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-弱电解质的电离、溶液的pH值
收录时间:2022-11-25 22:57:20  浏览:0
弱电解质的电离、溶液的pH值【本讲教育信息】一/ 教学内容:弱电解质的电离、溶液的pH值二/ 教学目标了解电离、电解质、强电解质和弱电解质的概念;了解弱电解质在水溶液中的电离平衡;了解水的电离和水的离子积常数;了解溶液pH的定义,能进行pH的简单计算。三/ 教学重点、难点弱电解质在水溶液中的电离平衡;溶液pH的计算教学过程一、电解质和非电解质、强电解质和弱电解质:1、电解质和非电解质:电解质:在熔融状态或溶液状态下能导电的化合物非电解质:在熔融状态和溶液状态下都不能导电的化合物2、强电解质与弱电解质概念:在水溶液中能完全电离的电解质称为强电解质,在水溶液中不能完全电离(部分电离)的电解质称为弱电解质。强电解质与弱电解质的比较:强电解质弱电解质电离程度完全电离部分电离化合物类型离子化合物、强极性键的共价化合物某些弱极性键的共价化合物电离过程不可逆、不存在平衡可逆、存在电离平衡溶液中的微粒***、阳离子***、阳离子,电解质分子实例强酸、强碱、大多数盐弱酸、弱碱、水等3、弱电解质的电离电离平衡:电离平衡:在一定条件下,当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态,称为电离平衡。弱电解质的电离平衡的特点:影响电离平衡的因素:浓度:同一弱电解质,通常是溶液越稀,电离程度越大温度:升高温度,电解质的电离程度增大外加试剂的影响:加入酸抑制弱酸的电离,加入碱抑制弱碱的电离,而加入能与酸或碱反应的离子或物质,可以促进弱酸或弱碱的电离。弱电解质的电离程度与电离常数:电离程度是指已电离的弱电解质的分子数占原有弱电解质总分子数的百分比;电离程度电离常数是指:在一定温度下,弱电解质达电离平衡后,电解质溶液中电离产生的离子浓度的幂次方乘积与剩余电解质浓度的幂次方之比是一常数,称为电离平衡常数,简称电离常数;弱电解质的电离平衡常数(K) 对于一元弱酸 HAHA,平衡时 对于一元弱碱 MOHMOH,平衡时 在同一温度下,弱电解质的电离程度和电离常数都可以表示弱电解质的相对强弱。K值越大,电离程度越大,相应酸 (或碱)的酸(或碱)性越强。K值只随温度变化。说明:1、电解质和非电解质均为化合物,单质既不是电解质也不是非电解质。 2、电解质离解成***移动的离子的过程称为电解质的电离。电解质在水溶液中的电离是指自身电离,而不是与水反应的产物的电离。3、电解质的相对强弱是指能否完全电离,完全电离的就是强电解质,否则就是弱电解质,与电解质的水溶性、导电能力没有必然联系。电解质溶液的导电能力是指溶液中***、阳离子的浓度的大小,与电解质的相对强弱没有必然联系。4、弱电解质溶液中存在电离平衡,强电解质不存在电离平衡。弱电解质的电离程度、电离常数的相对大小可以判断弱电解质的相对强弱。弱电解质的电离常数只与温度有关,与其他条件无关。5、强电解质的电离方程式书写用“=”连接,完全电离;弱电解质的电离方程式左右两边用“”连接,多元弱酸的电离分步电离,其中以第一步电离为主。二、水的电离、溶液的pH值研究电解质溶液时往往涉及到溶液的酸碱性,而溶液的酸碱性与水的电离有着密切的联系。1、水的电离、水的离子积(1)水是一个极弱的电解质。存在极弱的电离:H2OHOH 或 H2OH2OH3OOH其特点是自身作用下发生的极微弱的电离,类似的还有:2NH3NH2NH4(2)水的离子积在25时,纯水中的c(H)=c(OH)=107mol/LKw=c(H)c(OH)=1014水的离子积适用于所有稀的水溶液,而不论其是酸性、碱性或中性溶液水的离子积随温度升高而增大(3)影响水的电离的因素纯水中加入酸或碱,抑制水的电离,由水电离出的H和OH等幅减小。纯水中加入能水解的盐,促进水的电离,由水电离出的H和OH等幅增大。任何电解质溶液中的H和OH总是共存的,c(H)和c(OH)此增彼减,但c(H)c(OH)仍为常数。在25时,Kw=1014。其他因素:如向水中加入活泼金属,由于与水电离出的H+直接作用,因而促进了水的电离平衡向电离的方向移动。2、溶液的酸碱性和pH的关系pH的计算:pH=lgc(H)酸碱性和pH的关系:中性溶液c(H+)=c(OH)=107molL,pH=7酸性溶液:c(H+)c(OH),c(H+)1107molL,pH7碱性溶液:c(H+)c(OH),c(H+)7pH的测定方法:pH试纸;酸碱指示剂、pH计等。