
1. 理解弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡。2.理解電離常數(shù)的含義,掌握電離常數(shù)的應(yīng)用并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
考點(diǎn)一 弱電解質(zhì)的電離平衡1.電離平衡在一定條件(如溫度、濃度)下,當(dāng)電離的速率和離子結(jié)合為分子的速率相等時(shí),電離過程就達(dá)到了平衡狀態(tài)。
3.外界條件對(duì)電離平衡的影響(1)以0.1 ml·L-1的醋酸溶液為例(CH3COOH?CH3COO-+H+)填寫下表。
(2)分別畫出冰醋酸加水稀釋過程中溶液的電導(dǎo)率和pH隨加水體積變化的曲線。
3.室溫下,由0.1 ml·L-1一元堿BOH溶液的pH=10,可知溶液中存在BOH===B++OH-:________________________________________________________。4.稀釋弱電解質(zhì)溶液時(shí),所有粒子濃度都一定會(huì)減?。篲_______________________________________________________。
錯(cuò)誤。若BOH為強(qiáng)堿,0.1 ml·L-1 BOH溶液的pH=13。pH=10說明BOH為弱堿,其電離方程式應(yīng)為BOH?B++OH-。
錯(cuò)誤。以醋酸溶液為例,稀釋時(shí)c(H+)、c(CH3COO-)、c(CH3COOH) 減小, c(OH-)增大。
【教考銜接】典例[2023·浙江1月,13改編]甲酸(HCOOH)是重要的化工原料。工業(yè)廢水中的甲酸及其鹽,通過離子交換樹脂(含固體活性成分R3N,R為烷基)因靜電作用被吸附回收,其回收率(被吸附在樹脂上甲酸根的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))與廢水初始pH關(guān)系如圖(已知甲酸Ka=1.8×10-4)。
判斷下列說法是否正確, 正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)活性成分R3N在水中存在平衡:R3N+H2O?R3NH++OH-( )(2)廢水初始pH5,離子交換樹脂活性成分主要以R3NH+形態(tài)存在( )
解析:(1)由題意“因靜電作用被吸附”及題圖可知,R3N在溶液中的電離方程式為R3N+H2O?R3NH++OH-。(2)由題圖可知,溶液pH為2.4時(shí),廢水中的甲酸及其鹽回收率最高,當(dāng)溶液中pH小于2.4時(shí),隨溶液pH下降,溶液中氫離子濃度增大,甲酸的電離被抑制,溶液中甲酸根離子濃度減小,與R3NH+作用的數(shù)目減小。(3)由題圖可知,R3N溶液呈堿性,溶液中存在如下平衡R3N+H2O?R3NH++OH-,當(dāng)廢水初始pH大于5時(shí),平衡向左移動(dòng),離子交換樹脂活性成分主要以R3N形態(tài)存在。
【師說·延伸】?、倨平狻耙蜢o電作用被吸附”是解答本題的靈魂:R3N在水中能產(chǎn)生陽離子,產(chǎn)生的陽離子靜電吸附HCOO-。②聯(lián)想水的電離“H2O+H2O?H3O++OH-”是解答本題的關(guān)鍵:通過推理并驗(yàn)證R3N在水溶液中的電離方程式R3N+H2O?R3NH++OH-。
【對(duì)點(diǎn)演練】1.H2S水溶液中存在電離平衡H2S?H++HS-和HS-?H++S2-。若對(duì)H2S溶液進(jìn)行以下操作,說法正確的是( )A.加水,平衡向右移動(dòng),溶液中氫離子濃度增大B.通入過量SO2氣體,平衡向左移動(dòng),溶液pH增大C.滴加新制氯水,平衡向左移動(dòng),溶液pH減小D.加入少量硫酸銅固體(忽略體積變化),溶液中所有離子濃度都減小
解析:加水促進(jìn)H2S的電離,由于溶液體積增大,氫離子濃度減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;通入SO2氣體,發(fā)生反應(yīng):2H2S+SO2===3S↓+2H2O,pH增大;當(dāng)SO2過量,溶液顯酸性,因H2SO3酸性比H2S強(qiáng),故pH減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;滴加新制氯水,發(fā)生反應(yīng)Cl2+H2S===2HCl+S↓,平衡向左移動(dòng),生成了強(qiáng)酸,溶液pH減小,C項(xiàng)正確;加入少量硫酸銅固體,發(fā)生反應(yīng)H2S+Cu2+===CuS↓+2H+,H+濃度增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.能證明蟻酸(HCOOH)是弱酸的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是( )A.HCOOH溶液與Zn反應(yīng)放出H2B.0.1 ml·L-1 HCOOH溶液可使紫色石蕊溶液變紅C.HCOOH溶液與Na2CO3反應(yīng)生成CO2D.常溫時(shí)0.1 ml·L-1 HCOOH溶液的pH=2.3
