届高中化学专题09弱电解质的电离难点大串讲学案新人教版选修4.docx
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届高中化学专题09弱电解质的电离难点大串讲学案新人教版选修4
专题09弱电解质的电离
知识一电解质
【例1】
(1)下列物质的分类组合全部正确的是
编号
强电解质
弱电解质
非电解质
A
NaCl
HF
Cl2
B
NaHCO3
NH3·H2O
CCl4
C
Ba(OH)2
HCl
Cu
D
AgCl
H2S
CH3COOH
【答案】B
(2)写出下列的各物质的电离方程式
(1)H2SO4________________________________________________________________;
(2)H2CO3________________________________________________________________;
(3)Ca(OH)2______________________________________________________________;
(4)Fe(OH)3______________________________________________________________;
(5)NH3·H2O_____________________________________________________________;
(6)NaCl_________________________________________________________________;
(7)BaSO4________________________________________________________________;
(8)NaHCO3______________________________________________________________;
(9)NaHSO4______________________________________________________________;
(10)NaHSO4(熔融)________________________________________________________;
(11)Al2O3(熔融)__________________________________________________________。
【答案】
(1)H2SO4===2H++SO
(2)H2CO3
H++HCO
、HCO
H++CO
(3)Ca(OH)2===Ca2++2OH-
(4)Fe(OH)3
Fe3++3OH-
(5)NH3·H2O
NH
+OH-
(6)NaCl===Na++Cl-
(7)BaSO4===Ba2++SO
(8)NaHCO3===Na++HCO
、HCO
H++CO
(9)NaHSO4===Na++H++SO
(10)NaHSO4
Na++HSO
(11)Al2O3
2Al3++3O2-
【解析】
【变式】1.下表中物质的分类组合完全正确的是()
A
B
C
D
强电解质
KNO3
H2SO4
BaSO4
HClO4
弱电解质
HF
CaCO3
HClO
NH3
非电解质
SO2
金属Al
H2O
C2H5OH
【答案】A
【解析】电解质必须是化合物且自身发生电离,SO2、NH3是非电解质,SO2、NH3本身不电离,但溶于水生成的H2SO3、NH3·H2O能电离,H2SO3、NH3·H2O是电解质。
2.下列叙述正确的是()
A.硫酸钡难溶于水,故硫酸钡为弱电解质
B.硝酸钾溶液能导电,故硝酸钾溶液为电解质
C.二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳为弱电解质
D.石墨虽能导电,但既不是电解质,也不是非电解质
【答案】D
【解析】BaSO4溶于水的部分完全电离,BaSO4是强电解质,A项不正确;KNO3溶液为混合物,不属于电解质,B项不正确;CO2不是电解质,C项不正确;石墨为单质,既不是电解质,也不是非电解质,D项正确。
知识二弱电解质的电离
运用一弱电解质的电离平衡
【例2-1】将1mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1L溶液。
下列各项中,表明已达到电离平衡状态的是()
A.醋酸的浓度达到1mol·L-1
B.H+的浓度达到0.5mol·L-1
C.醋酸分子的浓度、醋酸根离子的浓度、H+的浓度均为0.5mol·L-1
D.醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等
【答案】D
【变式】下列说法正确的是()
A.根据溶液中有CH3COOH、CH3COO-和H+即可证明CH3COOH达到电离平衡状态
B.根据溶液中CH3COO-和H+的物质的量浓度相等可证明CH3COOH达到电离平衡状态
C.当NH3·H2O达到电离平衡时,溶液中NH3·H2O、NH
和OH-的浓度相等
D.H2CO3是分步电离的,电离程度依次减弱
【答案】D
【解析】该题考查了电离平衡的判断及其特点。
溶液中除电解质电离出的离子外,还存在电解质分子,能证明该电解质是弱电解质,但不能说明达到平衡状态,A错误;根据CH3COOH
