3.1.1 弱电解质的电离平衡 讲义 -2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1
2026-10-02
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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
学生版(课后核对·独立作答)
一、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析
● 通过盐酸与醋酸的电离程度对比实验,从宏观现象(pH、导电能力、与金属反应快慢)与微观离子行为两个层面理解强、弱电解质的本质区别;
● 能正确书写电解质的电离方程式,用微粒的观点表征强电解质与弱电解质在水溶液中的存在形式。
2.变化观念与平衡思想
● 建立电离平衡的概念,理解电离平衡“动、等、定、变”的基本特征;
● 能从浓度、温度等条件的改变预测电离平衡的移动方向,体会外界条件与电离平衡之间的辩证关系。
3.证据推理与模型认知
● 构建电离平衡建立的 v-t 图像模型、冰醋酸稀释过程中导电能力变化的曲线模型,由图像证据推断微粒浓度与电离程度的变化规律;
● 能依据“电离程度”这一标准对电解质进行分类推理,纠正“难溶即弱电解质”“导电性强即强电解质”等错误认识。
4.科学探究与创新意识
● 通过实验探究不同浓度醋酸溶液导电能力的变化、外界条件对电离平衡的影响,体会控制变量与图像分析的探究方法;
● 能设计简单的实验方案证明某电解质是强电解质还是弱电解质。
5.科学态度与社会责任
● 通过人体体液缓冲平衡、电解质溶液在医药与生产中的应用,认识电离平衡原理对维持生命活动和改进生产工艺的指导价值;
● 在导电能力等实验数据的分析中养成严谨求实、定量分析的科学态度。
二、教学重点与难点
教学重点
强电解质与弱电解质的概念辨析及电离方程式的书写;电离平衡的建立及其影响因素;电解质溶液导电能力的判断。
教学难点
电离平衡的建立与移动,尤其是稀释过程中 c(H+)“先增后减”的微观解释;电离平衡移动方向与电离程度变化的辩证关系;从微观离子层面解释宏观导电现象。
三、知识精讲与典例探究
知识点一 电解质及其分类
方法梳理
1.电解质与非电解质:电解质是在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物,如酸、碱、盐、金属氧化物等;非电解质是在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物,如 CO2、SO2、NH3、乙醇等。注意:CO2 的水溶液能导电,是因为 CO2 与水反应生成的 H2CO3 电离出离子,导电的是 H2CO3 而非 CO2 本身,故 CO2 是非电解质。
2.强电解质与弱电解质:在水溶液中能全部电离的电解质是强电解质,只能部分电离的电解质是弱电解质。判断标准是电离程度的大小,与溶解性无关:BaSO4、CaCO3 等难溶性盐溶解部分全部电离,属于强电解质。
3.电离方程式的书写:强电解质用“=”连接,弱电解质用“⇌”连接;多元弱酸分步电离,分步书写(如 H2CO3⇌H++HCO3−、HCO3−⇌H++CO32−);多元弱碱一般一步书写(如 Cu(OH)2⇌Cu2++2OH−);酸式盐在水溶液中:NaHSO4=Na++H++SO42−(HSO4− 完全电离),NaHCO3=Na++HCO3−(HCO3− 不继续电离)。
图2 强电解质与弱电解质的比较
【例 1】下列物质中,能导电的是______(填序号,下同),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______。
①H2SO4 ②稀盐酸 ③氯气 ④硫酸钡 ⑤乙醇 ⑥铜 ⑦CH3COOH ⑧熔融的 KCl ⑨CO2
【变式 1】(2025·慈溪高二期末)下列物质属于弱电解质的是( )
A.CO2 B.AgCl C.AlCl3 D.H2S
【例 2】写出下列各组物质的电离方程式。
(1)H2SO4:______,NaOH:______。
(2)NaHSO4(水溶液中):______,NaHCO3:______。
(3)CH3COOH:______,NH3·H2O:______。
(4)H2CO3:______,Cu(OH)2:______。
【变式 2】下列叙述正确的是( )
A.碳酸钙难溶于水,放入水中水溶液不导电,故 CaCO3 是非电解质
B.物质的量浓度相同的磷酸钠溶液和磷酸中 P 的浓度相同
C.BaSO4 在水中溶解度很小,BaSO4 是弱电解质
D.H3PO4 晶体在熔融状态下不导电,但溶于水后其水溶液能导电,故 H3PO4 是电解质
【方法点拨】
电解质判断“三步法”:一看是否为化合物(单质、混合物直接排除);二看在水溶液或熔融状态下能否导电;三看导电的离子是否由该物质自身电离产生(CO2、SO2、NH3 的水溶液能导电,但导电的是它们与水反应生成的产物,故它们是非电解质);
强、弱电解质看电离程度、不看溶解性:BaSO4、CaCO3 难溶但溶解部分完全电离,是强电解质;CH3COOH 易溶但部分电离,是弱电解质;
电离方程式书写“三注意”:强弱分开(“=”与“⇌”);多元弱酸分步书写;酸式盐在水溶液中强酸的酸式酸根(如 HSO4−)完全电离,弱酸的酸式酸根(如 HCO3−)不继续电离。
【易错警示】
单质(如铜、氯气)和混合物(如稀盐酸)既不是电解质,也不是非电解质;
“导电能力弱”不等于“弱电解质”:导电能力与溶液中离子浓度、离子所带电荷有关,0.000 1 mol·L−1 盐酸的导电能力可能比 1 mol·L−1 醋酸溶液弱;
难溶性盐(BaSO4、CaCO3、AgCl)是强电解质,熔融的 KCl 能导电说明它是电解质,不要因“难溶”“熔融不导电”误判。
【素养拓展·真实情境】
人体体液 pH 的稳定依赖于 CO2/H2CO3/HCO3− 缓冲体系:剧烈运动产生乳酸等酸性物质时,HCO3− 结合 H+、平衡左移,维持体液 pH 基本不变;
