高三化學總復習 專題攻略 之水溶液中的離子平衡 一、 弱電解質(zhì)的電離（含解析）

弱電解質(zhì)的電離【高考預測】1. （）掌握弱電解質(zhì)的電離平衡。2. （）了解電離平衡常數(shù)的概念。3. （）了解影響電離平衡的因素鎖定高考1(2016課標)下列有關電解質(zhì)溶液的說法正確的是A向0.1 molCH3COOH溶液中加入少量水，溶液中減小B將CH3COONa溶液從20升溫至30，溶液中增大C向鹽酸中加入氨水至中性，溶液中D向AgCl、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不變【答案】D2（2015重慶）下列敘述正確的是（ ）A稀醋酸中加入少量醋酸鈉能增大醋酸的電離程度B25時，等體積等濃度的硝酸與氨水混合后，溶液pH=7C25時，0.1molL1的硫化氫溶液比等濃度的硫化鈉溶液的導電能力弱D0.1 mol AgCl和0.1mol AgI混合后加入1L水中，所得溶液中c(Cl)=c(I)【答案】C夯實基礎一. 弱電解質(zhì)的電離平衡1. 定義和特征 電離平衡的含義在一定條件(如溫度、濃度)下，弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率與離子結合成分子的速率相等，溶液中各分子和離子的濃度都保持不變的狀態(tài)叫電離平衡狀態(tài)。任何弱電解質(zhì)在水溶液中都存在電離平衡，達到平衡時，弱電解質(zhì)具有該條件下的最大電離程度。 電離平衡的特征 逆：弱電解質(zhì)的電離過程是可逆的，存在電離平衡。 等：弱電解質(zhì)電離成離子的速率和離子結合成分子的速率相等。 動：弱電解質(zhì)電離成離子和離子結合成分子的速率相等，不等于零，是動態(tài)平衡。 定：弱電解質(zhì)在溶液中達到電離平衡時，溶液里離子的濃度、分子的濃度都不再改變。 變：外界條件改變時，平衡被破壞，電離平衡發(fā)生移動。2. 影響電離平衡的因素 濃度：同一弱電解質(zhì)，增大溶液的物質(zhì)的量濃度，電離平衡將向電離的方向移動，但電解質(zhì)的電離程度減??；稀釋溶液時，電離平衡將向電離方向移動，且電解質(zhì)的電離程度增大。在醋酸的電離平衡 CH3COOHCH3COO-+H+加水稀釋，平衡向右移動，電離程度變大，但c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)變小， 加入少量冰醋酸，平衡向右移動， c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)增大，但電離程度變小。 溫度：溫度越高，電離程度越大由于弱電解質(zhì)的電離一般是吸熱的，因此升高溫度，電離平衡將向電離方向移動，弱電解質(zhì)的電離程度將增大。 同離子效應 加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的電解質(zhì)時，使電離平衡向逆反應方向移動。 化學反應 加入能與弱電解質(zhì)電離出的離子反應的物質(zhì)時，可使平衡向電離方向移動。3. 以電離平衡CH3COOH CH3COO-+H+為例，各種因素對電離平衡的影響可歸納為下表：移動方向c(H+)n(H+)c(OH-)導電能力電離程度加水稀釋向右減小增多增多減弱增大加冰醋酸向右增大增多減小增強減小升高溫度向右增大增多增多增強增大加NaOH(s)向右減小減少增多增強增大H2SO4(濃)向左增大增多減少增強減小加醋酸銨(s)向左減小減少增多增強減小加金屬Mg向右減小減少增多增強增大加CaCO3(s)向右減小減少增多增強增大二. 