第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 电离平衡
水溶液的重要意义:
水溶液是生命体及其赖以生存的环境;许多化学反应都是在水溶液中进行,与日常生活、工农业生产和环境保护息息相关。
水溶液中常见的离子反应与平衡:
酸、碱、盐等电解质在水溶液中发生离子反应,存在弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、难溶电解质的沉淀溶解平衡。
一、强电解质和弱电解质
酸、碱、盐是常见的电解质,在水中能电离出阳离子、阴离子。
如,日常生活中,常用盐酸清洁卫生间洁具的污垢(主要成分是碳酸钙、氢氧化镁等)。醋酸也能与碳酸钙、氢氧化镁反应,并且腐蚀性比盐酸小,为什么不用醋酸代替盐酸清洗污垢。
是否与它们的电离情况有关?
实验:比较盐酸、醋酸的电离程度。
实验原理:
(1)用pH计测溶液的pH,pH越小,则氢离子的浓度越高;
(2)用电流计测溶液的导电能力,溶液中的离子浓度越高,导电能力越强;
(3)分别与金属镁反应,产生氢气越快,氢离子的浓度越高。
实验步骤:
取相同体积,0.1 mol/L的盐酸和醋酸。
(1)将pH计(酸度计)分别插入盐酸和醋酸中,测出并记录其pH。
(2)取一个直流电源、电流计,分别测出盐酸和醋酸的导电性,测出并记录电流计的读数。
(3)取两支试管,分别加入质量相同的镁条(先用砂布去掉其表面的氧化膜),再分别加入5 mL盐酸和醋酸,观察现象。
实验现象:
(1)盐酸的pH较小,醋酸的pH较大,说明盐酸中的氢离子浓度较大,醋酸中的氢离子浓度较小。
(2)盐酸的导电能力较强,醋酸的导电能力较弱,说明盐酸中的离子浓度较大,醋酸中的离子浓度较小。
(3)镁条表面均有气泡产生,但盐酸中的镁条表面产生气泡较快,而醋酸中的镁条表面产生气泡较慢,说明盐酸中氢离子浓度较大,醋酸中氢离子浓度较小。
实验结论:
HCl和CH3COOH的电离程度不同,盐酸中的离子浓度较大,醋酸中的离子浓度较小。
可用电离方程式表示其电离情况:
小结:
1、电解质在水溶液中并不是全部电离,其电离程度有强弱之分。
强电解质:能够全部电离的电解质。包括强酸、强碱和大部分的盐,如HCl、NaOH、NaCl等。
弱电解质:只能部分电离的电解质。包括弱酸、弱碱、水。如CH3COOH、NH3·H2O等。
2、强电解质的水溶液中只有电离出的阴离子、阳离子,不存在电解质的分子;弱电解质的水溶液中既有阴离子、阳离子,又有电解质分子。
3、电离方程式的书写
多元弱酸分步电离,电离方程式分步书写;多元弱碱也分步电离,但电离方程式一步书写。如:
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