三维设计教师用书版高考化学 第八章 水溶液中的离子平衡复习 新人教版.docx

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三维设计教师用书版高考化学第八章水溶液中的离子平衡复习新人教版

水溶液中的离子平衡

第一节弱电解质的电离

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。

考点一

[记牢主干知识]

1．强、弱电解质

（1）概念

（2）电离方程式的书写

①弱电解质

a．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＋＋，HCOH＋＋。

b．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

a．强酸的酸式盐完全电离，如NaHSO4电离方程式：

NaHSO4===Na＋＋H＋＋。

b．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，HCOH＋＋。

2．弱电解质的电离平衡

（1）电离平衡的建立

在一定条件下（如一定温度下），当弱电解质电离的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡。

（2）电离平衡的特征

（3）影响电离平衡的外界条件

①温度：

升高温度，电离平衡向右移动，电离程度增大。

②浓度：

稀释溶液，电离平衡向右移动，电离程度增大。

③相同离子：

加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡向左移动，电离程度减小。

④加入能与离子反应的物质：

电离平衡向右移动，电离程度增大。

[练通基础小题]

一、基础知识全面练

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）HClO是弱酸，所以NaClO是弱电解质（×）

（2）弱电解质溶液中存在溶质分子，而强电解质溶液中不存在溶质分子（√）

（3）AgCl的水溶液不导电，而CH3COOH的水溶液能导电，故AgCl是弱电解质，CH3COOH是强电解质（×）

（4）由0.1mol·L－1氨水的pH为11，可知溶液中存在NH3·H2ONH＋OH－（√）

（5）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（×）

（6）弱电解质在溶液里达到电离平衡时，分子的浓度和离子的浓度一定相等（×）

2．稀释某一弱电解质溶液时，所有离子浓度都会减小吗？

提示：

不是所有离子浓度都会减小。

对于弱酸或弱碱溶液，只要对其稀释，电离平衡均会发生右移，例如稀释弱酸HA溶液时，c（H＋）、c（A－）减小，但c（OH－）会增大。

3．分别画出冰醋酸和0.1mol·L－1醋酸溶液加水稀释时溶液导电能力的变化图。

提示：

二、常考题点分组练

题点

（一）　电离平衡的特点

1．下列说法正确的是（　　）

A．（2015·全国卷Ⅰ）2L0.5mol·L－1的亚硫酸溶液中含有的H＋离子数为2NA

B．（2013·江苏高考）CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中的值减小

C．（2012·重庆高考）稀醋酸加水稀释，醋酸电离程度增大，溶液的pH减小

D．（2012·浙江高考）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

解析：

选B　H2SO3为弱酸，不能完全电离，A错；加水稀释时，电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋向正向移动，溶液中n（CH3COOH）减小，而n（CH3COO－）增大，故的值减小，醋酸的电离程度增大，但c（H＋）减小，pH增大，B正确，C错误；因稀释过程中CH3COOH又电离出部分H＋，故稀释到原体积的10倍后，溶液的pH大于3，小于4，D错。

2．在醋酸溶液中，CH3COOH的电离达到平衡的标志是（　　）

A．溶液显电中性

B．溶液中无CH3COOH分子

C．氢离子浓度恒定不变

D．c（H＋）＝c（CH3COO－）

解析：

选C　溶液中存在的电离平衡有：

CH3COOHCH3COO－＋H＋，H2OH＋＋OH－，阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数永远相等，与是否达到电离平衡无关，A错；CH3COOH是弱电解质，溶液中一定存在CH3COOH分子，B错；依据电离方程式，不管是否达到平衡，都有c（H＋）＞c（CH3COO－），所以D错；氢离子浓度恒定不变时，电离达到平衡，所以C对。

题点

（二）　影响电离平衡的因素

3．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　向H2S溶液中加水，平衡向右移动，但溶液体积增大，溶液中H＋浓度减小，A错误。

通入SO2，可发生反应：

2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，SO2过量时，SO2与水反应生成的H2SO3酸性比氢硫酸酸性强，因此溶液pH减小，B错误。

