弱电解质的电离平衡

弱电解质的电离平衡 考点1 弱电解质的电离平衡 1 电解质有关概念 1 电解质和非电解质 化合物 电解质 强电解质弱电解质 水溶液 碱 盐以及一些活泼金属氧化物都是电解质 熔融状态 能导电 非电解质 电解质 在 中或 下 的化合物 酸 基础知识 非电解质 在 中或 下 的化合物 如乙醇 蔗糖等 化合物中除电解质外就是非电解质 2 强电解质和弱电解质 水溶液 熔融状态 不能导电 NH4 OH 3 电离及电离方程式的书写 电离 在水溶液中或熔融状态下电解质离解 电解质溶于水或熔化的过程即是电离的过程 电离 离子化合物 在水溶液中或熔化状态下电离共价化合物 只能在水溶液中电离 电离方程式的书写 a 强电解质用 表示 弱电解质用 表示 b 一元弱酸 弱碱一步电离 多元弱酸分步电离 以第一步为主 多元弱碱一步完成 如写出下列 NH3 H2O 物质的电离方程式NaOH NH3 H2O H2CO3 Fe OH 3 4 溶液的导电性 电解质溶液导电属于离子导电 电解质溶液的导电性和 有关 溶液中自由离子的浓度 自由离子所带电荷数 2 弱电解质的电离平衡及电离平衡常数 1 概念 在一定条件下 弱电解质在水溶液中电离速率与离子结合成弱电解质分子速率 时的平衡状态 电离平衡是在溶液中进行的特殊的化学平衡 具有与化学平衡相同的特征 电离过程的速率 时间曲线如图2 10 1 相等 H A 平衡常数 B OH 平衡常数 图2 10 1 2 电离平衡常数 表达式 a 对于一元弱酸HA HAK b 对于一元弱碱BOH BOH K c B c OH c BOH c H c A c HA 特点 增大 a 电离平衡常数与浓度无关 只与温度有关 升温 K值 b 多元弱酸的各级电离常数的大小关系是逐渐减小 如H3PO4的各级电离常数的大小顺序为K1 K2 K3 故其酸性取决于第一步 意义 越容易 越强 相同条件下 K值越大 表示该弱电解质 电离 弱酸对应的酸性 外因 吸热过程 a 温度 电离过程是 升高温度将使电离平衡向电离的方向移动 b 浓度 降低离子浓度 如加水稀释或消耗生成离子 电离平衡 填 左移 或 右移 下同 增大生成离子的 浓度 电离平衡 右移 左移 电离平衡的移动遵循勒夏特列原理 3 电离平衡的影响因素 内因 弱电解质本身的结构和性质 CH3COO H 以CH3COOH H 0为例填表 3 弱电解质相对强弱的比较 1 利用等温度下的电离平衡常数比较 如醋酸的电离平衡 常数大于碳酸 2 利用强制弱规律 如醋酸能与碳酸钠反应 醋酸酸性强 于碳酸 3 利用化学元素周期律 C元素的非金属性比Si强 则碳 酸的酸性比硅酸强 4 利用相同条件下等物质的量浓度的pH大小 导电能力强弱 离子浓度大小等判断 如相同条件下 醋酸的pH小于碳酸的pH 1 常见的弱电解质有哪些 答 常见的弱电解质 1 弱酸 如H2S H2CO3 CH3COOH HF HCN HClO等 2 弱碱 如NH3 H2O 多数不溶碱 3 少数盐 如HgCl2 Pb CH3COO 2等 4 H2O 2 弱电解质电离平衡的特征有哪些 答 电离平衡具有和化学平衡一样的特征 电离平衡是动 态平衡 平衡时 v 电离 v 结合 弱电解质在一定条件下建 立电离平衡后 溶液中各电解质分子和离子的浓度保持不变 当外界条件发生改变时 电离平衡发生移动 直到在新的条件下达到新的电离平衡 1 下列溶液导电能力最强的是 A 0 1mol L氨水100mLB 0 1mol LCH3COOH50mLC 0 05mol