高中化學(xué) 專題5 溶液中的離子反應(yīng) 第一單元 弱電解質(zhì)的電離平衡學(xué)案 蘇教版必修2-蘇教版高一必修2化學(xué)學(xué)案

第一單元弱電解質(zhì)的電離平衡一、強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)1．電解質(zhì)和非電解質(zhì)化合物—eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(電解質(zhì)：在水溶液中或熔融狀態(tài)下能產(chǎn)生自由,移動的離子的化合物。包括酸、堿、鹽和活潑,金屬氧化物,非電解質(zhì)：在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能產(chǎn),生自由移動的離子的化合物。包括非金屬氧化物、,某些非金屬氫化物、絕大多數(shù)有機物等))(1)電解質(zhì)和非電解質(zhì)都是化合物，單質(zhì)和混合物既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。(2)電解質(zhì)在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠電離而導(dǎo)電，二者具備其一即可，如MgO、Al2O3只在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，HCl、H2SO4只在水溶液中能導(dǎo)電。(3)必須是自身在水溶液中或熔融狀態(tài)下能電離的化合物才是電解質(zhì)，如SO2、NH3的水溶液能導(dǎo)電是它們與H2O的反應(yīng)產(chǎn)物H2SO3、NH3·H2O發(fā)生了電離，而不是SO2、NH3本身電離，故SO2、NH3不是電解質(zhì)。2．強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)(1)[實驗探究]①同濃度醋酸和鹽酸的電離程度實驗步驟：在兩只錐形瓶中分別加入等體積的濃度均為1mol·L－1的鹽酸和醋酸，在兩個氣球中分別加入經(jīng)砂紙打磨過的長度相同的鎂條，然后將氣球套在錐形瓶口，同時將氣球中的鎂條送入錐形瓶中，觀察實驗現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象如下表所示。1mol·L－1鹽酸1mol·L－1醋酸對實驗現(xiàn)象的解釋與鎂條反應(yīng)的速率快慢鹽酸與鎂的反應(yīng)速率快，說明同濃度時，鹽酸中c(H＋)大溶液的pH02.4鹽酸的pH小，說明同濃度時，鹽酸中的c(H＋)大于醋酸中的c(H＋)實驗結(jié)論：同濃度鹽酸中HCl的電離程度大于醋酸中CH3COOH的電離程度。②同濃度的NaOH溶液與氨水的電離程度實驗步驟取pH為12的氫氧化鈉溶液和氨水各1mL于錐形瓶中，分別用酚酞作為指示劑，用鹽酸中和至完全反應(yīng)實驗現(xiàn)象兩溶液消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積：氨水＞氫氧化鈉溶液實驗結(jié)論NaOH和NH3·H2O的電離程度不同，pH相同的NaOH溶液的濃度小于氨水的濃度，說明NH3·H2O只是部分電離(2)基本概念(3)常見的強、弱電解質(zhì)強電解質(zhì)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(強酸6種：HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4,強堿4種：NaOH、KOH、CaOH2、BaOH2,絕大多數(shù)鹽包括BaSO4、CaCO3等難溶性鹽))弱電解質(zhì)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(弱酸：HClO、H2S、H2SO3、H2CO3、H3PO4、CH3COOH、H2SiO3、HF,弱堿：NH3·H2O、FeOH2、MgOH2、AlOH3,極少數(shù)的鹽[如CH3COO2Pb等]、水))(1)電解質(zhì)強弱的影響因素(2)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性溶液的導(dǎo)電能力強弱與電解質(zhì)的強弱并無必然聯(lián)系。溶液的導(dǎo)電能力強弱取決于溶液中離子濃度的大小，而電解質(zhì)的強弱取決于電解質(zhì)電離程度的大小。