内容正文:
专题3 水溶液中的离子反应
第一单元 弱电解质的电离平衡
3.1.1 强电解质和弱电解质
(电离程度的大小)
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【学习目标】
1.掌握强电解质和弱电解质的概念,熟悉常见的强电解质和弱电解质。
2.掌握电离方程式的书写方法。
你能解释下列事实吗?
1. 潮湿的手触摸正在工作的电器,可能会发生触电事故。
2. 电解水制备氢气、氧气时,需要向水中加入一定量的氢氧化钠溶液或硫酸溶液。
电解质(如酸、碱、盐等)溶于水后可以电离出自由移动的离子,它们的水溶液能够导电。
增强溶液的导电性
1. 盐酸和醋酸是两种常见的酸。根据你的经验,它们在水溶液中的电离程度有无差异?请说出理由,并设计实验方案验证你的猜想。
问题1:不同的电解质在水溶液中的电离程度是否有差异呢?
①、取相同体积和相同浓度的盐酸和醋酸,分别测量它们的pH; ②、相同温度下,取相同体积和相同浓度的盐酸和醋酸分别与金属(如镁、锌)反应,比较反应速率的大小;
③、分别测量相同体积和相同浓度的盐酸和醋酸溶液的导电性。
2. 按照如下方案进行实验,记录实验现象。
(1)分别测量物质的量浓度均为1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液的pH。
(2)如图3-1所示,在两只锥形瓶中分别加入等体积、物质的量浓度均为1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,在两只气球中分别加入经砂纸打磨过的大小相同的足量镁条,将气球套在锥形瓶瓶口,再将气球中的镁条送入锥形瓶中,观察、比较气球鼓起的快慢等现象,填写表3-1。
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产生气泡速度较快
产生气泡速度较慢
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盐酸反应较快
压强基本相同
两者产生的氢气基本相同
金属与酸溶液反应生成盐和氢气,其本质是金属与酸电离出的氢离子发生反应,反应速率主要取决于溶液中的氢离子浓度。酸的浓度相同时,盐酸中c(H+)较大,说明盐酸的电离程度大于醋酸。
0.05g镁条分别与2mL2mol/L盐酸、2mL2mol/L醋酸反应,压强随时间的变化如下图所示。分析它们的变化特点并说明原因。
思考:分析盐酸和醋酸溶液中溶质的组成?酸的浓度相同时,各组分的浓度如何?
CH3COOH 溶液中,H+和 CH3COO-很少,醋酸主要以 CH3COOH 分子的形态存在。
盐酸溶液中,HCl完全电离成H+和Cl-。
25℃,1mol/L醋酸仅有0.4%发生电离,99.6%未电离,故有溶液中有CH3COOH大量存在,H+和CH3COO-很少量。
问题2:什么是强电解质和弱电解质?如何区分?
化合物
根据电解质在水溶液中电离程度的不同,可把电解质分为强电解质和弱电解质。
电解质
非电解质
强电解质
弱电解质
在水溶液中能够完全电离的电解质。
在水溶液中仅能部分电离的电解质。
如:25℃,0.1mol/LHF(氢氟酸)仅有8.3%发生电离;
0.1mol/LHCOOH(蚁酸)仅有4.2%发生电离;
0.1mol/LNH3∙H2O仅有1.3%发生电离;
0.1mol/LHCN(氢氰酸酸)仅有0.01%发生电离
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强、弱电解质的比较
强电解质 弱电解质
定义 在水溶液中能_______电离 在水溶液中只能_______电离
电离过程
在溶液中的
存在形式
物质类别
及示例
完全
部分
不可逆,无电离平衡
可逆,存在电离平衡
只有离子
既有离子,又有电解质分子
①强酸,如HCl、H2SO4
②强碱,如KOH、Ba(OH)2
③大部分盐,如NaCl、BaSO4
①弱酸,如CH3COOH、HClO
②弱碱,如NH3·H2O、Mg(OH)2
③水
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1、下列物质中,属于弱电解质的是( )
A. 氯化氢 B. 氢氧化钠
C. 乙醇 D. 一水合氨
理解应用
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理解应用
2、甲酸(HCOOH)是一种一元弱酸,下列性质中可以证明它是弱电解质的是( ) A.常温下,1 mol·L-1甲酸溶液中的c(H+)约为1×10-2mol·L-1 B.甲酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳 C.10 mL 1 mol·L-1甲酸溶液恰好与10 mL 1 mol·L-1NaOH溶液完全反应 D.甲酸溶液与锌反应比盐酸溶液缓慢
A
HCOOH+NaOH=HCOONa+H2O
2H++Zn=Zn2++H2↑
根据你的经验,相同浓度的氢氧化钠溶液和氨水中,氢氧化钠和一水合氨的电离程度有无差异?请提出你的假设,并设计实验加以证明,完成表3-2。
问题3:强电解质和弱电解质电离方程式如何书写?
强电解质 强酸
强碱
盐 正盐
强酸的酸式盐
弱酸的酸式盐
完全电离,如HCl = H+ + Cl-
完全电离,如Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-
完全电离,如Na2CO3 = 2Na+ +
完全电离,如NaHSO4 = Na+ + H+ +
第一步完全电离,第二步弱酸酸根部分电离,如NaHCO3 = Na+ + ,HCO3- H+ +
1.强电解质的在水中完全电离,其电离方程式用“=”表示。
2.HCO3-是弱酸的酸根离子,不能完全电离。
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弱电解质 一元弱酸
一元弱碱
H2O
多元弱酸
多元弱碱
部分电离,如CH3COOH CH3COO- + H+
部分电离,如 NH3·H2O + OH-
部分电离, H2O H+ + OH-
分步电离,必须分步写出,不可合并(以第一步电离为主)如H2CO3 H+ + , H+ +
分步电离,中学阶段一步写出。如Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH-
在H2CO3的常温饱和溶液中,第一部电离的电离度约为0.3%,第二步的电离度约为4×10-5%,差别极大,电离能力逐渐降低。
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理解应用
1、下列各项中电解质的电离方程式中正确的是( )
A.NaHCO3 的水溶液:NaHCO3 = Na++H++CO32-
B.熔融状态的NaHSO4:NaHSO4 = Na++HSO4-
C.HF的水溶液:HF = H++F-
D.H2S 的水溶液:H2S2H++S2-
B
2、写出下列物质的电离方程式。
H2SO4 Ba(OH)2
BaSO4 CH3COOH
NH3·H2O Fe(OH)3
NaHCO3 H2CO3
理解应用
3、已知次磷酸(H3PO2)为一元弱酸,亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,请分别写出它们的电离方程式。
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课堂小结
化合物
非电解质
强电解质
弱电解质
电解质
电离
电离方程式
如何证明?
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能力提升
一元强酸和一元弱酸的比较
相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较/酸 c(H+) 酸性 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
一元弱酸
CH3COOH H+ + CH3COO-
常温下 HCl H+ + Cl-
0.1 mol·L-1
0.1 mol·L-1
0.1 mol·L-1
0.0013 mol·L-1
大
小
强
弱
相同
相同
大
小
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能力提升
相同体积、相同c(H+)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较/酸 c(H+) 酸性 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
一元弱酸
相同
相同
相同
小
大
少
多
常温下 HCl = H+ + Cl-
CH3COOH H+ + CH3COO-
0.001 mol·L-1
0.001 mol·L-1
0.001 mol·L-1
0.056 mol·L-1
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理解应用
相同体积、相同pH的某一元强酸溶液(①)和某一元弱酸溶液(②)分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气的体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是( )
D
Lavf58.20.100
Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.4.17
$