2019-2020学年高中化学 第03章 水溶液中的离子平衡 专题3.1.2 影响弱电解质电离的因素(练)新人教版选修4
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第14讲水溶液中的离子平衡[考纲·考向·素养]考纲要求热点考向核心素养(1)了解电解质的概念,了解强电解质和弱电解质的概念(2)理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性(3)了解水的电离、离子积常数(4)了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算(5)理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数进行相关计算(6)了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用(7)了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
理解溶度积(K sp)的含义,能进行相关的计算(1)弱电解质的电离平衡(2)水的电离和溶液的酸碱性(3)盐类水解、粒子浓度比较(4)难溶电解质沉淀溶解平衡宏观辨识与微观探析:从宏观物质和微观粒子相结合的视角认识。
电解质在水溶液中发生的反应及溶液中微粒间的关系。
证据推理与模型认识:以滴定曲线和反应过程为载体,正确推理分析曲线上“关键点”满足的不等和守恒关系,建立解决电解质溶液图像题的思维模型。
变化观念与平衡思想:从平衡的角度讨论溶液中微粒满足的“电荷守恒”、“物料守恒”的微粒间的多少关系,从变化的观念理解外界条件改变对电离平衡及水解平衡产生的影响。
科学态度与社会责任:具有理论联系实际的观念,将电离和水解理论应用于解决生产、生活中的实际问题,正确解释一些变化。
1.一念对错(正确的划“√”,错误的划“×”)(1)常温时,0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2O NH+4+OH-(√)(2)LiH2PO4溶液中存在3个平衡(×)(3)0.2 mol·L-1CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)(√)(4)常温下,K a(HCOOH)=1.77×10-4,K a(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(×)(5)25 ℃时,在10 mL浓度均为0.1 mol·L-1NaOH和NH3·H2O混合溶液中,滴加0.1 mol·L-1的盐酸,加入20 mL盐酸时:c(Cl-)=c(NH+4)+c(Na+)(×)(6)等pH的①(NH4)2SO4溶液②NH4HSO4溶液③NH4Cl溶液中,c(NH+4)的大小关系:①>③>②(×)(7)常温下,将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合,析出部分NaHCO3晶体,过滤,所得滤液pH<7,则滤液中:c(H+)+c(NH+4)=c(OH-)+c(HCO-3)+2c(CO2-3)(×)(8)锅炉中沉积的CaSO 4可用饱和Na 2CO 3溶液浸泡,再将不溶物用稀盐酸溶解除去(√) (9)将AgCl 与AgBr 的饱和溶液等体积混合,再加入足量的浓AgNO 3溶液,析出的AgCl 沉淀少于AgBr 沉淀(×)(10)a mol/L 的HCN 溶液与b mol/L 的NaOH 溶液等体积混合,所得溶液中c (Na +)>c (CN-),则a 一定小于b (×)(11)pH =1的NaHSO 4溶液:c (H +)=c (SO 2-4)+c (OH -)(√)2.(1)电离常数是用实验的方法测定出来的。
第三章水溶液中的离子反应与平衡第一节电离平衡一、强电解质和弱电解质1、电解质:在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。
2、非电解质:在水溶液中和熔融状态下均以分子形式存在,因而不能导电的化合物。
3、强电解质和弱电解质(1)实验探究盐酸和醋酸的电离程度酸0.1 mol·L-1盐酸0.1 mol·L-1醋酸pH较小较大导电能力较强较弱与镁条反应的现象产生无色气泡较快产生无色气泡较慢实验结论实验表明盐酸中c(H+)更大,说明盐酸的电离程度大于醋酸的电离程度强电解质弱电解质概念在水溶液中能全部电离的电解质在水溶液中只能部分电离的电解质电解质在溶液中的存在形式只有阴、阳离子既有阴、阳离子,又有电解质分子化合物类型离子化合物、部分共价化合物共价化合物实例①多数盐(包括难溶性盐);②强酸,如HCl、H2SO4等;③强碱,如KOH、Ba(OH)2等①弱酸,如CH3COOH、HClO等;②弱碱,如NH3·H2O等;③水二、弱电解质的电离平衡1、电离平衡状态(1)概念:在一定条件(如温度、浓度)下,弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化,电离过程就达到了电离平衡状态。
(2)建立过程2、电离方程式的书写(1)强电解质:完全电离,在写电离方程式时,用“===”。
