【知识点详解】
1. **弱电解质的概念**:弱电解质是指在水中部分电离的化合物,如醋酸。在溶液中,弱电解质不会完全离解成离子,因此其电离度通常较低。
2. **电离平衡常数(Ka)**:电离平衡常数是衡量弱电解质在溶液中电离程度的物理量,对于一元酸如醋酸,Ka等于醋酸分子电离成离子的比例。在一定温度下,Ka是个常数,不会因溶液的浓度改变而变化。
3. **电离平衡的影响因素**:温度升高可以增加弱电解质的电离度,因为电离是一个吸热过程。但同时,由于溶液的体积增大,离子浓度会减小,所以溶液的pH值可能降低。
4. **pH计算**:pH值是表示溶液酸碱性的指标,可以通过氢离子浓度计算得到。如在题目中,pH=4表示溶液中c(H+) = 10^-4 mol/L。
5. **稀释效应**:稀释弱酸溶液时,由于电离平衡的移动,弱酸的电离程度会增加,但总体离子浓度下降,因此pH值会变大。例如,氨水稀释时,n(OH-)会增大,而c(OH-)会减小。
6. **强弱酸的判断**:通过比较pH值与酸的浓度,可以判断酸的强弱。如果浓度为0.1 mol/L的酸pH=2,说明它是弱酸,因为强酸在相同浓度下应完全电离,pH=1。
7. **离子反应与水的电离**:任何酸碱溶液都会抑制水的电离,导致水电离出的c(H+)和c(OH-)降低。当溶液中既有酸又有碱时,若最终pH=7,意味着酸和碱的物质的量相等,但弱酸需要的体积可能小于强酸。
8. **酸碱中和反应**:等物质的量的一元强酸和一元强碱混合,pH=7,而等物质的量的一元弱酸和一元强碱混合,由于弱酸未完全电离,反应后的溶液pH<7。
9. **醋酸钠的水解**:醋酸钠是醋酸的盐,它的水溶液呈碱性,说明醋酸根离子在水中会发生微弱的水解,生成醋酸和氢氧根离子,进一步证明醋酸是弱酸。
10. **电离度与浓度的关系**:弱电解质的电离度与其初始浓度有关,浓度越高,电离度越低。这与强电解质不同,强电解质在水中几乎完全电离,电离度不受浓度影响。
以上知识点涵盖了弱电解质的电离平衡、电离平衡常数、pH值计算、强弱酸判断、水的电离以及酸碱中和反应等多个方面,这些都是高中化学中关于溶液中离子反应的重要内容。通过这些知识的学习,学生可以更好地理解化学反应中离子的变化及其对溶液性质的影响。