河北省邯郸市高考化学二轮专题复习11 电解质溶液课件.ppt

电解质溶液 一 弱电解质的电离平衡1 电解质定义 在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物 分类 在水溶液里完全电离的电解质是强电解质 部分电离的电解质是弱电解质 注意 无论是电解质还是非电解质都必须是化合物 电解质必须是本身能电离出离子 电解质溶液的导电能力由自由移动的离子的浓度与离子所带的电荷数决定 与电解质的强弱无关 难溶盐 如 baso4 agcl caco3等 一般是强电解质 尽管难溶 但溶于水的那部分是完全电离的 而许多难溶性碱 如al oh 3 却是弱电解质 常见的强弱电解质 强电解质 强酸 hcl h2so4 hno3 hclo4 hbr hi hmno4 强碱 naoh ca oh 2 ba oh 2 koh rboh 大部分盐 baso4 agno3 caco3等 弱电解质 弱酸 如h2s h2co3 ch3cooh hf hcn hclo等 hf酸是具有强极性共价键的弱电解质 h3po4 h2so3从其酸性强弱看属于中强酸 但仍属于弱电解质 弱碱 nh3 h2o 多数不溶性的碱 如fe oh 3 cu oh 2等 两性氢氧化物 如al oh 3 zn oh 2等 个别的盐 如hgcl2 hgbr2等 水 是由强极性键构成的极弱的电解质 电离方程式的书写 强电解质用 弱电解质用 多元弱酸分步电离 且第一步电离程度远远大于第二步电离 多元弱碱的电离写成一步 可溶性酸式盐电离时 金属阳离子全部电离且不可逆 酸式酸根除hso4 外全部分步电离 2 弱电解质的电离平衡 1 定义 在一定条件下 如 温度 压强 当弱电解质电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时 电离过程就达到了平衡状态 这叫做弱电解质的电离平衡 2 电离平衡的特点 逆 弱电解质的电离 可逆过程 等 v 电离 v 结合 0 动 电离平衡是一种动态平衡 定 条件不变 溶液中各分子 离子的浓度不变 溶液里既有离子又有分子 变 条件改变时 电离平衡发生移动 3 电离平衡常数和电离度 1 电离平衡常数是指在一定条件下 弱电解质在溶液中达到平衡时 溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比值 hah a 注意 在此计算公式中 离子浓度都是平衡浓度 电离平衡常数的数值与温度有关 与浓度无关 弱电解质的电离是吸热的 一般温度越高 电离平衡常数越大 电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱 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 ka越大 弱酸的酸性越强 kb越大 弱碱的碱性越强 多元弱酸是分布电离的 每一级电离都有相应的电离平衡常数 用ka1 ka2等表示 且电离平衡常数逐级减小 2 电离度 弱电解质在水中的电离达到平衡状态时 已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数的百分率 称为电离度 常用 表示 注意 弱电解质的电离度与溶液的浓度有关 一般而言 浓度越大 电离度越小 浓度越小 电离度越大 4 影响电离平衡的外界条件 浓度 浓度越大 电离程度越小 在稀释溶液时 电离平衡向右移动 而离子浓度一般会减小 温度 温度越高 电离程度越大 因电离是吸热反应 同离子效应 在某电解质溶液中 加入含有某一相同离子的另一电解质 会抑制电解质的电离 如在醋酸溶液中加入醋酸钠或盐酸 均会抑制醋酸的电离 能反应的离子 加入能与电解质电离出来的离子发生反应的另一物质 会促进电解质的电离 二 水的电离和溶液的酸碱性1 水的电离 1 电离方程式 h2o h2oh3o oh 简写为 h2oh oh 水电离的正反应为吸热反应 其电离平衡常数 ka 2 影响水的电离平衡的因素 酸和碱 酸或碱的加入都会电离出h 或oh 均使水的电离逆向移动 从而抑制水的电离 温度 由于水的电离吸热 若升高温度 将促进水的电离 h 与 oh 同时同等程度的增加 ph减小 但 h 与 oh 始终相等 故仍呈中性 能水解的盐 不管水解后溶液呈什么性 均促进水的电离 使水的电离程度增大 其它因素 如向水中加入活泼金属 由于活泼金属与水电离出来的h 直接作用 使 h 减少 因而促进水的电离平衡正向移动 3 水的离子积常数 表达式 kw h oh 25 kw c h c oh 1 10 14 影响因素 kw一个温度函数 与溶质无关 升高温度 水的电离平衡正向移动 kw增大 如1000c时kw 1 0 