高考展望全方位剖析弱电解质的电离平衡

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1.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡,

2.了解电离平衡常数的含义。

要点精讲

1.电离平衡含义

在一定条件下(如浓度、温度、压强等),当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,达到电离平衡状态。

2.电离平衡的建立与特征

①开始时,v(电离)最大,而v(结合)为0。

②平衡的建立过程中,v(电离)>v(结合)。

③当v(电离)=v(结合)时,电离过程达到平衡状态。

3.外界条件对电离平衡的影响

(1)外界条件:温度、浓度、相同离子、能反应的物质。

(2)以0.1mol·L-1CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOH?CH3COO-+H+ΔH>0的影响。

 正确打“√”,错误打“×”

(1)CaCO3难溶于水,其溶液中存在CaCO3的电离平衡。(   )

(2)CH3COOH溶液中,当c(CH3COOH)=c(CH3COO-)时,电离达到平衡。(   )

(3)电离平衡向右移动,弱电解质的电离程度一定增大。(   )

(4)弱电解质的电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大。(   )

(5)室温下,由0.1mol·L-1一元碱BOH的pH=10,可知溶液中存在BOH===B++OH-。(   )

 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×

典例剖析

题组一 弱电解质的电离及其影响因素

将0.1mol·L-1的氨水加水稀释至0.01mol·L-1,稀释过程中温度不变,下列叙述正确的是(   )

A.稀释后溶液中c(H+)和c(OH-)均减小

C.稀释过程中氨水的电离平衡向左移动

 D

题组二 判断弱电解质的实验设计

已知次磷酸(H3PO2)为一元酸,欲证明它是弱电解质,下列操作方法不正确的是(   )

A.用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验,比较灯泡的亮度

B.用一定浓度的NaOH溶液分别滴定等体积、等pH的盐酸和次磷酸溶液,比较消耗碱液的体积

C.加热滴有酚酞试液的NaH2PO2溶液,溶液颜色变深

D.常温下,稀释0.1mol·L-1次磷酸溶液至原溶液体积的倍,测得pH在4~5之间

 NaCl和NaH2PO2都属于强电解质,所以用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验,比较灯泡的亮度,不能证明H3PO2是弱电解质,故A错误;因盐酸为强酸,若滴定时次磷酸溶液消耗NaOH溶液的体积大于等体积、等pH的盐酸消耗的NaOH溶液的体积,则说明次磷酸为弱电解质,B正确;若次磷酸为弱电解质,则NaH2PO2溶液呈碱性,加热促进其水解,滴有酚酞试液的NaH2PO2溶液颜色变深,C正确;常温下,若次磷酸为一元强酸,则把0.1mol·L-1次磷酸溶液稀释至原溶液体积的倍,pH应为3,而现测得pH在4~5之间,说明次磷酸没有完全电离,为弱电解质,D正确。

 A

某同学拟用pH计测定溶液pH以探究某酸HR是否为弱电解质。下列说法正确的是(   )

A.25℃时,若测得0.01mol·L-1NaR溶液pH=7,则HR是弱酸

B.25℃时,若测得0.01mol·L-1HR溶液pH>2且pH<7,则HR是弱酸

C.25℃时,若测得HR溶液pH=a,取该溶液10.0mL,加蒸馏水稀释至.0mL,测得pH=b,b-a<1,则HR是弱酸

D.25℃时,若测得NaR溶液pH=a,取该溶液10.0mL,升温至50℃,测得pH=b,a>b,则HR是弱酸

 A.25℃时,若测得0.01mol·L-1NaR溶液pH=7,可知NaR为强酸强碱盐,则HR为强酸,A错误;B.25℃时,若测得0.01mol·L-1HR溶液pH>2且pH<7,可知溶液中c(H+)<0.01mol·L-1,所以HR未完全电离,HR为弱酸,B正确;C.假设HR为强酸,取pH=6的该溶液10.0mL,加蒸馏水稀释至.0mL测得此时溶液pH<7,C错误;D.假设HR为强酸,则NaR为强酸强碱盐,溶液呈中性,升温至50℃,促进水的电离,水的离子积常数增大,pH减小,D错误。

 B

三维度判断弱电解质

(1)弱电解质的概念,即弱电解质不能完全电离,如0.1mol·L-1的CH3COOH溶液的pH>1。

(2)弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动,如pH=1的CH3COOH溶液加水稀释10倍后,1<pH<2;再如向0.1mol/LCH3COOH溶液中滴入1~2滴石蕊溶液,溶液变红色,向其中加入CH3COONa固体,若溶液红色变浅,说明CH3COOHCH3COO-+H+的平衡逆移,即CH3COOH为弱酸。

