9电离平衡 冯 ppt课件

内容提纲 水溶液中离子平衡离子浓度大小的比较知识补充 酸碱理论缓冲溶液多元弱酸的电离等真题及相关练习 离子浓度的比较 解题思路 溶质 溶液 溶剂 相互作用 粒子种类 数量关系 1 已知0 1mol L 1CH3COONa溶液PH 8 1 按物质的量浓度由大到小顺序排列该溶液中各种微粒 水分子除外 2 精确表达下列算式的数学结果c Na c CH3COO c OH c CH3COOH 单一溶液中离子浓度比较 c Na c CH3COO c OH c CH3COOH c H 10 6 10 8 10 8 2 物质的量浓度相同的下列溶液 Na2CO3 NaHCO3 H2CO3 NH4 2CO3 NH4HCO3 按c CO32 由小到大的顺序是 A B C D 不同溶液中同一离子浓度的比较 B 混合溶液中离子浓度的比较 3 室温下 在25mL0 1mol L 1NaOH溶液中逐滴加入0 2mol L 1CH3COOH溶液 pH与滴加CH3COOH溶液体积的关系曲线如图所示 若忽略两溶液混合时的体积变化 下列有关微粒浓度关系的说法错误的是 A 在D点 c CH3COO c CH3COOH 0 1mol L 1B 在B点 a 12 5 且有c Na c CH3COO c OH c H C NaOH溶液和CH3COOH溶液任意比混合时c Na c H c OH c CH3COO D 在A B间任一点 溶液中一定都有 c Na c CH3COO c OH c H D 已知某溶液中只存在OH H CH3COO Na 四种离子 某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系 c Na c CH3COO c OH c H c Na c CH3COO c H c OH c CH3COO c Na c H c OH c Na c OH c CH3COO c H 1 若溶液中只溶解了一种溶质 则该溶质是 上述四种离子浓度的大小顺序为 填编号 CH3COONa 变式训练 5 某二元弱酸 简写为H2A 溶液 按下式发生一级和二级电离 H2AH HA HA H A2 设有下列四种溶液 A 0 01mol L 1的H2A溶液B 0 01mol L 1的NaHA溶液C 0 02mol L 1的HCl与0 04mol L 1的NaHA溶液等体积混合液D 0 02mol L 1的NaOH与0 02mol L 1的NaHA溶液等体积混合液据此 填写下列空白 填代号 1 c H 最大的是 最小的是 2 c H2A 最大的是 最小的是 3 c A2 最大的是 最小的是 A D C D D A 酸碱平衡Acid BaseEquilibria 酸碱质子理论 1 酸 碱的定义 凡是能够提供质子 H 的分子或离子称为酸凡是能够接受质子 即与质子结合 的分子或离子称为碱 HAH A HA 酸 质子给予体protondonor A 碱 质子接受体protonacceptor A 称为HA的共轭碱 HA称为A 的共轭酸HA A 称为共轭酸碱对 Conjugatepairofacid base HClH Cl HAcH Ac NH4 H NH3HCO3 H CO32 Al H2O 63 H Al OH H2O 5 2 H2CO3HCO3 H HCO3 CO32 H 在某一共轭酸碱对中是酸 而在另一共轭酸碱对中是碱的分子或离子称为两性物质 Amphotericcompound 2 质子论的酸碱反应Acid basereactionsofprotontheory 在大多数的溶剂中 特别是在水中 H 是不能以游离状态单独存在的 在水溶液中 H 的平均寿命是10 14s 在水溶液中的实际反应 HAcH Ac H H2OH3O 酸1碱1 碱2酸2 总反应HAc H2OH3O Ac H 酸碱半反应 