3.1 电离平衡 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1
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普通
内容正文:
第一节 电离平衡
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第1课时 电解质及弱电解质的电离平衡
复习回顾
类别: 酸、碱、盐、H2O、活泼金属氧化物等
在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。
在水溶液里和熔融状态下都不能够导电的化合物。
电解质:
非电解质:
化合物
类别:多数有机物、非金属氧化物(CO2、SO2等)、NH3等
两者满足其一
两者都满足
有机酸是电解质(如乙酸)
复习回顾
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____________。
①H2SO4 ②铜 ③氯气 ④硫酸钡 ⑤CH3CH2OH ⑥盐酸
⑦CH3COOH ⑧CO2 ⑨熔融的NaCl
②⑥⑨
①④⑦⑨
⑤⑧
HCl的水溶液
1、单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。
易错点
2、能导电的物质不一定是电解质。
3、电解质不一定能导电。
✪ 特别提示:纯酸不导电
单质及混合物不叫做电解质,也不能叫做非电解质。(如:金属单质、溶液、盐酸——电解质溶液)
强电解质和弱电解质
盐酸和醋酸是生活中经常用到的酸,盐酸常用于卫生洁具的清洁。
主要成分是盐酸(HCl)
醋酸的腐蚀性比盐酸的小,比较安全,为什么不用醋酸代替盐酸呢?
醋酸的去水垢能力不如盐酸强,除了浓度因素外,是否还有其他原因?下面的实验也许可以帮助我们求得一个合理的解释。
学习任务一 强电解质和弱电解质
取相同体积、0.1 mol/L的盐酸和醋酸,比较它们pH的大小,试验其导电能力,并分别与等量镁条反应。观察、比较并记录现象。
【实验3-1】
酸 0.1 mol·L-1盐酸 0.1 mol·L-1醋酸
pH值
导电能力
与镁条反应
学习任务一 强电解质和弱电解质
实验现象与结论:
酸 0.1 mol·L-1盐酸 0.1 mol·L-1醋酸
pH 较___ 较___
导电能力 较___ 较____
与镁条反应的现象 产生无色气泡的速率____ 产生无色气泡的速____
实验结论 实验表明盐酸中c(H+) ,说明盐酸的电离程度_____醋酸的电离程度
小
大
强
弱
较慢
更大
大于
较快
导电能力与自由移动的离子浓度和离子所带电荷有关
强电解质和弱电解质
盐酸与醋酸的电离程度的微观比较
主要粒子
电离程度
H+ Cl-
H+ CH3COO- CH3COOH
CH3COOH在水中部分电离
HCl在水中完全电离
电解质
强电解质
弱电解质
在水溶液中能完全电离的电解质
在水溶液中部分电离的电解质
强酸、强碱、大多数盐(包括难溶性盐)
完全电离,只有离子,无分子,不可逆
定义:
类别:
特点:
类别:
定义:
特点:
不完全电离,既有分子又有离子,可逆
弱酸、弱碱、水、极少数盐
(CH3COO)2Pb
HgCl2
六大强酸:HCl、HBr、HI、H₂SO₄、HNO₃、HClO₄
四大强碱:KOH、Ba(OH)₂、NaOH、Ca(OH)₂
强电解质和弱电解质
下列电解质中, 哪些是强电解质,哪些是弱电解质?
