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弱电解质

弱电解质范文第1篇

一、问题探究,讨论出真知

我根据自己已有的知识、经验,提出问题,引导学生独立思考,通过师生互动解决问题。我有意识地创设问题情境,使学生置身于问题之中,形成强烈的问题意识,更能活跃学生的思维,发挥学生的主体作用,让学生成为学习的真正主人。

【投影问题】1.生活中,你们知道哪些物质是电解质?2.电解质与非电解质的差别?3.单质和混合物是电解质或非电解质?4.NH3、CO2、SO3等的水溶液能导电,它们是电解质吗?

二、实验探究,激趣求实

教师根据生活现象提出问题,引导学生充分思考后探索,培养学生的动手探索能力,实践出真知,理论联系实际。

(提出问题)盐酸与醋酸是生活中常用酸,盐酸常用于卫生用具的清洁和去除水垢,为什么不用醋酸代替盐酸呢?

(讨论)有个同学抢着回答:“是浓度不同。”有的说:“我们很喜欢吃酸醋排骨,但我们不敢吃盐酸排骨,为什么呢?”有的说:“除去水瓶里的水垢用醋酸,而不用盐酸,因盐酸的酸性强。”……

「提问醋酸的去水垢能力不如盐酸强,除浓度之外是否还有其它因素?

科学探究1 【投影】实验3-1 体积相同,氢离子浓度相同的盐酸和醋酸与等质量锌粒反应,并测量溶液的pH值。

我在教学中尽可能营造和谐宽松的学习环境,让学生乐于思考、动手、讨论、公开成果及困惑,然后对其所探究的结论分析整合,解疑释难。

【激趣引导】边观察学生实验,边引导:两种溶液的相同点有(1)HCl和 CH3COOH都是电解质。(2)金属与酸反应实质是与氢离子反应。(3)酸的浓度、温度、体积均相同且金属的质量也相同。(4)影响反应速率的因素是——同学们抢着说:“只有氢离子浓度的大小了”。

有些同学在观察现象时,只是光看而不思,我引导学生对现象进行分析,思考产生现象的原因。观察与思考相结合,以看启思,以思促看,才能使观察更深入、更有效。

【同学记录的现象】开始时,盐酸与锌粒反应剧烈。盐酸的pH值为1,醋酸pH大于1。

(引导思考)反应现象与pH不同的原因?

【同学分析整合】由于锌与盐酸反应速率较大,表明同体积、同浓度的盐酸比醋酸中氢离子浓度大,由此推断,在水溶液中,HCl易电离,CH3COOH较难电离。由于相同物质的量的盐酸比醋酸的pH小,且盐酸的物质的量与盐酸中氢离子相等,表明溶液中HCl分子是完全电离的,而醋酸的只是部分电离。

【结论】不同的电解质在水中的电离程度不一定相同。

三、合作探究,解疑释难

我一方面引导学生在假设中设计实验,观察分析实验现象,留意现象的差别,反应事实本质;另一面让学生合作探究实验结论,寻找改进实验的最佳方案。激发他们的求知欲望,产生新的学习需要。

有个同学提出:“我们煲甜醋猪脚时,加多点水,酸味就谈了很多,那么醋酸在水中电离是否受到水的用量或温度的影响呢?”首先我对这个同学进行表扬,然后我们一起探究这个问题。

科学探究2 强弱电解质在水中电离是否受外界条件影响?(根据本校的实际,尽可能多给学生自主实验的空间,只能探究醋酸的电离是否受到水量多少的影响。)

【实验】用两支试管分别取0.1mol/L的盐酸溶液和0.1mol/L的醋酸溶液各5ml测其溶液的pH。另取两个小烧杯,分别盛50ml蒸馏水,向其中一个烧杯内滴入一滴(约0.05ml)0.1mol/L的盐酸,向另一烧杯中滴入一滴0.1mol/L的醋酸,搅拌后,分别测其pH。

有个别组的同学负责记录实验现象,但他们已经忘记记录现象了,我连忙提醒学生做好观察记录,避免落记,这有利于根据实验现象进行细致的、全面的分析,得到全面的结论。

【记录现象】盐酸被稀释1000倍后,溶液的pH增大3个单位值,表明盐酸中的氢离子浓度减小到原来的1/1000,而醋酸被稀释1000倍后,溶液的pH增大不足2个单位,表明醋酸中的H+浓度降低要小得多,甚至不低于原溶液的1/100。

【同学分析整合】从现象表明了强电解质HCl在水中是完全电离的。弱电解质CH3COOH在水中只有部分分子发生电离,但随着溶液的稀释,发生电离的醋酸分子数目增多。即醋酸在水中电离过程是动态的,其电离程度并非固定不变的,而是随着溶液的稀释而增大。

【实验结论】醋酸电离程度可以随着外界条件的改变而改变。

(提问)既然CH3COOH的电离过程是动态的,那么已经电离产生的CH3COOH- 和H+是否能重新结合成分子呢?有何办法可以证明这一点?

