考點31電離平衡

1．復習重點

1．強、弱電解質(zhì)的概念及電離方程式的書寫；

2．弱電解質(zhì)的電離平衡；電離平衡常數(shù)。

2．難點聚焦

（一）強電解質(zhì)、弱電解質(zhì)

 1．相互關系

 

                  否――非電解質(zhì)

   化合物                   是――強電解質(zhì)

                  能         

                            否――弱電解質(zhì)

熱或水的作用

 電解質(zhì)         自由移動離子

 

           電離       

思考：一種物質(zhì)的水溶液能導電，原物質(zhì)一定是電解質(zhì)嗎？

分析：不一定！關鍵要分清發(fā)生電離散是否要原物質(zhì)本身。有可能溶于水時就發(fā)生了化學變化

如（1）Cl2      氯水

        ↓               ↓

即不是電解質(zhì)         HCl.HclO

又不是非電解質(zhì)       發(fā)生電離

（2）CO2     碳酸溶液

      ↓                 ↓

 非電解質(zhì)            H2CO3電離

（3）Na2O    NO2OH溶液

      ↓                ↓ 

雖不是本身電離子        NaOH電離

但可在熔融態(tài)電

離，故它屬強電

解質(zhì)

2．比較強、弱電解質(zhì)

 

強電解質(zhì)

弱電解質(zhì)

電離程度

完全

部分

電離平衡

不、不可逆

有、可能

過程表示

溶液中存在的微粒

（水分子不計）

====

只有電離出的陰、陽離子，不存在電解質(zhì)分子

即有電離出的陰、陽離子（少部分），又有電解質(zhì)分子（大部分）。

電離方程式

H2SO4====2H++SO42―

CaCl2====Ca2++2Cl―

NH3?H2O       NH4++OH―

H2S      H++HS―，HS―      H++S2―

實例

絕大多數(shù)的鹽（包括難溶性鹽）；

強酸：H2SO4、HCl、HclO4等；

強堿：Ba(OH)2、Ca(OH)2等。

 

注意：多元強酸電離一步完成且完全

如  HnA====Nh++An―

而多元弱酸的電離是分步進行的，且第二步電離比第一步電離困難，第三步電離比第二步電離更困難，但每步電離都存在相應的電離平衡，因此應分步書寫電離方程式。例如磷酸的電離方程式應寫三步：

H3PO4      H++H2PO4―，  H2PO4―      H++HPO42―      HPO42―    H++PO43―，不能合并成H3PO4      3H++PO43―。由于磷酸溶液中的[H+]主要由第一步電離決定，因此磷酸的電離方程式有時也可只寫第一步。

對HnA弱酸而言，電離方程式可只考慮：

HnA        H++Hn+A―

想一想：為什么多元的酸電離下一步比上一步困難，電離程度小得多，甚至可忽略？

（二）弱電解質(zhì)的電離平衡

（1）概念

弱電解質(zhì)的電離平衡是指在一定條件下（濕度、濃度），弱電解質(zhì)電離成離子的速率和離子結合成分子的速率相等的狀態(tài)。

（2）特點

①動――動態(tài)平衡：V（聞子化）=V（分子化）≠0。在電離方程式中用“      ”表示。

②定――平衡時各組成成分一定，即平衡時溶液中離子濃度和分子濃度保持不變

③變――條件改變，平衡被打破。

（3）影響電離平衡的因素

與化學平衡一樣，外界條件的改變也會引起移動.

以0.1mol/1 CH3COOH溶液為例：

 

項目

  變化

項目

加水

升溫

加入固體

NaOH

加入無水

CH3COONa

通入氣體

HCl

加入等濃度的CH3COOH

平衡移動

右移

右移

右移

左移

左移

不移動

H+的物質(zhì)的量（mol）

增大

增大

減小

減小

增大

增大

[H+]濃度(mol)

減小

增大

減小

減小

增大

不變

PH值

增大

減小

增大

增大

減小

不變

導電能力

減弱

增強

增強

增強

增強

不變

 

 

