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第1講弱電解質(zhì)的電離
考點(diǎn)一弱電解質(zhì)的電離平衡
1.強(qiáng)、弱電解質(zhì)
(1)強(qiáng)電解質(zhì):在水溶液或熔融狀態(tài)下能全部電離的電解質(zhì)。包括以下幾種:
強(qiáng)酸:HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI(??剂髲?qiáng)酸)
強(qiáng)堿:KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2(常考四大強(qiáng)堿)
絕大多數(shù)鹽:NaCl、Na2CO3、CaCO3、AgCl等
金屬氧化物:Na2O、CaO等
(2)弱電解質(zhì):在水溶液或熔融狀態(tài)下部分電離的電解質(zhì)。包括以下幾種:
弱酸:CH3COOH、HClO、HF、HCN、HNO2、H2SO3、H2S、H2CO3、H2SiO3、H3PO4等
弱堿:NH3·H2O、Mg(OH)2、Al(OH)3、Zn(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2等
少數(shù)鹽:(CH3COO)2Pb、Hg2Cl2等
H2O
2.電離方程式的書(shū)寫(xiě)
(1)強(qiáng)電解質(zhì)
+2-
如H2SO4的電離方程式為_(kāi)_H2SO4===2H+SO4__。
(2)弱電解質(zhì)
①一元弱酸、弱堿一步完成
+-
如NH3·H2O的電離方程式為_(kāi)_NH3·H2ONH4+OH__;
-+
CH3COOH的電離方程式為_(kāi)_CH3COOHCH3COO+H__。
②多元弱酸分步電離,且第一步電離程度??遠(yuǎn)大于第二步。
+??--+2-
如H2CO3的電離方程式為_(kāi)_H2CO3H+HCO3__,__HCO3H+CO3__。
③書(shū)寫(xiě)多元弱堿的電離方程式時(shí),一步完成。
??3+-??
如Fe(OH)3的電離方程式為_(kāi)_Fe(OH)3Fe+3OH__。
3+-
④兩性物質(zhì)雙向電離,如Al(OH)3的電離方程式為_(kāi)_Al(OH)3Al+3OH
+-??
__,__Al(OH)3+H2OH+[Al(OH)4]__。
(3)酸式鹽??
??
①?gòu)?qiáng)酸的酸式鹽,如NaHSO4
++2-
在水溶液中的電離方程式為_(kāi)_NaHSO4===Na+H+SO4__;熔融狀態(tài)下的電
+-
離方程式為_(kāi)_NaHSO4===Na+HSO4__。
+-
②弱酸的酸式鹽,如NaHCO3的電離方程式為_(kāi)_NaHCO3===Na+HCO3__,
-+2-
__HCO3H+CO3__。
??
3.弱電解質(zhì)的電離平衡
(1)電離平衡的建立
在一定條件(如溫度、濃度等)下,當(dāng)__弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率__和__
離子結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的速率__相等時(shí),溶液中各分子和離子的濃度都不再發(fā)
生變化,電離過(guò)程就達(dá)到電離平衡狀態(tài)。平衡建立過(guò)程如圖所示:
(2)電離平衡的特征
4.影響電離平衡的因素
(1)內(nèi)因:電解質(zhì)本身的性質(zhì),通常電解質(zhì)越弱,電離程度越小。
(2)外因
①濃度:電解質(zhì)溶液的濃度越小,它的電離程度就越大(越稀越電離);濃度越
大,電離程度越小。
a.同一弱電解質(zhì),稀釋溶液時(shí),電離平衡將向電離的方向移動(dòng),電離程度增
大,但溶液中離子濃度不一定變大,如:弱酸HA溶液稀釋時(shí),c(HA)、c(H+)、
c(A-)均減小(參與平衡建立的微粒),但c(OH-)會(huì)增大。
b.增大溶液的物質(zhì)的量濃度,電離平衡將向電離方向移動(dòng),但電解質(zhì)的電離
程度減小。
②溫度:弱電解質(zhì)的電離一般是吸熱過(guò)程,升高溫度使電離平衡向電離的方
向移動(dòng),電離程度增大。
③同離子效應(yīng)——加入具有相同離子的物質(zhì)
加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的電解質(zhì)時(shí),可使電離平衡向結(jié)合成弱電解質(zhì)
分子的方向移動(dòng),電離程度減小。
④化學(xué)反應(yīng):加入能與弱電解質(zhì)電離出的離子發(fā)生反應(yīng)的離子時(shí),電離平衡
向電離方向移動(dòng)。
-1-
以0.1mol·LCH3COOH溶液為例,填寫(xiě)外界條件對(duì)CH3COOHCH3COO
+H+ΔH>0的影響。
??
