高中化学电离

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高中化学电离、水解精品讲义 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 类别 电解质 非电解质 强电解质 弱电解质
概念 溶于水后或熔融状态下能完全电离的电解质,溶于水后只有部分电离的电解质.在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物. 化合物类型
离子化合物、某些共价化合物
电离程度 完全电离 部分电离 不电离溶液中存在的粒子(水分子不计)只有电离出的阴、阳离子,不存在电解质分子,既有电离出来的阴、阳离子,又有电解质分子,只有非电解质分子。 实例 绝大多数的盐(包括难溶性盐)强酸:HCl HNO3H2SO4等;强碱:KOHNaOHBa(OH2 极少数盐;弱酸:CH3COOHH2CO3 HClO 等;弱碱:NH3·H2O
Cu(OH2Fe(OH3等;水也是弱电解质 非金属氧化物:CO2SO2ClO2等;部分非金 属氧化物:NH3CH4SiH4等;大多数有机物:C2H5OHC12H22O11(蔗糖)CCl4
相同点 都是化合物 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(1Cl2溶于水 氯水即不是电解质HClHClO又不是非电解质,发生电离。 2CO2溶于水 碳酸溶液 非电解质H2CO3电离。
3Na2O 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。
(1电解质的强弱与溶解性无关,某些盐如BaSO4CaCO3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HgCl2Pb(CH3OO2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,Na2OCaONa2O2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。 (5NaHSO4在水溶液中的电离方程式为:NaHSO4=Na++H++SO42-,在熔融时的电离方程式为:NaHSO4=Na++HSO44.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: HCl=H++Cl- CH3COONH4=CH3COO-+NH4+ Ba(OH2=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: CH3COOHCH3COO-+H+ NH3·H2ONH4++OH- 有的弱酸、弱碱、水和少部分盐是弱电解质。
(3常见强酸:HClHNO3H2SO4HBrHIO3HClO4等。 常见强碱:KOHNaOHBa(OH2等。 常见弱酸:CH3COOHH2CO3HClOH2SH2SO3HFHCNHNO2等。 常见弱碱:NH3·H2OCu(OH2Fe(OH3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:H2SH++HS-HS-H++ S2-。氢氧化铁:Fe(OH3Fe3++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NaHSO4NaHSO4=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(SO42 KAl(SO42=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-+H2OAl(OH3Al3++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。CaCO3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H2SO4溶液中加Ba(OH2,因生成BaSO4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H2SO4溶液中加BaCl2,虽有沉淀BaSO4生成,但同时生成了HCl,相当于1molSO42- 2molCl-替,故导电能力有所增强。 3)若在HCl溶液中加AgNO3,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: 2.251LH2O的物质的量n(H2O=18 1000=55.6(mol 10-7mol H2O H++OH- (mol 55.6 0 0 (mol 10-7 10-7 10-7 平衡(mol55.6-10-7 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℃,1LH2O10-6mol 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+ 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。项目 变化 项目加水 升温加入固体NaOH 加入无水 CH3COONa 通入气体HCl 加入等浓度的CH3COOH 平衡移动

