第十章第45学案弱电解质的电离平衡.doc

第十章水溶液中的离子平衡学案45弱电解质的电离平衡考纲要求1.了解电解质的概念，了解强电解质和弱电解质的概念。2.了解电解质在水溶液中的电离，以及电解质溶液的导电性。3.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。知识点一强、弱电解质1电解质与非电解质(1)电解质：在_里或_状态下能导电的_；(2)非电解质：在水溶液里和熔融状态下_不能导电的_。2强电解质和弱电解质(1)概念 (2)与化合物类型的关系强电解质主要是大部分_化合物及某些_化合物。弱电解质主要是某些_化合物。问题思考1(1)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质导电能力强吗？(2)能导电的物质一定是电解质吗？2强电解质一定易溶于水吗？易溶于水的电解质一定是强电解质吗？3电离方程式的书写(1)强电解质用_，弱电解质用_。(2)多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远远大于第二步，如碳酸电离方程式：_，_。(3)多元弱碱电离方程式一步写成，如氢氧化铁电离方程式：_。知识点二弱电解质的电离平衡1概念弱电解质的电离平衡是指在一定条件下(温度、浓度)，弱电解质_的速率和_的速率相等的状态。如下图所示：2特征3外界条件的影响电离平衡是一个吸热过程，主要受温度、浓度的影响。(1)浓度：增大弱电解质的浓度，电离平衡_移动，溶质分子的电离程度减小；增大离子的浓度，电离平衡向左移动，溶质分子的电离程度_。(2)温度：升高温度，电离平衡_移动，电离程度增大；降低温度，电离平衡向左移动，电离程度_。问题思考3电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小吗？离子的浓度一定增大吗？知识点三电离常数1表达式对一元弱酸HA：HAHAKa_。对一元弱碱BOH：BOHBOHKb_。2特点(1)电离常数只与_有关，升温，K值_。(2)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是Ka1Ka2Ka3，所以其酸性主要决定于第一步电离。3意义电离常数数值的大小，可以估算弱电解质电离的趋势。K值越大，电离程度越大，酸(或碱)性越强。如相同条件下常见弱酸的酸性强弱：H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO问题思考4为什么说温度升高电离平衡常数(Ka或Kb)增大？5为什么多元弱酸的Ka1Ka2Ka3?一、外界条件对弱电解质电离的影响以CH3COOHCH3COOH平衡体系为例，填写下列表格。加水加热加少量NaOH(s)加少量CH3COONa(s)加少量HCl(g)加少量冰醋酸平衡移动电离程度n(H)c(H)pH溶液导电性典例导悟1(2011·福州质检)在一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力如图所示。请回答：(1)“O”点导电能力为“0”的理由是_。(2)A、B、C三点pH由小到大的顺序是_。(3)A、B、C三点电离程度最大的是_，其理由是_。变式演练1在0.1 mol·L1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COOH，对于该平衡，下列叙述正确的是()A加入水时，平衡向逆反应方向移动B加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动C加入少量0.1 mol·L1 HCl溶液，溶液中c(H)减小D加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动二、强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较以盐酸和醋酸的电离为例，用“>”、“<”、“”或相应汉字填写下表。