第2节 弱电解质的电离盐类的水解 第1课时(同步讲义)化学鲁科版2019选择性必修1
2025-11-24
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第2节 弱电解质的电离 盐类的水解 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 弱电解质的电离 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 850 KB |
| 发布时间 | 2025-11-24 |
| 更新时间 | 2025-09-29 |
| 作者 | 水木清华化学工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-09-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54154517.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第3章 物质在水溶液中的行为
第2节 弱电解质的电离盐类的水解
第1课时 弱电解质的电离平衡
教学目标
1.掌握电离平衡及其影响因素,能运用电离平衡描述和解释化学现象。
2.会判断电解质溶液的导电性的强弱。
3.知道电离平衡常数,认识电离平衡常数与弱酸、弱碱的酸碱性强弱之间的关系。
4.能通过化学平衡理论认识弱电解质在水溶液中的电离平衡,认识温度、浓度影响电离平衡的规律。
重点和难点
重点:电离平衡及其影响因素。
难点:电离平衡常数及其应用。
◆知识点一 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡状态
在电离初始,弱电解质分子 成离子的速率随分子浓度的减小而逐渐 ;同时离子结合成分子的速率随着离子的浓度增大而逐渐 ,经过一段时间后,两者的速率 ,达到电离平衡状态。
2.电离平衡的特征
3.外界条件对电离平衡的影响
浓度
对于同一弱电解质,浓度越大,电离程度 ;浓度越小,电离程度越大,即对溶液加水稀释时,电离平衡向着 的方向移动
温度
由于弱电解质的电离过程一般是吸热的,升高温度,电离平衡向着 的方向移动
相同
离子
在弱电解质溶液中加入与弱电解质电离产生相同离子的强电解质,电离平衡将向电离的反方向移动
化学
反应
在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质,电离平衡将向电离的方向移动
4.电解质溶液的导电性
(1)电解质溶液的导电原理
电解质在溶液中电离成自由移动的阴、阳离子,在电源(电场)的作用下沿某一方向定向移动,形成电流。
(2)影响电解质溶液导电能力的因素
电解质溶液的导电能力与溶液中离子浓度及离子所带电荷多少有关,离子浓度越大,离子所带电荷越多,导电能力越强。
即学即练
1.在0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中,要促进醋酸电离,且使c平(H+)增大,应采取的措施是( )
A.升高温度
B.加适量水
C.加入0.1 mol·L-1NaOH溶液
D.加入0.1 mol·L-1HCl溶液
2.以下措施中,能使CH3COOH溶液中c(H+)减小,c(CH3COO-)增大的是( )
A.升高温度
B.加入少量CH3COONa(s)
C.加入少量CH3COOH(l)
D.加水稀释
◆知识点二 电离平衡常数
1.电离平衡常数
(1)定义:在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离生成的各种离子的浓度(次方)的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数,这个常数称为电离平衡常数,简称电离常数。
(2)表达式:一元弱酸:CH3COOHCH3COO-+H+ Ka=。
一元弱碱:NH3·H2ONH+OH- Kb=。
(3)意义:电离常数表征了弱电解质的电离能力,根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的相对强弱。
(4)电离平衡常数的特点
①电离平衡常数只与 有关,与浓度无关,且升高温度K值增大。
②相同条件下,K值越大,表示该弱电解质 电离,对应的酸性(或碱性)越强。
③多元弱酸是分步电离,逐级减小且一般相差很大,Ka1≫Ka2,故溶液中的c平(H+)主要由第一步电离程度决定。
④多元弱碱的电离比较复杂,一般看作是一步电离。
2.电离度
(1)定义:弱电解质在水中的电离达到平衡状态时,已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数的百分率,称为电离度,用α表示。
(2)表达式:α=×100%。
(3)影响因素:弱电解质的电离度与溶液的浓度有关,一般而言,浓度越大,电离度 ;浓度越小,电离度 。
3.电离平衡常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同温度下,电离常数 ,酸性(或碱性)越强。
(2)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律,如25 ℃时,Ka(HCOOH)=1.77×10-4 mol·L-1,Ka(HCN)=4.9×10-10 mol·L-1,故知HCOOH+NaCN===HCN+HCOONa。
(3)利用电离常数可近似计算出弱酸、弱碱溶液中c平(H+)或c平(OH-)(忽略水的电离)。
即学即练
1.在相同温度下,三种弱酸的电离常数(mol·L-1)如下:HF(6.8×10-4)、CH3COOH(1.7×10-5)、HClO(4.7×10-8)。则三种酸的酸性最强的是( )
A.HF B.CH3COOH
C.HClO D.无法确定
2.下列关于电离常数(Ka)的说法正确的是( )
A.电离常数只与温度有关,升高温度,Ka值减小
B.电离常数Ka与温度无关
C.相同温度下,电离常数(Ka)越小,表示弱电解质的电离能力越弱
D.多元弱酸各步电离常数大小关系为Ka1<Ka2<Ka3
一、外界条件对弱电解质电离平衡的影响
1.弱电解质电离平衡的五大特点
2.电离平衡的影响因素
实例:CH3COOHH++CH3COO- ΔH>0
影响因素
移动方向
n(H+)
c平(H+)
c平(CH3COO-)
Ka
pH
导电能力
升温(不考虑挥发)
右
增大
增大
增大
增大
减小
增强
加冰醋酸
右
增大
增大
增大
不变
减小
增强
加入其他物质
CH3COONa固体
左
减小
减小
增大
不变
增大
增强
通HCl气体
左
增大
增大
减小
不变
减小
增强
NaOH固体
右
减小
减小
增大
不变
增大
增强
加水稀释
右
增大
减小
减小
不变
增大
减弱
3.电离平衡认识误区
(1)弱电解质的电离是微弱的,在溶液中主要以弱电解质分子形式存在。
(2)对弱电解质溶液升温一般指的是微热,此时电离程度增大,电离常数增大,但是水的离子积一般认为不变。
(3)电离平衡发生正向移动,弱电解质的电离程度不一定增大,如醋酸溶液中加冰醋酸。
(4)多元弱酸分步电离,电离常数逐渐减小,上一步电离产生的H+对下一步的电离起到抑制作用。
(5)弱电解质溶液加水稀释,电离程度增大,但是弱电解质电离出的离子浓度却不是增大,而是减小的。
实践应用
1.现有0.1 mol·L-1氨水10 mL,加蒸馏水稀释到1 L 后,下列变化中正确的是( )
①电离程度增大 ②c平(NH3·H2O)增大 ③NH数目增多 ④c平(OH-)增大 ⑤导电性增强 ⑥增大 ⑦减小
A.①②③ B.①③⑤
C.①③⑥ D.②④⑥
2.已知弱电解质在水中达到电离平衡状态时,已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率称为电离度。在相同温度时100 mL 0.01 mol·L-1醋酸溶液与10 mL 0.1 mol·L-1醋酸溶液相比较,下列数值前者大于后者的是 ( )
A.中和时所需NaOH的量
B.电离度
C.H+的物质的量浓度
D.CH3COOH的物质的量
二、一元强酸与一元弱酸的比较
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
c平(H+)
pH
中和碱的
能力
与足量活泼金属
反应产生H2的量
开始与金属
反应的速率
由H2O电离出的c平(H+)
一元强酸
大
小
相同
相同
大
小
一元弱酸
小
大
小
大
2.相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
c平(H+)
c平(酸)
中和碱
的能力
与足量活泼金属
反应产生H2的量
开始与金属
反应的速率
由H2O电离
出的c平(H+)
一元强酸
相同
小
小
少
相同
相同
一元弱酸
大
大
多
实践应用