電離方程式的書寫：1. 強電解質(zhì)用“”，弱電解質(zhì)用“”2. 多元弱酸分步電離，以第一步為主： 例如：NaCl=Na+Cl NH3H2ONH4+OH H3PO4 H+H2PO4(為主)3. 酸式鹽：強酸的酸式鹽完全電離，一步寫出，如NaHSO4Na+H+SO42一。弱酸的酸式鹽強中有弱酸根離子的要分步寫出：如NaHCO3Na+ HCO3一；HCO3一CO32一+ H+4. Al（OH）3是涉及的一種重要的兩性氫氧化物，存在酸式電離和堿式電離：Al3+ +3OH-Al(OH)3AlO2- +H+H2O典例1 在一定溫度下，向冰醋酸中加水稀釋，溶液導電能力變化情況如圖所示，回答下列問題。(1) “O”點時液體不能導電，說明醋酸中_離子鍵(填“含有”或“不含”)。(2) a、b、c三點醋酸電離程度由大到小的順序為_；a、b、c三點對應的溶液中c(H)最大的是_。(3) 將等體積的a、b、c三點所對應的溶液用1 molL1氫氧化鈉溶液中和，消耗氫氧化鈉溶液體積由大到小的順序為_。(4) 要使c點溶液中c(CH3COO)增大而c(H)減小，可采取的兩種措施是_。(5) 若實驗測得c點處溶液中c(CH3COOH)0.1 molL1，c(CH3COO)0.001 molL1，則該條件下CH3COOH的電離常數(shù)Ka_?！敬鸢浮?(1) 不含 (2) c>b>ab (3) a>b>c (4) 加入鋅、NaOH或CH3COONa(其他合理答案也可) (5) 1105重難突破一. 電解質(zhì)溶液的導電性和導電能力 電解質(zhì)不一定導電(如NaCl晶體、無水醋酸)，導電物質(zhì)不一定是電解質(zhì)(如石墨)，非電解質(zhì)不導電，但不導電的物質(zhì)不一定是非電解質(zhì)。 電解質(zhì)溶液導電能力是由溶液中自由移動的離子濃度決定的，離子濃度大，導電能力強；離子濃度小，導電能力弱。離子濃度大小受電解質(zhì)的強弱和溶液濃度大小的決定。所以強電解質(zhì)溶液導電能力不一定強，弱電解質(zhì)溶液導電能力也不一定弱?！久麕燑c撥】電解質(zhì)的電離情況分類說明： NaCl、NaOH等鹽、強堿類離子化合物在水溶液里或熔融狀態(tài)下都能發(fā)生電離，都能導電。Na2O、MgO等活潑金屬氧化物類離子化合物在熔融狀態(tài)下能電離且能導電，或與水反應（Na2O），或不溶于水，因此不談他們在水溶液中的電離。 H2SO4，HCl，CH3COOH等酸類共價化合物在水溶液中能電離，能導電，但在熔融狀態(tài)下不電離、不導電，在其純?nèi)芤褐兄挥蟹肿?，沒有離子。注意：共價化合物在熔融狀態(tài)下不發(fā)生電離。 NaHCO3、NH4Cl等熱穩(wěn)定性差的鹽類電解質(zhì)受熱易分解，因此只談它們在水溶液中的電離。 強酸的酸式鹽在熔融狀態(tài)下和水溶液里的電離程度是不同的：NaHSO4溶于水 NaHSO4 = Na+ + H+ + SO42， NaHSO4熔融狀態(tài)下 NaHSO4 = Na+ + HSO4典例1 某固體化合物A不導電，但熔化或溶于水都能完全電離。下列關于物質(zhì)A的說法中，正確的是（ ）A. A為非電解質(zhì) B. A是強電解質(zhì) C. A是離子晶體 D. A是弱電解質(zhì)【答案】B、C【解析】在熔化狀態(tài)下能夠電離的一定是離子化合物，而離子化合物均為強電解質(zhì)，故應選B、C。二. 強弱電解質(zhì)的判斷方法1. 在相同濃度、相同溫度下，與強電解質(zhì)做導電性對比實驗。2. 濃度與pH的關系。