第1課時 弱電解質(zhì)的電離平衡
[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)] 1.通過對電解質(zhì)的分類，進(jìn)一步掌握物質(zhì)分類的方法，并能從微觀層面理解強(qiáng)、弱電解質(zhì)的本質(zhì)。2.掌握電離平衡的影響因素，能在理解化學(xué)基本原理的基礎(chǔ)上從宏觀和微觀兩方面認(rèn)識弱電解質(zhì)的電離平衡。3.了解電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性。
一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
1．電解質(zhì)和非電解質(zhì)
電解質(zhì)：在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠產(chǎn)生自由移動的離子的化合物。
非電解質(zhì)：在水溶液中和熔融狀態(tài)下不能產(chǎn)生自由移動的離子的化合物。
2．強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
(1)實驗探究：
用等體積、物質(zhì)的量濃度均為1 ml·L－1的鹽酸和醋酸溶液分別做如下實驗，結(jié)合教材P81圖3－1完成下表：
(2)強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的概念
①強(qiáng)電解質(zhì)：在水溶液中能完全電離的電解質(zhì)。如HCl溶于水完全電離成H＋和Cl－。
②弱電解質(zhì)：在水溶液中僅能部分電離的電解質(zhì)。如醋酸溶液中只有少部分醋酸分子電離成H＋和CH3COO－，大部分仍以CH3COOH的形式存在。
(3)常見的強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
(1)鹽酸能導(dǎo)電，所以鹽酸是電解質(zhì)( )
(2)NH3溶于水能導(dǎo)電，所以NH3是電解質(zhì)( )
(3)強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中不存在溶質(zhì)分子，而弱電解質(zhì)在溶液中存在溶質(zhì)分子( )
(4)HClO為弱酸，故NaClO為弱電解質(zhì)( )
(5)H2CO3溶液中存在H2CO3、HCOeq \\al(－,3)和COeq \\al(2－,3)( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
1．根據(jù)經(jīng)驗判斷相同濃度的氫氧化鈉溶液和氨水中一水合氨的電離程度，如何設(shè)計簡單實驗加以證明？
提示 氫氧化鈉在水中完全電離，一水合氨在水中部分電離。
方案1：用pH試紙(或pH計)測定0.1 ml·L－1兩種溶液的pH，NaOH溶液的pH較大。
方案2：用同濃度的兩種堿溶液做導(dǎo)電性實驗(或測電導(dǎo)率)，NaOH溶液的導(dǎo)電能力較強(qiáng)。
2．BaSO4飽和溶液和0.1 ml·L－1醋酸溶液導(dǎo)電能力都很弱，因而它們都是弱電解質(zhì)，這個觀點(diǎn)正確嗎？簡述理由。
提示 不正確。BaSO4是難溶性鹽，其溶液中自由移動的離子濃度很小，但溶于水的BaSO4完全電離成Ba2＋和SOeq \\al(2－,4)，故BaSO4是強(qiáng)電解質(zhì)。醋酸部分電離，0.1 ml·L－1醋酸溶液中離子濃度較小，因而醋酸是弱電解質(zhì)。
1．下列說法中，可以證明醋酸是弱電解質(zhì)的是( )
A．1 ml·L－1的醋酸溶液中，c(H＋)＝1 ml·L－1
B．醋酸與水以任意比互溶
C．10 mL 1 ml·L－1的醋酸溶液恰好與10 mL 1 ml·L－1的NaOH溶液完全反應(yīng)
D．在相同條件下，醋酸溶液的導(dǎo)電性比鹽酸弱
答案 D
