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海头高级中学高二化学选修四3.1《弱电解质的电离平衡》学案(苏教版)


疏导引导 知识点 1:强弱电解质与结构的关系 强电解质 电离特点 物质种类 溶液中溶质 粒子种类 结构特点 完全电离不可逆,不 存在电离平衡 强酸、强碱、大部分 盐 水合离子、无溶质分 子 离子化合物以及极性 共价化合物 弱电解质 部分电离可逆,存在电离平衡 弱酸、弱碱、水、个别盐 〔HgCl2、(CH3COO)2Pb〕 水合离子、溶质分子共存 极性键结合的共价化合物 非电解质

熔融及水溶液均不电 离 多数有机物,非金属 氧化物(除 H2O) 溶质分子 极性键结合的共价化 合物

由上表可以知道强弱电解质的本质区别在于溶液中是否存在溶质分子, 即是否存在溶质 的电离平衡。 注意:① 电解质的强弱与溶解度无关,如 CH3COOH 能与水互溶,但 CH3COOH 为弱酸。 CaCO3 溶解度小,但 CaCO3 为强电解质。 ② 电解质的强弱与溶液的导电能力无关。如浓 CH3COOH 导电能力强,但 CH3COOH 为弱电 解质,CaCO3 溶液导电能力弱,但 CaCO3 为强电解质。 ③ 电解质的强弱与溶液中离子数目的多少无关。与相同条件下电离出来的离子的浓度有关。 知识点 2:电解质的电离方程 对于强电解质, 能完全电离, 不存在电解质的电离平衡, 在书写电离方程式时用“====”; 对于弱电解质,不能完全电离,存在电离平衡,书写电离方程时用“ 1.强电解质 NaCl====Na++Cl2.弱电解质 (1)一元弱酸弱碱 CH3COOH NH3· 2O H CH3COO-+H+
? NH 4 +OH
-

”。

(2)与醋酸等一元弱酸的电离不同,多元弱酸的电离是分步进行的,例如 H2CO3 分两步进 行: H2CO3
? H++ HCO3

HCO3?

H++ CO3

2?

(3)对于弱碱来说,也有类似弱酸的规律分步电离(较复杂) ,在中学阶段要求一步写出, 如:Fe(OH)3 Fe3++3OH-

(4)两性氢氧化物按两种方式电离 H++ AlO2 +H2O 酸式电离
?

Al(OH)3

Al3++3OH碱式电离
1

3.酸式盐在熔化或溶解条件下的电离
? NaHSO4====Na++ HSO4 (熔化) 2 NaHSO4====Na++H++ SO4 ? (溶解)

? NaHCO3====Na++ HCO3 (溶解)

HCO3? ====H++ CO32? (溶解)
知识点 3:电离平衡常数与电离度 在一定温度下,当醋酸达到电离平衡时,

c(CH 3COO ? ) ? c( H ? ) 是一常数,称为醋酸 c(CH 3COOH )

的电离常数。 通常用 ka 表示弱酸的电离平衡常数,用 kb 表示弱碱的电离平衡常数。电离平衡常数与 c 无关,只与温度有关,温度升高 k 变大,温度降低 k 变小。 弱电解质的电离度我们通常用 α 表示,一般而言,弱电解质的浓度越大,电离度越小, 弱电解质的浓度越小,电离度越大。电离度不仅与浓度有关,而且与温度有关,温度越高, 电离度越大。 弱电解质的电离度 α 可表示为: α=

已电离的弱电解质浓度 × 100% 弱电解质的初始浓度

知识点 4:外界条件对电离平衡的影响 电离平衡主要受温度、浓度以及同离子效应的影响。 1.浓度 对于同一弱电解质,浓度越大,电离程度越小;浓度越小,电离程度越大。将溶液稀释 时,电离平衡向着电离的方向移动。虽然电离程度变大,但溶液中离子浓度不一定变大。 2.温度 由于弱电解质的电离过程一般是吸热的,升高温度,电离平衡向着电离的方向移动。 例如,对于醋酸的电离 CH3COOH CH3COO-+H+,升高温度,c(H+)、c(CH3COO-)增大。

但是对于易挥发或易分解的弱电解质的电离平衡, 升高温度, 又会引起电解质分子的浓度下 降 , 最 终 电 离 程 度 反 而 减 小 。 例 如 H2S 的 水 溶 液 电 离 平 衡 为 H2S HSH++HS- ,