（三）電解質(zhì)溶液導電能力的強弱與電解質(zhì)強弱影響溶液導電能力的因素：

①自由移動離子濃度的大小。（主要決定因素）濕度一定，離子濃度越在，導電能力越強。

②濕度：濕度越高，導電能力越強。（與金屬導電相反）

③離子電荷數(shù)：電荷數(shù)越高，導電能力越強。

由此可知：強電解質(zhì)溶液的導電能力不一定比弱電解質(zhì)強。

如  較濃醋酸的導電能力可比極稀HCl溶液強。 CaCO3雖為強電解質(zhì)，但溶于水所得溶液極稀，導電能力極差。

思考：若在某溶液中加入一種物質(zhì)，出現(xiàn)沉淀，則溶液的導電能力一定減弱嗎？（濕度不變）

分析：不一定。關鍵要看溶液中離子濃度有無顯著變化。如：

（1）若在H2SO4溶液中加Ba(OH)2，因生成BaSO4沉淀和極難電離的水，使溶液中離子濃度降低，導電能力降低。

（2）若在H2SO4溶液中加BaCl2，雖有沉淀BaSO4生成，但同時生成了HCl，相當于1molSO42―被2molCl―代替，故導電能力有所增強。

（3）若在HCl溶液中加AgNO3，則導電能力幾乎不變。

（四）水的電離平衡

1．  實驗證明，純水微弱的導電性，是極弱的電解質(zhì)：

2．  25℃1LH2O的物質(zhì)的量n(H2O)==55.6(mol)共有10―7mol發(fā)生電離

H2O       H++OH―

   起始(mol)  55.6       0    0

  電離(mol) 10―7        10―7   10―7

  平衡(mol)55.6－10―7     10―7   10―7

   25℃[H+]?[OH―]= 10―7=10―14=Kw的離子積常數(shù)。

2．影響Kw的因素

Kw與溶液中[H+]、[OH―]無關，與濕度有關。

水的電離為吸熱過程，所以當濕度升高時，水的電離程度增大，Kw也增大。

例如100℃，1LH2O有10―6mol電離，此時水的離子積常數(shù)為Kw=10―6?10―6=10―12.

3．影響水的電離平衡因素

（1）濕度，升濕度促進水的電離，降溫則相反

（2）向純水中引入H+或OH―，會抑制水的電離

（3）向純水中引入弱酸酸根陰離子或弱堿陽離子，將促進水的電離，此乃為鹽類水解的實質(zhì)。

3．  酸、堿、鹽溶液中水電離的定量計算。（列表比較如下：）

 

[H+]水與[OH―]水關系

x的計算式

室溫x值

對水電離影響

純水

 

 

 

 

 

[H+]水=[OH―]水

x=

x=1×10―7mol/L

對水電離影響

酸溶液

x=

x＜1×10―7mol/L

 

堿溶液

x=

抑制

正

鹽

溶

液

強酸弱堿鹽

強堿弱酸鹽

強堿強酸鹽

x=[H+]

x＞1×10―7mol/L

促進

x=[OH―]

x=

x=1×10―7mol/L

無

注[H+]水、[OH―]水指水電離出的H+、OH―濃度

 [H+]水、[OH―]指指溶液中的H+、OH―濃度

由上表可得重要規(guī)律：

（1）在任意濕度、任意物質(zhì)的水溶液中（含純水）的水本身電離出的[H+]水≡[OH―]水

（2）酸和堿對水的電離均起抑制作用

①只要堿的pH值相等（不論強弱、不論幾元）對水的抑制程度相等，堿也同理。

②若酸溶液的pH值與堿溶液的pOH值相等，則兩種溶液中水的電離度相等。

如pH=3的鹽酸溶液與pH=11的氨水溶液在室溫下，由水電離出的

    [H+]水=[OH―]水==10―11mol/L

（3）在凡能水解的鹽溶液中，水的電離均受到促進，且當強酸弱的堿鹽的pH和強堿弱酸鹽的pOH值相等時（同一濕度），則促進程度相等。

（4）較濃溶液中水電離出[H+]的大�。�

①酸溶液中[OH―]等于水電離的[H+]

②堿溶液中[H+]等于水電離的[H+]

③強酸弱堿鹽溶液中的[H+]等于水電離出[H+]

④強堿弱酸鹽溶液中的[OH―]等于水電離出的[H+]

