3.1 弱电解质的电离平衡 第1课时(讲义)化学苏教版选择性必修1
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精品
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
第1课时 强电解质和弱电解质弱电解质的电离平衡
课标要点
1.通过实验探究(如等浓度盐酸、醋酸导电性对比),认识电解质、非电解质,理解强电解质、弱电解质的含义,能正确分类并辨析概念易错点。
2.认识弱电解质的电离是可逆的,理解弱电解质电离平衡的建立过程,掌握电离平衡的特征与影响因素。
3.能写出常见弱电解质的电离方程式(含多元弱酸、弱碱的电离),能结合电离平衡解释弱电解质导电能力弱的原因,建立 “微观电离 — 宏观导电” 的认知逻辑。
4.能运用电离平衡知识分析生产、生活中的常见现象,发展证据推理与模型认知素养。
学习重难点
重点:
1.强电解质、弱电解质的判断,电解质、非电解质的辨析。
2.弱电解质电离平衡的建立与特征,外界条件(浓度、温度等)对电离平衡的影响。
3.常见弱电解质电离方程式的规范书写。
难点:
1.区分电解质强弱与溶解度、导电性强弱的关系,规避 “难溶即弱、导电强即强” 的易错点。
2.从微观离子浓度变化理解弱电解质电离平衡的动态过程,用平衡移动原理分析条件改变对电离平衡的影响。
3.多元弱酸、弱碱的分步电离,正确书写多步电离方程式与电离平衡常数表达
知识点 强电解质和弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质
非电解质
定义
在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物
在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物
类别
酸、碱、盐、活泼金属氧化物和水等
多数有机化合物、非金属氧化物(水除外)和氨等
本质区别
在水溶液中或熔融状态下能产生自由移动的离子
在水溶液中或熔融状态下不能产生自由移动的离子
相同点
均为化合物
2.强电解质和弱电解质
(1)实验探究强电解质和弱电解质
【实验探究1】盐酸和醋酸的电离实验。
实验内容
盐酸
醋酸
测量1mol·L-1溶液的pH
pH=0
pH≈3
等体积、等浓度的溶液与镁条反应的现象
反应速率快
反应速率慢
实验结论:两种酸的浓度相等时,盐酸的电离程度大于醋酸。
【实验探究2】氢氧化钠溶液和氨水的电离实验。
实验假设
NaOH的电离程度大于NH3·H2O的电离程度
实验方案
配制相同物质的量浓度的NaOH溶液和氨水,测量溶液的pH
实验现象
NaOH溶液的pH大于氨水的pH
实验结论
两种溶液的浓度相等时,NaOH的电离程度大于NH3·H2O的电离程度
(2)概念
根据电解质在水溶液中的电离程度,可把电解质分为强电解质和弱电解质。
①强电解质是在水溶液中完全电离的电解质。常见的强电解质有强酸、强碱和大部分盐。
②弱电解质是在水溶液中部分电离的电解质。常见的弱电解质有弱酸、弱碱。
(3)强电解质和弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
相同点
都是电解质,在水溶液中都能电离、都能导电,电解质的强弱与溶解度无关
不同点
电离程度
完全电离
部分电离
电离过程
不可逆过程
可逆过程
表示方法
电离方程式用“===”
电离方程式用“⇌”
电解质在溶液中的存在形式
水合离子
分子、水合离子
3.电离方程式的书写
(1)强电解质的电离方程式
强电解质的在水中完全电离,其电离方程式用“===”表示。如:
H2SO4:H2SO4===2H++SO42-;
Na2CO3:Na2CO3===2Na++CO32-;
Ba(OH)2:Ba(OH)2===Ba2++2OH-。
(2)弱电解质的电离方程式
①弱电解质的电离过程是可逆的,其电离方程式用“ ⇌”表示。如:
CH3COOH:CH3COOH⇌CH3COO-+H+;
NH3·H2O:NH3·H2O⇌NH4++OH-。
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:H2CO3⇌H++HCO3-、HCO3-⇌H++CO32-。
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:Fe(OH)3⇌Fe3++3OH-。
易错提醒
常见的强电解质和弱电解质、非电解质
(1)常见的强电解质
强酸:HCl、HBr、HI、H2SO4、HNO3、HClO4等。
强碱:KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等。
大部分盐,包括难溶性盐,如BaSO4、CaCO3等。
(2)常见的弱电解质
弱酸:HF、HClO、H2SO3、H2S、H3PO4、H2CO3、CH3COOH(或其他有机酸)、HNO2、HCN、H2SiO3等。
弱碱:NH3·H2O、Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2等。
(3)常见的非电解质
①包括CO、NO、SiO2及CH4和其他烃类、乙醇和其他醇类、酯类、葡萄糖、蔗糖等。
②本身在水溶液中不能电离,但与水反应生成电解质的,如CO2、SO2、SO3、NO2、P2O5、NH3等。
随学随练
1.下列物质中属于弱电解质的是
A.CaCO3 B.CH3COONH4 C.H2S D.NaHCO3
【答案】C
【详解】A.属于盐类,虽难溶于水,但溶解的部分可完全电离,属于强电解质,A错误;
B.属于盐类,在水溶液中完全电离为和,属于强电解质,B错误;
C.是二元弱酸,在水溶液中仅能部分电离,属于弱电解质,C正确;
D.属于盐类,在水溶液中完全电离为和,属于强电解质,D错误;
故选C。
2.分类是学好化学的重要方法之一,下列物质的分类正确的是
选项
强电解质
弱电解质
盐
A
浓硫酸
B
氯化钠固体
C
铜
氨水
D
石墨
FeS
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.浓硫酸是混合物,既不是电解质也不是非电解质;属于非电解质,不属于弱电解质,由铵根离子和酸根离子构成,属于盐,A错误;
B.氯化钠固体是离子化合物,水溶液中完全电离,属于强电解质;是弱酸,水溶液中部分电离,属于弱电解质;由金属阳离子和酸根离子构成,属于盐,B正确;
C.铜是单质,既不是电解质也不是非电解质,氨水是混合物,既不是电解质也不是非电解质,不属于弱电解质,属于碱,不属于盐,C错误;
D.石墨是单质,既不是电解质也不是非电解质,溶解的部分完全电离,属于强电解质,不属于弱电解质,由金属阳离子和酸根离子构成,属于盐,D错误;
故选B。
3.下列物质溶于水的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.是弱酸的酸式盐,溶于水时不能完全电离,正确电离方程式为,A错误;
B.是强电解质,完全电离,应使用等号而非可逆号,正确电离方程式为,B错误;
C.是二元弱酸,分步电离且为可逆过程,第一步电离生成和,该方程式书写正确,C正确;
D.是弱电解质,部分电离,应使用可逆号而非等号,正确电离方程式为,D错误;
故选C。
知识点 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡
(1)电离平衡的建立
(2)电离平衡的概念
在一定温度下,当弱电解质在水溶液中的电离程度达到最大限度时,弱电解质分子电离成离子与离子结合成弱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的状态。
2.电离平衡的特征
(1)弱电解质的电离平衡是一种动态平衡,达到平衡时,分子电离成离子和离子结合成分子的过程并没有停止。
(2)弱电解质分子电离成离子速率和离子结合成弱电解质分子速率相等。
(3)溶液中各分子和离子的浓度都保持不变。
(4)外界条件发生变化,电离平衡发生移动。
易错提醒
(1)电离平衡的可逆性:弱电解质在水溶液中的电离都是可逆过程。
(2)弱电解质处于电离平衡状态时,电解质分子电离成离子和离子结合成电解质分子的过程没有停止,且v电离=v结合≠0。
(3)溶液中电解质分子和电解质离子同时存在,且溶液中电解质分子和电解质离子的浓度保持不变。
(4)电解质溶液中的守恒问题
①物料守恒:电解质溶液中,电解质的浓度符合原子守恒(又称物料守恒),如:0.1mol·L-1的醋酸溶液中,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1。
②电荷守恒:电解质溶液符合电荷守恒,即正电荷总数=负电荷总数。
随学随练
4.下列措施中,能使醋酸的电离程度增大的是
A.加入少量醋酸钠固体 B.加入少量盐酸
C.加水稀释 D.降低温度
【答案】C
【详解】A.加入少量醋酸钠固体,醋酸钠电离出,使醋酸电离平衡中生成物浓度升高,平衡逆向移动,醋酸电离程度减小,A错误;
B.加入少量盐酸,盐酸电离出,使上述电离平衡中浓度升高,平衡逆向移动,醋酸电离程度减小,B错误;
C.加水稀释,根据勒夏特列原理,弱电解质稀释时平衡向电离方向移动,醋酸电离程度增大,C正确;
D.醋酸的电离过程为吸热过程,降低温度平衡向放热的逆反应方向移动,醋酸电离程度减小,D错误;
故选C。
5.已知的溶液中存在平衡:。下列说法正确的是
A.加水时,平衡向逆反应方向移动
B.加入少量浓盐酸,溶液中减小
C.加入少量固体,溶液中增大
D.加入少量固体,平衡向正反应方向移动
【答案】C
【详解】A.加水稀释会促进弱电解质的电离,电离平衡向正反应方向移动,A错误;
B.加入的浓盐酸是强电解质,完全电离使溶液中增大,虽然电离平衡逆向移动,但只能减弱增大的趋势,最终溶液中仍增大,B错误;
C.加入少量固体,与反应消耗,使醋酸电离平衡正向移动,电离产生更多,溶液中增大,C正确;
D.加入少量固体,溶液中增大,电离平衡向逆反应方向移动,D错误;
故选C。
6.稀氨水中存在如下平衡:,使平衡逆向移动措施是
A.加热 B.加水 C.加入NaOH固体 D.加入MgCl2溶液
【答案】C
【详解】A.弱电解质电离为吸热过程,加热会使平衡向吸热的正向移动,A不符合题意;
B.加水稀释时,弱电解质电离平衡正向移动(越稀越电离),B不符合题意;
C.加入固体,溶液中浓度显著增大,根据勒夏特列原理,平衡向消耗的逆向移动,C符合题意;
D.加入溶液时,会与反应生成沉淀,使浓度减小,平衡正向移动,D不符合题意;
故选C。
7.将下列物质加入氨水中,氨水的电离平衡正向移动的是
A.固体 B.固体 C.浓盐酸 D.固体
【答案】C
【详解】A.加入固体,溶液中浓度增大,使的电离平衡逆向移动,A错误;
B.加入固体,溶液中浓度增大,电离平衡逆向移动,B错误;
C.加入浓盐酸,与反应生成,浓度减小,电离平衡正向移动,C正确;
D.加入固体,电离出的、不参与氨水电离平衡,对平衡无影响,平衡不移动,D错误;
故选C。
知识点 影响电离平衡的因素
1.内因:
弱电解质本身的性质是决定因素。
2.外部因素:
(1)温度:弱电解质的电离一般是吸热过程,升高温度,电离平衡右移,电离程度增大。
(2)浓度:
增大弱电解质的浓度,电离平衡右移,但电离程度减小;
加水稀释,电离平衡右移,电离程度增大。
(3)同离子效应:增大弱电解质电离出的某离子的浓度,可抑制弱电解质的电离,电离平衡左移,电离程度减小。
(4)化学反应:若外加物质能与弱电解质电离出的离子发生反应,电离平衡右移,电离程度增大。
易错提醒
(1)电离吸热,升高温度,电离平衡一定正向移动,电离程度增大。
(2)弱电解质的电离程度、溶液的导电能力与电离平衡的移动没有必然的关系。
(3)弱电解质溶液加水稀释时,要注意离子浓度与离子物质的量的变化。
如0.1 mol·L-1 CH3COOH加水稀释,c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)均减小,但稀释促进电离,所以n(CH3COOH)减小,n(H+)、n(CH3COO-)增大。
(4)电离平衡也属于化学平衡,可用勒夏特列原理分析弱电解质的电离平衡。
(5)注意加水稀释和加入冰醋酸都会使平衡正向移动,但是电离度却是相反的。
随学随练
8.氨水有下列平衡:NH3·H2O+ OH-。当其它条件不变时,改变下列条件,平衡向左移动的是
A.加NaOH B.加盐酸 C.加水 D.加热
【答案】A
【详解】A.加入NaOH,NaOH完全电离使体系中浓度增大,根据勒夏特列原理,平衡向左移动,A正确;
B.加盐酸时,盐酸电离出的与反应生成,使浓度减小,平衡向右移动,B错误;
C.加水稀释时,弱电解质电离程度随浓度减小而增大,平衡向右移动,C错误;
D.的电离过程为吸热过程,加热使平衡向右移动,D错误;
故选A。
9.向10 mL醋酸中加入蒸馏水,将其稀释到1 L后,下列说法中不正确的是
A.CH3COOH的电离程度减小 B.c(CH3COO-)减小
C.H+的数目增多 D.增大
【答案】A
【详解】A.稀释醋酸溶液,电离平衡正向移动,电离程度增大,A错误;
B.稀释后溶液体积增大,c(CH3COO-)浓度减小,B正确;
C.电离平衡正向移动,电离产生的H+数目增多,C正确;
D.温度不变,稀释过程中不变,c(CH3COO-)减小,所以比值 增大,D正确;
答案选A。
10.常温下,用水稀释的醋酸溶液,其中随水的体积增大而减小的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.稀释时溶液中减小,增加,A错误;
B.稀释时溶液中减小,B正确;
C.由选项A分析可知,稀释时减小,则增加,C错误;
D.电离平衡常数仅与温度有关,温度不变则不变,D错误;
故答案选B。
知识点 电离平衡常数和电离度
1.电离平衡常数
(1)电离平衡常数表达式:
弱酸的电离平衡常数用Ka表示,弱碱的电离平衡常数用Kb表示。如:
CH3COOH电离常数的表达式:Ka=;
NH3·H2O电离常数的表达式:Kb=。
(2)多元弱酸的分步电离
H2CO3、H3PO4等多元弱酸在水溶液中分步电离,每步电离都有相应的电离平衡常数,如:
H2CO3H++HCO,HCOH++CO,所以Ka1=,Ka2=。
一般情况下多步电离时电离平衡常数相差较大。各级电离平衡常数的大小关系是Ka1≫Ka2≫Ka3,所以其酸性主要决定于第一步电离。
(3)电离平衡常数的意义
电离平衡常数越大,表示该弱电解质电离程度越大,弱酸的酸性越强,弱碱的碱性越强。
(4)电离平衡常数的影响因素
电离平衡常数只与电解质本身的性质和温度有关,与浓度无关。
由于电离是吸热的,所以电离平衡常数随着温度的升高而增大。
2.电离度
(1)弱电解质的电离度α可表示为:α=×100%
(2)电离度与电离平衡常数的关系
在一定温度下,弱电解质的电离平衡常数与弱电解质溶液的初始浓度无关,而电离度与初始浓度有关。
一般而言,弱电解质溶液的浓度越大,电离度越小;弱电解质溶液的浓度越小,电离度越大。
3.有关电离平衡常数的计算
对电离平衡常数和电离度的计算时,一般采用三段式:
以CH3COOHCH3COO-+H+为例,设CH3COOH的初始浓度为c mol·L-1,电离平衡常数为Ka,电离度为α。
CH3COOH CH3COO- + H+
初始浓度(mol/L) c 0 0
转化浓度(mol/L) cα cα cα
平衡浓度(mol/L) c- cα cα cα
其中:当酸或碱较弱时,c- cα≈c
则:Ka= = = cα2
α=
上式说明,弱电解质的电离度α与初始浓度有关,初始浓度越大,电离度越小;反之,初始浓度越小,电离度越大。
随学随练
11.室温下,向10 mL 0.1 mol/L醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是
A.溶液中的pH减小 B.CH3COO-浓度增大
C.醋酸的电离程度增大,Ka也增大 D.醋酸的Ka不变
【答案】D
【详解】A.加水稀释,醋酸电离平衡正向移动,氢离子的物质的量增大,但溶液体积增大的程度远大于氢离子物质的量增大的程度,则氢离子的浓度减小,pH增大,A错误;
B.加水稀释,醋酸电离平衡正向移动,CH3COO-的物质的量增大,但体积增大占主导,CH3COO-浓度减小,B错误;
C.加水稀释,弱电解质电离程度增大;但电离平衡常数只与温度有关,温度不变,Ka不变,C错误;
D.加水稀释过程中,温度不变,醋酸的Ka不变,D正确;
故答案选D。
12.25 ℃时,在0.5 L 0.2 mol·L-1的HA溶液中,HA的电离度为10%,则该温度下HA的电离平衡常数(单位为mol·L-1)约为
A.2.22×10-3 B.4.3×10-3 C.2.52×10-4 D.1×10-3
【答案】A
【详解】电离平衡三段式为:
选项A与计算结果一致,其余选项均偏离正确值,故答案选A。
13.稀释0.1mol·L-1的醋酸溶液时,始终保持增大趋势的是
A.c(H+) B.
