第四节 电离平衡

1、第四节 电离平衡【知识网络】强电解质（强酸、强碱、盐）化合物能否电离物质单质电离程度电离不电离非电解质（酒精、SO2、NH3）电解质完全电离部分电离弱电解质（弱酸、弱碱、水）内因：电解质结构外因：温度、浓度电离平衡电离过程电离程度判断电离度动、定、变特征计算式=H+/c=OH-/c影响因素一 电离平衡： 二溶液的pH：一元弱酸或弱碱的pH计算强酸、强碱的单一或混合液pH计算甲基橙：3.14.4石蕊：58酚酞：810pH计：精确测定溶液的pHpH试纸：粗略测定溶液的pH酸碱指示剂：粗略测定溶液的pH范围014的稀溶液表示溶液酸碱性的强弱溶液的pH表示方法物理意义适用范围测定方法简单计算pH=-l

2、gH+（H+=10- pH） 三盐类的水解 判断离子浓度；判断离子共存；判断弱电解质强弱；盐溶液配制；物质的鉴别与除杂；制备胶体；明矾净水；泡沫灭火机原理、草木灰不能与铵态氮肥混合使用；试剂存放：如NH4F溶液不能用玻璃瓶保存；判断水解盐受热产物内因：水解生成的弱电解质“越弱”，水解程度越大外因：温度：升温有利水解；浓度：越稀越水解；外加酸或碱：抑制或促进水解为可逆反应；水解程度是微弱的单离子水解：水写分子式（不能写成H+或OH-），中间用可逆（用 不能用=），后无沉气出（不能用、）；多元弱酸根要分步写；阳离子水解一般一步写离子方程式书写是水的电离平衡发生移动，改变了H+与OH-相对大小，使溶

3、液呈酸性或碱性实质类型规律特征影响因素应用盐类水解强酸强碱盐只溶解，不水解，溶液呈中性强碱弱酸盐多元弱酸根分步水解，溶液呈碱性强酸弱碱盐阳离子水解，溶液呈酸性弱酸弱碱盐水解后溶液的酸碱性由弱酸根和弱碱的相对强弱决定完全水解有沉淀、气体生成：如Al3+3HCO3- =Al(OH)3+3CO2谁弱谁水解，谁强显谁性；越弱越易水解，双弱双水解，不弱不水解；盐对应的酸（碱）越弱，水解程度越大，溶液碱（酸性）越强。四中和滴定准备：查漏、洗涤、润洗、装液、排气泡、调液面读数滴定：取待测液、加指示剂、滴定、判终点读数计算：取23次耗标准液的平均值，求待测液浓度作用：由指示剂的颜色的改变来确定滴定终点用量：1

4、2滴选择要求：变色明显易于观察；变色范围越窄越好；变色范围与终点pH吻合或接近酸式滴定管（不能盛放碱液）碱式滴定管（不能盛放酸液和氧化性溶液如KMnO4）锥形瓶、铁架台、滴定管夹、烧杯准确测定参加反应的酸或碱液的体积准确判断中和反应是否恰好进行完全（滴定终点判断）由标准液和待测液反应，用指示剂反应来确定“滴定终点”，据方程式求待测液的浓度原理关键中和滴定仪器指示剂操作【易错指津】 1判断电解质和非电解质（1）电解质和非电解质必须是化合物，不能是单质也不能是混合物。（2）电解质是溶质本身能电离。就是说：其水溶液能导电者，它不一定是电解质。如：SO2和CO2等都不是电解质。（3）在水中不导电的化合

5、物，不一定不是电解质。如：BaSO4、CaCO3等难溶盐，因为其溶解度太小，导电性不易测出。但所溶解的极少部分，却能全部电离生成离子，故均为强电解质。2解题过程的有序性，是完成电解质溶液的有关试题中应加以注意的一个方面：如在弱电解质溶液稀释、强酸或强碱的相互反应、酸碱的相互反应等，都应分层次地逐一分析外界条件的变化、平衡移动对所研究体系造成的影响。如两强碱溶液相混合后，求溶液pH时，一定用OH-计算，绝对不能颠倒。例：将pH=10 NaOH溶液和pH=12 NaOH溶液等体积混合，求所得溶液的H+。许多同学往往直接加以计算：H+=(10-10+10-12)/2。注意在混合过程中H+、OH-的变

