怎样理解“由水电离出的氢离子浓度=10的-a次方摩尔每升”.doc

怎样理解“由水电离出的氢离子浓度=10 a mol/L”“由水电离出的氢离子浓度=10 a mol/L”这句话能够推出什么，是令许多同学困惑的问题。我认为，主要原因是这是一个逆向思维的问题。由于思维所需要的知识不清楚，所以导致了思维混乱。为了解决这一难题，本文拟做以下尝试。为了能够解决本文题目提出的问题，你必须能够真正地看懂以下例题。例一：求常温下0.1mol/L的盐酸溶液中，由水电离出的氢离子浓度以及溶液的pH值。我们知道，盐酸是强酸，在溶液中是完全电离的。也就是说，由HCl电离出的氢离子浓度0.1mol/L，设由水电离出的氢离子浓度 x mol/L，那么由水电离出的氢氧根离子浓度也 x mol/L，根据水的离子积常数有：Kw（0.1x）x 10-14 展开得: x20.1x10-140解此一元二次方程，得x10-13 mol/L 。如果你自己动手解一下，就会发现很麻烦。实际上，因为x比起0.1来，完全可以忽略不计，所以，Kw（0.1x）x0.1x 10-14 x10-13 mol/L 要简便的多。溶液的pH值lgc（H+）lg（0.1x）lg 0.1 1答案: 常温下0.1mol/L的盐酸溶液中，由水电离出的氢离子浓度10-13 mol/L ,溶液的pH值1 。实际上，不仅是盐酸，就是硫酸、醋酸等等，只要由酸电离出的氢离子浓度0.1mol/L，就有由水电离出的氢离子浓度10-13 mol/L ,溶液的pH值1 。结论1：在酸的溶液中【注意！不是酸性溶液！】，由水电离出的氢离子浓度由水电离出的氢氧根离子浓度,如果它10-a mol/L（a7），溶液的pH值14a 。（你得花点儿时间，对照上面的例题，好好理解一下这几句话的含义。）例二：求常温下0.1mol/L的氢氧化钠溶液中，由水电离出的氢离子浓度以及溶液的pH值。我们知道，氢氧化钠是强碱，在溶液中是完全电离的。也就是说，由NaOH电离出的氢氧根离子浓度0.1mol/L，设由水电离出的氢氧根离子浓度 x mol/L，那么由水电离出的氢离子浓度也 x mol/L，根据水的离子积常数有：Kwx（0.1x） 10-14 展开得: x20.1x10-140解此一元二次方程，得x10-13 mol/L 。如果你自己动手解一下，就会发现很麻烦。实际上，因为x比起0.1来，完全可以忽略不计，所以，Kwx（0.1x）0.1 x 10-14 x10-13 mol/L 要简便的多。溶液的pH值lgc（H+）lg x lg10-13 13答案: 常温下0.1mol/L的氢氧化钠溶液中，由水电离出的氢离子浓度10-13 mol/L ,溶液的pH值13。实际上，不仅是氢氧化钠，就是氢氧化钡、氨水等等，只要由碱电离出的氢氧根离子浓度0.1mol/L，就有由水电离出的氢离子浓度10-13 mol/L ,溶液的pH值13 。结论2：在碱的溶液中【注意！不是碱性溶液！】，由水电离出的氢离子浓度由水电离出的氢氧根离子浓度,如果它10-a mol/L（a7），溶液的pH值 a 。（你得花点儿时间，对照上面的例题，好好理解一下这几句话的含义。再和结论1对照比较一下。）例三：求常温下0.1mol/L的醋酸钠溶液（已知Ka（CH3COOH）1.810-5）中，由水电离出的氢离子浓度以及溶液的pH值。我们知道，醋酸钠完全电离，是不会电离出氢离子、氢氧根离子的，所以，此溶液中的氢离子和氢氧根离子全部是由水电离出的！