C. D.
【答案】B
【分析】醋酸溶液加水稀释时,溶液中醋酸、醋酸根离子、氢离子浓度减小,醋酸的电离常数和水的离子积常数不变。
【详解】A.稀释时,虽然醋酸解离度增加,但H+浓度因体积增大而减小,A错误;
B.由电离常数可知,溶液中=,由分析可知,醋酸溶液加水稀释时,醋酸根离子浓度减小,醋酸的电离常数不变,则溶液中和的值变大,B正确;
C.稀释初期,和浓度同步降低,比值接近1;但无限稀释,接近,减小,增大,C错误;
D.B项比值增大,则减小,D错误;
故选B。
14.已知:25℃时,。下列说法正确的是
A.将溶液稀释后,溶液中各粒子浓度减小
B.冰醋酸中逐滴加水,醋酸的电离程度先增大后减小
C.向溶液中加入一定量的盐酸,的电离常数减小
D.向溶液中加入少量的粉末,增大
【答案】D
【详解】A.溶液稀释后,溶液酸性减弱,c(OH-)增大,故A错误;
B.根据越稀越电离,冰醋酸中逐滴加水,醋酸的电离程度始终增大,故B错误;
C.电离常数只受温度影响,温度不变,电离常数不变,故C错误;
D.溶液中加入少量的粉末,增大,使得醋酸的电离平衡逆向移动,增大,故D正确;
故选:D。
拓展 强电解质和弱电解质的判断
1.区分电解质强弱的惟一依据是电解质在水溶液中能否完全电离,即电离程度。
2.电解质的强弱与物质的溶解性无关。即使溶解度再小,只要溶于水的部分完全电离就是强电解质,所以不能根据溶液导电性强弱直接判断。难溶盐如BaSO4、CaCO3等,溶于水的部分能完全电离,是强电解质。易溶的如CH3COOH、NH3·H2O等在溶液中电离程度较小,是弱电解质。
3.在强、弱电解质的判断中还要特别注意这两个概念研究的范畴——化合物,溶液、单质即使导电也不是电解质。
4.CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电,是因为溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O等电解质导电,不是其本身电离出离子,故为非电解质。单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。
活学活用
1.醋酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是
A.醋酸溶液可以与纯碱溶液反应产生
B.pH相同的醋酸溶液和盐酸溶液分别跟同样颗粒大小的锌反应时,产生的起始速率相等
C.醋酸溶液恰好与溶液完全反应
D.在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸溶液弱
【答案】D
【详解】A.醋酸与纯碱反应生成,仅能说明醋酸酸性强于碳酸,无法证明醋酸部分电离,A错误;
B.相同的溶液初始相等,与锌反应的起始速率由决定,无论醋酸是否为弱电解质,起始速率均相等,B错误;
C.等物质的量的一元醋酸与一元恰好完全反应是酸碱中和的计量关系决定的,与醋酸的电离程度无关,C错误;
D.相同条件下,同浓度的醋酸导电性弱于盐酸,说明醋酸溶液中离子浓度更小,即醋酸仅发生部分电离,可证明其为弱电解质,D正确;
故选D。
2.下列事实能证明HA是弱酸的有
① HA溶液可以使石蕊试液变红
②常温下, HA溶液中
③相同温度下, HA溶液的导电能力比溶液的弱
④等体积的 HA溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应
⑤HA易溶于水
⑥酸溶液中含有HA分子
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【答案】A
【详解】先逐一判断各事实能否证明HA为弱酸(弱酸核心特征为水溶液中部分电离):
① HA溶液使石蕊变红,仅能说明HA具有酸性,一元强酸(如 HCl)也可出现该现象,无法证明是弱酸,不符合要求;
②常温下 HA溶液中,说明HA未完全电离,符合弱酸部分电离的特征,符合要求;
③相同温度下,等浓度HA溶液导电能力弱于HCl溶液(HCl为强电解质,完全电离),说明HA溶液中离子浓度更低、电离程度更小,为部分电离,符合要求;
④等体积等浓度的HA与NaOH恰好完全反应,仅能说明HA为一元酸,一元强酸、一元弱酸均可与等物质的量的一元强碱完全反应,无法证明酸性强弱,不符合要求;
⑤溶解性与酸性强弱无必然关联(如HCl易溶于水为强酸,醋酸易溶于水为弱酸),不符合要求;
⑥HA溶液中存在HA分子,说明HA未完全电离,符合弱酸特征,符合要求。
综上符合要求的有②、③、⑥,共3个,故选A。
3.下列事实一定能说明是弱酸的是
①醋酸不易腐蚀衣服
②25℃时,的溶液的pH约为9
③进行酸碱中和滴定时,等体积等物质的量浓度的溶液比等体积等物质的量浓度的溶液消耗的NaOH溶液多
④相同体积的pH均为4的盐酸和溶液,用相同物质的量浓度的NaOH溶液中和,溶液消耗的NaOH溶液更多
⑤镁粉与一定量的稀硫酸反应,如果向其中加入少量醋酸钠,可以降低反应速率,但不改变产生气体的总量
⑥用溶液做导电性实验,灯泡很暗
A.①②⑥ B.②④⑤ C.③④⑤ D.②④⑤⑥
【答案】B
【详解】①醋酸不易腐蚀衣服因为常用的醋酸溶液浓度低,不能说明醋酸是弱酸 ,不符合题意;
②溶液显碱性,说明醋酸根离子水解,即是弱电解质,符合题意;
③硫酸是二元酸,醋酸是一元酸,等体积等物质的量浓度的溶液比等体积等物质的量浓度的溶液消耗的NaOH溶液多,不能说明醋酸是弱酸,不符合题意;
④pH相同、体积相同的盐酸与醋酸溶液中氢离子物质的量相同,盐酸是强酸在水中完全电离,醋酸是弱酸在水中部分电离,是弱酸,溶液中存在电离平衡,相同pH时,醋酸溶液浓度大于盐酸,和氢氧化钠反应需要的氢氧根离子多,说明醋酸是弱酸,符合题意;
⑤醋酸钠是强碱弱酸盐,其中的醋酸根能跟氢离子结合,生成醋酸。加入醋酸钠后,部分氢离子跟醋酸根结合,生成醋酸,降低了氢离子浓度,因此反应速率降低了,但醋酸能电离,随着反应进行,溶液中氢离子浓度降低,促进醋酸电离,它结合的氢离子又电离出来,继续生成氢气,因此不改变产生气体的总量,说明醋酸是弱酸,符合题意;
⑥导电性强弱取决于离子浓度和离子所带电荷。未说明醋酸溶液的浓度,若溶液极稀,离子浓度小也会导致灯泡暗,无法直接证明电离程度,不能说明醋酸是弱酸,不符合题意;
符合题意的为②④⑤,故答案选B。
拓展 电离方程式的书写和判断
水溶液中电离方程式的书写方法
类型
电离特点
电离方程式
强电
解质
强酸、强碱、大多数(正)盐
完全电离,用“===”
H2SO4===2H++SO
Ba(OH)2===Ba2++2OH-
CuSO4===Cu2++SO
强酸的酸式盐
完全电离(“全拆”)
NaHSO4===Na++H++SO
弱酸的酸式盐
酸根离子部分电离(“半拆”)
NaHCO3===Na++HCO
HCO⇌H++CO
弱电
解质
一元弱酸、一元弱碱、水
部分电离
CH3COOH⇌CH3COO-+H+
NH3·H2O⇌NH+OH-
多元弱酸
分步电离,以第一步为主,分步书写
H2SO3⇌H++HSO
HSO⇌H++SO
多元弱碱
分步电离(较复杂),一步写出即可
Cu(OH)2⇌Cu2++2OH-
活学活用
4.下列物质在水溶液中的电离方程式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.是弱酸的酸式盐,属于强电解质,完全电离出和,正确电离方程式为,A错误;
B.是强碱,属于强电解质,在水溶液中完全电离为和,电离方程式书写正确,B正确;
C.是弱电解质,部分电离,应使用可逆符号,正确电离方程式为,C错误;
D.是二元弱酸,电离分步进行,不可一步电离为和,第一步电离为,第二步为,D错误;
故选B。
5.化学用语正确的是
A.次氯酸的电离:
B.碳酸氢钠在水溶液中的电离:
C.硫酸铜的水解:
D.亚硫酸钠的水解:
【答案】A
【详解】A.次氯酸是弱电解质,部分电离,电离方程式为,A正确;
B.碳酸氢钠属于强电解质,在水溶液中完全电离,电离方程式应使用等号,正确形式为,B错误;
C.该选项氢原子不守恒,正确的水解离子方程式为,C错误;
D.亚硫酸根是多元弱酸根,水解分步进行,以第一步为主,第一步水解方程式为,不能一步生成,D错误;
故选A。
6.下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.醋酸是弱电解质,在水中的电离为可逆过程,不能使用等号,正确的电离方程式为,A错误;
B.题干明确限定“在水中”,硫酸氢钠是可溶性强电解质,在水溶液中完全电离为钠离子、氢离子和硫酸根离子,原式原子守恒且电荷守恒,正确的电离方程式为,B正确;
C.碳酸氢钠作为可溶性盐,在水中完全电离为钠离子和碳酸氢根离子,不能把碳酸氢根离子直接拆写成氢离子和碳酸根离子,正确的电离方程式为,C错误;
D.醋酸铅中的醋酸根不含羧基上的氢,原式左侧错误地保留了该氢;醋酸铅是弱电解质,在水中的电离应使用可逆号,正确的电离方程式为,D错误;
故选B。
7.下列电离或水解方程式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.是弱酸的酸式盐,不能完全电离,正确电离为,A错误;
B.多元弱酸根水解分步进行,第一步水解生成和,不能一步生成,正确的水解方程式第一步,第二步(程度极弱),B错误;
C.是弱电解质,电离为可逆过程,应使用可逆符号,正确的方程式为,C错误;
D.该式为的电离方程式,电离出的与结合为,符号、微粒书写均正确,D正确;
故选D。
拓展 电离平衡常数的应用
1.根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同条件下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。
2.根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向。
3.根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大。
4.电离平衡常数中,电解质分子和电解质离子的浓度都是平衡浓度。
对电离平衡常数和电离度的计算时,一般采用三段式:
以CH3COOHCH3COO-+H+为例,设CH3COOH的初始浓度为c mol·L-1,电离平衡常数为Ka,电离度为α。
CH3COOH CH3COO- + H+
初始浓度(mol/L) c 0 0
转化浓度(mol/L) cα cα cα
平衡浓度(mol/L) c- cα cα cα
其中:当酸或碱较弱时,c- cα≈c
则:Ka= = = cα2
活学活用
8.常温下,几种弱酸的电离常数如下表所示。
弱酸
电离常数
下列说法正确的是
A.等物质的量浓度的溶液pH关系:
B.向纯净的中逐滴加水,溶液的导电性、的电离度均先增大后减小
C.向溶液中通入过量,发生反应
D.常温下0.1 mol/L 溶液中的电离度约为32.8%
【答案】D
【详解】A.由表中数据可知,、、的电离常数依次减小。相同温度、相同物质的量浓度的一元弱酸,电离常数越大,电离产生的浓度越大,溶液的pH越小,因此三种溶液的pH关系应为,A错误;
B.甲酸的电离平衡为。向纯净的甲酸中逐滴加水,起初甲酸电离产生的离子增多,离子浓度增大,导电性增强;继续大量加水,离子浓度因稀释而减小,导电性减弱,所以导电性先增强后减弱。但加水稀释促进甲酸电离,甲酸的电离度不断增大,不会先增大后减小,B错误;
C.具有强氧化性,具有还原性,二者发生氧化还原反应。氯元素的化合价由+1价降低到−1价,硫元素的化合价由+4价升高到+6价,因此生成和。根据原子守恒和电荷守恒,正确的离子方程式为,C错误;
D.碘酸的电离平衡为。设碘酸的电离度为,忽略水的电离,则平衡时,。由电离常数表达式,代入各平衡浓度的数值得,整理得。由于,取符合实际的根,得,D正确;
故选D。
9.已知25℃时有关弱电解质的电离平衡常数如下表:
弱电解质
HCN
电离平衡常数
下列说法正确的是
A.相同温度,的HX溶液的大于的HX溶液的
B.结合的能力:
C.NaCN溶液与少量反应的离子反应方程式为
D.25℃时,的HCN溶液中
【答案】D
【详解】A.电离平衡常数仅与温度及弱电解质本身性质有关,与溶液浓度无关,相同温度下两种浓度溶液的相等,A错误;
B.酸的电离平衡常数越大,酸性越强,对应酸根结合的能力越弱,由数据可知酸性,故结合能力为,B错误;
C.由于酸性,根据强酸制弱酸规律,与少量反应只能生成和,离子方程式为,C错误;
D.为弱酸,电离程度极小,故溶液中,且,由,得,D正确;
故选D。
10.已知常温下HA的电离常数,则0.1mol/L的HA溶液中,约为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】常温下HA的电离常数,由于,HA是弱酸,电离程度很小,因此平衡时,且,代入电离常数表达式可得,故选B。
题型 强酸和弱酸的比较
▌例1 ,下列事实中能说明HA为弱电解质的是
①用HA溶液做导电实验时灯泡很暗
