高考化学第一轮水的电离及弱电解质的水解.docx
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高考化学第一轮水的电离及弱电解质的水解
一、电解质和非电解质
1、概念
（1）电解质：
在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物
非电解质：
在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物
①电解质和非电解质均指化合物，单质和混合物既不属于电解质也不属于非电解质。
②电解质必须是自身能直接电离出自由移动的离子的化合物。
③对于电解质来说，只须满足一个条件即可，而对非电解质则必须同时满足两个条件。
例如：
H2SO4、NaHCO3、NH4Cl、Na2O、Na2O2、Al2O3
（2）强电解质：
溶于水或熔融状态下几乎完全电离的电解质
弱电解质：
溶于水或熔融状态下只有部分电离的电解质
①电解质的强弱与化学键有关，但不由化学键类型决定。
强电解质含有离子键或强极性键，但含有强极性键的不一定都是强电解质，如H2O、HF等都是弱电解质。
②电解质的强弱与溶解度无关。
如BaSO4、CaCO3等是强电解质但是溶解度很小，几乎不溶；
③电解质的强弱与溶液的导电能力没有必然联系。
2、判断
（1）物质类别判断：
强电解质：
强酸、强碱、多数盐、部分金属氧化物
弱电解质：
弱酸、弱碱、少数盐和水
非电解质：
非金属氧化物、氢化物（酸除外）、多数有机物
单质和混合物（不是电解质也不是非电解质）
（2）性质判断：
熔融导电：
强电解质（离子化合物）
均不导电：
非电解质（必须是化合物）
3、电解质溶液的导电性和导电能力
（1）电解质不一定导电（如NaCl晶体、无水醋酸），导电物质不一定是电解质（如石墨），非电解质不导电，但不导电的物质不一定是非电解质。
（2）强电解质溶液导电性不一定比弱电解质强。
饱和强电解质溶液导电性不一定比弱电解质强。
例1：
（上海高考题）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
例2：
（1）有下列物质：
①硫酸②固体KCl③氨④食盐水⑤CO2⑥Cl2⑦CaCO3⑧Na2O⑨铜丝⑩氯化氢气体11氨水12浓硫酸13盐酸14碘化氢15硫酸钡。
其中属于电解质的是；属于非电解质的是；属于强电解质的是；属于弱电解质的是。
例3：
（全国高考题）甲酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是（）。
A．1mol/L甲酸溶液的c（H+）=10-2mol/L
B．甲酸以任意比与水互溶
C．10mL1mol/L甲酸恰好与10mL1mol/LNaOH溶液完全反应
D．在相同条件下，甲酸溶液的导电性比一元强酸溶液的弱
二、弱电解质的电离平衡
1、定义和特征
（1）电离平衡的含义
在一定条件（如温度、浓度）下，弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成分子的速率相等，溶液中各分子和离子的浓度都保持不变的状态叫电离平衡状态。
任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡，达到平衡时，弱电解质具有该条件下的最大电离程度。
（2）电离平衡的特征
①逆：
弱电解质的电离过程是可逆的，存在电离平衡。
②等：
弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等。
③动：
弱电解质电离成离子和离子结合成分子的速率相等，不等于零，是动态平衡。
④定：
弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液里离子的浓度、分子的浓度都不再改变。
⑤变：
外界条件改变时，平衡被破坏，电离平衡发生移动。
2、影响电离平衡的因素
（1）浓度：
越稀越电离
在醋酸的电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+
加水稀释，平衡向右移动，电离程度变大，但c（CH3COOH）、c（H+）、c（CH3COO-）变小
加入少量冰醋酸，平衡向右移动，c（CH3COOH）、c（H+）、c（CH3COO-）增大，但电离程度变小
（2）温度：
T越高，电离程度越大
（3）同离子效应
加入与弱电解质具有相同离子的电解质时，使电离平衡向逆反应方向移动。
（4）化学反应
加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时，可使平衡向电离方向移动。
以电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+为例，各种因素对平衡的影响可归纳为下表：