溶液中離子濃度的大小與兩個因素有關(guān)：一是電解質(zhì)的溶解度的大小，二是電解質(zhì)電離程度的大小。因此，某些強電解質(zhì)由于溶解度很小，其溶液中的離子濃度可能也很小，其導(dǎo)電能力就弱；也可能因為強電解質(zhì)溶液的濃度很小使得離子濃度也很小，其導(dǎo)電能力就弱。例1關(guān)于強弱電解質(zhì)及非電解質(zhì)的組合完全正確的是()選項ABCD強電解質(zhì)NaClH2SO4CaCO3HNO3弱電解質(zhì)HFBaSO4HClOCH3COOH非電解質(zhì)Cl2CS2C2H5OHH2CO3答案C解析在A組中Cl2是單質(zhì)，不在電解質(zhì)與非電解質(zhì)之列；B組中BaSO4雖難溶，但溶解的部分完全電離，是強電解質(zhì)；CaCO3、HNO3都是強電解質(zhì)，HClO、CH3COOH、H2CO3都是弱電解質(zhì)，C2H5OH是非電解質(zhì)。例2醋酸的下列性質(zhì)中，可以證明它是弱電解質(zhì)的是()A．1mol·L－1的醋酸溶液中c(H＋)＝0.01mol·L－1B．醋酸以任意比與水互溶C．10mL1mol·L－1的醋酸溶液恰好與10mL1mol·L－1的NaOH溶液完全反應(yīng)D．醋酸溶液的導(dǎo)電性比鹽酸的弱答案A解析A項中若醋酸完全電離，則c(H＋)＝1mol·L－1，而現(xiàn)在c(H＋)＝0.01mol·L－1，說明醋酸部分電離，為弱電解質(zhì)；選項C是與強堿能進(jìn)行到底的反應(yīng)，不能說明其電離程度的大??；選項D應(yīng)指明在相同條件下，即在同溫、同濃度下比較，導(dǎo)電性弱，說明醋酸溶液中離子濃度小，即電離程度小，故說明醋酸是部分電離，為弱電解質(zhì)。

二、弱電解質(zhì)的電離平衡1．定義在一定條件下(如溫度和濃度)，弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率和離子結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的速率相等，溶液中各分子和離子的濃度都不再發(fā)生變化，達(dá)到電離平衡狀態(tài)。2．建立過程(用v-t圖像描述)3．特征——研究對象是弱電解質(zhì)的電離↓——弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率與離子結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的速率相等↓——平衡時，電離過程與離子結(jié)合成分子的過程仍在進(jìn)行，是動態(tài)平衡↓——平衡時，各微粒分子、離子的濃度保持恒定↓——外界條件改變時，平衡會發(fā)生移動弱電解質(zhì)的電離平衡是化學(xué)平衡的一種表現(xiàn)形式，完全具有化學(xué)平衡的特征和本質(zhì)，對它進(jìn)行分析、判斷的原理與化學(xué)平衡相同。例3下列有關(guān)弱電解質(zhì)電離平衡的敘述正確的是()A．達(dá)到電離平衡時，分子濃度和離子濃度相等B．達(dá)到電離平衡時，由于分子和離子的濃度不斷發(fā)生變化，所以說電離平衡是動態(tài)平衡C．電離平衡是相對的、暫時的，外界條件改變時，平衡就可能發(fā)生移動D．電解質(zhì)達(dá)到電離平衡后，各種離子的濃度相等答案C例4將1mol冰醋酸加入到一定量的蒸餾水中最終得到1L溶液。下列各項中，表明已達(dá)到電離平衡狀態(tài)的是()A．醋酸的濃度達(dá)到1mol·L－1B．H＋的濃度達(dá)到0.5mol·L－1C．醋酸分子的濃度、醋酸根離子的濃度、H＋的濃度均為0.5mol·L－1D．醋酸分子電離成離子的速率和離子重新結(jié)合成醋酸分子的速率相等答案D解析在未電離時c(CH3COOH)為1mol·L－1，當(dāng)醋酸、H＋、CH3COO－的濃度不再變化時(但此時三者的濃度不一定是0.5mol·L－1)，醋酸的電離達(dá)到平衡狀態(tài)，故A、B、C項均錯。依據(jù)平衡狀態(tài)的標(biāo)志即弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率與離子結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的速率相等，可知D項正確。三、電解質(zhì)電離方程式的書寫1．