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- 2021-05-14 发布
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《水溶液中的离子平衡》
第1讲 弱电解质的电离平衡
[考纲解读] 1.了解电解质的概念;了解强、弱电解质的概念。2.了解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性。3.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。4.了解电离平衡常数。
【基础过关】
考点一 强、弱电解质
1.电解质与非电解质
(1)电解质:在______ ____里或_____ ___状态下能导电的____ ______。
(2)非电解质:在水溶液里和熔融状态下___ _不能导电的____________。
2.强电解质和弱电解质
(1)概念
电解质
(2)与化合物类型的关系
强电解质主要是大部分________化合物及某些________化合物。弱电解质主要是某些________化合物。
3.电离方程式的书写
(1)强电解质用____ __,弱电解质用_____ ___。
(2)多元弱酸分步电离,且第一步电离程度远远大于第二步,如碳酸电离方程式:________________________________________________________________________
(3)多元弱碱电离方程式一步写成,如氢氧化铁电离方程式:________________ _______
(4)酸式盐
①强酸的酸式盐完全电离。例如:NaHSO4===____________________________________。
②弱酸的酸式盐中酸式根不能完全电离。例如:NaHCO3===__________、___________________
(5)Al(OH)3存在酸式与碱式电离两种形式:
__________________ Al(OH)3 ______________
酸式电离 碱式电离
【深度思考】
1.(1)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强吗?
(2)能导电的物质一定是电解质吗?
2.强电解质一定易溶于水吗?易溶于水的电解质一定是强电解质吗?
3.下列物质中属于强电解质的是________。
①含有强极性键的HF ②不溶于水的BaSO4、AgCl ③稀H2SO4溶液 ④易溶于水的醋酸 ⑤Na2O、Na2O2、NaCl ⑥水溶液浓度为0.1 mol·L-1,pH=1的HA ⑦NH3的水溶液 ⑧氯水
4.下列说法不正确的是 ( )
①将BaSO4放入水中不能导电,所以BaSO4是非电解质 ②氨溶于水得到的氨水能导电,所以氨水是电解质 ③固态共价化合物不导电,熔融态的共价化合物可以导电 ④固态的离子化合物不导电,熔融态的离子化合物也不导电 ⑤强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强
A.①④ B.①④⑤ C.①②③④ D.①②③④⑤
5.下列事实能说明醋酸是弱电解质的是________。
①醋酸与水能以任意比互溶;②醋酸溶液能导电;③醋酸稀溶液中存在醋酸分子;④常温下,0.1 mol·L-1醋酸的pH比0.1 mol·L-1盐酸的pH大;⑤醋酸能和碳酸钙反应放出CO2;⑥0.1 mol·L-1醋酸钠溶液的pH=8.9;⑦pH=a的溶液的物质的量浓度等于pH=a+1的溶液的物质的量浓度的10倍
【反思归纳】
(1)电解质、非电解质均是化合物。
(2)电解质导电必须有外界条件:在水溶液中或熔融状态。
(3)电解质应是在一定条件下因本身电离而导电的化合物,如CO2、SO2、SO3等溶于水也导电,却是它们与水反应生成新物质后而导电的,不是它们本身导电,故属于非电解质。
(4)电解质的强弱由物质的内部结构决定,与溶解性无关。
(5)电解质不一定导电,不导电的物质不一定是非电解质,非电解质不导电,导电物质不一定是电解质。
(6)判断强弱电解质的关键是看是否完全电离。
考点二 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡的建立
弱电解质的电离平衡是指在一定条件下(温度、浓度),弱电解质____________的速率和______________的速率相等的状态。如下图所示:
2.特征
3.外界条件对电离平衡的影响
(1)内因:
(2)外因:
①温度:升高温度,电离平衡向________方向移动,电离程度________,原因是电离过程________。
②浓度:加水稀释,使弱电解质的浓度减小,电离平衡向________的方向移动,电离程度________。
③同离子效应:例如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体,溶液中c(CH3COO-)________,CH3COOH的电离平衡向____(填“左”或“右”)移动,电离程度________,c(H+)________,pH值________。
【深度思考】
6.电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小吗?离子的浓度一定增大吗?
7.稀释一弱电解质溶液时,所有粒子浓度都会减小吗?
