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1、专题8 水溶液中的离子反应 第1讲 弱电解质的电离平衡 基础盘点 一、强、弱电解质 自我诊断 1.有以下10种物质:铜,稀硫酸,氯化氢, 氨气,氟化氢,二氧化碳,乙酸,氯 化钠,碳酸钙,氯气。 结合下表中提示的信 息,把符合左栏条件的物质的序号填入右栏相应 的位置。,答案,基础回归 1.电解质和非电解质,碱,盐,有机,能,不能,极性共价,离子,2.强电解质和弱电解质 (1)概念 (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。,离子,共价,共价,全部,强酸,强碱,大多数盐,弱酸,弱碱,水,部分,3.电离方程式的书写 (1)强电解质用 ,弱电解
2、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: 。,H2CO3 H+HCO,HCO H+CO,Fe(OH)3 Fe3+3OH-,误区警示 (1)强、弱电解质和溶解性的关系 强电解质不一定易溶于水,例如BaSO4、CaCO3虽 难溶,但因其溶解部分在水中完全电离,因此仍 为强电解质;而有些物质如HF、H3PO4、NH3H2O 等虽易溶,但在水中部分电离,故仍为弱电解质。 (2)强、弱电解质与导电性的关系 电解质溶液的导电性只与溶液中离子浓度的大小及 所带的电荷数有关,与电解质强弱无必然联系
3、。只 有在相同条件下,等物质的量浓度的强电解质溶液的 导电性才比弱电解质溶液的导电能力强。另外,能 导电的物质也未必是电解质,如石墨、金属等。,二、弱电解质的电离平衡 自我诊断 2.根据电离平衡的影响因素填写以下表格:,答案 向右 增大 减小 减小 减弱 向右 增大 减小 增大 增强 向左 减小 增大 减小 增强 向左 减小 减小 增大 增强 向右 增大 增大 增大 增强,基础回归 1.概念 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:,电离成离子,离子,结合成分子,2.特征 3.外界条件的影响 以弱电解质AB的电离为例:AB A+B-
4、 升高温度、加水稀释、增大c(AB)、减小c(A+)或c(B-),=,指点迷津 从纯净的弱电解质开始加水稀释,电离平衡正向 移动,离子数目增多,离子浓度增大,导电能力 增强;加水稀释至稀溶液后再加水稀释,电离平衡 正向移动,离子数目增多,电离程度增大,但离 子浓度减小,导电能力降低。 注意以下几个问题: (1)电离平衡向右移动,电离程度不一定增大,如 向氨水中通入NH3。 (2)电离平衡向右移动,离子浓度不一定增,如向 氨水中加水。,三、电离常数 自我诊断 3.已知下面三个数据:7.210-4、4.610-4、4.9 10-10分别是下列有关的三种酸的电离常数,若已知 下列反应可以发生: Na
5、CN+HNO2 HCN+NaNO2 NaCN+HF HCN+NaF NaNO2+HF HNO2+NaF 由此可判断下列叙述不正确的是 ( ),A.K(HF)=7.210-4 B.K(HNO2)=4.910-10 C.根据两个反应即可得出结论 D.K(HCN)HNO2 HCN。由此可判断K(HF)K(HNO2)K(HCN),其 对应数据依次为: K(HF)=7.210-4 K(HNO2)=4.610-4 K(HCN)=4.910-10 答案 B,基础回归 1.表达式 对一元弱酸HA:HA H+A- Ka= 。 对一元弱碱BOH:BOH B+OH- Kb= 。 2.特点 (1)电离常数只与 有关,