強電解質(zhì)完全電離，在寫電離方程式時，用“=”。2．弱電解質(zhì)部分電離，在寫電離方程式時，用“”。(1)一元弱酸、弱堿一步電離：如CH3COOH：CH3COOHCH3COO－＋H＋。NH3·H2O：NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－。(2)多元弱酸分步電離，必須分步寫出，不可合并(其中以第一步電離為主)：如H2CO3：H2CO3H＋＋HCOeq\o\al(－,3)(主)，HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)(次)。(3)多元弱堿分步電離(較復(fù)雜)，在中學(xué)階段要求一步寫出：如Fe(OH)3：Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。例5按照要求書寫下列物質(zhì)的電離方程式：(1)Na2CO3溶于水：_________________________________________________________。(2)NaHCO3溶于水：________________________________________________________。(3)NaHSO4溶于水：_________________________________________________________。(4)BaCO3溶于水：__________________________________________________________。(5)HF溶于水：_____________________________________________________________。(6)熔融狀態(tài)下NaHSO4：_____________________________________________________。(7)Al(OH)3的堿式電離：_____________________________________________________。(8)Al(OH)3的酸式電離：_____________________________________________________。(9)H2S溶于水：_____________________________________________________________。(10)Ca(OH)2溶于水：________________________________________________________。答案(1)Na2CO3=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)(2)NaHCO3=Na＋＋HCOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)(3)NaHSO4=Na＋＋H＋＋SOeq\o\al(2－,4)(4)BaCO3=Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)(5)HFH＋＋F－(6)NaHSO4(熔融)=Na＋＋HSOeq\o\al(－,4)(7)Al(OH)3Al3＋＋3OH－(8)Al(OH)3H＋＋AlOeq\o\al(－,2)＋H2O(9)H2SH＋＋HS－、HS－H＋＋S2－(10)Ca(OH)2=Ca2＋＋2OH－1．某固體化合物A不導(dǎo)電，但熔化或溶于水都能完全電離。下列關(guān)于物質(zhì)A的說法中正確的是()A．A為非電解質(zhì) B．A是強電解質(zhì)C．A是共價化合物 D．A為弱電解質(zhì)答案B解析“完全電離”說明是強電解質(zhì)；“熔化時能電離”說明是離子化合物。2．下列說法中正確的是()A．將硫酸鋇放入水中不能導(dǎo)電，所以硫酸鋇是非電解質(zhì)B．氨氣溶于水得到的氨水溶液能導(dǎo)電，所以氨是電解質(zhì)C．固態(tài)共價化合物不導(dǎo)電，熔融態(tài)的共價化合物也不導(dǎo)電D．固態(tài)離子化合物不導(dǎo)電，熔融態(tài)的離子化合物也不導(dǎo)電答案C解析BaSO4是強電解質(zhì)，NH3是非電解質(zhì)，離子化合物的熔融態(tài)能導(dǎo)電而共價化合物的熔融態(tài)不導(dǎo)電。3．在水溶液中下列電離方程式書寫正確的是()A．Ca(OH)2Ca2＋＋2OH－B．NaHCO3=Na＋＋H＋＋COeq\o\al(2－,3)C．H2CO32H＋＋COeq\o\al(2－,3)D．