高三化學(xué)攻關(guān)三十六法之――水的電離

 

如何判斷(或計算)溶液中c水(H＋)或c水(OH－)的大小，如何找出c水(H＋)與c水(OH－)的物料守恒關(guān)系，是本篇解決的問題。

●難點磁場

請試做下列題目，然后自我界定學(xué)習(xí)本篇是否需要。

Na2S(aq)中，下列說法正確的是________。

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]室溫下，在pH=12的某溶液中，由水電離生成的c(OH－)為

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

命題意圖：考查學(xué)生對不同條件下水電離程度的認(rèn)識，同時考查學(xué)生思維的嚴(yán)密性。

知識依托：水的離子積。

錯解分析：pH=12的溶液，可能是堿溶液，也可能是鹽溶液。忽略了強堿弱酸鹽的水解，就會漏選D。

解題思路：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

再考慮溶液中的溶質(zhì)：可能是堿，也可能是強堿弱酸鹽。

最后進(jìn)行討論：

(1)若溶質(zhì)為堿，則溶液中的H＋都是水電離生成的：

c水(OH－)=c水(H＋)=1.0×10－12 mol?Ｌ－1

(2)若溶質(zhì)為強堿弱酸鹽，則溶液中的OH－都是水電離生成的：

c水(OH－)=1.0×10－2 mol?Ｌ－1

答案：CD

[例2](NH4)2CO3(aq)中存在________種粒子。試完成下列問題：

(1)根據(jù)電荷守恒，寫出一個用離子濃度表示的等式：                             ；

(2)根據(jù)水的電離，寫出一個含有c(H＋)和c(OH－)的等式：                         ；

(3)根據(jù)(NH4)2CO3中，C、N原子個數(shù)關(guān)系，寫出一個含有c(NH＋4)和c(CO)的等式：                           。

命題意圖：考查學(xué)生對電荷守恒和物料守恒的認(rèn)識；考查學(xué)生分析、解決、歸納水解問題的能力。

知識依托：鹽類的水解。

錯解分析：不清楚CO與其所帶電荷的關(guān)系而錯解(1)；不清楚H2CO3、HCO中氫的來源及他們與水電離的OH－的關(guān)系而錯解(2)；不清楚(NH4)2CO3中C、N原子個數(shù)比為1∶2，及碳、氮的具體存在形式而錯解(3)。

解題思路：(NH4)2CO3(aq)中存在以下幾種水解和電離方程式：

(NH4)2CO3====2NH＋CO

H2OH＋＋OH－

NH＋H2ONH3?H2O＋H＋

CO＋H2OHCO＋OH－

HCO＋H2OH2CO3＋OH－

以上所列粒子，除(NH4)2CO3外都存在，共有8種。

雖然NH與CO的水解能夠相互促進(jìn)，但不夠劇烈，故水解反應(yīng)不能進(jìn)行到底。

(1)由于1個CO帶2個負(fù)電荷，即c(CO)所帶負(fù)電荷可表示為：2c(CO)，根據(jù)正負(fù)電荷總數(shù)相等可得答案。

(2)水電離出的H＋與OH－是相等的，但水電離出的H＋不全部獨立的存在于溶液中，有的存在于HCO中，有的存在于H2CO3，故由水電離出的H＋總數(shù)可以濃度形式表示為：c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)。同樣，水電離出的OH－也不全部獨立存在于溶液中，有的被NH俘獲存在于NH3?H2O中，被NH＋4俘獲的OH－數(shù)與它們結(jié)合生成的NH3?H2O數(shù)是相等的，故由水電離出的OH－總數(shù)可以用濃度形式表示為：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，其總數(shù)以濃度形式可表示為：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，還有的存在于H2CO3中，其總數(shù)以濃度形式可表示為：c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。依據(jù)N、C原子個數(shù)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)

●錦囊妙計

一、c水(H＋)[或c水(OH－)]的求解規(guī)律

1.強酸溶液：

試題詳情

c水(H＋)×c酸(H＋)=Kw[或c水(H＋)=]

弱酸溶液中：

試題詳情

c水(H＋)=

試題詳情

2.堿溶液中：

試題詳情

c水(OH－)?c堿(OH－)=Kw[或c水(OH－)= ]

