精讲精析 第三章第1节弱电解质的电离.docx

精讲精析 第三章第1节弱电解质的电离.docx

《精讲精析 第三章第1节弱电解质的电离.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精讲精析 第三章第1节弱电解质的电离.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

精讲精析第三章第1节弱电解质的电离

　　　　第三章　水溶液中的离子平衡

第一节　弱电解质的电离

重难点一强、弱电解质的比较

强电解质

弱电解质

定义

在水溶液中完全电离的电解质

在水溶液中部分电离的电解质

化学键种类

离子键、强极性键

极性键

化合物类型

离子化合物，某些具有极性键的共价化合物

某些具有极性键的共价化合物

电离过程

不可逆，不存在电离平衡

可逆，存在电离平衡

电离程度

完全电离

部分电离

表示方法

用“===”表示

用“

”表示

示例

Na2SO4===2Na＋＋SO

CH3COOH

CH3COO－＋H＋

溶液中溶质微粒的种类

离子，无强电解质分子

离子和分子

重难点二外界条件对电离平衡的影响

以CH3COOH

CH3COO－＋H＋为例

1．温度

弱电解质的电离过程一般是吸热的，升高温度，电离平衡向右移动，CH3COOH电离程度增大，c（H＋）、c（CH3COO－）增大。

2．浓度

加水稀释CH3COOH溶液，电离平衡向右移动，电离程度增大。

n（CH3COO－）、n（H＋）增大，但c（CH3COO－）、c（H＋）减小。

3．同离子效应

向弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡向逆反应方向移动。

例如0.1mol/L的醋酸溶液中存在如下平衡：

CH3COOH

CH3COO－＋H＋。

加入少量CH3COONa固体或HCl，由于增大了c（CH3COO－）或c（H＋），使CH3COOH的电离平衡向逆反应方向移动。

前者使c（H＋）减小，后者使c（H＋）增大。

4．化学反应

向弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时，可使电离平衡向电离的方向移动。

例如，在CH3COOH溶液中加入NaOH或Na2CO3溶液，由于OH－＋H＋===H2O、CO

＋2H＋===H2O＋CO2↑，使c（H＋）减小，平衡向着电离的方向移动。

例1　现有如下各化合物：

①酒精、②氯化铵、③氢氧化钡、④氨水、⑤蔗糖、⑥硝酸、⑦氢硫酸、⑧硫酸钾、⑨磷酸、⑩硫酸、⑪钠。

请用物质的序号填写下列空白：

属于强电解质的有：

____________，属于弱电解质的有：

________________________________________________________________________。

答案　②③⑥⑧⑩　⑨

解析　要注意①⑤是非电解质，⑪是单质。

先判断一种物质是不是电解质，再判断其是强电解质还是弱电解质。

在水溶液或熔化状态下能够导电的化合物是电解质。

而在水溶液和熔化状态下都不能导电的化合物属于非电解质。

很明显，单质既不是电解质，也不是非电解质。

④⑦属于混合物，不是电解质。

判断强弱电解质根据定义不如根据分类。

定义帮助我们理解问题，分类则直接解决强弱电解质的问题。

例2　在甲酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是（　　）

A．1mol/L甲酸溶液中c（H＋）约为1×10－2mol/L

B．甲酸能与水以任意比例互溶

C．10mL1mol/L甲酸恰好跟10mL1mol/LNaOH溶液完全反应

D．在相同条件下，甲酸的导电性比强酸溶液的导电性弱

答案　A

解析　A．弱电解质在水溶液中只能部分电离，若甲酸是强电解质，则c（H＋）应为1mol/L，但根据题意其c（H＋）为1×10－2mol/L，远远小于1mol/L，可知甲酸只有部分电离，所以可证明甲酸是弱电解质。

