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  • 2021-05-14 发布

高考复习学案水溶液中的离子平衡

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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:CH3COOHCH3COO-+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)H2CO3H++HCO,HCOH++CO2-3‎ ‎(3)Fe(OH)3Fe3++3OH-‎ ‎(4)①Na++H++SO2-4 ②Na++HCO HCOH++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)。‎