弱电解质(通用6篇)
弱电解质 篇1
近几年高考对电解质溶液的考查角度有三个:一是有关溶液稀释时有关量的变化, 如导电性大小、p H值、酸碱对水电离的影响等;二是电离平衡常数, 它是高考的新增热点, 主要命题角度为电离平衡常数的计算及影响因素;三是离子浓度大小的比较, 碳酸钠和碳酸氢钠的溶液、氨水和铵盐溶液往往成为高考命题的重要载体。
一、要明白三个概念, “电解”指在通电条件下, 电解质发生氧化还原反应, 而“电离”是在水溶液中或熔化状态下电解质离解成自由移动离子的过程, 没有发生氧化还原反应, 强调学生在书写电离方程式时不要带条件;“通电”指接通电源, 它是电解反应的条件, 强调学生在书写电解反应方程式时带“通电”, 而不是“电解”。
二、类比法在电离平衡中的应用, 溶质分子和离子之间存在着电离平衡符合勒夏特列原理, 因此电离平衡的移动可以类比于化学平衡的移动, 由于电离方向是微粒数增大的方向, 所以溶液稀释使平衡混合物中各微粒浓度同倍降低, 平衡向电离方向移动, 促进电离, 平衡混合物中微粒总数、离子数、离子浓度与溶质分子浓度的比值均增大, 但离子浓度却减小, 因为平衡移动与体积增大的影响相比, 体积增大占主导地位。
三、与电离常数和水的电离有关的几个问题, 有关电离平衡常数的考查, 学生失分较严重。电离平衡常数是弱电解质的电离达到平衡时, 溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度的比值, 简称电离常数。电离平衡常数反映弱电解质的电离程度大小, K值越大, 电离程度越大, 酸碱性越强。
1.电离常数只与温度有关, 与弱酸、弱碱的浓度无关, 同一温度下, 不论弱酸、弱碱的浓度如何变化, 电离常数都不会改变。
2.利用电离平衡常数大小比较酸碱性强弱。对于多元弱酸和弱碱, K1≥K2≥K3, 比较酸碱性强弱时用K1比较。
3. 在比较多元弱酸溶液中微粒浓度大小时, 电离微粒的浓度大于电离生成微粒的浓度。
4.加水稀释后溶液的导电能力变化。溶液导电性与离子浓度大小有关。
5.水是生命之源, 作为常见弱电解质的研究对象, 其意义不仅仅在于它是一种重要的溶剂, 它还是一种极弱的电解质, 能微弱的 电离出H+和OH-, 25℃时 , KW=1×10-14, 100℃时, KW=1×10-12, 温度升高, KW增大, 说明升高温度促进了水的电离, 判断水的电离和其他弱电解质一样, 是一个吸热过程。在水中加酸或碱, 抑制水的电离, 使溶液中的H+和OH-不再相等, 成为酸溶液或碱溶液。
命题预测:电离平衡为必考点, 水的离子积常数、弱电解质的电离平衡是全频考点, 考查形式以考查KW的影响因素;弱电解质电离平衡移动对溶液性质的影响, 电离常数的计算依然可能成为区分度较为明显的题目。
弱电解质 篇2
本节是以对弱电解质的电离知识点的初步认识后,学生来独立完成课后习题后的讲解课。
学情分析:高二班的同学,自学能力较差,需要多次反复练习知识点,学生才能反应过来。学生没有养成一个预习的习惯,因此教学过程中应该给予时间学生好好地阅读教材。教师不能一味嚼,我们作为一个教师,应该以引导学生自主学习为主,培养他们的学习能力。
教学目标:知识与技能
1、学会书写电离方程式,学会判断强弱电解质;
2、正确理解导电能力与电离能力。
过程与方法
1、学生自觉地修改答案,并且学会与同学进行交流,得出正确的解题思路。
2、在教师的引导下,学会审题与思考题目的题意,达到驾驭题目的目的`。
情感态度与价值观
1、通过题目的相互交流得出答案,培养学生沟通与交流的能力;
2、通过教师正确的指导,学生的课堂回馈,达到最佳的教学相长的状态。
教学重点难点:
重点:强弱电解质。
难点:利用化学平衡理解弱电解质在水溶液中的电离,并书写电离方程式。
教学手段:
多媒体教学、黑板
教学方法:
问思式、讲练结合。
教学进程(不够可附页):设计意图、偶发事件及处理、思考等。
1.小测5in
书写《学评》p78,学生活动2的4个表达式。
2.进入例题分析p79(由浅及深)
师:你们先前后讨论一下昨天晚上安排的练习题哪里不会的,不懂再举手问我。最后我再总结一下。
生:积极参与讨论,并且发现很多的问题。
8in后
师:好,回过头来。我们这一章这一节的内容中,提出了电解质的分类——强弱电解质。什么是强/弱电解质?书上是怎么定义的?
