如何判断(或计算)溶液中c水(H+)或c水(OH-)的大小,如何找出c水(H+)与c水(OH-)的物料守恒关系,是本篇解决的问题。
●难点磁场
请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。
Na2S(aq)中,下列说法正确的是________。
A.2c(Na+)+c(H+)====c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
B.c(Na+)+c(H+)====2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
C.c(H+)+c(HS-)+2(H2S)====c(OH-)
D.c(Na+)====2c(S2-)+2(HS-)+2c(H2S)
●案例探究
[例1]室温下,在pH=12的某溶液中,由水电离生成的c(OH-)为
A.1.0×10-7mol·L-1B.1.0×10-6 mol·L-1
C.1.0×10-2mol·L-1D.1.0×10-12 mol·L-1
命题意图:考查学生对不同条件下水电离程度的认识,同时考查学生思维的严密性。
知识依托:水的离子积。
错解分析:pH=12的溶液,可能是碱溶液,也可能是盐溶液。忽略了强碱弱酸盐的水解,就会漏选D。
解题思路:先分析pH=12的溶液中c(H+)、c(OH-)的大小。由c(H+)=10-pH得:
c(H+)=1.0×10-12mol·L-1
c(OH-)=1.0×10-2mol·L-1
再考虑溶液中的溶质:可能是碱,也可能是强碱弱酸盐。
最后进行讨论:
(1)若溶质为碱,则溶液中的H+都是水电离生成的:
c水(OH-)=c水(H+)=1.0×10-12mol·L-1
(2)若溶质为强碱弱酸盐,则溶液中的OH-都是水电离生成的:
c水(OH-)=1.0×10-2mol·L-1
答案:CD
[例2](NH4)2CO3(aq)中存在________种粒子。试完成下列问题:
(1)根据电荷守恒,写出一个用离子浓度表示的等式:;
(2)根据水的电离,写出一个含有c(H+)和c(OH-)的等式:;
(3)根据(NH4)2CO3中,C、N原子个数关系,写出一个含有c(NH+4)和c(CO)的等式:。
命题意图:考查学生对电荷守恒和物料守恒的认识;考查学生分析、解决、归纳水解问题的能力。
知识依托:盐类的水解。
错解分析:不清楚CO 与其所带电荷的关系而错解(1);不清楚H2CO3、HCO中氢的来源及他们与水电离的OH-的关系而错解(2);不清楚(NH4)2CO3中C、N原子个数比为1∶2,及碳、氮的具体存在形式而错解(3)。
解题思路:(NH4)2CO3(aq)中存在以下几种水解和电离方程式:
(NH4)2CO3====2NH +CO
H2O H++OH-
NH +H2ONH3·H2O+H+
CO +H2O HCO +OH-
HCO +H2OH2CO3+OH-
以上所列粒子,除(NH4)2CO3外都存在,共有8种。
虽然NH 与CO 的水解能够相互促进,但不够剧烈,故水解反应不能进行到底。
(1)由于1个CO 带2个负电荷,即c(CO )所带负电荷可表示为:2c(CO),根据正负电荷总数相等可得答案。
(2)水电离出的H+与OH-是相等的,但水电离出的H+不全部独立的存在于溶液中,有的存在于HCO中,有的存在于H2CO3,故由水电离出的H+总数可以浓度形式表示为:c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)。同样,水电离出的OH-也不全部独立存在于溶液中,有的被NH俘获存在于NH3·H2O中,被NH+4俘获的OH-数与它们结合生成的NH3·H2O数是相等的,故由水电离出的OH-总数可以用浓度形式表示为:c(OH-)+c(NH3·H2O)。
(3)(NH4)2CO3中,N(N)∶N(C)=2∶1。(NH4)2CO3中的N原子,有的存在于NH中,有的存在于NH3·H2O中,其总数以浓度形式可表示为:c(NH)+c(NH3·H2O)。(NH4)2CO3中的C原子,有的存在于CO中,有的存在于HCO中,还有的存在于H2CO3中,其总数以浓度形式可表示为:c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)。依据N、C原子个数比答案可得。
答案:8 (1)c(NH)+c(H+)====c(OH-)+c(HCO)+2c(CO )
(2)c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)====c(OH-)+c(NH3·H2O)