解析:A、B項(xiàng),只能證明蟻酸具有酸性,不能證明其酸性強(qiáng)弱,錯(cuò)誤;C項(xiàng),只能證明蟻酸的酸性比碳酸強(qiáng),錯(cuò)誤;D項(xiàng),溶液的pH=2.3,說明HCOOH未完全電離,正確。
3.常溫下,①100 mL 0.01 ml·L-1的CH3COOH溶液,②10 mL 0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液。用“>”“=”或“<”填寫下列問題。(1)c(CH3COO-):①________②。(2)電離程度:①________②。(3)在上述兩種溶液中加入足量鋅片。開始時(shí)的反應(yīng)速率:①________②,反應(yīng)結(jié)束生成相同狀況下H2的體積:①________②。(4)與同濃度的NaOH溶液完全反應(yīng)消耗NaOH溶液的體積:①________②。
錯(cuò)誤。對(duì)同一弱電解質(zhì)溶液,稀釋后電離度增大,但電離常數(shù)不變。
【教考銜接】典例1 [2023·浙江1月,13B改編]甲酸(HCOOH)是重要的化工原料。工業(yè)廢水中的甲酸及其鹽,通過離子交換樹脂(含固體活性成分R3N,R為烷基)因靜電作用被吸附回收,其回收率(被吸附在樹脂上甲酸根的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))與廢水初始pH關(guān)系如圖(已知甲酸Ka=1.8×10-4)。pH=5的廢水中c(HCOO-)∶c(HCOOH)=____________。
1012·Ka1 1024·Ka1·Ka2
【對(duì)點(diǎn)演練】考向一 利用電離常數(shù)判斷弱電解質(zhì)(酸堿性)的相對(duì)強(qiáng)弱1.部分弱酸的電離平衡常數(shù)如下表:
HCOOH>H2CO3>H2S>HClO
確定微粒濃度比值變化情況的三種方法(1)“轉(zhuǎn)化法”。將濃度之比轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量之比進(jìn)行比較。(2)“假設(shè)法”。如上述問題(3),假設(shè)無限稀釋,c(CH3COO-)趨近于0,c(H+)趨于10-7 ml·L-1,故比值變小。(3)“湊常數(shù)”。解題時(shí)將某些粒子的濃度比值乘以或除以某種粒子的濃度,轉(zhuǎn)化為一個(gè)常數(shù)與某種粒子濃度的乘積或相除的關(guān)系。
【典題示例】典例1 已知飽和硫化氫的濃度為0.1 ml·L-1,硫化氫的電離常數(shù)為Ka1=1.0×10-7,Ka2=1.0×10-19。計(jì)算飽和硫化氫溶液中氫離子的濃度。
典例2 計(jì)算25 ℃時(shí),2 ml·L-1氨水的電離度(已知25 ℃時(shí),Kb=1.8×10-5)。
典例3 常溫下,向20 mL 0.010 ml·L-1的HA溶液中逐滴加入0.010 ml·L-1的NaOH溶液,溶液中l(wèi)g c(OH-)與所加NaOH溶液的體積(V)的關(guān)系如圖。(1)判斷HA為________(填“強(qiáng)”或“弱”)酸。(2)若HA為弱酸,請(qǐng)計(jì)算在P點(diǎn)的電離平衡常數(shù)。
【對(duì)點(diǎn)演練】1.已知25 ℃時(shí),測得濃度為0.1 ml·L-1的BOH溶液中,c(OH-)=1×10-3 ml·L-1。(1)寫出BOH的電離方程式:________________。(2)BOH的電離度α=______。(3)BOH的電離平衡常數(shù)Kb=________。
3.(1)常溫下,向a ml·L-1 CH3COONa溶液中滴加等體積的b ml·L-1鹽酸使溶液呈中性(不考慮鹽酸和醋酸的揮發(fā)),則醋酸的電離常數(shù)Ka=______(用含a和b的代數(shù)式表示)。(2)常溫下,將a ml·L-1的醋酸與b ml·L-1的Ba(OH)2溶液等體積混合,充分反應(yīng)后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),則該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka=________(用含a和b的代數(shù)式表示)。
5.已知亞磷酸(H3PO3)為二元弱酸,常溫下,向某濃度的亞磷酸溶液中逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的KOH溶液,混合溶液的pH與離子濃度的關(guān)系如圖所示。
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