了解弱电解质在水溶液中的电离平衡

第八章水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离[考纲展示]1．了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。2．了解电解质在水溶液中的电离，以及电解质溶液的导电性。3．了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。本节目录考点串讲深度剖析真题集训把脉高考知能演练高分跨栏教材回顾夯实双基学科规律方法提升教材回顾夯实双基构建双基导电离子自由移动＝一定越大越大体验高考判断下列说法的正误：1．(2012·高考浙江卷12TA)常温下，将pH＝3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后，溶液的pH＝4。()2．(2012·高考重庆卷10TB)稀醋酸加水稀释，醋酸电离程度增大，溶液的pH减小。()3．(2010·高考福建卷10TD)由0.1mol·L－1一元酸HA溶液的pH＝3，可推知NaA溶液存在A－＋H2OHA＋OH－。()××√思考感悟(1)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强吗？(2)电离平衡右移，离子的浓度一定增大吗？电离平衡常数一定增大吗？【提示】(1)溶液导电能力的强弱主要取决于自由移动离子浓度的大小和离子所带电荷的多少，离子浓度大且离子所带电荷多的，导电能力就强，所以强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强。(2)都不一定。如对于CH3COOHCH3COO－＋H＋，达到平衡后，加水稀释，电离平衡右移，但离子的浓度减小；温度不变电离平衡常数不变。考点串讲深度剖析考点1外界条件对弱电解质的电离平衡的影响电离平衡属于化学平衡，当外界条件改变时，弱电解质的电离平衡也会发生移动，平衡移动也遵循勒夏特列原理。以CH3COOHCH3COO－＋H＋ΔH＞0为例。改变条件平衡移动方向c(CH3COOH)n(H＋)c(H＋)c(CH3COO－)电离程度导电能力电离平衡常数加水稀释→减小增大减小减小增大减弱不变加少量冰醋酸→增大增大增大增大减小增强不变通入HCl气体←增大增大增大减小减小增强不变加入NaOH固体→减小减小减小增大增大增强不变加CH3COONa固体←增大减小减小增大减小增强不变加入镁粉→减小减小减小增大增大增强不变升高温度→减小增大增大增大增大增强增大即时应用1．0.1mol·L－1氨水10mL，加蒸馏水稀释到1L后，下列变化中正确的是()①电离程度增大②c(NH3·H2O)增大③NH＋4数目增多④c(OH－)增大⑤导电性增强⑥cNH＋4cNH3·H2O增大A．①②③B．①③⑤C．①③⑥D．②④⑥考点2电离平衡常数1．电离常数的意义根据电离常数数值的大小，可以估算弱电解质电离的程度，K值越大，电离程度越大，弱酸酸性越强。如相同条件下常见弱酸的酸性强弱：H2SO3＞H3PO4＞HF＞CH3COOH＞H2CO3＞H2S＞HClO。2．电离常数的影响因素(1)电离常数随温度的变化而变化，但由于电离过程热效应较小，温度改变对电离常数影响不大，其数量级一般不变，所以室温范围内可忽略温度对电离常数的影响。(2)电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关，同一温度下，不论弱酸、弱碱的浓度如何变化，电离常数是不会改变的。3．有关电离平衡常数的计算以弱酸HX为例：(1)已知c(HX)和c(H＋)，求电离平衡常数HXH＋＋X－起始：c(HX)00平衡：c(HX)－c(H＋)c(H＋)c(H＋)则：K＝cH＋·cX－cHX＝c2H＋cHX－cH＋由于弱酸只有极少一部分电离，c(H＋)的数值很小，可作近似处理：c(HX)－c(H＋)≈c(HX)，则K＝c2H＋cHX，代入数值求解即可。(2)已知c(HX)和电离平衡常数，求c(H＋)HXH＋＋X－起始：c(HX)00平衡：c(HX)－c(H＋)c(H＋)c(H＋)则：K＝cH＋·cX－cHX＝c2H＋cHX－cH＋由于K值很小，c(H＋)的数值很小，可做近似处理：c(HX)－c(H＋)≈c(HX)，则：c(H＋)＝K·cHX，代入数值求解即可。即时应用2．下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是()A．