6、升温,K值 。 (2)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是Ka1 Ka2Ka3,所以其酸性主要决定于第一步电离。,温度,增大,3.意义 电离常数数值的大小,可以估算弱电解质电离的趋 势。K值越大,电离程度越大,酸(或碱)性越强。如 相同条件下常见弱酸的酸性强弱: H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO,要点精讲 要点一 强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较 强酸与弱酸(或强碱与弱碱)由于电离程度的不同, 在很多方面表现出不同的性质。,特别提醒 判断一种酸是强酸还是弱酸时,实质是 看它在水溶液中的电离程度,完全电离即为强酸, 不完全电离即为弱酸。设计实验验证时注意等物 质的量浓
7、度和等pH的两种酸的性质差异。,【典例导析1】 醋酸是一种常见的一元弱酸,为了证明 醋酸是弱电解质,某同学开展了题为“醋酸是弱电解 质的实验探究”的探究活动。该同学设计了如下方 案,其中错误的是 ( ) A.先配制一定量的0.10 mol/L CH3COOH溶液,然后 测溶液的pH,若pH大于1,则可证明醋酸为弱电解质 B.先配制一定量0.01 mol/L和0.10 mol/L的CH3COOH, 分别用pH计测它们的pH,若两者的pH相差小于1个 单位,则可证明醋酸是弱电解质 C.取等体积、等pH的CH3COOH的溶液和盐酸分别与足 量锌反应,若测得反应过程中醋酸产生H2较慢且最终 产生H2较
8、多,则醋酸为弱酸 D.配制一定量的CH3COONa溶液,测其pH,若常温下 pH大于7,则可证明醋酸是弱电解质,解析 若是一元强酸,则0.1 mol/L的酸溶液的 pH=1,0.01 mol/L的酸溶液的pH=2,该酸的钠盐 溶液的pH=7。那么0.1 mol/L的CH3COOH溶液的 pH1、0.1 mol/L CH3COOH与0.01 mol/L CH3COOH溶液的pH1、CH3COONa溶液呈碱性 均可说明CH3COOH是弱酸,C中醋酸产生H2较快且 最终产生H2较多。 答案 C,方法归纳 判断强、弱电解质的方法规律 实验设计思路:以证明某酸(HA)是弱酸为例,灵犀一点 表中(1)和(
9、2)是中学化学通常选用的 两种实验方法,其他方案因操作复杂不宜选用,但 应注意掌握其实验原理。,迁移应用1 今有下列四种酸溶液: (A)c(H+)=0.1 mol/L的盐酸,(B)c(H+)=0.1 mol/L的 硫酸,(C)c(H+)=0.1 mol/L的醋酸,(D) 0.01 mol/L 的醋酸。 (1)四种酸中,c(H+)的大小关系是(用标号表示,下 同) 。 (2)四种溶液的溶质的物质的量浓度的大小关系是 。,(3)取等体积的四种溶液分别无限稀释,酸分子可 电离生成的全部H+的物质的量的大小关系是 。 (4)取等体积的四种溶液,分别加入等量锌粉,刚开 始反应时反应速率的大小关系是 ;
10、当反应结束后,发现有一种酸有剩余,则此酸为 。 (5)取等体积的四种溶液分别加入NaOH溶液,当完 全中和时,消耗NaOH的物质的量的关系是 。 答案 (1)A=B=CD (2)CABD (3)CA=BD (4)A=B=CD C (5)CA=BD,要点二 影响电离平衡的因素 1.内因 弱电解质本身,如常温下K(HF)K(CH3COOH)。 2.外因 以CH3COOH CH3COO-+H+为例 (1)温度 弱电解质的电离过程一般是吸热的,升高温度,电 离平衡向右移动,CH3COOH电离程度增大,c(H+)、 c(CH3COO-)增大。 (2)浓度 加水稀释CH3COOH溶液,电离平衡向右移动,电
11、离 程度增大。n(CH3COO-)、n(H+)增大,但 c(CH3COO-)、c(H+)减小。,(3)同离子效应 在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子 的强电解质,电离平衡向逆反应方向移动。例如 0.1 mol/L的醋酸溶液中存在如下平衡CH3COOH CH3COO-+H+。加入少量CH3COONa固体或 HCl,由于增大了c(CH3COO-)或c(H+),使CH3COOH 的电离平衡向逆反应方向移动。前者使c(H+)减小, 后者使c(H+)增大。 (4)化学反应 在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的,某种离子反应的物质时,可使电离平衡向电离的方 向移动。例如,在CH3COOH溶液
