用体系观解决醋酸和氢氧化钠溶液反应的相关问题.doc

用体系观解决醋酸和氢氧化钠溶液反应的相关问题用NaOH溶液滴定醋酸的反应过程中溶液相关微粒的守恒问题和微粒浓度大小比较是江苏高考的热门考点，基本都是每年高考选择的压轴题。相关问题整合了弱电解质的电离和盐类水解问题，并体现数学守恒观和辩证法的矛盾观，一直是学生学习的难点问题，也是教师教学中急需突破的重点问题。利用北师大王磊教授的体系观点可以很好解决此类问题。经典高考题再现：例1.（江苏2011年12题）常温下，用 0.1000 molL-1NaOH溶液滴定 20.00mL0.10000 molL-1 CH3COOH溶液滴定曲线如右图。下列说法正确的是 （ ）A. 点所示溶液中：c(CH3COO-)+c(OH-)= c(CH3COOH)+c(H+)B. 点所示溶液中：c(Na+)= c(CH3COO-)+ c(CH3COOH)C. 点所示溶液中：c(Na+) c(OH-) c(CH3COO-) c(H+)D. 滴定过程中可能出现：c(CH3COOH) c(CH3COO-) c(H+) c(Na+)c(OH-)例2（江苏2012年15题）25时，有c(CH3COOH)+c(CH3COO)= 0.1 molL-1的一组醋酸、醋酸钠混合溶液，溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO)与pH 的关系如图7 所示。下列有关溶液中离子浓度关系的叙述正确的是 ( ） A pH=5. 5 的溶液中： c(CH3COOH)c(CH3COO)c(H)c(OH) B W 点所表示的溶液中： c(Na)+c(H)= c(CH3COOH)+c(OH)C pH = 3. 5 的溶液中： c(Na) +c(H) -c(OH) +c(CH3COOH)= 0. 1molL-1 D 向W 点所表示的1.0L 溶液中通入0.05molHCl 气体(溶液体积变化可忽略)： c(H)= c(CH3COOH)+c(OH)反应过程分析反应开始前，体系成分是稀醋酸溶液，溶液中存的平衡有在水的电离和CH3COOH的电离，溶液中主要存在微粒是H+、CH3COO-、OH-、CH3COOH分子，且主要因素CH3COOH的电离，水的电离被抑制，溶液中电荷守恒关系：c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，微粒浓度大小关系c(CH3COOH)c(H+) c(CH3COO-) c(OH-)；加入NaOH溶液开始反应CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O，开始阶段加入的NaOH比较少，CH3COOH过量，体系溶质的成分是CH3COOH和CH3COONa，且CH3COOH的量多于CH3COONa，溶液中存在的平衡有CH3COOH的电离、CH3COO-的水解、水的电离，主要因素是CH3COOH的电离，CH3COO-的水解和水的电离被抑制，溶液呈酸性，溶液中存在微粒是H+、Na+、CH3COO-、OH-、CH3COOH分子，电荷守恒关系：c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，微粒浓度大小取决于CH3COOH和CH3COONa的多少；当NaOH加入物质的量是CH3COOH一半时，体系的成分是物质的量浓度相同的CH3COOH和CH3COONa，依然存在三个平衡，由于CH3COOH的电离强于CH3COO-的水解，主要因素依然是CH3COOH的电离，溶液依然呈酸性，溶液中微粒种类不变，电荷守恒关系不变，物料守恒关系：2 c(Na+)= c(CH3COO-)+ c(CH3COOH)，质子守恒是：c(CH3COOH)+2c(H+)=2 c(OH-)+ c(CH3COO-)，溶液中微粒浓度大小c(CH3COO-)c(Na+)c(CH3COOH)c(H+) c(OH-)；反应继续进行，CH3COONa浓度大于CH3COOH的浓度、溶液酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强，直至中性，体系的成分是浓度较大的CH3COONa和浓度较小的CH3COOH，CH3COOH的电离等于CH3COO-的水解，溶液电荷守恒不变，浓度大小关系c(Na+)= c(CH3COO-)c(H+)= c(OH-)；继续加入NaOH，与CH3COOH的恰好反应，体系的成分是CH3COONa溶液，存在平衡是CH3COO-的水解和水的电离，主要因素是CH3COO-的水解，溶液呈碱性，溶液中微粒种类不变，电荷守恒关系不变，微粒浓度大小c(Na+)c(CH3COO-) c(OH-)c(H+) ；继续加入NaOH，NaOH过量，体系的成分是CH3COONa和NaOH的混合溶液，溶液中过量的OH-对CH3COO-起抑制作用，当然体系中微粒种类还不变，电荷守恒关系不变，随着Na+、OH-的增大，溶液中微粒的浓度大小关系也会不断调整，经历c(Na+)c(CH3COO-)= c(OH-)c(H+)，直至最后c(Na+) c(OH-)c(CH3COO-)c(H+)。整个过程体现从量变到质变的逻辑关系，体系的成分在改变，个组分的浓度大小也一直在改变。只要分析清楚体系的成分极浓度大小，就可以很明确得解决相关问题。经典高考题解决：例1，答案A点所示溶液中体系的成分是物质的量浓度相同的CH3COOH和CH3COONa，以CH3COOH的电离为主，导致c(CH3COOH)c(CH3COOH)+c(H+)，A错误；答案B点所示溶液中pH=7，溶液呈中性，体系的成分是浓度较大的CH3COONa和浓度较小的CH3COOH，微粒关系c(Na+)c(CH3COO-) c(OH-)c(H+)，C错误；答案D是NaOH少量，体系主要成分是浓度较大的CH3COOH和较小的CH3COONa的混合溶液，CH3COOH电离出H+多于CH3COO-，D正确。例2，反映的是随着NaOH的加入生成的CH3COO-和剩余的CH3COOH变化关系图，浓度逐渐减小的是CH3COOH，逐渐增大的CH3COO-。答案A ，pH=5. 5 的溶液中，体系的成分是CH3COOH和CH3COONa，CH3COOH的电离强于CH3COO-的水解，图中c(CH3COO) c(CH3COOH) c(H)c(OH) ，答案A错误；答案B，W 点所表示的溶液中，c(CH3COO)=c(CH3COOH)，电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，等量替换，答案B正确；答案C，pH = 3. 5 的溶液中，c(Na) +c(H) -c(OH) +c(CH3COOH)= c(Na) +c(H) -c(OH)+ 0.1 molL-1- c(CH3COO)= 0.1 molL-1，得出的是电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，答案C正确；答案D，向W 点所表示的1.0L 溶液中通入0.05molHCl 气体(溶液体积变化可忽略)，