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资源详情
高中化学
苏教版
选修4 化学反应原理
专题三 溶液中的离子反应
第一单元 弱电解质的电离平衡
2017-2018学年高中化学苏教版选修4(课件+课时跟踪检测+教学案):3.1 弱电解质的电离平衡 (6份打包)
文档属性
名称
2017-2018学年高中化学苏教版选修4(课件+课时跟踪检测+教学案):3.1 弱电解质的电离平衡 (6份打包)
格式
zip
文件大小
3.0MB
资源类型
教案
版本资源
苏教版
科目
化学
更新时间
2017-11-13 14:50:04
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文档简介
第一单元弱电解质的电离平衡
第一课时 强电解质和弱电解质
——————————————————————————————————————
[课标要求]
1.能够从电离是否完全的角度理解强电解质、弱电解质的概念。
2.能正确书写常见电解质的电离方程式。
1.在水溶液中能完全电离的电解质称为强电解质,如六大强酸(HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4),四大强碱[NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2]和绝大多数盐类属于强电解质。
2.在水溶液中只能部分电离的电解质称为弱电解质,如弱酸、弱碱和水属于弱电
解质。
3.书写电离方程式时,强电解质完全电离,用“===”;弱电解质部分电离,用“??”。
4.电解质溶液的导电性与溶液中离子浓度大小和离子所带电荷的多少有关,与电解质的强弱没有必然联系。
强电解质和弱电解质的分类依据
(1)实验探究
实验操作
用pH试纸分别测0.10 mol·L-1的盐酸、醋酸的pH
实验现象
盐酸:pH=1
醋酸:pH>1
气球均增大,但与盐酸反应的气球鼓起的快
实验结论
同浓度的盐酸和醋酸中,c(H+):盐酸>醋酸
盐酸与镁的反应速率大于醋酸与镁的反应速率
进一步分析
实验表明氯化氢溶于水,完全电离成H+和Cl-;而醋酸溶于水,极少量电离成H+和CH3COO-,大部分以醋酸分子存在
(2)电解质强弱与物质类别关系
[特别提醒]
(1)强、弱电解质与其在水中的溶解度大小没有必然联系。如BaSO4难溶于水,但其溶解的部分能完全电离,故属于强电解质。
(2)强、弱电解质与其导电性强弱没有必然联系,若强电解质的浓度很小,其导电能力很差。
1.强电解质和弱电解质分类的依据是什么?
提示:依据电解质在水溶液中的电离程度,其中完全电离的是强电解质,部分电离的是弱电解质。
2.强、弱电解质溶于水后,在水溶液中存在微粒各是什么?
提示:强电解质只存在其电离的离子,弱电解质既存在其电离的离子,又存在电解质的分子。
3.强电解质、弱电解质与离子化合物和共价化合物有什么关系?
提示:离子化合物都是强电解质,共价化合物可能是强电解质,也可能是弱电解质。
1.强、弱电解质的比较
(1)相同点(“三都”)
都是电解质,水溶液中都能电离,都能导电。
(2)不同点
强电解质:完全电离→离子→无电离平衡,用“===”表示;
弱电解质:不完全电离→离子、分子共存→电离平衡,用“??”表示。
2.常见的强电解质和弱电解质
3.强、弱电解质与离子化合物、共价化合物之间的关系
(1)强电解质既有离子化合物,又有共价化合物,弱电解质都是共价化合物。
(2)离子化合物一定是强电解质,共价化合物既可以是强电解质,也可以是弱电解质。
1.下列物质按纯净物、混合物、强电解质、弱电解质、非电解质的组合中,正确的是( )
选项
纯净物
混合物
强电解质
弱电解质
非电解质
A
盐酸
水煤气
硫酸
醋酸
HD
B
冰醋酸
福尔马林
苛性钾
HI
乙醇
C
火碱
蔗糖溶液
氯化钠
氨水
三氧化硫
D
胆矾
石灰水
硫酸钡
HNO2
NH3
解析:选D 盐酸是混合物,HD是单质不属于非电解质,A项错误;HI是强电解质,B项错误;氨水是混合物,不是弱电解质,NH3·H2O是弱电解质,C项错误。
2.现有以下物质:a.NaCl晶体 B.液态SO2 c.液态醋酸 d.汞 e.固体BaSO4 f.稀硫酸 g.酒精(C2H5OH) h.熔融的KNO3 i.NH4Cl晶体
请回答下列问题(用字母编号填写):
(1)以上物质能导电的是_______________________________________________;
(2)以上物质属于电解质的是____________________________________________,
属于强电解质的是___________________________________________________;
(3)以上物质属于非电解质的是__________________________________________;
(4)以上物质除f外溶于水后形成的水溶液能导电的是
__________,只能在水溶液中导电的电解质是_____________________________。
解析:能否导电是看其是否存在自由移动的离子或自由电子,电解质和非电解质是依据化合物在水溶液中或熔融状态下能否导电而对化合物进行的分类。混合物和单质既不是电解质也不是非电解质。
答案:(1)dfh (2)acehi aehi (3)bg (4)abchi ci
1.电离
电解质在水溶液中或熔化状态时产生自由移动离子的过程。
2.电离方程式
表示电解质电离过程的式子。
3.电离方程式的书写
(1)强电解质:
完全电离,用“===”表示,例如:HNO3===H++NO
(2)弱电解质:
不完全电离,用“??”表示。
①一元弱酸或弱碱:
左边为弱电解质分子,右端为离子,用“??”连接;例如:NH3·H2O??NH+OH-。
②多元弱酸:
分步电离,应分步书写,以第一步为主。例如:
H2CO3??H++HCO(主),HCO??H++CO(次)。
③多元弱碱:
分步电离,通常一步写出。
如Fe(OH)3??Fe3++3OH-。
(3)酸式盐完全电离,如NaHSO4===Na++H++SO
“强中有弱”,如NaHCO3===Na++HCO,
HCO??H++CO
(4)
[特别提醒] 像NaHCO3、NaHSO3这样的弱酸的酸式盐,往往误认为是弱电解质,其根源是把电解质的电离与弱酸酸式酸根的电离相混肴。NaHCO3的电离方程式为NaHCO3===Na++HCO,只不过HCO在溶液中存在HCO??H++CO,两者不能叠加在一起。
1.下列电离方程式中,错误的是( )
A.Al2(SO4)3===2Al3++3SO
B.HF??H++F-
C.HI??H++I-
D.Cu(OH)2??Cu2++2OH-
解析:选C Al2(SO4)3是强电解质,完全电离;HF为弱电解质,部分电离;HI是强酸,属于强电解质,完全电离,电离方程式为HI===H++I-;Cu(OH)2是弱碱,分步电离,一步写出。
2.写出下列物质的电离方程式:
(1)H2SO4:________________________________________________________;
(2)H2SO3:_______________________________________________________;
(3)Ba(OH)2:_______________________________________________________;
(4)Cu(OH)2:__________________________________________________________;
(5)NaHCO3:_________________________________________________________。
解析:首先明辨给出物质是强电解质还是弱电解质,并据不同情况书写。
答案:(1)H2SO4===2H++SO
(2)H2SO3??H++HSO,HSO??H++SO
(3)Ba(OH)2===Ba2++2OH-
(4)Cu(OH)2??Cu2++2OH-
(5)NaHCO3===Na++HCO,HCO??H++CO
[三级训练·节节过关]
1.下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是( )
A.强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物
B.强电解质都是可溶性化合物,弱电解质都是难溶性化合物
C.强电解质的水溶液中无溶质分子,弱电解质的水溶液中有溶质分子
D.强电解质的导电能力强,弱电解质的导电能力弱
解析:选C A项,如HCl、HNO3等是共价化合物也是强电解质;B项,如BaSO4、CaCO3为强电解质;D项,若强电解质溶液的浓度很小时,其导电能力也会很弱;C项,因强电解质在水中完全电离为离子,不存在溶质分子,而弱电解质在溶液中只能部分电离,溶液中还存在溶质分子,C正确。
2.下列物质的分类组合全部正确的是( )
选项
强电解质
弱电解质
非电解质
A
NaCl
HF
Cl2
B
NaHSO4
NaHCO3
CCl4
C
Ba(OH)2
HCl
Cu
D
AgCl
H2S
C2H5OH
解析:选D A、C项,Cl2和Cu是单质,既不是电解质也不是非电解质;B项,NaHSO4、NaHCO3均为强电解质;D项,AgCl难溶于水,但其溶解的部分完全电离,属于强电解质。
3.下列电离方程式正确的是( )
A.H2S??2H+ + S2-
B.HF===H+ + F-
C.NaHSO3===Na++H++SO
D.H2CO3+ H2O??H3O+ + HCO
解析:选D H2S为弱电解质,应分步电离,A项错误;HF为弱电解质,不能完全电离,应用“??”,B项错误;HSO是弱酸的酸式酸根,不能完全电离,C项错误;碳酸是二元弱酸,分步电离,D项正确。
4.(1)下列醋酸的性质中,能证明CH3COOH为弱电解质的有__________。
a.同浓度同体积的CH3COOH和盐酸分别与铁反应时,醋酸溶液放出H2慢
b.醋酸溶液中CH3COOH、CH3COO-、H+共存
(2)写出CH3COOH与NaOH反应的离子方程式:____________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出盐酸与Fe反应的离子方程式:____________________________________。
解析:要证明某种物质是弱电解质,只要证明电解质在溶液中部分电离即可。a中,c(CH3COOH)=c(HCl),而醋酸溶液放出H2慢,即醋酸溶液中H+浓度小于HCl溶液中H+浓度,HCl完全电离,则CH3COOH部分电离;b中,醋酸溶液中存在CH3COOH分子、CH3COO-、H+,即其部分电离。
答案:(1)a、b (2)CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O (3)2H++Fe===Fe2++H2↑
1.下列有关电解质的说法中正确的是( )
A.强电解质一定是离子化合物
B.强电解质、弱电解质的电离都是吸热过程
C.强电解质的饱和溶液一定是浓溶液
D.强电解质在水中一定能全部溶解
解析:选B 强电解质不一定是离子化合物,如HCl是强电解质但却是共价化合物,A错误;BaSO4是强电解质,但难溶于水,其饱和溶液是稀溶液,故C、D错误。
2.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是( )
选项
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
H3PO4
Fe(OH)3
非电解质
蔗糖
BaSO4
酒精
H2O
解析:选C A项,Fe既不是电解质,也不是非电解质;B项,NH3是非电解质,BaSO4是强电解质;D项,H2O是弱电解质,不是非电解质。
3.下列叙述中能说明某物质是弱电解质的是( )