如pH=4的NH4Cl溶液與pH=10的NaAc溶液中，（室溫）由水電離出的

[H+]水=[OH―]水==10―4mol/L

3．例題精講

例1．下列四種溶液中，由水電離出的[H+]之比（依次）為（    ）

①pH=0的鹽酸  ②0.1mol/L的鹽酸 ③0.01mol/L的NaOH溶液 ④pH=11的NaOH溶液

（A）1 ：10 ：100 ：1000      （B）0 ：1 ：12 ：11

（C）14 ：13 ：12 ：11        （D） 14 ：13 ：2 ：3

解析①[H+]=1mol/L     [H+]水=[OH―]=1×10―14mol/L

②[H+]=1mol/L      [H+]水==1×10―13mol/L

③[OH―]=1×10―2mol/L    [H+]水==1×10―12mol/L

④[OH―]=1×10―3mol/L    [H+]水==1×10―11mol/L

 

例2．某濕度下，純水中的[H+]=2×10―7mol/L，則此時[OH―]=______，若濕度不變，滴入稀硫酸使[H+]=5×10―6mol/L，則[OH―]=_______，由水電離出[H+]為，該純水的PH值_______（填＞、＜、=＝

解析

純水中  H2O       H++OH―

  mol/L       2×10―7    2×10―7

加酸后，水的電離平衡逆向移動，使[OH―]減小，可由Kw、[H+]求出[OH―]，此濕度下Kw值為2×10―7 ×2×10―7= 4×1―14

[OH―]==8×10―9mol/L

由水電離的[H+]=[OH―]=8×10―11mol/L

該濕度下Ph= －lg×10―7= 7?lg2＜7.

 

例3．常溫下某溶液中，由水電離出的[H+]為1×10―12mol/L，該溶液中一定能大量共存的離子組是（    ）

A．K+、Na+、SO42―、NO3―      B．Na+、K+、S2―、CO32―   

C．Fe2+、Mg2+、Cl―、SO42―     D．NH4+、Cl―、K+、SO32―

解析   常溫、由水電離出的[H+]=×10―11mol/L＜1×10―7mol/L說明水的電離受到抑制。此溶液可能是pH=1酸溶液，也可能為pH=13的堿溶液，選項B、D中的S2―、CO32―、SO32―不能存在于強酸性溶液中，C中的Fe2+、Mg2+、D中的NH42+、D中的NH4+與OH―均不能大量存共存，故本題答案A。

例4．在圖（1）所示的裝置中，燒杯中盛放的是Ba(OH)2溶液，當從滴定管中逐漸加入某種溶液（A）時，溶液的導電性的變化趨勢如圖（2）所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              圖1                              圖2

該根據(jù)離子反應的特點分析：A溶液中含有的溶質(zhì)可能是_________或__________（至少寫出兩種），并寫出相應的離子反應的離子方程式：

________________________________、____________________________

解析：從圖2可分析知，隨著A的加入溶液導電能力迅速降低，說明A必定能與Ba(OH)2發(fā)生反應，使溶液中離子濃度變得極小，故不僅與Ba2+反應轉(zhuǎn)化為沉淀，還要與OH―反應生成水或其它弱電解質(zhì)，當反應完全后，過量A的加入，導電能力又顯著上升，說明A應為強電解質(zhì)，故A可能是H2SO4或CuSO4或MgSO4或(NH4)2SO4等。

離子方程式：2H++SO42―+Ba2++2OH―=BaSO4↓+2H2O

            Mg2++SO42―+Ba2++2OH―=BaSO4↓+Mg(OH)2

想一想：A可否為Na2SO4或H2CO3溶液？為什么？

 

4．實戰(zhàn)演練

一、選擇題（

1.（2001年全國高考題）在含有酚酞的0．1　mol?L－1氨水中加入少量的NH4Cl晶體，則溶液顏色?

A.變藍色                                                 B.變深?

C.變淺                                              D.不變?

試題詳情

2.當不考慮水的電離時，在氫硫酸溶液中，下列的離子濃度關系中正確的是?

A.c(H＋)=c(HS－)＋2c(S2－)?

B.c(H＋)=c(HS－)＋c(S2－)?

C.2c(S2－)=c(H＋)?

D.c(S2－)=c(HS－)?