生:(翻书)在水溶液或者熔融状态下能够完全电离的是强电解质;在水溶液和熔融状态下都不能完全电离的就是弱电解质。
师:那好,给你一个物质,你怎么判断什么是强/弱电解质?
生:强酸强碱盐都是强电解质;弱酸弱碱水就是弱电解质。
师:非常好,利用化学平衡的知识,我们就能把这两种电解质的电离平衡写出来了。值得注意的是,弱电解质的电离是怎么啊?
生:可逆的。
师:对。既然这是一个化学平衡,那么就肯定会有一个化学平衡常数,我们在这里称为“电离平衡常数”,其实其意义是一样的,都是用来判断电离的限度的。而且也遵循上一章学习的书写平衡常数的一些规则。
师:大家回忆一下上一章的内容,什么会影响化学平衡的移动?
生:温度、浓度、压强、温度、催化剂。
师:非常好,这里的电离平衡也会受以上条件的影响而平衡移动吗?
师:压强会对它有影响吗?
生:(迟疑)
师:大家想一想,弱电解质的电离平衡多数存在于溶液中,因此压强的变化对溶液的体积和浓度的影响大吗?很显然是不够大的,同学们应该具体情况具体分析。再根据勒夏特列原理来分析平衡移动。
生:学生们恍然大悟。
师:好了,我们来讲题目吧,有什么问题的?
生:(……)
着重帮助她们理解勒夏特列原理的应用和知道平衡常数只与温度有关。
板书设计:物质的导电性只与其自由移动的离子有关,即在溶液中与浓度有关。
教学反思:
学习不能够仅仅地只靠教师的教,学生也需要理解课本的设计意图来学会自主学习。教师只会教师不可能教好一名学生的,只有教会他们怎么学,思路怎么开拓才可以达到教学相长的目的。
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判断弱电解质方案的设计 篇3
一、从电离平衡方面进行方案设计
由于醋酸不能完全电离,存在着电离平衡,所以如0.1 mol/L的醋酸溶液中的H+浓度小于0.1 mol/L,溶液的pH>1。而盐酸溶液则能完全电离,不存在电离平衡,0.1 mol·L-1的盐酸溶液中的H+浓度等于0.1mol/L,pH=1,可以从电离平衡这一角度对其判断为弱电解质进行探究设计,其方案可归纳如下:
方案1、称取一定量的无水醋酸配制0.1mol/L的醋酸溶液,测定该溶液的pH。
现象:测出0.1mol/L的醋酸溶液pH=3。
方案2、配制物质的量浓度相同的盐酸和醋酸,分别测定两溶液的pH。
现象:盐酸溶液的pH小,醋酸溶液的pH大。
方案3、配制物质的量浓度相同的盐酸和醋酸,取相同体积分别加入烧杯并并联,接通电源,观察灯泡的亮度。
现象:插在盐酸中的灯泡亮度大。
方案4、配制物质的量浓度相同的盐酸和醋酸溶液,加入完全相同的同种锌片,观察产生氢气的速率。
现象:开始两溶液产生氢气的速率其大小为:盐酸>醋酸。
方案5、配制相同pH的盐酸和醋酸溶液,分别取相同体积,用酚酞试液作指示剂,以氢氧化钠标准溶液进行滴定,确定两溶液所消耗NaOH标准溶液的体积。
现象:两溶液消耗NaOH标准溶液的体积大小为:醋酸>盐酸。
方案6、分别取pH相同的盐酸和醋酸的两种溶液,且体积相同,放入足量的锌,收集生成的氢气。
现象: 两溶液中生成的氢气其体积大小为:醋酸>盐酸。
方案7、pH=2的醋酸与pH=12的氢氧化钠溶液等体积混合,测溶液的酸碱性。
现象:溶液呈酸性。
方案8、pH相同的盐酸与醋酸溶液,则醋酸溶液物质的量浓度大。
二、从外界条件改变时,电离平衡移动方面进行方案设计
弱电解质的电离程度受外界因素如:温度、浓度等因素的影响,判断醋酸是弱电解质可采用加热或加入其对应的可溶性盐固体的方法,测其pH;加入甲基橙试液,观察颜色变化;也可采用加水稀释相同倍数,测其pH的变化。常见方案如下:
方案1、配制pH相同的盐酸和醋酸溶液,各取1 mL分别用蒸馏水稀释相同倍数(如100倍),再测定稀释后两溶液的pH。
现象: 盐酸pH变化程度大,醋酸pH变化程度小(原 因:若稀释10n倍,盐酸溶液pH变化n个单位,而醋酸溶液pH变化不到n个单位)。
方案2、取等体积pH=4的盐酸与醋酸溶液,稀释成pH=5的溶液,测定加水量的多少。
现象:醋酸溶液加水量多。
方案3、配制一定物质的量浓度的醋酸,滴入几滴甲基橙,再加入少量醋酸钠,观察溶液颜色变化。
现象:溶液由红色逐渐变浅。(原 因: 醋酸是弱电解质,其水溶液中存在着电离平衡,在醋酸溶液中加入醋酸钠后,溶液中的醋酸根离子浓度增大,醋酸电离平衡左移,导致H+浓度减小,溶液则红色变浅)。