平衡移动方向
c（H+）
n（H+）
c（Ac-）
c（OH-）
c（H+）/c（HAc）
导电能力
电离程度
加水稀释
向右
减小
增多
减小
增多
增多
减弱
增大
加冰醋酸
向右
增大
增多
增多
减小
减小
增强
减小
升高温度
向右
增大
增多
增多
增多
增多
增强
增大
加NaOH（s）
向右
减小
减少
增多
增多
增多
增强
增大
加H2SO4（浓）
向左
增大
增多
减少
减少
增多
增强
减小
加醋酸铵（s）
向左
减小
减少
增多
增多
减小
增强
减小
加金属Mg
向右
减小
减少
增多
增多
增多
增强
增大
加CaCO3（s）
向右
减小
减少
增多
增多
增多
增强
增大
例1：
（南昌测试题）在CH3COOHCH3COO-+H+的电离平衡中，要使电离平衡右移，且氢离子浓度增大，应采取的措施是（）
A．加NaOH（s）B．加浓盐酸C．加水D．加热
例2：
（全国高考题）用水稀释0.1mol/L氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是（）
A．c（OH-）/c（NH3·H2O）B．c（NH3·H2O）/c（OH-）
C．c（OH-）D．n（OH-）
3、电离方程式的书写
⑴强电解质用=，弱电解质用
⑵多元弱酸分步电离，多元弱碱一步到位。
H2CO3H++HCO3-，HCO3-H++CO32-，以第一步电离为主。
⑶弱酸的酸式盐完全电离成阳离子和酸根阴离子，但酸根是部分电离。
NaHCO3=Na++HCO3-，HCO3-H++CO32-
⑷强酸的酸式盐如NaHSO4完全电离，但在熔融状态和水溶液里的电离是不相同的。
熔融状态时：
NaHSO4=Na++HSO4—
溶于水时：
NaHSO4=Na++H++SO42—
例3：
在一定温度下，无水醋酸加水稀释的过程中，溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。
请回答：
（1）“O”点导电能力为0的理由是；
（2）a、b、c三点处，溶液的c（H+）由小到大的顺序为___________；
（3）a、b、c三点处，电离程度最大的是____________。
（4）若要使c点溶液中c（Ac-）增大，溶液c（H+）减小，可采取的措施是：
①，②，③。
【课后巩固】
一．选择题
1．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值增大
C．滴加新制氯水，平衡向左移动，溶液pH值减小
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
2．室温下，对于0.10mol•L-1的氨水，下列判断正确的是（ ）
A．与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3++3OH-═Al（OH）3↓
B．加水稀释后，溶液中c（NH4+）•c（OH-）变大
C．用HNO3溶液完全中和后，溶液不显中性
D．其溶液的pH=13
3．将l00ml1mol/L的NaHCO3溶液等分为两份，其中一份加入少许冰醋酸，另外一份加入少许Ba（OH）2固体，忽略溶液体积变化．两份溶液中c（CO32-）的变化分别是（ ）
A．减小、减小B．减小、增大
C．增大、增大D．增大、减小
4．醋酸溶液中存在电离平衡：
CH3COOHH++CH3COO-，下列叙述不正确的是（ ）
A．CH3COOH溶液中离子浓度的关系满足：
c（H+）═c（OH-）+c（CH3COO-）
B．0.1mol•L-1的CH3COOH溶液加水稀释，溶液中c（OH-）减小
C．CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，平衡逆向移动
D．常温下，pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH＜7
5．在0.1mol•L-1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：
CH3COOHCH3COO-+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•L-1HCl溶液，平衡向正反应方向移动
D．加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动
6．在100mL0.1mol/L醋酸溶液中加入以下物质中的一种，醋酸溶液pH变小．所加入的这种物质是
A．水B．0.1mol/L盐酸
C．醋酸钠晶体D．0.1mol/L氢氧化钠溶液
7．下列电离方程式中，正确的是（ ）