电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱B．电离平衡常数(K)与温度无关C．不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)不同D．多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K1＜K2＜K3解析：选A。电离平衡常数随温度的变化而变化，多元弱酸分步电离，电离平衡常数逐渐减小，K越小说明弱电解质的电离能力越弱。3．(2011·高考山东卷)室温下向10mLpH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是()A．溶液中导电粒子的数目减少B．溶液中cCH3COO－cCH3COOH·cOH－不变C．醋酸的电离程度增大，c(H＋)亦增大D．再加入10mLpH＝11的NaOH溶液，混合液pH＝7解析：选B。本题考查弱电解质的电离平衡，意在考查考生对电离平衡的理解和应用能力。醋酸溶液加水稀释后，CH3COOH的电离程度增大，n(H＋)、n(CH3COO－)增大，A项错误；根据CH3COOH的电离平衡常数Ka＝cCH3COO－·cH＋cCH3COOH＝cCH3COO－·KwcCH3COOH·cOH－，则cCH3COO－cCH3COOH·cOH－＝KaKw，由于温度不变，Ka、Kw均不变，因此cCH3COO－cCH3COOH·cOH－不变，B项正确；醋酸加水稀释，电离程度增大，n(H＋)增大，但c(H＋)减小，C项错误；再加入10mLpH＝11的NaOH溶液，反应后得到CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，溶液显酸性，pH＜7，D项错误。学科规律方法提升多角度巧判强、弱电解质1．依据物质的类别进行判断在没有特殊说明的情况下，我们就认为盐是强电解质，强酸(HCl、H2SO4、HNO3)、强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2]、活泼金属氧化物(Na2O、Na2O2、K2O、MgO)为强电解质；而常见的弱酸、弱碱为弱电解质，如H2CO3、H2SO3、HClO、H2SiO3、NH3·H2O等。2．依据强、弱电解质的定义或弱电解质电离平衡的移动进行判断(见下表)浓度均为0.01mol·L－1的强酸HA与弱酸HBpH均为2的强酸HA与弱酸HBpH或物质的量浓度pHHA＝2pHHB＞2c(HA)＝0.01mol·L－1c(HB)≫0.01mol·L－1开始与金属反应的速率HA＞HBHA＝HB体积相同与过量的碱反应时消耗碱的量HA＝HBHA＜HB浓度均为0.01mol·L－1的强酸HA与弱酸HBpH均为2的强酸HA与弱酸HB体积相同与过量活泼金属反应产生H2的量HA＝HBHA＜HBc(A－)与c(B－)大小c(A－)＞c(B－)c(A－)＝c(B－)分别加入固体NaA、NaB后pH变化HA：不变HB：变大HA：不变HB：变大加水稀释10倍后—3＝pHHA＞pHHB＞2溶液的导电性HA＞HBHA＝HB水的电离程度HA＜HBHA＝HB3．根据盐类水解进行判断常见方案如下：(1)配制某浓度的醋酸溶液，向其中滴入几滴甲基橙试液，然后再加入少量醋酸钠晶体，振荡。现象：溶液由红色逐渐变为橙色。(2)配制某浓度的醋酸钠溶液，向其中加入几滴酚酞试液。现象：溶液变为浅红色。(3)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上，测其pH。现象：pH7。例1下列事实不能证明氨水是弱碱的是()A．pH＝11的氨水加入水稀释到原溶液体积100倍时,pH大于9B．氯化铵溶液呈酸性C．常温下0.01mol/L氨水的pH＝10.6D．体积相同的0.1mol/L氨水和0.1mol/LNaOH溶液中和盐酸的量相同关键字句审读明确解题思路1.注意氨水中存在NH3·H2O的电离平衡，稀释时促进电离。2．弄清NH3·H2O为弱碱，在溶液中不完全电离。3．错误展示：B4．误区警示：(1)依据弱电解质不完全电离可知0.01mol/L氨水的pH＜12。(2)无论强碱还是弱碱只要所含OH－的物质的量相同，即中和HCl的能力相同。