弱电解质的电离【讲】(人教版)(原卷版).docx

8.1 弱电解质的电离
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知识整理

弱电解质的电离平衡　强弱电解质的比较
一、强弱电解质
1．概念

2．与化合物类型的关系
强电解质主要是大部分 化合物及某些 化合物，弱电解质主要是某些 化合物。
注意事项

（1）电解质、非电解质均是化合物，盐酸、铜虽然能导电，但它们既不是电解质也不是非电解质。
（2）CO2、SO2、SO3、NH3等溶于水，溶液能导电，是因为它们与水反应生成的新物质发生电离而导电，而它们本身不能发生电离，故属于非电解质。
（3）BaSO4等虽难溶于水，但其溶于水的部分却能完全电离，属于强电解质。电解质的强弱只与电解质在水溶液中的电离程度有关，与电解质的溶解性大小无必然联系。
（4）化合物在熔融状态下或水溶液中是否导电，是区别电解质与非电解质的常用方法，而不是区别强电解质与弱电解质的标准。
（5）溶液导电性的强弱，取决于溶液中离子的浓度及离子所带电荷的多少，因此不能将溶液导电性强弱作为判断电解质强弱的标准。

二、电离方程式的书写
1．弱电解质
（1）多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远远大于第二步，如H2CO3的电离方程式为H2CO3===H＋＋HCO，HCO===H＋＋CO。
（2）多元弱碱的电离方程式一步写出，如Fe(OH)3的电离方程式为 。
2．酸式盐
（1）强酸的酸式盐完全电离，如NaHSO4在水中的电离方程式为 。
（2）弱酸的酸式盐中酸式酸根不能完全电离，如NaHCO3的电离方程式为 。
三、弱电解质的电离
1．弱电解质电离平衡的概念：在一定条件下，当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到平衡状态。
2．电离平衡的建立与特征

（1）开始时，v(电离) ，而v(结合)为 。
（2）平衡的建立过程中，v(电离) v(结合)。
（3）当v(电离) v(结合)时，电离过程达到平衡状态。
3．外界条件对电离平衡的影响
（1）浓度：在一定温度下，同一弱电解质溶液，浓度越小，电离程度越大。
（2）温度：温度越高，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。
（4）化学反应：加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时，可使电离平衡向电离方向移动。
例如：以0.1 mol·L－1CH3COOH溶液为例，填写外界条件对CH3COOH===CH3COO－＋H＋　ΔH>0的影响。
改变条件
平衡移动方向
n(H＋)
c(H＋)
导电能力
Ka
加水稀释
向右
增大
减小
减弱
不变
加入少量
冰醋酸
向右
增大
增大
增强
不变
通入HCl(g)
向左
增大
增大
增强
不变
加NaOH(s)
向右
减小
减小
增强
不变
加CH3COONa(s)
向左
减小
减小
增强
不变
加入镁粉
向右
减小
减小
增强
不变
升高温度
向右
增大
增大
增强
增大

四、强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
1．一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较
（1）相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较

酸　　　
c(H＋)
pH
中和
碱的
能力
与足量活泼金属反应产
生H2的量
开始与金
属反应的
速率
盐酸
大
小
相同
相同
大
醋酸溶液
小
大
小

（2）相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较

酸　　　
c(H＋)
c(酸)
中和碱的
能力
与足量活
泼金属反
应产生H2的量
开始与金
属反应的
速率
盐酸
相同
小
小
少
相同
醋酸溶液
大
大
多

2.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的稀释图像比较
（1）相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸

加水稀释相同的倍数，醋酸的pH大
加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多
（2）相同体积、相同pH的盐酸、醋酸

加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大
加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多

