1、第八章水溶液中的离子平衡教师用书第27讲弱电解质的电离平衡考纲要求1.了解电解质的概念，了解强电解质和弱电解质的概念。2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。3.理解弱电解质在水中的电离平衡，能利用电离平衡常数进行相关计算。考点一弱电解质的电离平衡1弱电解质(1)概念(2)与物质类别的关系强电解质主要包括强酸、强碱和大多数盐。弱电解质主要包括弱酸、弱碱、少数盐和水。2弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立在一定条件(如温度、浓度)下，当电离的速率和离子结合为分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态。(2)电离平衡的特征(3)外界条件对电离平衡的影响浓度：在一定温度下，同一弱电解质溶
2、液，浓度越小，越易电离。温度：温度越高，电离程度越大。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。反应效应：加入与体系中能反应的微粒，电离平衡发生移动。1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)强电解质溶液中不存在溶质分子，弱电解质溶液中存在溶质分子()(2)氨气溶于水，当NH3H2O电离出的c(OH)c(NH)时，表明NH3H2O电离处于平衡状态()(3)室温下，由0.1 molL1一元碱BOH的pH10，可知溶液中存在BOH=BOH()(4)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()(5)稀释弱电解质溶液时，所有粒子浓
3、度都一定会减小()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2以0.1 mol/L的醋酸溶液为例填写下表：平衡移动方向平衡常数Kan(H)c(H)导电性加水稀释正向不变增大减小减弱加冰醋酸正向不变增大增大增强升温正向增大增大增大增强加CH3COONa(s)逆向不变减小减小增强加NaOH(s)正向不变减小减小增强3.试用平衡移动原理、Qc分别解释弱电解质溶液加水稀释时平衡移动的方向(以CH3COOH电离平衡为例)。答案：稀释弱电解质溶液时，溶液总浓度减小，电离平衡将向着增大溶液总浓度的正方向移动。稀释一倍时，QcKa，此时Qcc(NH)Cc点：pH可能大于7Da点到c点，溶液pH增大是因为醋酸铵水解显
4、碱性B醋酸是弱电解质，0.01 molL1的醋酸溶液中c(H)2，A错误。b、c点为CH3COOH和CH3COONH4的混合溶液，而CH3COONH4溶液显中性，CH3COOH电离使溶液显酸性，则混合溶液的pHc(OH)，结合电荷守恒推知，c(CH3COO)c(NH)，B正确，C错误。a点到c点，溶液的pH增大，其原因是醋酸是弱电解质，溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COOH，向醋酸溶液中加入醋酸铵固体，c(CH3COO)增大，醋酸的电离平衡逆向移动，则溶液中的c(H)减小，溶液的pH增大，室温下，醋酸铵的水溶液pH7，即醋酸铵溶液显中性，D错误。题组二平衡移动，结果变化，判采取措施4
5、(2019山东菏泽期末)在氨水中存在电离平衡：NH3H2ONHOH。下列情况能引起电离平衡正向移动的有()加水加NaOH溶液通入HCl加CH3COOH加NH4Cl固体A BC DC加水稀释促进NH3H2O的电离，电离平衡正向移动，符合题意；加NaOH溶液，溶液中c(OH)增大，NH3H2O的电离平衡逆向移动，不符合题意；通入HCl或加CH3COOH，均有H与OH反应生成H2O，溶液中c(OH)减小，NH3H2O的电离平衡正向移动，、符合题意；加NH4Cl固体，溶液中c(NH)增大，NH3H2O的电离平衡逆向移动，不符合题意。5已知0.1 molL1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3
6、COOH，要使溶液中c(H)/c(CH3COOH)的值增大，可以采取的措施是()加少量烧碱溶液升高温度加少量冰醋酸加水A BC DC本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动，但会使c(H)/c(CH3COOH)的值减小。题组三电离平衡与溶液的导电性6在醋酸溶液中滴入稀氨水，溶液的导电能力发生变化，其导电能力(I)随加入氨水的体积(V)的变化曲线是()A在醋酸中加入稀氨水，发生反应NH3H2OCH3COOH=CH3COONH4H2O，NH3H2O和CH3COOH是弱电解质，而CH3COONH4是强电解质，所以开始阶段溶液的导电能力逐渐增强；醋酸反应完全后，随着稀氨水的加入，溶液被稀释，导