H++S2-,升高温度,由于 H2S 挥发,引起电离平衡向逆方向移动,c(H+)减小。

3.加入具有相同离子的物质 在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质,使电离平衡向逆方向移 动。例如,在稀 CH3COOH 溶液中加少量 CH3COONa 固体,由于增大了 c(CH3COO-),使 CH3COOH 的电离平衡向逆方向移动。同样,如果加入 HCl,由于增大了 c( H+),使电离平 衡也向逆方向移动。 知识点 5:水的电离与 KW

2

水是一种极弱的电解质,它能微弱地电离 H2O

H++OH-,它的电离有如下特点:① 水分

子和水分子之间的相互作用而引起电离的发生;② 极难电离,只有极少数水分子发生电离; + ③ 由水分子电离出的 H 和 OH 数目相等;④ 由水的电离方程式可以看出,水既可以看成是一 元弱酸,又可以看成是一元弱碱;⑤ 水的电离过程是可逆的、吸热的。 KW 为水的离子积常数,简称水的离子积,它反映了水中 c(H+)和 c(OH-)的关系。对于 KW 的 认识应作如下说明: ① 任何水溶液中均存在着水的电离平衡,水的离子积是水电离平衡时具有的性质,不仅适用 于纯水,也适用于其他稀的水溶液。如酸碱盐溶液中都有 KW=c(H+)· c(OH-)=1× -14(常温) 10 。 + + 其中 c(H )、c(OH )均表示整个溶液中的 c(H )和 c(OH )。 ② W 是温度的函数,与 c(H+)、c(OH-)的变化无关。温度升高,KW 增大;温度降低,KW 减 K 小。从电离平衡的角度来看,水的电离是吸热的,故温度升高,水的电离平衡向电离方向移 动,c(H+)和 c(OH-)都增大,KW 也增大,反之,则减小。如 100 ℃ W=1× -12。若未注明 ,K 10 温度,一般认为是常温。 ③ 一定温度下, 在不同的溶液中 c(H+)=

KW ,故 c(H+)和 c(OH-)成反比, 但在任何溶液中, ? c(OH )

由水电离出的 H+和 OH-的浓度一定相等。 活学巧用 1.下列说法正确的是( ) A.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 B.因为醋酸是弱电解质, 盐酸是强电解质, 所以中和等体积等物质的量浓度的醋酸和盐酸时, 中和醋酸消耗的 NaOH 比盐酸消耗的 NaOH 用量少 C.足量 Zn 分别和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸反应时,产生 H2 的量相同,放出 H2 的速率不等 D.物质的量浓度相同的磷酸钠溶液和磷酸溶液中 PO4 的物质的量浓度相同 解析:电解质的强弱在于是否完全电离,与导电能力强弱无必然联系。强电解质稀溶液中溶 质虽完全电离,但离子浓度小,导电能力也会很弱,故 A 错误。弱电解质在溶液中虽不完 全电离,但存在电离平衡。溶液中电离出的离子浓度可能较小,但消耗离子后可通过平衡移 动补充。 所以, 在相同条件下提供离子能力是同等的, 故此等物质的量浓度、 等体积的盐酸、 醋酸耗用 NaOH 是相同的,与 Zn 反应产生 H2 是等量的,所以 B 错误,C 正确。D 选项中 Na3PO4 是强电解质,完全电离,而磷酸是弱酸,是分步且不完全电离,产生的 PO4 肯定比 等条件下的磷酸钠少,所以 D 错误。 答案:C 2.关于强、弱电解质的有关叙述错误的是( ) A.强电解质在溶液中完全电离成阴、阳离子 B.在溶液中,导电能力强的电解质是强电解质 C.对同一弱电解质来说,当溶液的温度和浓度不同时,其导电能力也不相同 D.纯净的强电解质在液态时,有的导电,有的不导电 解析:溶液的导电能力大小与温度和离子浓度有关,强电解质的溶液如果离子浓度很小,导 电能力也不会很强,故 B 错误。由离子化合物形成的强电解质在液态时导电,由共价化合 物形成的强电解质在液态时不导电,故 D 正确。
3
3? 3?

答案:B 3.下列电离方程式的书写正确的是( A.NaHSO4
2 Na++H++ SO4 ?


2 B.NaHCO3====Na++H++ CO3 ?

C.HClO====H++ClO-

D.H2S

H++HS-、HS-

H++S2”。 NaHSO4 和 NaHCO3

解析: 表示强电解质的电离用“====”, 表示弱电解质的电离用“

? ? 属于 酸式盐,HSO4 是强酸 H2SO4 的酸式酸根, 在溶液中能完全电离, 应用“====”,HCO3

是弱酸 H2CO3 的酸式酸根,在溶液中只能部分电离,应用“ 解质,应用“ ”,正确答案为 D。 )

”。HClO 和 H2S 都是弱电

答案:D 4.下列物质的电离方程式书写正确的是( A.Fe(OH)2 C.H2SO3 2OH-+Fe2+
2 2H++ SO3 ?

