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2020版高考一轮复习化学江苏专版学案：专题六第二十一讲弱电解质的电离平衡
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专题六 溶液中的离子反应
第二十一讲
弱电解质的电离平衡
[江苏考纲要求]
————————————————————————————————
1．理解电离、电解质、强电解质和弱电解质的概念。
2．理解并能表示弱电解质在水溶液中的电离平衡。
弱电解质的电离平衡
[教材基础—自热身]
一、弱电解质的电离平衡
1．弱电解质
(1)概念
(2)电离方程式的书写
①强电解质用“===”号，弱电解质用“”号。
②多元弱酸，分步电离，分步书写且第一步电离程度远远大于第二步的电离程度，如H2CO3：H2CO3H＋＋、。
③多元弱碱，分步电离，一步书写，如Fe(OH)3：
Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。
④酸式盐
在水溶液中，强酸的酸式盐完全电离，弱酸的酸式盐中酸式酸根离子不完全电离。如
NaHSO4：。
NaHCO3：NaHCO3===Na＋＋HCO、HCOH＋＋CO 。
在熔融状态时NaHSO4===Na＋＋HSO。
2．弱电解质的电离平衡
(1)电离平衡的建立
弱电解质的电离平衡是指在一定条件下，弱电解质的分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等，溶液中的分子和离子的浓度都保持不变时的状态。
平衡建立过程的vt图像如图所示。
(2)电离平衡的特征
3．影响电离平衡的因素
(1)内因：弱电解质本身的性质。
(2)外因：浓度、温度、加入试剂等。
①温度：温度升高，电离平衡向右移动，电离程度增大。
②浓度：稀释溶液，电离平衡向右移动，电离程度增大。
③同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡向左移动，电离程度减小。
④加入与离子反应的物质：电离平衡向右移动，电离程度增大。
二、电离平衡常数
1．表达式
(1)一元弱酸HA的电离常数：根据HAH＋＋A－，可表示为Ka＝。
(2)一元弱碱BOH的电离常数：根据BOHB＋＋OH－，可表示为Kb＝。
2．特点
电离常数只与温度有关，与电解质的浓度、酸碱性无关，由于电离过程是热的，故温度升高，K增大。多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是K1≫K2……，所以其酸性主要决定于第步电离。
3．意义
电离平衡常数反映了弱电解质的相对强弱。相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的酸性或碱性相对越强。
4．影响因素
[知能深化—扫盲点]
以CH3COOHH＋＋CH3COO－ ΔH＞0为例，判断外界条件对电离平衡的影响
改变条件
平衡移动方向
n(H＋)
c(H＋)
导电能力
电离平衡常数Ka
电离程度
加水稀释
→
增大
减小
减弱
不变
增大
加入少量冰醋酸
增大
增大
增强
不变
减小
通入HCl(g)
增大
增大
增强
不变
减小
加入NaOH(s)
减小
减小
增强
不变
增大
加入CH3COONa(s)
←
减小
减小
增强
不变
减小
加入镁粉
减小
减小
增强
不变
增大
升高温度
增大
增大
增强
增大
增大
[对点练]
1．某浓度的氨水中存在下列平衡：NH3·H2ONH＋OH－。如想增大NH的浓度，而不增大OH－的浓度，应采取的措施是( )
A．适当升高温度 B．加入水
C．通入NH3 D．加入少量盐酸
解析：选D 适当升高温度，平衡正向移动，c(NH)增大，c(OH－)增大，A错误；加入水，溶液体积增大，则NH和OH－浓度都减小，B错误；向氨水中通入氨气，c(NH)增大，c(OH－)增大，C错误；加入少量盐酸，盐酸和OH－反应生成水，促进NH3·H2O电离，c(NH)增大，c(OH－)减小，D正确。
提能点(二) 电离平衡常数的应用
根据酸碱的电离常数大小可进行以下判断：
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。
(2)判断强酸弱碱盐(或强碱弱酸盐)溶液的酸性(或碱性)强弱，弱碱(或弱酸)的电离常数越大，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。
(4)判断微粒浓度比值的变化
弱电解质加水稀释时，能促进弱电解质的电离，溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化，但电离常数不变，考题中经常利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如：0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中加水稀释，＝＝，加水稀释时，c(H＋)减小，Ka值不变，则增大。
[对点练]
2．25 ℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示：
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
1.7×10－5
K1＝4.3×10－7
K2＝5.6×10－11
3.0×10－8
请回答下列问题：
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为
________________________________________________________________________。
(2)同浓度的CH3COO－、HCO、CO、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。
(3)将少量CO2气体通入NaClO溶液中，写出反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(4)常温下0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。
①_______；②________；
③_______；④_______。
(5)体积为10 mL pH＝2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程中pH变化如图所示，则HX的电离平衡常数________(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数；理由是__________________________。
答案：(1)CH3COOH＞H2CO3＞HClO
(2)CO＞ClO－＞HCO＞CH3COO－
(3)ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO
(4)①变小 ②不变 ③变大 ④不变
(5)大于 稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大，酸性强，电离平衡常数大
(1)含义
分布系数是指弱电解质溶液中，某一组分的平衡浓度占总浓度的分数，常用δ表示，分布系数是溶液酸度的函数。分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数为纵坐标的分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
(2)两类酸的分布系数图像
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸为例)
δ0为CH3COOH、δ1为CH3COO－
δ0为H2C2O4、δ1为HC2O、δ2为C2O －
当pHpKa时，主要存在形式是CH3COO－。δ0与δ1曲线相交在δ0＝δ1＝0.5处，此时c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)，即pH＝pKa
当溶液的pH＝pKa1时δ0＝δ1，pH＝pKa2时δ1＝δ2；当pHpKa2时C2O －为主要存在形式
根据分布系数可以书写一定pH时发生反应的离子方程式
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH时的分布系数和酸的浓度，就可以计算出各成分在该pH时的平衡浓度。
[对点练]
3．(双选)H2C2O4水溶液中H2C2O4、HC2O和C2O三种形态的粒子的分布分数δ随溶液pH变化的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．曲线①代表的粒子是HC2O
B．0.1 mol·L－1NaHC2O4溶液中：c(C2O)＞c(H2C2O4)
C．pH＝5时，溶液中主要含碳微粒浓度大小关系为c(C2O)＞c(H2C2O4)＞c(HC2O)
D．在一定温度下，向CaC2O4饱和溶液中加入少量CaCl2固体，c(C2O)将减小，
c(Ca2＋)增大
解析：选BD 曲线①代表的粒子是H2C2O4，故A错误；由题图可知NaHC2O4溶液显示酸性，阴离子HC2O的电离程度大于其水解程度，所以c(H2C2O4)＜c(C2O)，故B正确；pH＝5时，溶液中主要含碳微粒浓度大小关系为c(C2O)＞c(HC2O)＞c(H2C2O4)，故C错误；一定温度下，CaC2O4饱和溶液中，存在CaC2O4(s)C2O(aq)＋Ca2＋(aq)平衡，加入少量CaCl2固体，平衡逆向移动，c(C2O)将减小，加入了Ca2＋，c(Ca2＋)不可抵消，所以c(Ca2＋)增大，故D正确。
[题点全练—过高考]
题点一 影响电离平衡的外界因素
1．稀氨水中存在着下列平衡：NH3·H2ONH＋OH－，若要使平衡向逆反应方向移动，同时使c(OH－)增大，可采取的措施是( )
①加入少量NH4Cl固体 ②加入少量硫酸 ③加入少量NaOH固体 ④加水稀释 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A．①②③⑤ B．③⑥
C．③ D．③⑤
解析：选C 若在氨水中加入NH4Cl固体，c(NH)增大，平衡向逆反应方向移动，
c(OH－)减小，①错误；硫酸中的H＋与OH－反应，使c(OH－)减小，平衡向正反应方向移动，②错误；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，符合题意，③正确；若在氨水中加入水，稀释溶液，平衡向正反应方向移动，但c(OH－)减小，④错误；电离属吸热过程，加热平衡向正反应方向移动，c(OH－)增大，⑤错误；加入MgSO4固体发生反应Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，溶液中c(OH－)减小，⑥错误。
2．已知0.1 mol·L－1醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋。要使CH3COOH的电离程度增大，可以采取的措施是( )
①加少量CH3COONa固体 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水
A．①② B．①③
C．③④ D．②④
解析：选D 加少量CH3COONa固体，醋酸根离子浓度增大，电离平衡逆向移动，则醋酸的电离程度减小，①错误；弱电解质的电离吸热，升高温度，电离平衡正向移动，则醋酸的电离程度增大，②正确；加少量冰醋酸，醋酸的浓度增大，则醋酸的电离程度减小，③错误；加水，醋酸浓度减小，则醋酸的电离程度增大，④正确。
题点二 电离平衡常数的影响因素及应用
3．相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是( )
酸
HX
HY
HZ
电离常数K
9×10－7
9×10－6
1×10－2
A.三种酸的强弱关系：HX＞HY＞HZ
B．反应HZ＋Y－===HY＋Z－能够发生
C．相同温度下，0.1 mol·L－1的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液pH最大
D．相同温度下，1 mol·L－1 HX溶液的电离常数大于0.1 mol·L－1 HX
解析：选B 根据表中电离常数大小关系可得酸的强弱关系为HZ＞HY＞HX，可知A、C不正确，B正确；电离常数只与温度有关，与浓度无关，D不正确。
4．将浓度为 0.1 mol·L－1 HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是( )
A．c(H＋) B．Ka(HF) C. D.
