专题3 溶液中的离子反应 专题概述 本专题是在学习了化学平衡的基础理论之后，应用水溶液中的离子平衡研究水溶液中离子间的相互作用，其内容较丰富，理论与实际、知识与技能兼而有之；电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡的过程分析，体现了化学理论的指导作用；pH的应用、盐类水解反应的应用、沉淀反应的应用等都与已学过的理论知识和元素化合物的知识有着密切的联系，在学习时要不断进行新旧知识的契合训练，在新的高度上形成新的知识网络。 学法指导 1.运用比较的方法学习强弱电解质的知识。 2.将化学平衡的学习思路类比迁移到理解电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡的知识。 3.注意与前面所学的元素、化合物知识相互联系，提高认识水平，把理论知识应用到实际物质上去。 4.注重某些知识与生产、生活的密切联系，以便于更好地理解掌握知识，体会化学知识在人类生产、生活中的应用。 5.通过实验探究认识一些基本的实验操作及原理，例pH试纸的使用方法和酸碱中和滴定实验的原理。 6.注意对所学知识作好整理与归纳。 第一单元 弱电解质的电离平衡 3-1 课时1 强电解质和弱电解质 知能定位 1.了解强、弱电解质的概念和强、弱电解质在水溶液中电离程度的差异及原因。 2.在化学平衡概念的基础上理解电离平衡概念。 3.知道电离平衡常数的含义，能说明温度、浓度、外加物质对电离平衡的影响。 4.会书写强弱电解质的电离方程式。 情景切入 同浓度的盐酸和CH3COOH溶液导电能力为何不相同呢？它们的水溶液中存在哪些粒子？
自主研习 一、强电解质和弱电解质 1.电解质和非电解质 （1）电解质：在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。 （2）非电解质：在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物。 2.强电解质和弱电解质 （1）概念 ①弱电解质：在水溶液中完全电离的电解质。 ②弱电解质：在水溶液中只有部分电离的电解质。 （2）常见强、弱电解质（填物质种类） ①强电解质：强酸、强碱、绝大多数盐。 ②弱电解质：弱酸、弱碱和水。  二、弱电解质的电离平衡 1.概念 在一定条件（如温度、浓度一定）下，弱电解质在溶液中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，溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化的状态。
2.特征 动 ——电离平衡是一种动态平衡 ↓ 等 ——达平衡时，v(电离)＝v（结合） ↓ 定 ——平衡时，溶液中溶质分子、离子浓度保持不变 ↓ 变 ——当条件改变时，电离平衡被破坏，可能发生平衡移动 3.影响因素 （1）内因：弱电解质本身的性质是决定性因素。 （2）外因
4.电离方程式的书写 （1）强电解质电离方程式的书写 强电解质完全电离，书写电离方程式时用“==”, ①H2SO4的电离方程式： H2SO4==2H++SO2-4。 ②NaOH的电离方程式： NaOH==Na++OH-。 ③Na2CO3的电离方程式： Na2CO3==2Na++CO2-3。 （2）弱电解质电离方程式的书写 弱电解质部分电离，书写电离方程式用“
” ①CH3COOH的电离方程式： CH3COOH
CH3COO-+H+。 ②NH3·H2O的电离方程式： NH3·H2O
NH+4+OH-。 （3）多元弱酸分步电离，电离方程式必须分步书写。多元弱碱电离方程式一步写出。 ①H2CO3
H++HCO-3 HCO-3
H++CO2-3 ②Cu(OH) 2
Cu2++2OH- 三、电离平衡常数和电离度 1.电离平衡常数 （1）定义：在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度幂之积与溶液中 未电离的分子的浓度幂之积之比是一个常数。其中Ka表示弱酸的电离平衡常数，Kb表示弱碱的电离平衡常数。 （2）表示方法 对于AB
