弱电解质的电离

nullnullnullnullnullnull第一节　弱电解质的电离 null1．了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。 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．了解酸碱电离理论。null1．电解质、电离平衡是整个电离原理体系的基础和核心。复习时应强化对相关概念的认识，把握其中的内在联系，并结合勒夏特列原理，理解电离平衡及平衡移动的影响因素，掌握实验证明强、弱电解质的方法与应用。 2．正确理解弱电解质的电离过程。电解质有强、弱之分，有无电离平衡是区分强、弱电解质的唯一标志，电解质的强弱与溶液的导电能力无关，常见的弱电解质有弱酸、弱碱、水等。null一、强电解质和弱电解质 1．定义 在水溶液中能________的电解质称为强电解质。如强酸、强碱和绝大多数盐。 在水溶液中只能________的电解质称为弱电解质。如弱酸、弱碱等。 null2．电离方程式的书写 (1)强电解质用“________”号；弱电解质用“________”号。 (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：________、________。 (3)多元弱碱电离一步写完，如氢氧化铁：________。 null3．常见物质 强电解质：________、________、大多数________及活泼金属氧化物。 弱电解质：________、________和________等。null二、电离平衡 1．在一定温度下，当弱电解质在水溶液中电离达到最大程度时，电离过程并没有停止。此时弱电解质分子电离成离子的速率与离子________的速率相等，溶液中各分子和离子的________都不再发生变化，达到了________状态。 弱电解质电离平衡类似化学平衡： (1)是________平衡，电离方程式中用“ ”。 (2)平衡时溶液中离子浓度和分子浓度________。 (3)条件改变，平衡发生移动。null2．弱电解质的电离过程一般是________(填“吸热”或“放热”)的，不同于强电解质的电离，弱电解质溶液中除水分子外还存在________。 3．弱电解质的电离是________。在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种________的乘积与溶液中________之比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数。通常用________表示弱酸的电离平衡常数，用________表示弱碱的电离平衡常数。 如醋酸在水溶液中达到电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋，醋酸的电离平衡常数： Ka＝________。null4．外界条件对电离平衡的影响 例：0.1 mol/L的醋酸溶液[CH3COOH H＋＋CH3COO－(ΔH>0)]，若改变条件后，有如下变化：nullnull二、1.结合成弱电解质分子　浓度　电离平衡　动态　保持不变　2.吸热　电解质分子　3.可逆反应　离子浓度　未电离的分子的浓度　Ka　Kb　　 4.向左　减小　增大　增强　向右　减小　增大　增强　向右　增大　减小　增强　向左　减小　减小　增强　向右　增大　减小　减弱　向右　增大　增大　增强null1．下列叙述正确的是 (　　) A．氯化钠溶液在电流作用下电离成钠离子和氯离子 B．溶于水能电离出氢离子的化合物都是酸 C．硫酸钡难溶于水，但硫酸钡属于强电解质 D．金属Cu能导电，但它不是电解质，是非电解质 ：Cnull2．下列物质在水溶液中其电离方程式书写正确的是 (　　) 答案：：Anull3．(2009·蚌埠模拟)把1 L 0.1 mol/L醋酸溶液用蒸馏水稀释到10 L，下列叙述正确的是 (　　) A．c(CH3COOH)变为原来的1/10 B．c(H＋)变为原来的1/10 C．c(CH3COO－)/c(CH3COOH)的比值增大 D．溶液的导电性增强 解析：CH3COOHCH3COO－＋H＋，加水稀释时平衡向右移动。[CH3COOH]比原来的1/10小，A错误。[H＋]比原来的1/10大，B错误。