医学上输注的“电解质溶液”(如生理盐水、乳酸钠林格液)含 NaCl 等强电解质,完全电离成离子,用于补充体液和电解质。
知识点二 弱电解质的电离平衡
方法梳理
1.电离平衡的建立:弱电解质溶于水时,一方面分子电离成离子(电离速率 v(电离)),另一方面离子结合成分子(结合速率 v(结合))。开始阶段 v(电离)>v(结合),随电离的进行,v(电离) 减小、v(结合) 增大;当 v(电离)=v(结合) 时,各分子和离子的浓度不再变化,达到电离平衡状态,如图1所示。
图1 弱电解质电离平衡的建立
2.电离平衡的特征:动(动态平衡,v(电离)=v(结合)≠0)、等(正逆速率相等)、定(各微粒浓度保持不变)、变(条件改变,电离平衡发生移动)。
3.外界条件对电离平衡的影响:电离过程一般是吸热过程。以 0.1 mol·L−1 的 CH3COOH 溶液(CH3COOH⇌CH3COO−+H+,ΔH>0)为例,改变条件的影响如下表:
改变条件
平衡移动方向
n(H+)
c(H+)
加水稀释
向右
增大
减小
加入少量冰醋酸
向右
增大
增大
通入 HCl(g)
向左
增大
增大
加入 NaOH(s)
向右
减小
减小
加 CH3COONa(s)
向左
减小
减小
加入镁粉
向右
减小
减小
升高温度
向右
增大
增大
规律:加水稀释促进电离(“越稀越电离”),但一般离子浓度减小;通入能消耗 H+ 的物质(NaOH、镁粉)促进电离;加入含相同离子的强电解质盐(CH3COONa)抑制电离;升高温度促进电离。
【例 3】下列对氨水中存在的电离平衡 NH3·H2O⇌NH4++OH− 的叙述正确的是( )
A.加水后,溶液中 n(OH−) 增大
B.加入少量浓盐酸,溶液中 c(OH−) 增大
C.加入少量浓氢氧化钠溶液,电离平衡正向移动
D.加入少量氯化铵固体,溶液中 c(NH4+) 减少
【变式 3】用“>”“<”或“=”填空。
(1)将 c(H+)=0.1 mol·L−1 的醋酸溶液稀释 100 倍,所得溶液的 c(H+)______1.0×10−3 mol·L−1;
(2)将 c(H+)=0.1 mol·L−1 的醋酸溶液稀释至 c(H+)=1.0×10−3 mol·L−1,稀释倍数______100;
(3)将某醋酸溶液稀释 100 倍使其 c(H+)=1.0×10−3 mol·L−1,则原溶液的 c(H+)______0.1 mol·L−1。
【例 4】一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释,溶液的导电能力 I 随加入水的体积 V 变化的曲线如图3所示。
(1)O 点导电能力几乎为 0 的原因是______;
(2)a~b 阶段,加水稀释,溶液中 c(H+) 如何变化?______,简述原因:______;
(3)b~c 阶段,加水稀释,溶液中 c(H+) 如何变化?______,简述原因:______。
图3 冰醋酸加水稀释过程中导电能力的变化
【变式 4】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)电离平衡向右移动,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大( );
(2)电离平衡向右移动,弱电解质的电离程度一定增大( );
(3)导电能力强的溶液里自由移动的离子数目一定比导电能力弱的溶液里多( );
(4)盐酸的导电能力一定比醋酸溶液的强( );
(5)随着温度的升高,弱电解质溶液和金属的导电能力均增强( );
(6)向 H2S 溶液中通入 Cl2 直至过量,混合溶液的导电能力增强( )。
【方法点拨】
电离平衡是化学平衡在水溶液中的延伸,判断平衡移动方向仍用勒夏特列原理,主要考虑浓度、温度两大因素;
“越稀越电离”:加水稀释促进电离(电离度增大),但除冰醋酸加水的特殊情形外,溶液中离子浓度一般减小;
判断“平衡右移后 c(H+)、n(H+) 如何变”要分清是稀释型(n 增大、c 减小)还是消耗离子型(n、c 均减小)还是加入溶质型(n、c 均增大)。
【易错警示】
电离平衡右移 ≠ 电离程度一定增大:加水稀释右移且电离度增大;加入冰醋酸右移但电离度减小(溶质浓度增大、电离度降低);
电离平衡右移 ≠ n(H+) 一定增大:加入 NaOH、镁粉消耗 H+,平衡右移但 n(H+) 减小;
电离平衡右移 ≠ c(H+) 一定增大:加水稀释平衡右移但 c(H+) 减小(稀释效应占主导)。
【素养拓展·真实情境】
人体体液中存在 CO2+H2O⇌H2CO3⇌H++HCO3− 平衡体系以维持体液 pH 的相对稳定:强酸性物质进入体液时,HCO3− 结合 H+、平衡向左移动;强碱性物质进入时 H+ 被消耗、平衡向右移动;
碳酸饮料、啤酒中的 CO2 溶解平衡与 H2CO3 电离平衡共同影响口感与酸度,开瓶后 CO2 逸出、平衡移动,饮料 pH 升高。
知识点三 电解质溶液的导电性
方法梳理
1.导电原理:电解质在溶液中电离成自由移动的阴、阳离子,在电场作用下定向移动形成电流。金属导电靠自由电子,电解质溶液导电靠自由移动的离子。
2.影响导电能力的因素:溶液中离子浓度越大、离子所带电荷越多,导电能力越强。导电能力与电解质的强弱无必然联系:稀盐酸(强电解质、浓度小)的导电能力可能弱于浓醋酸(弱电解质、浓度大)。
【例 5】用如图装置分别进行下列各组物质的导电能力实验,小灯泡的亮度比反应前明显减弱的是( )
A.向亚硫酸钠溶液中通入氯气
B.向硝酸银溶液中通入少量氯化氢
C.向氢碘酸饱和溶液中通入少量氧气
D.向氢氧化钠溶液中通入少量氯气
【变式 5】下列事实能证明 MOH 是弱碱的是( )
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
【方法点拨】
比较导电能力大小:先比较单位体积内离子所带的电荷总量(离子浓度×离子所带电荷),浓度悬殊时结论可能反直觉,须定量考虑;
判断溶液导电能力的变化趋势:核心是判断反应前后溶液中离子浓度(单位体积离子所带电荷量)的变化——弱电解质转化为强电解质导电能力增强,强电解质生成沉淀、气体、水或弱电解质时导电能力减弱;