A.熔化时不导电
B.不是离子化合物,而是共价化合物
C.水溶液的导电能力很差
D.溶液中溶质分子和电离出的离子共存
解析:选D A项,熔化时不导电只能证明是共价化合物,而不能证明是弱电解质;B项,有许多共价化合物是强电解质,如HCl、硫酸等;C项,水溶液的导电能力不仅与电解质的强弱有关,还与溶液的浓度有关;D项,弱电解质是部分电离,其溶液中既有溶质分子也有溶质电离产生的离子,而强电解质溶液中电解质则全部以离子的形式存在。
4.下列各组物质中,都是弱电解质的是( )
A.Cl2、CH3CH2OH、BaSO4 B.Mg(OH)2、H2O、HF
C.CH4、HI、NH3·H2O D.NH4Cl、H2S、CO2
解析:选B 弱酸、弱碱、水是弱电解质,B项正确;Cl2既不是电解质也不是非电解质,CH3CH2OH是非电解质,A项错误;CH4是非电解质,HI是强电解质,C项错误;D项,NH4Cl是强电解质,CO2是非电解质。
5.某固体化合物A不导电,但熔融或溶于水都能完全电离。下列关于物质A的说法中,正确的是( )
①A是非电解质 ②A是强电解质 ③A是离子化合物
④A是弱电解质
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
解析:选B 固体化合物A不导电,但熔融或溶于水完全电离,能导电,是离子化合物,也是强电解质,②、③正确。
6.下列物质的电离方程式书写正确的是( )
A.Fe(OH)2溶于水:Fe(OH)2??2OH-+Fe2+
B.NaHSO4(熔融):NaHSO4??Na++H++SO
C.H2SO3溶于水:H2SO3??2H++SO
D.AgCl溶于水:AgCl??Ag++Cl-
解析:选A B项,在熔融状态下HSO不电离,错误;C项,H2SO3是二元弱酸,应分步电离,错误;D项,AgCl是强电解质,溶于水的部分完全电离,应用“===”号,错误。
7.将0.01 mol的下列物质分别加入(或通入)到100 mL水中,假设溶液体积变化不计,水溶液的导电能力最强的是( )
A.HF B.NH4HCO3
C.BaSO4 D.NH3
解析:选B BaSO4虽然是强电解质,但在水溶液中溶解的BaSO4少,Ba2+、SO浓度均很小,BaSO4水溶液导电能力弱;HF、NH3·H2O是弱电解质,在水溶液中部分电离,其导电能力不如同浓度强电解质强,NH4HCO3是强电解质,与同浓度的弱电解质相比,其导电能力强。
7.用食用白醋(醋酸浓度约为1 mol·L-1)进行下列实验,能证明醋酸为弱电解质的是( )
A.白醋中滴入石蕊溶液呈红色
B.白醋加入豆浆中有沉淀产生
C.蛋壳浸泡在白醋中有气体放出
D.白醋中c(H+)=0.01 mol·L-1
解析:选D D项,表明醋酸不能完全电离,只有少部分电离,正确;A项和C项,表明醋酸显酸性;B项,表明醋酸是电解质,将电解质加入胶体溶液中,有沉淀产生。
8.现有①硫酸铜晶体、②碳酸钙固体、③纯磷酸、④硫化氢、⑤三氧化硫、⑥金属镁、⑦石墨、⑧固态苛性钾、⑨氨水、⑩熟石灰固体。
(1)其中属于强电解质的是________(填序号,下同);
(2)属于弱电解质的是_________________________________________________;
(3)属于非电解质的是_________________________________________________;
(4)既不是电解质,又不是非电解质的是________;
(5)能导电的是________________________。
解析:(1)强电解质是溶于水全部电离的电解质,①②⑧⑩是强电解质;
(2)③④是溶于水部分电离的电解质,属弱电解质;
(3)⑤属于化合物,它的水溶液虽然导电,但并不是它自身电离使溶液导电,所以是非电解质;
(4)⑥⑦都是单质,⑨是混合物,既不是电解质也不是非电解质;
(5)⑥⑦中均有能够自由移动的电子,⑨中有能够自由移动的离子,能导电,其他物质都没有自由移动的电荷,所以不导电。
答案:(1)①②⑧⑩ (2)③④ (3)⑤ (4)⑥⑦⑨
(5)⑥⑦⑨
9.有下列物质的溶液①CH3COOH,②HCl,③H2SO4,④NaHSO4。
(1)若四种溶液的物质的量浓度相同,其c(H+)的大小比较为____________________(用序号表示,下同)。
(2)若四种溶液的c(H+)相同,其物质的量浓度的大小比较为____________________。
解析:②③④均为强电解质,能完全电离出H+,而①为弱电解质,部分电离出H+。
答案:(1)③>②=④>① (2)①>②=④>③
10.某化学兴趣小组按图示组装好实验装置,一支胶头滴管盛有盐酸,另一支胶头滴管盛有同体积、同浓度的醋酸。实验时同时完全捏扁a、b的胶头,观察实验现象。
(1)装置A、B中用红墨水而不用水的原因是_____________________
_________________________________________________________。
(2)实验开始前两溶液的H+浓度的大小:盐酸________(填“>”“<”或“=”)醋酸,证明________为弱电解质。
(3)实验刚开始时,发现装置A中的长导管液面上升的比装置B的要高,则胶头滴管a中盛的是________。
(4)两装置反应刚结束时(无固体剩余),发现装置A中的长导管液面比装置B中的高,静置一会后两装置中的长导管液面均有所下降,最终液面高度________(填“相同”、“A中的高”或“B中的高”)。
解析:盐酸为强电解质,完全电离,醋酸为弱电解质,部分电离,所以相同物质的量浓度的两溶液,盐酸溶液中c(H+)大,与等量的Zn粒反应时单位时间内放出热量多,产生的H2多,所以装置中气体压强大,长导管中液面上升的快,但最终温度下降且二者产生的H2的量相同,所以液面高度相同。该实验中为便于观察导管中液面高度的变化,现象明显,装置A、B中用红墨水。
答案:(1)便于观察长导管中液面高度的变化
(2)> 醋酸 (3)盐酸 (4)相同
1.下列关于强、弱电解质的叙述中,错误的是( )
A.强电解质在溶液中完全电离,不存在电离平衡
B.在溶液里导电能力强的电解质是强电解质,导电能力弱的电解质是弱电解质
C.同一弱电解质的溶液,当温度、浓度不同时,其导电能力也不同
D.纯的强电解质在液态时,有的导电,有的不导电
解析:选B B项是错误的,如强电解质的稀溶液可能比弱电解质的浓溶液导电能力弱。
2.下列电离方程式中正确的是( )
A.NH3·H2O??NH+OH-
B.KClO3===K++Cl-+3O2-
C.CH3COOH===CH3COO-+H+
D.NaOH??Na++OH-
解析:选A B中ClO不可拆,C中应用可逆号??,D中完全电离,不能用??。
3.下列叙述正确的是( )
A.碳酸钙难溶于水,放入水中水溶液不导电,且碳酸钙960 ℃时分解不存在熔融状态导电的性质,故CaCO3是非电解质
B.CO2溶于水后得到的水溶液导电,所以CO2是电解质
C.BaSO4在水中溶解度很小,所以BaSO4是弱电解质
D.H3PO4晶体在熔融状态下不导电,但溶于水后其水溶液能导电,故H3PO4是电解质
解析:选D 电解质在熔化状态或在水溶液中导电的实质是化合物在这种条件下发生电离,产生自由移动的离子,而且只有离子浓度达到一定程度才能表现出“导电”这一宏观现象。因此判断一化合物是否为电解质关键是看它是否能发生电离,而且离子是否是它本身电离出来的。CaCO3、BaSO4虽难溶,但溶解部分完全电离,应是强电解质,CO2是非电解质。
4.在测定电解质溶液的导电性装置(如图所示)中,若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液,则灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮的是( )
A.盐酸中逐滴加入食盐溶液
B.硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C.硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
D.醋酸中逐滴加入氨水
解析:选C 灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮,即导电能力亦即溶液中自由移动离子的浓度由大变小,至很小(几乎不导电),又变大,向硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液符合。
5.对下列物质:①镁铝合金 ②石墨 ③熔融氯化钠 ④氯化氢 ⑤稀硫酸 ⑥氨水 ⑦白磷 ⑧硫酸钡 ⑨冰醋酸 ⑩纯碱
分类不正确的是( )
A.Ⅰ包含的物质有③④⑧⑩
B.Ⅱ中包含的物质是③
C.Ⅲ中包含的物质是①②③⑤⑥
D.Ⅳ中包含的物质是⑥⑦⑨
解析:选D 氨水是混合物,白磷是单质,所以两者既不是电解质也不是非电解质;冰醋酸是弱电解质,但冰醋酸不导电。
6.下列叙述中正确的是( )
A.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
B.因为醋酸是弱电解质,盐酸是强电解质,因而中和等体积等物质的量浓度的醋酸和盐酸时,中和盐酸消耗的氢氧化钠比中和醋酸多
C.足量锌分别和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸反应,产生H2的量相等,放出H2的速率不等
D.物质的量浓度相同的磷酸钠溶液和磷酸溶液中,PO物质的量浓度相同
解析:选C 电解质溶液导电能力决定于自由移动的离子浓度的大小,如很稀的H2SO4溶液的导电能力不一定比浓氨水的导电能力强,A错误;等物质的量的CH3COOH与盐酸可供中和的H+数目相同,只不过在中和时,醋酸溶液中的H+是逐渐电离出来直至被完全中和的,B错误;物质的量浓度相同的CH3COOH与HCl产生H2的量相同,由于CH3COOH是弱酸,二者的速率不相等,C正确;H3PO4是弱酸,各步电离均不完全,产生的PO少,D错误。
7.下列关于纯净物、混合物、强电解质、弱电解质、非电解质的组合正确的是( )
选项
纯净物
混合物
强电解质
弱电解质
非电解质
A
大理石
玻璃
氯化钾
高氯酸
干冰
B
盐酸
水煤气
硫酸
醋酸
氯气
C
明矾
水泥
苛性钠
亚硫酸
熟石灰
D
冰醋酸
漂白粉
BaSO4
氟化氢
氨气
解析:选D A项大理石为混合物、高氯酸是强电解质;B项盐酸是混合物、氯气是单质既不是电解质也不是非电解质;C项熟石灰是电解质。
8.0.1 mol·L-1的HCl与0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液相比较,下列说法不正确的是( )
A.含H+的物质的量,盐酸大于醋酸
B.分别与锌反应,产生H2的物质的量不一定相等
C.分别与镁反应,反应速率盐酸大于醋酸
D.含H+的物质的量浓度,盐酸大于醋酸
解析:选A HCl是强电解质,CH3COOH是弱电解质,HCl完全电离,CH3COOH部分电离,则浓度同为0.1 mol·L-1的溶液中,c(H+):盐酸大于醋酸,D项正确;c(H+)越大,与金属镁的反应速率越大,C项正确;由于只知浓度不知体积,因此,H+的物质的量不能比较,同时,产生H2的物质的量也不能计算,A错误,B正确。
9.课题式学习是研究性学习的一种基本方式,其学习模式为
某化学兴趣小组在学习了电解质的有关知识后,老师提出了一个“电解质水溶液导电能力的强弱的影响因素”的课题。让该小组来完成课题的研究,已知HCl在水中能完全电离。
(1)该小组同学首先用密度为1.049 g·cm-3的乙酸(CH3COOH)和质量分数为36.5%、密度为1.18 g·cm-3的浓盐酸分别配制1 mol·L-1CH3COOH溶液和1 mol·L-1HCl溶液各500 mL,则他们应该量取乙酸和浓盐酸的体积分别为__________和__________。