滴加新制氯水，发生反应：

H2S＋Cl2===2HCl＋S↓，H2S浓度减小，平衡向左移动，反应生成的盐酸为强酸，溶液酸性增强，pH减小，C正确。

加入少量CuSO4，发生反应：

CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4，溶液中S2－浓度减小，H＋浓度增大，D错误。

4．将浓度为0.1mol·L－1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是（　　）

A．c（H＋）　　　　　　　　B．Ka（HF）

C．D．

解析：

选D　在0.1mol·L－1HF溶液中存在如下电离平衡：

HFH＋＋F－，加水稀释，平衡向右移动，但c（H＋）减小；选项B,电离平衡常数与浓度无关，其数值在稀释过程中不变；选项C，加水后，平衡右移，n（F－）、n（H＋）都增大，但由于水电离产生的n（H＋）也增大，故C项比值减小；选项D，变形后得，稀释过程中c（F－）逐渐减小，故其比值始终保持增大。

[探规寻律]

平衡移动引起结果变化的判断方法

电离平衡属于动态平衡，当外界条件改变时，弱电解质的电离平衡会发生移动，平衡移动遵循勒夏特列原理。

实例（稀溶液）

CH3COOHH＋＋CH3COO－　ΔH>0

改变条件

平衡移动方向

n（H＋）

c（H＋）

导电能力

Ka

加水稀释

→

增大

减小

减弱

不变

加入少量冰醋酸

→

增大

增大

增强

不变

通入HCl（g）

←

增大

增大

增强

不变

加入NaOH（s）

→

减小

减小

增强

不变

加入镁粉

→

减小

减小

增强

不变

升高温度

→

增大

增大

增强

增大

考点二

[基础自主落实]

1．表达式

（1）一元弱酸HA的电离常数：

根据HAH＋＋A－，可表示为Ka＝。

（2）一元弱碱BOH的电离常数：

根据BOHB＋＋OH－，可表示为Kb＝。

2．意义：

相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的酸性或碱性相对越强。

3．特点：

电离常数只与温度有关，与电解质的浓度、酸碱性无关，由于电离过程是吸热的，故温度升高，K增大。

多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是K1≫K2……，所以其酸性主要决定于第一步电离。

4．影响因素

小题热身

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）电离平衡右移，电离常数一定增大（×）

（2）H2CO3的电离常数表达式：

Ka＝（×）

（3）电离常数可以表示弱电解质的相对强弱（√）

（4）电离常数随着弱电解质的浓度增大而增大（×）

（5）电离常数只与温度有关，与浓度无关（√）

（6）电离常数大的酸溶液中的c（H＋）一定比电离常数小的酸溶液中的c（H＋）大（×）

2．下表是几种常见弱酸的电离常数（25℃）

弱酸

电离方程式

电离常数K

CH3COOH

CH3COOHCH3COO－＋H＋

1.26×10－5

H2CO3

H2CO3H＋＋HCO

HCOH＋＋CO

K1＝4.31×10－7

K2＝5.61×10－11

H2S

H2SH＋＋HS－

HS－H＋＋S2－

K1＝9.1×10－8

K2＝1.1×10－15

H3PO4

H3PO4H＋＋H2PO

H2POH＋＋HPO

HPOH＋＋PO

K1＝7.52×10－3

K2＝6.23×10－8

K3＝4.2×10－13

回答下列问题：

（1）K只与温度有关，当温度升高时，K值________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）在温度相同时，各弱酸的K值不同，那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系？

__________________________________________________________________________。

（3）若把CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS－、H3PO4、H2PO、HPO都看作是酸，其中酸性最强的是________，最弱的是________。

（4）多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离常数，对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律是K1∶K2∶K3≈1∶105∶1010，产生此规律的原因是________________________________________________________________________。

答案：

（1）增大

（2）相同温度下K值越大，对应酸的酸性越强

（3）H3PO4　HS－

（4）上一级电离出的H＋对下一级电离有抑制作用

[考向合作探究]