1.下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是( )
A.相同pH的醋酸溶液和盐酸分别与同样的锌反应时,产生H2的起始速率相等
B.常温下,测得0.1 mol·L-1的醋酸溶液的pH=4
C.常温下,将pH=1的醋酸溶液稀释1 000倍,测得其pH<4
D.在相同条件下,物质的量浓度相同的醋酸溶液的导电性比盐酸的弱
2.下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是( )
A.相同浓度的两溶液中c平(H+)相同
B.100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C.pH=3的两溶液稀释100倍后,pH都为5
D.相同浓度时醋酸导电能力强
考点一 电离平衡及其影响因素
【例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增大
C.滴加新制氯水,平衡向右移动,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
【变式1-1】稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2ON+OH-。若要使平衡向左移动,同时使c(OH-)增大,应加入的物质或采取的措施是( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③⑥
C.③ D.③⑤
【变式1-2】已知人体体液中存在如下平衡:CO2+H2OH2CO3H++HC,以此维持体液pH的相对稳定。下列说法错误的是( )
A.静脉滴注大量生理盐水时,平衡向左移动
B.如果CO2进入血液,平衡向右移动
C.当强酸性物质进入体液后,平衡向左移动
D.当强碱性物质进入体液后,平衡向右移动
考点二 电离平衡常数
【例2】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.相同温度下,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Ka1<Ka2<Ka3
【变式2-1】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.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数减小
D.电离常数只与温度有关,与浓度无关
【变式2-2】1.改变下列条件,能使CH3COOH的电离常数增大的是( )
A.加入冰醋酸 B.加入少量NaOH溶液
C.加水稀释 D.升高温度
考点三 电离平衡常数的应用
【例3】相同温度下,根据三种酸的电离平衡常数,下列判断正确的是( )
酸
HX
HY
HZ
电离平衡常数Ka
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A.三种酸的酸性强弱关系:HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生
C.由电离平衡常数可以判断,HZ属于强酸,HX和HY属于弱酸
D.相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数大于0.1 mol·L-1HX溶液的电离平衡常数
【变式3-1】常温下,三种一元酸的电离平衡常数如下表,下列说法正确的是( )
酸
HCN
CH3COOH
H3PO2
电离常数
6.2×10-10
1.75×10-5
5.9×10-2
A.三种酸的酸性强弱:HCN>CH3COOH>H3PO2
B.反应H3PO2+CH3COO-===CH3COOH+H2P能够发生
C.由电离常数可以判断,H3PO2属于强酸,HCN和CH3COOH属于弱酸
D.等物质的量浓度、等体积的三种酸溶液与足量锌粉反应,H3PO2产生的H2最多
【变式3-2】常温下,向10 mL 1 mol·L-1的氨水中加入蒸馏水,将其稀释到1 L后,下列说法错误的是( )
A.c(OH-)减小
B.NH3·H2O的电离程度增大
C.N的数目增多
D.减小
考点四 强酸与弱酸的比较
【例4】下列叙述不正确的是( )
A.pH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后,前者的pH大于后者
B.pH相等、体积相等的盐酸和醋酸分别中和0.1 mol·L-1的NaOH溶液,消耗NaOH溶液体积相等
C.等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应,开始时前者产生H2的速率大于后者,最终产生H2的量相等
D.等浓度、等体积的盐酸和醋酸分别中和0.1 mol·L-1的NaOH溶液,消耗NaOH溶液体积相等
【变式4-1】下列关于盐酸与醋酸的稀溶液的说法正确的是( )
A.相同物质的量浓度的两溶液中c(H+)相同
B.100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C.c(H+)=10-3 mol·L-1的两溶液稀释100倍,c(H+)均为10-5 mol·L-1
D.向两溶液中分别加入少量对应的钠盐固体,盐酸中c(H+)不变,醋酸中c(H+)增大
【变式4-2】现有HX、H2Y和H2Z三种酸,各酸及其盐之间不发生氧化还原反应,它们的电离常数如下表所示。
酸
电离常数(25 ℃)
HX
Ka=10-9.2
H2Y
Ka1=10-6.4、Ka2=10-10.3
H2Z
Ka1=10-1.9、Ka2=10-7.2
下列说法正确的是( )
A.三种酸的强弱关系:H2Z<H2Y<HX
B.H2Z电离的方程式为H2Z2H++Z2-
C.Na2Y溶液与过量HX反应的离子方程式:HX+Y2-===HY-+X-
D.25 ℃时,浓度均为0.1 mol·L-1的H2Y和H2Z溶液的pH:H2Y<H2Z
基础达标
1.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的c平(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c平(H+)大
D.H2CO3的电离常数表达式为Ka=
2.甲酸的下列性质中可以证明它是弱电解质的是 ( )
A.1 mol·L-1的甲酸溶液的c平(H+)约为0.01 mol·L-1
B.甲酸与水以任意比例互溶
C.10 mL 1 mol·L-1甲酸恰好与10 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液完全反应
D.用甲酸溶液做导电实验,灯泡很暗
3.稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2ONH+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c平(OH-)增大,应加入的物质或采取的措施是(不考虑气体逸出)( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③
C.③④⑥ D.③⑤
4.改变下列条件,能使CH3COOH的电离常数增大的是( )
A.加入冰醋酸 B.加入少量NaOH溶液
C.加水稀释 D.升高温度
5.下列说法正确的是( )
A.电离常数受溶液浓度的影响
B.相同条件下,电离常数可以表示弱电解质的相对强弱
C.Ka大的酸溶液中c(H+)一定比Ka小的酸溶液中的c(H+)大
D.H2CO3的电离常数表达式:K=
6.常温下,下列操作(忽略过程中温度变化)可以使亚硫酸稀溶液中的增大的是( )
A.通入HCl气体 B.通入SO2气体
C.加入NaOH固体 D.加入NaHSO4固体
7.将c平(H+)相同的CH3COOH溶液和HCl溶液分别用蒸馏水稀释到原来体积的m倍和n倍,若稀释后两溶液中c平(H+)仍然相同,则m和n的关系是( )
A.m>n B.m=n
C.m<n D.不能确定
8.由表格中的电离平衡常数判断下列可以发生的反应是( )
化学式
电离常数/(mol·L-1)
HClO
Ka=4.7×10-8
H2CO3
Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
A.NaClO+NaHCO2===HClO+Na2CO3
B.NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3
C.2NaClO+CO2+H2O===2HClO+Na2CO3
D.2HClO+Na2CO3===2NaClO+CO2↑+H2O
9.在以下各种情形下,下列电离方程式的书写正确的是( )
A.熔融状态下的NaHSO4电离:NaHSO4===Na++H++SO
B.H2CO3的电离:H2CO3===2H++CO
C.Fe(OH)3的电离:Fe(OH)3Fe3++3OH-