方案4、配制物质的量浓度相同的盐酸和醋酸溶液,稀释相同的倍数,测溶液的pH的变化幅度。
现象:测得溶液的pH的变化幅度不同,强酸(盐酸)稀释后pH变化幅度大,弱酸(醋酸)稀释后pH变化幅度小。
方案5、将一定物质的量浓度的醋酸溶液两等份,其中一份加入醋酸钠固体,然后分别加入形状相同质量相同的锌,观察产生氢气的快慢是否相同。
现象:产生氢气的快慢不相同,不加入醋酸钠的一份较快(加入醋酸钠固体的一份由于同离子效应,抑制了醋酸的电离,致使c(H+)减小)
三、从其盐溶液的酸碱性进行方案设计
方案1、配制一定物质的量浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞试液。
现象:溶液呈浅红色。
方案2、配制一定物质的量浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴紫色石蕊试液。
现象:紫色石蕊试剂呈蓝色,
方案3、用玻璃棒蘸取一定物质的量浓度的醋酸钠溶液滴在pH 试纸上,测其pH。
现象:测得溶液的pH大于7。
方案4、比较0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 NaCl溶液的pH。
现象:0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液pH比0.1 mol·L-1 NaCl溶液大。
方案5、比较醋酸钠溶液中,c(Na+)与c(CH3COO-)相对大小。
结论:c(Na+)>c(CH3COO-)
巩固练习:
1.(全国高考)甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是( )。
A.1 mol·L-1甲酸溶液的pH约为2
B.甲酸能与水以任何比例互溶
C.10 mL 1 mol·L-1甲酸恰好与10 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液完全反应
D.在相同条件下,甲酸溶液的导电性比强酸溶液的弱
2.(上海高考)在下列叙述中,能说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸的是()。
A.将pH=4的盐酸和醋酸稀释成pH=5的溶液,醋酸所需加入的水量多
B.盐酸和醋酸都可用相应的钠盐与浓硫酸反应制取
C.相同pH的盐酸和醋酸溶液中分别加入相应的钠盐固体,醋酸的pH变化大
D.相同pH的盐酸和醋酸分别跟锌反应时,产生氢气的起始速度相等
3.(上海高考)取pH均等于2的盐酸和醋酸各100 mL分别稀释2倍后,再分别加入0.03 g锌粉,在相同条件下充分反应,有关叙述正确的是()。
A.醋酸与锌反应放出氢气多
B.盐酸和醋酸分别与锌反应放出的氢气一样多
C.醋酸与锌反应速率大
D.盐酸和醋酸分别与锌反应的速率一样大
4.(全国高考)下列事实可证明氨水是弱碱的是()。
A.氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁
B.铵盐受热易分解
C.0.1 mol·L-1氨水可以使酚酞试液变红
D.0.1 mol·L-1氯化铵溶液的pH约为5
5.(江苏高考)用pH均为2的盐酸和醋酸溶液,分别中和等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液,当氢氧化钠恰好被完全中和时,消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为V1和V2,则V1和V2的关系正确的是()。
A.V1>V2B.V1<V2
C.V1=V2D.V1≤V2
6.(全国高考)有两瓶pH=2的酸溶液,一瓶是强酸,一瓶是弱酸。现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水,而没有其它试剂。简述如何用最简便的实验方法来判别哪瓶是强酸:。
7.(上海高考)用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是:
甲:① 称取一定质量的HA配制0.1 mol/L的溶液100 mL;
② 用pH试纸测出该溶液的pH,即可证明HA是弱电解质。
