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.1.0×10-7 mol•L-1 B.1.0×10-6 mol•L-1 C.1.0×10-2 mol•L-1 D.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+)=1.0×10-12 mol•L-1 c(OH-)=1.0×10-2 mol•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+)=1.0×10-12 mol•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-)=1.0×10-2 mol•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 +H2O NH3•H2O+H+ CO +H2O HCO +OH- HCO +H2O H2CO3+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.107 B.5.56×108 C.1.0×10-14 D.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A mol•L-1与B mol•L-1,则A与B的关系为( ) A.A>B B.A=10-4 B 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1.0×10-13 mol•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 、NO D.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+)=1.0×10-7 mol•L-1,即每升水中已电离的水的物质的量是1.0×10-7 mol,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-)=10-9 mol•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 答案:B 3.提示:c水(H+)=1.0×10-13 mol•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 +H2O H3PO4+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) |