②0.1 mol/L的HA溶液,pH约为3
③HA溶液能与溶液反应生成
④pH=2的HA溶液稀释至100倍,pH约为3.5
⑤往0.1 mol/L的HA溶液中滴入紫色石蕊试液呈红色
⑥等体积、等pH的HA和醋酸与足量锌粒反应,HA产生多
A.②④⑥ B.①③⑤ C.③⑤⑥ D.①②④
【答案】A
【详解】①中导电实验灯泡暗仅能说明溶液中离子浓度小,可能是浓度过低导致,无法证明部分电离;
②中0.1 mol/L的溶液约为3,若为一元强酸,应为1,说明未完全电离,属于弱电解质;
③中与反应生成仅能说明酸性强于碳酸,无法证明为弱电解质;
④中的溶液稀释100倍约为3.5,若为强酸应为4,说明稀释过程中继续电离,存在电离平衡,属于弱电解质;
⑤中石蕊试液变红仅能说明溶液呈酸性,无法证明未完全电离,无法证明部分电离;
⑥等体积、等的和醋酸与足量锌反应,产生更多,说明浓度大于醋酸,酸性比弱酸醋酸更弱,属于弱电解质;
故选A。
解题贴士
强酸与弱酸的比较
(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
比较
项目
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
大
强
相同
相同
大
一元弱酸
小
弱
小
(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
比较
项目
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
相同
相同
小
少
相同
一元弱酸
大
多
▌对点练1-1 下列事实能证明是弱酸的是
A.向溶液中通入足量气体,生成 B.溶液可以使石蕊溶液变红
C.溶液能与溶液反应 D.溶液的导电性比溶液弱
【答案】A
【详解】A.根据强酸制弱酸原理,与水反应生成弱酸,可生成说明酸性比更弱,能证明是弱酸,A正确;
B.酸溶液均可电离出使石蕊溶液变红,强酸(如盐酸)也具有该性质,无法证明是部分电离的弱酸,B错误;
C.酸都能与发生中和反应,属于酸的通性,无法证明是弱酸,C错误;
D.溶液导电性与离子浓度、离子所带电荷数有关,未说明与溶液的浓度、温度等条件相同,无法证明是弱酸,D错误;
故选A。
▌对点练1-2 是常见的弱电解质。保持其他条件不变,对pH = 3的溶液进行如下操作时,可使不变而减小的是
A.加水稀释 B.滴加pH = 3的盐酸
C.升高温度 D.加入少量醋酸钠固体
【答案】B
【详解】A.醋酸溶液中存在电离平衡。加水稀释使电离平衡向右移动,醋酸的电离程度增大,但电离产生的离子不能抵消体积增大对浓度的影响,和均减小,不符合不变的要求,A错误;
B.醋酸的电离平衡为,其电离平衡常数为。原醋酸溶液和所加盐酸的pH均为3,即两者均有。混合瞬间,不变,和因溶液体积增大而按相同比例减小,两者的比值不变,因此混合瞬间的反应商,电离平衡不移动。故不变而减小,B正确;
C.醋酸的电离过程吸热,升高温度使电离平衡向生成和的方向移动,和均增大,不符合要求,C错误;
D.醋酸钠溶解并电离出,使醋酸的电离平衡向生成的方向移动,消耗,减小,不符合要求,D错误;
故选B。
题型 电离平衡的影响因素
▌例2 是常见的弱电解质。保持其他条件不变,对pH = 3的溶液进行如下操作时,可使不变而减小的是
A.加水稀释 B.滴加pH = 3的盐酸
C.升高温度 D.加入少量醋酸钠固体
【答案】B
【详解】A.醋酸溶液中存在电离平衡。加水稀释使电离平衡向右移动,醋酸的电离程度增大,但电离产生的离子不能抵消体积增大对浓度的影响,和均减小,不符合不变的要求,A错误;
B.醋酸的电离平衡为,其电离平衡常数为。原醋酸溶液和所加盐酸的pH均为3,即两者均有。混合瞬间,不变,和因溶液体积增大而按相同比例减小,两者的比值不变,因此混合瞬间的反应商,电离平衡不移动。故不变而减小,B正确;
C.醋酸的电离过程吸热,升高温度使电离平衡向生成和的方向移动,和均增大,不符合要求,C错误;
D.醋酸钠溶解并电离出,使醋酸的电离平衡向生成的方向移动,消耗,减小,不符合要求,D错误;
故选B。
解题贴士
(1)温度:由于电离过程吸热,升温,电离平衡正向移动;降温,电离平衡逆向移动。
(2)浓度:电解质溶液的浓度越小,它的电离程度就越大。
(3)勒夏特列原理适用于电离平衡:
①同离子效应:加入含有弱电解质离子的强电解质,电离平衡逆向移动。例如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa,电离平衡逆向移动。
②酸或碱效应:加入浓度较大的酸或碱,电离平衡发生移动。例如向CH3COOH溶液中加入盐酸,电离平衡逆向移动;加入NaOH,电离平衡正向移动。
③化学反应:当加入的物质能与弱电解质电离产生的某种离子反应时,会使电离平衡向电离的方向移动。例如向CH3COOH溶液中加入NaOH溶液、金属Zn或Na2CO3溶液,醋酸电离出的H+与OH-、Zn或CO32-反应,c(H+)减小,电离平衡正向移动。
▌对点练2-1 醋酸溶液中存在电离平衡:。下列叙述错误的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数增大
B.向溶液中加少量固体,平衡逆向移动
C.加水稀释至原体积的10倍,水的电离程度增大
D.向溶液中加少量冰醋酸,平衡正向移动,的电离度增大
【答案】D
【详解】A.醋酸的电离是吸热过程,升高温度平衡正向移动,电离常数仅与温度有关,温度升高增大,A正确;
B.加入少量固体,溶液中增大,平衡逆向移动,B正确;
C.醋酸电离出的会抑制水的电离,加水稀释10倍后减小,对水的电离的抑制作用减弱,水的电离程度增大,C正确;
D.加入冰醋酸,醋酸浓度增大,平衡正向移动,但弱电解质的浓度越大电离度越小,的电离度减小,D错误;
故选D。
▌对点练2-2 在的溶液中存在如下电离平衡:。下列叙述错误的是
A.升高温度,平衡正向移动,增大
B.加水稀释,平衡正向移动,增大
C.加入少量固体,平衡逆向移动,增大
D.通入少量,平衡正向移动,减小
【答案】B
【详解】A.弱电解质的电离为吸热过程,温度升高,平衡正向移动,增大,A正确;
B.越稀越电离,加水稀释,平衡正向移动,但减小,B错误;
C.加入,增大,平衡逆向移动,增大,C正确;
D.通入少量,平衡正向移动,不变,增大,则减小,D正确;
故选B。
题型 电离平衡常数的应用
▌例3 将浓度为0.1mol·L-1HF溶液加水不断稀释,下列各式的数值随加水量的增加而增大的是
A. B.Ka(HF) C. D.
【答案】D
【详解】A.HF为弱酸,加水稀释时溶液酸性减弱,c(H+)减小,由Kw= c(H+)c(OH-)(温度不变Kw为定值)可知c(OH-)增大,故减小,A不合题意;
B.Ka(HF)为HF的电离常数,电离常数仅与温度有关,温度不变则Ka(HF)不变,B不合题意;
C.HF电离产生的H+和F-初始比例为1:1,加水稀释时水的电离程度增大,水电离出的H+增多,c(F-)减小的幅度大于c(H+),故减小,C不合题意;
D.由HF的电离常数表达式,变形得,加水稀释时c(F-)减小,Ka不变,故该比值增大,D符合题意;
故答案为:D。
解题贴士
电离平衡常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱
电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。
(2)判断电离平衡的移动方向
如在一定浓度的CH3COOH溶液中K=;稀释一倍后,假设平衡不移动,则Q==K,Q<K,平衡向电离方向移动。
(3)判断溶液中微粒浓度比值的变化情况
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大。
▌对点练3-1 现有氨水,加蒸馏水稀释到后,下列说法不正确的是
A.的电离程度增大 B.增大
C.不变 D.导电性增强
【答案】D
【详解】A.弱电解质符合越稀越电离的规律,加水稀释后电离平衡正向移动,电离程度增大,A正确;
B.稀释后平衡正向移动,增大、减小,同一溶液中体积相同,浓度比等于物质的量之比,故增大,B正确;
C.该式为的电离平衡常数,电离平衡常数仅与温度有关,温度不变则不变,C正确;
D.溶液导电性与离子浓度正相关,稀释后虽然电离程度增大,但溶液体积增大的幅度更大,离子总浓度减小,导电性减弱,D错误;
故选D。
▌对点练3-2 分析表中数据,下列叙述错误的是
弱酸
电离常数
A.中和等体积、等的和溶液消耗的量:前者小于后者
B.不能发生
C.向溶液中通入少量,发生的离子方程式为:
D.相同条件下,、、的电离程度依次减弱
【答案】C
【详解】A.等的和溶液,酸性更弱,因此的物质的量浓度更大,等体积时的物质的量更大,中和消耗的量更多,即前者小于后者,A正确;
B.酸性:,弱酸不能制强酸,因此反应不能发生,B正确;
C.酸性:,根据强酸制弱酸规律,向溶液中通入少量,应生成,离子方程式为,选项给出的离子方程式错误,C错误;
D.相同温度下,弱酸的电离常数越大,电离程度越大,由表中数据可知电离常数:,因此三者电离程度依次减弱,D正确;
故选C。
题型 电离平衡图像
▌例4 室温下,冰醋酸稀释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.溶液H⁺浓度比较: b>a>c
B.醋酸电离度比较: b>a>c
C.醋酸的电离平衡常数比较:c>b>a
D.b点到c点过程中: 变小
【答案】A
【详解】A.醋酸溶液的导电能力与离子浓度正相关,由图可知导电能力,因此浓度为,A正确;
B.弱电解质符合“越稀越电离”的规律,加水量,因此电离度为,B错误;
C.电离平衡常数仅与温度有关,室温下温度不变,故、、三点醋酸的电离平衡常数相等,C错误;
D.点到点过程温度不变,电离常数不变,因此,到过程减小,故该比值变大,D错误;
故答案选A。
解题贴士
1.看坐标:横轴加酸或碱、纵轴 pH 或浓度,先定因变量。
2.定起点:曲线起点对应初始溶液,拐点对应恰好完全反应,据此判溶质成分。
3.抓平衡点:pH=pKa 处,[HA]=[A⁻](或 [HB⁺]=[B]),直接读 Ka。
4.比斜率:斜率陡缓反映缓冲能力与离子浓度变化快慢。
5.善用守恒:结合电荷守恒、物料守恒验证选项正误。
▌对点练4-1 常温下,将等体积、一定浓度的盐酸和甲酸溶液分别加水稀释,溶液中随加入水的体积的变化关系如图所示。溶液混合时,忽略溶液体积变化。下列说法正确的是
A.稀释前,两溶液中溶质的物质的量浓度相同
B.曲线Ⅰ表示盐酸的导电能力随加入水的体积的变化关系
C.若取稀释前上述溶液各一半混合并加水稀释,其起始点将位于a点上方
D.继续加水稀释,曲线Ⅰ、Ⅱ可能靠近,直至基本重合
【答案】D
【分析】两条曲线均从a点出发,说明稀释前两溶液的相同。盐酸中的氯化氢完全电离,电离方程式为;甲酸是弱酸,存在电离平衡。两溶液初始体积相等,加入相同体积的水时,稀释倍数相同。甲酸的电离平衡向右移动,继续电离产生的使其氢离子浓度减小的程度小于盐酸,因此上方的曲线Ⅰ表示甲酸溶液,下方的曲线Ⅱ表示盐酸。
【详解】A.稀释前两溶液的相同,氯化氢完全电离,而甲酸仅部分电离,因此甲酸溶液中溶质的物质的量浓度大于盐酸中溶质的物质的量浓度,A错误;
B.图中纵坐标表示。加水稀释能促进甲酸电离,使其氢离子浓度减小的程度小于盐酸,因此曲线Ⅰ表示甲酸溶液的氢离子浓度随加入水的体积的变化关系,盐酸对应曲线Ⅱ,B错误;
C.取稀释前溶液各一半混合,浓度不变,起始点还是位于点,C错误;
D.继续加水稀释至溶液足够稀时,水的电离对氢离子浓度的贡献不能忽略。随着加入水的体积不断增大,两溶液均逐渐接近纯水,常温下的均趋于,因此两条曲线可以逐渐靠近,直至基本重合,D正确;
故选D。
▌对点练4-2 常温下,分别向的溶液中加NaOH固体(忽略温度和溶液体积变化),溶液pH随(X表示A或B)的变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A.HA酸性强于HB
B.a点溶液中:
C.b点溶液的pH=5.3
D.pH=7时对应溶液中的酸根浓度:
【答案】D
【详解】A.当时,,此时pH = pKa。HA:pH = 3.3,,HB:pH = 9.2,,因,故HA酸性强于HB,A正确;
B.a点溶液pH为3.3,呈酸性,,溶液中存在电荷守恒:,则,又因为溶液中,即,则,B正确;
C.HA的电离常数为,由b点,即可推得:,,故pH=5.3,C正确;
D.d点和c点均为溶液显中性的点,可由电荷守恒分析,此时,故两溶液均有,由于HA酸性强于HB,要使溶液均显中性,HA溶液中要加入较多的NaOH,因此,即溶液中的酸根浓度:c(A-)>c(B-),D错误;
故选D
基础通关
1.(26-27高二上·河北秦皇岛·阶段检测)下列关于电解质分类的组合中,完全正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
NaCl
H2SO4
HClO
HNO3
