3、根据中和反应区别:
(7) 中和同体积、同pH的强酸和弱酸,弱酸的耗碱量多于强酸的。
(8 )pH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)。
2、根据稀释过程C(H+)变化区别:
(5)pH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。
(6)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。
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。
(3)pH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。
以氨水为例,氨水的K电离可表示为:
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当温度升高,氨水的K电离增大,这样,其中的c(NH3·H2O)要减小,而c(NH4+)和c(OH-)要增大,这说明电离平衡向分子离解为离子的方向发生了移动。
如果温度不变,通入氨气,使c(NH3·H2O)增大,由于K电离不变,则c(NH4+)和c(OH-)也必将增大,即电离平衡向分子离解为离子的方向发生了移动。同样地,如果加入NH4+,使c(NH4+)增大,由于K电离不变,则c(NH3·H2O)要增大,c(OH-)要减小,说明电离平衡向离子结合成分子的方向发生了移动。所以,我们用电离平衡来分析温度和浓度对电离平衡移动的影响时,只要把数学中正比和反比的关系运用于
,根据电离常数,我们还可以知道电离度为什么会与弱电解质的浓度有关。
仍以氨水为例,设氨水的浓度为cmol/L,它的电离度为α。那么在该氨水中发生电离的NH3·H2O分子浓度为cαmol/L,同时生成的铵根离子和氢氧根离子的浓度也都是cα mol/L。
我们可用下式进行分析:
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如果我们把1-α近似地取为1,这样
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从上式可知,α和c有关,c越大,α越小。如果α<5%,用
求得的α值和实验测定值很接近,我们一般就用该式来计算α的值
由于电离度的大小与浓度有关,因此,必须用相同浓度下电离度的大小来比较弱酸之间的相对强弱。而电离常数与浓度无关,所以用电离常数来比较弱酸的相对强弱就比用电离度方便得多。只要知道一元弱酸的K电离和多元弱酸的K1,凡K电离(或K1)数值较大的酸,相对来说就是比较强的一种酸。
4、 导电性强弱与电离平衡移动的关系
当外界条件(如温度、浓度等)发生变化时,会破坏原电离平衡。电离平衡的移动会引起离子浓度和溶液导电性的变化。以0.1 mol/L CH3COOH为例,加水稀释溶液的过程中导电能力变化的比较:
(1)冰醋酸加水稀释(如图1)
(2)0.1 mol/L醋酸溶液加水稀释(如图2)
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3、导电性强弱与电解质强弱的关系
电解质溶液的导电性强弱与溶液中自由移动的离子浓度(严格说电荷浓度)有关。
强电解质--溶于水后几乎完全电离的电解质;弱电解质--溶于水后只有部分电离的电解质。
(1)强电解质溶液的导电性不一定比弱电解质溶液的导电性强。
(2)难溶性盐(如BaSO4、AgCl等)在水中的溶解度极小,致使电离产生的离子浓度太小,因而导电能力很弱,但由于它们是离子化合物,在水溶液中溶解的那部分能完全电离,故它们仍属于强电解质。
(3)溶液导电性的强弱与电解质的强弱没有必然的联系。导电能力强的溶液不一定是强电解质的溶液,强电解质的溶液不一定导电能力就强。
2、离子化合物、共价化合物的导电性
离子化合物--阴、阳离子间通过离子键形成的化合物。固态不导电,溶于水或受热熔化时能导电。
共价化合物--不同的原子间通过共用电子对形成的化合物。液态都不导电,只有部分共价化合物溶于水时能导电。如能证明氯化氢是共价化合物的事实只能是:液态氯化氢不导电。
1、电解质、非电解质的导电性
电解质--在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。注意:(1)能导电的物质不一定就是电解质,如铜、石墨等;(2)电解质不一定能导电,如熔融的NaCl能导电,但NaCl晶体、HCl气体等均不导电。
非电解质--在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。水溶液能导电的化合物也有可能是非电解质,如SO2、NH3的水溶液能导电,是因其与水作用后的生成物电离所致,并非自身电离出自由离子,所以它们是非电解质。
不同的弱电解质在水溶液里的电离程度是不同的。有的电离程度大,有的 电离程度小。这种电离程度的大小,可用电离度来表示。所谓电解质的电离度 就是当弱电解质在溶液里达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子 数占原来总分子数(包括已电离的和未电离的)的百分数。电解质的电离度常用符号α来表示:
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一般说来,电解质越弱,电离度越小。所以电离度 的大小,可以表示弱电解质的相对强弱。
典型例题剖析
[例题1]在醋酸的稀溶液中存在如下电离平衡:CH3COOH
CH3COO-+ H+。加入冰醋酸,即[CH3COOH]增大,平衡一定向电离方向移动,从而使[CH3COO-]、[H+]均增大。因此,CH3COOH的浓度越大,其[H+]也越大,但其电离度要减小。若加水稀释,即[CH3COOH]、[CH3COO-]、[H+]均同时减小,而平衡右边两种微粒浓度均减小,因此平衡向右移动。请回答:
①氢硫酸溶液存在如下平衡:H2S
H++HS-,HS-
H++S2-。现使该溶液中PH值增大,则 [S2-]如何变化?
②请用电离平衡移动原理解释为何Al (OH)3既能溶于强酸,又能溶于强碱?
③设计一个实验,证明CH3COOH是弱电解质,盐酸为强电解质?