10 12mol2 l 2 无论是纯水还是酸 碱 盐等电解质的稀溶液 水的离子积为该温度下的kw 2 溶液的酸碱性 1 溶液的酸碱性决定于c h 与c oh 的关系 是溶液显酸性或碱性的根本原因 c h c oh 溶液呈中性 c h c oh 溶液呈酸性 c h c oh 溶液呈碱性 2 ph值表示方法 ph lgc h ph与溶液中c h 的关系 25 纯水的ph 7 溶液显中性 ph7的溶液为碱性 说明 ph表示溶液酸碱性的强弱 ph越小 溶液酸性越强 反之 溶液的碱性越强 使用范围 1 10 14mol l 1 c h 1mol l 1 即 0 ph 14 但ph可以大于14 也可以小于1 注意 ph为7的溶液不一定为中性 100 kw 1 10 12 c h c oh 1 10 6mol l 此时ph 6 但溶液仍为中性 判断溶液酸碱性的依据是比较溶液中c h c oh 的相对大小 3 室温下水电离出的c h 或c oh 的计算规律 中性溶液 c h c oh 1 0 10 7mol l 1 溶质为酸的溶液 h 来源于酸电离和水电离 而oh 只来源于水 如计算ph 2的盐酸中水电离出的c h 方法是先求出溶液中的c oh 10 12mol l 1 即水电离出的c h c oh 10 12mol l 1 溶质为碱的溶液oh 来源于碱电离和水电离 而h 只来源于水 如ph 12的naoh溶液中 c h 10 12mol l 1 即水电离产生的c oh c h 10 12mol l 1 水解呈酸性或碱性的盐溶液 h 和oh 均由水电离产生 如ph 2的nh4cl溶液中 水电离的c h 10 2mol l 1 水电离产生的oh 浓度也为10 2mol l 1 但是因被nh4 结合 最终溶液中的oh 只有10 12mol l 1 ph 12的na2co3溶液中h oh 浓度变化与之相似 4 测定ph的方法 ph试纸的使用方法 把小片试纸放在玻璃片上 用洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在干燥的ph试纸上 试纸变色后 与标准比色卡对比即可确定溶液的ph 注意 ph试纸使用前不能用蒸馏水润湿 否则待测液因被稀释可能产生误差 用ph试纸读出的ph只能是整数 用ph计测定 可精确测量溶液的ph 3 中和滴定 1 定义 用已知物质的量浓度的酸 或碱 来测定未知浓度的碱 或酸 的方法就叫 2 实质 h oh h2o 3 原理 例 hcl naoh nacl h2o则 v为化学计量数 如用a代表酸 用b代表碱 则有 又因c 所以n cv则上式可表示为 如为一元酸和一元碱中和时 由于 则有 c b 因此c b 的大小就决定于v a 的大小 4 指示剂 酚酞 甲基橙 说明 所选指示剂必须变色灵敏 明显 终点尽可能与变色防范围一致 由于石蕊颜色的变化不易观察 一般不用做中和滴定的指示剂 恰好反应生成正盐若水解为碱性用酚酞 若水解为酸性用甲基橙 5 仪器 仪器 酸式滴定管 碱式滴定管 滴定管夹 锥形瓶 洗瓶 铁架台 烧杯等 6 滴定管的使用 酸性 氧化性的试剂一般用酸式滴定管 因为酸和氧化性物质腐蚀橡胶 碱性的试剂一般用碱式滴定管 因为碱性物质的溶液易与玻璃中的成分sio2反应生成na2sio3 na2sio3致使活塞无法打开 7 操作步骤 滴定准备过程 a 滴定管的准备 检漏 洗涤 润洗 注液 赶气泡 调页面 记录b 锥形瓶的准备 注碱液 记读数 加指示剂 滴定 左手控制滴定管活塞 右手不断摇动锥形瓶 眼睛注视锥形瓶色中溶液颜色的变化 终点的判断 等到滴入最后一滴标准液 指示剂变色 且半分钟内不恢复原来的颜色 视为滴定终点并记录标准液的体积 读数 读取滴定管内液面所在体积数时 应使滴定管与水平的实验台面保持垂直 并使视线与滴定管内液体的凹液面最低处水平相切 数据记录 按上述操作重复二至三次 求出用去标准盐酸体积的平均值 根据公式计算 8 误差分析 步骤 确定滴定对象 找出未知浓度与滴定管体积的关系 根据错误操作判断结果 原理 依据原理c 标准 v 标准 c 待测 v 待测 所以c 待测 因c 标准 与v 待测 已确定 因此只要分析出不正确操作引起v 标准 的变化 即分析出结果 三 盐的水解1 盐类水解 1 定义 水溶液中盐的离子与水电离出的h 或oh 结合生成弱电解质的反应 2 实质 盐的水解破坏了水的电离平衡 促进了水的电离 使得c h c oh 从而使溶液显示不同程度的酸 碱性 3 条件 盐必须溶于水中 盐中必须有弱酸根离子或弱碱阳离子 有弱才水解 4 特征 水解属可逆反应 其逆反应是中和反应 所以水解是吸热反应 因此水解方程式要用可逆号 通常水解很微弱 存在水解平衡 5 水解规律 有弱才水解 无弱不水解 谁弱谁水解 