B．只表明甲酸在水中的溶解性（互溶），但溶解性和电解质的强弱是无关的。

所以不能证明甲酸是弱电解质。

C．在酸、碱反应中，无论是强酸或弱酸跟碱反应都是依照反应方程式中的化学计量数定量进行的，因此不能表明酸的强弱。

D．因为在相同条件下电解质的导电能力取决于离子的浓度。

如果离子浓度大，则其导电的能力就强，反之则弱，根据题意，甲酸的导电性比强酸溶液弱，但强酸的元数不确定，故无可比性。

例3　某浓度的氨水中存在下列平衡：

NH3·H2O

NH

＋OH－，如想增大NH

的浓度，而不增大OH－的浓度，应采取的措施是（　　）

A．适当升高温度B．加入NH4Cl固体

C．通入NH3D．加入少量盐酸

答案　BD

解析　升温平衡向右移动，c（NH

）、c（OH－）都增大；加入NH4Cl固体，相当于增大c（NH

），平衡向左移动，c（OH－）减小，但c（NH

）仍较原来增大，因平衡移动只能减小其增大的程度，而不能完全抵消它增加的部分；通入NH3平衡向右移动，c（NH

）、c（OH－）都增大；加入少量盐酸，H＋与OH－反应使c（OH－）下降，平衡向右移动，使c（NH

）增大。

用化学平衡理论分析处理电解质的电离平衡问题时，考虑的主要影响因素有稀释、改变温度、加入含有相同分子或离子的物质等。

在分析这类问题时，同学们易出现的错误是将平衡移动的方向和平衡混合物中各组分的浓度变化绝对地一致起来。

应该深刻地理解勒夏特列原理：

平衡向“削弱”这种改变的方向移动，移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变。

　根据图3－3及前一章所学的化学平衡理论，分析一元弱酸（设化学式为HA）、一元弱碱（设化学式为BOH）的电离平衡过程，并完成下列问题：

1．写出弱酸、弱碱的电离方程式：

________________________________________________________________________。

点拨　HA

H＋＋A－；BOH

B＋＋OH－

2．填写下表中的空白。

HA电离过程中体系各粒子浓度的变化

c（H＋）

c（A－）

c（HA）

HA初溶于水时

达到电离平衡前

达到电离平衡时

BOH电离过程中体系各粒子浓度的变化

c（B＋）

c（OH－）

c（BOH）

等体积等浓度的

B＋、OH－溶液相混合时

达到电离平衡前

达到平衡时

点拨　HA电离过程中体系各粒子浓度的变化

c（H＋）

c（A－）

c（HA）

HA初溶于水时

最小

最小

最大

达到电离平衡前

变大

变大

变小

达到电离平衡时

不变

不变

不变

BOH电离过程中体系各粒子浓度的变化

c（B＋）

c（OH－）

c（BOH）

等体积等浓度的

B＋、OH－溶液相

混合时

最大

最大

最小

达到电离平衡前

变小

变小

变大

达到平衡时

不变

不变

不变

1.

加入的物质

氯化铵

氨气

氢氧化钠

平衡移动方向

逆反应方向

正反应方向

逆反应方向

2.NH

、OH－、NH3·H2O、NH3、H2O、H＋；Cl2、Cl－、H＋、ClO－、HClO、H2O、OH－

3．

（1）错。

导电能力的强弱取决于电解质溶液中离子的浓度，因此强弱电解质溶液导电能力与二者的浓度及强电解质的溶解性有关。

（2）错。

酸与碱反应生成盐，所需碱的量只与酸的物质的量有关，盐酸与醋酸皆为一元酸，c相同时，n（H＋）也相同。

（3）错。

一水合氨为弱碱，在水溶液中部分电离，其电离平衡受氨水浓度的影响，浓溶液的电离程度低于稀溶液。

因此氨水稀释一倍时，其OH－浓度降低不到一半。

（4）错。

醋酸中的氢没有全部电离为H＋。

（5）错。

H3PO4为弱酸，部分电离，产生PO

较少，而Na3PO4电离时全部电离，产生PO

较多。

4．

（1）不变。

一定温度下，该比值为常数——平衡常数。

（2）4.18×10－4mol/L。

点拨　根据平衡常数表达式可得：

＝1.75×10－5

即

＝1.75×10－5

c（H＋）＝

mol/L＝4.18×10－4mol/L

5．

（1）多元弱酸第一步电离产生的H＋会抑制它的第二步、第三步电离，这是电离平衡受生成物浓度影响的结果。

如：

H2CO3

H＋＋HCO

（第一步）

HCO

H＋＋CO

（第二步）

而且越电离，产生阴离子所带电荷数越多，电离越困难。

（2）木头中的电解质杂质溶于水中，使其具有了导电性。

1．下列说法正确的是（　　）

A．氯水能导电，所以氯气是电解质

B．碳酸钙不溶于水，所以它是非电解质

C．固体磷酸是电解质，所以磷酸在熔化状态下和溶于水时都能导电

D．胆矾虽不能导电，但它属于电解质

答案　D

解析　氯水导电的原因是Cl2溶于水生成了盐酸和次氯酸，盐酸和次氯酸是电解质，溶于水而导电，而不是氯气本身导电，且氯气是单质，它既不是电解质，也不是非电解质；碳酸钙虽不溶于水，但从结构分析其应属于离子化合物，是强电解质；固体磷酸虽是电解质，但其是共价化合物，熔化时只以分子形式存在，不能导电；胆矾不能导电，但溶于水完全电离，所以是强电解质。