证明某电解质是弱电解质的常见方法:①同浓度下测导电能力或 pH;②稀释时 pH 变化幅度小于强电解质;③同 pH 下与金属反应的速率、产氢量比较;④测定盐溶液的酸碱性等。
【易错警示】
导电能力强 ≠ 该电解质是强电解质:0.1 mol·L−1 CH3COOH 溶液与 0.01 mol·L−1 HCl 溶液的导电能力相近,但前者是弱电解质;
离子数目多 ≠ 导电能力强:还要看溶液体积与离子所带电荷;
温度对金属导电与溶液导电的影响相反:金属电阻随温度升高而增大、导电能力减弱,弱电解质溶液温度升高电离度增大、导电能力增强。
【素养拓展·真实情境】
水质监测中用电导率仪测定水的电导率:水中离子浓度越高,电导率越大,可用以快速判断水体污染或海水盐度变化;
锅炉用水需检测电导率以判断水中溶解盐类的含量,防止结垢与腐蚀。
四、课堂练习 限时 12 分钟,检验当堂学习效果
【练习 1】(2025·慈溪高二期末)下列物质属于弱电解质的是( )
A.CO2 B.AgCl C.AlCl3 D.H2S
【练习 2】用如图所示装置分别进行下列各组物质的导电能力实验,小灯泡的亮度比反应前明显减弱的是( )
A.向亚硫酸钠溶液中通入氯气
B.向硝酸银溶液中通入少量氯化氢
C.向氢碘酸饱和溶液中通入少量氧气
D.向氢氧化钠溶液中通入少量氯气
【练习 3】(2024·浙江强基联盟高二联考)常温下,c(H+)=0.1 mol·L−1 的 CH3COOH 溶液中存在如下电离平衡:CH3COOH⇌CH3COO−+H+,下列说法正确的是( )
A.加入水,平衡逆向移动
B.加入少量 NaOH 固体,平衡正向移动
C.加入少量 0.1 mol·L−1 HCl 溶液,溶液中 c(H+) 减小
D.加入少量 CH3COONa 固体,平衡正向移动
【练习 4】亚硝酸(HNO2)的下列性质中,不能证明它是弱电解质的是( )
A.50 mL 1 mol·L−1 的亚硝酸溶液恰好与 50 mL 1 mol·L−1 的 NaOH 溶液完全反应
B.0.1 mol·L−1 的亚硝酸溶液的 c(H+) 约为 0.01 mol·L−1
C.把 c(H+)=0.01 mol·L−1 的亚硝酸溶液稀释 100 倍后 c(H+)>0.000 1 mol·L−1
D.50 mL 1 mol·L−1 的亚硝酸溶液中含 n(NO2−)=0.04 mol
【练习 5】(原创题)常温下,0.1 mol·L−1 的 CH3COOH 溶液中存在电离平衡 CH3COOH⇌CH3COO−+H+。加水稀释该溶液的过程中,下列说法正确的是( )
A.n(H+) 减小,c(H+) 减小
B.c(CH3COO−)/c(CH3COOH) 增大
C.电离平衡常数 Ka 增大
D.溶液导电能力增强
五、课后作业 A 组·基础巩固 B 组·能力提升
A 组 基础巩固
【作业 1】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
【作业 2】稀氨水中存在下列平衡:NH3·H2O⇌NH4++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
【作业 3】已知硫化氢的水溶液为氢硫酸,它是一种二元弱酸。
(1)H2S 溶于水的电离方程式为______;
(2)向 H2S 溶液中加入少量 CuSO4 溶液时,电离平衡向______移动,c(H+)______,c(S2−)______;
(3)向 H2S 溶液中加入 NaOH 固体时,电离平衡向______移动,c(H+)______,c(S2−)______;
(4)若要增大 H2S 溶液中 c(S2−),最好加入______(答案合理即可)。
【作业 4】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 1/10
B.c(H+) 变为原来的 1/10
C.c(CH3COO−)/c(CH3COOH) 的值增大
D.溶液的导电能力增强
B 组 能力提升
【作业 5】HgCl2 的水溶液几乎不导电,即使在很稀的溶液中,它的电离度(已电离的弱电解质浓度与弱电解质起始浓度的比值)也不超过 0.5%;HgCl2 熔融状态下不导电。下列说法正确的是( )
A.HgCl2 在水中的电离方程式可能是 HgCl2⇌HgCl++Cl−
B.HgCl2 的水溶液几乎不导电,说明其难溶于水
C.HgCl2 中含有金属 Hg,一定不是共价化合物
D.HgCl2 是强电解质
【作业 6】一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( )
①NaOH(固体) ②H2O ③HCl ④CH3COONa(固体)
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
【作业 7】(改编题)在一定温度下,向电解质溶液中加入新物质时,溶液的导电能力可能发生变化,实验过程中电流(I)随所加新物质的质量(m)变化的曲线如图4所示。
下列各项中,与 A 图变化趋势一致的是______(填字母,下同),与 B 图变化趋势一致的是______,与 C 图变化趋势一致的是______。
a.向 Ba(OH)2 溶液中滴入 H2SO4 溶液至过量
b.向 CH3COOH 溶液中滴入氨水至过量
c.向澄清石灰水中通入 CO2 至过量
d.向 NH4Cl 溶液中逐渐加入适量 NaOH 固体
图4 向电解质溶液中加入新物质时导电能力的变化
【作业 8】(原创题)常温下,pH 相同、体积相同的氨水和 NaOH 溶液,下列说法正确的是( )
A.两份溶液中 c(OH−) 相同
B.两份溶液稀释相同倍数后 pH 仍相同
C.两份溶液与足量盐酸反应,消耗盐酸的量相同
D.两份溶液中均只存在水的电离平衡
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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
