水溶液中的离子平衡

目录第八章水溶液中的离子平衡第1讲弱电解质的电离与水的电离第2讲溶液的酸碱性酸碱中和滴定第3讲盐类的水解第4讲难溶电解质的溶解平衡第八章水溶液中的离子平衡考纲定标1.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。2.了解水的电离、离子积常数。热点定位1.与物质的分类相结合考查强弱电解质的判断。2.依据化学平衡理论分析弱电解质电离平衡的影响因素及相关“量”的变化。3.结合图像考查电离平衡以及溶液导电性的变化。4.与盐类水解、pH计算相结合考查水的离子积常数及其应用。强电解质与弱电解质[基础全扫描]1．强、弱电解质的概念强电解质：在水溶液中能够的电解质。弱电解质：在水溶液中的电解质。2．与物质类别的关系(1)强电解质主要包括：、、。(2)弱电解质主要包括：、、。完全电离部分电离强酸强碱绝大多数盐弱酸弱碱水3．电离方程式的书写(1)强电解质用“”表示；弱电解质用“”表示。(2)多元弱酸分步电离，且第一步电离远远大于第二步电离，如碳酸：、。===H2CO3H＋＋HCO－3HCO－3H＋＋CO2－3(4)酸式盐：①强酸的酸式盐，如NaHSO4：(水中)②弱酸的酸式盐，如。NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4NaHCO3：NaHCO3===Na＋＋HCO(3)多元弱碱电离方程式的书写可一步到位，如氢氧化铁：。Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－-3[认知无盲区](1)强、弱电解质都是化合物。(2)常见“四大强酸”、“四大强碱”绝大多数盐属于强电解质：①“四大强酸”：HCl、H2SO4、HNO3、HClO4；②“四大强碱”：NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2。(3)电解质的强弱与溶解性的大小、导电能力的强弱以及化合物的类别没有直接关系。[练习点点清]1．现有下列物质：①硝酸②冰醋酸③氨水④Cu(OH)2⑤NaHCO3(s)⑥Al⑦氯水⑧CaCO3(1)上述物质中属于强电解质的有________，属于弱电解质的有________。(2)上述物质中能导电的有__________。(3)写出②、④、⑤的电离方程式：______________________________________________，______________________________________________，_______________________________________________。答案：(1)①⑤⑧②④(2)③⑥⑦(3)CH3COOHCH3COO－＋H＋Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－NaHCO3===Na＋＋HCO－3弱电解质的电离平衡[基础全扫描]1．电离平衡的建立在一定条件(如温度、浓度等)下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程就达到平衡。平衡建立过程如图所示。超链接2．电离平衡的特征3．影响电离平衡的外部条件(1)温度：温度升高，电离平衡移动，电离程度。(2)浓度：稀释溶液，电离平衡移动，电离程度。(3)同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡移动，电离程度。(4)加入能反应的物质：电离平衡移动，电离程度。向右增大增大向左向右减小向右增大4．电离常数(1)表达式：①对于一元弱酸HA：HAH＋＋A－，电离常数K＝。②对于一元弱碱BOH：BOHB＋＋OH－，电离常数K＝。cH＋·cA－cHAcB＋·cOH－cBOH(2)特点：①电离常数只与温度有关，升温，K值。②多元弱酸的各级电离常数的大小关系是，故其酸性取决于第一步。(3)意义：增大K1≫K2≫K3…K越大―→越易电离―→酸碱性越强[认知无盲区](1)弱电解质的电离平衡属于化学平衡，也是一种动态平衡，其移动规律遵循勒夏特列原理。(2)电离平衡向右移动，电解质分子的浓度不一定减小，离子浓度也不一定增大。