高三化学总复习-专题攻略-之水溶液中的离子平衡-一-弱电解质的电离含解析.doc

弱电解质的电离
【高考预测】
1. （★）掌握弱电解质的电离平衡。
2. （★）了解电离平衡常数的概念。
3. （★★★）了解影响电离平衡的因素

锁定高考
1．(2016课标Ⅲ)下列有关电解质溶液的说法正确的是
A．向0.1 molCH3COOH溶液中加入少量水，溶液中减小
B．将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃，溶液中增大
C．向盐酸中加入氨水至中性，溶液中
D．向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变
【答案】D

2．（2015重庆）下列叙述正确的是（ ）
A．稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B．25℃时，等体积等浓度的硝酸与氨水混合后，溶液pH=7
C．25℃时，0.1mol·L－1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D．0.1 mol AgCl和0.1mol AgI混合后加入1L水中，所得溶液中c(Cl－)=c(I－)
【答案】C

夯实基础
一. 弱电解质的电离平衡
1. 定义和特征
⑴ 电离平衡的含义
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分子的速率相等，溶液中各分子和离子的浓度都保持不变的状态叫电离平衡状态。
任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡，达到平衡时，弱电解质具有该条件下的最大电离程度。
⑵ 电离平衡的特征
① 逆：弱电解质的电离过程是可逆的，存在电离平衡。
② 等：弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等。
③ 动：弱电解质电离成离子和离子结合成分子的速率相等，不等于零，是动态平衡。
④ 定：弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液里离子的浓度、分子的浓度都不再改变。
⑤ 变：外界条件改变时，平衡被破坏，电离平衡发生移动。
2. 影响电离平衡的因素
⑴ 浓度：同一弱电解质，增大溶液的物质的量浓度，电离平衡将向电离的方向移动，但电解质的电离程度减小；稀释溶液时，电离平衡将向电离方向移动，且电解质的电离程度增大。
在醋酸的电离平衡 CH3COOHCH3COO-+H+加水稀释，平衡向右移动，电离程度变大，但c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)变小， 加入少量冰醋酸，平衡向右移动， c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)增大，但电离程度变小。
⑵ 温度：温度越高，电离程度越大
由于弱电解质的电离一般是吸热的，因此升高温度，电离平衡将向电离方向移动，弱电解质的电离程度将增大。
⑶ 同离子效应 加入与弱电解质具有相同离子的电解质时，使电离平衡向逆反应方向移动。
⑷ 化学反应 加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时，可使平衡向电离方向移动。
3. 以电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+为例，各种因素对电离平衡的影响可归纳为下表：

移动方向
c(H+)
n(H+)
c(OH-)
导电能力
电离程度
加水稀释
向右
减小
增多
增多
减弱
增大
加冰醋酸
向右
增大
增多
减小
增强
减小
升高温度
向右
增大
增多
增多
增强
增大
加NaOH(s)
向右
减小
减少
增多
增强
增大
H2SO4(浓)
向左
增大
增多
减少
增强
减小
加醋酸铵(s)
向左
减小
减少
增多
增强
减小
加金属Mg
向右
减小
减少
增多
增强
增大
加CaCO3(s)
向右
减小
减少
增多
增强
增大
二. 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，以第一步为主：
　 例如：NaCl=Na++Cl－　
NH3·H2ONH4++OH—
H3PO4 H++H2PO4—(为主)
3. 酸式盐：强酸的酸式盐完全电离，一步写出，如NaHSO4＝Na++H++SO42一。弱酸的酸式盐强中有弱酸根离子的要分步写出：如NaHCO3＝Na++ HCO3一；HCO3一CO32一+ H+
4. Al（OH）3是涉及的一种重要的两性氢氧化物，存在酸式电离和碱式电离：
Al3+ +3OH-Al(OH)3AlO2- +H++H2O
典例1 在一定温度下，向冰醋酸中加水稀释，溶液导电能力变化情况如图所示，回答下列问题。

(1) “O”点时液体不能导电，说明醋酸中________离子键(填“含有”或“不含”)。
(2) a、b、c三点醋酸电离程度由大到小的顺序为_____；a、b、c三点对应的溶液中c(H＋)最大的是
______。
(3) 将等体积的a、b、c三点所对应的溶液用1 mol·L－1氢氧化钠溶液中和，消耗氢氧化钠溶液体积由
大到小的顺序为________________。
(4) 要使c点溶液中c(CH3COO－)增大而c(H＋)减小，可采取的两种措施是_________________。
(5) 若实验测得c点处溶液中c(CH3COOH)＝0.1 mol·L－1，c(CH3COO－)＝0.001 mol·L－1，则该条件下
CH3COOH的电离常数Ka＝________。
【答案】 (1) 不含 (2) c>b>ab
(3) a>b>c (4) 加入锌、NaOH或CH3COONa(其他合理答案也可) (5) 1×10－5

