内容正文:
电离平衡 水解平衡
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[例1] 常温下,关于浓度相同的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的是
A. pH(HCl)< pH(CH3COOH)
B. c(Clˉ) > c(CH3COOˉ)
C. 等体积的盐酸和醋酸溶液分别与足量的Zn完全反应,盐酸产生的H2多
D. 用相同浓度的NaOH溶液分别与等体积的盐酸和醋酸溶液恰好反应完全,盐酸消耗的NaOH溶液体积多
E. 等体积的盐酸和醋酸溶液中滴加同浓度的NaOH溶解至中性,盐酸消耗的NaOH体积更大
F. 醋酸溶液中水的电离程度更大
G. 等体积的两溶液,向两溶液中加水稀释至pH=4后,溶液的体积
V(盐酸) > V(醋酸)
ABEFG
[例2] 常温下,关于pH=3的盐酸和醋酸溶液(两溶液的OHˉ浓度也相等),下列说法正确的是
A. c(HCl)>c(CH3COOH)
B. c(Clˉ)=c(CH3COOˉ)
C. 等体积的盐酸和醋酸溶液分别与足量的Zn完全反应,盐酸产生的H2多
D. 用相同浓度的NaOH溶液分别与等体积的盐酸和醋酸溶液恰好反应完全,盐酸消耗的NaOH溶液体积多
E. 将两溶液升温至80℃后溶液的pH仍然相同
F. 稀释相同倍数后,醋酸溶液的pH值大
G. 分别加入pH = 3的盐酸后,两种溶液的pH均不改变
试题的表述方式很多,但是处理起来归结于两点:
① 明确基本概念 ② 掌握工具与方法
BG
[讨论1] 电离平衡基本概念
下面例子中,“c”表示的是什么?
① 同pH的盐酸和醋酸溶液,c(HCl) < c(CH3COOH)
② CH3COONa中c(CH3COOH) + c(CH3COO-) = c(Na+)
③ pH = 8的醋酸钠溶液中,水电离出的c(H+) = 10-6 mol/L
①中,c(CH3COOH)指醋酸溶质的总浓度(CH3COOH + CH3COO-)
②中,c(CH3COOH)指醋酸分子这一微粒的浓度
③中,c(H+)包含了留在溶液中和被CH3COO-结合的H+
b. 若溶液中c(OH-)改变,pH是否改变?
pH只取决于H+浓度,pH = -lgc(H+)
[讨论1]电离平衡基本概念
c. 阅读下面的例子,理解“完全反应”,“滴定终点”,“溶液为中性”的区别。
① 1 mol H3PO4与3 mol NaOH可以完全反应
② 1 mol CH3COOH用NaOH滴定至终点,消耗1 mol NaOH
③ 以酚酞为指示剂,滴定含1 mol水杨酸的溶液,滴定终点时消耗1 mol NaOH
④ 在含1 mol醋酸的溶液中加入NaOH,至溶液为中性时,消耗的NaOH的物质的量小于1 mol
完全反应:过量也不再反应
滴定终点:大多情况等同“完全反应”
中性:任何温度下c(H+) = c(OH-)即为中性
也取决于指示剂
[讨论2] 重要工具
a. 简单的守恒关系
如何从逻辑上证明相同温度下pH均为3的盐酸和醋酸溶液中
c(Clˉ)=c(CH3COOˉ)
证:
∵ pH相同 ∴ 两溶液c1(H+) = c2(H+)
∵ Kw = c(H+)c(OH-),温度相同,则Kw相同,c1(H+) = c2(H+)
∴ 两溶液c1(OH-) = c2(OH-)
∵ 电荷守恒c1(H+) = c(Cl-) + c1(OH-),
c2(H+) = c(CH3COO-) + c2(OH-)
∴ c(Cl-) = c1(H+) - c1(OH-) , c(CH3COO-) = c2(H+) - c2(OH-)
∴ c(Cl-) = c(CH3COO-) ,证明结束
[讨论2] 重要工具
b. 水的离子积常数
H2O ⇌ H+ + OH- Kw = c(H+)·c(OH-)
水的“离子积常数”≠ 水的“电离平衡常数”
① 什么情况下,可以使用Kw = c(H+)·c(OH-) = 10-14
常温(25°C),稀溶液中
② 结合Kw,在盐酸中滴加同浓度的氨水后水电离出的c(H+)如何变化,
请画图表示。
[讨论2] 重要工具
b. 水的离子积常数
③ 下面说法不正确的是
pH<7的溶液不一定是酸性溶液
将pH=3 的醋酸溶液稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低
NaOH溶液中,升高温度以后,溶液的pH降低
NaOH溶液稀释后,水的电离平衡正向移动,所以pH降低
常温下,某溶液中由水电离产生的H+浓度为10-11 mol/L,则溶液的pH为3或11
B
[讨论2] 重要工具
c. 电离平衡常数
① 写出Mg(OH)2,草酸的电离平衡常数表达式
要求:可溶性多元弱酸