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专题十四 弱电解质的电离
一、定义及特征
1.一定温度、浓度下,分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度
都保持不变的状态叫电离平衡状态,简称电离平衡。
任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡,达到平衡时,弱电解质在该条件下的电离程度最大。
2.电解质的电离平衡属于化学平衡中的一种形式,具有以下一些特征:
“逆”——弱电解质的电离是可逆的,存在电离平衡
“动”——电离平衡是动态平衡
“等”—— v = v ≠ 0
(离子化) (分子化)
“定”——达到电离平衡状态时,溶液中分子和离子的浓度保持不变,是一个定值
“变”——电离平衡是相对的,外界条件改变时,平衡被破坏,发生移动形成新的平衡
二、 强、弱电解质判断方法的考查
(1)依据物质的类别进行判断
一般情况下,强酸(HCl、HSO 、HNO)、强碱[NaOH、KOH、Ba(OH) 、Ca(OH) ]、大部分盐、活泼金
2 4 3 2 2
属氧化物(Na O、NaO 、KO、MgO)为强电解质;而常见的弱酸、弱碱和少部分盐为弱电解质,如
2 2 2 2
HCO、HSO 、HClO、HSiO、NH ·H O、(CHCOO) Pb、HgCl 、Hg(CN) 等。
2 3 2 3 2 3 3 2 3 2 2 2
活泼金属氧化物
强电解质(完全电离) 大多数盐
强酸、强碱
电解质
弱酸
弱电解质(部分电离) 弱碱
水、少数盐(2)依据强、弱电解质的定义或弱电解质电离平衡的移动规律进行判断
①在相同温度、相同浓度下,进行导电性对比实验,如 HCl 与 CHCOOH,CHCOOH 导电性,则
3 3
CHCOOH为弱电解质。
3
②在相同温度、相同浓度下,比较反应速率的快慢,如将锌粒投入等浓度的 HCl与CHCOOH中,则
3
CHCOOH反应慢,为弱电解质。
3
③浓度与pH的关系,浓度均为0.01 mol·L-1的HCl与CHCOOH,pH =2而CHCOOH的pH>2,为弱电解
3 HCl 3
质。
④利用盐类的水解,测定对应盐的酸碱性,如CHCOONa 溶液呈碱性,则证明CHCOOH 是弱酸。
3 3
⑤根据同离子效应的实验证明存在电离平衡,如:浓度均为 0.01 mol·L-1的HCl与CHCOOH,分别加入
3
固体NaCl、CHCOONa后,HCl的pH不变,CHCOOH的pH变大。
3 3
⑥稀释前后的pH 与稀释倍数的变化关系,如将pH=2 的酸稀释1000 倍,若pH=5,为强酸,pH<5,则
为弱酸。
三、与电离度结合的考查
当弱电解质在溶液里达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数(包括已电离
的和未电离的)的百分数叫做电离度。反映了弱电解质电离程度的相对强弱,常用α表示。
α= ×100%
例如:一元弱酸、弱碱电离度的计算。设c为一元弱酸、一元弱碱的物质的量浓度。
C(H+
)
一元弱酸:HA H++A-,α= ×100%,c(H+)=c·α
C
C(H+
)
一元弱碱:BOH B++OH-,α= ×100%,c(OH-)=c·α
C
四、外界条件对弱电解质电离平衡的影响
(1)温度: 升高温度,由于电离过程吸热,平衡向电离方向移动,电离程度增大。
(2)浓度: 加水稀释,使弱电解质的浓度减小,电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大。因为溶液浓
度越小,离子相互碰撞结合成分子的机会越小,弱电解质的电离程度就越大,所以,稀释溶液会促进弱电
解质的电离。
例如:在醋酸的电离平衡 CHCOOH CH COO-+H+
3 3
①加水稀释,平衡向正向移动,电离程度变大,但c(CHCOOH)、c(H+)、c(CHCOO-)变小;
3 3
②加入少量冰醋酸,平衡向正向移动,c(CHCOOH)、c(H+)、c(CHCOO-)均增大但电离程度小;
3 3
(3)外加相关物质(同离子效应)
例如:0.1 mol/L的CHCOOH溶液 CHCOOH CH COO-+ H+
