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  水溶液中的离子平衡的知识导学

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2020-01-31 18:51
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鲁守银

  要点一、溶液中的三种平衡

  1、弱电解质的电离平衡.

  弱电解质的电离是一个可逆过程,溶液中未电离的电解质分子和已电离的离子处于平衡状态.

  电离平衡是动态平衡,当浓度、温度等条件发生变化时,平衡就向着能够使这种变化减弱的方向移动.

  影响电离平衡的因素有很多,如温度、浓度、酸碱度等.弱电解质的电离是吸热的,故升高温度有利于弱电解质的电离.浓度越大,弱电解质电离生成的离子碰撞的机会越多,越容易结合生成弱电解质分子,故电离程度越小.弱电解质的电离还受酸碱度、同离子效应等影响.

  2、盐类的水解平衡.

  和化学平衡一样,盐类水解也存在水解平衡,影响水解平衡的主要因素有:

  ①温度:升高温度有利于水解,水解可看作是中和的逆过程.

  ②浓度:盐溶液浓度越小,水解程度越大.

  ③酸碱度:水解显酸性的盐加酸抑制水解,加碱促进水解;水解显碱性的盐加碱抑制水解,加酸促进水解.

  3、难溶电解质的溶解平衡.

  物质溶解性的大小是相对的,绝对不溶的物质是没有的.在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即达到溶解平衡状态.难溶电解质的溶解平衡也是有条件的,条件变化,平衡被破坏.通过条件的变化可以使沉淀生成、沉淀溶解,也可以使沉淀转化.分析如下:

  ①沉淀生成的条件是Qc>Ksp.

  ②沉淀溶解的条件是Qc<Ksp.

  ③沉淀的转化(生成更难溶的物质).

  在含有沉淀的溶液中加入另一种沉淀剂,使其与溶液中某一离子结合成更难溶的物质.引起一种沉淀转变成另一种沉淀的现象,叫沉淀的转化.如:

  CaSO4(s)+Na2CO3(aq)-CaCO3(s)+Na2SO4(aq)

  要点诠释:溶度积常数Ksp同电离常数、水的离子积常数、化学平衡常数一样,只与温度有关,与浓度无关.这些常数实质上都是平衡常数.

  要点二、溶液中离子浓度相对大小的比较

  1、电解质溶液混合或稀释后,离子浓度相对大小的比较常分为三种类型:

  ①单一溶液中离子浓度相对大小的比较.如:判断一元或多元弱酸溶液或水解的盐溶液中离子浓度的相对大小.判断水解的盐溶液中离子浓度相对大小的一般方法是:

  a.若像NH4Cl等盐中的阴、阳离子等价时,离子浓度大小顺序为:c(不水解的离子)>c(水解的离子)>c[水解后呈某性离子(如H+或OH-)]>c(水解后呈某性的对立离子).如在NH4Cl溶液中,其离子浓度大小顺序为:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-).

  b.若为Na2CO3等盐中的阴、阳离子的价数不等时,判断离子浓度的大小顺序,则要根据实际情况具体分析.对于多元弱酸根的水解,几价就水解几步,在分步水解中以第一步水解为主.如在Na2CO3溶液中,其离子浓度关系为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+).

  ②多种溶液中指定离子浓度相对大小的比较.如比较NH4Cl、NH4HCO3、NH4HSO4中c(NH4+)的大小.

  ③两种溶液混合后离子浓度相对大小的比较.解题规律:首先是判断两种电解质能否反应;其次是看反应物是否过量;第三是分析电解质在水溶液中电离及可能存在的电离平衡、水解平衡等问题;最后比较离子浓度的相对大小.

  2、守恒思想在溶液中的应用.

  如:0.1moL/LNa2S溶液中:

  c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)——电荷守恒

  c(HS-)+c(H2S)+c(S2-)=0.1mol/L

  c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)——物料守恒

  c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)——质子守恒

  要点三、酸碱中和反应的三种常见情况分析

  1、等体积、等物质的量浓度的酸HA与碱MOH混合.

  HAMOHc(H+)酸与c(OH-)碱大小溶液酸碱性离子浓度大小顺序

  强强=中性c(A-)=c(M+)>c(OH-)=c(H+)

  强弱>酸性c(A-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)

  弱强<碱性c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)

  规律:谁强显谁性,同强显中性.

  2、等体积的酸HA和碱MOH混合(pH酸+pH碱=14).

  HAMOHc(HA)与c(MOH)大小溶液酸碱性离子浓度大小顺序

  强强=中性c(A-)=c(M+)>c(OH-)=c(H+)

  强弱<碱性(一般)c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)

  弱强>酸性(一般)c(A-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)

  规律:谁过量显谁性.

  要点四、相关简单计算

  计算溶液中由水电离出的H+或OH-浓度的方法(以25℃为例).

  1、中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol/L.

  2、溶质为酸的溶液:此时溶液中的H+有两个来源:酸电离与水电离;OH-只有一个来源:水电离,且水电离出的H+与OH-浓度相等.

  如计算pH=2的盐酸中由水电离出的c(H+):方法是先求出溶液中的c(OH-)=10-12mol/L,也就是水电离出的c(OH-)=10-12mol/L,水电离出的c(H+)=水电离出的c(OH-)=10-12mol/L.

  3、溶质为碱的溶液:此时溶液中的OH-有两个来源:碱电离与水电离;H+只有一个来源:水电离,且水电离出的H+与OH-浓度相等.

  4、水解呈酸性或碱性的盐溶液:此时溶液中的H+和OH-均由水电离产生.如pH=2的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H+)=10-2mol/L,pH=12的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH-)=10-2mol/L.

  要点五、溶液中离子共存的判断

  应从以下几方面进行分析:

  1、看离子间是否生成难溶(或微溶)的物质.若能生成,这些离子就不能大量共存,如Fe3+和OH-、Ba2+和SO42-、Ca2+和CO32-等.

  2、看离子间是否生成气体或挥发性物质,若能生成,这些离子就不能大量共存,如H+和CO32-、H+和S2-等.

  3、若离子间能生成难电离物质,这些离子就不能大量共存,如H+和F-、NH4+和OH-、H+和OH-等.

  4、若离子间能发生氧化还原反应,这些离子

2020-01-31 18:51:57

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