解析：选D A项，在0.1 mol·L－1 HF 溶液中存在如下电离平衡：HFH＋＋F－，加水稀释，平衡向右移动，但c(H＋)减小；B项， 电离常数与浓度无关，其数值在稀释过程中不变；C项，加水后，平衡右移，但c(F－)、c(H＋)都减小，由于溶液中存在电荷守恒，则
c(F－)＋c(OH－)＝c(H＋)，则＝＝1－，由于c(H＋)减小，c(OH－)增大，故减小；D项，变形后得，稀释过程中c(F－)逐渐减小，故其比值始终保持增大。
5．分析表格，下列选项中错误的是( )
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数(25 ℃)
1.8×10－5
4.9×10－10
Ka1＝4.3×10－7
Ka2＝5.6×10－11
A.CH3COO－、HCO、CN－在溶液中可以大量共存
B．向食醋中加入水可使CH3COOH的电离平衡向电离方向移动
C．相同物质的量浓度的Na2CO3和NaCN溶液，后者pH较大
D．pH＝a的上述3种酸溶液，加水后溶液的pH仍相同，则醋酸中加入水的体积最小
解析：选C 根据电离常数可知HCO和CH3COO－、HCO和CN－均不发生反应，A正确；向食醋中加入水，CH3COOH的电离平衡正向移动，B正确；由于电离常数HCN>HCO，根据“越弱越易水解”可知C错误；pH相同的CH3COOH、HCN、H2CO3 3种酸溶液，加入相同体积的水，CH3COOH溶液pH变化最大，则pH变化相同的情况下，CH3COOH溶液中加入水的体积最小，D正确。
题点三 弱电解质分布系数的图像分析
6．(双选)20 ℃时，在c(H2C2O4)＋c(HC2O)＋c(C2O)＝0.100 mol·L－1的H2C2O4、NaOH混合溶液中，含碳元素微粒的分布分数δ随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．0.100 mol·L－1NaHC2O4溶液中：c(OH－)＝c(H＋)－2c(C2O)＋c(H2C2O4)
B．Q点：c(H2C2O4)＋c(C2O)>c(HC2O)
C．P点：c(Na＋)＋c(H2C2O4)<0.100 mol·L－1＋c(C2O)
D．该温度下H2C2O4的电离常数Ka2＝1×10－4.2
解析：选CD NaHC2O4溶液中的质子守恒式为c(OH－)＝c(H＋)－c(C2O)＋c(H2C2O4)，A错误；由图示可看出，①表示H2C2O4、②表示HC2O、③表示C2O，在Q点时c(H2C2O4)＋c(C2O)
7．(双选)(2019·海安中学模拟) 常温下，向H2C2O4溶液中逐滴滴加NaOH溶液，若定义pc＝－lg c，则所得溶液中pc(H2C2O4)、pc(HC2O)、pc(C2O)与溶液pH的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．常温下，Ka1(H2C2O4)＝10－1.3
B．pH＝x时，c(HC2O)
D.随pH的升高而增大
解析：选AC 浓度越大，pc越小，向H2C2O4溶液中逐滴滴加NaOH溶液，发生反应H2C2O4＋NaOH===NaHC2O4＋H2O，NaHC2O4＋NaOH===Na2C2O4＋H2O，反应过程中H2C2O4浓度逐渐减小，pc(H2C2O4)增大，NaHC2O4浓度先增大后减小，pc(HC2O)先减小后增大，Na2C2O4逐渐增大，pc(C2O)减小，则图中对应曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表HC2O、H2C2O4、C2O的pc变化。常温下，pH＝1.3时，pc(H2C2O4)＝pc(HC2O)，即c(H2C2O4)＝c(HC2O)，Ka1(H2C2O4)＝＝c(H＋)＝10－1.3，A正确；pH＝x时，c(HC2O)>c(H2C2O4)＝c(C2O)，B错误；M点时，pH＝4.3，溶液呈酸性，c(H＋)>c(OH－)，且pc(C2O)＝pc(HC2O)，则c(HC2O)＝c(C2O)，根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HC2O)＋2c(C2O)＋c(OH－), 得到c(Na＋)
[教材基础—自热身]
1．相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
以盐酸、醋酸为例：
(1)加入足量的Zn，V(H2)与时间的变化曲线，见图1
开始阶段单位时间内，盐酸产生的H2多，反应停止时，产生的H2的量一样多。
(2)加水稀释，pH变化的曲线，见图2
加水稀释相同的倍数，醋酸的pH大；加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多。
2．相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
以盐酸、醋酸为例：
(1)加入足量的Zn，V(H2)与时间的变化曲线，见图3
反应过程中单位时间内，醋酸产生的H2多，反应停止时，醋酸产生的H2多。
(2)加水稀释，pH变化的曲线，见图4
加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大，加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多。
[知能深化—扫盲点]
提能点(一) 一元强酸(HA)与一元弱酸(HB)的比较
浓度均为0.01 mol·L－1
pH均为2
pH或物质的量浓度
2＝pHHA
HA>HB
HA＝HB
体积相同时与过量的碱反应消耗碱的量
HA＝HB
HA
HA＝HB
HA
c(A－)>c(B－)
c(A－)＝c(B－)
分别加入固体NaA、NaB后pH变化
HA：不变
HB：变大
HA：不变
HB：变大
加水稀释10倍后
3＝pHHA
溶液的导电性
HA>HB
HA＝HB
水的电离程度
HA
提能点(二) 判断强酸、弱酸的方法(以HA代表一元酸)
实验方法
结论
测0.01 mol·L－1 HA溶液的pH
pH＝2，HA为强酸；pH>2，HA为弱酸
室温下测NaA溶液的pH
pH＝7，HA为强酸；pH>7，HA为弱酸
相同条件下，测相同浓度的HA溶液和盐酸(强酸)的导电性
若导电性相同，则HA为强酸；若导电性较盐酸弱，则HA为弱酸
测定同pH的HA溶液与盐酸稀释相同倍数前后的pH变化
若ΔpH(HA)＝ΔpH(HCl)，HA是强酸；若ΔpH(HA)<ΔpH(HCl)，HA是弱酸
测定等体积、等pH的HA溶液和盐酸分别中和NaOH的量
若消耗NaOH的量相同，则HA为强酸；若消耗NaOH的量较盐酸大，则HA为弱酸
测定等体积、等pH的HA溶液和盐酸分别与足量的锌反应
若生成氢气的体积相同，则HA为强酸；若生成氢气的体积大于盐酸，则HA为弱酸
[题点全练—过高考]
题点一 强酸与弱酸的比较
1．已知25 ℃时，有关弱酸的电离常数如表所示：
化学式
CH3COOH
HCN
电离常数
1.8×10－5
4.9×10－10
下列有关说法正确的是( )
A．体积和pH相同的CH3COOH溶液与HCN溶液，中和NaOH溶液所消耗NaOH的物质的量相同
B．体积和pH相同的CH3COOH溶液与HCN溶液，分别与足量的Fe反应，HCN溶液产生的H2更多
C．a mol·L－1HCN溶液加水稀释后，电离常数减小，加入KCN晶体后，电离常数增大
D．25 ℃时，在等浓度的CH3COOH溶液与HCN溶液中，水的电离程度前者大
解析：选B 根据表中所给的数据可知醋酸的酸性强于氢氰酸，pH相等的两种酸，氢氰酸的浓度大；浓度相等的两种酸，醋酸中氢离子浓度大。pH相等，氢氰酸的浓度大，中和NaOH溶液的物质的量多，分别与足量的Fe反应，氢氰酸产生的H2多，A项错误，B项正确；电离常数只与温度有关，C项错误；等浓度的CH3COOH溶液与HCN溶液中，醋酸中氢离子浓度大，对水的电离抑制程度大，即氢氰酸中水的电离程度大，D项错误。
2．在一定温度下，有a.盐酸、b.硫酸、c.醋酸三种酸：
(1)当三种酸物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是____________________(用字母表示，下同)。
(2)等体积、等物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是________________。
(3)若三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是__________________。
(4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是______________________________________________________。
(5)当三者c(H＋)相同且体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为______________，反应所需时间的长短关系是________________。
(6)将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H＋)由大到小的顺序是________________。