12、中加入NaOH或 Na2CO3溶液,由于OH-+H+ H2O、CO +2H+ H2O+CO2,使c(H+)减小,平衡向着电离的方向 移动。 灵犀一点 稀释弱电解质溶液时,平衡移动的方向 易误判为逆向移动,把溶液中离子浓度的减小误 认为是电离平衡逆向移动造成的,实际上稀释才 是造成溶液中离子浓度减小的主要因素。,化合物HIn在水溶液中因存在以下电离 平衡: ,平衡移动 的过程中发生了颜色的变化,故可用作酸碱指示 剂。浓度为0.02 mol/L的下列各溶液:盐酸;石 灰水;NaCl溶液;NaHSO4溶液;NaHCO3溶液; 氨水。其中能使指示剂显红色的是 ( ) A. B. C. D.,【典例导析
13、2】,解析 由电离平衡看出,若使指示剂显红色必使平 衡左移,而使平衡左移的条件是向溶液中加入H+。 在给出的试剂中只有、溶于水电离出H+,故C 选项正确。 答案 C,迁移应用2 在25时,用蒸馏水稀释1 mol/L的醋酸 溶液至0.01 mol/L,随溶液的稀释,下列各项中始终 保持增大趋势的是 ( ) A. B. C. D.,解析 往醋酸中加水稀释,电离平衡CH3COOH H+CH3COO-,向右移动,n(H+)增大, n(CH3COOH)减小,则 增大,而 减小, 始终不变,且温度不变,K= 也不变。 答案 A,对点训练 题组一 强、弱电解质 1.下列说法正确的是 ( ) A.强电解质溶液
14、一定比弱电解质溶液的导电性强 B.强电解质的稀溶液中不存在溶质分子 C.强电解质都是离子化合物,而弱电解质都是共价 化合物 D.不同的弱电解质只要物质的量的浓度相同,电离 程度也相同 解析 强电解质不一定都是离子化合物如HCl,其 导电能力不一定比弱电解质溶液强。,B,2.要证明某酸是弱酸,下列方法正确的是 ( ) A.将串联一小灯泡的该酸溶液与串联一相同小灯 泡的硫酸并联,接通电源后,若该溶液上的灯泡 较暗,则说明该酸是弱酸 B.测定该酸的钠盐溶液常温下的pH,若pH7,则说 明该酸是弱酸 C.用该酸的溶液与金属锌反应,产生气泡较慢,则 说明该酸是弱酸 D.中和等体积等浓度的NaOH溶液消耗
15、该酸的量大 于硫酸,则说明该酸是弱酸,解析 溶液的导电性取决于自由离子浓度的大小, 而离子浓度大小不仅与电解质强弱有关,还与电解 质溶液的浓度有关,故A项错;C项可能是弱酸的原 因,也可能是强酸浓度较小的原因,故该项错;D项, 该酸可能是一元强酸,如盐酸。 答案 B,3.有关常温下pH均为3的醋酸和硫酸的说法正确的是 ( ) A.两种溶液中,由水电离出的氢离子浓度均为1 10-11 mol/L B.分别加水稀释100倍后,两种溶液的pH仍相同 C.醋酸中的c(CH3COO-)和硫酸中的c(SO )相等 D.分别加入足量锌片,两种溶液生成H2的体积相同 解析 由于醋酸是弱酸,在溶液中存在电离平衡, 稀释时电离程度增大,故B项错;由于所带电荷不同, c(CH3COO-)要大于c(SO ),C项错;两溶液与锌反 应时,醋酸生成的H2多,D项错。,A,题组二 弱电解质的电离平衡 4.在醋酸溶液中,CH3COOH电离达到平衡的标志是 ( ) A.溶液显电中性 B.溶液中检测不出CH3COOH分子存在 C.氢离子浓度恒定不变 D.c(H+)=c(CH3COO-) 解析 电离平衡是一个动态平衡,弱电解质的电离 不可能进行到底,且无论在任何时刻,溶液均显酸 性,c(H+)=c(CH3COO-)始终成立,只要达到平衡状 态,各组分的浓度恒定不变。,C,5.下