第三章水溶液中的离子平衡

第三章水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离一、强、弱电解质与结构的关系【注】离子化合物—含有离子键．．．．．的化合物．．．；共价化合物—只含共价键．．．．．的化合物．．．常见弱电解质：NH3·H2O、Cu(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3、Fe(OH)2、AgOH（难溶碱都弱碱）；HF、HClO、H2S、H2SO3、H2CO3、H2SiO3、H3PO4、HNO2、有机酸水是一种极弱的电解质。二、弱电解的电离平衡1．电离平衡：在一定条件下，弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等，溶液未电离的分子浓度和已电离成离子的浓度保持不变的状态2．电离平衡的特征：逆：弱电解质的电离是可逆的(不完全电离)动：达平衡时，V电离＝V结合≠0定：外界条件一定，溶液中分子、离子浓度一定变：影响平衡的条件改变时，平衡发生移动。3.弱电解质电离的一般规律：①一元弱酸、弱碱、多元弱碱一步电离；CH3COOHH＋＋CH3COO－，NH3·H2ONH＋4＋OH－Cu(OH)2Cu2＋＋2OH－②多元弱酸分步电离；且下一步比上一步电离程度更弱，第一步电离程度最大。H2SH＋＋HS－HS－H＋＋S2－例1．下列说法正确的是()A．根据溶液中有CH3COOH、CH3COO－和H＋即可证明CH3COOH达到电离平衡状态B．根据溶液中CH3COO－和H＋的物质的量浓度相等可证明CH3COOH达到电离平衡状态C．当NH3·H2O达到电离平衡时，溶液中NH3·H2O、NH＋4和OH－的浓度相等D．H2CO3是分步电离的，电离程度依次减弱4.影响电离平衡的条件：（1）温度：电离过程是吸热过程，因此，升高温度，促进电离（使平衡正向移动）；降低温度，抑制电离。强电解质离子化合物，如：强碱、绝大多数盐。某些具有极性键的共价化合物，如：强酸弱电解质：含极性键的共价化合物弱酸：_____________________________________________________弱碱：_____________________________________________________水（2）浓度：①减小电离产物离子的浓度，平衡向电离的方向移动；②加水稀释溶液，促进电离，即平衡向电离的方向移动；加水稀释时，稀释程度比电离程度大得多，电离平衡虽然向电离的方向移动，但最终电离的离子浓度比稀释前都减小。5.溶液中阴、阳离子所带的正负电荷总数相等：例：H3PO4溶液中，c(H+)=c(H2PO4－)+2c(HPO42－)+3c(PO43－)+c(OH－)例2.把0.05molNaOH固体分别加入下列100mL液体中，溶液的导电性基本不变的是（）A.自来水B.0.5mol·L－1的盐酸C.0.5mol·L－1的醋酸D.0.5mol·L－1的氨水例3.硫化氢的水溶液中有如下动态平衡：H2SH++HS－HS－H++S2－H2OH++OH－在物质的量浓度为0.1mol·L－1的H2S溶液中，下列各离子间的关系正确的是（）A.c(H+)=c(HS－)+2c(S2－)+c(OH－)B.2c(H+)=2c(HS－)+c(S2－)+2c(OH－)C.c(H+)=c(HS－)+2c(S2－)D.c(H+)=2c(S2－)+c(OH－)三、电离常数1．表示方法对于ABA＋＋B－，K=2．K的意义：用于比较弱电解质的相对强弱，K值越大，电解质越强。多元弱酸只考虑第一步电离。3．影响因素：电离常数只与温度有关，升高温度，K值增大。4.电离度:当弱电解质达到电离平衡时，溶液里已经电离的电解质分子数占原来总分子数的百分数，称为电离度（a）。例4.在25℃时，0.1mol·L－1的HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3的溶液中，它们的电离平衡常数分别为4.6×10－4mol·L－1、1.8×10－4mol·L－1、4.9×10－10mol·L－1、K1＝4.3×10－7mol·L－1和K2＝5.6×10－11mol·L－1，其中氢离子浓度最小的是()A．HNO2B．HCOOHC．HCND．H2CO3例5.已知下面三个数据：7.2×10－4mol·L－1、4.6×10－4mol·L－1、4.9×10－10mol·L－1分别是三种酸的电离平衡常数，若已知这些酸可发生如下反应：①NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2，②NaCN＋HF===HCN＋NaF，③NaNO2＋HF===HNO2＋NaF。由此可判断下列叙述中，不正确的是()A．HF的电离平衡常数为7.2×10－4mol·L－1B.HNO2的电离平衡常数为4.9×10－10mol·L－1C．根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱D．HNO2的电离平衡常数比HCN大，比HF小)AB()B()(ccAc【针对训练】1.在甲酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是（）A.1mol/L的甲酸溶液中c（H+）约为1×10－2mol/LB.甲酸能与水以任意比例互溶C.1mol/L的甲酸溶液10mL恰好与10mL1mol/L的NaOH溶液完全反应D.在相同条件下，甲酸溶液的导电性比盐酸弱2.已知0.1mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使溶液中c(H＋)/c(CH3COOH)的值增大，可以采取的措施是()①加少量烧碱溶液②升高温度③加少量冰醋酸④加水A．①②B．①③C．②④D．③④3.下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是()A．相同浓度的两溶液中c(H＋)相同B．100mL0.1mol·L－1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠C．pH＝3的两溶液稀释100倍，pH都为5D．两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c(H＋)均明显减小4.