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考点十六 电离平衡知识点讲解【知识讲解】一、弱电解质的电离 1、定义：电解质：在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质。非电解质 ：在水溶液中和熔化状态下都不能导电的化合物。强电解质 ：在水溶液里全部电离成离子的电解质。弱电解质：在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质。 电解质离子化合物和部分共价化合物 非电解质大多数共价化合物注意：电解质、非电解质都是化合物 SO2、NH3、CO2等属于非电解质强电解质不等于易溶于水的化合物（如BaSO4不溶于水，但溶于水的BaSO4全部电离，故BaSO4为强电解质）2、弱电解质的电离平衡：在一定的条件下，当电解质分子电离成 离子的速率 和离子结合成 分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态 ，这叫电离平衡。3、影响电离平衡的因素： 温度：电离一般吸热，升温有利于电离。 浓度：浓度越大，电离程度 越小 ；溶液稀释时，电离平衡向着电离的方向移动。 同离子效应：在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质，会 抑制 电离。 其他外加试剂：加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时，则促进电离。4、电离方程式的书写：用可逆符号，多元弱酸的电离要分步写（第一步为主）5、电离平衡常数：在一定条件下，弱电解质在达到电离平衡时，溶液中电离所生成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。叫做电离平衡常数，（一般用Ka表示酸，Kb表示碱。 ）表示方法：ABA+B- K=电离平衡常数的影响因素：a、电离常数的大小主要由物质的本性决定。b、电离常数受温度变化影响，不受浓度变化影响。c、同一温度下，不同弱酸，电离常数越大，其电离程度越大，酸性越强。典例1（2018届山西省大同市第一中学高三11月月考）常温下，有盐酸和醋酸两种溶液，c(Cl-)=c(CH3COO-),下列叙述正确的是A. 用该醋酸和盐酸做导电性实验，盐酸的灯泡更亮。B. 用水稀释相同倍数后醋酸溶液的pH小于盐酸C. 分别用水稀释相同倍数后，所得溶液中:c(Cl-)=c(CH3COO-)D. 醋酸溶液的pH大于盐酸【答案】B 典例2（2019届浙江省杭州市建人高复高三上学期第一次月考）25时，甲、乙两烧杯分别盛有5mLpH1的盐酸和硫酸，下列描述中不正确的是A 物质的量浓度：c甲=2c乙B 水电离出的OH浓度：c(OH)甲c(OH)乙C 若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和，所得溶液的pH：甲=乙D 将甲、乙烧杯中溶液混合后（不考虑体积变化），所得溶液的pH1【答案】D【解析】盐酸是一元强酸，硫酸是二元强酸，其pH相等说明氢离子浓度相等。A. 盐酸和硫酸溶液中氢离子浓度相等时，盐酸浓度为硫酸浓度的2倍，即c甲=2c乙，故A正确；B. pH相等说明氢离子浓度相等，则氢氧根离子浓度也相等，故B正确；C. pH相等说明氢离子浓度相等，若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和，所得溶液的pH都为7，故C正确；D. 甲、乙烧杯中溶液混合时，若不考虑体积变化，氢离子浓度不变，故D错误。典例3（2018届河北省邯郸市高三上学期摸底考试）亚氯酸（HClO2）是一种中强酸，易分解，亚氯酸及其盐类在工业生产和环境治理等方面用途非常广泛。回答下列问题：（1）HClO2中氯元素的化合价为_；亚氯酸不稳定，易分解为Cl2、ClO2和H2O，分解后的氧化产物与还原产物的物质的量之比为_。（2）已知常温下Ka(HClO2)=1.110-2，则反应HClO2+OH-ClO2-+H2O在常温下的平衡常数K=_。（3）亚氯酸盐可用于脱除氮氧化物和硫氧化物，当其他条件不变时，测得脱除率与吸收液pH的关系如图所示。已知：C12和ClO2溶于水后更易与SO2和NO反应。 亚氯酸盐脱除SO2的离子方程式为_。pH越小，脱除率越大，其原因是_。【答案】 +3 61 1.11012 2SO2 +C1O2-+2H2O=2SO42-+C1-+4H+ 亚氯酸盐的氧化性在酸性条件下较强，pH较小时有利于释放出C1O2及Cl2，C1O2和Cl2溶于水可提高脱除率化成SO42，因此离子反应方程式为2SO2 +C1O2+2H2O=2SO42+C1+4H； 根据题中信息，亚氯酸盐的氧化性在酸性条件下较强，pH较小时有利于释放出ClO2及Cl2，C1O2和Cl2溶于水可提高脱除率。