知识演练

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
（1）常温下pH＝2的H3PO4溶液，加水稀释使电离度增大，溶液pH减小；加入NaH2PO4固体，溶液酸性增强。 (　　)
（2）常温时，0.1 mol·L－1氨水的pH＝11.1：NH3·H2ONH＋OH－。 (　　)
（3）pH＝1的H3PO4溶液中，含有0.1NA个H＋。 (　　)
（4）氨溶于水，当NH3·H2O电离出的c(OH－)＝c(NH)时，表明NH3·H2O电离处于平衡状态。(　　)
（5）室温下，由0.1 mol·L－1一元碱BOH的pH＝10，可知溶液中存在：BOH===B＋＋OH－。(　　)
（6）电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小，离子浓度一定增大。 (　　)
（7）等浓度的醋酸和盐酸与Zn反应时生成H2的速率：醋酸>盐酸。 (　　)
（8）中和等体积、等pH的盐酸和醋酸所用NaOH的物质的量：醋酸>盐酸。 (　　)
（8）中和等浓度、等体积的盐酸和醋酸所用NaOH的物质的量：盐酸>醋酸。 (　　)
2．醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHH＋＋CH3COO－，判断图像、结论正确的是 (　　)

A．图甲表示向CH3COOH溶液中逐渐加入CH3COONa固体后，溶液pH的变化
B．图乙表示向CH3COOH溶液中加水时溶液的导电性变化，则CH3COOH溶液的pH：a>b
C．醋酸溶液中离子浓度的关系满足：c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)
D．向0.10 mol·L－1的CH3COOH溶液中加水稀释，溶液中c(OH－)减小
3．在一定温度下，有a.盐酸；b.硫酸；c.醋酸三种酸：
（1）当三种酸物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是________________(用字母表示，下同)。
（2）同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是________________。
（3）若三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是________________。
（4）当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是________________________。
（5）当三者c(H＋)相同且体积也相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为________________________，反应所需时间的长短关系是________________________________________________________________________。
（6）将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H＋)由大到小的顺序是________________。
（7）将c(H＋)相同且体积也相同的三种酸，分别与等浓度的NaOH稀溶液反应至pH＝7，则消耗NaOH溶液的体积由大到小的顺序是________________。

方法技巧

外界条件对电离平衡影响的四个“不一定”
（1）稀醋酸加水稀释时，溶液中离子的浓度不一定都减小。
因为温度不变，Kw＝c(H＋)·c(OH－)是定值，稀醋酸加水稀释时，溶液中的c(H＋)减小，故c(OH－)增大。
【拓展】温度一定，酸性溶液加水稀释时，溶液中c(OH－) 增大；温度一定，碱性溶液加水稀释时，溶液中c(H＋) 增大。
（2）电离平衡右移，电解质分子的浓度不一定减小，离子的浓度不一定增大，电离程度也不一定增大。
如对于CH3COOHCH3COO－＋H＋，平衡后，加入冰醋酸，c(CH3COOH)增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，只能“减弱改变”而不能“消除改变”，再次平衡时，c(CH3COOH)比原平衡时大；加水稀释或加少量NaOH固体，都会使平衡右移，但 c(CH3COOH)、c(H＋)都比原平衡时要小；加水稀释或增大弱电解质的浓度，都会使平衡右移，但加水稀释时弱电解质的电离程度增大，而增大弱电解质的浓度时弱电解质的电离程度减小。

素养提升

一、弱电解质电离平衡的影响因素及其分析
1．稀氨水中存在着下列平衡：NH3·H2ONH＋OH－，若要使平衡逆向移动，同时使 c(OH－) 增大，应加入适量的物质或采取的措施是 (　　)
①NH4Cl固体　　 ②硫酸　　 ③NaOH固体
④水 ⑤加热 ⑥少量MgSO4固体
A．①②③⑤　　　　 B．③④⑥
C．③ D．③⑤
2．(双选)H2S水溶液中存在电离平衡H2SH＋＋HS－和HS－H＋＋S2－。在H2S水溶液中，有关叙述正确的是 (　　)
A．加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大
B．通入过量SO2气体，平衡向左移动，溶液pH减小
C．滴加新制氯水，平衡向左移动，溶液pH减小
D．加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化)，溶液中所有离子浓度都减小
二、弱电解质的电离平衡与溶液导电性的综合判断
3．一定温度下，将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示，下列说法正确的是 (　　)
A．a、b、c三点溶液的pH：c<a<b
B．a、b、c三点CH3COOH的电离程度：c<a<b
C．用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH，测量结果偏小
D．a、b、c三点溶液用1 mol·L－1 NaOH溶液中和，消耗NaOH溶液体积：c<a<b
4.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量，根据溶液电导率的变化可以确定滴定反应的终点。右图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中，能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是(　　)

