弱电解质的电离知识

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一、电解质有强弱之分（不同的电解质在水溶液中的电离程度是不一样的）

1、 知识回顾：

电解质：在水溶液中或熔化状态下能够导电的化合物
　　例：酸、碱 、盐、H2O等
　　非电解质：在水溶液和熔化状态下都不能导电的化合物
　　例：大多数有机物、SO3、CO2等

2、 强、弱电解质：

　⑴观察试验3-1：得出强电解质与弱电解质的概念
　 实验3-1：体积相同、浓度相同的盐酸和醋酸与等量镁条（Mg条使用前应用砂纸除去表面的氧化膜）反应，并测量溶液的pH值 。
　实验表明浓度相同的盐酸和醋酸溶液的pH值不同，并且1mol/L HCl与镁条反应剧烈，而1 mol/L CH3COOH与镁条反应较慢。说明两种溶液中的H+浓度是不同的。1 mol/L HCl溶液中氢离子浓度大，氢离子浓度为1 mol/L，说明HCl完全电离；1mol/L CH3COOH溶液中氢离子浓度较盐酸小，小于1 mol/L，说明醋酸在水中部分电离。所以不同电解质在水中的电离程度不一定相同。
注：反应速率快慢与Mg条的表面积大小及H+浓度有关

⑵强、弱电解质的概念
　　根据电解质在水溶液中离解成离子的程度大小分为强电解质和弱电解质：
　　①强电解质：在水分子作用下，能完全电离为离子的电解质。包括大多数盐类、强酸、强碱、部分碱性氧化物等
　　例：NaCl电离方程式 　　　NaCl = Na++Cl-
　　②弱电解质：在水分子作用下，只有部分分子电离的电解质。
　　　包括弱酸(如HAc、H2S)、弱碱(如NH3·H2O) 、Al(OH)3、H2O等
　　

例：CH3COOH电离方程式　 CH3COOH CH3COO-+H+
　　小结：
　　　　　　 　

二、弱电解质的电离过程是可逆的（属于化学平衡的一种，符合平衡移动原理）
　　弱电解质溶于水时，在水分子的作用下，弱电解质分子电离出离子，而离子又可以重新结合成分子。因此，弱电解质的电离过程是可逆的。分析CH3COOH的电离过程：CH3COOH的水溶液中，既有CH3COOH分子，又有CH3COOH电离出的H+和CH3COO-，H+和CH3COO-又可重新结合成CH3COOH分子，因此CH3COOH分子电离成离子的趋向和离子重新碰撞结合成CH3COOH分子的趋向并存，电离过程是可逆的，同可逆反应一样，最终也能达到平衡。

1、弱电解质的电离平衡定义：
　　在一定条件（如温度、浓度）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
　　

例：CH3COOH的电离平衡的建立过程，开始时c(醋酸)最大，而离子浓度最小——为0，所以弱电解质分子电离成离子的速率从大到小变化；离子结合成电解质分子的速率从小到大变化。

　 　　　　　　　　　　　　　　　　

2、弱电解质的电离平衡特征：
　　弱电解质的电离平衡属于化学平衡中的一种，具有以下一些特征：
　　“逆”——弱电解质的电离是可逆的
　　“动”——电离平衡是动态平衡
　　“等”—— v(离子化)=v (分子化)≠0
　　“定”——在电离平衡状态时，溶液中分子和离子的浓度保持不变。
　　“变”——电离平衡是相对的、暂时的，当外界条件改变时，平衡就会发生移动

3、电离方程式的书写
　　弱电解质的电离是可逆的，存在电离平衡，电离平衡与化学平衡类似，书写电离方程式时也要用“ ”表示。
　　例：CH3COOH CH3COO- + H+　
　　　　NH3·H2O NH4+ +OH-
　　　 　H2O H+ + OH-
　　多元弱酸分步电离，多元弱碱一步电离
　　例： H2CO3 　HCO3- +　 H+ 　　HCO3- 　CO32-　 + 　H+ 　

三、电离常数（可用于比较不同弱电解质的相对强弱、电离程度的相对大小）
　　与化学平衡常数相似，在弱电解质溶液中也存在着电离平衡常数，叫做电离常数。电离常数只与温度有关，能用来计算弱酸溶液中的H+的浓度及比较弱酸酸性的相对强弱
　　例如，醋酸、碳酸和硼酸298K时的电离常数分别是1.75×10-5，4.4×10-7(第一步电离)和5.8×10-10，由此可知，醋酸、碳酸和硼酸的酸性依次减弱

1、一元弱酸和弱碱的电离平衡常数
　　HA H++ A- 　　 　　
　　MOH M++OH- 　　
　　注：
　　①K越大，离子浓度越大，表示该弱电解质越易电离。所以可以用Ka或Kb的大小判断弱酸或弱碱的相对强弱。
　　②K只与温度有关，不随浓度改变而改变。