解析 A項中若醋酸完全電離，則c(H＋)＝1 ml·L－1，說明醋酸為強(qiáng)電解質(zhì)，不符合題意；C項是與強(qiáng)堿的反應(yīng)，不能說明其電離程度的大??；D項是在相同條件下，比較二者導(dǎo)電性強(qiáng)弱，醋酸溶液的導(dǎo)電性弱，說明醋酸溶液中離子濃度小，即醋酸的電離程度小，鹽酸中的HCl是完全電離的，故說明醋酸是部分電離，為弱電解質(zhì)。
2．下列各組關(guān)于強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì)、非電解質(zhì)的歸類，完全正確的是( )
答案 C
解析 A項，F(xiàn)e既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)，錯誤；B項，NH3是非電解質(zhì)，BaSO4是強(qiáng)電解質(zhì)，錯誤；D項，H2O是弱電解質(zhì)，錯誤。
3．下列物質(zhì)中，屬于電解質(zhì)的是________(填序號，下同)，屬于非電解質(zhì)的是________，屬于強(qiáng)電解質(zhì)的是______，屬于弱電解質(zhì)的是________。
①H2SO4 ②鹽酸 ③氯氣 ④硫酸鋇 ⑤乙醇 ⑥銅
⑦H2CO3 ⑧氯化氫 ⑨CH3COOH ⑩氨氣 ?CO2
答案 ①④⑦⑧⑨ ⑤⑩? ①④⑧ ⑦⑨
?1?CO2、SO2、NH3等物質(zhì)溶于水能導(dǎo)電，是因為溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O等電解質(zhì)導(dǎo)電，不是其本身電離出離子，故CO2、SO2、NH3應(yīng)為非電解質(zhì)。單質(zhì)既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)。
?2?電解質(zhì)的強(qiáng)弱與其溶解性無關(guān)。難溶的鹽如AgCl、CaCO3等，溶于水的部分能完全電離，是強(qiáng)電解質(zhì)。易溶的如CH3COOH、NH3·H2O等在溶液中電離程度較小，是弱電解質(zhì)。
二、弱電解質(zhì)的電離平衡
1．電離方程式的書寫
(1)強(qiáng)電解質(zhì)
完全電離，在寫電離方程式時，用“===”。
(2)弱電解質(zhì)
部分電離，在寫電離方程式時，用“”。
①一元弱酸、弱堿一步電離。
如CH3COOH：CH3COOHCH3COO－＋H＋，
NH3·H2O：NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－。
②多元弱酸分步電離，必須分步寫出，不可合并(其中以第一步電離為主)。
如H2CO3：H2CO3H＋＋HCOeq \\al(－,3)(主)，HCOeq \\al(－,3)H＋＋COeq \\al(2－,3)(次)。
③多元弱堿分步電離 (較復(fù)雜)，在中學(xué)階段要求一步寫出。
如Fe(OH)3：Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。
2．電離平衡狀態(tài)
(1)概念：在一定溫度下，當(dāng)弱電解質(zhì)在水溶液中的電離達(dá)到最大限度時，電離過程并未停止。此時弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率與離子結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的速率相等，溶液中電解質(zhì)分子和離子的濃度都不再發(fā)生變化，弱電解質(zhì)的電離達(dá)到了電離平衡狀態(tài)。
(2)建立過程
(3)電離平衡的特征
3．外界條件對弱電解質(zhì)的電離平衡的影響
(1)溫度：弱電解質(zhì)的電離一般是吸熱過程，升高溫度使電離平衡向電離的方向移動，電離程度增大。
(2)濃度：在一定溫度下，同一弱電解質(zhì)溶液，濃度越小，離子相互碰撞結(jié)合為分子的幾率越小，電離程度越大。
(3)同離子效應(yīng)：加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的電解質(zhì)時，可使電離平衡向結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的方向移動，電離程度減小。