試題詳情

3.在無土栽培中，需配制一定量含50 mol NH4Cl，24 mol K2SO4的營養(yǎng)液。若用KCl,NH4Cl和（NH4）2SO4三種固體為原料來配制，三者的物質(zhì)的量依次是（單位為mol）?

A.2,64,24                                                 B.48,2,24?

C.32,50,12                                        D.16,50,24?

試題詳情

4.在濃度均為1 mol?L－1的(NH4)2SO4、（NH4）2CO3、（NH4）2Fe(SO4)2三種溶液中，若測得其中c(NH)分別為a、b、c(mol?L－1)，則下列判斷正確的是?

A.a=b=c                                            B.c＞a＞b

C.b＞a＞c                                         D.a＞c＞b

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5.甲酸的下列性質(zhì)中可以證明它是弱電解質(zhì)的是?

試題詳情

A.1 mol?L－1的甲酸溶液的c（H＋）約為0.01 mol?L－1

B.甲酸與水以任意比例互溶?

C.10 mL 1 mol?L－1甲酸恰好與10 mL 1 mol?L－1NaOH溶液完全反應?

D.在相同條件下，甲酸的導電性比一元強酸溶液的弱?

試題詳情

6.用水稀釋0.1 mol?L－1氨水時，溶液中隨著水量的增加而減小的是?

A.c（OH－）／c（NH3?H2O）?

B.c（NH3?H2O）／c（OH－）?

C.c（H＋）和c（OH－）的乘積?

D.OH－的物質(zhì)的量?

試題詳情

7.下列各電離方程式中書寫正確的是?

試題詳情

A.CH3COOHH＋＋CH3COO－?

試題詳情

B.KHSO4K＋＋H＋＋SO

試題詳情

C.Al(OH)3Al3＋＋3OH－?

試題詳情

D.NaH2PO4Na＋＋H2PO

試題詳情

8.當溶液中HS－＋H2OS2－＋H3O＋達到平衡時，欲使c(S2－)增大，應加入

試題詳情

A.Cu2＋                                              B.CO

C.H2O                                               D.HCl

試題詳情

9.在RNH2?H2ORNH＋OH－形成的平衡中，要使RNH2?H2O的電離程度及c（OH－）都增大，可采取的措施是?

A.通入HCl  ?                                B.加少量NaOH固體?

C.加水?                                                 D.升溫

試題詳情

二、非選擇題(共55分)?

10.(12分）用實驗確定某酸HA是弱電解質(zhì)。兩同學的方案是：?

試題詳情

甲：①稱取一定質(zhì)量的HA配制0.1 mol?L－1的溶液　100 mL；②用pH試紙測出該溶液的pH，即可證明HA是弱電解質(zhì)。?

乙：①用已知物質(zhì)的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制pH＝1的兩種酸溶液各100 mL；②分別取這兩種溶液各10 mL，加水稀釋為100 mL；③各取相同體積的兩種稀釋液裝入兩個試管，同時加入純度相同的鋅粒，觀察現(xiàn)象，即可證明HA是弱電解質(zhì)。?

（1）在兩個方案的第①步中，都要用到的定量儀器是                     。

（2）甲方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的理由是測得溶液的pH        1（選填＞、＜、＝）。

乙方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的現(xiàn)象是               （多選扣分）?

a.裝HCl溶液的試管中放出H2的速率快；?

b.裝HA溶液的試管中放出H2的速率快；?

c.兩個試管中產(chǎn)生氣體速率一樣快：?

（3）請你評價乙方案中難以實現(xiàn)之處和不妥之處。?

（4）請你再提出一個合理而比較容易進行的方案（藥品可任�。骱喢鞫笠硎�。

試題詳情

11.(9分)如下圖，在一燒杯中盛有200 mL 0.1 mol?L－1的H3ＰO4溶液，同時一光滑小球懸浮在液體中間。?

試題詳情

(1)合上電鍵K時，電流計指針向               邊偏轉(zhuǎn)。?

試題詳情

(2)向燒杯里逐滴滴入0.4 mol?L－1的Ba(OH)2溶液至剛好完全反應，可觀察到的現(xiàn)象有：

①                   ，②                ，③                       。

(3)磷酸可用磷礦石［Ca3（ＰO4）2］來制取，寫出該反應的化學方程式：           

試題詳情

12.(12分)已知多元弱酸在水溶液中的電離是分步進行的，且第一步電離程度大于第二步電離程度，第二步電離程度遠大于第三步電離程度……?

