高考复习学案水溶液中的离子平衡
《水溶液中的离子平衡》
第1讲 弱电解质的电离平衡
[考纲解读] 1.了解电解质的概念；了解强、弱电解质的概念。2.了解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性。3.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。4.了解电离平衡常数。
【基础过关】
考点一 强、弱电解质
1．电解质与非电解质
(1)电解质：在______ ____里或_____ ___状态下能导电的____ ______。
(2)非电解质：在水溶液里和熔融状态下___ _不能导电的____________。
2．强电解质和弱电解质
(1)概念
电解质
(2)与化合物类型的关系
强电解质主要是大部分________化合物及某些________化合物。弱电解质主要是某些________化合物。
3．电离方程式的书写
(1)强电解质用____ __，弱电解质用_____ ___。
(2)多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远远大于第二步，如碳酸电离方程式：________________________________________________________________________
(3)多元弱碱电离方程式一步写成，如氢氧化铁电离方程式：________________ _______
(4)酸式盐
①强酸的酸式盐完全电离。例如：NaHSO4===____________________________________。
②弱酸的酸式盐中酸式根不能完全电离。例如：NaHCO3===__________、___________________
(5)Al(OH)3存在酸式与碱式电离两种形式：
__________________ Al(OH)3 ______________
酸式电离 碱式电离
【深度思考】
1．(1)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强吗？
(2)能导电的物质一定是电解质吗？
2．强电解质一定易溶于水吗？易溶于水的电解质一定是强电解质吗？
3．下列物质中属于强电解质的是________。
①含有强极性键的HF ②不溶于水的BaSO4、AgCl ③稀H2SO4溶液 ④易溶于水的醋酸 ⑤Na2O、Na2O2、NaCl ⑥水溶液浓度为0.1 mol·L－1，pH＝1的HA ⑦NH3的水溶液 ⑧氯水
4．下列说法不正确的是 ( )
①将BaSO4放入水中不能导电，所以BaSO4是非电解质 ②氨溶于水得到的氨水能导电，所以氨水是电解质 ③固态共价化合物不导电，熔融态的共价化合物可以导电 ④固态的离子化合物不导电，熔融态的离子化合物也不导电 ⑤强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强
A．①④ B．①④⑤ C．①②③④ D．①②③④⑤
5．下列事实能说明醋酸是弱电解质的是________。
①醋酸与水能以任意比互溶；②醋酸溶液能导电；③醋酸稀溶液中存在醋酸分子；④常温下，0.1 mol·L－1醋酸的pH比0.1 mol·L－1盐酸的pH大；⑤醋酸能和碳酸钙反应放出CO2；⑥0.1 mol·L－1醋酸钠溶液的pH＝8.9；⑦pH＝a的溶液的物质的量浓度等于pH＝a＋1的溶液的物质的量浓度的10倍
【反思归纳】
(1)电解质、非电解质均是化合物。
(2)电解质导电必须有外界条件：在水溶液中或熔融状态。
(3)电解质应是在一定条件下因本身电离而导电的化合物，如CO2、SO2、SO3等溶于水也导电，却是它们与水反应生成新物质后而导电的，不是它们本身导电，故属于非电解质。
(4)电解质的强弱由物质的内部结构决定，与溶解性无关。
(5)电解质不一定导电，不导电的物质不一定是非电解质，非电解质不导电，导电物质不一定是电解质。
(6)判断强弱电解质的关键是看是否完全电离。
考点二 弱电解质的电离平衡
1．电离平衡的建立
弱电解质的电离平衡是指在一定条件下(温度、浓度)，弱电解质____________的速率和______________的速率相等的状态。如下图所示：
2．特征
3．外界条件对电离平衡的影响
(1)内因：
(2)外因：
①温度：升高温度，电离平衡向________方向移动，电离程度________，原因是电离过程________。
②浓度：加水稀释，使弱电解质的浓度减小，电离平衡向________的方向移动，电离程度________。
③同离子效应：例如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体，溶液中c(CH3COO－)________，CH3COOH的电离平衡向____(填“左”或“右”)移动，电离程度________，c(H＋)________，pH值________。
【深度思考】
6．电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小吗？离子的浓度一定增大吗？
7．稀释一弱电解质溶液时，所有粒子浓度都会减小吗？
8．已知0.1 mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使溶液中值增大，可以采取的措施是 ( )
①加少量烧碱溶液 ②降低温度 ③加少量冰醋酸 ④加水 ⑤通入HCl气体 ⑥加入NaAc固体
A．①②④⑥ B．①②③④
C．④⑤ D．④⑤⑥②
9．今有室温下四种溶液，有关叙述不正确的是 ( )
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大
B．②③两溶液等体积混合，所得溶液中c(H＋)＞c(OH－)
C．分别加水稀释10倍，四种溶液的pH①＞②＞④＞③
D．V1L④与V2L①溶液混合后，若混合后溶液pH＝7，则V1＜V2
10．冰醋酸加水稀释时，溶液中的氢离子浓度随加入的水量变化的下列各曲线图中，正确的是 ( )
【反思归纳】
(1)由于弱电解质是部分电离的，故溶液中离子浓度小于分子浓度。
(2)在弱电解质的电离平衡中，当外界条件改变时，弱电解质的电离平衡会发生移动，可依据化学平衡移动原理进行分析。即“加谁谁大”、“减谁谁小”（加入参与平衡建立的某种微粒，其浓度一定增大；减少参与平衡建立的某种微粒，其浓度一定减小）
(3)加水稀释或增大弱电解质的浓度，都使电离平衡向电离的方向移动，但加水稀释时弱电解质的电离程度增大，而增大浓度时弱电解质的电离程度减小。
(4)我们在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的试题时，不妨用假设法给自己搭建一个平台，用这个平台进行分析。如题9中的C选项，分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么①②溶液的pH均为10，然后再根据平衡移动进行分析；再如D选项，假设均是强酸强碱，则V1＝V2，然后再根据弱碱的电离平衡及浓度进行分析。