(4)化學(xué)反應(yīng)：加入能與弱電解質(zhì)電離出的離子發(fā)生反應(yīng)的離子時，電離平衡向電離的方向移動，電離程度增大。
(1)電離平衡右移，電解質(zhì)分子的濃度一定減小，離子濃度一定增大( )
(2)25 ℃時，0.1 ml·L－1 CH3COOH溶液加水稀釋，各離子濃度均減小( )
(3)電離平衡向右移動，弱電解質(zhì)的電離程度一定增大( )
(4)H2S的電離方程式為H2S2H＋＋S2－( )
(5)BaSO4溶于水，導(dǎo)電性很弱，故電離方程式為BaSO4Ba2＋＋SOeq \\al(2－,4)( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
分析改變下列條件對醋酸電離平衡的影響，填寫下表：
1．下列對氨水中存在的電離平衡NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－敘述正確的是( )
A．加水后，溶液中n(OH－)增大
B．加入少量濃鹽酸，溶液中c(OH－)增大
C．加入少量濃氫氧化鈉溶液，電離平衡正向移動
D．加入少量氯化銨固體，溶液中c(NHeq \\al(＋,4))減小
答案 A
解析 A項，加水使NH3·H2O電離平衡正向移動，n(OH－)增大，正確；B項，加入少量濃鹽酸使c(OH－)減小，錯誤；C項，加入濃NaOH溶液，電離平衡逆向移動，錯誤；D項，加入NH4Cl固體，c(NHeq \\al(＋,4))增大，錯誤。
2．在0.1 ml·L－1的CH3COOH溶液中，要促進(jìn)醋酸電離且使H＋濃度增大，應(yīng)采取的措施是( )
A．升溫 B．加水
C．加入燒堿溶液 D．加入稀鹽酸
答案 A
解析 醋酸的電離是吸熱過程，升高溫度能促進(jìn)醋酸的電離，且H＋濃度增大，故A正確；加水促進(jìn)醋酸的電離，但c(H＋)減小，故B錯誤；加入氫氧化鈉溶液，OH－和H＋反應(yīng)生成水，能促進(jìn)醋酸的電離，但H＋濃度減小，故C錯誤；加入稀鹽酸，H＋濃度增大，但抑制醋酸的電離，故D錯誤。
(1)電離吸熱，升高溫度，電離平衡一定正向移動，電離程度增大。
(2)弱電解質(zhì)的電離程度、溶液的導(dǎo)電性與電離平衡的移動沒有必然的關(guān)系。
(3)弱電解質(zhì)溶液加水稀釋時，要注意離子濃度與離子物質(zhì)的量的變化。
如0.1 ml·L－1 CH3COOH加水稀釋，c(CH3COOH)、c(H＋)、c(CH3COO－)均減小，但稀釋促進(jìn)電離，所以n(CH3COOH)減小，n(H＋)、n(CH3COO－)增大。
題組一 強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的判斷
1．下列物質(zhì)中，屬于弱電解質(zhì)的是( )
A．CO2 B．NH3·H2O
C．NH4NO3 D．BaSO4
答案 B
解析 A項，CO2為非電解質(zhì)；C項，NH4NO3為強(qiáng)電解質(zhì)；D項，BaSO4為強(qiáng)電解質(zhì)。
2．北魏賈思勰《齊民要術(shù)·作酢法》這樣描述苦酒：“烏梅苦酒法：烏梅去核，一升許肉，以五升苦酒漬數(shù)日，曝干，搗作屑。欲食，輒投水中，即成醋爾?！毕铝杏嘘P(guān)苦酒主要成分的說法正確的是( )
A．苦酒的主要溶質(zhì)是非電解質(zhì)
B．苦酒的主要溶質(zhì)是強(qiáng)電解質(zhì)
C．苦酒的主要溶質(zhì)是弱電解質(zhì)
D．苦酒的溶液中只存在分子，不存在離子
答案 C
解析 苦酒的主要溶質(zhì)是乙酸，屬于弱電解質(zhì)，在水中部分電離，所以既有電解質(zhì)分子CH3COOH，又有H＋和CH3COO－。
題組二 電離方程式書寫的正誤判斷
3．下列電離方程式的書寫正確的是( )
A．熔融狀態(tài)下的NaHSO4電離：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SOeq \\al(2－,4)
B．H2CO3的電離：H2CO32H＋＋COeq \\al(2－,3)
