弱电解质电离、水的电离与 Kw、pH、盐类水解、中和滴定、三大守恒、Ksp——一整条"溶液世界"的链条。把每个平衡讲成人话、再动手拨一拨,你就能在选择压轴里稳拿分。
强电解质在水中"全散":HCl→H⁺+Cl⁻,一去不回。弱电解质只"散一部分",存在平衡:
电离度 α = 已电离的分子数 / 原有分子总数 ×100%。α 越大说明电离越彻底。
| 操作 | 电离平衡 | 电离度 α | c(H⁺) | Ka |
|---|---|---|---|---|
| 加水稀释 | 正向(促进) | 增大 ↑ | 减小 ↓ | 不变 |
| 升高温度 | 正向(电离吸热) | 增大 ↑ | 增大 ↑ | 增大 ↑ |
| 加少量 NaAc(同离子) | 逆向(抑制) | 减小 ↓ | 减小 ↓ | 不变 |
| 加少量 NaOH | 正向(消耗 H⁺) | 增大 ↑ | 减小 ↓ | 不变 |
⚠ Ka 只与温度有关!加水、加同离子都不改变 Ka。稀释时 α 增大但 c(H⁺) 减小——"程度变大、浓度变小"两件事别混。
拖动滑块给 0.1 mol/L 醋酸不断加水。看分子被"拆散"的比例(α)上升,而 c(H⁺) 反而下降。
常温(25℃)下 Kw = 1×10⁻¹⁴,纯水 c(H⁺)=c(OH⁻)=10⁻⁷。Kw 只随温度变(电离吸热,升温 Kw 增大)。
| 加入 | 对水电离的影响 | 原因 |
|---|---|---|
| 酸 / 碱 | 抑制 | 外来 H⁺ 或 OH⁻ 压住了水的电离 |
| 能水解的盐(如 NaAc、NH₄Cl) | 促进 | 水解消耗了水电离出的 H⁺ 或 OH⁻ |
| 活泼金属(如 Na) | 促进 | 消耗 H⁺ |
| 升高温度 | 促进 | 电离吸热 |
⚠ 题目问"由水电离出的 c(H⁺)":酸溶液里看 OH⁻(全来自水);碱溶液里看 H⁺(全来自水)。盐溶液里水电离的 H⁺=OH⁻ 且 >10⁻⁷。
点一种加入物,看水的电离平衡跷跷板往哪倒,以及"由水电离出的离子"是多还是少。
① 强酸:c(H⁺)=酸浓度×元数。如 0.05 mol/L H₂SO₄ → c(H⁺)=0.1 → pH=1。
② 强碱:先算 c(OH⁻),用 Kw 换 c(H⁺),再取对数。如 0.01 mol/L NaOH → c(OH⁻)=0.01 → c(H⁺)=10⁻¹² → pH=12。
③ 强酸强碱混合:先判谁过量。酸过量按剩余 H⁺ 算;碱过量按剩余 OH⁻ 算;恰好中和则 pH=7。
| 溶液 | 稀释 10 倍后 pH 变化 |
|---|---|
| 强酸(pH=a) | pH = a+1(精确加 1,但 <7) |
| 弱酸(pH=a) | pH 增大但 < a+1(电离补偿,变化更小) |
| 强碱(pH=b) | pH = b−1(但 >7) |
| 弱碱(pH=b) | pH 减小但 > b−1 |
⚠ 无限稀释时,任何酸碱的 pH 都只能无限接近 7,绝不会越过 7。酸再稀也是酸性!
拖动 pH,看溶液变酸/中/碱、看 c(H⁺) 与 c(OH⁻) 此消彼长(乘积恒为 Kw 的"天平")。
同为 pH=3 起点,同时加水稀释。强酸 pH 沿直线爬升,弱酸因为不断补充电离,曲线更"平缓"——这就是图像题的命门。
| 盐的类型 | 例子 | 水解情况 | 溶液性质 |
|---|---|---|---|
| 强酸强碱盐 | NaCl、KNO₃ | 不水解 | 中性 |
| 强碱弱酸盐 | NaAc、Na₂CO₃ | 阴离子水解 | 碱性 |
| 强酸弱碱盐 | NH₄Cl、AlCl₃ | 阳离子水解 | 酸性 |
| 弱酸弱碱盐 | NH₄Ac、(NH₄)₂CO₃ | 双水解(互促) | 看 Ka、Kb 谁大 |
① 水解程度小,一般用 ⇌、不写"↑↓";② 多元弱酸根分步水解,以第一步为主:CO₃²⁻+H₂O⇌HCO₃⁻+OH⁻;③ 双水解(如 Al³⁺ 与 CO₃²⁻、HCO₃⁻)进行彻底,用"="并标"↑↓":2Al³⁺+3CO₃²⁻+3H₂O=2Al(OH)₃↓+3CO₂↑。
⚠ 水解吸热,升温促进水解;加水稀释也促进水解(程度↑)但 c(离子)↓;水解是微弱的,c(盐) 远大于 c(水解产物)。
对 NaHCO₃ 这种"两面派"离子:它既能电离(显酸)又能水解(显碱)。点条件,看哪边更强、溶液显什么性。再看其它典型盐。