A．NaCl═Na++Cl-B．NH3•H2O═OH-+NH4+
C．H2SO4═H2++SO42-D．Na2SO42Na++SO42-
8．下列电离方程式，正确的是（ ）
A．NaOH═Na++OH-B．CH3COOH═CH3COO-+H+
C．H2SO4═H2++SO42-D．Na2CO32Na++CO32-
9．室温下有下列四种溶液：
①0.1mol/L氨水；②0.1mol/LNH4Cl溶液；③混合溶液：
盐酸和NH4Cl的浓度均为0.1mol/L；④混合溶液：
NaOH和氨水的浓度均为0.1mol/L．四种溶液中c（NH4+）由大到小排列正确的是（ ）
A．②③④①B．②①③④C．③②④①D．③②①④
10．（双项）一定温度下对冰醋酸逐滴加水稀释，发生如图变化，图中Y轴的含义可能是（ ）
A．导电能力B．pHC．氢离子浓度D．溶液密度
11．对于常温下0.1mol•L-1氨水和0.1mol•L-1醋酸，下列说法正确的是（ ）
A．0.1mol•L-1氨水，溶液的pH=13
B．0.1mol•L-1氨水加水稀释，溶液中c（H+）和c（OH-）都减小
C．0.1mol•L-1醋酸溶液中：
c（H+）=c（CH3COO-）
D．0.1mol•L-1醋酸与0.1mol•L-1NaOH溶液等体积混合所得溶液中：
c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）
12．下列有关电解质溶液的叙述，不正确的是（ ）
A．稀醋酸加水稀释，醋酸电离程度增大，溶液的pH升高
B．在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH，可使c（Na+）=c（CH3COO-）
C．在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，溶液中c（Ba2+）减小
D．常温下，pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合所得溶液中：
c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）
二．填空题
13．在下列9种物质中：
①氨气，②烧碱，③铜，④蔗糖，⑤食盐水，⑥硝酸钾，⑦液溴，⑧冰醋酸，⑨氢氧化铝．填写下列空白（填序号）：
（1）属于强电解质的有；
（2）属于非电解质的有；
（3）能导电但既不是电解质也不是非电解质的有．
14．通常状况下，下列物质中①硫酸钡；②醋酸；③氯化氢；④三氧化硫；⑤氯气；⑥碳酸氢钠；⑦铜；⑧硫酸溶液；⑨氢氧化钾；⑩乙醇（下列各空填序号）
（1）属于强电解质的是：
（2）属于弱电解质的是：
（3）能导电的是：
（4）属于非电解质的是：
．
15．在一定温度下，有a．盐酸，b．硫酸，c．醋酸三种酸（请用a、b、c序号填空）．
（1）当其物质的量浓度相同时，c（H+）由大到小的顺序是．
（2）同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和KOH的能力由大到小的顺序是．
（3）当三者pH相同时，其物质的量浓度由大到小的顺序为．
（4）同体积、同pH的三种酸，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是．
（5）将pH相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，pH由大到小的顺序．
16．某学生设计下列实验来制取、检验HCl气体溶水性及证明酸性：
盐酸＞碳酸＞苯酚
（1）装置III的实验目的是证明酸性：
．
（2）装置I倒置漏斗的作用是．
（3）如何检验装置II的气密性．“喷泉”实验的操作方法是．
（4）装置III要达到实验目的有设计上的不足，请设计出改进方案
．
（5）写出F中反应的离子方程式，F装置的溶液中电荷守恒的离子浓度关系式．
17．25℃时，0.1molCH3COOH溶于水配成1L溶液
（1）该溶液中所有的离子的物质的量浓度由大到小的排列顺序是：
．
（2）下列措施能使溶液中H+物质的量增大而pH升高的是：
．
A．加入少量的蒸馏水B．加入少量0.1mol/L的盐酸溶液
C．加入少量醋酸钠固体D．加入少量氯化钠溶液
（3）向该溶液中滴加0.1mol/LNaOH溶液，要使溶液呈中性，则需要NaOH溶液的体积1L（填“＞”、“＜”或“=”）
18．25℃时，硫氢化钾溶液里存在下列平衡：
（a）HS-+H2OOH-+H2S（b）HS-H++S2-
（1）是电离平衡；是水解平衡
（2）当向其中加入氢氧化钠固体时，c（S2-）变（填“大”或“小”）
（3）若将溶液加热至沸腾，c（H+）•c（OH-）将变（填“大”或“小”）
19．CO2溶于水的溶质的电离方程式为．
