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  • 水溶液中的離子平衡 的知識(shí)導(dǎo)學(xué)

    水溶液中的離子平衡 的知識(shí)導(dǎo)學(xué)
    知識(shí)導(dǎo)學(xué)里的內(nèi)容,
    化學(xué)人氣:475 ℃時(shí)間:2020-06-03 06:15:26
    優(yōu)質(zhì)解答
    要點(diǎn)一、溶液中的三種平衡
      1、弱電解質(zhì)的電離平衡.
      弱電解質(zhì)的電離是一個(gè)可逆過(guò)程,溶液中未電離的電解質(zhì)分子和已電離的離子處于平衡狀態(tài).
      電離平衡是動(dòng)態(tài)平衡,當(dāng)濃度、溫度等條件發(fā)生變化時(shí),平衡就向著能夠使這種變化減弱的方向移動(dòng).
      影響電離平衡的因素有很多,如溫度、濃度、酸堿度等.弱電解質(zhì)的電離是吸熱的,故升高溫度有利于弱電解質(zhì)的電離.濃度越大,弱電解質(zhì)電離生成的離子碰撞的機(jī)會(huì)越多,越容易結(jié)合生成弱電解質(zhì)分子,故電離程度越小.弱電解質(zhì)的電離還受酸堿度、同離子效應(yīng)等影響.
      2、鹽類(lèi)的水解平衡.
      和化學(xué)平衡一樣,鹽類(lèi)水解也存在水解平衡,影響水解平衡的主要因素有:
      ①溫度:升高溫度有利于水解,水解可看作是中和的逆過(guò)程.
     ?、跐舛龋蝴}溶液濃度越小,水解程度越大.
     ?、鬯釅A度:水解顯酸性的鹽加酸抑制水解,加堿促進(jìn)水解;水解顯堿性的鹽加堿抑制水解,加酸促進(jìn)水解.
      3、難溶電解質(zhì)的溶解平衡.
      物質(zhì)溶解性的大小是相對(duì)的,絕對(duì)不溶的物質(zhì)是沒(méi)有的.在一定溫度下,當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時(shí),即達(dá)到溶解平衡狀態(tài).難溶電解質(zhì)的溶解平衡也是有條件的,條件變化,平衡被破壞.通過(guò)條件的變化可以使沉淀生成、沉淀溶解,也可以使沉淀轉(zhuǎn)化.分析如下:
     ?、俪恋砩傻臈l件是Qc>Ksp.
     ?、诔恋砣芙獾臈l件是Qc<Ksp.
     ?、鄢恋淼霓D(zhuǎn)化(生成更難溶的物質(zhì)).
      在含有沉淀的溶液中加入另一種沉淀劑,使其與溶液中某一離子結(jié)合成更難溶的物質(zhì).引起一種沉淀轉(zhuǎn)變成另一種沉淀的現(xiàn)象,叫沉淀的轉(zhuǎn)化.如:
      CaSO4(s)+Na2CO3(aq)-CaCO3(s)+Na2SO4(aq)
      要點(diǎn)詮釋?zhuān)喝芏确e常數(shù)Ksp同電離常數(shù)、水的離子積常數(shù)、化學(xué)平衡常數(shù)一樣,只與溫度有關(guān),與濃度無(wú)關(guān).這些常數(shù)實(shí)質(zhì)上都是平衡常數(shù).
    要點(diǎn)二、溶液中離子濃度相對(duì)大小的比較
      1、電解質(zhì)溶液混合或稀釋后,離子濃度相對(duì)大小的比較常分為三種類(lèi)型:
     ?、賳我蝗芤褐须x子濃度相對(duì)大小的比較.如:判斷一元或多元弱酸溶液或水解的鹽溶液中離子濃度的相對(duì)大小.判斷水解的鹽溶液中離子濃度相對(duì)大小的一般方法是:
      a.若像NH4Cl等鹽中的陰、陽(yáng)離子等價(jià)時(shí),離子濃度大小順序?yàn)椋篶(不水解的離子)>c(水解的離子)>c[水解后呈某性離子(如H+或OH-)]>c(水解后呈某性的對(duì)立離子).如在NH4Cl溶液中,其離子濃度大小順序?yàn)椋篶(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-).
      b.若為Na2CO3等鹽中的陰、陽(yáng)離子的價(jià)數(shù)不等時(shí),判斷離子濃度的大小順序,則要根據(jù)實(shí)際情況具體分析.對(duì)于多元弱酸根的水解,幾價(jià)就水解幾步,在分步水解中以第一步水解為主.如在Na2CO3溶液中,其離子濃度關(guān)系為:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+).
     ?、诙喾N溶液中指定離子濃度相對(duì)大小的比較.如比較NH4Cl、NH4HCO3、NH4HSO4中c(NH4+)的大小.
     ?、蹆煞N溶液混合后離子濃度相對(duì)大小的比較.解題規(guī)律:首先是判斷兩種電解質(zhì)能否反應(yīng);其次是看反應(yīng)物是否過(guò)量;第三是分析電解質(zhì)在水溶液中電離及可能存在的電離平衡、水解平衡等問(wèn)題;最后比較離子濃度的相對(duì)大小.
      2、守恒思想在溶液中的應(yīng)用.
      如:0.1 moL/L Na2S溶液中:
      c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)——電荷守恒
      c(HS-)+c(H2S)+c(S2-)=0.1 mol/L
      c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)——物料守恒
      c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)——質(zhì)子守恒
    要點(diǎn)三、酸堿中和反應(yīng)的三種常見(jiàn)情況分析
      1、等體積、等物質(zhì)的量濃度的酸HA與堿MOH混合.
