高中化学电离、水解精品讲义
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一、弱电解质的电离
1. 电解质:在水溶液中活熔融状态下能导电的化合物。
2. 非电解质:在水溶液中或熔融状态下不能导电的化合物。
3. 电解质、非电解质、强电解质与弱电解质的比较
思考:一种物质的水溶液能导电,原物质一定是电解质吗?
分析:不一定!关键要分清发生电离散是否要原物质本身。有可能溶于水时就发生了化学变化 如(1)Cl 2
−−→−溶于水 氯水
↓ ↓ 即不是电解质 HCl 、HClO 又不是非电解质 发生电离 (2)CO 2
−−→−溶于水
碳酸溶液
↓ ↓ 非电解质 H 2CO 3电离 (3)Na 2O
−−→−溶于水
NaOH 溶液
↓ ↓ 虽不是本身电离子 NaOH 电离 但可在熔融态电离,故它属强电解质 注意:
(1)电解质的强弱与溶解性无关,某些盐如BaSO 4、CaCO 3等,虽难溶于水却是强电解质,因为它们溶于水的部分是完全电离的,尽管很难测出
它们的导电性。某些盐如HgCl 2、Pb(CH 3OO)2等尽管能溶于水,却部分电离,是弱电解质。 (2)电解质的强弱与溶液的导电性没有必然的联系,其导电能力强弱由自由离子的浓度决定,也与离子所带电荷多少有关,很稀的强电解质溶液的导电性很弱,浓度较大的弱电解质溶液导电性可能较强。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不一定弱。
(3)某些离子型氧化物,如Na 2O 、CaO 、Na 2O 2等,它们虽然溶于水后的电离出来的自由离子不是自身的,但在熔化时却可自身完全电离,属于强电解质。
(4)强电解质的电离用“=”,弱电解质的电离用“
”表示。
(5)NaHSO 4在水溶液中的电离方程式为:NaHSO 4=Na ++H ++SO 42-,在熔融时的电离方程式为:NaHSO 4=Na ++HSO 4- 4.电离
(1)概念:电解质在水溶液中或熔融状态下,离解成自由移动的离子的过程,叫电解质的电离。电离不需通电,且一般为吸热过程。 (2)电离方程式及其书写
用化学式和离子符号来表示电解质的电离过程的式子叫电离方程式。书写电离方程式的原则和方法如下:
强电解质:完全电离,符号用“=”。如:
HCl=H++Cl-
CH3COONH4=CH3COO-+NH4+
Ba(OH)2=Ba2++2OH-。
所有强酸、强碱和大部分盐是强电解质。
弱电解质:部分电离,符号用“”。如:
CH3COOH CH3COO-+H+
NH3·H2O NH4++OH-。
所有的弱酸、弱碱、水和少部分盐是弱电解质。(3)常见强酸:HCl、HNO3、H2SO4、HBr、HIO3、HClO4等。
常见强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2等。
常见弱酸:CH3COOH、H2CO3、HClO、H2S、H2SO3、HF、HCN、HNO2等。
常见弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等。
(4)注意问题:
①多元弱酸是分步电离的,必须分步书写电离方程式或只写一步;多元弱碱也分步电离,但可按一步电离写出。如氢硫酸:H2S H++HS-,HS -H++ S2-。氢氧化铁:Fe(OH)
3
Fe3++OH-。
②强酸的酸式盐完全电离,弱酸的酸式盐中酸式根不完全电离。如NaHSO4:NaHSO4=Na++H++SO42-(水溶液中)。NaHCO3=Na++HCO3-(同时存在HCO3-H++CO32-)
③在熔融状态时NaHSO4=Na++HSO4-(HSO4-中的共价键不断裂)。
④复盐能完全电离,如KAl(SO4)2:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-
⑤两性强氧化物同时存在酸式电离和碱式电离,如:H++AlO2-+H2
O Al(OH)
3Al3++3OH-
二、弱电解质的电离平衡
1.概念
弱电解质的电离平衡是指在一定条件下(湿度、浓度),弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等的状态。
2.特点
①逆:可逆反应,所有弱电解质的电离都是可逆的,只是达到平衡的前提条件。
②等:弱电解质分子的电离速率等于离子结成分子的速率,即v电离=v结合。
③动:动态平衡:v闻子化)=v分子化)≠0。
④定:平衡时各组成成分一定,即平衡时溶液中离子浓度和分子浓度保持不变。
⑤变:条件改变,电离平衡被破坏,平衡发生移动,重新达到新的平衡。
3.电离平衡的因素
与化学平衡一样,外界条件的改变也会引起移动。以0.1mol/1 CH3COOH溶液为例:
三、电解质溶液导电能力的强弱与电解质强弱影响溶液导电能力的因素
①自由移动离子浓度的大小。(主要决定因素)湿度一定,离子浓度越在,导电能力越强。
②湿度:湿度越高,导电能力越强。(与金属导电相反)
③离子电荷数:电荷数越高,导电能力越强。 由此可知:强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质强。
如:醋酸的导电能力可比极稀HCl 溶液强。 CaCO 3虽为强电解质,但溶于水所得溶液极稀,导电能力极差。
思考:若在某溶液中加入一种物质,出现沉淀,则溶液的导电能力一定减弱吗?(湿度不变) 分析:不一定。关键要看溶液中离子浓度有无显
著变化。如:
(1)若在H 2SO 4溶液中加Ba(OH)2,因生成BaSO 4沉淀和极难电离的水,使溶液中离子浓度降低,导电能力降低。
(2)若在H 2SO 4溶液中加BaCl 2,虽有沉淀BaSO 4生成,但同时生成了HCl ,相当于1molSO 42-被2molCl -替,故导电能力有所增强。
(3)若在HCl 溶液中加AgNO 3,则导电能力几乎不变。
三、水的电离平衡
1.实验证明,纯水微弱的导电性,是极弱的电解质:
2.25℃1LH 2O 的物质的量n(H 2O)=181000=55.6(mol)
共有10-7mol 发生电离
H 2O H ++OH -
起始(mol) 55.6 0 0 电离(mol) 10-7 10-7 10-7 平衡(mol)55.6-10-7 10-7 10-7
25℃[H +]·[OH -]= 10-7=10-14=Kw
的离子积常数。
2.影响Kw 的因素
Kw 与溶液中[H +]、[OH —
]无关,与湿度有关。 水的电离为吸热过程,所以当湿度升高时,水的电离程度增大,Kw 也增大。
例如100℃,1LH 2O 有10-6mol 电离,此时水的离子积常数为Kw=10-6·10-6=10-12. 3.影响水的电离平衡因素
(1)湿度,升湿度促进水的电离,降温则相反 (2)向纯水中引入H +或OH —
,会抑制水的电离 (3)向纯水中引入弱酸酸根阴离子或弱碱阳离子,将促进水的电离,此乃为盐类水解的实质。
酸、碱、盐溶液中水电离的定量计算。(列表比较如下:)
注[H +]水、[OH —]水指水电离出的H +、OH —浓度。[H +]水、[OH —]指指溶液中的H +、OH -浓度 由上表可得重要规律:
(1)在任意湿度、任意物质的水溶液中(含纯水)的水本身电离出的[H +]水≡[OH -]水 (2)酸和碱对水的电离均起抑制作用
①只要碱的pH 值相等(不论强弱、不论几元)对水的抑制程度相等,碱也同理。 ②若酸溶液的pH 值与碱溶液的pOH 值相等,则两种溶液中水的电离度相等。 如pH=3的盐酸溶液与pH=11的氨水溶液在室温下,由水电离出的[H +]水=[OH -]水=3
1410
10
--=10-11mol/L