對于弱堿中的氨水溶液：

試題詳情

c水(OH－)=

試題詳情

3.鹽溶液中，c水(H＋)、c水(OH－)的求解規(guī)律：

(1)常溫下，強堿弱酸鹽溶液中，c水(H＋)或c水(OH－)的求解規(guī)律分別是

c水(OH－)=10pH－14

試題詳情

c水(H＋)=c溶液(H＋)＋[HiA(n－i)－]=10－pH＋[HiA (n－i)－]

(An－代表弱酸根離子)

(2)常溫下，強酸弱堿鹽溶液中，c水(H＋)、c水(OH－)的求解規(guī)律分別是

c水(H＋)=10－pH

c水(OH－)=c溶液(OH－)＋c[M(OH)n－1]

(Mn＋代表弱堿陽離子)

二、有關(guān)溶液的物料守恒

試題詳情

1.強酸弱堿鹽溶液中：

c(H＋)=c(OH－)＋c(被弱堿陽離子結(jié)合的OH－)

試題詳情

2.強堿弱酸鹽溶液中：

c(OH－)=c(H＋)＋c(被弱酸根結(jié)合的H＋)

試題詳情

3.對所有鹽溶液而言都可根據(jù)溶質(zhì)的分子組成列出一個陰、陽離子濃度的關(guān)系式。

●殲滅難點訓(xùn)練

試題詳情

1.(★★★)水是一種極弱的電解質(zhì)，在室溫下平均每n個水分子中只有1個分子發(fā)生電離，則n值是(   )

試題詳情

A.107                                                              B.5.56×108  

試題詳情

C.1.0×10－14                                                  D.55.6

試題詳情

2.(★★★★)常溫下，在pH都等于9的NaOH和CH3COONa兩種溶液中，設(shè)由水電離產(chǎn)生的OH－濃度分別為A mol?L－1與B mol?L－1，則A與B的關(guān)系為(   )

A.A＞B                                                          B.A=10－4 B                 

C.B=10－4A                                                      D.A=B

試題詳情

3.(★★★★)在室溫下，某溶液中由水電離出的H＋濃度為1.0×10－13 mol?L－1，則此溶液中一定不可能大量存在的離子組是(   )

試題詳情

A.Fe3＋、NO、Cl－、Na＋                                                              B.Ca2＋、HCO、Cl－、K＋

試題詳情

C.NH、Fe2＋、SO、NO                          D.Cl－、SO、K＋、Na＋

試題詳情

4.(★★★★★)Na3PO4(aq)中有多種分子和離子，其總數(shù)為             種。試完成下列問題。

(1)寫出一個以離子濃度表示的電荷守恒等式：                        。

(2)寫出一個含有c(OH－)和c(H＋)的等式：                            。

試題詳情

(3)根據(jù)Na3PO4中Na、P原子個數(shù)關(guān)系，寫出一個含有c(Na＋)和c(PO)的等式：                            。

 

 

試題詳情

難點磁場

提示：根據(jù)電荷守恒，可知A錯B對。根據(jù)由水電離產(chǎn)生的H＋和OH－個數(shù)相等，可知C對。根據(jù)Na2S中，Na＋個數(shù)是S2－的兩倍，可知D對。

答案：BCD

殲滅難點訓(xùn)練

1.提示：常溫下，c(H＋)=1.0×10－7 mol?L－1，即每升水中已電離的水的物質(zhì)的量是1.0×10－7 mol，而每升水的物質(zhì)的量是，則：

n=mol∶10－7 mol=5.56×108

答案：B

2.提示：本題有兩種解法。

方法1(常規(guī)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′總(OH－)=10－9 mol?L－1

則A∶B=10－4

方法2(巧解法)：NaOH(aq)中，水的電離被抑制；CH3COONa(aq)中，水的電離被促進(jìn)；故A＜B。

答案：B

3.提示：c水(H＋)=1.0×10－13 mol?L－1，則該溶液可能是強堿性溶液，也可能是強酸性溶液，總之，水的電離被抑制。因而“一定不可能大量存在”是指酸性和堿性條件下都不能大量存在。

答案：BC

評注：若去掉題干中的“不可”，則選D。若去掉題干中的“一定不”，則選AD。

4.提示：Na3PO4完全電離，水部分電離：

Na3PO4====3Na＋＋PO

H2OH＋＋OH－

PO發(fā)生系列水解：

PO＋H2OHPO＋OH－

HPO＋H2OH2PO＋OH－

H2PO＋H2OH3PO4＋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)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


同步練習(xí)冊答案