解析：HCl===H＋＋Cl－；H2SO4===2H＋＋SO；CH3COOHH＋＋CH3COO－。(1)当三种酸物质的量浓度相同时，三种酸中c(H＋)由大到小的顺序为b＞a＞c。(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，因随着NaOH溶液的加入，CH3COOH电离平衡右移，提供的H＋和盐酸相同，中和NaOH的能力盐酸和醋酸相同，而H2SO4提供的H＋是它们的2倍，故b＞a＝c。(3)c(H＋) 相同时，醋酸溶液浓度最大，因醋酸为弱酸，电离程度小，H2SO4浓度为盐酸的一半，故c＞a＞b(或c＞a＝2b)。(4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，因HCl、H2SO4为强电解质，在溶液中完全电离，所以H＋总的物质的量相同，故产生H2的体积相同。CH3COOH为弱电解质，最终能提供的H＋最多，生成的H2最多，故c＞a＝b。(5)因开始时 c(H＋)相同，故a＝b＝c；因CH3COOH为弱酸，继续电离出H＋，减弱了c(H＋)的减小程度，故a＝b＞c。(6)因CH3COOH为弱酸，加水稀释时电离平衡右移，减弱了c(H＋)的减小程度，故c＞a＝b。
答案：(1)b>a>c (2)b>a＝c (3)c>a>b(或c>a＝2b)
(4)c>a＝b (5)a＝b＝c a＝b>c (6)c>a＝b
题点二 强弱电解质的相关图像
3．在体积均为1 L，pH均等于2的盐酸和醋酸溶液，分别投入0.23 g Na，则下列图中比较符合反应事实的曲线是( )
解析：选B pH均等于2的盐酸和醋酸溶液，起始氢离子浓度相同，但醋酸为弱酸，醋酸的浓度远大于盐酸的浓度，与等量的Na反应时，醋酸的电离平衡正向移动，醋酸中氢离子浓度大于盐酸中氢离子浓度，醋酸反应速率快；由题给数据结合反应方程式判断，醋酸远过量，盐酸恰好反应。醋酸与Na反应生成醋酸钠溶液，醋酸根离子水解显碱性，但醋酸远过量，反应后溶液显酸性，溶液的pH＜7，盐酸与Na恰好完全反应生成氯化钠，则反应后溶液的pH＝7，A错误，B正确；因Na的质量相同，则与盐酸恰好完全反应，醋酸过量，生成氢气相同，且醋酸中氢离子浓度大于盐酸中氢离子浓度，则醋酸中反应速率快，C、D错误。
4．某温度下，相同pH的盐酸和醋酸分别加水稀释，平衡pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是( )
A．Ⅱ为盐酸稀释时的pH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
解析：选B 盐酸为强电解质，醋酸为弱电解质，相同pH的盐酸和醋酸加水稀释后，盐酸的pH改变较大，而醋酸的pH改变较小，从图线上看，Ⅰ对应的为盐酸，Ⅱ对应的为醋酸，A项错误；b点溶液的浓度比c点大，导电性强，B项正确；由于温度不变，Kw不变，C项错误；开始时，盐酸和醋酸的pH相同，醋酸浓度大于盐酸的浓度，加水稀释相同倍数后，醋酸的浓度仍然较大，D项错误。
题点三 弱电解质的判断
5．pH＝12的X、Y两种碱溶液各10 mL，分别稀释至1 000 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．若10＜a＜12，则X、Y都是弱碱
B．X、Y两种碱的物质的量浓度一定相等
C．完全中和pH相同的X、Y两溶液时，消耗同浓度盐酸的体积：V(X)＞V(Y)
D．稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强
解析：选A 若X为强碱，则10 mL pH＝12的X溶液稀释至1 000 mL，pH应该为10，故若10＜a＜12，则X、Y均为弱碱，A项正确；两种碱稀释相同倍数，pH变化不同，说明两种碱的强弱不同，则pH相同时，二者的物质的量浓度一定不同，B项错误；当pH相同时，c(X)＜c(Y)，所以完全中和这两种碱时，消耗相同浓度的盐酸的体积：V(X)＜V(Y)，C项错误；由图像数据可知，稀释后Y溶液的pH比X溶液的pH大，故Y溶液的碱性强，D项错误。
6．下列事实不能证明HNO2是弱电解质的是( )
①滴入酚酞，NaNO2溶液显红色 ②用HNO2溶液做导电实验，灯泡很暗 ③等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中和碱时，HNO2中和碱的能力强 ④0.1 mol·L－1 HNO2溶液的pH＝2 ⑤HNO2与CaCO3反应放出CO2气体 ⑥c(H＋)＝0.1 mol·L－1的HNO2溶液稀释至1 000倍，pH<4
A．①⑤ B．②⑤ C．③⑥ D．③④
解析：选B NO水解，生成弱电解质HNO2和OH－，使酚酞试液显红色，①能证明；HNO2溶液做导电实验，灯泡很暗，只能说明溶液中离子的浓度小，并不能说明HNO2部分电离，②不能证明；等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中，HNO2中和碱能力强，0.1 mol·
L－1 HNO2溶液的pH＝2，都能说明HNO2部分电离，③④能证明；HNO2与CaCO3反应放出CO2气体，说明HNO2的酸性比H2CO3强，但并不一定是弱电解质，⑤不能证明；HNO2若是强酸，⑥中pH应等于4，故⑥能证明。
7．pH＝2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下图所示。分别滴加NaOH溶液(c＝0.1 mol·L－1)至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则( )
A．x为弱酸，Vx＜Vy B．x为强酸，Vx＞Vy
C．y为弱酸，Vx＜Vy D．y为强酸，Vx＞Vy
解析：选C 由图知：将一元酸x和y分别稀释10倍，pH的变化量ΔpHx＝1，ΔpHy＜1，所以x为强酸，y为弱酸。pH＝2时弱酸y的浓度大，滴加NaOH溶液至pH＝7时消耗NaOH溶液的体积y比x大。
8．为了证明醋酸是弱电解质，甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验：0.1 mol·
L－1醋酸溶液、0.1 mol·L－1盐酸、pH＝3的盐酸、pH＝3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。
(1)甲取出10 mL 0.1 mol·L－1的醋酸溶液，用pH试纸测出其pH＝a，确定醋酸是弱电解质，则a应该满足的关系是________，理由是_________________________________。
(2)乙将pH＝3的醋酸和盐酸，各取1 mL，用蒸馏水稀释到100 mL，然后用pH试纸分别测定两溶液的pH，则可认定醋酸是弱电解质，判断的依据是________________________________________________________________________。
(3)丙分别取pH＝3的盐酸和pH＝3的醋酸各10 mL，然后分别加入质量相同的锌粒，醋酸放出H2的速率快，则认定醋酸是弱电解质，你认为这一方法正确吗？________(填“正确”或“不正确”)。并说明理由：____________________________________________。
(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞试液，也论证了醋酸是弱酸的事实，该同学的实验操作和现象是_____________________________________________。
答案：(1)a>1 因醋酸是弱酸，不能完全电离
(2)盐酸的pH＝5，醋酸的pH<5 (3)正确 由于醋酸是弱酸，随着反应的进行，醋酸不断电离，c(H＋)变化小，产生H2的速率比盐酸快 (4)配制等浓度的CH3COONa、NaCl溶液，分别滴入酚酞试液，CH3COONa溶液变浅红色，NaCl溶液不变色
[规律方法]
1．假设法进行有关量的大小比较
在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的题目时，可以先假设所给物质全部是强电解质，再在此基础上结合电离平衡移动原理进行分析。如pH＝3的盐酸、醋酸，分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，溶液的pH均为4，然后再根据弱酸的电离平衡及浓度进行分析。
2．判断弱电解质的三个思维角度
角度一：弱电解质的定义，即弱电解质不能完全电离，如测0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液的pH＞1。
角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动，如pH＝1的CH3COOH加水稀释10倍后，1＜pH＜2。
角度三：弱电解质形成的盐类能水解，如判断CH3COOH为弱酸可用下面两个现象：
(1)配制某浓度的醋酸钠溶液，向其中加入几滴酚酞溶液。现象：溶液变为浅红色。
(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上，测其pH。现象：pH＞7。
[课堂真题集训—明考向]
1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2017·江苏高考)已知常温下，Ka(HCOOH)＝1.77×10－4，Ka(CH3COOH)＝1.75×