解析:①H2S溶液PH值增大,即[H+]减小,一是加入强碱,则平衡一定向右移动[S2-]增大。二是可加入水稀释,尽管平衡向右移动,S2-物质的量一定增大,但溶液的体积增加得更大。因此,[S2-]降低。
②由于Al (OH)3同时存在如下平衡:H++AlO2-+H2O
Al (OH)3
Al3++3OH-,加入强酸平衡向Al3+方向移动,加入强碱,平衡向AlO2-方向移动。
③ 先分别用PH试纸测定CH3COOH、HCl的PH值,然后各取10 mL的两种酸,稀释为100mL,再分别测定PH值,盐酸PH值增大一个单位,而CH3COOH小于1个单位)。
[例题2]0.1mol/L氨水中,存在着NH3•H2O
NH4++OH-
DE电离平衡,当改变条件时,用箭头表明变化。
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解析:考查弱碱溶液中电离平衡与外界条件改变相依赖的关系。值得注意的是加入水,冲稀与促进电离的关系。0.1mol/L是较稀溶液,促进电离但会减少离子的浓度。
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[例题3]下列叙述中,能证明某物质是弱电解质的是
A.熔化时不导电 B.不是离子化合物,而是极性共价化合物 C.水溶液的导电能力很差 D.溶液中已电离的离子和未电离的分子共存。
解析:解答此题必须明确强弱电解质的有关概念。(1)弱电解质在水溶液中部分电离,因此在溶液中已电离出的离子和未电离的分子一定共存,选项D正确。(2)有些电解质(无论强弱)在熔化时不能电离,故不能导电,如极性共价化合物H2SO4、H3PO4(弱电解质),可见选项A不是答案。(3)从结构上讲极性共价化合物可能为强电解质如强酸,可以是非电解质如NH3,也可以是弱电解质如HF、H2S等,因此选项B也不是答案。(4)溶液的导电能力与溶液离子的浓度有关,强电解质的稀溶液导电能力也很差。因此在没有浓度限制时不能用导电能力强弱来判断强弱电解质。C不是答案。答案:D
[例题4]一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力有如图所示曲线,请回答。
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(1)“O”点为什么不导电______。
(2) a、 b、 c三点的pH由小到大的顺序为______。
(3)a、b、c三点中,醋酸的电离度α最大的一点是______。
(4)若使c点溶液中的[CH3COO-]提高,在如下措施中,可选择 [ ]
A.加热B.加很稀的NaOH溶液C.加固体KOHD.加水E.加固体CH3COONaF.加Zn粒
(5)在稀释过程中,随着醋酸浓度的降低,下列始终保持增大趋势的量是 [ ]
A.[H+] B.H+个数C.CH3COOH分子数 D.[H+]/[CH3COOH]
解析: (1)因为冰醋酸未电离,无离子。
(2)从图象可知a、b、c三点导电能力大小顺序为b>a>c,说明溶液中H+离子浓度大小顺序为 b>a>c,因此pH由小到大的顺序为b<a<c。
(3)因为在一定温度下,溶液越稀电离度越大,因此c点的电离度最大。
(4)在醋酸溶液中存在下列平衡:CH3COOH
CH3COO-+
H+;△H>0
由此可知加热以及加固体KOH、加Zn粒均可使平衡正向移动,且[CH3COO-]增大。加入很稀的NaOH溶液,加水虽也可使平衡正向移动,但因溶液冲稀,所以[CH3COOH]减小。加入固体CH3COONa,平衡逆向移动,但因加入较多CH3COO-,故使其浓度增大,因此答案为(A)、(C)、(E)、(F)。
(5)在稀释过程中,CH3COOH的电离度增大,因而H+个数肯定增大,CH3COOH分子数不断减小,[H+]/[CH3COOH]=n(H+) /n(CH3COOH),所以[H+]/[CH3COOH]不断增大.答案:(B)、(D)。
[例题5] 对于弱酸,在一定温度下达到电离平衡时,各微粒的浓度存在一种定量的关系。
若25℃时有HA
H++A-,则K==
式中:K为电离平衡常数,只与温度有关,c为各微粒的平衡浓度。下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃)。
|
酸 |
电离方程式 |
电离平衡常数K |
|
CH3COOH |
CH3COOH |
1.76×10-5 |
|
H2CO3 |
H2CO3 HCO3- |
K1==4.31×10-7 K2==5.61×10-11 |
|
H2S |
H2S HS- |
K1==9.1×10-8 K2==1.1×10-12 |
|
H3PO4 |
H3PO4 H2PO4- HP42- |
K1==7.52×10-3 K2==6.23×10-8 K3==2.20×10-13 |
回答下列各题:
(1)K只与温度有关,当温度升高时,K值__________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)在温度相同时,各弱酸的K值不同,那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系?_____________________________。
(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO3-、H2S、HS-、H3PO4、H2PO4-、HPO42-都看作是酸,其中酸性最强的是__________,最弱的是_____________。
(4)多元弱酸是分步电离的,每一步都有相应的电离平衡常数,对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律,此规律是________________,产生此规律的原因是___________________________________。
解析: (1)温度升高,促进电离,所以K值增大
(2)K值越大,电离出的氢离子浓度越大,所以酸性越强
(3)H3PO4 HPO42-
(4)K1:K2:K3≈1:10-5:10-10 上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用
疑难点拨
1、多元弱酸(碱)分步电离,酸(碱)性主要由第一步电离决定。
如H3PO4的电离:
H3PO4
H+ + H2PO4- K1
H2PO4-
H+ + HPO42- K2
HPO42-
H+ + PO43- K3
注:K1>K2>K3
①K越大,离子浓度越大,表示该弱电解质越易电离。
②多元弱酸(碱)分步电离,酸(碱)性主要由第一步电离决定。
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