弱电解质
HF
BaSO4
CaCO3
SO2
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.NaCl(氯化钠)是盐,属于强电解质;HF(氢氟酸)是弱酸,属于弱电解质;A正确;
B.H2SO4(硫酸)是强酸(六大强酸:H2SO4、HNO3、HCl、HBr、HI、HClO4),属于强电解质;硫酸钡是盐,属于强电解质;B错误;
C.HClO(次氯酸)是弱酸,属于弱电解质;CaCO3(碳酸钙)是盐,属于强电解质;C错误;
D.HNO3(硝酸)是强酸,属于强电解质;在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物叫做电解质,SO2(二氧化硫)熔融状态下不能导电,其水溶液导电是因为SO2与H2O反应生成的H2SO3(亚硫酸)电离出的离子,并非SO2自身电离导电,因此SO2不是电解质,不属于弱电解质;D错误。
故答案选A。
2.(26-27高二上·北京西城·阶段检测)下列物质属于弱电解质的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.是弱碱,在水溶液中仅能部分电离,属于弱电解质,A正确;
B.属于盐类,溶于水的部分完全电离,属于强电解质,B错误;
C.属于盐类,虽然溶解度小,但溶解的部分完全电离,熔融状态也可完全电离,属于强电解质,C错误;
D.自身不能发生电离,属于非电解质,D错误;
故选A。
3.(26-27高二上·河北邢台·阶段检测)在水溶液中,下列物质的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.是弱酸,属于弱电解质,在水溶液中部分电离,使用可逆符号,电离产生和,方程式书写正确,A正确;
B.是两性弱电解质,仅能部分电离,应使用可逆号,选项中用等号表示完全电离,正确的电离方程式为,B错误;
C.是强电解质,完全电离应生成个和个,选项中系数错误,原子、电荷均不守恒,正确的电离方程式为,C错误;
D.是二元弱酸,部分电离且是分步电离应使用可逆号,且硅酸根离子为,正确的电离方程式为、,D错误;
故本题选A。
4.(26-27高二上·广东揭阳·阶段检测)下列关于电离常数()的说法正确的是
A.电离常数只与温度有关,温度升高,值减小
B.相同温度下,同浓度的一元弱酸,越大,溶液中的越大
C.多元弱酸各步电离常数大小关系为
D.二元弱酸的电离常数表达式为
【答案】B
【详解】A.对同一弱电解质,电离常数只与温度有关。弱电解质的电离过程吸热,升高温度,电离平衡向电离方向移动,电离常数增大,A错误;
B.一元弱酸的电离过程可表示为,其电离常数为。相同温度下,电离常数越大,弱酸越容易电离;当一元弱酸的浓度相同时,电离程度越大,溶液中的越大,B正确;
C.多元弱酸分步电离。以三元弱酸为例,三步电离分别为、、,对应的电离常数分别为、、。随着电离逐步进行,酸根微粒所带负电荷增多,继续电离出越来越困难,因此各步电离常数逐步减小,正确的大小关系为,C错误;
D.二元弱酸应分步表示电离过程并分别写出电离常数。第一步为,对应;第二步为,对应。将两式相乘可得,题给表达式对应两步电离总过程的平衡常数,不能代替各步电离常数,D错误;
故选B。
5.(26-27高二上·辽宁沈阳·阶段检测)在醋酸溶液中存在电离平衡 CH3COOH⇌H++CH3COO-。下列操作能使溶液中 c(H+) 增大、电离平衡常数不变的是
A.加水稀释 B.升高温度
C.加入少量 CH3COONa 固体 D.通入少量 HCl
【答案】D
【详解】A.加水稀释,醋酸电离平衡正向移动,但溶液体积增大的影响占主导,减小,温度不变电离平衡常数不变,A不符合题意;
B.升高温度,醋酸电离为吸热过程,平衡正向移动,增大,但电离平衡常数随温度升高而增大,B不符合题意;
C.加入少量固体,溶液中增大,电离平衡逆向移动,减小,温度不变电离平衡常数不变,C不符合题意;
D.通入少量,完全电离使溶液中增大,电离平衡逆向移动,温度不变则电离平衡常数不变,D符合题意;
故选D。
6.(23-24高二上·安徽阜阳·期中)已知25℃时①、②HClO、③HCN的电离常数依次为,该温度下相同浓度的上述三种酸溶液,酸性由强到弱的顺序正确的是
A.③>②>① B.①>②>③ C.①>③>② D.②>①>③
【答案】B
【详解】在相同温度、相同浓度的条件下,电离平衡常数(弱酸的电离常数)越大,说明酸的电离程度越大,溶液中电离出的浓度越高,酸性就越强,题目中25℃时三种酸的电离常数大小为:,因此酸性由强到弱的顺序为①>②>③,故选B。
7.(26-27高二上·浙江嘉兴·阶段检测)下列措施中,能使醋酸的电离程度增大的是
A.加入冰醋酸 B.加入少量盐酸 C.加水稀释 D.降低温度
【答案】C
【分析】醋酸溶液中存在电离平衡;
【详解】A.加入冰醋酸使醋酸浓度增大,电离平衡正向移动,但是醋酸本身的电离程度减小,A不符合题意;
B.加入少量盐酸,氢离子浓度增大,电离平衡逆向移动,电离程度减小,B不符合题意;
C.加水稀释,溶液中离子浓度减小,电离平衡正向移动,电离程度增大,C符合题意;
D.弱电解质的电离为吸热过程,降低温度电离平衡逆向移动,电离程度减小,D不符合题意;
故选C。
8.(25-26高二上·湖南常德·期末)将少量下列物质加入稀醋酸中,能使的电离平衡正向移动的是
A.金属Na B.通入HCl气体 C.固体 D.NaCl固体
【答案】A
【详解】稀醋酸中存在电离平衡:。
A.加入少量金属Na,反应消耗溶液中的并放出,使浓度减小,醋酸的电离平衡正向移动,A正确;
B.通入HCl气体,HCl溶于水并完全电离,使溶液中的浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,B错误;
C.加入固体,其溶于水并完全电离,使溶液中的浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,C错误;
D.加入NaCl固体,其溶于水形成和,两者均不参与醋酸的电离平衡,也不与醋酸及其电离产生的离子反应,醋酸的电离平衡不移动,D错误;
故选A。
9.(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)下列关于弱电解质的电离平衡的说法正确的是
A.弱电解质的电离平衡是动态平衡
B.弱电解质的电离程度越大,电离常数越小
C.升高温度,弱电解质的电离平衡逆向移动
D.加入少量同离子物质,弱电解质的电离平衡不移动
【答案】A
【详解】A.弱电解质达到电离平衡时,电离速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等但不为0,反应仍在进行,属于动态平衡,A正确;
B.电离常数只与温度有关,温度不变时电离常数不变,与弱电解质的电离程度无关,B错误;
C.弱电解质的电离过程为吸热过程,升高温度电离平衡正向移动,C错误;
D.加入少量同离子物质,溶液中弱电解质电离出的对应离子浓度增大,根据勒夏特列原理,电离平衡逆向移动,D错误;
故选A。
10.(25-26高二上·山西·期中)已知反应:①;②;③。其中酸性最强的酸为
A.HF B.HCN C. D.NaCN
【答案】A
【详解】A.根据强酸制弱酸规律,反应②可证明酸性强于,反应③可证明酸性强于,酸性最强,A正确;
B.反应①中可制备,说明酸性弱于,酸性不是最强,B错误;
C.反应③中可制备,说明酸性弱于,酸性不是最强,C错误;
D.属于盐类,不属于酸,不符合题意,D错误;
故选A。
素养提升
1.(26-27高二上·天津河北·阶段检测)醋酸溶液中存在电离平衡:,下列叙述不正确的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数增大
B.、体积相同的盐酸和醋酸溶液与同浓度的NaOH溶液反应,消耗的氢氧化钠多
C.溶液中加少量的固体,平衡逆向移动
D.时,欲使醋酸溶液的电离常数和电离程度都减小,可加入少量冰醋酸晶体
【答案】D
【详解】A.醋酸的电离为吸热过程,升高温度电离平衡正向移动,电离常数仅与温度有关,温度升高增大,A正确;
B.盐酸为强酸完全电离,醋酸为弱电解质部分电离,、体积相同的盐酸和醋酸,醋酸的物质的量远大于盐酸,因此与同浓度反应时醋酸消耗的更多,B正确;
C.加入固体,溶液中浓度增大,根据勒夏特列原理,电离平衡逆向移动,C正确;
D.电离常数仅与温度有关,温度不变时不变;加入冰醋酸,醋酸浓度增大,电离程度减小,但不发生变化,D错误;
故选D。
2.(26-27高二上·辽宁朝阳·阶段检测)有关下列图像的分析正确的是
A.图①表示加水稀释盐酸和醋酸溶液,Ⅰ表示醋酸溶液、Ⅱ表示盐酸
B.图②表示和合成时,b点的转化率最高
C.图③表示可逆反应的正反应活化能大于逆反应活化能
D.图④表示镁条与盐酸反应的随t变化的曲线,时刻不是溶液的温度最高点
【答案】D
【详解】A.盐酸为强酸完全电离,醋酸为弱酸存在电离平衡,稀释时会继续电离出,稀释相同倍数时醋酸中下降更慢,故Ⅱ为醋酸溶液、Ⅰ为盐酸,A错误;
B.反应中,增大的物质的量,平衡正向移动,转化率持续升高,c点转化率高于b点,B错误;
C.升高温度时增长速率大于,平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,放热反应中正反应活化能小于逆反应活化能,C错误;
D.镁与盐酸反应为放热反应,时刻反应速率最大,是温度升高和浓度降低共同作用的结果,此时反应仍在进行、继续放热,温度会继续升高,故时刻不是溶液温度最高点,D正确;
故选D。
3.(26-27高二上·广东江门·阶段检测)下列不能证明HF是弱电解质的是
A.相同温度下,用等浓度的盐酸和HF溶液做导电实验,后者灯泡比前者暗很多
B.常温下,溶液的小于
C.将溶液滴入一定浓度的氢氟酸中,会产生气泡
D.恰好中和同温、同体积、也相同的氢氟酸和盐酸,消耗NaOH的物质的量不同
【答案】C
【详解】A.等浓度的盐酸(强电解质,完全电离)和HF溶液做导电实验,HF溶液灯泡更暗,说明其电离出的离子浓度更低,HF未完全电离,能证明HF是弱电解质,A不符合题意;
B.常温下溶液的,说明HF部分电离,能证明HF是弱电解质,B不符合题意;
C.溶液滴入氢氟酸中产生气泡,仅能说明HF的酸性强于,无法证明HF是否完全电离,不能证明HF是弱电解质,C符合题意;
D.同温、同体积、相同的氢氟酸和盐酸,HF消耗的物质的量更大,说明HF的浓度大于盐酸,即HF部分电离,存在未电离的HF分子,能证明HF是弱电解质,D不符合题意;
故选C。
4.(26-27高二上·河北秦皇岛·阶段检测)水溶液中存在电离平衡,。若向溶液中进行下列操作,则说法正确的是
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度减小
B.通入过量气体,平衡向左移动,溶液pH增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH增大
D.加入少量NaOH固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
【答案】A
【详解】A.加水促进H2S的电离,但氢离子浓度减小,A正确;
B.通入过量气体发生反应:,当过量时,溶液显酸性,而且酸性比强,pH减小,B错误;
C.滴加新制氯水,发生反应:,溶液酸性增强,pH减小,C错误;
D.加入少量NaOH固体,浓度增大,D错误;
故答案选A。
5.(26-27高二上·吉林四平·期中)常温下,部分弱电解质的电离常数如下表,下列说法正确的是
弱电解质
电离常数
A.向氯水中加入少量溶液,可提高氯水中的浓度
B.向溶液中加入少量固体,则变小
C.碳酸钠滴入足量甲酸溶液中的反应为:
D.少量通入溶液中:
【答案】A
【详解】A.氯水中存在平衡,根据电离平衡常数可知,酸性,可与反应使平衡右移,不与反应,故浓度增大,A正确;
B.根据可知,,仅与温度有关,常温下温度不变,故比值不变,B错误;
C.甲酸的大于的,且甲酸足量,反应生成和,正确离子方程式为,C错误;
D.少量通入溶液,会被氧化为,结合生成,但是过量,反应生成的会与过量结合为,正确离子方程式为,D错误;
故选A。
6.(26-27高二上·北京西城·阶段检测)磷酸()是一种中强酸,常温下,水溶液中含磷微粒的分布分数(平衡时某微粒的浓度占各含磷微粒总浓度的分数)与pH的关系如下图。下列说法正确的是(已知:;)
A.的电离方程式为:
B.溶液的
C.的
D.向溶液中滴加少量溶液发生反应化学方程式:
【答案】C
【分析】是多元中强酸,电离过程分步进行,先发生,逐渐减少,逐渐增多,因此曲线Ⅰ为:,Ⅱ为:,反应,因此曲线Ⅲ为,,曲线Ⅳ为,当时,;
【详解】A.是多元中强酸,电离过程分步进行,不能一步电离出,电离方程式需分步书写,A错误;
B.的水解常数,当时,,水解常数大于其电离常数,水解程度大于电离程度,溶液显碱性,,B错误;
C.当时,,由图可知该点,,故,C正确;