10－5，用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点，消耗NaOH溶液的体积相等( )
(2)(2016·江苏高考)室温下，稀释0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液，溶液的导电能力增强( )
(3)(2016·江苏高考)如图表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程( )
(4)(2013·江苏高考)CH3COOH 溶液加水稀释后，溶液中的值减小( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√
2．(2017·江苏高考节选)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。
(1)以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0～10.0)，将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO＋H＋的电离常数为Ka1，则pKa1＝________(pKa1＝－lg Ka1)。
解析：(1)图1中pH为8～10时，三价砷主要以H3AsO3和H2AsO的形式存在，故滴加NaOH溶液的过程中主要反应的离子方程式为OH－＋H3AsO3===H2AsO＋H2O。(2)Ka1＝，K仅与温度有关，为方便计算，在图2中取pH＝2.2时计算，此时c(H2AsO)＝c(H3AsO4)，则Ka1＝c(H＋)＝10－2.2，pKa1＝2.2。
答案：(1)OH－＋H3AsO3===H2AsO＋H2O (2)2.2
3．(2017·全国卷Ⅱ)改变0.1 mol·L－1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中H2A、HA－、
A2－的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示已知δ(X)＝。
下列叙述错误的是( )
A．pH＝1.2时，c(H2A)＝c(HA－)
B．lg[K2(H2A)]＝－4.2
C．pH＝2.7时，c(HA－)>c(H2A)＝c(A2－)
D．pH＝4.2时，c(HA－)＝c(A2－)＝c(H＋)
解析：选D 根据题给图像，pH＝1.2时，δ(H2A)＝δ(HA－)，则c(H2A)＝c(HA－)，A项正确；根据HA－H＋＋A2－，可确定K2(H2A)＝，根据题给图像，pH＝4.2时，δ(HA－)＝δ(A2－)，则c(HA－)＝c(A2－)，即lg[K2(H2A)]＝lg c(H＋)＝－4.2，B项正确；根据题给图像，pH＝2.7时，δ(HA－)>δ(H2A)＝δ(A2－)，则c(HA－)>c(H2A)＝c(A2－)，C项正确；根据题给图像，pH＝4.2时，δ(HA－)＝δ(A2－)，则c(HA－)＝c(A2－)≈0.05 mol·L－1，而c(H＋)＝10－4.2mol·L－1，则c(HA－)＝c(A2－)>c(H＋)，D项错误。
4．(2016·全国卷Ⅲ)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A．向0.1 mol·L－1CH3COOH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＞1
D．向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变
解析：选D A项，CH3COOHCH3COO－＋H＋，Ka＝，则＝，加水稀释，Ka不变，c(CH3COO－)减小，故比值变大，错误；B项，CH3COONa溶液中存在水解平衡：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，Kh＝，升高温度，水解平衡正向移动，Kh增大，则减小，错误；C项，溶液呈中性，则c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒可知，c(Cl－)＝c(NH)，错误；D项，向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，沉淀溶解平衡逆向移动，由于＝＝，Ksp仅与温度有关，故不变，正确。
5．(2015·全国卷Ⅰ)浓度均为0.10 mol·L－1、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随 lg的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A．MOH的碱性强于ROH的碱性
B．ROH的电离程度：b点大于a点
C．若两溶液无限稀释，则它们的c(OH－)相等
D．当lg＝2时，若两溶液同时升高温度，则增大
解析：选D 由图像分析浓度为0.10 mol·L－1的MOH溶液，在稀释前pH为13，说明MOH完全电离，则MOH为强碱，而ROH的pH<13，说明ROH没有完全电离，ROH为弱碱。MOH的碱性强于ROH的碱性，A正确；曲线的横坐标lg越大，表示加水稀释体积越大，由曲线可以看出b点的稀释程度大于a点，弱碱ROH存在电离平衡：ROHR＋＋OH－，溶液越稀，弱电解质电离程度越大，故ROH的电离程度：b点大于a点，B正确；若两溶液无限稀释，则溶液的pH接近于7，故两溶液的c(OH－)相等，C正确；当lg＝2时，溶液V＝100V0，溶液稀释100倍，由于MOH发生完全电离，升高温度，c(M＋)不变；ROH存在电离平衡：ROHR＋＋OH－，升高温度促进电离平衡向电离方向移动，c(R＋)增大，故减小，D错误。
6．(2015·海南高考)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：
氨的水溶液显弱碱性，其原因为________________(用离子方程式表示)，0.1 mol·L－1的氨水中加入少量NH4Cl固体，溶液的pH________(填“升高”或“降低”)；若加入少量明矾，溶液中NH的浓度________(填“增大”或“减小”)。解析：若加入NH4Cl，则NH浓度增大，NH3·H2O的电离平衡逆向移动，OH－浓度减小，pH降低。
答案：NH3·H2ONH＋OH－ 降低 增大
第二十一讲
弱电解质的电离平衡
[江苏考纲要求]
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1．理解电离、电解质、强电解质和弱电解质的概念。
2．理解并能表示弱电解质在水溶液中的电离平衡。
弱电解质的电离平衡
[教材基础—自热身]
一、弱电解质的电离平衡
1．弱电解质
(1)概念
(2)电离方程式的书写
①强电解质用“===”号，弱电解质用“”号。
②多元弱酸，分步电离，分步书写且第一步电离程度远远大于第二步的电离程度，如H2CO3：H2CO3H＋＋、。
③多元弱碱，分步电离，一步书写，如Fe(OH)3：
Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。
④酸式盐
在水溶液中，强酸的酸式盐完全电离，弱酸的酸式盐中酸式酸根离子不完全电离。如
NaHSO4：。
NaHCO3：NaHCO3===Na＋＋HCO、HCOH＋＋CO 。
在熔融状态时NaHSO4===Na＋＋HSO。
2．弱电解质的电离平衡
(1)电离平衡的建立
弱电解质的电离平衡是指在一定条件下，弱电解质的分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等，溶液中的分子和离子的浓度都保持不变时的状态。
平衡建立过程的vt图像如图所示。
(2)电离平衡的特征
3．影响电离平衡的因素
(1)内因：弱电解质本身的性质。
(2)外因：浓度、温度、加入试剂等。
①温度：温度升高，电离平衡向右移动，电离程度增大。
②浓度：稀释溶液，电离平衡向右移动，电离程度增大。
③同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡向左移动，电离程度减小。
④加入与离子反应的物质：电离平衡向右移动，电离程度增大。
二、电离平衡常数
1．表达式
(1)一元弱酸HA的电离常数：根据HAH＋＋A－，可表示为Ka＝。
(2)一元弱碱BOH的电离常数：根据BOHB＋＋OH－，可表示为Kb＝。
2．特点
电离常数只与温度有关，与电解质的浓度、酸碱性无关，由于电离过程是热的，故温度升高，K增大。多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是K1≫K2……，所以其酸性主要决定于第步电离。
3．意义
电离平衡常数反映了弱电解质的相对强弱。相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的酸性或碱性相对越强。
4．影响因素
[知能深化—扫盲点]
以CH3COOHH＋＋CH3COO－ ΔH＞0为例，判断外界条件对电离平衡的影响
改变条件
平衡移动方向
n(H＋)
c(H＋)
导电能力
电离平衡常数Ka
电离程度
加水稀释
→
增大
减小
减弱
不变
增大
加入少量冰醋酸
增大