科学探究3 弱电解质的电离平衡是否受到同离子效应?

实验:取上面装有剩余溶液的两支试管,在装有盐酸的试管内加入0.5gNaCl晶体,在装有醋酸的试管内加入0.5gCH3COONa晶体,充分震荡后,测其溶液的pH。

【同学记录现象】盐酸的试管中加入NaCl晶体,溶液的pH没有明显变化,在盛有醋酸的溶液加入醋酸钠晶体后,溶液的pH明显变大。

【同学分析】由于醋酸根离子的浓度增大,导致pH明显变大,即H+浓度明显减小,所以醋分子电离为离子的过程是可逆的。

弱电解质范文第2篇

一、设计思路 

《普通高中化学课程标准》(实验)中对于弱电解质电离的学习要求是:了解强、弱电解质在水溶液中电离程度的差异,能判断常见的强电解质和弱电解质,理解电离平衡概念,能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡,会书写常见弱电解质的电离方程式。再次是依据化学反应原理这一模块对于学生发展的要求,这一模块要求发展学生的微粒观、定量观、动态观及化学平衡观。学生通过初中及高一必修的学习,已经掌握了一些元素化合物的知识,同时通过对选修4中的前两章的学习,已经初步建立化学平衡概念,理解温度、浓度、压强及催化剂等对于化学平衡的影响,能够运用勒夏特列原理解释平衡移动,同时通过先前知识的学习,学生已经具备了一定的逻辑推理能力及实验操作能力,对于理论研究的过程也有了一定的了解。认知障碍主要是由于学生的微粒观还停留在静态的、定性的层面上,不能较好地理解弱电解质的电离平衡是动态的,同时学生对于化学平衡移动原理的掌握还不够深入,从化学平衡迁移到电离平衡也存在一定的问题。 

针对学生学习上的困难,笔者的教学设计将教学的重难点放在了弱电解质电离平衡如何建立上。笔者基于翻转课堂的理念,在视频录制时将微观粒子放大化,模拟了动态的醋酸电离及阴阳离子静电作用的过程,通过这样的方式使得学生从实质上理解弱电解质的电离平衡,帮助学生建立动态的电离平衡,而在课堂上教师引导学生类比化学平衡来更加深入地理解电离平衡的实质,通过探究性学习的方式让学生在积极的思考中理解电离平衡的影响因素,并在师生共同交流解决实际问题的过程中学会理论联系实际。这样的教学设计可以将传统的教师教、学生学的方式转变为学生自主学,师生在课堂上有了更加充分的交流,使得教学的效率得到提高。 

二、教学设计 

1.教学目标 

知识与技能: 

(1)理解强电解质、弱电解质的概念并学会区分。(2)描述弱电解质在水溶液中的电离平衡,能正确书写电离方程式。(3)理解一定条件下弱电解质的电离平衡移动及其影响因素。 

过程与方法: 

通过对强弱电解质电离的实验探究、讨论及类比等方法,培养科学探究意识能力。 

情感态度与价值观: 

(1)通过实验探究,体验科学探究的艰辛及丰富多彩的化学世界,认识化学与生活丰富的联系。 

(2)培养辩证地看待化学的意识。 

2.教学重点 

弱电解质电离平衡 

3.教学难点 

弱电解质电离平衡 

4.教学过程 

教学根据翻转课堂思想,教学分为课前视频制作与运用和课上教学两个部份。 

(1)课前教学视频的制作 

教师在课前通过视频软件制作相应的教学视频帮助学生建立起新知识和已有知识的联系。针对弱电解质的电离,在视频中呈现出两个问题。一个是强、弱电解质的定义和区别,针对这个方面教师可以提问强弱电解质的代表物质;另一个是弱电解质电离平衡的微观实质,教师可以通过电解质的电离及离子共存来说明弱电解质的电离实质,如醋酸是酸,属于电解质,在水溶液中发生电离生成氢离子和醋酸离子,同时氢离子和醋酸根又不可以大量共存,会结合生成醋酸分子。通过视频的学习学生可以了解弱电解质和强电解质的区别,并初步建立起的醋酸电离的动态平衡观念。 

