摘 要: 作為歷年高考的熱點(diǎn)和高中化學(xué)的重難點(diǎn)之一,“水的電離平衡”一直是廣大化學(xué)教師研究探討的話題之一,作者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),從水電離出的C■或C■濃度的大小這一角度,淺析了一些習(xí)題的解析方法。
關(guān)鍵詞: 水的電離平衡 酸堿性 濃度 典型習(xí)題
水的電離平衡是高中化學(xué)的重難點(diǎn)之一,也是歷年高考的熱門。只有認(rèn)識(shí)理解了水的電離平衡及其移動(dòng),才能從本質(zhì)上把握溶液的酸堿性和pH值這一部分知識(shí)。下面我們從水的電離平衡的基礎(chǔ)知識(shí)入手,分析溶液的酸堿性與溶液中C■和C■的關(guān)系,最后通過(guò)幾道關(guān)于溶液中C■、C■大小的習(xí)題進(jìn)行解析。
一、水的電離平衡
水是一個(gè)極弱的電解質(zhì),可以發(fā)生極微弱的電離,即H■O?葑H■+OH■。在25℃時(shí)水的離子積,即K■=C■×C■=1×10■,其中C■=C■=1×10■mol/L。但如下幾種因素都會(huì)影響水的電離平衡,如:
(1)溫度,由于水的電離是一個(gè)吸收熱量的過(guò)程,故隨著溫度的上升,水的電離程度加大,水的離子積增大,反之,隨著溫度的下降,水的電離程度減小,水的離子積減小。
(2)外加酸堿,在純水中加入酸或堿,酸電離出的H■或堿電離出的OH■均能使水的電離平衡左移,即外加酸、堿抑制水的電離。
(3)外加能與能與H■或OH■反應(yīng)的物質(zhì),如Na、K可與水電離出的H■直接發(fā)生置換反應(yīng),產(chǎn)生H■,減小了C■,使水的電離平衡右移,即能促進(jìn)水的電離。
水的離子積不僅在純水中適用,酸堿鹽的稀溶液中也適用,且在任何的溶液里由水電離出的C■和C■都相等。
二、溶液的酸堿性
C■和C■存在在任何性質(zhì)的水溶液中,不能憑水中是否含有C■、C■判斷溶液的酸堿性。對(duì)于溶液的酸堿性判斷,我們可以用以下兩種方法:
(1)看C■與C■的相對(duì)大?。篊■>C■為酸性溶液;C■=C■為中性溶液;C■ (2)在常溫時(shí):C■=C■=1×10■mol/L為中性溶液;C■>C■,C■>1×10■mol/L為酸性溶液;C■ 這里要注意的是,酸的強(qiáng)弱是指酸電離出H■的難易,溶液的酸性強(qiáng)弱是指溶液中C■的大小。 三、典型例題解析 依據(jù)電離平衡特點(diǎn),在水中加H■或OH■可抑制其電離,使水電離的C■或C■濃度減少,當(dāng)在水中加入弱酸根或弱堿根時(shí),弱酸根或弱堿根接受水電離出的H■或OH■,使水電離出的C■或C■濃度增大,即促進(jìn)水的電離。可是在某些習(xí)題中只告訴水電離出的C■或C■濃度,那么怎樣解答這一類習(xí)題呢?下面我們通過(guò)兩個(gè)例子作具體解析。 例一:在室溫下,某溶液中由水電離的C■為1×10■mol/L,則該溶液中一定不可能大量存在的離子組是(■ 解析:解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵是“某溶液”和誰(shuí)電離出的C■=1×10■mol/L,是什么溶液,是酸性還是堿性,從水的電離可以看出C■=1×10■mol/L時(shí),該溶液是抑制水的電離時(shí),加酸可以抑制水的電離,加堿也可以抑制水的電離,故溶液可以是酸性溶液也可以是堿性溶液,故該題考查的既不能在酸性溶液中共存,又不能在堿性溶液中共存的離子組,A項(xiàng)中Fe■,C項(xiàng)中NH■、Fe■可以存在于酸性溶液中,D項(xiàng)中CO■■可以存在于堿性中,而B(niǎo)項(xiàng)中HCO■■既可以與酸反應(yīng)又可與堿反應(yīng)。故選項(xiàng)B符合題意。 例二:常溫下,一定濃度的某溶液,由水電離的C■=1×10■mol/L,則該溶液中的溶質(zhì)可能是(?搖 ?搖) A.Al■(SO■)■?搖?搖?搖?搖B.CH■COOH?搖?搖?搖?搖C.NaOH?搖?搖?搖?搖D.CH■COOK 解析:從該題可以看出,解題關(guān)鍵是“某溶液”酸堿性不明確,有水電離出的C■=1×10■mol/L,該溶液可以是酸性也可以是堿性,但無(wú)論是酸性或堿性都是促進(jìn)水的電離的,故是屬類水解類型,B項(xiàng)、C項(xiàng)不符合,而A項(xiàng)Al■可以促進(jìn)水的電離,D項(xiàng)中的CH■COOK也可以促進(jìn)水的電離,故A項(xiàng)、D項(xiàng)均符合題意。 四、結(jié)語(yǔ) 由此可以看出,解這類題的關(guān)鍵首先要牢記由水電離出的H■和OH■始終相等,其次要弄清楚是抑制水的電離還是促進(jìn)水的電離,在常溫下當(dāng)水電離出的H■或OH■濃度大于10■mol/L時(shí),說(shuō)明是促進(jìn)水的電離,而弱酸根或弱堿根都可以促進(jìn)水的電離,故可以是弱堿強(qiáng)酸鹽也可以是弱酸強(qiáng)堿鹽;當(dāng)由水電離的H■或OH■濃度小于10■mol/L時(shí),說(shuō)明是抑制水的電離,而加酸或堿都可以抑制水的電離,故可以是堿性溶液也可以是酸性溶液。在此要注意題目給出的條件,尤其是給出的溫度,因電離是吸熱過(guò)程,溫度不同電離程度不同,只要把這三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)找準(zhǔn),做這種題就很容易。 參考文獻(xiàn): [1]周紅杰.水的電離和溶液pH計(jì)算專題導(dǎo)析[J].高中生之友,2005(19). [2]姜幸光.電離平衡中疑點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)歸納與辨析[J].化學(xué)教學(xué),2007(01). [3]趙繼海,劉懿梅.水的電離相關(guān)問(wèn)題類析[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)(高中版),2006(22).