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专题8水溶液中的离子平衡第一单元弱电解质的电离平衡专题8水溶液中的离子平衡[考点分布]知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(1)几种典型的弱电解质aT21T18T18T18(2)弱电解质水溶液中的电离平衡bT21T18T18T18T18专题8水溶液中的离子平衡知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(3)弱电解质的电离方程式b(4)电离度及其简单计算c专题8水溶液中的离子平衡知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(5)电离平衡常数与弱酸、弱碱的酸碱性强弱之间的关系b(6)多元弱酸的分步电离aT23全部强酸强碱大多数盐部分弱酸弱碱水弱电解质的电离平衡一、强、弱电解质1．概念离子共价共价2．与化合物类型的关系强电解质主要是大部分___________化合物及某些___________化合物；弱电解质主要是某些___________化合物。3．电离方程式的书写(1)弱电解质①多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远远大于第二步，如H2CO3电离方程式：H2CO3H＋＋HCO－3，HCO－3H＋＋CO2－3。②多元弱碱电离方程式一步写成，如Fe(OH)3电离方程式：Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。(2)酸式盐①强酸的酸式盐完全电离，如NaHSO4电离方程式：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4。②弱酸的酸式盐中酸式酸根不能完全电离，如NaHCO3电离方程式：NaHCO3===Na＋＋HCO－3，HCO－3H＋＋CO2－3。二、弱电解质的电离平衡1．电离平衡的建立在一定条件下(如温度、压强等)，当弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等，且溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化时，电离过程达到了平衡。2．电离平衡的特征向右增大向右增大向左减小向右增大3．电离平衡的影响因素(1)内因：弱电解质本身的性质。(2)外因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_______。题组一判断弱电解质的方法1．(2017·浙江4月选考，T18)室温下，下列事实不能说明NH3·H2O为弱电解质的是()A．0.1mol·L－1NH3·H2O的pH小于13B．0.1mol·L－1NH4Cl溶液的pH小于7C．相同条件下，浓度均为0.1mol·L－1NaOH溶液和氨水，氨水的导电能力弱D．0.1mol·L－1NH3·H2O能使无色酚酞试液变红色答案：D2．(2019·浙江名校联考)能证明乙酸是弱酸的实验事实是()A．CH3COOH溶液与Zn反应放出H2B．0.1mol·L－1CH3COOH溶液中c(CH3COO－)＝0．001mol·L－1C．CH3COOH溶液与Na2CO3反应生成CO2D．0.1mol·L－1CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红解析：选B。CH3COOH溶液与Zn反应放出H2，只能证明CH3COOH具有酸性，A项不能证明乙酸是弱酸；0.1mol·L－1的CH3COOH溶液中c(CH3COO－)＝0.001mol·L－1，证明乙酸在溶液中不能完全电离，B项能证明乙酸是弱酸；CH3COOH溶液与Na2CO3反应放出CO2，只能证明CH3COOH的酸性比H2CO3强，C项不能证明乙酸是弱酸；强酸和部分弱酸溶液都可以使紫色石蕊变红，D项不能证明乙酸是弱酸。强电解质和弱电解质的证明实验[以证明某酸(HA)为弱酸为例]实验方法结论(1)测0.01mol·L－1HA溶液的pHpH＝2，HA为强酸；pH2，HA为弱酸(2)测NaA溶液的pHpH＝7，HA为强酸；pH7，HA为弱酸实验方法结论(3)相同条件下，测相同浓度的HA和HCl溶液的导电性导电性相同，HA为强酸；导电性弱于盐酸，HA为弱酸(4)往同浓度的HA和HCl溶液中投入大小相同的Zn粒或CaCO3固体开始反应速率相同，HA为强酸；开始反应速率比盐酸慢，HA为弱酸(5)测相同pH的HA与HCl稀释相同倍数前后的pH变化pH变化倍数相同，HA为强酸；pH变化倍数小于盐酸，HA为弱酸题组二影响弱电解质电离平衡的因素3．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．③④解析：选C。本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动，但①③会使c(H＋)/c(CH3COOH)的值减小。4．(2019·温州平阳二中高二期中)从植物花汁中提取的一种有机物HIn，可做酸碱指示剂，在水溶液中存在电离平衡：HIn(红色)H＋＋In－(黄色)，对上述平衡解释不正确的是()A．升高温度平衡向正方向移动B．加入盐酸后平衡向逆方向移动，溶液显红色C．加入NaOH溶液后平衡向正方向移动，溶液显黄色D．加入NaHSO4溶液后平衡向正方向移动，溶液显黄色解析：选D。A.弱电解质的电离是吸热过程，升高温度促进电离，平衡向右移动，故A正确；B.加入盐酸后增大了氢离子浓度，抑制电离，平衡向左移动，溶液显红色，故B正确；C.加入氢氧化钠溶液，氢离子浓度降低，平衡向右移动，溶液显黄色，故C正确；D.加入NaHSO4溶液增大了氢离子浓度，抑制电离，平衡向左移动，溶液显红色，故D错误。5．H2S水溶液中存在电离平衡H2SH＋＋HS－和HS－H＋＋S2－。若向H2S溶液中()A．加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大B．通入过量SO2气体，平衡向左移动，溶液pH增大C．滴加新制氯水，平衡向左移动，溶液pH减小D．加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化)，溶液中所有离子浓度都减小解析：选C。