專題3.1 弱電解質(zhì)的電離 一、強弱電解質(zhì) 實驗名稱 等濃度的鹽酸、醋酸溶液酸性的比較 實驗裝置 —— 實驗原理 Mg+2H+=Mg2++H2↑，Mg+2CH3COOH=Mg2++2CH3COO－+H2↑ 實驗用品 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。 實驗步驟 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)，觀察實驗現(xiàn)象，并測定這兩種酸的pH。 實驗現(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。 實驗結(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．強電解質(zhì)和弱電解質(zhì) （1）強電解質(zhì) ①定義：在水溶液中____________的電解質(zhì)。 ②常見的強電解質(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、弱電解質(zhì)電離方程式的書寫規(guī)則 （1）強電解質(zhì)完全電離，在寫電離方程式時，用“”。 H2SO4：_______________________________________。 Ba(OH)2：_______________________________________。 NH4Cl：_______________________________________。 （2）弱電解質(zhì)部分電離，在寫電離方程式時，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)，對同一弱電解質(zhì)，溫度一定，電離常數(shù)一定。 實驗名稱 醋酸與飽和硼酸溶液酸性比較 實驗裝置 實驗原理 Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+H2O+CO2↑ 實驗用品 0.1 mol/L醋酸、飽和硼酸溶液、1 mol/L碳酸鈉溶液；鐵架臺、試管、膠頭滴管。 實驗步驟 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，觀察實驗現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象 醋酸溶液中產(chǎn)生氣泡，硼酸溶液中無氣泡產(chǎn)生。 實驗結(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酸性強弱：CH3COOH>H2CO3>H3BO3。 實驗說明 為使實驗現(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、一元強酸(堿)和一元弱酸(堿)的比較 強酸與弱酸(或強堿與弱堿)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 物質(zhì)的量濃度：a<b 溶液導(dǎo)電性 a>b a＝b 水的電離程度 a<b a＝b c(Cl－)與c(CH3COO－)大小 c(Cl－)> c(CH3COO－) c(Cl－)＝c(CH3COO－) 等體積溶液中和NaOH的量 a＝b a<b 分別加該酸的鈉鹽固體后pH a：不變 b：變大 a：不變 b：變大 開始與金屬反應(yīng)的速率 a>b 相同 等體積溶液與過量活潑金屬產(chǎn)生H2的量 相同 a<b 判斷弱電解質(zhì)的三個思維角度 角度一：弱電解質(zhì)的定義，即弱電解質(zhì)不能完全電離，如測0.1 molL－1的CH3COOH溶液的pH>1。 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，如pH＝1的CH3COOH加水稀釋10倍1<pH<2。 角度三：弱電解質(zhì)形成的鹽類能水解，如判斷CH3COOH為弱酸可用下面兩個現(xiàn)象： （1）配制某濃度的醋酸鈉溶液，向其中加入幾滴酚酞試液?，F(xiàn)象：溶液變?yōu)闇\紅色。 （2）用玻璃棒蘸取一定濃度的醋酸鈉溶液滴在pH試紙上，測其pH?，F(xiàn)象：pH>7。 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，CH3COOH溶液中放出H2的速率慢 ⑥CH3COOH溶液中CH3COOH、CH3COO－、H＋同時存在 A．①③⑤⑥ B．②③④⑤ C．①④⑤⑥ D．③⑤⑥ 【解析】②電解質(zhì)的強弱與溶解性無關(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 加水稀釋，電離平衡向電離方向移動 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電解質(zhì)，電離平衡向生成弱電解質(zhì)分子 的方向移動 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 1．電離平衡屬于化學(xué)平衡，當(dāng)外界條件改變時，弱電解質(zhì)的電離平衡也會發(fā)生移動，平衡移動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“加誰誰大”、“減誰誰小”。 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，但加水稀釋時弱電解質(zhì)的電離程度增大，而增大濃度時弱電解質(zhì)的電離程度減小。 下列對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 D．加入少量NH4Cl固體，溶液中c()減少 【解析】A項，加水使NH3H2O電離平衡右移，n(OH－)增大；B項，加入少量濃鹽酸使c(OH－)減??；C項，加入濃NaOH溶液，電離平衡向左移動；D項，加NH4Cl固體，c()增大。 【答案】A 三、電離常數(shù)的計算及應(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。如相同條件下常見弱酸的酸性強弱：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，溫度改變對電離常數(shù)影響不大，其數(shù)量級一般不變，所以室溫范圍內(nèi)可忽略溫度對電離常數(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)是不會改變的。 3．有關(guān)電離平衡常數(shù)的計算 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＋?。－ 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K1<K2<K3 【解析】電離平衡常數(shù)K是溫度的函數(shù)，所以B錯。只要溫度一定，不同濃度的同一弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)K相同，所以C錯。多元弱酸各步電離平衡常數(shù)相互關(guān)系應(yīng)為K1>K2>K3，所以D錯。 【答案】A 1．下列事實不能證明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)電實驗，燈泡很暗 ③等pH、等體積的鹽酸和HNO2溶液中和堿時，HNO2中和堿的能力強 ④25 ℃時0.1 molL－1 HNO2溶液的pH＝2 ⑤HNO2與CaCO3反應(yīng)放出CO2氣體 ⑥25 ℃時 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，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驗事實是 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，但不能判定該酸是強酸；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，也不一定是強酸，如醋酸；所有的酸都是共價化合物，不能作為判斷該酸是否為強電解質(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)酰伾儨\。 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，電離程度CH3COOH<CH2ClCOOH，排除A、C；當(dāng)濃度增大時，物質(zhì)的電離程度減小，排除D選項，正確選項是B。 6．【答案】B 【解析】c(H＋)＝0.1%0.1 molL－1＝10－4 molL－1，pH＝4；因HA在水中有電離平衡，升高溫度促進平衡向電離的方向移動，c(H＋)將增大，pH會減??；C選項可由電離常數(shù)表達(dá)式算出Ka＝＝110－7；c(H＋)＝10－4 molL－1，所以水電離出的c(H＋)＝10－10 molL－1，前者是后者的106倍。 7．【答案】（1）HClOH+ + CIO? （2）H2CO3H++ （3）NaHSO4Na++H++ （4）NaHSO3Na+ + （5）NaHSO4Na++ 【解析】弱電解質(zhì)電離要用可逆符號。 8．【答案】B