内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 电离平衡
第1课时 弱电解质的电离平衡
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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目录
contents
Part 01 知识整合 新知探究
Part 02 等级达标 过关测试
Part 03 课时作业
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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全部电离
强酸
强碱
盐
全部电离
弱酸
弱碱
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相等
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正向
增大
增大
减小
减弱
正向
增大
增大
增大
增强
逆向
减小
减小
减小
增强
逆向
减小
增大
增大
增强
正向
增大
减小
减小
增强
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等级达标 过关测试
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课时作业(十)
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学习目标
课程标准
1.从电离、离子反应、化学平衡的角度认识电解质水溶液的组成、性质和反应。
2.认识电解质在水溶液中存在电离平衡。
1.宏观辨识与微观探析:从电离的角度认识强、弱电解质水溶液的组成。
2.变化观念与平衡思想:认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡。
知识点一 强电解质和弱电解质
1.实验探究
实验
1.0 mol·L-1盐酸
1.0 mol·L-1醋酸
溶液的pH
数值
______
________
结论
相同物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液的pH_______
导电能力
盐酸______醋酸
与镁条
反应
现象
剧烈反应,产生气体
缓慢反应,产生气体
结论
镁与盐酸反应快,表明盐酸中的c(H+)______
实验结论
HCl和CH3COOH的电离程度________
2.定义
(1)强电解质:在水中能够____________的电解质。包括________、________和大部分______。
(2)弱电解质:在水中不能____________的电解质。包括________、________和水。
3.电解质与化合物类型的关系
1.将某酸X的溶液加入CaCO3固体中,发生化学反应生成CO2气体。下列叙述正确的是( )
A.酸X一定是共价化合物
B.酸X一定是强电解质
C.CaCO3是弱电解质
D.CO2是弱电解质
【答案】 A
2.下表中物质的分类组合完全正确的是( )
选项
A
B
C
D
强电解质
Ca(OH)2
H2SO4
BaSO4
HClO4
弱电解质
Mg(OH)2
CaCO3
HClO
CH3COONH4
非电解质
SO2
Al
H2O
C2H5OH
【答案】 A
1.难溶的盐属于强电解质还是弱电解质?
提示 电解质的强、弱与其溶解性无关。难溶的盐如AgCl、CaCO3等,溶于水的部分能完全电离,是强电解质。易溶的如CH3COOH在溶液中电离程度较小,是弱电解质。
2.强电解质溶液的导电能力一定强,弱电解质溶液的导电能力一定弱吗?溶液的导电能力取决于什么?
提示 不一定。溶液的导电能力取决于溶液中自由移动离子的浓度和所带电荷数,溶液中自由移动离子的浓度越大,所带电荷越多,则导电能力越强。而电解质的强弱是指电解质在水溶液中的电离情况,二者无必然关系,即强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力不一定弱。
1.电解质的强弱与溶液导电能力无必然联系,即溶液导电能力的强弱只与溶液中离子浓度的大小以及离子所带电荷数目的多少有关。
2.电解质的强弱与其溶解度无关。某些难溶或微溶于水的盐(如CaCO3、AgCl、BaSO4等),虽然其溶解度很小,但是其溶于水的部分却是完全电离的,它们仍属于强电解质。
1.下列有关叙述中正确的是( )