2．下列电离方程式正确的是（　　）

A．Al2（SO4）3

2Al3＋＋3SO

B．HF

H＋＋F－

C．H2S

2H＋＋S2－D．Ca（OH）2

Ca2＋＋2OH－

答案　B

解析　Al2（SO4）3和Ca（OH）2是强电解质，电离方程式书写时应用“===”连接，只有弱电解质电离方程式书写用“

”；而H2S是弱电解质，属于二元弱酸，应分步电离；则只有B正确。

3．在氢硫酸中，c（H＋）和c（S2－）的比值是（　　）

A．4B．2C．大于2D．在1～2之间

答案　C

解析　弱电解质的电离为部分电离，电离程度一般很小，氢硫酸是二元弱酸；分两步电离：

H2S

H＋＋HS－，HS－

H＋＋S2－；二级电离更弱，以第一级电离为主。

虽然由HS－电离产生的H＋与S2－浓度相同，但一级电离产生H＋却没有产生S2－，故c（H＋）/c（S2－）>2。

4．根据下列数据（均在同温、同压下测定）

酸

HX

HY

HZ

物质的量浓度

（mol/L）

0.1

0.2

0.3

电离平衡常数

7.2×10－4

1.8×10－4

1.8×10－5

可得出弱电解质强弱顺序正确的是（　　）

A．HX>HY>HZB．HZ>HY>HXC．HY>HZ>HXD．HZ>HX>HY

答案　A

解析　三种酸均为一元酸，电离平衡常数越大，酸性越强。

5．一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的（　　）

A．NaOH（固体）B．H2OC．HClD．CH3COONa（固体）

答案　BD

解析　由题意可知，要使反应速率减小，而不改变H2的量，则要求c（H＋）减小，而n（H＋）不变，可采取的措施是：

加水或加CH3COONa。

6．在醋酸的电离平衡CH3COOH

CH3COO－＋H＋中，要使电离平衡右移且c（H＋）增大，应采取的措施是（　　）

A．加入NaOH（s）B．加入盐酸C．加蒸馏水D．升高温度

答案　D

解析　加入NaOH（s）、蒸馏水、升高温度均能使平衡右移，但加入NaOH、蒸馏水时c（H＋）减小，升高温度时c（H＋）增大。

7．写出下列物质的电离方程式（在水溶液中）

（1）NH3·H2O___________________________________________________________；

（2）H2CO3_____________________________________________________________；

（3）NaHSO4____________________________________________________________；

（4）NaHCO3____________________________________________________________；

（5）CuSO4______________________________________________________________。

答案　

（1）NH3·H2O

NH

＋OH－

（2）H2CO3

H＋＋HCO

，HCO

H＋＋CO

（3）NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO

（4）NaHCO3===Na＋＋HCO

，

HCO

H＋＋CO

（5）CuSO4===Cu2＋＋SO

解析　NH3·H2O、H2CO3为弱电解质，电离方程式中用“

”号连接；H2CO3为二元弱酸，其电离分步进行；NaHSO4、NaHCO3、CuSO4为强电解质，用“===”号连接。

8．H2S溶于水的电离方程式为：

________________________________________________________________________

（1）向H2S溶液中加入CuSO4溶液时，电离平衡向________移动，c（H＋）________，c（S2－）________；

（2）向H2S溶液中加入NaOH固体时，电离平衡向________移动，c（H＋）________，c（S2－）________：

（3）若将H2S溶液加热至沸腾，c（H2S）________；

（4）若要增大H2S溶液中c（S2－），最好加入________。

答案　H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－

（1）右　增大　减小

（2）右　减小　增大

（3）减小

（4）NaOH固体

解析　H2S是二元弱酸，在水溶液中是分两步电离的，其电离方程式应为：

H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－

对

（1），当加入CuSO4时，因发生反应Cu2＋＋S2－===CuS↓，使平衡右移，导致c（H＋）增大，但c（S2－）减小；对

（2），当加入NaOH时，因发生反应H＋＋OH－===H2O，使平衡右移，导致c（H＋）减小，但c（S2－）增大；对（3），当加热H2S溶液沸腾时，因H2S挥发，使c（H2S）减小；对（4），增大c（S2－）最好是加入只与H＋反应的物质，可见加入强碱如NaOH固体最适宜。