右移 右移 左移 左移 不移动 H+的物质的量(mol 增大 增大 减小 减小 增大 增大 [H+]浓度(mol 减小增大 减小 减小 增大 不变 PH 增大 减小 增大 增大 减小 不变 导电能力 减弱 增强 增强 增强 不变 酸、碱、盐溶液中水电离的定量计算。 (列表比较如下: [H+ ]水与[OH- ]水关系 x的计算式 室温x 对水电离影响 纯水 [H+]=[OH- ] x=Kw x=1×10-7 mol/L 对水电离影响 酸溶液 x=] [HKw x10-7 mol/L 碱溶液 x=][OHKw 抑制 强酸弱碱盐 强碱弱酸盐 强碱强酸 x=[H+ ] x10-7 mol/L 促进 x=[OH ] x=Kw x=1×10-7 mol/L [H+]水、[OH]水指水电离出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+]≡[OH-] 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。 pH=3的盐酸溶液与pH=11的氨水溶液在室温下,由水电离出[H+]=[OH-]=3 14 1010 =10-11mol/L 3在凡能水解的盐溶液中,水的电离均受到促进,且当强酸弱的碱盐的pH和强碱弱酸盐的pOH值相等时(同一湿度)
,则促进程度相等。 4)较浓溶液中水电离出[H+]的大小: ①酸溶液中[OH-]等于水电离的[H+] ②碱溶液中[H+]等于水电离的[H+] ③强酸弱碱盐溶液中的[H+ ]等于水电离出[H+] ④强碱弱酸盐溶液中的[OH ]等于水电离出的[H+] pH=4NH4Cl溶液与pH=10 NaAc溶液中,(室温)由水电离出的 [H+]=[OH]=10 14 1010=10-4mol/L 四、盐类的水解
1.盐类水解的实质及规律 (1盐类水解的定义
盐电离出来的一种或多种离子跟水电离出来的H+OH-生成弱电解质的反应叫盐类的水解。如:NH4Cl水解:NH4Cl+H2O NH3·H2O +HCl 又如CH3COONa水解:CH3COO-+H2O CH3COOH +OH- (2盐类水解的实质
盐电离出来的离子与水电离出的H+OH-结合生成弱电解质,从而破坏了水的电离,使溶液显示出不同程度的酸性、碱性或中性,从而促进了水的电离。 (3盐类水解的条件 ①盐必须溶于水中。
②盐中须有弱酸根阴离子或弱碱阳离子(有弱才水解,强酸强碱盐不水解) (4盐类水解的特征
①从形式上看,盐类的水解可看做酸碱中和反应的逆反应:盐+ + ②水解反应为吸热反应。H0
③强酸弱碱盐和强碱弱酸盐的水解反应程度一般较小,因此水解方程式中的生成物一般不写“↓”“↑”,不写成分解产物的形式,如H2CO3不写为CO2H2O (5盐类水解的规律
规律:有弱才水解,无弱不水解,谁弱谁水解,都弱双水解,越弱越水解,谁强显谁性,同强显中性。 M+ A-性。 M++H2O MOH +H+ A-+H2O HA +OH-
②盐对应的酸(或碱)越弱,水解程度越大,溶液碱性(或酸性)越强。 ③多元弱酸根,正酸根离子比酸式酸根离子水解程度大得多,如CO32-HCO3-的水解程度大,溶液的碱性更强。
如: Al3++ 3HCO3- Al(OH3↓ +3CO2↑ HCO3-中有氢,虽水解过程中有水参加反应,
式。 2Al3++S2-+ 6H2O Al(OH3↓ +3H2S↑ Al3+S2-无氢,故方程式中出现水的化学式。 NH4+SiO32-
AlO2-要考虑双水解;Al3+S2-SiO32-CO32-HCO3-ClO-AlO2-等要考虑双水解; Fe3+SiO32-CO32-HCO3-ClO-AlO2-等要考虑双水解。 2.盐类水解离子方程式的书写
(1左边写水解的离子符号和水的化学式,右边写生成的弱电解质的化学式和相应生成的 H+(或OH-
(2由于水解较弱,除完全双水解以外,一般都不可能进行完全,所以中间用连接,但完全双 水解中间用“=”连接。
(3除完全双水解外,在生成物中一般不标气体符号“↑”和沉淀号“↓”,但完全双水解要标。
(4多元弱酸根的正酸根离子的水解是分步进行的,其水解离子方程式要分步写,不能一步完成,其水解程度正酸根离子要远大于酸式酸根离子。现就盐类水解的离子方程式的书写方法与步骤举 例说明如下:NH4ClNH4Cl+H2O NH3·H2O +HCl NaCO3CO32-+H2O HCO3-+OH-HCO3-+H2O H2CO3+OH- Al2(SO43Al3++ 3H2O Al(OH3 +3H+ NaAlO2AlO2-+H2O Al(OH3 +OH- NH4HSNH4++HS-+H2 NH3+H2S Al3+CO32- Al3++ 3CO32-+3H2O== Al(OH3↓+ CO2↑ Al3+AlO2-Al3++AlO2-+6H2O== 4Al(OH3↓ 3.影响盐类水解平衡的因素
(1内因 主要因素是盐本身的性质,组成盐的酸根对应的酸越弱或阳离子对应的碱越弱,水解程度就越大(越弱越水解) (2外因 ①温度:水解过程是吸热过程,故升温使水解程度增大,反之则减小。
②浓度:盐溶液越稀,水解程度越大,反之越小。外加酸、碱等物质抑制或促进盐的水解。盐的浓度越大,水解程度越小,但水解产生的H+浓度或OH-浓度越大,该盐溶液的酸性(或碱性)比该盐的稀溶液酸性(或碱性)强。 ③外加酸碱液对盐水解反应的影响:
向盐溶液中加入H+,可抑制阳离子水解,促进阴离子水解;向盐溶液中加入OH-,能抑制阴离子水解,促进阳离子水解。 4.盐类水解的应用 (1判断盐溶液的酸碱性(或pH范围)。例如,AlCl3溶液的pH7 显酸性。 (2判断酸碱完全中和(恰好反应)时溶液的酸碱性。 例如,等体积、等物质的量浓度的氨水跟盐酸混合后,因为完全反应生成了强酸弱碱盐NH4ClpH7 酸性。 (3比较盐溶液中离子浓度的大小或离子数目的多少。例如,在碳酸钠晶体中,n(Na+=2n(CO32-但在Na2CO3溶液中,由于CO32-的水解c(Na+c(CO32- (4配制盐溶液。配制强酸弱碱盐(如含Fe3+Al3+Cu2+Sn2+Fe2+的盐)溶液时,加入少量对应酸以防止水解。 配制弱酸强碱盐时,加入少量对应的碱以防止水解。
例如,配制Na2S溶液时,需加入少量的NaOH固体,以抑制S2-的水解。 (5利用盐水解的原理,使某些弱碱阳离子水解生成氢氧化物沉淀而将其除去。例如,固体KNO3中含有Fe( NO33时,先将其溶于蒸馏水中,再加热,使Fe3+水解生成Fe(OH3沉淀后过滤除去。又如,在酸性MgCl2溶液中混有FeCl3,要除去Fe3+,可利用Fe3+Mg2+水解程度大得多的原理,向溶液中。

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/63276e6eaf45b307e871979b.html

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