(2)他们首先用如图所示装置测1 mol·L-1的CH3COOH溶液和1 mol·L-1HCl溶液的导电能力,接通电源后发现与HCl溶液相连的灯泡较亮,有同学认为乙酸是弱电解质,你________(填“同意”或“不同意”)他的观点,通过该现象你得到的结论是
_______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)他们又用上述装置测物质的量浓度相同的CuSO4溶液和NaOH溶液的导电能力,接通电源后发现与CuSO4溶液相连的灯泡较亮,有同学认为NaOH是弱电解质,你________(填“同意”或“不同意”)他的观点,通过该现象你得到的结论是______________________。
(4)通过上述探究实验,你能得到的结论是__________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)据溶质守恒,则有:1.049 g·cm-3V1=
1 mol·L-1×0.5 L×60 g·mol-1,解得V1=28.6 mL;
mol·L-1·V2=1 mol·L-1×0.5 L,解得V2=42.4 mL。
(2)因为HCl、CH3COOH均为一元酸,而HCl溶液导电性强,说明其中自由移动离子数目多,则CH3COOH是弱电解质。
(3)因为CuSO4溶液中阴、阳离子所带电荷数目多,故其电解质溶液导电性强,但不能说明NaOH是弱电解质。
(4)通过该探究实验,说明溶液的导电性由单位体积内自由移动离子数目和所带电荷数共同决定。
答案:(1)28.6 mL 42.4 mL
(2)同意 阴、阳离子所带电荷数目相同时,单位体积内自由移动离子数目越大,电解质溶液的导电能力越强
(3)不同意 当单位体积内自由移动离子数目相同时,阴、阳离子所带电荷数目越多,电解质溶液的导电能力越强
(4)电解质溶液的导电能力是由单位体积内自由移动离子数目和离子所带电荷数目共同决定的
课件26张PPT。
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(十六)”
(单击进入电子文档)
第二课时 弱电解质的电离平衡常见的弱电解质
——————————————————————————————————————
[课标要求]
1.能够从化学平衡的角度理解:弱电解质的电离平衡及电离平衡常数的概念。
2.知道电离平衡常数、电离度的意义,并进行简单计算。
3.知道水是一种极弱的电解质,了解影响水电离平衡的因素。
4.知道水的离子积常数,并能够运用水的离子积常数进行有关计算。
1.两个计算式
(1)电离常数:如醋酸电离常数为Ka=。
(2)电离度:α=×100%。
2.弱电解质的电离平衡也是一种动态平衡,影响电离平衡的因素有温度、浓度、酸、碱及相关离子等。其中升高温度、加水稀释均能使电离平衡右移。
3.电离常数只受温度影响,与浓度大小无关。相同条件下,弱酸(或弱碱)的电离常数越大,酸性(或碱性)越强。
4.水是一种极弱的电解质,水的离子积常数:KW=c(OH-)·c(H+),温度一定,KW一定,25 ℃时,KW=1.0×10-14。
1.电离平衡
(1)概念:在一定温度下,当弱电解质在水溶液中电离达到最大程度时,电离过程并没有停止。此时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,就达到了电离平衡。
(2)图示
2.电离平衡的特点
3.电离平衡的表示方法
弱电解质的电离过程是可逆的,其电离方程式用“??”表示。如:氨水中NH3·H2O的电离平衡表示为NH3·H2O??NH+OH-。
弱电解质醋酸在水中部分电离(电离的示意图如下)
[问题思考]
1.醋酸在水中部分电离,如何书写电离方程式?H2CO3也属于弱电解质,如何书写电离方程式?弱碱Fe(OH)3呢?
提示:CH3COOH??CH3COO-+H+;
H2CO3??H++HCO,HCO??H++CO;
Fe(OH)3??Fe3++3OH-。
2.若对烧杯中的醋酸溶液加热,醋酸的电离程度将如何变化?加水呢?加入少许CH3COONa晶体呢?
提示:加热能促进醋酸的电离;加水能促进醋酸的电离;加入少许CH3COONa晶体能抑制CH3COOH的电离。
1.多元弱酸的分步电离与相应电离常数
(1)碳酸分两步电离,H2CO3??H++HCO,HCO??H++CO。
每一步都有相应的电离常数表达式,对于碳酸
Ka1=,Ka2=。
(2)对于磷酸:H3PO4??H++H2PO,H2PO??H++HPO,HPO??H++PO。
则Ka1=,
Ka2=,
Ka3=。
(3)数值关系:Ka1?Ka2?Ka3…,原因是上一步电离出的H+,对下一步有抑制作用。
2.影响电离平衡的因素
(1)内因:电解质本身的性质决定了其电离程度的大小。
(2)外因
①温度:升高温度使电离平衡向电离的方向移动。
②浓度:浓度降低,电离平衡向电离的方向移动,因为离子相互碰撞结合为分子的几率减小。
③相同离子:在弱电解质溶液中加入与弱电解质有相同离子的强电解质时,电离平衡逆向移动。
④反应离子:加入能与电解质电离出的离子反应的离子时,电离平衡向电离方向移动。
1.在醋酸溶液中,CH3COOH的电离达到平衡状态的标志是( )
A.溶液显电中性
B.溶液中无醋酸分子
C.氢离子浓度恒定不变
D.溶液中CH3COOH和CH3COO-共存
解析:选C CH3COOH溶液中阴、阳离子所带负、正电荷总数相同,使溶液呈电中性,与其是否达到电离平衡状态无关,A项错误;CH3COOH是弱电解质,不完全电离,因此溶液中一定有CH3COOH和CH3COO-,但不一定表示达到电离平衡,B、D项错误;c(H+)恒定不变,说明CH3COOH达到电离平衡,C项正确。
2.根据电离平衡NH3·H2O??NH+OH- ΔH>0,填写下表中各项的变化情况:
改变的条件
平衡移动方向
n(OH-)
c(OH-)
加NaOH固体
通入氨气
加水
加入盐酸
降低温度
加NH4Cl固体
加入稀氨水
解析:影响电离平衡的条件有温度和浓度。根据平衡移动原理,可以判断平衡移动的方向,n(OH-)的变化与平衡移动方向直接有关,c(OH-)还与溶液的体积有关。加水稀释,平衡向微粒数增多的方向移动,n(OH-)增多,但由于溶液体积增大的趋势比n(OH-)增加得更快,故c(OH-)是减小的。同理,加入更稀的氨水时,氨水的总浓度比原来小了,这还相当于稀释过程,尽管总的n(OH-)增多,但c(OH-)仍是减小。
答案:
改变的条件
平衡移动方向
n(OH-)
c(OH-)
加NaOH固体
左
增大
增大
通入氨气
右
增大
增大
加水
右
增大
减小
加入盐酸
右
减小
减小
降低温度
左
减小
减小
加NH4Cl固体
左
减小
减小
加入稀氨水
右
增大
减小
3.在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如图所示,请回答:
(1)“O”点导电能力为0的理由是____________________。
(2)a、b、c三点溶液中,c(H+)由小到大的顺序是________________________________________________________________________。
(3)a、b、c三点溶液中醋酸的电离程度最大的是_____________________________。
(4)若使c点溶液中c(CH3COO-)增大,溶液中c(H+)减小,可采取的措施主要有________________________________________________________________________、
______________、________________、______________。
解析:(1)冰醋酸为共价化合物,只有加入水才会电离,导电能力为0说明不存在自由移动的离子。(2)导电能力越强,说明c(H+)越大,则c(H+)由小到大的顺序为c
答案:(1)“O”点处醋酸未电离,不存在自由移动的离子 (2)c
(4)加入NaOH固体 加入Mg、Zn等固体 加入Na2CO3固体 加入CH3COONa固体
1.电离常数
(1)表达式:
①弱酸:在一定温度下,弱酸(如醋酸)达到电离平衡,为一常数,称为电离平衡常数,又称电离常数,符号Ka。
②弱碱,如NH3·H2O的电离常数
Kb=。
(2)意义:表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程度越大。
(3)影响因素:对于确定的弱电解质,K只与温度有关,且升高温度,K值增大。
2.电离度
(1)表达式:弱电解质的电离度α可表示为:
α=×100%。
(2)影响因素:温度一定时,浓度越大,α越小。
1.下列关于电离常数的说法中正确的是( )
A.电离常数越小,表示弱电解质的电离能力越弱
B.电离常数与温度无关
C.不同浓度的同一弱电解质,其电离常数不同
D.多元弱酸各步电离常数相互关系为K1<K2<K3
解析:选A 电离常数的大小反映了该弱电解质的电离能力,A正确;电离常数的大小与温度有关,因为弱电解质电离都吸热,温度升高,电离常数增大,除温度外,电离常数与其他因素无关,B、C错误;对于多元弱酸,第一步电离产生的H+对第二步电离起抑制作用,故K1?K2?K3,D错误。
2.已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的BOH溶液中,c(OH-)=1×10-3 mol·L-1。
(1)写出BOH的电离方程式_____________________________________________。
(2)BOH的电离度α=__________。
(3)BOH的电离常数K=________________。
解析:因c(BOH)初始=0.1 mol·L-1,c(BOH)电离=c(B+)=c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,则电离度α=×100%=1%,BOH不完全电离,故电离方程式为BOH??B++OH-,电离平衡时c(BOH)平衡=0.1 mol·L-1-1×10-3 mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则电离常数K===1×10-5。
答案:(1)BOH??B++OH- (2)1% (3)1×10-5
[方法技巧]
(1)电离常数的大小由弱电解质本身的性质决定。同一温度下,不同种弱酸,电离常数越大,其电离程度越大,酸性越强。
(2)弱电解质的电离常数只受温度变化的影响。同一弱电解质在同一温度下发生浓度变化时,其电离常数不变。升高温度,电离常数增大。
1.水的电离和水的离子积常数
(1)水的电离
①水是一种弱电解质。
②水发生如下电离:2H2O??H3O++OH-。
③水的电离方程式可简写为H2O??H++OH-。
④水的电离常数表达式为K=。
(2)水的离子积常数
①推导过程:
K=,在一定温度下,K为常数且在纯水和稀溶液中c(H2O)可视为常数,两者乘积为新常数KW,KW=K·c(H2O)=c(H+)·c(OH-),KW称为水的离子积常数,简称水的离子积。
②表达式:KW=c(H+)·c(OH-)。
③影响因素:水的离子积KW只受温度影响,升高温度,KW增大。
④适用范围:KW不仅适用于纯水,还适用于稀的酸性、碱性溶液,25 ℃时,水的离子积为1×10-14。
2.弱酸(或弱碱)的强弱与电离常数的关系
在一定的温度下,当弱酸浓度相同时,电离常数越大,弱酸的电离程度就越大,溶液中氢离子浓度也越大。因此,常用电离常数表示弱酸、弱碱的相对强弱,电离常数越大,弱酸、弱碱的酸性或碱性越强。
3.KW=c(H+)·c(OH-)的意义
KW表达式中,c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中总物质的量浓度,但是一般情况下有:
(1)酸溶液中KW=c(H+)酸·c(OH-)水(忽略水电离出的H+的浓度)。
(2)碱溶液中KW=c(H+)水·c(OH-)碱(忽略水电离出的OH-的浓度)。
(3)水电离出的c(H+)与水电离出的c(OH-)一定相等。