1．下列电离方程式中，正确的是（　　）

A．H2S

2H＋＋S2－B．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO

C．NaCl===Na＋＋Cl－D．CH3COOH===CH3COO－＋H＋

答案　C

解析　多元弱酸的电离是分步进行的，且越来越难，电离产生的离子浓度主要取决于第一步电离。

如

浓度c（H＋）≈c（HS－）≫c（S2－），如果将上式合写成H2S

2H＋＋S2－，则表明浓度c（S2－）＝

c（H＋），显然不符合事实，故A选项错误；NaHCO3为离子化合物，属强电解质，但HCO

不能完全电离（∵H2CO3为弱酸），若按B选项的写法，表明浓度c（Na＋）＝c（H＋）＝c（CO

），而c（HCO

）＝0，实际情况是：

NaHCO3===Na＋＋HCO

，HCO

H＋＋CO

，即浓度c（Na＋）≈c（HCO

）≫c（H＋）＞c（CO

），故B选项也不正确；CH3COOH为弱酸，属弱电解质，在水溶液中只能部分电离，应用“

”符号表示，故D选项不合理。

2．在0.1mol/L氢氟酸中，存在着HF

H＋＋F－的电离平衡，当加入下列哪种物质时，溶液的c（H＋）会增大（　　）

A．水B．氟化钠晶体

C．0.1mol/LNaOH溶液D．0.5mol/L氢氟酸

答案　D

解析　由电离平衡的影响因素可知，A、B、C均使c（H＋）减小，而D项可使c（H＋）增大。

3．25℃时，在0.5L0.2mol/L的HA溶液中，有0.01mol的HA电离成离子。

求该温度下HA的电离常数。

答案　K＝2.22×10－3

解析　该溶液中A－和H＋的平衡浓度为0.01mol/0.5L＝0.02mol/L。

据电离方程式HAA－＋H＋推知HA分子的平衡浓度为：

0.2mol/L－0.02mol/L＝0.18mol/L。

HA的电离常数K＝c（H＋）·c（A－）/c（HA）＝0.02×0.02/0.18＝2.22×10－3。

点拨　本题考查有关电离平衡常数的简单计算，应据电离方程式HA

A－＋H＋推知HA分子的平衡浓度、A－和H＋的平衡浓度。

注意有关电离常数的计算，必须找出平衡时分子的物质的量浓度、离子的物质的量浓度，代入电离平衡常数公式即可求解。

4．试用简单的实验证明在醋酸溶液中存在着CH3COOH

CH3COO－＋H＋的电离平衡（要求写出简要操作、实验现象及实验能说明的问题。

）

答：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案　方法一：

在醋酸溶液中滴入石蕊试液，溶液呈红色，加入醋酸铵固体，振荡溶液，溶液颜色明显变浅。

c（H＋）变小，是由于加入的CH3COO－使平衡向左移动，由此说明醋酸溶液存在着醋酸的电离平衡。

方法二：

取一定体积的溶液，用pH试纸测其溶液的pH，然后再用蒸馏水将溶液稀释100倍，再测定溶液的pH，若稀释前后溶液pH改变小于2，说明存在上述电离平衡。

解析　在弱电解质的水溶液中存在着电离平衡，改变外界条件可使电离平衡发生移动，使溶液中各微粒的浓度发生改变，使溶液的酸碱性发生改变。

因题目并未限定试剂和方法，故思考的空间比较大，可设计不同的实验方法，如加水稀释，使平衡移动，测pH分析判断；又如加入中性CH3COONH4，看溶液中c（H＋）变化对指示剂颜色的改变。

1．下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　

A．CH3COOHB．Cl2C．NH4HCO3D．SO2

答案　D

解析　选项中的4种物质的水溶液都能导电，但原因有所不同。

CH3COOH和NH4HCO3均为电解质，水溶液应能导电；Cl2和SO2的水溶液能导电，是因为它们与水发生反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，SO2＋H2OH2SO3，因生成物均为电解质，故溶液也导电。

电解质和非电解质都是化合物，Cl2是单质，因此只有SO2为非电解质。

2．在0.1mol/LCH3COOH溶液中存在如下电离平衡：

CH3COOH

CH3COO－＋H＋，对于该平衡，下列叙述正确的是（　　）

A．加入水时，平衡向逆反应方向移动

B．加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动

C．加入少量0.1mol/LHCl溶液，溶液中c（H＋）减小

D．加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动

答案　B

解析　加入水时平衡应正向移动，A错；加入少量NaOH固体后由于发生H＋＋OH－===H2O的中和反应，平衡正向移动，B正确；加入HCl溶液，c（H＋）增大，故C错；加入CH3COONa晶体，由于c（CH3COO－）增大，平衡逆向移动，D错。