重难突破
一. 电解质溶液的导电性和导电能力

⑴ 电解质不一定导电(如NaCl晶体、无水醋酸)，导电物质不一定是电解质(如石墨)，非电解质不
导电，但不导电的物质不一定是非电解质。
⑵ 电解质溶液导电能力是由溶液中自由移动的离子浓度决定的，离子浓度大，导电能力强；离子浓度小，导电能力弱。离子浓度大小受电解质的强弱和溶液浓度大小的决定。所以强电解质溶液导电能力不一定强，弱电解质溶液导电能力也不一定弱。
【名师点拨】电解质的电离情况分类说明：
① NaCl、NaOH等盐、强碱类离子化合物在水溶液里或熔融状态下都能发生电离，都能导电。
②　Na2O、MgO等活泼金属氧化物类离子化合物在熔融状态下能电离且能导电，或与水反应（Na2O），或不溶于水，因此不谈他们在水溶液中的电离。
③ H2SO4，HCl，CH3COOH等酸类共价化合物在水溶液中能电离，能导电，但在熔融状态下不电离、不导电，在其纯溶液中只有分子，没有离子。注意：共价化合物在熔融状态下不发生电离。
④ NaHCO3、NH4Cl等热稳定性差的盐类电解质受热易分解，因此只谈它们在水溶液中的电离。
⑤ 强酸的酸式盐在熔融状态下和水溶液里的电离程度是不同的：NaHSO4溶于水 NaHSO4 = Na+ + H+ + SO42－， NaHSO4熔融状态下 NaHSO4 = Na+ + HSO4－
典例1 某固体化合物A不导电，但熔化或溶于水都能完全电离。下列关于物质A的说法中，正确的是（ ）
A. A为非电解质 B. A是强电解质
C. A是离子晶体 D. A是弱电解质
【答案】B、C
【解析】在熔化状态下能够电离的一定是离子化合物，而离子化合物均为强电解质，故应选B、C。
二. 强弱电解质的判断方法
1. 在相同浓度、相同温度下，与强电解质做导电性对比实验。
2. 浓度与pH的关系。如0.1mol/LCH3COOH溶液，其pH>1，则证明CH3COOH是弱电解质。
3. 测定对应盐的酸碱性。如CH3COONa溶液呈碱性，则证明CH3COOH是弱酸。
4. 稀释前后的pH与稀释倍数的关系。例如，将pH=2的酸溶液稀释至原体积的100倍，若pH<5，则证明该酸为弱酸；若pH=5，则证明该酸是强酸。
5. 利用实验证明存在电离平衡。如醋酸溶液中滴入紫色的石蕊试液变红，再加CH3COONa固体，颜色变浅，证明CH3COOH是弱电解质。
6. 在相同温度、相同浓度下，比较与金属反应的速率大小。如将锌粒放入到等浓度的盐酸和醋酸溶液中，起始速率前者比后者小。
典例2 下列事实不能证明NH3·H2O是弱碱的是(　　)
A．pH＝11的氨水加水稀释到原溶液体积100倍时，pH大于9
B．氯化铵溶液呈酸性
C．常温下，0.01 mol/L氨水的pH＝10.6
D．体积相同的0.1 mol/L氨水和0.1 mol/L NaOH溶液中和盐酸的量相同
【答案】D
【解析】　A项，若氨水为强碱，则必完全电离，pH＝11的氨水加水稀释到原溶液体积100倍时，pH应等于9；B项，氯化铵溶液呈酸性，说明NH发生水解反应生成了弱电解质NH3·H2O，“有弱才水解”；C项，常温下，0.01 mol/L 氨水的pH＝10.6，说明氨水不能完全电离，若完全电离，pH应等于12；D项，无论氨水碱性强弱，等体积、等浓度的氨水和NaOH溶液最终电离出n(OH－)的量相同，它们的中和能力相同。
三. 电离平衡常数
1. 一元弱酸：CH3COOHH＋＋CH3COO－