3、酸碱溶液的稀释规律:强酸溶液:稀释10n倍时,pH稀=pH原n (但始终不能大于或等于7)弱酸溶液:稀释10n倍时,pH稀pH原n (但始终不能大于或等于7)强碱溶液:稀释10n倍时,pH稀=pH原n (但始终不能小于或等于7)弱碱溶液:稀释10n倍时,pH稀pH原n (但始终不能小于或等于7)4、酸混合、碱混合、酸碱混合pH计算:规律为:酸算c(H+),碱先算c(OH)后再转化为c(H+),再求pH,酸碱混合(一者过量)按过量的c(H+)或c(OH)计算。强酸与强酸的混合:(先求H混:将两种酸中的H离子数相加除以总体积,再求其它)c(H+)混=(c(H+)1V1c(H+)2V2)/(V1V2)强碱与强碱的混合:(先求OH混:将两种酸中的OH离子数相加除以总体积,再求其它)c(OH)混=(c(OH)1V1c(OH)2V2)/(V1V2)(注意:不能直接计算c(H+)混)酸碱混合时溶液pH的计算:说明:1、溶液酸碱性的判断方法:溶液中c(H+)与c(OH)的相对大小,而不是它们的多少;2、有关溶液的pH值的计算:酸算c(H+),碱先算c(OH)后再转化为c(H+),再求pH,酸碱混合(一者过量)按过量的c(H+)或c(OH)计算;3、pH不同的两强酸溶液等体积混合,所得溶液的pH比小的大0/3;pH不同的两强碱溶液等体积混合,所得溶液的pH比大的小0/3;即规律为:“酸按酸,碱按碱,同强混合弱点三;异强混合看过量,无限稀释7为限”4、pH试纸只能粗略地测量溶液的pH值,pH计可以精确测量溶液的pH值,而酸碱指示剂可以判断溶液的酸碱性。常用酸碱指示剂的变色范围:指示剂变色范围的pH石蕊5红色58紫色8蓝色甲基橙3/1红色3/14/4橙色4/4***酚酞8无色810浅红10红色【典型例题】例1/ 下列关于***与醋酸两种稀溶液的说***确的是A/ 相同浓度的两溶液中c(H)相同B/ 100mL 0/1mol/L的两溶液能中和等物质的量的***C/ pH=3的两溶液稀释100倍,pH都为5D/ 两溶液中分别加入少量对应的钠盐,c(H)均明显减小解析:A项***和醋酸浓度相同时,由于两者电离程度不同,故c(H)(***)c(H)(醋酸);B项两者均为一元酸,在同体积、同浓度的前提下,***和醋酸中和***的能力相同;C项稀释后,***的pH=5,而醋酸的电离平衡受到促进,电离程度增大,其pH5;D项中c(H)几乎不变。故本题答案为B答案:B例2/ 已知0/1mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COOH要使溶液中c(H)/c(CH3COOH)值增大,可以采取的措施是A/ 加少量烧碱溶液 B/ 升高温度C/ 加少量冰醋酸 D/ 加水解析:本题考查的是条件对弱电解质电离平衡的影响。本题所采取的四种措施都可以使平衡正向移动,但A中由于OH中和了H,使溶液中的c(H)减小,C项中加入CH3COOH,使平衡体系中c(CH3COOH)浓度增大,因此都使得c(H)/c(CH3COOH)减小,不符合题意;而B项中升高温度平衡右移,使得体系中c(CH3COOH)浓度减小,c(H)增大,D项中加水,使电离度增大,则有c(H)/c(CH3COOH)=值增大。故本题答案为BD答案:BD例3/ 在甲烧杯中放入***,乙烧杯中放入醋酸,两种溶液的体积和pH都相等,向两烧杯中同时加入质量不等的锌粒,反应结束后得到等量的氢气。下列说***确的是A/ 甲烧杯中放入锌的质量比乙烧杯中放入锌的质量大B/ 甲烧杯中的酸过量C/ 两烧杯中参加反应的锌等量D/ 反应开始后乙烧杯中的c(H)始终比甲烧杯中的c(H)小解析:由于***和醋酸分别属于强酸和弱酸,强酸完全电离,而弱酸部分电离,因此,当pH值相等时,即c(H)相等时,c(CH3COOH)c(HCl),在体积相同时,n(CH3COOH)n(HCl),若加入的锌粒质量相等且过量的话,放出的H2必然是醋酸的多,则要使产生的H2相等,则必须醋酸有剩余,这有两种情况:加入锌量相等时,***完全反应或有剩余,醋酸有剩余;加入锌量不等时,则一定是***中锌多,醋酸中锌少。反应开始后,由于醋酸中存在电离平衡,随着反应的进行,电离程度逐渐增大,因此,醋酸中H减小的幅度小于***,故醋酸中H浓度在反应过程中应始终比***中大。