3 3 3向其中加入CHCOONa固体,溶液中c(CHCOO-)增大,CHCOOH的电离平衡逆向移动,电离程度减小,
3 3 3
c(H+)减小,pH增大。
五、电离平衡常数的考查
弱电解质的电离是一个可逆过程,在一定条件下达到电离平衡时,溶液中弱电解质电离生成的各种离
子平衡浓度的乘积,与溶液中未电离分子的平衡浓度的比值是一个常数,叫做该弱电解质的电离平衡常数,
简称电离常数。弱酸在水中的电离常数通常用K 表示,弱碱的电离常数用K 表示。
a b
如CHCOOH CHCOO-+H+, c(CH COOH− )c(H+ )
3 3 K = 3
a c(CH COOH)
3
说明:(1)电离平衡常数只用于弱电解质的计算。
(2)电离平衡常数只与温度有关,与浓度无关。因电离过程是吸热过程,故它随温度的升高而增大。
(3)电离平衡常数是表征了弱电解质的电离能力大小,也是弱酸、弱碱是否达到平衡状态的标志。
六、比较溶液导电性强弱、pH等综合考查
(1)强弱电解质与溶解度的关系
强电解质的溶解度不一定大,弱电解质的溶解度不一定小。比如: CaCO 属于强电解质,但是溶解度很
3
小;CHCOOH 属于弱电解质,但是溶解度比较大。
3
(2)强弱电解质与导电性的关系
强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力也不一定弱。导电能力的强弱要看溶液中
离子浓度的大小和离子所带电荷的多少,离子浓度大的,所带电荷多的,导电性强。如果某强电解质溶液
浓度很小,那么它的导电性可以很弱(AgCl);而某弱电解质虽然电离程度小,但浓度较大时,该溶液的
导电能力也可以较强(CHCOOH)。
3
七、同浓度(或PH)强弱电解质的比较
(1)相同体积、相同物质的量浓度的比较,比如:一元强酸(HCl)和一元弱酸(CHCOOH)
3
酸的浓度 C(H+) pH 开始与金 中和碱的 与活泼金
属反应的 能力 属反应产
速率 生H 的量
2
一元强酸 相同 大 小 大 相同 相同
一元弱酸 小 大 小
(2)相同体积、相同pH的比较,比如:一元强酸(HCl)和一元弱酸(CHCOOH)
3
酸的浓度 C(H+) pH 开始与金 中和碱的 与活泼金
属反应的 能力 属反应产
速率 生H 的量
2
一元强酸 小 相同 相同 相同 小 小一元弱酸 大 大 大
1.【2022年湖北卷】根据酸碱质子理论,给出质子 的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。
已知: , ,下列酸性强弱顺序正确的是
A. B.
C. D.
2.【2022年海南卷】NaClO溶液具有漂白能力,已知25℃时,K=(HClO)=4.0×10-8。下列关于NaClO溶
a
液说法正确的是
A.0.01mol/L溶液中,c(ClO-)<0.01mol/L
B.长期露置在空气中,释放Cl,漂白能力减弱
2
C.通入过量SO ,反应的离子方程式为SO +ClO-+H O=HSO +HClO
2 2 2
D.25℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+)
3.【2022年全国乙卷】常温下,一元酸 的 。在某体系中, 与 离子不能穿过隔
膜,未电离的 可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中 ,当达到平衡时,下列叙述正确的是
A.溶液Ⅰ中B.溶液Ⅱ中的HA的电离度 为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的 不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的 之比为
4.【2022年6月浙江卷】关于反应 ,达到平衡后,
下列说法不正确的是
A.升高温度,氯水中的 减小
B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动, 增大
C.取氯水稀释, 增大
D.取两份氯水,分别滴加 溶液和淀粉KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色,可以
证明上述反应存在限度
5.【2022年6月浙江卷】 时,苯酚 的 ,下列说法正确的是