A.强电解质在水溶液中的电离过程是不可逆的
B.CO2的水溶液能导电,所以CO2是电解质
C.碳酸钙在水里的溶解度很小,所以碳酸钙是弱电解质
D.强电解质的水溶液导电能力一定比弱电解质的水溶液导电能力强
【解析】 强电解质完全电离,电离过程不可逆;CO2的水溶液能导电是因为与水反应生成电解质碳酸,CO2本身不能电离,属于非电解质;碳酸钙溶于水的部分完全电离,属于强电解质;导电能力的强弱与参与导电的自由移动的离子的浓度大小有关,强电解质如果浓度很小,导电能力也可能比浓的弱电解质溶液的导电能力弱。
【答案】 A
2.现有物质①硫酸铜晶体 ②碳酸钙固体 ③纯磷酸 ④硫化氢 ⑤三氧化硫 ⑥金属镁 ⑦石墨 ⑧固态苛性钾 ⑨氨水 ⑩氢氧化钙固体 ⑪液态HCl ⑫液态CH3COOH,按下列要求填空。
(1)属于强电解质的是__________(填序号,下同);
(2)属于弱电解质的是________;
(3)属于非电解质的是________;
(4)既不是电解质,又不是非电解质的是________;
(5)能导电的是________。
【解析】 (1)强电解质指的是溶于水全部电离的电解质,①②⑧⑩⑪是强电解质。(2)弱电解质指的是溶于水部分电离的电解质,③④⑫是弱电解质。(3)⑤属于化合物,它的水溶液虽然能导电,但并不是它自身电离使溶液导电,所以是非电解质。(4)⑥⑦都是单质,⑨是混合物,既不是电解质也不是非电解质。(5)⑥⑦中均有能够自由移动的电子,能导电,⑨中有能够自由移动的离子,能导电。
【答案】 (1)①②⑧⑩⑪ (2)③④⑫ (3)⑤ (4)⑥⑦⑨ (5)⑥⑦⑨
知识点二 弱电解质的电离平衡
1.弱电解质的电离方程式的书写
(1)弱电解质的电离方程式的书写用“”表示。如NH3·H2O的电离方程式是__________________________。
(2)多元弱酸是分步电离的,电离程度逐步减弱,可分步书写电离方程式。如H2CO3的电离方程式是_________________________,_________________________。
NH3·H2ONHeq \o\al(+,4)+OH-
H2CO3H++HCOeq \o\al(-,3)
HCOeq \o\al(-,3)H++COeq \o\al(2-,3)
(3)多元弱碱的电离也是分步进行的,但是一般按一步电离的形式书写。如Fe(OH)3的电离方程式是_________________________。
(4)两性氢氧化物电离方程式的书写:双向电离,双向可逆。如_____________________Al(OH)3_______________。
Fe(OH)3Fe3++3OH-
H++AlOeq \o\al(-,2)+H2O
Al3++3OH-
2.电离平衡状态
在一定条件下(如温度和浓度),弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率________时,电离过程达到电离平衡状态。
3.外界条件对电离平衡的影响
醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHH++CH3COO-,分析改变下列条件对醋酸电离平衡的影响,填写下表。
条件改变
平衡移动
电离程度
n(H+)
c(H+)
导电能力
加水
______
______
______
______
______
升温
______
______
______
______
______
加醋酸铵(s)
______
______
______
______
______
加盐酸
______
______
______
______
______
加NaOH(s)
______
______
______
______
______
1.在水溶液中,下列物质的电离方程式书写正确的是( )
A.NaHCO3===Na++H++COeq \o\al(2-,3)
B.HF+H2O===H3O++F-
C.H2SO32H++SOeq \o\al(2-,3)
D.NH3·H2ONHeq \o\al(+,4)+OH-
【解析】 HF、NH3·H2O属于弱电解质,不完全电离,B项错误,故D项正确;H2SO3为二元弱酸,应分步电离,故C项错误;NaHCO3的电离方程式NaHCO3===Na++HCOeq \o\al(-,3),故A错误。
【答案】 D
2.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa晶体时,会引起( )
A.溶液的pH增大
B.溶液中的c(H+)增大
C.溶液的导电能力减弱
