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难溶电解质的溶解平衡和水的离子积考点及典例

时间:2014-01-28


课题 强弱电解质的判断,水的离子积常数 教学目标 教学重点 1.认识电解质有强弱之分,能应用化学平衡理论描述弱电解质在水溶液中的电离平衡 2.知道水是一种弱电解质,在一定温度下,水的离子积是常数 强弱电解质的判断,水的离子积常数 一.导入 第二章已学习了化学平衡原理,本章学习水溶液中的离子平衡。离子平 衡知识与化学平衡知识密切相关,尤其是化学平衡的建立和平衡移动原理 等知识及其学习方法,可直接用来指导对离子平衡的学习。因此,本章是 化学平衡学习的继续与拓展。对电离平衡,水解平衡和溶解平衡的掌握, 是对中学化学的平衡理论的丰富和完善。本章是高中化学的重要内容之一, 是中学化学基础理论的重要部分,也是同学们整个中学阶段学习的难点。 二.考点,典例和变式 考点一 强弱电解质的判断 电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物(酸,碱,盐和部分金 属氧化物) 非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物(非金属氧化物, 大部分有机物) ①电解质和非电解质均指化合物,单质和混合物既不属于电解质也不属于 非电解质。 ②电解质必须是自身能直接电离出自由移动的离子的化合物。 ③对于电解质来说,只须满足一个条件即可,而对非电解质则必须同时满 足两个条件。 例如:H2SO4、NaHCO3、NH4Cl、Na2O、Na2O2、Al2O3 注意:单质和混合物不是电解质也不是非电解质 强电解质:溶于水或熔融状态下几乎完全电离的电解质 弱电解质:溶于水或熔融状态下只有部分电离的电解质 例如 醋酸是弱酸,醋酸在溶液中就只是部分电离而不是全部电离 例 1 下列物质:1.石墨 2.三氧化硫 3.液态氯化氢 4.氯气 5.熔融的硫酸钾 6.食盐晶体 7.硫酸溶液 8. 乙醇 9.冰醋酸 10.NH3.H2O,其中能够导电的是 ( ) ,强电解质的是( ) ,弱电解质的是( ) , 非电解质的是( ) 解析 有自由移动的离子或自由电子的物质才能导电,石墨中存在自由移动 的电子,熔融的硫酸钾,硫酸溶液中存在自由移动的离子,所以 1.5.7 可以 导电。强电解质是指能够完全电离的电解质,3 液态氯化氢,5 熔融的硫酸 钾,6 食盐晶体都是强电解质。9.10 在水中不能完全电离,属于弱电解质。 非电解质是在水溶液中和熔融状态下都不导电的化合物,其中 2 三氧化硫, 8 乙醇符合,他们属于非电解质。4 氯气属于单质,它即不是电解质也不是 非电解质,7 硫酸溶液是混合物,它即不是电解质也不是非电解质,7 硫酸 溶液时混合物,它不是电解质也不是非电解质 答案 1.5.7 3.5.6 9.10 2.8 变式练习 (上海高考题)下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是( A.CH3COOH B.Cl2 C.NH4HCO3 D.SO2 ) 。 学生活动

教学内容

(全国高考题)甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是( A.1mol/L 甲酸溶液的 c(H )=10 mol/L B.甲酸以任意比与水互溶 C.10mL 1mol/L 甲酸恰好与 10mL 1mol/L NaOH 溶液完全反应 D.在相同条件下,甲酸溶液的导电性比一元强酸溶液的弱
+ -2