Half reactionofAcid base 任何酸碱反应都可以看作是质子在两个共轭酸碱对之间的传递 称为质子传递反应Protolysisreaction H2O在酸碱反应中即可给出质子起酸的作用 又可接受质子起碱的作用 是两性物质 3 水的自耦电离平衡 水的质子自递反应 在酸碱质子理论中 溶剂分子之间的质子传递反应称为溶剂的质子自递反应 或溶剂的自耦电离平衡 H 酸碱反应的实质 酸碱质子论的反应实质是两个共轭酸碱对之间质子传递的反应 水溶液中的电离作用 中和反应 水解反应均为酸碱反应 酸1 碱2酸2 碱1 1 电离作用 2 中和反应 3 水解反应 质子论的评价 质子论扩大了酸碱反应范围 既适用于水溶液 也适用于非水溶液和无溶剂体系 是电离理论的发展 局限性是只限于质子酸 5 酸碱质子理论 认为凡是能够给出质子 H 的分子或离子都是酸 凡是能够接受质子的分子或离子都是碱 物质酸性 碱性 的强弱取决于分子或离子给出 接受 质子能力的大小 按照 酸碱质子理论 下列说法正确的是 A HCO3 既是酸又是碱 NH3既不是酸又不是碱B ClO H2OHClO OH 是酸碱反应C 2Na 2H2O 2NaOH H2 是酸碱反应D 碱性强弱顺序为 C2H5O OH C6H5O 拉平效应和区分效应 1 拉平效应溶剂使物质的相对酸碱性区分不出来的作用 称为溶剂的拉平效应 该溶剂称为拉平溶剂 例如HCl HI H2SO4 HNO3和HClO4等在水中都是强酸 所以水是这些物质的拉平溶剂 水的这种作用称水的拉平效应 2 区分效应溶剂能使物质的相对酸碱性区分出来的作用 称为溶剂的区分效应 该溶剂称为区分溶剂 例如在非水溶剂如甲醇中 可以区分出氢卤酸的相对强弱为HI HBr HCl 甲醇是这些强酸的区分溶剂 甲醇的作用称为区分效应 高氯酸 硫酸 硝酸和盐酸都是强酸 其酸性在水溶液中差别不大 以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数 从以上表格判断以下说法中不正确的是 A 在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离B 在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸C 在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4 2H SOD 水对于这四种酸的强弱没有区分能力 但醋酸可以区分这四种酸的强弱 HAc H2OH3O Ac t 0c00t c 1 c c 5 弱酸弱碱的电离平衡 1 一元弱酸 弱碱的电离平衡 298K时K 1 76 10 5 Ifc 0 10mol dm 3 0 013c H3O c 0 0013mol dm 3 多元弱酸的电离 一 多元弱酸的电离是分步进行的 溶液的酸度主要来自弱酸的第一步电离 饱和H2S的浓度约为0 1mol L 1 第二步电离远比第一步小 H HS H 2 S2 K2 1 2 10 15 mol L 1 水电离的H 浓度是 H W OH KW H 1 3 10 10 mol L 1 H2S溶液中各离子的计算公式 S2 K2 纯弱酸溶液 由酸度控制酸根离子 H2S 0 1mol L 1 饱和 H2S 溶液中 S2 的浓度可以通过调节溶液的酸度来控制 这一原理分析上应用于进行硫化物分组分析 同离子效应缓冲溶液 同离子效应 在弱电解质溶液中 加入与其含有相同离子的强电解质时 使弱电解质的电离度降低的现象称同离子效应 例5 在0 10mol L 1HAc溶液中加入少量NaAc 使其浓度为0 10mol L 1 求该溶液的H 浓度和解离度 解 缓冲溶液 能够抵抗外加少量酸 少量碱或稀释 而本身pH值不发生显著变化的作用称缓冲作用 