选修二U3 水溶液中的离子平衡U31 弱电解质的电离 复习.docx

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选修二U3水溶液中的离子平衡U31弱电解质的电离复习

选修二U3水溶液中的离子平衡U3-1弱电解质的电离复习

板块一：

概念辩析

一，强弱电解质

1.电解质和非电解质

在水溶液或熔融状态下能够电离产生自由移动离子的化合物，称为电解质。

在水溶液和熔融状态下都不能够电离产生自由移动离子的化合物，称为非电解质。

N：

（1）电解质和非电解质都是化合物，也必须是纯净物。

酸、碱、盐都是电解质。

（2）由化合物本身电离而产生自由移动离子的化合物，才是电解质。

若是在水中与水反应生成电解质的化合物是非电解质。

如：

NH3、CO2、SO2等为非电解质。

（3）溶于水后生成了新电解质的化合物也可能是电解质。

如：

Na2O、CaO、Na2O2等，它们在熔融状态下即能导电，所以它们自身即为电解质。

（4）对于一些难溶的物质如BaSO4，由于溶解度太小，很难测出其溶液的导电性，但将BaSO4熔化成液态时，能电离出自由移动的Ba2+、SO42-，能导电，故BaSO4也是电解质。

（5）电解质不一定导电，导电物质不一定是电解质。

（6）电解质电离的条件：

水的作用可使离子化合物、共价化合物的电解质发生电离；

热的作用只能使离子化合物的电解质发生电离。

例：

在水溶液中：

在水溶液中：

NaHSO4NaHCO3

熔化：

熔化：

2.强电解质和弱电解质

（1）定义：

强电解质指的是在水溶液中能全部电离为离子的电解质；弱电解质指的是在水溶液中部分电离为离子的电解质。

（即电解质的强弱只与电离程度有关）

（2）强弱电解质的比较

（3）经验总结：

A.电解质的强弱是由物质的内部结构决定的；强、弱电解质的主要区别是在水溶液中能否完全电离。

B.电解质的强弱与溶液导电能力没有必然联系。

溶液导电能力关键是由溶液中自由离子的浓度及所带电荷有关。

强电解质的导电能力不一定强，只有在溶液的物质的量浓度相同的情况下，强电解质溶液的导电能力才比弱电解质溶液的导电能力强。

N：

导电条件：

有自由移动的离子；导电能力：

自由移动离子的浓度。

电离——物质溶解于水或受热融化，离解出自由移动离子的过程。

电离的条件：

氨水、酸（共价化合物）——溶于水

强碱、大多数盐（离子化合物）——溶于水或熔化

金属导电与溶液导电有何异同点？

异：

运动的微粒不同。

金属：

自由电子，自由电子的定向移动；溶液：

阴、阳离子，自由移动的离子定向移动

升温，金属导电性减弱；电解质溶液导电性增强

同：

都是带电微粒的定向移动。

C.电解质的强弱与化学键没有必然联系。

一般地，强电解质含有离子键或强极性共价键，但含有强极性共价键的化合物不一定都是强电解质，如HF就是弱电解质。

弱电解质的结构特点是某些具有弱极性键的共价化合物。

D.强电解质在溶液中溶质微粒：

只有水合离子；弱电解质溶液中溶质微粒：

溶质分子与水合离子共存。

E.电解质的强弱与其溶解性无关。

某些难溶（或微溶）于水的盐（如AgCl、BaSO4等），虽其溶解度很小，但其溶于水的部分却是完全电离的，它们仍属于强电解质。

有少数盐尽管能溶于水，但只有部分电离，仍属于弱电解质，如（CH3COO）2Pb等。

F.大多数盐类是强电解质，少数的盐有形成共价键的倾向，电离程度很小，属于弱电解质。

例如氯化汞、碘化镉等。

G.强电解质：

强酸、强碱、多数盐，部分氢氧化物……

弱电解质：

弱酸、弱碱、少数盐（如Pb（AC）2……），水……

N：

强酸：

HCl、HNO3、H2SO4、HBr、HI、HClO4……

强碱：