① NaCl ② Ba(OH)2 ③ NH3·H2O ④ H2CO3
⑤ CuSO4 ⑥ AgCl ⑦ H3PO4 ⑧ CH3COOK
强电解质:
弱电解质:
③ ④ ⑦
① ② ⑤ ⑥ ⑧
【注意】1、电解质的强弱与其溶解性和导电能力无关,只与电离程度有关。
强电解质和弱电解质
强电解质与弱电解质的比较
强电解质 弱电解质
相同点
电离程度
在溶液中存在形式
物质种类
本质区别
完全电离
部分电离
阴、阳离子
阴、阳离子和弱电解质分子
强酸、强碱、多数盐
弱酸、弱碱、水、极少数盐
都是电解质,在水溶液中都能电离,溶液都能导电
在水溶液中是否完全电离
电离方程式的书写
1、强电解质:
完全电离,书写时用“ = ”
HCl = H+ + Cl-
强酸
强碱
大多数盐
NaOH=Na++OH-
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-
弱酸的酸式盐
强酸的酸式盐
NaHSO4
水溶液:NaHSO4 == Na+ + H+ + SO42-
熔融状态:NaHSO4 == Na+ + HSO4-
NaHCO3
HCO3 ⇌H+ + CO32-
水溶液:NaHCO3 == Na+ + HCO3-
熔融状态:NaHCO3 == Na+ + HCO3-
强中有弱,分步电离
说明:熔融状态只破坏离子键,水溶液既破坏离子键又破坏共价键
①一元弱酸、弱碱、水:一步电离
②多元弱酸:分步电离,以第一步为主,一次只能电离出一个氢离子
2、弱电解质:部分电离,书时用“ ⇌”号
③多元弱碱分步电离,但分步电离较为复杂,一般一步电离书写
Fe(OH)3 ⇌Fe3+ + 3OH-
电离方程式的书写
CH3COOH ⇌H+ + CH3COO-
NH3·H2O ⇌ + OH-
H2O ⇌ H+ + OH-
⇌H+ +
H2SO3 ⇌H+ +
H2CO3
H2SO3
H3PO4
⇌H+ +
H3PO4 ⇌H+ +
⇌H+ +
⇌H+ +
H2CO3 ⇌H+ +
(主要)
(次要)
电离方程式的书写
(3)两性氢氧化物双向电离
Al(OH)3 +H2O ⇌H+ + [Al(OH)4]-
(酸式电离)
(碱式电离)
Al(OH)3 ⇌ Al3+ + 3OH-
习题
写出下列电解质的电离方程式
⇌Cu2++2OH-
H2SO4
Ca(OH)2
CH3COONH4
H2S
Cu(OH)2
H3PO4
(水溶液中)KHSO3
= Ca2+ + 2OH-
= 2H+ + SO42-
= CH3COO- + NH4+
⇌H++HS-
⇌H++
= K++HSO3-
HSO3- ⇌H++SO32-
[口诀]:强等号;弱可逆;多元弱酸分步写,多元弱碱一步完,酸式盐看完强弱看条件。
HS- ⇌H++S2-
C
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
1.生活离不开化学,下列生活中常用物质的主要成分不属于电解质的是 ( )
A.食用碱面 B.白酒
C.食醋 D.食盐
B
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
A
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
冰醋酸加入水中会发生如何的变化?请结合平衡理论进行解释
弱电解质的电离平衡
CH3COOH CH3COO - + H+
水
冰醋酸
弱电解质分子
电离
结合
离子
①开始时,v电离 和 v结合 怎样变化?
②当 v电离 = v结合 时,可逆过程达到什么状态?画出V~t图
弱电解质的电离平衡
2、概念:在一定条件(如温度、浓度)下,弱电解质分子电离成离子的速率、与离子结合成电解质分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化,电离过程就达到了电离平衡状态。
弱电解质的电离是可逆过程
条件改变,电离平衡发生移动
动态平衡
溶液中各分子、离子的浓度不变
v电离 = v结合 ≠ 0
3、特征
逆
等
动
定
变
v结合
v
t
v电离
v电离 = v结合
t1
0
弱电解质的电离平衡
4、电离平衡的影响因素
电离平衡和化学平衡一样,
当外界条件改变时符合勒夏特列原理。
(2) 外因
①温度
②浓度
③同离子效应
④化学反应
条件改变 平衡移动方向 c(H+) c(CH3COO-) c(CH3COOH) 电离程度 导电能力
升高温度
加H2O
加CH3COOH
加CH3COONa(s)
通HCl(g)
加NaOH(s)
加入镁粉
分析下列条件对醋酸电离平衡的影响
CH3COOH⇌CH3COO- + H+ ΔH>0
弱电解质的电离平衡
同离子效应
化学反应
温度
升高温度有利于电离(因为电离是吸热的)
浓度
稀释有利于电离,电离程度增大
加入与弱电解质具有相同离子的强电解质会抑制电离
加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质可促进电离
3、影响弱电解质电离的因素
外
因
增大电解质的浓度,促进电离,电离程度减小
同离子效应
化学反应
越热越电离
越稀越电离
同抑反应促
三、弱电解质的电离平衡
(类压强)
导
电
能
力
习题