LHCl100mLD 0 05mol LH2SO410mL解析 导电能力与电解质的强弱 离子浓度 离子所带电荷数等有关 NH3 H2O和CH3COOH为弱电解质 HCl和H2SO4为强电解质排除A B项 H2SO4为二元酸 HCl为一元酸 相同浓度下前者总离子浓度比后者大 且相同浓度下硫酸中离子所带电荷数比盐酸大 选D 答案 D 2 2011年广东韶关模拟 下列事实能说明醋酸是弱电解质 的是 A C B D 影响水的电离平衡的因素 温度 酸 碱 盐 填表 考点2 水的电离和溶液的酸碱性 1 水的电离平衡 水是一种特殊的弱电解质 电离方程式 3 溶液的pH 1 溶液的酸碱性表示溶液酸碱性的方法 不仅在纯水中 在一切水溶液中 水的离子积都是常数 只与 有关 温度 2 水的离子积 Kw 在25 时 Kw c H c OH 1 10 14 2 溶液的pH及计算 公式 pH仅仅是一种表示溶液酸碱性的方 3 酸碱指示剂 几种测定溶液酸碱性的方法 常见酸碱指示剂及其变色范围 几种测定溶液酸碱性的方法a 指示剂 大体判断溶液的pH范围 b pH试纸 广泛pH试纸精确到1 精密pH试纸精确到0 1 c pH计 可精确到0 01 4 酸碱中和滴定 1 定义 用已知浓度的酸 或碱 测定未知浓度的碱 或酸 的方法 2 酸碱中和滴定所用仪器 主要仪器有酸式滴定管和碱式滴定管 滴定管的结构如图2 10 2所示 图2 10 2 滴定管使用前首先检查是否漏液 然后用蒸馏水洗 再用标准溶液润洗 然后滴定 其他仪器有移液管 锥形瓶 铁架台 滴定管夹等 3 主要试剂 标准液 待测液 蒸馏水 4 操作及步骤 指示剂 以酚酞为指示剂用已知浓度的HCl来滴定未知的NaOH溶液为例 准备 查漏 洗 装液 取液 加指示剂 量取一定体积的NaOH溶液 加入几滴酚酞 滴定 滴定前后要及时记录 读数时要平视不能仰视和 俯视 如图2 10 3 数据处理 一般要重复实验三次 三次取碱溶液的体积都相同 消耗的盐酸体积取三次平均值 个别错误数据舍去 进行计算 图2 10 3 图2 10 4 图2 10 5 利用pH曲线可以求HCl和NaOH的浓度 如图2 10 5 滴定误差分析 原理 cB cA VAVB 滴定误差的主要来源是VA的误差 用0 1000mol LNaOH滴定20 00mL0 1000mol LHCl 曲 线如图2 10 4 酸碱中和滴定pH曲线的绘制 1 如何用pH试纸测定溶液pH 答 撕一小片pH试纸放于干燥洁净的点滴板或者表面皿上 用玻璃棒蘸取少量待测液 点在试纸上 马上与标准比色卡对比读数 注意 pH试纸不能直接放入待测液中测pH pH试纸不能预先润湿 2 容量瓶与滴定管使用的异同点是什么 答 容量瓶和滴定管都需要用蒸馏水洗 不同的是容量瓶不能用待配液润洗 而滴定管一定要用标准液润洗 3 2010年全国卷 下列叙述正确的是 A 某醋酸溶液的pH a 将此溶液稀释1倍后 溶液的pH b 则a bB 在滴有酚酞溶液的氨水里 加入NH4Cl至溶液恰好无色 则此时溶液的pH 7 C 1 0 10 3 mol L盐酸的pH 3 0 1 0 10 8 mol L盐酸的 pH 8 0D 若1mLpH 1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后 溶液的pH 7则NaOH溶液的pH 11 4 水的电离平衡曲线如图2 10 6所示 图2 10 6 1 若以A点表示25 时水的电离平衡的离子浓度 当温度升高到100 时 水的电离平衡状态移动到B点 