A++B-,K=
。 (3)K的意义 表征了弱电解质的电离能力。一定温度下，K值越大，弱电解质的电离程度越大。 （4）影响因素 K只与电解质的性质和温度有关。对同一弱电解质，温度一定，电离常数一定；温度升高时，电离常数越大。 2.电离度 （1）弱电解质的电离度可表示为 α=
×100% （2）影响电离度的因素 ①温度 升高温度，电离平衡向正方向移动，电离度增大。 ②浓度 加水稀释，电离平衡向正方向移动，电离度增大，即浓度越大，电离度越小，浓度越小，电离度越大。 课堂师生互动 知识点1 强电解质与弱电解质的比较 强电解质 弱电解质  定义 溶于水后全部电离的电解质 溶于水后部分电离的电解质  化合物类型 离子化合物及具有强极性键的共价化合物 某些具有弱极性键的共价化合物  电离程度 全部电离 只有部分电离  电离过程 不可逆过程，无电离平衡 可逆过程，存在电离平衡  溶液中存在粒子（水分子不计） 只有电离出的阴、阳离子，不存在电解质分子 既有电离出的阴、阳离子，又有电解质分子  实例 （1）绝大多数的盐（包括难溶性盐）（2）强酸：H2SO4、HCl、HClO4等（3）强碱：Ba(OH) 2、Ca(OH)2等 （1）水 （2）弱酸：H2CO3、CH3COOH等 （3）弱碱：NH3·H2O等  特别提醒 (1)判断某一物质为强电解质还是弱电解质时，只能根据其电离程度进行判断，而不能根据溶液中离子浓度的大小或溶液的导电能力的强弱进行判断。与溶解性无关。 （2）难溶于水的BaSO4、CaCO3等属于强电解质，因为它们溶于水的部分完全电离。 （3）离子化合物可在水溶液中或熔融状态下导电，共价化合物只有在水溶液中导电。在熔化状态下能否导电，是判断离子化合物和共价化合物的标志。 考例1 关于强、弱电解质及非电解质的组合完全正确的是(　　) A B C D  强电解质 NaCl H2SO4 CaCO3 HNO3  弱电解质 HF BaSO4 HClO HI  非电解质 Cl2 CS2 C2H5OH SO2  解析：A项中Cl2是单质，既不是电解质也不是非电解质；B项BaSO4是难溶物，但溶解部分完全电离所以BaSO4是强电解质；D项HI在水溶液中完全电离是强电解质，故选C。答案：C 变式探究1 关于强、弱电解质叙述正确的是(　　) A.强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物 B.强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物 C.强电解质的水溶液中无溶质分子，弱电解质的水溶液中有溶质分子 D.强电解质的水溶液导电能力强，弱电解质的水溶液导电能力弱 解析：判断强、弱电解质的关键是看化合物自身是否能在水中全部电离成离子，强电解质在水中完全电离，无溶质分子，弱电解质在水中部分电离，有离子也有溶质分子，从电解质的结构来看，强电解质包括离子化合物和含强极性键的共价化合物，故A错误，C正确；电解质的强弱与电解质的溶解性、导电能力强弱之间没有必然联系，如CaCO3难溶于水，但其溶于水的部分全部电离，故CaCO3为强电解质，B、D错误。 答案：C 考点2 影响电离平衡的外界因素及影响因素 当外界条件（如浓度、温度等）发生变化时，电离平衡就会发生移动。弱电解质的电离平衡移动遵循化学平衡移动原理。现以0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液为例，分析影响电离平衡的因素及平衡移动结果。电离方程式为 CH3COOH
CH3COO-+H+。 因素 平衡移动方向 n (H+) c (H+) c (CH3COO-) Ka pH 导电能力  升温（不考虑挥发） 右 增大 增大 增大 增大 减小 增强  加冰醋酸 右 增大 增大 增大 不变 减小 增强  加入其他物质 CH3COONa 固体 左 减小 减小 增大 不变 增大 增强   通HCl气体 左 增大 增大 减小 不变 减小 增强    NaOH 右 减小 减小 增大 不变 增大 增强  加水稀释 右 增大 减小 减小 不变 增大 减弱  特别提醒 (1)在根据平衡移动原理来判断平衡移动方向以及对有关物质浓度的结果分析时，要注意平衡移动时相关物质的量的变化程度与溶液体积变化程度的相对大小。 （2）多元弱酸，由于第一步电离产生的H对第二步电离起抑制作用，故溶液的酸性主要是由第一步电离决定。 考例1 0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液中存在电离平衡：CH3COOH