[CH3COO－]/[CH3COOH]的比值增大，C正确。溶液的导电性减弱，D错误。 答案：：Cnull4．用食用白醋(醋酸浓度约1 mol/L)进行下列实验，能证明醋酸为弱电解质的是 (　　) A．白醋中滴入石蕊试液呈红色 B．白醋加入豆浆中有沉淀产生 C．蛋壳浸泡在白醋中有气体放出 D．pH试纸显示白醋的pH为2～3 答案：：Dnull5．在相同的温度下，0.1 mol·L－1的CH3COOH 100 mL与0.01 mol·L－1的CH3COOH 1000 mL，两溶液中的H＋的物质的量，前者与后者的关系是 (　　) A．大于　　　　　　　 B．小于 C．等于 D．不能确定 答案：：Bnull6．用蒸馏水逐步稀释0.2 mol/L的稀氨水时，若温度不变，在稀释过程中下列数据始终保持增大趋势的是 (　　) A．c(OH－) B．c(NH ) C．c(NH3·H2O) D．c(NH )/c(NH3·H2O) 答案：：Dnull7．(2009·上海师大附中模拟)有0.1 mol/L的盐酸(a)、硫酸(b)、醋酸(c)各50 mL，试比较： (1)三种酸的氢离子浓度由大到小的顺序是________；三种酸的pH由大到小的顺序是________(填字母代号，下同)。 (2)三种酸跟足量的锌反应，开始时产生H2的速率由大到小的顺序是________。(不考虑Zn的纯度及表面积等问) (3)三种酸跟足量的锌反应产生H2的体积由大到小的顺序是________。null(4)三种酸分别跟0.1 mol/L的NaOH溶液中和，消耗NaOH体积由大到小的顺序是________。 (5)三种酸分别跟50 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液反应后，溶液的pH由大到小的顺序是________。 解析：盐酸是一元强酸，硫酸是二元强酸，醋酸是一元弱酸。 (1)0.1 mol/L盐酸中c(H＋)＝0.1 mol/L,0.1 mol/L H2SO4中c(H＋)＝0.2 mol/L,0.1 mol/L CH3COOH溶液中c(H＋)＜0.1 mol/L。 (2)酸与锌反应速率的大小取决于酸溶液中的c(H＋)大小。null(3)产生H2的体积大小根据酸能产生的n(H＋)大小来判断。 (4)消耗NaOH溶液的体积根据酸能产生的n(H＋)大小判断。 (5)盐酸与NaOH溶液恰好反应，溶液呈中性；硫酸跟NaOH溶液反应，因H2SO4过量，溶液显酸性；醋酸与NaOH溶液恰好中和，因醋酸钠水解而呈碱性。 答案：：(1)b＞a＞c　c＞a＞b　(2)b＞a＞c　(3)b＞a＝c　(4)b＞a＝c　(5)c＞a＞bnull8．对于弱酸，在一定温度下达到电离平衡时，各微粒的浓度存在一种定量的关系。若25 ℃时有HAH＋＋A－，则K＝ 。式中：K为电离平衡常数，只与温度有关，c为各微粒的平衡浓度。下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃)：nullnull回答下列各题： (1)K只与温度有关，当温度升高时，K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)在温度相同时，各弱酸的K值不同，那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系？________________________________。 (3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS－、H3PO4、H2PO 、HPO 都看作是酸，其中酸性最强的是________，最弱的是________。null解析：(1)温度升高，促进电离，所以K值增大。 (2)根据题意及表中数据可知，酸性越强，对应的K值越大。 (3)利用K值进行比较，K值越大，酸性越强；反之，越弱。 答案：：(1)增大 (2)K值越大，电离出的氢离子浓度越大，所以酸性越强 (3)H3PO4　HS－null1.弱电解质的判断方法 (1)电离方面：不能全部电离，存在电离平衡。 ①0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液的pH约为3； ②0.1 mol·L－1CH3COOH溶液的导电能力比相同条件下盐酸的弱； ③相同条件下，把锌粒投入等浓度的盐酸和醋酸中，前者反应速率比后者快；null④pH＝1的CH3COOH溶液与pH＝13的NaOH溶液等体积混合，混合溶液呈酸性； ⑤分别取等体积、等pH的CH3COOH溶液和盐酸进行中和滴定，达到终点时CH3COOH溶液消耗的同浓度的NaOH溶液体积大。 (2)水解方面：电解质越弱，对应离子水解能力越强。 ①CH3COONa水溶液的pH＞7； ②0.1 mol·L－1CH3COONa溶液的pH比0.1 mol·L－1 NaCl溶液的大。null(3)稀释方面 如图：a、b分别为pH相等的NaOH溶液和氨水的稀释曲线。c、d分别为pH相等的盐酸和醋酸的稀释曲线。 体会图中的两层含义： ①加水稀释相同倍数后的pH大小：氨水＞NaOH溶液，盐酸＞醋酸。若稀释10n倍，盐酸、NaOH溶液pH变化n个单位，而氨水与醋酸溶液pH变化不到n个单位； ②稀释后的pH仍然相等，则加水量的大小：氨水＞NaOH溶液，醋酸＞盐酸。null(4)利用较强酸(碱)制备较弱酸(碱)的原理判断电解质的强弱。例如，将醋酸加入到碳酸钠溶液中，有气泡产生，说明酸的强弱：CH3COOH＞H2CO3。 (5)利用元素周期律判断。例如，非金属性：Cl＞S＞P＞Si，则HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3；金属性：Na＞Mg＞Al，则NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3。 null2．弱电解质的电离方程式的书写 (1)多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远远大于第二步电离，如碳酸：H2CO3 H＋＋HCO ，HCO H＋＋CO。 (2)多元弱碱电离一步写完，如Mg(OH)2：Mg(OH)2Mg2＋＋2OH－。 特别提醒 NaHSO4的电离方程式的书写比较特殊，在水溶液中：NaHSO4(水溶液)===Na＋＋H＋＋SO ，熔融时：NaHSO4===Na＋＋HSO 。null●案例精析 【例1】　醋酸是一种常见的弱酸，为了证明CH3COOOH是弱电解质，某同学开展了题为“CH3COOH是弱电解质的实验探究”的探究活动。该同学了如下，其中错误的是 (　　) A．先配制一定量的0.10 mol·L－1 CH3COOH溶液，然后测溶液的pH，若pH大于1，则可证明CH3COOH为弱电解质 B．先配制一定量的0.01 mol·L－1和0.10 mol·L－1的CH3COOH溶液，分别用pH计测它们的pH，若两者的pH相差小于1个单位，则可证明CH3COOH是弱电解质nullC．先测0.10 mol·L－1CH3COOH溶液的pH，然后将其加热至100 ℃，再测pH，如果pH变小，则可证明CH3COOH是弱电解质 D．配制一定量的CH3COONa溶液，测其pH，若常温下pH大于7，则可证明CH3COOH是弱电解质null[解析]　若醋酸是强酸，则0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液的pH＝1,0.01 mol·L－1 CH3COOH溶液的pH＝2，CH3COONa溶液的pH＝7；若0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液的pH＞1,0.1 mol·L－1 CH3COOH与0.01 mol·L－1 CH3COOH溶液的ΔpH＜1，则说明CH3COOH是弱酸；C项中溶液加热至100℃时，pH一定变小，不正确。 [答案]　Cnull下表中物质的分类组合完全正确的有 (　　)null解析：强、弱电解质及非电解质都是化合物，金属Al是单质，不属于三者的任何一种，B项错误；非电解质是在水溶液中或熔融状态下都不导电的化合物，H2O能够微弱地电离，H2O＋H2O H3O＋＋OH－，具有微弱的导电性，故H2O是弱电解质而不是非电解质，C项错误；A项中SO2溶于水生成了亚硫酸，SO2＋H2OH2SO3HSO ＋H＋，亚硫酸电离成自由移动的离子导电，故H2SO3是弱电解质，SO2是非电解质。 