增大
增强
不变
减小
通入HCl(g)
增大
增大
增强
不变
减小
加入NaOH(s)
减小
减小
增强
不变
增大
加入CH3COONa(s)
←
减小
减小
增强
不变
减小
加入镁粉
减小
减小
增强
不变
增大
升高温度
增大
增大
增强
增大
增大
[对点练]
1．某浓度的氨水中存在下列平衡：NH3·H2ONH＋OH－。如想增大NH的浓度，而不增大OH－的浓度，应采取的措施是( )
A．适当升高温度 B．加入水
C．通入NH3 D．加入少量盐酸
解析：选D 适当升高温度，平衡正向移动，c(NH)增大，c(OH－)增大，A错误；加入水，溶液体积增大，则NH和OH－浓度都减小，B错误；向氨水中通入氨气，c(NH)增大，c(OH－)增大，C错误；加入少量盐酸，盐酸和OH－反应生成水，促进NH3·H2O电离，c(NH)增大，c(OH－)减小，D正确。
提能点(二) 电离平衡常数的应用
根据酸碱的电离常数大小可进行以下判断：
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。
(2)判断强酸弱碱盐(或强碱弱酸盐)溶液的酸性(或碱性)强弱，弱碱(或弱酸)的电离常数越大，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。
(4)判断微粒浓度比值的变化
弱电解质加水稀释时，能促进弱电解质的电离，溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化，但电离常数不变，考题中经常利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如：0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中加水稀释，＝＝，加水稀释时，c(H＋)减小，Ka值不变，则增大。
[对点练]
2．25 ℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示：
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
1.7×10－5
K1＝4.3×10－7
K2＝5.6×10－11
3.0×10－8
请回答下列问题：
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为
________________________________________________________________________。
(2)同浓度的CH3COO－、HCO、CO、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。
(3)将少量CO2气体通入NaClO溶液中，写出反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(4)常温下0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。
①_______；②________；
③_______；④_______。
(5)体积为10 mL pH＝2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程中pH变化如图所示，则HX的电离平衡常数________(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数；理由是__________________________。
答案：(1)CH3COOH＞H2CO3＞HClO
(2)CO＞ClO－＞HCO＞CH3COO－
(3)ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO
(4)①变小 ②不变 ③变大 ④不变
(5)大于 稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大，酸性强，电离平衡常数大
(1)含义
分布系数是指弱电解质溶液中，某一组分的平衡浓度占总浓度的分数，常用δ表示，分布系数是溶液酸度的函数。分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数为纵坐标的分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
(2)两类酸的分布系数图像
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸为例)
δ0为CH3COOH、δ1为CH3COO－
δ0为H2C2O4、δ1为HC2O、δ2为C2O －
当pH
当溶液的pH＝pKa1时δ0＝δ1，pH＝pKa2时δ1＝δ2；当pH
根据分布系数可以书写一定pH时发生反应的离子方程式
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH时的分布系数和酸的浓度，就可以计算出各成分在该pH时的平衡浓度。
[对点练]
3．(双选)H2C2O4水溶液中H2C2O4、HC2O和C2O三种形态的粒子的分布分数δ随溶液pH变化的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．曲线①代表的粒子是HC2O
B．0.1 mol·L－1NaHC2O4溶液中：c(C2O)＞c(H2C2O4)
C．pH＝5时，溶液中主要含碳微粒浓度大小关系为c(C2O)＞c(H2C2O4)＞c(HC2O)
D．在一定温度下，向CaC2O4饱和溶液中加入少量CaCl2固体，c(C2O)将减小，
c(Ca2＋)增大
解析：选BD 曲线①代表的粒子是H2C2O4，故A错误；由题图可知NaHC2O4溶液显示酸性，阴离子HC2O的电离程度大于其水解程度，所以c(H2C2O4)＜c(C2O)，故B正确；pH＝5时，溶液中主要含碳微粒浓度大小关系为c(C2O)＞c(HC2O)＞c(H2C2O4)，故C错误；一定温度下，CaC2O4饱和溶液中，存在CaC2O4(s)C2O(aq)＋Ca2＋(aq)平衡，加入少量CaCl2固体，平衡逆向移动，c(C2O)将减小，加入了Ca2＋，c(Ca2＋)不可抵消，所以c(Ca2＋)增大，故D正确。
[题点全练—过高考]
题点一 影响电离平衡的外界因素
1．稀氨水中存在着下列平衡：NH3·H2ONH＋OH－，若要使平衡向逆反应方向移动，同时使c(OH－)增大，可采取的措施是( )
①加入少量NH4Cl固体 ②加入少量硫酸 ③加入少量NaOH固体 ④加水稀释 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A．①②③⑤ B．③⑥
C．③ D．③⑤
解析：选C 若在氨水中加入NH4Cl固体，c(NH)增大，平衡向逆反应方向移动，
c(OH－)减小，①错误；硫酸中的H＋与OH－反应，使c(OH－)减小，平衡向正反应方向移动，②错误；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，符合题意，③正确；若在氨水中加入水，稀释溶液，平衡向正反应方向移动，但c(OH－)减小，④错误；电离属吸热过程，加热平衡向正反应方向移动，c(OH－)增大，⑤错误；加入MgSO4固体发生反应Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，溶液中c(OH－)减小，⑥错误。
2．已知0.1 mol·L－1醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋。要使CH3COOH的电离程度增大，可以采取的措施是( )
①加少量CH3COONa固体 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水
A．①② B．①③
C．③④ D．②④
解析：选D 加少量CH3COONa固体，醋酸根离子浓度增大，电离平衡逆向移动，则醋酸的电离程度减小，①错误；弱电解质的电离吸热，升高温度，电离平衡正向移动，则醋酸的电离程度增大，②正确；加少量冰醋酸，醋酸的浓度增大，则醋酸的电离程度减小，③错误；加水，醋酸浓度减小，则醋酸的电离程度增大，④正确。
题点二 电离平衡常数的影响因素及应用
3．相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是( )
酸
HX
HY
HZ
电离常数K
9×10－7
9×10－6
1×10－2
A.三种酸的强弱关系：HX＞HY＞HZ
B．反应HZ＋Y－===HY＋Z－能够发生
C．相同温度下，0.1 mol·L－1的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液pH最大
D．相同温度下，1 mol·L－1 HX溶液的电离常数大于0.1 mol·L－1 HX
解析：选B 根据表中电离常数大小关系可得酸的强弱关系为HZ＞HY＞HX，可知A、C不正确，B正确；电离常数只与温度有关，与浓度无关，D不正确。
4．将浓度为 0.1 mol·L－1 HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是( )
A．c(H＋) B．Ka(HF) C. D.
