高中化学水溶液中的离子平衡?水溶液中的离子平衡是:溶液中电解质分子的浓度与离子的浓度分别处于相对稳定状态。具有极性共价键的弱电解质(例如部分弱酸、弱碱。水也是弱电解质)溶于水时,其分子可以微弱电离出离子;同时,那么,高中化学水溶液中的离子平衡?一起来了解一下吧。
水溶液中的离子平衡(复习)
§1 知识要点
一、弱电解质的电离
1、定义:电解质、非电解质 ;强电解质 、弱电解质
下列说法中正确的是( )
A、能溶于水的盐是强电解质,不溶于水的盐是非电解质;
B、强电解质溶液中不存在溶质分子;弱电解质溶液中必存在溶质分子;
C、在熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物,也一定是强电解质;
D、Na2O2和SO2溶液于水后所得溶液均能导电,故两者均是电解质.
2、电解质与非电解质本质区别:
在一定条件下(溶于水或熔化)能否电离(以能否导电来证明是否电离)
电解质——离子化合物或共价化合物 非电解质——共价化合物
离子化合物与共价化合物鉴别方法:熔融状态下能否导电
下列说法中错误的是( )
A、非电解质一定是共价化合物;离子化合物一定是强电解质;
B、强电解质的水溶液一定能导电;非电解质的水溶液桐册一定不导电;
C、浓度相同时,强电解质的水溶液的导电性一定比弱电解质强;
D、相同条件下,pH相同的盐酸和醋酸的导电性相同.
3、强电解质与弱电质的本质区别:
在水溶液中是否完全电离(或是否存在电离平衡)
注意:①电解质、非电解质都是化合物 ②SO2、NH3、CO2等属于非电解质
③强电解质不等于易溶于水的轮纳化合物(如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部电离,故BaSO4为强电解质)
4、强弱电解质通过实验进行判定的方法(以局桐宏HAc为例):
(1)溶液导电性对比实验; (2)测0.01mol/LHAc溶液的pH>2;
(3)测NaAc溶液的pH值; (4)测pH= a的HAc稀释100倍后所得溶液pHCH3COOH)
C、一些常见的酸的酸性:HClO、HAlO2、苯酚为极弱酸;醋酸>碳酸;磷酸和H2SO3为中强酸;HClO4为最强含氧酸等.
(1)下列物质不水解的是 ;水解呈酸性的是 ;水解呈碱性的是
①FeS ②NaI ③NaHSO4 ④KF ⑤NH4NO3 ⑥C17H35COONa
(2)浓度相同时,下列溶液性质的比较错误的是( )
①酸性:H2S>H2Se ②碱性:Na2S>NaHS ③碱性:HCOONa>CH3COONa
④水的电离程度:NaAc
所得到是氯化钠和氯化铝的混合溶液,氯化钠多于氯化铝,溶液呈弱酸性,但氢离子浓度要庆迹比铝离子小
c(H+拦卜)+简差穗3c(Al3+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-)
水溶液中的离子平衡。
一定条件(温度、浓度)下,分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都保持不变的状态叫电离平衡状态(属于化学平衡)。任何液岁弱电解质在水溶液中都存在电离平衡,达到平衡时,弱电解质具有该条件下的最大电离程度。
影响电离常数因素:
1、电离常数虚埋唯的大小主要由物质的本性决定。
2、电离常数受温度变化影响,不受浓度变化影响,在室温下一般变化不大。
3、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。如H2SO3>H3PO4>差培HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO。
水溶液中的离子平衡是:溶液中电解质分子的浓度与离子的浓度分别处于相对稳定状态。
具有极性共价键的弱电解质(例如部分弱酸、弱碱。水也是弱电解质)溶于水时,其分子可以微弱电离出离子;同时,溶液中的相应离子也可以结合成分子。
一般地,自上述反应开始起,弱电解质分子电离出离子的速率不断降低,而离子重新结合成弱电解质分子的速率不断升高,当两者的反应速率相等时,溶液便达到了电离平衡。
1.温度:电离过程是吸热过程,温度升高,平衡向电离方向移动。
2.浓度:弱电解质分子浓度越大,电离程度越小。
3.同离子效应:在弱电解质溶液中加入含有与该弱电解质具有相同离子的强电解质,从而使弱电解质的电离平衡朝着生成弱电解质分子的方向移动,弱信好坦电解质的解离度降低的效应称为同离子效应。
4.化学反应:某一物质将电袜镇离出的离子反应掉而使电离平衡向正方向(电离方向)移动。
5.弱酸的电离常数越大,达到电离平衡时电离出的H+越多,酸性越强;反之,酸性越弱。多元弱酸的电离是分步进行的,每一步电离都有各自的电离常数,且各级电离常数逐级减小,一般相差较大,所以其水溶液中的 H+主要是由第一步电离产生的。
要点一、溶液中的三种平衡
1、弱电解质的电离平衡.