考点三 电离平衡常数
1．对一元弱酸HA： HA H＋＋A－ Ka＝__________________________________
对一元弱碱BOH：BOH B＋＋OH－ Kb＝____________________________ ____
2．特点
(1)电离平衡常数只与________有关，升温，K值________。
(2)多元弱酸的各级电离平衡常数的大小关系是Ka1≫Ka2≫Ka3，所以其酸性主要决定于第一步电离。
(3)意义
―→―→
【深度思考】
11．为什么说温度升高电离平衡常数(Ka或Kb)增大？
12．为什么多元弱酸的Ka1≫Ka2≫Ka3?
13．下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是 ( )
A．电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱
B．电离平衡常数(K)与温度无关
C．不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)不同
D．多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K1
7。结论：醋酸是 酸。
【例1】 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，c(H＋)由大到小的顺序是________________。
(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________________________________________________________________________。
【例2】 下列关于强弱电解质的叙述错误的是 ( )
A．弱电解质在溶液中部分电离，存在电离平衡
B．在溶液中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，其导电能力也不相同
D．纯净的强电解质在液态时，有的导电，有的不导电
【规律方法】外界条件对电离平衡的影响
电离平衡属于化学平衡，当外界条件改变时，弱电解质的电离平衡也会发生移动，平衡移动也遵循勒夏特列原理。
以CH3COOH CH3COO－＋H＋ ΔH >0为例
改变
条件
平衡移动方向
c(CH3COO H)
n(H＋)
c(H＋)
c(CH3COO－)
电离程度
导电能力
电离平衡常数
加水稀释
加少量冰醋酸
通入HCl气体
加入NaOH固体
加CH3COONa固体
加入镁粉
升高温度
【例3】 稀氨水中存在着下列平衡：NH3·H2O NH＋OH－，若要使平衡向逆反应方向移动，同时使c(OH－)增大，应加入适量的物质是 ( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A．①②③⑤ B．③⑥ C．③ D．③⑤
【例4】 25 ℃时，弱酸的电离平衡常数如表所示，下列说法正确的是 ( )
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
Ka
1.8×10－5
4.9×10－10
K1：4.3×10－7 K2：5.6×10－11
A.等物质的量浓度溶液pH关系：pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)
B．a mol·L－1 HCN与b mol·L－1 NaOH溶液等体积混合后所得溶液中c(Na＋)>c(CN－)，则a一定小于b
C．往冰醋酸中逐滴加水，溶液导电能力先增大，后减小
D．NaHCO3和Na2CO3的混合液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋c(CO)
【高考真题训练】
题组一 强弱电解质
1．(2011·大纲全国卷，6)等浓度的下列稀溶液：①乙酸、②苯酚、③碳酸、④乙醇，它们的pH由小到大排列正确的是 ( )
A．④②③① B．③①②④ C．①②③④ D．①③②④
2．(2009·海南，6)已知室温时，0.1 mol·L－1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是 ( )
A．该溶液的pH＝4
B．升高温度，溶液的pH增大
C．此酸的电离平衡常数约为1×10－7
D．由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的106倍
3．(2008·北京理综，11)下列叙述正确的是 ( )
A．将稀氨水逐滴加入稀硫酸中，当溶液pH＝7时，c(SO)＞c(NH)
B．两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2，pH分别为a和a＋1，则c1＝10c2
C．pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的醋酸溶液等体积混合，滴入石蕊溶液呈红色
D．向0.1 mol·L－1的氨水中加入少量硫酸铵固体，则溶液中增大
4．(2010·大纲全国卷Ⅱ，9)相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是
( )
5．(2008·广东，18)电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量，
根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。右图是用KOH溶液
分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图
中，能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的
滴定曲线的是 ( )
题组二 弱电解质的电离平衡
6．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液的pH>1，(原因是)CH3COOH CH3COO－＋H＋( )
(2)由0.1 mol·L－1一元碱BOH溶液的pH＝10，可推知BOH溶液存在BOH===B＋＋OH－( )
(3)醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度 ( )
(4)某醋酸溶液的pH＝a，将此溶液稀释1倍后，溶液的pH＝b，则a>b ( )
7．(2011·新课标全国卷，10)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．Ka(HF) C. D.