解析：选D A项，在0.1 mol·L－1 HF 溶液中存在如下电离平衡：HFH＋＋F－，加水稀释，平衡向右移动，但c(H＋)减小；B项， 电离常数与浓度无关，其数值在稀释过程中不变；C项，加水后，平衡右移，但c(F－)、c(H＋)都减小，由于溶液中存在电荷守恒，则
c(F－)＋c(OH－)＝c(H＋)，则＝＝1－，由于c(H＋)减小，c(OH－)增大，故减小；D项，变形后得，稀释过程中c(F－)逐渐减小，故其比值始终保持增大。
5．分析表格，下列选项中错误的是( )
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数(25 ℃)
1.8×10－5
4.9×10－10
Ka1＝4.3×10－7
Ka2＝5.6×10－11
A.CH3COO－、HCO、CN－在溶液中可以大量共存
B．向食醋中加入水可使CH3COOH的电离平衡向电离方向移动
C．相同物质的量浓度的Na2CO3和NaCN溶液，后者pH较大
D．pH＝a的上述3种酸溶液，加水后溶液的pH仍相同，则醋酸中加入水的体积最小
解析：选C 根据电离常数可知HCO和CH3COO－、HCO和CN－均不发生反应，A正确；向食醋中加入水，CH3COOH的电离平衡正向移动，B正确；由于电离常数HCN>HCO，根据“越弱越易水解”可知C错误；pH相同的CH3COOH、HCN、H2CO3 3种酸溶液，加入相同体积的水，CH3COOH溶液pH变化最大，则pH变化相同的情况下，CH3COOH溶液中加入水的体积最小，D正确。
题点三 弱电解质分布系数的图像分析
6．(双选)20 ℃时，在c(H2C2O4)＋c(HC2O)＋c(C2O)＝0.100 mol·L－1的H2C2O4、NaOH混合溶液中，含碳元素微粒的分布分数δ随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．0.100 mol·L－1NaHC2O4溶液中：c(OH－)＝c(H＋)－2c(C2O)＋c(H2C2O4)
B．Q点：c(H2C2O4)＋c(C2O)>c(HC2O)
C．P点：c(Na＋)＋c(H2C2O4)<0.100 mol·L－1＋c(C2O)
D．该温度下H2C2O4的电离常数Ka2＝1×10－4.2
解析：选CD NaHC2O4溶液中的质子守恒式为c(OH－)＝c(H＋)－c(C2O)＋c(H2C2O4)，A错误；由图示可看出，①表示H2C2O4、②表示HC2O、③表示C2O，在Q点时c(H2C2O4)＋c(C2O)
7．(双选)(2019·海安中学模拟) 常温下，向H2C2O4溶液中逐滴滴加NaOH溶液，若定义pc＝－lg c，则所得溶液中pc(H2C2O4)、pc(HC2O)、pc(C2O)与溶液pH的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．常温下，Ka1(H2C2O4)＝10－1.3
B．pH＝x时，c(HC2O)
D.随pH的升高而增大
解析：选AC 浓度越大，pc越小，向H2C2O4溶液中逐滴滴加NaOH溶液，发生反应H2C2O4＋NaOH===NaHC2O4＋H2O，NaHC2O4＋NaOH===Na2C2O4＋H2O，反应过程中H2C2O4浓度逐渐减小，pc(H2C2O4)增大，NaHC2O4浓度先增大后减小，pc(HC2O)先减小后增大，Na2C2O4逐渐增大，pc(C2O)减小，则图中对应曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表HC2O、H2C2O4、C2O的pc变化。常温下，pH＝1.3时，pc(H2C2O4)＝pc(HC2O)，即c(H2C2O4)＝c(HC2O)，Ka1(H2C2O4)＝＝c(H＋)＝10－1.3，A正确；pH＝x时，c(HC2O)>c(H2C2O4)＝c(C2O)，B错误；M点时，pH＝4.3，溶液呈酸性，c(H＋)>c(OH－)，且pc(C2O)＝pc(HC2O)，则c(HC2O)＝c(C2O)，根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HC2O)＋2c(C2O)＋c(OH－), 得到c(Na＋)
[教材基础—自热身]
1．相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
以盐酸、醋酸为例：
(1)加入足量的Zn，V(H2)与时间的变化曲线，见图1
开始阶段单位时间内，盐酸产生的H2多，反应停止时，产生的H2的量一样多。
(2)加水稀释，pH变化的曲线，见图2
加水稀释相同的倍数，醋酸的pH大；加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多。
2．相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
以盐酸、醋酸为例：
(1)加入足量的Zn，V(H2)与时间的变化曲线，见图3
反应过程中单位时间内，醋酸产生的H2多，反应停止时，醋酸产生的H2多。
(2)加水稀释，pH变化的曲线，见图4
加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大，加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多。
[知能深化—扫盲点]
提能点(一) 一元强酸(HA)与一元弱酸(HB)的比较
浓度均为0.01 mol·L－1
pH均为2
pH或物质的量浓度
2＝pHHA
HA>HB
HA＝HB
体积相同时与过量的碱反应消耗碱的量
HA＝HB
HA
HA＝HB
HA
c(A－)>c(B－)
c(A－)＝c(B－)
分别加入固体NaA、NaB后pH变化
HA：不变
HB：变大
HA：不变
HB：变大
加水稀释10倍后
3＝pHHA
溶液的导电性
HA>HB
HA＝HB
水的电离程度
HA
提能点(二) 判断强酸、弱酸的方法(以HA代表一元酸)
实验方法
结论
测0.01 mol·L－1 HA溶液的pH
pH＝2，HA为强酸；pH>2，HA为弱酸
室温下测NaA溶液的pH
pH＝7，HA为强酸；pH>7，HA为弱酸
相同条件下，测相同浓度的HA溶液和盐酸(强酸)的导电性
若导电性相同，则HA为强酸；若导电性较盐酸弱，则HA为弱酸
测定同pH的HA溶液与盐酸稀释相同倍数前后的pH变化
若ΔpH(HA)＝ΔpH(HCl)，HA是强酸；若ΔpH(HA)<ΔpH(HCl)，HA是弱酸
测定等体积、等pH的HA溶液和盐酸分别中和NaOH的量
若消耗NaOH的量相同，则HA为强酸；若消耗NaOH的量较盐酸大，则HA为弱酸
测定等体积、等pH的HA溶液和盐酸分别与足量的锌反应
若生成氢气的体积相同，则HA为强酸；若生成氢气的体积大于盐酸，则HA为弱酸
[题点全练—过高考]
题点一 强酸与弱酸的比较
1．已知25 ℃时，有关弱酸的电离常数如表所示：
化学式
CH3COOH
HCN
电离常数
1.8×10－5
4.9×10－10
下列有关说法正确的是( )
A．体积和pH相同的CH3COOH溶液与HCN溶液，中和NaOH溶液所消耗NaOH的物质的量相同
B．体积和pH相同的CH3COOH溶液与HCN溶液，分别与足量的Fe反应，HCN溶液产生的H2更多
C．a mol·L－1HCN溶液加水稀释后，电离常数减小，加入KCN晶体后，电离常数增大
D．25 ℃时，在等浓度的CH3COOH溶液与HCN溶液中，水的电离程度前者大
解析：选B 根据表中所给的数据可知醋酸的酸性强于氢氰酸，pH相等的两种酸，氢氰酸的浓度大；浓度相等的两种酸，醋酸中氢离子浓度大。pH相等，氢氰酸的浓度大，中和NaOH溶液的物质的量多，分别与足量的Fe反应，氢氰酸产生的H2多，A项错误，B项正确；电离常数只与温度有关，C项错误；等浓度的CH3COOH溶液与HCN溶液中，醋酸中氢离子浓度大，对水的电离抑制程度大，即氢氰酸中水的电离程度大，D项错误。
2．在一定温度下，有a.盐酸、b.硫酸、c.醋酸三种酸：
(1)当三种酸物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是____________________(用字母表示，下同)。
(2)等体积、等物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是________________。