教师版(含答案与解析)
一、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析
● 通过盐酸与醋酸的电离程度对比实验,从宏观现象(pH、导电能力、与金属反应快慢)与微观离子行为两个层面理解强、弱电解质的本质区别;
● 能正确书写电解质的电离方程式,用微粒的观点表征强电解质与弱电解质在水溶液中的存在形式。
2.变化观念与平衡思想
● 建立电离平衡的概念,理解电离平衡“动、等、定、变”的基本特征;
● 能从浓度、温度等条件的改变预测电离平衡的移动方向,体会外界条件与电离平衡之间的辩证关系。
3.证据推理与模型认知
● 构建电离平衡建立的 v-t 图像模型、冰醋酸稀释过程中导电能力变化的曲线模型,由图像证据推断微粒浓度与电离程度的变化规律;
● 能依据“电离程度”这一标准对电解质进行分类推理,纠正“难溶即弱电解质”“导电性强即强电解质”等错误认识。
4.科学探究与创新意识
● 通过实验探究不同浓度醋酸溶液导电能力的变化、外界条件对电离平衡的影响,体会控制变量与图像分析的探究方法;
● 能设计简单的实验方案证明某电解质是强电解质还是弱电解质。
5.科学态度与社会责任
● 通过人体体液缓冲平衡、电解质溶液在医药与生产中的应用,认识电离平衡原理对维持生命活动和改进生产工艺的指导价值;
● 在导电能力等实验数据的分析中养成严谨求实、定量分析的科学态度。
二、教学重点与难点
教学重点
强电解质与弱电解质的概念辨析及电离方程式的书写;电离平衡的建立及其影响因素;电解质溶液导电能力的判断。
教学难点
电离平衡的建立与移动,尤其是稀释过程中 c(H+)“先增后减”的微观解释;电离平衡移动方向与电离程度变化的辩证关系;从微观离子层面解释宏观导电现象。
三、知识精讲与典例探究
知识点一 电解质及其分类
方法梳理
1.电解质与非电解质:电解质是在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物,如酸、碱、盐、金属氧化物等;非电解质是在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物,如 CO2、SO2、NH3、乙醇等。注意:CO2 的水溶液能导电,是因为 CO2 与水反应生成的 H2CO3 电离出离子,导电的是 H2CO3 而非 CO2 本身,故 CO2 是非电解质。
2.强电解质与弱电解质:在水溶液中能全部电离的电解质是强电解质,只能部分电离的电解质是弱电解质。判断标准是电离程度的大小,与溶解性无关:BaSO4、CaCO3 等难溶性盐溶解部分全部电离,属于强电解质。
3.电离方程式的书写:强电解质用“=”连接,弱电解质用“⇌”连接;多元弱酸分步电离,分步书写(如 H2CO3⇌H++HCO3−、HCO3−⇌H++CO32−);多元弱碱一般一步书写(如 Cu(OH)2⇌Cu2++2OH−);酸式盐在水溶液中:NaHSO4=Na++H++SO42−(HSO4− 完全电离),NaHCO3=Na++HCO3−(HCO3− 不继续电离)。
图2 强电解质与弱电解质的比较
【例 1】下列物质中,能导电的是______(填序号,下同),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______。
①H2SO4 ②稀盐酸 ③氯气 ④硫酸钡 ⑤乙醇 ⑥铜 ⑦CH3COOH ⑧熔融的 KCl ⑨CO2
【答案】②⑥⑧ ①④⑦⑧ ⑤⑨ ①④⑧ ⑦
【解析】①H2SO4 是化合物、溶于水完全电离,是电解质且是强电解质;②稀盐酸是混合物,能导电,但不是电解质;③氯气是单质,既不是电解质也不是非电解质;④硫酸钡是化合物,熔融状态下能导电(溶解部分完全电离),是强电解质;⑤乙醇是非电解质;⑥铜是单质,能导电,但不是电解质;⑦CH3COOH 是弱酸,是弱电解质;⑧熔融的 KCl 能导电,是强电解质;⑨CO2 是非电解质。注意:单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。
【变式 1】(2025·慈溪高二期末)下列物质属于弱电解质的是( )
A.CO2 B.AgCl C.AlCl3 D.H2S
【答案】D
【解析】CO2 是非电解质;AgCl 是难溶性盐,溶解部分完全电离,是强电解质;AlCl3 是盐,溶于水完全电离,是强电解质;H2S 是弱酸,只能部分电离,是弱电解质。
【例 2】写出下列各组物质的电离方程式。
(1)H2SO4:______,NaOH:______。
(2)NaHSO4(水溶液中):______,NaHCO3:______。
(3)CH3COOH:______,NH3·H2O:______。
(4)H2CO3:______,Cu(OH)2:______。
【答案】(1)H2SO4=2H++SO42−,NaOH=Na++OH− (2)NaHSO4=Na++H++SO42−,NaHCO3=Na++HCO3− (3)CH3COOH⇌CH3COO−+H+,NH3·H2O⇌NH4++OH− (4)H2CO3⇌H++HCO3−、HCO3−⇌H++CO32−,Cu(OH)2⇌Cu2++2OH−
【解析】强酸、强碱、绝大多数盐的电离用“=”连接;弱酸、弱碱的电离用“⇌”连接,其中多元弱酸分步电离、分步书写,以第一步电离为主;NaHSO4 在水溶液中完全电离出 Na+、H+ 和 SO42−(在熔融状态下只电离出 Na+ 和 HSO4−);NaHCO3 在水溶液中只完全电离出 Na+ 和 HCO3−,HCO3− 是弱酸酸式酸根,不继续电离。
【变式 2】下列叙述正确的是( )
A.碳酸钙难溶于水,放入水中水溶液不导电,故 CaCO3 是非电解质
B.物质的量浓度相同的磷酸钠溶液和磷酸中 P 的浓度相同
C.BaSO4 在水中溶解度很小,BaSO4 是弱电解质
D.H3PO4 晶体在熔融状态下不导电,但溶于水后其水溶液能导电,故 H3PO4 是电解质
【答案】D