电离常数的影响因素及其应用

1．下列关于电离常数的说法正确的是（　　）

A．电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大

B．CH3COOH的电离常数表达式为Ka＝

C．电离常数只受温度影响，与浓度无关

D．向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，电离常数减小

解析：

选C　A．电离常数与弱电解质浓度无关，只与电解质本身的强弱和所处温度有关，错误。

B.电离常数是弱电解质达到电离平衡时，电离产生的离子浓度的乘积与未电离的电解质分子的浓度之比。

因此CH3COOH的电离常数表达式为Ka＝，错误。

C.电离需要吸收能量，所以电离常数只受温度影响，与浓度无关，正确。

D.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，电离平衡逆向移动，c（H＋）减小，c（CH3COO－）增大，但是电离常数不变，错误。

2．相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是（　　）

酸

HX

HY

HZ

电离常数K

9×10－7

9×10－6

1×10－2

A．三种酸的强弱关系：

HX＞HY＞HZ

B．反应HZ＋Y－===HY＋Z－能够发生

C．相同温度下，0.1mol·L－1的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液pH最大

D．相同温度下，1mol·L－1HX溶液的电离常数大于0.1mol·L－1HX　

解析：

选B　表中电离常数大小关系：

1×10－2＞9×10－6＞9×10－7，所以酸性排序为HZ＞HY＞HX，可知A、C不正确。

电离常数只与温度有关，与浓度无关，D不正确。

3．（2016·佳木斯模拟）下列关于一定温度、一定浓度的氨水的说法正确的是（　　）

A．NH3·H2O的电离达到平衡的标志是溶液呈电中性

B．是个常数

C．氨水促进了水的电离

D．c（NH）＋c（H＋）＝c（NH3·H2O）＋c（OH－）

解析：

选B　溶液在任何情况下均呈电中性，A项错误；设NH3·H2O的电离常数为Kb，则

Kb＝，而KW＝c（H＋）·c（OH－），两式相比得＝，因为Kb、KW为常数，故为常数，B项正确；NH3·H2O电离出OH－，抑制了水的电离，C项错误；根据溶液中的电荷守恒可知c（NH）＋c（H＋）＝c（OH－），D项错误。

电离常数的4大应用

（1）判断弱酸（或弱碱）的相对强弱，电离常数越大，酸性（或碱性）越强。

（2）判断盐溶液的酸性（或碱性）强弱，电离常数越大，对应的盐水解程度越小，碱性（或酸性）越弱。

（3）判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。

（4）判断微粒浓度比值的变化。

弱电解质加水稀释时，能促进弱电解质的电离，溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化，但电离常数不变，考题中经常利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。

如：

0.1mol·L－1CH3COOH溶液中加水稀释，＝＝，加水稀释时，c（H＋）减小，K值不变，则增大。

有关电离常数的定量计算

4．已知室温时，0.1mol·L－1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是（　　）

A．该溶液的pH＝4

B．升高温度，溶液的pH增大

C．此酸的电离常数约为1×10－7

D．由HA电离出的c（H＋）约为水电离出的c（H＋）的106倍

解析：

选B　c（H＋）＝0.1%×0.1mol·L－1＝10－4mol·L－1，

pH＝4；因HA在水中有电离平衡，升高温度促进平衡向电离的方向移动，c（H＋）将增大，pH会减小；C选项可由电离常数表达式算出Ka＝＝1×10－7；c（H＋）＝10－4mol·L－1，所以水电离出的c（H＋）＝10－10mol·L－1，前者是后者的106倍。

5．碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。

常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c（H2CO3）＝1.5×10－5mol·L－1。

若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO＋H＋的电离常数K1＝________（已知：

10－5.60＝2.5×10－6）。

解析：

H2CO3H＋＋HCO

K1＝＝＝4.2×10－7。

答案：

4.2×10－7

有关电离常数计算的两种类型（以弱酸HX为例）

1．已知c（HX）始和c（H＋），求电离常数

　　　　　　　　　HX　　　H＋＋　X－

起始/（mol·L－1）：

c（HX）始　　　　　0　　　0

平衡/（mol·L－1）：

c（HX）始－c（H＋）c（H＋）　c（H＋）

则：

Ka＝＝。

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）始－c（H＋）≈c（HX）始，则Ka＝，代入数值求解即可。