(2)弱电解质:部分电离,在写电离方程式时,用“⇄”。
3、电离平衡的影响因素(1)温度:弱电解质的电离一般是 吸热 过程,升高温度使电离平衡向 电离 的方向移动,电离程度 增大 。
(2)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,离子相互碰撞结合为分子的几率 越小 ,电离程度 越大 。
(3)同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动,电离程度 减小 。
(4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时,电离平衡向 电离 方向移动。
【提分必备】2022-2023学年高二化学期末专题复习专题突破03-水溶液中的离子反应与平衡【核心考点梳理】核心考点1:电离平衡、水解平衡、溶解平衡的比较类型电离平衡水解平衡溶解平衡实例CH3COOH CH3COO-+H+NH+4+H2O NH3·H2O+H+Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)平衡常数K a=c CH3COO-·c H+c CH3COOHK h=c NH3·H2O·c H+c NH+4K sp=c(Fe3+)·c3(OH-)升温平衡右移,K a增大,c(H+)增大,电离程度增大平衡右移,K h增大,c(H+)增大,水解程度增大平衡右移,K sp增大(极少数左移,K sp减小)加水平衡右移,K a不变,c(H+)减小,电离程度增大平衡右移,K h不变,c(H+)减小,水解程度增大平衡右移,K sp不变,c(OH-)不变加入原溶质平衡右移,K a不变,c(H+)增大,电离程度减小平衡右移,K h不变,c(H+)增大,水解程度减小平衡不移动c(OH-)不变水解常数(K h)与电离常数(K a、K b)的关系CH3COONa溶液中存在如下水解平衡:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,K h=c(CH3COOH)·c(OH-)c(CH3COO-)=c(CH3COOH)·c(OH-)·c(H+)c(CH3COO-)·c(H+)=c(OH-)·c(H+)c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)=K wK a。
因而K a(或K b)与K h、K w的定量关系为K a·K h=K w或K b·K h=K w。
Na2CO3的水解常数K h=K wK a2,NaHCO3的水解常数K h=K wK a1。
核心考点2:水电离出的c水(H+)或c水(OH-)的相关计算1.当水的电离受到抑制时(如酸或碱溶液)在溶液中c(H+)、c(OH-)较小的数值是水电离出来的。
一、弱电解质的电离水溶液中的离子平衡§1 知识要点1、定义:电解质、非电解质;强电解质、弱电解质混和物物质单质纯净物化合物电解质HCl、NaOH、NaCl、BaSO4HClO、NH3·H2O、Cu(OH)2、H2O……非电解质:大多数非金属氧化物和有机物。
如SO3、CO2、C6H12O6、CCl4、CH2=CH2……下列说法中正确的是()A、能溶于水的盐是强电解质,不溶于水的盐是非电解质;B、强电解质溶液中不存在溶质分子;弱电解质溶液中必存在溶质分子;C、在熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物,也一定是强电解质;D、Na2O2和SO2溶液于水后所得溶液均能导电,故两者均是电解质。
2、电解质与非电解质本质区别:在一定条件下(溶于水或熔化)能否电离(以能否导电来证明是否电离)电解质——离子化合物或共价化合物非电解质——共价化合物离子化合物与共价化合物鉴别方法:熔融状态下能否导电下列说法中错误的是()A、非电解质一定是共价化合物;离子化合物一定是强电解质;B、强电解质的水溶液一定能导电;非电解质的水溶液一定不导电;C、浓度相同时,强电解质的水溶液的导电性一定比弱电解质强;D、相同条件下,pH 相同的盐酸和醋酸的导电性相同。
3、强电解质与弱电质的本质区别:在水溶液中是否完全电离(或是否存在电离平衡)注意:①电解质、非电解质都是化合物②SO2、NH3、CO2等属于非电解质③强电解质不等于易溶于水的化合物(如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部电离,故BaSO4为强电解质)4、强弱电解质通过实验进行判定的方法(以HAc 为例):(1)溶液导电性对比实验;(2)测0.01mol/LHAc 溶液的pH>2;(3)测NaAc 溶液的pH 值;(4)测pH= a 的HAc 稀释100 倍后所得溶液pH<a +2(5)将物质的量浓度相同的HAc 溶液和NaOH 溶液等体积混合后溶液呈碱性(6)中和10mLpH=1 的HAc 溶液消耗pH=13 的NaOH 溶液的体积大于10mL;(7)将pH=1 的HAc 溶液与pH=13 的NaOH 溶液等体积混合后溶液呈酸性(8)比较物质的量浓度相同的HAc 溶液与盐酸分别与同样的锌粒反应产生气体的速率最佳的方法是和;最难以实现的是,说明理由。
