高中化学 弱电解质的电离名师导航 新人教版选修4

第一节 弱电解质的电离名师导航知识梳理1.电解质和非电解质（1）根据化合物在 _或_能否导电，可把化合物分为电解质和非电解质。电解质：_的化合物。非电解质：_的化合物。电解质和非电解质的范畴都是_。所以单质既不是电解质，也不是非电解质。（2）Na、Cl2、NH3、SO2、NO2溶于水后，其溶液都能导电。它们_(填“是”或“不是”)电解质，在其水溶液中的电解质分别是(水除外)_。(3)常见的电解质有酸、碱、盐、离子型氧化物。2.强电解质和弱电解质（1）根据电解质在水溶液里_，可把电解质分为强电解质和弱电解质。常见的强电解质有_、_、_。常见的弱电解质有弱酸、弱碱、极少数的盐如Pb(Ac)2等。（2）难溶性的盐一般是_(如CaCO3、BaSO3等)，而易溶性的盐也不完全是强电解质(如HgCl2等)。相同温度。相同物质的量浓度的电解质溶液的导电性，强电解质_弱电解质。3.电离平衡（1）电离平衡 在一定条件(如温度、浓度)下，当电解质分子_和_相等时，电离过程就达到了_，这叫做电离平衡。电离平衡的建立如图3-1所示。图3-1（2）弱电解质的电离过程一般是_（填“吸热”或“放热”）的，区别于强电解质的电离，弱电解质溶液中除水分子外还存在_分子。（3）电解质电离的条件是_。而弱电解质则必须在_中发生电离。如液态HCl中无阴、阳离子。疑难突破1.如何理解电解质溶液的导电性？剖析:（1）导电的实质：内因电解质在一定条件(水或加热熔化)下离解出自由移动的离子；外因电解质溶液与电源构成闭合回路。（2）溶液能否导电，取决于溶液中是否有自由离子存在。（3）溶液导电性的强弱：取决于在相同条件下，溶液中自由离子的浓度及其所带电荷数。在相同条件下溶液中自由离子浓度越大，离子所带的电荷数越多，溶液的导电性越强。说明：难溶性盐(如CaCO3、BaSO4等)在水中的溶解度极小，导电能力很小，但由于它们是离子化合物，在水溶液中溶解的那部分能完全电离，故它们属于强电解质。溶液导电性的强弱与电解质的强弱没有必然的联系。导电能力强的溶液不一定是强电解质的溶液，强电解质的溶液不一定导电能力强。2.应如何书写电解质的电离方程式？剖析：电解质的电离方程式书写应注意以下几点：(1)强电解质完全电离，符号用“=”。如：HCl=H+Cl-CH3COONH4=CH3COO-+(2)弱电解质部分电离符号用“”。如：NH3H2O+OH-说明：多元弱酸分步电离，以第一步电离为主。如：H2CO3H+H+多元弱碱用一步电离表示。如：Cu（OH）2Cu2+2OH-(3)两性氢氧化物双向电离。如：H+H2OAl（OH）3Al3+3OH-(4)酸式盐的电离有两种情况：强酸的酸式盐完全电离，如：NaHSO4=Na+H+弱酸的酸式盐强中有弱，如：NaHCO3=Na+H+问题探究问题1：试用简单的实验探究证明，在醋酸溶液中存在着CH3COOHCH3COO-+H+的电离平衡 (要求写出简要操作、现象及实验能说明的问题)。探究：可以用指示剂证明产生了H+，然后根据平衡移动原理，加入一些含CH3COO-物质，会造成平衡移动，从而根据溶液颜色的变化来得到结论。 具体做法：在醋酸溶液中滴入石蕊试液，溶液呈红色，加入醋酸铵固体，振荡溶液，溶液颜色明显变浅，c(H+)变小，是由于加入的CH3COO-使平衡向左移动，说明醋酸溶液中存在着醋酸的电离平衡。问题2：在某弱电解质的溶液里存在平衡：HAH+A-，请探究改变条件（温度、浓度），各粒子的浓度如何变化？探究：设计改变条件实验，实验结果列表如下：改变条件平衡移动方向c(HA)c(H+)平衡常数升高温度向右减小增大增大加水稀释向右减小减小不变加入少量盐酸向左增大增大不变加入少量NaA向左增大减小不变典题精讲【例1】 下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是( )A.CH3CH2COOH B.Cl2C.NH4HCO3 D.SO2思路解析：本题考查电解质的概念。选项中的四种物质的水溶液都能导电，但原因有所不同。CH3COOH和NH4HCO3均为电解质，水溶液理应能导电；Cl2和SO2水溶液能导电，是因为它们与水反应的生成物均为电解质，故溶液也导电(Cl2+H2OHCl+HClO，SO2+H2OH2SO3)，但本身并不是电解质。电解质和非电解质都是化合物，Cl2是单质，因此只有SO2为非电解质。