D.根据电离平衡常数可知,酸性强弱为:,强酸制弱酸,可以制,滴加少量溶液时,过量,反应生成、和,不会生成,,D错误;
故答案选C。
7.(26-27高二上·广西贵港·阶段检测)一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,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三点溶液中的浓度:
B.a、b、c三点的电离程度:
C.从O到b阶段,弱电解质电离产生离子的速率小于溶液稀释使离子浓度降低的速率
D.a、b、c三点溶液用溶液中和,消耗NaOH溶液体积:
【答案】D
【分析】冰醋酸在未加水时几乎没有自由移动的离子,随着加水,醋酸开始电离,离子浓度增大,导电能力增强,此时电离产生离子的速率大于溶液稀释使离子浓度降低的速率;继续加入水虽然促进醋酸电离,但是溶液稀释使离子浓度降低的速率大于电离产生离子的速率,溶液中离子的浓度开始下降,导电能力降低,由此解答;
【详解】A.溶液导电能力与离子浓度正相关,由图可知导电能力,则:,A错误;
B.越稀越电离,加水量,故电离程度:,B错误;
C.从到阶段导电能力逐渐升高,说明离子浓度增大,即弱电解质电离产生离子的速率大于溶液稀释使离子浓度降低的速率,C错误;
D.、、是同一份冰醋酸稀释得到,溶液中总物质的量相等,中和时消耗等浓度溶液的体积相等,即,D正确;
故选D。
8.(26-27高二上·河南·阶段检测)时,部分弱酸的电离平衡常数如下表所示:
弱酸
电离平
衡常数
下列说法不正确的是
A.等物质的量浓度的、、、溶液中,酸性由强到弱的顺序是
B.中和等体积等物质的量浓度的溶液和溶液,消耗的物质的量相同
C.少量通入溶液中,反应的离子方程式为:
D.时,的溶液的约为
【答案】C
【详解】A.等物质的量浓度的弱酸溶液,酸性强弱与一元弱酸的、多元弱酸的正相关,,故酸性由强到弱的顺序为,A正确;
B.等体积等物质的量浓度的溶液和溶液中,酸的物质的量相同,二者均为一元酸,中和时消耗的物质的量相同,B正确;
C.由电离常数可知酸性,根据强酸制弱酸规律,少量通入溶液中只能生成,正确的离子方程式为,选项给出的离子方程式错误,C错误;
D.25℃时,的溶液中,因较小,可近似认为,故约为2.5,D正确;
故选C。
9.(26-27高二上·黑龙江大庆·阶段检测)常温下,pH均为2、体积均为V0的HA、HB、HC溶液,分别加水稀释至体积为V,溶液pH随的变化关系如图所示,下列叙述错误的是
A.HC的电离度:a点<b点
B.常温下,Ka(HB)>Ka(HC)
C.当时,HA、HC溶液同时加热至60℃,增大
D.当时,HA溶液的pH接近7
【答案】C
【分析】根据图知,pH=2的HA、HB、HC溶液分别稀释100倍,HA的pH变成4,说明HA是强酸,HB、HC的pH增大但小于4,则HB、HC为弱酸,且HB的pH增大幅度大于HC,说明HB的酸性>HC,因此酸性HA>HB>HC。
【详解】A.HC为弱酸,溶液稀释程度越大,弱酸电离度越大,b点比a点稀释倍数更高,故HC的电离度:a点<b点,A正确;
B.稀释相同倍数时,HB的pH变化幅度大于HC,说明HB酸性强于HC,酸性越强电离常数越大,故常温下,B正确;
C.HA是强酸,升温时基本不变,HC是弱酸,升温促进电离,增大,因此减小,C错误;
D.HA为强酸,常温下无论稀释多少倍,溶液始终呈酸性,pH无限接近7,故时HA溶液pH接近7,D正确;
故选C。
10.(26-27高二上·江苏常州·阶段检测)已知常温时HClO的,HF的。现将pH和体积都相同的HClO溶液和HF溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示,下列叙述正确的是
A.曲线I为HClO溶液稀释时的pH变化曲线
B.取a点对应的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗HF溶液的体积较小
C.b点对应溶液中水的电离程度比c点对应溶液中水的电离程度小
D.从b点到d点,溶液中保持不变(HR代表HClO或HF)
【答案】D
【分析】由电离常数可知酸性,相同的弱酸稀释时,酸性越强升高幅度越大,因此曲线I为稀释时的变化曲线,曲线Ⅱ为稀释时的变化曲线,由此解答;
【详解】A.由分析可知,曲线I为稀释时的变化曲线,A错误;
B.a点两种酸相同,因酸性更强,则,中和相同物质的量的时需要相等,由可知消耗的体积更大,B错误;
C.酸电离出的抑制水的电离,b点pH大于c点,说明b点更小,对水的电离抑制程度更弱,故b点水的电离程度比c点大,C错误;
D.对该比值变形可得:,和均只与温度有关,稀释过程温度不变,故该比值保持不变,D正确;
故选D。
迁移创新
11.(26-27高二上·吉林四平·期中)时,有关弱电解质的电离平衡常数如下表。回答下列问题:
弱电解质
电离平衡常数
(1)下列方法中,可以使溶液中电离程度增大的是__________(填序号,下同)。
A.通入少量气体 B.加入少量冰醋酸
C.加入少量醋酸钠固体 D.加入少量水
(2)可以证明醋酸是弱酸的事实是__________。
A.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子
B.的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
C. 相同温度下,等体积等浓度盐酸和醋酸导电能力前者强于后者
D.醋酸和水能以任意比例混溶
E. 醋酸与溶液反应放出气体
(3)常温下,的氨水加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变大的是__________。
A. B. C. D.
(4)时,将通入氨水中,当降至时,溶液中的__________。
(5)下列微粒在溶液中不能大量共存的是__________。
A.、 B.、 C.、 D.、
(6)时,有相同、体积相同的溶液和溶液,现采取以下措施:
①分别加入等浓度的溶液至恰好反应,所需溶液的体积:溶液__________溶液(填“>”“=”或“<”,下同)。
②温度都升高,溶液中__________溶液中。
【答案】(1)D
(2)AC
(3)BD
(4)0.6
(5)C
(6) > >
【详解】(1)A.通入少量气体,溶液中增大,抑制的电离,电离程度减小,A错误;
B.加入少量冰醋酸,溶液浓度增大,弱电解质浓度越大电离程度越小,故电离程度减小,B错误;
C.加入少量醋酸钠固体,溶液中增大,抑制电离,电离程度减小,C错误;
D.加水稀释促进电离,电离程度增大,D正确;
故选D。
(2)A.醋酸水溶液中含有未电离的醋酸分子,说明醋酸在水中部分电离,能证明其为弱酸,A正确;
B.能使紫色石蕊溶液变红只能说明溶液显酸性,不能证明其为弱酸,B错误;
C.等体积等浓度的盐酸和醋酸,盐酸导电能力强,说明盐酸中离子浓度大,醋酸中离子浓度小,即醋酸部分电离,能证明其为弱酸。C正确;
D.醋酸和水任意比例混溶是物理性质,不能证明其为弱酸,D错误;
E.与反应放出只能说明醋酸酸性比碳酸强,不能证明其为弱酸,E错误;
故选AC。
(3)A.加水稀释促进氨水电离,但溶液体积增大的程度更大,溶液中减小,A错误;
B.,稀释促进电离,使得增大,减小,故比值变大,B正确;
C.,温度不变,不变,C错误;
D.稀释过程中减小,不变,则增大,故变大,D正确;
故选BD。
(4)当降至时,溶液中。由的二级电离常数可知,溶液中。
(5)由表中电离常数可知,酸性强弱顺序为。
A.与不反应,能大量共存,A错误;
B.与不反应,能大量共存,B错误;
C.由于酸性,故与会发生反应生成和,不能大量共存,C正确;
D.由于酸性,故与不反应,能大量共存,D错误。
故选C。
(6)①是弱酸,部分电离,是强酸,完全电离。当两溶液相同、体积相同时,的浓度远大于,故的物质的量大于,消耗等浓度溶液的体积:溶液 溶液。
②升高温度,促进的电离,溶液中增大,而已完全电离,升高温度基本不变,故溶液中溶液中。
12.(26-27高二上·北京西城·阶段检测)常温下几种酸、碱的电离常数如下表,回答下列问题:
酸/碱
HCOOH
CH3COOH
HCN
NH3·H2O
电离常数
Kₐ=1.8×10-4
Kₐ=1.8×10-5
Kₐ=6×10-10
Kb=1.8×10-5
(1)HCOOH、CH3COOH、HCN的酸性由强到弱的顺序是________。
(2)常温下,向氨水中加入稀硫酸至恰好中和,所得溶液的pH________(填“”,“”或“”)7,用离子方程式表示其原因:________________________,其平衡常数的表达式为________________________。
(3)等物质的量浓度的HCOONa、CH3COONa、NaCN溶液的pH值从大到小的顺序为:________,由水电离的大小关系为:HCOONa________CH3COONa(填“”,“”或“”下同);溶液pH值:CH3COONH4_________NH4CN。
(4)用蒸馏水稀释0.10 mol/L的醋酸,下列各式表示的数值随水量的增加而减小的是________(填字母标号)。
A. B.
C. D.
(5)已知,,用20 L Na2CO3溶液将1.0 mol BaSO4转化为BaCO3。
①该转化的离子方程式为:________________________。
②Na2CO3溶液的最初浓度应不低于________mol/L(忽略溶液体积变化)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)BC
(5)
【分析】醋酸与一水合氨的电离常数相等,二者对应的离子水解程度相同,故醋酸铵溶液呈中性;HCN的酸性弱于一水合氨的碱性,氰根离子的水解程度大于铵根离子,故氰化铵溶液呈碱性。稀释醋酸时电离常数只随温度变化,溶液体积增大使氢离子浓度减小。硫酸钡转化为碳酸钡的平衡常数等于两者溶度积之比,为0.04,结合平衡时硫酸根浓度与物料守恒可确定所需碳酸钠的最初浓度。
【详解】(1)相同温度下,弱酸的电离常数越大,酸性越强。由表中数据可知HCOOH、CH3COOH、HCN的电离常数依次减小,故酸性由强到弱的顺序为HCOOH > CH3COOH > HCN。
(2)氨水与稀硫酸恰好中和生成硫酸铵,铵根离子水解使溶液显酸性,故所得溶液的pH < 7。水解的离子方程式为,其平衡常数表达式为。
(3)酸性越弱,其共轭碱的水解程度越大,相同浓度下盐溶液的碱性越强、pH越大。由表中电离常数知酸性HCOOH > CH3COOH > HCN,故pH由大到小的顺序为NaCN > CH3COONa > HCOONa。盐类水解促进水的电离,水解程度越大,由水电离出的氢氧根离子浓度越大,故HCOONa < CH3COONa。CH3COONH4中醋酸根离子与铵根离子的水解程度相同,溶液显中性;NH4CN中氰根离子的水解程度大于铵根离子,溶液显碱性,故溶液pH:CH3COONH4 < NH4CN。
(4)醋酸加水稀释时,电离程度增大,但溶液体积增大占主导,溶液中氢离子浓度和醋酸根离子浓度均减小。
A.,稀释时氢离子浓度减小,比值增大,A错误;
B.,稀释时醋酸根离子浓度减小,比值减小,B正确;
C.,稀释时氢离子浓度减小,比值减小,C正确;
D.,温度不变,其值不变,D错误。
故答案为BC。
(5)①硫酸钡转化为碳酸钡的离子方程式为。
②该反应的平衡常数。1.0 mol BaSO4完全转化生成1.0 mol硫酸根离子,溶液体积为20 L,平衡时硫酸根离子浓度为0.05 mol/L;由平衡常数表达式得平衡时碳酸根离子浓度为0.05 mol/L ÷ 0.04 = 1.25 mol/L。转化1.0 mol BaSO4消耗1.0 mol碳酸根离子,其浓度为0.05 mol/L,故Na2CO3溶液的最初浓度应不低于1.25 mol/L + 0.05 mol/L = 1.30 mol/L。
13.(26-27高二上·辽宁鞍山·阶段检测)I、按要求回答下列问题:
(1)现有以下物质:①氨水 ②KOH固体 ③熔融NaHSO4 ④Al2O3固体 ⑤石墨 ⑥CO2 ⑦乙醇 ⑧盐酸;其中能导电的有___________(填序号,下同),属于强电解质的有___________。
(2)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为0.1 mol·L-1和1 mol·L-1,则甲、乙两瓶氨水中之比___________(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ、25℃时,醋酸、次氯酸和碳酸的电离平衡常数如下所示:
化学式
CH3COOH
HClO
H2CO3
电离平衡常数
K=1.8×10-5
K=9.0×10-8
Ka1=4.0×10-7
Ka2=4.0×10-11
(3)用蒸馏水稀释0.10 mol·L-1的醋酸溶液,下列各式表示的数值随水量的增加而减小的是___________(填字母)。
a. b. c.