2、多元弱酸（碱）分步电离，酸（碱）性主要由第一步电离决定。
　　例：H3PO4的电离：
　　　　H3PO4 　H+ + H2PO4- 　　 K1
　　　　H2PO4- 　H+ + HPO42- 　　K2
　　　　HPO42- 　H+ + PO43-　　　K3
　　注：第一步电离产生的H+对第二步、第三步电离产生抑制，一般K1 K2 K3 　，所以多元弱酸（碱）分步电离，酸（碱）性主要由第一步电离决定。

[方法指导]

一、电解质与非电解质注意的几个问题
　　①电解质与非电解质都是化合物，单质和混合物既不是电解质也不是非电解质
　　例：石墨能导电，但不是电解质；盐酸能导电，但不是电解质
　　②CO2、NH3等溶于水得到的水溶液能导电，但它们不是电解质，因为导电的物质不是其本身
　　例：H2CO3、NH3·H2O都是电解质，而CO2、NH3都是非电解质
　　③难溶的盐(BaSO4等)虽然水溶液不能导电，但是在融化时能导电，也是电解质。

二、强、弱电解质的区别
　　电解质的强弱由物质内部结构决定，强、弱电解质区别在于水溶液中的电离程度：

电解质	强电解质	弱电解质
键型	离子键、极性键	极性键
电离程度	完全电离	部分电离
电离过程	不可逆过程	可逆过程，存在电离平衡
表示方法	电离方程式用“=”	电离方程式用“ ”
电解质在溶液中的存在形式	水合离子	分子、水合离子

三、电解质的强弱与导电性的关系
　　强、弱电解质的区分依据不是看该物质溶解度的大小,也不是看其水溶液导电能力的强弱，而是看溶于水的部分是否完全电离。
　　CaCO3、Fe(OH)3的溶解度都很小，CaCO3属于强电解质，而Fe(OH)3属于弱电解质；CH3COOH、HCl的溶解度都很大，HCl属于强电解质，而CH3COOH 属于弱电解质。
　　电解质的强弱在一定情况下影响着溶液导电性的强弱。导电性的强弱是由溶液中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（CaCO3、AgCl）；而某弱电解质虽然电离程度小，但浓度较大时，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，弱电解质溶液的导电能力也不一定弱。

四、弱电解质电离平衡的影响因素
　　电离平衡是化学平衡的一种，符合平衡移动原理。弱电解质电离程度的大小主要决定于本身，但受外界条件的影响
　　①浓度：弱电解质溶液中，水越多，浓度越稀，则弱电解质的电离程度越大。
　　例：CH3COOH溶液加水浓度变稀，会使平衡右移，电离程度增大。CH3COO- 、H+的物质的量增加，但浓度减小
　　②温度：电离过程需吸收能量，所以升高温度，电离程度增加。
　　由于电离过程中热效应较小，温度改变对电离常数的影响不大，其数量级一般不变，所以室温范围内可以忽略温度对电离平衡的影响。
　　③同离子效应：若向弱电解质溶液中加入与弱电解质相同的离子，则会使平衡左移，弱电解质的电离程度减小。
　　④离子反应效应：若向弱电解质溶液中加入能与弱电解质的离子结合的离子，则会使平衡右移，弱电解质的电离程度变大
　　例：0.1 mol/L的CH3COOH溶液　 CH3COOH CH3COO－ + H+

	电离程度	n(H+)	c(H+)	导电能力
加水	增大	增多	减小	减弱
升温	增大	增多	增大	增强
加CH3COONa	减小	减少	减小	增强
加HCl	减小	增多	增大	增强
加NaOH	增大	减少	减小	增强

[经典例题]

例题1、下列物质中①NaCl溶液、②NaOH 、③H2SO4、④Cu、⑤CH3COOH、⑥NH3·H2O、⑦CO2、⑧乙醇、 ⑨水，____________是电解质；__________是非电解质；____________既不是电解质，也不是非电解质。
　　

思路点拨：本题考察基本概念的记忆与理解，电解质指的是在水溶液中或熔化状态下能够导电的化合物；而非电解质指的是在水溶液和熔化状态下都不能导电的化合物
　　

解析：首先判断是否是化合物，然后判断水溶液中或熔化状态下能否导电，是化合物的有　②　③　⑤　⑥　⑦　⑧　⑨
　　【答案】②③⑤⑥⑨；⑦⑧；①④
　　

总结升华：一种物质是电解质还是非电解质，前提首先应该是化合物。只要在水溶液中、熔化状态下任一条件导电，就是电解质，比如某些共价化合物熔化状态下都不导电，但溶于水可以导电，所以就是电解质；水溶液中、熔化状态下都不导电才是非电解质
　　举一反三：下列事实中能证明氯化氢是共价化合物的是（　 ）.