具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液 下面是一份实验报告 上述实验结果表明 水不具有缓冲作用 HAc NaAc体系溶液具有缓冲作用 它是一种缓冲溶液 缓冲溶液的组成和作用原理 组成 抗碱组份 抗酸组分 弱质子酸 弱质子碱 1 弱酸及其盐溶液HAc NaAc2 酸式盐溶液NaHCO3 NaHCO33 酸式盐及其次级盐溶液NaH2PO4 Na2HPO44 弱碱及其盐溶液NH4Cl NH3 作用原理 以HAc NaAc体系为例说明 加入少量OH 它与H 结合生成水 平衡向右移动 加入少量H 它与Ac 结合生成HAc 平衡向左移动 不论加酸还是加碱 溶液的酸度保持相对稳定 路易斯 Lewis 酸碱理论 酸碱电子论 定义 在反应过程中 能接受电子对的任何分子 原子 原子团或离子称为酸 Lewis酸 能给出电子对的任何分子 原子 原子团或离子称为碱 Lewis碱 其生成物称为酸减加合物 A B A B酸碱酸碱加合物 路易斯 Lewis 1923年提出酸碱电子论 二 酸碱反应的实质 酸碱反应的实质是酸碱物质通过配位键生成酸碱配合物 这种酸碱论包括了除氧化还原反应以外的所有反应 沉淀溶解平衡 溶度积常数 难溶物在溶液中的溶解平衡常数称溶度积常数 简称溶度积 用Ksp表示 Ksp Sr2 CrO42 Ksp Pb2 Cl 2 溶度积越小 表示物质的溶解度越小 所以两者之间必然存在一定的关系 一 溶度积 一定温度下饱和溶液的浓度 也就是该溶质在此温度下的溶解度 单位可以是mol L 1或g L 1 溶解度 酸度对沉淀平衡的影响 计算欲使0 01mol L 1Fe3 开始沉淀和沉淀完全时 指离子浓度 10 5mol 1 L 1 的pH值 解 1 计算开始沉淀的pH值 Ksp Fe3 OH 3 1 1 10 36 开始沉淀时 Fe3 0 01mol L 1 pOH 12 lg4 79 11 32pH 14 11 32 2 68 2 沉淀完全时的pH值 Fe3 10 5mol L 1 pOH 10 32pH 3 68 一些难溶氢氧化物沉淀的pH值 注 金属离子的起始浓度为0 01mol L 1 计算使0 10molMnS ZnS CuS溶解于1L盐酸中所需盐酸的最低浓度 解 硫化物在酸中的溶解平衡 刚好全部溶解时的金属离子浓度 M2 0 10mol L 1 查表 K1 5 7 10 8K2 1 2 10 15 H2S 0 1mol L 1 所以K1K2 M2 H2S 6 84 10 25 查表求各硫化物的溶度积为 Ksp MnS 1 4 10 15Ksp ZnS 1 2 10 23Ksp CuS 8 5 10 45 分别代入 硫化物溶解需酸的浓度pH溶解程度 MnSZnSCuS 2 2 10 50 248 9 109 mol L 1 4 70 6 易溶于稀酸易溶于稀酸 不溶于非氧化性酸 计算结果列于下表 分步沉淀 同一种沉淀剂可以使溶液中不同离子先后析出的现象叫分步沉淀 例如 在0 1mol L 1的Cl 和I 的溶液中加入AgNO3溶液 可以发生分步沉淀 Ksp AgI 1 5 10 16Ksp AgCl 1 56 10 10 溶解度小的优先沉淀 I 离子开始沉淀时 I 0 1mol L 1 Cl 离子开始沉淀时 Cl 0 1mol L 1 AgCl开始析出时 溶液中的 浓度为 沉淀的转化 在含有沉淀的溶液中 加入适当试剂 与某一离子结合成为更难溶和物质 叫做沉淀的转化 下面是一份沉淀转化的实验报告 反应方程式 PbCl2 2I PbI2 2Cl PbI2 SO42 PbSO4 2I PbSO4 CrO42 PbCrO4 SO42 PbCrO4 S2 PbS CrO42 已知一些银盐的颜色及溶解度数值如下 测定水体中氯化物的含量 常用标准硝酸银法进行滴定 滴定时 应加入的指示剂是 A KBrB