6、化：H+=(10-10+10-12)/2=1/210-10，OH-=(10-2+10-4)/2=1/210-10，H+OH-Kw，平衡将向生成水的方向移动，导致H+、OH-下降，并将对H+造成较大的影响，但对OH-的影响不大，因而混合溶液中H+的计算，应由混合溶液中OH-，再通过水的离子积算出。3离子浓度的大小判断的试题中应结合溶液中存在的电荷守恒、溶液的pH逐步分析。在对等体积等浓度相混合的一元酸碱溶液、pH与pOH相等的酸与碱的等体积混合液，酸碱的物质的量之间的关系是解题的关键。pH判断的失误，往往会造成离子浓度大小判断的错解。4在电离平衡的移动中，溶液中离子数目的变化与离子浓度的变化不一

7、定是等同的。如加水稀释0.1mol/L醋酸溶液，电离平衡右移，H+数目增多，但H+却是减小的。弱电解质在反应或稀释过程中存在着电离平衡的移动，这一个知识点常隐藏于电解质溶液的考题中。例：将体积都为10 mL、pH都等于3的醋酸和盐酸，加水稀释至a mL和b mL，测得稀释后溶液的pH均为5。则稀释后溶液的体积（1993年上海高考题）A.a=b=100 mL B.a=b=1000 mL C.ab对盐酸稀释1000倍是符合题意的，但对醋酸来说，稀释时醋酸仍电离，稀释1000倍时其pH小于5。要使pH等于5，必须再加水。选D。5对酸、碱溶液的pH和盐溶液的pH以及对水的电离度的影响等知识掌握不好而导

8、致失误。例：在pH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶液中，设由水电离产生的OH-离子浓度分别为A mol/L与B mol/L，则A和B的关系为（1997年上海高考题）A.AB B.A=10-4B C.B=10-4A D.A=B错解：误认为pH相同的NaOH和CH3COONa两溶液中，水电离产生的OH-离子浓度是一样的，错选D。思路分析：两者pH=9，但NaOH抑制水的电离，而CH3COONa促进水的电离，因此BA。答案：B。方法要领：本题以溶液的pH为基本框架，借以考查对碱溶液、盐溶液与水的电离之间关系的理解的深刻性。NaOH和CH3COONa两种溶液pH相同，但两者对水的电离的影响不

9、同；NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)等于该溶液的c(H+)；而CH3COONa溶液中由水电离出的c(OH-)就是溶液本身的c(OH-)，所以A/B=10-9/10-5=10-4。6判断离子浓度时，要注意盐类的水解是“微弱”的。判断两种物质是否完全反应是看溶液中两种溶质物质的量的关系，并不决定于溶液中已经存在的离子的物质的量。等体积pH=3碱溶液与pH=11的碱溶液相混合后，溶液的pH不一定等于7。如等体积pH=3的醋酸与等体积pH=11的NaOH相混后，醋酸中原存在的自由的H+离子与NaOH溶液中的OH-离子反应完，但原有的醋酸分子随反应的进行，继续电离出H+，结果反应后溶液呈酸性。对N

10、H3.H2O与NH4Cl；NaAc和HAc的混合溶液，如浓度相差在超过10倍，则酸或碱的电离能力大于其盐的水解能力。（HCN和NaCN的混合溶液则相反）7对中和滴定注意：仪器是否要用待盛液润洗，眼睛注视什么，滴定管读数要读到小数后几位等。【典型例题评析】例1 下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是（2000年上海市高考题）A.CH3CH2COOH B.Cl2 C.NH4HCO3 D.SO2思路分析：对非电解质概念的理解应注意:一是指“在水溶液里和熔化状态下”均不导电，二是“化合物”，单质、混合物、溶液均不属于非电解质。SO2的水溶液导电，是因为它与水反应生成了能导电的化合物H2SO3，并不

11、是SO2本身导电。答案：D方法要领：区别电解质和非电解质：均必须是化合物；本身能电离者为电解质。例2 可判定某酸为强电解质的现象是（1998年高考化学试测题）A.该酸加热至沸腾也不分解 B.该酸可溶解Cu(OH)2C.该酸可跟石灰石反应放出CO2 思路分析：酸的强弱决定于其电离能力的大小。A只是说明酸较稳定；B、C只说明酸具有酸性，不能说明完全电离；D中pH=1则H+=0.1mol/L，等于酸的浓度，说明酸是一元强酸。答案：D引申发散：电解质相对强弱的判断的依据有：化学方程式，如：C6H5OH+Na2CO3C6H5ONa+NaHCO3(酸性：H2CO3C6H5OHHCO3-)。同浓度电解质溶液