(3)弱电解质形成的盐能水解,如用玻璃棒醮取一定浓度的CH3COONa溶液滴在pH试纸上,pH>7,说明CH3COONa为弱酸盐,即CH3COOH为弱酸。

题组三 弱电解质溶液导电图像分析

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,下列说法正确的是(   )

A.a、b、c三点溶液的pH:c<a<b

B.a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b

C.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小

D.a、b、c三点溶液用1mol·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b

 A项,由导电能力知c(H+):b>a>c,故pH:c>a>b;B项,加水体积越大,越利于CH3COOH电离,故电离程度:c>b>a;C项,用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,相当于稀释a点溶液,c(H+)增大,pH偏小;D项,a、b、c三点n(CH3COOH)相同,用NaOH溶液中和时消耗n(NaOH)相同,故消耗V(NaOH):a=b=c。

 C

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。下图是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(   )

 HCl为强电解质,CH3COOH为弱电解质,滴加NH3·H2O,先与HCl反应,生成同样为强电解质的NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液稀释,所以电导率下降。当HCl被中和完后,继续与CH3COOH弱电解质反应,生成CH3COONH4,为强电解质,所以电导率增大。HCl与CH3COOH均反应完后,继续滴加弱电解质NH3·H2O,电导率变化不大,因为溶液被稀释,有下降趋势。

 D

影响电解质溶液导电性的因素

(1)电解质导电的条件

电解质的导电条件是在水溶液中或高温熔融状态,共价化合物只能在水溶液中导电,离子化合物在熔融状态和溶液中均可导电。

题组四 一元强酸与一元弱酸的比较与应用

相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,说法正确的是(   )

A.pH相等的两溶液中:c(CH3COO-)=c(Cl-)

B.分别中和pH相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同

C.相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同

D.相同浓度相同体积的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COO-)=c(Cl-)

 A.在pH相等的两种溶液中,氢离子的浓度相同,根据溶液中电荷守恒可知阴离子浓度相等,即c(CH3COO-)=c(Cl-),正确;B.醋酸为弱酸,是弱电解质只能部分电离,与pH相同的强酸溶液比起来,与其他物质反应时,可以持续电离出氢离子,平衡右移,所以醋酸消耗的氢氧化钠的量要更多一些,错误;C.反应刚开始时,醋酸是弱酸部分电离,与同等浓度的强酸比较,反应速率会慢一些,错误;D.相同浓度相同体积的这两种酸的物质的量相等,醋酸钠溶液呈碱性,要使混合溶液呈中性,则醋酸应该稍微过量,NaCl溶液呈中性,根据电荷守恒得c(Na+)=c(CH3COO-)、c(Na+)=c(Cl-),反应后的中性溶液中氯化钠浓度大于醋酸钠,所以c(CH3COO-)<c(Cl-),错误。综上所述,本题的正确答案为A。

 A

在两个密闭的锥形瓶中,0.05g形状相同的镁条(过量)分别与2mL2mol·L-1的盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如下图。下列说法正确的是(   )

A.①代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线

B.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均快于醋酸与Mg反应的化学反应速率

C.反应中醋酸的电离被促进,两种溶液最终产生的氢气总量基本相等

D.1mol·L-1NaOH溶液完全中和上述两种酸溶液,盐酸消耗NaOH溶液的体积更大

 A.盐酸为一元强酸,醋酸为一元弱酸,则2mL2mol·L-1的盐酸和醋酸中,盐酸中c(H+)大,与镁条反应的速率大,相同时间内产生的氢气多,容器内压强大,反应速率快,反应先结束,故②代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线,故A错误;B.可以通过曲线的斜率比较二者的反应速率,从图像可以看出,s后,醋酸与镁的反应速率更大,此时盐酸与镁已接近反应结束,c(H+)较小,反应速率小,故B错误;C.由于盐酸和醋酸的浓度和体积均相同,则二者物质的量相同,故反应结束时,产生的氢气总量基本相等,故C正确;D.由于盐酸和醋酸的物质的量相同,故用1mol·L-1NaOH溶液完全中和上述两种酸溶液时,盐酸与醋酸消耗NaOH溶液的体积相等,故D错误。

 C

某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体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Ⅰ代表HNO2溶液

B.溶液中水的电离程度:b点c点

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

1.一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如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

(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较

2.一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如CH3COOH)稀释图像比较

(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸

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