(3)若三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是__________________。
(4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是______________________________________________________。
(5)当三者c(H＋)相同且体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为______________，反应所需时间的长短关系是________________。
(6)将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H＋)由大到小的顺序是________________。
解析：HCl===H＋＋Cl－；H2SO4===2H＋＋SO；CH3COOHH＋＋CH3COO－。(1)当三种酸物质的量浓度相同时，三种酸中c(H＋)由大到小的顺序为b＞a＞c。(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，因随着NaOH溶液的加入，CH3COOH电离平衡右移，提供的H＋和盐酸相同，中和NaOH的能力盐酸和醋酸相同，而H2SO4提供的H＋是它们的2倍，故b＞a＝c。(3)c(H＋) 相同时，醋酸溶液浓度最大，因醋酸为弱酸，电离程度小，H2SO4浓度为盐酸的一半，故c＞a＞b(或c＞a＝2b)。(4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，因HCl、H2SO4为强电解质，在溶液中完全电离，所以H＋总的物质的量相同，故产生H2的体积相同。CH3COOH为弱电解质，最终能提供的H＋最多，生成的H2最多，故c＞a＝b。(5)因开始时 c(H＋)相同，故a＝b＝c；因CH3COOH为弱酸，继续电离出H＋，减弱了c(H＋)的减小程度，故a＝b＞c。(6)因CH3COOH为弱酸，加水稀释时电离平衡右移，减弱了c(H＋)的减小程度，故c＞a＝b。
答案：(1)b>a>c (2)b>a＝c (3)c>a>b(或c>a＝2b)
(4)c>a＝b (5)a＝b＝c a＝b>c (6)c>a＝b
题点二 强弱电解质的相关图像
3．在体积均为1 L，pH均等于2的盐酸和醋酸溶液，分别投入0.23 g Na，则下列图中比较符合反应事实的曲线是( )
解析：选B pH均等于2的盐酸和醋酸溶液，起始氢离子浓度相同，但醋酸为弱酸，醋酸的浓度远大于盐酸的浓度，与等量的Na反应时，醋酸的电离平衡正向移动，醋酸中氢离子浓度大于盐酸中氢离子浓度，醋酸反应速率快；由题给数据结合反应方程式判断，醋酸远过量，盐酸恰好反应。醋酸与Na反应生成醋酸钠溶液，醋酸根离子水解显碱性，但醋酸远过量，反应后溶液显酸性，溶液的pH＜7，盐酸与Na恰好完全反应生成氯化钠，则反应后溶液的pH＝7，A错误，B正确；因Na的质量相同，则与盐酸恰好完全反应，醋酸过量，生成氢气相同，且醋酸中氢离子浓度大于盐酸中氢离子浓度，则醋酸中反应速率快，C、D错误。
4．某温度下，相同pH的盐酸和醋酸分别加水稀释，平衡pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是( )
A．Ⅱ为盐酸稀释时的pH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
解析：选B 盐酸为强电解质，醋酸为弱电解质，相同pH的盐酸和醋酸加水稀释后，盐酸的pH改变较大，而醋酸的pH改变较小，从图线上看，Ⅰ对应的为盐酸，Ⅱ对应的为醋酸，A项错误；b点溶液的浓度比c点大，导电性强，B项正确；由于温度不变，Kw不变，C项错误；开始时，盐酸和醋酸的pH相同，醋酸浓度大于盐酸的浓度，加水稀释相同倍数后，醋酸的浓度仍然较大，D项错误。
题点三 弱电解质的判断
5．pH＝12的X、Y两种碱溶液各10 mL，分别稀释至1 000 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．若10＜a＜12，则X、Y都是弱碱
B．X、Y两种碱的物质的量浓度一定相等
C．完全中和pH相同的X、Y两溶液时，消耗同浓度盐酸的体积：V(X)＞V(Y)
D．稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强
解析：选A 若X为强碱，则10 mL pH＝12的X溶液稀释至1 000 mL，pH应该为10，故若10＜a＜12，则X、Y均为弱碱，A项正确；两种碱稀释相同倍数，pH变化不同，说明两种碱的强弱不同，则pH相同时，二者的物质的量浓度一定不同，B项错误；当pH相同时，c(X)＜c(Y)，所以完全中和这两种碱时，消耗相同浓度的盐酸的体积：V(X)＜V(Y)，C项错误；由图像数据可知，稀释后Y溶液的pH比X溶液的pH大，故Y溶液的碱性强，D项错误。
6．下列事实不能证明HNO2是弱电解质的是( )
①滴入酚酞，NaNO2溶液显红色 ②用HNO2溶液做导电实验，灯泡很暗 ③等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中和碱时，HNO2中和碱的能力强 ④0.1 mol·L－1 HNO2溶液的pH＝2 ⑤HNO2与CaCO3反应放出CO2气体 ⑥c(H＋)＝0.1 mol·L－1的HNO2溶液稀释至1 000倍，pH<4
A．①⑤ B．②⑤ C．③⑥ D．③④
解析：选B NO水解，生成弱电解质HNO2和OH－，使酚酞试液显红色，①能证明；HNO2溶液做导电实验，灯泡很暗，只能说明溶液中离子的浓度小，并不能说明HNO2部分电离，②不能证明；等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中，HNO2中和碱能力强，0.1 mol·
L－1 HNO2溶液的pH＝2，都能说明HNO2部分电离，③④能证明；HNO2与CaCO3反应放出CO2气体，说明HNO2的酸性比H2CO3强，但并不一定是弱电解质，⑤不能证明；HNO2若是强酸，⑥中pH应等于4，故⑥能证明。
7．pH＝2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下图所示。分别滴加NaOH溶液(c＝0.1 mol·L－1)至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则( )
A．x为弱酸，Vx＜Vy B．x为强酸，Vx＞Vy
C．y为弱酸，Vx＜Vy D．y为强酸，Vx＞Vy
解析：选C 由图知：将一元酸x和y分别稀释10倍，pH的变化量ΔpHx＝1，ΔpHy＜1，所以x为强酸，y为弱酸。pH＝2时弱酸y的浓度大，滴加NaOH溶液至pH＝7时消耗NaOH溶液的体积y比x大。
8．为了证明醋酸是弱电解质，甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验：0.1 mol·
L－1醋酸溶液、0.1 mol·L－1盐酸、pH＝3的盐酸、pH＝3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。
(1)甲取出10 mL 0.1 mol·L－1的醋酸溶液，用pH试纸测出其pH＝a，确定醋酸是弱电解质，则a应该满足的关系是________，理由是_________________________________。
(2)乙将pH＝3的醋酸和盐酸，各取1 mL，用蒸馏水稀释到100 mL，然后用pH试纸分别测定两溶液的pH，则可认定醋酸是弱电解质，判断的依据是________________________________________________________________________。
(3)丙分别取pH＝3的盐酸和pH＝3的醋酸各10 mL，然后分别加入质量相同的锌粒，醋酸放出H2的速率快，则认定醋酸是弱电解质，你认为这一方法正确吗？________(填“正确”或“不正确”)。并说明理由：____________________________________________。
(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞试液，也论证了醋酸是弱酸的事实，该同学的实验操作和现象是_____________________________________________。
