最新精编高中化学一轮复习第八章水溶液中的离子平衡公开课优质课教学设计.docx

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最新精编高中化学一轮复习第八章水溶液中的离子平衡公开课优质课教学设计

第八章　水溶液中的离子平衡

第1讲

弱电解质的电离与水的电离

考纲定标

热点定位

1了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。

2．了解水的电离、离子积常。

1与物质的分类相结合考查强弱电解质的判断。

2．依据平衡论分析弱电解质电离平衡的影响因素及相关“量”的变。

3．结合图像考查电离平衡以及溶液导电性的变。

4．与盐类水解、pH计算相结合考查水的离子积常及其应用。

强电解质与弱电解质

[基础全扫描]

1．强、弱电解质的概念

强电解质：

在水溶液中能够完全电离的电解质。

弱电解质：

在水溶液中部分电离的电解质。

2．与物质类别的关系

（1）强电解质主要包括：

强酸、强碱、绝大多盐。

（2）弱电解质主要包括：

弱酸、弱碱、水。

3．电离方程式的书写

（1）强电解质用“===”表示；弱电解质用“”表示。

（2）多元弱酸分步电离，且第一步电离远远大于第二步电离，如碳酸：

H2O3H＋＋HO、HOH＋＋O。

（3）多元弱碱电离方程式的书写可一步到位，如氢氧铁：

F（OH）3F3＋＋3OH－。

（4）酸式盐：

①强酸的酸式盐，如NHSO4：

NHSO4===N＋＋H＋＋SO（水中）

②弱酸的酸式盐，如NHO3：

NHO3===N＋＋HO。

[认知无盲区]

（1）强、弱电解质都是合物。

（2）常见“四大强酸”、“四大强碱”和绝大多盐属于强电解质：

①“四大强酸”：

H、H2SO4、HNO3、HO4；

②“四大强碱”：

NOH、OH、B（OH）2、（OH）2。

（3）电解质的强弱与溶解性的大小、导电能力的强弱以及合物的类别没有直接关系。

[练习点点清]

1．现有下列物质：

①硝酸　②冰醋酸　③氨水　④（OH）2　⑤NHO3（）　⑥A　⑦氯水　⑧O3

（1）上述物质中属于强电解质的有________，属于弱电解质的有________。

（2）上述物质中能导电的有__________。

（3）写出②、④、⑤的电离方程式：

________________________________________________________________________，

________________________________________________________________________，

________________________________________________________________________。

答案：

（1）①⑤⑧　②④　

（2）③⑥⑦

（3）H3OOHH3OO－＋H＋　F（OH）3F3＋＋3OH－　NHO3===N＋＋HO

弱电解质的电离平衡

[基础全扫描]

1．电离平衡的建立

在一定条件（如温度、浓度等）下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程就达到平衡。

平衡建立过程如图所示。

2．电离平衡的特征

3．影响电离平衡的外部条件

（1）温度：

温度升高，电离平衡向右移动，电离程度增大。

（2）浓度：

稀释溶液，电离平衡向右移动，电离程度增大。

（3）同离子效应：

加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡向左移动，电离程度减小。

（4）加入能反应的物质：

电离平衡向右移动，电离程度增大。

4．电离常

（1）表达式：

①对于一元弱酸HA：

HAH＋＋A－，电离常＝。

②对于一元弱碱BOH：

BOHB＋＋OH－，电离常＝。

（2）特点：

①电离常只与温度有关，升温，值增大。

②多元弱酸的各级电离常的大小关系是1≫2≫3…，故其酸性取决于第一步。

（3）意义：

―→―→

[认知无盲区]

（1）弱电解质的电离平衡属于平衡，也是一种动态平衡，其移动规律遵循勒夏特列原。

（2）电离平衡向右移动，电解质分子的浓度不一定减小，离子浓度也不一定增大。

（3）电离常只与温度有关，与分子或离子的浓度大小、电离平衡的移动方向无关。

[练习点点清]