(4)同浓度的CH3COO-、ClO-、、在溶液中结合H⁺的能力最强的是___________。
(5)下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是___________(填字母)。
A.升高温度 B.加入浓硫酸
C.加少量的CH3COONa固体 D.加水稀释
(6)判断CO2通入次氯酸钠溶液中是否发生反应,如果不能反应请说出理由,如果能请写出相应的化学方程式:___________。
(7)25℃时,若初始时次氯酸溶液中HClO的物质的量浓度为0.1 mol·L-1,达到电离平衡时溶液中=___________mol·L-1。
(8)在pH=8即=10-8 mol/L的碳酸氢钠溶液中,求___________。
【答案】(1) ①③⑤⑧ ②③④
(2)>
(3)a
(4)
(5)D
(6)
(7)
(8)0.16
【详解】(1)①氨水是混合物,既不是电解质也不是非电解质,氨水中含有铵根离子和氢氧根离子,可以导电;
②氢氧化钾固体中的离子不能自由移动,不能导电,但它在水溶液或熔融状态下可以完全电离,属于强电解质;
③熔融硫酸氢钠电离出自由移动的钠离子和硫酸氢根离子,可以导电,它在水溶液中能完全电离,属于强电解质;
④氧化铝固体里的离子被束缚,不能自由移动,不能导电,熔融时可以完全电离,属于强电解质;
⑤石墨中存在自由移动的电子,可以导电,石墨是单质,既不是电解质也不是非电解质;
⑥二氧化碳由分子构成,自身不能电离,不能导电,属于非电解质;
⑦乙醇属于非电解质,以分子形式存在,不能导电;
⑧盐酸是混合物,含有自由移动的氢离子和氯离子,可以导电,盐酸是混合物,既不是电解质也不是非电解质;
因此能导电的是①③⑤⑧,强电解质是②③④。
(2)是弱碱,溶液浓度越小,其电离程度越大。甲的浓度小于乙,故甲的电离度大于乙。根据可知,甲、乙两瓶氨水中之比为,该比值大于。
(3)a.,由于稀释时减小且不变,故该比值减小,a正确;
b.稀释过程中减小,电离平衡常数不变,由可知,,该比值增大,b错误;
c.醋酸溶液加水稀释,电离平衡正向移动,溶液中增大,c错误;
故答案选a。
(4)酸根离子结合的能力越强,说明其对应的酸越弱,即酸的电离平衡常数越小。根据表格数据可知,酸的电离常数大小顺序为:,故酸性最弱的是,其对应的酸根离子结合的能力最强。
(5)A.电离平衡常数只与温度有关,要求常数不变,则温度不能改变,A错误;
B.加入浓硫酸会增大,会抑制醋酸的电离,使电离程度减小,B错误;
C.加入固体会增大,会抑制醋酸的电离,使电离程度减小,C错误;
D.加水稀释能促进醋酸的电离,使电离程度增大,且温度不变电离常数不变,D正确;
故答案选D。
(6) 根据电离平衡常数可知,酸性强弱顺序为:。根据强酸制取弱酸的原理,通入溶液中能发生反应,生成和,化学方程式为:。
(7)的电离方程式为,设达到电离平衡时,则,。代入电离平衡常数表达式:,解得,即。
(8)碳酸的第一步和第二步电离平衡常数分别为,。将两式相乘可得:。变形得到 。
三、解答题
14.(26-27高二上·河北秦皇岛·阶段检测)研究弱电解质的电离有重要的实际意义。
Ⅰ.醋酸是一种常见的有机酸。
(1)醋酸的电离方程式为________________________________________________。
(2)保持温度不变,向醋酸溶液中通入一定量的氨气,下列量将变小的是________(填字母)。
A.B.C.的电离平衡常数
(3)将0.1溶液加水稀释,将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)下列事实不能说明是弱电解质的是________(填字母)。
A.相同温度下,浓度均为1的盐酸和醋酸溶液的导电性:盐酸>醋酸溶液
B.25℃时,1醋酸溶液的c(H⁺)=0.01
C.10mL1醋酸溶液恰好与10mL1NaOH溶液完全反应
Ⅱ.对比酸性的相对强弱。
(5)25℃时,某些弱酸的电离平衡常数()的数值如下表所示:
化学式
HCN
HClO
Ka
,
下列反应可以发生的是________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
Ⅲ.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示。
(6)O点导电能力为0的原因是________________________________。
(7)a、b、c三点按溶液的由大到小的顺序为________________________。
(8)要使c点增大的同时,减小,可采取的措施有________________________(写一条即可)。
【答案】(1)
(2)B
(3)变大
(4)C
(5)AB
(6)O点表示冰醋酸,纯净的冰醋酸中没有自由移动的离子
(7)b>a>c
(8)加NaOH固体(或加固体等)
【详解】(1)醋酸是弱酸,属于弱电解质,在水溶液中只能部分电离出氢离子和醋酸根离子,电离方程式需使用可逆符号,即:;
(2)A.通入氨气后,氨气与水反应生成的氢氧根离子会消耗溶液中的氢离子,促进醋酸的电离平衡正向移动,使得增大,A不选;
B.由于氢离子被消耗,导致减小,B选;
C.电离平衡常数只与温度有关,保持温度不变,则的电离平衡常数不变,C不选。
故选B;
(3)醋酸的电离平衡常数表达式为,变形可得。加水稀释过程中,溶液体积增大,氢离子浓度减小,而温度不变则保持不变,因此该比值将变大;
(4)A.相同温度和浓度下,醋酸溶液的导电性弱于盐酸,说明醋酸溶液中离子浓度较小,即醋酸未完全电离,能说明其为弱电解质,A错误;
B.醋酸溶液的,远小于酸的浓度,说明醋酸只有部分电离,能说明其为弱电解质,B错误;
C.等体积、等浓度的醋酸与溶液恰好完全反应,只能说明醋酸是一元酸,不能证明其在水中是否完全电离,因此不能说明其为弱电解质,C正确;
故选C;
(5)根据表中电离平衡常数大小可知,酸性强弱顺序为:。根据“强酸制弱酸”的规律:
A.醋酸酸性强于碳酸,反应可以发生,A正确;
B.醋酸酸性强于氢氰酸,反应可以发生,B正确;
C.碳酸酸性强于次氯酸,但次氯酸酸性强于碳酸氢根离子,故二氧化碳通入次氯酸钠溶液中只能生成碳酸氢钠和次氯酸,不能生成碳酸钠,反应不能发生,C错误;
D.氢氰酸酸性弱于碳酸,不能制取碳酸,反应不能发生,D错误;
故选AB;
(6)溶液导电的前提是存在自由移动的离子。O点时为纯冰醋酸,冰醋酸属于共价化合物,在未加水溶解时以分子形式存在,没有发生电离,不存在自由移动的离子,因此导电能力为0;
(7)溶液的导电能力与溶液中自由移动离子的浓度和所带电荷成正比。在冰醋酸加水稀释的过程中,导电能力主要由和决定。由图可知,导电能力的大小顺序为b>a>c,因此溶液中由大到小的顺序也为b>a>c;
(8)要使增大且减小,可以加入能与氢离子反应的碱性物质(如加入固体),消耗氢离子使减小,同时促进醋酸电离使增大;也可以加入含有醋酸根的盐(如加入固体),通过同离子效应直接增大,同时使电离平衡逆向移动,导致减小。
15.(26-27高二上·天津河北·阶段检测)某学习小组为了探究的部分性质,室温下进行了如下实验。
(1)如图为冰醋酸(无水醋酸)在稀释过程中溶液的导电性变化关系图。
①在稀释过程中,a、b、c三点对应的溶液中,的电离程度最大的是________点。pH最小的是________点。
②从b点到c点,溶液中的比值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)醋酸是常见的弱酸。
①醋酸在水溶液中的电离方程式为_________________________。
②下列方法中,可以使醋酸溶液中电离程度增大的是________(填字母序号)。
a.滴加少量浓盐酸 b.加水稀释 c.升高温度 d.加入少量冰醋酸
(3)某些弱酸在时的电离常数如下:
化学式
电离常数
①上述酸中酸性最强的是________(填化学式)。
②下列反应可以发生的是________(填字母)。
A.
B.
C.
③时,若初始时次氯酸溶液中HClO的物质的量浓度为,达到电离平衡时溶液中近似为________。
(4)已知:,醋酸在水溶液中电离出吸收热量,则稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成时,放出热量为________。
【答案】(1)
c
b
增大
(2)
bc
(3)
AB
(或 )
(4)
57.0
【详解】(1) ① 冰醋酸在加水稀释的过程中,溶液体积不断增大,促进了醋酸的电离,因此加水量最多的 c 点电离程度最大;
溶液的导电能力与溶液中自由移动离子的浓度成正比,图中 b 点导电能力最强,说明此时溶液中离子浓度最大,即 最大,最小;
② 醋酸的电离常数表达式为 ,变形可得 ,从 b 点到 c 点,继续加水稀释导致溶液中 减小,而温度保持不变则 不变,因此该比值增大;
(2)① 醋酸是弱电解质,在水溶液中部分电离出氢离子和醋酸根离子,电离方程式为 ;
② a.滴加浓盐酸会增大溶液中的 ,抑制醋酸的电离,电离程度减小,a不符合题意;
b.加水稀释能促进弱电解质的电离,电离程度增大,b符合题意;
c.弱电解质的电离过程吸热,升高温度平衡向电离方向移动,电离程度增大,c符合题意;
d.加入少量冰醋酸,醋酸浓度增大,其电离程度反而减小,d不符合题意;
故选 bc;
(3) ① 相同温度下,弱酸的电离常数越大,说明其电离程度越大,酸性越强,表格中 的电离常数()最大,故其酸性最强;
② 根据电离常数大小可知,各酸的酸性强弱顺序为:;
A.酸性 ,符合强酸制弱酸原理,反应可发生,A符合题意;
B.酸性 ,符合强酸制弱酸原理,反应可发生,B符合题意;
C.酸性 ,因此 不能与 反应生成 气体,反应不能发生,C不符合题意;
故选 AB;
③ 设达到电离平衡时溶液中 为 ,根据次氯酸的电离平衡可得 ,解得 ;
(4)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成 时放出 的热量,由于醋酸是弱酸,电离出 需要吸收 的热量,因此稀醋酸与稀 溶液反应生成 时,实际放出的热量为 。
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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
第1课时 强电解质和弱电解质弱电解质的电离平衡
课标要点
1.通过实验探究(如等浓度盐酸、醋酸导电性对比),认识电解质、非电解质,理解强电解质、弱电解质的含义,能正确分类并辨析概念易错点。
2.认识弱电解质的电离是可逆的,理解弱电解质电离平衡的建立过程,掌握电离平衡的特征与影响因素。
3.能写出常见弱电解质的电离方程式(含多元弱酸、弱碱的电离),能结合电离平衡解释弱电解质导电能力弱的原因,建立 “微观电离 — 宏观导电” 的认知逻辑。
4.能运用电离平衡知识分析生产、生活中的常见现象,发展证据推理与模型认知素养。
学习重难点
重点:
1.强电解质、弱电解质的判断,电解质、非电解质的辨析。
2.弱电解质电离平衡的建立与特征,外界条件(浓度、温度等)对电离平衡的影响。
3.常见弱电解质电离方程式的规范书写。
难点:
1.区分电解质强弱与溶解度、导电性强弱的关系,规避 “难溶即弱、导电强即强” 的易错点。
2.从微观离子浓度变化理解弱电解质电离平衡的动态过程,用平衡移动原理分析条件改变对电离平衡的影响。
3.多元弱酸、弱碱的分步电离,正确书写多步电离方程式与电离平衡常数表达
知识点 强电解质和弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质
非电解质
定义
在 或 能导电的
在水溶液中和熔融状态下 的
类别
酸、碱、盐、活泼金属氧化物和水等
多数有机化合物、非金属氧化物(水除外)和氨等
本质区别
在水溶液中或熔融状态下 产生自由移动的离子
在水溶液中或熔融状态下 产生自由移动的离子
相同点
均为
2.强电解质和弱电解质
(1)实验探究强电解质和弱电解质
【实验探究1】盐酸和醋酸的电离实验。
实验内容
盐酸
醋酸
测量1mol·L-1溶液的pH
pH=0
pH≈3
等体积、等浓度的溶液与镁条反应的现象
反应速率
反应速率
实验结论:两种酸的浓度相等时,盐酸的电离程度 醋酸。
【实验探究2】氢氧化钠溶液和氨水的电离实验。
实验假设
NaOH的电离程度大于NH3·H2O的电离程度
实验方案
配制相同物质的量浓度的NaOH溶液和氨水,测量溶液的pH
实验现象
实验结论
(2)概念
根据电解质在水溶液中的 ,可把电解质分为强电解质和弱电解质。
①强电解质是在水溶液中 的电解质。常见的强电解质有 、 和 。
②弱电解质是在水溶液中 的电解质。常见的弱电解质有 、 。
(3)强电解质和弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
相同点
都是电解质,在水溶液中都能 、都能导电,电解质的强弱与 无关
不同点
电离程度
电离
电离
电离过程
过程
过程
表示方法
电离方程式用“===”
电离方程式用“⇌”
电解质在溶液中的存在形式
3.电离方程式的书写
(1)强电解质的电离方程式
强电解质的在水中完全电离,其电离方程式用“===”表示。如:
H2SO4: ;
Na2CO3: ;
Ba(OH)2: 。
(2)弱电解质的电离方程式
①弱电解质的电离过程是可逆的,其电离方程式用“ ⇌”表示。如:
CH3COOH: ;
NH3·H2O: 。
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: 、 。
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: 。
易错提醒
常见的强电解质和弱电解质、非电解质
(1)常见的强电解质
强酸:HCl、HBr、HI、H2SO4、HNO3、HClO4等。
强碱:KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等。
大部分盐,包括难溶性盐,如BaSO4、CaCO3等。
(2)常见的弱电解质
弱酸:HF、HClO、H2SO3、H2S、H3PO4、H2CO3、CH3COOH(或其他有机酸)、HNO2、HCN、H2SiO3等。
弱碱:NH3·H2O、Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2等。
(3)常见的非电解质
①包括CO、NO、SiO2及CH4和其他烃类、乙醇和其他醇类、酯类、葡萄糖、蔗糖等。
②本身在水溶液中不能电离,但与水反应生成电解质的,如CO2、SO2、SO3、NO2、P2O5、NH3等。
随学随练
1.下列物质中属于弱电解质的是
A.CaCO3 B.CH3COONH4 C.H2S D.NaHCO3
2.分类是学好化学的重要方法之一,下列物质的分类正确的是
选项
强电解质
弱电解质
盐
A
浓硫酸
B
氯化钠固体
C
铜
氨水
D
石墨
FeS
A.A B.B C.C D.D
3.下列物质溶于水的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
知识点 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡
(1)电离平衡的建立
(2)电离平衡的概念
在一定温度下,当弱电解质在水溶液中的电离程度达到 时,弱电解质分子电离成离子与离子结合成弱电解质分子的速率 ,溶液中各分子和离子的浓度 的状态。
2.电离平衡的特征
(1)弱电解质的电离平衡是一种 平衡,达到平衡时,分子电离成离子和离子结合成分子的过程并 。
(2)弱电解质分子电离成离子速率和离子结合成弱电解质分子速率 。
(3)溶液中各分子和离子的浓度都 。
(4)外界条件发生变化,电离平衡 。
易错提醒
(1)电离平衡的可逆性:弱电解质在水溶液中的电离都是可逆过程。
(2)弱电解质处于电离平衡状态时,电解质分子电离成离子和离子结合成电解质分子的过程没有停止,且v电离=v结合≠0。
(3)溶液中电解质分子和电解质离子同时存在,且溶液中电解质分子和电解质离子的浓度保持不变。
(4)电解质溶液中的守恒问题
①物料守恒:电解质溶液中,电解质的浓度符合原子守恒(又称物料守恒),如:0.1mol·L-1的醋酸溶液中,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1。
②电荷守恒:电解质溶液符合电荷守恒,即正电荷总数=负电荷总数。
随学随练
4.下列措施中,能使醋酸的电离程度增大的是
A.加入少量醋酸钠固体 B.加入少量盐酸
C.加水稀释 D.降低温度
5.已知的溶液中存在平衡:。下列说法正确的是
A.加水时,平衡向逆反应方向移动
B.加入少量浓盐酸,溶液中减小
C.加入少量固体,溶液中增大
D.加入少量固体,平衡向正反应方向移动
6.稀氨水中存在如下平衡:,使平衡逆向移动措施是
A.加热 B.加水 C.加入NaOH固体 D.加入MgCl2溶液
7.将下列物质加入氨水中,氨水的电离平衡正向移动的是
A.固体 B.固体 C.浓盐酸 D.固体
知识点 影响电离平衡的因素
1.内因:
弱电解质 是决定因素。
2.外部因素:
(1)温度:弱电解质的电离一般是 过程,升高温度,电离平衡 ,电离程度 。
(2)浓度:
增大弱电解质的浓度,电离平衡 ,但电离程度 ;
加水稀释,电离平衡 ,电离程度 。
(3)同离子效应:增大弱电解质电离出的某离子的浓度,可 弱电解质的电离,电离平衡 ,电离程度 。
(4)化学反应:若外加物质能与弱电解质电离出的离子发生反应,电离平衡 ,电离程度 。
易错提醒
(1)电离吸热,升高温度,电离平衡一定正向移动,电离程度增大。
(2)弱电解质的电离程度、溶液的导电能力与电离平衡的移动没有必然的关系。
(3)弱电解质溶液加水稀释时,要注意离子浓度与离子物质的量的变化。
如0.1 mol·L-1 CH3COOH加水稀释,c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)均减小,但稀释促进电离,所以n(CH3COOH)减小,n(H+)、n(CH3COO-)增大。