综上所述,本题的答案为AC答案:AC例4/ 室温时,将xmL pH=a的稀NaOH溶液与ymL pH=b的稀***充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是A/ 若x=y,且ab=14,则pH7B/ 若10x=y,且ab=13,则pH=7C/ 若ax=by,且ab=13,则pH=7D/ 若x=10y,且ab=14,则pH7解析:HCl与NaOH分别为强酸和强碱,其溶液的pH值反映了溶液中c(H)和c(OH)的大小。pH=b的HCl中c(H)=10bmol/L,pH=a的NaOH溶液中c(OH)=10a14mol/L。A项中,若ab=14,a=14b,c(OH)=10a14mol/L=10bmol/L,与c(H)相等,又由于x=y,故酸碱恰好等物质的量反应,溶液显中性,pH=7;B项,10x=y,酸的物质的量为:y10310b,碱的物质的量为:x10310a14,又由于ab=13,故酸过量,PH7;C项中ax=by,ab=13,即:a=13b则pH=a的稀NaOH溶液提供的OH的物质的量为:n(OH)=x10310a14=by/a10310(b1)mol,pH=b的HCl所提供的H的物质的量为:n(H)=y10310bmol,则n(OH)/ n(H)=by/a10310(b1)/(y10310b)=(ab)1,故PH7;D项中ab=14,x=y,恰好中和,溶液显中性,现x=10y,说明碱过量,溶液显碱性,pH7。综上所述,本题答案为D答案:D例5/ 下列说***确的是A/ pH=2与pH=1的硝酸中c(H+)之比为1:10B/ Na2CO3溶液中c(Na+)与c(CO32 )之比为2:1C/ 0/2mol/L与0/1mol/L醋酸中c(H+)之比为2:1D/ NO2溶于水时,被氧化的n(NO2)与被还原的n(NO2)之比为3:1解析:本题考查了电解质溶液的基础知识,包括:溶液pH值的计算,盐的水解,弱电解质的电离等。A中pH增大,c(H)减小为原来的1/10,正确;B中Na2CO3=2Na+CO32理论上两者比例应为2:1,但由于CO32的水解消耗一部分,故两者的比例关系大于2:1;C中醋酸是弱电解质,浓度越大,电离度越小,则0/2mol/L与0/1mol/L醋酸中c(H+)之比小于2:1;D中3NO2H2O=2HNO3NO,被氧化与被还原的n(NO2)之比为2:1,故B、C、D都是错误的。答案:A例6/ 在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2恰好完全沉淀时,溶液pH=11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是A/ 19 B/ 11 C/ 12 D/ 14解析:Ba2恰好完全沉淀时反应为:Ba(OH)2NaHSO4=BaSO4H2ONaOH。所以n(Ba(OH)2)=n(NaHSO4),则有:0/5V(Ba(OH)2)102/V(Ba(OH)2)V(NaHSO4)=103,解得V(Ba(OH)2)/V(NaHSO4)=1:4答案:D例7/ 25时,若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积Vb、pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已知VaVb和a=0/5b,请填写下列空白;a值可否等于3(填“可”或“否”)_,其理由是_a值可否等于5(填“可”或“否”)_,其理由是_a的取值范围是_ _。解析:(1)否。若a=3,由a=0/5b,推得b=6,溶液显酸性,与题意不符,故a3(2)否。若a=5,则c(H)a=105mol/L;由a=0/5b,推得b=10,则c(OH)b=104mol/L。据题意酸碱恰好中和,有Vac(H)a=Vbc(OH)b,则Va/Vb=c(OH)b/c(H)a1,推得VaVb,与题意VaVb不符,故a5(3)据题意pH=b=2a7,故a7/2;又因酸碱恰好中和,有Vac(H)a=Vbc(OH)b,Va/Vb=c(OH)b /c(H)a=10(a+b14)1,则(ab14)0,又a=0/5b,所以3a14,a14/3,故答案为:7/2a14/3。答案:(1)否。若a=3,由a=0/5b,推得b=6,溶液显酸性,与题意不符,故a3 ;(2)否。