二、水的电离和溶液的酸碱性1、水电离平衡：H2O H+OH- 水的离子积：KW = c(H+)c(OH-) 25时, c(H+)= c(OH-) =10-7 mol/L ; KW = c(H+)c(OH-) = 10-14注意：KW只与温度有关，温度一定，则KW值一定；KW不仅适用于纯水，适用于任何稀溶液（酸、碱、盐）。2、水电离特点：（1）可逆 （2）吸热 （3）极弱3、影响水电离平衡的外界因素：酸、碱 ：抑制水的电离 c(H+)H2Oc(OH-)H2O 10-7温度：升温促进水的电离（水的电离是 吸 热的）易水解的盐：促进水的电离 c(H+)H2Oc(OH-)H2O 10-74、溶液的酸碱性和pH： （1）pH=-lgc(H+)（2）pH的测定方法： .酸碱指示剂 甲基橙 、石蕊 、酚酞 变色范围：甲基橙 3.14.4（橙色） 石蕊5.08.0（紫色） 酚酞8.210.0（浅红色）pH试纸测定PH的操作： 玻璃棒蘸取待测液体点在试纸上，然后与标准比色卡对比颜色。注意：不能用水湿润PH试纸；广泛pH试纸只能读取整数值或范围典例4（2019届湖北省部分重点中学高三上学期起点考试） 下列有关滴定操作的说法正确的是( )A 用25mL滴定管进行中和滴定时，用去标准液的体积为21.7mLB 用标准的KOH溶液滴定未知浓度的盐酸，洗净碱式滴定管后直接取标准KOH溶液进行滴定，则测定结果偏低C 用标准的KOH溶液滴定未知浓度的盐酸，配制标准溶液的固体KOH中含有NaOH杂质，则测定结果偏高D 用未知浓度的盐酸滴定标准的KOH溶液时，若读取读数时，滴定前仰视，滴定到终点后俯视，会导致测定结果偏高【答案】D【解析】A滴定管精确值为0.01mL，读数应保留小数点后2位，A错误；B用标准KOH溶液滴定未知浓度的盐酸，洗净碱式滴定管后直接取标准KOH溶液进行滴定，由于没有润洗，标准液浓度减小，消耗标准液体积增加，则测定结果偏高，B错误；C所用的固体KOH中混有NaOH，相同质量的氢氧化钠和氢氧化钾，氢氧化钠的物质的量大于氢氧化钾的物质的量，故所配的溶液的OH-浓度偏大，导致消耗标准液的体积V（碱）偏小，根据c（酸）c(碱)V(碱)/V(酸)可知c（酸）偏小，C错误；D用未知浓度的盐酸滴定标准的KOH溶液时，若滴定前仰视读数，滴定至终点后俯视读数，导致消耗的盐酸体积偏小，依据c（酸）c(碱)V(碱)/V(酸)可知测定结果偏高，D正确。典例5（天津市2017-2018学年高三年级第二学期化学试题）I某工厂废水中含游离态氯，通过下列实验测定其浓度。取水样10.0 mL于锥形瓶中，加入10.0 mL的KI溶液(足量)，发生的反应为：Cl2+2KI2KCl+I2，滴入指示剂23滴。取一滴定管依次用自来水、蒸馏水洗净后，再用0.01molL-1 Na2S2O3溶液润洗，然后装入0.01molL-1 Na2S2O3溶液到0刻度以上，排出下端尖嘴内的气泡，调整液面至0刻度或0刻度下某一位置，记下读数。将锥形瓶置于滴定管下进行滴定，发生的反应为：I2+2Na2S2O3=2NaI+ 2Na2S4O6。试回答下列问答： （1）步骤加入的指示剂是_。 （2）步骤应使用_式滴定管。 （3）判断达到滴定终点的实验现象是_。 （4）若用0.1032 mol/L HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液，下列情况对实验结果无影响的是_。A酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗 B锥形瓶未用待测液润洗C滴定前滴定管尖嘴中有一气泡，滴定后气泡消失了D滴定时将标准液溅出锥形瓶外（5）碳酸H2CO3，K1=4.310-7，K2=5.610-11，草酸H2C2O4 K1=5.910-2，K2=6.410-5。0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH_0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH(选填“大于”、“小于”或“等于”)。若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_。