平衡移電離導(dǎo)電
改變條件++-
動(dòng)方向n(H)c(H)c(CH3COO)程度能力Ka
加水稀釋向右增大減小減小增大減弱
加少量
向右增大增大增大減小增強(qiáng)
冰醋酸
加濃鹽酸向左增大增大減小減小增強(qiáng)
加入不
向右減小減小增大增大增強(qiáng)
NaOH(s)變
加入
CH3COON向左減小減小增大減小增強(qiáng)
a(s)
加入鎂粉向右減小減小增大增大增強(qiáng)
升高溫度向右增大增大增大增大增強(qiáng)增大
易錯(cuò)易混
判斷下列說(shuō)法正誤(正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”,并說(shuō)明錯(cuò)因)。
+
(1)當(dāng)NH3·H2O電離處于平衡狀態(tài)時(shí),c(NH3·H2O)=c(NH4)。()
錯(cuò)因:
(2)強(qiáng)電解質(zhì)都是離子化合物。()
錯(cuò)因:
(3)強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力一定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng)。()
錯(cuò)因:
答案:(1)×弱電解質(zhì)的電離程度很小,只有部分電離。
(2)×許多共價(jià)化合物如強(qiáng)酸、氯化鋁等都是強(qiáng)電解質(zhì)。
(3)×溶液的導(dǎo)電能力(電導(dǎo)率)與電解質(zhì)的強(qiáng)弱無(wú)關(guān),它取決于溶液中自由
移動(dòng)的離子濃度大小及離子所帶的電荷數(shù)目。
題組一強(qiáng)、弱電解質(zhì)及其電離
1.下列事實(shí)不能證明HNO2是弱電解質(zhì)的是()
①等物質(zhì)的量濃度、等體積的鹽酸、HNO2溶液和足量鋅反應(yīng),根據(jù)產(chǎn)生氫氣
的多少
②用HNO2溶液做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn),燈泡很暗
③中和等pH、等體積的鹽酸和HNO2溶液時(shí),HNO2消耗的堿多
-1
④0.1mol·LHNO2溶液的pH=2
⑤HNO2與CaCO3反應(yīng)放出CO2氣體
+-1
⑥c(H)=0.1mol·L的HNO2溶液稀釋1000倍,pH<4
⑦HNO2溶液中存在HNO2分子和氫離子、亞硝酸根離子
A.①②⑤B.①②⑤⑥C.③④⑥⑦D.①③④
解析:A①等物質(zhì)的量濃度、等體積的鹽酸、HNO2溶液中酸的物質(zhì)的量相
同,和足量鋅反應(yīng),產(chǎn)生氫氣一樣多,故無(wú)法判斷酸的強(qiáng)弱;②溶液的導(dǎo)電性與
離子的濃度及所帶電荷數(shù)有關(guān),而與電解質(zhì)強(qiáng)弱無(wú)關(guān),故不能證明HNO2是弱電
解質(zhì);③HNO2中和堿消耗的堿多,說(shuō)明pH相等的HNO2溶液中HNO2部分電離,
故能證明HNO2是弱電解質(zhì);④說(shuō)明HNO2溶液中HNO2部分電離,故能證明HNO2
是弱電解質(zhì);⑤說(shuō)明HNO2酸性比碳酸強(qiáng),但不能說(shuō)明HNO2是弱酸,故不能證
明HNO2是弱電解質(zhì);⑥說(shuō)明亞硝酸不完全電離,為弱酸,故能證明HNO2是弱
電解質(zhì);⑦說(shuō)明亞硝酸部分電離,能證明HNO2是弱電解質(zhì)。
2.(2024·沈陽(yáng)高二月考)現(xiàn)有①鹽酸、②醋酸兩種稀溶液,用序號(hào)回答下列問(wèn)
題。
(1)若兩種酸的物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L:
a.兩種溶液中的c(H+)大小關(guān)系為_(kāi)_______。
b.取等體積上述兩種溶液,分別用同濃度的NaOH溶液完全中和,所需NaOH
溶液體積大小關(guān)系為_(kāi)_______。
c.若取等質(zhì)量Zn分別跟這兩種溶液反應(yīng),使Zn恰好完全反應(yīng)時(shí),消耗兩種
酸的體積大小關(guān)系為_(kāi)_______。
(2)若兩種溶液的c(H+)均為0.1mol/L:
a.兩種酸的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系為_(kāi)_______。
b.取等體積上述兩種溶液,分別用同濃度的NaOH溶液完全中和,所需NaOH
溶液體積大小關(guān)系為_(kāi)_______。
c.若取等質(zhì)量Zn分別跟這兩種溶液反應(yīng),使Zn恰好完全反應(yīng)時(shí),消耗兩種
酸的體積大小關(guān)系為_(kāi)_______。
答案:(1)①>②①=②①=②(2)①<②①<②①>②
解析:(1)a.HCl為一元強(qiáng)酸,在溶液中均全部電離,CH3COOH為弱酸,在溶
液中部分電離;b.兩種酸的物質(zhì)的量相等,鹽酸和醋酸消耗的NaOH相等;c.等質(zhì)
量的Zn完全反應(yīng),消耗的鹽酸和醋酸相等。
++
(2)a.CH3COOH是弱酸,c(CH3COOH)c(H),c(HCl)=c(H),所以②>①;
b.等體積的兩種溶液中,n(CH3COOH)>n(HCl),②>①;c.等質(zhì)量的Zn完全反應(yīng),
消耗的n(H+)相等,所以溶液中濃度大的消?耗的體積小,所以①>②。
【題源】選擇性必修1第58頁(yè)
規(guī)律總結(jié)
判斷弱電解質(zhì)的三個(gè)思維角度
角度一:弱電解質(zhì)的定義,即弱電解質(zhì)不能完全電離。
(1)測(cè)定一定濃度的HA溶液的pH。
(2)與同濃度的鹽酸比較導(dǎo)電性。
(3)與同濃度的鹽酸比較與鋅反應(yīng)的快慢。
角度二:弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡,條件改變,平衡移動(dòng)。
(1)從一定pH的HA溶液稀釋前后pH的變化判斷。
(2)從升高溫度后pH的變化判斷。
(3)從等體積、等pH的HA溶液、鹽酸分別與過(guò)量的鋅反應(yīng)生成H2的量判斷。
角度三:弱電解質(zhì)形成的鹽類能水解。如判斷CH3COOH為弱酸可用下面兩
個(gè)現(xiàn)象:
(1)配制某濃度的醋酸鈉溶液,向其中加入幾滴酚酞溶液?,F(xiàn)象:溶液變?yōu)闇\
紅色。
(2)用玻璃棒蘸取一定濃度的醋酸鈉溶液滴在pH試紙上,測(cè)其pH。現(xiàn)象:pH
>7。
題組二弱電解質(zhì)的電離平衡及影響因素
+-
3.稀氨水中存在著下列平衡:NH3·H2ONH4+OH,若要使平衡向逆反
應(yīng)方向移動(dòng),同時(shí)使c(OH-)增大,應(yīng)加入的物質(zhì)或采取的措施是(不考慮氣體逸
??
