弱电解质电离：大数据建模高考化学

【高考化学·考试大纲】(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。

【课程标准·学业要求】能用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平衡。

1.判断正误。

(1)[14 全国Ⅱ,11]pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1。(　)

(2)[17 全国Ⅱ,10]乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体,说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性。(　)

2.[17 全国Ⅰ,28]下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是(　)

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

C.0.10mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1

D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸

3.[15 全国Ⅰ,13]浓度均为0.10mol·L-1、体积均为v0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随的变化如图所示。下列叙述错误的是(　)

A.MOH的碱性强于ROH的碱性

B.ROH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.当时,若两溶液同时升高温度,则增大

4.[14 全国Ⅰ,27]H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式_______________________________。

一、弱电解质电离平衡的建立

在一定条件(如温度、浓度)下,当____电解质分子电离成_____的速率和_____生成分子的速率相等时,电离过程就达到了____状态,这叫做电离平衡。弱电解质的电离平衡也是______,化学平衡原理(勒夏特列原理)同样适用于________。

二、影响电离平衡的因素

1.内因:电解质本身的性质决定了其_______的大小。越弱电离程度越小。

2.外因

(1)温度:升高温度,平衡向_______方向移动,因为电离过程中需要破坏化学键,为______过程。

(2)浓度:降低浓度,平衡向_______方向移动,因为离子相互碰撞结合为分子的几率减小。

(3)同离子效应:在弱电解质溶液中加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,平衡______移动。

以醋酸溶液为例,分析弱酸的电离平衡及其移动CH3COOHCH3COO-+H+ΔH>0(移动方向用“→”、“←”；增减用“↗”、“↘”、“不变”填写):

三、酸碱溶液稀释前后pH值的变化

1.弱酸在水溶液中存在电离平衡,溶质不能完全电离,当加水稀释时,能使电离平衡正向移动(相当于气体分解反应的减压),即弱酸的电离程度(α)增加;但溶液中c(H+)减小,减小的幅度小于相应的强酸。

2.向弱酸溶液中加入较浓的该弱酸,平衡正向移动,其电离程度(α)减小;但溶液中c(H+)增大。

3.在常温下,酸无论怎样稀释,pH都不可能>7;无限稀释,pH只能接近7。对碱稀释同理。

4.当强酸、弱酸开始的pH相同,稀释后pH值仍相同,则弱酸的稀释倍数一定大于强酸。

如:将pH=1的两种酸HA和HB稀释1000倍,如下图:

由图可知：①酸溶液稀释,pH增加;②酸性:HA>HB;③a=4,HA为强酸;④两条曲线有共同的渐近线:pH=7。

【考型1】弱电解质

1.下列判断不正确的是(　)

A.[15 重庆,3]25℃时,0.1mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱(www.xing528.com)

B.[18.11 浙江,学18]25℃时,将0.1mol·L-1的NaOH溶液加水稀释100倍,所得溶液的pH=11.0

C.[17.11 浙江,学18]在相同温度下,物质的量浓度相等的氨水、NaOH溶液,c(OH-)相等

D.[17.11 浙江,学18]在相同温度下,pH相等的盐酸、CH3COOH溶液,c(Cl-)=c(CH3COO-)

【考型2】电离平衡及其移动

2.[山东高考]25℃时,将amolNH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是______________________________(用离子方程式表示)。向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将____________(填“正向”、“不”或“逆向”)移动。

【考型3】强弱电解质的实验证明

3.[17.4 浙江,学18]室温下,下列事实不能说明NH3·H2O为弱电解质的是(　)

A.0.1mol·L-1NH3·H2O的pH小于13

B.0.1mol·L-1NH4Cl溶液的pH小于7

C.相同条件下,浓度均为0.1mol·L-1NaOH溶液和氨水,氨水的导电能力弱

D.0.1mol·Lˉ1NH3·H2O能使无色酚酞试液变红色

一、一元强酸与一元弱酸性质比较

1.对几种“浓度”概念的理解与区别

(1)“酸”：区分强酸与弱酸;一元酸与多元酸。

(2)c(HA)：区分HA溶质的浓度与HA分子的浓度。如c(HAc)(溶质或溶液)=c(HAc)(未电离或存在分子)+c(HAc)(已电离)

(3)“浓度”：区分c(H+)与c(酸)。如c(HAc)(溶质)>c(HAc)(分子)>c(H+)(溶液)

(4)“H+”：区分四种氢离子:①溶液中存在的H+;②由水电离的H+;③酸电离出的H+;④酸中能够被中和的H+。如c(H+)(溶液)=c(H+)水电离+c(H+)酸电离;能被碱中和的c(H+)=c(HAc)(溶质或溶液)

2.相同pH时,相同体积的强酸与弱酸的性质比较

3.相同浓度,相同体积的强酸与弱酸的性质比较

4.★加入物质对pH的变化分析

(1)同粒子效应:当加入物质与原溶液中的微粒相同时,用同粒子效应分析平衡移动方向。如向醋酸溶液中加入醋酸钠,分析同粒子效应,抑制醋酸的电离。

(2)当加入非同粒子效应的物质时,从中和反应中“消耗H+”或“消耗OH-”角度分析平衡移动的方向。如向甲酸溶液中加入醋酸钠,则分析醋酸根结合H+生成醋酸,促进甲酸的电离。

(3)分析pH变化的方法:一般从加入物质的酸碱性入手分析,即向溶液中加入碱性更强的物质时,溶液的pH值增加;反之减小。这种快捷方法可以避开对反应细节的分析。例如①由于醋酸钠溶液呈碱性,所以，向醋酸溶液中加入醋酸钠,溶液的pH值都增加。②但要注意酸式盐的两性，NaHCO3显碱性，向Na2CO3溶液中加入NaHCO3，溶液碱性减弱而不是增强。

“加入少量”一般理解为体积不变,能影起溶液的pH值的变化,但不改变溶液酸碱性的本性。

一定温度下,由于Kw=c(H+)·c(OH-),当溶液中c(H+)减少时,溶液中c(OH-)将必然增加,所以加水稀释时,不存在“所有”离子浓度都减小的情况。

二、判断弱电解质的方法

1.依据物质的类别进行判断

在没有特殊说明的情况下,认为盐是强电解质,强酸(HCl、H2SO4、HNO3)、强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2]和活泼金属氧化物(Na2O、Na2O2、K2O、MgO)为强电解质;弱酸、弱碱和水为弱电解质,如H2CO3、H2SO3、HClO、H2SiO3、NH3·H2O等。

2.通过判断存在电离平衡或平衡移动的移动来证明弱电解质

下列方案都能证明HA为弱酸,如:

(1)溶液存在平衡:0.1mol/L HA溶液pH>1。

(2)溶液变化时有平衡移动:pH=3的HA溶液稀释100倍,pH<5。

(3)强酸制弱酸:HCl+NaA==HA+NaCl。

(4)盐类存在水解平衡:NaA溶液pH>7。