C．Fe(OH)3的電離：Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－
D．水溶液中的NaHSO4電離：NaHSO4===Na＋＋HSOeq \\al(－,4)
答案 C
解析 熔融狀態(tài)下NaHSO4的電離方程式為NaHSO4===Na＋＋HSOeq \\al(－,4)，水溶液中NaHSO4的電離方程式為NaHSO4===Na＋＋H＋＋SOeq \\al(2－,4)，A、D錯誤；H2CO3作為二元弱酸，電離分步進(jìn)行，以第一步為主，B項錯誤；Fe(OH)3是多元弱堿，通常以一步電離表示，故C項正確。
4．下列各項中電解質(zhì)的電離方程式正確的是( )
A．氨水：NH3·H2O===NHeq \\al(＋,4)＋OH－
B．NaHCO3的水溶液：NaHCO3===Na＋＋HCOeq \\al(－,3)
C．HF的水溶液：HF===H＋＋F－
D．H2S 的水溶液：H2S2H＋＋S2－
答案 B
解析 氨水的電離方程式應(yīng)為NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－；HF屬于弱酸，應(yīng)是部分電離：HFH＋
＋F－；H2S屬于二元弱酸，應(yīng)分步電離：H2SH＋＋HS－、HS－H＋＋S2－。
5．下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式正確的是( )
A．H2SO4===H＋＋SOeq \\al(2－,4)
B．CH3COOH===CH3COO－＋H＋
C．NaHSO4===Na＋＋HSOeq \\al(－,4)
D．2H2OH3O＋＋OH－
答案 D
解析 H2SO4是強(qiáng)酸，在溶液中1個H2SO4分子完全電離出2個H＋和1個SOeq \\al(2－,4)，故電離方程式為H2SO4===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)，故A項錯誤；CH3COOH是弱酸，故用可逆號，電離方程式為CH3COOHCH3COO－＋H＋，故B項錯誤；NaHSO4在溶液中完全電離為Na＋、H＋和SOeq \\al(2－,4)，故電離方程式為NaHSO4===Na＋＋H＋＋SOeq \\al(2－,4)，故C項錯誤；H2O是弱電解質(zhì)，部分電離為氫離子和氫氧根離子，氫離子又能和水分子結(jié)合為H3O＋，故電離方程式可以寫為2H2OH3O＋＋OH－，故D項正確。
題組三 弱電解質(zhì)的電離平衡及其影響因素
6．下列說法正確的是( )
A．根據(jù)溶液中有CH3COOH、CH3COO－和H＋即可證明CH3COOH達(dá)到電離平衡狀態(tài)
B．根據(jù)溶液中CH3COO－和H＋的物質(zhì)的量濃度相等即可證明CH3COOH達(dá)到電離平衡狀態(tài)
C．當(dāng)NH3·H2O達(dá)到電離平衡時，溶液中NH3·H2O、NHeq \\al(＋,4)和OH－的濃度相等
D．H2CO3是分步電離的，電離程度依次減小
答案 D
解析 溶液中除電解質(zhì)電離出的離子外，還存在電解質(zhì)分子，能證明該電解質(zhì)是弱電解質(zhì)，但不能說明達(dá)到電離平衡狀態(tài)，A項錯誤；根據(jù)CH3COOHCH3COO－＋H＋知，即使CH3COOH未達(dá)到平衡狀態(tài)，CH3COO－和H＋的濃度也相等，B項錯誤；NH3·H2O達(dá)到電離平衡時，溶液中各粒子的濃度不變，而不是相等，NH3·H2O的電離程度是很小的，絕大多數(shù)以NH3·H2O的形式存在，C項錯誤；H2CO3是二元弱酸，分步電離且電離程度依次減小，D項正確。
7．一定量的鹽酸跟過量的鐵粉反應(yīng)時，為了減緩反應(yīng)速率，且不影響生成氫氣的總量，可向鹽酸中加入適量的( )
①NaOH(固體) ②H2O ③HCl ④CH3COONa(固體)
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
答案 D
解析 由題意可知，要使反應(yīng)速率減小，而不改變生成H2的量，則要求c(H＋)減小，而n(H＋)不變，可采取的措施是加水或加CH3COONa固體。