答案：：ADnull　(2009·镇江市高三第二次调研)醋酸是电解质，下列事实能说明醋酸是弱电解质的组合是 (　　) ①醋酸与水能以任意比互溶 ②醋酸溶液能导电 ③醋酸溶液中存在醋酸分子 ④0.1 mol·L－1醋酸的pH比0.1 mol·L－1盐酸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pH＝8.9 ⑦大小相同的锌粒与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应，醋酸产生H2速率慢nullA．②⑥⑦　　　　　　　 B．③④⑤⑥ C．③④⑥⑦ D．①② 解析：①不能说明醋酸是弱电解质；②只能说明醋酸是电解质；③说明醋酸是不完全电离，可选；④说明该醋酸的pH＞1，则c(H＋)＜0.1 mol/L，可选；⑤只能说明醋酸的酸性强与碳酸；⑥0.1 mol/L醋酸钠溶液呈碱性，为强碱弱酸盐，可选；⑦说明相同物质的量浓度盐酸和醋酸，醋酸离子浓度小于盐酸，可选。综上③④⑥⑦正确，故选C。 答案：：Cnull1.强酸与弱酸的判断null2.一元强酸与一元弱酸的比较 (1)物质的量浓度相同、体积相同时null(2)pH相同、体积相同时null●案例精析 【例2】　H＋浓度相同的等体积的两份溶液A和B，A为盐酸、B为醋酸，分别和锌反应，若放出氢气的质量相同，且反应完毕后，有一份溶液中还残留锌，则下列说法正确的是 (　　) ①反应所需要的时间B＞A ②开始反应时的速率A＞B ③参加反应的锌的物质的量A＝B ④反应过程的平均速率B＞A ⑤盐酸里有锌剩余 ⑥醋酸里有锌剩余nullA．③④⑥　　　　　　　 B．②③⑥ C．③④⑤ D．①②⑤ [解析]　由于A为盐酸，B为醋酸，因此两溶液H＋浓度相同时，醋酸的物质的量浓度要比盐酸大得多；又因两份溶液等体积，所以醋酸的物质的量要比盐酸大得多。由于开始反应时的H＋浓度相同，因此开始反应时的速率相同。null随着反应的进行，盐酸中的H＋不断消耗，而醋酸中存在平衡：CH3COOH CH3COO－＋H＋，当H＋被消耗时，平衡右移H＋浓度减小的速率变慢，即在反应中始终有醋酸中的H＋浓度大于盐酸中的H＋浓度，所以反应过程中的平均速率B＞A。又因放出的氢气质量相同，则消耗的锌的物质的量A＝B。同时消耗的H＋的量也相同，且有一份溶液存在锌，说明该溶液的H＋已消耗完，即含有H＋较少的盐酸里有锌剩余。 [答案]　C null相同体积的pH＝3的强酸溶液和弱酸溶液分别与足量的镁完全反应，下列说法正确的是 (　　) A．弱酸溶液产生较多的氢气 B．强酸溶液产生较多的氢气 C．两者产生等量的氢气 D．无法比较两者产生氢气的量null解析：本题考查强电解质和弱电解质的性质。pH＝3的强酸完全电离，c(H＋)＝1.0×10－3 mol·L－1，随着反应的进行c(H＋)不断减小；pH＝3的弱酸，开始时c(H＋)＝1.0×10－3 mol·L－1，但由于弱酸是部分电离，随着反应的进行，弱酸不断电离出H＋，在同一时刻弱酸中的H＋浓度比强酸的大，故与足量镁完全反应放出氢气较多的应该是弱酸。 答案：：Anull电离平衡属于化学平衡，受外界条件如温度和浓度等因素的影响，其规律遵循勒夏特列原理。 以CH3COOH CH3COO－＋H＋　ΔH＞0为例：nullnull特别提醒： 用化学平衡理论处理电解质的电离平衡问题时，应该深刻地理解勒夏特列原理：平衡向“削弱”这种改变的方向移动，移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变。null●案例精析 【例3】　(2008·天津高考)醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH H＋＋CH3COO－，下列叙述不正确的是 (　　) A．CH3COOH溶液中离子浓度的关系满足：c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－) B．0.1 mol/L 的CH3COOH溶液加水稀释，溶液中c(OH－)减小 C．CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，平衡逆向移动 D．