8.已知0.1 mol·L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中值增大,可以采取的措施是 ( )
①加少量烧碱溶液 ②降低温度 ③加少量冰醋酸 ④加水 ⑤通入HCl气体 ⑥加入NaAc固体
A.①②④⑥ B.①②③④
C.④⑤ D.④⑤⑥②
9.今有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是 ( )
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.②③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH①>②>④>③
D.V1L④与V2L①溶液混合后,若混合后溶液pH=7,则V1<V2
10.冰醋酸加水稀释时,溶液中的氢离子浓度随加入的水量变化的下列各曲线图中,正确的是 ( )
【反思归纳】
(1)由于弱电解质是部分电离的,故溶液中离子浓度小于分子浓度。
(2)在弱电解质的电离平衡中,当外界条件改变时,弱电解质的电离平衡会发生移动,可依据化学平衡移动原理进行分析。即“加谁谁大”、“减谁谁小”(加入参与平衡建立的某种微粒,其浓度一定增大;减少参与平衡建立的某种微粒,其浓度一定减小)
(3)加水稀释或增大弱电解质的浓度,都使电离平衡向电离的方向移动,但加水稀释时弱电解质的电离程度增大,而增大浓度时弱电解质的电离程度减小。
(4)我们在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的试题时,不妨用假设法给自己搭建一个平台,用这个平台进行分析。如题9中的C选项,分别加水稀释10倍,假设平衡不移动,那么①②溶液的pH均为10,然后再根据平衡移动进行分析;再如D选项,假设均是强酸强碱,则V1=V2,然后再根据弱碱的电离平衡及浓度进行分析。
考点三 电离平衡常数
1.对一元弱酸HA: HA H++A- Ka=__________________________________
对一元弱碱BOH:BOH B++OH- Kb=____________________________ ____
2.特点
(1)电离平衡常数只与________有关,升温,K值________。
(2)多元弱酸的各级电离平衡常数的大小关系是Ka1≫Ka2≫Ka3,所以其酸性主要决定于第一步电离。
(3)意义
―→―→
【深度思考】
11.为什么说温度升高电离平衡常数(Ka或Kb)增大?
12.为什么多元弱酸的Ka1≫Ka2≫Ka3?
13.下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是 ( )
A.电离平衡常数(K)越小,表示弱电解质电离能力越弱
B.电离平衡常数(K)与温度无关
C.不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数(K)不同
D.多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K17。结论:醋酸是 酸。
【例1】 在一定温度下,有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸:
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是________________。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是______________。
(3)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是________________。
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是____________。
(5)当三者c(H+)相同且体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2
(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为____________,反应所需时间的长短关系是__________。
(6)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
【例2】 下列关于强弱电解质的叙述错误的是 ( )
A.弱电解质在溶液中部分电离,存在电离平衡
B.在溶液中导电能力强的电解质是强电解质,导电能力弱的电解质是弱电解质
C.同一弱电解质的溶液,当温度、浓度不同时,其导电能力也不相同
D.纯净的强电解质在液态时,有的导电,有的不导电
【规律方法】外界条件对电离平衡的影响
电离平衡属于化学平衡,当外界条件改变时,弱电解质的电离平衡也会发生移动,平衡移动也遵循勒夏特列原理。
以CH3COOH CH3COO-+H+ ΔH >0为例
改变
条件
平衡移动方向
c(CH3COO H)
n(H+)
c(H+)
c(CH3COO-)
电离程度
导电能力
电离平衡常数
加水稀释
加少量冰醋酸
通入HCl气体
加入NaOH固体
加CH3COONa固体
加入镁粉
升高温度
【例3】 稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2O NH+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c(OH-)增大,应加入适量的物质是 ( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③⑥ C.③ D.③⑤
【例4】 25 ℃时,弱酸的电离平衡常数如表所示,下列说法正确的是 ( )
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
Ka
1.8×10-5
4.9×10-10
K1:4.3×10-7 K2:5.6×10-11
A.等物质的量浓度溶液pH关系:pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)
B.a mol·L-1 HCN与b mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后所得溶液中c(Na+)>c(CN-),则a一定小于b
C.往冰醋酸中逐滴加水,溶液导电能力先增大,后减小
D.NaHCO3和Na2CO3的混合液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+c(CO)
【高考真题训练】
题组一 强弱电解质
1.(2011·大纲全国卷,6)等浓度的下列稀溶液:①乙酸、②苯酚、③碳酸、④乙醇,它们的pH由小到大排列正确的是 ( )
A.④②③① B.③①②④ C.①②③④ D.①③②④
2.(2009·海南,6)已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是 ( )
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
3.(2008·北京理综,11)下列叙述正确的是 ( )
A.将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,当溶液pH=7时,c(SO)>c(NH)
B.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a+1,则c1=10c2
C.pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合,滴入石蕊溶液呈红色
D.向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中增大
4.(2010·大纲全国卷Ⅱ,9)相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是
( )
5.(2008·广东,18)电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,
根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。右图是用KOH溶液
分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图
中,能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的
滴定曲线的是 ( )
题组二 弱电解质的电离平衡
6.判断下列说法是否正确,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH>1,(原因是)CH3COOH CH3COO-+H+( )
(2)由0.1 mol·L-1一元碱BOH溶液的pH=10,可推知BOH溶液存在BOH===B++OH-( )
(3)醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度 ( )
(4)某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液的pH=b,则a>b ( )
7.(2011·新课标全国卷,10)将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是 ( )
A.c(H+) B.Ka(HF) C. D.
