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        比較離子濃度大小的依據(jù)

        2016-01-19 07:23:16李鑫
        中學(xué)化學(xué) 2015年12期
        關(guān)鍵詞:弱酸電離電荷

        李鑫

        1.依據(jù)電解質(zhì)的電離規(guī)律

        (1)強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中是完全電離的,在溶液中不存在電解質(zhì)分子。

        (2)弱電解質(zhì)在水溶液中是少部分發(fā)生電離的。

        例如,25℃ 0.1 mol/L的CH3COOH溶液中,CH3COOH的電離度只有1.32%,溶液中存在較大量的H2O和CH3COOH分子,少量的H+、CH3COO-和極少量的OH-。多元弱酸如H2CO3還要考慮分步電離

        H2CO3H++HCO-3

        HCO-3H++CO2-3

        且第一步電離遠(yuǎn)大于第二步電離。

        2.依據(jù)水的電離規(guī)律

        (1)水是一種極弱的電解質(zhì),它能微弱地電離,生成H3O+(H+)和OH-:

        H2OH++OH-

        在25℃(常溫)時,純水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L。

        (2)在一定溫度下,c(H+)與c(OH-)的乘積是一個常數(shù):水的離子積Kw=c(H+)·c(OH-),在25℃時,Kw=1×10-14。

        (3)在純水中加入酸或堿,抑制了水的電離,使水的電離度變小,水電離出的H+和OH-的濃度均小于1×10-7mol/L。在純水中加入弱酸強(qiáng)堿鹽、弱堿強(qiáng)酸鹽,促進(jìn)了水的電離,使水的電離度變大,水電離出的H+或OH-的濃度均大于1×10-7mol/L。

        3.依據(jù)鹽類水解規(guī)律

        強(qiáng)酸弱堿鹽如NH4Cl、Al2(SO4)3等水解后溶液呈酸性;強(qiáng)堿弱酸鹽如CH3COONa、Na2CO3等水解后溶液呈堿性。多元弱酸鹽還要考慮分步水解,如

        CO2-3+H2OHCO-3+OH-

        HCO-3+H2OH2CO3+OH-

        水解的離子占總離子的極少數(shù),且第一步水解大于第二步水解。

        4.依據(jù)水解與電離關(guān)系規(guī)律

        對水解與電離共存時相互抑制,二者的相對大小要分析清楚。如NaHCO3水解大于電離,顯堿性,c(H2CO3)>c(CO2-3);NaH2PO4、NaHSO3電離大于水解,顯酸性性, 如NaHSO3 中:c(SO2-3)>c(H2SO3),而NaHSO4則只電離不水解。

        5.依據(jù)電解質(zhì)溶液中的守恒關(guān)系(以Na2CO3溶液為例)

        (1)電荷守恒:電解質(zhì)溶液中所有陽離子所帶有的正電荷數(shù)與所有的陰離子所帶的負(fù)電荷數(shù)相等。即:c(Na+)+c(H+)=c(HCO-3)+2c(CO2-3)+c(OH-)

        (2)物料守恒:電解質(zhì)溶液中由于電離或水解因素,離子會發(fā)生變化變成其他離子或分子等,但離子或分子中某種特定元素的原子的總數(shù)是不會改變的。即:c(Na+)=2[c(HCO-3)+c(CO2-3)+c(H2CO3)]

        (3)質(zhì)子守恒:電解質(zhì)溶液中分子或離子得到或失去質(zhì)子(H+)的物質(zhì)的量應(yīng)相等。即:c(OH-)=c(H+)+c(HCO-3)+2c(H2CO3)

        例1(全國卷)室溫時,將濃度和體積分別為C1、V1的NaOH溶液和C2、V2的CH3COOH溶液相混合,下列關(guān)于該混合溶液的敘述錯誤的是( )。

        A. 若PH>7,則一定是C1V1=C2V2

        B.在任何情況下都是c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-) +c(OH-)

        C.當(dāng)PH=7時,若V1=V2,一定是C2>C1

        D.若V1=V2,C1=C2,則c(CH3COO-) +c(CH3COOH)=c(Na+) 答案:A

        解析當(dāng)NaOH和CH3COOH按照等物質(zhì)的量反應(yīng)時,形成的是強(qiáng)堿弱酸鹽,顯堿性,PH>7,而NaOH過量時,其PH也大于7,故A錯誤;B項符合電荷守恒關(guān)系式;當(dāng)PH=7時,CH3COOH的物質(zhì)的量需大于的NaOH物質(zhì)的量,若V1=V2,一定是C2>C1,C項正確;若V1=V2,C1=C2,則NaOH和CH3COOH恰好中和,依據(jù)物料守恒,知D項正確。

        例對于0.1mol·L-1 Na2SO3溶液,正確的是( )。

        A.升高溫度,溶液的pH降低

        B.c(Na+)=2c(SO2-3)+c(HSO-3)+c(H2SO3)

        C.c(Na+)+c(H+)=2c(SO2-3)+2c(HSO-3)+c(OH-)

        D.加入少量NaOH固體,c(SO2-3)與c(Na+)均增大

        解析A項,水解為吸熱,升高溫度,溶液的pH升高。B項,物料守恒:應(yīng)為c(Na+)=2c(SO2-3)+2c(HSO-3)+2c(H2SO3)。C項,電荷守恒應(yīng)為:c(Na+)+c(H+)=2c(SO2-3)+ c(HSO-3)+c(OH-)

        答案:D。例3.(江蘇卷)下列有關(guān)電解質(zhì)溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是( )A.在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO-3)>c(CO2-3)>c(H2CO3)B.在0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(HCO-3)+2c(H2CO3)C.向0.2 mol·L-1NaHCO3溶液中加入等體積0.1 mol·L-1NaOH溶液:c(CO2-3)> c(HCO-3)> c(OH-)>c(H+)D.常溫下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7, c(Na+)=0.1 mol·L-1]:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-) 答案:BD解析:A.在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中,HCO-3在溶液中存在水解與電離兩個過程,而溶液呈堿性,說明水解過程大于電離過程,c(H2CO3)>c(CO2-3);B.c(OH-)-c(H+)=c(HCO-3)+2c(H2CO-3)中把c(H+)移項到等式另一邊,即是一條質(zhì)子守恒關(guān)系式;C.向0.2 mol·L-1NaHCO3溶液中加入等體積0.1 mol·L-1NaOH溶液反應(yīng)后,得到濃度均為0.05 mol·L-1的Na2CO3和NaHCO3混合溶液,Na2CO3水解程度大于NaHCO3 所以c(HCO-3)>c(CO2-3);D.常溫下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液,包括CH3COO-水解和CH3COOH電離兩個過程,既然pH=7, 根據(jù)電荷守恒式,不難得出c(Na+)=c(CH3COO-) =0.1 mol·L-1,c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1。CH3COONa水解是有限的, c(CH3COOH)約為c(CH3COO-)的百分之一左右。例4.(江蘇)下列溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是( )A.室溫下,向0.01mol·L-1NH4H+HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4H++)>c(OH-)=c(H+)B.0.1mol·L-1NaHCO3溶液:c(Na+)>c(OH-)>c(HCO-3)>c(H+)C.Na2CO3溶液:c(OH-)-c(H+)=c(HCO-3)+2c(H2CO3)D.25℃時,pH=4.75、濃度均為0.1mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液: c(CH3COO-)+c(OH-)0,所以D項不等式應(yīng)為“>” ,故錯。答案:AC。

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