(2)课上教学过程 

课堂的教学设计是在分组的基础上实施的。将全班分成同质的小组,以利于活动的开展。课堂教学的重点放在帮助学生建立电离平衡及弱电解质电离平衡的影响因素上,针对教学重点,笔者采取的教学方式主要有类比法,通过类比化学平衡帮助学生建立电离平衡;电离平衡的影响因素则主要运用实验探究法,通过学生自己设计及动手操作得出结论,具体教学设计如下。教师活动学生活动备注教师再现视频中提出的问题:强弱电解质的主要代表物质有哪些?一小组进行汇报,其他小组进行补充,如盐酸、硫酸、硝酸为强电解质。培养学生查阅资料的能力及小组协作能力教师针对学生汇报中的具体物质进行分类总结,得出:水学生认真听讲并记录给出规律性的结论方便学生记忆教师引导学生根据视频中建立的醋酸的电离平衡,尝试写出醋酸的电离方程式小组讨论后分别派代表书写 

CH3COOHCH3COO-+H+培养学生的微观意识教师进行评价,强调可逆号的含义,指出弱酸是分步电离,弱碱是一步电离。 

教师引导学生通过书写的电离方程式及类比化学平衡的特征概括出电离平衡的特征小组讨论,并由一组进行汇报,其他小组进行补充通过类比等科学的方法得出新知识教师评价并总结得出电离平衡的特征即:动:动态平衡;等:电离速率等于结合速率; 定:分子和离子浓度保持不变; 变:改变条件平衡破坏学生结合视频中醋酸的电离平衡进行理解给出口诀方便记忆教师再引导学生类比化学平衡图像,尝试画出电离平衡的图像。小组讨论后派代表分别画出 

通过图像更加深刻的理解电离平衡教师进行评价并讲解图像的含义,引导学生思考改变什么条件会破坏电离平衡,可以类比改变化学平衡的条件。小组讨论思考,回答温度、浓度。运用类比思想教师引导学生浓度可以包括分子的浓度和离子的浓度,同时类比化学平衡猜测改变温度、分子浓度及离子浓度对于电离平衡有什么影响?小组讨论,各组提出猜想:温度升高,电离程度变大。改变分子浓度,电离程度变小。改变离子浓度,电离程度变小。培养学生的思维能力教师引导各小组设计探究实验来验证各自的猜想。小组讨论设计实验,分别派代表进行表述培养学生的团队合作能力教师在黑板上总结各个小组的实验方案,并带领学生对各个实验方案的可行性进行分析,最后可行的方案则由该设计小组实施,教师则是提供实验所需的药品和仪器。 

可能的实验设计如下: 

弱电解质范文第3篇

1.掌握弱电解质的电离平衡。

2.了解电离平衡常数的概念。

3.了解影响电离平衡的因素

能力目标:

1.培养学生阅读理解能力。

2.培养学生分析推理能力。

情感目标:

由电解质在水分子作用下,能电离出阴阳离子,体会大千世界阴阳共存,相互对立统一,彼此依赖的和谐美。

教学过程

今天学习的内容是:“电离平衡”知识。

1.弱电解质电离过程(用图像分析建立)

2.当

则弱电解质电离处于平衡状态,叫“电离平衡”,此时溶液中的电解质分子数、离子数保持恒定,各自浓度保持恒定。

3.与化学平衡比较

(1)电离平衡是动态平衡:即弱电解质分子电离成离子过程和离子结合成弱电解质分子过程仍在进行,只是其速率相等。

(2)此平衡也是有条件的平衡:当条件改变,平衡被破坏,在新的条件下建立新的平衡,即平衡发生移动。

(3)影响电离平衡的因素

A.内因的主导因素。

B.外国有:

①温度:电离过程是一个吸热过程,所以,升高温度,平衡向电离方向移动。

②浓度:

问题讨论:在的平衡体系中:

①加入:

②加入:

③加入:各离子分子浓度如何变化:、、、溶液如何变化?(“变高”,“变低”,“不变”)

(4)电离平衡常数

(ⅱ)一元弱酸:

(3)一元弱碱

①电离平衡常数化是温度函数,温度不变K不变。

②值越大,该弱电解质较易电离,其对应的弱酸弱碱较强;值越小,该弱电解质越难电离,其对应的弱酸弱碱越弱;即值大小可判断弱电解质相对强弱。

③多元弱酸是分步电离的,一级电离程度较大,产生,对二级、三级电离产生抑制作用。如:

随堂练习

1.足量镁和一定量的盐酸反应,为减慢反应速率,但又不影响的总量,可向盐酸中加入下列物质中的()

A.B.C.D.