2. 一元弱碱：NH3·H2ONH4++OH—

（1）电离平衡常数是温度函数，温度不变K不变，不随浓度的改变而改变。
（2）K值越大，该弱电解质较易电离，其对应的弱酸弱碱较强； K值越小，该弱电解质越难电离，其对应的弱酸弱碱越弱；即 K值大小可判断弱电解质相对强弱。
（3）多元弱酸是分步电离的，一级电离程度较大，产生H+，对二级、三级电离产生抑制作用。如：
H3PO4H＋＋H2PO K1＝7.1×10－3
H2POH＋＋HPO K2＝6.3×10－8
HPOH＋＋PO K3＝4.20×10－13
【名师点拨】
①　电离常数表达式中各组分的浓度均为平衡浓度．
②　多元弱酸溶液中的c(H＋)是各步电离产生的c(H＋)的总和，在每步的电离常数表达式中的c(H＋)是指溶液中H＋的总浓度而不是该步电离产生的c(H＋)．
③　电离常数的特征．同一弱电解质的稀溶液的电离常数的大小与溶液的浓度无关，只随温度的变化而变化．温度不变，K值不变；温度不同，K值也不同．但由于电离常数随温度的变化不大，在室温时，可不考虑温度对电离常数的影响．
④　电离常数的意义
a 表明弱电解质电离的难易程度．K值越大，离子浓度越大，该电解质越易电离；反之，电解质越难电离。
b 比较弱酸或弱碱相对强弱．例如在25℃时，HNO2的K＝4.6×10－4，CH3COOH的K＝1.8×10－5，因此HNO2的酸性比CH3COOH的酸性强。
典例3 下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃)。
酸
电离方程式
电离平衡常数
CH3COOH
CH3COOHCH3COO－＋H＋
1.76×10－5
H2CO3
H2CO3H＋＋HCO
HCOH＋＋CO
K1＝4.4×10－7
K2＝4.7×10－11
H2S
H2SH＋＋HS－
HS－H＋＋S2－
K1＝1.3×10－7
K2＝7.1×10－15
H3PO4
H3PO4H＋＋H2PO
H2POH＋＋HPO
HPOH＋＋PO
K1＝7.1×10－3
K2＝6.3×10－8
K3＝4.20×10－13
回答下列问题：
(1) 当温度升高时，K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2) 在温度相同时，各弱酸的K值不同，那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系？________________________________________________________________________。
(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS－、H3PO4、H2PO、HPO都看作是酸，其中酸性
最强的是____________，最弱的是_________。
(4)多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离平衡常数，对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着一定的规律，此规律是____________，产生此规律的原因是___________________________
【答案】(1) 增大（2）Ka值越大酸性越强（3）H3PO4；HPO42-（4） K1>K2>K3 上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用

跟踪训练
1．醋酸是电解质，下列事实能说明醋酸是弱电解质的组合是 (　　)
① 醋酸与水能以任意比互溶　② 醋酸溶液能导电　③ 醋酸溶液中存在醋酸分子　④ 0.1 mol/L醋酸溶液的pH比0.1 mol/L盐酸的pH大　⑤ 醋酸能和碳酸钙反应放出CO2　⑥ 0.1 mol/L醋酸钠溶液pH＝8.9　⑦ 大小相同的锌粒与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液反应，开始醋酸产生H2速率慢
A．②⑥⑦ B．③④⑤⑥
C．③④⑥⑦ D．①②
2. 某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别稀释，平衡pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示．据图判断正确的是（ ）

A．Ⅱ为盐酸稀释时pH值变化曲线 B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C．a点Kw的数值比c点Kw的数值大 D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
3．已知：25 ℃时某些弱酸的电离平衡常数(如表)。下面图像表示常温下，稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时，溶液pH随加水量的变化。下列说法正确的是(　　)
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ka＝1.8×10－5
Ka＝3.0×10－8
Ka1＝4.3×10－7 Ka2＝5.6×10－11

A．相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中，各离子浓度的大小关系是：
c(Na＋)>c(ClO－)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)
B．向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋CO
C．图像中a、c两点处的溶液中相等(HR代表CH3COOH或HClO)
D．图像中a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度
4．(双选)室温下，甲、乙两烧杯均盛有5 mL pH＝3的某一元酸溶液，向乙烧杯中加水稀释至pH＝4，关于甲、乙两烧杯中溶液的描`述正确的是(　　)
A．溶液的体积：10V甲≤V乙
B．水电离出的OH－ 浓度：10c(OH－)甲≤c(OH－)乙
C．若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和，所得溶液的pH：甲≤乙
D．若分别与5 mL pH＝11的NaOH溶液反应，所得溶液的pH：甲≤乙
5．为了证明一水合氨(NH3·H2O)是弱电解质，甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验：0.010 mol·L－1氨水、0.1 mol·L－1NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞试液、pH试纸、蒸馏水。
(1) 甲用pH试纸测出0.010 mol·L－1氨水的pH为10，则认定一水合氨是弱电解质，你认为这一方法是否正确？____________(填“正确”或“不正确”)，并说明理由：____________________________。
(2) 乙取出10 mL 0.010 mol·L－1氨水，用pH试纸测其pH＝a，然后用蒸馏水稀释至1 000 mL，再用pH试纸测出其pH＝b，若要确认NH3·H2O是弱电解质，则a、b应满足什么关系：_____________________。
(3) 丙取出10 mL 0.010 mol·L－1氨水，滴入2滴酚酞试液，显粉红色，再加入少量NH4Cl晶体，溶液颜色变______(填“深”或“浅”)。你认为这一方法能否证明NH3·H2O是弱电解质？________(填“能”或“否”)，并说明原因：_____________________________。
(4)请你根据所提供的试剂，再提出一个合理又简便的方案证明NH3·H2O是弱电解质：_______________。
1.【答案】C