Ac(H+)c(HC2O4-)c(HCO3-)c（CO32-) Bc(HCO3-)c(HC2O4-)c(C2O42-)c(CO32-)Cc(H+)c(HC2O4-)c(C2O42-)c(CO32-) Dc(H2CO3) c(HCO3-)c(HC2O4-)c(CO32-)【答案】淀粉溶液碱滴入最后一滴标准液，溶液由蓝色变成无色且半分钟内不恢复B大于AC【解析】 (1)溶液中有单质碘，加入淀粉溶液呈蓝色，碘与亚硫酸钠发生氧化还原反应，当反应终点时，蓝色褪去；故答案为：淀粉溶液；据c(待测)=可知，测定c(待测)无影响，故B正确；C、滴定前滴定管尖嘴中有一气泡，滴定后气泡消失了，造成V(标准)偏大，根据c(待测)=可知，测定c(待测)偏大，故C错误；D、滴定时将标准液溅出锥形瓶外，造成V(标准)偏小，根据c(待测)=可知，测定c(待测)偏小，故D错误；故选B；(5)草酸的二级电离常数等于碳酸的二级电离常数，说明草酸氢根的酸性比碳酸氢根的强，则0.1 mol/L Na2CO3溶液中碳酸根的水解程度大于0.1 mol/L Na2C2O4溶液中草酸根的水解程度，故0.1 mol/L Na2CO3溶液碱性更强，即0.1mol/LNa2CO3溶液的pH大于0.1mol/L Na2C2O4溶液的pH，草酸的一级、二级电离常数均大于碳酸的一级电离常数，草酸、碳酸的一级电离远大于二级电离，第一步电离为主，因此溶液中c (H+)c (HC2O4-)c (C2O42-)c (HCO3-)c (CO32-)，则AC正确，BD错误，故答案为：大于；AC。典例6（2019届甘肃省甘谷县第一中学高三上学期第二次检测考试）硫代硫酸钠晶体（Na2S2O35H2O，M=248 gmol1）可用作定影剂、还原剂。回答下列问题：利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下：溶液配制：称取1.2000 g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在_中溶解，完全溶解后，全部转移至100 mL的_中，加蒸馏水至_。滴定：取0.00950 molL1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2O72+6I+14H+3I2+2Cr3+7H2O然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定，发生反应：I2+2S2O32S4O62+2I。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液_，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80 mL，则样品纯度为_%（保留1位小数）。【答案】烧杯容量瓶刻度蓝色褪去95.0 典例7（2019届江苏省东台市创新学校高三9月月考）某Cr2O3样品中含有少量Al2O3、MgO等杂质。实验室以此样品为主要原料制取重铭酸钾（K2Cr2O7）的流程如下： 已知：2CrO42+2H+Cr2O72+H2O。(1)上述氧化过程中，若将1 mol Cr2O3转化成Na2CrO4，消耗氧气的体积（标准状况）是_。(2)称取重铬酸钾试样2.40g配成250 mL溶液，取出25.00 mL于碘量瓶中，加入稀硫酸和足量碘化钾（铬被还原为Cr3+）并放于暗处6 min左右，然后加入适量水和数滴淀粉指示剂，用0.24 molL1Na2S2O3标准溶液滴定至终点（发生反应：I2+2S2O32=2I+S4O62，杂质不参与反应），共用去Na2S2O3标准溶液20.00 mL。求所得产品中重铬酸钾的质量分数（写出计算过程）。【答案】33.6L98%【解析】（1）根据氧化还原反应得失电子守恒，1 mol Cr2O3转化成Na2CrO4，需要失去6mole-，需要mol的氧气得到电子，所以消耗氧气的体积（标准状况）是22.4L/molmol=33.6L； （2）称取重铬酸钾试样2.40g配成250 mL溶液，取出25.00 mL于碘量瓶中，加入稀硫酸和足量碘化钾（铬被还原为Cr3+）并放于暗处6 min左右，反应为：Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3+3I2+7H2O，然后加入适量水和数滴淀粉指示剂，用0.24 mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，（发生反应：I2+2S2O32=2I+S4O62，杂质不参与反应），共用去Na2S2O3标准溶液20.00 mL，依据反应的定量关系为：Cr2O72- 3I2 6Na2S2O31 60.24mol/L0.020L nn=0.0008mol，称取重铬酸钾试样2.40g配成250 mL溶液K2Cr2O7的质量，m（K2Cr2O7）= 0.0008mol294g/mol=2.352g，产品中K2Cr2O7的质量分数：100%=98.0%。典例8（2019届甘肃省酒泉市敦煌中学高三二诊）铬是人体必需元素，如含量不足会影响糖类和脂类的代谢，过高则会引起急性中毒。