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專題3.1 弱電解質(zhì)的電離
一、強(qiáng)弱電解質(zhì)
實(shí)驗(yàn)名稱
等濃度的鹽酸、醋酸溶液酸性的比較
實(shí)驗(yàn)裝置
——
實(shí)驗(yàn)原理
Mg+2H+=Mg2++H2↑，Mg+2CH3COOH=Mg2++2CH3COO－+H2↑
實(shí)驗(yàn)用品
1.0 mol/L鹽酸溶液、1.0 mol/L醋酸溶液；pH試紙、試管、膠頭滴管。
實(shí)驗(yàn)步驟
分別取等體積的1.0 mol/L鹽酸溶液和1.0 mol/L醋酸溶液與等量的鎂條反應(yīng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并測(cè)定這兩種酸的pH。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
鹽酸溶液中劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡，醋酸溶液中緩慢反應(yīng)，產(chǎn)生少量氣泡。1.0 mol/L鹽酸溶液的pH為0，1.0 mol/L醋酸溶液的pH為2。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①反應(yīng)的劇烈程度和pH都有差別，說明兩溶液中的H+濃度是不同的。
②鹽酸溶液中的現(xiàn)象更為劇烈，說明鹽酸中H+濃度比醋酸中H+濃度大，即HCl的電離程度大于CH3COOH的電離程度。
HCl在水中電離示意圖 CH3COOH在水中電離示意圖
1．電解質(zhì)與非電解質(zhì)
（1）電解質(zhì)：在________________能導(dǎo)電的化合物。
（2）非電解質(zhì)：在________________都不導(dǎo)電的化合物。
2．強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
（1）強(qiáng)電解質(zhì)
①定義：在水溶液中____________的電解質(zhì)。
②常見的強(qiáng)電解質(zhì)：_______、_______和______________。
（2）弱電解質(zhì)
①定義：在水溶液中______________的電解質(zhì)。
②常見的弱電解質(zhì)：_______、_______和水。
二、弱電解質(zhì)的電離平衡
1．電離平衡狀態(tài)的含義
在一定條件(如溫度、濃度一定)下，弱電解質(zhì)在溶液中_______________的速率和__________________的速率______，電離過程就達(dá)到了平衡狀態(tài)。
提醒：一定條件下，弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡后，還會(huì)繼續(xù)電離，只是電離成離子的速率和離子結(jié)合成分子的速率相等。
2．強(qiáng)、弱電解質(zhì)電離方程式的書寫規(guī)則
（1）強(qiáng)電解質(zhì)完全電離，在寫電離方程式時(shí)，用“”。
H2SO4：_______________________________________。
Ba(OH)2：_______________________________________。
NH4Cl：_______________________________________。
（2）弱電解質(zhì)部分電離，在寫電離方程式時(shí)，用“”。
①一元弱酸、弱堿一步電離。
CH3COOH：____________________。NH3H2O：____________________。
②多元弱酸分步電離，必須分步寫出，不可合并(其中以第一步電離為主)。
H2CO3：____________________(主)，_______________________________(次)。
③多元弱堿分步電離(較復(fù)雜)，在中學(xué)階段要求一步寫出。
Fe(OH)3：_______________________。Cu(OH)2：_______________________。
三、電離常數(shù)
1．表示方法
對(duì)于ABA++B?，K=____________________。
2．K的意義
表征了弱電解質(zhì)的電離能力。一定溫度下，K值越大，弱電解質(zhì)的電離程度__________。多元弱酸只考慮__________。
3．影響因素
K只與電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，對(duì)同一弱電解質(zhì)，溫度一定，電離常數(shù)一定。
實(shí)驗(yàn)名稱
醋酸與飽和硼酸溶液酸性比較
實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)原理
Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+H2O+CO2↑
實(shí)驗(yàn)用品
0.1 mol/L醋酸、飽和硼酸溶液、1 mol/L碳酸鈉溶液；鐵架臺(tái)、試管、膠頭滴管。
實(shí)驗(yàn)步驟
向兩支潔凈的試管中分別加入0.1 mol/L醋酸、飽和硼酸溶液，然后分別向兩支試管中加入1 mol/L的碳酸鈉溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
醋酸溶液中產(chǎn)生氣泡，硼酸溶液中無氣泡產(chǎn)生。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①醋酸能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，放出CO2氣體，而硼酸不能。
②酸性強(qiáng)弱：CH3COOH>H2CO3>H3BO3。
實(shí)驗(yàn)說明
為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，易于觀察，滴加順序必須為向酸溶液中滴加碳酸鈉。
【答案】一、1．（1）水溶液中或熔融狀態(tài)下 （2）水溶液中和熔融狀態(tài)下
2．（1）能夠全部電離 硫酸 氫氧化鈉 氯化鈉（或其他合理答案）
（2）不能全部電離 醋酸 一水合氨（或其他合理答案）
二、1．電離成離子 離子結(jié)合成弱電解質(zhì)分子 相等
2．（1）H2SO42H++ Ba(OH)2Ba2++2OH? NH4Cl+Cl?