如0.1mol/LCH3COOH溶液，其pH>1，則證明CH3COOH是弱電解質(zhì)。3. 測定對應鹽的酸堿性。如CH3COONa溶液呈堿性，則證明CH3COOH是弱酸。4. 稀釋前后的pH與稀釋倍數(shù)的關系。例如，將pH=2的酸溶液稀釋至原體積的100倍，若pH<5，則證明該酸為弱酸；若pH=5，則證明該酸是強酸。5. 利用實驗證明存在電離平衡。如醋酸溶液中滴入紫色的石蕊試液變紅，再加CH3COONa固體，顏色變淺，證明CH3COOH是弱電解質(zhì)。6. 在相同溫度、相同濃度下，比較與金屬反應的速率大小。如將鋅粒放入到等濃度的鹽酸和醋酸溶液中，起始速率前者比后者小。典例2 下列事實不能證明NH3H2O是弱堿的是()ApH11的氨水加水稀釋到原溶液體積100倍時，pH大于9B氯化銨溶液呈酸性C常溫下，0.01 mol/L氨水的pH10.6D體積相同的0.1 mol/L氨水和0.1 mol/L NaOH溶液中和鹽酸的量相同【答案】D【解析】A項，若氨水為強堿，則必完全電離，pH11的氨水加水稀釋到原溶液體積100倍時，pH應等于9；B項，氯化銨溶液呈酸性，說明NH發(fā)生水解反應生成了弱電解質(zhì)NH3H2O，“有弱才水解”；C項，常溫下，0.01 mol/L 氨水的pH10.6，說明氨水不能完全電離，若完全電離，pH應等于12；D項，無論氨水堿性強弱，等體積、等濃度的氨水和NaOH溶液最終電離出n(OH)的量相同，它們的中和能力相同。三. 電離平衡常數(shù)1. 一元弱酸：CH3COOHHCH3COO2. 一元弱堿：NH3H2ONH4+OH（1）電離平衡常數(shù)是溫度函數(shù)，溫度不變K不變，不隨濃度的改變而改變。（2）K值越大，該弱電解質(zhì)較易電離，其對應的弱酸弱堿較強； K值越小，該弱電解質(zhì)越難電離，其對應的弱酸弱堿越弱；即 K值大小可判斷弱電解質(zhì)相對強弱。（3）多元弱酸是分步電離的，一級電離程度較大，產(chǎn)生H+，對二級、三級電離產(chǎn)生抑制作用。如：H3PO4HH2PO K17.1103H2POHHPO K26.3108 HPOHPO K34.201013 【名師點撥】電離常數(shù)表達式中各組分的濃度均為平衡濃度多元弱酸溶液中的c(H)是各步電離產(chǎn)生的c(H)的總和，在每步的電離常數(shù)表達式中的c(H)是指溶液中H的總濃度而不是該步電離產(chǎn)生的c(H)電離常數(shù)的特征同一弱電解質(zhì)的稀溶液的電離常數(shù)的大小與溶液的濃度無關，只隨溫度的變化而變化溫度不變，K值不變；溫度不同，K值也不同但由于電離常數(shù)隨溫度的變化不大，在室溫時，可不考慮溫度對電離常數(shù)的影響電離常數(shù)的意義a 表明弱電解質(zhì)電離的難易程度K值越大，離子濃度越大，該電解質(zhì)越易電離；反之，電解質(zhì)越難電離。b 比較弱酸或弱堿相對強弱例如在25時，HNO2的K4.6104，CH3COOH的K1.8105，因此HNO2的酸性比CH3COOH的酸性強。典例3 下表是幾種常見弱酸的電離平衡常數(shù)(25 )。酸電離方程式電離平衡常數(shù)CH3COOHCH3COOHCH3COOH1.76105H2CO3H2CO3HHCO HCOHCOK14.4107 K24.71011H2SH2SHHSHSHS2K11.3107 K27.11015H3PO4H3PO4HH2PO H2POHHPO HPOHPOK17.1103 K26.3108 K34.201013回答下列問題：(1) 當溫度升高時，K值_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2) 在溫度相同時，各弱酸的K值不同，那么K值的大小與酸性的相對強弱有何關系？