出)()
①NH4Cl固體②硫酸③NaOH固體④水⑤加熱⑥MgSO4固體
A.①②③⑤B.③C.③④⑥D(zhuǎn).③⑤
解析:B①若在氨水中加入氯化銨固體,溶液中銨根離子濃度增大,電離平
衡逆向移動(dòng),溶液中氫氧根離子濃度減小,不符合題意;②若在氨水中加入硫酸,
硫酸與氫氧根離子反應(yīng),溶液中氫氧根離子濃度減小,電離平衡正向移動(dòng),不符
合題意;③若在氨水中加入氫氧化鈉固體,溶液中氫氧根離子濃度增大,電離平
衡逆向移動(dòng),符合題意;④若在氨水中加入水稀釋,溶液中氫氧根離子濃度減小,
電離平衡正向移動(dòng),不符合題意;⑤一水合氨在溶液中的電離是吸熱過(guò)程,加熱
升高溫度,電離平衡正向移動(dòng),溶液中氫氧根離子濃度增大,不符合題意;⑥加
入少量硫酸鎂固體,鎂離子與氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀,溶液中氫氧根
離子濃度減小,電離平衡正向移動(dòng),不符合題意。
【題源】選擇性必修1第59頁(yè)
規(guī)律總結(jié)
外界條件對(duì)電離平衡影響的四個(gè)不一定
稀醋酸加水稀釋時(shí),溶+-
因?yàn)闇囟炔蛔?,Kw=c(H)·c(OH)是定值,稀醋酸
液中不一定所有的離
加水稀釋時(shí),溶液中的c(H+)減小,故c(OH-)增大
子濃度都減小
-+
如對(duì)于CH3COOHCH3COO+H,平衡后加入
電離平衡右移,電解質(zhì)
冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根據(jù)勒夏特
分子的濃度不一定減??
列原理,右移只能“減弱”而不能消除這種改變,
小
再次平衡時(shí),c(CH3COOH)比原平衡時(shí)大
電離平衡右移,離子的如在CH3COOH溶液中加水稀釋或加少量NaOH固
濃度不一定增大體,都會(huì)引起平衡右移,但c(H+)都比原平衡時(shí)小
電離平衡右移,電離程如增大弱電解質(zhì)的濃度,電離平衡向右移動(dòng),弱電
度也不一定增大解質(zhì)的電離程度反而減小
4.(2024·廣東深圳高二期末)某興趣小組圍繞乙酸的酸性開(kāi)展如下實(shí)驗(yàn)。
-1
利用0.1mol·LCH3COOH溶液探究濃度、溫度對(duì)CH3COOH電離平衡的影
響(忽略液體混合帶來(lái)的體積變化)。
(1)小組同學(xué)按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(已知:實(shí)驗(yàn)ⅰ中溶液濃度為實(shí)驗(yàn)ⅱ中所配溶液濃
度的10倍)。
V(CH3COOH)V(H2O)溫度
序號(hào)pH
/mL/mL/℃
ⅰ10.0025a1
ⅱ1.0V125a2
……………
①根據(jù)表中信息,補(bǔ)充數(shù)據(jù)V1=______。
②證明CH3COOH是弱電解質(zhì)的依據(jù)是:a1>1,或a2<__________(用含a1的
代數(shù)式表示)。
(2)一般情況下,升高溫度有利于弱酸的電離。該小組同學(xué)將0.1mol·L-1
CH3COOH溶液從15℃升溫至40℃,測(cè)定該過(guò)程中CH3COOH溶液的pH,并計(jì)
已電離的溶質(zhì)分子數(shù)
算出電離度(電離度=×100%),得到CH3COOH的電離度隨
原有溶質(zhì)分子總數(shù)
溫度變化的曲線如圖所示。
+
對(duì)于以上電離度異常情況,小組同學(xué)查閱資料:乙酸溶液中存在H、CH3COO
-等與水結(jié)合成水合離子的平衡,且轉(zhuǎn)化為水合離子的過(guò)程為放熱過(guò)程。
-
①水合離子的形成使溶液中CH3COO的濃度________(填“增大”或“減
小”),該過(guò)程________(填“促進(jìn)”或“抑制”)乙酸的電離。
②25~40℃,乙酸的電離度隨溫度升高而下降。結(jié)合平衡移動(dòng)原理,分析其
可能原因:____________________________________________________________。
(不考慮水的電離平衡產(chǎn)生的影響)。
(3)寫(xiě)出乙酸在生產(chǎn)或生活中的一種應(yīng)用:______________。
答案:(1)①9.0②a1+1
+-
(2)①減小促進(jìn)②乙酸溶液中存在H、CH3COO等與水結(jié)合成水合離子
+-
的平衡,且轉(zhuǎn)化為水合離子的過(guò)程為放熱過(guò)程,溫度升高,H、CH3COO等與水
+-
結(jié)合成水合離子的平衡逆向移動(dòng),H、CH3COO濃度增大,抑制醋酸電離
(3)食用酸味劑
【題源】選擇性必修1第62頁(yè)“練習(xí)與應(yīng)用”第4題變式
規(guī)律總結(jié)
pH相同的一元酸、堿稀釋的圖像分析
稀釋相同