（1）向H2CO3溶液中加入少量浓盐酸时，电离平衡向移动，c（H+）（填增大、减小、不变）．
（2）向H2CO3溶液中加入少量NaOH固体，电离平衡向移动，c（H+）（填增大、减小、不变），c（CO32-）（填增大、减小、不变）．
（3）若要使H2CO3溶液中c（HCO3-）增大，且使H2CO3的电离平衡逆向移动，可以加入．
（4）向H2CO3溶液中加水，c（HCO3-）（填增大、减小、不变），溶液pH（填增大、减小、不变）
20．25℃时，将0.01molCH3COONa和0.002molHCl溶于水，配制成100mL混合溶液：
（1）该混合溶液中，存在着三个平衡体系，用电离方程式或离子方程式表示：
，，．
（2）该混合溶液中共有种不同的粒子（分子和离子）．
（3）在
（2）的粒子中
①浓度为0.1mol/L的是；浓度为0.02mol/L的是；
②和两种粒子物质的量之和等于0.01mol；
③和两种粒子物质的量之和比H+多0.008mol．
21．水溶液中存在多种平衡，请回答下列问题．
（1）有下列几种溶液：
a．NH3•H2Ob．CH3COONac．NH4Cld．NaHSO4
常温下呈酸性的溶液有（填序号）．
（2）已知NaHCO3溶液呈碱性，该溶液中除水的电离外还存在着两个平衡，用电离方程式或离子方程式表示：
、，该溶液中的离子浓度由大到小的顺序是：
．
（3）有浓度均为0.1mol•L-1的①盐酸②硫酸③醋酸三种溶液，请用序号填空：
三种溶液的c（H+）大小顺序为；中和一定量NaOH溶液生成正盐时，需上述三种酸的体积依次的大小关系为；若三种溶液的pH都为2，分别取10mL上述溶液加水稀释至1000mL，此时三种溶液的pH的大小关系为．
（4）25℃时，AgCl的Ksp=1.8×10-10，试写出AgCl溶解平衡的表达式：
，现将足量AgCl固体投入100mL0.1mol/LMgCl2溶液充分搅拌后冷却到25℃时，此时c（Ag+）=mol/L（忽略溶液体积的变化）．
22．
（1）在25℃条件下将pH=10的氨水稀释100倍后溶液的pH为（填序号）．
A．8B．12C．8～10之间D．10～12之间
（2）醋酸铵溶液呈性，并写出醋酸铵水解的离子方程式．
（3）25℃时，向0.1mol/L的氨水中加入少量氯化铵固体，当固体溶解后，测得溶液pH减小，主要原因是．
（4）已知某溶液中只存在OH-、H+、NH4+、Cl-四种离子，某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系：
A．c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）B．c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（OH-）＞c（H+）
C．c（Cl-）＞c（H+）＞c（NH4+）＞c（OH-）D．c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（OH-）＞c（H+）
①若溶液中只溶解了一种溶质，该溶质的名称是，上述离子浓度大小顺序关系中正确的是（选填序号）．
②若上述关系中C是正确的，则溶液中溶质的化学式是．
③若该溶液中由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c（HCl）c（NH3•H2O）（填“＞”、“＜”、或“=”，下同），混合后溶液中c（NH4+）与c（Cl-）的关系c（NH4+）c（Cl-）．
三、水的电离及溶液的pH
1、水的电离
⑴电离平衡和电离程度
水是极弱的电解质，能微弱电离
H2O+H2OH3O++OH-，通常简写为H2OH++OH-；ΔH>0
25℃时，纯水中c（H+）=c（OH-）=1×10-7mol/L
⑵影响水的电离平衡的因素
①温度：
温度越高电离程度越大
c（H+）和c（OH-）同时增大，KW增大，但c（H+）和c（OH-）始终保持相等，仍显中性。
纯水由25℃升到100℃，c（H+）和c（OH-）从1×10-7mol/L增大到1×10-6mol/L（pH变为6）。
②酸、碱
向纯水中加酸、碱平衡向左移动，水的电离程度变小，但KW不变。
③加入易水解的盐
由于盐的离子结合H+或OH-而促进水的电离，使水的电离程度增大。
温度不变时，KW不变。
练习：
影响水的电离平衡的因素可归纳如下：
H2OH++OH-
平衡移
动方向
电离
程度
c（H+）与c（OH-）的相对大小
溶液的
酸碱性
离子积
KW
加热
向右
增大
c（H+）=c（OH-）
中性
增大
降温
向左
减小
c（H+）=c（OH-）
中性
减小
加酸
向左
减小
c（H+）>c（OH-）
酸性
不变
加碱
向左
减小
c（H+）碱性
不变
加能结合
H+的物质
向右
增大