弱电解质的电离是一个可逆过程,溶液中未电离的电解质分子和已电离的离子处于平衡状态.
电离平衡是动态平衡,当浓度、温度等条件发生变化时,平衡就向着能够使这种变化减弱的方向移动.
影响电离平衡的因素有很多,如温度、浓度、酸碱度等.弱电解质的电离是吸热的,故升高温度有利于弱电解质的电离.浓度越大,弱电解质电离生成的离子碰撞的机会越多,越容易结合生成弱电解质分子,故电离程度越小.弱电解质的电离还受酸碱度、同离子效应等影响.
2、盐类的水解平衡.
和化学平衡一样,盐类水解也存在水解平衡,影响水解平衡的主要闷喊因素有:
①温度:升高温度有利于水解,水解可看作是中和的逆过程.
②浓度:盐溶液浓度越小,水解程度越大.
③酸碱度亮罩并:水解显酸性的盐加酸抑制水解,加碱促进水解;水解显碱性的盐加碱抑制水解,加酸促进水解.
3、难溶电解质的溶解平衡.
物质溶解性的大小是相对的,绝对不溶的物质是没有的.在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即达到溶解平衡状态.难溶电解质的溶解平衡也是有条件的,条件变化,平衡被破坏.通过条件的变化可以使沉淀生成、沉淀溶解,也可以使沉淀转化.分析如下:
①沉淀生成的条件是Qc>Ksp.
②沉淀溶解的条件是Qc<Ksp.
③沉淀的转化(生成更难溶的物质).
在含有沉淀的溶液中加入另一种沉淀剂,使其与溶液中某一离子结合成更难溶的物质.引起一种沉淀转变成另一种沉淀的现象,叫沉淀的转化.如:
CaSO4(s)+Na2CO3(aq)-CaCO3(s)+Na2SO4(aq)
要点诠释:溶度积常数Ksp同电离常数、水的离子积常数、化学平衡常数一样,只与温度有关,与浓度无关.这些常数实质上都是平衡常数.
要点二、溶液中离子浓度相对大小的比较
1、电解质溶液混合或稀释后,离子浓度相对大小的比较常分为三种类型:
①单一溶液中离子浓度相对大小的比较.如:判断一元或多元弱酸溶液或水解的盐溶液中离子浓度的相对大小.判断水解的盐溶液中离子浓度相对大小的一般方法是:
a.若像NH4Cl等盐中的阴、阳离子等价时,离子浓度大小顺序为:c(不水解的离子)>c(水解的离子)>c[水解后呈某性离子(如H+或OH-)]>c(水解后呈某性的对立离子).如在NH4Cl溶液中,其离子浓度大小顺序为:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-).
b.若为Na2CO3等盐中的阴、阳离子的敬迹价数不等时,判断离子浓度的大小顺序,则要根据实际情况具体分析.对于多元弱酸根的水解,几价就水解几步,在分步水解中以第一步水解为主.如在Na2CO3溶液中,其离子浓度关系为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+).
②多种溶液中指定离子浓度相对大小的比较.如比较NH4Cl、NH4HCO3、NH4HSO4中c(NH4+)的大小.
③两种溶液混合后离子浓度相对大小的比较.解题规律:首先是判断两种电解质能否反应;其次是看反应物是否过量;第三是分析电解质在水溶液中电离及可能存在的电离平衡、水解平衡等问题;最后比较离子浓度的相对大小.
2、守恒思想在溶液中的应用.
如:0.1 moL/L Na2S溶液中:
c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)——电荷守恒
c(HS-)+c(H2S)+c(S2-)=0.1 mol/L
c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)——物料守恒
c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)——质子守恒
要点三、酸碱中和反应的三种常见情况分析
1、等体积、等物质的量浓度的酸HA与碱MOH混合.