醋酸<鹽酸氨水>NaOH
的倍數(shù)pH
稀釋后pH相等,
醋酸>鹽酸氨水>NaOH
需要稀釋的倍數(shù)
酸、堿溶液稀釋相同倍數(shù)時(shí),強(qiáng)電解質(zhì)
備注溶液比弱電解質(zhì)溶液的pH變化幅度大,
無(wú)限稀釋,pH無(wú)限接近中性
題組三電解質(zhì)溶液與導(dǎo)電性分析
5.(2025·武漢月考)用如圖裝置分別進(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn),使小燈泡明顯變暗的實(shí)
驗(yàn)操作是()
A.向CH3COOH溶液中加入適量NaOH固體
B.向SO2飽和溶液中滴加適量H2O2溶液
C.向AgNO3溶液中通入少量HCl氣體
D.向HI飽和溶液中通入少量O2
解析:D醋酸是弱電解質(zhì),向CH3COOH溶液中加入適量NaOH固體生成
強(qiáng)電解質(zhì)溶液,自由離子濃度明顯增加、導(dǎo)電能力明顯增強(qiáng),A不符合題意;SO2
飽和溶液中存在亞硫酸屬于弱電解質(zhì),滴加適量H2O2溶液生成的硫酸溶液是強(qiáng)電
解質(zhì)溶液,自由離子濃度明顯增加、導(dǎo)電能力明顯增強(qiáng),B不符合題意;通入少
量HCl氣體,發(fā)生反應(yīng):AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3,離子所帶的電荷和濃
度不變,溶液導(dǎo)電能力不變,小燈泡亮度不變,C不符合題意;向HI中溶液通入
氧氣,發(fā)生反應(yīng)4HI+O2===2H2O+2I2,溶液中離子濃度減小,導(dǎo)電能力明顯減
弱,D符合題意。
【題源】選擇性必修1第58頁(yè)實(shí)驗(yàn)31
6.常溫下,將一定濃度的鹽酸和醋酸加水稀釋,溶液的導(dǎo)電能力隨溶液體積
變化的曲線如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是()
A.曲線Ⅱ表示的是醋酸的變化曲線
B.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)溶液的pH由大到小順序?yàn)閎>a>c
C.a(chǎn)點(diǎn)的Kw比b點(diǎn)的Kw大
D.a點(diǎn)水電離的c(H+)小于c點(diǎn)水電離的c(H+)
解析:B稀釋之前,兩種溶液導(dǎo)電能力相等,說(shuō)明離子濃度相等,由于醋酸
為弱電解質(zhì),不能完全電離,則醋酸濃度大于鹽酸濃度,加水稀釋時(shí),醋酸進(jìn)一
步電離,所以稀釋過(guò)程中,醋酸導(dǎo)電能力大于鹽酸,則Ⅰ為醋酸稀釋曲線,Ⅱ?yàn)?/p>
鹽酸稀釋曲線。由分析可知,Ⅰ為醋酸稀釋曲線,Ⅱ?yàn)辂}酸稀釋曲線,故A錯(cuò)誤;
導(dǎo)電能力越大,說(shuō)明離子濃度越大,酸性越強(qiáng),則a、b、c三點(diǎn)溶液的pH大小順
序?yàn)閏<a<b,故B正確;相同溫度下,Kw相同,故C錯(cuò)誤;a點(diǎn)離子濃度小于c
點(diǎn)離子濃度,氫離子濃度越大,對(duì)水的電離抑制程度越大,則a點(diǎn)水電離的c(H+)
大于c點(diǎn)水電離的c(H+),故D錯(cuò)誤。
【題源】選擇性必修1第62頁(yè)第4題
規(guī)律總結(jié)
電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性的影響因素
(1)電解質(zhì)導(dǎo)電的條件
電解質(zhì)的導(dǎo)電條件是在水溶液中或熔融狀態(tài),共價(jià)化合物只能在水溶液中導(dǎo)
電,離子化合物在熔融狀態(tài)和水溶液中均可導(dǎo)電。
(2)導(dǎo)電性強(qiáng)弱
溶液濃度
離子濃度
電離程度
離子所帶電荷
考點(diǎn)二電離平衡常數(shù)
1.電離平衡常數(shù)概念
一定條件下,當(dāng)一元弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時(shí),溶液中弱電解質(zhì)電離所生成
的各離子濃度的乘積,與溶液中未電離分子的濃度之比是一個(gè)常數(shù),簡(jiǎn)稱電離常
數(shù)。
2.電離平衡常數(shù)的表達(dá)式
+-
+-c(H)·c(A)
(1)對(duì)于一元弱酸HA:HAH+A,電離常數(shù)Ka=____。
c(HA)
+-
??+-c(B)·c(OH)
(2)對(duì)于一元弱堿BOH:BOHB+OH,電離常數(shù)Kb=____。
c(BOH)
(3)對(duì)于多元弱酸,以H2CO3為??例:
+-
+-c(H)·c(HCO3)
H2CO3H+HCO3Ka1=,
c(H2CO3)
+(2-)
-??+2-c(H)·cCO3
HCO3H+CO3Ka2=-。
c(HCO3)
??