12、pH大小或与金属反应快慢：反应快者较电离能力强。同pH电解质的稀释：两酸稀释相同倍数后，其pH较小的为弱酸。同pH同体积酸与同一物质反应耗该物质的量：消耗物质多的为弱酸。盐溶液的pH大小：如NaX、NaY的pH分别为8、9，则酸性是HXHY。同条件下导电性：导电性强者电离能力较强。例3 水的电离过程为H2OH+OH-,在不同温度下其平衡常数为K(25)=1.010-14,K(35)=2.110-14。则下列叙述正确的是（2000年上海高考题）A.C(H+)随着温度升高而降低 C.在35时，c(H+)c(OH-)C.水的电离度（25）（35） D.水的电离是吸热的思路分析：升温后K值增大，说明水

13、的电离平衡右移，水的电离度增加，c(H+)增大，c(OH-)也增大，且增大的倍数相同。答案：D方法要领：水的电离要破坏O-H共价键，为吸热过程，根据温度对电离平衡影响作出判断。注意任何温度下水中的H+与OH-总是相等的。例4 若室温时pH=a的氨水和pH=b的HCl等体积混合，恰好完全反应,，则该氨水的电离度可表示为（1997年全国高考题）A.10(a+b-12)% B.10(a+b-14)% C.10(12-a-b)% D.10(14-a-b)%思路分析：氨水的电离度=OH-/c=10a-14mol.L-110-bmol.L-1=10(a+b-14)= 10(a+b-12)%其中浓度c借用了

14、盐酸的浓度，这是理解题意等体积混合恰好完全反应而且酸碱都是一元的逻辑结果，是思维灵敏、严密的表现。答案：A方法要领：pH是重要概念，年年必考，本题跟联系起来，组成新题，有一定难度。题中涉及到指数运算，即用数学方法来解答化学问题。在进行指数运算时，一定要细心，防止出现不必要的错误。在计算中要注意乘以100%（而不是只增添百分号），以防错选B。例5 用水稀释0.1mol/L氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是（1998年全国高考题）A.OH-/NH3.H2O B.NH3.H2O/OH- C.H+和OH-的乘积 D.OH-的物质的量思路分析：A项：OH-/NH3.H2O该表达式实际上代表了一元弱碱

15、的电离度的求算式，而电离度随溶液浓度的变小而变大；B项是A项的倒数，故必然变小；C项H+.OH-的乘积，只与温度有关；D项中，由于溶液稀释时，NH3.H2O的电离度变大，故溶液中OH-物质的量必变大。答案：B方法要领：本题考查了一元弱酸或弱碱的电离度的变化表示式。对D项，随着稀释OH-始终是减小的，但n(OH-)是增大的。复习中要掌握弱电解质溶液的电离平衡和电离度，及弱电解质冲稀时电离度、离子浓度、离子物质的量变化情况。注意离子浓度的变化与离子物质的量的变化有时并不是一致的。例6 室温下，在pH=12的某溶液中由水电离的为OH-（2000年全国高考题）10-710-610-210-12mol/

16、L思路分析：本题只给了一个“某溶液”，若为碱的溶液，则水的电离平衡被破坏（抑制），因此由水电离出的H+(H2O)=OH-(H2O)=10-12mol/L；如该溶液是盐的溶液，则该盐必为弱酸盐，要促进水的电离，故水电离出的H+(H2O)=OH-(H2O)=10-2mol/L。答案：C、D方法要领：溶液在加酸、碱、盐时，其水电离产生的H+(H2O)与OH-(H2O)分别说明如下：1.加酸：H+(H2O)=OH-(H2O)= OH-(溶液)=Kw/H+(总)2.加碱：H+(H2O)=OH-(H2O)=H+(溶液)=Kw/OH-(总)3.加盐：不水解盐：H+(H2O)=OH-(H2O)=110-7mo