典例导悟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(H)相同B100 mL 0.1 mol·L1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠CpH3的两溶液稀释100倍，pH都为5D两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c(H)均明显减小听课记录：变式演练2(2011·吉林月考)pH1的两种酸溶液A、B各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法不正确的是()AA、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等B稀释后，A酸溶液的酸性比B酸溶液弱C若a4，则A是强酸，B是弱酸D若1<a<4，则A、B都是弱酸题组一强、弱电解质1(2011·全国理综，6)等浓度的下列稀溶液：乙酸、苯酚、碳酸、乙醇，它们的pH由小到大排列正确的是()A BC D2(2009·海南，6)已知室温时，0.1 mol·L1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是()A该溶液的pH4B升高温度，溶液的pH增大C此酸的电离平衡常数约为1×107D由HA电离出的c(H)约为水电离出的c(H)的106倍3.(2008·北京理综，11)下列叙述正确的是()A将稀氨水逐滴加入稀硫酸中，当溶液pH7时，c(SO)c(NH)B两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2，pH分别为a和a1，则c110c2CpH11的NaOH溶液与pH3的醋酸溶液等体积混合，滴入石蕊溶液呈红色D向0.1 mol·L1的氨水中加入少量硫酸铵固体，则溶液中增大题组二弱电解质的电离平衡4判断正误(1)0.1 mol·L1 CH3COOH溶液的pH>1，(原因是)CH3COOHCH3COOH()(2010·北京理综10A)(2)由0.1 mol·L1一元碱BOH溶液的pH10，可推知BOH溶液存在BOH=BOH()(2010·福建理综10C)(3)醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度()(2010·全国理综8C)(4)某醋酸溶液的pHa，将此溶液稀释1倍后，溶液的pHb，则a>b()(2010·全国理综9A)5(2011·课标全国卷，10)将浓度为0.1 mol·L1 HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是()Ac(H) BKa(HF)C. D.6(2011·福建理综，10)常温下0.1 mol·L1醋酸溶液的pHa，下列能使溶液pH(a1)的措施是()A将溶液稀释到原体积的10倍B加入适量的醋酸钠固体C加入等体积0.2 mol·L1盐酸D提高溶液的温度7(2011·山东理综，14)室温下向10 mL pH3的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是()A溶液中导电粒子的数目减少B溶液中不变C醋酸的电离程度增大，c(H)亦增大D再加入10 mL pH11的NaOH溶液，混合液pH78(2010·重庆理综，13)pH2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右图所示。分别滴加NaOH溶液(c0.1 mol·L1)至pH7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则()Ax为弱酸，Vx<Vy Bx为强酸，Vx>VyCy为弱酸，Vx<Vy Dy为强酸，Vx>Vy题号1235678答案9.2010·浙江理综26(1)(2)25 时，弱电解质的电离平衡常数：Ka(CH3COOH)1.8×105，Ka(HSCN)0.13，难溶电解质的溶度积常数：Ksp(CaF2)1.5×1010。25 时，2.0×103mol·L1氢氟酸水溶液中，调节溶液pH(忽略体积变化)，得到c(HF)、c(F)与溶液pH的变化关系，如下图所示：请根据以上信息回答下列问题：(1)25 时，将20 mL 0.10 mol·L1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 mol·L1 HSCN溶液分别与20 mL 0.10 mol·L1 NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图如图所示：反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是_，反应结束后所得两溶液中，c(CH3COO)_c(SCN)(填“>”、“<”或“”)。(2)25 时，HF电离平衡常数的数值Ka_，列式并说明得出该平衡常数的理由_。