常温下，pH＝2的CH3COOH溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH＜7null[解析]　由电荷守恒可知A正确；加水稀释，c(H＋)减小，由水的离子积可知c(OH－)增大，B不正确；加入CH3COONa固体后，c(CH3COO－)增大，平衡左移，C正确；pH＝2的CH3COOH(aq)中c(CH3COOH)＞c(H＋)，而c(H＋)＝c(NaOH)，故混合后CH3COOH剩余较多，pH＜7，D正确。 [答案]　Bnull氨水溶液中存在电离平衡NH3·H2O NH ＋OH－，下列叙述正确的是 (　　) A．加水后，溶液中n(OH－)增大 B．加少量浓盐酸，溶液中c(OH－)增大 C．加少量浓NaOH溶液，电离平衡向正反应方向移动 D．加少量NH4Cl固体，溶液中c(NH )减少 答案：：Anull【例1】　对于弱酸，在一定温度下达到电离平衡时，各微粒的浓度存在一种定量的关系。下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃)。nullnull回答下列问题： (1)CH3COOH、H2CO3、H2S、H3PO4四种酸的酸性由强到弱的顺序为_______________________。 (2)多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离平衡常数，对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3，数值越来越小的原因是____________________________________。 (3)酸碱质子理论认为：凡是提供质子的分子或离子是酸，凡是能接受质子的分子或离子是碱。试判断： ①H3PO4水溶液中，具有两性的微粒有________。 ②CH3COO－、 、S2－离子的碱性由弱到强的顺序为_____________________。null[解析]　(1)相同条件下，弱酸的电离平衡常数越大，酸性越强，因此酸性强弱顺序为：H3PO4＞CH3COOH＞H2CO3＞H2S。 (2)根据H＋浓度对电离平衡移动的影响作答。 ②阴离子越易结合质子，其碱性越强。null[答案]　(1)H3PO4＞CH3COOH＞H2CO3＞H2Snull (2)多元弱酸每一步电离出的H＋对下一步的电离均起抑制作用null　(1)某二元弱酸(用化学式H2A表示)在水中的电离方程式是：H2A H＋＋HA－　 HA－ H＋＋A2－ 回答下列问题： ①Na2A溶液显________(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。理由是____________________________(用离子方程式表示)。 ②在0.1 mol·L－1的Na2A溶液中，下列微粒浓度关系式正确的是________。nullA．c(A2－)＋c(HA－)＋c(H2A)＝0.1 mol·L－1 B．c(OH－)＝c(H＋)＋c(HA－) C．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－) D．c(Na＋)＝2c(A2－)＋2c(HA－) (2)若H2A H＋＋HA－，HA－ H＋＋A2－，且已知0.1 mol·L－1 NaHA溶液的pH＝2，则0.1 mol·L－1 H2A溶液中氢离子的物质的量浓度c(H＋)________0.11 mol·L－1(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是_______。 0．1 mol·L－1 NaHA溶液中各离子浓度大小顺序为________________________________________。null解析：(1)①Na2A溶液中由于A2－水解而显碱性。 ②A项符合物料守恒关系；B项，应是c(OH－)＝c(H＋)＋c(HA－)＋2c(H2A)；C项符合电荷守恒关系；D项应为c(Na＋)＝2[c(A2－)＋c(HA－)＋c(H2A)]。 (2)由于第一步电离产生的H＋对HA－继续电离出H＋产生抑制作用，故c(H＋)＜0.11 mol·L－1。 答案：：(1)①碱性　A2－＋H2O HA－＋OH－，HA－＋H2O H2A＋OH－　②AC (2)＜　H2A第一步电离产生的H＋对HA－的继续电离产生抑制　c(Na＋)＞c(HA－)＞C(H＋)＞c(A2－)＞c(OH－)null 请同学们认真完成课后强化作业