4.影响水的电离平衡的因素
影响因素
水的电离平衡移动
H2O??H++OH-
影响结果
方向
原因
KW
c(H+)
变化
c(OH-)
变化
c(H+)与c(OH-)的关系
温度
升温
右移
水的电离
过程吸热
增大
增大
增大
c(H+)=c(OH-)
降温
左移
减小
减小
减小
c(H+)=c(OH-)
外加
酸碱
加酸
左移
增大c(H+)
不变
增大
减小
c(H+)>c(OH-)
加碱
左移
增大c(OH-)
不变
减小
增大
c(H+)<c(OH-)
外加活
泼金属
右移
金属消耗水
电离出的H+
不变
减小
增大
c(H+)<c(OH-)
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)升高温度,水的电离平衡右移,溶液中的c(H+)和c(OH-)均增大,但KW不变( )
(2)25 ℃时,水的离子积KW=1×10-14,35 ℃时,水的离子积KW=2.1×10-14,则35 ℃时水中的c(H+)>c(OH-)( )
(3)某温度下,纯水中c(H+)=2.0×10-7mol·L-1,则此时c(OH-)==5×10-8 mol·L-1( )
(4)向水中加入NaHSO4固体,水的电离程度减小,KW减小( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
2.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O??H++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变
C.向水中加入少量固体CH3COOH,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,KW增大,c(H+)不变
解析:选B A项,NH3·H2O??NH+OH-,使c(OH-)增大,平衡逆向移动;B项,NaHSO4===Na++H++SO,使c(H+)增大,但温度不变,KW不变;C项,CH3COOH??CH3COO-+H+,使c(H+)增大,平衡逆向移动;D项,升高温度,KW增大,c(H+)增大。
3.25 ℃时,0.01 mol·L-1 的H2SO4溶液中,由水电离出的c(H+)是( )
A.0.01 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1
C.1×10-12 mol·L-1 D.5×10-13 mol·L-1
解析:选D H2SO4电离出的c(H+)=0.02 mol·L-1,故溶液中c(H+)水=c(OH-)水==5×10-13 mol·L-1。
4.常温下,下列三种溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为( )
①1 mol·L-1 的盐酸 ②0.1 mol·L-1的盐酸
③0.01 mol·L-1的NaOH
A.1∶10∶100 B.0∶1∶12
C.14∶13∶12 D.14∶13∶2
解析:选A ①1 mol·L-1盐酸中c(H+)=1 mol·L-1,
由水电离出的c(H+)水=10-14 mol·L-1,
②0.1 mol·L-1盐酸中,c(H+)=0.1 mol·L-1,
由水电离出的c(H+)水=10-13 mol·L-1,
③0.01 mol·L-1 NaOH溶液中,c(OH-)=0.01 mol·L-1,
由水电离出的c(H+)水=10-12 mol·L-1,
则三者由水电离出的氢离子浓度之比为
10-14∶10-13∶10-12=1∶10∶100。
[方法技巧]
溶液中水电离出来的c(H+)或c(OH-)的计算
(1)中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1。
(2)溶质为酸的溶液:H+来源于酸和水的电离,而OH-只来源于水,c(H+)水=c(OH-)。如0.1 mol·L-1的HCl溶液中c(H+)水=c(OH-)=1×10-13 mol·L-1。
(3)溶质为碱的溶液:OH-来源于碱和水的电离,而H+只来源于水。c(OH-)水=c(H+)。如0.1 mol·L-1的NaOH溶液中c(H+)=c(OH-)水=1×10-13 mol·L-1。
[三级训练·节节过关]
1.在0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:CH3COOH??CH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述中,正确的是( )
A.加入水时,平衡向左移动
B.加入少量NaOH固体,平衡向右移动
C.加入少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,溶液中c(H+)减小
D.加入少量CH3COONa固体,平衡向右移动
解析:选B 加水稀释,平衡向右移动,A错误;加入NaOH固体,OH-中和H+,平衡向右移动,B正确;因为0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中c(H+)<0.1 mol·L-1,而0.1 mol·L-1 HCl溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,故使溶液中c(H+)增大,C错误;加入少量CH3COONa固体,使c(CH3COO-)增大,平衡向左移动,D错误。
2.在含有酚酞的0.1 mol·L-1氨水中加入少量的NH4Cl晶体,则溶液的颜色( )
A.变蓝色 B.变深
C.变浅 D.不变
解析:选C 在氨水中存在电离平衡:NH3·H2O??NH+OH-,当加入NH4Cl晶体时,c(NH)增大,使上述平衡向逆反应方向移动,c(OH-)减小,溶液颜色变浅。
3.已知某温度下,Ka(HCN)=6.2×10-10、Ka(HF)=6.8×10-4、Ka(CH3COOH)=1.8×10-5、Ka(HNO2)=4.6×10-4。物质的量浓度都为0.1 mol·L-1的下列溶液中,c(H+)最大的是( )
A.HCN溶液 B.HF溶液
C.CH3COOH溶液 D.HNO2溶液
解析:选B 弱酸的电离平衡常数越大,电离产生的c(H+)越大。
4.将6 g CH3COOH溶于水制成1 L溶液,此溶液的物质的量浓度为________________。经测定溶液中含CH3COO-为1.4×10-3 mol·L-1,此温度下醋酸的电离常数Ka=__________。温度升高,Ka将________(填“变大”“不变”或“变小”)。
解析:c(CH3COOH)==0.1 mol·L-1。
CH3COOH??CH3COO-+ H+
起始/(mol·L-1) 0.1 0 0
平衡/(mol·L-1) 0.1-1.4×10-3 1.4×10-31.4×10-3
所以Ka=
=≈1.96×10-5。
答案:0.1 mol·L-1 1.96×10-5 变大
5.某温度下纯水的c(H+)=2×10-7 mol·L-1,则此时c(OH-)为________;若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则溶液中c(OH-)为________,由水电离产生的c(H+)为________,此时温度________(填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。
解析:纯水电离出的c(H+)=c(OH-)=2×10-7 mol·L-1,KW=4×10-14>1×10-14,此时温度高于25 ℃。温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则溶液中c(OH-)为=4×10-14/(5×10-4)=8×10-11(mol·L-1)=c(OH-)水电离。
答案:2×10-7 mol·L-1 8×10-11 mol·L-1
8×10-11 mol·L-1 高于
1.将1 mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1 L溶液。下列各项中,表明已达到电离平衡状态的是( )
A.醋酸的浓度达到1 mol·L-1
B.H+的浓度达到0.5 mol·L-1
C.醋酸分子的浓度、醋酸根离子的浓度、H+的浓度均为0.5 mol·L-1
D.醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等
解析:选D 在未电离时,c(CH3COOH)=1 mol·L-1,当醋酸、H+、CH3COO-的浓度不再变化时(但此时三者的浓度不一定是0.5 mol·L-1),醋酸的电离达到平衡状态,A、B、C均错误;依据平衡状态的特点电离速率与离子结合成分子的速率相等,可知D项正确。
2.关于水的电离,下列叙述中,正确的是( )
A.升高温度,KW增大,c(H+)不变
B.向水中加入少量硫酸,c(H+)增大,KW不变
C.向水中加入氨水,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)降低
D.向水中加入少量固体NaCl,平衡向逆反应方向移动,c(H+)降低
解析:选B A项,升高温度,水的电离平衡右移,KW增大,c(H+)、c(OH-)均增大,错误;B项正确;C项,加入氨水,水的电离平衡左移,结果c(OH-)仍然增大,错误;D项,Na+和Cl-不影响水的电离平衡,错误。
3.相同温度下,已知三种酸HA、HB、HC的电离常数分别为a、b、c,且a>b>c,则对相同浓度的酸溶液叙述正确的是( )
A.HC的电离度最大
B.HA溶液酸性最强
C.HC溶液酸性最强
D.三种溶液中酸的电离程度:HA<HB<HC
解析:选B 相同条件下的酸溶液中,其电离常数越大,酸的电离程度越大,溶液中c(H+)越大。
4.化合物HIn在水溶液中存在以下电离平衡,可用作酸碱指示剂
HIn(aq)??H+(aq)+In-(aq)
红色 黄色
浓度为0.02 mol·L-1的下列溶液:①盐酸、②石灰水、③NaCl溶液、④NaHSO4溶液、⑤NaHCO3溶液、⑥氨水,其中可使指示剂显红色的是( )
A.①④⑤ B.②⑤⑥
C.①④ D.②③⑥
解析:选C 显红色平衡左移,①盐酸、④硫酸氢钠显酸性,溶液c(H+)增大,平衡左移,符合题目要求;②、⑤、⑥能消耗H+,使c(H+)减小,平衡右移;NaCl电离出的离子对平衡无影响。
5.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
Ka=
C.CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa溶液,电离常数减小
D.同一弱电解质,电离常数只与温度有关,与浓度无关
解析:选D K只与温度有关,与浓度无关。
6.下列说法正确的是( )
A.电离常数受溶液浓度的影响
B.电离常数可以表示弱电解质的相对强弱
C.电离常数大的酸中的c(H+)一定比电离常数小的酸中的c(H+)大
D.H2CO3的电离常数表达式:K=
解析:选B A项,电离常数只受温度的影响,与溶液浓度无关,错误;B项,电离常数可以表示弱电解质的相对强弱,正确;C项,酸中c(H+)既跟酸的电离常数有关,还跟酸的浓度有关,错误;D项,碳酸是分步电离的,以第一步电离为主,第一步电离常数表达式为K1=,错误。
7.已知室温下0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液中c(H+)=4.32×10-4 mol·L-1,则该CH3COOH溶液中水的离子积常数( )
A.<1×10-14 B.>1×10-14
C.=1×10-14 D.无法确定
解析:选C KW只与温度有关,常温下KW=1×10-14。
8.室温下向10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是( )