7、电能力又逐渐下降，A正确。7(2019江西奉新一中期末)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。下列有关说法正确的是()A三点溶液中c(CH3COO)：abcB三点溶液中醋酸的电离程度：bacC三点溶液用等浓度的KOH溶液中和，消耗KOH溶液的体积：abcD若使b点溶液的pH增大，可采取的措施是稀释溶液或加入CH3COONa固体D溶液的导电能力越强，溶液中离子的浓度越大，由图可知，导电能力：bac，则溶液中c(CH3COO)：bac，A错误。加水稀释，醋酸的电离平衡正向移动，电离程度增大，故醋酸的电离程度：abH2CO3H2SHClO(2)S2COClOHSH
8、COHCOO(3)ClOCO2H2O=HClOHCO题组一有关电离常数的定性分析1(2019山西范亭中学考试)相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是()酸HXHYHZ电离常数Ka910791061102A.三种酸的酸性强弱关系：HXHYHZB反应HZY=HYZ能够发生C相同温度下，浓度均为0.1 molL1的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液的pH最大D相同温度下，1 molL1HX溶液的电离常数大于0.1 molL1HX溶液的电离常数BKa越大，说明酸性越强，根据表中数据可知，三种酸的酸性强弱关系是HZHYHX，A项错误；根据A项分析及强酸制弱酸的原理知，反应HZY=HYZ能
9、够发生，B项正确；一元酸的Ka越小，其对应盐的水解程度越大，根据盐类水解的规律越弱越水解，知三种钠盐中pH最大的是NaX，C项错误；电离常数只受温度的影响，相同的温度下，HX的电离常数不变，D项错误。2(2019河南信阳一高期末)已知：在25 时，次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如下表：弱电解质电离平衡常数(Ka)HClOKa4.7108H2CO3Ka14.2107Ka25.61011H2SO3Ka11.54102Ka21.02107下列微粒在溶液中不能大量共存的是()ASO、HCO BClO、HCOCHSO、CO DHClO、HCOC根据表中电离平衡常数可知，酸性：H2SO3H2CO3HS
10、OHClOHCO；根据“较强酸制取较弱酸”的复分解反应规律，判断溶液中微粒能否大量共存。由于酸性：HSOHCO，则SO、HCO不能反应，可以大量共存，A不符合题意；酸性：HClOHCO，则ClO、HCO不能反应，可以大量共存，B不符合题意；由于酸性：HSOHCO，则HSO、CO反应生成SO和HCO，不能大量共存，C符合题意；由于酸性：H2CO3HClO，HClO、HCO不能反应，可以大量共存，D不符合题意。3体积为10 mL pH2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程中pH变化如图所示，则HX的电离平衡常数_(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数；理由是_
11、。解析：稀释100倍，HX、CH3COOH溶液的pH变化均小于2，二者均为弱酸，酸性HXCH3COOH。答案：大于稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大，酸性强，电离平衡常数大题组二有关电离常数的定量计算4常温下0.1 molL1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)(1)_；(2)_；(3)_；(4)_。答案：(1)变小(2)不变(3)变大(4)不变5常温下，将a molL1 CH3COONa溶于水配成溶液，向其中滴加等体积的b molL1的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发)，用含a和b的代数式表示醋酸的
12、电离常数Ka_。答案：6在一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下，将a molL1的醋酸与b molL1 Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2)c(CH3COO)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka_(用含a和b的代数式表示)。答案： 7(2019河北石家庄联考节选)改变0.1 molL1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中的H2A、HA、A2的物质的量分数(X)随pH的变化如图所示已知(X)，lgK2(H2A)_。解析：可由图中pH4.2的交叉点进行计算，此时c(HA)c(A2)，则K2(H2A)c(H)104.2，所以，lgK2(H2A)4.2。答案
13、：4.2有关电离平衡常数计算的答题模板(以弱酸HX为例)HXHX起始/molL1：c(HX) 0 0平衡/molL1：c(HX)c(H) c(H) c(H)则K由于弱酸只有极少一部分电离，c(H)的数值很小，可做近似处理：c(HX)c(H)c(HX)。则K或c(H) 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比较项目酸c(H)pH中和碱的能力与活泼金属反应产生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比较项目酸c(H)c(酸)中和碱的能力