_。(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS、H3PO4、H2PO、HPO都看作是酸，其中酸性最強的是_，最弱的是_。(4)多元弱酸是分步電離的，每一步都有相應的電離平衡常數(shù)，對于同一種多元弱酸的K1、K2、K3之間存在著一定的規(guī)律，此規(guī)律是_，產(chǎn)生此規(guī)律的原因是_【答案】(1) 增大（2）Ka值越大酸性越強（3）H3PO4；HPO42-（4） K1>K2>K3 上一級電離產(chǎn)生的H+對下一級電離有抑制作用 跟蹤訓練1醋酸是電解質(zhì)，下列事實能說明醋酸是弱電解質(zhì)的組合是 () 醋酸與水能以任意比互溶 醋酸溶液能導電 醋酸溶液中存在醋酸分子 0.1 mol/L醋酸溶液的pH比0.1 mol/L鹽酸的pH大 醋酸能和碳酸鈣反應放出CO2 0.1 mol/L醋酸鈉溶液pH8.9 大小相同的鋅粒與相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸溶液反應，開始醋酸產(chǎn)生H2速率慢A BC D2. 某溫度下，相同pH值的鹽酸和醋酸溶液分別稀釋，平衡pH值隨溶液體積變化的曲線如右圖所示據(jù)圖判斷正確的是（ ）A為鹽酸稀釋時pH值變化曲線 Bb點溶液的導電性比c點溶液的導電性強Ca點Kw的數(shù)值比c點Kw的數(shù)值大 Db點酸的總濃度大于a點酸的總濃度3已知：25 時某些弱酸的電離平衡常數(shù)(如表)。下面圖像表示常溫下，稀釋CH3COOH、HClO兩種酸的稀溶液時，溶液pH隨加水量的變化。下列說法正確的是()CH3COOHHClOH2CO3Ka1.8105Ka3.0108Ka14.3107 Ka25.61011A相同濃度CH3COONa和NaClO的混合液中，各離子濃度的大小關系是：c(Na)>c(ClO)>c(CH3COO)>c(OH)>c(H)B向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的離子方程式為2ClOCO2H2O=2HClOCOC圖像中a、c兩點處的溶液中相等(HR代表CH3COOH或HClO)D圖像中a點酸的總濃度大于b點酸的總濃度4(雙選)室溫下，甲、乙兩燒杯均盛有5 mL pH3的某一元酸溶液，向乙燒杯中加水稀釋至pH4，關于甲、乙兩燒杯中溶液的描述正確的是()A溶液的體積：10V甲V乙B水電離出的OH 濃度：10c(OH)甲c(OH)乙C若分別用等濃度的NaOH溶液完全中和，所得溶液的pH：甲乙D若分別與5 mL pH11的NaOH溶液反應，所得溶液的pH：甲乙5為了證明一水合氨(NH3H2O)是弱電解質(zhì)，甲、乙、丙三人分別選用下列試劑進行實驗：0.010 molL1氨水、0.1 molL1NH4Cl溶液、NH4Cl晶體、酚酞試液、pH試紙、蒸餾水。(1) 甲用pH試紙測出0.010 molL1氨水的pH為10，則認定一水合氨是弱電解質(zhì)，你認為這一方法是否正確？_(填“正確”或“不正確”)，并說明理由：_。(2) 乙取出10 mL 0.010 molL1氨水，用pH試紙測其pHa，然后用蒸餾水稀釋至1 000 mL，再用pH試紙測出其pHb，若要確認NH3H2O是弱電解質(zhì)，則a、b應滿足什么關系：_。(3) 丙取出10 mL 0.010 molL1氨水，滴入2滴酚酞試液，顯粉紅色，再加入少量NH4Cl晶體，溶液顏色變_(填“深”或“淺”)。