3.電離平衡常數(shù)的意義
相同條件下,K越大,表示該弱電解質(zhì)__越易__電離,所對(duì)應(yīng)酸或堿的酸性
或堿性相對(duì)__越強(qiáng)__。
4.電離平衡常數(shù)的特點(diǎn)
(1)電離平衡常數(shù)只與__溫度__有關(guān),升溫,電離平衡常數(shù)__增大__。
(2)多元弱酸是分步電離的,各級(jí)電離常數(shù)的大小關(guān)系是K1K2……所以其酸
性主要取決于第一步電離。
?
5.電離平衡常數(shù)的應(yīng)用
(1)判斷弱酸(或弱堿)的相對(duì)強(qiáng)弱,電離常數(shù)越大,酸性(或堿性)越強(qiáng)。
例如,相同溫度下,根據(jù)三種酸的電離常數(shù),則三種酸的強(qiáng)弱關(guān)系:
__HZ>HY>HX__。
酸HXHYHZ
電離平衡常數(shù)9×10-79×10-61×10-2
(2)定量判斷電離平衡移動(dòng)的方向、解釋移動(dòng)的原因。
-1+
如0.1mol·LCH3COOH溶液加水稀釋,判斷平衡移動(dòng)的方向、溶液中c(H)
的變化情況
+-
CH3COOHH+CH3COO
+-
原平衡:c(CH3COOH)c(H)c(CH3COO)
??+-
假設(shè)稀釋:c(CH3COOH)c(H)c(CH3COO)
nnn
+-
c(H)c(CH3COO)
·+-
nnc(H)·c(CH3COO)Ka
至n倍后:Q===<Ka(n>1)
c(CH3COOH)n·c(CH3COOH)n
n
所以電離平衡向電離方向移動(dòng),移動(dòng)的結(jié)果使c(CH3COOH)減小,由于平衡
+-
常數(shù)不變,故c(H)和c(CH3COO)都必然減小。
(3)判斷溶液微粒濃度比值的變化,利用溫度不變,電離常數(shù)不變來(lái)判斷。
--+
c(CH3COO)·c(H)
如把-1溶液加水稀釋,c(CH3COO)=
0.1mol·LCH3COOH+
c(CH3COOH)c(CH3COOH)·c(H)
-
Ka+c(CH3COO)
=+,稀釋時(shí),c(H)減小,Ka不變,則變大。
c(H)c(CH3COOH)
(4)判斷鹽溶液的酸性(或堿性)強(qiáng)弱,電離常數(shù)越大,對(duì)應(yīng)鹽的水解程度越小,
鹽溶液的堿性(或酸性)越弱。
-
如CH3COOH的酸性比HClO的酸性強(qiáng),則相同濃度時(shí),CH3COO的水解程
度比ClO-小,后者的堿性強(qiáng)。
(5)判斷復(fù)分解反應(yīng)能否發(fā)生,一般符合“強(qiáng)酸制弱酸”規(guī)律。
-10-7
如已知25℃時(shí)弱酸的電離平衡常數(shù)HCN:Ka=4.9×10,H2S:Ka1=4.4×10,
-15
Ka2=4.7×10,則反應(yīng)Na2S+HCN===NaHS+NaCN能發(fā)生,原因是:根據(jù)電離
-
平衡常數(shù)的關(guān)系,電離氫離子的能力(酸性):H2S>HCN>HS。
-7-11-10
又如H2CO3:Ka1=4.2×10,Ka2=5.6×10,苯酚(C6H5OH):Ka=1.3×10,
向苯酚鈉(C6H5ONa)溶液中通入的CO2,不論是少量還是過(guò)量,其化學(xué)方程式均為
C6H5ONa+CO2+H2O===C6H5OH+NaHCO3。
(6)計(jì)算常溫下一定濃度的弱酸或弱堿溶液中的c(H+)或c(OH-)。
-5-1
如已知25℃時(shí)某弱酸HX的電離常數(shù)Ka=1.75×10,計(jì)算0.1mol·L的HX
溶液中H+濃度是多少?