D.水溶液中的NaHSO4电离:NaHSO4===Na++HSO
10.下列图示中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.7×10-5 mol·L-1)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3 mol·L-1)在水中的电离度与浓度关系的是( )
A B
C D
综合应用
11.一元弱酸HA溶液中存在电离平衡:HAA-+H+。将1.0 mol HA加入水中制得1.0 L溶液,下列图示中,表示溶液中HA、H+、A-的物质的量浓度随时间变化的曲线正确的是( )
12.室温下pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则( )
A.x为弱酸,Vx<Vy B.x为强酸,Vx>Vy
C.y为弱酸,Vx<Vy D.y为强酸,Vx>Vy
13.下列事实能证明MOH是弱碱的有( )
①0.1 mol·L-1 MOH溶液可以使酚酞溶液变红
②常温下,0.1 mol·L-1 MOH溶液中c(OH-)<0.1 mol·L-1
③相同温度下,0.1 mol·L-1 MOH溶液的导电能力比0.1 mol·L-1 NaOH溶液的弱
④等体积的0.1 mol·L-1 MOH溶液与0.1 mol·L-1盐酸恰好完全反应
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
14.把1 L 0.1 mol·L-1醋酸溶液用蒸馏水稀释到10 L,下列叙述正确的是( )
A.c(CH3COOH)变为原来的
B.c(H+)变为原来的
C.的值增大
D.溶液的导电能力增强
15.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.a、b、c三点对应溶液中,c(H+)的大小顺序:c>a>b
B.a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b
C.向a、b溶液中分别加入足量的锌粒,化学反应速率大小:va<vb
D.a、b、c三点溶液用1 mol·L-1的NaOH溶液中和,则消耗NaOH溶液的体积大小:c<a<b
16.常温下,向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,用注射器向其中一个锥形瓶中注入2 mL 1 mol·L-1草酸溶液(H2C2O4的Ka1=5.0×10-2,Ka2=5.4×10-5),向另一个锥形瓶中注入2 mL 2 mol·L-1醋酸溶液(CH3COOH的Ka=1.8×10-5),分别测得两个锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线②表示醋酸与镁条的反应
B.当反应停止时,醋酸产生的气体比草酸产生的气体多
C.反应结束,草酸所耗时间比醋酸所耗时间短
D.草酸的电离方程式为H2C2O42H++C2
17.常温下,CH3COOH、HCOOH(甲酸)的电离平衡常数分别为1.75×10-5、1.8×10-4,以下关于0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液、0.1 mol·L-1 HCOOH溶液的说法正确的是( )
A.c(H+):CH3COOH>HCOOH
B.等体积的两溶液中,分别加入过量的镁,产生氢气的体积:HCOOH>CH3COOH
C.HCOOH可能与NaOH发生反应:H++OH-===H2O
D.将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,保持不变
18.某温度下,等体积、c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液中的c(H+)随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断下列说法不正确的是( )
A.曲线Ⅰ表示的是盐酸的变化曲线
B.b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力强
C.取等体积的a点、b点对应的溶液,分别与足量NaOH反应,醋酸消耗NaOH的量大
D.取等体积的a点、b点对应的溶液,分别与足量锌反应,产生的H2一样多
19.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1 mol·L-1一元弱酸HA溶液中加入少量水,溶液中减小
B.向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中增大
C.向一定浓度的醋酸溶液中加水稀释,则溶液中增大
D.40 ℃时,向氨水中不断通入CO2随着CO2的不断通入,不断增大
20.常温下,CH3COOH、HCOOH(甲酸)的电离常数分别为1.7×10-5、1.8×10-4,以下关于0.1 mol/L CH3COOH溶液、0.1 mol/L HCOOH溶液的说法正确的是( )
A.c(H+):CH3COOH=HCOOH
B.等体积的两溶液中,分别加入过量的镁,产生氢气的体积:HCOOH>CH3COOH
C.HCOOH与NaOH发生反应的离子方程式为H++OH-=== H2O
D.将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,其电离常数保持不变
拓展培优
21.回答下列问题。
(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,向10 mL H3PO2溶液中加入30 mL等物质的量浓度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有H2PO和OH-两种阴离子。已知常温下,Ka(H3PO2)=5.9×10-2,磷酸的各级电离常数为Ka1=7.6×10-3,Ka2=6.3×10-8,Ka3=4.4×10-13。
①写出次磷酸的电离方程式_____________________________________________。
②H3PO2溶液加水稀释过程中,的数值________(填“变大”“变小”或“不变”)。
③常温下,向一定浓度的H3PO2溶液中加入足量Na2HPO4溶液,写出离子反应方程式:_______________________________________________________________。
(2)酸碱质子理论认为,在反应过程中凡能给出质子(H+)的分子或离子都是酸,凡能接受质子的分子或离子都是碱。已知几种酸在醋酸中的电离常数(pKa)如表所示(pKa=-lg Ka):
酸
HClO4
H2SO4
HCl
HNO3
pKa
5.8
8.2
8.8
9.4
①上表中四种酸在醋酸中的酸性最弱的是________(填化学式)。
②在液态H2SO4中CH3COOH表现________性(填“酸”“碱”或“中”)。
(3)已知:H2A===H++HA-,HA-H++A2-,常温下,0.1 mol·L-1的NaHA溶液中c(H+)=0.001 mol/L。0.1 mol·L-1的NaHA溶液中HA-的电离度α=________。
22.已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的碱BOH的溶液中,c(OH-)=1×10-3 mol·L-1。
(1)写出BOH的电离方程式: 。
(2)BOH的电离平衡常数Kb= 。
(3)某温度T ℃时,BOH的电离平衡常数为1×10-7,结合(2)的计算可知T 25。若该碱的起始浓度也为0.1 mol·L-1,则溶液中c(B+)= mol·L-1。
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第3章 物质在水溶液中的行为
第2节 弱电解质的电离盐类的水解
第1课时 弱电解质的电离平衡
教学目标
1.掌握电离平衡及其影响因素,能运用电离平衡描述和解释化学现象。
2.会判断电解质溶液的导电性的强弱。
3.知道电离平衡常数,认识电离平衡常数与弱酸、弱碱的酸碱性强弱之间的关系。
4.能通过化学平衡理论认识弱电解质在水溶液中的电离平衡,认识温度、浓度影响电离平衡的规律。
重点和难点
重点:电离平衡及其影响因素。
难点:电离平衡常数及其应用。
◆知识点一 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡状态
在电离初始,弱电解质分子电离成离子的速率随分子浓度的减小而逐渐减小;同时离子结合成分子的速率随着离子的浓度增大而逐渐增大,经过一段时间后,两者的速率相等,达到电离平衡状态。
2.电离平衡的特征
3.外界条件对电离平衡的影响
浓度
对于同一弱电解质,浓度越大,电离程度越小;浓度越小,电离程度越大,即对溶液加水稀释时,电离平衡向着电离的方向移动