NaOH、KOH、Ba（OH）2、Ca（OH）2、（ROH）……

弱酸：

H2CO3、CH3COOH、HClO、HF、H2S、H2SO3、HCN、H3PO4、有机羧酸……

弱碱：

NH3·H2O，不溶于水的碱如Fe（OH）3等

例：

下列物质：

a.Nab.Br2c.CaOd.Al2O3e.SO3f.H2Sg.H2SO4h.HCli.HClOj.HF

k.Ba（OH）2l.NH3•H2Om.NaCln.BaSO4o.H2Op.C6H5OHq.C2H5OH

（1）属于电解质的有（）

（2）属于非电解质的有（）

（3）属于强电解质的有（）

（4）属于弱电解质的有（）

（1）cdfghijklmnop

（2）eq（3）cdghkmn（4）fijlop

变式：

1923年化学家Bronsted和Lowry提出：

凡是能给出质子的物质都是酸，凡是能接受质子的物质都是碱。

按此理论，下列粒子①HS－；②NH

；③HCl；④OH－；⑤H2PO

；⑥H2S；⑦CH3COO－；⑧CO

；⑨HCO

；⑩H2O中属于两性物质的有__________。

[答案]　①⑤⑨⑩

例：

有两种一元弱酸的钠盐溶液，其物质的量浓度相等，现向这两种盐的溶液中分别通入适量的CO2，发生如下反应：

NaR＋CO2＋H2O＝HR＋NaHCO3　2NaR1＋CO2＋H2O

2HR1＋Na2CO3

HR和HR1的酸性强弱比较，正确的是（　　）

A．HR较弱B．HR1较弱

C．两者相同D．无法比较

【解析】　本题逆向考查强弱电解质的概念。

由第一个反应知结合H＋能力；R－>HCO

，可以认为R－夺取了H2CO3电离的一个H＋而成为HR，并使H2CO3成为HCO

。

由第二个反应知结合H＋能力：

R

>CO

，可以认为两个R

夺取了H2CO3电离的两个H＋而成为HR1，并使H2CO3成为CO

。

由此可知结合H＋能力：

R

>R－，结合H＋能力越强，其对应酸越难电离，酸性越强。

[答案]　B

例1.20℃时，H2S的饱和溶液1L，浓度约0.1mol·L-1，其电离方程式第一步为：

H2S

H++HS-；第二步：

HS-

H++S2-，若使溶液的pH增大的同时c（S2-）减小，可采取的措施是（）

A.加入适量水B.加入适量NaOH固体

C.通入适量SO2D.加入适量CuSO4固体

解析：

要使pH增大，必须使c（H+）减小，同时还必须使c（S2-）减小，A选项加水稀释后，各种粒子的浓度都要减小，故符合题意；B选项加NaOH时，中和了体系中的H+，平衡右移，使c（S2-）增大，不符题意；C选项通入适量的SO2，可发生反应：

2H2S+SO2

3S↓+2H2O，这就使得溶液中c（S2-）减小，溶液也由酸性变为中性，即c（S2-）降低，pH增大，符合题意；D选项中由于Cu2+结合S2-生成CuS↓，使得c（S2-）减小，但随着电离平衡右移，c（S2-）增大，pH减小，不符合题意。

综上：

AC

例2.将0.01mol的下列物质分别加入（或通入）到100mL水中，假设溶液体积变化不计，水溶液的导电能力最强的是（）

A.HFB.NH4HCO3C.BaSO4D.NH3

解析：

本题由于BaSO4虽是强电解质，但溶解度小，所以溶液中溶解的BaSO4较小，即Ba2+、SO42-浓度均很小；HF、NH3虽溶解度较大，但由于溶液中HF、NH3·H2O不完全电离，因此离子浓度也远小于0.2mol/L，只有NH4HCO3完全电离，因此溶液中离子浓度最大，导电能力最强。

例3.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量，根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。