2．一定温度下，用水稀释01/L的一元弱酸HA，随稀释进行，下列值一定增大的是（W表示水的离子积，表示HA的电离常）（　　）

A．W　　　　　　　　B．c（OH－）

D

解析：

选B　稀释时W、均不变，而c（H＋）减小，故c（OH－）增大，因此A不符合题意，B符合题意；项，＝＝c（H＋）·，c（H＋）减小，故增大，因此一定减小；D项，＝，由项分析知一定减小。

水的电离

[基础全扫描]

1．水是一种极弱的电解质，其电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－，可简写为H2OH＋＋OH－。

2．室温下纯水中c（H＋）＝c（OH－）＝10－7·L－1，pH＝7。

3．室温下纯水的离子积W＝c（H＋）·c（OH－）＝10－14。

W只与温度有关，温度升高，W增大。

4．水的电离平衡的影响因素：

（1）温度：

温度升高，促进水的电离；温度降低，抑制水的电离。

（2）酸、碱：

抑制水的电离。

（3）能水解的盐：

促进水的电离。

[认知无盲区]

（1）任何情况下水电离产生的c（H＋）和c（OH－）总是相等的。

（2）水的离子积常适用于任何酸、碱、盐的稀溶液。

即W＝c（H＋）·c（OH－）中的c（H＋）、c（OH－）分别是溶液中H＋、OH－的总浓度。

（3）水的电离平衡属于平衡，也是一种动态平衡。

[练习点点清]

3．25℃时，水的电离达到平衡：

H2OH＋＋OH－　ΔH＞0，下列叙述正确的是（　　）

A．将水加热到90℃，pH不变

B．向水中加入H3OON固体，pH变小

．向水中加入稀氨水，W变大

D．向水中加入少量固体硫酸氢钠，W不变

解析：

选D　选项A，H2O的电离是吸热过程，加热能促进H2O的电离，纯水中c（H＋）增大，pH减小。

选项B，H3OO－水解促进H2O的电离，溶液中c（OH－）增大，pH增大。

W与温度有关，与溶液的酸碱性无关，加入少量稀氨水或NHSO4后溶液的W均不变。

4．有下列水溶液：

①pH＝0的盐酸　②05·L－1的盐酸

③01·L－1的NH4溶液　④01·L－1的NOH溶液　⑤05·L－1的NH4溶液，以上溶液中，水电离的c（H＋）由大到小的顺序是____________。

解析：

属于酸溶液的有①、②，其中①c（H＋）较大；属于盐溶液的有③、⑤，其中⑤酸性较强；属于碱溶液的有④，因盐的水解促进水的电离，酸、碱的电离抑制水的电离，故水电离出的c（H＋）由大到小的顺序为⑤③④②①。

答案：

⑤③④②①

——————————

———————

————

1．牢记强电解质、弱电解质的3种类别：

强电解质：

强酸、强碱、绝大多盐。

弱电解质：

弱酸、弱碱、水。

2．解电离平衡状态的2个特征：

（1）v（电离）＝v（结合）≠0。

（2）分子、离子的浓度保持不变。

3．解影响电离平衡的3个因素：

温度、浓度、相关离子。

4．正确书写2个表达式：

（1）水的离子积常：

W＝c（H＋）·c（OH－）。

（2）弱电解质（如HAH＋＋A－）的电离常：

＝。

5．牢记影响W和值大小的唯一的外部因素：

温度。

——————————————————————————————————————

[考点一　强弱电解质的判断方法]