【反思总结】
影响电解质溶液导电能力的主要因素
电解质溶液的导电能力主要取决于离子的浓度以及离子所带的电荷数目。
（1）相同条件下溶液的离子浓度越大，其导电能力越强。
（2）离子浓度相同时，离子所带的电荷数越多，溶液的导电能力越强。　

三、强弱电解质的判断与比较
5．为了证明醋酸是弱电解质，甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验：0.1 mol·L－1醋酸溶液、0.1 mol·L－1盐酸、pH＝3的盐酸、pH＝3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。
(1)甲取出10 mL 0.1 mol·L－1醋酸溶液，用pH试纸测出其pH＝a，确定醋酸是弱电解质，则a应该满足的关系是____________，理由是________________________________________________________。
(2)乙分别取pH＝3的醋酸和盐酸各1 mL，分别用蒸馏水稀释到100 mL，然后用pH试纸分别测定两溶液的pH，则可认定醋酸是弱电解质，判断的依据是________________________________________________。
(3)丙分别取pH＝3的盐酸和醋酸各10 mL，然后加入质量相同的锌粒，醋酸放出H2的平均速率快，则认定醋酸是弱电解质，你认为这一方法正确吗？________，请说明理由：_____________________________________________________________________________。
(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞做实验，也验证了醋酸是弱酸的事实，该同学的实验操作和现象是________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
6．pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100 mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加NaOH溶液(c＝0.1 mol·L－1)至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则 (　　)

A．x为弱酸，Vx<Vy　　　　 B．x为强酸，Vx>Vy
C．y为弱酸，Vx<Vy D．y为强酸，Vx>Vy
方法技巧

判断弱电解质的三个思维角度
角度一：弱电解质的定义，即弱电解质不能完全电离。
（1）测定一定浓度的HA溶液的pH。
（2）与同浓度的盐酸比较导电性。
（3）与同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢。
角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动。
（1）从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断。
（2）从升高温度后pH的变化判断。
（3）从等体积、等pH的HA溶液、盐酸分别与过量的锌反应生成H2的量判断。
角度三：弱电解质形成的盐能水解，如判断CH3COOH为弱酸可用下面两个现象：
（1）配制某浓度的醋酸钠溶液，向其中滴入几滴酚酞溶液。现象：溶液变为浅红色。
（2）用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上，测其pH。现象：pH>7。
相关的实验设计如下表(以证明HA是弱酸为例)：
实验方法
结论
常温下，测0.01 mol·L－1HA溶液的pH
若pH>2，则HA为弱酸
常温下，测NaA溶液的pH
若pH>7，则HA为弱酸
相同条件下，测等体积、等浓度的HA溶液和盐酸的导电能力
若HA溶液的导电能力比盐酸的弱，则HA为弱酸
测相同pH的HA溶液与盐酸稀释相同倍数前后的pH变化
若稀释前后HA溶液的pH变化较小，则HA为弱酸
测等体积、等pH的HA溶液和盐酸分别与足量锌反应产生H2的快慢及H2的量
若HA溶液与锌反应过程中产生H2较快且最终产生H2的量较多，则HA为弱酸
测等体积、等pH的HA溶液和盐酸中和等浓度NaOH溶液所消耗的NaOH溶液的体积
若HA溶液消耗NaOH溶液的体积较大，则HA为弱酸

知识整理

电离平衡常数

一、表达式
1．一元弱酸HA的电离平衡常数：根据HA=H＋＋A－，可表示为Ka＝ 。
2．一元弱碱BOH的电离平衡常数：根据BOH=B＋＋OH－，可表示为Kb= 。
二、特点
1．电离平衡常数只与温度有关，与电解质的浓度、酸碱性无关。由于电离过程是吸热的，故温度升高，K增大。
2．多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是K1≫K2≫……所以其酸性主要取决于第 步电离。
三、意义
相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的酸或碱的酸性或碱性相对 。
四、应用
1．判断弱酸(或弱碱)的相对强弱
电离常数越大，酸性(或碱性) 。
2．判断盐溶液的碱性(或酸性)强弱
电离常数越大，对应的盐水解程度 ，其盐溶液的碱性(或酸性) 。
3．判断复分解反应能否发生
一般符合“强酸制弱酸”规律。
4．判断微粒浓度比值的变化
弱电解质加水稀释时，能促进弱电解质的电离，溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化，但电离常数不变，题目中经常利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。如把0.1 mol·L－1CH3COOH溶液加水稀释，＝＝，稀释时，c(H＋)减小，Ka不变，则增大。