左图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。

下列示意图中，能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是（）

解析：

对题图，两溶液浓度相同，HCl完全电离，刚开始导电性应比CH3COOH的强，所以虚线应是HCl溶液；盐酸中加入KOH溶液，因溶液体积增大，离子浓度减小，导电性减弱；若用NH3·H2O溶液加入到HCl溶液中，NH3·H2O先与HCl反应生成强电解质NH4Cl，但溶液体积增大，所以导电性会下降，继续加入NH3·H2O溶液，溶液导电性不会增强。

如果KOH溶液的浓度较大，随着KOH溶液的加入，溶液的导电性可以比原溶液导电性强。

就本题：

题给图中信息的意思是电导率与溶液浓度成正比：

HCl为强电解质，滴加KOH溶液生成的虽是强电解质KCl，但因体积增大而稀释，所以导电能力减小，最后因滴加的过量的KOH较浓，使溶液导电能力增大，所以是先降后升。

CH3COOH为弱电解质，滴加KOH溶液生成强电解质CH3COOK，使导电能力增大，后因滴加的过量的KOH较浓，使溶液的导电能力再次增大，所以是升后再升。

在混合溶液中滴加NH3·H2O，氨水先与盐酸反应（相当于上面KOH与HCl反应，降），再与醋酸反应（相当于上面KOH与醋酸反应，升），最后，滴加过量氨水，因NH3·H2O是弱电解质，对强电解质的导电能力影响不大，但它使溶液稀释，因此总趋势是电导率略有减小。

综上，先降后升再持平所以答案：

D

例4.如图所示，一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力曲线图，请回答。

（1）“O”点为什么不导电__________________。

（2）a、b、c三点的氢离子浓度由小到大的顺序为__________。

（3）a、b、c三点中，醋酸的电离程度最大的一点是__________。

（4）若使c点溶液中的c（CH3COO－）提高，

在如下措施中，可选择__________。

A．加热B．加很稀的NaOH溶液C．加固体KOH

D．加水E加固体CH3COONaF．加Zn粒

G．加MgO固体H．加Na2CO3固体

（5）在稀释过程中，随着醋酸浓度的降低，下列始终保持增大趋势的量是__________________。

A．c（H＋）B．H＋个数C．CH3COOH分子数D．c（H＋）/c（CH3COOH）

（6）试说明醋酸的导电能力与加水量变化的原因：

_________________________________。

解析：

（1）在冰醋酸中，CH3COOH以分子形式存在，未电离，没有自由移动的离子，故O点不导电。

（2）导电能力越强，c（H＋）、c（CH3COO－）越大，故a、b、c三点中，H+浓度大小顺序为b>a>c。

（3）加水稀释促进CH3COOH电离，故电离程度最大的点为c点。

（4）若使c点c（CH3COO－）提高，使CH3COOH

CH3COO-＋H＋右移可以使c（CH3COO－）增大，故A正确；加很稀的NaOH溶液，虽可使CH3COOH的电离平衡右移，但c（CH3COO－）由于稀释而不会增大，故B不正确；C加KOH固体，OH-与H+反应使平衡右移，c（CH3COO－）增大；D加水虽使平衡右移，但c（CH3COO－）会减小；E加CH3COONa固体虽使平衡左移，但c（CH3COO－）增大；F加Zn粒会使H+反应掉，。