——————————————————————————————————————

1．01/L的盐酸和01/L的醋酸溶液中，c（H＋）相同吗？

与相同条件下的反应其速率相同吗？

答案：

不同（前者大），不同（前者快）。

2．等体积同浓度的盐酸和醋酸溶液，谁的导电性更强？

答案：

盐酸。

3．对pH均为2的盐酸和醋酸溶液分别进行稀释100倍，哪种溶液的pH变较大？

答案：

盐酸。

4．H3OON溶液显碱性，能否说明H3OOH是弱电解质？

其依据是什么？

答案：

能，H3OO－水解生成弱电解质H3OOH，使溶液呈碱性。

判断强弱电解质，一般从是否完全电离，是否存在电离平衡，是否发生水解三个角度分析，其具体如下：

1．从是否完全电离的角度判断

在溶液中强电解质完全电离，弱电解质部分电离。

据此可以判断HA是强酸还是弱酸的方法有：

方法

结论

测定一定浓度的HA溶液的pH

若测得01/L的HA溶液的pH＝1，则HA为强酸；若pH＞1，则HA为弱酸

跟同浓度的盐酸比较导电性

导电性和盐酸相同时为强酸，比盐酸弱时为弱酸

跟同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢

反应快慢相同时为强酸，比盐酸慢时为弱酸

2．从是否存在电离平衡的角度判断

强电解质不存在电离平衡，弱电解质存在电离平衡，在一定条件下电离平衡会发生移动。

据此可以判断HA是强酸还是弱酸的方法有：

（1）从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变判断：

如将pH＝3的HA溶液稀释100倍后，再测其pH，若pH＝5，则为强酸，若pH＜5，则为弱酸。

（2）从升高温度后pH的变判断

若升高温度，溶液的pH明显减小，则是弱酸。

因为弱酸存在电离平衡，升高温度时，电离度增大，c（H＋）增大。

而强酸不存在电离平衡，升高温度时，只有水的电离程度增大，pH变幅度小。

（3）从等体积等pH的HA溶液与盐酸溶液分别与过量的锌反应生成H2的量判断：

用排水法收集H2，若两种溶液生成H2的量相等，则HA为强酸；若HA溶液与锌反应生成H2的量多，则HA为弱酸。

3．从酸根离子是否能发生水解的角度判断

强酸根离子不水解，弱酸根离子易发生水解。

据此可以判断HA是强酸还是弱酸：

可直接测定NA溶液的pH：

若pH＝7，则HA是强酸；若pH＞7则HA是弱酸。

[例1]　（2012·浙江高考）下列说法正确的是（　　）

A．常温下，将pH＝3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后，溶液的pH＝4

B．为确定某酸H2A是强酸还是弱酸，可测NHA溶液的pH。

若pH>7，则H2A是弱酸；若pH<7，则H2A是强酸

．用02000/LNOH标准溶液滴定H与H3OOH的混合溶液（混合液中两种酸的浓度均为01/L），至中性时，溶液中的酸未被完全中和

D．相同温度下，将足量氯银固体分别放入相同体积的①蒸馏水、②01/L盐酸、③01/L氯镁溶液、④01/L硝酸银溶液中，Ag＋浓度：

①>④＝②>③

[解析]　醋酸为弱酸，稀释时会促进电离，稀释10倍后溶液的pH小于4而大于3，A项错误；NHA的水溶液呈碱性，说明HA－在溶液中水解，即H2A是弱酸，但若NHA的水溶液呈酸性，可能是HA－的电离程度比HA－的水解程度大，而不能说明H2A能完全电离，也就不能说明H2A为强酸，B项错误；强酸与强碱溶液正好完全中和时，所得溶液的pH＝7，而强碱与弱酸正好完全中和时，溶液的pH>7，若所得溶液的pH＝7，说明碱不足，项正确；Ag＋浓度最大的是④，其次是①，最小是③，D项错误。

[答案]　

1．醋酸是电解质，下列事实能说明醋酸是弱电解质的组合是（　　）

①醋酸与水能以任意比互溶　②醋酸溶液能导电　③醋酸溶液中存在醋酸分子　④01/L醋酸溶液的pH比01/L盐酸的pH大　⑤醋酸能和碳酸钙反应放出O2　⑥01/L醋酸钠溶液pH＝89　⑦大小相同的锌粒与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液反应，开始醋酸产生H2速率慢