2．已知c（HX）始和电离常数，求c（H＋）

同理可得Ka＝≈，

则：

c（H＋）＝，代入数值求解即可。

考点三

难点拉分型——讲细练全

1．相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较

比较项目

酸　　　　

c（H＋）

pH

中和碱的能力

与足量Zn反应产生H2的量

开始与金属反应的速率

一元强酸

大

小

相同

相同

大

一元弱酸

小

大

小

2．相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较

比较项目

酸　　　　

c（H＋）

c（酸）

中和碱的能力

与足量Zn反应产生H2的量

开始与金属反应的速率

一元强酸

相同

小

小

少

相同

一元弱酸

大

大

多

[说明]　一元强碱与一元弱碱的比较规律与以上类似。

3．一元强酸（碱）和一元弱酸（碱）稀释时的pH变化图像

图中，a、b为pH相等的NaOH溶液和氨水，c、d为pH相等的盐酸和醋酸。

对于该图像，要深刻理解以下4点：

（1）对于pH＝y的强酸溶液稀释时，体积每增大10n倍，pH就增大n个单位，即pH＝y＋n；对于pH＝y的弱酸溶液来说，体积每增大10n倍，pH增大不足n个单位，即pH

（2）对于pH＝x的强碱溶液稀释时，体积每增大10n倍，pH就减小n个单位，即pH＝x－n；对于pH＝x的弱碱溶液来说，体积每增大10n倍，pH减小不足n个单位，即pH>x－n；无论怎样稀释，碱溶液的pH不能等于或小于7，只能趋近于7。

（3）加水稀释相同倍数后的pH大小：

氨水>NaOH溶液，盐酸>醋酸。

（4）稀释后的pH仍然相等，则加水量的多少：

氨水>NaOH溶液，醋酸>盐酸。

弱酸（碱）的判断

1．（2016·德阳模拟）下列事实中一定不能证明CH3COOH是弱电解质的是（　　）

①常温下某CH3COONa溶液的pH＝8

②用CH3COOH溶液做导电实验，灯泡很暗

③等pH等体积的盐酸、CH3COOH溶液和足量锌反应，CH3COOH放出的氢气较多

④pH＝1的CH3COOH溶液和pH＝13的KOH溶液等体积混合，溶液呈酸性

⑤CH3COONa和稀H3PO4反应，生成CH3COOH

⑥pH＝1的CH3COOH溶液稀释至100倍，pH<3

⑦10mL0.1mol·L－1CH3COOH恰好与10mL0.1mol·L－1NaOH溶液完全反应

A．②⑦　　　　　　　　　B．②⑤

C．①③⑤D．②④⑤⑥

解析：

选A　①说明溶液水解呈碱性，应为强碱弱酸盐，可证明CH3COOH是弱电解质，正确；②只能说明溶液离子浓度较小，错误；③说明醋酸还可电离出氢离子，可证明CH3COOH是弱电解质，正确；④说明醋酸有剩余，即醋酸没有完全电离，可以证明CH3COOH是弱电解质，正确；⑤说明醋酸的酸性比磷酸弱，而磷酸为中强酸，则醋酸为弱酸，正确；⑥说明存在电离平衡，证明CH3COOH是弱电解质，正确；⑦只能说明一元酸碱恰好反应，不能说明醋酸是弱酸，错误。

2．为了证明一水合氨（NH3·H2O）是弱电解质，甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验：

0.010mol·L－1氨水、0.1mol·L－1NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞溶液、pH试纸、蒸馏水。

（1）甲用pH试纸测出0.010mol·L－1氨水的pH为10，则认定一水合氨是弱电解质，你认为这一方法________（填“正确”或“不正确”），并说明理由_______________________

__________________________________________________________________________。

（2）乙取出10mL0.010mol·L－1氨水，用pH试纸测其pH＝a，然后用蒸馏水稀释至1000mL，再用pH试纸测其pH＝b，若要确认NH3·H2O是弱电解质，则a、b应满足什么关系？