2.是比碳酸还要弱的酸,为了提高氯水中的浓度,可加入()

A.B.C.D.

3.浓度和体积都相同的盐酸和醋酸,在相同条件下分别与足量固体(颗粒大小均相同)反应,下列说法中正确的是()

A.盐酸的反应速率大于醋酸的反应速率

B.盐酸的反应速率等于醋酸的反应速率

C.盐酸产生的二氧化碳比醋酸更多

D.盐酸和醋酸产生的二氧化碳一样多

4.下列叙述中可说明酸甲比酸乙的酸性强的是()

A.溶液导电性酸甲大于酸乙

B.钠盐溶液的碱性在相同物质的量浓度时,酸甲的钠盐比酸乙的钠盐弱

C.酸甲中非金属元素比酸乙中非金属元素化合价高

D.酸甲能与酸乙的铵盐反应有酸乙生成

5.有两种一元弱酸的钠盐溶液,其物质的量浓度相等,现将这两种盐的溶液中分别通入适量的,发生如下反应:

和的酸性强弱比较,正确的是()

A.较弱B.较弱C.两者相同D.无法比较

总结、扩展

1.化学平衡知识与电离平衡知识对照比较。

2.一元弱酸弱碱中与的求法:

弱电酸中浓度:(酸为弱酸物质的量浓度)

弱碱中浓度:(碱为弱碱物质的量浓度)

3.讨论中存在哪些微粒?(包括溶剂)

4.扩展

难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。在常温下,溶液中各离子浓度以它们的系数为方次的乘积是一个常数,该常数叫溶度各()。例如

溶液中各离子浓度(加上其方次)的乘积大于、等于溶度积时出现沉淀,反之沉淀溶解。

(1)某溶液中,如需生成沉淀,应调整溶液的使之大于。

(2)要使0.2mol/L溶液中的沉淀较为完全(使浓度降低至原来的千分之一),则应向溶液里加入溶液,使溶液为。

布置作业

第二课时

P60一、填空题:2.3.4.

P61四、

板书设计

第二课时

一、电解质,非电解质

1.定义:在水溶液中或熔融状态下,能导电的化合物叫电解质。

[思考]①,在水溶液中,不导电,它属于非电解质吗?为什么?

②溶于水能导电,则氨气是电解质吗?为什么?

③共价化合物在液态时,能否导电?为什么?

2.电解质导电实质,电解质溶液导电能力强弱的原因是什么?

二、强电解质,弱电解质

1.区分电解质强弱的依据:

电解质在溶液中“电离能力”的大小。

2.电离方程式:

电离方程式书写也不同

(1)强电解质:

(2)弱电解质:

3.强弱电解质与结构关系。

(1)强电解质结构:强碱,盐等离子化合物(低价金属氧化物);

强酸,极性共价化合物;

(2)弱电解质结构:弱酸,弱碱具有极性共价位的共价化合物。

三、弱电解质电离平衡

1.电离平衡定义

在一定条件下(如温度,浓度),当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速度相等时,电离过程就达到了平衡状态,这叫做电离平衡。

2.电离平衡与化学平衡比较

“等”:电离速率与离子结合成分子的速率相等。

“定”:离子、分子的浓度保持一定。

“动”:电离过程与离子结合成分子过程始终在进行。

“变”:温度、浓度等条件变化,平衡就被破坏,在新的条件下,建立新的平衡。

3.影响电离平衡的外界因素

(1)温度:温度升高,电离平衡向右移动,电离程度增大。

温度降低,电离平衡向左移动,电离程度减小。

(2)浓度:电解质溶液浓度越大,平衡向右移动,电离程度减小;

电解质溶液浓度越小,平衡向左移动,电离程度增大;

4.电离平衡常数

(1)一元弱酸电离平衡常数:

(2)一元弱碱电离平衡常数:

(3)多元弱酸是分步电离,每步各有电离常数。如:

(4)电离平衡常数只随温度变化而变化,而与浓度无关。

(5)K的意义:

K值越大,弱电解质较易电离,其对应弱酸、弱碱较强。

K值越小,弱电解质较难电离,其对应弱酸、弱碱较弱。

探究活动

钠与饱和溶液反应,描述观察到的实验现象,并运用电离平衡知识解释产生这种现象的原因。

将钠投入到盛有饱和溶液的试管

中会产生什么现象呢?

