摘 要: 作為歷年高考的熱點和高中化學的重難點之一,“水的電離平衡”一直是廣大化學教師研究探討的話題之一,作者根據多年的教學經驗,從水電離出的C■或C■濃度的大小這一角度,淺析了一些習題的解析方法。
關鍵詞: 水的電離平衡 酸堿性 濃度 典型習題
水的電離平衡是高中化學的重難點之一,也是歷年高考的熱門。只有認識理解了水的電離平衡及其移動,才能從本質上把握溶液的酸堿性和pH值這一部分知識。下面我們從水的電離平衡的基礎知識入手,分析溶液的酸堿性與溶液中C■和C■的關系,最后通過幾道關于溶液中C■、C■大小的習題進行解析。
一、水的電離平衡
水是一個極弱的電解質,可以發(fā)生極微弱的電離,即H■O?葑H■+OH■。在25℃時水的離子積,即K■=C■×C■=1×10■,其中C■=C■=1×10■mol/L。但如下幾種因素都會影響水的電離平衡,如:
(1)溫度,由于水的電離是一個吸收熱量的過程,故隨著溫度的上升,水的電離程度加大,水的離子積增大,反之,隨著溫度的下降,水的電離程度減小,水的離子積減小。
(2)外加酸堿,在純水中加入酸或堿,酸電離出的H■或堿電離出的OH■均能使水的電離平衡左移,即外加酸、堿抑制水的電離。
(3)外加能與能與H■或OH■反應的物質,如Na、K可與水電離出的H■直接發(fā)生置換反應,產生H■,減小了C■,使水的電離平衡右移,即能促進水的電離。
水的離子積不僅在純水中適用,酸堿鹽的稀溶液中也適用,且在任何的溶液里由水電離出的C■和C■都相等。
二、溶液的酸堿性
C■和C■存在在任何性質的水溶液中,不能憑水中是否含有C■、C■判斷溶液的酸堿性。對于溶液的酸堿性判斷,我們可以用以下兩種方法:
(1)看C■與C■的相對大?。篊■>C■為酸性溶液;C■=C■為中性溶液;C■ (2)在常溫時:C■=C■=1×10■mol/L為中性溶液;C■>C■,C■>1×10■mol/L為酸性溶液;C■ 這里要注意的是,酸的強弱是指酸電離出H■的難易,溶液的酸性強弱是指溶液中C■的大小。 三、典型例題解析 依據電離平衡特點,在水中加H■或OH■可抑制其電離,使水電離的C■或C■濃度減少,當在水中加入弱酸根或弱堿根時,弱酸根或弱堿根接受水電離出的H■或OH■,使水電離出的C■或C■濃度增大,即促進水的電離??墒窃谀承┝曨}中只告訴水電離出的C■或C■濃度,那么怎樣解答這一類習題呢?下面我們通過兩個例子作具體解析。 例一:在室溫下,某溶液中由水電離的C■為1×10■mol/L,則該溶液中一定不可能大量存在的離子組是(■ 解析:解決這一問題的關鍵是“某溶液”和誰電離出的C■=1×10■mol/L,是什么溶液,是酸性還是堿性,從水的電離可以看出C■=1×10■mol/L時,該溶液是抑制水的電離時,加酸可以抑制水的電離,加堿也可以抑制水的電離,故溶液可以是酸性溶液也可以是堿性溶液,故該題考查的既不能在酸性溶液中共存,又不能在堿性溶液中共存的離子組,A項中Fe■,C項中NH■、Fe■可以存在于酸性溶液中,D項中CO■■可以存在于堿性中,而B項中HCO■■既可以與酸反應又可與堿反應。故選項B符合題意。 例二:常溫下,一定濃度的某溶液,由水電離的C■=1×10■mol/L,則該溶液中的溶質可能是(?搖 ?搖) A.Al■(SO■)■?搖?搖?搖?搖B.CH■COOH?搖?搖?搖?搖C.NaOH?搖?搖?搖?搖D.CH■COOK 解析:從該題可以看出,解題關鍵是“某溶液”酸堿性不明確,有水電離出的C■=1×10■mol/L,該溶液可以是酸性也可以是堿性,但無論是酸性或堿性都是促進水的電離的,故是屬類水解類型,B項、C項不符合,而A項Al■可以促進水的電離,D項中的CH■COOK也可以促進水的電離,故A項、D項均符合題意。 四、結語 由此可以看出,解這類題的關鍵首先要牢記由水電離出的H■和OH■始終相等,其次要弄清楚是抑制水的電離還是促進水的電離,在常溫下當水電離出的H■或OH■濃度大于10■mol/L時,說明是促進水的電離,而弱酸根或弱堿根都可以促進水的電離,故可以是弱堿強酸鹽也可以是弱酸強堿鹽;當由水電離的H■或OH■濃度小于10■mol/L時,說明是抑制水的電離,而加酸或堿都可以抑制水的電離,故可以是堿性溶液也可以是酸性溶液。在此要注意題目給出的條件,尤其是給出的溫度,因電離是吸熱過程,溫度不同電離程度不同,只要把這三個關鍵點找準,做這種題就很容易。 參考文獻: [1]周紅杰.水的電離和溶液pH計算專題導析[J].高中生之友,2005(19). [2]姜幸光.電離平衡中疑點、易錯點歸納與辨析[J].化學教學,2007(01). [3]趙繼海,劉懿梅.水的電離相關問題類析[J].數理化學習(高中版),2006(22).