17、l/L强酸弱碱盐：H+(H2O)=OH-(H2O)=H+(溶液)弱酸强碱盐：H+(H2O)=OH-(H2O)=OH-(溶液)例7 在室温下等体积的酸和碱的溶液，混合后pH一定小于7的是（1997年全国高考题）A.pH=3的硝酸跟pH=11的氢氧化钾溶液 B.pH=3的硝酸跟pH=11的氨水C. pH=3的硫酸跟pH=11的氢氧化钠溶液 D.pH=3的醋酸跟pH=11的氢氧化钡溶液思路分析：pH=3的强酸溶液和pH=11的强碱溶液，等体积混合恰好中和，pH=7；pH=11的氨水，由于氨水是弱碱，已电离的NH3.H2O使溶液pH=11，但仍有大量NH3.H2O没有电离，等体积混合后，氨水过量，混合

18、后溶液酸碱性由剩余NH3.H2O的决定，pH7；在D中，醋酸过量，混合后溶液显酸性，pH1:10，只有D符合。答案：D引申发散：本题酸、碱反应后pH=11，说明碱过量，必须按OH-进行计算。如果忽略了这一点而用H+计算，那就错了。pH计算关键抓主要矛盾，即酸求H+，碱求OH-。且忌在任何情况下都以H+进行换算。pH计算的几种情况：1两种强酸溶液混合时，先求H+，再求pHH+=2两种强碱溶液混合时，先求OH-，再通过Kw求H+，最后求pHOH-=3强酸与强碱溶液混合：H+OH-=H2O酸过量:H+=c(H+)V(H+)-c(OH-)V(OH-)V(H+)+ V(OH-)碱过量:OH-=c(OH-

19、)V(OH-)-c(H+)V(H+)V(H+)+ V(OH-)注意：混合后溶液显酸性，一定用H+计算；如显碱性一定OH-用计算，绝不能颠倒。4强酸强碱溶液稀释后的pH强酸或强碱溶液无限稀释时，其pH只是接近7。例10 25时,若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已知VaVb和a=0.5b,请填写下列空白:（2000年全国高考题）(1)a值可否等于3(填“可”或“否”) ,其理由是 (2)a值可否等于5(填“可”或“否”) ,其理由是 (3)a的取值范围是 思路分析：本题是一个pH的计算。它以pH计算为载体，考查了讨论题型的解法。根据酸碱中和的本

20、质：n(H+)=n(OH-)，由题意得：10-a.Va=10b-14.Vb,Va/Vb=10a+b-141,不合题意；(3)Va/Vb=OH-b/H+a=10-14/H+bH+a=10-14/10-b10-a=10(a+b-14)1，故(a+b-14)0,而a=0.5b，即3a14,a7，a7/2，所以7/2aOH-，AG0。B错；对C选项：OH-=10-1mol/L，H+=10-13mol/L，AG=lg10-13/10-1=-12；对D选项则AG=12。答案：AD方法要领：理解运用新信息，注意AG表达式与pH的不同。解题中把选项中的H+和OH-代入AG计算式即可。例12 在蒸发皿中加热并灼

21、烧(HAc、HAcH+，A和C错误，B正确；由电荷守恒原理知D也对。答案：B、D方法要领：一看有无反应，确定溶质种类；二看溶质电离、水解情况，确定浓度大小关系；三据守恒关系，确定浓度等式关系（对电荷守恒式，如离子所带电荷数不是1时，计算时应将其物质的溶液浓度与其电荷数相乘后再求总和）。列守恒关系式要注意以下三点：善于通过离子发生的变化，找出溶液中所有的离子和分子，不能遗漏，否则因遗漏会造成列式错误；电荷守恒要注意离子浓度前面的系数；物料守恒要弄清发生变化的元素各微粒的浓度与未发生变化的元素微粒浓度间的关系；某些关系式既不是电荷守恒也不是物料守恒，通常是由两种守恒关系式通过某种变换（如“相加”、

22、“相减”等）而得。例14 某二元弱酸(简写成H2A)溶液，按下式发生一级和二级电离H2A H+HA-，HA- H+A2-（1999年全国高考题）已知同浓度时电离度(H2A)(HA-)。设有下列四种溶液:A. 0.01mol/LH2A溶液B. 0.01mol/LNaHA溶液中C. 0.02mol/LHCl与0.04mol/LNaHA等体积混合 D. 0.02mol/LNaOH与0.02mol/LNaHA等体积混合H+最大的是 ，最小的是 ；H2A最大的是 ，最小的是 ；A2-最大的是 ，最小的是 。思路分析：C中的HCl与NaHA发生反应HCl+NaHA=H2A+NaCl后，得到0.01mol/