A．②⑥⑦　　　　　　　B．③④⑤⑥

．③④⑥⑦D．①②

解析：

选　醋酸溶液中存在H3OOH分子，说明醋酸部分电离，存在电离平衡，是弱电解质，③正确。

01/L醋酸溶液的pH比01/L盐酸大，说明醋酸溶液中c（H＋）小于盐酸，是弱电解质，④正确。

01/LH3OON溶液pH＝89，说明H3OO－发生了水解，H3OOH是弱电解质，⑥正确。

相同物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液与反应，醋酸反应慢，说明其中c（H＋）小，是弱电解质，⑦正确。

2（2010·重庆高考）pH＝2的两种一元酸和y，体积均为100L，稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。

分别滴加NOH溶液（c＝01/L）至pH＝7，消耗NOH溶液的体积为V、Vy，则（　　）

A．为弱酸，VVy

．y为弱酸，VVy

解析：

选　本题考查弱电解质的电离平衡，通过两种酸稀释前后的pH变，解强弱电解质的本质区别和外界因素对弱电解质的影响等。

由图像可知稀释10倍，pH变1个单位（从pH＝2变为pH＝3），故为强酸，而y稀释10倍，pH变小于1个单位，故y为弱酸，排除选项A、D；pH都为2的、y，前者浓度为001/L，而后者大于001/L，故中和至溶液为中性时，后者消耗碱的体积大，故选项正确。

[考点二　外界因素对电离平衡的影响][动态课件见光盘]

——————————————————————————————————————

在稀氨水中存在电离平衡：

NH3·H2ONH＋OH－，若改变以下条件：

①加水稀释　②通入少量H气体　③加少量NOH固体　④加少量NH4固体

⑤升高温度（设溶质不挥发）

（1）平衡向右移动的有哪些？

（2）c（OH－）增大的有哪些？

（3）电离程度增大的有哪些？

（4）不变的有哪些？

答案：

（1）①②⑤　

（2）③⑤　（3）①②⑤　（4）①②③④

用平衡论分析处电解质的电离平衡问题时，应该深刻地解勒夏特列原：

平衡向“削弱”这种改变的方向移动，移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变。

以H3OOHH3OO－＋H＋　ΔH＞0为例：

改变条件

平衡移动方向

（H＋）

c（H＋）

c（H3OO－）

c（H3OOH）

电离程度（α）

加水稀释

向右

增大

减小

减小

减小

增大

不变

加入少量冰醋酸

向右

增大

增大

增大

增大

减小

不变

通入H（g）

向左

增大

增大

减小

增大

减小

不变

加入NOH（）

向右

减小

减小

增大

减小

增大

不变

加入H3OON（）

向左

减小

减小

增大

增大

减小

不变

升高温度

向右

增大

增大

增大

减小

增大

增大

[例2]　（2011·山东高考）室温下向10LpH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是（　　）

A．溶液中导电粒子的目减少

B．溶液中不变

．醋酸的电离程度增大，c（H＋）亦增大

D．再加入10LpH＝11的NOH溶液，混合液pH＝7

[解析]　本题考查弱电解质的电离平衡，意在考查考生对电离平衡的解和应用能力。

醋酸溶液加水稀释后，H3OOH的电离程度增大，（H＋）、（H3OO－）增大，A项错误；根据H3OOH的电离平衡常＝＝，则＝，由于温度不变，、W均不变，因此不变，B项正确；醋酸加水稀释，电离程度增大，（H＋）增大，但c（H＋）减小，项错误；再加入10LpH＝11的NOH溶液，反应后得到H3OOH和H3OON的混合溶液，溶液显酸性，pH＜7，D项错误。

[答案]　B

3．（2012·山东高考节选）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。

25℃时，将NH4NO3溶于水，溶液显酸性，原因是__________________________________（用离子方程式表示）。

向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将________（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为____________·L－1。

（NH3·H2O的电离平衡常取b＝2×10－5·L－1）

解析：

NH4NO3溶液中由于NH水解，溶液显酸性，滴加氨水后溶液由酸性变为中性，水的电离平衡向逆反应方向移动。

b＝，而c（OH－）＝10－7·L－1，则c（NH）＝200c（NH3·H2O），故（NH）＝200（NH3·H2O），根据电荷守恒，（NH）＝（NO）＝，滴加氨水的浓度为÷bL＝·L－1