温度
由于弱电解质的电离过程一般是吸热的,升高温度,电离平衡向着电离的方向移动
相同
离子
在弱电解质溶液中加入与弱电解质电离产生相同离子的强电解质,电离平衡将向电离的反方向移动
化学
反应
在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质,电离平衡将向电离的方向移动
4.电解质溶液的导电性
(1)电解质溶液的导电原理
电解质在溶液中电离成自由移动的阴、阳离子,在电源(电场)的作用下沿某一方向定向移动,形成电流。
(2)影响电解质溶液导电能力的因素
电解质溶液的导电能力与溶液中离子浓度及离子所带电荷多少有关,离子浓度越大,离子所带电荷越多,导电能力越强。
即学即练
1.在0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中,要促进醋酸电离,且使c平(H+)增大,应采取的措施是( )
A.升高温度
B.加适量水
C.加入0.1 mol·L-1NaOH溶液
D.加入0.1 mol·L-1HCl溶液
【答案】A
【解析】CH3COOHCH3COO-+H+为吸热过程,升高温度平衡正向移动,c平(H+)增大。
2.以下措施中,能使CH3COOH溶液中c(H+)减小,c(CH3COO-)增大的是( )
A.升高温度
B.加入少量CH3COONa(s)
C.加入少量CH3COOH(l)
D.加水稀释
【答案】B
【解析】升高温度,促进CH3COOH的电离,c(H+)增大,c(CH3COO-)增大,故A不选;加入少量CH3COONa(s),c(CH3COO-)增大,CH3COOH的电离平衡逆向移动,c(H+)减小,故B选;加入少量CH3COOH(l),CH3COOH的电离平衡正向移动,c(H+)增大,c(CH3COO-)增大,故C不选;加水稀释,促进CH3COOH的电离,c(H+)减小,c(CH3COO-)减小,故D不选。
◆知识点二 电离平衡常数
1.电离平衡常数
(1)定义:在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离生成的各种离子的浓度(次方)的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数,这个常数称为电离平衡常数,简称电离常数。
(2)表达式:一元弱酸:CH3COOHCH3COO-+H+ Ka=。
一元弱碱:NH3·H2ONH+OH- Kb=。
(3)意义:电离常数表征了弱电解质的电离能力,根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的相对强弱。
(4)电离平衡常数的特点
①电离平衡常数只与温度有关,与浓度无关,且升高温度K值增大。
②相同条件下,K值越大,表示该弱电解质越易电离,对应的酸性(或碱性)越强。
③多元弱酸是分步电离,逐级减小且一般相差很大,Ka1≫Ka2,故溶液中的c平(H+)主要由第一步电离程度决定。
④多元弱碱的电离比较复杂,一般看作是一步电离。
2.电离度
(1)定义:弱电解质在水中的电离达到平衡状态时,已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数的百分率,称为电离度,用α表示。
(2)表达式:α=×100%。
(3)影响因素:弱电解质的电离度与溶液的浓度有关,一般而言,浓度越大,电离度越小;浓度越小,电离度越大。
3.电离平衡常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同温度下,电离常数越大,酸性(或碱性)越强。
(2)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律,如25 ℃时,Ka(HCOOH)=1.77×10-4 mol·L-1,Ka(HCN)=4.9×10-10 mol·L-1,故知HCOOH+NaCN===HCN+HCOONa。
(3)利用电离常数可近似计算出弱酸、弱碱溶液中c平(H+)或c平(OH-)(忽略水的电离)。
即学即练
1.在相同温度下,三种弱酸的电离常数(mol·L-1)如下:HF(6.8×10-4)、CH3COOH(1.7×10-5)、HClO(4.7×10-8)。则三种酸的酸性最强的是( )
A.HF B.CH3COOH
C.HClO D.无法确定
【答案】A
【解析】Ka(HF)>Ka(CH3COOH)>Ka(HClO),故酸性:HF>CH3COOH>HClO。
2.下列关于电离常数(Ka)的说法正确的是( )
A.电离常数只与温度有关,升高温度,Ka值减小
B.电离常数Ka与温度无关
C.相同温度下,电离常数(Ka)越小,表示弱电解质的电离能力越弱
D.多元弱酸各步电离常数大小关系为Ka1<Ka2<Ka3
【答案】C
【解析】电离常数只与温度有关,与浓度、压强等无关,电离属于吸热过程,升高温度,促进电离,Ka值增大,A、B错误;电离常数可衡量弱电解质的电离能力,Ka值越大,电离程度越大,则同温下电离常数越小,表示弱电解质的电离能力越弱,C正确;多元弱酸分步电离,且以第一步电离为主,每一步电离对下一步电离起抑制作用,则各步电离常数大小关系为Ka1>Ka2>Ka3,D错误。
一、外界条件对弱电解质电离平衡的影响
1.弱电解质电离平衡的五大特点
2.电离平衡的影响因素
实例:CH3COOHH++CH3COO- ΔH>0
影响因素
移动方向
n(H+)
c平(H+)
c平(CH3COO-)
Ka
pH
导电能力
升温(不考虑挥发)
右
增大
增大
增大
增大
减小
增强
加冰醋酸
右
增大
增大
增大
不变
减小
增强
加入其他物质
CH3COONa固体
左
减小
减小
增大
不变
增大
增强
通HCl气体
左
增大
增大
减小
不变
减小
增强
NaOH固体
右
减小
减小
增大
不变
增大
增强
加水稀释
右
增大
减小
减小
不变
增大
减弱
3.电离平衡认识误区
(1)弱电解质的电离是微弱的,在溶液中主要以弱电解质分子形式存在。
(2)对弱电解质溶液升温一般指的是微热,此时电离程度增大,电离常数增大,但是水的离子积一般认为不变。
(3)电离平衡发生正向移动,弱电解质的电离程度不一定增大,如醋酸溶液中加冰醋酸。
(4)多元弱酸分步电离,电离常数逐渐减小,上一步电离产生的H+对下一步的电离起到抑制作用。
(5)弱电解质溶液加水稀释,电离程度增大,但是弱电解质电离出的离子浓度却不是增大,而是减小的。
实践应用
1.现有0.1 mol·L-1氨水10 mL,加蒸馏水稀释到1 L 后,下列变化中正确的是( )
①电离程度增大 ②c平(NH3·H2O)增大 ③NH数目增多 ④c平(OH-)增大 ⑤导电性增强 ⑥增大 ⑦减小
A.①②③ B.①③⑤
C.①③⑥ D.②④⑥
【答案】C
【解析】氨水中的溶质属于弱电解质,存在电离平衡:NH3·H2ONH+OH-,加水稀释,平衡正向移动,电离程度增大,NH和OH-的物质的量增多,但c平(NH3·H2O)、c平(OH-)均减小,溶液的导电性减弱,故①③正确,②④⑤错误;稀氨水稀释过程中,由于n(NH)增多,n(NH3·H2O)减少,故增大,⑥正确;Kb=加水稀释时,Kb不变,⑦错误。
2.已知弱电解质在水中达到电离平衡状态时,已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率称为电离度。在相同温度时100 mL 0.01 mol·L-1醋酸溶液与10 mL 0.1 mol·L-1醋酸溶液相比较,下列数值前者大于后者的是 ( )
A.中和时所需NaOH的量
B.电离度
C.H+的物质的量浓度
D.CH3COOH的物质的量
【答案】B
【解析】100 mL 0.01 mol·L-1醋酸溶液与10 mL 0.1 mol·L-1醋酸溶液中醋酸的物质的量相等,因此中和时消耗的NaOH的量相等,A项错误;醋酸为弱电解质,溶液浓度越大,电离度越小,故电离度:前者大于后者,B项正确;酸的浓度越大,c平(H+)越大,故c平(H+):前者小于后者,C项错误;电离度:前者大于后者,故溶液中CH3COOH的物质的量:前者小于后者,D项错误。
二、一元强酸与一元弱酸的比较
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
c平(H+)
pH
中和碱的
能力
与足量活泼金属
反应产生H2的量
开始与金属
反应的速率
由H2O电离出的c平(H+)
一元强酸
大
小
相同
相同
大
小
一元弱酸
小
大
小
大
2.相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
c平(H+)
c平(酸)
中和碱
的能力
与足量活泼金属
反应产生H2的量
开始与金属
反应的速率
由H2O电离
出的c平(H+)
一元强酸
相同
小
小
少
相同
相同
一元弱酸
大
大
多
实践应用
1.下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是( )
