第 18 讲 弱电解质的电离 【知识梳理】 一、强电解质与弱电解质 1.电解质与非电解质、强电解质与弱电解质的比较 比较项目 电离特点 溶液中所含粒子种类 电解质 非电解质 强电解质 弱电解质 完全电离、不可逆、不 部分电离、可逆、存 熔融状态和水溶液中均不 存在电离平衡 在电离平衡 能电离 水合离子，无溶质分子 水合离子和溶质分子 溶质分子 共存 物质类别 结构特点 强酸、强碱、多数盐、 弱酸、弱碱、水、个 多数有机物、非金属氧化 部分碱性氧化物 别盐 物 以离子键结合的离子化 以极性键结合的共价 以极性键结合的共价化合 合物，或以极性键结合 化合物 物 的共价化合物 2.区别强强酸和弱酸的方法 判断一种酸是强酸还是弱酸时，实质是看它在水溶液中的电离程度，若完全电离即为强酸，部分电离则为 弱酸。 （1）根据定义区别： ① 强酸在水溶液中全部电离，不存在溶质分子；弱酸在水溶液中部分电离，因存在电离平衡，所以既含溶 质离子，又含溶质分子。 ② 同温度、同浓度的强酸溶液的导电性强于弱酸溶液的。 ③pH 相同的强酸和弱酸，弱酸的物质的量浓度大于强酸的。 ④ 弱酸和其对应的盐可配成缓冲溶液，抵抗少量强酸、强碱，使该溶液的 pH 基本保持不变；而强酸及其 盐不具有这样的性质。 （2）根据稀释过程 c（H＋）变化区别： ①pH 体积相同的强酸和弱酸，当加水稀释相同倍数时，pH 值变化大的为强酸，pH 值变化小的为弱酸。 ② 稀释浓的弱酸溶液，一般是 C（H＋）先增大后减小；稀释浓的强酸溶液，C（H＋）一直减小。 (3)根据中和反应区别: ① 中和同体积、同 pH 的强酸和弱酸，弱酸的耗碱量多于强酸的。 ②pH 体积相同的强酸和弱酸与等物质的量的强碱发生中和反应后，若溶液呈中性，该酸为强酸；若溶液呈 酸性，则该酸为弱酸（除极弱酸外，如 HCN）。 (4)根据与其它物质发生化学反应的速率、生成气体的量等区别: ①pH 相同、体积也相同的强酸和弱酸跟足量活泼金属反应时，起始速率相同；在反应过程中，弱酸反应较 快，产生的氢气量多；而强酸反应较慢，产生的氢气量少。 ② 同浓度、同体积的强酸和弱酸，分别与足量较活泼的金属反应，强酸产生氢气的速率较大；弱酸产生氢 气的速率较小．当二者为同元酸时，产生氢气的物质的量相等。 例题 1、下列说法正确的是 。 ① 将浓度为 0.1mol·L-1HF 溶液加水不断稀释，c(H+)/c(HF)始终保持增大 ② 根据溶液的 pH 与溶液酸碱性的关系，推出 pH＝6.8 的溶液一定显酸性 ③ 根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出 CO2 通入 NaClO 溶液中能生成 HClO ④ 碳酸钙难溶于水，放入水中水溶液不导电，且碳酸钙 960℃时分解不存在熔融状态导电的性质，故 CaCO3 是非电解质 ⑤Cl2 的水溶液能导电，但属于非电解质 ⑥ 相同温度时，100 mL 0.01 mol·L －1 的醋酸溶液与 10 mL 0.1 mol·L －1 的醋酸溶液相比较，中和时所需 NaOH 的量前者大于后者 ⑦ 所有的离子化合物都是强电解质，所有的共价化合物都是弱电解质 ⑧ 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强 ⑨CuSO4 溶液导电时要伴随化学变化 ⑩ 将硫酸钡放入水中不能导电，所以硫酸钡是非电解质 ⑪ 氨溶于水得到的溶液氨水能导电，所以氨水是电解质 ⑫ 固态的离子化合物不导电，熔融态的离子化合物也不导电 【指点迷津】电解质的强弱由物质内部结构决定，电解质的强弱在一般情况下影响着溶液导电性的强弱。 导电性强弱是由溶液离子浓度大小决定的。