14、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)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值的盐酸、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，醋酸加入的水多一、画图像集训1相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸(1)加入足量的Zn，在甲中画出H2体积的变化图像；(2)加水稀释，在乙中画出pH值的变化图像。答案：集训2相同体积、相同pH值的盐酸和醋酸(1)加入足量的Zn，在丙中画出H2体积的变化图像；(2)加
15、水稀释，在丁中画出pH值的变化图像。答案：集训3(2019河北保定调研)在体积均为0.5 L、pH均等于1的盐酸、醋酸溶液中，分别投入1.4 g铁粉，则下图所示曲线比较符合客观事实的是()B在体积均为0.5 L、pH均为1的盐酸、醋酸溶液中，投入1.4 g(0.025 mol)铁粉，HCl恰好完全反应，醋酸过量，则产生氢气的物质的量相同，A项错误；开始时盐酸和醋酸溶液中氢离子浓度相同，二者反应速率相同，随着反应进行，盐酸中氢离子浓度减小，醋酸溶液中氢离子浓度也减小，但没有电离的醋酸不断电离，使醋酸溶液中氢离子浓度大于盐酸中氢离子浓度，故醋酸溶液与铁反应生成H2的速率比盐酸快，反应完全所用时间短
16、，B项正确；C项错误；醋酸溶液中H有剩余，D项错误。二、强酸(碱)与弱酸(碱)的比较集训4(2019山东临沂罗庄区月考)25 ，两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释，溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是()AMOH是一种弱碱B在x点：c(M)c(R)C稀释前，c(MOH)10c(ROH)D稀释前，MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH)：前者是后者的10倍B由图可知，两溶液分别稀释100倍，MOH溶液的pH减小2，ROH溶液的pH减小1，则MOH是强碱，ROH是弱碱，A错误。x点两溶液的pH相等，则两溶液中c(H)、c(OH)分别相等；据电荷守恒可得：c(M)c(H)c(OH)
17、、c(R)c(H)c(OH)，从而推知x点时c(M)c(R)，B正确。MOH是强碱，起始溶液的pH13，则有c(MOH)0.1 molL1；ROH是弱碱，部分电离，起始溶液的pH12，则有c(ROH)0.01 molL1，从而可知稀释前，c(MOH)D两溶液分别加水稀释10倍，稀释后溶液的pH：c(NaOH)，等体积的两溶液分别与0.01 molL1的盐酸完全中和，氨水消耗盐酸的体积大，C正确。两溶液加水稀释时，氨水中NH3H2O的电离平衡正向移动，溶液中c(OH)变化小，故稀释10倍后氨水的pH大，D错误。集训6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
18、，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_。解析：解答本题要注意以下三点：(1)HCl、H2SO4都
19、是强酸，但H2SO4是二元酸。(2)CH3COOH是弱酸，在水溶液中不能完全电离。(3)醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COOH的电离平衡。答案：(1)bac(2)bac(3)cab(或ca2b)(4)cab(5)abcabc(6)cab搭建思维平台法比较酸(碱)的强弱我们在做有关强酸与弱酸、强碱与弱碱比较的试题时，不妨用假设法给自己搭建一个平台，用这个平台进行分析。 三、判断弱酸(碱)的方法集训7(2019江西南昌八一中学期末)下列事实能说明HNO2是弱电解质的是()25 时，NaNO2溶液的pH大于7；用HNO2溶液做导电性实验，灯泡很暗；HNO2溶液不与Na2SO4溶液反应；25 时，
20、0.1 molL1HNO2溶液的pH2.1。A BC DC25 时，NaNO2溶液的pH大于7，说明NO发生了水解反应，则HNO2是弱电解质，符合题意；用HNO2溶液做导电性实验，灯泡很暗，说明溶液中离子浓度较小，但由于未与等浓度盐酸等作比较，故不能判断HNO2是否为弱电解质，不符合题意；HNO2溶液不与Na2SO4溶液反应，只能说明HNO2的酸性比H2SO4弱，但不能说明HNO2一定是弱酸，即不能说明HNO2是弱电解质，不符合题意；25 时，0.1 molL1HNO2溶液的pH2.1，则溶液中c(H)102.1molL11。角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动，如pH1的C