CH3COO-+H+，加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时，都会引起(　　) A.溶液的pH增大 B.CH3COOH电离度变大 C.溶液的导电能力减弱 D.溶液中c(OH-)减少 解析： CH3COOH溶液中存在CH3COOH
CH3COO-+H+。当加水稀释时，溶液中CH3COOH、CH3COO-、H+的浓度都减小。所以CH3COOH溶液的pH增大。因为溶液变稀，所以CH3COOH电离度变大。当加入CH3COONa晶体时，发生CH3COONa==CH3COO-+Na+，使得溶液中c(CH3COO-)变大，平衡CH3COOH
CH3COO-+H+左移，CH3COOH电离度变小，c(H+)减小。 答案：A 变式探究2 醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH
H++CH3COO-，下列叙述不正确的是(　　) A.CH3COOH溶液中离子浓度的关系满足：c(H+)=c(OH-)+c（CH3COO-） B. 0.1 mol/L的CH3COOH溶液加水稀释，溶液中c（OH）减小 C.CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，平衡逆向移动 D.常温下，pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH<7答案：B 解析：本题考查了电离平衡和溶液中离子浓度问题。A项中满足电荷守恒正确；B项中当加水稀释时c(OH)增大，故错误；C项中加入CH3COONa相当于增大了CH3COO-浓度醋酸电离平衡左移，C项正确；D项中当两者等体积混合后，由于CH3COOH部分电离而NaOH完全电离，所以CH3COOH过量，pH<7，正确。 变式探究3 今有c(H+)相同的硫酸和醋酸100 mL，将足量的镁条加入到硫酸溶液和醋酸溶液中，关于反应的叙述正确的是(　　) A.因为硫酸是强电解质，在水溶液中完全电离，所以反应速率快 B.反应速率相同 C.镁与硫酸反应产生的氢气多 D.镁与醋酸反应产生的氢气多 答案：D 解析：虽然硫酸是强电解质，醋酸是弱电解质，但是溶液中c(H+)是相同的，所以刚开始时反应速率是相同的，但随着反应的进行，硫酸溶液中的c(H+)逐渐减小，反应速率减慢；而醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH
CH3COO-+H+，当镁与溶液中的H+反应后，平衡向电离的方向移动，补足了因与镁反应损失的H+，所以从整个反应过程看，醋酸与镁的反应速率快、产生的氢气大于硫酸与镁的反应。 课后强化作业 基础夯实 1.下列物质能导电的是(　　) A.熔融的氯化钠 B.硝酸钾溶液 C.硫酸铜晶体 D.无水乙醇 答案：AB 解析：电解质溶于水或受热熔化时，离解成自由移动的离子：NaCl==Na++Cl-，KNO3==K++NO-3，所以能导电，而硫酸铜晶体没有电离，无水乙醇属非电解质，不导电。故正确答案为AB。 2.下表中物质的分类组合正确的是(　　) 编号 A B C D  强电解质 Al2(SO4)3 BaSO4 HF KClO3  弱电解质 H3PO4 H2O CaCO3 Al(OH)3  非电解质 CO2 NH3·H2O NH3 HI  答案：A 解析：以上物质中，是强电解质的有：Al2(SO4) 3、BaSO3、CaCO3、KClO3、HI。是弱电解质的有：H3PO4、H2O、NH3·H2O、HF、Al(OH) 3，是非电解质的有：CO2、NH3。故正确答案为A。 3.下列性质中，可以证明NH3·H2O是弱电解质的是(　　) A.