3．下列电离方程式书写正确的是（　　）

A．Ca（OH）2

Ca2＋＋2OH－B．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO

C．H2CO3

2H＋＋CO

D．Na2SO4===2Na＋＋SO

答案　D

解析　Ca（OH）2为强电解质；NaHCO3电离产生Na＋与HCO

；H2CO3为多元弱酸，分步电离，不可一步完成。

4．0.1mol/L某一元弱酸水溶液，在100℃和20℃时相比，其c（H＋）前者比后者（　　）

A．大　　　　B．小　　　　C．相等　　　D．不能肯定

答案　A

解析　电离过程是吸热过程，升温电离平衡右移，则该溶液中c（H＋）增大。

5．将0.1mol/L的CH3COOH溶液稀释10倍，下列微粒浓度减小得最多的是（　　）

A．CH3COO－B．OH－C．H＋D．CH3COOH

答案　D

解析　在CH3COOH溶液中存在CH3COOH

CH3COO－＋H＋电离平衡，加水后，除考虑CH3COOH、CH3COO－和H＋均被同等程度地稀释外，还要考虑上述平衡正向移动，所以CH3COOH的浓度减小得最多。

6．向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，到不再产生二氧化碳气体为止，则在此过程中，溶液中的碳酸氢根离子的浓度变化趋势正确的是（　　）

A．逐渐减小B．逐渐增大

C．先逐渐增大，而后减小D．先逐渐减小，而后增大

答案　C

解析　浓Na2CO3溶液中，Na2CO3完全电离成Na＋和CO

，当逐渐滴入稀盐酸时，H＋会首先与CO

结合生成HCO

：

H＋＋CO

===HCO

，继续滴入稀盐酸，则H＋又与HCO

结合生成H2CO3，后者不稳定分解产生CO2和H2O：

HCO

＋H＋===CO2↑＋H2O，故溶液中c（HCO

）又不断减小。

7．一元弱酸HA（aq）中存在下列电离平衡：

HAH＋＋A－。

将1.0molHA分子加入1.0L水中，如下图，表示溶液中HA、H＋、A－的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是（　　）

答案　C

8．用食用白醋（醋酸浓度约1mol/L）进行下列实验，能证明醋酸为弱电解质的是（　　）

A．白醋中滴入石蕊试液呈红色B．白醋加入豆浆中有沉淀产生

C．蛋壳浸泡在白醋中有气体放出D．pH试纸显示白醋的pH为2～3

答案　D

解析　A、B、C三项只能说明醋酸具有酸性，而不能证明醋酸存在电离平衡。

9．已知下面三个数据：

7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分别是下列有关的三种酸的电离常数，若已知下列反应可以发生：

NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2

NaCN＋HF===HCN＋NaF

NaNO2＋HF===HNO2＋NaF

由此可判断下列叙述不正确的是（　　）

A．K（HF）＝7.2×10－4B．K（HNO2）＝4.9×10－10

C．根据两个反应即可得出结论D．K（HCN）

答案　B

解析　相同温度下的弱电解质的电离常数是比较弱电解质相对强弱的条件之一；根据第一、第三个反应可知三种一元弱酸的强弱顺序为：

HF>HNO2>HCN。

由此可判断K（HF）>K（HNO2）>K（HCN），其对应数据依次为

K（HF）＝7.2×10－4　K（HNO2）＝4.6×10－4

K（HCN）＝4.9×10－10

10．为证明某可溶性一元酸（HX）是弱酸，有如下实验方案，其中不合理的是（　　）

A．室温下，测0.1mol/LHX溶液的pH，若pH>1，证明HX是弱酸

B．室温下，测1mol/LNaX溶液的pH，若pH>7，证明HX是弱酸

C．将等浓度、等体积的HCl和NaX溶液混合，若混合溶液pH<7，证明HX是弱酸

D．相同条件下，对0.1mol/L的HCl和0.1mol/L的HX进行导电性实验，若与HX溶液相串联的灯泡较暗，证明HX为弱酸

答案　C

11．下列物质中：

A．KI（s）　B．C2H5OH（l）　C．Cl2（g）　D．CH3COOH（l）　E．BaSO4（s）　F．NaHSO4（s）　G．石墨（s）　H．蔗糖（s）　I．NaOH（l）

（1）属于非电解质的是__________，属于强电解质的是________