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关于强弱电解质的概念
1.电解质:溶于水或熔融状态下能导电的化合物。
非电解质:溶于水和熔融状态下都不能导电的化合物。
2.强电解质:在水溶液中能完全电离的电解质。
弱电解质:在水溶液中不能完全电离的电解质。
3.下列物质属于电解质的有ABG,属于非电解质的有DH。
A.NaCl B.HCl气体 C.金属钠 D.蔗糖 E.氯水 F.氯气 G.NH3·H2O H.CO2
4.下列物质属于强电解质的有AB。
A.NaOH B.BaSO4 C.CH3COOH D.HF E.氯水 F.Al(OH)3
1.电离平衡
(1)定义:在一定条件(如温度、浓度)下,当电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态。
(2)特征 动:v电离=v结合≠0的动态平衡 定:条件一定,分子与离子浓度一定
变:条件改变,平衡破坏,发生移动
2.影响电离平衡的因素
①温度:升高温度,平衡向电离方向移动,这是因为电离过程是吸热过程。
②浓度:弱电解质溶液的浓度越小,电离程度越大。
③其他物质对电离平衡的影响:向醋酸溶液中加入醋酸钠晶体,电离平衡向左移动。c(H+)减小,c(CH3COO-)增大。
三、电离平衡常数
1.概念
对于一元弱酸HA在溶液中存在如下电离平衡:HA H++A-,平衡常数可表示为:
对于一元弱碱在溶液中存在如下电离平衡:BOH B++OH-,电离常数表达式为:
2.K的意义
相同条件下,K越大,表示该弱电解质越易电离,所对应的弱酸或弱碱相对越强。
3.影响电离常数的因素
影响电离常数的因素只有温度。温度越高,K越大。
1.(2009·山东理综)某温度下,相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH随溶液体积变化的曲线如右图所示。据图判断正确的是( )
A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线
B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C.a点KW的数值比c点KW的数值大
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
答案:B
解析:盐酸是强电解质,在稀释的过程中,醋酸不断电离,pH变化小,故Ⅱ为醋酸稀释时pH变化曲线;稀释过程中,温度不变,KW不变;相同pH的盐酸和醋酸,醋酸的浓度要大于盐酸的浓度(a>b);故A、C、D错误。
2.(2009·宁夏理综)将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀溶液中,下列各图示意混合溶液有关量或性质的变化趋势,其中错误的是( )
解析:A项开始滴加NaOH,中和反应放热越来越大,温度逐渐升高,至CH3COOH反应完全后,放出的热被环境吸收,又呈下降趋势;B项混合液的pH随NaOH的加入,由酸性变到中性,到达反应终点时,pH发生突变,再加NaOH,因NaOH溶液浓度基本不变,pH呈基本水平形状;C选项CH3COOH是弱电解质,导电能力较弱,加入NaOH后,生成强电解质CH3COONa,导电能力增强;D选项NaOH浓度不会一直增大,最后呈基本水平走势。答案:D
3.(2009·四川理综)关于浓度均为0.1 mol/L的三种溶液:①氨水、②盐酸、③氯化铵溶液,下列说法不正确( )
A.c( ):③>① B.水电离出的c(H+):③>①
C.①和②等体积混合的溶液:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
D.①和③等体积混合后的溶液:c( )>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
解析:B项,盐酸为强酸,氨水为弱碱,同浓度时盐酸比氨水对水的电离抑制程度大。答案:B
6.(2009·海南单科)已知室温时,0.1mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是( )
A.该溶液的pH=4 B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的10-6
解析:升高温度有利于弱酸的电离,所以升高温度溶液中的c(H+)增大,pH减小,故B选项的说法错误。答案:B
1.电离方面:
不能全部电离,存在电离平衡,如
(1)0.1 mol/LCH3COOH溶液的pH约为3;
(2)0.1 mol/LCH3COOH溶液的导电能力比相同条件下盐酸的弱;
(3)相同条件下,把锌粒投入等浓度的盐酸和醋酸中,前者反应速率比后者快;
(4)醋酸溶液中滴入石蕊试液变红,再加CH3COONH4,颜色变浅;
(5)pH=1的CH3COOH与pH=13的NaOH等体积混合溶液呈酸性等。
2.水解方面
根据电解质越弱,对应离子水解能力越强有:
(1)CH3COONa水溶液的pH>7;
(2)0.1 mol/LCH3COONa溶液的pH比0.1 mol/LNaCl溶液的pH大。
3.稀释方面