题组一强弱电解质1下列说法正确的是()A强电解质溶液一定比弱电解质溶液的导电性强B强电解质的稀溶液中不存在溶质分子C强电解质都是离子化合物，而弱电解质都是共价化合物D不同的弱电解质只要物质的量的浓度相同，电离程度也相同2(2011·临沂模拟)有关常温下pH均为3的醋酸和硫酸的说法正确的是()A两种溶液中，由水电离出的氢离子浓度均为1×1011 mol·L1B分别加水稀释100倍后，两种溶液的pH仍相同C醋酸中的c(CH3COO)和硫酸中的c(SO)相等D分别加入足量锌片，两种溶液生成H2的体积相同3已知下面三个数据：7.2×104 mol·L1、4.6×104 mol·L1、4.9×1010 mol·L1分别是下列有关的三种酸的电离常数，若已知下列反应可以发生：NaCNHNO2=HCNNaNO2NaCNHF=HCNNaFNaNO2HF=HNO2NaF。由此可判断下列叙述不正确的是()AK(HF)7.2×104 mol·L1BK(HNO2)4.9×1010 mol·L1C根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCNDK(HCN)<K(HNO2)<K(HF)4常温下，有甲、乙两份体积为1 L，浓度均为0.1 mol·L1的醋酸溶液，其pH为3，甲用蒸馏水稀释100倍后，溶液的pH变为x；乙与等体积、浓度为0.2 mol·L1的NaOH混合，在混合液中：n(CH3COO)n(OH)n(H)y mol，x、y的正确答案组合为()A3；0.1 B5；0.2C3<x<5；0.1 D3<x<5；0.25下列关于电离常数(K)的说法中正确的是()A电离常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱B电离常数(K)与温度无关C不同浓度的同一弱电解质，其电离常数(K)不同D多元弱酸各步电离常数相互关系为：K1<K2<K3题组二弱电解质的电离平衡6(2011·西安模拟)在醋酸溶液中，CH3COOH电离达到平衡的标志是()A溶液显电中性B溶液中检测不出CH3COOH分子存在C氢离子浓度恒定不变Dc(H)c(CH3COO)7H浓度相同的等体积的盐酸A和醋酸B，分别和锌反应，若最后仅有一种溶液中存在锌，且放出氢气的质量相同，则下列说法正确的是()反应所需要的时间B>A开始反应时的速率A>B参加反应的锌的物质的量AB反应过程的平均速率B>A盐酸里有锌剩余醋酸里有锌剩余A B C D题号1234567答案题组三实验探究8用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案如下：甲：称取一定质量的HA配制0.1 mol·L1的溶液100 mL；用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质。乙：用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH1的两种酸溶液各100 mL；分别取这两种溶液各10 mL，加水稀释为100 mL；各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度和质量相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。(1)在两个方案的第步中，都要用到的定量仪器是_。(2)甲方案中说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH_1(选填“>”、“<”或“”)。(3)乙方案中说明HA是弱电解质的现象是_。装HCl溶液的试管中放出H2的速率快；装HA溶液的试管中放出H2的速率快；两个试管中产生气体的速率一样快。(4)请你评价：乙方案中难以实现之处和不妥之处：_。(5)请你提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取)，作简明扼要表述：_。9已知NH3·H2O和CH3COOH的电离常数在同温条件下近似相等。现有pH试纸、0.1 mol·L1氨水、0.1 mol·L1盐酸、0.1 mol·L1 NaOH溶液、CH3COONH4固体和蒸馏水。请应用化学平衡知识设计一个实验(只限于选用上述试剂)，证明NH3·H2O为弱电解质(弱碱)。学案45弱电解质的电离平衡【课前准备区】知识点一1(1)水溶液熔融化合物(2)都化合物2(1)全部强酸强碱大多数盐部分弱酸弱碱水(2)离子共价共价3(1)=(2)H2CO3HHCOHCOHCO(3)Fe(OH)3Fe33OH知识点二1电离成离子离子结合成分子23(1)向右减小(2)向右减小知识点三1.2(1)温度增大问题思考1(1)导电能力强弱要看溶液中离子浓度大小，离子浓度大的，导电性强，若强电解质溶液中离子浓度很小，而弱电解质溶液中离子浓度大，则弱电解质溶液导电能力强。(2)能导电的物质不一定是电解质，如Cu、氯水等。2强电解质不一定易溶于水，如CaCO3、BaSO4都是强电解质，易溶于水的也不一定是强电解质，如NH3、H2O、H3PO4、HF等，故强、弱电解质与溶解性无必然联系。3都不一定。