乙:① 用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=1的两种酸溶液各100 mL;② 分别取这两种溶液各10 mL,加水稀释为100 mL;
③ 各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。
(1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是。
(2)甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH1(选填>、<、=)
乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是(多选扣分)
(a)装HCl溶液的试管中放出H2的速率快;
(b)装HA溶液的试管中放出H2的速率快;
(c)两个试管中产生气体速率一样快。
(3)请你评价:乙方案中难以实现之处和不妥之处、。
(4)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),作简明扼要表述。
参考答案:
1.A、D2.A、C3.A、C4.D5.A
6.各取等体积酸液用蒸馏水稀释相同倍数(如100倍),然后用pH试纸分别测其pH,pH变化大的那瓶是强酸。
7.⑴100 mL容量瓶
⑵>b
⑶配制pH=l的HA溶液难以实现;不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同
⑷配制NaA溶液,测其pH>7即证明HA是弱电解质。
弱电解质 篇4
A. 溶液中c ( H+) 和c ( OH-) 都减小
B. 溶液中c ( H+) 增大
C. 醋酸电离平衡向左移动
D. 溶液的p H增大
这里的答案明显选D。学生问: 将0. 1 mol·L- 1换成2 mol·L- 1或0. 8 mol·L- 1, 加水稀释后的浓度也不知道, 答案的选项还是一样的吗? 为什么题目总是把数据限定为0. 1 mol·L- 1? 为了解决这个问题, 下面来进行探讨。
首先介绍弱电解质电离度概念: 当弱电解质在溶液中达到电离平衡时, 溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数 ( 包括电离的和未电离的) 的百分数, 用符号α表示。
电离度可以表示弱电解质的相对强弱。
电离度不仅跟电解质的性质有关, 还跟溶液的浓度、温度有关。越稀越电离; 越热越电离。
【讨论】电解质的电离度大, 是否它的溶液的导电能力一定强? 我们以CH3COOH为例:
起始浓度C 0 0
平衡浓度C - CαCαCα
导电能力与离子浓度成正比 ( 当然也与离子所带电荷有关) , c ( H+) = Cα。
由此公式可知, 溶液的电离度大, 其导电能力不一定强, 应分情况:
1同T, 同C的不同弱电解质, α大→C ( 离) 增大→导电能力强。
2同T, 稀释浓的弱电解质时 ( 如冰醋酸) , 起始, α增大, C ( 离) 增大→导电能力增强, 但稀释到一定程度后, 再稀释, 尽管α增大, 但V ( aq) 增大变为主要因素→C ( 离) 减小→溶液导电性减小, 即c ( H+) =n ( H+) /V (aq) 。
看起来似乎解决了问题, 但是这是定性的, 也是模糊的。此类问题能否定量化? 查阅有关实验数据 ( 教参高中化学第二册P59表3 - 1) :
不同浓度的CH3COOH溶液的电离度和电离常数 ( 25℃ ) ( 部分内容)
我们尝试探究方法以求得这个浓度变化的临界点, 在临界点以上稀释, c ( H+) 增大, 在临界点以下稀释, c ( H+) 减小, 从而达到量化的目的。经过多年的思考, 笔者把具体算法做如下归纳, 仅供参考。
我们以c ( H+) 为纵坐标, 以加水量为横坐标, 对冰醋酸进行稀释, 由于计算出的c ( H+) 太小, 所以我们将纵坐标c ( H+) 扩大104倍, 这样作图方便一些, 图像也更清晰。
根据此图像可粗略认为0. 2 mol·L- 1是CH3COOH在25℃时的浓度临界点, 即c ( CH3COOH) > 0. 2 mol·L- 1时, 加一定量的水稀释后其浓度仍大于0. 2 mol·L- 1, c ( H+) 随水量增加而增大; 当c ( CH3COOH) < 0. 2mol·L- 1, 加水稀释后, c ( H+) 减少。
