8.1弱电解质的电离平衡
展开考纲要求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.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡,能利用电离平衡常数进行计算。
基础梳理·自我排查1.强、弱电解质的概念(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。
[思考]电离方程式的书写(1)弱电解质①多元弱酸分步电离,且第一步电离程度远远________第二步,如H2CO3的电离方程式:_______________, _______________ 。②多元弱碱电离方程式一步写成,如Fe(OH)3的电离方程式:___________________。(2)酸式盐溶液①强酸的酸式盐完全电离,如NaHSO4的电离方程式:_____________________。②弱酸的酸式盐中酸式酸根不能完全电离,如NaHCO3的电离方程式:____________________________________。
Fe(OH)3⇌Fe3++3OH-
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)温度:温度升高,电离平衡________移动,电离程度________。(2)浓度:稀释溶液,电离平衡________移动,电离程度________。(3)同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,电离平衡________移动,电离程度________。(4)加入能反应的物质:电离平衡________移动,电离程度________。
微点拨电离平衡移动与离子浓度变化(1)稀醋酸加水稀释时,溶液中的各离子浓度并不是都减小,如c(OH-)是增大的。(2)电离平衡右移,电解质分子的浓度不一定减小,如稀醋酸中加入冰醋酸。(3)冰醋酸和0.1 ml·L-1的醋酸加水稀释时导电能力的变化曲线示意图,反映了离子浓度变化趋势。
解析:本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动,但①③会使c(H+)/c(CH3COOH)的值减小。
练后整理以0.1 ml·L-1CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOH⇌CH3COO-+H+ΔH>0的影响。
解析:25 ℃时,0.2 ml·L-1的醋酸稀释过程中,随着水的加入溶液中OH-的浓度增大(但不会超过10-7 ml·L-1),CH3COOH的电离程度增大,CH3COO-数目增多,CH3COOH数目减少,但溶液中CH3COO-的浓度减小,溶液的导电能力减弱。
4.在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。下列分析不正确的是( )A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-C.c点,两溶液中含有相同量的OH-D.a、d两点对应的溶液均显中性
方法总结溶液中离子浓度变化的宏观判断方法(1)有颜色的离子:通过溶液颜色的变化来判断,可用比色计测量离子浓度。(2)H+或OH-浓度:可用酸碱指示剂或pH计测量H+或OH-浓度的变化。(3)溶液的导电性:常用溶液的电导率,定量描述溶液的导电性。电解质溶液的电导率与离子浓度和离子所带电荷数成正比。
基础梳理·自我排查1.电离平衡常数(1)表达式:①一元弱酸HA的电离常数:根据HA⇌H++A-,可表示为Ka=__________。②一元弱碱BOH的电离常数:根据BOH⇌B++OH-,可表示为Kb=____________。(2)意义:相同条件下,K值越大,表示该弱电解质越________电离,所对应的酸性或碱性相对越________。
(3)特点:多元弱酸是分步电离的,各级电离常数的大小关系是Ka1≫Ka2≫Ka3,所以其酸性主要决定于第________步电离。(4)
微点拨常见弱酸的电离常数(25 ℃)
考点专练·层级突破练点一 电离平衡常数的判断1.液态化合物AB会发生微弱的自身电离,电离方程式为AB⇌A++B-,在不同温度下其平衡常数为K(25 ℃)=1.0×10-14,K(35 ℃)=2.1×10-14。则下列叙述正确的是( )A.c(A+)随温度升高而降低B.35 ℃时,c(A+)>c(B-)C.AB的电离程度:α(25 ℃)>α(35 ℃)D.AB的电离是吸热过程
解析:由于K(25 ℃)
4.已知25 ℃时弱电解质电离平衡常数:Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HSCN)=0.13。(1)将20 mL 0.10 ml·L-1 CH3COOH溶液和20 mL、0.10 ml·L-1的HSCN溶液分别与0.10 ml·L-1的NaHCO3溶液反应,实验测得产生CO2气体体积V与时间t的关系如图。反应开始时,两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是______________ _____________________________________________________________;反应结束后所得溶液中c(SCN-)__________c(CH3COO-)(填“>”“=”或“<”)。
因为Ka(HSCN)> Ka(CH3COOH),溶液中c(H+):HSCN>CH3COOH,c(H+)大反应速率快
解析:电离平衡常数大的电离出的离子浓度大,故反应开始时,两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是因为Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH),溶液中c(H+):HSCN>CH3COOH,c(H+)大反应速率快。反应结束后,溶质为CH3COONa和NaSCN,因CH3COOH酸性弱于HSCN,故CH3COONa水解程度大,c(CH3COO-)
解析:①说明溶液水解呈碱性,应为强碱弱酸盐,可证明CH3COOH是弱酸,正确;②只能说明溶液离子浓度较小,错误;③说明醋酸还可电离出氢离子,可证明CH3COOH是弱酸,正确;④说明醋酸有剩余,即醋酸没有完全电离,可以证明CH3COOH是弱酸,正确;⑤说明醋酸的酸性比磷酸弱,而磷酸为中强酸,则醋酸为弱酸,正确;⑥说明存在电离平衡,证明CH3COOH是弱酸,正确;⑦只能说明一元酸碱恰好反应,不能说明醋酸是弱酸,错误。
7.25 ℃时,相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )A.同浓度的NaA与NaB溶液中,c(A-)小于c(B-)B.a点溶液的导电性大于b点溶液C.a点的c(HA)大于b点的c(HB)D.HA的酸性强于HB
解析:由于稀释过程中HA的pH变化较大,故HA的酸性强于HB,D项正确;酸的酸性越强,对应的盐的水解程度越小,故NaB的水解程度大,同浓度的NaA与NaB溶液中c(B-)小于c(A-),A项错误;b点溶液的pH小于a点溶液的pH,说明b点溶液中c(H+)较大、c(B-)较大,故溶液导电性较强,B项错误;稀释相同倍数时,HA的电离程度较大,故a点的c(HA)小于b点的c(HB),C项错误。
方法总结比较强酸弱酸的常见角度 以一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较为例。
1.[2021·浙江卷,19]取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I-存在下分解:2H2O2===2H2O+O2↑。在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2浓度(c)如下表:下列说法不正确的是 ( )A.反应20 min时,测得O2体积为224 mL(标准状况)B.20~40 min,消耗H2O2的平均速率为0.010 ml·L-1·min-1C.第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率D.H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解
4.[浙江卷]室温下,下列事实不能说明NH3·H2O为弱电解质的是( )A.0.1 ml·L-1NH3·H2O的pH小于13B.0.1 ml·L-1NH4Cl溶液的pH小于7C.相同条件下,浓度均为0.1 ml·L-1NaOH溶液和氨水,氨水的导电能力弱D.0.1 ml·L-1NH3·H2O能使无色酚酞试液变红色
5.[上海卷]能证明乙酸是弱酸的实验事实是( )A.CH3COOH溶液与Zn反应放出H2B.0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液的pH大于7C.CH3COOH溶液与Na2CO3反应生成CO2D.0.1 ml·L-1 CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红
解析:A.只能证明乙酸具有酸性,不能证明其酸性强弱,错误;B.该盐水溶液显碱性,由于NaOH是强碱,故可以证明乙酸是弱酸,正确;C.可以证明乙酸的酸性比碳酸强,但是不能证明其酸性强弱,错误;D.可以证明乙酸具有酸性,但是不能证明其酸性强弱,错误。
6.[海南卷]下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Kb=1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系的是( )
解析:根据甲、乙的电离平衡常数可得,这两种物质都是弱电解质,在温度不变、浓度相等时,电离程度CH3COOH
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