内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
3.1.3 强电解质与弱电解质的比较
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【思考与讨论】向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,盖紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·L-1醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。请回答下列问题 :
(1)两个反应的反应速率及其变化有什么特点?
(2)反应结束时,两个锥形瓶内气体的压强基本相等,由此你能得出什么结论?
n(Mg) = 0.0021 mol
n(酸) = 0.004 mol
【结 论】1.等质量的镁分别与同体积同浓度的盐酸和醋酸反应时,与盐酸反应的速率大,与醋酸反应的速率小。
2.过量的镁分别与同体积同浓度的盐酸和醋酸反应时,生成氢气的体积相同。
学习任务一:强电解质与弱电解质的比较
压强/kPa
时间/s
0
100
200
300
120
140
160
镁与盐酸、醋酸反应时气体压强随时间的变化示意图
2 mol/L盐酸
2 mol/L醋酸
结 论:1.等质量的镁分别与同体积同浓度的盐酸和醋酸反应时,与盐酸反应的速率大,与醋酸反应的速率小。
2.过量的镁分别与同体积同浓度的盐酸和醋酸反应时,生成氢气的体积相同。
【思考】镁与盐酸、醋酸在反应的不同阶段,两个反应的速率变化是否相同? 为什么?
①初始阶段的反应速率:
盐酸 > 醋酸
②随着反应的进行:
HCl == H+ + Cl−
CH3COOH CH3COO¯ + H+
c(H+)下降明显
Mg
+
Mg
+
c(H+)下降,电离平衡正向移动
c(H+)下降幅度不如盐酸中明显
与Mg条化学反应速率的变化,盐酸的减小非常明显,
醋酸的相对变化幅度小
学习任务一:强电解质与弱电解质的比较
【思考】为什么反应结束时,产生氢气的体积是相同?镁与盐酸、醋酸反应产生的气体多少,取决于什么?
Mg +2HCl ==MgCl2+H2↑
Mg + 2CH3COOH == (CH3COO)2Mg + H2↑
2 mL 2 mol/L
0.004 mol
0.002 mol
2 mL 2 mol/L
0.004 mol
0.002 mol
产生气体总量取决于酸能电离出的氢离子总量,两酸都是一元酸,并且等浓度等体积,即等物质的量,两酸含有可电离的氢离子总量相同,故最终生成的氢气的量一样多
分子多离子少,
分子是离子的储备库,
有反应就提供。
弱电解质水溶液的特点:
强电解质水溶液的特点:
有多少
就电离多少
学习任务一:强电解质与弱电解质的比较
比较项目 c(H+) 酸性 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
盐酸 大 强 相同 相同 大
醋酸溶液 小 弱 小
看酸的总量
看c(H+)
看c(H+)
(1)相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸溶液(如盐酸)与一元弱酸溶液(如醋酸)的比较
c(H+)决定反应速率的大小,
n(H+)决定消耗n(NaOH)及产生n(H2)。
学习任务一:强电解质与弱电解质的比较
将同浓度的盐酸与醋酸溶液加水稀释
7
0
V(水)
b
a
pH
CH3COOH
HCl
V'
加水稀释相同的倍数
醋酸溶液的pH大
7
0
V(水)
b
a
pH
CH3COOH
HCl
V1
V2
加水稀释到相同的pH
盐酸加入的水多
(1)相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸溶液(如盐酸)与一元弱酸溶液(如醋酸)的比较
学习任务一:强电解质与弱电解质的比较
(2)相同体积、相同c(H+)的一元强酸溶液(如盐酸)与一元弱酸溶液(如醋酸)的比较
比较项目 c(酸) 酸性 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
盐酸 小 相同 小 少 初始相同,而后醋酸的速率更快
醋酸溶液 大 大 多
看酸的总量
看c(H+)
看c(H+)
学习任务一:强电解质与弱电解质的比较
同pH同体积的盐酸与醋酸溶液与足量锌反应
HCl
CH3COOH
t
V(g)
0
学习任务一:强电解质与弱电解质的比较
(2)同pH、同体积的一元强酸、一元弱酸比较
将同pH的盐酸与醋酸溶液加水稀释
7
0
V(水)
b
a
pH
HCl
CH3COOH
V'
加水稀释相同的倍数
盐酸的pH大
7
0
V(水)