如对于CH3COOHCH3COOH平衡后，加入冰醋酸，c(CH3COOH)增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，只能“减弱”而不能“消除”，再次平衡时，c(CH3COOH)比原平衡时大；加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但c(CH3COOH)、c(H)都比原平衡时要小。4由于电解质的电离是吸热过程，升高温度，电离程度增大，故Ka或Kb增大。5(1)一级电离电离出的H抑制了二级电离，依次类推。(2)一级电离完成后，酸式酸根离子是一个阴离子，从阴离子中电离出H是比较耗能的，且酸式酸根离子带的负电荷越多，电离出H越困难。【课堂活动区】一、右移右移右移左移左移右移增大增大增大减小减小减小增大增大减小减小增大增大减小增大减小减小增大增大增大减小增大增大减小减小减小增大增大增大增大增大二、<><><变大变大><典例导悟1(1)冰醋酸是纯净的固体醋酸，没有水存在，醋酸没有电离，因而导电能力为0(2)B<A<C(3)C弱电解质的电离程度随浓度的减小而增大解析(1)开始时，冰醋酸中无水，不电离，无自由移动离子，故导电能力为0。(2)从图中可看出，导电能力B>A>C，则其离子浓度：B>A>C，故c(H)也是B>A>C，可知pH关系。(3)弱电解质的电离与浓度有关，浓度越小，电离程度越大，故应为C。2B盐酸是强酸，醋酸是弱酸，二者浓度相同时电离出H浓度不相同，A错；同浓度、同体积的两酸中和氢氧化钠的能力相同，B正确；pH3的两酸溶液稀释100倍时，盐酸pH5，而醋酸pH<5，因稀释时促进了醋酸的电离，C错；盐酸中加入对应的钠盐(NaCl)，c(H)不变，故D错。变式演练1B2.A【课后练习区】高考集训1D乙酸、碳酸和苯酚为弱电解质，其酸性强弱关系为乙酸>碳酸>苯酚，乙醇为非电解质，则等浓度的四种溶液pH由小到大的排列顺序为乙酸<碳酸<苯酚<乙醇。2B根据HA在水中的电离度可算出c(H)0.1%× 0.1 mol·L1104 mol·L1，所以pH4；因HA在水中有电离平衡，升高温度促进平衡向电离的方向移动，所以c(H)将增大，pH值会减小；C选项可由平衡常数表达式算出K1×107 mol·L1，所以C正确；c(H)104 mol·L1，所以c(H，水电离) 1010 mol·L1，前者是后者的106倍。3CA项，由电荷守恒知c(H)c(NH)2c(SO)c(OH)，pH7，c(H)c(OH)，故2c(SO)c(NH)，c(SO)c(NH)；B项，醋酸越浓，电离程度越小，当c110c2时，前者溶液中H浓度达不到后者溶液中H浓度的10倍，pH相差不到1；C项，醋酸远远过量；D项，加入(NH4)2SO4固体，抑制NH3·H2O的电离，则减小。4(1)解析因CH3COOH是弱酸，不能完全电离。(2)×解析0.1 mol·L1 BOH溶液的pH10，说明BOH为弱碱，弱碱不能完全电离，存在电离平衡。(3)×解析醋酸可发生电离：CH3COOHCH3COOH，而醋酸钠提供大量的CH3COO，从而导致上述可逆反应向逆反应方向移动，醋酸电离程度减弱。(4)×解析对酸溶液进行稀释，氢离子浓度降低，pH增大。5DHF为弱酸，存在电离平衡：HFHF。根据勒夏特列原理：当改变影响平衡的一个条件，平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动，但平衡的移动不能完全消除这种改变，故加水稀释，平衡正向移动，但c(H)减小，A错误；电离常数只受温度的影响，温度不变，电离常数Ka不变，B错误；当溶液无限稀释时，c(F)不断减小，但c(H)接近107 mol·L1，所以减小，C错误；，由于加水稀释，平衡正向移动，所以溶液中n(H)增大，n(HF)减小，所以增大，D正确。6B醋酸是弱酸，稀释10倍同时也促进了其电离，溶液的pH<(a1)，A错误；醋酸根离子水解显碱性，向酸溶液中加入适量碱性溶液可以使pH增大1，B正确；盐酸完全电离，加入盐酸后溶液的pH<a，C错误；升高温度促进醋酸的电离，溶液的pH<a，D错误。7BA项，醋酸加水稀释，促进电离，导电粒子的数目增加，故A错误；B项，由于温度不变，电离平衡常数K·不变，由于KW不变，则题给比值不变，故B正确；C项，醋酸加水稀释，电离程度增大，但c(H)变小，故C错误；D项，加入10 mL pH11的NaOH溶液，醋酸过量，混合后溶液显酸性，故D错误。8C由图知：将一元酸x和y分别稀释10倍，pH的变化量pHx1，pHy<1，所以x为强酸，而y为弱酸。pH2时弱酸y的浓度大，滴加NaOH至pH7时需NaOH溶液的体积则y要比x大。