【解析】CaCO3、BaSO4 虽难溶于水,但溶解的部分完全电离,属于强电解质,A、C 项错误;磷酸钠是强电解质、完全电离,磷酸是弱电解质、部分电离,相同物质的量浓度下磷酸钠溶液中 P 的浓度远大于磷酸溶液中 P 的浓度,B 项错误;H3PO4 是化合物,熔融状态不导电,但溶于水后自身电离而导电,是电解质,D 项正确。
【方法点拨】
电解质判断“三步法”:一看是否为化合物(单质、混合物直接排除);二看在水溶液或熔融状态下能否导电;三看导电的离子是否由该物质自身电离产生(CO2、SO2、NH3 的水溶液能导电,但导电的是它们与水反应生成的产物,故它们是非电解质);
强、弱电解质看电离程度、不看溶解性:BaSO4、CaCO3 难溶但溶解部分完全电离,是强电解质;CH3COOH 易溶但部分电离,是弱电解质;
电离方程式书写“三注意”:强弱分开(“=”与“⇌”);多元弱酸分步书写;酸式盐在水溶液中强酸的酸式酸根(如 HSO4−)完全电离,弱酸的酸式酸根(如 HCO3−)不继续电离。
【易错警示】
单质(如铜、氯气)和混合物(如稀盐酸)既不是电解质,也不是非电解质;
“导电能力弱”不等于“弱电解质”:导电能力与溶液中离子浓度、离子所带电荷有关,0.000 1 mol·L−1 盐酸的导电能力可能比 1 mol·L−1 醋酸溶液弱;
难溶性盐(BaSO4、CaCO3、AgCl)是强电解质,熔融的 KCl 能导电说明它是电解质,不要因“难溶”“熔融不导电”误判。
【素养拓展·真实情境】
人体体液 pH 的稳定依赖于 CO2/H2CO3/HCO3− 缓冲体系:剧烈运动产生乳酸等酸性物质时,HCO3− 结合 H+、平衡左移,维持体液 pH 基本不变;
医学上输注的“电解质溶液”(如生理盐水、乳酸钠林格液)含 NaCl 等强电解质,完全电离成离子,用于补充体液和电解质。
【教学提示】
例1 建议先让学生独立分类,再归纳“单质与混合物排除、化合物看自身是否电离”的口诀;
强调 BaSO4 等难溶盐是强电解质,纠正“难溶=弱电解质”的常见错误;可结合图2 让学生复述强、弱电解质判断的五个维度。
知识点二 弱电解质的电离平衡
方法梳理
1.电离平衡的建立:弱电解质溶于水时,一方面分子电离成离子(电离速率 v(电离)),另一方面离子结合成分子(结合速率 v(结合))。开始阶段 v(电离)>v(结合),随电离的进行,v(电离) 减小、v(结合) 增大;当 v(电离)=v(结合) 时,各分子和离子的浓度不再变化,达到电离平衡状态,如图1所示。
图1 弱电解质电离平衡的建立
2.电离平衡的特征:动(动态平衡,v(电离)=v(结合)≠0)、等(正逆速率相等)、定(各微粒浓度保持不变)、变(条件改变,电离平衡发生移动)。
3.外界条件对电离平衡的影响:电离过程一般是吸热过程。以 0.1 mol·L−1 的 CH3COOH 溶液(CH3COOH⇌CH3COO−+H+,ΔH>0)为例,改变条件的影响如下表:
改变条件
平衡移动方向
n(H+)
c(H+)
加水稀释
向右
增大
减小
加入少量冰醋酸
向右
增大
增大
通入 HCl(g)
向左
增大
增大
加入 NaOH(s)
向右
减小
减小
加 CH3COONa(s)
向左
减小
减小
加入镁粉
向右
减小
减小
升高温度
向右
增大
增大
规律:加水稀释促进电离(“越稀越电离”),但一般离子浓度减小;通入能消耗 H+ 的物质(NaOH、镁粉)促进电离;加入含相同离子的强电解质盐(CH3COONa)抑制电离;升高温度促进电离。
【例 3】下列对氨水中存在的电离平衡 NH3·H2O⇌NH4++OH− 的叙述正确的是( )
A.加水后,溶液中 n(OH−) 增大
B.加入少量浓盐酸,溶液中 c(OH−) 增大
C.加入少量浓氢氧化钠溶液,电离平衡正向移动
D.加入少量氯化铵固体,溶液中 c(NH4+) 减少
【答案】A
【解析】加水稀释使 NH3·H2O 电离平衡右移,n(OH−) 增大,A 项正确;加入少量浓盐酸,H+ 与 OH− 反应使 c(OH−) 减小,B 项错误;加入浓 NaOH 溶液,c(OH−) 增大,电离平衡向左移动,C 项错误;加入 NH4Cl 固体,c(NH4+) 增大,D 项错误。
【变式 3】用“>”“<”或“=”填空。
(1)将 c(H+)=0.1 mol·L−1 的醋酸溶液稀释 100 倍,所得溶液的 c(H+)______1.0×10−3 mol·L−1;
(2)将 c(H+)=0.1 mol·L−1 的醋酸溶液稀释至 c(H+)=1.0×10−3 mol·L−1,稀释倍数______100;
(3)将某醋酸溶液稀释 100 倍使其 c(H+)=1.0×10−3 mol·L−1,则原溶液的 c(H+)______0.1 mol·L−1。
【答案】(1)> (2)> (3)<
【解析】稀释过程中醋酸的电离平衡正向移动、电离度增大,c(H+) 减小不到稀释倍数那么多。(1)0.1 mol·L−1 的 c(H+) 稀释 100 倍后 c(H+)>0.1÷100=1.0×10−3 mol·L−1;(2)要使 c(H+) 从 0.1 mol·L−1 减小到 1.0×10−3 mol·L−1(即减少到原来的 1/100),因稀释促进电离,所需稀释倍数大于 100;(3)设原溶液的 c(H+)=c0,稀释 100 倍后因电离度增大,c(H+)>c0/100,已知稀释后 c(H+)=1.0×10−3 mol·L−1,故 c0/100<1.0×10−3,即 c0<0.1 mol·L−1,原溶液的 c(H+)<0.1 mol·L−1。
【例 4】一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释,溶液的导电能力 I 随加入水的体积 V 变化的曲线如图3所示。
(1)O 点导电能力几乎为 0 的原因是______;
(2)a~b 阶段,加水稀释,溶液中 c(H+) 如何变化?______,简述原因:______;
(3)b~c 阶段,加水稀释,溶液中 c(H+) 如何变化?______,简述原因:______。
图3 冰醋酸加水稀释过程中导电能力的变化