A.相同pH的醋酸溶液和盐酸分别与同样的锌反应时,产生H2的起始速率相等
B.常温下,测得0.1 mol·L-1的醋酸溶液的pH=4
C.常温下,将pH=1的醋酸溶液稀释1 000倍,测得其pH<4
D.在相同条件下,物质的量浓度相同的醋酸溶液的导电性比盐酸的弱
【答案】A
【解析】强、弱电解质的本质区别是看其溶于水后能否完全电离,若完全电离则为强电解质;若部分电离则为弱电解质。A项,pH相同,说明两溶液中的c平(H+)相同,与同样的锌反应时产生H2的起始速率相同,无法证明醋酸是否完全电离;B项,若醋酸为强酸,则常温下0.1 mol·L-1的醋酸溶液的pH=1,而醋酸溶液的pH=4,证明醋酸未完全电离,是弱电解质;C项,若醋酸为强酸,常温下pH=1的醋酸溶液稀释1 000倍后,溶液的pH=4,而pH=1的醋酸溶液稀释1 000倍后pH<4,证明醋酸在稀释过程中可以继续电离,原溶液中存在醋酸分子,醋酸未完全电离,是弱电解质;D项,相同条件下,物质的量浓度相同的CH3COOH溶液的导电性比盐酸的弱,证明其溶液中的离子浓度小,即醋酸未完全电离,是弱电解质。
2.下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是( )
A.相同浓度的两溶液中c平(H+)相同
B.100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C.pH=3的两溶液稀释100倍后,pH都为5
D.相同浓度时醋酸导电能力强
【答案】B
【解析】A项,由于盐酸为强酸,醋酸为弱酸,当两者浓度相同时,溶液中c平(H+)不同,应为c平(H+)盐酸>c平(H+)醋酸,故A错;B项,由于两溶液中溶质的物质的量相等,且均为一元酸,所以两溶液能中和等物质的量的NaOH,故B对;C项,pH=3的盐酸稀释100倍后,pH=5,而pH=3的醋酸稀释100倍后,由于在稀释过程中,溶液中未电离的醋酸分子继续电离出H+,导致稀释后溶液的pH<5,故C错;D项,由于相同浓度时,两溶液中自由移动的离子浓度不同,则导电能力不同,由A项知,c平(H+)盐酸>c平(H+)醋酸,所以,盐酸导电能力强,故D错。
考点一 电离平衡及其影响因素
【例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增大
C.滴加新制氯水,平衡向右移动,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
【答案】C
【解析】加水稀释酸性溶液,c平(H+)一定减小,A项错误;通入过量SO2,最后溶液变为饱和H2SO3溶液,酸性增强,B项错误;由H2S+Cl2===2HCl+S↓可知,弱酸生成强酸HCl,酸性增强,C项正确;加入CuSO4生成CuS沉淀,使平衡右移,c平(H+)增大,D项错误。
【变式1-1】稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2ON+OH-。若要使平衡向左移动,同时使c(OH-)增大,应加入的物质或采取的措施是( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③⑥
C.③ D.③⑤
【答案】C
【解析】若在氨水中加入NH4Cl固体,c(N)增大,平衡向左移动,c(OH-)减小,①不符合;硫酸中的H+与OH-反应,使c(OH-)减小,平衡向右移动,②不符合;当在氨水中加入NaOH固体后,c(OH-)增大,平衡向左移动,③符合;若在氨水中加入水,稀释溶液,平衡向右移动,但c(OH-)减小,④不符合;电离属于吸热过程,加热使平衡向右移动,c(OH-)增大,⑤不符合;加入少量MgSO4固体发生反应:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,溶液中c(OH-)减小,⑥不符合。
【变式1-2】已知人体体液中存在如下平衡:CO2+H2OH2CO3H++HC,以此维持体液pH的相对稳定。下列说法错误的是( )
A.静脉滴注大量生理盐水时,平衡向左移动
B.如果CO2进入血液,平衡向右移动
C.当强酸性物质进入体液后,平衡向左移动
D.当强碱性物质进入体液后,平衡向右移动
【答案】A
【解析】生理盐水为NaCl溶液,滴注大量生理盐水,血液被稀释,平衡向右移动,A项错误;如果CO2进入血液,CO2浓度增大,平衡向右移动,B项正确;当强酸性物质进入体液后,氢离子浓度增大使平衡向左移动,C项正确;当强碱性物质进入体液后,消耗氢离子,导致氢离子浓度减小,平衡向右移动,D项正确。
考点二 电离平衡常数
【例2】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.相同温度下,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Ka1<Ka2<Ka3
【答案】A
【解析】相同条件下K越大,弱电解质的电离程度越大,所以相同条件下,电离平衡常数越小,表示弱电解质的电离能力越弱,A正确;电离平衡常数(K)是温度的函数,随温度的变化而变化,不随浓度的变化而变化,B、C错误;多元弱酸分步电离,电离程度依次减小,所以多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为Ka1>Ka2>Ka3,D错误。
【变式2-1】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.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数减小
D.电离常数只与温度有关,与浓度无关
【答案】D
【解析】CH3COOH的电离常数表达式为Ka=,B项错误;向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,虽然平衡向左移动,但温度不变,电离常数不变,C项错误。
【变式2-2】1.改变下列条件,能使CH3COOH的电离常数增大的是( )
A.加入冰醋酸 B.加入少量NaOH溶液
C.加水稀释 D.升高温度
【答案】D
【解析】加入冰醋酸,醋酸浓度增大,电离程度减小,温度不变,电离常数不变,A错误; 加入少量NaOH溶液,温度不变,电离常数不变,B错误;加水稀释,温度不变,电离常数不变,C错误;电离常数只与温度有关,醋酸的电离吸热,升高温度,电离程度增大,电离常数增大,D正确。
考点三 电离平衡常数的应用
【例3】相同温度下,根据三种酸的电离平衡常数,下列判断正确的是( )
酸
HX
HY
HZ
电离平衡常数Ka
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A.三种酸的酸性强弱关系:HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生
C.由电离平衡常数可以判断,HZ属于强酸,HX和HY属于弱酸
D.相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数大于0.1 mol·L-1HX溶液的电离平衡常数
【答案】B
【解析】电离平衡常数越大,酸性越强,三种酸的酸性强弱关系:HX<HY<HZ,故A错误;根据强酸制弱酸原理,反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生,故B正确;由电离平衡常数可以判断,HZ、HX、HY都属于弱酸,故C错误;电离平衡常数只与温度有关,与酸的浓度无关,故D错误。
【变式3-1】常温下,三种一元酸的电离平衡常数如下表,下列说法正确的是( )
酸
HCN
CH3COOH
H3PO2
电离常数
6.2×10-10
1.75×10-5
5.9×10-2
A.三种酸的酸性强弱:HCN>CH3COOH>H3PO2
B.反应H3PO2+CH3COO-===CH3COOH+H2P能够发生
C.由电离常数可以判断,H3PO2属于强酸,HCN和CH3COOH属于弱酸
D.等物质的量浓度、等体积的三种酸溶液与足量锌粉反应,H3PO2产生的H2最多
【答案】B
【解析】相同温度下,一元弱酸的电离平衡常数越大其酸性越强,根据表格中的信息可知酸性:H3PO2>CH3COOH>HCN,A错误;根据较强酸制较弱酸的规律,反应H3PO2+CH3COO-===CH3COOH+H2P能够发生,B正确;根据电离常数可判断三种酸均不能完全电离,均为弱酸,C错误;等物质的量浓度、等体积的三种酸溶液,酸的物质的量相等,与足量锌粉反应,生成等量的H2,D错误。
【变式3-2】常温下,向10 mL 1 mol·L-1的氨水中加入蒸馏水,将其稀释到1 L后,下列说法错误的是( )
A.c(OH-)减小
B.NH3·H2O的电离程度增大
C.N的数目增多
D.减小
【答案】D
