电离平衡[上学期]

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电离平衡[上学期]

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《电离平衡》知识复习
内容要求:
1、 电离平衡、水解平衡、水的电离三种平衡的综合定义。
2、 判断溶液中离子浓度的大小及导电性。
3、 判断溶液中离子共存情况。
4、 判断分析溶液中水电离的H+和OH-的浓度,以及溶液的酸碱性分析。
5、 有关溶液的PH的计算。
6、 判断盐的水解程度和应用。
1、 电离平衡
1、 电解质与非电解质
(1)电解质:在水溶液中或和融化状态下均能导电的化合物。
条件
物质种类:酸、 碱、盐、金属氧化物、过氧化物、超氧化物等
共价化合物 离子化合物
(2)非电解质:在水溶液中或和融化状态下均不能导电的化合物
物质种类:非金属氧化物、大多数有机物
共价化合物
2、 强电解质和弱电解质
(1) 强电解质:在水溶液中完全电离的电解质
物质种类:强酸(如硫酸、盐酸、硝酸等)、强碱(如NaOH、KOH等)、大多数盐、活泼金属氧化物
(2) 弱电解质:在水溶液中部分电离的电解质
弱酸:H3PO 4、H2CO3、H2SO3、HCN、H2S、H2SiO3、HClO、HF、苯酚、CH3COOH等有机酸
物质种类: 弱碱:Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2、NH3 H2O等
水:
3、电解质、非电解质、强电解质和弱电解质的比较
电解质 非电解质
强电解质 弱电解质
判别依据 电离特点 完全电离、不可逆,不存在电离平衡 部分电离,可逆 存在电离平衡 在熔融状态或水溶液中不能直接电离
物质类别 强酸、强碱、大部分盐、活泼金属的氧化 弱酸、弱碱、水 多数有机物非金属的氧化物
溶液中存在的微粒 (水合)离子、无溶质分子 (水合)离子、溶质分子 溶质分子或反应 产物离子
化合物类型 离子化合物和部分共价化合物 某些共价化合物 一般是共价化合物
4、导电性的比较
(1)金属导电:自由电子
特点:随温度升高导电性逐渐减弱
(2)溶液导电:自由移动的离子
特点:①随温度升高导电性逐渐增强
②离子浓度越大,导电能力越强;离子所带电荷越多,导电能力越强。
(3)离子化合物:在熔融态(液态)均可导电;水溶液中由溶解度决定。注意:即使难容物溶于水的部分也是完全电离的。
共价化合物:在熔融态(液态)均都不可导电;水溶液中由物质的性质和溶解度决定。
5、电离平衡和水解平衡的比较
电离平衡 水解平衡
研究对象 弱电解质 强电解质
实例 0.1mol/L CH3COOH 0.1mol/L CH3COONa
变化实质 弱酸 H++弱酸根离子弱碱 OH-+弱碱的阳离子 弱酸的阴离子+H2O 弱酸+ OH-弱碱阳的离子+ H2O 弱碱+ H+
表达方式(离子方程式) 电离方程式:CH3COOH CH3COO- + H+多元弱酸分步电离:H2CO3 HCO3- + H+HCO3- CO32 -+ H+多元弱碱一步到位:Al(OH) 3 Al3 ++3 OH— 水解离子方程式:CH3COO—+H2O CH3COOH +OH—(产物不能写“↑” 或“↓”)多元弱酸根分步水解;CO32 -+H2O HCO3- + OH—HCO3- +H2O H2CO3 + OH—多元弱碱根离子一步到位:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+
影响因素 内因 物质本身的性质