【答案】(1)O 点冰醋酸中没有水,醋酸未电离,无离子存在 (2)增大 加水稀释,醋酸的电离平衡向右移动,n(H+) 增大,且比溶液体积增大的程度更明显,故 c(H+) 增大 (3)减小 加水稀释,醋酸的电离平衡向右移动,n(H+) 增大,但溶液体积增大更明显,故 c(H+) 减小
【解析】冰醋酸是纯醋酸,未溶于水时不电离、没有自由移动的离子,故 O 点导电能力几乎为 0;加入少量水后醋酸开始电离,且越稀越电离,a~b 阶段电离程度增大带来的 n(H+) 增大占主导,c(H+) 增大、导电能力增强;b 点 c(H+) 最大、导电能力最强;继续加水,溶液体积增大的稀释效应占主导,c(H+) 减小、导电能力减弱。
【变式 4】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)电离平衡向右移动,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大( );
(2)电离平衡向右移动,弱电解质的电离程度一定增大( );
(3)导电能力强的溶液里自由移动的离子数目一定比导电能力弱的溶液里多( );
(4)盐酸的导电能力一定比醋酸溶液的强( );
(5)随着温度的升高,弱电解质溶液和金属的导电能力均增强( );
(6)向 H2S 溶液中通入 Cl2 直至过量,混合溶液的导电能力增强( )。
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
【解析】(1)如加入冰醋酸,电离平衡右移,但 c(CH3COOH) 增大、c(CH3COO−) 增大,分子浓度并没有减小,错误;(2)加入冰醋酸平衡右移,但电离程度(电离度)减小,错误;(3)导电能力还与溶液体积有关,离子数目多不一定导电能力强,错误;(4)导电能力取决于离子浓度与电荷,浓度很大的醋酸溶液的导电能力可能强于极稀的盐酸,错误;(5)弱电解质溶液温度升高电离度增大、导电能力增强,而金属的电阻随温度升高而增大、导电能力减弱,错误;(6)H2S 是弱电解质,通入 Cl2 发生反应 H2S+Cl2=2HCl+S↓,弱电解质转化为强电解质 HCl,离子浓度增大,导电能力增强,正确。
【方法点拨】
电离平衡是化学平衡在水溶液中的延伸,判断平衡移动方向仍用勒夏特列原理,主要考虑浓度、温度两大因素;
“越稀越电离”:加水稀释促进电离(电离度增大),但除冰醋酸加水的特殊情形外,溶液中离子浓度一般减小;
判断“平衡右移后 c(H+)、n(H+) 如何变”要分清是稀释型(n 增大、c 减小)还是消耗离子型(n、c 均减小)还是加入溶质型(n、c 均增大)。
【易错警示】
电离平衡右移 ≠ 电离程度一定增大:加水稀释右移且电离度增大;加入冰醋酸右移但电离度减小(溶质浓度增大、电离度降低);
电离平衡右移 ≠ n(H+) 一定增大:加入 NaOH、镁粉消耗 H+,平衡右移但 n(H+) 减小;
电离平衡右移 ≠ c(H+) 一定增大:加水稀释平衡右移但 c(H+) 减小(稀释效应占主导)。
【素养拓展·真实情境】
人体体液中存在 CO2+H2O⇌H2CO3⇌H++HCO3− 平衡体系以维持体液 pH 的相对稳定:强酸性物质进入体液时,HCO3− 结合 H+、平衡向左移动;强碱性物质进入时 H+ 被消耗、平衡向右移动;
碳酸饮料、啤酒中的 CO2 溶解平衡与 H2CO3 电离平衡共同影响口感与酸度,开瓶后 CO2 逸出、平衡移动,饮料 pH 升高。
【教学提示】
例4 中冰醋酸稀释导电能力“先增后减”是本节难点,建议结合图3 分三段(O→a→b→c)引导学生从“电离程度增大”与“体积稀释”两个因素权衡的角度分析;
变式4 的六个判断题可让学生逐条说理,重点辨析“平衡右移”与“电离度、n(H+)、c(H+)”三组量变化之间的对应关系。
知识点三 电解质溶液的导电性
方法梳理
1.导电原理:电解质在溶液中电离成自由移动的阴、阳离子,在电场作用下定向移动形成电流。金属导电靠自由电子,电解质溶液导电靠自由移动的离子。
2.影响导电能力的因素:溶液中离子浓度越大、离子所带电荷越多,导电能力越强。导电能力与电解质的强弱无必然联系:稀盐酸(强电解质、浓度小)的导电能力可能弱于浓醋酸(弱电解质、浓度大)。
【例 5】用如图装置分别进行下列各组物质的导电能力实验,小灯泡的亮度比反应前明显减弱的是( )
A.向亚硫酸钠溶液中通入氯气
B.向硝酸银溶液中通入少量氯化氢
C.向氢碘酸饱和溶液中通入少量氧气
D.向氢氧化钠溶液中通入少量氯气
【答案】C
【解析】A 项,发生反应 Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl,生成两种强电解质,溶液中离子浓度增大,导电能力增强、灯泡变亮;B 项,发生反应 AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3,Ag+ 被 H+ 等量替换(1 个 Ag+ 替换 1 个 H+),离子浓度变化不大,导电能力没有明显变化;C 项,发生反应 4HI+O2=2H2O+2I2,强电解质 HI 被消耗,溶液中离子浓度下降,导电能力减弱、灯泡变暗;D 项,发生反应 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,Na+ 数目不变,Cl− 替换 OH−,离子浓度变化不大,导电能力没有明显变化。
【变式 5】下列事实能证明 MOH 是弱碱的是( )
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】①说明 MOH 是碱,但不能说明 MOH 部分电离,不能证明是弱碱;②c(OH−)<0.1 mol·L−1,说明 MOH 没有完全电离,是弱碱;③相同浓度下 MOH 溶液导电能力弱,说明 MOH 部分电离,是弱碱;④只能说明 MOH 是一元碱,不能证明部分电离。故②③正确,选 B。
【方法点拨】
比较导电能力大小:先比较单位体积内离子所带的电荷总量(离子浓度×离子所带电荷),浓度悬殊时结论可能反直觉,须定量考虑;
判断溶液导电能力的变化趋势:核心是判断反应前后溶液中离子浓度(单位体积离子所带电荷量)的变化——弱电解质转化为强电解质导电能力增强,强电解质生成沉淀、气体、水或弱电解质时导电能力减弱;