B.NaHSO4 熔化:NaHSO4====Na++H++ SO4 D.AgCl Ag++Cl-

2?

解析:NaHSO4 熔化时电离不出 H+,它只能在水中电离出 H+,B 错;H2SO3 是多元弱酸, 应分步电离,不能合成一步书写,C 错;AgCl 是难溶的强电解质,在溶液中也是全部电离, 应用“====”,D 错。所以正确选项为 A。 答案:A 5.某醋酸稀释时,随加水量的增多电离度增大,但氢离子浓度先增大至一定程度后又减小, 则此醋酸的浓度可能是( )

A.接近 100% B.0.1 mol· -1 L C.1 mol· -1 L D.无法确定 解析:弱电解质稀释时电离度和溶液浓度的关系为:纯液体或浓溶液(如冰醋酸)稀释时, 开始电离度增大,离子浓度增大。当稀释至一定程度后(一般 2 mol· -1 以上) L ,电离度仍增 + 大, 但离子浓度由于溶液体积的增大而减小。 图为冰醋酸稀释中 c(H )与加水量之间的图示。 答案:A 6.欲使醋酸溶液中的 CH3COO-浓度增大,且不放出气体,可向醋酸中加入少量固体( ) A.NaOH B.NaHCO3 C.CH3COOK D.Mg 解析:醋酸中存在 CH3COOH H++CH3COO-,欲使醋酸溶液中 CH3COO-浓度增大,应

使平衡向右移动。A 项由于加入 NaOH 会减少 H+的物质的量,使平衡向右移动;C 项由于 加入 CH3COOK 会增加 CH3COO-物质的量,故 A、C 均可以。B 项中加入 NaHCO3 会降低 H+的物质的量浓度,使平衡右移,但产生了 CO2;D 项中加入 Mg 会降低 H+的物质的量浓
4

度,使平衡右移,产生 H2,故 B 和 D 错误。 答案:AC 7.化合物 HIn 在水溶液中因存在以下电离平衡,故可用作酸碱指示剂。 HIn(溶液)H+ (溶液)+In-(溶液)

红色 黄色 -1 浓度为 0.02 mol· 的下列各溶液:① L 盐酸 ② 石灰水 ③ NaCl 溶液 ④ NaHSO4 溶液 ⑤ NaHCO3 溶液⑥ 氨水 其中能使指示剂显红色的是( ) A.① ⑤ ④ B.② ⑥ ⑤ C.① ④ D.② ⑥ ③ 解析:由电离平衡看出,若使指示剂显红色必使平衡左移,而使平衡左移的条件是向溶液中 加入 H+。在给出的试剂中只有① 和④ 溶于水后能电离出 H+。 答案:C 8.下列说法正确的是( ) A.HCl 溶液中无 OH B.NaOH 溶液中无 H+ C.NaCl 溶液中既无 OH-,也无 H+ D.常温下,任何物质的水溶液中都有 H+和 OH-,且 KW=1× -14 10 解析:水的电离平衡 H2O H++OH-为动态平衡,由勒· 夏特列原理,知 HCl、NaOH、

NaCl 等任何物质的水溶液里都存在一定量的 H+和 OH-,故 A、B、C 都不正确。水的离子 积常数值的大小只与温度有关而与离子的浓度无关。在常温下,纯水中 KW=1× -14,其他水 10 -14 溶液中同样是 KW=1× 10 ,故 D 正确。 答案:D 9.在 25 ℃ 的某溶液中,由水电离出的 c(H+)=1× -12 mol· -1,则该溶液的 pH 可能是( 10 L ) A.12 B.7 C.6 D.2 + -1 -1 解析:在溶液中,c 水(H )=c 水(OH )=1× 2 mol· ,当溶液中 c 液(OH-)=c 水(OH-)=1× - 12 10 L 10 mol· -1 时,c 液(H+)= L

10?14 m ol2 ? L?2 =10-2mol· -1,所以 pH=-lgc(H+)=-lg1× -2=2。故 D L 10 1 ? 10?12 m ol ? L?1

选项符合题意。 若为碱, c 液 H+) 水(H+)=1× -12 mol· -1, 则 ( =c 10 L 则由 pH=-lgc(H+)=-lg1× -12=12, 10 故 A 选项符合题意。 答案:AD

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