在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如右图所示。
(1)“O”点不能导电的理由__________________。
(2)M、N、P三点溶液 c(H+) 由大到小的顺序为__________。
N>M>P
没有自由移动的离子
(3)M、N、P三点对应的溶液中,CHCOOH电离程度 由大到小的顺序为__________。
P>N>M
P=N=M
由导电能力可知
加水,越稀越电离
离子浓度
不电离
越稀越电离
A
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
小杨老师 15521324728
【例2】下列说法不正确的是
①将BaSO4放入水中不能导电,所以BaSO4不是电解质
②氨气溶于水得到的氨水能导电,所以氨水是电解质
③固态共价化合物不导电,熔融态的共价化合物可以导电
④固态的离子化合物不导电,熔融态的离子化合物也不导电
⑤强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强
A.①④ B.①④⑤ C.①②③④⑤ D.①②③④
C
题型二:强、弱电解质的性质与区别
离子化合物在熔融状态下能导电,共价化合物在熔融状态下不能导电
条件改变 平衡移动方向 c(NH4+) c(OH-) c(NH3·H2O) 电离程度
升温
加水
NH3·H2O
NH4Cl(g)
NaOH(s)
HCl(g)
作业
分析下列条件对NH3·H2O NH4+ + OH- 的平衡体系的影响
条件改变 平衡移动方向 c(NH4+) c(OH-) c(NH3·H2O) 电离程度
升温
加水
NH3·H2O
NH4Cl(g)
NaOH(s)
HCl(g)
↑
↑
↑
↑
↑
↑
↓
↑
↑
正向
正向
↓
↓
↓
逆向
逆向
正向
↓
↑
↓
↓
↑
↑
↓
↓
正向
↑
↓
↓
↑
作业
分析下列条件对NH3·H2O NH4+ + OH- 的平衡体系的影响
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数叫做该反应的化学平衡常数,简称平衡常数。用符号K 表示。
对于可逆反应:mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+qD(g)
K
=
生成物浓度幂之积
反应物浓度幂之积
=
cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
【知识回顾】——化学平衡常数
微信公众号:杨 sir 化学
基础版课件不提供所有内容
一、电离平衡常数
1.概念:
在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数。叫电离平衡常数(电离常数)
2.表示方法:
弱酸的电离常数用Ka表示,弱碱的电离常数用Kb表示。
NH3·H2O ⇌ N + OH−
CH3COOH ⇌ CH3COO− + H+
Ka=
c(CH3COO−)·c(H+)
c(CH3COOH)
Kb=
c(N )·c(OH−)
c(NH3·H2O)
acid 酸
base碱
一、电离平衡常数
3.多元弱酸的K:
多元弱酸的电离是分步进行的,每一步各有电离常数。
通常用Ka1 、Ka2 、Ka3等来分别表示
H2CO3 H+ +
H+ + CO32-
H2CO3
Ka1=
Ka2=
4.3×10-7
5.6×10-11
注意:多元弱酸的各级电离常数逐渐减小:
Ka1>Ka2>Ka3 ……
当Ka1≫Ka2时,计算多元弱酸中的c(H+),或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑第一步电离。
一、电离平衡常数
4.影响因素:
外因:温度 K 只受温度影响
电离是吸热的,升高温度,平衡正向移动,电离常数 K ___
增大
内因:弱电解质本身的性质 电解质越弱,越难电离,电离常数K越小
5.意义:
一定温度下,弱电解质的K值越大,电离程度越大,酸性(或碱性)越强。
二、电离平衡常数计算
例:
C初/mol·L-1 0.2 0 0
∆C/mol·L-1
C平/mol·L-1
某温度下,氨水的浓度为 2.0 mol·L–1 , 达到电离平衡时,已电离的NH3·H2O 为1.7×10-3 mol·L–1 。计算该温度下的电离平衡常数。
NH3·H2O NH4+ + OH-
=
0.2
1.7×10-3
≈
×1.7×10-3
1.4×10-5
1.7×10−3
0.2 −1.7×10−3
1.7×10−3
1.7×10−3
1.7×10−3
1.7×10−3
三、电离平衡常数应用
1.判断电离平衡移动的方向
将1L 0.1 mol/L 醋酸加水稀释到2L,判断电离平衡移动的方向。
K a=
c(CH3COO-) · c(CH3COO-)
c(CH3COOH)
条件改变瞬间:
Q =
c(CH3COO-) · c(CH3COO-)
1
2
1
2
c(CH3COOH)
1
2
Q<Ka
越稀越电离
则平衡正向移动
三、电离平衡常数应用
2.判断弱酸(弱碱)的相对强弱
名称 化学式 电离常数(K)
碳酸 H2CO3 Ka1=4.50×l0-7 Ka2=4.70×10-11