A.溶液中导电粒子的数目减小
B.溶液中不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.醋酸的电离常数K随醋酸浓度减小而减小
解析:选B 醋酸加水稀释,促进醋酸的电离,溶液中导电离子的数目增加,A错误;醋酸加水稀释,电离程度增大,但c(H+)减小,C错误;电离常数K只与温度有关,与醋酸的浓度无关,D错误;由于温度不变,电离平衡常数K=不变。
9.一定条件下,在水的电离平衡中,c(H+)和c(OH-)的关系如图所示:
(1)A点水的离子积为1×10-14,B点水的离子积为________。造成水的离子积变化的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)100 ℃时,若向溶液中滴加盐酸,能否使体系处于B点位置?__________。为什么?________________________________________________________________________。
(3)100 ℃时,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)=________。
解析:(1)KW=c(H+)·c(OH-)=10-6·10-6=10-12。由于水的电离是吸热过程,升温,KW增大。
(2)若加盐酸,使c(H+)>c(OH-),但KW不变。
(3)盐酸中c(H+)主要考虑HCl的电离,溶液中c(OH-)===2×10-9 (mol·L-1),
c(H+)水=c(OH-)=2×10-9 mol·L-1。
答案:(1)1×10-12 水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,即离子积增大
(2)否 在盐酸中c(H+)≠c(OH-),所以不在B点
(3)2×10-9 mol·L-1
10.已知在25 ℃时,醋酸、碳酸和亚硫酸的电离常数如下表:
醋酸
碳酸
亚硫酸
Ka=1.75×10-5
Ka1=4.30×10-7
Ka2=5.61×10-11
Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
(1)写出碳酸的第一步电离常数表达式:Ka1=____________________________。
(2)在相同条件下,试比较H2CO3、HCO和HSO的酸性强弱:__________>__________>__________。
解析:(1)碳酸属于弱酸,应分步电离H2CO3??HCO+H+,HCO??H++CO,第一步电离常数表达式为:Ka1=c(HCO)×c(H+)/c(H2CO3);(2)根据电离常数表示的意义,弱酸的电离常数越大,越容易电离,酸性越强,因此酸性H2CO3>HSO>HCO。
答案:(1)c(H+)×c(HCO)/c(H2CO3)
(2)H2CO3 HSO HCO
1.下列说法正确的是( )
A.溶液中有CH3COOH、CH3COO-和H+即可证明CH3COOH达到电离平衡状态
B.溶液中CH3COO-和H+的物质的量浓度相等可证明CH3COOH达到电离平衡状态
C.当NH3·H2O达到电离平衡时,溶液中NH3·H2O、NH和OH-的浓度相等
D.H2CO3是分步电离的,电离程度依次减弱
解析:选D 溶液中除电解质电离出的离子外,还存在电解质分子,能证明该电解质是弱电解质,但不能说明达到平衡状态,A项错误;CH3COO-和H+的浓度不变时,CH3COOH达到平衡状态,B项错误;NH3·H2O达到电离平衡时,溶液中各粒子的浓度不变,而不是相等,C项错误;H2CO3是二元弱酸,分步电离且电离程度依次减小,D项正确。
2.某浓度的氨水中存在下列平衡:NH3·H2O??NH+OH-,如想增大NH的浓度,而不增大OH-的浓度,应采取的措施是( )
①适当升高温度 ②加入NH4Cl固体
③通入NH3 ④加入少量盐酸
A.①② B.②③
C.②④ D.①④
解析:选C 升温平衡向右移动,c(NH)、c(OH-)都增大;加入NH4Cl固体,相当于增大c(NH),平衡向左移动,c(OH-)减小;通入NH3平衡向右移动,c(NH)、c(OH-)都增大;加入少量盐酸,H+与OH-反应使c(OH-)下降,平衡向右移动,使c(NH)增大。
3.在相同温度下,0.01 mol·L-1 NaOH溶液和0.01 mol·L-1的盐酸相比,下列说法正确的是( )
A.由水电离出的c(H+)相等
B.由水电离出的c(H+)都是1.0×10-12 mol·L-1
C.由水电离出的c(OH-)都是0.01 mol·L-1
D.两者都促进了水的电离
解析:选A 若该温度下水的离子积常数为KW(不一定是25 ℃),则在0.01 mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离的c(H+)== mol·L-1,在0.01 mol·L-1的HCl溶液中,由水电离出的c(H+)=c(OH-)水电离= mol·L-1。
4.在0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液中存在如下平衡:NH3+H2O??NH3·H2O??NH+OH-。下列叙述正确的是( )
A.加入少量浓盐酸,盐酸与NH3反应生成NH4Cl,使NH3浓度减小,NH浓度增大,平衡逆向移动
B.加入少量NaOH固体,OH-与NH结合生成NH3·H2O,使NH浓度减小,平衡正向移动
C.加入少量0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液,电离平衡常数不变,溶液中c(OH-)减小
D.加入少量MgSO4固体,溶液中c(OH-)增大
解析:选C A项,加入少量浓盐酸,首先发生H++OH-===H2O,使OH-浓度降低,平衡正向移动;B项,加入少量NaOH固体,使OH-浓度升高,平衡逆向移动;C项,使NH浓度升高,平衡逆向移动,溶液中c(OH-)减小,温度不变,电离平衡常数不变;D项,发生Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,溶液中c(OH-)减小。
5.常温下,在0.01 mol·L-1硫酸溶液中,水电离出的氢离子浓度是( )
A.5×10-13 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1
C.1×10-7 mol·L-1 D.1×10-12 mol·L-1
解析:选A 溶液中共有两部分H+:水电离出来的H+和硫酸电离出来的H+。其中硫酸电离出来的H+为c(H+)=0.01×2=0.02 mol·L-1。水电离出来的H+要小于10-7 mol·L-1,硫酸电离出来的H+是主要的,因此认为溶液中的H+的总浓度就是0.02 mol·L-1。根据c(OH-)=KW/c(H+),溶液中的c(OH-)=10-14/0.02=5×10-13 mol·L-1。因为水电离出来的H+和OH-的个数相等(不受任何条件限制),则水电离出来的H+浓度就是5×10-13 mol·L-1。
6.将浓度为 0.1 mol·L-1 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.K电离(HF)
C.c(HF) D.c(H+)/c(HF)
解析:选D A项,加水稀释,促进电离,但c(H+)减小,错误;B项,电离常数只受温度的影响,温度不变,电离常数不变,错误;C项,在加水稀释过程中c(HF)不断减小,错误;D项,HF??H++F-,同一溶液,体积相同,因此有c(H+)/c(HF)=n(H+)/n(HF),加水稀释促进电离,n(H+)增大,n(HF)减小,此比值变大,正确。
7.已知25 ℃下,醋酸溶液中各粒子存在下述关系:K==1.75×10-5,下列有关说法可能成立的是( )
A.25 ℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,K=8×10-5
B.25 ℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,K=8×10-4
C.标准状况下,醋酸溶液中K=1.75×10-5
D.升高到一定温度,K=7.2×10-5
解析:选D K为醋酸的电离常数,只与温度有关,与离子浓度和酸碱性无关,故A、B两项均错误;由于醋酸电离过程吸热,则升高温度,K增大,降低温度,K减小,所以标准状况下(0 ℃),K应小于1.75×10-5,C项错误;升高温度,K应大于1.75×10-5,D项正确。
8.25 ℃时,在等体积的①0.5 mol·L-1的H2SO4溶液中,②0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中,③1 mol·L-1 NaCl溶液中,④纯水中,发生电离的水的物质的量之比是( )
A.1∶10∶107∶107 B.107∶107∶1∶1
C.107∶106∶2∶2 D.107∶106∶2×107∶2
解析:选A 25 ℃时,0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中c(H+)=1 mol·L-1,由水电离出的c(H+)水=10-14 mol·L-1,0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中,c(OH-)=0.1 mol·L-1,由水电离出的c(H+)水=10-13 mol·L-1,NaCl溶液和纯水中由水电离出的c(H+)水均为10-7 mol·L-1。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H+)(即电离水的物质的量)之比为10-14∶10-13∶10-7∶10-7=1∶10∶107∶107。
9.在一定温度下,醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH ?? CH3COO- + H+
(1)某温度时,0.1 mol·L-1的醋酸溶液中的c(H+) 与0.01 mol·L-1 的醋酸溶液中的c(H+)的比值 ______(填“大于”“小于”或“等于”)10。
(2)已知:25 ℃时,该电离平衡的平衡常数为1.75×10-5。
①求该温度时,a mol·L-1的醋酸溶液中c1(H+)=________________mol·L-1 (用含a的代数式表示)。[提示:此时电离度比较小,进行简化计算,平衡时c(CH3COOH)可用初始浓度代替,水电离出的c(H+) 、c(OH-)忽略不计,下同]
②若该温度时向该溶液中加入一定量的CH3COONH4(假设溶液体积不变),使溶液中c(CH3COO-)为b mol·L-1,则此时c2(H+)=____________________mol·L-1(用含a、b的代数式表示)。
③c1(H+)________(填“大于”“小于”或“等于”)c2(H+)。
解析:(1)对于相同的弱电解质溶液,浓度越大,电离程度越小,0.1 mol·L-1的醋酸溶液中电离程度比0.01 mol·L-1的醋酸溶液电离程度小,则二者c(H+)之比小于10。
(2)醋酸的电离平衡常数K==1.75×10-5,则c(H+)=1.75×10-5×a mol·L-1,c1(H+)= mol·L-1。根据平衡常数表达式,将c(CH3COO-)代入,可求得c2(H+)=(1.75a×10-5)/b mol·L-1。在醋酸溶液中加入醋酸铵会抑制醋酸的电离,使氢离子浓度减小。
答案:(1)小于 (2)① ②(1.75a×10-5)/b ③大于
10.对于弱酸,在一定温度下达到电离平衡时,各粒子的浓度之间存在一种定量的关系。若25 ℃时有HA??H++A-,则K=。
下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃):
CH3COOH
