一元强酸与弱碱混合溶液离子浓度大小比较教学论文

时间:2021-08-31

一元强酸与弱碱混合溶液离子浓度大小比较教学论文

  摘 要:电解质溶液中离子浓度大小比较是高中化学教学的重点。而一元强酸与弱碱混合溶液离子浓度大小比较不仅是教学中的难点,同时也在混合溶液各离子浓度大小比较教学中起到重要作用。

  关键词:一元强酸;弱碱;离子浓度;比较

  电解质溶液中离子浓度大小比较问题,是高考的“热点”之一。其中以“混合溶液各离子浓度大小比较”这类题型最为常见,这种题型考查的知识点多,灵活性、综合性较强,有较好的区分度,它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、电离度、水的电离、pH值、离子反应、盐类水解等基本概念的`掌握程度及对这些知识的综合运用能力。由于考查知识点较多,很多学生在解题时思路混乱造成解题失败,如何用简捷的方法准确寻找这类问题的答案,笔者从一元强酸与弱碱混合溶液离子浓度大小比较入手,结合具体试题,浅谈解题方法与技巧。

  例1.(2005江苏)常温下将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混合,不可能出现的结果是()

  A.pH>7,且c(OH-)>c(Na+)>c(H+)>c(CH3COO-)

  B.pH>7,且c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)

  C.pH<7,且c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)

  D.pH=7,且c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH-)

  答案:AD。

  解析:稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混合时,溶液最终pH值可能有以下三种情况。

  1.pH>7混合后溶液呈碱性,认为CH3COOH向NaOH溶液中滴加,溶液离子浓度随着CH3COOH量的增加可能出现的情况:

  ①c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)CH3COOH向NaOH溶液中刚开始滴加。

  ②c(Na+)>c(OH-)=c(CH3COO-)>c(H+)CH3COOH的量逐渐增多时会出现c(OH-)=c(CH3COO-)的情况。

  ③c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)CH3COOH与NaOH溶液恰好完全反应溶液中只有CH3COONa。

  综上,pH>7溶液中c(Na+)最多且溶质可能为NaOH和CH3COONa或只有CH3COONa。

  2.pH=7混合后溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),依据电荷守恒则c(Na+)=c(CH3COO-)离子关系。

  ④c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)或c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-),此时溶液中溶质应为CH3COOH和CH3COONa。

  3.pH<7混合后溶液呈酸性,认为NaOH向CH3COOH溶液中滴加,()溶液离子浓度随着NaOH量的增加可能出现情况:

  ⑤c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-),NaOH向CH3COOH溶液中刚开始滴加。

  ⑥c(CH3COO-)>c(H+)=c(Na+)>c(OH-),NaOH向CH3COOH溶液滴加的量逐渐增多。

  ⑦c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),NaOH滴加的量已很多,但是还未达到与CH3COOH完全反应的量。

  综上,pH<7溶液中c(CH3COO-)最多且溶质为CH3COOH和CH3COONa。

  由以上分析可知此题答案为AD,若把这个题目理解透彻,有关一元强碱与弱酸混合的很多题型便可迎刃而解。

  例2.某溶液中仅含有CH3COO-,H+,Na+,OH-四种离子,下列说法错误的是()

  A.溶液中四种离子浓度之间可能满足:c(Na+)>c(OH-)>c(H+)>c(CH3COO-)

  B.若溶液中离子浓度之间满足:c(Na+)=c(CH3COO-),则该溶液一定呈中性

  C.若原溶液溶质为CH3COONa,则c(Na+)>c(CH3COO-)>

  c(OH-)>c(H+)

  D.若原溶液中离子浓度满足c(H+)>c(OH-),则原溶液一定是CH3COOH和CH3COONa

  答案:A。

  解析:A选项错误。由例1可知c(Na+)最多时,pH>7,则c(H+)应最小。

  B选项正确。此时只有一种情况,即pH=7,溶液呈中性。

  C选项正确。符合例1中溶液pH>7的第3种情况,即相当于CH3COOH与NaOH溶液恰好完全反应,原溶液中只有CH3COONa,则此选项中离子浓度大小关系正确。

  D选项正确。由于离子浓度满足c(H+)>c(OH-),则pH<7,符合例1中溶液CH3COOH过量这一情况,即原溶液溶质一定为CH3COOH和CH3COONa。

  由分析可知此题是例1的变形题。

  例3.(2007年高考理综四川)在25℃时,将pH=11的NaOH溶液与pH=3的CH3COOH溶液等体积混合后,下列关系式中正确的是()

  A.c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)

  B.c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)

  C.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)

  D.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

  答案:D。

  解析:A选项错误。由题意可知,由于弱酸部分电离即

  c(CH3COOH)>10-3mol·L-1c(Na+)=c(OH-)=c(H+)=10-3mol·L-1,则c(Na+)<c(CH3COO-)+c(CH3COOH)。

  B选项错误。该选项应依据电荷守恒为c(H+)+c(Na+)=

  c(CH3COO-)+c(OH-)

  C选项错误。pH之和为14时,强碱弱酸等体积混合,由于弱酸部分电离,即c(CH3COOH)>10-3mol·L-1,则最终溶液呈酸性pH<7,c(Na+)最多不符合例1中溶液CH3COOH过量这一情况,那么

  c(CH3COO-)应最多。

  D选项正确。由前面分析可知最终溶液呈酸性pH<7,

  c(CH3COO-)最多符合例1中溶液CH3COOH过量这一情况,但是c(Na+)与c(H+)关系是否正确,由题意可知pH=11的NaOH溶液中c(Na+)=c(OH-)=10-3mol·L-1,而pH=3的CH3COOH溶液中c(H+)=10-3mol·L-1,因此将两溶液等体积混合后,二者溶液中已存在的

  OH-与H+恰好完全反应,则反应后c(Na+)大于c(H+)。

  例4.(2002年上海)在常温下10mL pH=10的KOH溶液中,加入pH=4的一元酸HA溶液至pH刚好等于7(假设反应前后体积不变),则对反应后溶液的叙述正确的是()

  A.c(A-)=c(K+) B.c(H+)=c(OH-)<c(K+)<c(A-)

  C.V(总)≥20mL D.V(总)≤20mL

  答案:AD。

  解析:A选项正确。HA可能为强酸也可能为弱酸,但无论是强酸还是弱酸,常温下pH=7,则C(H+)=C(OH-),由溶液中电荷守恒得C(A-)+C(OH-)=C(K+)+C(H+),可推出C(A-)=C(K+),则A正确。

  B选项错误。由以上分析可知c(H+)=c(OH-)<c(K+)=c(A-)。

  C、D选项需分情况讨论:

  ①若HA为强酸,则酸碱浓度一样,恰好完全反应且生成的盐为强酸强碱盐,当pH=7时,溶液等体积混合为20mL。

  ②若HA为弱酸,pH之和为14时,强碱弱酸等体积混合,溶液呈酸性,由于弱酸部分电离,常温下加入的HA浓度肯定大于10的-4次方,那么要使反应后pH为7,加入的酸体积肯定小于10ml,V(总)<20mL则C选项错误。

  综上,答案为AD。

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