Fe(OH)2Fe2＋＋2OH－答案D解析Ca(OH)2為強電解質(zhì)；NaHCO3電離產(chǎn)生Na＋與HCOeq\o\al(－,3)；H2CO3為多元弱酸，分步電離，不可一步完成。4．一元弱酸HA溶液中存在下列電離平衡：HAH＋＋A－。將1.0molHA溶于水配成1.0L溶液，下圖表示溶液中HA、H＋、A－的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的關(guān)系中，正確的是()答案C解析根據(jù)弱電解質(zhì)HA的電離平衡知，HA的濃度減小，H＋與A－以等物質(zhì)的量濃度增大，排除A、D項；A－、H＋的濃度由0增大但不會達(dá)到1.2mol·L－1，排除B項；平衡時，HA的減少量等于A－、H＋的量，故選C。5．如圖是在一定溫度下向不同電解質(zhì)溶液中加入新物質(zhì)時溶液導(dǎo)電性能發(fā)生的變化，其電流(I)隨新物質(zhì)加入量(m)的變化曲線，以下四個導(dǎo)電性實驗，其中與A圖變化趨勢一致的是________，與B圖變化趨勢一致的是________，與C圖變化趨勢一致的是________。(1)Ba(OH)2溶液中滴入稀硫酸至過量(2)醋酸溶液中滴入氨水至過量(3)澄清石灰水中通入CO2至過量(4)NH4Cl溶液中逐漸加入適量NaOH固體答案(2)(1)、(3)(4)解析寫出各反應(yīng)的離子方程式，分析各反應(yīng)引起溶液中離子濃度大小的變化，結(jié)合題給圖像即可順利解答。反應(yīng)(1)的離子方程式為Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O，離子的濃度先是減小，當(dāng)二者恰好完全反應(yīng)時，就變?yōu)樗?，?dǎo)電能力接近0，再加H2SO4，溶液中離子的濃度逐漸增大，從而使溶液的導(dǎo)電能力逐漸增強。反應(yīng)(2)的離子方程式為CH3COOH＋NH3·H2O=NHeq\o\al(＋,4)＋CH3COO－＋H2O，離子的濃度逐漸增大，溶液的導(dǎo)電能力逐漸增強；當(dāng)二者恰好完全反應(yīng)時，再滴加氨水，離子數(shù)量的變化不大，但是溶液的體積逐漸增大，所以溶液的導(dǎo)電能力逐漸減小。反應(yīng)(3)的相關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Ca2＋＋2OH－＋CO2=CaCO3↓＋H2O，CO2過量后：CaCO3＋CO2＋H2O=Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)，故離子濃度先減小后增大。反應(yīng)(4)的離子方程式為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O，溶液中減少的NHeq\o\al(＋,4)和增加的Na＋的量相等，由于加入的是固體NaOH，溶液的體積變化不大，故溶液的離子濃度變化不大。[對點訓(xùn)練]題組一電解質(zhì)及強弱電解質(zhì)的判斷1．下列說法正確的是()A．電解質(zhì)的電離是在通電的條件下進(jìn)行的B．在水溶液中和熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔锸请娊赓|(zhì)C．電解質(zhì)電離的條件是溶于水或受熱熔化D．強電解質(zhì)能夠電離，弱電解質(zhì)不能電離答案C解析電解質(zhì)是在溶于水或熔融狀態(tài)下發(fā)生電離的，電離并不需要通電，所以A錯，C項對；在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔锞褪请娊赓|(zhì)，兩個條件滿足一個即可，并不需要兩個條件同時滿足，所以B項錯誤；強、弱電解質(zhì)在溶于水或熔融狀態(tài)下均可以電離，所以D項敘述錯誤。2．下列物質(zhì)既能導(dǎo)電，又屬于電解質(zhì)的一組是()A．石墨、醋酸溶液、食鹽晶體B．液氨、石灰水、水銀C．稀H2SO4、NaOH溶液、純HNO3D．熔融狀態(tài)的KOH、熔融狀態(tài)的NaCl答案D解析石墨是單質(zhì)、醋酸溶液是混合物，石墨、醋酸溶液既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)，故A錯誤；液氨屬于非電解質(zhì)、石灰水是混合物、水銀是單質(zhì)，故B錯誤；稀H2SO4、NaOH溶液都是混合物，既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)，故C錯誤；熔融狀態(tài)的KOH、熔融狀態(tài)的NaCl既能導(dǎo)電又屬于電解質(zhì)，故D正確。