HXH++X-
起始:c(HX)00
平衡:c(HX)-c(X?-?)c(H+)c(X-)[約等于c(H+)]
c(H+)·c(X-)c2(H+)
則Ka=≈,由于弱電解質(zhì)的電離程度很小,c(HX)
c(HX)-c(X-)c(HX)-c(H+)
-c(H+)≈c(HX)。
+-5-1-3-1
c(H)≈Ka·c(HX)=1.75×10×0.1mol·L≈1.32×10mol·L。
6.電離度
(1)概念
在一定條件下的弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時(shí),已經(jīng)電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原電
解質(zhì)分子總數(shù)的百分比。
(2)表示方法
已電離的弱電解質(zhì)的物質(zhì)的量濃度
α=×100%
溶液中原有弱電解質(zhì)的總物質(zhì)的量濃度
已電離的弱電解質(zhì)的物質(zhì)的量
α=×100%
溶液中原有弱電解質(zhì)的總物質(zhì)的量
已電離的弱電解質(zhì)分子數(shù)
α=×100%
溶液中原有弱電解質(zhì)的總分子數(shù)
(3)影響因素
①相同溫度下,同一弱電解質(zhì),濃度越大,其電離度(α)越__小__。
②相同濃度下,同一弱電解質(zhì),溫度越高,其電離度(α)越__大__。
(4)電離度與電離平衡常數(shù)的關(guān)系
①一元弱酸(以CH3COOH為例)
+-
CH3COOHH+CH3COO
起始c00
轉(zhuǎn)化c·α??c·αc·α
平衡c·(1-α)c·αc·α
(c·α)2c·α2
Ka==
c·(1-α)1-α
2Ka
α很小,可認(rèn)為1-α≈1,則Ka=c·α或α=。(越稀越電離)
c
②一元弱堿(如NH3·H2O,電離常數(shù)為Kb)
2Kb
同理可得,則Kb=c·α或α=。
c
易錯(cuò)易混
判斷下列說(shuō)法正誤(正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”,并說(shuō)明錯(cuò)因)。
2+2-
c(H)·c(CO3)
(1)H2CO3的電離常數(shù)表達(dá)式:Ka=。()
c(H2CO3)
錯(cuò)因:
(2)弱電解質(zhì)的電離平衡右移,電離常數(shù)一定增大。()
錯(cuò)因:
(3)電離常數(shù)大的酸溶液中的c(H+)一定比電離常數(shù)小的酸溶液中的c(H+)大。
()
錯(cuò)因:
(4)某一弱電解質(zhì),電離度越大,電離常數(shù)就越大。()
錯(cuò)因:
(5)相同溫度下,向1mol·L-1醋酸溶液中加入少量冰醋酸,其電離度變小。
()
錯(cuò)因:
+-
c(NH4)·c(OH)
(6)對(duì)于0.1mol/L氨水,加水稀釋后,溶液中變大。()
c(NH3·H2O)
錯(cuò)因:
答案:(1)×多元弱酸的電離常數(shù)要分步書(shū)寫(xiě)。
(2)×電離常數(shù)只與溫度有關(guān),與平衡移動(dòng)的方向無(wú)關(guān)。
(3)×酸中c(H+)既與酸的電離常數(shù)有關(guān),還與酸的濃度有關(guān)。
(4)×相同溫度下,同一弱電解質(zhì)的電離常數(shù)相同,而溶液的濃度越小電離
度越大。
(5)√
+-
c(NH4)·c(OH)
(6)×氨水中=Kb,電離常數(shù)只與溫度有關(guān),加水稀釋后,
c(NH3·H2O)
電離常數(shù)不變。
題組一離子濃度比較
1.(2025·山東濰坊模擬)室溫下,用水稀釋0.1mol·L-1氨水,溶液中隨著水量
的增加而減小的是()
+-
c(NH4)·c(OH)c(NH3·H2O)
A.B.-
c(NH3·H2O)c(OH)
C.c(H+)D.c(H+)和c(OH-)的乘積
+-
解析:B由氨水的電離方程式NH3·H2ONH4+OH可知,
+-
c(NH4)·c(OH)
為平衡常數(shù),只隨溫度變化,用水稀?釋?,溫度不變,比值不變,
c(NH3·H2O)
-
A錯(cuò)誤;加水稀釋,促進(jìn)一水合氨的電離,n(NH3·H2O)減小,n(OH)增大,二者
c(NH3·H2O)
在同一溶液中,體積相同,因此減小,B正確;加水稀釋促進(jìn)一水合
c(OH-)
氨電離,但一水合氨電離增大程度小于溶液體積增大程度,則c(OH-)減小,溫度
不變,水的離子積常數(shù)不變,c(H+)增大,C、D錯(cuò)誤。
【題源】選擇性必修1第62頁(yè)第3題變式
規(guī)律總結(jié)
溶液中某些離子濃度比值變化的三種判斷方法
對(duì)弱電解質(zhì)平衡移動(dòng)過(guò)程中某些離子濃度比值的變化常用三種方法分析。第
一種:將濃度之比轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量之比進(jìn)行比較,這樣分析起來(lái)可以忽略溶液體
積的變化,只需分析微粒數(shù)目的變化即可。第二種:“湊常數(shù)”,解題時(shí)將某些
離子濃度的比值乘以或除以某種離子的濃度,轉(zhuǎn)化為一個(gè)常數(shù)與某種離子濃度的
乘積或相除的關(guān)系。第三種:“假設(shè)法”,假設(shè)無(wú)限稀釋,c(H+)趨于10-7mol·L-1。
-3-7