【解析】1 mol·L-1的氨水中加入蒸馏水稀释,c(OH-)减小,A选项正确;弱电解质越稀越电离,稀释后NH3·H2O的电离程度增大,N的数目增多,B、C选项正确;电离平衡常数Kb不变,Kb=,稀释时,c(OH-)减小,故增大,D选项错误。
考点四 强酸与弱酸的比较
【例4】下列叙述不正确的是( )
A.pH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后,前者的pH大于后者
B.pH相等、体积相等的盐酸和醋酸分别中和0.1 mol·L-1的NaOH溶液,消耗NaOH溶液体积相等
C.等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应,开始时前者产生H2的速率大于后者,最终产生H2的量相等
D.等浓度、等体积的盐酸和醋酸分别中和0.1 mol·L-1的NaOH溶液,消耗NaOH溶液体积相等
【答案】B
【解析】pH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后,由于醋酸是弱酸,稀释过程中电离程度变大,稀释后醋酸的酸性强,pH小,A正确;pH相等、体积相等的盐酸和醋酸,由于醋酸是弱酸,浓度比盐酸大,在和盐酸体积相同时,消耗NaOH溶液体积大,B不正确;等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应,由于醋酸是弱酸,开始时c平(H+)小,开始时醋酸产生H2的速率小,但是由于二者浓度相等,所以最终产生H2的量相等,C正确;浓度相等、体积相等,则物质的量就相等,二者消耗的同浓度的NaOH溶液体积相等,D正确。
【变式4-1】下列关于盐酸与醋酸的稀溶液的说法正确的是( )
A.相同物质的量浓度的两溶液中c(H+)相同
B.100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C.c(H+)=10-3 mol·L-1的两溶液稀释100倍,c(H+)均为10-5 mol·L-1
D.向两溶液中分别加入少量对应的钠盐固体,盐酸中c(H+)不变,醋酸中c(H+)增大
【答案】B
【解析】相同物质的量浓度的两溶液,CH3COOH部分电离,醋酸中c(H+)比盐酸中的小,故A错误;100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液中HCl和CH3COOH的物质的量相同,所以能中和等物质的量的氢氧化钠,故B正确;醋酸稀释过程中电离平衡正向移动,稀释后醋酸中c(H+)不等于10-5 mol·L-1,故C错误;醋酸中加入醋酸钠固体,由于c(CH3COO-)增大,CH3COOH的电离平衡逆向移动,c(H+)减小,而盐酸中加入氯化钠固体,对溶液中c(H+)无影响,故D错误。
【变式4-2】现有HX、H2Y和H2Z三种酸,各酸及其盐之间不发生氧化还原反应,它们的电离常数如下表所示。
酸
电离常数(25 ℃)
HX
Ka=10-9.2
H2Y
Ka1=10-6.4、Ka2=10-10.3
H2Z
Ka1=10-1.9、Ka2=10-7.2
下列说法正确的是( )
A.三种酸的强弱关系:H2Z<H2Y<HX
B.H2Z电离的方程式为H2Z2H++Z2-
C.Na2Y溶液与过量HX反应的离子方程式:HX+Y2-===HY-+X-
D.25 ℃时,浓度均为0.1 mol·L-1的H2Y和H2Z溶液的pH:H2Y<H2Z
【答案】C
【解析】根据电离常数越大,酸性越强,可知三种酸的强弱关系:H2Z>H2Y>HX,A错误;H2Z是弱酸,分步电离,电离的方程式为H2ZH++HZ-,B错误;根据电离常数越大,酸性越强,从表格中电离常数的大小判断酸性强弱为H2Y>HX>HY-,故根据相对强的酸制相对弱的酸,Na2Y溶液与过量HX反应的离子方程式:HX+Y2-===HY-+X-,C正确;根据电离常数越大,酸性越强,判断酸性:H2Y<H2Z,故相同浓度的H2Y和H2Z溶液的pH:H2Y>H2Z,D错误。
基础达标
1.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的c平(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c平(H+)大
D.H2CO3的电离常数表达式为Ka=
【答案】B
【解析】电离平衡常数是温度的函数,与溶液的浓度无关,A项错误;电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱,B项正确;酸溶液中c平(H+)既跟酸的电离常数有关,还跟酸的浓度有关,C项错误;碳酸是分步电离的,第一步电离常数表达式为Ka1=,第二步电离常数表达式为Ka2=,D项错误。
2.甲酸的下列性质中可以证明它是弱电解质的是 ( )
A.1 mol·L-1的甲酸溶液的c平(H+)约为0.01 mol·L-1
B.甲酸与水以任意比例互溶
C.10 mL 1 mol·L-1甲酸恰好与10 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液完全反应
D.用甲酸溶液做导电实验,灯泡很暗
【答案】A
【解析】如果甲酸为强酸,将完全电离,则在1 mol·L-1溶液中c平(H+)=1
mol·L-1,而题目中的c平(H+)约为0.01 mol·L-1远小于1 mol·L-1,说明甲酸只部分电离,是弱电解质,A正确;只叙述了甲酸在水中的溶解性,而电解质的强弱与溶解性无关,B错误;因强酸、弱酸都能与碱按化学系数比进行定量反应,只说明甲酸是一元酸,不能说明酸性的强弱,C错误;没有指明甲酸的浓度,也没有与强酸对照,所以无法证明它是弱电解质,D错误。
3.稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2ONH+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c平(OH-)增大,应加入的物质或采取的措施是(不考虑气体逸出)( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③
C.③④⑥ D.③⑤
【答案】B
【解析】①若在氨水中加入NH4Cl固体,c平(NH)增大,平衡向逆反应方向移动,c平(OH-)减小,错误;②硫酸中的H+与OH-反应,使c平(OH-)减小,平衡向正反应方向移动,错误;③当在氨水中加入NaOH固体后,c平(OH-)增大,平衡向逆反应方向移动,符合题意,正确;④若在氨水中加入水,稀释溶液,平衡向正反应方向移动,c平(OH-)减小,错误;⑤电离属于吸热过程,加热平衡向正反应方向移动,c平(OH-)增大,错误;⑥加入MgSO4固体,发生反应:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,平衡向正反应方向移动,溶液中c平(OH-)减小,错误。
4.改变下列条件,能使CH3COOH的电离常数增大的是( )
A.加入冰醋酸 B.加入少量NaOH溶液
C.加水稀释 D.升高温度
【答案】D
【解析】加入冰醋酸,醋酸浓度增大,电离程度减小,温度不变,电离常数不变,A错误; 加入少量NaOH溶液,温度不变,电离常数不变,B错误;加水稀释,温度不变,电离常数不变,C错误;电离常数只与温度有关,醋酸的电离吸热,升高温度,电离程度增大,电离常数增大,D正确。
5.下列说法正确的是( )
A.电离常数受溶液浓度的影响
B.相同条件下,电离常数可以表示弱电解质的相对强弱
C.Ka大的酸溶液中c(H+)一定比Ka小的酸溶液中的c(H+)大
D.H2CO3的电离常数表达式:K=
【答案】B
【解析】电离常数是与温度有关的函数,与溶液浓度无关,A错误;酸中c(H+)既跟酸的电离常数有关,也跟酸的浓度有关,C错误;碳酸是分步电离的,第一步电离常数表达式为K1=,第二步电离常数表达式为K2=,D错误。
6.常温下,下列操作(忽略过程中温度变化)可以使亚硫酸稀溶液中的增大的是( )
A.通入HCl气体 B.通入SO2气体
C.加入NaOH固体 D.加入NaHSO4固体
【答案】C
【解析】=,Ka2只与温度有关,通入HCl气体,c(H+)增大,=减小,A错误;Ka2只与温度有关,通入SO2气体,生成H2SO3,c(H+)增大,=减小,B错误;加入NaOH固体,c(H+)减小,=增大,C正确;加入NaHSO4固体,c(H+)增大,=减小,D错误。
7.将c平(H+)相同的CH3COOH溶液和HCl溶液分别用蒸馏水稀释到原来体积的m倍和n倍,若稀释后两溶液中c平(H+)仍然相同,则m和n的关系是( )
A.m>n B.m=n
C.m<n D.不能确定
【答案】A
【解析】c平(H+)相同的CH3COOH溶液和HCl溶液,CH3COOH溶液的浓度远大于HCl溶液,在稀释过程中CH3COOH不断发生电离产生H+,若稀释后两溶液中c平(H+)仍然相同,则CH3COOH溶液的稀释倍数应大于HCl溶液,即m>n。
8.由表格中的电离平衡常数判断下列可以发生的反应是( )