实验操作实验现象原因

1.将钠投入到盛有饱和溶液的试管中

2.向试管中加入足量的水

提示:

在高一学过钠与水的反应,在这时学生能够准确的描述钠与水的反应现象。如:立即与水反应,浮在水面,四处游动,发出“嘶嘶”响声,最的溶成闪亮小球。对于溶解度很小也是学生非常熟悉的知识。因此在总结实验现象时,一般不存在问题。

本题的重点在现象的解释上,即用初中学过的溶解平衡与刚学过的电离平衡等知识来解释产生该现象的原因。要充分发挥学生的主动性、积极性,让同学进行分组讨论、代表发言。

弱电解质范文第4篇

【关键词】电解质溶液;离子浓度大小比较;电离;水解;电荷守恒;物料守恒

电解质溶液中离子浓度大小的比较问题,是高考的热点之一。多年来全国高考化学试卷几乎年年涉及。这种题型考查的知识点多,灵活性、综合性较强,有较好的区分度,它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力。现将解答此类问题的方法与策略做如下归纳总结。

1. 要掌握两个“微弱”观念

1.1 弱电解质的电离。弱电解质电离的过程是可逆的、微弱的,在一定条件下达到电离平衡状态,对于多元弱酸的电离,可认为是分步电离,且以第一步电离为主。如在H2S的水溶液中:H2S HS-+H+HS- S2-+H+,H2OH++OH-,则离子浓度由大到小的顺序为c(H+)>c(HS-) >c(S2-)>c(OH-)。

1.2 盐类的水解。在盐的水溶液中,弱酸根的阴离子或弱碱的阳离子都会发生水解反应,在一定条件下达到水解平衡。在平衡时,一般来说发生水解反应是微弱的。多元弱酸根的阴离子的水解,可认为是分步进行的,且依次减弱,以第一步为主。如在Na2CO3溶液中存在的水解平衡是:

CO32-+H2O HCO3-+OH-,HCO3-+H2O H2CO3+OH-,则c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>

c(HCO3-)>c(H+)。

2. 要深入理解两种守恒关系

2.1 电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷总数与所有的阴离子所带的负电荷总数相等。例如:NaHCO3溶液中:n(Na+)+n(H+)n(HCO3-)+2n(CO32-)+n(OH-)推出:c(Na+)+c(H+)c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)

2.2 物料守恒:电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化变成其它离子或分子等,但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。例如:NaHCO3溶液中n(Na+):n(C)=1:1,推出:c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)

3. 要熟悉常见题型与对策

3.1 单一溶质溶液中离子浓度大小关系。

① 强酸、强碱、强酸强碱盐溶液:只考虑电解质的电离与水的电离。如H2SO4溶液中, c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-)。

② 弱酸或弱碱溶液:只考虑电离。如在H3PO4溶液中,要考虑它是多步电离:c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)。

③多元弱酸的正盐溶液:考虑弱酸根的分步水解。如在Na2CO3溶液中c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)。

④酸式盐要考虑电离和水解谁为主:

a.电离为主的NaHSO3、NaH2PO4溶液呈酸性,如NaHSO3溶液中离子浓度大小为c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-) >c(OH-)

b.水解为主的NaHCO3、NaH2PO4、NaHS溶液,呈碱性如NaHCO3溶液中离子浓度大小为c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(CO32-) >c(H+)

3.2 混合溶液中离子浓度大小关系。

①首先考虑电荷守恒,如盐酸和氨水混合,无论谁过量均有c(NH4+)+c(H+)c(Cl-)+c(OH-)

②然后考虑离子间的反应;

③再次酸、碱混合时考虑是完全反应还是一种过量;

④若是等物质的量混合时要考虑是电离为主还是水解为主:

Ⅰ、CH3COOH与CH3COONa,NH3・H2O与NH4Cl 溶液混合:电离大于水解

Ⅱ、HClO与NaClO,HCN与NaCN溶液混合:水解大于电离

【例】在25 ℃时,将pH = 11的NaOH溶液与pH = 3的CH3COOH溶液等体积混合后,下列关系式中正确的是( )

A.c(Na+) = c(CH3COO-)+c(CH3COOH) B.c(H+) = c(CH3COO-)+c(OH-)

C.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) D.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

【解析】本题考查了弱电解质的电离、混合液中离子浓度的大小关系。pH=11 的NaOH 溶液中c(OH-)=10-3mol・L-1,而pH=3 的CH3COOH溶液中c(H+)=10-3mol・L-1,因此将pH=11 的NaOH 溶液与pH=3 的CH3COOH溶液等体积混合后,二者溶液中已存在的OH-与H+恰好完全反应,又因为CH3COOH是弱酸在溶液中并没有完全电离,因此随反应的进行CH3COOH又会不断的电离生成H+,也就是说而这反应后混合溶液中任存在大量的CH3COOH,即溶液显酸性。因此溶液中c(H+)>c(OH-),且c (CH3COO-)>c(Na+),即D选项是正确的。其中B选项应为c(H+)+c (Na+)c(CH3COO-)+c(OH-)。【答案】D