若a=5,则有VaVb,与题意VaVb不符,故a5;(3)7/2a14/3【模拟试题】1、关于强弱电解质的叙述正确的是:A/ 强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物B/ 强电解质都是可溶性化合物,弱电解质都是难溶性化合物C/ 强电解质的稀溶液中无溶质分子,弱电解质的溶液中存在溶质分子D/ 弱电解质的水溶液的导电能力比强电解质溶液弱2、用水稀释0/ 1 molL1***时,溶液中随着水量的增加而减小的是:A/ c(OH)c(NH3H2O) B/ c(NH3H2O)(OH)C/ c(H+)和c(OH)的乘积 D/ OH的物质的量3、当CH3COOHCH3COOH+已达平衡,若要使醋酸的电离平衡向左移动和溶液的pH值都减小,应加入的试剂是:A/ CH3COONa B/ NH3H2O C/ HCl D/ H2O 4、下列事实能证明甲酸是弱酸的是:A/ 在相同温度下,同物质的量浓度的甲酸溶液比***溶液的导电性弱B/ 甲酸能与NaHCO3作用放出CO2气体C/ 等体积、等物质的量浓度的甲酸溶液与NaOH溶液混合时恰好完全中和D/ 室温下,1 mol/L的甲酸溶液的pH=25、在100mL0/1mol/L 的醋酸溶液中,欲使醋酸的电离平衡向右移动,H+ 浓度减小,可采用的方法是:A/ 加热 B/ 加入0/1mol/L 的醋酸溶液100mLC/ 加入少量的0/5mol/L硫酸 D/ 加入少量的1mol/L NaOH溶液6、从下列现象可以判断某酸是强酸的是:A/ 加热该酸至沸腾也不分解B/ 该酸可以分解石灰石放出CO2C/ 该酸可以把Al(OH)3沉淀溶解D/ 该酸浓度为0/1molL1时的pH为17、pH=2 的两弱酸HA、HB加水稀释后,溶液 pH随加水量的变化曲线如图所示。则下列叙述正确的是:A/ 电离平衡常数HA HBB/ 等体积的HA 和HB与等浓度的NaOH反应,HA消耗的NaOH多C/ 等体积的HA和HB 与等质量的Zn反应,HA反应速率大D/ 若有等浓度的NaA、NaB,则碱性NaANaB8、在硫化氢的饱和溶液中,加入少量下列试剂后,不能使溶液的导电能力增强的是:A/ 亚硫酸 B/ 胆矾 C/ ***水 D/ ***9、在RNH2H2ORNH3OH的平衡中,要使RNH2H2O的电离程度及OH都增大,可采取的措施是:A/ 通入HCl B/ 加NaOH固体 C/ 加水 D/ 升温10、在等物质的量浓度的两种弱酸的钠盐()溶液中分别通入适量的CO2,发生如下反应: 把HR和HR/在水中电离出H+的能力作比较,正确的判断是A/ HR较强 B/ HR/较强 C/ 两者相同 D/ 无法比较11、已知白色PbSO4难溶于水,也不溶于HNO3,却可溶于醋酸铵饱和溶液中,其反应式为: PbSO4+CH3COONH4(CH3COO)2Pb+(NH4)2SO4在无色的(CH3COO)2Pb溶液中通入H2S气体,有黑色沉淀(PbS)生成,则下列说***确的是:A/ (CH3COO)2Pb是难电离的物质 B/ CH3COONH4是弱电解质C/ PbSO4溶于CH3COONH4溶液的离子反应为:PbSO4+2CH3COO(CH3COO)2Pb+SO42D/ 通入H2S时离子反应为:Pb2+2CH3COO+2H2SPbS+2CH3COOH 12、下列叙述正确的是:A/ pH=3和pH=4的***各10mL混合,所得溶液的pH=3/5B/ 溶液中c(H+)越大,pH值也越大,溶液的酸性就越强C/ 液***虽然不导电,但溶解于水后导电情况良好,因此,液***也是强电解质D/ 当温度不变时,在纯水中加入强碱溶液不会影响水的离子积常数13、用pH试纸测定无色溶液的pH时,规范的操作是:A/ 将pH试纸放入溶液中观察其颜色变化,跟标准比色卡比较B/ 将溶液倒在pH试纸上,跟标准比色卡比较C/ 用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较D/ 在试管内放入少量溶液,煮沸,把pH试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较14、重水(D2O)的离子积为1/61015,可以用与pH一样的定义来规定pD=lgD+,以下关于pD的叙述正确的是:A/ 中性溶液的pD=7/0 B/ 含0/01mol的NaOD的D2O溶液1L,其pD=12/0C/ 溶解0/01molDCl的D2O溶液1L,其pD=2/0D/ 在100mL0/25mol/L的DCl重水溶液中,加入50mL0/2mol/L的NaOD的重水溶液,其pD=1/015、下列叙述中正确的是: A/ Zn 和 pH=3的醋酸反应比和pH=4 的硫酸溶液反应更缓慢B/ H+=103 mol/L 的强酸和 OH=103 mol/L 的弱碱等体积混合后, 溶液呈酸性C/ pH值相等,体积也相等的硝酸和硫酸溶液中, H+ 的物质的量也相等D/ 中和10mL0/1mol/L的***与中和100mL0/01mol/L的***所需要同一酸液的量不同16、pH=1的两种一元酸HX和HY的溶液,分别取50mL,加入足量的***,充分反应后,收集H2的体积分别为V(HX)和V(HY),若V(HX)V(HY),下列说***确的是:A/ HX一定是弱酸 B/ HY一定是强酸C/ HX的酸性强于HY的酸性 D/ 反应开始时二者生成H2的速率相同17、在下列情况下, 离子组间一定能在溶液中同时大量共存的是: A/ 水电离出的 H+=1014 mol/L 的溶液中: Na+、HCO3、Cl、SO42B/ pH试纸呈现红色的溶液: Fe2+、K+、NO3、Na+C/ CO32可以大量共存的溶液: Ag+、K+、NO3、Al3+D/ pH=2 的溶液中: SO42、K+、NO3、Al3+18、将***酸溶液逐滴加到60毫升的Ba(OH)2溶液中,其溶液的pH值与所加***酸之间的关系如图所示(溶液的总体积看作是各部分简单的加和),则下列说***确的是:A/ ***酸的物质的量的浓度是0/05摩/升B/ pH值为7时,生成沉淀1/2克C/ pH值为P时,生成沉淀的质量是0/24克D/ pH值为P时,溶液中的OH为0/045摩/升19、有甲、乙两瓶溶液,已知甲瓶溶液的pH值是4,乙瓶溶液的pH值是6,现将甲瓶溶液取出少量用蒸馏水稀释至100倍体积(温度不变),则下列叙述正确的是:A/ 稀释后两溶液的pH值相等 B/ 稀释后甲瓶溶液的pH值一定小于乙溶液C/ 稀释后甲瓶溶液的pH值小于或等于乙溶液D/ 稀释后甲瓶溶液的pH值大于乙溶液20、用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案:甲:称取一定质量的HA配制0/1 molL1的溶液100mL;用pH试纸测出该溶液的pH,即可证明HA是弱电解质。乙:用已知物质的量浓度的HA溶液、***,分别配制pH=1的两种酸溶液各100mL;分别取这两种溶液各10 mL,加水稀释为100mL;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)在两个方案的第步中,都要用的定量仪器是 。(2)甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH 1(选填“”“”“=”)乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是 (多选扣分)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 。(4)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),作扼要表述。 。21、一定温度下,冰醋酸加水稀释过程导电能力如图所示,则:(1)“O”点为何不导电? 。(2)a、b、c三点的pH值由大到小的顺序是 (3)a、b、c三点中CH3COOH的电离程度最大的一点是 点(4)若使C点溶液的c (CH3COO)提高,在如下措施中可采取(填标号) A/ 加热 B/ 加浓醋酸 C/ 加入固体KOH D/ 加水E/ 加固体CH3COONa F/ 加Zn粒22、弱酸和它们的盐或弱碱和它们的盐组成的混合物的溶液称为缓冲溶液。缓冲溶液具有抵抗外来少量酸或碱的干扰,使溶液的pH值基本保持不变(缓冲作用),人们血液中有缓冲作用的缓冲对是H2CO3(弱酸)和 HCO3(弱酸盐),缓冲作用的原理可表示为:HCO3H+=H2CO3 H2CO3OH=HCO3 H2O(1) 含有一定量HAc 和 NaAc 的水溶液也具有缓冲作用, 写出在此过程中加入酸或碱的离子反应方程式为:加入酸_;加入碱 (2) 请写出另外可以形成缓冲溶液的两组物质: , 。23、在25时,有pH=a的***与pH=b的NaOH溶液,取VaL该***同该NaOH溶液恰好反应,需VbLNaOH溶液,问:(1)若a
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