不衡右移，c（CH3COO－）增大，MgO、Na2CO3同理。

故A、C、E、F、G、H正确。

（5）在稀释过程中，始终保持增大趋势的是H+个数和c（H＋）/c（CH3COOH）所以BD。

（6）0—b电离占主要因素，离子浓度增大；b—c稀释占主要因素，离子浓度下降。

例5.图象是在一定温度下，向不同电解质溶液中加入新物质时的溶液的导电性发生变化，其电流（I）随物质加入量（m）的变化曲线。

其中与A图变化趋势一致的是_____________，与B图变化趋势一致的是_____________，与C图变化趋势一致的是_____________。

①Ba（OH）2溶液中滴入H2SO4溶液至过量②醋酸溶液中滴入NH3·H2O溶液至过量

③澄清石灰水中通入CO2至过量④NH4Cl溶液中逐渐加入适量NaOH固体

⑤盐酸中通入适量的NH3⑥氢氧化钠溶液中通入适量Cl2

解析：

②①③④⑤⑥

例6.某温度下，相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，pH随溶液体积变化的曲线如图所示。

据图判断正确的是（）

A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强

C.a点KW的数值比c点KW的数值大D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度

解析：

盐酸是强酸，醋酸是弱酸，根据弱电解质电离的特点，盐酸加水稀释比醋酸溶液加水稀释的pH增大的程度较大，故I是盐酸的，Ⅱ是醋酸溶液的，A错；b点溶液中的离子浓度大于c点，故b点溶液的导电性强，B对；温度相同时，Kw值相同，C错；pH相同时，醋酸溶液的浓度大，稀释相同倍数后的醋酸溶液的浓度大，因此b点酸溶液的浓度小于a点酸溶液的浓度，D错。

例7.下列物质的导电性最差的是（）

A.0.1mol/L的盐酸B.0.1mol/L的醋酸C.0.1mol/L的硝酸D.石墨棒

变式：

下列物质的导电性最差的是（）

A.0.1mol/L的盐酸B.0.1mol/L的氢氟酸C.0.1mol/L的氢氰酸D.石墨棒（C）

例8.下列物质中，导电性能最差的是（）

A熔融氢氧化钠B石墨棒C盐酸溶液D固体氯化钠（D）

例9.下列物质容易导电的是（）。

A熔融的氯化钠B硝酸钾溶液C硫酸铜晶体D无水乙醇（AB）

例10.把0.05molNaOH固体分别加入100mL下列液体中，溶液的导电性变化不大的是（）A.自来水B.0.5mol/LNH4Cl溶液C.0.5mol/L醋酸D.0.5mol/L盐酸（BD）

解析：

离子浓度变化不大，导电能力变化就不大。

在H2O中、CH3COOH中加入NaOH固体，离子浓度都增大，向HCl中加入NaOH固体，自由移动离子数基本不变，则离子浓度变化不大，向NH4Cl中加入NaOH固体，离子浓度基本不变。

二，弱电解质的电离

1.弱电解质的电离平衡

弱电解质的电离平衡指的是在一定条件下（如温度、压强）下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态。

图见P教材41

2.电离平衡的特点

电离平衡与化学平衡相似，也具有“逆”、“等”、“动”、“定”、“变”等特点。

逆：

电离平衡仅适用于弱电解质的电离

等：

弱电解质分子电离成离子的速率与离子重新结合成弱电解质分子的速率相等

动：

平衡时，电离过程与离子结合成分子的过程仍在进行，是动态平衡-------符合勒夏特列原理

定：

平衡时，溶液中离子浓度和分子浓度都保持不变

变：

条件改变，电离平衡发生移动，各粒子的浓度发生改变

3.影响电离平衡的条件

（1）内因：

电解质本身的性质，决定了弱电解质在水中达到电离平衡时电离程度的大小。

（2）外因：

①浓度：

同一弱电解质，增大溶液的物质的量浓度，电离平衡将向电离方向移动，但电解质的电离程度却减小，稀释溶液时，电离平衡将向电离方向移动，电解质的电离程度增大，但往往会使离子的浓度下降。

②温度：

由于弱电解质的电离是吸热过程，因此升高温度，电离平衡将向电离方向移动，其电离程度将增大。

③加入试剂：

增大与弱电解质电离出的相同离子的浓度，电离平衡将向离子结合成弱电解质分子的方向移动，弱电解质的电离程度将减小（即同离子效应，实验室制氯气中用饱和NaCl溶液，除HCl气体）；减小弱电解质电离出的离子的浓度，电离平衡将向电离方向移动，弱电解质的电离程度将增大。

N:

弱电解质的水溶液中：

（1）分子（包括H2O，但不限于H2O）离子共存。

（2）电离都是微弱的。

（3）电离程度相当于反应物的转化率，增加某种反应物浓度，自身转化率（电离度）降低。

即通常说的“越稀越电离”。

（4）温度不变，电离常数K不变。

三，电离平衡常数

1，概念：

在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时溶液中各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数，这个常数叫做电离常数，简称电离常数，用K表示（酸用Ka，碱用Kb）