23、LH2A和0.01mol/LNaHA的混合溶液，D中0.02mol/L的NaOH与0.02mol/L的NaHA溶液等体积混合后，发生反应NaOH+NaHA=Na2A+H2O得到的是0.01mol/LNa2A溶液。根据相同浓度时的电离度可知，C溶液中的HA-基本不电离，对溶液中H+的增大贡献极小，而由于浓度大，对H2A的电离平衡起抑制作用，致使C中H+不如溶液A大。答案：A，D；C、D；D、A方法要领：这是一道综合考查考生关于溶液浓度计算技能、对弱酸电离度以及盐类水解理解水平的题目。解答此题的关键是比较A和C两种溶液中H+的大小。虽然题目中只对弱酸的各级电离常数进行简单提示：，而实际上(H2A)

24、和(HA-)之间不是差几倍、几十倍的关系，而往往是数千倍、数万倍甚至十万倍以上，特别是溶液C中，在H2A电离出的H+的抑制作用下，HA-的电离几乎可以忽略不计；而它对H2A电离平衡的影响（抑制作用）却是很大的。因此，溶液A中的H+就比溶液C中大一些。这种比较是通过化学概念、化学思想而进行的，不是单纯的机械计算和数学推理，这一问题的出现进一步提示我们在复习中化学方法的养成，防止死记硬背。例15 物质的量溶液浓度相同的下列溶液中，含微粒种类最多的是（1996年上海市高考题）A.CaCl2 B.CH3COONa C.NH3 D.K2S思路分析：对于CaCl2，溶液中存在的微粒有Ca2+、Cl-、H+

25、、OH-、H2O等5种；对于CH3COONa因水解：CH3COO-+H2O CH3COOH +OH-，溶液中存在Na+、CH3COOH、CH3COO-、H2O、H+、OH-等6种微粒。对于NH3在溶液中存在平衡：NH3+H2O NH3.H2O NH4+OH-，溶液中存在着NH4+、NH3.H2O、NH3、H2O、H+、OH-等6种微粒；对于K2S，由于发生两级水解：S2-+H2O HS-+OH-，HS-+H2O H2S+OH-，溶液中存在着K+、S2-、HS-、H2S、H2O、H+、OH-等7种微粒。答案：D方法要领：溶液中的微粒包含溶液中所有分子和离子，要防止遗漏溶剂分子及由水电离产生的离子

26、。例16 某学生中和滴定实验的过程中如下：(a)取一支碱式滴定管；(b)用蒸馏水洗净；(c)即加入待测的NaOH溶液；(d)记录液面刻度读数；(e)用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液；(f)置于未经标准酸液润洗的洁净锥形瓶中；(g)加入适量蒸馏水；(h)加入酚酞试液2滴；（i）滴定时，边滴边摇荡；（j）边注视滴定管内液面的变化；(k)当小心滴到溶液由无色变成粉红色时，即停止滴定；(l)记录液面刻度读数；(m)根据滴定管内的两次读数得出NaOH溶液体积为22mL。指出上述实验过程中的错误之处（用编号表示） 。(选错一个倒扣1分，但不出现负分)（1995年上海高考题）思路分析：对于（c），待测Na

27、OH溶液的滴定管未用该NaOH溶液润洗；对于（j），滴定时眼睛要注视锥形瓶内溶液的颜色变化；对于（k），应滴至溶液由无色变成粉红色至半分钟内不再褪去为止；对于（m），记录NaOH溶液体积，根据滴定管测量准确度，应记录到小数点后两位。答案：c j k m方法要领：中和滴定操作作为一定量实验，要注意防止实验不当造成误差。如仪器是否需要润洗；滴定管读数方法；眼睛看什么位置；滴定终点的判断等。例17 用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是：（2001年上海市高考题）甲：称取一定质量的HA配制0.lmol/L的溶液100mL； 用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质。乙：用已知物质的量

28、浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pHl的两种酸溶液各100mL；分别取这两种溶液各10mL，加水稀释为100mL；各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，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 1（选填、）乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是 （多选扣分）（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）两个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 、 。（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。思路分析：该题是验证某酸是弱电解质的一个“袖珍”课题的讨论，设问是从用到的主要仪器开始，然后步步深入至得出结论的依据和现象，而且要求对甲乙两种方法进行评价，指出其中有难以实现之处和不妥之处