8．(2011·福建理综，10)常温下0.1 mol·L－1醋酸溶液的pH＝a，下列能使溶液pH＝(a＋1)的措施是 ( )
A．将溶液稀释到原体积的10倍 B．加入适量的醋酸钠固体
C．加入等体积0.2 mol·L－1盐酸 D．提高溶液的温度
9．(2011·山东理综，14)室温下向10 mL pH＝3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少 B．溶液中不变
C．醋酸的电离程度增大，c(H＋)亦增大 D．再加入10 mL pH＝11的NaOH溶液，混合液pH＝7
10．(2010·重庆理综，13)pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100 mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如右图所示。分别滴加NaOH溶液(c＝0.1 mol·L－1)至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则 ( )
A．x为弱酸，VxVy
C．y为弱酸，VxVy
11．(2011新课标∙10)将浓度为0.l 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． Ka(HF) C． D．
12．(2012上海∙7)水中加入下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是( )
A． NaHSO4溶液 B． KF溶液 C． KAl(SO4)2溶液 D．NaI溶液
13．(2012上海∙21)常温下a mol·L－1 CH3COOH稀溶液和bmol·L－1KOH稀溶液等体积混合，下列判断一定错误的是( )
A．若c(OH－)>c(H＋)，a=b B．若c(K＋)>c(CH3COO－)，a>b
C．若c(OH－)=c(H＋)，a>b D．若c(K＋)a>c B．a＝b＝c C．c>a>b D．b>c>a
9．有两种一元弱酸的钠盐溶液，其物质的量浓度相等。现向这两种盐的溶液中分别通入适量的CO2，发生的反应如下：
NaR＋CO2(少量)＋H2O===HR＋NaHCO3 2NaR′＋CO2(少量)＋H2O===2HR′＋Na2CO3
比较HR和HR′酸性的强弱，正确的是 ( )
A．HR较弱 B．HR′较弱 C．两者相差不大 D．无法比较
10．在H2SO3溶液中，在采取措施使pH增大的同时，c(SO)的变化情况是 ( )
A．增大 B．减小 C．不变 D．可能增大也可能减小
11．向1 L pH＝2的盐酸和醋酸溶液中，分别投入0.65 g锌粒，则下图中比较符合客观事实的是
( )
《水溶液中的离子平衡》
第1讲 弱电解质的电离平衡 练习2
12. 现有下列物质：①NaCl晶体 ②液态SO2 ③纯醋酸 ④硫酸钡晶体 ⑤铜 ⑥酒精(C2H5OH) ⑦熔化的KCl ⑧NaOH溶液
请用以上物质的序号回答下列问题：
(1)属于强电解质且在上述状态下能导电的是__________________________________。
(2)属于弱电解质的是_____ _____。
(3)属于非电解质，但溶于水后的水溶液能导电的是_____ _____。
13．下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数：
CH3COOH
H2CO3
H2S
H3PO4
1.8×10－5
K1＝4.3×10－7
K2＝5.6×10－11
K1＝9.1×10－8
K2＝1.1×10－12
K1＝7.5×10－3
K2＝6.2×10－8
K3＝2.2×10－13
(1)CH3COOH、H2CO3、H2S、H3PO4四种酸的酸性由强到弱的顺序为_________________。
(2)多元弱酸的二级电离程度远小于一级电离的原因是
________________________________________________________________________。
(3)同浓度的CH3COO－、HCO、CO、S2－结合H＋的能力由强到弱的顺序为__________。
14．某一元弱酸(用HA表示)在水中的电离方程式是HA H＋＋A－，回答下列问题：
(1)向溶液中加入适量NaA固体，以上平衡将向______(填“正”、“逆”)反应方向移动，理由是__________________________________________ ___________________
(2)若向溶液中加入适量NaCl溶液，以上平衡将向____(填“正”、“逆”)反应方向移动，溶液中c(A－)将______(填“增大”、“减小”或“不变”)，溶液中c(OH－)将______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在25 ℃下，将a mol·L－1的氨水与0.01 mol·L－1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH)＝c(Cl－)，则溶液显_______性(填“酸”、“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝____________________。