3.3 在 “同一”下的情况。

(1)同一溶液中离子浓度的比较:首先确定溶液中电解质的种类,然后再分析电解质的电离程度和盐类水解程度的大小。

(2)同一浓度的不同溶液中同一离子浓度的比较:首先分析物质的组成差异,然后弄清离子在水解时是促进、抑制还是无影响,这样才能正确的解答。

弱电解质范文第5篇

一、比较微粒浓度大小所涉及的基本理论

1.电离理论

一般来说,弱电解质的电离程度不是很大,所以电离出的离子浓度相对较小。一元弱酸和一元弱碱的电离一步进行,多元弱酸的电离分步进行,且电离程度逐步减小。在比较离子浓度大小时,还要考虑到水有极其微弱的电离,对H+和OH-浓度有影响,如CH3COOH溶液中c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-),而H2S溶液中c(H+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)。而电解质相对越弱,电离程度就越小,如等浓度的CH3COOH和HF,因HF更难电离,所以CH3COOH溶液中H+浓度稍大。

2.水解理论

盐所电离出的弱酸阴离子或弱碱阳离子的水解程度不是很大,所以水解出的离子浓度也相对较小。(1)水解生成的弱电解质(弱酸或弱碱)越弱,水解程度就越大,如同浓度的NaX、NaY、NaZ,若酸性HX>HY>HZ,则X-、Y-、Z-水解程度依次增大,盐溶液中OH-浓度依次增大。(2)多元弱酸的正盐溶液分步水解,且水解程度逐步减弱,如Na2CO3溶液中CO2-3分步水解,则有c(Na+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(HCO-3)>c(H+)。(3)条件相同时,同种酸的正盐水解程度大于酸式盐的水解程度。如Na2CO3溶液中CO2-3的水解程度大于NaHCO3溶液中HCO-3的水解程度,当它们同浓度时,Na2CO3溶液的碱性较强。(4)相互促进水解的盐溶液,其水解程度大于单水解的盐溶液的水解程度、大于相互抑制的盐溶液的水解程度。如三种不同铵盐的水解程度:(NH4)2CO3>NH4Cl>(NH4)2Fe(SO4)2。(5)外加酸、碱、盐会引起水解平衡的移动,导致某些离子浓度发生改变,应根据具体情况进行具体分析。

二、比较微粒浓度大小所涉及的三大守恒规律

1.电荷守恒规律

在电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数,也就是所谓的电荷守恒。如NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO-3、CO2-3、OH-,它们存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO-3)+c(OH-)+2c(CO2-3)。

2.物料守恒规律

在电解质溶液中,由于某些粒子发生电离或水解,粒子种类增加,但某些关键性的原子总是守恒的。如0.1mol・L-1H2S溶液中,H2S、HS-都电离,S元素以H2S、HS-、S2-形式存在,它们之间有以下守恒:c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mol・L-1;Na2CO3溶液中,CO2-3、HCO-3都水解,C元素以CO2-3、HCO-3、H2CO3形式存在,它们之间有如下守恒:1/2c(Na+)=c(CO2-3)+c(HCO-3)+c(H2CO3)。

3.质子守恒规律

盐的水解促进水的电离,但不论H+、OH-以何种形式存在,水电离出的H+总数一定等于水电离出的OH-总数,即质子守恒。如Na2CO3溶液中有:CO2-3+H2OHCO-3+OH-、HCO-3+H2OH2CO3+OH-、H2OH++OH-,所以有以下关系:c(OH-)=c(H+)+c(HCO-3)+2c(H2CO3)。

三、比较微粒浓度大小的常见题型与应对策略

1.单一电解质溶液中微粒浓度相对大小的比较

(1)仅牵扯到水解或电离的电解质溶液,可依据水解或电离的有关规律进行判断。如NH3・H2O溶液中,离子浓度大小关系为c(OH-)>c(NH+4)>c(H+);NH4Cl溶液中,离子浓度大小关系为c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-)。

(2)既有水解又有电离的单一电解质溶液。符合这种情况的仅有弱酸的酸式盐溶液。比较时,则要分析弱酸的酸式酸根离子的水解程度和电离程度的相对大小。

a.电离程度大于水解程度的电解质常见的有NaHSO3、NaH2PO4,它们的水溶液显酸性。如NaHSO3溶液中存在HSO-3H++SO2-3、HSO-3+H2OH2SO3+OH-,而前者程度较大,所以各离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HSO-3)>c(H+)>c(SO2-3)>c(OH-)。

b.水解程度大于电离程度的电解质常见的有NaHS、NaHCO3、Na2HPO4,它们的水溶液显碱性。如NaHS溶液中存在HS-H++S2-、HS-+H2OH2S+OH-,而后者程度较大,所以各离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)>c(S2-)。