由于25℃同浓度氨水的电离度和醋酸的几乎一致, 所以氨水的临界点也是c ( NH3·H2O) = 0. 2 mol·L- 1即c ( NH3·H2O) > 0. 2 mol·L- 1时, 加一定量的水稀释后且氨水浓度仍大于0. 2 mol·L- 1, c ( OH-) 随水量增加而增加, 当c ( NH3·H2O ) < 0. 2 mol·L- 1, 加水稀释后, c ( OH-) 减少。
因此, 命题者为了体现严谨, 总是将数据定为0. 1mol·L- 1, 而且比0. 2 mol·L- 1小些, 此时加水稀释后c ( H+) 一定减小, 以避免出错。上述例题若将数据换成2 mol·L- 1或0. 8 mol·L- 1, 加水后选什么项, 那还要看加水稀释后的浓度是大于还是小于0. 2 mol·L- 1, 大于0. 2 mol·L- 1选B, 溶液中c ( H+) 增大; 小于0. 2 mol·L- 1, c ( H+) 是先增后减, 不好回答。
此临界点有利于我们划清界限, 有助于教师准确命题, 学生清楚做题。不同的弱电解质其临界值是不同的, 中学化学教学只对CH3COOH和NH3·H2O作要求。
弱电解质 篇5
混和物 强电解质:。如HCl、NaOH、NaCl、BaSO4 弱电解质:。如H2O、HClO、NH3· H2O、Cu(OH)2、、H、HO…… 。如SO3、CO2、C6H12O6、CCl4、CH2=CH2……
1.电解质和非电解质:在水溶液中或熔融状态时是否能够导电的化合物。
2.强电解质与弱电解质:在水溶液中能否完全电离的电解质;与溶解度和导电能力无关。
强电解质与弱电质的本质区别:在水溶液中是否(或是否存在电离平衡)
注意:①电解质、非电解质都是化合物
②SO2、NH3、CO2等属于非电解质
③强电解质不等于易溶于水的化合物(如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部电离,故BaSO4
为强电解质)---电解质的强弱与导电性、溶解性无关。
3.电离平衡——在一定条件(如温度、浓度)下,当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结
合成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态。
4.强弱电解质可通过实验证明进行判定的方法有(以CH3COOH简写为HAc为例):
(1)溶液导电性对比实验;
(2)测0.01mol/LHAc溶液的pH2;
(3)测NaAc溶液的pH值;pH7,则说明HAc为弱电解质
(4)测pH= a的HAc稀释100倍后所得溶液pH a +2
(5)将物质的量浓度相同的HAc溶液和NaOH溶液等体积混合后溶液呈 性
(6)中和10mLpH=1的HAc溶液消耗pH=13的NaOH溶液的体积 10mL;
(7)将pH=1的HAc溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合后溶液呈性
(8)比较物质的量浓度相同的HAc溶液与盐酸分别与同样的锌粒反应产生气体的速率,此法中的
锌粒的表面积不好确定一模一样。
5.强酸(HA)与弱酸(HB)的区别:
(1) 溶液的物质的量浓度相同时,pH(HA)pH(HB)
(2) pH值相同时,溶液的浓度CHACHB
(3) pH相同时,加水稀释同等倍数后,pHHA pHHB
6.影响因素:
温度——电离过程是吸热过程,温度升高,平衡向电离方向移动。
浓度——弱电解质浓度越大,电离程度越小。
同离子效应——在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质,使电离平衡向
逆方向移动。
化学反应——在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时,可以
使电离平衡向电离方向移动。
7.电离方程式的书写---多元弱酸的电离应分步完成电离方程式,多元弱碱则一步完成电离方程式。
8.水的电离:水是一种极弱的电解质,能微弱电离。
+—9.水的离子积常数——Kw= C(H)×C(OH)
-14Kw取决于温度,不仅适用于纯水,还适用于其他稀溶液。25℃时,Kw =1×10
--+在水溶液中,Kw中的C(OH)、C(H)指溶液中总的离子浓度.