2. 【答案】B
【解析】本题为强酸、弱酸稀释过程中的比较，解题的关键：图文并审，阅读题中信息，认真阅读选项，逐一排除。盐酸为强酸，在溶液中完全电离；醋酸为弱酸，在溶液中部分电离。A项：强酸在稀释的过程中氢离子浓度和稀释的倍数成反比例递变，稀释会促进弱酸的电离，因此氢离子浓度变化会比强酸小，故pH变化也会较小．因此Ⅱ为醋酸稀释时pH值变化曲线；Ⅰ为盐酸稀释时pH值变化曲线。B项：溶液的导电性取决于溶液中离子浓度和离子所带电荷，本题都是一元酸，因此只需要考虑离子的浓度即可．b、c同在盐酸稀释的曲线上，c点稀释倍数较大，溶液中离子浓度较小，因此b点溶液的导电性强于c点溶液的导电性。C项：Kw只与温度有关。D项：a、b两点为盐酸和醋酸稀释相同浓度，由A项分析知，稀释相同倍数时，醋酸溶液中总浓度大于盐酸溶液中总浓度。
3. 【答案】C
【解析】根据表中电离常数可知：酸性由强至弱的顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO，结合质子的能力由大到小的顺序为CO>ClO－>HCO>CH3COO－。A项，ClO－的水解程度大于CH3COO－的水解程度，同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中，各离子浓度的大小关系应是c(Na＋)>c(CH3COO－)>
c(ClO－)>c(OH－)>c(H＋)，错误；B项，CO结合质子的能力大于ClO－结合质子的能力，离子方程式应为ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO，错误；变形为，该式即为，温度相同，则该式的值相等，正确；D项，CH3COOH的酸性强于HClO，pH相同时，HClO的浓度大于CH3COOH的浓度，错误。
4. 【答案】AD

5. 【答案】(1) 正确　若是强电解质，则0.010 mol·L－1氨水中c(OH－)应为0.010 mol·L－1，pH＝12
(2) a－2<b<a(3) 浅　能　0.010 mol·L－1氨水(滴有酚酞试液)中加入氯化铵晶体后颜色变浅，有两种可能：一是氯化铵在水溶液中电离出的NH水解使溶液显酸性，加入氨水中使其pH降低；二是NH使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2ONH＋OH－逆向移动，从而使溶液的pH降低。这两种可能均可证明NH3·H2O是弱电解质。(4) 取一张pH试纸，再用玻璃棒蘸取0.1 mol·L－1NH4Cl溶液，滴在pH试纸上，显色后跟标准比色卡比较测出pH，pH<7(方案合理即可)
【解析】(1)若NH3·H2O是强电解质，则0.010 mol·L－1氨水中c(OH－)应为0.010 mol·L－1，pH＝12。用pH试纸测出0.010 mol·L－1氨水的pH为10，说明NH3·H2O没有完全电离，应为弱电解质。
(2) 若NH3·H2O是强电解质，用蒸馏水稀释至1 000mL，其pH＝a－2。因为NH3·H2O是弱电解质，不能完全电离，a、b应满足a－2<b<a。
(3) 向0.010 mol·L－1氨水中加入少量NH4Cl晶体，有两种可能：一是氯化铵在水溶液中电离出的NH水解使溶液显酸性，加入氨水中使其pH降低；二是NH使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2ONH＋OH－逆向移动，从而使溶液的pH降低。这两种可能均会使溶液颜色变浅，可证明NH3·H2O是弱电解质。
(4) NH4Cl为强酸弱碱盐，只需检验NH4Cl溶液的酸碱性，即可证明NH3·H2O是弱电解质，还是强电解质。