答案：

NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　逆向　

4．已知01/L的醋酸溶液中存在电离平衡：

H3OOHH3OO－＋H＋，要使溶液中c（H＋）/c（H3OOH）值增大，可以采取的措施是（　　）

（1）加少量烧碱　　　　　　　

（2）升高温度

（3）加少量冰醋酸4）加水

A．

（1）

（2）B．

（2）（4）

．

（2）（3）（4）D．

（1）（4）

解析：

选B　由＝＝·c（H3OO－），温度不变时，若使增大，必使c（H3OO－）减小，其中

（1）（3）使c（H3OO－）增大，（4）使c（H3OO－）减小；升温时，H3OOHH3OO－＋H＋，平衡正移，c（H＋）增大，c（H3OOH）减小，一定增大。

[考点三　水电离产生的c（H＋）或c（OH－）的计算]

——————————————————————————————————————

计算水电离产生的c（H＋）或c（OH－），要注意溶质对水电离的促进或抑制，并明确c（H＋）或c（OH－）的。

1．中性溶液

c（OH－）＝c（H＋）＝10－7/L。

2．溶质为酸的溶液

（1）：

OH－全部自水的电离，水电离产生的c（H＋）＝c（OH－）。

（2）实例：

如计算pH＝2的盐酸溶液中水电离出的c（H＋），方法是先求出溶液的c（OH－）＝W/10－2＝10－12（/L），即水电离出的c（H＋）＝c（OH－）＝10－12/L。

3．溶质为碱的溶液

（1）：

H＋全部自水的电离，水电离产生的c（OH－）＝c（H＋）。

（2）实例：

如计算pH＝12的NOH溶液中水电离出的c（OH－），方法是先求出溶液的c（H＋）＝10－12（/L），即水电离出的c（OH－）＝c（H＋）＝10－12/L。

4．水解呈酸性或碱性的盐溶液

（1）pH＝5的NH4溶液中H＋全部自水的电离，则水电离的c（H＋）＝10－5/L，c（OH－）＝10－9/L，是因为部分OH－与部分NH结合；

（2）pH＝12的N2O3溶液中OH－全部自水的电离，由水电离出的c（OH－）＝10－2/L。

[例3]　（2011·四川高考）25°时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②005/L的B（OH）2溶液、③pH＝10的N2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是（　　）

A．1∶10∶1010∶109　　　B．1∶5∶5×109∶5×108

．1∶20∶1010∶109D．1∶10∶104∶109

[解析]　本题考查酸、碱、盐对水电离的影响及与溶液中c（H＋）、c（OH－）之间的换算。

①pH＝0的H2SO4溶液中c（H＋）＝1/L，c（OH－）＝10－14/L，H2SO4溶液抑制H2O的电离，则由H2O电离出的c（H＋）＝10－14/L；②005/L的B（OH）2溶液中c（OH－）＝01/L，c（H＋）＝10－13/L，B（OH）2溶液抑制H2O的电离，则由H2O电离出的c（H＋）＝10－13/L；③pH＝10的N2S溶液促进H2O的电离，由H2O电离出的c（H＋）＝10－4/L；④pH＝5的NH4NO3溶液促进H2O的电离，由H2O电离出的c（H＋）＝10－5/L。

4种溶液中电离的H2O的物质的量等于H2O电离产生的H＋的物质的量，其比为10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109。

[答案]　A

5．在一定条件下，相同pH的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出的c（H＋）分别是10×10－·L－1和10×10－b·L－1，在此温度下，则下列说法正确的是（　　）