-14常温下,任何稀的水溶液中均存在离子积常数,且Kw =1×10 。
+-不论是在中性溶液还是在酸碱性溶液,水电离出的C(H)=C(OH)
+-+-根据Kw=C(H)×C(OH) 在特定温度下为定值,C(H) 和C(OH) 可以互求。
10.影响水的电离平衡移动的因素:
①升温:促进水的电离;
②酸或碱抑制水的电离;
③盐类的水解促进水的电离;
+ -12例如:pH=2的硫酸溶液中,由水电离的C(H)=10mol/L
+ -2pH=2的硫酸铵溶液中,由水电离的C(H)=10mol/L,
+ -2 -12所以pH=2的溶液中,由水电离的C(H)可能为10mol/L也可能为10mol/L。反过来,由水电
+ -12离的C(H)=10mol/L的溶液,pH可能为2也可能为12.
11.电离常数:
K值越大,电离程度越大,相应酸 (或碱)的酸(或碱)性越强。
弱电解质 篇6
A.溶液中c(H+)和c(OH-)都减小
B.溶液中c(H+)增大
C.醋酸电离平衡向左移动
D.溶液的pH增大
这里的答案明显选D。学生问:将0.1mol·L-1换成2mol·L-1或0.8mol·L-1,加水稀释后的浓度也不知道,答案的选项还是一样的吗?为什么题目总是把数据限定为0.1mol·L-1?为了解决这个问题,下面来进行探讨。
首先介绍弱电解质电离度概念:当弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数(包括电离的和未电离的)的百分数,用符号α表示。
α=已电离的电解质分子数溶液中原有电解质的分子总数×100%
电离度可以表示弱电解质的相对强弱。
电离度不仅跟电解质的性质有关,还跟溶液的浓度、温度有关。越稀越电离;越热越电离。
【讨论】电解质的电离度大,是否它的溶液的导电能力一定强?我们以CH3COOH为例:
导电能力与离子浓度成正比(当然也与离子所带电荷有关),c(H+)=Cα。
由此公式可知,溶液的电离度大,其导电能力不一定强,应分情况:
①同T,同C的不同弱电解质,α大→C(离)增大→导电能力强。
②同T,稀释浓的弱电解质时(如冰醋酸),起始,α增大,C(离)增大→导电能力增强,但稀释到一定程度后,再稀释,尽管α增大,但V(aq)增大变为主要因素→C(离)减小→溶液导电性减小,即c(H+)=n(H+)V(aq)。
看起来似乎解决了问题,但是这是定性的,也是模糊的。此类问题能否定量化?查阅有关实验数据(教参高中化学第二册P59表3-1):
不同浓度的CH3COOH溶液的电离度和电离常数(25℃)(部分内容)
我们尝试探究方法以求得这个浓度变化的临界点,在临界点以上稀释,c(H+)增大,在临界点以下稀释,c(H+)减小,从而达到量化的目的。经过多年的思考,笔者把具体算法做如下归纳,仅供参考。
我们以c(H+)为纵坐标,以加水量为横坐标,对冰醋酸进行稀释,由于计算出的c(H+)太小,所以我们将纵坐标c(H+)扩大104倍,这样作图方便一些,图像也更清晰。
根据此图像可粗略认为0.2mol·L-1是CH3COOH在25℃时的浓度临界点,即c(CH3COOH)>0.2mol·L-1时,加一定量的水稀释后其浓度仍大于0.2mol·L-1,c(H+)随水量增加而增大;当c(CH3COOH)<0.2mol·L-1,加水稀释后,c(H+)减少。
由于25℃同浓度氨水的电离度和醋酸的几乎一致,所以氨水的临界点也是c(NH3·H2O)=0.2mol·L-1即c(NH3·H2O)>0.2mol·L-1时,加一定量的水稀释后且氨水浓度仍大于0.2mol·L-1,c(OH-)随水量增加而增加,当c(NH3·H2O)<0.2mol·L-1,加水稀释后,c(OH-)减少。
因此,命题者为了体现严谨,总是将数据定为0.1mol·L-1,而且比0.2mol·L-1小些,此时加水稀释后c(H+)一定减小,以避免出错。上述例题若将数据换成2mol·L-1或0.8mol·L-1,加水后选什么项,那还要看加水稀释后的浓度是大于还是小于0.2mol·L-1,大于0.2mol·L-1选B,溶液中c(H+)增大;小于0.2mol·L-1,c(H+)是先增后减,不好回答。