CH3COO-+H+知即使CH3COOH电离未达到平衡状态,CH3COO-和H+的浓度也相等,B错误;NH3·H2O达到电离平衡时,溶液中各粒子的浓度不变,而不是相等,何况NH3·H2O电离程度是很小的,绝大多数以NH3·H2O的形式存在,C错误;H2CO3是二元弱酸,分步电离且电离程度依次减小,D正确。
运用二影响弱电解质的电离因素
【例2-2】(2017·宁夏育才中学高二月考)在0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中,要促进醋酸电离且使H+浓度增大,应采取的措施是()
A.升温B.降温C.加入NaOH溶液D.加入稀盐酸
【答案】A
【解析】醋酸的电离是吸热过程,升高温度能促进醋酸的电离,且H+浓度增大,故A正确,B错误;加入氢氧化钠溶液,OH-和H+反应生成水,能促进醋酸的电离,但H+浓度减小,故C错误;加入稀盐酸,H+浓度增大,但抑制醋酸的电离,故D错误。
【变式】1.稀氨水中存在着下列平衡:
NH3·H2ONH
+OH-,若要使平衡向逆方向移动,同时使c(OH-)增大,应加入的物质或采取的措施是()
①NH4Cl固体②硫酸③NaOH固体④水⑤加热⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤B.③C.③④⑥D.③⑤
【答案】B
2.用浓度为0.5mol·L-1的醋酸与锌反应,若先向该溶液中加入较多的醋酸钠固体,则产生H2的速率将()
A.变快B.变慢
C.先变快,后变慢D.不变
【答案】B
【解析】加入CH3COONa,使溶液中的[CH3COO-]增大,平衡CH3COOH
CH3COO-+H+左移,[H+]减小,生成氢气的速率变慢。
运用三弱电解质的稀释
【例2-3】.现有0.1mol·L-1氨水10mL,加蒸馏水稀释到1L后,下列变化中正确的是()
①电离程度增大②c(NH3·H2O)增大③NH
数目增多④c(OH-)增大⑤导电性增强⑥()()4增大
A.①②③B.①③⑤C.①③⑥D.②④⑥
【答案】C
【解析】氨水中的溶质属于弱电解质,存在电离平衡:
NH3·H2ONH
+OH-,加水稀释,平衡正向移动,电离程度增大,NH
和OH-的物质的量增多,但c(NH3·H2O)、c(OH-)均减小,溶液的导电性减弱,故①③正确,②④⑤错误;由于()()4=()()4,加水稀释后,n(NH
)增大,n(NH3·H2O)减小,故()()4增大,⑥正确。
【变式】1..将浓度为0.1mol·L-1HF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.
【答案】D
2.用水稀释0.1mol·L-1氨水时,溶液中随着水量的增加而减小的是()
A.
B.
C.[H+]和[OH-]的乘积D.OH-的物质的量
【答案】B
【解析】氨水中存在电离平衡:
NH3·H2O
NH
+OH-,加水稀释,平衡右移,OH-物质的量增加,
增大,
减小;[H+]·[OH-]=KW,KW只与温度有关,[H+]和[OH-]的乘积保持不变。
运用四强弱电解质的区分
【例2-4】.下列事实可证明一水合氨是弱碱的是()
A.氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁
B.铵盐受热易分解
C.0.1mol·L-1氨水可以使酚酞试液变红
D.室温下,0.1mol·L-1氨水溶液的pH约为11
【答案】D
【解析】弱电解质的最大特点是存在电离平衡,不能完全电离,A、C都只能说明氨水呈碱性。
B不能说明一水合氨是一种碱。
若一水合氨为强碱,则室温下0.1mol·L-1氨水溶液的pH应约为13,但其pH约为11,所以它为弱碱。
【变式】1..氢氰酸(HCN)的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是()
A.1mol/LHCN溶液的[H+]与0.001mol/L盐酸相同
B.HCN易溶于水
C.NaCN为强电解质
D.1molHCN与1molNaOH恰好完全反应
【答案】A
【解析】1mol/LHCN溶液的pH=3,说明[H+]<[HCN],HCN部分电离,能说明HCN是弱电解质,A正确;HCN易溶于水,只能说明HCN的溶解性,不能说明HCN为弱电解质,B错误;NaCN为强电解质,说明NaCN完全电离,不能说明HCN部分电离(弱电解质),C错误;1molHCN与1molNaOH恰好完全反应,只能说明HCN为一元酸,不能说明HCN是弱电解质,D错误。
2.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_____________________________________________________________________。
【答案】
(1)b>a>c
(2)b>a=c(3)c>a>b(或c>a=2b)
(4)c>a=b(5)a=b=ca=b>c(6)c>a=b
3.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0.1mol·L-1的溶液100mL;
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100mL;
②分别取这两种溶液各10mL,加水稀释为100mL;