化学式
电离常数/(mol·L-1)
HClO
Ka=4.7×10-8
H2CO3
Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
A.NaClO+NaHCO2===HClO+Na2CO3
B.NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3
C.2NaClO+CO2+H2O===2HClO+Na2CO3
D.2HClO+Na2CO3===2NaClO+CO2↑+H2O
【答案】B
【解析】依据电离常数分析可知酸性:H2CO3>HClO>HCO,根据酸性较强的酸可以制取比它酸性弱的酸来判断反应是否可以发生。NaClO+NaHCO3===HClO+Na2CO3,与酸性HClO>HCO矛盾,A项错误;NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3,与酸性H2CO3>HClO>HCO相吻合,B项正确;2NaClO+CO2+H2O===2HClO+Na2CO3,与酸性H2CO3>HClO>HCO矛盾,反应应生成NaHCO3,而不是Na2CO3,C项错误;2HClO+Na2CO3===2NaClO+CO2↑+H2O,与酸性H2CO3>HClO矛盾,D项错误。
9.在以下各种情形下,下列电离方程式的书写正确的是( )
A.熔融状态下的NaHSO4电离:NaHSO4===Na++H++SO
B.H2CO3的电离:H2CO3===2H++CO
C.Fe(OH)3的电离:Fe(OH)3Fe3++3OH-
D.水溶液中的NaHSO4电离:NaHSO4===Na++HSO
【答案】C
【解析】因为H2SO4是强酸,所以NaHSO4在水溶液中完全电离,其电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO;但HSO中各原子间靠共价键结合,因此熔融状态下HSO不能电离为H+和SO,故熔融状态下NaHSO4的电离方程式为NaHSO4===Na++HSO,所以A、D选项均错误;H2CO3作为二元弱酸,不能完全电离,必须使用“”,且多元弱酸的电离分步进行,以第一步为主,其电离方程式为H2CO3H++HCO,HCO H++CO,因此B选项错误;Fe(OH)3是多元弱碱,通常以一步电离表示,故C选项正确。
10.下列图示中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.7×10-5 mol·L-1)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3 mol·L-1)在水中的电离度与浓度关系的是( )
A B
C D
【答案】B
【解析】乙酸和一氯乙酸均属于弱酸,弱酸的浓度越大,在水中的电离度越小,C、D项错误。电离平衡常数:CH3COOH<CH2ClCOOH,这两种物质的浓度相同时,电离平衡常数越大,表明酸性越强,电离度越大,A项错误,B项正确。
综合应用
11.一元弱酸HA溶液中存在电离平衡:HAA-+H+。将1.0 mol HA加入水中制得1.0 L溶液,下列图示中,表示溶液中HA、H+、A-的物质的量浓度随时间变化的曲线正确的是( )
【答案】C
【解析】根据弱酸HA的电离平衡知,溶液中HA的浓度由大到小,D项错误;溶液中A-、H+的浓度由0逐渐增大,A、B项错误;平衡时,HA浓度的减少量等于A-浓度的增加量,C项正确。
12.室温下pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则( )
A.x为弱酸,Vx<Vy B.x为强酸,Vx>Vy
C.y为弱酸,Vx<Vy D.y为强酸,Vx>Vy
【答案】C
【解析】由图像可知x稀释10倍,pH变化1个单位(从pH=2变化为pH=3),故x为强酸,而y稀释10倍,pH变化小于1个单位,故y为弱酸;pH均为2的x、y,前者的浓度为0.01 mol·L-1,而后者大于0.01 mol·L-1,故中和至中性时,后者消耗碱液的体积大,所以C正确。
13.下列事实能证明MOH是弱碱的有( )
①0.1 mol·L-1 MOH溶液可以使酚酞溶液变红
②常温下,0.1 mol·L-1 MOH溶液中c(OH-)<0.1 mol·L-1
③相同温度下,0.1 mol·L-1 MOH溶液的导电能力比0.1 mol·L-1 NaOH溶液的弱
④等体积的0.1 mol·L-1 MOH溶液与0.1 mol·L-1盐酸恰好完全反应
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【答案】B
【解析】①0.1 mol·L-1 MOH溶液可以使酚酞溶液变红,说明MOH是碱,不能说明MOH部分电离,则不能证明MOH是弱碱;②常温下,0.1 mol·L-1 MOH溶液中c(OH-)<0.1 mol·L-1,说明MOH部分电离,为弱碱;③相同温度下,0.1 mol·L-1 MOH溶液的导电能力比0.1 mol·L-1 NaOH溶液的弱,NaOH是强碱,则MOH部分电离,为弱碱;④等体积的0.1 mol·L-1 MOH溶液与0.1 mol·L-1盐酸恰好完全反应,说明MOH是一元碱,不能说明MOH部分电离,则不能证明MOH是弱碱。
14.把1 L 0.1 mol·L-1醋酸溶液用蒸馏水稀释到10 L,下列叙述正确的是( )
A.c(CH3COOH)变为原来的
B.c(H+)变为原来的
C.的值增大
D.溶液的导电能力增强
【答案】C
【解析】由于加水稀释,CH3COOH的电离程度增大,故c(CH3COOH)应小于原来的,c(H+)应大于原来的,,而n(CH3COO-)增大,n(CH3COOH)减小,故的值增大;加水稀释后离子浓度减小,导电能力减弱。
15.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.a、b、c三点对应溶液中,c(H+)的大小顺序:c>a>b
B.a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b
C.向a、b溶液中分别加入足量的锌粒,化学反应速率大小:va<vb
D.a、b、c三点溶液用1 mol·L-1的NaOH溶液中和,则消耗NaOH溶液的体积大小:c<a<b
【答案】C
【解析】冰醋酸由分子组成,无自由移动的离子而不导电;加水稀释的过程中,电离程度增大,电离程度大于稀释程度,离子浓度逐渐增大,导电能力逐渐增强;当离子浓度达到最大后继续加水,稀释程度大于电离程度,离子浓度逐渐减小,溶液导电能力逐渐降低,据此分析回答。溶液的导电能力由离子浓度大小决定,由图可知导电能力:b>a>c,c(H+):b>a>c,A错误;加水,醋酸电离平衡正向移动,CH3COOH电离程度增大,电离程度:c>b>a,B错误;醋酸与足量的锌粒反应,氢离子浓度越大,反应速率越快,由图可知导电能力:b>a,c(H+):b>a,化学反应速率大小:va<vb,C正确;a、b、c三点CH3COOH的总量相同,用NaOH溶液中和时消耗n(NaOH)相同,故消耗同浓度NaOH溶液的体积:c=a=b,D错误。
16.常温下,向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,用注射器向其中一个锥形瓶中注入2 mL 1 mol·L-1草酸溶液(H2C2O4的Ka1=5.0×10-2,Ka2=5.4×10-5),向另一个锥形瓶中注入2 mL 2 mol·L-1醋酸溶液(CH3COOH的Ka=1.8×10-5),分别测得两个锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线②表示醋酸与镁条的反应
B.当反应停止时,醋酸产生的气体比草酸产生的气体多
C.反应结束,草酸所耗时间比醋酸所耗时间短
D.草酸的电离方程式为H2C2O42H++C2
【答案】C
【解析】该草酸溶液中c(H+)大于醋酸溶液;反应开始时草酸溶液中c(H+)较大,与镁反应较快,即曲线②表示草酸与镁条的反应,曲线①表示醋酸与镁条的反应,A错误;n(Mg)=≈0.002 1 mol,n(H2C2O4)=0.002 L×1 mol·L-1=0.002 mol,n(CH3COOH)=0.002 L×2 mol·L-1=0.004 mol,则镁过量,当两种酸完全反应时,产生的H2一样多,B错误;根据上述分析可知,草酸与镁反应速率比醋酸快,则反应结束时草酸所耗时间比醋酸所耗时间短,C正确;H2C2O4为二元弱酸,分步电离,其电离方程式为H2C2O4H++HC2、HC2H++C2,D错误。
17.常温下,CH3COOH、HCOOH(甲酸)的电离平衡常数分别为1.75×10-5、1.8×10-4,以下关于0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液、0.1 mol·L-1 HCOOH溶液的说法正确的是( )
