强还是弱、完全还是部分、Ka 大还是小——一整套"电离"世界的判断链条。把每个概念讲成人话、再动手拨一拨,你就能在选择题里稳稳分清『导电强弱』和『酸碱强弱』这两件常被混淆的事。
先把三个概念分清:什么是电解质、强在哪、弱在哪,以及"导不导电"到底看什么。
电解质: 在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物(酸、碱、盐、活泼金属氧化物、水)。注意必须是化合物——单质(如 Cu)、混合物(如盐酸)都不是。
| 类别 | 定义 | 典型代表 |
|---|---|---|
| 强电解质 | 水中完全电离(几乎全散成离子) | 强酸 HCl、H₂SO₄、HNO₃;强碱 NaOH、KOH、Ba(OH)₂;大多数盐(NaCl、CaCO₃ 等) |
| 弱电解质 | 水中部分电离(存在电离平衡) | 弱酸 CH₃COOH、H₂CO₃、H₃PO₄、HF;弱碱 NH₃·H₂O;水 |
⚠ 常错点:CaCO₃、BaSO₄ 虽难溶,但溶解的那部分完全电离,属于强电解质;溶解度小 ≠ 弱电解质。强弱看的是"溶进去的部分是否完全电离",不是溶得多少。
左边 HCl(强)一入水全部拆成离子;右边 CH₃COOH(弱)只有一小部分拆开,大部分还是分子。点『通电』看两杯的导电小灯谁更亮(离子越多越亮)。
① 强电解质用 =(完全电离):HCl = H⁺ + Cl⁻ H₂SO₄ = 2H⁺ + SO₄²⁻ NaOH = Na⁺ + OH⁻
② 弱电解质用 ⇌(部分电离,可逆):CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺ NH₃·H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻
③ 多元弱酸分步电离,且以第一步为主(第一步远大于第二步):
对比:多元强酸一步写完(H₂SO₄ = 2H⁺ + SO₄²⁻);多元弱酸必须分步且不能合并。
⚠ 易错:① NaHCO₃ 是盐,电离时 Na⁺ 与 HCO₃⁻ 分开(NaHCO₃ = Na⁺ + HCO₃⁻),但 HCO₃⁻ 是弱酸根不再拆;② NaHSO₄ 在水中 = Na⁺ + H⁺ + SO₄²⁻(HSO₄⁻ 完全电离),熔融时只 = Na⁺ + HSO₄⁻。
电离平衡: 弱电解质电离是可逆的、动态的。当 v(电离) = v(结合) 时,分子与离子浓度不再变化,达到平衡。这是化学平衡的一种,同样满足"逆、等、动、定、变"。
| 操作 | 电离平衡 | 电离度 α | c(H⁺) | Ka |
|---|---|---|---|---|
| 加水稀释 | 正向(促进) | 增大 ↑ | 减小 ↓ | 不变 |
| 升高温度 | 正向(电离吸热) | 增大 ↑ | 增大 ↑ | 增大 ↑ |
| 加同离子(如加 CH₃COONa) | 逆向(抑制) | 减小 ↓ | 减小 ↓ | 不变 |
| 加消耗 H⁺ 的物(如少量 NaOH) | 正向(促进) | 增大 ↑ | 减小 ↓ | 不变 |
| 加少量冰醋酸(增浓) | 正向(平衡右移) | 减小 ↓ | 增大 ↑ | 不变 |
⚠ Ka 只与温度有关!加水、加同离子、增浓都不改变 Ka。稀释时 α 增大但 c(H⁺) 减小——"程度变大、浓度变小"两件事千万别混。增浓时正好相反:平衡右移但 α 反而减小。
对 0.1 mol/L 醋酸,点一种操作,看电离平衡往哪边移动、以及 c(H⁺)、电离度 α 是升还是降。注意区分"平衡方向"和"离子浓度"。
电离度 α: 衡量电离"进行了多少"。同一弱酸,加水稀释 α 增大,升温 α 增大,增浓 α 减小。
电离常数 Ka(弱碱为 Kb): 平衡常数的一种。
| 性质 | 说明 |
|---|---|
| 只与温度有关 | 浓度、稀释、加同离子都不改变 Ka;升温 Ka 增大(电离吸热) |
| Ka 越大 → 酸性越强 | Ka 反映弱酸电离趋势;比较弱酸强弱直接比 Ka |
| 多元弱酸 Ka1 ≫ Ka2 ≫ Ka3 | 逐级差 4~5 个数量级,故"以第一步为主" |
⚠ 比较酸性用 Ka(强度),比较 c(H⁺) 还要看浓度。Ka 大只说明"电离趋势强",若浓度极小,c(H⁺) 未必大。
拖动滑块改变某弱酸的 Ka(同浓度 0.1 mol/L)。Ka 越大 → 电离越充分 → c(H⁺) 越大 → pH 越小 → 酸性越强。看指针在"弱←→强"标尺上的位置。
