第三章水溶液中的离子平衡总结

第三章水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离定义种类本质区别相同点电解质在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物酸、碱、盐、金属氧化物、水水溶液中或熔融状态下能否导电化合物非电解质在水溶液中和熔融状态下不能够导电的化合物多数有机化合物、非金属氧化物（水除外）注意：（1）单质既不是电解质也不是非电解质（2）在水溶液里或熔融状态能自身电离出自由移动的离子而导电时，才是电解质，如氨气，二氧化碳额水溶液恩能够导电，只是因为在水中发生了反应，本身不是电解质（3）电解质不一定导电，导电物质不一定是电解质。定义化合物类型电离程度电离过程溶液中存在的粒子实例强电解质在水溶液里完全电离离子化合物、部分共价化合物几乎完全不可逆，无电离平衡电离出的阴阳离子绝大多数盐、强酸、强碱弱电解质在水溶液里只能部分电离部分共价化合物部分电离可逆，有电离平衡电离出的阴、阳离子、电解质分子弱酸、弱碱、水、极少数的烟注意：（1）溶液的导电能力强弱是由单位体积内的自由移动的离子数目决定的，与电解质的强弱无关。（2）电解质的强弱与溶解度无关。水溶液中的离子平衡弱电解质的电离水的电离盐类的水解沉淀溶解平衡：溶解平衡，溶度积，沉淀反应的应用强电解质的电离弱电解质的电离电离平衡平衡常数水的电离：H2OH＋＋OH－Kw=c(H+).c(OH-)溶液的酸碱性PH的计算和应用：酸碱中和滴定定义：在溶液中盐电离出的离子跟水电离出H＋和OH－的离子结合生成弱电解质的反应实质：盐类的水解促进水的电离特征：可逆、吸热、微弱规律：谁弱谁水解，谁强显谁性，越弱越水解，都弱双水解，无弱不水解影响因素1.电解质的电离：电离：电解质在水溶液中或熔融状态下解离成自由离子的过程，电离不需通电，一般吸热。电离方程式的书写:(1)强电解质完全电离，用=；弱电解质部分电离，用(2)多元弱酸分步电离，分步书写；多元弱碱也分步电离，但可按一步电离写出；(3)强酸的酸式盐完全电离，弱酸的酸式盐中弱酸根不完全电离。NaHSO4Na++H++SONaHCO3====Na++HCONaHSO4熔融状态下只断裂离子键：NaHSO4Na++H+SO(4)Al(OH)3是一种两性氢氧化物，存在酸式电离和碱式电离H2O+AlO+H+Al(OH)3Al3++3OH2.弱电解质的电离平衡：在一定条件下，当电解质分子离解成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，这种状态叫做电离平衡状态。影响弱电解质电离平衡的因素：通常电解质越弱，电离程度越小；电离过程是吸热过程，温度升高平衡向电离方向移动浓度越大，电离程度越小。3.电离常数（1）表示方法：ABA++B-K=c(A+)c(B−)c(AB)一元弱酸和一元弱碱分别用Ka和Kb表示；多元弱酸弱碱分布进行，一步定性，K1≫K2≫K3（2）电离常数的影响因素：a.不同弱电解质的电离常数不同，说明电离常数的大小由物质的本性决定。b.同一弱电解质在同一温度下发生浓度变化时，其电离常数不变，说明弱电解质的电离常数大小不受其浓度变化的影响c.弱电解质的电离常数受温度变化的影响，但在室温下一般变化不大4.电离度：α=已电离的电解质物质的量溶液中原有的电解质总物质的量×100%=已电离的电解质物质的量浓度溶液中原有电解质的总物质的量浓度×100%强酸稀释到n倍，c(H+)变为1/n倍，弱酸稀释到n倍，c(H+)变化小于1/n倍5.证明弱电解质的实验方法：以一元弱酸为例实验设计或现象结论酸溶液的pH①0.1mol/L的HA溶液pH1②将pH=2的HA溶液稀释100倍，稀释后2pH4HA是一元弱酸盐溶液的pHNaA溶液的pH7溶液的导电性0.1mol/L的HCl的导电能力强于HA与金属反应的速率相同浓度的HCl和HA，与形同的金属或碳酸盐反应，前者的反应速率较快2423242熔融其钠盐能与弱酸反应生成HACO2通入NaA溶液中有HA生成HA是一元弱酸，HA的酸性小于H2CO3不与碳酸氢钠溶液反应HA溶液不与NaHCO3溶液反应常见的弱酸的酸性强度：H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO口诀：亚硫磷酸氢佛酸甲酸苯甲酸醋酸碳酸氢硫次氯酸氢氰酸后面石碳酸一元弱酸和一元强酸的比较（1）相同体积、相同物质的量浓度c(H+)酸性中和能力与足量的金属产生氢气的总量与同一金属反应的起始速率一元强酸大强相同相同大一元弱酸小弱小（2）相同体积、相同c(H+)c(酸)酸性中和能力与足量的金属产生氢气的总量与同一金反应的起始速率一元强酸小相同小少相同一元弱酸大大多典型高考题：1.下列物质中：能够导电的是属于电解质的是属于非电解质的是属于强电解质的属于弱电解质的是ANaOH溶液BCuC液态HClD液态CH3COOHE蔗糖溶液F液氨G氨水F胆矾晶体I石墨J无水乙醇2.在0.1mol/LCH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COO-+H+对于该平衡，下列叙述正确的是A．升高温度，电离平衡正向移动B．加水，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动C．滴加少量0.1mol／LHCl溶液，溶液中C(H+)减少D．加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动3.已知0.1mol/LCH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COO-+H+。要使溶液的c(H+)/c(CH3COOH)值增大，可以采取的措施是A加少量烧碱溶液B升高温度C加少量冰醋酸D加水4.20℃时，H2S饱和溶液1L，其浓度为0.1mol/L，其电离方程式为：H2SH++HS，HSH++S，若要是该溶液c(H+)及c(S2-)减小，可采取的措施是A加入适量的水B加入适量的NaOH固体C通入适量的SO2D加入适量的CuSO45.在一定的温度下，冰醋酸加水稀释的过程中，溶液的导电能力，程中溶液的导电能力I随加入水的体积变化的曲线如图所示，请回答：（1）“O”点导电能力为0的理由是：。a、b、c三点溶液中，[H+]由小到大的顺序是：。醋酸的电离程度最大的是：。2（2）若使c点溶液中[CH3COO－]增大，而[H+]减小，可采取的措施主要有：①；②；③；6.