【解析】A项，若氨水为强碱，必完全电离，加水稀释时，pH＝11的氨水加入水稀释到原溶液体积100倍时，pH应等于9；B项，氯化铵溶液呈酸性，说明NH＋4发生水解反应生成了弱电解质NH3·H2O，“有弱才水解”；C项，常温下0.01mol/L氨水的pH＝10.6，说明氨水不能完全电离，若完全电离，pH应等于12；D项，无论氨水碱性强弱，等体积、等浓度的氨水和NaOH溶液电离出n(OH－)的量相同，它们的中和能力相同。【答案】D【解题感悟】(1)由于弱电解质是部分电离的，故溶液中离子浓度小于分子浓度。(2)在弱电解质的电离平衡中，当外界条件改变时，弱电解质的电离平衡会发生移动，可依据化学平衡移动原理进行分析。即“加谁谁大”、“减谁谁小”。加入参与平衡建立的某种微粒，其浓度一定增大；减少参与平衡建立的某种微粒，其浓度一定减小。(3)加水稀释或增大弱电解质的浓度，都使电离平衡向电离的方向移动，但加水稀释时弱电解质的电离程度增大，而增大浓度时弱电解质的电离程度减小。(2012·高考浙江卷)下列说法正确的是()A．常温下，将pH＝3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后，溶液的pH＝4B．为确定某酸H2A是强酸还是弱酸，可测NaHA溶液的pH。若pH＞7，则H2A是弱酸；若pH＜7，则H2A是强酸C．用0.2000mol·L－1NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合液(混合液中两种酸的浓度均约为0.1mol·L－1)，至中性时，溶液中的酸未被完全中和D．相同温度下，将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水、②0.1mol·L－1盐酸、③0.1mol·L－1氯化镁溶液、④0.1mol·L－1硝酸银溶液中，Ag＋浓度：①＞④＝②＞③例2【解析】A项，醋酸是弱酸，pH＝3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后，3＜pH＜4；B项，若NaHA溶液的pH＜7，H2A不一定是强酸，如NaHSO3溶液的pH＜7，但H2SO3为弱酸；C项，若溶液中酸被完全中和，由于CH3COONa的水解，反应后的溶液呈碱性，故当溶液呈中性时酸未被完全中和；D项，增大Cl－浓度，平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)向左移动，c(Ag＋)减小，故D中四种情况c(Ag＋)的大小顺序应为④＞①＞②＞③。【答案】C跟踪训练1．下列说法中正确的是()A．强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强B．冰醋酸是弱电解质，液态时能导电C．盐酸中加入固体NaCl，因C1－浓度增大，所以溶液酸性减弱D．相同温度下，0.1mo1·L－1NH4Cl溶液中NH＋4的浓度比0.1mol·L－1氨水中NH＋4的浓度大解析：选D。溶液的导电能力和离子浓度、离子所带的电荷数有关，和电解质的强弱无直接关系，A错；冰醋酸中无自由移动的离子，所以液态时不能导电，B错；因为盐酸中不存在电离平衡，所以加入NaCl不影响盐酸的酸性，C错。2．(2013·包头模拟)在一定温度下，有a.盐酸b．硫酸c．醋酸三种酸：(1)当三种酸物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是________________。(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是________________。(3)若三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是____________________。(4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是________________。(5)当三者c(H＋)相同且体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为____________，反应所需时间的长短关系是________________。(6)将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H＋)由大到小的顺序是________________________________。解析：解答本题要注意以下三点：(1)HCl、H2SO4都是强酸，但H2S