人教版選修4第三章第一節(jié)弱電解質(zhì)的電離

本章知識(shí)與化學(xué)平衡知識(shí)密切相關(guān)，尤其是化學(xué)平衡的建立和平衡移動(dòng)理論等知識(shí)及其學(xué)習(xí)方法，可直接用來(lái)指導(dǎo)離子平衡的學(xué)習(xí)。本章內(nèi)容共分為四節(jié)，第一節(jié)為弱電解質(zhì)的電離；講述電離平衡，這是本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和基礎(chǔ)，對(duì)該節(jié)知識(shí)理解的深入與否，直接影響到以后幾節(jié)的學(xué)習(xí)。第二節(jié)是水的電離和溶液的酸堿性；主要介紹溶液顯示酸堿性的原因，溶液pH以及酸堿反應(yīng)曲線的測(cè)定方法，對(duì)該部分知識(shí)的學(xué)習(xí)具有很強(qiáng)的理論意義和實(shí)際意義。第三節(jié)為鹽類的水解；主要介紹水解平衡，鹽溶液顯示酸堿性的原因及鹽類水解的應(yīng)用。第四節(jié)是難溶電解質(zhì)的溶解平衡；主要介紹沉淀和溶解平衡及其應(yīng)用。本章內(nèi)容始終以溶液中的離子平衡為主線，將四節(jié)知識(shí)緊密地聯(lián)系在一起。本章知識(shí)是歷年高考命題的熱點(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，題型多樣，有選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題、實(shí)驗(yàn)題、計(jì)算和綜合題等。題目往往具有較強(qiáng)的綜合性，突出了高考的選拔功能。所以本章每節(jié)知識(shí)都是高考命題的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。1．了解電解質(zhì)與非電解質(zhì)，強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的概念。2．認(rèn)識(shí)強(qiáng)弱電解質(zhì)與物質(zhì)類別、物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3．了解常見(jiàn)的強(qiáng)、弱電解質(zhì)。4．了解電解質(zhì)在水溶液中的電離及溶液的導(dǎo)電性。當(dāng)把冰醋酸放進(jìn)燒杯中做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)冰醋酸幾乎不導(dǎo)電，當(dāng)在冰醋酸中加水時(shí)，導(dǎo)電能力隨著加水量的增加而逐漸增強(qiáng)，其變化可用右圖表示，分析圖后請(qǐng)思考：冰醋酸為什么幾乎不導(dǎo)電？加入水的量與導(dǎo)電能力為什么不是直線關(guān)系？提示：醋酸是弱電解質(zhì)冰醋酸中電離出的離子很少，所以導(dǎo)電能力很弱。加水時(shí)醋酸只有部分電離，所以不是直線關(guān)系。