　　A、氯化氢极易溶于水　　　　　　　　　　　 B、液态氯化氢不导电
　　C、氯化氢不易分解　　　　　　　　　　　　 D、氯化氢溶液可以电离
　　【答案】B　 解析：液态时能导电的化合物一定是离子化合物，所以B选项正确

　　例题2、下列物质能导电的是______,属于强电解质的是______,属于弱电解质的是________,属于非电解质的是_______。
　　a.铜丝　　 b.金刚石　　 c.石墨　　　d.NaCl　　　　e.盐酸　　　 f.蔗糖　　 g.CO2　
　　h.Na2O　 　i.硬脂酸　　j.醋酸　　　l.碳酸氢铵　　m.氢氧化铝　 n.氯气　　 o. BaSO4
　　思路点拨：注意概念的区分，能否导电与是否强、弱电解质无关系
　　

解析：铜丝是金属能导电，石墨能导电，盐酸是溶液能导电，其他的根据所学概念仔细辨析
　　【答案】ace；dhlo；ijm；fg
　　

总结升华：即使是电解质也必须在某种特定条件下才能导电，例：NaCl是电解质，但必须在熔化状态下或在溶液中才能导电；强、弱电解质本质区别是在水溶液中的电离程度，而不是在水溶液中的导电性
　　举一反三：在甲酸的下列性质中，可以证明它是弱酸的是（　　 ）
　　A、1 mol/L的甲酸溶液中c(H+）约为1×10－2 mol/L　　　
　　B、甲酸能与水以任意比例互溶
　　C、1 mol/L的甲酸溶液10 mL恰好与10 mL 1 mol/L的NaOH溶液完全反应
　　D、在相同条件下，甲酸溶液的导电性比盐酸弱
　　

解析：甲酸为一元酸，AD选项证明甲酸溶液未完全电离
　　【答案】AD

　　例题3、把0.05 mol NaOH固体分别加入到100 mL下列液体中，溶液的导电能力变化最小的是（　 ）
　　A、自来水　　　　　　　　　　　　 B、0.5 mol/L盐酸
　　C、0.5 mol/L CH3COOH溶液　　　　　D、0.5 mol/L KCl溶液
　

　思路点拨：溶液导电能力大小主要取决于溶液中离子浓度大小，离子浓度越大，导电能力就越强；反之，导电能力就越弱。
　　

解析：由于自来水几乎不导电，加入0.05 mol NaOH后，导电性突然增大；醋酸是弱电解质，加入NaOH后，生成强电解质CH3COONa，导电性明显增强；0.5 mol/L的KCl中加入0.05 mol NaOH固体后，离子浓度增大，导电能力增强；只有0.5 mol/L的盐酸，能与NaOH反应生成强电解质NaCl，不影响导电性。
　　

【答案】B
　　

总结升华：溶液混合后导电能力变化的大小，关键看混合后溶液中自由移动离子的浓度的变化。当离子浓度相同时，溶液的导电能力主要取决于溶液中离子所带电荷的多少。例如0.1 mol/L NaCl导电性与0.1 mol/L HNO3导电性基本相等；0.1 mol/L的NaCl溶液导电性比0.1 mol/L CuSO4溶液差
　　

举一反三：下列图像是在一定温度下向不同电解质溶液中加入新物质时溶液的导电性能发生变化，其电流强度（I）随新物质加入量（m）的变化曲线，以下四个导电性实验，其中与A图变化趋势一致的是　　　　　　　 ；与B图变化趋势一致的是　　　　 ；与C图变化趋势一致是的　　 。
　　　　 　　　　　
　　（1）Ba(OH)2溶液中滴入H2SO4溶液至过量　　（2）醋酸溶液中滴入氨水至过量
　　（3）澄清石灰水中通入CO2至过量　　　　　（4）NH4Cl溶液中逐渐加入适量的NaOH固体
　　【答案】(2) ；(1)（3）；(4)

　　例题4： 0.1mol/L的CH3COOH溶液中 ：CH3COOH CH3COO- +H+，对于该平衡，下列叙述正确的是（　）
　　A、加水时，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0.1 mol/L盐酸，溶液中c(H+)减小
　　D、加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动
　　思路点拨：弱电解质的电离平衡是化学平衡的一种，符合平衡移动原理
　　

解析：A选项加水稀释浓度减小，促进电离，使平衡右移；B选项加入少量NaOH固体，减小H+浓度，使平衡右移；C选项加入0.1 mol/L盐酸，增加H+浓度，使平衡左移，但H+浓度增加；D选项加入CH3COONa固体，增加CH3COO-浓度，使平衡左移
　　【答案】B
　　

总结升华：弱电解质的电离平衡是相对的、暂时的，当外界条件改变时，平衡就会发生移动，达到新的平衡
　

　举一反三：试用电离平衡移动原理解释：为什么氢氧化铝既能溶于盐酸又能溶于氢氧化钠溶液？（已知：氢氧化铝在溶液中存在以下两种电离平衡：

(H2O+AlO2-+H+ Al(OH)3 Al3++3OH?)
　　

解析：因为氢氧化铝在溶液中存在如下两种电离平衡：

H2O+AlO2-+H+ Al(OH)3 Al3++3OH?，当往Al(OH)3里加酸时，H+立即跟溶液里少量的OH-起反应而生成水，这就会使Al(OH)3按生成Al3++3OH?的形式电离，平衡向右移动，Al(OH)3不断溶解，最终生成Al3+；当往Al(OH)3里加碱时，OH-立即跟溶液里少量的H+起反应生成水，这样就会使Al(OH)3按生成H2O+AlO2-+H+的形式电离，平衡向左移动，Al(OH)3不断溶解，最终生成AlO2-