（2）①CH3COOHCH3COO?+H+ NH3H2O+OH?
②H2CO3H++ H++
③Fe(OH)3Fe3++3OH? Cu(OH)2Cu2++2OH?
三、1． 2．越大 第一步電離
一、一元強(qiáng)酸(堿)和一元弱酸(堿)的比較
強(qiáng)酸與弱酸(或強(qiáng)堿與弱堿)由于電離程度的不同，在很多方面表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，以鹽酸和醋酸為例。
等物質(zhì)的量濃度的鹽酸(a)與醋酸(b)
等pH的鹽酸(a) 與醋酸(b)
pH或物質(zhì)的量濃度
pH：a
b
a＝b
水的電離程度
a c(CH3COO－)
c(Cl－)＝c(CH3COO－)
等體積溶液中和NaOH的量
a＝b
ab
相同
等體積溶液與過量活潑金屬產(chǎn)生H2的量
相同
a1。
角度二：弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡，條件改變，平衡移動(dòng)，如pH＝1的CH3COOH加水稀釋10倍17。
醋酸的下列性質(zhì)中，可以證明它是弱電解質(zhì)的是
①1 molL－1的CH3COOH溶液中c(H＋)＝10－2molL－1
②CH3COOH以任意比與H2O互溶
③在相同條件下，CH3COOH溶液的導(dǎo)電性比鹽酸弱
④10 mL 1 molL－1的CH3COOH溶液恰好與10 mL 1 molL?1的NaOH溶液完全反應(yīng)
⑤同濃度同體積的CH3COOH溶液和HCl溶液與Fe反應(yīng)時(shí)，CH3COOH溶液中放出H2的速率慢
⑥CH3COOH溶液中CH3COOH、CH3COO－、H＋同時(shí)存在
A．①③⑤⑥ B．②③④⑤
C．①④⑤⑥ D．③⑤⑥
【解析】②電解質(zhì)的強(qiáng)弱與溶解性無關(guān)；④物質(zhì)的量相同的HCl與CH3COOH中和NaOH的能力相同，故不能說明CH3COOH是弱電解質(zhì)。
【答案】A
二、影響弱電解質(zhì)電離平衡的因素
內(nèi)因
弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)，是決定因素
外因
溫度
電離是吸熱過程。溫度升高，電離程度增大；反之，電離程度減小
濃度
增大弱電解質(zhì)的濃度，電離平衡向電離方向移動(dòng)
加水稀釋，電離平衡向電離方向移動(dòng)
同離子效應(yīng)
在弱電解質(zhì)溶液中加入與弱電解質(zhì)電離出相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，電離平衡向生成弱電解質(zhì)分子
的方向移動(dòng)
化學(xué)反應(yīng)
若外加物質(zhì)能與弱電解質(zhì)電離出的離子發(fā)生反應(yīng)，電離平衡向電離方向移動(dòng)
1．電離平衡屬于化學(xué)平衡，當(dāng)外界條件改變時(shí)，弱電解質(zhì)的電離平衡也會(huì)發(fā)生移動(dòng)，平衡移動(dòng)也遵循勒夏特列原理。加入?yún)⑴c平衡建立的某種微粒，其濃度一定增大；減少參與平衡建立的某種微粒，其濃度一定減小，即“加誰(shuí)誰(shuí)大”、“減誰(shuí)誰(shuí)小”。
2．由于弱電解質(zhì)是部分電離的，故溶液中的離子濃度小于弱電解質(zhì)分子的濃度。
3．相同條件下，溫度越高，弱電解質(zhì)的電離程度越大，電離產(chǎn)生的離子濃度越大。相同條件下，濃度越大，弱電解質(zhì)的電離程度越小，但電離產(chǎn)生的離子濃度越大。
4．加水稀釋或增大弱電解質(zhì)的濃度，都使電離平衡向電離方向移動(dòng)，但加水稀釋時(shí)弱電解質(zhì)的電離程度增大，而增大濃度時(shí)弱電解質(zhì)的電離程度減小。