) 。

解析:如果甲酸是强酸,将完全电离,则在 1mol/L 溶液中 c(H+)=1mol/L, 而题目中 c(H+)约为 0.01mol/L 远小于 1mol/L,说明甲酸只部分电离,是弱 电解质。B 只叙述了甲酸在水中的溶解性,而电解质的强弱与溶解性无关。 C 项因强酸,弱酸都能与碱按化学计量比定量反应,只说明甲酸是一元酸, 不能说明酸的强弱。D 项没有指明甲酸的浓度,也没有与强酸对比,所以 无法证明它是弱电解质 答案 A 注意:强弱与溶解度无关。如 BaSO4、CaCO3 等 电解质的强弱与溶液的导电能力没有必然联系。 导电性强弱与离子浓度(与溶液浓度和电离程度)和离子所带电荷有关 [例 2] 把 0.05molNaOH 固体分别加入到 100mL 下列液体中, 溶液的导电能 力变化最小的是( ) A. 自来水 B. 0.05mol/L 盐酸 C. 0.5mol/L 醋酸溶液 D. 0.5mol/L KCl 溶液 答案:B 解析:考虑加入物质对原溶液导电性的影响和弱电解质的平衡问题。 A. 自来水从导电比较差,变为可以导电 B. 反应前盐酸浓度.05M,反应后氯化钠浓度为.05M 导电性几乎不变 C. 反应前醋酸浓度.05M,但是由于其实弱电解质,不完全电离,导电 性较差,反应后醋酸钠浓度.05M,强电解质,完全电离,导电性增 强 D. 氯化钠溶液本来导电性就比较强,加入以后两者不反应,导电能力 更强 考点二 弱电解质的电离平衡 1、定义和特征 ⑴电离平衡的含义 在一定条件(如温度、浓度)下,弱电解质分子电离成离子的速率与离子 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。 任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡,达到平衡时,弱电解质具 有该条件下的最大电离程度。 ⑵电离平衡的特征 ①逆:弱电解质的电离过程是可逆的,存在电离平衡。 ②等:弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等。 ③动:弱电解质电离成离子和离子结合成分子的速率相等,不等于零, 是动态平衡。 ④定:弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液里离子的浓度、分子

的浓度都不再改变。 ⑤变:外界条件改变时,平衡被破坏,电离平衡发生移动。 例如:醋酸是弱电解质,醋酸跟和氢离子在溶液中共存,但不能大量共存 我们知道,醋酸加入水中,在水分子的作用下,醋酸会电离成醋酸跟和氢 离子,与此同时,电离出的醋酸跟和氢离子又会结合成醋酸分子,随着醋 酸分子的电离,醋酸分子的浓度逐渐减小,而醋酸根和氢离子浓度会逐渐 增大,所以醋酸的电离速率会逐渐减小,醋酸根和氢离子结合成醋酸分子 的速率逐渐增大,即醋酸的电离是可逆的。醋酸根和氢离子在溶液中共存, 但不能大量共存。在醋酸电离成离子的同时,离子又重新结合成分子。但 分子电离成离子的速率等于离子结合成分子的速率时,就达到了电离平衡。 考点三 影响电离平衡的因素 ⑴浓度:越稀越电离 在醋酸的电离平衡 CH3COOH c(CH3COO-)变小 加入少量冰醋酸,平衡向右移动, c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)增 大,但电离程度变小 ⑵温度:T 越高,电离程度越大 ⑶同离子效应 加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,使电离平衡向逆反应方向 移动。 ⑷化学反应 加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使平衡向电离方向 移动。 例题 2 某浓度的氨水中存在下列平衡: NH3.H2O=NH4++OH-,如果增大 NH4+ 的浓度,而不增大 OH-的浓度,应采取的措施是() A. 适当升高温度 B.加入氯化铵固体 C.通入氨气 D.加入少量盐酸 解析 升高温度, 平衡向右移动, c(NH4+),c(OH-)d 都增大; 加入氯化铵固体, 相当于增大 c(NH4+),平衡左移,c(OH-)减小,但 c(NH4+)仍较原来大,因平 衡移动只能减小其增大的程度,而不能抵消它增大的部分;通入氨气平衡 向右移动,c(NH4+),c(OH-)都增大;加入少量盐酸,氢离子与氢氧根离子反 应,使 c(OH-)减小,平衡向右移动,c(NH4+)增大 答案 BD 练习 (南昌测试题)在 CH3COOH CH3COO-+H+的电离平衡中,要 ) 。 D.加热