此临界点有利于我们划清界限,有助于教师准确命题,学生清楚做题。不同的弱电解质其临界值是不同的,中学化学教学只对CH3COOH和NH3·H2O作要求。
这里使用了一个重要的方法——实验数据图像化,该法方便综合分析,这是大学教材里最常见的处理实验数据的方法,我们可以借鉴使用。
(责任编辑 罗 艳)endprint
我们来看一个例题:将0.1mol·L-1醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是( )。
A.溶液中c(H+)和c(OH-)都减小
B.溶液中c(H+)增大
C.醋酸电离平衡向左移动
D.溶液的pH增大
这里的答案明显选D。学生问:将0.1mol·L-1换成2mol·L-1或0.8mol·L-1,加水稀释后的浓度也不知道,答案的选项还是一样的吗?为什么题目总是把数据限定为0.1mol·L-1?为了解决这个问题,下面来进行探讨。
首先介绍弱电解质电离度概念:当弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数(包括电离的和未电离的)的百分数,用符号α表示。
α=已电离的电解质分子数溶液中原有电解质的分子总数×100%
电离度可以表示弱电解质的相对强弱。
电离度不仅跟电解质的性质有关,还跟溶液的浓度、温度有关。越稀越电离;越热越电离。
【讨论】电解质的电离度大,是否它的溶液的导电能力一定强?我们以CH3COOH为例:
导电能力与离子浓度成正比(当然也与离子所带电荷有关),c(H+)=Cα。
由此公式可知,溶液的电离度大,其导电能力不一定强,应分情况:
①同T,同C的不同弱电解质,α大→C(离)增大→导电能力强。
②同T,稀释浓的弱电解质时(如冰醋酸),起始,α增大,C(离)增大→导电能力增强,但稀释到一定程度后,再稀释,尽管α增大,但V(aq)增大变为主要因素→C(离)减小→溶液导电性减小,即c(H+)=n(H+)V(aq)。
看起来似乎解决了问题,但是这是定性的,也是模糊的。此类问题能否定量化?查阅有关实验数据(教参高中化学第二册P59表3-1):
不同浓度的CH3COOH溶液的电离度和电离常数(25℃)(部分内容)
我们尝试探究方法以求得这个浓度变化的临界点,在临界点以上稀释,c(H+)增大,在临界点以下稀释,c(H+)减小,从而达到量化的目的。经过多年的思考,笔者把具体算法做如下归纳,仅供参考。
我们以c(H+)为纵坐标,以加水量为横坐标,对冰醋酸进行稀释,由于计算出的c(H+)太小,所以我们将纵坐标c(H+)扩大104倍,这样作图方便一些,图像也更清晰。
根据此图像可粗略认为0.2mol·L-1是CH3COOH在25℃时的浓度临界点,即c(CH3COOH)>0.2mol·L-1时,加一定量的水稀释后其浓度仍大于0.2mol·L-1,c(H+)随水量增加而增大;当c(CH3COOH)<0.2mol·L-1,加水稀释后,c(H+)减少。
由于25℃同浓度氨水的电离度和醋酸的几乎一致,所以氨水的临界点也是c(NH3·H2O)=0.2mol·L-1即c(NH3·H2O)>0.2mol·L-1时,加一定量的水稀释后且氨水浓度仍大于0.2mol·L-1,c(OH-)随水量增加而增加,当c(NH3·H2O)<0.2mol·L-1,加水稀释后,c(OH-)减少。
因此,命题者为了体现严谨,总是将数据定为0.1mol·L-1,而且比0.2mol·L-1小些,此时加水稀释后c(H+)一定减小,以避免出错。上述例题若将数据换成2mol·L-1或0.8mol·L-1,加水后选什么项,那还要看加水稀释后的浓度是大于还是小于0.2mol·L-1,大于0.2mol·L-1选B,溶液中c(H+)增大;小于0.2mol·L-1,c(H+)是先增后减,不好回答。
此临界点有利于我们划清界限,有助于教师准确命题,学生清楚做题。不同的弱电解质其临界值是不同的,中学化学教学只对CH3COOH和NH3·H2O作要求。