工业上往往采取下列循环工艺防止铬的污染： 完成下列填空：（1）含Cr2O72离子的废水在酸性条件下用Fe3O4处理，反应的离子方程式如下，配平该离子反应方程式： _Cr2O72+ Fe3O4 + H+ Cr3+ + Fe3+ + H2O，_（2）反应是可逆反应，在Na2CrO4溶液中加入稀硫酸，溶液由黄色逐渐变成橙色，写出该反应的离子方程式：_（3）向上述反应后的溶液中加入碱溶液，让废水的pH升至810，控制适当的温度，使产物中的金属阳离子全部转变为沉淀。回收所得的Cr(OH)3，经处理后又可转变成K2Cr2O7。纯净的K2Cr2O7常用于准确测定Na2S2O3溶液的物质的量浓度，方法如下： Cr2O72- +6I- + 14H+ 3I2 + 2Cr3+ + 7H2O 2S2O32- + I2S4O62- + 2I- ，准确称取纯净的K2Cr2O7 0.294g ，配成溶液，加足量KI，用Na2S2O3溶液滴定，消耗Na2S2O3溶液25.00mL。回收所得的Cr(OH)3在处理之前需要先进行洗涤，洗涤沉淀的方法为_；滴定时加入的指示剂通常为_，滴定至终点的现象是_；Na2S2O3溶液的物质的量浓度为_（保留四位有效数字）。【答案】1，6，62，2，18，312CrO422HCr2O72H2O沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水，使蒸馏水完全浸没沉淀，待蒸馏水自然流尽后，重复操作23次淀粉溶液溶液的颜色由蓝色变为无色，且半分钟内溶液的颜色不再改变0.2400molL1【解析】（1）反应中Cr2O72Cr3+，Cr元素由+6价降低为+3价，共降低6价，Fe3O4Fe3+，Fe元素由平均化合价+价升高为+3价，共升高1价，化合价最小公倍数为6，Cr2O72的系数为1，Fe3O4的系数为6，再根据原子守恒、电荷守恒配平其它物质系数，配平得反应方程式为1Cr2O72+6Fe3O4 +62 H+ 2 Cr3+ +18Fe3+ +31H2O； 三、一元强酸与一元弱酸的比较：1、浓度相同、体积相同的一元强酸与一元弱酸的比较 c(H+)pH与金属V开始与金属V过程产生H2的量中和碱的量加水稀释后PH同加相同水稀释后PHHCl大小快快相同相同多小HAc小大慢慢少大2、pH相同的一元强酸与一元弱酸的比较： c(H+)c与金属V开始与金属V过程产生H2的量中和碱的量加水稀释后PH同加相同水稀释后PHHCl相同小相同小少少少大HAc大大多多多小 典例9（2018届山东省临沂市临沭第一中学高三10月学情调研测试）常温下，部分酸的电离平衡常数如下：化学式HKHCNH2CO3电离常数Ka=3.510-4Ka=5.010-10Ka1=4.310-7，Ka2=5.610-11 （1）c (H+)相同的三种酸，其酸的浓度从大到小为_。（2）若HCN酸的起始浓度为0.0lmol/L，平衡时c(H+)约为_mol/L。若使此溶液中HCN的电离程度增大且c(H+)也增大的方法是_。（3）中和等量的NaOH，消耗等pH的氢氟酸和硫酸的体积分别为aL、bL，则a_b (填“大于”、“小于”或“等于”)。中和等浓度、等体积的氢氟酸和硫酸需要NaOH的物质的量为n1、n2，则n1_n2 (填“大于”、“小于”或“等于”）（4）向NaCN中通入少量的CO2，发生的离子方程式为_。（5）设计实验证明氢氟酸比盐酸的酸性弱_。【答案】 c(HCN)c (H2CO3) c(HF) 10-6 升高温度 小于 小于 CN-+CO2+H2O=HCN+HCO3- 测定等浓度的两种酸的pH，氢氟酸的pH大或等浓度的两种酸分别与Zn反应，初始氢氟酸冒气泡慢 （其它合理也给分） (3)中和等量的NaOH，需要消耗等物质的量的氢离子，当氢氟酸和硫酸的pH相等时，由于硫酸是强酸，氢氟酸为弱酸，需要氢氟酸和硫酸的体积比小于1:1，即a小于b。氢氟酸为一元酸、硫酸为二元酸，中和等浓度、等体积的氢氟酸和硫酸需要NaOH的物质的量为1:2，即n1小于n2，故答案为：小于；小于；(4)酸性：HFH2CO3HCNHCO3-。向NaCN中通入少量的CO2反应生成HCN和NaHCO3，反应的离子方程式为CN-+CO2+H2O=HCN+HCO3-，故答案为：CN-+CO2+H2O=HCN+HCO3-；(5)证明氢氟酸比盐酸的酸性弱可以使用的方法有：测定等浓度的两种酸的pH，氢氟酸的pH大；等浓度的两种酸分别与Zn反应，初始氢氟酸冒气泡慢；测定等物质的量浓度的两种溶液的导电性，盐酸的灯泡较亮、氢氟酸的灯泡较暗等，故答案为：测定等浓度的两种酸的pH，氢氟酸的pH大或等浓度的两种酸分别与Zn反应，初始氢氟酸冒气泡慢。
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