侯劍
水溶液中的離子平衡是高中化學(xué)知識的重點(diǎn),也是高考考查的熱點(diǎn)題型。為加強(qiáng)理解掌握水溶液中的離子平衡的有關(guān)知識,下面針對它的常見誤區(qū)進(jìn)行剖析。
一、有關(guān)電解質(zhì)的常見誤區(qū)剖析
1.誤認(rèn)為不是電解質(zhì)的物質(zhì)就是非電解質(zhì)。
剖析 電解質(zhì)和非電解質(zhì)研究的對象是化合物,而單質(zhì)既不是電解質(zhì),也不是非電解質(zhì)。
2.誤認(rèn)為在水溶液里導(dǎo)電能力強(qiáng)的電解質(zhì)是強(qiáng)電解質(zhì),導(dǎo)電能力弱的電解質(zhì)是弱電解質(zhì)。
剖析 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性取決于離子的濃度和離子所帶電荷,而與電解質(zhì)的強(qiáng)弱沒有必然聯(lián)系。3.誤認(rèn)為強(qiáng)電解質(zhì)都是離子化合物。
剖析 電解質(zhì)的強(qiáng)弱決定于其在水溶液里能否完全電離,強(qiáng)酸(如H2SO4、HCl、HNO3)都屬于強(qiáng)電解質(zhì),但它們都是共價(jià)化合物。
4.誤認(rèn)為電解質(zhì)在任何情況下都能夠?qū)щ姟?/p>
剖析 電解質(zhì)只有在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ?,否則不能導(dǎo)電。如氯化鈉晶體不導(dǎo)電。
5.誤認(rèn)為鹽都是強(qiáng)電解質(zhì)。
剖析 絕大多數(shù)鹽是強(qiáng)電解質(zhì),但氯化汞、醋酸鉛等少數(shù)鹽是弱電解質(zhì)。
二、電離平衡的常見誤區(qū)剖析
1.誤認(rèn)為電離平衡向電離方向移動,弱電解質(zhì)的電離程度一定增大。
剖析 升高溫度使電離平衡向電離方向移動,則弱電解質(zhì)的電離程度增大;但增大濃度使電離平衡向電離方向移動,則弱電解質(zhì)的電離程度減小。
2.誤認(rèn)為弱電解質(zhì)在加水稀釋時(shí),溶液中離子濃度都減小。
剖析 弱酸在稀釋時(shí),弱酸電離出的H+和弱酸根離子的濃度減小,但c(OH-)增大;弱堿(如氨水)在加水稀釋的過程中,弱酸電離出的OH-和弱堿根離子的濃度減小,但c(H+)增大。
3.誤認(rèn)為電離平衡向電離的方向移動,電離常數(shù)一定增大。
剖析 電離常數(shù)只與溫度有關(guān);若增大弱電解質(zhì)的濃度使電離平衡正向移動,則電離常數(shù)不變。
4.誤將多元弱酸的電離方程式寫出一步電離。
剖析 多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的,其電離方程式要分步書寫。如H2CO3的電離方程式依次為
H2CO3H++HCO-3
HCO-3H++CO2-3
5.誤將多元弱酸HnA的電離平衡常數(shù)表達(dá)式寫為K=cn(H+)·c(An-)c(HnA)。
剖析 多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的,其電離常數(shù)分別為:HnA的第一步電離常數(shù)表達(dá)式為K1=c(H+)·c(Hn-1A-)c(HnA),HnA的第二步電離常數(shù)表達(dá)式為K2=c(H+)·c(Hn-2A2-)c(Hn-1A),……。如H2S的第一步、第二步電離常數(shù)表達(dá)式分別為K1=c(H+)·c(HS-)c(H2S)、K2=c(H+)·c(S2-)c(HS-)。
三、水的電離和溶液的酸堿性的常見誤區(qū)剖析
1.誤認(rèn)為水的電離常數(shù)就是水的離子積Kw。
剖析 水的電離方程式為
H2OH++OH-
水的電離常數(shù)表達(dá)式為K電離=c(H+)·c(OH-)c(H2O)
而水的離子積Kw=c(H+)·c(OH-)。
2.誤認(rèn)為在一定溫度下向純水中加入酸或堿,使水的電離平衡向左移動,則Kw減小。
剖析 Kw只與溫度有關(guān),而與溶液的酸堿性無關(guān);即在一定溫度下,無論是在純水中,還是在酸性、中性或堿性溶液中,Kw恒為一個(gè)常數(shù);則在一定溫度下向純水中加入酸或堿,盡管使水的電離平衡向左移動,但Kw不變。
3.誤認(rèn)為在蒸餾水中加入濃硫酸,Kw不變。
剖析 在蒸餾水中加入濃硫酸,溫度升高,Kw增大。
4.25℃時(shí)氯化鈉溶液和醋酸銨溶液均呈中性,誤認(rèn)為兩溶液中水的電離程度相同。