在相同条件下，氨水的导电性比等物质的量浓度的一元强碱溶液弱 B.氨水受热易分解，放出氨气 C.氨水与酸可以发生中和反应 D.常温下，氨水所能达到的最大碱性不如可溶性强碱大 答案：A 解析：C项是碱的性质，强碱也可以与酸发生中和反应。D项氨水是弱碱，但碱性不一定比强碱弱，前提条件是浓度关系如何，如果NH3·H2O浓度很大，强碱浓度很小，强碱的碱性就不强，而弱碱的碱性也不弱。综合考虑C、D两项，都不是从本质上对电解质进行区别。A项中的“在相同条件下”这个条件非常重要，因为NH3·H2O是一元弱碱，所以要证明它是弱碱就必须和一元强碱进行对比，并且条件一样，这个条件一般指的是温度和浓度要一样，此时导电性比一元强碱弱，强碱完全电离，那么就反映出NH3·H2O不完全电离，即为弱电解质。 4.在含有酚酞的0.1 mol·L-1的氨水中加入少量的NH4Cl晶体，则溶液颜色(　　) A.变蓝色 B.变深 C.变浅 D.不变 答案：C 解析：酚酞在碱性溶液中呈红色。在氨水中存在：NH3·H2O
NH+4+OH-，当加入NH4Cl后，增大了溶液中NH+4的浓度，使上述电离平衡向左移动，因此，溶液中OH-的浓度减小，碱性减弱，故颜色变浅。 5.对某弱酸稀溶液加热时，下列叙述错误的是(　　) A.弱酸的电离程度增大 B.弱酸分子的浓度减小 C.溶液的c(OH-)增大 D.溶液的导电性增强 答案：C 解析：弱酸的电离是吸热过程，加热，平衡正向移动，电离程度增大，弱酸分子浓度减小，c(H+)增大，c(OH-)减小，导电性增强，故正确答案为C。 6.下列电离方程式中书写正确的是(　　) A.NaHSO4
Na++H++SO2-4 B.NaHCO3==Na++H++CO2-3 C.HClO==H++ClO- D.H2S
H++HS-，HS-
H++S2- 答案：D 解析：表示强电解质的电离用“==”，表示弱电解质的电离用“
”。NaHSO4和NaHCO3属于酸式盐，HSO-4是强酸H2SO4的酸式酸根，在溶液中能完全电离，应用“==”，HCO3是弱酸H2CO3的酸式酸根，在溶液中只能部分电离，其主要存在形式为HCO3；HClO和H2S都是弱电解质，应用“
”。正确答案为D。 7.0.1 mol·L-1的醋酸与0.1 mol·L-1的盐酸，分别稀释相同的倍数，随着水的加入，溶液中c(H+)变化曲线（如图）正确的是(　　)

答案：C 解析：由于盐酸是强电解质，醋酸是弱电解质，故稀释前盐酸溶液中的c(H+)要比醋酸大，故曲线应在醋酸之上。由于是相同倍数稀释，故盐酸中c(H+)始终比醋酸中大。对于醋酸而言，加水稀释，醋酸的电离程度增大，故曲线下降幅度平缓。若无限稀释，二者c(H+)会趋于相等，曲线会相交。 8.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的(　　) A.NaOH（固体） B.H2O C.HCl D.CH3COONa（固体） 答案：BD 解析：要减缓盐酸与过量铁粉的反应速率，只要降低盐酸的浓度；要不影响生成氢气的总量就要在降低盐酸浓度的同时保持盐酸中H+的物质的量不变。我们采取把强电解质转变成弱电解质的办法，可有效的减缓反应的速率。 9.c(H+)相同的盐酸和醋酸两种溶液中，它们的(　　) A.H+的物质的量相同 B.物质的量浓度相同 C.H+的物质的量浓度不同 D.H+的物质的量浓度相同 答案：D 解析：两种溶液中c(H+)相同，由于HCl为强酸可完全电离，而CH3COOH为弱酸只能部分电离，故在c(H+)相同时，c(HCl)a>c B.a=b=c C.c>a>b D.b>c>a 答案：A 解析：金属导体随温度升高导电能力减弱；强电解质不存在电离平衡，升高温度，溶液中的离子浓度不变，导电能力随温度的升高不发生改变；弱电解质存在电离平衡，升高温度，弱电解质的电离程度增大，溶液中的离子浓度增大，随温度的升高，弱电解质的导电能力增加得最快。 4.在25℃时，用蒸馏水稀释1 mol·L-1醋酸溶液至0.01 mol·L-1，随着溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是(　　) A.