这里使用了一个重要的方法——实验数据图像化,该法方便综合分析,这是大学教材里最常见的处理实验数据的方法,我们可以借鉴使用。
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我们来看一个例题:将0.1mol·L-1醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是( )。
A.溶液中c(H+)和c(OH-)都减小
B.溶液中c(H+)增大
C.醋酸电离平衡向左移动
D.溶液的pH增大
这里的答案明显选D。学生问:将0.1mol·L-1换成2mol·L-1或0.8mol·L-1,加水稀释后的浓度也不知道,答案的选项还是一样的吗?为什么题目总是把数据限定为0.1mol·L-1?为了解决这个问题,下面来进行探讨。
首先介绍弱电解质电离度概念:当弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数(包括电离的和未电离的)的百分数,用符号α表示。
α=已电离的电解质分子数溶液中原有电解质的分子总数×100%
电离度可以表示弱电解质的相对强弱。
电离度不仅跟电解质的性质有关,还跟溶液的浓度、温度有关。越稀越电离;越热越电离。
【讨论】电解质的电离度大,是否它的溶液的导电能力一定强?我们以CH3COOH为例:
导电能力与离子浓度成正比(当然也与离子所带电荷有关),c(H+)=Cα。
由此公式可知,溶液的电离度大,其导电能力不一定强,应分情况:
①同T,同C的不同弱电解质,α大→C(离)增大→导电能力强。
②同T,稀释浓的弱电解质时(如冰醋酸),起始,α增大,C(离)增大→导电能力增强,但稀释到一定程度后,再稀释,尽管α增大,但V(aq)增大变为主要因素→C(离)减小→溶液导电性减小,即c(H+)=n(H+)V(aq)。
看起来似乎解决了问题,但是这是定性的,也是模糊的。此类问题能否定量化?查阅有关实验数据(教参高中化学第二册P59表3-1):
不同浓度的CH3COOH溶液的电离度和电离常数(25℃)(部分内容)
我们尝试探究方法以求得这个浓度变化的临界点,在临界点以上稀释,c(H+)增大,在临界点以下稀释,c(H+)减小,从而达到量化的目的。经过多年的思考,笔者把具体算法做如下归纳,仅供参考。
我们以c(H+)为纵坐标,以加水量为横坐标,对冰醋酸进行稀释,由于计算出的c(H+)太小,所以我们将纵坐标c(H+)扩大104倍,这样作图方便一些,图像也更清晰。
根据此图像可粗略认为0.2mol·L-1是CH3COOH在25℃时的浓度临界点,即c(CH3COOH)>0.2mol·L-1时,加一定量的水稀释后其浓度仍大于0.2mol·L-1,c(H+)随水量增加而增大;当c(CH3COOH)<0.2mol·L-1,加水稀释后,c(H+)减少。
由于25℃同浓度氨水的电离度和醋酸的几乎一致,所以氨水的临界点也是c(NH3·H2O)=0.2mol·L-1即c(NH3·H2O)>0.2mol·L-1时,加一定量的水稀释后且氨水浓度仍大于0.2mol·L-1,c(OH-)随水量增加而增加,当c(NH3·H2O)<0.2mol·L-1,加水稀释后,c(OH-)减少。
因此,命题者为了体现严谨,总是将数据定为0.1mol·L-1,而且比0.2mol·L-1小些,此时加水稀释后c(H+)一定减小,以避免出错。上述例题若将数据换成2mol·L-1或0.8mol·L-1,加水后选什么项,那还要看加水稀释后的浓度是大于还是小于0.2mol·L-1,大于0.2mol·L-1选B,溶液中c(H+)增大;小于0.2mol·L-1,c(H+)是先增后减,不好回答。
此临界点有利于我们划清界限,有助于教师准确命题,学生清楚做题。不同的弱电解质其临界值是不同的,中学化学教学只对CH3COOH和NH3·H2O作要求。
这里使用了一个重要的方法——实验数据图像化,该法方便综合分析,这是大学教材里最常见的处理实验数据的方法,我们可以借鉴使用。