D.溶液中的c(OH-)减小
【解析】 CH3COOHCH3COO-+H+,当加入CH3COONa晶体时,溶液中c(CH3COO-)增大,平衡向左移动,c(H+)减小,pH增大,c(OH-)增大,溶液中离子浓度增大,导电性增强,故选A。
【答案】 A
相同温度下:①100 mL 0.01 mol·L-1的醋酸溶液,②10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液(填“>”“=”或“<”)。
(1)中和时所需NaOH的量:①________②
(2)n(H+):①________②
(3)c(H+):①________②
(4)电离程度:①________②
提示 (1)= (2)> (3)< (4)>
影响电离平衡的因素
因素
对电离平衡的影响
内因
电解质本身的性质决定电解质电离程度的大小
外因
温度
由于电离过程吸热,温度改变,平衡移动,升温促进电离
浓度
电解质溶液浓度越小,电离程度越大
外加
电解质
同离子
效应
加入含弱电解质离子的强电解质,电离平衡逆向移动,抑制电离
含与弱电解质反应的离子
电解质电离程度增大,促进电离
1.在0.1 mol·L-1的HCN溶液中存在如下电离平衡:HCNH++CN-,下列叙述正确的是( )
A.加入少量烧碱固体,平衡正向移动
B.加水,平衡逆向移动
C.滴加少量0.1 mol·L-1的盐酸,溶液中c(H+)减小
D.加入少量NaCN固体平衡正向移动
【解析】 加入NaOH固体,OH-与HCN电离产生的H+反应,平衡正向移动,A项正确;加水,平衡正向移动,B项错误;滴加少量 0.1 mol·L-1的HCl溶液,c(H+)增大,C项错误;加入少量NaCN固体,c(CN-)增大,平衡逆向移动,D项错误。
【答案】 A
2.某浓度的氨水中存在下列平衡:NH3·H2ONHeq \o\al(+,4)+OH-,若想增大NHeq \o\al(+,4)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NH3
D.加水稀释
【解析】 升高温度,平衡向右移动,c(NHeq \o\al(+,4))、c(OH-)都增大,A项错误;加入NH4Cl固体,相当于增大c(NHeq \o\al(+,4)),平衡向左移动,c(OH-)减小,但c(NHeq \o\al(+,4))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大的部分,B项正确;通入NH3平衡向右移动,c(NHeq \o\al(+,4))、c(OH-)都增大,C项错误;加水稀释,平衡右移,c(NHeq \o\al(+,4))、c(OH-)均减小,D项正确。
【答案】 B
1.下列各电离方程式中,书写正确的是( )
A.CH3COOHH++CH3COO-
B.KHSO4K++H++SOeq \o\al(2-,4)
C.NH3·H2O===NHeq \o\al(+,4)+OH-
D.H2CO32H++COeq \o\al(2-,3)
【解析】 B项,KHSO4(水溶液)===K++H++SOeq \o\al(2-,4),KHSO4(熔融)===K++HSOeq \o\al(-,4);C项,应为NH3·H2ONHeq \o\al(+,4)+OH-;D项,应为H2CO3H++HCOeq \o\al(-,3)。
【答案】 A
2.能说明醋酸是弱电解质的事实是( )
A.醋酸水溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
B.醋酸和碳酸钠溶液反应放出二氧化碳
C.c(H+)相同的醋酸溶液和盐酸相比较,醋酸溶液的浓度大
D.物质的量浓度和体积均相同的醋酸和盐酸可中和等物质的量的NaOH
【解析】 电解质的强弱判断依据是该电解质的电离程度。醋酸水溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,不能表明醋酸是否完全电离,A错误;醋酸和碳酸钠溶液反应放出二氧化碳,只能表明醋酸电离出氢离子的能力比碳酸强。但不能说明是否完全电离,B错误;c(H+)相同的醋酸溶液和盐酸相比较,醋酸溶液的浓度大,表明盐酸的电离程度比醋酸的大,盐酸完全电离,而醋酸是部分电离,C正确;物质的量浓度和体积均相同的醋酸和盐酸可中和等物质的量的NaOH,说明盐酸跟醋酸能提供等量的氢离子,但不能说明醋酸是否完全电离,D错误。
【答案】 C
3.在氨水中存在下列电离平衡:NH3·H2ONHeq \o\al(+,4)+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通HCl ④加CH3COOH溶液 ⑤加水 ⑥加压