B.
C.
D.
答案：A 解析：醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH
CH3COO-+H+，随着溶液的稀释，平衡向电离方向移动，n(H+)、n(CH3COO-)增大，n(CH3COOH)减小，同时溶液体积也增大，故
=
逐渐增大，故A项符合题意；同理B、C两项不符合题意； D项
=
·c(CH3COO-) ，其中
逐渐增大，c(CH3COO-)逐渐减小，故D项不符合题意。 5.向体积都为1 L，c(H+)都等于0.01 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液中投入0.66 g Zn，则图中比较符合客观事实的曲线是(　　)

答案：CD 解析：c(H+)的浓度都等于0.01 mol·L-1的两种溶液，含HCl 0.01×1=0.01 mol，含 CH3COOH>0.01 mol。而0.66 g Zn相当于
mol，略大于0.01 mol。对于盐酸来说，Zn过量，对于醋酸来说，Zn不足；因而反应放出的H2的量应是后者略大于前者。由于反应开始后，醋酸溶液的c(H+)比盐酸中c(H+)大，故反应速率也较快，所需时间较短。 6.一元弱酸HA（aq）中存在下列电离平衡：HA
H++A-。将1.0 mol HA分子加入1.0 L水中，如下图，表示溶液的HA、H+、A-的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是(　　)
答案：C 解析：A不正确，原因多种：①c(H+)平≠c（A+）平②c（A-）=1.0 mol·L-1；B不正确，因为c(A-)=c(H+)平=1.2 mol·L-1>1.0 mol·L-1；D不正确，原因多种：①c(H+)始=c(A-)始=1.0 mol·L-1；②c（HA）始=0。C正确。 7.在相同温度下，100 mL 0.01 mol·L-1醋酸溶液与10 mL 0.1 mol·L-1醋酸溶液相比，下列数值前者大于后者的是(　　) A.中和时所需NaOH的量 B.CH3COOH的电离程度 C.H+的物质的量 D.CH3COOH的物质的量 答案：BC 解析：两溶液中n（CH3COOH）相等，但前者c(CH3COOH)小，CH3COOH的电离程度大，电离产生的n(H+)大，未电离的n(CH3COOH)小。 8.下列说法正确的是(　　) A.氯水能导电，所以氯气是电解质 B.碳酸钙不溶于水，所以它是非电解质 C.固体磷酸是电解质，所以磷酸在熔化状态下和溶于水时都能导电 D.胆矾虽不能导电，但它属于电解质 答案：D 解析：氯水导电的原因是Cl2溶于水生成了盐酸和次氯酸，盐酸和次氯酸是电解质，溶于水而导电，而不是氯气本身导电，且氯气是单质，它既不是电解质，也不是非电解质；碳酸钙虽不溶于水，但从结构分析其应属于离子化合物，是强电解质；固体磷酸虽是电解质，但其是共价化合物，熔化时只以分子形式存在，不能导电；胆矾不能导电，但溶于水时完全电离，所以是强电解质。 9.下列说法正确的是(　　) A.电解质溶液的浓度越大，其导电性能一定越强 B.强酸和强碱一定是强电解质，不管其水溶液浓度的大小，都能完全电离 C.强极性共价化合物不一定都是强电解质 D.多元酸、多元碱的导电能力一定比一元酸、一元碱的导电能力强 答案：C 解析：电解质溶液的导电性与离子的浓度有关，如果是弱电解质，溶液的浓度即使很大， 其电离的程度小，离子浓度较小，导电性能也不强；强酸如硫酸，在对应的浓度较大时的浓硫酸，以硫酸分子形式存在，电离的分子很少，也没有完全电离；强极性共价化合物如HF,其水溶液是弱酸，是弱电解质。有些多元酸、多元碱是弱电解质，电离的分子很少， 其导电性能远小于强的一元酸、一元碱。 10.写出下列物质的电离方程式。 (1)次氯酸  (2)硫酸氢钾 (3)氢氧化铁 (4)碳酸氢钠 答案：(1)HClO