8．把1 L 0.1 ml·L－1的醋酸溶液用蒸餾水稀釋到10 L，下列敘述正確的是( )
A．c(CH3COOH)變?yōu)樵瓉淼膃q \f(1,10)
B．c(H＋)變?yōu)樵瓉淼膃q \f(1,10)
C.eq \f(c?CH3COO－?,c?CH3COOH?)的比值增大
D．溶液的導(dǎo)電性增強(qiáng)
答案 C
解析 由于加水稀釋，CH3COOH的電離程度增大，故而c(CH3COOH)應(yīng)小于原來的eq \f(1,10)，c(H＋)
應(yīng)大于原來的eq \f(1,10)，eq \f(c?CH3COO－?,c?CH3COOH?)＝eq \f(n?CH3COO－?,n?CH3COOH?)，n(CH3COO－)增大，n(CH3COOH)減小，故eq \f(c?CH3COO－?,c?CH3COOH?)的比值增大；加水稀釋后離子濃度減小，導(dǎo)電性減弱。
9．(2020·漢口檢測)醋酸鉛因有甜味而被稱為“鉛糖”，它有毒但能入藥，又知(CH3COO)2Pb可溶于水，硝酸鉛與醋酸鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為Pb2＋＋2CH3COO－===(CH3COO)2Pb。下列有關(guān)說法不正確的是( )
A．0.1 ml·L－1的“鉛糖”溶液中c(Pb2＋)”“ B (3)配制pH＝1的HA溶液難以實現(xiàn) 加入的鋅粒難以做到表面積相同
解析 若HA為弱酸，則100 mL 0.1 ml·L－1的HA溶液中，c(H＋)＜0.1 ml·L－1，pH＞1。100 mL pH＝1的HA溶液和鹽酸比較，若HA為強(qiáng)酸，c(HA)＝0.1 ml·L－1，若HA為弱酸，則c(HA)＞0.1 ml·L－1。分別取10 mL pH＝1的鹽酸和HA溶液，同時加水稀釋到100 mL，稀釋后，鹽酸中c(H＋)＝0.01 ml·L－1，若HA為弱酸，則溶液中c(H＋)＞0.01 ml·L－1，因為加水稀釋時，有一部分HA分子會電離出H＋，因此在稀釋后100 mL鹽酸和100 mL HA溶液中分別加入純度相同的鋅粒時，HA溶液產(chǎn)生氫氣的速率快。鹽酸
醋酸溶液
結(jié)論與解釋
pH
較小
較大
(1)等濃度的鹽酸比醋酸溶液電離出的c(H＋)大，鹽酸的電離程度大于醋酸。
(2)隨反應(yīng)的進(jìn)行，醋酸還能繼續(xù)電離H＋，最終提供的氫離子數(shù)與鹽酸相同
與等量的鎂反應(yīng)的現(xiàn)象
開始階段鹽酸產(chǎn)生氣泡速度較快，且氣球體積較大。反應(yīng)結(jié)束時二者氣球的體積一樣大
強(qiáng)電解質(zhì)
弱電解質(zhì)
離子化合物、部分共價化合物
共價化合物
①多數(shù)鹽(包括難溶性鹽)；
②強(qiáng)酸，如HCl、H2SO4等；
③強(qiáng)堿，如KOH、Ba(OH)2等
①弱酸，如CH3COOH、HClO等；
②弱堿，如NH3·H2O等；
③水
選項
A
B
C
D
強(qiáng)電解質(zhì)
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱電解質(zhì)
CH3COOH
NH3
H3PO4
Fe(OH)3
非電解質(zhì)
C12H22O11(蔗糖)
BaSO4
C2H5OH
H2O
條件改變
平衡移動方向
c(H＋)
n(H＋)
電離程度
導(dǎo)電能力
升高溫度
向右移動
增大
增大
增大
增強(qiáng)
加H2O
向右移動
減小
增大
增大
減弱
通HCl
向左移動
增大
增大
減小
增強(qiáng)
加少量NaOH(s)
向右移動
減小
減小
增大
增強(qiáng)
加少量CH3COONa (s)
向左移動
減小
減小
減小
增強(qiáng)
加少量CH3COOH
向右移動
增大
增大
減小
增強(qiáng)
加入鎂粉
向右移動
減小
減小
增大
增強(qiáng)

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第一單元 弱電解質(zhì)的電離平衡

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