b
a
pH
HCl
CH3COOH
V1
V2
加水稀释到相同的pH
醋酸溶液加入的水多
学习任务一:强电解质与弱电解质的比较
【典例分析】某温度下,和的电离常数分别为和。将 和
体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其 随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确
的是( )。
C
A.曲线Ⅰ代表 溶液
B.溶液中酸根离子浓度:点 点
C.从点到 点,溶液中的阴离子总浓度减小
D.相同体积点的两溶液分别与 恰好中和后,溶
液中 相同
学习任务一:强电解质与弱电解质的比较
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课堂练习
【课本】P62
5. (1)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的强
(2)中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸,中和盐酸所需氢氧化钠的物质的量多与醋酸
错。导电能力的强弱主要取决于溶液中自由移动离子的浓度大小与离子所带的电荷数
错。等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸中所含H+的总物质的量是相等的,中和它们所需要的氢氧化钠的物质的量一样多
课堂练习
【课本】P62
5. (3)将NaOH溶液和氨水中溶质的浓度各稀释到原浓度的1/2,两者的 c(OH- )均减少到原来的1/2
(4)如果盐酸中溶质的浓度是醋酸中溶质浓度的2倍,则盐酸中c(H+ )也是醋酸中c(H+ )的2倍
错。NaOH是强电解质,将其溶液中溶质的浓度稀释至原来的1/2,减少为原来的1/2;一水合氨是弱电解质,稀释会促进一水合氨电离,将其溶液的溶质浓度稀释至原来的1/2,的减少不足原来的1/2
错。盐酸是强酸,HCl完全电离,c(H+ )等于c(HCl);醋酸是弱电解质,CH3COOH在水中部分电离,c(H+ )小于c(CH3COOH)。所以如果盐酸中溶质的浓度是醋酸中溶质浓度的两倍,则盐酸中c(H+ )的大于醋酸中c(H+ )的2倍
课堂练习
【课本】P62
5. (5)物质的量浓度相等的磷酸钠和磷酸中PO43-的浓度相同
错。磷酸钠是强电解质,在水中完全电离;磷酸是弱电解质,在水中部分电离,且电离分步进行,PO43-来自磷酸的非常微弱的第三部电离。所以当物质的量浓度相同时,磷酸钠溶液中所含PO43-的浓度比磷酸中所含PO43-的浓度大
【思考】设计实验证明:
醋酸溶液中存在CH3COOH ⇌ CH3COO-+H+的电离平衡。
①测定0.1mol/L的醋酸溶液的PH:
大于1
②在醋酸溶液中滴入石蕊溶液,溶液呈红色,再加热溶液。
加热后红色变深。说明加热能促进醋酸的电离,c(H+)增大,红色加深。即可证明醋酸溶液中存在电离平衡。
③在醋酸溶液中滴入石蕊溶液,溶液呈红色,再加入少量CH3COONH4固体。
红色变浅
④在室温下,将锌粒投入相同浓度的醋酸和盐酸中,比较起始速率大小。
盐酸产生H2快
学习任务二:证明弱电解质的方法
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1.在一定温度下,有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸:
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是________________(用字母表示,下同)。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是________________。
(3)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是_________。
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是_____________。
(5)当三者c(H+)相同且体积也相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为__________,反应所需时间的长短关系是________________。
(6)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是________________。
【课堂检测】
b>a>c
b>a=c
c>a>b(或c>a=2b)
c>a=b
a = b = c
a=b>c
c>a=b
$