CH3COOH??CH3COO-+H+
1.76×10-5
H2CO3
H2CO3??H++HCO
HCO??H++CO
K1=4.31×10-7
K2=5.61×10-11
H2S
H2S??H++HS-
HS-??H++S2-
K1=9.1×10-8
K2=1.1×10-12
H3PO4
H3PO4??H++H2PO
H2PO??H++HPO
HPO??H++PO
K1=7.52×10-3
K2=6.23×10-8
K3=2.20×10-13
请回答下列问题:
(1)K只与温度有关,当温度升高时,K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在温度相同时,各弱酸的K值不同,那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS-、H3PO4、H2PO、HPO都看作是酸,其中酸性最强的是________,最弱的是________。
(4)多元弱酸是分步电离的,每一步都有相应的电离平衡常数,对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律,此规律是______________,产生此规律的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)电离是吸热过程,升高温度,促进电离,所以K值增大。
(2)根据表中数据和题意可知,酸性越强,对应K值越大。
(3)利用表中K值进行比较,可得出H3PO4酸性最强,HPO酸性最弱。
(4)利用H3PO4三步电离的K值进行判断可知K1∶K2∶K3≈1∶10-5∶10-10,即K1?K2?K3主要原因是因为上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用。
答案:(1)增大 (2)K值越大,电离出的氢离子浓度越大,所以酸性越强 (3)H3PO4 HPO
(4)K1?K2?K3 上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用
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课时跟踪检测(十七) 弱电解质的电离平衡?常见的弱电解质
1.将1 mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1 L溶液。下列各项中,表明已达到电离平衡状态的是( )
A.醋酸的浓度达到1 mol·L-1
B.H+的浓度达到0.5 mol·L-1
C.醋酸分子的浓度、醋酸根离子的浓度、H+的浓度均为0.5 mol·L-1
D.醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等
解析:选D 在未电离时,c(CH3COOH)=1 mol·L-1,当醋酸、H+、CH3COO-的浓度不再变化时(但此时三者的浓度不一定是0.5 mol·L-1),醋酸的电离达到平衡状态,A、B、C均错误;依据平衡状态的特点电离速率与离子结合成分子的速率相等,可知D项正确。
2.关于水的电离,下列叙述中,正确的是( )
A.升高温度,KW增大,c(H+)不变
B.向水中加入少量硫酸,c(H+)增大,KW不变
C.向水中加入氨水,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)降低
D.向水中加入少量固体NaCl,平衡向逆反应方向移动,c(H+)降低
解析:选B A项,升高温度,水的电离平衡右移,KW增大,c(H+)、c(OH-)均增大,错误;B项正确;C项,加入氨水,水的电离平衡左移,结果c(OH-)仍然增大,错误;D项,Na+和Cl-不影响水的电离平衡,错误。
3.相同温度下,已知三种酸HA、HB、HC的电离常数分别为a、b、c,且a>b>c,则对相同浓度的酸溶液叙述正确的是( )
A.HC的电离度最大
B.HA溶液酸性最强
C.HC溶液酸性最强
D.三种溶液中酸的电离程度:HA<HB<HC
解析:选B 相同条件下的酸溶液中,其电离常数越大,酸的电离程度越大,溶液中c(H+)越大。
4.化合物HIn在水溶液中存在以下电离平衡,可用作酸碱指示剂
HIn(aq)??H+(aq)+In-(aq)
红色 黄色
浓度为0.02 mol·L-1的下列溶液:①盐酸、②石灰水、③NaCl溶液、④NaHSO4溶液、⑤NaHCO3溶液、⑥氨水,其中可使指示剂显红色的是( )
A.①④⑤ B.②⑤⑥
C.①④ D.②③⑥
解析:选C 显红色平衡左移,①盐酸、④硫酸氢钠显酸性,溶液c(H+)增大,平衡左移,符合题目要求;②、⑤、⑥能消耗H+,使c(H+)减小,平衡右移;NaCl电离出的离子对平衡无影响。
5.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
Ka=
C.CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa溶液,电离常数减小
D.同一弱电解质,电离常数只与温度有关,与浓度无关
解析:选D K只与温度有关,与浓度无关。
6.下列说法正确的是( )
A.电离常数受溶液浓度的影响
B.电离常数可以表示弱电解质的相对强弱
C.电离常数大的酸中的c(H+)一定比电离常数小的酸中的c(H+)大
D.H2CO3的电离常数表达式:K=
解析:选B A项,电离常数只受温度的影响,与溶液浓度无关,错误;B项,电离常数可以表示弱电解质的相对强弱,正确;C项,酸中c(H+)既跟酸的电离常数有关,还跟酸的浓度有关,错误;D项,碳酸是分步电离的,以第一步电离为主,第一步电离常数表达式为K1=,错误。
7.已知室温下0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液中c(H+)=4.32×10-4 mol·L-1,则该CH3COOH溶液中水的离子积常数( )
A.<1×10-14 B.>1×10-14
C.=1×10-14 D.无法确定
解析:选C KW只与温度有关,常温下KW=1×10-14。
8.室温下向10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是( )
A.溶液中导电粒子的数目减小
B.溶液中不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.醋酸的电离常数K随醋酸浓度减小而减小
解析:选B 醋酸加水稀释,促进醋酸的电离,溶液中导电离子的数目增加,A错误;醋酸加水稀释,电离程度增大,但c(H+)减小,C错误;电离常数K只与温度有关,与醋酸的浓度无关,D错误;由于温度不变,电离平衡常数K=不变。
9.一定条件下,在水的电离平衡中,c(H+)和c(OH-)的关系如图所示:
(1)A点水的离子积为1×10-14,B点水的离子积为________。造成水的离子积变化的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)100 ℃时,若向溶液中滴加盐酸,能否使体系处于B点位置?__________。为什么?________________________________________________________________________。
(3)100 ℃时,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)=________。
解析:(1)KW=c(H+)·c(OH-)=10-6·10-6=10-12。由于水的电离是吸热过程,升温,KW增大。
(2)若加盐酸,使c(H+)>c(OH-),但KW不变。
(3)盐酸中c(H+)主要考虑HCl的电离,溶液中c(OH-)===2×10-9 (mol·L-1),
c(H+)水=c(OH-)=2×10-9 mol·L-1。
答案:(1)1×10-12 水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,即离子积增大
(2)否 在盐酸中c(H+)≠c(OH-),所以不在B点
(3)2×10-9 mol·L-1
10.已知在25 ℃时,醋酸、碳酸和亚硫酸的电离常数如下表:
醋酸
碳酸
亚硫酸
Ka=1.75×10-5
Ka1=4.30×10-7
Ka2=5.61×10-11
Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
(1)写出碳酸的第一步电离常数表达式:Ka1=____________________________。
(2)在相同条件下,试比较H2CO3、HCO和HSO的酸性强弱:__________>__________>__________。
解析:(1)碳酸属于弱酸,应分步电离H2CO3??HCO+H+,HCO??H++CO,第一步电离常数表达式为:Ka1=c(HCO)×c(H+)/c(H2CO3);(2)根据电离常数表示的意义,弱酸的电离常数越大,越容易电离,酸性越强,因此酸性H2CO3>HSO>HCO。
答案:(1)c(H+)×c(HCO)/c(H2CO3)
(2)H2CO3 HSO HCO
1.下列说法正确的是( )
A.溶液中有CH3COOH、CH3COO-和H+即可证明CH3COOH达到电离平衡状态
B.溶液中CH3COO-和H+的物质的量浓度相等可证明CH3COOH达到电离平衡状态
C.当NH3·H2O达到电离平衡时,溶液中NH3·H2O、NH和OH-的浓度相等
D.H2CO3是分步电离的,电离程度依次减弱
解析:选D 溶液中除电解质电离出的离子外,还存在电解质分子,能证明该电解质是弱电解质,但不能说明达到平衡状态,A项错误;CH3COO-和H+的浓度不变时,CH3COOH达到平衡状态,B项错误;NH3·H2O达到电离平衡时,溶液中各粒子的浓度不变,而不是相等,C项错误;H2CO3是二元弱酸,分步电离且电离程度依次减小,D项正确。
2.某浓度的氨水中存在下列平衡:NH3·H2O??NH+OH-,如想增大NH的浓度,而不增大OH-的浓度,应采取的措施是( )
①适当升高温度 ②加入NH4Cl固体
③通入NH3 ④加入少量盐酸
A.①② B.②③
C.②④ D.①④
解析:选C 升温平衡向右移动,c(NH)、c(OH-)都增大;加入NH4Cl固体,相当于增大c(NH),平衡向左移动,c(OH-)减小;通入NH3平衡向右移动,c(NH)、c(OH-)都增大;加入少量盐酸,H+与OH-反应使c(OH-)下降,平衡向右移动,使c(NH)增大。
3.在相同温度下,0.01 mol·L-1 NaOH溶液和0.01 mol·L-1的盐酸相比,下列说法正确的是( )
A.由水电离出的c(H+)相等
B.由水电离出的c(H+)都是1.0×10-12 mol·L-1
C.由水电离出的c(OH-)都是0.01 mol·L-1
D.两者都促进了水的电离
解析:选A 若该温度下水的离子积常数为KW(不一定是25 ℃),则在0.01 mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离的c(H+)== mol·L-1,在0.01 mol·L-1的HCl溶液中,由水电离出的c(H+)=c(OH-)水电离= mol·L-1。
4.在0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液中存在如下平衡:NH3+H2O??NH3·H2O??NH+OH-。下列叙述正确的是( )
A.加入少量浓盐酸,盐酸与NH3反应生成NH4Cl,使NH3浓度减小,NH浓度增大,平衡逆向移动
B.加入少量NaOH固体,OH-与NH结合生成NH3·H2O,使NH浓度减小,平衡正向移动
C.加入少量0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液,电离平衡常数不变,溶液中c(OH-)减小
D.加入少量MgSO4固体,溶液中c(OH-)增大
