2022版高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡第1节弱电解质的电离平衡课件
展开第一节 弱电解质的电离平衡
☞知识点1 弱电解质的电离平衡
1.强、弱电解质(1)概念。【答案】全部 强酸 强碱 大多数盐 部分 弱酸 弱碱 水
(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。
2.弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立。在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质______的速率和________________的速率相等时,电离过程达到了平衡。
(2)电离平衡的建立与特征。 ①开始时,v(电离)________,而v(结合)为________。②平衡的建立过程中,v(电离)________v(结合)。③当v(电离)__v(结合)时,电离过程达到平衡状态。
3.外界条件对电离平衡的影响(1)内因:弱电解质本身的性质。(2)外因:①温度:升高温度,电离平衡________移动,电离程度________,原因是电离过程________。②浓度:稀释溶液,电离平衡________移动,电离程度________。
③相同离子:如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体,溶液中c(CH3COO-)________,CH3COOH的电离平衡______移动,电离程度______,c(H+)______,pH______。④加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质:电离平衡________移动,电离程度________。
(1)电离平衡向右移动,电离程度不一定增大。(2)电离平衡向右移动,电解质的分子浓度不一定减小,电解质的离子浓度也可能减小。(3)溶液的导电能力(电导率)与电解质的强弱无关,它取决于溶液中自由移动离子的浓度大小及离子所带电荷量。
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。(1)强电解质的溶液一定比弱电解质的溶液导电性强( )(2)易溶性强电解质的溶液中不存在溶质分子( )(3)强电解质都是离子化合物,而弱电解质都是共价化合物( )(4)由于硫酸钡难溶于水,所以是弱电解质( )(5)稀醋酸加水稀释,醋酸电离程度增大,溶液的pH减小( )
(6)向0.1 ml·L-1 NH3·H2O中加入少量的NH4Cl晶体时,溶液中的c(OH-)增大( )(7)由0.1 ml·L-1一元碱BOH溶液的pH=10,可推知BOH溶液存在BOH══B++OH-( )(8)25 ℃时,稀释0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液,溶液中所有离子浓度都降低( )【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×
突破一 证明弱电解质的实验方法1.在下列实验方法中,不能证明醋酸是弱酸的是( )A.25 ℃时,醋酸钠溶液呈碱性B.25 ℃时,0.1 ml/L醋酸的pH约为3C.25 ℃时,等体积的盐酸和醋酸,前者比后者的导电能力强D.25 ℃时,将pH=3的盐酸和醋酸稀释成pH=4的溶液,醋酸所需加入的水多
【答案】C【解析】醋酸钠溶液呈碱性,说明醋酸钠是强碱弱酸盐,所以能说明醋酸是弱酸;25 ℃时,0.1 ml/L的醋酸的pH为3,说明醋酸不完全电离,则能证明醋酸是弱酸;常温下,将pH=3的盐酸和醋酸稀释成pH=4的溶液,醋酸所需加入的水量多,说明醋酸溶液中存在电离平衡,则能证明醋酸是弱酸。
2.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 ml·L-1氨水、0.1 ml·L-1NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞溶液、pH试纸、蒸馏水。(1)甲用pH试纸测出0.010 ml·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________(填“正确”或“不正确”),并说明理由:_______。(2)乙取出10 mL 0.010 ml·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 ml·L-1氨水,滴入2滴酚酞溶液,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:______。
【答案】(1)正确 若是强电解质,则0.010 ml·L-1氨水中c(OH-)应为0.010 ml·L-1,pH=12(2)a-2【答案】C【解析】当在氨水中加入NaOH固体后,c(OH-)增大,平衡向逆反应方向移动,③符合题意。
【解析】向H2S溶液中加水,溶液体积增大,溶液中H+浓度减小,A错误;通入SO2,可发生反应:2H2S+SO2══3S↓+2H2O,SO2过量时与水反应生成的H2SO3酸性比氢硫酸酸性强,因此溶液pH减小,B错误;滴加新制氯水,发生反应:H2S+Cl2══2HCl+S↓,H2S浓度减小,平衡向左移动,反应生成的盐酸为强酸,溶液酸性增强,pH减小,C正确;加入少量CuSO4,发生反应:CuSO4+H2S══CuS↓+H2SO4,溶液中S2-浓度减小,H+浓度增大,D错误。
【答案】D【解析】常温下,将pH和体积均相同的HNO2和CH3COOH溶液分别稀释,pH变化较大的酸,其酸性较强,所以酸性:HNO2>CH3COOH,酸的酸性越强,其电离平衡常数越大,所以电离平衡常数Ka(CH3COOH)<Ka(HNO2),A错误;酸能够抑制水的电离,酸中c(H+)越大,其抑制水电离的程度越大,酸中c(H+):b>c,则水电离程度:c>b,B错误;a点时相同体积的两种酸溶液:n(HNO2)<n(CH3COOH),分别与NaOH中和,消耗的n(NaOH)与酸的物质的量成正比,所以消耗n(NaOH):HNO2<CH3COOH,则混合溶液中n(Na+):HNO2<CH3COOH,C错误。
6.两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释,溶液pH的变化如图所示,下列叙述不正确的是( )A.MOH是一种弱碱B.在x点,c(M+)=c(R+)C.稀释前,c(ROH)=10c(MOH)D.稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH-)前者是后者的10倍【答案】C
【解析】由图像可知稀释相同倍数,MOH的pH变化小,故MOH为弱碱,A正确;在x点,c(OH-)=c(M+)+c(H+)=c(R+)+c(H+),x点时MOH和ROH溶液中c(H+)均为10-11 ml·L-1,c(OH-)均为10-3 ml·L-1,故c(M+)=c(R+),B正确;MOH为弱碱,ROH为强碱,则稀释前c(ROH)<10c(MOH),C错误;稀释前MOH溶液中由水电离出的c(OH-)=10-12 ml·L-1,ROH溶液中由水电离出的c(OH-)=10-13 ml·L-1,故前者是后者的10倍,D正确。