一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的比較問(wèn)題探究1：已知鐵絲、石墨、鹽酸能導(dǎo)電，請(qǐng)判斷鐵、石墨、鹽酸是電解質(zhì)嗎？據(jù)此可總結(jié)出電解質(zhì)和非電解質(zhì)的研究對(duì)象是什么？提示：不是。鐵絲和石墨都是單質(zhì)，鹽酸是混合物，而電解質(zhì)和非電解質(zhì)所研究的對(duì)象是化合物，這三種物質(zhì)都不屬于化合物，所以它們既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。二、弱電解質(zhì)的電離平衡1．概念：在一定條件(如溫度、濃度)下，當(dāng)電解質(zhì)分子電離成離子的速率和離子重新結(jié)合成分子的速率相等，各微粒的濃度保持不變的狀態(tài)，就叫電離平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱電離平衡。2．電離平衡的特征：逆：弱電解質(zhì)的電離是可逆的。等：v電離＝v結(jié)合≠0。動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡。定：條件不變，溶液中各分子、離子的濃度不變，溶液里既有離子又有分子。變：條件改變，平衡移動(dòng)。問(wèn)題探究2：NaCl晶體、液態(tài)HCl、BaSO4水溶液均不導(dǎo)電，則NaCl、HCl、BaSO4均是非電解質(zhì)嗎？你能總結(jié)出電解質(zhì)導(dǎo)電的條件是什么嗎？提示：它們都是電解質(zhì)。NaCl和BaSO4在熔融條件下導(dǎo)電，HCl在水溶液中導(dǎo)電，它們都符合電解質(zhì)定義，在水溶液中或熔融條件下導(dǎo)電的化合物。所以它們都是電解質(zhì)。三、弱電解質(zhì)電離平衡的移動(dòng)1．弱電解質(zhì)的電離平衡符合勒夏特列原理。2．影響弱電解質(zhì)電離平衡的因素有：(1)溫度：升高溫度，促進(jìn)電離。(2)濃度：溶液稀釋，促進(jìn)電離。(3)同離子效應(yīng)：加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，將抑制電離。(4)化學(xué)反應(yīng)：加入能與弱電解質(zhì)電離產(chǎn)生的某種離子反應(yīng)的物質(zhì)時(shí)，可以使電離平衡向電離方向移動(dòng)。問(wèn)題探究3：只從溶質(zhì)的角度分析，在鹽酸和醋酸溶液中分別有哪些微粒？并據(jù)此總結(jié)強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別。提示：鹽酸中存在H2O、H＋、OH－、Cl－。醋酸溶液中存在H2O、CH3COOH、CH3COO－、H＋、OH－。HCl在水溶液中全部電離是強(qiáng)電解質(zhì)。CH3COOH在水溶液中部分電離，醋酸水溶液中存在著電離平衡是弱電解質(zhì)。

要點(diǎn)一強(qiáng)弱電解質(zhì)1.對(duì)電解質(zhì)、非電解質(zhì)的理解(1)注意概念中的“或”和“化合物”這兩個(gè)詞，即電解質(zhì)、非電解質(zhì)的定義的適用范圍是化合物。單質(zhì)與混合物都不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)(不屬于定義討論的范疇)。例如食鹽水溶液導(dǎo)電，但因?yàn)樗腔旌衔锼圆皇请娊赓|(zhì)。(2)注意化合物在溶于水或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電必須是化合物本身電離出離子，否則不是電解質(zhì)。例如：①SO2、SO3、NH3的水溶液能導(dǎo)電，但導(dǎo)電原因是與水作用后生成的H2SO3、H2SO4、NH3·H2O電離所致，并非自身電離出自由離子，所以SO2、SO3、NH3為非電解質(zhì)，而H2SO3、H2SO4、NH3·H2O是電解質(zhì)。②有些物質(zhì)由于很難溶解，致使電離產(chǎn)生的離子濃度太小，測(cè)不出導(dǎo)電性能，但卻是電解質(zhì)，甚至為強(qiáng)電解質(zhì)，如CaCO3、BaSO4等。這是因?yàn)檫@類化合物在水中被溶解的那部分是完全電離的，在熔融時(shí)，也是完全電離。③某些離子型氧化物，如Na2O、CaO、Na2O2等，它們雖然溶于水后電離出自由離子，但不是自身的；在熔融時(shí)卻可自身電離，且完全電離，故屬于強(qiáng)電解質(zhì)。2．強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)比較例1下列說(shuō)法中正確的是(

)A．由強(qiáng)極性鍵形成的化合物不一定是強(qiáng)電解質(zhì)B．強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力一定比弱電解質(zhì)溶液強(qiáng)C．NaCl溶液在通電的條件下電離成鈉離子和氯離子D．NaCl晶體不導(dǎo)電是由于NaCl晶體中不存在離子【解析】

判斷電解質(zhì)強(qiáng)弱的依據(jù)是看其在水溶液中能否完全電離，而不是依據(jù)其中存在的化學(xué)鍵類型，如HF中存在強(qiáng)極性鍵，但它卻是弱電解質(zhì)，故選項(xiàng)A正確。導(dǎo)電能力的大小與溶液中自由移動(dòng)離子濃度的大小有關(guān)，而與電解質(zhì)的強(qiáng)弱沒(méi)有必然的關(guān)系。故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。電解質(zhì)電離的條件是電解質(zhì)溶于水或受熱熔化，而不是通電，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。氯化鈉晶體中存在Na＋和Cl－，但不能自由移動(dòng)，所以固體NaCl不導(dǎo)電，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！敬鸢浮?/p>