下列對(duì)氨水溶液中存在的電離平衡NH3H2O＋OH－敘述正確的是
A．加水后，溶液中n(OH－)增大
B．加入少量濃鹽酸，溶液中c(OH－)增大
C．加入少量濃NaOH溶液，電離平衡正向移動(dòng)
D．加入少量NH4Cl固體，溶液中c()減少
【解析】A項(xiàng)，加水使NH3H2O電離平衡右移，n(OH－)增大；B項(xiàng)，加入少量濃鹽酸使c(OH－)減小；C項(xiàng)，加入濃NaOH溶液，電離平衡向左移動(dòng)；D項(xiàng)，加NH4Cl固體，c()增大。
【答案】A
三、電離常數(shù)的計(jì)算及應(yīng)用
1．電離常數(shù)的意義
根據(jù)電離常數(shù)數(shù)值的大小，可以估算弱電解質(zhì)電離的程度，K值越大，電離程度越大，弱酸酸性越強(qiáng)。如相同條件下常見弱酸的酸性強(qiáng)弱：H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO。
2．電離常數(shù)的影響因素
（1）電離常數(shù)隨溫度的變化而變化，但由于電離過程熱效應(yīng)較小，溫度改變對(duì)電離常數(shù)影響不大，其數(shù)量級(jí)一般不變，所以室溫范圍內(nèi)可忽略溫度對(duì)電離常數(shù)的影響。
（2）電離常數(shù)與弱酸、弱堿的濃度無關(guān)，同一溫度下，不論弱酸、弱堿的濃度如何變化，電離常數(shù)是不會(huì)改變的。
3．有關(guān)電離平衡常數(shù)的計(jì)算
以弱酸HX為例：
（1）已知c(HX)和c(H＋)，求電離平衡常數(shù)
HX H＋?。－
起始：c(HX) 0 0
平衡：c(HX)－c(H＋) c(H＋) c(H＋)
則：K＝＝
由于弱酸只有極少一部分電離，c(H＋)的數(shù)值很小，可做近似處理：c(HX)－c(H＋)≈c(HX)，則K＝，代入數(shù)值求解即可。
（2）已知c(HX)和電離平衡常數(shù)，求c(H＋)
HX H＋ ＋ X－
起始：c(HX) 0 0
平衡：c(HX)－c(H＋) c(H＋) c(H＋)
則：K＝＝
由于c(H＋)的數(shù)值很小，可做近似處理：c(HX)－c(H＋)≈c(HX)，則：c(H＋)＝，代入數(shù)值求解即可。
下列關(guān)于電離平衡常數(shù)(K)的說法中正確的是
A．組成相似時(shí)電離平衡常數(shù)(K)越小，表示弱電解質(zhì)電離能力越弱
B．電離平衡常數(shù)(K)與溫度無關(guān)
C．不同濃度的同一弱電解質(zhì)，其電離平衡常數(shù)(K)不同
D．多元弱酸各步電離平衡常數(shù)相互關(guān)系為K1K2>K3，所以D錯(cuò)。
【答案】A
1．下列事實(shí)不能證明HNO2是弱電解質(zhì)的是
①滴入酚酞，NaNO2溶液顯紅色
②用HNO2溶液做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)，燈泡很暗
③等pH、等體積的鹽酸和HNO2溶液中和堿時(shí)，HNO2中和堿的能力強(qiáng)
④25 ℃時(shí)0.1 molL－1 HNO2溶液的pH＝2
⑤HNO2與CaCO3反應(yīng)放出CO2氣體
⑥25 ℃時(shí) 0.1 molL－1的HNO2溶液稀釋至1 000倍，pH>4
A．①⑤ B．②⑤
C．③⑥ D．③④
2．可以判定某酸是強(qiáng)電解質(zhì)的組合是
①該酸加熱至沸騰也不分解 ②該酸可溶解氫氧化銅
③該酸可跟石灰石反應(yīng)放出CO2 ④該酸是共價(jià)化合物
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．都不是
3．在含少量酚酞的0.1 molL-1氨水中加入少量NH4Cl晶體，則溶液顏色