2.已知H3AsO4的電離平衡常數(shù)分別為Ka1=6.3×10、Ka2=1.0×10、Ka3
-12
=3.2×10。25℃時(shí),向H3AsO4溶液中加入NaOH溶液至中性,此時(shí)溶液中
3-
c(AsO4)
=__________。
c(H3AsO4)
答案:2.016
3-
c(AsO4)3++
解析:Ka1×Ka2×Ka3=×c(H),25℃時(shí),當(dāng)溶液呈中性時(shí)c(H)
c(H3AsO4)
3-
c(AsO4)
=10-7mol·L-1,帶入表達(dá)式可得=2.016。
c(H3AsO4)
題組二利用電離常數(shù)判斷反應(yīng)
3.(2024·昌平區(qū)期末)25℃時(shí),三種酸的電離平衡常數(shù)如下:
化學(xué)式CH3COOHH2CO3HClO
-7
電離平Ka1=4.5×10
=×-5=×-8
Ka1.810-11Ka4.010
衡常數(shù)Ka2=4.7×10
下列反應(yīng)不能發(fā)生的是()
2--
A.CO3+CH3COOH===CH3COO+CO2↑+H2O
--
B.ClO+CH3COOH===CH3COO+HClO
2---
C.CO3+HClO===HCO3+ClO
-2-
D.2ClO+CO2+H2O===CO3+2HClO
解析:D根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),得出酸性強(qiáng)弱順序?yàn)?/p>
-
CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3。因?yàn)榇姿岬乃嵝詮?qiáng)于碳酸,因此醋酸能與碳酸
鹽反應(yīng)制取碳酸,該反應(yīng)能夠發(fā)生,A不符合題意;因?yàn)榇姿岬乃嵝詮?qiáng)于次氯酸,
因此醋酸能與次氯酸鹽反應(yīng)制取次氯酸,該反應(yīng)能夠發(fā)生,B不符合題意;因?yàn)?/p>
次氯酸的酸性強(qiáng)于碳酸氫根,因此次氯酸能與碳酸鹽反應(yīng)制取碳酸氫鹽,該反應(yīng)
能夠發(fā)生,C不符合題意;因?yàn)榇温人岬乃嵝詮?qiáng)于碳酸氫根弱于碳酸,因此碳酸
與次氯酸鹽反應(yīng)生成次氯酸和碳酸氫根,不能生成碳酸根,該反應(yīng)不能發(fā)生,D
符合題意。
【題源】選擇性必修1第61頁(yè)實(shí)驗(yàn)32
-2-7
4.已知亞磷酸(H3PO3)為二元弱酸,常溫下Ka1=1.6×10,Ka2=7×10。
(1)Na2HPO3屬于________(填“正鹽”或“酸式鹽”)。
-5
(2)已知常溫下Ka(CH3COOH)=1.8×10,寫(xiě)出亞磷酸溶液與足量醋酸鈉溶液
反應(yīng)的離子方程式:______________________________________________。
--
答案:(1)正鹽(2)H3PO3+CH3COO===H2PO3+CH3COOH
解析:(1)亞磷酸(H3PO3)為二元弱酸,則Na2HPO3屬于正鹽。
-7-5-2--
(2)因?yàn)槌叵?×10<1.8×10<1.6×10,則H2PO3與CH3COO不能發(fā)
生反應(yīng),所以亞磷酸溶液與足量醋酸鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為H3PO3+CH3COO
--
===H2PO3+CH3COOH。
題組三有關(guān)電離常數(shù)的計(jì)算
5.已知室溫時(shí),0.1mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%發(fā)生電離,下列敘
述錯(cuò)誤的是()
A.升高溫度,溶液的pH增大
B.室溫時(shí),此酸的電離平衡常數(shù)約為1×10-7
C.該溶液的pH=4
D.升高溫度,電離平衡常數(shù)增大
解析:A室溫時(shí),0.1mol/L某一元酸HA在水中有0.1%發(fā)生電離,則HA
是弱酸,溶液中c(H+)=0.1mol/L×0.1%=1×10-4mol/L。HA的電離是吸熱反應(yīng),
升溫促進(jìn)電離,pH減小,A錯(cuò)誤;電離后c(H+)、c(A-)均為1×10-4mol·L-1,電
離平衡常數(shù)約為1×10-7,B正確;電離后c(H+)為1×10-4mol·L-1,pH=4,C正
確;升溫促進(jìn)電離,電離平衡常數(shù)增大,D正確。
【題源】選擇性必修1第60頁(yè)例題變式
6.(2024·貴州高二模擬)在劇烈運(yùn)動(dòng)中,因缺氧肌肉會(huì)產(chǎn)生乳酸(HL),而血液
中,乳酸和碳酸氫鹽發(fā)生中和反應(yīng)。試通過(guò)如下計(jì)算來(lái)說(shuō)明此過(guò)程。
-4-7
已知乳酸(HL)是一元酸,Ka=1.4×10。碳酸的電離平衡常數(shù)為Ka1=4.5×10,
-11
Ka2=4.7×10。
(1)0.0560mol·L-1HL的pH為_(kāi)_____。(lg2≈0.30,lg7≈0.85)
(2)計(jì)算乳酸和碳酸氫鹽反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值,寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。