(3)电离常数只与温度有关，与分子或离子的浓度大小、电离平衡的移动方向无关。[练习点点清]2．一定温度下，用水稀释0.1mol/L的一元弱酸HA，随稀释进行，下列数值一定增大的是(KW表示水的离子积，Ka表示HA的电离常数)()A．KWB．c(OH－)C.cHAcA－D.cH＋Ka答案：B解析：稀释时KW、Ka均不变，而c(H＋)减小，故c(OH－)增大，因此A不符合题意，B符合题意；C项，Ka＝cH＋·cA－cHA＝c(H＋)·cA－cHA，c(H＋)减小，故cA－cHA增大，因此cHAcA－一定减小；D项，cH＋Ka＝cHAcA－，由C项分析知一定减小。[基础全扫描]水的电离1．水是一种极弱的电解质，其电离方程式为，可简写为H2OH＋＋OH－。H2O＋H2OH3O＋＋OH－2．室温下纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝，pH＝。10－7mol·L－173．室温下纯水的离子积KW＝c(H＋)·c(OH－)＝。KW只与温度有关，温度升高，KW增大。10－144．水的电离平衡的影响因素：(1)温度：温度升高，水的电离；温度降低，水的电离。(2)酸、碱：水的电离。(3)能水解的盐：水的电离。促进抑制抑制促进[认知无盲区](1)任何情况下水电离产生的c(H＋)和c(OH－)总是相等的。(2)水的离子积常数适用于任何酸、碱、盐的稀溶液。即KW＝c(H＋)·c(OH－)中的c(H＋)、c(OH－)分别是溶液中H＋、OH－的总浓度。(3)水的电离平衡属于化学平衡，也是一种动态平衡。[练习点点清]3．25℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－ΔH＞0，下列叙述正确的是()A．将水加热到90℃，pH不变B．向水中加入CH3COONa固体，pH变小C．向水中加入稀氨水，KW变大D．向水中加入少量固体硫酸氢钠，KW不变解析：选项A，H2O的电离是吸热过程，加热能促进H2O的电离，纯水中c(H＋)增大，pH减小。选项B，CH3COO－水解促进H2O的电离，溶液中c(OH－)增大，pH增大。KW与温度有关，与溶液的酸碱性无关，加入少量稀氨水或NaHSO4后溶液的KW均不变。答案：D4．有下列水溶液：①pH＝0的盐酸②0.5mol·L－1的盐酸③0.1mol·L－1的NH4Cl溶液④0.1mol·L－1的NaOH溶液⑤0.5mol·L－1的NH4Cl溶液，以上溶液中，水电离的c(H＋)由大到小的顺序是____________。解析：属于酸溶液的有①、②，其中①c(H＋)较大；属于盐溶液的有③、⑤，其中⑤酸性较强；属于碱溶液的有④，因盐的水解促进水的电离，酸、碱的电离抑制水的电离，故水电离出的c(H＋)由大到小的顺序为⑤③④②①。答案：⑤③④②①1．牢记强电解质、弱电解质的3种类别：强电解质：强酸、强碱、绝大多数盐。弱电解质：弱酸、弱碱、水。2．理解电离平衡状态的2个特征：(1)v(电离)＝v(结合)≠0。(2)分子、离子的浓度保持不变。3．理解影响电离平衡的3个因素：温度、浓度、相关离子。4．正确书写2个表达式：(1)水的离子积常数：KW＝c(H＋)·c(OH－)。(2)弱电解质(如HAH＋＋A－)的电离常数：K＝cH＋·A－cHA。5．牢记影响KW和K值大小的唯一的外部因素：温度。[考点一强弱电解质的判断方法]1．0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的醋酸溶液中，c(H＋)相同吗？与相同条件下的Zn反应其速率相同吗？答案：不同(前者大)不同(前者快)2．等体积同浓度的盐酸和醋酸溶液，谁的导电性更强？答案：盐酸3．对pH均为2的盐酸和醋酸溶液分别进行稀释100倍，哪种溶液的pH变化较大？答案：盐酸4．CH3COONa溶液显碱性，能否说明CH3COOH是弱电解质？其依据是什么？答案：能CH3COO－水解生成弱电解质CH3COOH，使溶液呈碱性[考点师说]判断强弱电解质，一般从是否完全电离，是否存在电离平衡，是否发生水解三个角度分析，其具体如下：1．从是否完全电离的角度判断在溶液中强电解质完全电离，弱电解质部分电离。