温度 升温 ,进电离离子浓度增大 升温,促进水解 外界因素
浓度 加水 促使电离,离子浓度减小 促进水解
加入同种离子 抑制电离 抑制水解
加入与产物反应的微粒 促进电离 促进水解
练习1.下列仅能在水中导电的电解质是 ( )
A.H3PO4 B.NH3 C .KOH D.C2H5OH
练习2、下列物质能导电,但属于非电解质的是:( )
A.熔融的NaCl B.KNO3溶液
C 、CuSO4晶体 D.无水C2H5OH
练习3、把0.05molNaOH固体分别加入下列100ml液体中,溶液的导电能力变化不大的是
A.自来水 B.0.5mol/L盐酸溶液
C 、0.5mol/L醋酸溶液 D.0.5mol/LNH4Cl溶液
练习5、关于强弱电解质的叙述错误的是 ( )
A.强电解质在溶液中完全电离,不存在电离平衡。
B.在溶液里,导电能力强的电解质是强电解质,导电能力弱的电解质是弱电解质。
C.同一弱电解质的溶液,当温度或浓度不同时,其导电能力也不相同。
D.纯净的强电解质液态时有的导电,有的不导电。
练习6、下列电离方程式书写正确的是 ( )
A.CH3COOH+H2O CH3COO— +H2O B.BaSO4 Ba2+ + SO42—
C H2CO3 2H++CO32— D. FeCl3 Fe3++3C1—
练习7、在H2S 的饱和溶液中存在如下平衡①H 2S H ++HS— ② HS—
H++ S2— ,且知第一级电离的程度远大于第二电离的程度,采取下列哪种措施后,既增大c(S2—)又能提高溶液的PH值还能使电离平衡逆向移动 ( )。
A.加 NaOH B.通入H2S C 、降温 D.加入 Na2S晶体
练习8、对室温下PH值相同。体积相同的醋酸和盐酸两中溶液分别采取下列措施,有关叙述正确的是( )
A、 加入适量的醋酸钠后,两溶液的PH均增大
B、 使温度都升高20℃后,两溶液的PH均不变
C、 加水稀释2倍后,两溶液的PH均减小
D、 加足量的锌充分反应后,两溶液中产生的气体一样多
6、弱酸与强酸的比较。如:醋酸与盐酸
(1)浓度相等的一元强酸和弱酸:
①等浓度酸的PH值:强酸的PH值小于弱酸的PH值。如0.1mol/L CH3COOH其PH>1;0.1mol/LHCl其PH=1
②与足量的锌(或碳酸钠等)反应:最终强酸和弱酸放出的气体一样多;初始速率强酸比弱酸的快。
(2)PH值相等的强酸和弱酸:
①与足量的锌(或碳酸钠等)反应:强酸比弱酸放出的气体少;初始速率相等,但一段时间后弱酸的反应速率大于强酸的反应速率。
②若都是一元酸,强酸比弱酸的物质的量浓度小。
③等倍数稀释,稀释后弱酸的PH值小于强酸的PH值。
(3) 强酸和弱酸正盐溶液的PH值:
强酸正盐溶液PH=7; 弱酸正盐溶液PH>7
如0.1mol/L CH3COONa溶液PH>7而0.1mol/L NaCl溶液PH=7
二、水的电离和溶液的PH值
水的离子积:KW =c(OH —)c(H+)( 25℃时,KW = 1.0 ×1014 )
1、水的电离 温度:T ↑, KW↑
酸:抑制水的电离, KW不变,PH <7
影响因素 碱:抑制水的电离, KW 不变, PH >
可水解的盐:促进水的的电离, KW 不变
3、 溶液的酸碱性和PH值:
(1)溶液的酸碱性
c(OH —)>c(H+) 酸性 PH >7
c(OH —)=c(H+) 碱性 PH = 7
c(OH —)<c(H+) 碱性 PH <7
(2)关于PH值的计算:PH=— lg c(H+)
酸按酸,碱按碱, 同强混合在中间,
异强混合看过量, 无限稀释7为限.