如图:a、b分别为pH相等的NaOH溶液和氨水稀释曲线。c、d分别为pH相等的盐酸和醋酸稀释曲线。
请体会图中的两层含义:
(1)加水稀释相同倍数后的pH大小:氨水>NaOH溶液,盐酸>醋酸。若稀释10n倍,盐酸、NaOH溶液变化n个单位,而氨水与醋酸溶液pH变化不到n个单位。(稀释后原溶液酸碱性不变)
(2)稀释后的pH仍然相等,则加水量的大小:氨水>NaOH溶液,醋酸>盐酸。
4.利用较强酸(碱)制备较弱酸(碱)判断电解质强弱。如将醋酸加入碳酸钠溶液中,有气泡产生。说明酸性:CH3COOH>H2CO3。
5.利用元素周期律进行判断。如非金属性Cl>S>P>Si,则酸性HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3(最高价氧化物对应水化物);金属性Na>Mg>Al,则碱性NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。
【例1】下列叙述中正确的是( )
A.碳酸钙难溶于水,放入水中水溶液不导电,且碳酸钙在960 ℃时分解,不存在熔融状态导电的性质,故CaCO3是非电解质
B.SO2溶于水后得到的水溶液导电,所以SO2是电解质
C.BaSO4在水中溶解度很小,但溶解部分全部电离,所以BaSO4是强电解质
D.H3PO4晶体在熔融状态下不导电,但溶于水后其水溶液导电,故H3PO4是电解质
解析:电解质在熔融状态或在水溶液中能导电,只是外表的现象,是宏观判断的一种方法。其导电的根本在于化合物在这种条件下电离,而且只有离子浓度达到一定的程度才能表现出“导电”这一宏观现象。因此判断一化合物是否为电解质的关键是看它是否能发生电离。而且离子是它本身电离出来的,不能是化合物与水反应生成新化合物电离出的离子(如SO2+H2O H++ ,而SO2不能电离出离子),故A、B不正确。CaCO3虽难溶,但溶解部分完全电离,应是强电解质,SO2是非电解质。答案:CD
【方法归纳】 理解强、弱电解质时必须弄清下列几点:
①电解质的强弱是由物质的内部结构决定的;强、弱电解质的主要区别是在水溶液中能否完全电离。
②电解质的强弱与溶液导电能力没有必然联系。溶液导电能力关键是由单位体积内自由移动离子数目的多少决定,如果某强电解质溶液浓度很小,那么它的导电能力就很弱。强电解质溶液的导电能力不一定强,只有在溶液的物质的量浓度相同的情况下,强电解质溶液的导电能力才比弱电解质溶液的导电能力强。
③电解质的强弱与化学键没有必然联系。一般地,强电解质含有离子键或强极性键,但含有强极性键的化合物不一定都是强电解质,如HF就是弱电解质。
④电解质的强弱与其溶解性无关。某些难溶(或微溶)于水的盐(如AgCl、BaSO4等),由于其溶解度很小,但其溶于水的部分却是完全电离的,它们仍属于强电解质。有少数盐尽管能溶于水,但只有部分电离仍属于弱电解质,如(CH3COO)2Pb等。
⑤大多数盐类是强电解质,少数的盐有形成共价键的倾向,电离程度很小,属于弱电解质。
强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较
等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸(b)
等pH的盐酸(a)与醋酸(b)
pH或物质
的量浓度
pH:a<b
浓度:a<b
溶液导电性
a>b
a=b
水的电离程度
a<b
a=b
c(Cl-)与
c(CH3COO-)大小
c(Cl-)>c(CH3COO-)
c(Cl-)=c(CH3COO-)
等体积溶液中和NaOH的量
a=b
a<b
分别加该酸的钠盐固体后的pH
盐酸:不变 醋酸:变大
盐酸:不变醋酸:变大
【例2】对室温下pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施,有关叙述正确的是( )
A.加适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.使温度都升高20 ℃后,两溶液的pH均不变
C.加水稀释2倍后,两溶液的pH均减小
D.加足量的锌充分反应后,两溶液中产生的氢气一样多
解析:加入适量CH3COONa后,盐酸中H++Ac-===
CH3COOH,c(H+)减小,醋酸中平衡(CH3COOH H++Ac-)左移,c(H+)减小,pH均变大,A项正确;温度升高20 ℃,醋酸的电离平衡右移,c(H+)增大,pH减小,B错误;酸溶液加水稀释后pH变大,C错误;加入足量的锌,醋酸产生的H2多,D错误。答案:A
1.相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较见下表:
比较项目
酸
c(H+)
pH
中和碱的能力
与活泼金属产生H2的量
开始与金属反应的速率
一元强酸
大
小
相同
相同
大
一元弱酸
小
大
小
2.pH相同、体积相同时
(一元强碱与一元弱碱也有类似规律)
比较项目
酸
c(H+)
c(酸)
中和碱的能力
与活泼金属产生H2的量
与金属反应的速率
一元强酸
相同
小
小
小
开始相同,后来弱酸大
一元弱酸
大
大
大
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