体和水仍用化学式表示;检查方程式两边的原子个数和电荷数是否相等;将方程式两边相同的离子删去,得到最简的离子方程式酸碱中和沉淀反应气体反应⁺⁻₂⁺⁻⁺₃⁻₂₂H+OH=H OAg+Cl=AgCl↓2H+CO²=H O+CO↑练习题盐类水解的应用₄⁺₂₃₂解释下列现象,并写出相关的离子方程式1氯化铵溶液呈酸性2碳酸钠溶液呈碱性答案1NH+H O⇌NH·H O+⁺₃⁻₂₃⁻⁻H2CO²+H O⇌HCO+OH分析氯化铵是强酸弱碱盐,铵根离子会发生水解,生成氨水和氢离子,使得溶液呈酸性;碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根离子会发生水解,生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,使得溶液呈碱性氯化铵水解碳酸钠水解1₄⁺₂₃₂⁺₃⁻₂₃⁻⁻2NH+H O⇌NH·HO+H CO²+HO⇌HCO+OH练习题沉淀溶解平衡的计算⁻⁺⁻⁰已知AgCl的Ksp=
1.8×10¹,请计算AgCl在纯水中的溶解度(单位mol/L)答案设AgCl的溶解度为S,则[Ag]=S,[Cl]=⁺⁻⁻⁻⁰⁵S,Ksp=[Ag][Cl]=S²,所以S=√Ksp=√
1.8×10¹=
1.34×10mol/L分析根据Ksp和溶解度的关系,可以计算出AgCl在纯水中的溶解度⁺⁻Ksp=[Ag][Cl]1⁺⁻2[Ag]=[Cl]=S3S=√Ksp练习题缓冲溶液的应用在生物化学实验中,需要配制pH=
7.0的缓冲溶液,请选择合适的缓冲体系,并说明理由答案可以选择磷酸盐缓冲体系₂₄₂₄₂(NaH PO-Na HPO)因为磷酸的pKa=
7.2,接近于
7.0,因此磷酸盐缓冲体系在pH=
7.0左右具有较好的缓冲能力分析选择缓冲体系时,需要考虑缓冲溶液的pH范围,选择pKa值接近于目标pH值的缓冲体系选择缓冲体系1考虑范围2pH值接近目标值3pKa pH历年会考真题解析本节我们将选取历年化学会考中关于电解质溶液的典型真题进行解析,帮助大家巩固所学知识,熟悉会考题型,提高解题能力我们将重点分析试题的考点、解题思路和答题技巧,并总结常见的错误和陷阱,帮助大家在会考中取得优异成绩希望大家认真听讲,积极思考,踊跃提问,共同进步祝大家会考顺利,金榜题名!真题解析考点分析会考顺利巩固知识,熟悉题型掌握解题思路和答题技祝大家金榜题名!巧。
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