C(H+) = PH=— lg c(H+)
C(H+)= PH=— lg c(H+)
例、0.1mol/LHCl溶液中
PH=— lg c(0.1)=1
溶液中c(H+)为0.1mol/L;而由水产生的H+为
c(H+)水=C(OH-)水= C(OH-)液 = =1×10-13 mol/L
同理:0.1mol/LNaOH溶液中
PH=— lg c(H+)=— lg c(1×10-13 )=13
溶液中c(OH-)为0.1mol/L;而由水产生的OH-为
C(OH-)水= c(H+)水=c(H+)液=1×10-13 mol/L
②稀释:
PH=a的强酸稀释10n倍,PH=a+n
PH=a的弱酸稀释10n倍,PHPH=b的强碱稀释10m倍,PH=a-m
PH=b的弱碱稀释10m倍,PH>a-m>7
③强酸与强酸混合:(水也可看作酸也可看作碱,其PH=7)
A、 不同体积:按公式计算
PH不等:PH=PH小+0.3
B、等体积
PH相等:PH不变(弱酸与弱酸也如此)
④强碱与强碱混合(水也可看作酸也可看作碱,其PH=7)
A、不同体积:按公式计算
PH不等:PH=PH大-0.3
B、等体积
PH相等:PH不变(弱碱与弱碱也如此)
⑤强酸与强碱混合:看过量,按公式计算
中性:10-a Va =10b-14Vb
酸性: 10-a Va >10b-14Vb
碱性: 10-a Va <10b-14Vb
(3)酸和碱等体积混合后溶液的酸碱性判断:
①:PH=a的强酸和PH=b的强碱
两强: a+b=14, 中性,PH=7;
a+b<14, 酸性,PH〈7;
a+b〉14, 碱性,PH>7
②PH=a的酸和PH=b的碱(a+b=14):
谁弱显谁性(弱的浓度大,过量);两强显中性
③一元酸与碱等体积等浓度混合:
谁强显谁性(看生成盐的水解);两强显中性
三、盐类水解
1、实质:
盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH —结合,从而使水的电离平衡发生移动的过程。盐类的水解是中和反应的逆过程。
2、规律:谁弱谁水解,都弱都水解,越弱越水解,谁强显谁性
3、影响因素
内因:物质本身的性质---越弱越水解
①温度:
影响因素 ②溶液酸碱性: 越稀越水解,越热越水解
③浓度:
1 抑制水解:降温、酸性加酸、碱性加碱、
促进水解:升温、酸性加碱、碱性加酸、加水稀释
例1、已知NaHCO3 、CH3COONa、NaClO PH值相同,三者物质的量浓度?
酸性:CH3COOH> H2CO3>HClO 故浓度: CH3COONa> NaHCO3> NaClO
已知NaHCO3 、CH3COONa、NaClO 物质的量浓度相同,三者PH值
酸性:CH3COOH> H2CO3>HClO 故PH: CH3COONa< NaHCO3< NaClO
4、 水解的利用
(1) 除杂 ①加热法:除去不纯KNO3中Fe3+
②MgCl2中混有FeCl3 ,加入Mg、MgO、 MgCO3或Mg(OH)2
(2)用热的Na2CO3溶液去油污
(3)配制溶液----加酸或碱防水解
如:配制FeCl3、AlCl3、CuCl2、Fe3(SO4)2、Al2(SO4)3、CuSO4、AgNO3等,需加入对应的酸
(4)制取去易水解的无水盐
若蒸干易挥发酸的易水解盐,如FeCl3、AlCl3、CuCl2,则得不到无水盐,而得到对应的弱碱或其氧化物。
(5)化肥:草木灰和氨态氮肥不能混合使用
(6)明矾净水:Al3+水解生成的Al(OH)3具有较强的吸附作用
(7)泡沫灭火器:Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液,双水解,互相促进,水解彻底。
Al3++ 3HCO3-= Al(OH)3↓+ 3CO2↑
专题一:离子浓度的大小比较
(1)判断依据:
①原有的是最多的,盐类的单水解和弱电解质的电离程度是非常微弱的。
CH3COOH; C(CH3COOH)> C(H+) > C(CH3COO-) > C(OH-)
NH4Cl C(Cl-)>C(NH4+)> C(H+) > C(OH-)
②多元弱酸的电离和多元弱酸根的水解程度是分布进行的。第一步远远大于第二步。
Na2CO3 C(Na+) > C(CO32-)> C(OH-)> C(HCO3-)> C(H+)
H2CO3 C (H2CO3) > C(H+) > C(HCO3-) > C(CO32-)> C(OH-)
③盐类水解和弱电解质电离的一般规律
④电荷守恒