________________________________。

（3）丙取出10mL0.010mol·L－1氨水，滴入2滴酚酞溶液，显粉红色，再加入少量NH4Cl晶体，溶液颜色变________（填“深”或“浅”）。

你认为这一方法能否证明NH3·H2O是弱电解质？

________（填“能”或“否”），并说明原因__________________________________

_________________________________________________________________________。

（4）请你根据所提供的试剂，再提出一个合理又简便的方案证明NH3·H2O是弱电解质：

_______________________________________________________________________。

解析：

（1）若NH3·H2O是强电解质，则0.010mol·L－1氨水中c（OH－）应为0.010mol·L－1，pH＝12。

用pH试纸测出0.010mol·L－1氨水的pH为10，说明NH3·H2O没有完全电离，应为弱电解质。

（2）若NH3·H2O是强电解质，用蒸馏水稀释至1000mL，其pH＝a－2。

因为NH3·H2O是弱电解质，不能完全电离，a、b应满足a－2

（3）向0.010mol·L－1氨水中加入少量NH4Cl晶体，有两种可能：

一是氯化铵在水溶液中电离出的NH水解使溶液显酸性，加入氨水中使其pH降低；二是NH使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2ONH＋OH－逆向移动，从而使溶液的pH降低。

这两种可能均会使溶液颜色变浅，可证明NH3·H2O是弱电解质。

（4）NH4Cl为强酸弱碱盐，只需检验NH4Cl溶液的酸碱性，即可证明NH3·H2O是弱电解质，还是强电解质。

答案：

（1）正确　若是强电解质，则0.010mol·L－1氨水中c（OH－）应为0.010mol·L－1，pH＝12

（2）a－2

（3）浅　能　向0.010mol·L－1氨水（滴有酚酞溶液）中加入氯化铵晶体后颜色变浅，有两种可能：

一是氯化铵在水溶液中电离出的NH水解使溶液显酸性，加入氨水中使其pH降低；二是NH使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2ONH＋OH－逆向移动，从而使溶液的pH降低。

这两种可能均可证明NH3·H2O是弱电解质

（4）取一张pH试纸，再用玻璃棒蘸取0.1mol·L－1NH4Cl溶液，滴在pH试纸上，显色后跟标准比色卡比较测出pH，pH<7（方案合理即可）

判断弱酸的三种方法

方法一：

根据弱酸的定义判断，弱酸在水溶液中不能完全电离，如测0.1mol·L－1的CH3COOH溶液的pH>1。

方法二：

根据弱酸在水溶液中存在电离平衡判断，条件改变，平衡发生移动，如pH＝1的CH3COOH加水稀释10倍后，1

方法三：

根据弱酸的正盐能发生水解判断，如判断CH3COOH为弱酸可用以下现象判断：

（1）向一定浓度的醋酸钠溶液中，加入几滴酚酞溶液，溶液变为浅红色。

（2）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>7。

强弱电解质的比较及图像分析

3．25℃时，有下列四种溶液：

①

②

③

④

0.1mol·L－1氨水

pH＝11氨水

0.1mol·L－1盐酸

pH＝3盐酸

下列说法中正确的是（　　）

A．①稀释到原来的100倍后，pH与②相同

B．等体积①③混合、等体积②④混合所得的溶液都呈酸性

C．①②中分别加入少量CH3COONa固体，的值都变小

D．③④稀释到原来的100倍后，稀释后④溶液中的pH大

解析：

选D　A选项，稀释后c（NH3·H2O）＝0.001mol·L－1，一水合氨是弱电解质，c（OH－）<0.001mol·L－1，pH<11，错误；等体积②④混合，因为氨水的浓度远大于盐酸的浓度，所以溶液显碱性，B选项错误；C选项，CH3COONa水解显碱性，加入CH3COONa固体，使NH3·H2ONH＋OH－平衡左移，的值都增大，错误；稀释后③④溶液中pH分别为3、5，D选项正确。

4．（2016·厦门模拟）25℃时，相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释，溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．同浓度的NaA与NaB溶液中，c（A－）小于c（B－）

B．a点溶液的导电性大于b点溶液

C．a点的c（HA）大于b点的c（HB）

D．HA的酸性强于HB

解析：

选D　由于稀释过程中HA的pH变化较大，故HA的酸性强于HB，D项正确；酸的酸性越强，对应的盐的水解程度越小，故NaB的水解程度大，同浓度的NaA与NaB溶液中c（B－）小于c（A－），A项错误；b点溶液的pH小于a点溶液的pH，说明b点溶液中c（H＋）较大、c（B－）较大，故溶液导电性较强，B项错误；HA酸性强于HB，则相同pH的溶液，c（HA）