草酸 H2C2O4 Ka1=5.60×l0-2 Ka2=1.50×l0-4
磷酸 H3PO4 Ka1=6.90×l0-3 Ka2=6.20×10-8 Ka3=4.80×l0-13
亚硫酸 H2SO3 Ka1=1.40×l0-2 Ka2=6.00×l0-8
氢硫酸 H2S Ka1=1.10×l0-7 Ka2=l.30×10-13
分析相同温度下(25℃)各弱酸的电离常数,比较酸性强弱
酸性:草酸>亚硫酸>磷酸>碳酸>氢硫酸
K值越大,电离程度越大,酸(或碱)性越强。
三、电离平衡常数应用
3.比较离子结合质子(H+)的能力大小
电离常数越小,酸性越弱,酸根离子结合 H+ 的能力就越强;
酸性:
CH3COOH>H2CO3>
CH3COO- _____ HCO3- _____ CO32-
结合H+能力:
<
<
小杨老师 15521324728
本质是“强酸制弱酸”
先将酸性排个序
酸:HCOOH > HCN
HCOOH+NaCN===HCN+HCOONa
Ka(HCOOH)=1.77×10-4 mol·L-1
Ka(HCN)=4.9×10-10 mol·L-1
HCOONa 与 HCN不反应
HCOOH与NaCN溶液:
HCOONa 与 HCN溶液:
4.判断复分解反应能否发生
三、电离平衡常数应用
A
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
D
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
C
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
4.下表是几种弱酸在常温下的电离平衡常数,有关说法不正确的是 ( )
H2CO3 HClO H3PO4
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11 Ka=3.0×10-8 Ka1=7.5×10-3
Ka2=6.2×10-8
Ka3=2.2×10-13
C
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
5.NaHSO4可用作清洁剂、防腐剂等。
(1)下列关于NaHSO4的说法正确的是 (填序号)。
A.NaHSO4固体不能导电
B.NaHSO4溶液的导电性一定强于CH3COOH溶液
C.NaHSO4属于强电解质
D.NaHSO4溶液显中性
A、C
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
(4)当H2S浓度较低时常用纯碱溶液进行吸收。下表为H2S、H2CO3的电离平衡常数。
电离平衡常数 Ka1 Ka2
H2S 1.1×10-7 1.3×10-13
H2CO3 4.5×10-7 4.7×10-11
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
2.一元强酸与一元弱酸的比较
(1)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(消耗氢氧化钠和生成氢气的量,只和酸中所有氢离子数目有关,和酸的强弱无关)
物质 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 大 强 相同 相同 大
一元弱酸 小 弱 小
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
(2)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
物质 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 相同 相同 小 少 相同
一元弱酸 大 多
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
强酸与弱酸比较
1.相同物质的量浓度、相同体积的盐酸和醋酸与足量Zn反应
HCl
CH3COOH
t
V(g)
0
【拓展延伸1】
2.同pH同体积的盐酸与醋酸溶液加水稀释
b
a
HCl
CH3COOH
7
0
V(水)
pH
V'
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
C
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
B
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
3.常温下,等体积、等c(H+)的盐酸和醋酸两溶液,下列说法正确的是 ( )
A.分别与适量且等量的锌粒反应,平均反应速率前者大
B.两溶液导电能力相同
C.分别与等浓度的氢氧化钠溶液反应至中性,消耗的氢氧化钠溶液的体积前者大
D.稀释10倍后,盐酸的c(H+)比醋酸的c(H+)大
B
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
4.常温下,下列事实不能说明某一元酸HX是弱酸的是 ( )
A.0.1 mol·L-1 HX溶液中c(H+)<0.1 mol·L-1