A.①③⑤
B.①④⑥
C.③④⑤
D.①②④
【解析】 ①加入NH4Cl固体相当于加入NHeq \o\al(+,4),平衡左移;②加入NaOH溶液,增大了溶液中OH-的浓度,平衡左移;③通HCl,相当于加入H+,中和OH-,平衡右移;④加CH3COOH溶液,相当于加H+,中和OH-,平衡右移;⑤加水,稀释,越稀越电离,平衡右移;⑥加压,无气体参加和生成,对平衡无影响。
【答案】 C
4.在25 ℃时,用蒸馏水稀释1 mol·L-1的醋酸溶液至0.01 mol·L-1,随着溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是( )
A.c(H+)
B.c(CH3COOH)
C.eq \f(cH+,cCH3COOH)
D.eq \f(cCH3COOH,cCH3COO-)
【答案】 C
5.(1)H2S溶于水的电离方程式为________________________。
(2)向H2S溶液中加入NaOH固体时,电离平衡向________(填“左”或“右”)移动,c(H+)________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),c(S2-)________。
(3)向H2S溶液中加入Na2S固体时,电离平衡向________(填“左”或“右”)移动,c(H+)________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),c(S2-)________。
【解析】 (1)H2S是二元弱酸,属于弱电解质,分两步电离:H2S H++HS-,HS-H++S2-。(2)向H2S溶液中加入NaOH固体时, OH-与H+结合,电离平衡向右移动,所以c(H+)减小,c(S2-)增大。(3)Na2S为强电解质,当加入Na2S固体时,Na2S电离出S2-,c(S2-)增大,电离平衡向左移动,溶液中c(H+)减小。
【答案】 (1)H2SH++HS-,HS-H++S2-
(2)右 减小 增大 (3)左 减小 增大
6.按如图Ⅰ所示的装置来测定烧杯中溶液的导电能力的强弱。
(1)若烧杯中盛放的是Ba(OH)2溶液,当从滴定管中逐渐加入相同物质的量浓度的某种溶液(A)时,溶液的导电性的变化趋势如图Ⅱ所示。
A溶液中含有的溶质可能是___________(至少写出一种),并写出相应的离子反应的离子方程式: ___________。
(2)若烧杯中盛放的是浓氨水,当从滴定管中逐渐加入相同浓度的浓醋酸时,溶液的导电性的变化趋势如图Ⅲ所示,则实验中观察的灯泡变化的现象是___________,原因是___________。
(3)由(1)和(2)两个实验对比可知,溶液导电性的强弱取决于___________,在相同温度和浓度的条件下,可溶性的强电解质的导电能力___________(填“强”或“弱”)于弱电解质的导电能力。
【解析】 (1)从图Ⅱ分析,随着A溶液的加入,溶液导电能力迅速降低,说明A必定能与Ba(OH)2发生反应,使溶液中离子浓度变得极小,故不仅与Ba2+反应转化为沉淀,还要与OH-反应生成水或其他弱电解质,当反应完全后,过量A的加入,溶液导电能力又显著上升,说明A应为强电解质,故A可能是H2SO4或MgSO4或CuSO4或(NH4)2SO4等。
(2)开始时溶液中NH3·H2O是弱电解质,离子浓度很小,导电性很弱,随着醋酸加入生成了强电解质CH3COONH4,CH3COONH4完全电离使得溶液中离子浓度变大,导电性增强,但随着醋酸的不断加入,溶液体积增大,离子浓度减小,导电性减弱,所以灯泡是由暗变亮再变暗。
(3)由(1)和(2)两个实验对比可知,溶液导电性的强弱取决于溶液中自由移动的离子浓度的大小,在相同温度和浓度的条件下,可溶性的强电解质的导电能力强。
【答案】 (1)H2SO4[MgSO4或CuSO4或(NH4)2SO4等] 2H++SOeq \o\al(2-,4)+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O
(2)由暗变亮再变暗 NH3·H2O是弱电解质,离子浓度很小,导电性很弱,随着醋酸加入,生成了强电解质CH3COONH4,CH3COONH4完全电离使得溶液中离子浓度变大,导电性增强,但随着醋酸的不断加入,溶液体积增大,离子浓度减小,导电性减弱
(3)溶液中自由移动的离子浓度的大小 强
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