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(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:
___________________________________
______________、____________________________________________________。
【答案】
(1)100mL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
【解析】100mL0.1mol·L-1HA溶液,若HA为弱酸,c(H+)<0.1mol·L-1,pH>1。
100mLpH=1的HA溶液和盐酸比较,若HA为强酸,c(HA)=0.1mol·L-1,若HA为弱酸,则c(HA)>0.1mol·L-1。
分别取10mLpH=1的盐酸和HA溶液,同时加水稀释到100mL,稀释后,盐酸中c(H+)=0.01mol·L-1,HA溶液中c(H+)>0.01mol·L-1,因为加水稀释时,HA的电离度增大,即有一部分HA分子会电离出H+,因此在稀释后100mL盐酸和100mLHA溶液中分别加入纯度相同的锌粒时,HA溶液产生氢气速率快。
运用五溶液的导电性
【例2-5】.下列溶液中导电性最强的是()
A.1L0.2mol·L-1醋酸
B.0.1L0.1mol·L-1H2SO4溶液
C.0.5L0.1mol·L-1盐酸
D.2L0.1mol·L-1H2SO3溶液
【答案】B
【变式】1..向某氨水中加入醋酸溶液,其导电能力(I)与加入醋酸溶液的体积(V)关系正确的是()
【答案】C
【解析】氨水是弱电解质的水溶液,导电能力较弱,随着醋酸的加入,发生反应:
CH3COOH+NH3·H2O===CH3COONH4+H2O,生成了强电解质CH3COONH4,导电能力增强,恰好反应完全时,溶液导电能力最强,故A项不正确;继续加入醋酸,随着溶液体积的增大,离子浓度减小,溶液导电能力减弱,但溶液中存在离子,导电能力不可能为0,所以B、D两项不正确。
2.某化学兴趣小组在学习了电解质的有关知识后,老师提出了一个“电解质水溶液导电能力的强弱的影响因素”的课题。
让该小组来完成课题的研究,已知HCl在水中能完全电离。
(1)他们首先用如图所示装置测1mol·L-1的CH3COOH溶液和1mol·L-1HCl溶液的导电能力,接通电源后发现与HCl溶液相连的灯泡较亮,有同学认为乙酸是弱电解质,你________(填“同意”或“不同意”)他的观点,通过该现象你得到的结论是_________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)他们又用上述装置测物质的量浓度相同的CuSO4溶液和NaOH溶液的导电能力,接通电源后发现与CuSO4溶液相连的灯泡较亮,有同学认为NaOH是弱电解质,你________(填“同意”或“不同意”)他的观点,通过该现象你得到的结论是____________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)通过上述探究实验,你能得到的结论是____________________________
_______________________________________________________________。
【答案】
(1)同意阴、阳离子所带电荷数目相同时,溶液中自由移动的离子浓度越大,电解质溶液的导电能力越强
(2)不同意当溶液中自由移动的离子浓度相同时,阴、阳离子所带电荷数目越多,电解质溶液的导电能力越强
(3)电解质溶液的导电能力是由溶液中自由移动的离子浓度和离子所带电荷的数目共同决定的。
【解析】
知识三电离平衡常数和电离度
【例3】.在25℃时,0.1mol·L-1的HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3的溶液中,它们的电离平衡常数分别为4.6×10-4、1.8×10-4、4.9×10-10、K1=4.3×10-7和K2=5.6×10-11,其中氢离子浓度最小的是()
A.HNO2B.HCOOHC.HCND.H2CO3
【答案】C
【变式】1.已知下面三个数据:
7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是三种酸的电离平衡常数,若已知这些酸可发生如下反应:
①NaCN+HNO2===HCN+NaNO2,
②NaCN+HF===HCN+NaF,
③NaNO2+HF===HNO2+NaF。
由此可判断下列叙述中,不正确的是()
A.HF的电离平衡常数为7.2×10-4
B.HNO2的电离平衡常数为4.9×10-10
C.根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱
D.HNO2的电离平衡常数比HCN大,比HF小
【答案】B
【解析】相同温度下的弱电解质的电离平衡常数是比较弱电解质相对强弱的依据之一。
该题中涉及三个反应。
由这三个化学反应方程式可以得出:
HF、HNO2、HCN的酸性依次减弱。
酸性越强,电离常数越大,据此可以将三个K值与酸对应起来。
以上三个反应中,第①个反应说明HNO2>HCN,第③个反应说明HF>HNO2,只根据这两个反应即可作出
2.下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是