谁强显谁性 小结 6 水解方程式的书写 一般盐类水解的程度很小 水解产物也少 通常不生成沉淀或气体 也不发生分解 在书写盐类水解的离子方程式时一般不标 或 也不把生成物 如nh3 h2o h2co3 写成其分解产物的形式 多元弱酸盐的水解分步进行 以第一步为主 一般只写第一步水解的离子方程式 多元弱碱阳离子的水解一步写完 能完全水解的离子组 由于水解程度较大 书写时要用 等 2 盐类水解的影响因素 1 内因 盐本身的性质 组成盐的弱酸根对应的酸越弱 或组成盐的阳离子对应的碱越弱 水解程度越大 溶液的碱性或酸性越强 2 外因 受温度 浓度及外加酸碱的影响 3 溶液中微粒浓度的大小比较 1 理论依据 电离理论 发生电离的微粒的浓度大于电离生成微粒的浓度 例如 h2co3溶液中 c h2co3 c hco3 c co32 多元弱酸第一步电离程度远远大于第二步电离 水解理论 发生水解的微粒的浓度大于水解生成微粒的浓度 例如 na2co3溶液中 c co32 c hco3 c h2co3 多元弱酸根离子的水解以第一步为主 2 电解质溶液中的守恒关系电荷守恒 电解质溶液中所有阳离子带有的正电荷数与所有的阴离子带有的负电荷数相等 例如 nahco3溶液中 n na n h n hco3 2n co32 n oh 推出 na h hco3 2 co32 oh 物料守恒 电解质溶液中由于电离或水解因素 离子会发生变化变成其它离子或分子等 但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的 例如 nahco3溶液中n na n c 1 1 推出 c na c hco3 c co32 c h2co3 质子守恒 电解质溶液中分子或离子得到或失去质子 h 的物质的量应相等 例如 在nh4hco3溶液中h3o h2co3为得到质子后的产物 nh3 oh co32 为失去质子后的产物 故有以下关系 c h3o c h2co3 c nh3 c oh c co32 3 溶液中离子浓度大小关系 多元弱酸溶液 根据多步电离分析 如 在h3po4溶液中 c h c h2po4 c hpo42 c po43 多元弱酸的正盐溶液 根据弱酸根的分步水解分析 如 na2co3溶液中 c na c co32 c oh c hco3 不同溶液中同一离子浓度的比较 要看溶液中其他离子对其产生的影响 例如 在相同物质的量浓度的下列溶液中 nh4no3溶液 ch3coonh4溶液 nh4hso4溶液 c nh4 由大到小的顺序是 混合溶液中各离子浓度的比较 要进行综合分析 如电离因素 水解因素等 例如 在0 1mol l的nh4cl和0 1mol l的氨水混合溶液中 各离子浓度的大小顺序为c nh4 c cl c oh c h 在该溶液中 nh3 h2o的电离与nh的水解互相抑制 但nh3 h2o的电离程度大于nh4 的水解程度 溶液呈碱性 c oh c h 同时c nh4 c cl 四 沉淀溶解平衡1 沉淀溶解平衡概念 在一定温度下 当难溶电解质的饱和溶液中 沉淀的溶解速率等于沉淀形成速率时 即达到沉淀的溶解平衡状态 2 沉淀溶解平衡的影响因素 内因 难溶电解质本身的性质 外因 浓度 加水 平衡向溶解方向移动 但ksp不变 温度 升温 多数平衡向溶解方向移动 多数难溶电解质的溶解度随温度的升高而增大 升高温度 平衡向溶解方向移动ksp增大 其他 向平衡体系中加入可与体系中的某些离子反应的更难溶解或更难电离或气体的离子时 平衡向溶解方向移动 但ksp不变 3 溶度积常数及其应用 1 定义 难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时 离子浓度保持不变 或一定 各离子浓度幂的乘积是一个常数 这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积 用符号ksp表示 2 表达式 mman s mmn aq nam aq ksp ksp仅受温度影响 3 溶度积规则 某难溶电解质的溶液中任一情况下离子积qc和溶度积ksp的关系 qc ksp时 溶液过于饱和 析出沉淀 qc ksp时 饱和溶液 沉淀溶解平衡状态 qc ksp时 溶液未饱和 无沉淀析出 4 沉淀反应的应用及沉淀的转化 1 沉淀的生成 欲使某物质析出沉淀 必须使其离子积大于溶度积 即增大离子浓度可反应向着生成沉淀的方向转化 应用 可利用生产沉淀来达到分离或者除去某些离子的目的 条件 生成沉淀的反应能够发生 生成沉淀的反应进行的越完全越好 方法 调节ph法 加沉淀剂法 如 cu2 fe3 fe2 离子和除去方法 2 沉淀的溶解 当qc ksp时 就会试沉淀溶解 加入酸 碱或氧化剂 还原剂或者是适当的配合