Na2CO3 C(Na+)+ C(H+)= 2C(CO32-)+ C(HCO3-)+ C(OH-)
⑤物料守恒(原子守恒)
Na2CO3 C(Na+)=2C(CO32-)+2 C(HCO3-)+ 2C(H2CO3)
C(OH-)= C(H+)+2+ C(HCO3-)
(2)常见题型
①同种溶液中不同离子的比较
例、0.1mol/L Na2CO3溶液中,下列关系正确的是(C)
A、C(Na+)= 2C(CO32-)
B、C(OH-)= 2C(H+)
C、C(HCO3-) >C (H2CO3)
D、C(Na+)②多种溶液中指定离子浓度的比较
例如:常温下,等浓度的下列溶液,按PH值由小到大排列:
H2SO4例如、等浓度的下列溶液,(NH4)2CO3、、(NH4)2Fe(SO4)2)。C(NH4+)最大是(C )
A、(NH4)2CO3 B 、(NH4)2SO4
C、(NH4)2Fe(SO4)2) D、无法判断
③两中溶液混合后离子浓度的比较:先混合,看结果
例、将0.2mol/LHCN溶液和0.1mol/L NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列关系正确的是(BD )
A、C(HCN)C(CN-)
C、C(HCN)- C(CN-)= C(OH-) D C(HCN)+C(CN-)=0.1mol/L
专题二:离子共存
1、发生复分解反应的离子不能共存。
(1)生成沉淀:钾钠铵盐均可溶;硫酸不溶铅的钡,盐酸不溶银亚汞。
常见难溶物:BaSO4 PbSO4 AgCl AgBr AgI Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3
等难溶碱。
(2)生成气体:H+与CO32-、HCO3-、HS-、S2-、SO32-、HSO3-等
(3)生成难电离的物质:生成弱酸、弱碱、水
如:PO43-、HPO42- 、H2PO4-与H+
2、发生氧化还原反应:
常见氧化剂: H++NO3-、ClO-、MnO4-、Fe3+、 Cr2O42-等
常见氧化剂: HS-、S2-、SO32-、HSO3-、Fe2+、I-、 Br-等
3、发生络合反应:
Fe3+与 SCN-
4、发生双水解反应:
Fe3+与CO32-、HCO3-
Al3+与CO32-、HCO3-、HS-、S2-、SO32-、HSO3-、AlO2-
NH4+与SiO3-
四、中和滴定
1、酸碱中和滴定:
用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。又叫标定。(可运用于氧化还原滴定)
(1)中和反应的实质:H++OH-=H2O
(2)、酸碱中和滴定操作的关键:
①准确测定参加反应的已知液即标准液的体积、浓度、未知液的体积。
②准确判断中和反应是否恰好进行完全。
②准确判断中和反应是否恰好进行完全。
思考:向0.1mol/L (pH=13)25mLNaOH溶液中加入0.1mol/LHCl
反应过程中,溶液的pH值如何变化?
①、当还差一滴(每20滴为1mL)时,溶液的pH=10
[近似计算]还差一滴时,二者反应时NaOH过量一滴,相当于把一滴0.1mol/L氢氧化钠稀释到50mL。(每20滴约为1mL)
C(OH-)=(1mL÷20)×0.1mol/L÷50mL=1×10-4mol/L, 即pH=10
②、当加入25mL HCl时,二者恰好完全反应,溶液的pH=7
③、当过量一滴(每20滴为1mL)时,溶液的pH=4
[近似计算]过量一滴时,二者反应时HCl过量一滴,相当于把一滴0.1mol/L 盐酸稀释到50mL。
C(H+)=(1mL÷20)×0.1mol/L÷50mL=1×10-4mol/L, 即pH=4
判断中和反应的终点:
①选用合适的指示剂。
②只要指示剂的变色范围在pH的突跃范围当中(或一部分在其中也行),就可选用它为指示剂。
----且要求通过指示剂能迅速判断出溶液pH值的变化,即要求变色灵敏、明显。
2、指示剂的选用:
---- 选用:酚酞和甲基橙 用量:2~3滴
3、滴定管:
(1)、优点:精确度高。
用途:用于精确测量溶液的体积,其精确度为0.01mL
量筒、托盘天平的精确度分别是0.1mL、0.1。
(2)、滴定管的种类:
酸式滴定管:活塞是玻璃,不能装碱液
碱式滴定管:有一段橡皮管,不能装酸和氧化性物质(如酸性高锰酸钾)、腐蚀性物质(如溴水)。
“0”刻度在上部且上端与下端有一部分没有刻度。
※滴定时,所用溶液不得超过最低刻度。
(3)、滴定管的构造:
[思考](1)、装有24mLHCl的滴定管,当用了20mL后,问还剩下多少毫升?