例1 (2011广东,11)对于0.1mol・L-1Na2SO3溶液,正确的是( )

A.升高温度,溶液的pH降低

B.c(Na+)=2c(SO2-3)+c(HSO-3)+c(H2SO3)

C.c(Na+)+c(H+)=2c(SO2-3)+2c(HSO-3)+c(OH-)

D.加入少量NaOH固体,c(SO2-3)与c(Na+)均增大

解析:本题考查盐类水解及外界条件对水解平衡的影响和溶液中微粒浓度大小的判断。Na2SO3属于强碱弱酸盐,水解显碱性,方程式为SO2-3+H2OHSO-3+OH-、HSO-3+H2OH2SO3+OH-。因为水解吸热,所以升高温度有利于水解,碱性会增强,A不正确;加入少量NaOH固体,c(OH-)增大,抑制水解,所以c(SO2-3)增大,D正确;由物料守恒知钠原子个数是硫原子的2倍,因此有c(Na+)=2c(SO2-3)+2c(HSO-3)+2c(H2SO3),B不正确;由电荷守恒知c(Na+)+c(H+)=2c(SO2-3)+c(HSO-3)+c(OH-),C不正确。答案为D。

点评:本题中的Na2SO3为强碱弱酸盐,解答这类题目时要抓住弱酸阴离子的水解,且水解是微量的,水解后溶液呈碱性。对于单一电解质溶液中微粒浓度相对大小的比较,主要包括五大类:①弱酸溶液,解答这类题要抓住弱酸的电离平衡;②弱碱溶液,解答这类题要抓住弱碱的电离平衡;③强酸弱碱盐溶液,解答这类题要抓住弱碱阳离子的水解,且水解是微量的,水解后溶液呈酸性;④强碱弱酸盐溶液,解答这类题要抓住弱酸阴离子的水解,且水解是微量的,水解后溶液呈碱性;⑤强碱弱酸的酸式盐溶液,解答这类题要抓住弱酸阴离子的水解和电离程度的比较。

跟踪练习1 在氯化铵溶液中,下列关系正确的是( )

A.c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-)

B.c(NH+4)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)

C.c(NH+4)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)

D.c(Cl-)=c(NH+4)>c(H+)>c(OH-)

2.混合溶液中微粒浓度相对大小的比较

关于溶液中微粒浓度大小的比较,近年常考的题型是能水解的盐与其对应的弱酸或弱碱等浓度的混合后溶液中微粒浓度大小的比较。比较时,要先分析水解程度和电离程度的相对大小。

a.电离为主的有:CH3COONa和CH3COOH等浓度混合,因电离程度大于水解程度,所以溶液显酸性;NH4Cl和NH3・H2O等浓度混合时,因电离程度大于水解程度而导致溶液显碱性。如前者混合溶液中离子浓度大小关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。

b.水解为主的有:NaClO和HClO等浓度混合,因水解程度大于电离程度,所以溶液显碱性;NaCN和HCN等浓度混合,因水解程度大于电离程度而导致溶液也显碱性。如前者混合溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)。

例2 (2011上海,19)常温下,用pH为3的某酸溶液分别与pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液等体积混合得到a、b两种溶液,关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是( )

A.b不可能显碱性

B.a可能显酸性或碱性

C.a不可能显酸性

D.b可能显碱性或酸性

解析:pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液,其浓度分别是大于10-3mol/L和等于10-3mol/L。由于pH为3的某酸溶液,其强弱未知,因此与pH为11的氨水反应时,都有可能过量;而与pH为11的氢氧化钠溶液反应时,酸可能过量或二者恰好反应。答案为AB。

点评:混合后溶液的酸碱性取决于溶质的电离和水解的情况,一般判断原则是:若溶液中有酸或碱存在,要考虑酸和碱的电离,即溶液相应地显酸性或碱性;若溶液中的溶质仅为盐,则考虑盐水解情况;对于特殊情景,要按所给的知识情景进行判断。

跟踪练习2 用物质的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液,已知其中c(CH3COO-)>c(Na+),对该混合溶液的下列判断正确的是( )

A.c(H+)>c(OH-)

B.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2mol/L

C.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)

