高三化學總復(fù)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）
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弱電解質(zhì)的電離 【高考預(yù)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Ⅲ)下列有關(guān)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】D 2．（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 B．25℃時，等體積等濃度的硝酸與氨水混合后，溶液pH=7 C．25℃時，0.1molL－1的硫化氫溶液比等濃度的硫化鈉溶液的導(dǎo)電能力弱 D．0.1 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(chǔ) 一. 弱電解質(zhì)的電離平衡 1. 定義和特征 ⑴ 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(jié)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。 ⑵ 電離平衡的特征 ① 逆：弱電解質(zhì)的電離過程是可逆的，存在電離平衡。 ② 等：弱電解質(zhì)電離成離子的速率和離子結(jié)合成分子的速率相等。 ③ 動：弱電解質(zhì)電離成離子和離子結(jié)合成分子的速率相等，不等于零，是動態(tài)平衡。 ④ 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。 ⑤ 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 ⑴ 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?。幌♂屓芤簳r，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。 ⑵ 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。 ⑶ 同離子效應(yīng) 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(yīng)方向移動。 ⑷ 化學反應(yīng) 加入能與弱電解質(zhì)電離出的離子反應(yīng)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(dǎo)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NaHSO4＝Na++H++SO42一。弱酸的酸式鹽強中有弱酸根離子的要分步寫出：如NaHCO3＝Na++ 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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)的溶液中c(H＋)最大的是 ______。 (3) 將等體積的a、b、c三點所對應(yīng)的溶液用1 molL－1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 molL－1，c(CH3COO－)＝0.001 molL－1，則該條件下 CH3COOH的電離常數(shù)Ka＝________。 【答案】 (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) 110－5 重難突破 一. 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性和導(dǎo)電能力 ⑴ 電解質(zhì)不一定導(dǎo)電(如NaCl晶體、無水醋酸)，導(dǎo)電物質(zhì)不一定是電解質(zhì)(如石墨)，非電解質(zhì)不 導(dǎo)電，但不導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是非電解質(zhì)。 ⑵ 電解質(zhì)溶液導(dǎo)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(dǎo)電能力強；離子濃度小，導(dǎo)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(dǎo)電能力不一定強，弱電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力也不一定弱。 【名師點撥】電解質(zhì)的電離情況分類說明： ① 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(dǎo)電。 ② 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(dǎo)電，或與水反應(yīng)（Na2O），或不溶于水，因此不談他們在水溶液中的電離。 ③ H2SO4，HCl，CH3COOH等酸類共價化合物在水溶液中能電離，能導(dǎo)電，但在熔融狀態(tài)下不電離、不導(dǎo)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。 ④ 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。 ⑤ 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(dǎo)電，但熔化或溶于水都能完全電離。下列關(guān)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(yīng)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(dǎo)電性對比實驗。 2. 濃度與pH的關(guān)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(yīng)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(guān)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(yīng)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( ) A．pH＝11的氨水加水稀釋到原溶液體積100倍時，pH大于9 B．氯化銨溶液呈酸性 C．常溫下，0.01 mol/L氨水的pH＝10.6 D．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，pH＝11的氨水加水稀釋到原溶液體積100倍時，pH應(yīng)等于9；B項，氯化銨溶液呈酸性，說明NH發(fā)生水解反應(yīng)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pH＝10.6，說明氨水不能完全電離，若完全電離，pH應(yīng)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：CH3COOHH＋＋CH3COO－ 2. 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(yīng)的弱酸弱堿較強； K值越小，該弱電解質(zhì)越難電離，其對應(yīng)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： H3PO4H＋＋H2PO K1＝7.110－3 H2POH＋＋HPO K2＝6.310－8 HPOH＋＋PO K3＝4.2010－13 【名師點撥】 ① 電離常數(shù)表達式中各組分的濃度均為平衡濃度． ② 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＋)． ③ 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(guān)，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． ④ 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K＝4.610－4，CH3COOH的K＝1.810－5，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) CH3COOH CH3COOHCH3COO－＋H＋ 1.7610－5 H2CO3 H2CO3H＋＋HCO HCOH＋＋CO K1＝4.410－7 K2＝4.710－11 H2S H2SH＋＋HS－ HS－H＋＋S2－ K1＝1.310－7 K2＝7.110－15 H3PO4 H3PO4H＋＋H2PO H2POH＋＋HPO HPOH＋＋PO K1＝7.110－3 K2＝6.310－8 K3＝4.2010－13 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(guān)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(yīng)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(xùn)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 ( ) ① 醋酸與水能以任意比互溶?、?醋酸溶液能導(dǎo)電?、?醋酸溶液中存在醋酸分子 ④ 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(yīng)放出CO2?、?0.1 mol/L醋酸鈉溶液pH＝8.9?、?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(yīng)，開始醋酸產(chǎn)生H2速率慢 A．②⑥⑦ B．③④⑤⑥ C．③④⑥⑦ D．①② 2. 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．Ⅱ為鹽酸稀釋時pH值變化曲線 B．b點溶液的導(dǎo)電性比c點溶液的導(dǎo)電性強 C．a(chǎn)點Kw的數(shù)值比c點Kw的數(shù)值大 D．b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( ) CH3COOH HClO H2CO3 Ka＝1.810－5 Ka＝3.010－8 Ka1＝4.310－7 Ka2＝5.610－11 A．相同濃度CH3COONa和NaClO的混合液中，各離子濃度的大小關(guān)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2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋CO C．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 pH＝3的某一元酸溶液，向乙燒杯中加水稀釋至pH＝4，關(guān)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 pH＝11的NaOH溶液反應(yīng)，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 molL－1氨水、0.1 molL－1NH4Cl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 molL－1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 molL－1氨水，用pH試紙測其pH＝a，然后用蒸餾水稀釋至1 000 mL，再用pH試紙測出其pH＝b，若要確認NH3H2O是弱電解質(zhì)，則a、b應(yīng)滿足什么關(guān)系：_____________________。 (3) 丙取出10 mL 0.010 molL－1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】C 2. 【答案】B 【解析】本題為強酸、弱酸稀釋過程中的比較，解題的關(guān)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Ⅱ為醋酸稀釋時pH值變化曲線；Ⅰ為鹽酸稀釋時pH值變化曲線。B項：溶液的導(dǎo)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(dǎo)電性強于c點溶液的導(dǎo)電性。C項：Kw只與溫度有關(guān)。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(jié)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(guān)系應(yīng)是c(Na＋)>c(CH3COO－)> c(ClO－)>c(OH－)>c(H＋)，錯誤；B項，CO結(jié)合質(zhì)子的能力大于ClO－結(jié)合質(zhì)子的能力，離子方程式應(yīng)為ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO，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】AD 5. 【答案】(1) 正確 若是強電解質(zhì)，則0.010 molL－1氨水中c(OH－)應(yīng)為0.010 molL－1，pH＝12 (2) a－2下載提示(請認真閱讀)
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