解析:选C A项,加入少量浓盐酸,首先发生H++OH-===H2O,使OH-浓度降低,平衡正向移动;B项,加入少量NaOH固体,使OH-浓度升高,平衡逆向移动;C项,使NH浓度升高,平衡逆向移动,溶液中c(OH-)减小,温度不变,电离平衡常数不变;D项,发生Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,溶液中c(OH-)减小。
5.常温下,在0.01 mol·L-1硫酸溶液中,水电离出的氢离子浓度是( )
A.5×10-13 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1
C.1×10-7 mol·L-1 D.1×10-12 mol·L-1
解析:选A 溶液中共有两部分H+:水电离出来的H+和硫酸电离出来的H+。其中硫酸电离出来的H+为c(H+)=0.01×2=0.02 mol·L-1。水电离出来的H+要小于10-7 mol·L-1,硫酸电离出来的H+是主要的,因此认为溶液中的H+的总浓度就是0.02 mol·L-1。根据c(OH-)=KW/c(H+),溶液中的c(OH-)=10-14/0.02=5×10-13 mol·L-1。因为水电离出来的H+和OH-的个数相等(不受任何条件限制),则水电离出来的H+浓度就是5×10-13 mol·L-1。
6.将浓度为 0.1 mol·L-1 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.K电离(HF)
C.c(HF) D.c(H+)/c(HF)
解析:选D A项,加水稀释,促进电离,但c(H+)减小,错误;B项,电离常数只受温度的影响,温度不变,电离常数不变,错误;C项,在加水稀释过程中c(HF)不断减小,错误;D项,HF??H++F-,同一溶液,体积相同,因此有c(H+)/c(HF)=n(H+)/n(HF),加水稀释促进电离,n(H+)增大,n(HF)减小,此比值变大,正确。
7.已知25 ℃下,醋酸溶液中各粒子存在下述关系:K==1.75×10-5,下列有关说法可能成立的是( )
A.25 ℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,K=8×10-5
B.25 ℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,K=8×10-4
C.标准状况下,醋酸溶液中K=1.75×10-5
D.升高到一定温度,K=7.2×10-5
解析:选D K为醋酸的电离常数,只与温度有关,与离子浓度和酸碱性无关,故A、B两项均错误;由于醋酸电离过程吸热,则升高温度,K增大,降低温度,K减小,所以标准状况下(0 ℃),K应小于1.75×10-5,C项错误;升高温度,K应大于1.75×10-5,D项正确。
8.25 ℃时,在等体积的①0.5 mol·L-1的H2SO4溶液中,②0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中,③1 mol·L-1 NaCl溶液中,④纯水中,发生电离的水的物质的量之比是( )
A.1∶10∶107∶107 B.107∶107∶1∶1
C.107∶106∶2∶2 D.107∶106∶2×107∶2
解析:选A 25 ℃时,0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中c(H+)=1 mol·L-1,由水电离出的c(H+)水=10-14 mol·L-1,0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中,c(OH-)=0.1 mol·L-1,由水电离出的c(H+)水=10-13 mol·L-1,NaCl溶液和纯水中由水电离出的c(H+)水均为10-7 mol·L-1。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H+)(即电离水的物质的量)之比为10-14∶10-13∶10-7∶10-7=1∶10∶107∶107。
9.在一定温度下,醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH ?? CH3COO- + H+
(1)某温度时,0.1 mol·L-1的醋酸溶液中的c(H+) 与0.01 mol·L-1 的醋酸溶液中的c(H+)的比值 ______(填“大于”“小于”或“等于”)10。
(2)已知:25 ℃时,该电离平衡的平衡常数为1.75×10-5。
①求该温度时,a mol·L-1的醋酸溶液中c1(H+)=________________mol·L-1 (用含a的代数式表示)。[提示:此时电离度比较小,进行简化计算,平衡时c(CH3COOH)可用初始浓度代替,水电离出的c(H+) 、c(OH-)忽略不计,下同]
②若该温度时向该溶液中加入一定量的CH3COONH4(假设溶液体积不变),使溶液中c(CH3COO-)为b mol·L-1,则此时c2(H+)=____________________mol·L-1(用含a、b的代数式表示)。
③c1(H+)________(填“大于”“小于”或“等于”)c2(H+)。
解析:(1)对于相同的弱电解质溶液,浓度越大,电离程度越小,0.1 mol·L-1的醋酸溶液中电离程度比0.01 mol·L-1的醋酸溶液电离程度小,则二者c(H+)之比小于10。
(2)醋酸的电离平衡常数K==1.75×10-5,则c(H+)=1.75×10-5×a mol·L-1,c1(H+)= mol·L-1。根据平衡常数表达式,将c(CH3COO-)代入,可求得c2(H+)=(1.75a×10-5)/b mol·L-1。在醋酸溶液中加入醋酸铵会抑制醋酸的电离,使氢离子浓度减小。
答案:(1)小于 (2)① ②(1.75a×10-5)/b ③大于
10.对于弱酸,在一定温度下达到电离平衡时,各粒子的浓度之间存在一种定量的关系。若25 ℃时有HA??H++A-,则K=。
下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃):
CH3COOH
CH3COOH??CH3COO-+H+
1.76×10-5
H2CO3
H2CO3??H++HCO
HCO??H++CO
K1=4.31×10-7
K2=5.61×10-11
H2S
H2S??H++HS-
HS-??H++S2-
K1=9.1×10-8
K2=1.1×10-12
H3PO4
H3PO4??H++H2PO
H2PO??H++HPO
HPO??H++PO
K1=7.52×10-3
K2=6.23×10-8
K3=2.20×10-13
请回答下列问题:
(1)K只与温度有关,当温度升高时,K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在温度相同时,各弱酸的K值不同,那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS-、H3PO4、H2PO、HPO都看作是酸,其中酸性最强的是________,最弱的是________。
(4)多元弱酸是分步电离的,每一步都有相应的电离平衡常数,对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律,此规律是______________,产生此规律的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)电离是吸热过程,升高温度,促进电离,所以K值增大。
(2)根据表中数据和题意可知,酸性越强,对应K值越大。
(3)利用表中K值进行比较,可得出H3PO4酸性最强,HPO酸性最弱。
(4)利用H3PO4三步电离的K值进行判断可知K1∶K2∶K3≈1∶10-5∶10-10,即K1?K2?K3主要原因是因为上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用。
答案:(1)增大 (2)K值越大,电离出的氢离子浓度越大,所以酸性越强 (3)H3PO4 HPO
(4)K1?K2?K3 上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用
课时跟踪检测(十六) 强电解质和弱电解质
1.下列有关电解质的说法中正确的是( )
A.强电解质一定是离子化合物
B.强电解质、弱电解质的电离都是吸热过程
C.强电解质的饱和溶液一定是浓溶液
D.强电解质在水中一定能全部溶解
解析:选B 强电解质不一定是离子化合物,如HCl是强电解质但却是共价化合物,A错误;BaSO4是强电解质,但难溶于水,其饱和溶液是稀溶液,故C、D错误。
2.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是( )
选项
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
H3PO4
Fe(OH)3
非电解质
蔗糖
BaSO4
酒精
H2O
解析:选C A项,Fe既不是电解质,也不是非电解质;B项,NH3是非电解质,BaSO4是强电解质;D项,H2O是弱电解质,不是非电解质。
3.下列叙述中能说明某物质是弱电解质的是( )
A.熔化时不导电
B.不是离子化合物,而是共价化合物
C.水溶液的导电能力很差
D.溶液中溶质分子和电离出的离子共存
解析:选D A项,熔化时不导电只能证明是共价化合物,而不能证明是弱电解质;B项,有许多共价化合物是强电解质,如HCl、硫酸等;C项,水溶液的导电能力不仅与电解质的强弱有关,还与溶液的浓度有关;D项,弱电解质是部分电离,其溶液中既有溶质分子也有溶质电离产生的离子,而强电解质溶液中电解质则全部以离子的形式存在。
4.下列各组物质中,都是弱电解质的是( )
A.Cl2、CH3CH2OH、BaSO4 B.Mg(OH)2、H2O、HF
C.CH4、HI、NH3·H2O D.NH4Cl、H2S、CO2
解析:选B 弱酸、弱碱、水是弱电解质,B项正确;Cl2既不是电解质也不是非电解质,CH3CH2OH是非电解质,A项错误;CH4是非电解质,HI是强电解质,C项错误;D项,NH4Cl是强电解质,CO2是非电解质。
5.某固体化合物A不导电,但熔融或溶于水都能完全电离。下列关于物质A的说法中,正确的是( )
①A是非电解质 ②A是强电解质 ③A是离子化合物
④A是弱电解质
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
解析:选B 固体化合物A不导电,但熔融或溶于水完全电离,能导电,是离子化合物,也是强电解质,②、③正确。
6.下列物质的电离方程式书写正确的是( )
A.Fe(OH)2溶于水:Fe(OH)2??2OH-+Fe2+
B.NaHSO4(熔融):NaHSO4??Na++H++SO
C.H2SO3溶于水:H2SO3??2H++SO
D.AgCl溶于水:AgCl??Ag++Cl-
解析:选A B项,在熔融状态下HSO不电离,错误;C项,H2SO3是二元弱酸,应分步电离,错误;D项,AgCl是强电解质,溶于水的部分完全电离,应用“===”号,错误。
7.将0.01 mol的下列物质分别加入(或通入)到100 mL水中,假设溶液体积变化不计,水溶液的导电能力最强的是( )
A.HF B.NH4HCO3
C.BaSO4 D.NH3
解析:选B BaSO4虽然是强电解质,但在水溶液中溶解的BaSO4少,Ba2+、SO浓度均很小,BaSO4水溶液导电能力弱;HF、NH3·H2O是弱电解质,在水溶液中部分电离,其导电能力不如同浓度强电解质强,NH4HCO3是强电解质,与同浓度的弱电解质相比,其导电能力强。
7.用食用白醋(醋酸浓度约为1 mol·L-1)进行下列实验,能证明醋酸为弱电解质的是( )
A.白醋中滴入石蕊溶液呈红色
B.白醋加入豆浆中有沉淀产生