答案：(1)a>1 因醋酸是弱酸，不能完全电离
(2)盐酸的pH＝5，醋酸的pH<5 (3)正确 由于醋酸是弱酸，随着反应的进行，醋酸不断电离，c(H＋)变化小，产生H2的速率比盐酸快 (4)配制等浓度的CH3COONa、NaCl溶液，分别滴入酚酞试液，CH3COONa溶液变浅红色，NaCl溶液不变色
[规律方法]
1．假设法进行有关量的大小比较
在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的题目时，可以先假设所给物质全部是强电解质，再在此基础上结合电离平衡移动原理进行分析。如pH＝3的盐酸、醋酸，分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，溶液的pH均为4，然后再根据弱酸的电离平衡及浓度进行分析。
2．判断弱电解质的三个思维角度
角度一：弱电解质的定义，即弱电解质不能完全电离，如测0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液的pH＞1。
角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动，如pH＝1的CH3COOH加水稀释10倍后，1＜pH＜2。
角度三：弱电解质形成的盐类能水解，如判断CH3COOH为弱酸可用下面两个现象：
(1)配制某浓度的醋酸钠溶液，向其中加入几滴酚酞溶液。现象：溶液变为浅红色。
(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上，测其pH。现象：pH＞7。
[课堂真题集训—明考向]
1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2017·江苏高考)已知常温下，Ka(HCOOH)＝1.77×10－4，Ka(CH3COOH)＝1.75×
10－5，用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点，消耗NaOH溶液的体积相等( )
(2)(2016·江苏高考)室温下，稀释0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液，溶液的导电能力增强( )
(3)(2016·江苏高考)如图表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程( )
(4)(2013·江苏高考)CH3COOH 溶液加水稀释后，溶液中的值减小( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√
2．(2017·江苏高考节选)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。
(1)以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0～10.0)，将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO＋H＋的电离常数为Ka1，则pKa1＝________(pKa1＝－lg Ka1)。
解析：(1)图1中pH为8～10时，三价砷主要以H3AsO3和H2AsO的形式存在，故滴加NaOH溶液的过程中主要反应的离子方程式为OH－＋H3AsO3===H2AsO＋H2O。(2)Ka1＝，K仅与温度有关，为方便计算，在图2中取pH＝2.2时计算，此时c(H2AsO)＝c(H3AsO4)，则Ka1＝c(H＋)＝10－2.2，pKa1＝2.2。
答案：(1)OH－＋H3AsO3===H2AsO＋H2O (2)2.2
3．(2017·全国卷Ⅱ)改变0.1 mol·L－1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中H2A、HA－、
A2－的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示已知δ(X)＝。
下列叙述错误的是( )
A．pH＝1.2时，c(H2A)＝c(HA－)
B．lg[K2(H2A)]＝－4.2
C．pH＝2.7时，c(HA－)>c(H2A)＝c(A2－)
D．pH＝4.2时，c(HA－)＝c(A2－)＝c(H＋)
解析：选D 根据题给图像，pH＝1.2时，δ(H2A)＝δ(HA－)，则c(H2A)＝c(HA－)，A项正确；根据HA－H＋＋A2－，可确定K2(H2A)＝，根据题给图像，pH＝4.2时，δ(HA－)＝δ(A2－)，则c(HA－)＝c(A2－)，即lg[K2(H2A)]＝lg c(H＋)＝－4.2，B项正确；根据题给图像，pH＝2.7时，δ(HA－)>δ(H2A)＝δ(A2－)，则c(HA－)>c(H2A)＝c(A2－)，C项正确；根据题给图像，pH＝4.2时，δ(HA－)＝δ(A2－)，则c(HA－)＝c(A2－)≈0.05 mol·L－1，而c(H＋)＝10－4.2mol·L－1，则c(HA－)＝c(A2－)>c(H＋)，D项错误。
4．(2016·全国卷Ⅲ)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A．向0.1 mol·L－1CH3COOH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＞1
D．向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变
解析：选D A项，CH3COOHCH3COO－＋H＋，Ka＝，则＝，加水稀释，Ka不变，c(CH3COO－)减小，故比值变大，错误；B项，CH3COONa溶液中存在水解平衡：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，Kh＝，升高温度，水解平衡正向移动，Kh增大，则减小，错误；C项，溶液呈中性，则c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒可知，c(Cl－)＝c(NH)，错误；D项，向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，沉淀溶解平衡逆向移动，由于＝＝，Ksp仅与温度有关，故不变，正确。
5．(2015·全国卷Ⅰ)浓度均为0.10 mol·L－1、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随 lg的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A．MOH的碱性强于ROH的碱性
B．ROH的电离程度：b点大于a点
C．若两溶液无限稀释，则它们的c(OH－)相等
D．当lg＝2时，若两溶液同时升高温度，则增大
解析：选D 由图像分析浓度为0.10 mol·L－1的MOH溶液，在稀释前pH为13，说明MOH完全电离，则MOH为强碱，而ROH的pH<13，说明ROH没有完全电离，ROH为弱碱。MOH的碱性强于ROH的碱性，A正确；曲线的横坐标lg越大，表示加水稀释体积越大，由曲线可以看出b点的稀释程度大于a点，弱碱ROH存在电离平衡：ROHR＋＋OH－，溶液越稀，弱电解质电离程度越大，故ROH的电离程度：b点大于a点，B正确；若两溶液无限稀释，则溶液的pH接近于7，故两溶液的c(OH－)相等，C正确；当lg＝2时，溶液V＝100V0，溶液稀释100倍，由于MOH发生完全电离，升高温度，c(M＋)不变；ROH存在电离平衡：ROHR＋＋OH－，升高温度促进电离平衡向电离方向移动，c(R＋)增大，故减小，D错误。
6．(2015·海南高考)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：
氨的水溶液显弱碱性，其原因为________________(用离子方程式表示)，0.1 mol·L－1的氨水中加入少量NH4Cl固体，溶液的pH________(填“升高”或“降低”)；若加入少量明矾，溶液中NH的浓度________(填“增大”或“减小”)。解析：若加入NH4Cl，则NH浓度增大，NH3·H2O的电离平衡逆向移动，OH－浓度减小，pH降低。
答案：NH3·H2ONH＋OH－ 降低 增大
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