2，表示方法：

N：

弱电解质的电离常数表达式中的均为达到电离平衡后各粒子在溶液中的浓度值，并不是直接指溶质的物质的量浓度值。

并且，在温度一定时，其电离常数就是一个定值。

（1）一元弱酸、一元弱碱的电离常数。

例如：

（2）多元弱酸、多元弱碱的电离常数。

多元弱酸的电离是分步进行的，每步各有其电离常数，通常用K1、K2、K3等来分别表示。

例如：

二元弱酸H2S的电离分二步：

多元弱酸各步电离常数大小的比较为K1>>K2>>K3，因此多元弱酸的酸性主要由第一步电离所决定。

第一步电离产生的H+对第二步电离起抑制作用。

多元弱碱的电离与多元弱酸的电离情况相类似，但多元弱碱的电离可写成一步，如：

3.电离平衡常数的意义

（1）电离常数数值的大小，可以估算弱电解质电离的趋势。

K值越大，电离程度越大。

如相同条件下常见弱酸的酸性强弱：

可用口诀记忆：

亚硫磷酸氢氟酸，甲酸苯甲和醋酸，碳酸氢硫次氯酸，氢氰后面石炭酸（苯酚水溶液有弱酸性，但其不属于酸）。

（2）多元弱酸溶液中的离子浓度比较依据

如H3PO4分三步电离，第一步最强（K1＝），第二步较弱（K2＝），第三步最弱（K3＝）。

则有：

H2S分两步电离，第一步强（K1＝），第二步弱（K2＝）。

则有：

（3）电离常数的影响因素

A.电离常数由物质本身的性质决定

B.电离常数随度变化而变化，但由于电离过程热效应较小，温度改变对电离常数影响不大，其数量级一般不变，所以室温范围内可忽略温度对电离常数的影响。

C.电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关。

同一温度下，不论弱酸、弱碱的浓度如何变化，电离常数是不会改变的。

例1.已知同温同浓度时，①H2CO3比H2S的电离（“－”级电离）常数大，②H2S比HCO

的电离常数大（即H2S的K1比H2CO3的K2大），根据酸与盐的反应规律，下列反应中不正确的是（　　）

A．Na2CO3＋H2S＝NaHCO3＋NaHS

B．Na2S＋H2O＋CO2＝NaHS＋NaHCO3

C．2NaHCO3＋H2S＝Na2S＋2H2O＋2CO2

D．NaHS＋H2O＋CO2＝NaHCO3＋H2S

[答案]　C

例2.水是一种极弱的电解质，在室温下水的电离常数为1.8×10－16，若平均每n个水分子只有一个水分子能电离，则n是（　　）

A．1×10－4B．55.6×107

C．1×107D．6.02×1021

【解析】　根据1L水的质量为1000g可以计算出水的物质的量浓度为55.6mol/L，据水的电离常数K＝

＝1.8×10－16，可求得每升水（55.6mol）中有10－7mol的水电离，可求得n。

[答案]　B

例3：

1L浓度为cmol/L的弱酸HA溶液中，HA、H+、A-的物质的量之和为ncmol，则HA的电离度为_____________。

（n-1）x100%

例4：

某温度下，0.1mol/L的某一元弱酸分子数和离子总数之比为49:

2，则此温度下该一元弱酸的电离度为_____。

2%

例5：

（2009·江苏镇江一模）下列说法正确的是（　　）

A．电离平衡常数受溶液浓度的影响

B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱

C．电离常数大的酸溶液中c（H＋）一定比电离常数小的酸中大

D．H2CO3的电离常数表达式：

K＝

【解析】　电离平衡常数是温度的函数，与溶液浓度无关，所以A项错误；电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，故B项正确；酸中c（H＋）既跟酸的电离常数有关，还跟酸的浓度有关，所以C项叙述错误；D项中碳酸是分步电离的，第一步电离常数表达式为：