(4)电离平衡也属于化学平衡,可用勒夏特列原理分析弱电解质的电离平衡。
(5)注意加水稀释和加入冰醋酸都会使平衡正向移动,但是电离度却是相反的。
随学随练
8.氨水有下列平衡:NH3·H2O+ OH-。当其它条件不变时,改变下列条件,平衡向左移动的是
A.加NaOH B.加盐酸 C.加水 D.加热
9.向10 mL醋酸中加入蒸馏水,将其稀释到1 L后,下列说法中不正确的是
A.CH3COOH的电离程度减小 B.c(CH3COO-)减小
C.H+的数目增多 D.增大
10.常温下,用水稀释的醋酸溶液,其中随水的体积增大而减小的是
A. B. C. D.
知识点 电离平衡常数和电离度
1.电离平衡常数
(1)电离平衡常数表达式:
弱酸的电离平衡常数用 表示,弱碱的电离平衡常数用 表示。如:
CH3COOH电离常数的表达式:Ka= ;
NH3·H2O电离常数的表达式:Kb= 。
(2)多元弱酸的分步电离
H2CO3、H3PO4等多元弱酸在水溶液中分步电离,每步电离都有相应的电离平衡常数,如:
H2CO3H++HCO,HCOH++CO,所以Ka1= ,Ka2= 。
一般情况下多步电离时电离平衡常数相差较大。各级电离平衡常数的大小关系是Ka1 Ka2 Ka3,所以其酸性主要决定于 。
(3)电离平衡常数的意义
电离平衡常数越大,表示该弱电解质电离程度 ,弱酸的酸性 ,弱碱的碱性 。
(4)电离平衡常数的影响因素
电离平衡常数只与电解质 和 有关,与浓度 。
由于电离是 的,所以电离平衡常数随着温度的升高而 。
2.电离度
(1)弱电解质的电离度α可表示为:α= ×100%
(2)电离度与电离平衡常数的关系
在一定温度下,弱电解质的电离平衡常数与弱电解质溶液的初始浓度 ,而电离度与初始浓度 。
一般而言,弱电解质溶液的浓度越大,电离度 ;弱电解质溶液的浓度越小,电离度 。
3.有关电离平衡常数的计算
对电离平衡常数和电离度的计算时,一般采用三段式:
以CH3COOHCH3COO-+H+为例,设CH3COOH的初始浓度为c mol·L-1,电离平衡常数为Ka,电离度为α。
CH3COOH CH3COO- + H+
初始浓度(mol/L) c 0 0
转化浓度(mol/L) cα cα cα
平衡浓度(mol/L) c- cα cα cα
其中:当酸或碱较弱时,c- cα≈c
则:Ka= = = cα2
α=
上式说明,弱电解质的电离度α与初始浓度有关,初始浓度越大,电离度 ;反之,初始浓度越小,电离度 。
随学随练
11.室温下,向10 mL 0.1 mol/L醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是
A.溶液中的pH减小 B.CH3COO-浓度增大
C.醋酸的电离程度增大,Ka也增大 D.醋酸的Ka不变
12.25 ℃时,在0.5 L 0.2 mol·L-1的HA溶液中,HA的电离度为10%,则该温度下HA的电离平衡常数(单位为mol·L-1)约为
A.2.22×10-3 B.4.3×10-3 C.2.52×10-4 D.1×10-3
13.稀释0.1mol·L-1的醋酸溶液时,始终保持增大趋势的是
A.c(H+) B.
C. D.
14.已知:25℃时,。下列说法正确的是
A.将溶液稀释后,溶液中各粒子浓度减小
B.冰醋酸中逐滴加水,醋酸的电离程度先增大后减小
C.向溶液中加入一定量的盐酸,的电离常数减小
D.向溶液中加入少量的粉末,增大
拓展 强电解质和弱电解质的判断
1.区分电解质强弱的惟一依据是电解质在水溶液中能否完全电离,即电离程度。
2.电解质的强弱与物质的溶解性无关。即使溶解度再小,只要溶于水的部分完全电离就是强电解质,所以不能根据溶液导电性强弱直接判断。难溶盐如BaSO4、CaCO3等,溶于水的部分能完全电离,是强电解质。易溶的如CH3COOH、NH3·H2O等在溶液中电离程度较小,是弱电解质。
3.在强、弱电解质的判断中还要特别注意这两个概念研究的范畴——化合物,溶液、单质即使导电也不是电解质。
4.CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电,是因为溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O等电解质导电,不是其本身电离出离子,故为非电解质。单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。
活学活用
1.醋酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是
A.醋酸溶液可以与纯碱溶液反应产生
B.pH相同的醋酸溶液和盐酸溶液分别跟同样颗粒大小的锌反应时,产生的起始速率相等
C.醋酸溶液恰好与溶液完全反应
D.在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸溶液弱
2.下列事实能证明HA是弱酸的有
① HA溶液可以使石蕊试液变红
②常温下, HA溶液中
③相同温度下, HA溶液的导电能力比溶液的弱
④等体积的 HA溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应
⑤HA易溶于水
⑥酸溶液中含有HA分子
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
3.下列事实一定能说明是弱酸的是
①醋酸不易腐蚀衣服
②25℃时,的溶液的pH约为9
③进行酸碱中和滴定时,等体积等物质的量浓度的溶液比等体积等物质的量浓度的溶液消耗的NaOH溶液多
④相同体积的pH均为4的盐酸和溶液,用相同物质的量浓度的NaOH溶液中和,溶液消耗的NaOH溶液更多
⑤镁粉与一定量的稀硫酸反应,如果向其中加入少量醋酸钠,可以降低反应速率,但不改变产生气体的总量
⑥用溶液做导电性实验,灯泡很暗
A.①②⑥ B.②④⑤ C.③④⑤ D.②④⑤⑥
拓展 电离方程式的书写和判断
水溶液中电离方程式的书写方法
类型
电离特点
电离方程式
强电
解质
强酸、强碱、大多数(正)盐
完全电离,用“===”
H2SO4===2H++SO
Ba(OH)2===Ba2++2OH-
CuSO4===Cu2++SO
强酸的酸式盐
完全电离(“全拆”)
NaHSO4===Na++H++SO
弱酸的酸式盐
酸根离子部分电离(“半拆”)
NaHCO3===Na++HCO
HCO⇌H++CO
弱电
解质
一元弱酸、一元弱碱、水
部分电离
CH3COOH⇌CH3COO-+H+
NH3·H2O⇌NH+OH-
多元弱酸
分步电离,以第一步为主,分步书写
H2SO3⇌H++HSO
HSO⇌H++SO
多元弱碱
分步电离(较复杂),一步写出即可
Cu(OH)2⇌Cu2++2OH-
活学活用
4.下列物质在水溶液中的电离方程式正确的是
A. B.
C. D.
5.化学用语正确的是
A.次氯酸的电离:
B.碳酸氢钠在水溶液中的电离:
C.硫酸铜的水解:
D.亚硫酸钠的水解:
6.下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
7.下列电离或水解方程式正确的是
A. B.
C. D.
拓展 电离平衡常数的应用
1.根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同条件下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。
2.根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向。
3.根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大。
4.电离平衡常数中,电解质分子和电解质离子的浓度都是平衡浓度。
对电离平衡常数和电离度的计算时,一般采用三段式:
以CH3COOHCH3COO-+H+为例,设CH3COOH的初始浓度为c mol·L-1,电离平衡常数为Ka,电离度为α。
CH3COOH CH3COO- + H+
初始浓度(mol/L) c 0 0
转化浓度(mol/L) cα cα cα
平衡浓度(mol/L) c- cα cα cα
其中:当酸或碱较弱时,c- cα≈c
则:Ka= = = cα2
活学活用
8.常温下,几种弱酸的电离常数如下表所示。
弱酸
电离常数
下列说法正确的是
A.等物质的量浓度的溶液pH关系:
B.向纯净的中逐滴加水,溶液的导电性、的电离度均先增大后减小
C.向溶液中通入过量,发生反应
D.常温下0.1 mol/L 溶液中的电离度约为32.8%
9.已知25℃时有关弱电解质的电离平衡常数如下表:
弱电解质
HCN
电离平衡常数
下列说法正确的是
A.相同温度,的HX溶液的大于的HX溶液的
B.结合的能力:
C.NaCN溶液与少量反应的离子反应方程式为
D.25℃时,的HCN溶液中
10.已知常温下HA的电离常数,则0.1mol/L的HA溶液中,约为
A. B. C. D.
题型 强酸和弱酸的比较
▌例1 ,下列事实中能说明HA为弱电解质的是
①用HA溶液做导电实验时灯泡很暗
②0.1 mol/L的HA溶液,pH约为3
③HA溶液能与溶液反应生成
④pH=2的HA溶液稀释至100倍,pH约为3.5
⑤往0.1 mol/L的HA溶液中滴入紫色石蕊试液呈红色
⑥等体积、等pH的HA和醋酸与足量锌粒反应,HA产生多
A.②④⑥ B.①③⑤ C.③⑤⑥ D.①②④
解题贴士
强酸与弱酸的比较
(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
比较
项目
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
大
强
相同
相同
大
一元弱酸
小
弱
小
(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
比较
项目
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
相同
相同
小
少
相同
一元弱酸
大
多
▌对点练1-1 下列事实能证明是弱酸的是
A.向溶液中通入足量气体,生成 B.溶液可以使石蕊溶液变红
C.溶液能与溶液反应 D.溶液的导电性比溶液弱
▌对点练1-2 是常见的弱电解质。保持其他条件不变,对pH = 3的溶液进行如下操作时,可使不变而减小的是
A.加水稀释 B.滴加pH = 3的盐酸
C.升高温度 D.加入少量醋酸钠固体
题型 电离平衡的影响因素
▌例2 是常见的弱电解质。保持其他条件不变,对pH = 3的溶液进行如下操作时,可使不变而减小的是
A.加水稀释 B.滴加pH = 3的盐酸
C.升高温度 D.加入少量醋酸钠固体
解题贴士
(1)温度:由于电离过程吸热,升温,电离平衡正向移动;降温,电离平衡逆向移动。
(2)浓度:电解质溶液的浓度越小,它的电离程度就越大。
(3)勒夏特列原理适用于电离平衡:
①同离子效应:加入含有弱电解质离子的强电解质,电离平衡逆向移动。例如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa,电离平衡逆向移动。
②酸或碱效应:加入浓度较大的酸或碱,电离平衡发生移动。例如向CH3COOH溶液中加入盐酸,电离平衡逆向移动;加入NaOH,电离平衡正向移动。
③化学反应:当加入的物质能与弱电解质电离产生的某种离子反应时,会使电离平衡向电离的方向移动。例如向CH3COOH溶液中加入NaOH溶液、金属Zn或Na2CO3溶液,醋酸电离出的H+与OH-、Zn或CO32-反应,c(H+)减小,电离平衡正向移动。
▌对点练2-1 醋酸溶液中存在电离平衡:。下列叙述错误的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数增大