CH3COO-+H+

加水稀释,平衡向右移动,电离程度变大,但 c(CH3COOH) 、 c(H+) 、

使电离平衡右移,且氢离子浓度增大,应采取的措施是( A.加 NaOH(s) B.加浓盐酸 C.加水 练习 0.1mol/L 的 CH3COOH 溶液中,CH3COOH 该平衡,下列叙述正确的是( ) A. 加水时,平衡向逆反应方向移动

CH3COO +H+,对于

B. 加入少量 NaOH 固体,平衡向正反应方向移动 C. 加入少量 0.1mol/L 盐酸,溶液中 c(H+)减小 D. 加入少量 CH3COONa 固体,平衡向正反应方向移动 答案:B 解析:利用平衡移动的理论和勒夏特列原理解题。 以电离平衡 CH3COOH 响可归纳为下表: 平 衡 移 动 方 向 加水稀释 向 右 向 右 向 右 向 右 向 左 向 左 向 右 向 右 减小 增多 减小 增多 增多 减 弱 增多 减小 减小 增 强 增多 增多 多 增多 增多 增多 增 增 强 增 强 减少 减少 增多 增 强 增多 增多 减小 增 强 增多 增多 增多 增 强 增多 增多 增多 增 强 增 大 减 小 增 大 增 大 减 小 减 小 增 大 增 大 c(H+) n(H+) c(Ac-) c(OH-) c(H+)/ c(HAc) 导 电 能 力 电 离 程 度 CH3COO-+H+为例,各种因素对平衡的影

加冰醋酸

增大

增多

升高温度 加 NaOH(s) 加 H2SO4(浓) 加醋酸铵 (s) 加金属 Mg 加 CaCO3(s)

增大

增多

减小

减少

增大

增多

减小

减少

减小

减少

减小

减少

(全国高考题)甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是( A.1mol/L 甲酸溶液的 c(H )=10 mol/L B.甲酸以任意比与水互溶 C.10mL 1mol/L 甲酸恰好与 10mL 1mol/L NaOH 溶液完全反应 D.在相同条件下,甲酸溶液的导电性比一元强酸溶液的弱
+ -2

) 。

解析:如果甲酸是强酸,将完全电离,则在 1mol/L 溶液中 c(H+)=1mol/L, 而题目中 c(H+)约为 0.01mol/L 远小于 1mol/L,说明甲酸只部分电离,是弱 电解质。B 只叙述了甲酸在水中的溶解性,而电解质的强弱与溶解性无关。

C 项因强酸,弱酸都能与碱按化学计量比定量反应,只说明甲酸是一元酸, 不能说明酸的强弱。D 项没有指明甲酸的浓度,也没有与强酸对比,所以 无法证明它是弱电解质 答案 A 注意:强弱与溶解度无关。如 BaSO4、CaCO3 等 电解质的强弱与溶液的导电能力没有必然联系。 导电性强弱与离子浓度(与溶液浓度和电离程度)和离子所带电荷有关 [例 2] 把 0.05molNaOH 固体分别加入到 100mL 下列液体中, 溶液的导电能 力变化最小的是( ) A. 自来水 B. 0.05mol/L 盐酸 C. 0.5mol/L 醋酸溶液 D. 0.5mol/L KCl 溶液 答案:B 解析:考虑加入物质对原溶液导电性的影响和弱电解质的平衡问题。 A 自来水从导电比较差,变为可以导电 B 反应前盐酸浓度.05M,反应后氯化钠浓度为.05M 导电性几乎不变 C 反应前醋酸浓度.05M,但是由于其实弱电解质,不完全电离,导电 性较差,反应后醋酸钠浓度.05M,强电解质,完全电离,导电性增强 D 氯化钠溶液本来导电性就比较强,加入以后两者不反应,导电能力 更强 [例 4] 在下列叙述中,能说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸的是( ) A? 将 pH=4 的盐酸和醋酸稀释成 pH=5 的溶液,醋酸所需加入的水 量多 B? 盐酸和醋酸都可用相应的钠盐与浓硫酸反应制取 C? 相同 pH 值的盐酸和醋酸溶液中分别加入相应的钠盐固体,醋酸的 pH 值变化大 D? 相同 pH 值的盐酸和醋酸分别跟锌反应时,产生氢气的起始速度相 等 答案:AC 解析:考察弱电解质电离的不同特点和平衡的移动。 A PH=4 的盐酸和醋酸,氢离子浓度都是 0.0001M,稀释成 PH=5 的溶液, 醋酸所需加入的水量多,说明醋酸发生了电离,醋酸是弱酸 B 盐酸和醋酸可用相应的钠盐与浓硫酸反应制取与盐酸是强酸,醋酸是弱 酸无关 C 在醋酸溶液中存在着醋酸的电离平衡,醋酸钠溶于水后,电离出大量的 醋酸根离子,使醋酸的电离平衡向生成醋酸的方向移动,抑制了醋酸的电 离,使醋酸的电离变小,是氢离子浓度减小,因此溶液的 PH 增大,因此证 明盐酸是强酸,醋酸为弱酸 D 相同 PH, 则氢离子浓度相同, 长生氢气的起始速率相等, 与盐酸是强酸, 醋酸是弱酸无关 3、电离方程式的书写 ⑴强电解质用=,弱电解质用 ⑵多元弱酸分步电离,多元弱碱一步到位。 H2CO3 H++HCO3-,HCO3H++CO32-,以第一步电离为主。