8.(2011·福建理综,10)常温下0.1 mol·L-1醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是 ( )
A.将溶液稀释到原体积的10倍 B.加入适量的醋酸钠固体
C.加入等体积0.2 mol·L-1盐酸 D.提高溶液的温度
9.(2011·山东理综,14)室温下向10 mL pH=3的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是( ) A.溶液中导电粒子的数目减少 B.溶液中不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大 D.再加入10 mL pH=11的NaOH溶液,混合液pH=7
10.(2010·重庆理综,13)pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如右图所示。分别滴加NaOH溶液(c=0.1 mol·L-1)至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则 ( )
A.x为弱酸,VxVy
C.y为弱酸,VxVy
11.(2011新课标∙10)将浓度为0.l mol•L-1 HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是
A.c(H+) B. Ka(HF) C. D.
12.(2012上海∙7)水中加入下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是( )
A. NaHSO4溶液 B. KF溶液 C. KAl(SO4)2溶液 D.NaI溶液
13.(2012上海∙21)常温下a mol·L-1 CH3COOH稀溶液和bmol·L-1KOH稀溶液等体积混合,下列判断一定错误的是( )
A.若c(OH-)>c(H+),a=b B.若c(K+)>c(CH3COO-),a>b
C.若c(OH-)=c(H+),a>b D.若c(K+)a>c B.a=b=c C.c>a>b D.b>c>a
9.有两种一元弱酸的钠盐溶液,其物质的量浓度相等。现向这两种盐的溶液中分别通入适量的CO2,发生的反应如下:
NaR+CO2(少量)+H2O===HR+NaHCO3 2NaR′+CO2(少量)+H2O===2HR′+Na2CO3
比较HR和HR′酸性的强弱,正确的是 ( )
A.HR较弱 B.HR′较弱 C.两者相差不大 D.无法比较
10.在H2SO3溶液中,在采取措施使pH增大的同时,c(SO)的变化情况是 ( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.可能增大也可能减小
11.向1 L pH=2的盐酸和醋酸溶液中,分别投入0.65 g锌粒,则下图中比较符合客观事实的是
( )
《水溶液中的离子平衡》
第1讲 弱电解质的电离平衡 练习2
12. 现有下列物质:①NaCl晶体 ②液态SO2 ③纯醋酸 ④硫酸钡晶体 ⑤铜 ⑥酒精(C2H5OH) ⑦熔化的KCl ⑧NaOH溶液
请用以上物质的序号回答下列问题:
(1)属于强电解质且在上述状态下能导电的是__________________________________。
(2)属于弱电解质的是_____ _____。
(3)属于非电解质,但溶于水后的水溶液能导电的是_____ _____。
13.下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数:
CH3COOH
H2CO3
H2S
H3PO4
1.8×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
K1=9.1×10-8
K2=1.1×10-12
K1=7.5×10-3
K2=6.2×10-8
K3=2.2×10-13
(1)CH3COOH、H2CO3、H2S、H3PO4四种酸的酸性由强到弱的顺序为_________________。
(2)多元弱酸的二级电离程度远小于一级电离的原因是
________________________________________________________________________。
(3)同浓度的CH3COO-、HCO、CO、S2-结合H+的能力由强到弱的顺序为__________。
14.某一元弱酸(用HA表示)在水中的电离方程式是HA H++A-,回答下列问题:
(1)向溶液中加入适量NaA固体,以上平衡将向______(填“正”、“逆”)反应方向移动,理由是__________________________________________ ___________________
(2)若向溶液中加入适量NaCl溶液,以上平衡将向____(填“正”、“逆”)反应方向移动,溶液中c(A-)将______(填“增大”、“减小”或“不变”),溶液中c(OH-)将______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在25 ℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-),则溶液显_______性(填“酸”、“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=____________________。