A做好這類題要掌握以下幾個(gè)方面：(1)由離子鍵形成的離子化合物都是強(qiáng)電解質(zhì)；由極性鍵形成的共價(jià)化合物有的是強(qiáng)電解質(zhì)，有的是弱電解質(zhì)，有的是非電解質(zhì)。(2)物質(zhì)的電離不需要電流。(3)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性與離子的濃度和所帶的電荷數(shù)有關(guān)。下列敘述中，能證明某物質(zhì)是弱電解質(zhì)的是(

)A．熔化時(shí)不導(dǎo)電B．不是離子化合物，而是極性共價(jià)化合物C．水溶液的導(dǎo)電能力很差D．溶液中已電離的離子和未電離的分子共

【解析】

區(qū)別強(qiáng)、弱電解質(zhì)的依據(jù)是看其溶于水的部分能否完全電離，與其溶解度大小無(wú)必然聯(lián)系。Ca(OH)2雖微溶于水，但溶于水的部分完全電離，所以是強(qiáng)電解質(zhì)；某些含極性鍵的化合物在水中也能電離出離子；CO2雖含極性鍵，但它溶于水能導(dǎo)電是由于和水反應(yīng)生成了可以電離的H2CO3，所以CO2是非電解質(zhì)。【答案】

D要點(diǎn)二弱電解質(zhì)電離平衡的特點(diǎn)和化學(xué)平衡一樣，在弱電解質(zhì)溶液里，也存在著電離平衡，該平衡除了具備化學(xué)平衡的特點(diǎn)外還具有的特點(diǎn)是：1．電離過(guò)程是吸熱的。2．分子、離子共存，這完全不同于強(qiáng)電解質(zhì)。3．弱電解質(zhì)在溶液中的電離都是微弱的。一般來(lái)說(shuō)已電離的分子是極少數(shù)的，絕大多數(shù)以分子形式存在。如0.1mol·L－1的CH3COOH溶液中，c(H＋)大約在10－3mol·L－1左右。4．多元弱酸分步電離，電離程度逐步減弱。如H2CO3的電離常數(shù)：K1＝4.4×10－7，K2＝4.7×10－11。例2

在醋酸溶液中，CH3COOH的電離達(dá)到平衡的標(biāo)志是(

)A．溶液顯電中性B．溶液中無(wú)CH3COOH分子C．氫離子濃度恒定不變D．c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)【解析】

溶液中陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)與陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)永遠(yuǎn)相等，與是否達(dá)到電離平衡無(wú)關(guān)，A錯(cuò)；CH3COOH是弱電解質(zhì)，溶液中一定存在CH3COOH分子，B錯(cuò)；達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，c(CH3COOH)、c(CH3COO－)兩者之間的關(guān)系因條件不同而不同，沒(méi)有固定的關(guān)系，所以D錯(cuò)；氫離子濃度恒定不變，說(shuō)明電離達(dá)到平衡，所以C對(duì)?！敬鸢浮?/p>

C

弱電解質(zhì)電離平衡狀態(tài)的判斷與化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)類似，包括電離這一可逆過(guò)程的正逆反應(yīng)速率相等、各種組分(分子、離子)的濃度、物質(zhì)的量等保持不變?！敬鸢浮?/p>

A要點(diǎn)三影響電離平衡的條件弱電解質(zhì)的電離平衡也是動(dòng)態(tài)平衡，存在電離平衡的移動(dòng)，影響電離平衡的因素有：1．內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)決定了其電離程度的大小。2．外因：(1)溫度：升高溫度使電離平衡向電離方向移動(dòng)，因?yàn)殡婋x過(guò)程中需要破壞化學(xué)鍵，為吸熱過(guò)程。(2)濃度：濃度降低，電離平衡向電離的方向移動(dòng)，因?yàn)殡x子相互碰撞結(jié)合為分子的幾率減小。(3)同離子效應(yīng)：在弱電解質(zhì)溶液中加入與弱電解質(zhì)有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，電離平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。3．以CH3COOH(0.1mol/L)為例討論影響電離平衡的因素，見(jiàn)表：【解析】