原理: 用已知浓度的标准液,逐滴滴入待测液,到达终点(指示剂变色)时,n(标)=n(待)按计量比对应 → 算待测浓度。
终点附近 pH 发生突跃(一滴之内 pH 大幅跳变)。选指示剂:变色范围要落在突跃区内。
| 滴定类型 | 终点 pH | 选用指示剂 |
|---|---|---|
| 强酸滴强碱 / 强碱滴强酸 | ≈7 | 酚酞 或 甲基橙都可 |
| 强碱滴弱酸(如 NaOH 滴 HAc) | >7(碱性) | 酚酞(变色范围 8~10) |
| 强酸滴弱碱(如 HCl 滴氨水) | <7(酸性) | 甲基橙(变色范围 3.1~4.4) |
⚠ 一般不用石蕊(颜色变化不明显、变色范围太宽)。终点是"指示剂恰好变色且半分钟不褪",不等于恰好完全中和(pH=7)。
选滴定体系,按"滴一滴"或自动滴定,看 pH 随滴入体积爬升,在终点附近陡然突跃,以及指示剂在哪段变色。
以 0.1 mol/L NaHCO₃ 溶液为例,三条守恒是写离子浓度大小、解决比较题的"万能武器"。
所有阳离子电荷之和 = 所有阴离子电荷之和。注意带 2 价的离子系数乘 2。
钠元素总量 = 碳元素各形态总量(投料比 1:1),无论 C 以哪种形式存在,总量不变。
由电荷守恒 − 物料守恒推得,或直接以"水电离 H⁺=OH⁻"为基准列。
⚠ 比较离子浓度大小时套路:先判溶液酸碱性(定 H⁺/OH⁻ 位置),再看水解/电离强弱排主次离子,最后用守恒等式收尾验证。
点任意一条守恒,看它在 NaHCO₃ 溶液中各项被逐一高亮、对应粒子在示意里发光。三条配合就能搞定浓度大小排序。
选一种溶液,看主要粒子浓度的相对高度(对数尺度示意)。理解"c(盐)≫c(水解产物)≫c(深度水解)"的数量级落差。
| 关系 | 状态 |
|---|---|
| Q > Ksp | 过饱和 → 生成沉淀(析出) |
| Q = Ksp | 恰好饱和,动态平衡 |
| Q < Ksp | 不饱和 → 沉淀溶解(继续溶) |
沉淀转化: 向含沉淀的溶液加入能生成更难溶(Ksp 更小)沉淀的离子,沉淀会从难溶向更难溶转化。如 AgCl→AgI(Ksp 更小)。
⚠ Ksp 只与温度有关。对比溶解度要看化学式类型:同型(如都是 AB 型)才能直接用 Ksp 大小比;不同型(AB vs AB₂)须算 c。
分别拖 c(Ag⁺) 与 c(Cl⁻),实时算 Q 并与 Ksp 比较。Q>Ksp 时白色 AgCl 颗粒"析出"沉底;Q<Ksp 时颗粒"溶解"消失。
1. 把"电离度增大"等同于"c(H⁺)增大"。稀释弱酸:α↑ 但 c(H⁺)↓。
2. 误以为加水/加同离子会改变 Ka、Kw、Ksp。这三个常数只随温度变。
3. 无限稀释酸,以为 pH 能超过 7。酸永远是酸,pH 只能逼近 7。
4. 误判"由水电离的 c(H⁺)":酸溶液看 OH⁻、碱溶液看 H⁺、盐溶液促进水电离使其>10⁻⁷。
5. 中和滴定终点 ≠ pH=7。强碱滴弱酸终点显碱性(pH>7),要用酚酞。
6. 双水解(彻底)才用"="并标↑↓;一般水解用"⇌"、不标气体沉淀符号。
7. 写电荷守恒漏乘电荷数:CO₃²⁻、Ca²⁺ 等系数要 ×2。
8. 不同型沉淀直接比 Ksp 大小判溶解度——AB 型与 AB₂ 型必须换算成离子浓度比。
▸ 统一用 K 思考: Ka、Kb、Kw、Ksp、Kh(水解常数)本质都是平衡常数,只随温度变。Kh=Kw/Ka(或 Kw/Kb),把"越弱越水解"量化:Ka 越小 → Kh 越大。
▸ 守恒是不变量: 无论怎么混合反应,电荷守恒与物料守恒永远成立。压轴比较题先写守恒,把未知"消"掉,常能秒杀。
▸ 等浓度等体积酸碱混合的"四种结局": 强强→中性;强酸+弱碱过量看水解;关键看反应后"剩什么、谁水解/电离更强"。
▸ 对数视角看图像: pH-V、lg(c)-pH、稀释曲线本质是对 c 取对数,直线斜率反映元数/计量比;弱酸稀释曲线"上凸"是电离补偿的几何体现。
▸ 分布系数(δ)思想: 多元弱酸随 pH 变化,各形态占比此消彼长——理解 H₂CO₃/HCO₃⁻/CO₃²⁻ 的"接力"能看懂更难的图。
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