弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性的考点解析

弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性的考点解析

王同强

河北省南皮县第一中学王同强061500

摘要：弱电解质的电离平衡和溶液酸碱性是高中化学学习的重点和难点，也是每年高考的热点之一。如何才能让学生把握好这部分知识呢？本文从几个典型例题入手，对这些考点进行深度解析。

关键词：弱电解质的电离平衡溶液的酸碱性

对于弱电解质的电离和溶液酸碱性这部分知识，需要学生了解电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的概念，会判断常见的强电解质和弱电解质；理解弱电解质的电离平衡，掌握一定条件下弱电解质的电离平衡的移动及电离平衡常数的计算；了解水的电离及水的离子积，理解温度、外加物质（酸、碱、盐等）对水的电离平衡的影响；会判断有关溶液的酸碱性及有关粒子浓度的大小，掌握有关溶液pH的计算。其中水的电离、溶液的酸碱性、pH及电离平衡常数的计算、溶液中粒子浓度大小的比较是高考重点考查内容，几乎每年都考，复习时特别注意。在今后高考中，外界条件对水的电离平衡的影响及有关水的离子积、电离平衡常数的计算仍是命题的热点。

考点一、弱电解质的电离平衡及电离平衡常数的计算

例1光谱研究表明，易溶于水的SO2所形成的溶液中存在着下列平衡：

据此，下列判断中正确的是（）

A．该溶液中存在着SO2分子

B．该溶液中H+浓度是SO32浓度的2倍

C．向该溶液中加入足量的酸都能放出SO2气体

D．向该溶液中加入过量NaOH可得到Na2SO3、NaHSO3和NaOH的混合溶液

【答案】A

【解析】由于上述反应是可逆的，反应不可能进行到底，故溶液中存在着SO2分子，A正确。该溶液中，SO2?xH2O的电离是分步进行的，第一步电离：SO2?xH2OH+＋HSO3＋(x－1)H2O，第二步电离：HSO3H+＋SO32，且第一步电离程度远大于第二步电离，故溶液中的SO32很少，H+浓度远大于SO32浓度的2倍，故B项错误。若向该溶液中加入足量的稀HNO3，则SO2?xH2O被HNO3氧化为H2SO4，就不会有SO2气体放出了，故C项错误。向该溶液中加入过量NaOH，只能得到Na2SO3和NaOH的混合溶液，因为NaHSO3＋NaOH＝Na2SO3＋H2O，故D项错误。

例2H3BO3溶液中存在如下反应：H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4](aq)＋H+（aq）。已知0.70

mol?L-1H3BO3溶液中，上述反应于298K达到平衡时，c平衡(H+)＝2.0×10-5mol?L-1，c平衡(H3BO3)≈c起始(H3BO3)，水的电离可忽略不计，求此温度下该反应的平衡常数K。(H2O的平衡浓度不列入K的表达式中，计算结果保留两位有效数字)。

【答案】K＝5.7×10-10。

K＝c([B(OH)4])?c(H+)c平衡(H3BO3)＝2.0×10-5×2.0×10-50.70＝≈5.7×10-10。

考点二、溶液中粒子浓度大小的比较

例3常温下，用0.1000mol?L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol?L-1CH3COOH溶液所得滴定曲线如

图。下列说法正确的是（）

A．点①所示溶液中：c(CH3COO)＋c(OH)＝c(CH3COOH)＋c(H+)

B．点②所示溶液中：c(Na+)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO)

C．点③所示溶液中：c(Na+)＞c(OH)＞c(CH3COO)＞c(H+)

D．滴定过程中可能出现：c(CH3COOH)＞c(CH3COO)＞c(H+)＞c(Na+)＞c(OH)

【答案】D

【解析】在点①，混合液中含有等量的CH3COONa和CH3COOH，溶液中存在着两个平衡，CH3COOHCH3COO＋H+和CH3COO＋H2OCH3COOH＋OH，由于pH＜7，溶液呈酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO的水解程度，使c(CH3COO)＞c(Na+)＞c(CH3COOH)，根据电荷守恒，c(CH3COO)＋c(OH)＝c(Na+)＋c(H+)，故A项错误。在点②，溶液的pH＝7，c(H+)＝c(OH)，根据电荷守恒，c(Na+)＋c(H+)＝c(CH3COO)＋c(OH)，故c(Na+)＝c(CH3COO)，B项错误。在点③，NaOH与CH3COOH恰好完全反应生成CH3COONa和H2O，由于CH3COO＋H2OCH3COOH＋OH，使c(Na+)＞c(CH3COO)，c(OH)＞c(H+)，又知CH3COO的水解程度较弱，故离子浓度大小关系为：c(Na+)＞c(CH3COO)＞c(OH)＞c(H+)，C项错误。CH3COOH是弱电解质，其溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO＋H+，H2OOH＋H+，由于二者的电离程度都较小，故醋酸溶液中，c(CH3COOH)＞c(CH3COO)＞c(H+)，当加入较少的NaOH溶液时，由于OH消耗了部分H+，使混合溶液中的离子浓度可能为，c(CH3COOH)＞c(CH3COO)＞c(H+)＞c(Na+)＞c(OH)，故D项正确。

考点三、溶液的酸碱性及的pH的计算

例4常温下，将0.1mol?L-1氢氧化钠溶液与0.06mol?L-1硫酸溶液等体积混合，该混合溶液的pH等

于（）

A．1.7B．2.0C．12.0D．12.4

【答案】B

【解析】0.06mol?L-1硫酸溶液中氢离子浓度为0.12mol?L-1，故其与0.1mol?L-1氢氧化钠溶液等体积混合时，H2SO4有剩余，溶液呈酸性。假设两溶液的体积为V，则混合溶液中，c(H+)＝0.12mol?L-1?V－0.1mol?L-1?V2V＝0.01mol?L-1，故pH＝－lg0.01＝2.0，选项B正确。

例5pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别

滴加NaOH溶液（c＝0.1mol/L）至pH＝7，消耗NaOH溶液体积为Vx、Vy，则（）

【答案】C

【解析】由图可知，当溶液体积由100mL→1000mL时，酸的浓度减小到原来的1/10倍时，酸x的pH由2→3，pH增大1，说明酸x是强酸；而酸y的pH由2→2.5，pH增大0.5，小于1，说明酸y是弱酸。对于强酸x，若要使pH＝7，消耗n(NaOH)＝n(x)＝0.01mol?L-1×0.1L＝0.001mol；对于弱酸y，随着反应的进行，y要继续电离出H+，使最终电离出的H+大于0.001mol，故其消耗的n(NaOH)大于0.001mol，即Vx＜Vy，选项C正确。