A．

B．＝b

．水的离子积为10×10－（7＋）

D．水的离子积为10×10－（b＋）

解析：

选D　加酸抑制水的电离，加易水解的盐促进水的电离，则>b，A和B选项错误；由题意可知，两种溶液的pH＝b，即硫酸溶液中c（H＋）是10×10－b·L－1，而水电离产生的c（H＋）等于水电离产生的c（OH－），所以硫酸溶液中c（OH－）是10×10－·L－1，W＝10×10－（b＋），D选项正确。

6．室温下，在pH＝11的某溶液中，由水电离出的c（OH－）为（　　）

①10×10－7/L　②10×10－6/L

③10×10－3/L　④10×10－11/L

A．③B．④

．①或③D．③或④

解析：

选D　该溶液中c（OH－）＝10－3/L，c（H＋）＝10－11/L，若是碱溶液，则H＋是H2O电离的，水电离的OH－与H＋浓度均为10－11/L；若是盐溶液（如N2O3），则OH－是H2O电离的，即水电离的c（OH－）＝10－3/L。

1．电离常的计算

以弱酸H为例：

（1）已知c（H）和c（H＋），求电离常

　　　　　　　　H　　　　H＋　＋　－

起始（·L－1）：

c（H）　　　　　0　　　　0

平衡（·L－1）：

c（H）－c（H＋）　c（H＋）　c（H＋）

则：

＝＝。

由于弱酸只有极少一部分电离，c（H＋）的值很小，可做近似处：

c（H）－c（H＋）≈c（H），则＝，代入值求解即可。

（2）已知c（H）和电离常，求c（H＋）

　　　　H　　　　H＋　＋　－

起始：

　c（H）　　　　　0　　　　0

平衡：

　c（H）－c（H＋）　c（H＋）　c（H＋）

则：

＝＝

由于值很小，c（H＋）的值很小，可做近似处：

c（H）－c（H＋）≈c（H），则：

c（H＋）＝，代入值求解即可。

2．电离常的应用

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，但电离常不变，考题中经常利用电离常判断溶液中微粒浓度比值的变情况。

如：

01/LH3OOH溶液中加水稀释，

＝＝

稀醛酸溶液加水稀释、（H＋）减小，值不变，

则增大

[典例印证]　（2011·新课标全国卷）将浓度为01/LHF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是（　　）

A．c（H＋）　　　　　　　　B．（HF）

D

[解析]　本题考查电离平衡，意在考查考生对电离平衡常、电离的影响因素的掌握情况。

在01/LHF溶液中存在如下电离平衡：

HFH＋＋F－，加水稀释，平衡向右移动，但c（H＋）减小；选项B,电离平衡常与浓度无关，其值在稀释过程中不变；选项，加水后，平衡右移，（F－）、（H＋）都增大，但由于水电离产生的（H＋）也增大，故项比值减小；选项D，变形后得，稀释过程中c（F－）逐渐减小，故其比值始终保持增大。

[答案]　D

[专题集训]

1．已知室温时，01·L－1某一元酸HA在水中有01%发生电离，下列叙述错误的是

（　　）

A．该溶液的pH＝4

B．升高温度，溶液的pH增大

．此酸的电离平衡常约为1×10－7

D．由HA电离出的c（H＋）约为水电离出的c（H＋）的106倍

解析：

选B　根据HA在水中的电离度可算出c（H＋）＝01%×01·L－1＝10－4·L－1，所以pH＝4；因HA在水中有电离平衡，升高温度促进平衡向电离的方向移动，所以c（H＋）将增大，pH值会减小；选项可由平衡常表达式算出＝＝1×10－7；c（H＋）＝10－4·L－1，所以c（H＋，水电离）＝10－10·L－1，前者是后者的106倍。

2．（2010·浙江高考改编题）已知：

①25℃时，弱电解质的电离平衡常：

（H3OOH）＝18×10－5，（HSN）＝013；

②25℃时，20×10－3/L氢氟酸水溶液中，调节溶液pH（忽略体积变），得到c（HF）、c（F－）与溶液pH的变关系，如图所示：

请根据以上信息回答下列问题：

（1）25℃时，将20L010/LH3OOH溶液和20L010