⑶弱酸的酸式盐完全电离成阳离子和酸根阴离子,但酸根是部分电离。 NaHCO3=Na++HCO3-,HCO3H++CO32-

⑷强酸的酸式盐如 NaHSO4 完全电离,但在熔融状态和水溶液里的电离 是不相同的。 熔融状态时:NaHSO4=Na++HSO4— 溶于水时:NaHSO4=Na++H++SO42—

三.课后作业
1. 下列电离方程式中,不正确的是(





教学内容

A. Ba(OH ) 2 Ba2++2OH B. NH3·H2O NH4++OH - - C. CH3COOH CH3COO +H+ D. AgCl=Ag++Cl 2. 下 列 物 质 中 ① NaCl 溶 液 、 ② NaOH 、 ③ H2SO4 、 ④ Cu 、 ⑤ CH3COOH、⑥ NH3· H2O、 ⑦ CO2、⑧ 乙醇、⑨ 水,____________是电 解质__________是非电解质,____________既不是电解质,也不是非电解 质。 3. 下列物质中,只能在溶于水的条件下电离的是( ) A. NH3·H2O B. H2SO4 C. CuO D. NaOH 4. 某制药厂尾气中含少量 SO2 气体,一般用 NaOH 溶液或氨水吸收,以 防污染环境。 分别用 0?1mol / L 的 NaOH 溶液或同浓度的氨水处理相同量的 尾气,两种方法所需吸收液的体积关系是( ) A? NaOH 溶液的体积大于氨水 B? NaOH 溶液的体积等于氨水 C? NaOH 溶液的体积小于氨水 D? 无法判断 5. 用 PH 均为 2 的盐酸和醋酸溶液,分别中和等体积、等物质的量浓度 的氢氧化钠溶液,当氢氧化钠恰好被完全中和时,消耗盐酸和醋酸溶液的 体积分别为 Vl 和 V2,则 Vl 和 V2 的关系正确的是( ) A. V1>V2 B. V1<V2 C. V1=V2 D. V1≤V2 6. pH 值和体积都相同的醋酸和硫酸,分别跟足量的碳酸钠溶液反应,在 相同条件下,放出二氧化碳气体的体积是( ) A? 一样多 B? 醋酸比硫酸多 C? 硫酸比醋酸多 D? 无法比 较 7. 将 0.lmol· L 醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是( ) - A. 溶液中 c(H+)和 c(OH )都减小 B. 溶液中 c(H+)增大 C. 醋酸电离平衡向左移动 D. 溶液的 pH 增大
?1

学生活动

教学反思

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