已知室温时，0.1mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是()A．该溶液的pH＝4B．升高温度，溶液的pH增大C．此酸的电离平衡常数约为1×10－7D．由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的106倍5.在25℃时的醋酸溶液，若采用下列不同的措施：①加入NaOH固体；②加入CaCO3固体；③加等体积的水稀释；④加热醋酸溶液使温度上升10℃；⑤加入醋酸钠固体；⑥加入盐酸。其中能促进醋酸电离的有()A.①③④B.①②③④C.①③④⑤D.①②③④⑤6.下列实验事实不能证明醋酸是弱酸的是()A.常温下，醋酸溶液能与石灰石反应生成CO2B.常温下，测得0.1mol·-1L醋酸溶液的pH=4C.常温下，将pH=1的醋酸溶液稀释1000倍，测得pH4D.常温下，将物质的量浓度相同的醋酸溶液与氢氧化钠溶液等体积混合后恰好中和7.醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHH＋＋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.0.1mol/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pH78.将0.1mol/L醋酸溶液加水稀释，下列说法正确的是（）A.溶液中C(H+)和C(OH-)都减小；B.溶液中C(H+)增大。C.醋酸电离平衡向左移动；D.溶液的PH增大。9.0.1mol／L的CH3COOH溶液中存在平衡：CH3COOHCH3COO-+H+。下列说法正确的是A．加水时，平衡向逆反应方向移动B．加入少量0.1mol／L盐酸，溶液中c(H+)减小C．加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动D．加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动10.25℃时，将水不断滴人0.1mol／L．的氨水中，下列变化的图像不正确．．．的是11.下列说法正确的是()A．电离平衡常数受溶液浓度的影响B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱C．电离常数大的酸溶液中c(H＋)一定比电离常数小的酸溶液中大D．H2CO3的电离常数表达式：K＝cH＋·cCO2－3cH2CO312.有下列物质：①石墨②SO3（s）③Na2O④HCl(l)⑤Cl2⑥熔融的K2SO4⑦H2SO4(aq)⑧乙醇⑨冰醋酸⑩氨水。其中能导电的是；属于强电解质的是；属于弱电解质的有；属于非电解质的有。13.(1)将等质量的锌粉分别投入10mL0.1mol·L－1的盐酸和10mL0.1mol·L－1的CH3COOH溶液中。①若锌不足量，反应快的是________；②若锌过量，产生氢气的量的关系为________。(2)将等量的锌粉分别投入pH均为1且体积均相等的盐酸和醋酸溶液中。①若锌不足量，反应快的是________；②若锌过量，产生氢气的量的关系为________。第二节水的电离与溶液的酸碱度一：水的电离1．水的电离：H2OH＋＋OH－（简写）2．水的离子积Kw=c（H＋）·c（OH－）通常把Kw叫做水的离子积常数，简称水的离子积，只与温度有关。已知在25℃时，纯水中：c（H＋）=c（OH－）=1×10－7mol/L，所以在25℃时，Kw=c（H＋）·c（OH－）=1×10－7×1×10－7=1×10－14。3.纯水．．中溶液H＋、OH－浓度的计算方法：c（H＋）=c（OH－）=Kw。4.影响水电离的因素抑制电离：加入酸或碱，抑制水的电离，则水的电离程度减小，即水电离出的c(H＋)和c(OH－)减小,Kw不变促进电离：加入易水解的盐，如CH3COONa、NH4Cl等，或升高温度，促进水的电离。Kw不变；电离过程是一个吸热过程，升高温度，促进水的电离，水的离子积（Kw）增大，在100℃时，KW=1×10－12。二．溶液的酸碱性和PH常温时，任何水溶液（酸、碱、盐或纯水）中，均存在H＋、OH－，且Kw=c（H＋）·c（OH－）=1×10－14，Kw为常数1．常温时，溶液的酸碱性中性溶液中，c（H＋）=c（OH－）=1×10－7mol/L；酸性溶液中，c（H＋）＞c（OH－），c（H＋）＞1×10－7mol/L；碱性溶液中，c（H＋）＜c（OH－），c（H＋）＜1×10－7mol/L。碱性溶液中的c（H＋）=Kw/c（OH－）；同理，酸性溶液中的c（OH－）=Kw/c（H＋）。2．溶液的PH化学上常用c（H＋）的负对数表示溶液酸碱性的强弱：PH=－lgc(H＋)c（H＋）、PH、溶液酸碱性的关系c（H＋）10010-110-210-310-410-510-610-710-810-910-1010-1110-1210-1310-14PH01234567891011121314酸碱性中性酸性增强碱性增强3.PH的计算（1）酸溶液中：PH=－lgc(H＋)（2）碱溶液中：先由c（OH－）算出c（H＋）PH=－lg(H＋)（3）酸和酸混合时：先算出c(H＋)(混)再算PH=lg(H＋)（4）碱和碱混合时：先算出c(OH－)(混)再算出c(H＋)(混)最后出算PH=lg(H＋)（5）酸和碱混合时：若酸过量，先算出c(H＋)(混)最后出算PH=lg(H＋)（6）酸和碱混合时：若碱过量，先算出c(OH－)(混)再算出c(H＋)(混)最后出算PH=lg(H＋)例1、25℃时,某溶液中,c(H＋)=1×10-6mol/L，问水电离出的c(H＋)和c(OH－)是多少?例2、25℃时,某溶液中,c(OH－)=1×10-８mol/L，问水电离出的c(H＋)和c(OH－)是多少?例3、常温下，0.1mol/L的NaOH溶液中水电离出的c(H＋)和c(OH－)各是多少?例4、常温下，0.1mol/L的盐酸溶液中水电离出的c(H＋)和c(OH－)各是多少?例5.pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合后，所得的混合溶液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是（）A.11︰1B.9︰1C.1︰11D.1︰9例6.某温度下，水的离子积常数KW＝10－12。该温度下，将pH＝4的H2SO4溶液与pH＝9的NaOH溶液混合并保持恒温，欲使混合溶液的pH＝7，则稀硫