根據(jù)勒夏特列原理：當(dāng)改變影響平衡的一個(gè)條件，平衡會(huì)向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)，但平衡的移動(dòng)不能完全消除這種改變。A加入水時(shí)，c(CH3COOH)、c(CH3COO－)、c(H＋)都減小，平衡向其增大的方向(也就是正方向)移動(dòng)；B加入NaOH與H＋反應(yīng)，c(H＋)變小，平衡向正方向移動(dòng)；C加入HCl時(shí)，c(H＋)變大，平衡向其減小的方向(也就是逆方向)移動(dòng)，但最終c(H＋)比未加HCl前還是要大；D加入CH3COONa，c(CH3COO－)增大，平衡向逆方向移動(dòng)?！敬鸢浮?/p>

B

外界條件的改變對(duì)電離平衡的影響是高考的重點(diǎn)，因?yàn)樗抢障奶亓性淼木唧w應(yīng)用。影響電離平衡的因素：(1)濃度：對(duì)同一弱電解質(zhì)，濃度越大，電離程度越小，從本質(zhì)上說(shuō)，濃度越大，電離出的離子就越容易撞擊在一起，又變回分子，因此電離程度減小。在稀釋稀溶液時(shí)，電離平衡向右移動(dòng)，而離子濃度會(huì)減小。(2)溫度：溫度越高，電離程度越大。因電離是吸熱反應(yīng)，升溫平衡向吸熱方向(電離方向)移動(dòng)。(3)同離子效應(yīng)：如醋酸溶液中加入醋酸鈉晶體，平衡左移，電離程度減小，加入稀鹽酸亦然。(4)能反應(yīng)的離子：醋酸溶液中加入NaOH，平衡右移，電離程度增大。

欲使醋酸溶液中的c(CH3COO－)增大，且不放出氣體，可向醋酸中加入少量下列中的哪種物質(zhì)(

)A．H2SO4

B．NaHCO3C．CH3COOK D．Mg【解析】

易錯(cuò)點(diǎn)不能應(yīng)用弱電解質(zhì)電離的特點(diǎn)及影響因素致錯(cuò)

c(H＋)＝0.01mol/L的兩種一元酸x和y，體積均為100mL，稀釋過(guò)程中c(H＋)與溶液體積的關(guān)系如圖所示。分別滴加NaOH溶液(c＝0.1mol/L)至中性，消耗NaOH溶液的體積為Vx、Vy，則(

)A．x為弱酸，Vx<Vy

B．x為強(qiáng)酸，Vx>VyC．y為弱酸，Vx<Vy D．y為強(qiáng)酸，Vx>Vy【錯(cuò)因分析】

不清楚強(qiáng)酸、弱酸劃分的標(biāo)準(zhǔn)及強(qiáng)酸弱酸稀釋時(shí)的變化規(guī)律。【正確解答】

由圖知：將一元酸x和y分別稀釋10倍，pH的變化量ΔpHx＝1，ΔpHy<1，所以x為強(qiáng)酸，而y為弱酸。pH＝2時(shí)弱酸y的濃度大，滴加NaOH至pH＝7時(shí)需NaOH溶液的體積則y要比x大。故選C。在依據(jù)稀釋判斷強(qiáng)酸弱酸時(shí)，強(qiáng)酸的稀釋其氫離子濃度是按稀釋倍數(shù)變化的，而弱酸的氫離子濃度不與稀釋倍數(shù)一致。當(dāng)pH相同時(shí)強(qiáng)酸濃度大，稀釋后氫離子濃度大，當(dāng)物質(zhì)的量濃度相同時(shí)，弱酸不能全部電離，氫離子濃度小。