知识演练

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
（1）在一定温度下，不同浓度的同一电解质，其电离平衡常数一定相同。 (　　)
（2）电离平衡常数越大，表示电解质的电离能力越强。 (　　)
（3）H2CO3的电离常数表达式：Ka＝。 (　　)
（4）常温下，向0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa晶体，醋酸的电离平衡常数减小。(　　)
（5）对于HFH＋＋F－，Ka＝，表达式中的F－一定是HF电离提供的。 (　　)
（6）弱电解质的电离平衡右移，电离平衡常数一定增大。 (　　)
（7）电离平衡常数大的酸溶液中的c(H＋)一定比电离平衡常数小的酸溶液中的c(H＋)大。 (　　)
（8）对于0.1 mol·L－1的氨水，加水稀释后，溶液中c(NH)·c(OH－)减小。 (　　)
2．（1）根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2O===H＋＋B(OH)，Ka＝5.81×10－10，可判断H3BO3是________酸。
（2）联氨(N2H4)为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为____________(已知：N2H4＋H＋ =N2H的K＝8.7×107；Kw＝1.0×10－14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为______________________。
素养提升

一、利用电离平衡常数判断酸性强弱
1．(双选)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表：
弱酸化学式
HX
HY
H2CO3
电离平衡常数
7.8×10－9
3.7×10－15
Ka1＝4.4×10－7
Ka2＝4.7×10－11
下列推断正确的是 (　　)
A．HX、HY两种弱酸的酸性：HX>HY
B．相同条件下溶液的碱性：NaY>Na2CO3>NaX>NaHCO3
C．结合H＋的能力：CO>Y－>X－>HCO
D．HX和HY酸性相同，都比H2CO3弱
2．已知下面三个数据：7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分别是下列有关的三种酸的电离常数(25 ℃)。若已知下列反应可以发生：NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2、NaCN＋HF===HCN＋NaF、NaNO2＋HF===HNO2＋NaF，由此可判断下列叙述中不正确的是 (　　)
A．Ka(HF)＝7.2×10－4
B．Ka(HNO2)＝4.9×10－10
C．根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCN
D．Ka(HCN)<Ka(HNO2)<Ka(HF)

二、利用电离平衡常数判断微粒浓度比值的变化
3．将浓度为0.1 mol·L－1 的HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是 (　　)
A．c(H＋)　　　　　 B．Ka(HF)
C. D.
4．常温下，将0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液加水稀释，请填写下列表达式的数值变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。
（1）________；（2）________；
（3）________；（4）________。
方法技巧

溶液中某些粒子浓度比值变化的判断方法
对弱电解质平衡移动过程中某些粒子浓度比值的变化常用两种方法分析：
方法一：将浓度之比转化为物质的量进行比较，这样分析起来可以忽略溶液体积的变化，只需分析微粒数目的变化即可；
方法二：“凑常数”，解题时将某些粒子的浓度比乘以或除以某种离子的浓度，转化为一个常数与某种离子浓度乘积或商的关系，再进行分析。

三、电离平衡常数的有关计算
5．已知室温时，0.1 mol·L－1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106倍
6．（1）已知常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c(H2CO3)＝1.5×10－5 mol·L－1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO＋H＋的电离平衡常数Ka＝________。(已知10－5.60＝2.5×10－6)
（2）已知常温下H2C2O4的电离平衡常数Ka1＝5.4×10－2，Ka2＝5.4×10－5，反应NH3·H2O＋HC2ONH＋C2O＋H2O的平衡常数K＝9.45×104，则NH3·H2O的电离平衡常数Kb＝________。
（3）25 ℃时，在2.0×10－3 mol·L－1的氢氟酸水溶液中，调节溶液pH(忽略调节时溶液体积的变化)，测得平衡体系中 c(F－)、c(HF)与溶液pH的关系如图所示。

则25 ℃时，HF的电离平衡常数Ka(HF)＝__________________________(列式求值)。