内容正文:
实践与应用6:电解质溶液中质子守恒式的书写
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
在电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,各物质间往往存在质子(即H+)的转移,但得到的质子总数应等于失去的质子总数,该等式关系即为质子守恒。
(1)质子守恒式直接书写法一般适用于单一溶质的电解质溶液(如Na2CO3、NaHCO3等)或溶质互不影响的混合液(如NaA、NaB的混合液,其中HA、HB为一元弱酸)。
(2)对于溶质相互影响的混合液(如NH4Cl—NH3·H2O、CH3COONa—CH3COOH等)不适合上述方法,其质子守恒式可以通过电荷守恒式与元素守恒式相减得到。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)常温下,用0.1 mol/L氨水滴定10 mL 浓度均为0.1 mol/L的HCl和CH3COOH的混合液,当滴入氨水20 mL 时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)。( )
(2)室温下,取20 mL 0.1 mol/L的某二元酸H2A,向其中滴加0.2 mol/L NaOH溶液,已知:H2A===H++HA-,HA-⥫⥬H++A2-。当用去NaOH溶液体积为10 mL 时,溶液的pH<7,此时溶液中有c(A2-)=c(H+)-c(OH-)。( )
迁移应用
√
√
(2)加入NaOH溶液的体积为10 mL 时,溶液中溶质为NaHA,溶液中的质子守恒式为c(H+)=c(OH-)+c(A2-),即c(A2-)=c(H+)-c(OH-)。
迁移应用
2.写出下列电解质溶液中的质子守恒式:
(1)CH3COONa溶液中的质子守恒式:______________________________。
(2)Na2CO3溶液中的质子守恒式:______________________________ _________________。
(3)NaHCO3溶液中的质子守恒式:_______________________________ ______________。
(4)等物质的量浓度的NaA、NaB、NaD的混合液(HA、HB、HD均为一元弱酸)中的质子守恒式:_____________________________________ 。
迁移应用
c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
+2c(H2CO3)
+c(OH-)
c(OH-)=c(H+)+c(HA)+c(HB)+c(HD)
迁移应用
迁移应用
3.常温下,向100 mL 0.01 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.02 mol·L-1 MOH溶液,图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况(体积变化忽略不计)。回答下列问题。
迁移应用
(1)由图中信息可知HA为______(填“强”或“弱”)酸,理由是_____________________________________________________________。
强
0.01 mol·L-1 HA溶液的pH=2,即c(H+)=0.01 mol·L-1,HA完全电离
(2)常温下一定浓度的MA稀溶液的pH=a,则a______(填“>”“<”或“=”)7,用离子方程式表示其原因:_____________________________,此时,溶液中由水电离出的c(OH-)=__________________________。
(3)请写出K点所对应的溶液中离子浓度的大小关系:___________________________________。
(4)K点对应的溶液中,c(M+)+c(MOH)__________(填“>”“<”或“=”)2c(A-);若此时溶液的pH=10,则c(MOH)+c(OH-)=______________mol·L-1。
迁移应用
<
M++H2O⥫⥬MOH+H+
1×10-a mol·L-1
c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
=
0.005
【解析】 (1)由题目信息可知,0.01 mol·L-1 HA溶液的pH=2,说明其完全电离,故为强电解质。(2)由题目图像可知向100 mL 0.01 mol·L-1 HA溶液中滴加51 mL 0.02 mol·L-1 MOH溶液,pH=7,说明MOH是弱碱,故其对应的MA是强酸弱碱盐,水解显酸性,溶液中的H+全部是水电离出来的,故水电离出的c(OH-)=1×10-a mol·L-1。(3)K点溶液为等物质的量浓度的MA和MOH的混合溶液,故c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)。(4)由元素守恒得c(M+)+c(MOH)=2c(A-),由电荷守恒得c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),故c(MOH)+c(OH-)=c(A-)+c(H+)≈0.005 mol·L-1。
迁移应用
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【解析】 (1)当滴入20 mL 氨水时,溶质为等物质的量的NH4Cl和CH3COONH4,电解质溶液中电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-);元素守恒:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(CH3COOH);两式相减得:c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)。
c(OH-)=c(H+)+c(HCO)
c(H2CO3)+c(H+)=c(CO)
【解析】
(1)
则质子守恒式:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)。
(2)
则质子守恒式:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)。
(3)
则质子守恒式:c(CO)+c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+)。
(4)
则质子守恒式:c(OH-)=c(H+)+c(HA)+c(HB)+c(HD)。
$$