剖析 醋酸銨能夠水解,促進(jìn)水的大量,則醋酸銨溶液中水的電離程度大于氯化鈉溶液中水的電離程度。
5.誤認(rèn)為25 ℃時(shí)由水電離出的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液一定是堿溶液。
剖析 常溫時(shí)由水電離出的c(H+)=1×10-13mol·L-1<1×10-7mol·L-1,水的電離受到抑制,則其溶液可能是堿溶液或酸溶液。如室溫時(shí),0.1mol·L-1的鹽酸或0.1mol·L-1的NaOH溶液中由水電離出的c(H+)都是1×10-13mol·L-1[在酸溶液中,由水電離出的c(H+)等于溶液中的c(OH-);在堿溶液中,由水電離出的c(H+)等于溶液中的c(H+)]。
6.誤認(rèn)為pH=7的溶液一定呈中性,pH<7的溶液一定呈酸性。
剖析 在常溫(25℃)時(shí),pH=7的溶液呈中性,pH<7的溶液呈酸性;而溫度高于常溫(25℃)時(shí),pH=7的溶液呈堿性,pH<7的溶液不一定呈酸性;如在100℃時(shí),pH=7的溶液呈堿性,pH=6的溶液呈中性。
7.誤認(rèn)為使用pH試紙測定溶液的pH時(shí)應(yīng)將pH試紙濕潤。
剖析 使用pH試紙測定溶液的pH時(shí)不能濕潤pH試紙(因若將pH試紙濕潤,相當(dāng)于將待測液稀釋)。
8.誤認(rèn)為用濕潤的pH試紙測定溶液的pH,一定會使結(jié)果偏低。
剖析 若所測溶液是酸性溶液,則所測結(jié)果pH偏高;若所測溶液是中性溶液,則所測結(jié)果pH不受影響;若所測溶液是堿性溶液,則所測結(jié)果pH偏低。
9.誤認(rèn)為酸堿滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)恰好完全反應(yīng)
剖析 因?yàn)橹甘緞┐嬖谧兩秶?,所以酸堿滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)不一定恰好完全反應(yīng)(室溫時(shí),強(qiáng)酸與強(qiáng)堿滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)不一定pH=7),但在允許誤差范圍內(nèi)。
四、鹽類的水解的常見誤區(qū)剖析
1.誤認(rèn)為水解平衡正向移動,鹽的水解程度一定增大。
剖析 若升高溫度使水解平衡正向移動,則鹽的水解程度增大;若增大濃度使水解平衡正向移動,則鹽的水解程度減小。
2.誤認(rèn)為泡沫滅火器中常使用的藥劑是碳酸鈉溶液和硫酸鋁溶液。
剖析 為加快產(chǎn)生二氧化碳的速率,泡沫滅火器中常使用的藥劑是碳酸氫鈉溶液和硫酸鋁溶液。
五、難溶電解質(zhì)的溶解平衡的常見誤區(qū)剖析
1.誤認(rèn)為溫度升高,溶解平衡都向右移動。
剖析 一般說來,溫度升高,溶解平衡向右移動;但Ca(OH)2的溶解度隨著溫度的升高而減小,則溫度升高,其溶解平衡[Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)]向左移動。
2.誤認(rèn)為難溶物的Ksp越小,其飽和溶液的物質(zhì)的量濃度一定越小。
剖析 對于相同類型的難溶物,Ksp越小,其飽和溶液的物質(zhì)的量濃度就越小;對于不同類型的難溶物,Ksp越小,其飽和溶液的物質(zhì)的量濃度不一定越小。如25℃時(shí),Ksp(AgCl)=1.8×10-10>Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12,但其飽和溶液的物質(zhì)的量濃度c(AgCl)=1.3×10-5mol·L-1
3.誤認(rèn)為溶解度小的沉淀不能轉(zhuǎn)化為溶解度大的沉淀 剖析 事實(shí)上,在溶液中只要滿足Qc>Ksp,溶解度小的沉淀也可能轉(zhuǎn)化為溶解度大的沉淀。 4.誤認(rèn)為Ksp小的沉淀不能轉(zhuǎn)化為Ksp大的沉淀。 剖析 當(dāng)兩種沉淀的Ksp比較接近時(shí),通過調(diào)節(jié)某種離子的濃度,可實(shí)現(xiàn)由Ksp小的沉淀轉(zhuǎn)化為Ksp大的沉淀。 5.誤認(rèn)為升高溫度,Ksp一定增大。 剖析 升高溫度,Ca(OH)2的Ksp減小。 6.誤認(rèn)為某離子被沉淀完是指該離子在溶液中的濃度為0。 剖析 某離子被沉淀完全,一般是指該離子在溶液中的濃度小于1×10-5mol·L-1。 (收稿日期:2021-09-10)