今有HA、H2B、H3C三種一元、二元、三元弱酸，根據(jù)“較強酸＋較弱酸鹽＝較強酸鹽＋較弱酸”的反應規(guī)律，它們之間能發(fā)生下列反應：?

①HA＋HC2－(少量)===A－＋H2C－?

②H2B（少量）＋2A－===B2－＋2HA?

③H2B（少量）＋H2C－===HB－＋H3C?

回答下列問題：?

(1)相同條件下，HA、H2B、H3C三種酸中酸性最強的是               。

試題詳情

(2)A－、B2－、C3－、HB－、H2C－、HC種離子中，最易結合質(zhì)子的是           ，最難結合質(zhì)子的是                    。

(3)判斷下列反應的離子方程式中正確的是(填寫標號)                    。

A.H3C＋3A－===3HA＋C3－

B.HB－＋A－===HA＋B2－?

C.H3C＋B2－===HB－＋H2C－?

(4)完成下列反應的離子方程式。?

A.H3C＋OH－（過量）                          ；

B.HA（過量）＋C3－                           。

試題詳情

13.（8分）在稀氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH＋OH－,如進行下列操作，則NH3、NH、H＋、OH－濃度如何變化？試用“增大”“減小”“不變”填寫。?

（1）通適量HCl氣體時，c(NH3)             ,c(H＋)             。

試題詳情

（2）加入少量NaOH固體時，c(NH)             ,c(OH－)             。?

試題詳情

（3）加入NH4Cl晶體時，c(NH)             ,c(OH－)             。?

試題詳情

14.（8分）在a、b兩支試管中，分別裝上形態(tài)相同、質(zhì)量相等的一顆鋅粒，然后向兩支試管中分別加入相同物質(zhì)的量、相同體積的稀鹽酸和稀醋酸。填寫下列空白：?

（1）a、b兩支試管中的現(xiàn)象：相同點是                        ；不同點是                         。原因是                                         。

（2）a、b兩支試管中生成氣體的體積開始時是a           于b，反應完畢后生成氣體的總體積是a        b，原因是                                             。

試題詳情

15.（6分）為測定人呼出氣體中二氧化碳的含量，將1000 mL呼出的氣體通入50.0 mL氫氧化鋇溶液中，使其完全吸收，過濾后取20.0 mL澄清溶液，用0.100 mol?L－1鹽酸滴定，當耗去20.4 mL鹽酸時恰好完全反應。另取20.0 mL原氫氧化鋇溶液，用同種鹽酸滴定，耗去36.4 mL鹽酸時，恰好反應完全。試計算人呼出氣體中二氧化碳的體積百分含量（氣體體積在標準狀況下測定）。

 

 

試題詳情

一、1.解析：c(NH)增大，平衡逆向移動。

答案：C

2.A  3.B  4.B  5.AD  6.B  7.A  8.B  9.D?

二、10.（1）100 mL容量瓶?

（2）＞  b?

（3）配制pH=1的HA溶液難以實現(xiàn)，不妥之處在于加入的鋅粒難以做到表面積相同。

（4）配制NaA溶液，測其pH＞7，即證明HA是弱電解質(zhì)。?

11.(1)右?

(2)①小球下沉到燒杯底部  ②產(chǎn)生白色沉淀  ③電流計指針偏轉(zhuǎn)幅度不斷變小，最后指針回到中央?

(3)Ca3（PO4）2＋3H2SO4===2H3PO4＋3CaSO4?

12.(1)H2Ｂ  （2）C3－  HB－  (3)BC?

(4)H3C＋3OH－===C3－＋3H2O?

2HＡ＋C3－===2Ａ－＋H2C－

13.（1）減小  增大  （2）減小  增大  （3）增大  減小?

14.（1）都產(chǎn)生氣泡，Zn溶解  a產(chǎn)生氣泡、Zn溶解速度都快  HCl完全電離，HCl中的c(H+)大于CH3COOH中的c(H+)?

（2）大  等于  a中c(H+)大于b中的c(H+),而酸的總量相等

15.4.48%?

 


同步練習冊答案