A.c(H+):CH3COOH>HCOOH
B.等体积的两溶液中,分别加入过量的镁,产生氢气的体积:HCOOH>CH3COOH
C.HCOOH可能与NaOH发生反应:H++OH-===H2O
D.将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,保持不变
【答案】D
【解析】等浓度的甲酸和乙酸溶液,甲酸酸性强、电离程度大,所以溶液中的c(H+):CH3COOH<HCOOH,故A错误;等浓度等体积的甲酸和乙酸溶液中,甲酸和乙酸的物质的量相等,分别加入过量的镁,产生氢气的体积相等,故B错误;HCOOH是弱酸,与NaOH发生反应:HCOOH+OH-===HCOO-+H2O,故C错误;,将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,保持不变,故D正确。
18.某温度下,等体积、c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液中的c(H+)随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断下列说法不正确的是( )
A.曲线Ⅰ表示的是盐酸的变化曲线
B.b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力强
C.取等体积的a点、b点对应的溶液,分别与足量NaOH反应,醋酸消耗NaOH的量大
D.取等体积的a点、b点对应的溶液,分别与足量锌反应,产生的H2一样多
【答案】D
【解析】某温度下,等体积、c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,盐酸是强酸、醋酸是弱酸,则醋酸溶液中氢离子浓度变化更缓慢,曲线Ⅰ是盐酸变化曲线,曲线Ⅱ是醋酸变化曲线,故A正确;b、c两点溶液中离子种类相同,b点溶液中主要离子浓度比c点大,因此b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力强,故B正确;等体积、c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液,醋酸的物质的量更大,因此消耗氢氧化钠更多,与足量锌反应产生氢气更多,故C正确、D错误。
19.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1 mol·L-1一元弱酸HA溶液中加入少量水,溶液中减小
B.向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中增大
C.向一定浓度的醋酸溶液中加水稀释,则溶液中增大
D.40 ℃时,向氨水中不断通入CO2随着CO2的不断通入,不断增大
【答案】B
【解析】加水稀释促进一元弱酸HA电离,但是HA电离增大程度小于溶液体积增大程度,所以溶液中c(A-)减小,温度不变电离常数不变,则溶液中=×=增大,A错误;加入硫酸铵,溶液中c(NH)增大,抑制一水合氨电离,溶液中c(OH-)减小,溶液中=×=增大,B正确;温度不变醋酸电离常数不变,溶液中=不变,C错误;随着CO2的通入,NH3·H2O与CO2反应生成碳酸铵,溶液中c(NH)增大,=×=减小,D错误。
20.常温下,CH3COOH、HCOOH(甲酸)的电离常数分别为1.7×10-5、1.8×10-4,以下关于0.1 mol/L CH3COOH溶液、0.1 mol/L HCOOH溶液的说法正确的是( )
A.c(H+):CH3COOH=HCOOH
B.等体积的两溶液中,分别加入过量的镁,产生氢气的体积:HCOOH>CH3COOH
C.HCOOH与NaOH发生反应的离子方程式为H++OH-=== H2O
D.将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,其电离常数保持不变
【答案】D
【解析】电离常数越大,酸性越强,等浓度的甲酸和乙酸溶液,甲酸酸性强,所以电离程度大,所以溶液中的c(H+):CH3COOH<HCOOH,A错误;等浓度等体积的甲酸和乙酸溶液中,甲酸和乙酸的物质的量相等,分别加入过量的镁,产生氢气的体积:HCOOH===CH3COOH,B错误;HCOOH是弱酸,与NaOH发生反应:HCOOH+OH-===HCOO-+H2O,C错误;电离常数只与温度有关,故将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,其电离常数保持不变,D正确。
拓展培优
21.回答下列问题。
(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,向10 mL H3PO2溶液中加入30 mL等物质的量浓度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有H2PO和OH-两种阴离子。已知常温下,Ka(H3PO2)=5.9×10-2,磷酸的各级电离常数为Ka1=7.6×10-3,Ka2=6.3×10-8,Ka3=4.4×10-13。
①写出次磷酸的电离方程式_____________________________________________。
②H3PO2溶液加水稀释过程中,的数值________(填“变大”“变小”或“不变”)。
③常温下,向一定浓度的H3PO2溶液中加入足量Na2HPO4溶液,写出离子反应方程式:_______________________________________________________________。
(2)酸碱质子理论认为,在反应过程中凡能给出质子(H+)的分子或离子都是酸,凡能接受质子的分子或离子都是碱。已知几种酸在醋酸中的电离常数(pKa)如表所示(pKa=-lg Ka):
酸
HClO4
H2SO4
HCl
HNO3
pKa
5.8
8.2
8.8
9.4
①上表中四种酸在醋酸中的酸性最弱的是________(填化学式)。
②在液态H2SO4中CH3COOH表现________性(填“酸”“碱”或“中”)。
(3)已知:H2A===H++HA-,HA-H++A2-,常温下,0.1 mol·L-1的NaHA溶液中c(H+)=0.001 mol/L。0.1 mol·L-1的NaHA溶液中HA-的电离度α=________。
【答案】(1)①H3PO2H++H2PO ②变小 ③H3PO2+HPO===H2PO+H2PO
(2)①HNO3 ②碱 (3)1%
【解析】(1)①由于向10 mL H3PO2溶液中加入30 mL等物质的量浓度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有H2PO和OH-两种阴离子,则次磷酸为一元酸,故其电离方程式为H3PO2H++H2PO;②加水,电离平衡正向移动,氢离子的物质的量增大,H3PO2的物质的量减小,=变小;③根据题给数据可知,次磷酸的电离常数大于磷酸的一级电离常数,根据强酸制备弱酸的原理可知,但是本题中Na2HPO4足量,故方程式为H3PO2+HPO===H2PO+H2PO;(2)①根据电离常数知,高氯酸的酸性最强,硝酸的酸性最弱;②根据在反应过程中凡能给出质子(H+)的分子或离子都是酸,凡能接受质子的分子或离子都是碱,醋酸结合硫酸电离出的氢离子,表现碱性;(3)0.1 mol·L-1的NaHA溶液中氢离子浓度c(H+)=0.001 mol/L,则其电离度 α=×100%=1%。
22.已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的碱BOH的溶液中,c(OH-)=1×10-3 mol·L-1。
(1)写出BOH的电离方程式: 。
(2)BOH的电离平衡常数Kb= 。
(3)某温度T ℃时,BOH的电离平衡常数为1×10-7,结合(2)的计算可知T 25。若该碱的起始浓度也为0.1 mol·L-1,则溶液中c(B+)= mol·L-1。
【答案】(1)BOHB++OH- (2)1×10-5 (3)< 1×10-4
【解析】(1)因c初始(BOH)=0.1 mol·L-1,c电离(BOH)=c(B+)≈c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,则BOH不完全电离,故电离方程式为BOHB++OH-。
(2)电离平衡时,c平衡(BOH)=0.1 mol·L-1-1×10-3 mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则电离常数Kb=≈=1×10-5。
(3)电离过程是吸热的,温度越高电离常数越大,T ℃时BOH的电离平衡常数为1×10-7<1×10-5,则T<25。电离常数Kb=≈=1×10-7,则c(B+)=1×10-4 mol·L-1。
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