c（H+）碱性
不变
加能结合
OH-的物质
向右
增大
c（H+）>c（OH-）
酸性
不变
⑶水的离子积
在一定温度时，c（H+）与c（OH-）的乘积是一个常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积。
KW=c（H+）·c（OH-），25℃时，KW=1×10-14（无单位）。
①KW只受温度影响，水的电离吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，KW增大。
25℃时KW=1×10-14，100℃时KW约为1×10-12。
②水的离子积不仅适用于纯水，也适用于其他稀溶液。
不论是纯水还是稀酸、碱、盐溶液，只要温度不变，KW就不变。
⑷水电离的离子浓度计算
例1：
在25°C时，浓度为1×10-5mol/L的NaOH溶液中，由水电离产生的C（OH-）是多少？
酸：
C（OH—）溶液=C（OH—）水
碱：
C（H+）溶液=C（H+）水
盐：
酸性C（H+）溶液=C（H+）水
碱性C（OH—）溶液=C（OH—）水
例2：
（西安测试题）在25℃时，某溶液中，由水电离出的c（H+）=1×10-12mol/L，则该溶液的pH可能是（）
A．12B．7C．6D．2
例3：
常温某无色溶液中，由水的电离产生的C（H+）=1×10-12mol/l，则下列肯定能共存的离子组是
A．Cu2+NO3-SO42-Fe3+
B．Cl-S2-Na+K+
C．SO32-NH4+K+Mg2+
D．Cl-Na+NO3-SO42-
例4：
在25°C时，pH=5的HCl和NH4Cl溶液中，水电离出的c（H+）比值是：
2、溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于溶液中的c（H+）与c（OH-）的相对大小。
在常温下，中性溶液：
c（H+）=c（OH-）=1×10-7mol/L；
酸性溶液：
c（H+）>c（OH-）,c（H+）>1×10-7mol/L；
碱性溶液：
c（H+）思考：
c（H+）>1×10-7mol/L（pH<7）的溶液是否一定成酸性？
3、溶液的pH
（1）表示方法
pH=-lgc（H+）c（H+）=10-pH
pOH=-lgc（OH-）c（OH-）=10-pOH
常温下，pH+pOH=-lgc（H+）-lgc（OH-）=-lgc（H+）·c（OH-）=14。
（2）溶液的酸碱性与pH的关系（常温时）
①中性溶液：
c（H+）=c（OH-）=1×107mol·L-1，pH=7。
②酸性溶液：
c（H+）>1×10-7mol·L-1>c（OH-）,pH<7，酸性越强，pH越小。
③碱性溶液：
c（H+）<1×10-7mol·L-1>c（OH-）,pH>7，碱性越强，pH越大。
思考：
1、甲溶液的pH是乙溶液的2倍，则两者的c（H+）是什么关系？
2、pH<7的溶液是否一定成酸性？
（注意：
pH=0的溶液c（H+）=1mol/L。
）
（3）pH的适用范围
c（H+）的大小范围为：
1.0×10-14mol·L-1即pH范围通常是0～14。
当c（H+）≥1mol·L-1或c（OH-）≥1mol·L-1时，用物质的量浓度直接表示更方便。
（4）溶液pH的测定方法
①酸碱指示剂法：
只能测出pH的范围，一般不能准确测定pH。
指示剂
甲基橙
石蕊
酚酞
变色范围pH
3.1～4.4
5.0～8.0
8.2～10.0
溶液颜色
红→橙→黄
红→紫→蓝
无色→浅红→红
②pH试纸法：
粗略测定溶液的pH。
pH试纸的使用方法：
取一小块pH试纸放在玻璃片（或表面皿）上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在试纸的中部，随即（30s内）与标准比色卡比色对照，确定溶液的pH。
测定溶液pH时，pH试剂不能用蒸馏水润湿（否则相当于将溶液稀释，使非中性溶液的pH测定产生误差）；不能将pH试纸伸入待测试液中，以免污染试剂。
标准比色卡的颜色按pH从小到大依次是：
红（酸性），蓝（碱性）。
③pH计法：
精确测定溶液pH。
4、有关pH的计算
基本原则：
一看常温，二看强弱（无强无弱，无法判断），三看浓度（pHorc）
酸性先算c（H+），碱性先算c（OH—）
（1）单一溶液的pH计算
①由强酸强碱浓度求pH
②已知pH求强酸强碱浓度
例5：
同浓度同体积的HCl、H2SO4、HAc中c（H+）、中和NaOH量及与Zn反应快慢和H2产量比较？
同pH同体积的HCl、H2SO4、HAc中c（H+）、中和NaOH量及与Zn反应快慢和H2产量比较？
（2）加水稀释计算
①强酸pH=a，加水稀释10n倍，则pH=a+n
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