A.组成相似时电离平衡常数(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 【答案】A 3.改变下列条件,能使CH3COOH的电离平衡常数增大的是() A.加入冰醋酸B.加入少量NaOH溶液 C.加水稀释D.升高温度 【答案】D 【解析】电离平衡常数主要由弱电解质本身的性质决定,当弱电解质一定时只受温度影响,与溶液的浓度无关。 电离是一个吸热过程,升温,K值增大。 4.下列说法正确的是() A.电离常数受溶液浓度的影响 B.电离常数可以表示弱电解质的相对强弱 C.Ka大的酸溶液中c(H+)一定比Ka小的酸溶液中的c(H+)大 D.H2CO3的电离常数表达式: K=()()()3 【答案】B 【解析】电离平衡常数是温度的函数,与溶液浓度无关,故A项错误;酸中c(H+)既跟酸的电离常数有关,也跟酸的浓度有关,故C项错误;碳酸是分步电离的,第一步电离常数表达式为K1=()()()3,第二步电离常数为K2=()()() ,故D项错误。 1.某固体化合物A不导电,但熔化或溶于水都能完全电离。 下列关于物质A的说法中,正确的是() A.A是非电解质B.A是强电解质 C.A是共价化合物D.A是弱电解质 【答案】B 【解析】在熔化状态下能够电离的一定是离子化合物,而熔化或溶于水都能完全电离,所以为强电解质,故应选B。 2.下列电离方程式正确的是() A.H2CO3⇌2H++CO32﹣B.NH3•H2O⇌NH4++OH﹣ C.Fe(OH)3=Fe3++3OH﹣D.NaHSO4 Na++H++SO42﹣ 【答案】B 3.在0.1mol·L-1NH3·H2O溶液中存在电离平衡: NH3·H2O NH +OH-。 对于该平衡,下列叙述中正确的是() A.降低温度,溶液中[NH ]增大 B.加入少量NaOH固体,平衡向逆反应方向移动,电离平衡常数减小 C.加入少量0.1mol·L-1HCl溶液,溶液中[OH-]增大 D.加入水时,溶液中 增大 【答案】D 【解析】弱电解质的电离平衡是吸热的,降低温度平衡左移,[NH ]减小,A错;加入NaOH固体,[OH-]增大,平衡向逆反应方向移动,电离平衡常数不变,B错;加入HCl溶液,中和OH-,平衡向正反应方向移动,平衡只能减弱这种改变,最终[OH-]减小,C错;加水稀释时,若平衡不移动, 不变,平衡向正反应方向移动, 增大,故选D。 4.下列说法正确的是 A.二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳属于弱电解质 B.氯化钠溶液在电流作用下完全电离成钠离子和氯离子 C.硫酸钡难溶于水,但硫酸钡属于强电解质 D.弱电解质的电离平衡常数与浓度、温度等条件有关 【答案】C 5.向0.1mol/L醋酸溶液中加水稀释,下列变化叙述错误的是() A.溶液的pH逐渐增大B.溶液中的c(OH-)逐渐减小 C.醋酸的电离程度逐渐增大D.溶液的导电能力逐渐减小 【答案】B 【解析】A、因醋酸溶液中加水稀释,溶液的体积增大,则电离产生的氢离子的浓度减小,pH逐渐增大,故A正确;B、因醋酸溶液中加水稀释,溶液的体积增大,则电离产生的氢离子的浓度减小,则氢氧根浓度增大,故B错误;C、醋酸是弱电解质,则醋酸溶液中加水稀释将促进电离,电离程度逐渐增大,故C正确;D、醋酸溶液中加水稀释,溶液中离子的总浓度减小,溶液的导电能力逐渐减小,故D正确;故选B。 6.体积相同、pH相同的HCl溶液和CH3COOH溶液,与NaOH溶液中和时两者消耗NaOH的物质的量() A.相同B.中和HCl的多 C.中和CH3COOH的多D.无法比较 【答案】C 【解析】pH相同的盐酸和醋酸,[CH3COOH]>[HCl],因此体积相同时,醋酸消耗NaOH的物质的量多。 7.pH相同的氨水、NaOH和Ba(OH)2三种溶液,分别用蒸馏水稀释到原体积的x倍、y倍和z倍。 稀释后三种溶液的pH依然相同,则x、y、z的关系是() A.x>y=zB.x=y=z C.x>y>zD.x>z>y 【答案】A 【解析】NaOH和Ba(OH)2均为强碱,相同pH稀释时n(OH-)不变,所以y=z。 NH3·H2O为弱碱,稀释促进电离,n(OH-)增大,溶液体积也相应增大才能与强碱的pH相同,所以x>y,故选A项。 8.次磷酸(H3PO2)是一元中强酸,具有较强还原性,下列有关说法正确的是() A.次磷酸的电离方程式为: H3PO2=H++H2PO2- B.NaH2PO2是次磷酸的正盐,其水溶液呈中性 C.白磷与氢氧化钠溶液反应可得次磷酸盐,反应的化学方程式为: P4+9NaOH=3Na2PO2+PH3↑+3H2O D.利用(H3PO2)进行化学镀银反应中,1molH3PO2最多还原4molAg+离子 【答案】D 9.在0.1mol·L-1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡: CH3COOH CH3COO-+H+对于该平衡,下列叙述正确的是() A.加入水时,平衡向逆反应方向移动 B.加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动 C.加入少量0.1mol·L-1HCl溶液,溶液中c(H+)减小 D.加入少量CH3CO
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