9(1)HSCN的酸性比CH3COOH强，其溶液中c(H)较大，故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率较快<(2)103.45(或3.5×104)Ka，当c(F)c(HF)时，Kac(H)，查图中的交点处即为c(F)c(HF)，故所对应的pH即为Ka的负对数解析(1)Ka(CH3COOH)1.8×105<Ka(HSCN)0.13，所以相同浓度的CH3COOH溶液和HSCN中的c(H)，后者要大，与等浓度的NaHCO3反应，HSCN溶液产生CO2的速率要快。两者都恰好完全反应分别生成等浓度的CH3COONa溶液和NaSCN溶液，溶液中的阴离子都能水解，且CH3COO水解程度大。(2)Ka，当c(F)c(HF)时，Kac(H)，查图中的交点处即为c(F)c(HF)，故所对应的pH即为Ka的负对数，由图中数据可得Ka103.45或3.5×104。考点集训1B强电解质不一定都是离子化合物，如HCl，其导电能力不一定比弱电解质溶液强。2A由于醋酸是弱酸，在溶液中存在电离平衡，稀释时电离程度增大，故B项错；由于所带电荷不同，c(CH3COO)要大于c(SO)，C项错；两溶液与锌反应时，醋酸生成的H2多，D项错。3B相同温度下的弱电解质的电离常数是比较弱电解质相对强弱的依据之一；根据第一、第三个反应可知三种一元弱酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCN。由此可判断K(HF)>K(HNO2)>K(HCN)，其对应数据依次为K(HF)7.2×104 mol·L1，K(HNO2)4.6×104 mol·L1，K(HCN)4.9×1010 mol·L1。4D因醋酸是弱酸，稀释过程中继续电离，故稀释100倍时3<pH<5；由电荷守恒知y为Na的物质的量。5A电离常数表示电离程度的大小，K值越大，电离程度越大。电离常数是一个温度常数，且多元弱酸的电离常数关系为K1K2K3。6C电离平衡是一个动态平衡，弱电解质的电离不可能进行到底，且无论在任何时刻，溶液均显酸性，c(H)c(CH3COO)始终成立，只要达到平衡状态，各组分的浓度恒定不变。7C起始时c(H)相同，因此开始时反应速率相同；因放出H2的质量相同，所以参加反应的锌相等；随着反应的进行，醋酸的电离平衡被破坏，向着电离方向移动，故醋酸中H浓度的变化小于盐酸中的，所以在反应过程中醋酸溶液中生成氢气的速率大于盐酸中的；锌不可能在醋酸中剩余，因为醋酸能够提供的H远大于盐酸。8(1)100 mL容量瓶(2)>(3)(4)难以准确配制pH1的HA溶液；难以做到锌的表面积相同(5)配制NaA溶液，测其pH大于7，证明HA是弱电解质解析此题考查了学生灵活应用所学知识评价实验和设计实验的能力。证明HA是弱电解质的原理有两个：一是证明HA不能完全电离，溶液中存在电离平衡；二是证明HA与强碱反应生成的盐具有弱碱性。甲、乙两同学都是利用了第一个原理。0.1 mol·L1的HA溶液pH>1，说明c(H)<0.1 mol·L1，也就是说明了HA不能完全电离，为弱电解质。同pH的盐酸和HA用水稀释相同倍数后，由于HA是弱电解质，存在电离平衡，c(H)减小程度小，溶液中c(H)大于盐酸中c(H)，与锌粒反应速率快。再由原理二，设计出一个更为简易的方案：配制NaA溶液，测其pH>7，即证明HA是弱电解质。另外解此题第一问时，很易丢掉容量瓶容积，要注意答题的严密性。9方案一把一小块试纸放在表面皿或玻璃片上，用蘸有0.1 mol·L1氨水的玻璃棒点试纸的中部，试纸上显示的颜色跟标准比色卡相比，记录溶液的pH值。由于氨水只有部分电离为OH，由上述测定的pH值小于13，就可推知NH3·H2O是弱电解质。方案二取上述0.1 mol·L1氨水、0.1 mol·L1 NaOH溶液，分别加入等量的蒸馏水，再测定稀释后两种溶液的pH值，变化大的是0.1 mol·L1 NaOH溶液，变化小的是0.1 mol·L1氨水，说明随着氨水稀释，氨水的电离度不断增大，推知NH3·H2O是弱电解质。方案三取上述0.1 mol·L1氨水，加入CH3COONH4固体(CH3COONH4溶液呈中性)，再测定混合溶液的pH值，发现溶液的pH值变小。因为加入CH3COONH4后，c(NH)增大，破坏了氨水的电离平衡，使氨水的电离平衡不断向逆反应方向移动，造成c(OH)减小，pH值也变小。方案四取上述0.1 mol·L1氨水和0.1 mol·L1盐酸等体积混合后，测定反应后溶液的pH值，结果溶液呈酸性，说明NH4Cl溶液能够水解而推知NH3·H2O是弱电解质。方案五取上述0.1 mol·L1氨水测定溶液的pH值，然后稍微加热，再测定溶液的pH值。由于氨水电离平衡的正反应是吸热反应，温度升高平衡向正反应(吸热反应)进行，造成OH浓度增大，溶液的pH值升高。而0.1 mol·L1盐酸、0.1 mol·L1 NaOH是强电解质，完全电离，离子浓度受温度影响较小，故溶液的pH值基本不变。(以上方案任选其一)