15.用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是:
甲:①称取一定质量的HA配制0.1 mol·L-1的溶液100 mL;
②用pH试纸测出该溶液的pH,即可证明HA是弱电解质。
乙:①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=1的两种酸溶液各100 mL;
②分别取这两种溶液各10 mL,加水稀释为100 mL;
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。
(1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是________________。
(2)甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH______1(选填“>”、“<”或“=”)。
乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是________。
a.装HCl溶液的试管中放出H2的速率快
b.装HA溶液的试管中放出H2的速率快
c.两个试管中产生气体的速率一样快
(3)请你评价:乙方案中难以实现之处和不妥之处:________________________ _______、__________________________ _______。
(4)请你再提出一个合理而比较容易进行的实验方案(药品可任取),作简明扼要表述:
答案
考点一
1.(1)水溶液 熔融 化合物 (2)都 化合物
2.(1)全部 强酸 强碱 大多数盐 部分 弱酸 弱碱 水
(2)离子 共价 共价
3.(1)===
(2)H2CO3H++HCO,HCOH++CO2-3
(3)Fe(OH)3Fe3++3OH-
(4)①Na++H++SO2-4 ②Na++HCO
HCOH++CO2-3
(5)H++AlO+H2O Al3++3OH-
考点二
1.电离成离子 离子结合成分子
2.= ≠
3.(2)①电离 增大 吸热 ②电离 增大 ③增大 左 减小 减小 增大
考点三
1.
2.(1)温度 增大
深度思考
1.(1)导电能力强弱要看溶液中离子浓度大小,离子浓度大的,导电性强,若强电解质溶液中离子浓度很小,而弱电解质溶液中离子浓度大,则弱电解质溶液的导电能力强。
(2)能导电的物质不一定是电解质,如Cu、氯水等。
2.强电解质不一定易溶于水,如CaCO3、BaSO4都是强电解质;易溶于水的也不一定是强电解质,如NH3、H2O、H3PO4、HF等,故强、弱电解质与溶解性无必然联系。
3.②⑤⑥ 4.D 5.③④⑥
6.都不一定。如对于CH3COOH
CH3COO-+H+平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根据勒夏特列原理,只能“减弱”而不能“消除”,再次平衡时,c(CH3COOH)比原平衡时大;加水稀释或加少量NaOH固体,都会引起平衡右移,但c(CH3COOH)、c(H+)都比原平衡时要小。
7.对于弱酸或弱碱溶液,只要对其稀释,电离平衡均会发生右移,例如HA溶液稀释时,c(HA)、c(H+)、c(A-)均减小(参与平衡建立的微粒);平衡右移的目的是为了减弱c(H+)、c(A-)的减小,但c(OH-)会增大。
8.C 9.D 10.C
11.由于电解质的电离是吸热过程,升高温度,电离程度增大,故Ka或Kb增大。
12.(1)一级电离电离出的H+抑制了二级电离,依次类推。
(2)一级电离完成后,酸式酸根离子是一个阴离子,从阴离子中电离出H+是比较耗能的,且酸式酸根离子带的负电荷越多,电离出H+越困难。
13.A
规律方法·解题指导
【例1】 (1)b>a>c (2)b>a=c (3)c>a>b(或c>a=2b) (4)c>a=b (5)a=b=c
a=b>c (6)c>a=b
【例2】 B
【例3】 C
【例4】 C
真题重组·规范集训
1.D 2.B 3.C 4.C 5.D 6.(1)√ (2)× (3)× (4)×7.D 8.B
9.B 10.C 11.D 12、D 13、D
教材习题回扣
1.C 2.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
3.红
能力提升训练
1.C 2.A 3.A 4.D 5.A 6.C 7.D 8.A 9.B 10.D 11.C
12.(1)⑦ (2)③ (3)②
13.(1)H3PO4、CH3COOH、H2CO3、H2S
(2)一级电离产生的氢离子对二级电离起抑制作用
(3)S2-、CO2-3、HCO、CH3COO-
14.(1)逆 c(A-)增大,平衡向减小c(A-)的方向即逆反应方向移动
(2)正 减小 增大
(3)中 10-9/(a-0.01) mol·L-1
15.(1)100 mL容量瓶 (2)> b (3)配制pH=1的HA溶液难以实现 不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同 (4)配制NaA溶液,测其pH>7,即证明HA是弱电解质(合理即可)。