水溶液中的离子平衡§ 1 知识要点一、弱电解质的电离1、定义: 电解质、非电解质 混和物 ;强电解质 、弱电解质物质单质强电解质:强酸、强碱、绝大多数金属氧化物和盐。
如HCl 、 NaOH 、 NaCl 、 BaSO 4纯净物电解质弱电解质:弱酸、弱碱和水。
如 HClO 、 NH 3 ·H 2O 、 Cu(OH) 2、 H 2O 化合 物非电解质:大多数非金属氧化物和有机物。
如 SO 3 、CO 2、 C 6H 12O 6、 CCl 4、 CH 2 =CH 2下列说法中正确的是( BC )A 、能溶于水的盐是强电解质,不溶于水的盐是非电解质;B 、强电解质溶液中不存在溶质分子;弱电解质溶液中必存在溶质分子;C 、在熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物,也一定是强电解质;D 、Na 2O 2 和 SO 2 溶液于水后所得溶液均能导电,故两者均是电解质。
2、电解质与非电解质本质区别:在一定条件下(溶于水或熔化)能否电离(以能否导电来证明是否电离)电解质——离子化合物或共价化合物离子化合物与共价化合物鉴别方法: 非电解质——共价化合物熔融状态下能否导电 下列说法中错误的是(B )A 、非电解质一定是共价化合物;离子化合物一定是强电解质;B 、强电解质的水溶液一定能导电;非电解质的水溶液一定不导电;C 、浓度相同时,强电解质的水溶液的导电性一定比弱电解质强;D 、相同条件下, pH 相同的盐酸和醋酸的导电性相同。
3、强电解质与弱电质的本质区别:在水溶液中是否完全电离(或是否存在电离平衡)② SO 2、NH 3、CO 2 等属于非电解质注意:①电解质、非电解质都是化合物③强电解质不等于易溶于水的化合物(如 离,故 BaSO 4 为强电解质)BaSO 4 不溶于水,但溶于水的 BaSO 4 全部电4、强弱电解质通过实验进行判定的方法 (以 HAc 为例 ): (1)溶液导电性对比实验; (3)测 NaAc 溶液的 pH 值; ( 2)测 0.01mol/LHAc 溶液的 pH>2;(4)测 pH= a 的 HAc 稀释 100 倍后所得溶液 pH<a +2 (5)将物质的量浓度相同的 HAc 溶液和 NaOH 溶液等体积混合后溶液呈碱性 (6)中和 10mLpH=1 的 HAc 溶液消耗 pH=13 的 NaOH 溶液的体积大于 10mL; (7)将 pH=1 的 HAc 溶液与 pH=13的 NaOH 溶液等体积混合后溶液呈酸(8)比较物质的量浓度相同的 HAc 溶液与盐酸分别与同样的锌粒反应产生气体的速率最佳的方法是和;最难以实现的是,说明理由。
3-1-2 弱电解质的电离(第二课时)
1.在100 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中,欲使醋酸的电离程度增大,H+浓度减小,可采用的方法是( )
A.加热
B.加入100 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液
C.加入少量的0.5 mol·L-1的硫酸
D.加入少量的1 mol·L-1的NaOH溶液
【答案】D
【解析】A项,加热促进电离,H+浓度增大;B项,H+浓度不变;C项,加H2SO4抑制电离,但H +浓度增大;D项,加入NaOH,OH-与H+反应,平衡向右移动,H+浓度减小。
2.将浓度为0.1mol·L-1HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是A. c(H+) B. K a(HF) C. c(F-)/c(H+) D. c(H+)/c(HF)
【答案】D
3.一元弱酸HA(aq)中存在下列电离平衡:HA H++A-,如图将1.0 mol HA分子加入1.0 L 水中,溶液中HA、H+、A-的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是
【答案】C
【解析】A项不正确,原因多种:(1)c(H+)平≠c(A-)平,(2)c(A-)平=1.0 mol·L-1;B项不正确,因为c(A-)平=c(H+)平=1.2 mol·L-1>1.0 mol·L-1;D项不正确,原因多种:(1)c(H+)始=c(A-)始=1.0 mol·L-1,(2)c(HA)始=0。
4.已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是三种酸的电离平衡常数,若已知这些酸可发生如下反应:①NaCN+HNO2===HCN+NaNO2,②NaCN+HF===HCN+NaF,③NaNO2+HF===HNO2+NaF。
由此可判断下列叙述中,不正确的是
A. HF的电离平衡常数为7.2×10-4
B. HNO2的电离平衡常数为4.9×10-10
C.根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱
D. HNO2的电离平衡常数比HCN大,比HF小
【答案】B
5.在0.1 mol·L-1的HCN溶液中存在如下电离平衡HCN H++CN-,对该平衡,下列叙述正确的是( )
A.加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动
B.加水,平衡向逆反应方向移动