K1＝

，第二步电离常数为：

K2＝

，故D项错误。

[答案]　B

例6：

下列电离方程式书写正确的是（　　）

A．NaHSO4＝Na＋＋H＋＋SO

B．NaHCO3＝Na＋＋H＋＋CO

C．CH3COOH

CH3COO－＋H＋

D．H2CO3

2H＋＋CO

【解析】　酸式盐NaHSO4在水溶液中发生完全电离：

NaHSO4＝Na＋＋H＋＋SO

，故A项正确；B项中正确的电离方程式应为：

NaHCO3===Na＋＋HCO

，即B项错误；C项正确；D项中碳酸应分步电离，故错误。

[答案]　AC

例7：

从植物花中可提取一种简写为HIn的有机物，在水溶液中因存在以下电离平衡，故可用作酸碱指示剂。

HIn（aq，红色）

H＋＋In－（aq，黄色），在浓度为0.02mol·L－1的下列各溶液

（1）HCl、

（2）Na2O2、（3）NaCl（aq）、（4）NaHSO4（aq）、（5）NaHCO3（aq）、（6）氨水中加入该指示剂，其中能使指示剂显黄色的是（　　）

A．

（1）（4）（5）B．

（2）（6）

C．

（1）（4）D．（5）（6）

【解析】　平衡右移，方能使指示剂显黄色，即应加入碱性物质，但Na2O2有强氧化性，使有机色素褪色。

[答案]　D

变式：

在氨水中存在下列电离平衡：

NH3·H2O

NH

＋OH－，下列情况能引起电离平衡向正向移动的有（　　）

①加NH4Cl固体　②加NaOH溶液　③加HCl　④加CH3COOH溶液　⑤加水　⑥加压

A．①③⑤B．①④⑥

C．③④⑤D．①②④

【解析】　改变上述条件，对平衡造成的结果分别是：

①逆向移动　②逆向移动　③正向移动　④正向移动　⑤正向移动　⑥不移动。

所以向正向移动的有③④⑤，即C项正确。

[答案]　C

变式2：

化合物HIn在水溶液中因存在以下电离平衡，故可用作酸碱指示剂

HIn（溶液）红色

H＋（溶液）＋In－（溶液）黄色

浓度为0.1mol·L－1的下列各溶液其中能使指示剂显黄色的是（）

①盐酸②石灰水③NaCl溶液④NaHSO4溶液⑤Na2CO3溶液⑥氨水

A．①④⑤B．②⑤⑥C．①④D．②③⑥

解析：

由电离平衡看出，若使指示剂显红色必需使平衡左移，而使平衡左移的条件是向溶液中加入H+。

在给出的试剂中只有①④⑥溶于水后能电离出H+，但氯水中的HClO具有漂白性，能漂白HIn。

变式3：

硝酸亚铁溶液中存在的主要平衡关系是Fe2++2H2O

Fe（OH）2+2H+，若加入HCl，则溶液的主要变化是（）

A.变黄B.变浅C.绿色加深D.无明显变化

解析：

该题易错选C，依据硝酸亚铁溶液中存在的主要平衡关系：

Fe2++H2O

Fe（OH）++H+，只考虑加入盐酸，使溶液中的H+浓度增大，根据平衡移动原理，应使平衡向左移动，溶液会出现绿色加深的现象。

表面来看，氢离子的加入使电离平衡逆向移动，导致溶液的绿色加深，但本题同时设计了一个隐含的陷阱，那就是Fe2+和硝酸之间的氧化还原反应。

原溶液中存在

和Fe2+，当加入HCl后，溶液中便同时存在着

和H+，两者相当于稀HNO3具有强氧化性，而Fe2+具有强还原性，会发生氧化还原反应生成Fe3+，溶液的颜色变黄。

答案：

A

例8：

在含酚酞的0.1mol/L氨水中加入少量NH4Cl晶体，则溶液颜色（　　）

A．变蓝色　　B．变深　　

C．变浅　　D．不变

[答案]　C

例9：

下列关于电离平衡常数（K）的说法中正确的是（　　）

A．电离平衡常数（K）越小，表示弱电解质电离能力越弱

B．电离平衡常数（K）与温度无关

C．不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数（K）不同

D．多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K1

[答案]　A

例10：

对于碳酸溶液中的电离平衡，电离常数的表达式中正确