答案：D【例2】取pH等于2的盐酸和醋酸各100 mL分别稀释2倍后，再分别加入0.03 g锌粉，在相同条件下充分反应，有关叙述正确的是( )A.醋酸与锌反应放出氢气多B.盐酸和醋酸分别与锌反应放出的氢气一样多C.醋酸与锌反应速率大D.盐酸和醋酸分别与锌反应的速率一样大思路解析：本题考查强、弱电解质性质的区别。Zn与酸反应速率的大小取决于溶液中c(H+)的大小，而生成H2的量则由Zn和n(H+)决定，pH相同的盐酸和醋酸都稀释2倍，盐酸中c(H+)变为原来的一半，而醋酸是弱酸，稀释后，电离程度增大，c(H+)比稀释前小，但大于原来浓度的一半，即比盐酸溶液中c(H+)的大，锌与醋酸的反应速率快；酸和锌的量都是已知的，首先进行过量判断，经计算锌的量不足，所以两种溶液放出H2的量是相等的。答案：BC【例3】用实验确定某酸 HA是弱电解质，两同学的方案如下：甲：称取一定质量的HA配制0.1 molL-1的溶液100 mL；用pH试纸测出该溶液pH，即可证明HA是弱电解质。加几个空格，居中排乙：用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH=1的两种酸溶液各100 mL；分别取这两种溶液各10 mL，加水稀释为100 mL；各取相同体积的两种稀释液装入两支试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。(1)在两个方案的第步中，都要用到的定量仪器是_。(2)甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH_(填“”或“”)1；乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是_。A.装HCl溶液的试管中放出H2的速率快B.装HA溶液的试管中放出H2的速率快C.两支试管中产生气体速率一样快(3)请你评价：乙方案中难以实现之处和不妥之处是_。(4)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取)。作简明扼要表述。思路解析：本实验题是运用知识解决实际问题的一道很好的题目。它不但考查了一些有关一元强酸和一元弱酸的重要知识，同时还考查了一些综合实验能力。100 mL 0.1 molL-1HA溶液，若HA为弱酸，c(H+)1，100 mL pH=1的HA和盐酸比较，c(HCl)=0.1 molL-1，若HA为弱酸，则c(HA)0.1 molL-1。分别取10 mL pH1的盐酸和HA溶液，同时加水稀释到100 mL，稀释后，盐酸溶液中c(H+)=_。 0.01 molL-1HA溶液中c(H+) 0.01 molL-1，因为加水稀释时，HA的电离度增大，即有一部分HA分子会电离出H+，因此在稀释后100 mL盐酸和100 mL HA溶液中分别加入纯度相同的锌粒时，HA溶液产生氢气速率快。第4小问中学化学中常用的方法还有一些，比如测定NaA溶液的pH；测定相同条件下HA和一元强酸溶液，测其导电能力；取相同条件下pH相同的HA与一元强酸溶液导电能力；取相同条件下pH相同的HA与一元强酸溶液，分别稀释到相同的pH，测加水量多少；取相同条件下，pH相同的HA与一元强酸溶液分别加相应的钠盐固体，测pH变化值大小等。当然以上方法中为操作最简单、最方便的方法。答案：(1)100 mL容量瓶 (2) B (3)配制pH=1的HA溶液难以实现，不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同 (4)配制NaA溶液，在常温下测其pH7，即证明HA是弱电解质。知识导学 复习必修中讲过的电解质及化学键知识，着重复习：(1)电解质概念以及哪类物质是电解质，哪类物质是非电解质；(2)离子键、极性键。回忆电解质的概念时结合实例依据电解质电离程度的大小将其分为强、弱电解质。结合实例讨论各强、弱电解质中的主要化学键，从而得出强、弱电解质与结构的关系。