    HAMOHc(H+)酸與c(OH-)堿大小溶液酸堿性離子濃度大小順序
    強(qiáng)強(qiáng)=中性c(A-)=c(M+)>c(OH-)=c(H+)
    強(qiáng)弱>酸性c(A-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)
    弱強(qiáng)<?jí)A性c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
      規(guī)律:誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性,同強(qiáng)顯中性.
      2、等體積的酸HA和堿MOH混合(pH酸+pH堿=14).
    HAMOHc(HA)與c(MOH)大小溶液酸堿性離子濃度大小順序
    強(qiáng)強(qiáng)=中性c(A-)=c(M+)>c(OH-)=c(H+)
    強(qiáng)弱<?jí)A性(一般)c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
    弱強(qiáng)>酸性(一般)c(A-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)
      規(guī)律:誰(shuí)過(guò)量顯誰(shuí)性.
    要點(diǎn)四、相關(guān)簡(jiǎn)單計(jì)算
      計(jì)算溶液中由水電離出的H+或OH-濃度的方法(以25℃為例).
      1、中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol/L.
      2、溶質(zhì)為酸的溶液:此時(shí)溶液中的H+有兩個(gè)來(lái)源:酸電離與水電離;OH-只有一個(gè)來(lái)源:水電離,且水電離出的H+與OH-濃度相等.
      如計(jì)算pH=2的鹽酸中由水電離出的c(H+):方法是先求出溶液中的c(OH-)=10-12 mol/L,也就是水電離出的c(OH-)=10-12 mol/L,水電離出的c(H+)=水電離出的c(OH-)=10-12 mol/L.
      3、溶質(zhì)為堿的溶液:此時(shí)溶液中的OH-有兩個(gè)來(lái)源:堿電離與水電離;H+只有一個(gè)來(lái)源:水電離,且水電離出的H+與OH-濃度相等.
      4、水解呈酸性或堿性的鹽溶液:此時(shí)溶液中的H+和OH-均由水電離產(chǎn)生.如pH=2的NH4Cl溶液中由水電離出的c(H+)=10-2 mol/L,pH=12的Na2CO3溶液中由水電離出的c(OH-)=10-2 mol/L.
    要點(diǎn)五、溶液中離子共存的判斷
      應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行分析:
      1、看離子間是否生成難溶(或微溶)的物質(zhì).若能生成,這些離子就不能大量共存,如Fe3+和OH-、Ba2+和SO42-、Ca2+和CO32-等.
      2、看離子間是否生成氣體或揮發(fā)性物質(zhì),若能生成,這些離子就不能大量共存,如H+和CO32-、H+和S2-等.
      3、若離子間能生成難電離物質(zhì),這些離子就不能大量共存,如H+和F-、NH4+和OH-、H+和OH-等.
      4、若離子間能發(fā)生氧化還原反應(yīng),這些離子就不能大量共存.如Fe3+和S2-、MnO4-和I-、S2-和ClO-等.
      5、看離子間在水溶液中能否發(fā)生完全雙水解反應(yīng),若能發(fā)生,則離子不能共存,如Al3+和A1O2-、NH4+和SiO32-、Fe3+和CO32-等.
      6、看離子間能否發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),如Fe3+和SCN-,此外還需要注意外加條件的暗示,如無(wú)色透明溶液即不含有色離子,如Fe3+、Fe2+、Cu2+、MnO4-等,pH=1的溶液含有大量H+等.
    要點(diǎn)六、判斷電離方程式、離子方程式正誤
      1、看離子反應(yīng)是否符合客觀事實(shí),不可主觀臆造產(chǎn)物及反應(yīng).如Cu+2H+-Cu2++H2↑就不符合客觀事實(shí).
      2、看“-”“”“↑”“↓”等是否正確.
      3、看表示各物質(zhì)的化學(xué)式是否正確.如HCO3-不能寫(xiě)成CO32-+H+,HSO4-通常應(yīng)寫(xiě)成SO42-+H+等.
      4、看是否漏掉離子反應(yīng).如Ba(OH)2溶液與硫酸銅溶液反應(yīng),既要寫(xiě)B(tài)a2+與SO42-的離子反應(yīng),又要寫(xiě)Cu2+與OH-的離子反應(yīng).
      5、看電荷是否守恒.如FeCl2溶液與Cl2反應(yīng),不能寫(xiě)成Fe2++Cl2-Fe3++2Cl-,而應(yīng)寫(xiě)成2Fe2++Cl2-2Fe3++2Cl-,同時(shí)兩邊各原子數(shù)也應(yīng)相等.
      6、看反應(yīng)物或產(chǎn)物的配比是否正確.如稀H2SO4與Ba(OH)2溶液反應(yīng)不能寫(xiě)成H++OH-+SO42-+Ba2+-BaSO4↓+H2O,應(yīng)寫(xiě)成2H++2OH-+SO42-+Ba2+-BaSO4↓+2H2O;又如過(guò)量的氯氣通入FeI2溶液中,不能寫(xiě)成2Fe2++2I-+2Cl2-2Fe3++I2+4Cl-,應(yīng)寫(xiě)成2Fe2++4I-+3Cl2-2Fe3++2I2+6Cl-.
      7、看是否符合題設(shè)條件及要求.如“過(guò)量”“少量”“等物質(zhì)的量”“適量”“任意量”以及滴加順序等對(duì)反應(yīng)方程式的影響,即某些反應(yīng)的反應(yīng)物的量不同,相應(yīng)的離子反應(yīng)方程式可能不同.
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