则此时水的离子积从 变化到 2 将pH 8的NaOH溶液与pH 5的稀硫酸混合 并保持100 的恒温 致使混合溶液的pH 7 则二者的体积比为 热点1 弱酸的相对强弱比较 弱酸的相对强弱和溶液的酸性强弱是两个概念 应该加以区别 前者是弱酸的本质特性 而溶液的酸碱性就是溶液中的c H 或c OH 的大小 比较弱酸的相对强弱的方法很多 比如同浓度的两种酸与相同的活泼金属反应看反应速率 同浓度时测定他们的pH 同浓度下测定导电性 利用强酸制弱酸的方法 同等程度稀释看pH变化 比较水解后盐溶液的pH等方法 典例1 双选 pH 2的A B两种酸溶液各1mL 分别加水稀释到1000mL 其溶液的pH与溶液体积 V 的关系如图 2 10 7所示 则下列说法正确的是 图2 10 7A 若A B都是弱酸 则5 a 2B A为二元酸 B为一元酸C a 5时 A是强酸 B是弱酸D 若A B是两种弱酸 溶液的物质的量浓度一定相等 1 物质的量的浓度相同的三种盐NaX NaY和NaZ的溶液 其中pH依次为8 9 10 则HX HY HZ的酸性由强到 弱的顺序是 A HX HZ HYC HX HY HZ B HZ HY HXD HY HZ HX 解析 酸越弱其对应的盐水解程度就越大 溶液的pH就越大 答案 C 热点2 弱电解质电离平衡的综合考查 关于包括水在内的弱电解质电离平衡的考查包括判断溶液导电性强弱 pH大小 求电离平衡常数等诸多方面 且往往与盐类水解 难溶物质的溶度积一起考查 图2 10 8 图2 10 9 2 已知室温时 0 1mo1 L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 热点3水的离子积及溶液pH的相关计算 解析 A中氢离子浓度变为原来的1 100 pH等于3 B中恰好完全反应 溶液呈中性 C中两者之间比值应为1012 D中后者是前者的100倍 答案 AB 热点4 酸碱中和滴定 此类题目一般用强碱滴定弱酸或用强酸滴定弱碱 有时会借助滴定曲线 将滴定操作 弱电解质电离 盐类水解及pH计算等综合起来考查 具有相当的难度 同时考查学生运用图像解决问题的能力 解决此类问题的关键是读懂滴定曲线 分段击破 图2 10 10 A 点 所示溶液中 c CH3COO c OH c CH3COOH c H B 点 所示溶液中 c Na c CH3COOH c CH3COO 图2 10 11 1 2009年广东理基 下列说法正确的是 A 向0 1mol L 1 Na2CO3溶液中滴加酚酞 溶液变红色 的溶液中C 乙醇和乙酸都能溶于水 都是电解质D 分别与等物质的量的HCl和H2SO4反应时 消耗的NaOH的物质的量相同解析 碳酸钠溶液显碱性 B中碳酸根离子和氢离子反应 C中乙醇是非电解质 D中硫酸消耗的碱多 答案 A C 由水电离的H浓度为1 0 10 6 2011年广东四校联考 双选 下列叙述正确的是 A 0 1mol L醋酸溶液中 c H c CH3COO c OH B 中和pH与体积都相同的硫酸和醋酸 消耗NaOH的量后者大于前者 4 mol L的溶液 pH一 定等于4 HCl溶液 溶液中c H 减小 A 加入水时 平衡向逆反应方向移动B 加入少量NaOH固体 平衡向正反应方向移动 C 加入少量0 1mol L 1 D 加入少量CH3COONa固体 平衡向正反应方向移动 2 2007年广东 下列可用于测定溶液pH且精确度最高的 是 B pH计D 广泛pH试纸 A 酸碱指示剂C 精密pH试纸答案 B 4 200