15．用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是：
甲：①称取一定质量的HA配制0.1 mol·L－1的溶液100 mL；
②用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质。
乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH＝1的两种酸溶液各100 mL；
②分别取这两种溶液各10 mL，加水稀释为100 mL；
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。
(1)在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是________________。
(2)甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH______1(选填“>”、“<”或“＝”)。
乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是________。
a．装HCl溶液的试管中放出H2的速率快
b．装HA溶液的试管中放出H2的速率快
c．两个试管中产生气体的速率一样快
(3)请你评价：乙方案中难以实现之处和不妥之处：________________________ _______、__________________________ _______。
(4)请你再提出一个合理而比较容易进行的实验方案(药品可任取)，作简明扼要表述：
答案
考点一
1．(1)水溶液 熔融 化合物 (2)都 化合物
2．(1)全部 强酸 强碱 大多数盐 部分 弱酸 弱碱 水
(2)离子 共价 共价
3．(1)===
(2)H2CO3H＋＋HCO，HCOH＋＋CO2－3
(3)Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－
(4)①Na＋＋H＋＋SO2－4 ②Na＋＋HCO
HCOH＋＋CO2－3
(5)H＋＋AlO＋H2O Al3＋＋3OH－
考点二
1．电离成离子 离子结合成分子
2．＝ ≠
3．(2)①电离 增大 吸热 ②电离 增大 ③增大 左 减小 减小 增大
考点三
1.
2．(1)温度 增大
深度思考
1．(1)导电能力强弱要看溶液中离子浓度大小，离子浓度大的，导电性强，若强电解质溶液中离子浓度很小，而弱电解质溶液中离子浓度大，则弱电解质溶液的导电能力强。
(2)能导电的物质不一定是电解质，如Cu、氯水等。
2．强电解质不一定易溶于水，如CaCO3、BaSO4都是强电解质；易溶于水的也不一定是强电解质，如NH3、H2O、H3PO4、HF等，故强、弱电解质与溶解性无必然联系。
3．②⑤⑥ 4.D 5.③④⑥
6．都不一定。如对于CH3COOH
CH3COO－＋H＋平衡后，加入冰醋酸，c(CH3COOH)增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，只能“减弱”而不能“消除”，再次平衡时，c(CH3COOH)比原平衡时大；加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但c(CH3COOH)、c(H＋)都比原平衡时要小。
7．对于弱酸或弱碱溶液，只要对其稀释，电离平衡均会发生右移，例如HA溶液稀释时，c(HA)、c(H＋)、c(A－)均减小(参与平衡建立的微粒)；平衡右移的目的是为了减弱c(H＋)、c(A－)的减小，但c(OH－)会增大。
8．C 9.D 10.C
11．由于电解质的电离是吸热过程，升高温度，电离程度增大，故Ka或Kb增大。
12．(1)一级电离电离出的H＋抑制了二级电离，依次类推。
(2)一级电离完成后，酸式酸根离子是一个阴离子，从阴离子中电离出H＋是比较耗能的，且酸式酸根离子带的负电荷越多，电离出H＋越困难。
13．A
规律方法·解题指导
【例1】 (1)b>a>c (2)b>a＝c (3)c>a>b(或c>a＝2b) (4)c>a＝b (5)a＝b＝c
a＝b>c (6)c>a＝b
【例2】 B
【例3】 C
【例4】 C
真题重组·规范集训
1．D 2．B 3．C 4．C 5．D 6．(1)√ (2)× (3)× (4)×7．D 8.B
9．B 10．C 11.D 12、D 13、D
教材习题回扣
1．C 2．(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
3．红
能力提升训练
1．C 2.A 3.A 4.D 5．A 6．C 7．D 8.A 9.B 10.D 11.C
12．(1)⑦ (2)③ (3)②
13．(1)H3PO4、CH3COOH、H2CO3、H2S
(2)一级电离产生的氢离子对二级电离起抑制作用
(3)S2－、CO2－3、HCO、CH3COO－
14．(1)逆 c(A－)增大，平衡向减小c(A－)的方向即逆反应方向移动
(2)正 减小 增大
(3)中 10－9/(a－0.01) mol·L－1
15．(1)100 mL容量瓶 (2)> b (3)配制pH＝1的HA溶液难以实现 不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同 (4)配制NaA溶液，测其pH>7，即证明HA是弱电解质(合理即可)。