B.NaX和H2CO3反应,生成HX
C.0.1 mol·L-1 HX溶液的导电能力比0.1 mol·L-1硝酸的导电能力弱
D.10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液与10 mL 0.1 mol·L-1 HX溶液恰好中和
D
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
Lavf58.29.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
1.下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是 ( )
A.NaHCO3=== Na++H++CO
B.NH3·H2O=== NH+OH-
C.Al(OH)3⥫⥬ Al3++3OH-
D.H2SiO3⥫⥬ 2H++SiO
2.下列电离方程式的书写正确的是 ( )
A.Fe(OH)3的电离:Fe(OH)3⥫⥬ Fe3++3OH-
B.H2CO3的电离:H2CO3⥫⥬ 2H++CO
C.H2S的第一步电离:H2S=== H++HS-
D.水溶液中的NaHSO4电离:NaHSO4=== Na++HSO
5.氨水中存在如下电离平衡:NH3·H2O⥫⥬ NH+OH-,下列叙述正确的是 ( )
A.加入少量水,电离平衡正向移动,溶液中n(OH-)增大
B.加入少量浓盐酸,电离平衡正向移动,溶液中c(OH-)增大
C.加入少量浓NaOH溶液,电离平衡正向移动,溶液中n(NH3·H2O)增大
D.加入少量NH4Cl固体,电离平衡逆向移动,溶液中c(NH)减小
[例1] 常温下,将0.1 mol·L-1的HCOOH(甲酸,一元弱酸)溶液加水稀释至0.010 mol·L-1,此过程中下列量始终保持增大的是 ( )
A.n(HCOO-)
B.c(H+)+
C.c(H+)+c(HCOO-)
D.
1.二元弱酸H2X的电离过程是吸热过程。常温下,H2X电离常数为=2.5×10-4、=2×10-8。下列说法错误的是 ( )
A.升高温度后,、均增大
B.加入H2X,H2X的电离程度减小
C.该温度下0.1 mol·L-1的H2X溶液中c(H+)≈5×10-3 mol·L-1
D.在H2X溶液加水稀释的过程中减小
[例2] 一定温度下,向10 mL氨水中加入蒸馏水,将其稀释到1 L后,下列说法正确的是 ( )
A.NH3·H2O的电离程度减小
B.NH3·H2O的Kb增大
C.NH的数目增多
D.减小
2.一定温度下,向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加入CH3COONa晶体时,下列各量保持不变的是 ( )
A.
B.CH3COOH的电离程度
C.溶液的导电能力
D.c(H+)
1.下列关于电离平衡常数的说法正确的是 ( )
A.电离平衡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.一定温度下,向醋酸中加入少量CH3COONa固体,电离平衡常数减小
D.电离平衡常数只与温度有关,与弱电解质浓度无关
2.将2 mL 1 mol·L-1的醋酸滴入饱和Na2CO3溶液中,观察到有气泡产生。下列有关说法不正确的是 ( )
A.H2CO3在水中的电离方程式:H2CO3=== 2H++CO
B.酸性强弱:CH3COOH>H2CO3
C.电离平衡常数:Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3)
D.H2CO3的电离平衡常数:Ka1≫Ka2
A.碳酸的酸性弱于磷酸
B.将少量的CO2气体通入NaClO溶液中,反应的离子方程式为CO2+ClO-+H2O=== HCO+HClO
C.常温下,加水稀释次氯酸溶液,c(ClO-)增大
D.常温下,向弱酸溶液中加少量NaOH溶液,电离平衡常数不变
(2)写出NaHSO4在水溶液中的电离方程式: 。
(3)NaHSO4溶液与NaHCO3溶液反应的离子方程式为 。
NaHSO4=== Na++H++SO
H++HCO=== H2O+CO2↑
纯碱溶液吸收少量H2S的离子方程式为 。
H2S+CO=== HS-+HCO
[例2] 常温下,下列操作(忽略过程中温度变化)可以使HClO稀溶液中的增大的是 ( )
A.通入HCl B.加入NaCl固体
C.加入NaOH固体 D.加入NaHSO4固体
2.已知:相同温度下,pH越小,溶液中c(H+)越大;pH相同时,溶液中c(H+)相同。25 ℃时,pH=3的盐酸和醋酸各1 mL分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如下图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.曲线 Ⅰ 代表盐酸的稀释过程
B.a点溶液的导电能力比b点溶液的导电能力强
C.b点溶液中和氢氧化钠的能力强于a点溶液
D.将a、b两点所示溶液加热至30 ℃,的值变小
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