答案:(1)2.55
-
c(H2CO3)×c(L)
+-+-,=
(2)HLHCO3===H2CO3LK-
c(HL)×c(HCO3)
-+-4
c(H2CO3)×c(L)×c(H)Ka(HL)1.4×10
====311
-+-7
c(HL)×c(HCO3)×c(H)Ka1(H2CO3)4.5×10
解析:(1)0.0560mol·L-1HL溶液中c(H+)和c(L-)可認(rèn)為相等,可設(shè)為x,溶
x×x
液中HL的濃度約是0.056mol/L,則根據(jù)電離平衡常數(shù)可知=1.4×10-4,解
0.056
得x=2.8×10-3mol/L,所以溶液的pH為-lg2.8×10-3=2.55。
--
(2)乳酸和碳酸氫鹽反應(yīng)的方程式為HL+HCO3===H2CO3+L,反應(yīng)平衡常
--+
c(H2CO3)×c(L)c(H2CO3)×c(L)×c(H)
數(shù)的為===Ka(HL)=
K--+
c(HL)×c(HCO3)c(HL)×c(HCO3)×c(H)Ka1(H2CO3)
1.4×10-4
=311。
4.5×10-7
題組四弱電解質(zhì)的圖像分析
7.常溫下,將濃度均為0.01mol/L的鹽酸和醋酸分別加水稀釋,溶液的pH
已電離的溶質(zhì)分子數(shù)
隨溶液體積變化的曲線如圖所示[已知:電離度=×100%,
原有溶質(zhì)分子總數(shù)
-5
Ka(CH3COOH)≈1.6×10,lg2≈0.30],下列說(shuō)法正確的是()
b
A.≈2.3
a
B.Ⅰ為稀釋醋酸時(shí)的pH變化曲線
C.0.01mol/L醋酸中,醋酸的電離度約為4%
D.在0.01mol/L鹽酸中,所含陰離子的總物質(zhì)的量等于0.01mol
解析:C鹽酸為強(qiáng)酸,在溶液中完全電離,醋酸為弱酸,在溶液中部分電離,
等濃度的鹽酸溶液pH小于醋酸,由圖可知,未加水稀釋時(shí),pH:b>a,則Ⅰ為稀
釋鹽酸時(shí)的pH變化曲線、Ⅱ?yàn)橄♂尨姿釙r(shí)的pH變化曲線。0.01mol/L鹽酸溶液
中氫離子濃度為0.01mol/L,則a為2,0.01mol/L醋酸溶液的氫離子濃度為
-5-4b3.4
cKa≈0.01mol/L×1.6×10=4×10mol/L,則b為3.4,所以==1.7,故
a2
A錯(cuò)誤;由分析可知,Ⅰ為稀釋鹽酸時(shí)的pH變化曲線,故B錯(cuò)誤;醋酸的電離
4×10-4mol/L
度約為×100%=4%,故C正確;缺少溶液的體積,無(wú)法計(jì)算0.01
0.01mol/L
mol/L鹽酸中氯化氫和陰離子的物質(zhì)的量,故D錯(cuò)誤。
--1
8.25℃時(shí),某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO)=0.1mol·L,lg
-+-
c(CH3COOH)、lgc(CH3COO)、lgc(H)和lgc(OH)隨pH變化的關(guān)系如下圖所示。
Ka為CH3COOH的電離常數(shù),下列說(shuō)法正確的是()
-
A.O點(diǎn)時(shí),c(CH3COOH)=c(CH3COO)
B.N點(diǎn)時(shí),pH=lgKa
0.1c(H+)
該體系中,=-1
C.c(CH3COOH)+mol·L
Ka+c(H)
-
D.pH由7到14的變化過(guò)程中,CH3COO的水解程度始終增大
-
解析:C隨著溶液堿性的增強(qiáng),c(CH3COOH)減小,c(CH3COO)增大,故
-
MN所在曲線表示lgc(CH3COO),NP所在曲線表示lgc(CH3COOH),MO所在
曲線表示lgc(H+),OP所在曲線表示lgc(OH-)。O點(diǎn)時(shí),c(H+)=c(OH-),N點(diǎn)
-
時(shí),c(CH3COOH)=c(CH3COO),A項(xiàng)錯(cuò)誤;N點(diǎn)時(shí),lgc(CH3COOH)與lgc(CH3COO
-+
)相等,故c(H)=Ka,pH=-lgKa,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由CH3COOH的電離平衡常數(shù)推
+-
c(H)·c(CH3COO)+0.1-c(CH3COOH)
導(dǎo)可知Ka==c(H)·,故c(CH3COOH)=
c(CH3COOH)c(CH3COOH)
+
0.1c(H)-1-
+mol·L,C項(xiàng)正確;溶液pH增大,堿性增強(qiáng),CH3COO的水解程度
Ka+c(H)
減小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
方法指導(dǎo)
分布系數(shù)圖像
分布系數(shù)圖像常以pH、分布系數(shù)(δ)為橫、縱坐標(biāo),結(jié)合滴定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出
關(guān)系曲線,這里分布系數(shù)(δ)代表組分的平衡濃度占總濃度的比值。
一元弱酸(HA)二元弱酸(H2A)
--2-
δ0代表HA,δ1代表Aδ0代表H2A,δ1代表HA,δ2代表A
(1)電離常數(shù)的計(jì)算:找交點(diǎn)(微粒濃度相等點(diǎn))
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