D.c(CH3COO-)+c(OH-)=0.2mol/L

3.发生化学反应的溶液混合后微粒浓度大小的比较

这类题目应先根据题目条件,判断怎么反应、反应后生成了什么物质、是否有物质过剩,再确定反应后溶液的组成,根据有关理论进行判断。

例3 (2011安徽,12)室温下,将1.000mol・L-1盐酸滴入20.00mL1.000mol・L-1氨水中,溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )

A.a点由水电离出的c(H+)=1.0×10-14mol/L

B.b点:c(NH+4)+c(NH3・H2O)=c(Cl-)

C.c点:c(Cl-)=c(NH+4)

D.d点后,溶液温度略下降的主要原因是NH3・H2O电离吸热

解析:氨水属于弱碱,因此在1.000mol・L-1氨水中OH-的浓度不会是1.000mol・L-1,而是要小于1.000mol・L-1,由水的离子积常数可知溶液中H+浓度应大于1.0×10-14mol・L-1,A不正确;由图像可知b点溶液显碱性,说明此时氨水有剩余,即溶液是由氨水和氯化铵组成的,因此有c(NH+4)+c(NH3・H2O)>c(Cl-),B不正确;由图像可知c点溶液显中性,由电荷守衡可知c(H+)+c(NH+4)=c(OH-)+c(Cl-),所以c(NH+4)=c(Cl-),C正确;由图像可知d点后溶液中主要物质是NH4Cl,而NH4Cl要水解吸热,所以温度会略有降低,D不正确。答案为C。

点评:本题是1.000mol・L-1盐酸滴入20.00mL1.000mol・L-1氨水反应,解答此类题目时应抓住两溶液混合后剩余的弱酸或弱碱的电离程度和生成盐的水解程度的相对大小。

跟踪练习3 将0.2mol・L-1HCN溶液和0.1mol・L-1的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列关系式中正确的是( )

A.c(HCN) B.c(Na+)>c(CN-)

C.c(HCN)-c(CN-)=c(OH-)

D.c(HCN)+c(CN-)=0.1mol・L-1

例4 (2011天津,10)25℃时,向10mL0.01mol/LKOH溶液中滴加0.01mol/L苯酚溶液,混合溶液中粒子浓度关系正确的是( )

A.pH>7时,c(C6H5O-)>c(K+)>c(H+)>c(OH-)

B.pHc(C6H5O-)>c(H+)>c(OH-)

C.V\[C6H5OH(aq)\]=10mL时,c(K+)=c(C6H5O-)>c(OH-)=c(H+)

D.V\[C6H5OH(aq)\]=20mL时,c(C6H5O-)+c(C6H5OH)=2c(K+)

解析:pH>7时,c(H+)不可能大于c(OH-),A不正确;由溶液中的电荷守恒定律知:c(K+)+c(H+)=c(C6H5O-)+c(OH-),所以不可能满足c(K+)>c(C6H5O-)>c(H+)>c(OH-),即选项B不正确;苯酚是一种酸性极弱的物质,所以当KOH溶液和苯酚恰好反应,产物苯酚钾会发生水解反应而显碱性,由题中数据不难计算出,当二者恰好反应时消耗苯酚的体积是10mL,此时溶液中粒子的浓度大小关系为c(K+)>c(C6H5O-)>c(OH-)>c(H+),所以选项C不正确;当加入苯酚的体积是20mL时,苯酚过量,溶液是由等物质的量浓度的苯酚和苯酚钾组成,根据物料守恒可知c(C6H5O-)+c(C6H5OH)=2c(K+)一定成立,D正确。答案为D。

点评:苯酚是一种酸性极弱的物质,与强碱KOH发生反应,根据物质的具体用量进行分析,要结合物质的过量问题、盐类的水解规律等进行具体分析。

跟踪练习4 将0.1mol・L-1醋酸钠溶液20mL与0.1mol・L-1盐酸10mL混合后,溶液显酸性,则溶液中有关粒子浓度关系正确的是( )

A.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)

B.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)

C.c(CH3COO-)=c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)

D.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-)

跟踪练习5 已知某无色透明的溶液中所含的离子仅有Na+、CH3COO-、H+和OH-四种离子,试回答下列问题。

(1)该溶液所含的四种离子的物质的量浓度大小之间的关系是否只有一种可能: (填“是”或“否”),其原因是 。

(2)某学生将该溶液中的四种离子的物质的量浓度按从大到小的顺序排列了若干种可能,其中合理的是 。

A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)

B.c(CH3COO-)=c(Na+)>c(OH-)=c(H+)

C.c(H+)>c(OH-)>c(Na+)>c(CH3COO-)