证明某电解质是弱电解质的常见方法:①同浓度下测导电能力或 pH;②稀释时 pH 变化幅度小于强电解质;③同 pH 下与金属反应的速率、产氢量比较;④测定盐溶液的酸碱性等。
【易错警示】
导电能力强 ≠ 该电解质是强电解质:0.1 mol·L−1 CH3COOH 溶液与 0.01 mol·L−1 HCl 溶液的导电能力相近,但前者是弱电解质;
离子数目多 ≠ 导电能力强:还要看溶液体积与离子所带电荷;
温度对金属导电与溶液导电的影响相反:金属电阻随温度升高而增大、导电能力减弱,弱电解质溶液温度升高电离度增大、导电能力增强。
【素养拓展·真实情境】
水质监测中用电导率仪测定水的电导率:水中离子浓度越高,电导率越大,可用以快速判断水体污染或海水盐度变化;
锅炉用水需检测电导率以判断水中溶解盐类的含量,防止结垢与腐蚀。
【教学提示】
例5 建议引导学生先写出反应的离子方程式,再比较反应前后离子种类、数目与浓度的变化,体会“写方程式—比离子—定导电性”的分析路径;
变式5(证明弱碱)是“证据推理”类典型题,可让学生总结证明弱电解质的多种证据链,并与变式2 的强电解质判断对照。
四、课堂练习 限时 12 分钟,检验当堂学习效果
【练习 1】(2025·慈溪高二期末)下列物质属于弱电解质的是( )
A.CO2 B.AgCl C.AlCl3 D.H2S
【答案】D
【解析】CO2 是非电解质;AgCl 是难溶性盐,属于强电解质;AlCl3 是盐,完全电离,是强电解质;H2S 是弱酸,属于弱电解质。
【练习 2】用如图所示装置分别进行下列各组物质的导电能力实验,小灯泡的亮度比反应前明显减弱的是( )
A.向亚硫酸钠溶液中通入氯气
B.向硝酸银溶液中通入少量氯化氢
C.向氢碘酸饱和溶液中通入少量氧气
D.向氢氧化钠溶液中通入少量氯气
【答案】C
【解析】同例5。C 项发生反应 4HI+O2=2H2O+2I2,强电解质 HI 被消耗,离子浓度下降,导电能力明显减弱,灯泡变暗。
【练习 3】(2024·浙江强基联盟高二联考)常温下,c(H+)=0.1 mol·L−1 的 CH3COOH 溶液中存在如下电离平衡:CH3COOH⇌CH3COO−+H+,下列说法正确的是( )
A.加入水,平衡逆向移动
B.加入少量 NaOH 固体,平衡正向移动
C.加入少量 0.1 mol·L−1 HCl 溶液,溶液中 c(H+) 减小
D.加入少量 CH3COONa 固体,平衡正向移动
【答案】B
【解析】加入水,溶液被稀释,平衡正向移动,促进醋酸电离,A 项错误;加入少量 NaOH 固体,OH− 与 H+ 反应,平衡正向移动,B 项正确;加入少量 0.1 mol·L−1 HCl 溶液,其 c(H+) 与醋酸溶液中 c(H+) 相同,混合后溶液中 c(H+) 不变,C 项错误;加入少量 CH3COONa 固体,c(CH3COO−) 增大,平衡逆向移动,D 项错误。
【练习 4】亚硝酸(HNO2)的下列性质中,不能证明它是弱电解质的是( )
A.50 mL 1 mol·L−1 的亚硝酸溶液恰好与 50 mL 1 mol·L−1 的 NaOH 溶液完全反应
B.0.1 mol·L−1 的亚硝酸溶液的 c(H+) 约为 0.01 mol·L−1
C.把 c(H+)=0.01 mol·L−1 的亚硝酸溶液稀释 100 倍后 c(H+)>0.000 1 mol·L−1
D.50 mL 1 mol·L−1 的亚硝酸溶液中含 n(NO2−)=0.04 mol
【答案】A
【解析】等体积、等浓度的亚硝酸恰好与 NaOH 完全反应,只能说明亚硝酸是一元酸,不能说明溶液中存在电离平衡,不能证明它是弱电解质,A 项符合题意;0.1 mol·L−1 亚硝酸溶液 c(H+)≈0.01 mol·L−1<0.1 mol·L−1,说明部分电离,B 项能证明;稀释 100 倍后 c(H+)>0.000 1 mol·L−1,说明稀释过程中平衡右移、电离度增大,C 项能证明;50 mL 1 mol·L−1 亚硝酸中 n(NO2−)=0.04 mol<0.05 mol,说明未完全电离,D 项能证明。
【练习 5】(原创题)常温下,0.1 mol·L−1 的 CH3COOH 溶液中存在电离平衡 CH3COOH⇌CH3COO−+H+。加水稀释该溶液的过程中,下列说法正确的是( )
A.n(H+) 减小,c(H+) 减小
B.c(CH3COO−)/c(CH3COOH) 增大
C.电离平衡常数 Ka 增大
D.溶液导电能力增强
【答案】B
【解析】加水稀释促进 CH3COOH 电离,电离平衡向右移动,n(H+) 增大,但溶液体积增大占主导,c(H+) 减小,A 项错误;c(CH3COO−)/c(CH3COOH)=Ka/c(H+),温度不变 Ka 不变,c(H+) 减小,故该比值增大,B 项正确;温度不变,电离平衡常数 Ka 不变,C 项错误;加水稀释,溶液中离子浓度减小,导电能力减弱,D 项错误。
五、课后作业 A 组·基础巩固 B 组·能力提升
A 组 基础巩固
【作业 1】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】①④只能说明 MOH 是碱、是一元碱,不能说明其部分电离;②c(OH−)<0.1 mol·L−1 说明 MOH 未完全电离;③同浓度下导电能力弱于 NaOH 说明 MOH 部分电离,故选②③,答案为 B。
【作业 2】稀氨水中存在下列平衡:NH3·H2O⇌NH4++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】①加入 NH4Cl 固体,c(NH4+) 增大,平衡向左移动,c(OH−) 减小;②硫酸中的 H+ 与 OH− 反应,平衡向右移动、c(OH−) 减小;③加入 NaOH 固体,c(OH−) 增大,平衡向左移动,符合题意;④加水稀释,平衡向右移动、c(OH−) 减小;⑤电离吸热,加热平衡向右移动、c(OH−) 增大,不符合“左移”;⑥加入 MgSO4,Mg2++2OH−=Mg(OH)2↓,c(OH−) 减小。故选 C。