(2)、下列仪器中无零刻度的是:
①温度计 ②量筒 ③酸式滴定管 ④托盘天平游码刻度。
(3)、滴定管的使用:
①准备工作:检查是否漏水、洗涤、润洗(用待装液润洗2~3次)、除去尖嘴部分的气泡,调整液面到零刻度以下。
②操作方法:左手控制活塞或小球,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
③滴定速度:先快后慢,当接近终点时应一滴一摇动
④滴定终点:最后一滴刚好使指示剂颜色发生明显变化,且半分钟内不褪色,即为滴定终点。
⑤读数:平视,滴定后应稍等几分钟,当内壁上液体顺利流下后才能读数。
要求:精确到小数点后两位。如:24.37mL①准备工作:
[实验]用0.1000mol/L HCl溶液中测定15.00mLNaOH溶液的浓度。
1、用移液管或通过碱式滴定管向锥形瓶内放入15.00mLNaOH溶液
①锥形瓶不能用未知液润洗会增加未知液的物质的量
②锥形瓶底下垫一张白纸……便于观察颜色变化
2、滴定
3、滴定完后,滴定管尖嘴部分不能悬有液滴,将尖嘴在锥形瓶内壁上靠下,然后再用蒸溜水冲下。
4、重复操作2~3次,取平均值。
4、中和滴定误差分析(釆用指示剂时不会是恰好完全反应,但不考虑)
例]用0.1 mol/L盐酸滴定15mL未知浓度的NaOH 溶液
NaOH溶液――通过碱式滴定管放在锥形瓶中
盐酸――放在酸式滴定管中
指示剂――无色酚酞,2~3滴,滴加到锥形瓶中
真实反应情况:C酸V酸=C碱V碱
釆用计算式:C酸′V酸′=C碱′V碱′
(1)、仪器洗涤:
①碱式滴定管水洗后未润洗:
――碱式滴定管中NaOH 溶液浓度降低――滴定、测量的是碱式滴定管中NaOH 溶液浓度,比原瓶中的NaOH 溶液浓度低
――偏低
②酸式滴定管水洗后未润洗:
――标准液溶液降低,C酸′V酸=C碱′V碱――C碱′>C碱――偏高
③锥形瓶水洗后用NaOH 溶液润洗:
――锥形瓶中未知液的物质的量增大,消耗标准液溶液体积增多,
C酸V酸=C碱′V碱′=n
――偏高
(2)、读数:
①滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视:
――V酸′↑,C酸V酸′=C碱′V碱
――偏高
②滴定前仰视,滴定后俯视酸式滴定管:
――V酸′↓,C酸V酸′=C碱′V碱 
――偏低
③滴定完毕后,立即读数:
――管内壁上有液体未流下,V酸′↑,C酸V酸′=C碱′V碱 
――偏高
(3)、其它不当操作:
①滴定管漏液:
―― V酸′↑,C酸V酸′=C碱′V碱 
――偏高
②滴定管中有气泡,滴定完后气泡减小或消失:
―― V酸′↑,C酸V酸′=C碱′V碱 
――偏高
③滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出:
―― V碱′↑,C酸V酸=C碱′V碱 ′
――偏低―― n (NaOH)不变,因而n(HCl)= n (NaOH)不变,
――无影响
④滴定进程中,锥形瓶内加少量蒸溜水:
⑤用甲基橙作指示剂进行滴定时,溶液由橙色变红色时,停止滴定:
―― V酸′↑,C酸V酸′=C碱′V碱 
――偏高
⑥用甲基橙作指示剂进行滴定时,锥形瓶内液体由黄色变橙色,5
秒后又退去:
―――V酸′↓,C酸V酸′=C碱′V碱 
――偏低
⑦所配制标准盐酸的物质的量浓度过大:盐酸易挥发,标准盐酸浓度变小: 
―― V酸′↑,C酸V酸′=C碱′V碱 
――偏高
c
b
a
o
加入水的量
导电能力
练习4、在一定温度下,冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力如图所示,请回答:
(1)“o”点导电能力为0的理由是

(2) a、b、c三点溶液PH由大到小的
顺序是 。
(3) a、b、c三点中电离程度最大
的是 。
(4)若使c点溶液中C(Ac-)增大,
溶液PH也增大,可采取的措施
有 。
KW
C(H+)
KW
C(OH-)
V
C(H+)
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