A．變藍(lán)色 B．變深 C．變淺 D．不變
4．在醋酸溶液中，CH3COOH的電離達(dá)到平衡的標(biāo)志是
A．溶液顯電中性 B．溶液中無CH3COOH
C．氫離子濃度恒定不變 D．c(H+)=c(CH3COO?)
5．下列曲線中，可以描述乙酸(甲，Ka＝1.810－5)和一氯乙酸(乙，Ka＝1.410－3)在水中的電離程度與濃度關(guān)系的是
A B C D
6．已知室溫時(shí)，0.1 molL－1某一元酸HA在水中有0.1%發(fā)生電離，下列敘述錯(cuò)誤的是
A．該溶液的pH＝4
B．升高溫度，溶液的pH增大
C．此酸的電離常數(shù)約為110－7
D．由HA電離出的c(H＋)約為水電離出的c(H＋)的106倍
7．寫出下列電離方程式：
（1）HCIO______________________________________________________________。
（2）H2CO3______________________________________________________________。
（3）NaHSO4溶液_________________________________________________________。
（4）NaHSO3溶液_________________________________________________________。
（5）熔融NaHSO4_________________________________________________________。
8．[2016上海]能證明乙酸是弱酸的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是
A．CH3COOH溶液與Zn反應(yīng)放出H2
B．0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH大于7
C．CH3COOH溶液與NaCO3反應(yīng)生成CO2
D．0.1 mol/L CH3COOH溶液可使紫色石蕊變紅
1．【答案】B
2．【答案】D
【解析】酸加熱至沸騰也不分解，只能說明其熱穩(wěn)定性強(qiáng)，但不能判定該酸是強(qiáng)酸；可溶解氫氧化銅的酸與可跟石灰石反應(yīng)放出CO2的酸很多，也不一定是強(qiáng)酸，如醋酸；所有的酸都是共價(jià)化合物，不能作為判斷該酸是否為強(qiáng)電解質(zhì)的依據(jù)。
3．【答案】C
【解析】加入NH4Cl晶體，濃度增大，抑制了NH3H2O的電離，堿性變?nèi)?，顏色變淺。
4．【答案】C
【解析】溶液呈電中性，即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)與陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)相等，與是否達(dá)到電離平衡無關(guān)；CH3COOH是弱電解質(zhì)，溶液中一定存在CH3COOH；依據(jù)電離方程式：CH3COOHCH3COO?
+H+，不管是否達(dá)到平衡，都有c(H+)=c(CH3COO?)。
5．【答案】B
【解析】這兩種物質(zhì)都是弱電解質(zhì)，在溫度不變、濃度相等時(shí)，電離程度CH3COOH
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2018-2019學(xué)年高中化學(xué)
第03章
水溶液中的離子平衡
專題3.1
弱電解質(zhì)的電離試題
新人教版選修4
2018
2019
學(xué)年
高中化學(xué)
03
水溶液
中的
離子
平衡
專題
3.1
電解質(zhì)
電離
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