加水，电离平衡虽向右移动，但因溶液体积变大，c(H＋)减小，A项错误；通入少量SO2，因发生SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，平衡向左移动，溶液pH增大，但通入过量SO2，最终溶液为饱和亚硫酸溶液，溶液pH减小，B项错误；加入新制氯水，发生反应：H2S＋Cl2===S↓＋2HCl，平衡向左移动，溶液酸性增强，pH减小，C项正确；加入CuSO4后，发生反应：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋，溶液中c(H＋)变大，D项错误。外界条件对电离平衡影响的“四个不一定”(1)稀醋酸加水稀释时，溶液中不一定所有的离子浓度都减小。因为温度不变，Kw＝c(H＋)·c(OH－)是定值，稀醋酸加水稀释时，溶液中的c(H＋)减小，故c(OH－)增大。(2)电离平衡右移，电解质分子的浓度不一定减小，离子的浓度不一定增大，电离程度也不一定增大。如对于CH3COOHCH3COO－＋H＋，平衡后，加入冰醋酸，c(CH3COOH)增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，只能“减弱”而不能消除，再次平衡时，c(CH3COOH)比原平衡时大；加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但c(CH3COOH)、c(H＋)都比原平衡时要小；加水稀释或增大弱电解质的浓度，都使电离平衡向电离方向移动，但加水稀释时弱电解质的电离程度增大，而增大弱电解质的浓度时弱电解质的电离程度减小。CH3COO－＋H＋电离平衡常数一、电离平衡常数(又称电离常数)1．常见弱碱和弱酸的电离平衡常数(25℃)弱电解质电离方程式电离平衡常数NH3·H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－Kb＝1.8×10－5CH3COOHCH3COOH_______________Ka＝1.8×10－5HClOHClOH＋＋ClO－Ka＝3.0×10－8大于2．CH3COOH的酸性___________HClO的酸性(填“大于”“小于”或“等于”)，判断的依据：相同条件下，电离平衡常数越大，则电离程度越大，c(H＋)越大，酸性越强。第一步电离温度增大电离是吸热过程3．电离平衡常数的意义：弱酸、弱碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。相同条件下，电离平衡常数越大，则电离程度越大。多元弱酸的电离以______________为主，各级电离平衡常数的大小差距较大。4．外因对电离平衡常数的影响：电离平衡常数与其他化学平衡常数一样只与___________有关，与电解质的浓度无关，升高温度，K值___________，原因是_________________。5．多元弱酸的分步电离[以碳酸(二元弱酸)为例](1)电离方程式：H2CO3H＋＋HCO－3，HCO－3H＋＋CO2－3。(2)电离平衡常数表达式：Ka1＝c（H＋）·c（HCO－3）c（H2CO3），Ka2＝c（H＋）·c（CO2－3）c（HCO－3）。(3)比较大小：Ka1___________Ka2。二、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Ka＝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，可做近似处理：c(HX)－c(H＋)≈c(HX)，则Ka＝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Ka＝c2（H＋）c（HX）－c（H＋）。由于Ka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＋)＝Ka·c（HX），代入数值求解即可。三、电离度1．弱电解质的电离度α＝已电离的弱电解质浓度弱电解质的初始浓度×100%。2．一般而言，相同温度下，弱电解质溶液的浓度越大，电离度越小；弱电解质溶液的浓度越小，电离度越大。题组一电离平衡常数及其应用1．(2019·舟山高二检测)液态化合物AB会发生微弱的自身电离，电离方程式为ABA＋＋B－，在不同温度下其平衡常数为K(25℃)＝1.0×10－14，K(35℃)＝2.1×10－14。则下列叙述正确的是()A．c(A＋)随温度的升高而降低B．35℃时，c(A＋)＞c(B－)C．AB的电离程度：α(25℃)＞α(35℃)D．AB的电离是吸热过程解析：选D。由于K(25℃)＜K(35℃)，故c(A＋)随温度的升高而增大，A错；由电离方程式可知，任何温度下，都存在c(A＋)＝c(B－)，B错；由25℃和35℃时的电离平衡常数可知，温度越高，电离程度越大，C错；由于K(25℃)＜K(35℃)，因此AB的电离是吸热过程，D正确。2．运用电离平衡常数判断下列可以发生的反应是()酸电离平衡常数(25℃)碳酸Ka1＝4.3×10－7Ka2＝5.6×10－11次溴酸Ka＝2.4×10－9①HBrO＋Na2CO3===NaBrO＋NaHCO3②2HBrO＋Na2CO3===2NaBrO＋H2O＋CO2↑③HBrO＋NaHCO3===NaBrO＋H2O＋CO2↑④NaBrO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HBrOA．①③B．②④C．①④D．②③解析：选C。根据复分解反应中较强酸制备较弱酸的原理，①中Ka(次溴酸)＝2.4×10－9＞Ka2(碳酸)＝5.6×10－11，能发生；④中Ka(次溴酸)＝2.4×10－9＜Ka1(碳酸)＝4.3×10－7，能发生；②和③都不能发生。3．常温下，将amol·L－1CH3COONa溶于水配成溶液，向其中滴加等体积的bmol·L－1的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发)，用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数Ka＝________________。答案：10－7（a－b）b解析：由电荷守恒和物料守恒可得c（Na＋）＋c（H＋）＝c（Cl－）＋c（OH－）＋c（CH3COO－）c（Na＋）