C.蛋壳浸泡在白醋中有气体放出
D.白醋中c(H+)=0.01 mol·L-1
解析:选D D项,表明醋酸不能完全电离,只有少部分电离,正确;A项和C项,表明醋酸显酸性;B项,表明醋酸是电解质,将电解质加入胶体溶液中,有沉淀产生。
8.现有①硫酸铜晶体、②碳酸钙固体、③纯磷酸、④硫化氢、⑤三氧化硫、⑥金属镁、⑦石墨、⑧固态苛性钾、⑨氨水、⑩熟石灰固体。
(1)其中属于强电解质的是________(填序号,下同);
(2)属于弱电解质的是_________________________________________________;
(3)属于非电解质的是_________________________________________________;
(4)既不是电解质,又不是非电解质的是________;
(5)能导电的是________________________。
解析:(1)强电解质是溶于水全部电离的电解质,①②⑧⑩是强电解质;
(2)③④是溶于水部分电离的电解质,属弱电解质;
(3)⑤属于化合物,它的水溶液虽然导电,但并不是它自身电离使溶液导电,所以是非电解质;
(4)⑥⑦都是单质,⑨是混合物,既不是电解质也不是非电解质;
(5)⑥⑦中均有能够自由移动的电子,⑨中有能够自由移动的离子,能导电,其他物质都没有自由移动的电荷,所以不导电。
答案:(1)①②⑧⑩ (2)③④ (3)⑤ (4)⑥⑦⑨
(5)⑥⑦⑨
9.有下列物质的溶液①CH3COOH,②HCl,③H2SO4,④NaHSO4。
(1)若四种溶液的物质的量浓度相同,其c(H+)的大小比较为____________________(用序号表示,下同)。
(2)若四种溶液的c(H+)相同,其物质的量浓度的大小比较为____________________。
解析:②③④均为强电解质,能完全电离出H+,而①为弱电解质,部分电离出H+。
答案:(1)③>②=④>① (2)①>②=④>③
10.某化学兴趣小组按图示组装好实验装置,一支胶头滴管盛有盐酸,另一支胶头滴管盛有同体积、同浓度的醋酸。实验时同时完全捏扁a、b的胶头,观察实验现象。
(1)装置A、B中用红墨水而不用水的原因是_____________________
_________________________________________________________。
(2)实验开始前两溶液的H+浓度的大小:盐酸________(填“>”“<”或“=”)醋酸,证明________为弱电解质。
(3)实验刚开始时,发现装置A中的长导管液面上升的比装置B的要高,则胶头滴管a中盛的是________。
(4)两装置反应刚结束时(无固体剩余),发现装置A中的长导管液面比装置B中的高,静置一会后两装置中的长导管液面均有所下降,最终液面高度________(填“相同”、“A中的高”或“B中的高”)。
解析:盐酸为强电解质,完全电离,醋酸为弱电解质,部分电离,所以相同物质的量浓度的两溶液,盐酸溶液中c(H+)大,与等量的Zn粒反应时单位时间内放出热量多,产生的H2多,所以装置中气体压强大,长导管中液面上升的快,但最终温度下降且二者产生的H2的量相同,所以液面高度相同。该实验中为便于观察导管中液面高度的变化,现象明显,装置A、B中用红墨水。
答案:(1)便于观察长导管中液面高度的变化
(2)> 醋酸 (3)盐酸 (4)相同
1.下列关于强、弱电解质的叙述中,错误的是( )
A.强电解质在溶液中完全电离,不存在电离平衡
B.在溶液里导电能力强的电解质是强电解质,导电能力弱的电解质是弱电解质
C.同一弱电解质的溶液,当温度、浓度不同时,其导电能力也不同
D.纯的强电解质在液态时,有的导电,有的不导电
解析:选B B项是错误的,如强电解质的稀溶液可能比弱电解质的浓溶液导电能力弱。
2.下列电离方程式中正确的是( )
A.NH3·H2O??NH+OH-
B.KClO3===K++Cl-+3O2-
C.CH3COOH===CH3COO-+H+
D.NaOH??Na++OH-
解析:选A B中ClO不可拆,C中应用可逆号??,D中完全电离,不能用??。
3.下列叙述正确的是( )
A.碳酸钙难溶于水,放入水中水溶液不导电,且碳酸钙960 ℃时分解不存在熔融状态导电的性质,故CaCO3是非电解质
B.CO2溶于水后得到的水溶液导电,所以CO2是电解质
C.BaSO4在水中溶解度很小,所以BaSO4是弱电解质
D.H3PO4晶体在熔融状态下不导电,但溶于水后其水溶液能导电,故H3PO4是电解质
解析:选D 电解质在熔化状态或在水溶液中导电的实质是化合物在这种条件下发生电离,产生自由移动的离子,而且只有离子浓度达到一定程度才能表现出“导电”这一宏观现象。因此判断一化合物是否为电解质关键是看它是否能发生电离,而且离子是否是它本身电离出来的。CaCO3、BaSO4虽难溶,但溶解部分完全电离,应是强电解质,CO2是非电解质。
4.在测定电解质溶液的导电性装置(如图所示)中,若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液,则灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮的是( )
A.盐酸中逐滴加入食盐溶液
B.硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C.硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
D.醋酸中逐滴加入氨水
解析:选C 灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮,即导电能力亦即溶液中自由移动离子的浓度由大变小,至很小(几乎不导电),又变大,向硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液符合。
5.对下列物质:①镁铝合金 ②石墨 ③熔融氯化钠 ④氯化氢 ⑤稀硫酸 ⑥氨水 ⑦白磷 ⑧硫酸钡 ⑨冰醋酸 ⑩纯碱
分类不正确的是( )
A.Ⅰ包含的物质有③④⑧⑩
B.Ⅱ中包含的物质是③
C.Ⅲ中包含的物质是①②③⑤⑥
D.Ⅳ中包含的物质是⑥⑦⑨
解析:选D 氨水是混合物,白磷是单质,所以两者既不是电解质也不是非电解质;冰醋酸是弱电解质,但冰醋酸不导电。
6.下列叙述中正确的是( )
A.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
B.因为醋酸是弱电解质,盐酸是强电解质,因而中和等体积等物质的量浓度的醋酸和盐酸时,中和盐酸消耗的氢氧化钠比中和醋酸多
C.足量锌分别和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸反应,产生H2的量相等,放出H2的速率不等
D.物质的量浓度相同的磷酸钠溶液和磷酸溶液中,PO物质的量浓度相同
解析:选C 电解质溶液导电能力决定于自由移动的离子浓度的大小,如很稀的H2SO4溶液的导电能力不一定比浓氨水的导电能力强,A错误;等物质的量的CH3COOH与盐酸可供中和的H+数目相同,只不过在中和时,醋酸溶液中的H+是逐渐电离出来直至被完全中和的,B错误;物质的量浓度相同的CH3COOH与HCl产生H2的量相同,由于CH3COOH是弱酸,二者的速率不相等,C正确;H3PO4是弱酸,各步电离均不完全,产生的PO少,D错误。
7.下列关于纯净物、混合物、强电解质、弱电解质、非电解质的组合正确的是( )
选项
纯净物
混合物
强电解质
弱电解质
非电解质
A
大理石
玻璃
氯化钾
高氯酸
干冰
B
盐酸
水煤气
硫酸
醋酸
氯气
C
明矾
水泥
苛性钠
亚硫酸
熟石灰
D
冰醋酸
漂白粉
BaSO4
氟化氢
氨气
解析:选D A项大理石为混合物、高氯酸是强电解质;B项盐酸是混合物、氯气是单质既不是电解质也不是非电解质;C项熟石灰是电解质。
8.0.1 mol·L-1的HCl与0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液相比较,下列说法不正确的是( )
A.含H+的物质的量,盐酸大于醋酸
B.分别与锌反应,产生H2的物质的量不一定相等
C.分别与镁反应,反应速率盐酸大于醋酸
D.含H+的物质的量浓度,盐酸大于醋酸
解析:选A HCl是强电解质,CH3COOH是弱电解质,HCl完全电离,CH3COOH部分电离,则浓度同为0.1 mol·L-1的溶液中,c(H+):盐酸大于醋酸,D项正确;c(H+)越大,与金属镁的反应速率越大,C项正确;由于只知浓度不知体积,因此,H+的物质的量不能比较,同时,产生H2的物质的量也不能计算,A错误,B正确。
9.课题式学习是研究性学习的一种基本方式,其学习模式为
某化学兴趣小组在学习了电解质的有关知识后,老师提出了一个“电解质水溶液导电能力的强弱的影响因素”的课题。让该小组来完成课题的研究,已知HCl在水中能完全电离。
(1)该小组同学首先用密度为1.049 g·cm-3的乙酸(CH3COOH)和质量分数为36.5%、密度为1.18 g·cm-3的浓盐酸分别配制1 mol·L-1CH3COOH溶液和1 mol·L-1HCl溶液各500 mL,则他们应该量取乙酸和浓盐酸的体积分别为__________和__________。
(2)他们首先用如图所示装置测1 mol·L-1的CH3COOH溶液和1 mol·L-1HCl溶液的导电能力,接通电源后发现与HCl溶液相连的灯泡较亮,有同学认为乙酸是弱电解质,你________(填“同意”或“不同意”)他的观点,通过该现象你得到的结论是
_______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)他们又用上述装置测物质的量浓度相同的CuSO4溶液和NaOH溶液的导电能力,接通电源后发现与CuSO4溶液相连的灯泡较亮,有同学认为NaOH是弱电解质,你________(填“同意”或“不同意”)他的观点,通过该现象你得到的结论是______________________。
(4)通过上述探究实验,你能得到的结论是__________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)据溶质守恒,则有:1.049 g·cm-3V1=
1 mol·L-1×0.5 L×60 g·mol-1,解得V1=28.6 mL;
mol·L-1·V2=1 mol·L-1×0.5 L,解得V2=42.4 mL。
(2)因为HCl、CH3COOH均为一元酸,而HCl溶液导电性强,说明其中自由移动离子数目多,则CH3COOH是弱电解质。
(3)因为CuSO4溶液中阴、阳离子所带电荷数目多,故其电解质溶液导电性强,但不能说明NaOH是弱电解质。
(4)通过该探究实验,说明溶液的导电性由单位体积内自由移动离子数目和所带电荷数共同决定。
答案:(1)28.6 mL 42.4 mL
(2)同意 阴、阳离子所带电荷数目相同时,单位体积内自由移动离子数目越大,电解质溶液的导电能力越强
(3)不同意 当单位体积内自由移动离子数目相同时,阴、阳离子所带电荷数目越多,电解质溶液的导电能力越强
(4)电解质溶液的导电能力是由单位体积内自由移动离子数目和离子所带电荷数目共同决定的
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同课章节目录
专题一 化学反应与能量变化
第一单元 化学反应中的热效应
第二单元 化学能与电能的转化
第三单元 金属的腐蚀与防护
专题二 化学反应速率与化学平衡
第一单元 化学反应速率
第二单元 化学反应的方向和限度
第三单元 化学平衡的移动
专题三 溶液中的离子反应
第一单元 弱电解质的电离平衡
第二单元 溶液的酸碱性
第三单元 盐类的水解
第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡
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