(3)c(NH)+c(NH3·H2O)====2c(CO)+2c(HCO )+2c(H2CO3)
●锦囊妙计
一、c水(H+)[或c水(OH-)]的求解规律
1.强酸溶液:
c水(H+)×c酸(H+)=Kw[或c水(H+)=]
弱酸溶液中:
c水(H+)=
2.碱溶液中:
c水(OH-)·c碱(OH-)=Kw[或c水(OH-)=]
对于弱碱中的氨水溶液:
c水(OH-)=
3.盐溶液中,c水(H+)、c水(OH-)的求解规律:
(1)常温下,强碱弱酸盐溶液中,c水(H+)或c水(OH-)的求解规律分别是
c水(OH-)=10pH-14
c水(H+)=c溶液(H+)+[HiA(n-i)-]=10-pH+[HiA(n-i)-]
(An-代表弱酸根离子)
(2)常温下,强酸弱碱盐溶液中,c水(H+)、c水(OH-)的求解规律分别是
c水(H+)=10-pH
c水(OH-)=c溶液(OH-)+c[M(OH)n-1]
(Mn+代表弱碱阳离子)
二、有关溶液的物料守恒
1.强酸弱碱盐溶液中:
c(H+)=c(OH-)+c(被弱碱阳离子结合的OH-)
2.强碱弱酸盐溶液中:
c(OH-)=c(H+)+c(被弱酸根结合的H+)
3.对所有盐溶液而言都可根据溶质的分子组成列出一个阴、阳离子浓度的关系式。
●歼灭难点训练
1.(★★★)水是一种极弱的电解质,在室温下平均每n个水分子中只有1个分子发生电离,则n值是()
A.107B.5.56×108
C.1.0×10-14D.55.6
2.(★★★★)常温下,在pH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶液中,设由水电离产生的OH-浓度分别为Amol·L-1与Bmol·L-1,则A与B的关系为()
A.A>BB.A=10-4B
C.B=10-4A D.A=B
3.(★★★★)在室温下,某溶液中由水电离出的H+浓度为1.0×10-13mol·L-1,则此溶液中一定不可能大量存在的离子组是()
A.Fe3+、NO、Cl-、Na+B.Ca2+、HCO 、Cl-、K+
C.NH 、Fe2+、SO 、NOD.Cl-、SO 、K+、Na+
4.(★★★★★)Na3PO4(aq)中有多种分子和离子,其总数为种。试完成下列问题。
(1)写出一个以离子浓度表示的电荷守恒等式:。
(2)写出一个含有c(OH-)和c(H+)的等式:。
(3)根据Na3PO4中Na、P原子个数关系,写出一个含有c(Na+)和c(PO)的等式:。
附:参考答案
难点磁场
提示:根据电荷守恒,可知A错B对。根据由水电离产生的H+和OH-个数相等,可知C对。根据Na2S中,Na+个数是S2-的两倍,可知D对。
答案:BCD
歼灭难点训练
1.提示:常温下,c(H+)=1.0×10-7mol·L-1,即每升水中已电离的水的物质的量是1.0×10-7mol,而每升水的物质的量是 ,则:
n= mol∶10-7 mol=5.56×108
答案:B
2.提示:本题有两种解法。
方法1(常规解法):NaOH(aq)中:
c水(OH-)=c水(H+)=mol·L-1=1.0×10-5 mol·L-1
CH3COONa(aq)中:
c′水(OH-)=c′总(OH-)=10-9mol·L-1
则A∶B=10-4
方法2(巧解法):NaOH(aq)中,水的电离被抑制;CH3COONa(aq)中,水的电离被促进;故A<B。
答案:B
3.提示:c水(H+)=1.0×10-13mol·L-1,则该溶液可能是强碱性溶液,也可能是强酸性溶液,总之,水的电离被抑制。因而“一定不可能大量存在”是指酸性和碱性条件下都不能大量存在。
答案:BC
评注:若去掉题干中的“不可”,则选D。若去掉题干中的“一定不”,则选AD。
4.提示:Na3PO4完全电离,水部分电离:
Na3PO4====3Na++PO
H2O H++OH-
PO 发生系列水解:
PO +H2O HPO +OH-
HPO +H2O H2PO +OH-
H2PO +H2OH3PO4+OH-
答案:8
(1)c(Na+)+c(H+)==c(OH-)+3c(PO)+2c(HPO )+c(H2PO )
(2)c(H+)+c(HPO)+2c(H2PO)+3c(H3PO4)==c(OH-)
(3)c(Na+)==3c(PO )+3c(HPO)+3c(H2PO)+3c(H3PO4)
有些图表丢失,完整版可由以下链接下载
/file/f97762ba65
桑建强:高中化学解题方法归纳----16水的电离.doc
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