如果某强电解质溶液浓度很小，那么它的导电性可以很弱，而 某弱电解质虽然电离程度很小，但如果浓度较大时，该溶液的导电能力也可以较强。因此，强电解质溶液 的导电能力不一定强，弱电解质的导电能力也不一定弱。 二、弱电解质的电离平衡 1．弱电解质的基本特征 (1)电离方面：不能完全电离，存在电离平衡。如 0.1 mol·L－1 CH3COOH 溶液 pH 约为 3；0.1 mol·L－1 CH3COOH 溶液的导电能力比相同条件下的盐酸弱；pH＝1 的 CH3COOH 溶液与 pH＝13 的 NaOH 溶液等体 积混合溶液呈酸性等。 (2)稀释方面：常温下释酸溶液时，c(H＋)减小，而 c(OH－)增大；在稀释碱溶液时，c(OH－)减小，而 c(H＋) 增大；无限稀释时其 pH 均无限接近 7。如图所示，a、b 为 pH 相等的 NaOH 溶液和氨水，c、d 为 pH 相等 的盐酸和醋酸。加水稀释相同倍数后的 pH 大小：氨水>NaOH 溶液，盐酸>醋酸；稀释后的 pH 仍然相等， 则加水量的大小：氨水>NaOH 溶液，醋酸>盐酸。 (3)水解方面：如 CH3COONa 水溶液的 pH>7,0.1 mol·L－1 CH3COONa 溶液 pH 比 0.1 mol·L－1 NaCl 溶液大。 2．影响电离平衡的因素 与其它平衡相同，弱电解质在中达到电离平衡时电离程度的大小主要由电解质本身的性质决定，同时受到 外界条件的影响。电离过程的热效应较小，在温度变化不大的情况下，一般不考虑温度对电离平衡的影响。 若温度升高较多时，电离程度增强，离子浓度增大。在一定温度下，稀释溶液，弱电解质电离程度增强， 离子数目增多，但由于溶液体积增大而离子浓度降低。当加入含有弱电解质组成的相同的离子时，弱电解 质的电离平衡向左移动。对 CH3COOH 条件变化 平衡移动 加热 正向移动 稀释 电 离 H＋＋CH3COO－的电离平衡，小结如下： K 离子数目 离子浓度 增大 增大 增多 增大 正向移动 增大 不变 增多 减小 加冰醋酸 正向移动 减小 不变 增多 增大 加盐酸 逆向移动 减小 不变 H＋ 增多 CH3COO－减少 加醋酸钠 逆向移动 减小 不变 H＋ 减少 CH3COO－增多 度 3.电离平衡常数 （1）概念：在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时，溶液中电离所产生的各种离子浓度的乘积跟溶 液中未电离的分子浓度的比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，用 K 表示（酸用 Ka 表示，碱用 Kb 表示）。 （2）表示方法： AB A++B- K= （3）K 的意义：K 值越大，表示该电解质较易电离，所对应的弱酸弱碱较强。从 Ka 或 Kb 的大小，可以判 断弱酸和弱碱的相对强弱，例如弱酸的相对强弱： H2SO3（Ka1=1.5×10-2）> H3PO4（Ka1=7.5×10- ）>HF（Ka=7.2×10-4）> HNO2（Ka1=4.6×10-4）> HCOOH（Ka=1.8×10-4）> CH3COOH（Ka=1.8×10-5）> 3 H2CO3（Ka1=4.3×10-7）> H2S（Ka1=9.1×10-8）. （4）影响 K 值大小的因素：K 值不随浓度而变化，但随温度而变化。 （5）多元弱酸的电离。多元弱酸是分步电离的，且越向后的电离越困难，其电离出来的离子浓度也越小， 酸性主要由第一步电离决定。如 H3PO4 的电离： 第一步电离：H3PO 4 H++H2PO K1 第二步电离：H2PO H++HPO (较难) K2 第三步电离：HPO H++PO （困难） K3 显然： K1>K2>K3。