在a、b两支试管中，分别装入形态相同，质量相等的一颗锌粒，然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸，填写下列空白：(l)a、b两支试管中的现象：相同点是：____；不同点是：____，原因是____。(2)a、b两支试管中生成气体的体积开始时是V(a)____V(b)，反应完毕后生成气体的总体积是V(a)____V(b)；原因是______7.将100ml1mol/L的NaHCO3溶液等分成两份，其中一份加入少许冰醋酸，另外一份加入少许的Ba(OH)2固体，忽略溶剂的体积变化，两份溶液中CO32-的变化分别是A减小减小B减小增大C增大增大D增大减小8.将浓度为0.1mol/L的HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是（）A．c（H+）B．Ka（HF）Cc(F-)/c(H+)D．c(H+)/c(HF)9.在相同条件下，下列说法错误的是（）A．氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度B．碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度C．醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度D．工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气可提高SO2的利用率10.相同体积、相同pH的某一元强酸①和某一元中强酸②的溶液分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是A.B.C.D.11.已知室温时，0.1mol/L的某一元酸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12.北京奥运会祥云火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。（1）丙烷脱氢可得丙烯。已知：C3H8(g)=CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g)△H1=156.6kJ/molCH3CH=CH2(g)=CH4(g)＋HC≡CH(g)△H2=32.4kJ/mol则相同条件下，反应C3H8(g)=CH3CH=CH2(g)＋H2(g）的△H=__________kJ/mol（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷．电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为___________________；放电时，CO32－移向电池的__________（填“正”，或“负”）极。（3）碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2，溶于水达到平衡时，溶液的pH=5.6，c(H2CO3)=l.5×10-5mol/L。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO3－+H+的平衡常数K1=_______。（已知：10-5.60=2.5×10-6）（4）常温下，0.1mol/LNaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c(H2CO3)______c(CO32－)（填“”、“=”或“＜”)，原因是______________（用离子方程式和必要的文字说明）。第二节水的电离和溶液的酸碱性一、水的电离：H2OH++OHK电离=c(H+)×c(OH−)c(H2O)c(H+)c(OH−)=K电离×c(H2O)=KWKW为水的粒子积25℃时,[H+]=[OH-]=10-7mol/L;KW=[H+]·[OH-]=1×10-14注意：KW只与温度有关，温度一定，则KW值一定KW不仅适用于纯水，适用于任何溶液（酸、碱、盐）；在不同的溶液中c(H+)、c(OH−)的浓度可能不同，但由水电离出的c(H+)、c(OH−)的浓度是相等的。水电离特点：（1）可逆（2）吸热（3）极弱影响水电离平衡的外界因素：（1）酸碱都能抑制水的电离（2）升温能促进水的电离例题:1.(1)25°C时，10L水中含OH¯的物质的量为_____mol,含H+的个数为_____（设阿伏加德罗常数为NA，下同）。（2）25°C时，1g水中含H+的个数约为_____个。（3）室温下，1mol水中含OH¯的物质的量为_____mol2.下列说法正确的是（）A0.5molO3与11.2L的O2所含的分子数一定相等B.25℃与60℃时，水的pH相等C．中和等体积、等物质的量的浓度的盐酸和醋酸所消耗的n(NaOH)相等D．2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）和4SO2（g）+2O2（g）=4SO3（g）的△H相等二、溶液的pH测定（1）pH=-lgc[H+]（2）pH的测定方法：酸碱指示剂——甲基橙3.1~4.4（橙色）、石蕊5.0~8.0（紫色）、酚酞8.2~10.0（浅红色）pH试纸操作：玻璃棒蘸取未知液体在试纸上，然后与标准比色卡对比即可注意：①事先不能用水湿润pH试纸；对于有酸碱性的溶液，会产生影响；中性和纯水来说无影响。②泛pH试纸只能读取整数值或范围例题3：有一同学在实验室某溶液的pH，实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。（1）该学生的操作__________（填“正确”或“错误”），其理由是__________________；（2）如不正确请说明理由，同时请分析是否一定有误差？__________________；（3）若用此方法分别测定c（H+）相等的盐酸溶液和醋酸溶液的pH，误差较大的是__________，原因是__________________；三、混合液的pH值计算方法1、强酸与强酸的混合：[H+]混=（[H+]1V1+[H+]2V2）/（V1+V2）,若等体积混合,两种pH之差∆pH≥2则溶液显酸性pH混=pH小+0.3，则溶液显中性pH=7，酸性pH1+pH2142、强碱与强碱的混合：[OH-]混＝（[OH-]1V1+[OH-]2V2）/（V1+V2）若等体积混合,两种pH之差∆pH≥2则溶液，则溶液pH=pH2-0.3；等体积混合显碱性pH1+pH2143、强酸