將0.1mol/L醋酸溶液加水稀釋，下列說(shuō)法正確的是(

)A．溶液中c(H＋)和c(OH－)都減小B．溶液中c(H＋)增大C．醋酸電離平衡向左移動(dòng)D．溶液的c(OH－)增大【解析】

弱電解質(zhì)溶液存在著電離平衡，加水沖稀，平衡發(fā)生移動(dòng)，c(H＋)減小，而c(OH－)增大，平衡右移?！敬鸢浮?/p>

D

1．下列關(guān)于電離平衡常數(shù)(K)的說(shuō)法中正確的是(

)A．電離平衡常數(shù)(K)越小，表示弱電解質(zhì)電離能力越弱B．電離平衡常數(shù)(K)與溫度無(wú)關(guān)C．不同濃度的同一弱電解質(zhì)，其電離平衡常數(shù)(K)不同D．多元弱酸各步電離平衡常數(shù)相互關(guān)系為K1<K2<K3[解析]

電離平衡常數(shù)K是溫度的函數(shù)，所以B錯(cuò)。只要溫度一定，不同濃度的同一弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)K相同，C錯(cuò)。多元弱酸各步電離平衡常數(shù)相互關(guān)系應(yīng)為K1>K2>K3，所以D錯(cuò)。[答案]

A2．在醋酸的電離平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋中，要使電離平衡右移且c(H＋)增大，應(yīng)采取的措施是(

)A．加入NaOH(s) B．加入鹽酸C．加蒸餾水 D．升高溫度[解析]

加入NaOH(s)、蒸餾水、升高溫度均能使平衡右移，但加入NaOH(s)、蒸餾水時(shí)c(H＋)減小，升高溫度時(shí)c(H＋)增大。[答案]

D3．下列說(shuō)法正確的是(

)A．電解質(zhì)的電離是在通電的條件下進(jìn)行的B．在水溶液中和熔融狀態(tài)能夠?qū)щ姷幕衔锸请娊赓|(zhì)C．電解質(zhì)電離的條件是溶于水或受熱熔化D．弱電解質(zhì)能夠電離，弱電解質(zhì)不能電離[解析]

電解質(zhì)是在溶于水或熔融狀態(tài)發(fā)生電離的，電離并不需要通電，所以A錯(cuò)，C項(xiàng)對(duì)；在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔?，就是電解質(zhì)，兩個(gè)條件滿足一個(gè)即可，并不需要兩個(gè)條件同時(shí)滿足，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤；強(qiáng)、弱電解質(zhì)在溶于水或熔融狀態(tài)下均可以電離，所以D項(xiàng)敘述錯(cuò)誤。[答案]

C4．從植物花中可提取一種簡(jiǎn)寫為HIn的有機(jī)物，在水溶液中因存在以下電離平衡，故可用作酸堿指示劑。HIn(aq，紅色)

H＋＋I(xiàn)n－(aq，黃色)，在濃度為0.02mol·L－1的下列各溶液(1)HCl、(2)Na2O2、(3)NaCl(aq)、(4)NaHSO4(aq)、(5)NaHCO3(aq)、(6)氨水中加入該指示劑，其中能使指示劑顯黃色的是(

)A．(1)(4)(5) B．(2)(6)C．(1)(4) D．(5)(6)[解析]

平衡右移，方能使指示劑顯黃色，即應(yīng)加入堿性物質(zhì)，但Na2O2有強(qiáng)氧化性，使有機(jī)色素褪色。[答案]

D電解質(zhì)飲料用水將一組化合物溶解，制成電解質(zhì)飲料。此飲料可補(bǔ)充人體新陳代謝的消耗。其電解質(zhì)成分有鈉離子、鉀離子、鎂離子、氯離子、硫酸根離子、磷酸根離子、檸檬酸鹽、蔗糖、葡萄糖、維生素C及維生素B6。其中各種離子成分的比，即鈉：鉀：鎂：氯化物：硫酸鹽：磷酸鹽為5～7：3～5：1～3：5～6：1～3：5～7，以毫克當(dāng)量計(jì)算。為了改進(jìn)口感