A.相同温度下,等 的 和 溶液中,
B.将浓度均为 的 和 溶液加热,两种溶液的 均变大
C. 时, 溶液与 溶液混合,测得 ,则此时溶液中
D. 时, 的 溶液中加少量 固体,水的电离程度变小
6.(2021.6·浙江真题)某同学拟用 计测定溶液 以探究某酸HR是否为弱电解质。下列说法正确的
是
A.25℃时,若测得 溶液 ,则HR是弱酸
B.25℃时,若测得 溶液 且 ,则HR是弱酸
C.25℃时,若测得HR溶液 ,取该溶液 ,加蒸馏水稀释至 ,测得 ,则HR是弱酸
D.25℃时,若测得NaR溶液 ,取该溶液 ,升温至50℃,测得 , ,则HR是弱
酸
1.(2023·广东佛山·统考一模)食醋有效成分主要为醋酸(用HAc表示),常温下HAc的 。下列
说法错误的是
选
实验操作 结论
项
溶液的导电能力、HAc的电离程度均增
A 加热醋酸水溶液(忽略溶质的挥发)
大
B 常温下测得NH
4
Ac水溶液 NH
4
Ac溶于水不发生水解
C 加入NaOH溶液与醋酸溶液恰好中和
中和后:
常温下,HAc溶液与NaOH溶液混合,测得溶液pH为
D
4.76 反应后:
2.(2023·陕西渭南·统考一模)科学家发现金星大气中存在 ,据此推断金星大气层或许存在生命。利
用 与足量的浓KOH溶液反应可制备 : 。下列说法正确的
是
A. 的电子式为 B.中子数为16的 原子:
C. 是强电解质,属酸式盐 D. 参加反应,转移 电子
3.(2023·广东惠州·统考三模)硒酸(H SeO)在水溶液中按下式发生一级和二级电离:
2 4
; , ,室温下,在10mL0.1mol⋅L-1HSeO
2 4
溶液中,滴加0.1mol⋅L-1NaOH溶液。下列说法正确的是A. 可经过两步水解得到HSeO
2 4
B.滴加NaOH溶液10mL时,溶液中离子浓度:
C.当滴加至中性时,溶液中有
D.当用去NaOH溶液体积20mL时,此时溶液中有
4.(2023·湖北·校联考模拟预测)乙二胺(H NCH CHNH )是二元弱碱,在溶液中的电离类似于氨,且分
2 2 2 2
步电离。25℃时,乙二胺溶液中各含氮微粒的分布分数δ(平衡时某含氮微粒的浓度占各含氮微粒浓度之和
的分数)随溶液pOH[pOH=-lgc(OH-)]的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.HNCH CHNH 在水溶液中第二级电离方程式为:HNCH CHNH +H O [H NCH CHNH ]2++OH-
2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 3
⇌
B.乙二胺一级电离平衡常数K 与二级电离平衡常数K 的比值为103
b1 b2
C.向一定浓度的HNCH CHNH 溶液中滴加稀盐酸,至B点时,溶液中的离子浓度关系:c(Cl-)
2 2 2 2
+c(OH-)=3c([H NCH CHNH ]2+)+c(H+)
3 2 2 3
D.将0.1mol/L 100 ml [H NCH CHNH ]Cl 与0.1mol/L 100 mLH NCH CHNH 混合,所得溶液呈酸性
3 2 2 3 2 2 2 2 2
5.(2023·广东江门·校联考模拟预测)25℃时,某二元弱碱M(OH) 的水溶液中含有M(OH) 、M(OH)+、
2 2
M2+,它们的分布系数δ随溶液pH的变化曲线如图所示。K 为M(OH) 的第二步电离平衡常数,下列说法
b2 2
错误的是A.K =1×10-5.5
b2
B.曲线Ⅱ代表的微粒为M(OH)+
C.m、n、p三点对应的水溶液中,m点水的电离程度最大
D.0.1 mol/LM(OH)Cl溶液中c(Cl-)>c([M(OH) ]>c(M2+)>c(OH-)>c(H+)
2
6.(2023·山东济南·统考一模)乙二胺( ,简写为EDA)是常用的分析试剂,为二元弱碱,
在水中的电离方式与氨类似。25℃时,向20 mL 0.1 mol·L 其盐酸盐溶液EDA 中加入NaOH固体(溶
液体积变化忽略不计),体系中 、 、EDA三种粒子的浓度的对数值( )、所加NaOH固体
质量与pOH的关系如图所示。下列说法错误的是
A.乙二胺第一步电离常数的数量级为
B. 时,
C. 时,
D. 时,加入NaOH溶液的质量 g