突破四 电离平衡与溶液导电性综合判断7.一定温度下,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三点溶液的pH:c<a<bB.a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<bC.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小D.a、b、c三点溶液用1 ml·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b
【答案】C【解析】由导电能力知c(H+):b>a>c,故pH:c>a>b,A错误;加水体积越大,越利于CH3COOH电离,故电离程度:c>b>a,B错误;用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,相当于稀释a点溶液,导电能力增大,c(H+)增大,pH偏小,C正确;a、b、c三点n(CH3COOH)相同,用NaOH溶液中和时消耗n(NaOH)相同,故消耗的V(NaOH):a=b=c,D错误。
8.下图是0.01 ml/L甲溶液滴定0.01 ml/L乙溶液的导电能力变化曲线,其中曲线③是盐酸滴定NaAc溶液,其他曲线是醋酸滴定NaOH溶液或者NaOH溶液滴定盐酸。下列判断错误的是( )A.条件相同时导电能力:盐酸>NaAcB.曲线①是NaOH溶液滴定盐酸导电能力变化曲线C.随着甲溶液体积增大,曲线①仍然保持最高导电能力D.a点是反应终点【答案】C
【解析】由图分析知曲线①为NaOH溶液滴定盐酸,曲线②为醋酸滴定NaOH溶液。由曲线①起始点最高,说明盐酸的导电能力最强,随着甲溶液体积增大,曲线①(a点后)逐渐变成氯化钠和氢氧化钠的混合物;根据曲线②可知,氢氧化钠的导电能力不如盐酸,而随着甲溶液体积增大,曲线③的溶液逐渐变成盐酸为主的导电能力曲线,因此仍然保持最高导电能力是曲线③,C错误。
☞知识点2 电离平衡常数及其应用
2.特点(1)电离平衡常数只与温度有关,升温,K值______。(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。例如,在25 ℃时,K(HNO2)=4.6×10-4ml·L-1,K(CH3COOH)=1.8×10-5ml·L-1,因而HNO2的酸性比CH3COOH强。(3)多元弱酸的各级电离平衡常数的大小关系是K1≫K2≫K3,故其酸性取决于第______电离(常数)。
3.电离度(1)概念。在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时,已经电离的电解质分子数占原电解质总数的百分比。(2)表示方法。
(3)影响因素。①内因(决定因素):弱电解质本身的性质。②相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越_____;相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越_____。
(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( )(6)电离常数大的酸溶液中的c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大( )(7)某一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大( )【答案】(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)×
突破一 电离平衡常数的应用1.相同温度下,已知下面三个数据:①7.2×10-4;②2.6×10-4;③4.9×10-10分别是三种酸的电离平衡常数,若已知这三种酸可发生如下反应:NaCN+HNO2══HCN+NaNO2,NaCN+HF══HCN+NaF,NaNO2+HF══HNO2+NaF。由此可判断下列叙述正确的是( )A.HF的电离常数是①B.HNO2的电离常数是①C.HCN的电离常数是②D.HNO2的电离常数是③
【答案】A【解析】相同温度下,酸的电离平衡常数越大,其电离程度越大,则酸性越强,较强酸能和弱酸盐反应生成弱酸。根据题述反应可得出酸的强弱顺序是HF>HNO2>HCN,所以酸的电离平衡常数大小顺序是HF>HNO2>HCN。
2.已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表:下列推断正确的是( )A.HX、HY两种弱酸的酸性:HX>HYB.相同条件下溶液的碱性:NaX>Na2CO3>NaY>NaHCO3
电离平衡常数的四大应用(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)判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱:电离平衡常数越大,对应的盐水解程度越小,碱性(或酸性)越弱。(3)判断复分解反应能否发生:一般符合 “强酸制弱酸”规律。
突破二 有关电离平衡常数的定量计算3.已知室温时,0.1 ml·L-1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pH=4B.升高温度,溶液的pH增大C.此酸的电离常数约为1×10-7D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍【答案】B
C.(2015·重庆卷)25 ℃时,0.1 ml·L-1的氢硫酸比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱D.(2015·重庆卷)稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸电离程度【答案】C
2.(2019·天津卷)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( )A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液B.溶液中水的电离程度:b点>c点
3.(2018·浙江卷)相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,下列说法正确的是( )A.pH相等的两溶液中:c(CH3COO-)=c(Cl-)B.分别中和pH相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同C.相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同D.相同浓度的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COO-)=c(Cl-)【答案】A
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