据此可以判断HA是强酸还是弱酸的方法有：方法结论测定一定浓度的HA溶液的pH若测得0.1mol/L的HA溶液的pH＝1，则HA为强酸；若pH＞1，则HA为弱酸跟同浓度的盐酸比较导电性导电性和盐酸相同时为强酸，比盐酸弱时为弱酸跟同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢反应快慢相同时为强酸，比盐酸慢时为弱酸2．从是否存在电离平衡的角度判断强电解质不存在电离平衡，弱电解质存在电离平衡，在一定条件下电离平衡会发生移动。据此可以判断HA是强酸还是弱酸的方法有：(1)从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断：如将pH＝3的HA溶液稀释100倍后，再测其pH，若pH＝5，则为强酸，若pH＜5，则为弱酸。(2)从升高温度后pH的变化判断若升高温度，溶液的pH明显减小，则是弱酸。因为弱酸存在电离平衡，升高温度时，电离度增大，c(H＋)增大。而强酸不存在电离平衡，升高温度时，只有水的电离程度增大，pH变化幅度小。(3)从等体积等pH的HA溶液与盐酸溶液分别与过量的锌反应生成H2的量判断：用排水法收集H2，若两种溶液生成H2的量相等，则HA为强酸；若HA溶液与锌反应生成H2的量多，则HA为弱酸。3．从酸根离子是否能发生水解的角度判断强酸根离子不水解，弱酸根离子易发生水解。据此可以判断HA是强酸还是弱酸：可直接测定NaA溶液的pH：若pH＝7，则HA是强酸；若pH＞7则HA是弱酸。[例1](2012·浙江高考)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pH7，则H2A是弱酸；若pH7，则H2A是强酸C．用0.2000mol/LNaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合溶液(混合液中两种酸的浓度均为0.1mol/L)，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盐酸、③0.1mol/L氯化镁溶液、④0.1mol/L硝酸银溶液中，Ag＋浓度：①④＝②③[解析]醋酸为弱酸，稀释时会促进电离，稀释10倍后溶液的pH小于4而大于3，A项错误；NaHA的水溶液呈碱性，说明HA－在溶液中水解，即H2A是弱酸，但若NaHA的水溶液呈酸性，可能是HA－的电离程度比HA－的水解程度大，而不能说明H2A能完全电离，也就不能说明H2A为强酸，B项错误；强酸与强碱溶液正好完全中和时，所得溶液的pH＝7，而强碱与弱酸正好完全中和时，溶液的pH7，若所得溶液的pH＝7，说明碱不足，C项正确；Ag＋浓度最大的是④，其次是①，最小是③，D项错误。[答案]C[演练冲关]1．醋酸是电解质，下列事实能说明醋酸是弱电解质的组合是()①醋酸与水能以任意比互溶②醋酸溶液能导电③醋酸溶液中存在醋酸分子④0.1mol/L醋酸溶液的pH比0.1mol/L盐酸的pH大⑤醋酸能和碳酸钙反应放出CO2⑥0.1mol/L醋酸钠溶液pH＝8.9⑦大小相同的锌粒与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液反应，开始醋酸产生H2速率慢A．②⑥⑦B．③④⑤⑥C．③④⑥⑦D．①②解析：醋酸溶液中存在CH3COOH分子，说明醋酸部分电离，存在电离平衡，是弱电解质，③正确。0.1mol/L醋酸溶液的pH比0.1mol/L盐酸大，说明醋酸溶液中c(H＋)小于盐酸，是弱电解质，④正确。0.1mol/LCH3COONa溶液pH＝8.9，说明CH3COO－发生了水解，CH3COOH是弱电解质，⑥正确。相同物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液与Zn反应，醋酸反应慢，说明其中c(H＋)小，是弱电解质，⑦正确。答案:C2.(2010·重庆高考)pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加NaOH溶液(c＝0.1mol/L)至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则()A．x为弱酸，VxVyB．x为强酸，VxVyC．y为弱酸，VxVyD．y为强酸，VxVy解析：本题考查弱电解质的电离平衡，通过两种酸