21、H3COOH加水稀释10倍后，1pH7 1(2011课标全国卷，10)将浓度为0.1 molL1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是()Ac(H) BKa(HF)C. DDHF溶液加水稀释，HF的电离平衡向右移动，n(H)增大、n(HF)减小，所以增大。2(2019全国卷，11)设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH2的H3PO4溶液，下列说法正确的是()A每升溶液中的H数目为0.02NABc(H)c(H2PO)2c(HPO)3c(PO)c(OH)C加水稀释使电离度增大，溶液pH减小D加入NaH2PO4固体，溶液酸性增强B本题考查阿伏加德罗常数、电离平衡及其影响因素等，考查的核心素
22、养是变化观念与平衡思想。pH2的H3PO4溶液中c(H)102 molL1，每升溶液中所含N(H)0.01NA，A错误；由电荷守恒知，该H3PO4溶液中存在c(H)c(H2PO)2c(HPO)3c(PO)c(OH)，B正确；加水稀释能促进H3PO4的电离，使其电离度增大，由于以增大溶液体积为主，导致溶液中c(H)减小，溶液pH增大，C错误；向H3PO4溶液中加入NaH2PO4固体，溶液中c(H2PO)增大，促使平衡H3PO4HH2PO逆向移动，抑制H3PO4电离，溶液酸性减弱，D错误。3(2019天津，5)某温度下，HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0104和1.7105。将pH和体
23、积均相同的两种酸溶液分别稀释，其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是()A曲线代表HNO2溶液B溶液中水的电离程度：b点c点C从c点到d点，溶液中保持不变(其中HA、A分别代表相应的酸和酸根离子)D相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后，溶液中n(Na)相同C由电离常数的值可知酸性：HNO2CH3COOH，则曲线代表CH3COOH溶液，曲线代表HNO2溶液，A项错误；当稀释相同倍数时，b点溶液中c(H)大于c点，对水的电离的抑制作用：b点c点，所以水的电离程度：b点c(HNO2)，同体积的两种酸溶液分别与NaOH恰好中和后，溶液中n(Na)不同，D项错误。42017全国卷，28
24、(1)下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_(填标号)。A氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以B氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C0.10 molL1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D氢硫酸的还原性强于亚硫酸DA能：氢硫酸不能与NaHCO3溶液反应，说明酸性：H2SH2CO3；而亚硫酸能，则说明酸性：H2SO3H2CO3。B能：相同浓度时导电能力越强，说明溶液中离子浓度越大，酸的电离程度越大，故可判断酸性：H2SH2SO3。C能：pH：H2SH2SO3，则c(H)：H2SH2SO3，故酸性：H2SH2SO3。D不能：还原性的强弱与酸的强弱无必然联系。5(2017
25、全国卷，12)改变0.1 molL1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中H2A、HA、A2的物质的量分数(X)随pH的变化如图所示已知(X)。下列叙述错误的是()ApH1.2时，c(H2A)c(HA)BlgK2(H2A)4.2CpH2.7时，c(HA)c(H2A)c(A2)DpH4.2时，c(HA)c(A2)c(H)DA对：根据题给图像，pH1.2时，H2A与HA的物质的量分数相等，则有c(H2A)c(HA)。B对：根据题给图像，pH4.2时，HA与A2的物质的量分数相等，K2(H2A)c(H)104.2，则lgK2(H2A)4.2。C对：根据题给图像，pH2.7时，H2A与A2的物质的量分数相等
26、，且远小于HA的物质的量分数，则有c(HA)c(H2A)c(A2)。D错：根据题给图像，pH4.2时，HA与A2的物质的量分数相等，c(HA)c(A2)，且c(HA)c(A2)约为0.1 molL1，c(H)104.2molL1，则c(HA)c(A2)c(H)。6(2015全国卷，13)浓度均为0.10 molL1、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是()AMOH的碱性强于ROH的碱性BROH的电离程度：b点大于a点C若两溶液无限稀释，则它们的c(OH)相等D当lg2时，若两溶液同时升高温度，则增大D由图可知MOH溶液稀释104倍时pH改变了4个单位，而ROH溶液稀释104倍时pH改变小于4个单位，所以MOH是强碱，ROH是弱碱，A项正确；加水稀释促进电离，ROH的电离程度b点大于a点，B项正确；若两溶液无限稀释，则两溶液接近中性，二者氢氧根离子浓度相等，C项正确；当稀释100倍时，同时加热，MOH中c(M)不变，加热促进ROH电离，c(R)增大，减小，D项错误。