在磷酸溶液中，由 H3PO4 电离出来的离子有 H+、H2PO、HPO、PO 等离子，其离子浓度 的大小关系为：c(H+)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO) 。 4. 电离常数的应用： (1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。 (2)判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱，电离常数越大，对应的盐水解程度越小，碱性(或酸性)越弱。 (3)判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。 (4)判断微粒浓度比值的变化，弱电解质加水稀释时，能促进弱电解质的电离，溶液中离子和分子的浓度会 发生相应的变化，但电离常数不变。 例题 2、下列有关说法正确的是 。 ①0.1 L 0.5 mol·L－1 CH3COOH 溶液中含有的 H＋数为 0.05NA ② 室温下，稀释 0.1 mol·L－1 CH3COOH 溶液，溶液的导电能力增强 ③ 向 0.1 mol·L－1 CH3COOH 溶液中加入少量水，溶液中减小 ④CH3COOH 溶液加水稀释后，溶液中的值减小 ⑤ 某温度下，pH＝11 的氨水和 NaOH 溶液分别加水稀释 100 倍，溶液的 pH 随溶液体积变化的曲线如图所 示，a 值一定大于 9 ⑥H＋浓度相同等体积的两份溶液 A(盐酸)和 B(CH3COOH)分别与锌粉反应，若最后仅有一份溶液中存在锌， 放出氢气的质量相同，则反应所需要的时间 B＞A　②开始反应时的速率 A＞B ⑦25 ℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示，则向 Na2CO3 溶液中滴加少量氯水的离子方程式为：CO＋ 2Cl2＋H2O===2Cl－＋2HClO＋CO2↑ 化学式 电离平衡常数 CH3COOH 1.7×10－5 H2CO3 K1＝4.3×10－7 HClO 3.0×10－8 K2＝5.6×10－11 ⑧ 一定温度下，冰醋酸在加水稀释过程中溶液导电能力的变化曲线如图所示，加水可使 c 点溶液中 c(CH3COO－)增大 ⑨ 室温下，由 0.1 mol·L－1 一元碱 BOH 的 pH＝10，可知溶液中存在 BOH===B＋＋OH－ ⑩ 电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小，离子浓度一定增大 ⑪ 稀释弱电解质溶液时，所有粒子浓度都一定会减小 ⑫25 ℃下，醋酸溶液中各粒子存在下述关系：K＝＝1.75×10 －5 ，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K＝ 8×10－5 【指点迷津】设计强弱电解质的比较实验时要注意等物质的量浓度和等 pH 的两种酸（或碱）的性质差异， 常用的实验方法有： （1）从水解的角度分析，取其钠盐（NaA）溶于水，测其 pH，若 pH＞7，则说 明 HA 是弱酸，若 pH＝ 7，则说明 HA 是强酸。 （2）从是否完全电离的角度分析，配制一定物质的量浓度 HA 溶液（如 0.1 mol·L－1），测其 pH，若 pH＞ 1，则说明 HA 是弱酸，若 pH＝1，则说明 HA 是强酸。 【课时练习】 1．下列各项中电解质的电离方程式中正确的是（ ） A．NaHCO3 的水溶液：NaHCO3 = Na＋＋H＋＋ B．熔融状态的 NaHSO4：NaHSO4 = Na＋＋ CO32- HSO-4 C．HF 的水溶液：HF=H＋＋F－ D．H2S 的水溶液：H2S 2H＋＋S2－ 2．关于常温下