这是选择题重灾区。分清两套前提:『相同浓度』还是『相同 pH』,结论完全不同。
| 比较项 | 盐酸(强) | 醋酸(弱) |
|---|---|---|
| c(H⁺) | 大 | 小 |
| pH | 小 | 大 |
| 导电性 | 强 | 弱 |
| 与活泼金属反应起始速率 | 快 | 慢 |
| 与足量金属产生 H₂ 总量 | 相同(n(酸)相同,弱酸边反应边电离,产氢一样多) | |
| 比较项 | 盐酸(强) | 醋酸(弱) |
|---|---|---|
| 酸的浓度 | 小 | 大(弱酸没全电离,要更浓才到同 pH) |
| c(H⁺)起始 | 相同(pH 相同) | |
| 与足量金属产生 H₂ 总量 | 少 | 多(弱酸浓度大、储备的酸多) |
| 稀释相同倍数后 pH 变化 | 大 | 小(电离补偿) |
⚠ 一句话记牢:相同浓度看电离(强的 c(H⁺)大),相同 pH 看储备(弱的浓度大、产氢多)。稀释相同倍数,pH 变化『强酸大、弱酸小』,因为弱酸不断补充电离。
切换『相同浓度』或『相同 pH』起点,同时加水稀释。看强酸 pH 沿直线爬升,弱酸因不断补充电离,曲线更"平缓"——这就是图像题的命门。
同为 0.1 mol/L,选一对电解质,看它们的自由离子浓度(灯泡亮度)。理解"完全电离 → 离子多 → 导电强",以及"浓弱可强于稀强"。
水本身是极弱的电解质。常温(25℃)Kw = 1×10⁻¹⁴,纯水 c(H⁺)=c(OH⁻)=10⁻⁷ mol/L。Kw 只随温度变(电离吸热,升温 Kw 增大)。
| 加入 | 对水电离 | 原因 |
|---|---|---|
| 酸 / 碱 | 抑制 | 外来 H⁺ 或 OH⁻ 压住了水的电离 |
| 能水解的盐(NaAc、NH₄Cl) | 促进 | 水解消耗了水电离出的 H⁺ 或 OH⁻ |
| 升高温度 | 促进 | 电离吸热 |
⚠ 题目问"由水电离出的 c(H⁺)":酸溶液里看 OH⁻(全来自水);碱溶液里看 H⁺(全来自水)。这类判断是选择题高频点,别拿溶液总 c(H⁺) 去顶替。
要证明"某酸 HA 是弱酸",常用三条思路。选一条,看它靠什么现象说话、以及为什么成立(核心都是抓住『部分电离』这一本质)。
1. 导电性看离子浓度,不看强弱。浓的弱电解质可比稀的强电解质导电更强。
2. 稀释弱酸促进电离(α↑),但离子浓度 c(H⁺)、c(A⁻) 都减小。"程度大、浓度小"。
3. 加水使电离程度增大,但 c(H⁺) 减小、pH 升高——别以为电离多了 H⁺ 就多。
4. Ka 只与温度有关。加水、加同离子、增浓都不改变 Ka。
5. 增浓(加冰醋酸):平衡右移,但电离度 α 反而减小。与稀释方向相反。
6. 判断弱电解质的实验:测 0.1mol/L 该酸 pH>1、或稀释 100 倍 pH 变化不足 2、或同浓度导电弱于强酸,都可证其为弱酸。
7. 多元弱酸必须分步写电离,以第一步为主,不能合并成一步。
8. CaCO₃、BaSO₄ 难溶但是强电解质;溶解度小 ≠ 弱电解质。
9. 相同浓度看电离(强酸 c(H⁺)大),相同 pH 看储备(弱酸浓度大、产氢多),前提别搞反。
▸ 统一用 K 思考: Ka、Kb、Kw 本质都是平衡常数,只随温度变。弱酸 HA 中 Ka = c(H⁺)c(A⁻)/c(HA);近似 c(H⁺)≈√(Ka·c),故稀释 c↓ 时 c(H⁺)∝√c 下降得比强酸慢——这就是弱酸稀释曲线"平缓"的数学根源。
▸ 电离度与浓度的定量关系: 稀溶液近似 α≈√(Ka/c)。浓度 c 越小,α 越大(稀释促电离);但 c(H⁺)=α·c=√(Ka·c) 仍随 c 减小而减小。一个式子同时解释"α↑ 而 c(H⁺)↓"。
▸ 同离子效应的量化: 醋酸中加 NaAc,c(A⁻) 骤增,由 Ka 恒定推 c(H⁺)=Ka·c(HA)/c(A⁻) 必减小,平衡左移、α 减小。这正是缓冲溶液的原理雏形。
▸ 对数视角看图像: pH-lgc、稀释曲线本质是对 c 取对数。强酸 pH=−lgc 是直线;弱酸 pH≈½(pKa−lgc) 斜率只有一半,故稀释同倍数弱酸 pH 变化更小。
▸ 混合判断先写守恒: 涉及弱酸与其盐、强碱不足量中和弱酸时,先用电荷守恒把未知消掉,常能秒判离子浓度大小与酸碱性。
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