3．下列物質(zhì)中，屬于強電解質(zhì)的是()A．銅 B．Na2SO4C．CH3COOH D．NaCl溶液答案B解析強電解質(zhì)在溶液中完全電離，弱電解質(zhì)在溶液中部分電離，據(jù)此進(jìn)行解答。題組二電離方程式的書寫4．下列電解質(zhì)的電離方程式書寫正確的是()A．NaHCO3的水溶液：NaHCO3=Na＋＋H＋＋COeq\o\al(2－,3)B．熔融狀態(tài)的NaHSO4：NaHSO4=Na＋＋H＋＋SOeq\o\al(2－,4)C．NaHSO4的水溶液：NaHSO4=Na＋＋H＋＋SOeq\o\al(2－,4)D．H2S的水溶液：H2S2H＋＋S2－答案C解析A×NaHCO3在水溶液中的電離方程式為NaHCO3=Na＋＋HCOeq\o\al(－,3)B×熔融狀態(tài)下NaHSO4的電離方程式為NaHSO4=Na＋＋HSOeq\o\al(－,4)C√HSOeq\o\al(－,4)在水中完全電離產(chǎn)生H＋和SOeq\o\al(2－,4)D×H2S是二元弱酸，分步電離，不能合并5.下列電離方程式中，不正確的是()A．H2O＋H2OH3O＋＋OH－B．NH3·H2O=NHeq\o\al(＋,4)＋OH－C．CH3COOHCH3COO－＋H＋D．Na2CO3=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)答案B解析H2O是弱電解質(zhì)，部分電離，用可逆號，電離方程式為H2O＋H2OH3O＋＋OH－，－＋H＋，故C正確；Na2CO3是強電解質(zhì)，完全電離，電離方程式為Na2CO3=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)，故D正確。題組三弱電解質(zhì)的電離平衡6．在醋酸溶液中，CH3COOH的電離達(dá)到平衡的標(biāo)志是()A．溶液呈電中性B．溶液中無醋酸分子C．氫離子濃度恒定不變D．c(H＋)＝c(CH3COO－)答案C解析溶液中存在的電離平衡有：CH3COOHCH3COO－＋H＋、H2OH＋＋OH－，陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)與陽離子所帶正電荷總數(shù)永遠(yuǎn)相等，與是否達(dá)到電離平衡無關(guān)，A錯；CH3COOH是弱電解質(zhì)，溶液中一定存在CH3COOH分子，B錯；依據(jù)電離方程式，不論是否達(dá)到平衡，都有c(H＋)＞c(CH3COO－)，所以D錯；氫離子濃度恒定不變時，電離達(dá)到平衡，所以C正確。7．一定量的鹽酸跟過量的鋅粉反應(yīng)時，為了減緩反應(yīng)速率，且不影響生成氫氣的總量，可向鹽酸中加入適量的()A．NaOH(固體) B．CuCl2C．HCl氣體 D．CH3COONa(固體)答案D解析要使反應(yīng)速率減小，而不改變生成H2的量，則要求c(H＋)減小，而n(H＋)不變，可采取的措施是加水或加CH3COONa。NaOH會消耗H＋，減少生成H2的總量，CuCl2會形成原電池加快反應(yīng)速率。[綜合強化]8．下列物質(zhì)中：(1)能導(dǎo)電的是__________；(2)屬于電解質(zhì)的是__________；(3)屬于非電解質(zhì)的是__________；(4)屬于強電解質(zhì)的是__________；(5)屬于弱電解質(zhì)的是__________。(填字母)A．NaOH溶液 B．CuC．液態(tài)HCl D．液態(tài)CH3COOHE．蔗糖溶液 F．液氨G．氨水 H．CuSO4晶體I．石墨 J．無水乙醇答案(1)A、B、G、I(2)C、D、H(3)F、J(4)C、H(5)D解析(1)離子化合物在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，共價化合物中的電解質(zhì)在水溶液里能導(dǎo)電，金屬單質(zhì)和部分非金屬單質(zhì)能導(dǎo)電。第(2)～(5)問根據(jù)電解質(zhì)、非電解質(zhì)、強電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的概念進(jìn)行判斷。9．有下列物質(zhì)的溶液①CH3