强电解质弱电解质定义溶于水后（或在熔融状态下）几乎完全电离的电解质溶于水后只有部分电离的电解质化合物类型离子化合物及其具有强极性键的共价化合物某些具有弱极性键的共价化合物电离程度几乎100%电离只有部分电离电离过程不可逆过程、无电离平衡可逆过程，存在电离平衡溶液中存在微粒只有电离出的阴、阳离子，不存在电解质分子既有电离出的阴、阳离子，又有电解质分子实例绝大多数的盐（包括难溶性盐）强酸：H2SO4、HCl、HClO4等强碱：Ba(OH)2、Ca(OH)2等弱酸：H2CO3、CH3COOH等 弱碱：NH3H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)2等电离方程式KNO3=K+H2SO4=2H+CH3COOHH+CH3COO-NH3H2O+OH-用可逆号连接共同特点在水溶液中或熔融状态下都能电离产生自由移动的离子疑难导析 解决考查溶液的导电性，首先要清楚电解质溶液导电的实质是什么，需要什么条件，溶液能否导电与什么有关。 其次要清楚溶液导电性的强弱与哪些因素有关，要比较溶液中离子浓度的大小，对于离子浓度的大小相同电解质溶液再比较离子所带电荷的多少，仅仅比较溶质电解质的强弱或浓度的大小是不可靠的。如：在相同温度下，1 mol L-1的盐酸和2 mol L-1的醋酸相比，盐酸的导电能力要比醋酸的强。 还要弄清难溶性盐是否不导电，溶液导电性的强弱与电解质的强弱有无必然的联系。 电离方程式的书写的前提是掌握强、弱电解质的判断及其所用符号的不同，要弄清多元弱酸分步电离、多元弱碱分步电离、两性氢氧化物双向电离、酸式盐的电离等电离方程式的书写，避免在做题时出现以下错误：（1）将某些强电解质当作弱电解质写，该用“=”而用了“”，如：CaCO3=Ca2+错写作：CaCO3Ca2+AgCl=Ag+Cl-错写作：AgClAg+Cl-（2）多元弱酸该分步的没有分步，如：H2S的电离错写作：H2SH+HS-HS-H+S2-（3）对于一些酸式盐电离的情况掌握不够深刻：如NH4HCO3的电离：NH4HCO3=+H+错写作：NH4HCO3=+H+或NH4HCO3+H+问题导思 要证明某弱电解质存在电离平衡，必须从平衡移动的角度着手，加入一些影响平衡移动的物质，但这些物质自身还不能有酸碱性，有许多同学选取CH3COONa来改变平衡，结果就是错误的，因为CH3COONa自身是碱性物质，溶液的改变是哪种因素的影响就不确定了。同时要注意也不要加入水溶液，因为会影响到原溶液的浓度。 要证明改变条件（温度、浓度），对于某弱电解质的溶液里的平衡：HAH+A-，各粒子浓度的变化情况，必须说明对于弱电解质的电离，影响电离平衡的因素主要有哪些；当温度升高时，电离常数发生怎样变化，电离程度发生怎样变化，离子浓度、分子浓度如何变化；还要明确影响弱电解质电离的因素除温度外是否还有浓度等因素，这些因素是否会改变电离平衡常数。需要注意的是加水稀释时平衡如何移动，粒子的数目如何变化，浓度如何变化。典题导考绿色通道：电解质和非电解质的范畴都是化合物。所以单质既不是电解质，也不是非电解质。划分电解质和非电解质的标准是在水溶液或熔融状态下能否导电。划分强电解质和弱电解质的标准是看在水溶液里是否完全电离。【典题变式1】(经典回放)下列物质是强电解质的是( )A.硫酸钡 B.石墨 C.浓H2SO4 D.HI答案：AD绿色通道：强电解质的溶液加水稀释过程中其电离产生的离子的浓度不断减小，但离子的数目一般不变，对于强酸来说其中和碱的能力也不会发生变化；弱电解质的溶液在加水稀释过程中其电离产生的离子数目会不断增多，而离子的浓度不断减小。【典题变式2】一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的( )A.NaOH(固体) B.H2O C.HCl D.CH3COONa(固体)答案：BD绿色通道：判断是否是弱酸或弱碱的方法：（1）用弱电解质的电离特征：是否部分电离判断，如0.01 molL-1的HA的pH2，故HA为弱酸；（2）用弱电解质电离平衡和移动判断，如相同pH的强酸弱酸分别加水稀释相同的倍数，pH变化小的为弱酸；（3）用相应盐溶液酸碱性判断，如：CH3COONa溶液pH7，故CH3COOH为弱酸。【典题变式3】1.甲酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是（ ）A.1 molL-1的醋酸溶液的pH约为2B.醋酸能与水以任意比例互溶C.10 molL-1的甲酸10 ml恰好与10 mL 1 molL-1 NaOH溶液完全反应D.在相同条件下，甲酸溶液的导电性比强酸溶液的导电性弱答案：AD2.将0.1 molL-1CH3COOH溶液加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时，都会引起（ ）A.溶液的