HAMOHc(H+)酸与c(OH-)碱大小溶液酸碱性离子浓度大小顺序
强强=中性c(A-)=c(M+)>c(OH-)=c(H+)
强弱>酸性c(A-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)
弱强<碱性c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
规律:谁强显谁性,同强显中性.
2、等体积的酸HA和碱MOH混合(pH酸+pH碱=14).
HAMOHc(HA)与c(MOH)大小溶液酸碱性离子浓度大小顺序
强强=中性c(A-)=c(M+)>c(OH-)=c(H+)
强弱<碱性(一般)c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
弱强>酸性(一般)c(A-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)
规律:谁过量显谁性.
要点四、相关简单计算
计算溶液中由水电离出的H+或OH-浓度的方法(以25℃为例).
1、中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol/L.
2、溶质为酸的溶液:此时溶液中的H+有两个来源:酸电离与水电离;OH-只有一个来源:水电离,且水电离出的H+与OH-浓度相等.
如计算pH=2的盐酸中由水电离出的c(H+):方法是先求出溶液中的c(OH-)=10-12 mol/L,也就是水电离出的c(OH-)=10-12 mol/L,水电离出的c(H+)=水电离出的c(OH-)=10-12 mol/L.
3、溶质为碱的溶液:此时溶液中的OH-有两个来源:碱电离与水电离;H+只有一个来源:水电离,且水电离出的H+与OH-浓度相等.
4、水解呈酸性或碱性的盐溶液:此时溶液中的H+和OH-均由水电离产生.如pH=2的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H+)=10-2 mol/L,pH=12的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH-)=10-2 mol/L.
要点五、溶液中离子共存的判断
应从以下几方面进行分析:
1、看离子间是否生成难溶(或微溶)的物质.若能生成,这些离子就不能大量共存,如Fe3+和OH-、Ba2+和SO42-、Ca2+和CO32-等.
2、看离子间是否生成气体或挥发性物质,若能生成,这些离子就不能大量共存,如H+和CO32-、H+和S2-等.
3、若离子间能生成难电离物质,这些离子就不能大量共存,如H+和F-、NH4+和OH-、H+和OH-等.
4、若离子间能发生氧化还原反应,这些离子就不能大量共存.如Fe3+和S2-、MnO4-和I-、S2-和ClO-等.
5、看离子间在水溶液中能否发生完全双水解反应,若能发生,则离子不能共存,如Al3+和A1O2-、NH4+和SiO32-、Fe3+和CO32-等.
6、看离子间能否发生络合反应,如Fe3+和SCN-,此外还需要注意外加条件的暗示,如无色透明溶液即不含有色离子,如Fe3+、Fe2+、Cu2+、MnO4-等,pH=1的溶液含有大量H+等.
要点六、判断电离方程式、离子方程式正误
1、看离子反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及反应.如Cu+2H+-Cu2++H2↑就不符合客观事实.
2、看“-”“”“↑”“↓”等是否正确.
3、看表示各物质的化学式是否正确.如HCO3-不能写成CO32-+H+,HSO4-通常应写成SO42-+H+等.
4、看是否漏掉离子反应.如Ba(OH)2溶液与硫酸铜溶液反应,既要写Ba2+与SO42-的离子反应,又要写Cu2+与OH-的离子反应.
5、看电荷是否守恒.如FeCl2溶液与Cl2反应,不能写成Fe2++Cl2-Fe3++2Cl-,而应写成2Fe2++Cl2-2Fe3++2Cl-,同时两边各原子数也应相等.
6、看反应物或产物的配比是否正确.如稀H2SO4与Ba(OH)2溶液反应不能写成H++OH-+SO42-+Ba2+-BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SO42-+Ba2+-BaSO4↓+2H2O;又如过量的氯气通入FeI2溶液中,不能写成2Fe2++2I-+2Cl2-2Fe3++I2+4Cl-,应写成2Fe2++4I-+3Cl2-2Fe3++2I2+6Cl-.
7、看是否符合题设条件及要求.如“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序等对反应方程式的影响,即某些反应的反应物的量不同,相应的离子反应方程式可能不同.
以上就是高中化学水溶液中的离子平衡的全部内容,水溶液中的离子平衡 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电解质分子时,电离过程就达到了平衡状态,这叫电离平衡。影响电离平衡的因素:1、温度:电离一般吸热,升温有利于电离。2、浓度:浓度越大。