C.滴加少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,溶液中c(H+)减少
D.加入少量NaCN固体,平衡向正反应方向移动
【答案】A
【解析】加NaOH固体,OH-+H+H2O,平衡正向移动,A项正确;加水平衡正向移动,B项错误;
滴加少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,c(H+)增大,C项错误;加入少量NaCN固体,c(CN-)增大,平衡逆向移动。
6.高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。
以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:
从以上表格中判断以下说法中不正确的是
A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸
C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4===2H++SO
D.水对于这四种酸的强弱没有区分能力,但醋酸可以区别这四种酸的强弱
【答案】C
7.下列关于电离常数的说法正确的是( )
A.电离常数随着弱电解质的浓度增大而增大
B.CH3COOH的电离常数表达式为K a=
C.CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa溶液,电离常数减小
D.电离常数只与温度有关,与浓度无关
【答案】D
【解析】A项,电离常数只与温度有关,与浓度变化无关,故A错误;B项,CH3COOH的电离常数表达式为K a=,故B项错误;C项,CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa溶液,虽然平衡向左移动,但温度不变,平衡常数不变,故C项错误。
8.硝酸亚铁溶液中存在主要平衡关系:Fe2++2H2O+2H+,若加入HCl则溶液的主要变化是()
A.变黄 B.绿色变浅 C.绿色加深 D.无明显变化
【答案】A
9.Ⅰ.已知HClO是比H2CO3还弱的酸,HClO的电离平衡常数为2.95×10-5,H2CO3的电离平衡常数为K1=4.3×10-7和K2=5.6×10-11氯水中存在下列平衡:Cl2+H2O HCl+HClO,HClO H++ClO-,达平衡后
(1)要使HClO浓度增加,可加入下列物质________(填代号)。
A.SO2 B.NaHCO3 C.HCl D.NaOH
(2)由此说明在实验室可用排饱和食盐水收集Cl2的理由是________________。
Ⅱ.Al(OH)3的电离方程式可表示为:H2O+AlO2-+H+Al(OH)3Al3++3OH-。
试根据平衡移动原理,解释下列有关问题。
(1)向Al(OH)3沉淀中加入盐酸,沉淀溶解,其原因是_________________,有关离子方程式为
__________________。
(2)向Al(OH)3沉淀中加入苛性钠溶液,沉淀溶解,其原因是________________,有关离子方程式为
__________________。
【答案】Ⅰ.(1)B (2)饱和食盐水中Cl-浓度较大,由于氯水中存在平衡:Cl2+H2O Cl-+HClO+H+,所以,氯气在饱和食盐水中溶解度较小,通常情况下,可用排饱和食盐水的方法收集氯气
Ⅱ.(1)盐酸中的H+与OH-结合生成水,使平衡中c(OH-)减小,平衡向右移动,Al(OH)3沉淀不断溶解Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(2)苛性钠溶液中OH-结合H+生成水,使上述平衡中c(H+)减小,平衡向左移动,Al(OH)3沉淀不断溶解 Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O
【解析】(1)要使HClO浓度增加,需使平衡向正反应方向移动,SO2和HCl都不能是平衡正向移动NaOH能使平衡正向移动,但是消耗HCl的同时也消耗HClO,使得HClO的浓度减小,NaHCO3只与HCl反应,与HClO不反应,使平衡正向移动,同时使HClO的浓度增加,B项正确。
10.在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力如下图所示,请回答:
(1)“O”点导电能力为0的理由是。
(2)A、B、C三点溶液c(H+)由小到大的顺序为。
(3)若使C点溶液中c(CH3COO-)增大的同时溶液的c(H+)减小,可采取的措施是:
①;②;③。
(4)经实验测得C点处:c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1,c(CH3COO-)=0.01 mol·L-1,则该条件下CH3COOH的电离常数K a= 。
【答案】(1)CH3COOH是共价化合物,无水不电离,也就无自由移动的离子,所以不导电(2)C<A<B
(3)加活泼金属(如Mg) 加碱性氧化性(如Na2O) 加碱(如NaOH) 加某些盐(如Na2CO3) 加醋酸盐(如CH3COONa)(任选三种)
(4)1×10-3。