你認為這一方法能否證明NH3H2O是弱電解質(zhì)？_(填“能”或“否”)，并說明原因：_。(4)請你根據(jù)所提供的試劑，再提出一個合理又簡便的方案證明NH3H2O是弱電解質(zhì)：_。1.【答案】C2. 【答案】B【解析】本題為強酸、弱酸稀釋過程中的比較，解題的關鍵：圖文并審，閱讀題中信息，認真閱讀選項，逐一排除。鹽酸為強酸，在溶液中完全電離；醋酸為弱酸，在溶液中部分電離。A項：強酸在稀釋的過程中氫離子濃度和稀釋的倍數(shù)成反比例遞變，稀釋會促進弱酸的電離，因此氫離子濃度變化會比強酸小，故pH變化也會較小因此為醋酸稀釋時pH值變化曲線；為鹽酸稀釋時pH值變化曲線。B項：溶液的導電性取決于溶液中離子濃度和離子所帶電荷，本題都是一元酸，因此只需要考慮離子的濃度即可b、c同在鹽酸稀釋的曲線上，c點稀釋倍數(shù)較大，溶液中離子濃度較小，因此b點溶液的導電性強于c點溶液的導電性。C項：Kw只與溫度有關。D項：a、b兩點為鹽酸和醋酸稀釋相同濃度，由A項分析知，稀釋相同倍數(shù)時，醋酸溶液中總濃度大于鹽酸溶液中總濃度。3. 【答案】C【解析】根據(jù)表中電離常數(shù)可知：酸性由強至弱的順序為CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO，結合質(zhì)子的能力由大到小的順序為CO>ClO>HCO>CH3COO。A項，ClO的水解程度大于CH3COO的水解程度，同濃度CH3COONa和NaClO的混合液中，各離子濃度的大小關系應是c(Na)>c(CH3COO)>c(ClO)>c(OH)>c(H)，錯誤；B項，CO結合質(zhì)子的能力大于ClO結合質(zhì)子的能力，離子方程式應為ClOCO2H2O=HClOHCO，錯誤；變形為，該式即為，溫度相同，則該式的值相等，正確；D項，CH3COOH的酸性強于HClO，pH相同時，HClO的濃度大于CH3COOH的濃度，錯誤。4. 【答案】AD5. 【答案】(1) 正確若是強電解質(zhì)，則0.010 molL1氨水中c(OH)應為0.010 molL1，pH12(2) a2<b<a(3) 淺能0.010 molL1氨水(滴有酚酞試液)中加入氯化銨晶體后顏色變淺，有兩種可能：一是氯化銨在水溶液中電離出的NH水解使溶液顯酸性，加入氨水中使其pH降低；二是NH使NH3H2O的電離平衡NH3H2ONHOH逆向移動，從而使溶液的pH降低。這兩種可能均可證明NH3H2O是弱電解質(zhì)。(4) 取一張pH試紙，再用玻璃棒蘸取0.1 molL1NH4Cl溶液，滴在pH試紙上，顯色后跟標準比色卡比較測出pH，pH<7(方案合理即可)【解析】(1)若NH3H2O是強電解質(zhì)，則0.010 molL1氨水中c(OH)應為0.010 molL1，pH12。用pH試紙測出0.010 molL1氨水的pH為10，說明NH3H2O沒有完全電離，應為弱電解質(zhì)。(2) 若NH3H2O是強電解質(zhì)，用蒸餾水稀釋至1 000mL，其pHa2。因為NH3H2O是弱電解質(zhì)，不能完全電離，a、b應滿足a2<b<a。(3) 向0.010 molL1氨水中加入少量NH4Cl晶體，有兩種可能：一是氯化銨在水溶液中電離出的NH水解使溶液顯酸性，加入氨水中使其pH降低；二是NH使NH3H2O的電離平衡NH3H2ONHOH逆向移動，從而使溶液的pH降低。這兩種可能均會使溶液顏色變淺，可證明NH3H2O是弱電解質(zhì)。(4) NH4Cl為強酸弱堿鹽，只需檢驗NH4Cl溶液的酸堿性，即可證明NH3H2O是弱電解質(zhì)，還是強電解質(zhì)。