对于此题的解法，中学阶段不做要求，所以，我们详细写一下：设醋酸根离子水解生成的氢氧根离子浓度为xmol/L。在醋酸钠溶液中：CH3COOH2OCH3COOHOH 起始浓度： 0.1 【常数】 0 0 转变浓度： x x x 平衡浓度： 0.1x0.1 x x水解平衡常数Khc（CH3COOH）c（OH） c（CH3COO）把分子、分母都乘以此条件下溶液中的氢离子浓度：水解平衡常数Kh c（CH3COOH）c（OH）c（H+） c（CH3COO）c（H+）仔细看看，上式中红色部分是Kw，黑色部分是Ka（CH3COOH）的倒数。所以：醋酸根离子水解的水解平衡常数Khkw/ Ka（CH3COOH）10-14/（1.810-5）5.610-10 x2/0.1【上式】解之: x7.510-6 所以，溶液中的氢离子浓度由水电离出的氢离子浓度kw/（7.510-6）1.310-9 pHlg（1.310-9）9lg1.39答案：常温下0.1mol/L的醋酸钠溶液中，由水电离出的氢离子浓度110-9mol/L，溶液的pH值9 。结论3：在水解显碱性的盐的溶液中，氢离子和氢氧根离子全部是由水电离出的，由水电离出的氢离子浓度由水电离出的氢氧根离子浓度,如果由水电离出的氢离子浓度10-a mol/L（a7），溶液的pH值 a 。例四：求常温下0.1mol/L的氯化铵溶液（已知Kb（NH3H2O）1.810-5）中，由水电离出的氢离子浓度以及溶液的pH值。我们知道，氯化铵完全电离，是不会电离出氢离子、氢氧根离子的，所以，此溶液中的氢离子和氢氧根离子全部是由水电离出的！同上，在氯化铵溶液中，存在如下平衡： NH4 H2O NH3H2O H 起始浓度： 0.1 【常数】 0 0 转变浓度： x x x 平衡浓度： 0.1x0.1 x x如上所述，铵根离子水解的水解平衡常数Khkw/ Kb（NH3H2O）10-14/（1.810-5）5.610-10 x2/0.1【上式】解之: x7.510-6 所以，溶液中的氢离子浓度由水电离出的氢离子浓度7.510-6 mol/L pHlg（7.510-6）6lg7.55 结论4：在水解显酸性的盐的溶液中，氢离子和氢氧根离子全部是由水电离出的，由水电离出的氢离子浓度由水电离出的氢氧根离子浓度,如果由水电离出的氢离子浓度10-a mol/L（a7），溶液的pH值 a 。 （你注意到那个（a7）与前面3个例题不同了吗？这个非常重要。）如果你感觉自己真的懂了，那么你应该能够做对下面的这个题目：某溶液中由水电离出的氢离子浓度=10 a mol/L，那么，当a=12时；当a=3时；此溶液中的溶质可能为下列选项中的（ ），相应的pH是（ ）。ACuSO4 BKOH CH2SO4 DNa2CO3 答案在下页。答案：当a=12时；此溶液中的溶质可能为下列选项中的（B、C、D），相应的pH是（12、2、12）。【注意对应关系】当a=3时；此溶液中的溶质可能为下列选项中的（ A ），相应的pH是（ 3 ）。怎么样？做对了没有？如果没有，建议你再从头重新看本文。结论：已知条件是：“由水电离出的氢离子浓度=10 a mol/L”，要推出溶液的pH值时，首先看a是大于7还是小于7。如果是a7，也就是说由水电离出的氢离子浓度10 7 mol/L，则pH的可能性有2种：1、pHa 【此时溶液显碱性，溶质可能是碱或者水解显碱性的盐。】；2、pH14a 【此时溶液显酸性，溶质是酸。】。如果是a7，也就是说由水电离出的氢离子浓度10 7 mol/L，则pH的可能性只有1种： pHa 【此时溶液显酸性，溶质是水解显酸性