B.向溶液中加少量固体,平衡逆向移动
C.加水稀释至原体积的10倍,水的电离程度增大
D.向溶液中加少量冰醋酸,平衡正向移动,的电离度增大
▌对点练2-2 在的溶液中存在如下电离平衡:。下列叙述错误的是
A.升高温度,平衡正向移动,增大
B.加水稀释,平衡正向移动,增大
C.加入少量固体,平衡逆向移动,增大
D.通入少量,平衡正向移动,减小
题型 电离平衡常数的应用
▌例3 将浓度为0.1mol·L-1HF溶液加水不断稀释,下列各式的数值随加水量的增加而增大的是
A. B.Ka(HF) C. D.
解题贴士
电离平衡常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱
电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。
(2)判断电离平衡的移动方向
如在一定浓度的CH3COOH溶液中K=;稀释一倍后,假设平衡不移动,则Q==K,Q<K,平衡向电离方向移动。
(3)判断溶液中微粒浓度比值的变化情况
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大。
▌对点练3-1 现有氨水,加蒸馏水稀释到后,下列说法不正确的是
A.的电离程度增大 B.增大
C.不变 D.导电性增强
▌对点练3-2 分析表中数据,下列叙述错误的是
弱酸
电离常数
A.中和等体积、等的和溶液消耗的量:前者小于后者
B.不能发生
C.向溶液中通入少量,发生的离子方程式为:
D.相同条件下,、、的电离程度依次减弱
题型 电离平衡图像
▌例4 室温下,冰醋酸稀释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.溶液H⁺浓度比较: b>a>c
B.醋酸电离度比较: b>a>c
C.醋酸的电离平衡常数比较:c>b>a
D.b点到c点过程中: 变小
解题贴士
1.看坐标:横轴加酸或碱、纵轴 pH 或浓度,先定因变量。
2.定起点:曲线起点对应初始溶液,拐点对应恰好完全反应,据此判溶质成分。
3.抓平衡点:pH=pKa 处,[HA]=[A⁻](或 [HB⁺]=[B]),直接读 Ka。
4.比斜率:斜率陡缓反映缓冲能力与离子浓度变化快慢。
5.善用守恒:结合电荷守恒、物料守恒验证选项正误。
▌对点练4-1 常温下,将等体积、一定浓度的盐酸和甲酸溶液分别加水稀释,溶液中随加入水的体积的变化关系如图所示。溶液混合时,忽略溶液体积变化。下列说法正确的是
A.稀释前,两溶液中溶质的物质的量浓度相同
B.曲线Ⅰ表示盐酸的导电能力随加入水的体积的变化关系
C.若取稀释前上述溶液各一半混合并加水稀释,其起始点将位于a点上方
D.继续加水稀释,曲线Ⅰ、Ⅱ可能靠近,直至基本重合
▌对点练4-2 常温下,分别向的溶液中加NaOH固体(忽略温度和溶液体积变化),溶液pH随(X表示A或B)的变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A.HA酸性强于HB
B.a点溶液中:
C.b点溶液的pH=5.3
D.pH=7时对应溶液中的酸根浓度:
基础通关
1.(26-27高二上·河北秦皇岛·阶段检测)下列关于电解质分类的组合中,完全正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
NaCl
H2SO4
HClO
HNO3
弱电解质
HF
BaSO4
CaCO3
SO2
A.A B.B C.C D.D
2.(26-27高二上·北京西城·阶段检测)下列物质属于弱电解质的是
A. B. C. D.
3.(26-27高二上·河北邢台·阶段检测)在水溶液中,下列物质的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
4.(26-27高二上·广东揭阳·阶段检测)下列关于电离常数()的说法正确的是
A.电离常数只与温度有关,温度升高,值减小
B.相同温度下,同浓度的一元弱酸,越大,溶液中的越大
C.多元弱酸各步电离常数大小关系为
D.二元弱酸的电离常数表达式为
5.(26-27高二上·辽宁沈阳·阶段检测)在醋酸溶液中存在电离平衡 CH3COOH⇌H++CH3COO-。下列操作能使溶液中 c(H+) 增大、电离平衡常数不变的是
A.加水稀释 B.升高温度
C.加入少量 CH3COONa 固体 D.通入少量 HCl
6.(23-24高二上·安徽阜阳·期中)已知25℃时①、②HClO、③HCN的电离常数依次为,该温度下相同浓度的上述三种酸溶液,酸性由强到弱的顺序正确的是
A.③>②>① B.①>②>③ C.①>③>② D.②>①>③
7.(26-27高二上·浙江嘉兴·阶段检测)下列措施中,能使醋酸的电离程度增大的是
A.加入冰醋酸 B.加入少量盐酸 C.加水稀释 D.降低温度
8.(25-26高二上·湖南常德·期末)将少量下列物质加入稀醋酸中,能使的电离平衡正向移动的是
A.金属Na B.通入HCl气体 C.固体 D.NaCl固体
9.(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)下列关于弱电解质的电离平衡的说法正确的是
A.弱电解质的电离平衡是动态平衡
B.弱电解质的电离程度越大,电离常数越小
C.升高温度,弱电解质的电离平衡逆向移动
D.加入少量同离子物质,弱电解质的电离平衡不移动
10.(25-26高二上·山西·期中)已知反应:①;②;③。其中酸性最强的酸为
A.HF B.HCN C. D.NaCN
素养提升
1.(26-27高二上·天津河北·阶段检测)醋酸溶液中存在电离平衡:,下列叙述不正确的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数增大
B.、体积相同的盐酸和醋酸溶液与同浓度的NaOH溶液反应,消耗的氢氧化钠多
C.溶液中加少量的固体,平衡逆向移动
D.时,欲使醋酸溶液的电离常数和电离程度都减小,可加入少量冰醋酸晶体
2.(26-27高二上·辽宁朝阳·阶段检测)有关下列图像的分析正确的是
A.图①表示加水稀释盐酸和醋酸溶液,Ⅰ表示醋酸溶液、Ⅱ表示盐酸
B.图②表示和合成时,b点的转化率最高
C.图③表示可逆反应的正反应活化能大于逆反应活化能
D.图④表示镁条与盐酸反应的随t变化的曲线,时刻不是溶液的温度最高点
3.(26-27高二上·广东江门·阶段检测)下列不能证明HF是弱电解质的是
A.相同温度下,用等浓度的盐酸和HF溶液做导电实验,后者灯泡比前者暗很多
B.常温下,溶液的小于
C.将溶液滴入一定浓度的氢氟酸中,会产生气泡
D.恰好中和同温、同体积、也相同的氢氟酸和盐酸,消耗NaOH的物质的量不同
4.(26-27高二上·河北秦皇岛·阶段检测)水溶液中存在电离平衡,。若向溶液中进行下列操作,则说法正确的是
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度减小
B.通入过量气体,平衡向左移动,溶液pH增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH增大
D.加入少量NaOH固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
5.(26-27高二上·吉林四平·期中)常温下,部分弱电解质的电离常数如下表,下列说法正确的是
弱电解质
电离常数
A.向氯水中加入少量溶液,可提高氯水中的浓度
B.向溶液中加入少量固体,则变小
C.碳酸钠滴入足量甲酸溶液中的反应为:
D.少量通入溶液中:
6.(26-27高二上·北京西城·阶段检测)磷酸()是一种中强酸,常温下,水溶液中含磷微粒的分布分数(平衡时某微粒的浓度占各含磷微粒总浓度的分数)与pH的关系如下图。下列说法正确的是(已知:;)
A.的电离方程式为:
B.溶液的
C.的
D.向溶液中滴加少量溶液发生反应化学方程式:
7.(26-27高二上·广西贵港·阶段检测)一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,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三点溶液中的浓度:
B.a、b、c三点的电离程度:
C.从O到b阶段,弱电解质电离产生离子的速率小于溶液稀释使离子浓度降低的速率
D.a、b、c三点溶液用溶液中和,消耗NaOH溶液体积:
8.(26-27高二上·河南·阶段检测)时,部分弱酸的电离平衡常数如下表所示:
弱酸
电离平
衡常数
下列说法不正确的是
A.等物质的量浓度的、、、溶液中,酸性由强到弱的顺序是
B.中和等体积等物质的量浓度的溶液和溶液,消耗的物质的量相同
C.少量通入溶液中,反应的离子方程式为:
D.时,的溶液的约为
9.(26-27高二上·黑龙江大庆·阶段检测)常温下,pH均为2、体积均为V0的HA、HB、HC溶液,分别加水稀释至体积为V,溶液pH随的变化关系如图所示,下列叙述错误的是
A.HC的电离度:a点<b点
B.常温下,Ka(HB)>Ka(HC)
C.当时,HA、HC溶液同时加热至60℃,增大
D.当时,HA溶液的pH接近7
10.(26-27高二上·江苏常州·阶段检测)已知常温时HClO的,HF的。现将pH和体积都相同的HClO溶液和HF溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示,下列叙述正确的是
A.曲线I为HClO溶液稀释时的pH变化曲线
B.取a点对应的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗HF溶液的体积较小
C.b点对应溶液中水的电离程度比c点对应溶液中水的电离程度小
D.从b点到d点,溶液中保持不变(HR代表HClO或HF)
迁移创新
11.(26-27高二上·吉林四平·期中)时,有关弱电解质的电离平衡常数如下表。回答下列问题:
弱电解质
电离平衡常数
(1)下列方法中,可以使溶液中电离程度增大的是__________(填序号,下同)。
A.通入少量气体 B.加入少量冰醋酸
C.加入少量醋酸钠固体 D.加入少量水
(2)可以证明醋酸是弱酸的事实是__________。
A.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子
B.的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
C. 相同温度下,等体积等浓度盐酸和醋酸导电能力前者强于后者
D.醋酸和水能以任意比例混溶
E. 醋酸与溶液反应放出气体
(3)常温下,的氨水加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变大的是__________。
A. B. C. D.
(4)时,将通入氨水中,当降至时,溶液中的__________。
(5)下列微粒在溶液中不能大量共存的是__________。
A.、 B.、 C.、 D.、
(6)时,有相同、体积相同的溶液和溶液,现采取以下措施:
①分别加入等浓度的溶液至恰好反应,所需溶液的体积:溶液__________溶液(填“>”“=”或“<”,下同)。
②温度都升高,溶液中__________溶液中。
12.(26-27高二上·北京西城·阶段检测)常温下几种酸、碱的电离常数如下表,回答下列问题:
酸/碱
HCOOH
CH3COOH
HCN
NH3·H2O
电离常数
Kₐ=1.8×10-4
Kₐ=1.8×10-5
Kₐ=6×10-10
Kb=1.8×10-5
(1)HCOOH、CH3COOH、HCN的酸性由强到弱的顺序是________。
(2)常温下,向氨水中加入稀硫酸至恰好中和,所得溶液的pH________(填“”,“”或“”)7,用离子方程式表示其原因:________________________,其平衡常数的表达式为________________________。
(3)等物质的量浓度的HCOONa、CH3COONa、NaCN溶液的pH值从大到小的顺序为:________,由水电离的大小关系为:HCOONa________CH3COONa(填“”,“”或“”下同);溶液pH值:CH3COONH4_________NH4CN。
(4)用蒸馏水稀释0.10 mol/L的醋酸,下列各式表示的数值随水量的增加而减小的是________(填字母标号)。
A. B.
C. D.
(5)已知,,用20 L Na2CO3溶液将1.0 mol BaSO4转化为BaCO3。
①该转化的离子方程式为:________________________。
②Na2CO3溶液的最初浓度应不低于________mol/L(忽略溶液体积变化)。
13.(26-27高二上·辽宁鞍山·阶段检测)I、按要求回答下列问题:
(1)现有以下物质:①氨水 ②KOH固体 ③熔融NaHSO4 ④Al2O3固体 ⑤石墨 ⑥CO2 ⑦乙醇 ⑧盐酸;其中能导电的有___________(填序号,下同),属于强电解质的有___________。
(2)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为0.1 mol·L-1和1 mol·L-1,则甲、乙两瓶氨水中之比___________(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ、25℃时,醋酸、次氯酸和碳酸的电离平衡常数如下所示:
化学式
CH3COOH
HClO
H2CO3
电离平衡常数
K=1.8×10-5
K=9.0×10-8
Ka1=4.0×10-7
Ka2=4.0×10-11
(3)用蒸馏水稀释0.10 mol·L-1的醋酸溶液,下列各式表示的数值随水量的增加而减小的是___________(填字母)。
a. b. c.
(4)同浓度的CH3COO-、ClO-、、在溶液中结合H⁺的能力最强的是___________。
(5)下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是___________(填字母)。
A.升高温度 B.加入浓硫酸
C.加少量的CH3COONa固体 D.加水稀释
(6)判断CO2通入次氯酸钠溶液中是否发生反应,如果不能反应请说出理由,如果能请写出相应的化学方程式:___________。
(7)25℃时,若初始时次氯酸溶液中HClO的物质的量浓度为0.1 mol·L-1,达到电离平衡时溶液中=___________mol·L-1。
(8)在pH=8即=10-8 mol/L的碳酸氢钠溶液中,求___________。
三、解答题
14.(26-27高二上·河北秦皇岛·阶段检测)研究弱电解质的电离有重要的实际意义。
Ⅰ.醋酸是一种常见的有机酸。
(1)醋酸的电离方程式为________________________________________________。
(2)保持温度不变,向醋酸溶液中通入一定量的氨气,下列量将变小的是________(填字母)。
A.B.C.的电离平衡常数
(3)将0.1溶液加水稀释,将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)下列事实不能说明是弱电解质的是________(填字母)。
A.相同温度下,浓度均为1的盐酸和醋酸溶液的导电性:盐酸>醋酸溶液
B.25℃时,1醋酸溶液的c(H⁺)=0.01
C.10mL1醋酸溶液恰好与10mL1NaOH溶液完全反应
Ⅱ.对比酸性的相对强弱。
(5)25℃时,某些弱酸的电离平衡常数()的数值如下表所示:
化学式
HCN
HClO
Ka
,
下列反应可以发生的是________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
Ⅲ.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示。
(6)O点导电能力为0的原因是________________________________。
(7)a、b、c三点按溶液的由大到小的顺序为________________________。
(8)要使c点增大的同时,减小,可采取的措施有________________________(写一条即可)。
15.(26-27高二上·天津河北·阶段检测)某学习小组为了探究的部分性质,室温下进行了如下实验。
(1)如图为冰醋酸(无水醋酸)在稀释过程中溶液的导电性变化关系图。
①在稀释过程中,a、b、c三点对应的溶液中,的电离程度最大的是________点。pH最小的是________点。
②从b点到c点,溶液中的比值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)醋酸是常见的弱酸。
①醋酸在水溶液中的电离方程式为_________________________。
②下列方法中,可以使醋酸溶液中电离程度增大的是________(填字母序号)。
a.滴加少量浓盐酸 b.加水稀释 c.升高温度 d.加入少量冰醋酸
(3)某些弱酸在时的电离常数如下:
化学式
电离常数
①上述酸中酸性最强的是________(填化学式)。
②下列反应可以发生的是________(填字母)。
A.
B.
C.
③时,若初始时次氯酸溶液中HClO的物质的量浓度为,达到电离平衡时溶液中近似为________。
(4)已知:,醋酸在水溶液中电离出吸收热量,则稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成时,放出热量为________。
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