9.(1)体积相同,c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液分别与足量的颗粒大小相同的锌粒反应,开始时产生氢气的速率______________,充分反应后产生氢气的量________(填“相同”、“醋酸的多”或“盐酸的多”),原因是________________________________________。
(2)在一定量的盐酸中加入足量的锌粒,要使产生氢气的量保持不变,但反应速率加快,可加入____________晶体,理由是________________;要使产生氢气的量不变,但反应速率减慢,可加入________晶体,理由是____________。
可供选择的晶体有:
A.纯碱 B.烧碱 C.胆矾 D.醋酸钠 E.KHSO4
答案 (1)相等 醋酸的多 c(H+)相同,反应开始时的速率相同,c(H+)相同时,醋酸物质的量浓度大,含溶质的物质的量多,所以反应放出的氢气多
(2)C Zn置换出Cu附在Zn表面构成原电池,使反应速率加快,但由于溶液中H+的量不变,因此产生氢气的量不变 D CH3COO-与H+结合成弱电解质CH3COOH,致使溶液中c(H+)降低,使反应速率变慢,而溶液中可提供的H+的数量不变,所以放出的氢气的量不变
10.试用简单的实验证明在醋酸溶液中存在着CH3COOH CH3COO-+H+的电离平衡(要求写出简要操作、实验现象及实验能说明的问题)。
答案 方法一:在醋酸溶液中滴入紫色石蕊试液,溶液呈红色,加入醋酸铵固体,振荡溶液,溶液颜色明显变浅。c(H+)变小,是由于加入的CH3COO-使平衡向左移动,由此说明醋酸溶液中存在着醋酸的电离平衡。
方法二:取一定体积的溶液,用pH试纸测其溶液的pH,然后再用蒸馏水将溶液稀释100倍,再测定溶液的pH,若稀释前后溶液的pH改变小于2,说明存在上述电离平衡。
解析 在弱电解质的水溶液中存在着电离平衡,改变外界条件可使电离平衡发生移动,使溶液中各微粒的浓度发生改变,使溶液的酸碱性发生改变。因题目并未限定试剂和方法,故思考的空间比较大,可设计不同的实验方法,如加水稀释,使平衡移动,测pH分析判断;又如加入中性CH3COONH4,看溶液中c(H+)变化对指示剂颜色的改变。
第3课时 常见的弱电解质
[目标要求] 1.理解水的离子积常数。 2.掌握酸碱对水的电离平衡的影响。
一、水的电离平衡
水是一种极弱的电解质,它能发生微弱的电离。
H2O+H2O H3O++OH- ΔH>0
或2H2O H3O++OH- ΔH>0,
通常简写为H2O H++OH- ΔH>0。
二、水的离子积
对于纯水来说,在25℃时,1 L纯水中只有1×10-7 mol H2O电离,根据水的电离方程式,我们可以知道,在纯水中c(H+)=1×10-7 mol•L-1,c(OH-)=1×10-7 mol•L-1,所以,在25℃时,c(H+)•c(OH-)=1×10-14mol2•L-2,通常把c(H+)与c(OH-)的乘积用KW表示,叫做水的离子积常数,简称水的离子积。根据实验验证,在温度一定时,KW是一个常数。升温,KW增大(填“增大”、“减小”或“不变”),如100℃:c(H+)=1×10-6 mol•L-1,KW=1×10-12mol2•L-2,pH=6,此时溶液呈中性(填“中性”、“酸性”或“碱性”)。降温,KW将减小(填“增大”、“减小”或“不变”)。
三、影响水的电离平衡的因素
1.酸、碱
在纯水中加入酸或碱,均使水的电离平衡左移,此时若温度不变,KW不变,c(H+)发生改变,pH也随之改变;若向水中加入酸,则c(H+)增大,c(OH-)变小,pH变小。
2.温度
由于水电离过程吸热,若升高温度将促进水的电离,故平衡右移,c(H+)、c(OH-)同时增大,pH变小。但由于c(H+)与c(OH-)始终保持相等,故溶液仍显中性。
3.易水解的盐
在纯水中加入能水解的盐,不管水解后溶液显什么性,均促进水的电离,但只要温度不变,KW就不变。
4.其他因素
如向水中加入活泼金属,由于与水电离出的H+直接作用,因而促进水的电离平衡向电离的方向移动。
知识点一 水的电离
1.在某温度时,测得纯水中的c(H+)=2.0×10-7 mol•L-1,则c(OH-)为( )
A.2.0×10-7 mol•L-1
B.0.1×10-7 mol•L-1
C.1.0×10-14/2.0×10-7 mol•L-1
D.无法确定
答案 A
解析 根据水的电离方程式H2O H++OH-可知,无论在何种条件下的纯水中,水电离出的c(H+)=c(OH-)。而该温度下的纯水中c(H+)=2.0×10-7 mol•L-1>1.0×10-7 mol•L-1,则所处温度高于25℃,但水电离的c(H+)=c(OH-)=2.0×10-7 mol•L-1,故答案为A。
2.能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的措施是( )
A.向纯水中投入一小块金属钠
B.将水加热煮沸
C.向水中通入SO2
D.向水中加入NaCl
答案 C
解析 A项,水与Na反应,使溶液中的c(H+)c(OH-);D项对水的电离平衡没影响。
3.下列粒子能影响水的电离平衡,且能使水的电离平衡向右移动的是( )
A.CH3COOH B.[••O••••••H]-
C.NH+4 D.
答案 C
解析 A项,CH3COOH电离出H+,使水的电离平衡左移;B项,OH-能使水的电离平衡左移;C项,NH+4会水解,使水的电离平衡右移;D项,Cl-不影响水的电离平衡。
知识点二 水的离子积常数
4.将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是( )
A.水的离子积变大,pH变小,呈酸性
B.水的离子积不变,pH不变,呈中性
C.水的离子积变小,pH变大,呈碱性
D.水的离子积变大,pH变小,呈中性
答案 D
解析 水的电离过程为吸热过程,升高温度使电离平衡向正反应方向移动,c(H+)和c(OH-)均增大,KW增大,pH减小,纯水中c(H+)=c(OH-),呈中性。
5.下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是( )
A.因为水的离子积常数的表达式是KW=c(H+)c(OH-),所以KW随溶液中c(H+)和c(OH-)的变化而变化
B.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K是同一物理量
C.水的离子积常数仅仅是温度的函数,随温度的变化而变化
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