【作业 3】已知硫化氢的水溶液为氢硫酸,它是一种二元弱酸。
(1)H2S 溶于水的电离方程式为______;
(2)向 H2S 溶液中加入少量 CuSO4 溶液时,电离平衡向______移动,c(H+)______,c(S2−)______;
(3)向 H2S 溶液中加入 NaOH 固体时,电离平衡向______移动,c(H+)______,c(S2−)______;
(4)若要增大 H2S 溶液中 c(S2−),最好加入______(答案合理即可)。
【答案】(1)H2S⇌H++HS−,HS−⇌H++S2− (2)右 增大 减小 (3)右 减小 增大 (4)NaOH 固体
【解析】(2)加入 CuSO4 溶液,发生反应 Cu2++S2−=CuS↓,S2− 浓度减小,电离平衡右移,H+ 浓度增大(但 S2− 减小);(3)加入 NaOH 固体,发生反应 H++OH−=H2O,H+ 浓度减小,平衡右移,S2− 浓度增大;(4)增大 c(S2−) 最好加入只消耗 H+ 的强碱(如 NaOH),促进第二步电离而 S2− 不被沉淀。
【作业 4】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 1/10
B.c(H+) 变为原来的 1/10
C.c(CH3COO−)/c(CH3COOH) 的值增大
D.溶液的导电能力增强
【答案】C
【解析】加水稀释,CH3COOH 的电离程度增大,故 c(CH3COOH) 小于原来的 1/10、c(H+) 大于原来的 1/10,A、B 项错误;c(CH3COO−)/c(CH3COOH)=Ka/c(H+),稀释后 c(H+) 减小,故该比值增大,C 项正确;加水稀释后离子浓度减小,导电能力减弱,D 项错误。
B 组 能力提升
【作业 5】HgCl2 的水溶液几乎不导电,即使在很稀的溶液中,它的电离度(已电离的弱电解质浓度与弱电解质起始浓度的比值)也不超过 0.5%;HgCl2 熔融状态下不导电。下列说法正确的是( )
A.HgCl2 在水中的电离方程式可能是 HgCl2⇌HgCl++Cl−
B.HgCl2 的水溶液几乎不导电,说明其难溶于水
C.HgCl2 中含有金属 Hg,一定不是共价化合物
D.HgCl2 是强电解质
【答案】A
【解析】HgCl2 溶于水形成溶液(说明可溶),但电离度极小,是弱电解质,水溶液几乎不导电,B、D 项错误;HgCl2 熔融不导电、水溶液难电离,说明其由共价键结合、是共价化合物,C 项错误;弱电解质分步电离,电离方程式可能是 HgCl2⇌HgCl++Cl−,A 项正确。
【作业 6】一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( )
①NaOH(固体) ②H2O ③HCl ④CH3COONa(固体)
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
【答案】D
【解析】要求反应速率减小且不改变生成 H2 的量,即 c(H+) 减小而 n(H+) 不变。加水稀释 c(H+) 减小、n(H+) 不变,②可行;加入 CH3COONa 固体,CH3COO− 与 H+ 结合生成弱电解质 CH3COOH,c(H+) 减小,随反应进行 CH3COOH 逐渐电离补充 H+,n(H+) 总量不变,④可行;加入 NaOH 会消耗 H+ 使 n(H+) 减小,①不可行;加入 HCl 增大 n(H+) 且 c(H+) 增大,③不可行。故选 D。
【作业 7】(改编题)在一定温度下,向电解质溶液中加入新物质时,溶液的导电能力可能发生变化,实验过程中电流(I)随所加新物质的质量(m)变化的曲线如图4所示。
下列各项中,与 A 图变化趋势一致的是______(填字母,下同),与 B 图变化趋势一致的是______,与 C 图变化趋势一致的是______。
a.向 Ba(OH)2 溶液中滴入 H2SO4 溶液至过量
b.向 CH3COOH 溶液中滴入氨水至过量
c.向澄清石灰水中通入 CO2 至过量
d.向 NH4Cl 溶液中逐渐加入适量 NaOH 固体
图4 向电解质溶液中加入新物质时导电能力的变化
【答案】b ac d
【解析】a 中 Ba2++2OH−+2H++SO42−=BaSO4↓+2H2O,恰好完全反应时溶液中离子几乎消失,导电能力降到接近 0,继续滴加 H2SO4 离子浓度又增大,与 B 图一致;b 中 CH3COOH 是弱电解质、离子浓度小,滴入氨水生成强电解质 CH3COONH4,离子浓度增大,导电能力增强,恰好反应后继续滴氨水,弱电解质氨水稀释、离子浓度略降,与 A 图一致;c 中先 Ca2++2OH−+CO2=CaCO3↓+H2O,离子浓度减小,CO2 过量后 CaCO3+H2O+CO2=Ca2++2HCO3−,离子浓度又增大,与 B 图一致;d 中 NH4++OH−=NH3·H2O,NH4+ 被 Na+ 等量替换,离子浓度几乎不变,与 C 图一致。故答案为 b、ac、d。
【作业 8】(原创题)常温下,pH 相同、体积相同的氨水和 NaOH 溶液,下列说法正确的是( )
A.两份溶液中 c(OH−) 相同
B.两份溶液稀释相同倍数后 pH 仍相同
C.两份溶液与足量盐酸反应,消耗盐酸的量相同
D.两份溶液中均只存在水的电离平衡
【答案】A
【解析】pH 相同则 c(H+) 相同,常温下 Kw 不变,故 c(OH−) 也相同,A 项正确;氨水是弱碱,稀释过程中 NH3·H2O 电离平衡右移、电离度增大,c(OH−) 减小幅度小于 NaOH,稀释相同倍数后氨水 pH 较大,两份溶液 pH 不同,B 项错误;pH 相同说明游离的 c(OH−) 相同,但氨水浓度大于 NaOH 浓度(NH3·H2O 部分电离),与足量盐酸反应时氨水能中和的 HCl 更多,C 项错误;NaOH 溶液中也存在水的电离平衡 H2O⇌H++OH−,D 项错误。故答案为 A。
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