H++ClO- (2)KHSO4==K++H++SO2-4 （3）Fe（OH）3
Fe3++3OH- （4）NaHCO3==Na++HCO-3 解析：次氯酸是弱酸，其在溶液中不能完全电离，存在电离平衡：HClO
H++ClO-；硫酸氢钾是强电解质，在溶液中完全电离，并且由于硫酸是二元强酸，所以KHSO4==K++H++SO2-4；氢氧化铁是弱碱，其在溶液中不能完全电离，存在电离平衡Fe（OH）3
Fe3++3OH-；碳酸氢钠是强电解质，其在溶液中完全电离：NaHCO3
Na++HCO-3。 11.醋酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是 。 ①1 mol·L-1的CH3COOH溶液中c(H+)=10-2mol·L-1 ②CH3COOH可以任意比与H2O互溶 ③在相同条件下，CH3COOH溶液的导电性比盐酸弱 ④10 mL1 mol·L-1的CH3COOH恰好与10 mL1 mol·L-1的NaOH溶液完全反应 ⑤同浓度同体积的醋酸和盐酸与Fe反应时，醋酸溶液中放出H2的速度慢 ⑥醋酸溶液中CH3COOH、CH3COO-、H+同时存在 答案：①③⑤⑥ 解析：本题主要考查对强、弱电解质概念的理解及对电解质强、弱的判断。要证明CH3COOH是弱电解质，只要证明CH3COOH在水中是部分电离的即可。 ①中若CH3COOH完全电离，则c(H+)=1mol·L-1，而现在c(H+)=10-2mol·L-1，故CH3COOH部分电离，为弱电解质。②中CH3COOH的溶解性与CH3COOH是强电解质还是弱电解质无必然联系。③是在相同条件下，即同温同浓度条件下，CH3COOH溶液的导电性比盐酸弱，说明溶液中离子浓度小，即电离程度小，盐酸中的HCl是完全电离的。故说明CH3COOH是部分电离，为弱电解质。④中与强碱发生中和反应，不能说明其电离程度。⑤中Fe无论是与HCl还是CH3COOH反应，其实质都是与溶液中的H+反应，Fe与CH3COOH反应放出H2的速度慢，说明CH3COOH溶液中c(H+)小，CH3COOH部分电离，⑥中CH3COOH溶液中CH3COOH、CH3COO-、H+同时存在，说明CH3COOH不能完全电离，是弱电解质。 12.下列物质中：（1）能导电的是 ；（2）属于电解质的是 ；（3）属于非电解质的是 ；（4）属于强电解质的是 ；（5）属于弱电解质的是 。 A.NaOH溶液 B.Cu C.液态HCl D.液态CH3COOH E.蔗糖溶液 F.液氨 G.氨水 H.CuSO4晶体I.石墨 J.无水乙醇 答案：(1)A、B、G、I (2)C、D、H (3)F、J (4)C、H (5)D 解析：(1)离子化合物在水溶液里、熔融状态下能导电，共价化合物中的电解质在水溶液里能导电，金属单质和部分非金属单质能导电。 第(2)~(5)问根据电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的概念进行判断。

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