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溶液中的离子反应
[核心素养发展目标]1.证据推理与模型认知:建立弱电解质的电离及其平衡,酸碱溶液中水的电离,酸碱中和滴定等学问应用的方法思维模型,并运用模型解答相关问题。2.科学探究与创新意识:知道酸碱中和滴定的主要仪器及运用。知道酸碱中和滴定的试验操作、数据处理、误差分析等在氧化还原滴定中的迁移应用。
一、强电解质和弱电解质的比较与推断
例1下列事实能说明醋酸是弱电解质的是()
①醋酸与水能以随意比互溶;
②醋酸溶液能导电;
③醋酸稀溶液中存在醋酸分子;
④常温下,0.1mol·L-1醋酸的pH比0.1mol·L-1盐酸的pH大;
⑤醋酸能和碳酸钙反应放出CO2;
⑥大小相同的铁片与同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应,醋酸产生H2速率慢。
A.②⑥ B.③④⑤
C.③④⑥ D.①②
答案C
解析①醋酸与水能以随意比互溶与醋酸电离程度没有关系;②醋酸溶液能导电与离子浓度和所带电荷数有关,不能说明醋酸的电离程度;⑤只能说明醋酸酸性强于碳酸,不能说明醋酸是弱电解质。故选C。
弱电解质的推断方法
要证明某电解质是弱电解质,关键在于一个“弱”字,即证明它只是部分电离或其溶液中存在电离平衡。以一元弱酸HA为例,证明它是弱电解质的常用方法有:
(1)酸溶液中c(H+)的大小
0.1mol·L-1HA溶液中c(H+)<0.1mol·L-1;将c(H+)=1×10-2mol·L-1的HA溶液稀释100倍,稀释后溶液中1×10-4mol·L-1<c(H+)<1×10-2mol·L-1。
(2)溶液导电实力的强弱
0.1mol·L-1HCl溶液和0.1mol·L-1HA溶液,前者的导电实力明显强。
(3)与活泼金属反应速率的大小
相同物质的量浓度的HCl溶液和HA溶液,与(形态、颗粒大小)相同的活泼金属反应,前者的反应速率大。
(4)典型化学反应
将二氧化碳通入NaA溶液中有HA生成,或HA溶液与NaHCO3溶液不反应。
变式1(2024·温州市“十五校联合体”期末)室温下,相同浓度和体积的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的是()
A.两溶液中水的电离程度相同
B.分别用水稀释相同倍数后,c(Cl-)c(CH3COO-)
C.盐酸的pH大于醋酸溶液的pH
D.分别与物质的量浓度相同的NaOH溶液恰好反应完全时,盐酸消耗NaOH溶液的体积多
答案B
解析盐酸的酸性比醋酸强,两者电离出的氢离子浓度不同,对水的电离的抑制程度不同,水的电离程度不同,A、C错误;分别用水稀释相同倍数后,盐酸和醋酸的浓度仍旧相等,但盐酸的电离程度比醋酸大,c(Cl-)c(CH3COO-),B正确;相同浓度、体积的盐酸和醋酸溶液,含有的氯化氢和醋酸的物质的量相等,消耗NaOH溶液的体积相同,D错误。
二、弱电解质的电离平衡及其移动
例2在0.1mol·L-1NH3·H2O溶液中存在如下平衡:NH3+H2ONH3·H2ONHeq\o\al(+,4)+OH-。下列有关该溶液的叙述正确的是()
A.向其中加入少量浓盐酸,盐酸与NH3反应生成NH4Cl,使NH3浓度减小,NHeq\o\al(+,4)浓度增大,平衡逆向移动
B.向其中加入少量NaOH固体,OH-与NHeq\o\al(+,4)结合生成NH3·H2O,使NHeq\o\al(+,4)浓度减小,平衡正向移动
C.向其中加入少量0.1mol·L-1NH4Cl溶液,电离平衡常数不变,溶液中c(OH-)减小
D.向其中加入少量MgSO4固体,溶液中c(OH-)增大
答案C
解析A项,加入少量浓盐酸,首先发生反应H++OH-===H2O,使OH-浓度减小,平衡正向移动;B项,加入少量NaOH固体,使OH-浓度增大,平衡逆向移动;C项,加入少量0.1mol·L-1NH4Cl溶液,使NHeq\o\al(+,4)浓度增大,平衡逆向移动,溶液中c(OH-)减小;D项,加入少量MgSO4固体发生反应Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,溶液中c(OH-)减小。
从定性和定量两个角度分析电离平衡移动
(1)从定性角度分析:用化学平衡理论分析弱电解质的电离平衡问题时,考虑的主要因素有稀释、变更温度、加入能电离出相同离子的物质等。在分析这类问题时,易出现的错误是认为平衡移动的方向和平衡混合物中各组分的浓度变更总一样。应当深刻地理解勒夏特列原理:平衡向“减弱”这种变更的方向移动,但移动结果不能“抵消”这种变更。
(2)从定量角度分析:当变更影响电离平衡的条件后分析两种微粒浓度之比的变更时,若不能通过平衡移动的方向作出推断,应采纳电离平衡常数进行定量分析。
变式2水的电离平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()
A.图中对应点的温度关系为a>b>c
B.纯水仅上升温度
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